專(zhuān)利名稱(chēng)：具有出色抗水能力的半導(dǎo)體器件的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種半導(dǎo)體器件的結(jié)構(gòu)；更具體地說(shuō)，涉及不透水的壁的結(jié)構(gòu)(這些壁在下文中稱(chēng)為密封環(huán))，這些壁被作為單個(gè)單元而提供，其穿過(guò)提供在半導(dǎo)體襯底上的每個(gè)層間介電膜，且提供在半導(dǎo)體芯片的外圍，以密封半導(dǎo)體芯片的內(nèi)部部分。
背景技術(shù)：
在制造半導(dǎo)體器件的工藝中，在晶片狀態(tài)中進(jìn)行規(guī)定的過(guò)程后，晶片被切割成芯片大小，以獲得每個(gè)半導(dǎo)體芯片。在半導(dǎo)體器件制造中的主要問(wèn)題是防止空氣中的水分或在切割中防止水分滲過(guò)切割芯片的橫截面而降低了內(nèi)部器件的性能。
為了實(shí)現(xiàn)該目的，常用的方法是芯片的外圍被一種通常稱(chēng)為密封環(huán)的金屬圖形覆蓋。作為這種密封環(huán)的金屬層一般在形成芯片的內(nèi)部布線圖形的同時(shí)形成。在現(xiàn)有技術(shù)中，這種類(lèi)型的密封環(huán)2由包圍芯片外圍的簡(jiǎn)單矩形圖形形成，如圖1所示。因此，密封環(huán)2形成有從芯片的角落上向外突出的尖角落形狀(作為示例，參考公開(kāi)號(hào)為2000-150429的日本專(zhuān)利申請(qǐng)的第3-5頁(yè)和圖3。
通常，當(dāng)該芯片暴露到熱循環(huán)中時(shí)，壓力傾向于集中在芯片的角落上，因此，芯片的角落容易發(fā)生斷裂。此時(shí)，在密封環(huán)2被形成為上述簡(jiǎn)單矩形形狀的半導(dǎo)體芯片中，在密封環(huán)2內(nèi)部的區(qū)域內(nèi)的角落上可能會(huì)發(fā)生斷裂。在這種情況中，水分可能從斷裂部分進(jìn)入芯片內(nèi)部，且不能有效獲得用于防止水分滲入的密封環(huán)2的功能。
作為用于抑制出現(xiàn)這種問(wèn)題的結(jié)構(gòu)，常見(jiàn)的一個(gè)示例是密封環(huán)2在角落上相對(duì)于芯片的每一側(cè)擴(kuò)展45°，如圖2所示。通過(guò)這種布置方式，密封環(huán)2在角落上比矩形圖形更向內(nèi)部放置。因而，這種結(jié)構(gòu)提供了一定的效果，使針對(duì)由于在芯片的角落上發(fā)生斷裂而導(dǎo)致水分滲入芯片內(nèi)部的抗水能力有所提高。
采用多個(gè)密封環(huán)類(lèi)似于獲得了抑制由于發(fā)生斷裂而喪失密封環(huán)的功能的效果。
但是，為了擴(kuò)展能夠被有效使用的芯片區(qū)，優(yōu)選地，密封環(huán)盡可能地向外面放置。在如上所述的密封環(huán)在角落上簡(jiǎn)單地向內(nèi)放置的密封環(huán)結(jié)構(gòu)中，為了防止在角落上發(fā)生斷裂，密封環(huán)在非角落的區(qū)域內(nèi)也必須更多地朝芯片的內(nèi)部放置。因而限制了能夠被有效使用的芯片區(qū)。
進(jìn)而，如果考慮到在角落上發(fā)生斷裂的頻率和滲入的深度，那么在一些情況中簡(jiǎn)單地增加密封環(huán)的個(gè)數(shù)的結(jié)構(gòu)并不能成為防止斷裂的有效措施。確切地說(shuō)，由于介電膜自身上的水分吸收程度、低機(jī)械強(qiáng)度和對(duì)布線金屬的低粘附性，采用最近幾年在高集成電路中使用且具有低介電常數(shù)的層間介電膜的半導(dǎo)體器件需要有更牢固的密封環(huán)。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的一個(gè)目標(biāo)是提供一種帶有密封環(huán)結(jié)構(gòu)的半導(dǎo)體器件，其中密封環(huán)結(jié)構(gòu)能夠提高針對(duì)角落上的斷裂的抗水能力。
本發(fā)明的另一目標(biāo)是提供一種帶有密封環(huán)結(jié)構(gòu)的半導(dǎo)體器件，密封環(huán)結(jié)構(gòu)可以提高帶有高集成電路的半導(dǎo)體器件內(nèi)的抗水能力，其中高集成電路采用具有低介電常數(shù)的介電膜。
用于實(shí)現(xiàn)這些目標(biāo)的本發(fā)明的半導(dǎo)體器件是向密封環(huán)添加在角落上向內(nèi)延伸的直線部分的結(jié)構(gòu)，其中，密封環(huán)通常是由簡(jiǎn)單的矩形平面圖形形成包圍半導(dǎo)體器件的外圍區(qū)的形狀，因此平面圖形還包含有在角落上的小矩形平面圖形。盡管在熱循環(huán)期間由于壓力而導(dǎo)致發(fā)生斷裂，在半導(dǎo)體器件的角落上斷裂相對(duì)較深地延伸到內(nèi)部區(qū)域中，但這種結(jié)構(gòu)防止了密封環(huán)的整體損壞，因而，能夠減少出現(xiàn)整體喪失由密封環(huán)所構(gòu)成的密封的功能的情況。
此外，根據(jù)本發(fā)明的另一實(shí)施例的半導(dǎo)體器件，密封環(huán)帶有平面圖形，其中，在非角落的外圍區(qū)域內(nèi)，半導(dǎo)體器件的內(nèi)部部分由n(n是等于或大于1的整數(shù))組的直線部分與外部隔離，在角落上，內(nèi)部部分由(n+1)或更多組的直線部分與外部隔離。以這種方式在角落上增加用于把內(nèi)部部分與外部隔離的密封環(huán)的個(gè)數(shù)能夠大大降低在角落上發(fā)生斷裂的可能性，在角落上容易發(fā)生斷裂且會(huì)導(dǎo)致喪失由密封環(huán)所構(gòu)成的密封的功能。
因此，特別在使用具有低介電常數(shù)的膜作為介電膜的時(shí)候和即使在容易發(fā)生斷裂的角落上，借助由密封環(huán)所實(shí)現(xiàn)的密封的功能，本發(fā)明能夠防止介電膜對(duì)水分的吸收，從而防止了由于對(duì)水分的吸收而導(dǎo)致器件變壞，其中，具有低介電常數(shù)的膜的特征是高水分吸收和低機(jī)械強(qiáng)度。
參考示出了本發(fā)明的示例的附圖，下面的描述將使本發(fā)明的上述和其它目標(biāo)、特性和優(yōu)點(diǎn)變得清楚明了。


圖1是示出了作為現(xiàn)有技術(shù)的一個(gè)示例的半導(dǎo)體器件的密封環(huán)的結(jié)構(gòu)的平面圖；圖2是示出了作為現(xiàn)有技術(shù)的另一示例的半導(dǎo)體器件的密封環(huán)的結(jié)構(gòu)的平面圖；圖3是本發(fā)明的實(shí)施例的半導(dǎo)體器件的平面圖；圖4是圖3中的半導(dǎo)體器件的一個(gè)角落的放大圖；
圖5是沿圖4中的B-B′線切開(kāi)的剖面圖；以及圖6是沿圖4中的A-A′線切開(kāi)的剖面圖。
具體實(shí)施例方式
如圖3所示，在本發(fā)明的半導(dǎo)體器件中，在中心區(qū)域內(nèi)形成電路單元11且放置包圍電路單元11的外圍的密封環(huán)12。
在半導(dǎo)體器件中，如圖5和6所示，在硅襯底13上相繼層疊包含元件的介電膜14、第一布線層介電膜15、第一通路介電膜16和第二布線層介電膜17。電路單元11由形成在這些介電膜中的每一個(gè)里面的元件、布線和通路(未在圖中示出)組成。
形成的密封環(huán)12穿過(guò)這些介電膜中的每一個(gè)且由與用在布線內(nèi)的金屬相同的金屬組成，其中，布線形成在這些介電膜中的每一個(gè)里面。這些密封環(huán)12能夠以與布線圖形形成方法類(lèi)似的方法而形成，且與形成半導(dǎo)體器件的布線圖形同時(shí)形成。
密封環(huán)12的平面圖形是這樣的圖形在沿半導(dǎo)體器件的外圍的三個(gè)同心組內(nèi)形成矩形圖形，其進(jìn)行延伸，以密封器件的內(nèi)部區(qū)域。以矩形形式延伸的密封環(huán)12的每個(gè)直線部分的寬是1μm且每個(gè)直線部分之間的距離是2μm。
如圖4所詳細(xì)示出，在半導(dǎo)體器件的角落上的密封環(huán)12的平面圖形還包含有向內(nèi)延伸的直線部分。這些向內(nèi)延伸的直線部分和沿外圍延伸的直線部分在角落上形成小矩形圖形。密封環(huán)12的平面圖形在角落上向內(nèi)延伸的直線部分也形成有三組。因此，半導(dǎo)體器件的內(nèi)部部分由在半導(dǎo)體器件的角落上的最少四個(gè)和最多六個(gè)的密封環(huán)12與外部隔離。
根據(jù)上述本發(fā)明的密封環(huán)12的結(jié)構(gòu)，不僅增加了密封環(huán)12的個(gè)數(shù)，還在角落上形成了向內(nèi)延伸的密封環(huán)12，其中，角落是最容易由于壓力而發(fā)生斷裂的區(qū)域。因而，能夠大大降低由于斷裂而導(dǎo)致喪失密封環(huán)的功能的可能性。
雖然已使用了具體術(shù)語(yǔ)對(duì)本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施例進(jìn)行描述，但是這種描述只是作為示例性的，且應(yīng)當(dāng)理解，在不脫離所附權(quán)利要求書(shū)的精神或范圍的情況下，可以作出改變和修改。
權(quán)利要求
1.一種半導(dǎo)體器件，包含形成在襯底上的多層介電膜；形成在所述半導(dǎo)體器件的內(nèi)部部分中的所述介電膜內(nèi)的電路單元；以及不透水的壁，其穿過(guò)所述介電膜中的每一個(gè)，密封其里面形成有所述電路單元的內(nèi)部部分，以及作為一個(gè)單元形成在所述半導(dǎo)體器件的外圍上；其中，所述壁包含在所述半導(dǎo)體器件的角落的平面矩形圖形，所述平面矩形圖形包含沿外圍延伸的直線部分和向內(nèi)延伸的直線部分。
2.如權(quán)利要求1所述的半導(dǎo)體器件，其中所述壁帶有密封所述半導(dǎo)體器件的內(nèi)部部分且至少具有三重結(jié)構(gòu)的平面圖形。
3.一種半導(dǎo)體器件，包含形成在襯底上的多層介電膜；形成在所述半導(dǎo)體器件的內(nèi)部部分中的所述介電膜內(nèi)的電路單元；以及不透水的壁，其穿過(guò)所述介電膜中的每一個(gè)，密封其里面形成有所述電路單元的內(nèi)部部分，以及作為一個(gè)單元形成在所述半導(dǎo)體器件的外圍上；其中，所述壁帶有平面圖形，在所述半導(dǎo)體器件的非角落的外圍區(qū)域內(nèi)，平面圖形用至少n(n是等于或大于1的整數(shù))組的直線部分包圍所述內(nèi)部部分且把其與外部隔離；以及在角落上，平面圖形用至少(n+1)組的直線部分把所述內(nèi)部部分與外部隔離。
4.如權(quán)利要求3所述的半導(dǎo)體器件，其中所述壁帶有密封所述內(nèi)部部分且至少具有三重結(jié)構(gòu)的平面圖形。
全文摘要
在半導(dǎo)體器件中，在內(nèi)部部分中形成電路單元且在外圍上形成密封內(nèi)部部分且由金屬層的壁組成的密封環(huán)。在角落上，密封環(huán)除了包含沿外圍延伸的直線部分還包含向內(nèi)延伸的直線部分，從而密封環(huán)形成為在每個(gè)角落上具有小矩形平面圖形的平面圖形。
文檔編號(hào)H01L21/822GK1519902SQ20041000354
公開(kāi)日2004年8月11日 申請(qǐng)日期2004年1月29日 優(yōu)先權(quán)日2003年1月30日
發(fā)明者松本明, 深瀨匡, 井口學(xué), 小室雅宏, 宏 申請(qǐng)人:恩益禧電子股份有限公司