專利名稱：半導(dǎo)體芯片及集成電路結(jié)構(gòu)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明是有關(guān)于一種具有密封環(huán)的半導(dǎo)體芯片，特別是有關(guān)于一種可防 止水氣穿透密封環(huán)的半導(dǎo)體芯片及集成電路結(jié)構(gòu)。
背景技術(shù)：
密封環(huán)(seal ring)成型在半導(dǎo)體制造工藝后端中是一很重要的部分。密封 環(huán)是圍繞著集成電路的壓力保護(hù)結(jié)構(gòu)，其可防止半導(dǎo)體芯片中的內(nèi)部電路不 受到由來自于晶片的半導(dǎo)體芯片的切割所引起的損壞。
傳統(tǒng)的密封環(huán)是由內(nèi)連金屬線及連結(jié)中介窗所構(gòu)成。圖l顯示一現(xiàn)有密 封環(huán)10的部分構(gòu)造示意圖。密封環(huán)IO通常是成形于一劃線12(有時也可被 稱為切割道)的內(nèi)側(cè)上。 一電路區(qū)域(未顯示)是位于圖1內(nèi)的左側(cè)上，而一切 割區(qū)域(在切割過程中被切割的區(qū)域)是位于圖I內(nèi)的右側(cè)上。
密封環(huán)IO包括有由金屬線14及導(dǎo)電中介窗18所組成的內(nèi)連金屬元件。 金屬線14及導(dǎo)電中介窗18均是成形于介電層16之中，并且金屬線14及導(dǎo) 電中介窗18是物理上連結(jié)的。此外， 一保護(hù)薄膜20是成形于密封環(huán)10之(一 頂層)上。
由于密封環(huán)10及保護(hù)薄膜20的存在，位于密封環(huán)10內(nèi)側(cè)上的電路區(qū) 域可免于受到外部環(huán)境的影響，因而可確保在一長時間后的半導(dǎo)體裝置特性 的穩(wěn)定度。傳統(tǒng)上，密封環(huán)是電性浮動且不會提供電性保護(hù)。
密封環(huán)10的進(jìn)一步功能是要使位于其內(nèi)側(cè)上的集成電路免于受到由水 氣所引起的退化。由于介電層16通常是由多孔低介電常數(shù)的介電材料所構(gòu) 成，故水氣會輕易地穿透介電層16而到達(dá)集成電路處。因?yàn)橛山饘偎鶚?gòu)成 的密封環(huán)IO能阻礙水氣穿透路徑，故水氣穿透現(xiàn)象會大幅減少。

發(fā)明內(nèi)容
為了符合永久發(fā)展的定型應(yīng)用的需求，密封環(huán)的設(shè)計(jì)必須被定型化，為此，本發(fā)明即揭示了一種密封環(huán)的定型化設(shè)計(jì)，本發(fā)明基本上采用如下所詳 述的特征以解決上述的問題。本發(fā)明的一實(shí)施例提供一種半導(dǎo)體芯片，包括 一密封環(huán)，鄰接于該半 導(dǎo)體芯片的邊緣； 一開口，從該密封環(huán)的一頂面延伸至該密封環(huán)的一底面， 其中，該開口具有一第一端及一第二端，該第一端位于該密封環(huán)的一外側(cè)上， 以及該第二端位于該密封環(huán)的一內(nèi)側(cè)上；以及一水氣擋塊，具有一側(cè)壁，其 中，該側(cè)壁平行于該密封環(huán)的一最近側(cè)，以及該水氣擋塊鄰接于該密封環(huán)， 并且具有面對該開口的一部分。上述的半導(dǎo)體芯片，其中優(yōu)選地，該開口及該水氣擋塊具有可比擬于該 開口的一寬度的一距離。上述的半導(dǎo)體芯片，其中優(yōu)選地，該水氣擋塊物理上分離于該密封環(huán)。上述的半導(dǎo)體芯片，其中優(yōu)選地，該開口將該密封環(huán)分割成一第一端及 一第二端，以及該水氣擋塊僅連接于該密封環(huán)的該第一端或該第二端。上述的半導(dǎo)體芯片，其中優(yōu)選地，還包括一額外水氣擋塊，其中，該額 外水氣擋塊鄰接于該開口 ，并且相對于該水氣擋塊而位于該密封環(huán)的一相對上述的半導(dǎo)體芯片，其中優(yōu)選地，還包括一額外密封環(huán)，鄰接于該半導(dǎo) 體芯片的邊緣，其中，該額外密封環(huán)具有一額外開口，以及該密封環(huán)的該開 口不與該額外密封環(huán)的該額外開口排列在一直線上。上述的半導(dǎo)體芯片，其中優(yōu)選地，該開口的寬度小于2pm。 本發(fā)明的另一實(shí)施例提供一種集成電路結(jié)構(gòu)，包括 一半導(dǎo)體芯片；一密封環(huán)，具有一第一側(cè)、 一第二側(cè)、 一第三側(cè)及一第四側(cè)，其中，該第一側(cè)、 該第二側(cè)、該第三側(cè)及該第四側(cè)分別鄰接于該半導(dǎo)體芯片的邊緣，該第一側(cè)、該第二側(cè)、該第三側(cè)及該第四側(cè)互相連接于彼此，以及該密封環(huán)包括多條第一金屬線，分別位于多個介電層之中；多條中介窗條，連接于所述第一金 屬線；及一幵口，延伸穿過所述第一金屬線及所述中介窗條，其中，該開口 分開密封環(huán)的一第一端及一第二端；以及一擋塊，具有多條第二金屬線及多 個連結(jié)中介窗，其中，所述第二金屬線及所述連結(jié)中介窗位于所述介電層之 中，該擋塊鄰接于該開口，并且面對該開口，以及該擋塊至多連接于該密封 環(huán)的該第一端或該第二端。上述的集成電路結(jié)構(gòu)，其中優(yōu)選地，該密封環(huán)的所述中介窗條及所述第 一金屬線具有相同的寬度，以及該擋塊的所述第二金屬線及所述連結(jié)中介窗 具有相同的寬度。
上述的集成電路結(jié)構(gòu)，其中優(yōu)選地，由該擋塊及該密封環(huán)所定義的一路
徑具有一長度及一寬度，以及該長度對于該寬度的比值大于20。
本發(fā)明的再一實(shí)施例提供一種半導(dǎo)體芯片，包括 一第一密封環(huán)，鄰接 于該半導(dǎo)體芯片的邊緣； 一第一開口，位于該第一密封環(huán)之中，其中，該第
一開口從該第一密封環(huán)的一頂層延伸至該第一密封環(huán)的一底層，并且阻止該 第一密封環(huán)形成一環(huán)圈； 一第二密封環(huán)，鄰接于該半導(dǎo)體芯片的邊緣；以及
一第二開口，位于該第二密封環(huán)之中，其中，該第二開口從該第二密封環(huán)的 一頂層延伸至該第二密封環(huán)的一底層，并且阻止該第二密封環(huán)形成一環(huán)圈， 以及該第一開口不與該第二開口排列在一直線上。
上述的半導(dǎo)體芯片，其中優(yōu)選地，該第一開口及該第二開口面對該半導(dǎo) 體芯片的不同邊緣。
上述的半導(dǎo)體芯片，其中優(yōu)選地，該第一開口及該第二開口分別具有一 行進(jìn)長度，以及該行進(jìn)長度大于該第一密封環(huán)的寬度及該第二密封環(huán)的寬 度。
本發(fā)明的特點(diǎn)在于中斷的密封環(huán)可降低噪聲耦合，以及通過延伸水氣行 進(jìn)路徑和/或水氣擋塊的成型來降低水氣穿透。


圖1顯示一現(xiàn)有密封環(huán)的部分構(gòu)造示意圖2顯示本發(fā)明的一實(shí)施例的俯視示意圖，其中， 一密封環(huán)具有一開口； 圖3A及圖3B分別顯示本發(fā)明的一實(shí)施例的俯視及剖面示意圖，其中， 水氣擋塊鄰接于一密封環(huán)中的一開口 ；
圖4及圖5顯示水氣擋塊的變異；以及
圖6A至圖7B顯示具有兩密封環(huán)的實(shí)施例的俯視示意圖，其中，每一個 密封環(huán)均具有一開口。
其中，附圖標(biāo)記說明如下
10 密封環(huán) 12~劃線 14 金屬線16~介電層
22 半導(dǎo)體芯片 28~集成電路 40、 42 水氣擋塊 47、 39 金屬線部
18 導(dǎo)電中介窗 20 保護(hù)薄膜 24~密封環(huán) 26、 52 開口
34 夕卜側(cè) 36 內(nèi)偵lj
46、 38~中介窗部
50 額外密封環(huán)、犧牲密封環(huán)
Wl、 Wl'、 W2、 W3、 W4、 W5 寬度
Ll、 L2 長度
具體實(shí)施例方式
為使本發(fā)明的上述目的、特征和優(yōu)點(diǎn)能更明顯易懂，下文特舉較佳實(shí)施 例并配合所附附圖做詳細(xì)說明。
以下配合

本發(fā)明的較佳實(shí)施例。
圖2顯示一半導(dǎo)體芯片22的俯視示意圖。半導(dǎo)體芯片22包括有鄰接于 其邊緣的一密封環(huán)24。集成電路28是成形于密封環(huán)24的一內(nèi)側(cè)36上。集 成電路28可以成形于半導(dǎo)體芯片22中的一半導(dǎo)體基底(未顯示)的表面處。 在另一方面，密封環(huán)24是成形于位在半導(dǎo)體基底上的金屬化層之中。
一開口 26會打斷密封環(huán)24的環(huán)路。有利的是，被打斷的密封環(huán)24會 阻擋一噪聲耦合路徑(noise-coupling path)。噪聲阻擋特別是有利于將集成電 路隔絕于由高頻電路(例如，射頻電路)所產(chǎn)生的噪聲。在一第一實(shí)施例之中， 集成電路28包括有一高頻電路，其可能會不利地影響位于半導(dǎo)體芯片22外 的集成電路。在一第二實(shí)施例之中，高頻電路是位于半導(dǎo)體芯片22之外， 以及集成電路28因此需要免于受到噪聲耦合。由于密封環(huán)24具有由中介窗 或中介窗條所連結(jié)的多個金屬化層，故開口 26會一路從密封環(huán)24的最上層 延伸至其最下層。
然而，噪聲阻擋會造成密封環(huán)24的水氣阻止功能降低。由于密封環(huán)24 是成形于介電層(未顯示)之中，而介電層較佳地會具有低介電常數(shù)(例如，低 于3.5)，故水氣可能會從半導(dǎo)體芯片22的邊緣穿透進(jìn)入至其中及密封環(huán)24 的外側(cè)34，然后水氣會通過開口 26到達(dá)內(nèi)側(cè)36及集成電路28。如上所述， 由水氣所引發(fā)的可靠度降低會發(fā)生于集成電路28處。在此附圖的例子中， 水氣可能會沿著由箭頭30所標(biāo)示的一路徑穿透。
在本發(fā)明的實(shí)施例之中，水氣穿透現(xiàn)象是通過延伸水氣行進(jìn)路徑和/或使水氣行進(jìn)路徑變窄而被降低。圖3A顯示一實(shí)施例的俯視示意圖。為了簡化
起見，只有一部分具有開口26的密封環(huán)24顯示于圖3A之中。為了使水氣 行進(jìn)路徑變窄，開口 26的寬度W2最好是很小。在一實(shí)施例之中，開口26 的寬度W2是小于約0.8(im，而較佳地是小于約0.2nm。在可供選擇的實(shí)施 例之中，寬度W2是小于約密封環(huán)24的寬度W1的百分之80，而較佳地是 小于約密封環(huán)24的寬度Wl的百分之10。在另一實(shí)施例之中，寬度W2為 成形技術(shù)所能允許的最小寬度。
在一較佳實(shí)施例之中，水氣行進(jìn)路徑的增加是通過形成水氣擋塊來達(dá) 成，如圖3A至圖5所示。如圖3A所示，水氣擋塊40是成形于密封環(huán)24 的一側(cè)上。較佳地，水氣擋塊40是由與密封環(huán)24相同的金屬所制成，并且 水氣擋塊40是與密封環(huán)24同時成型。在一更佳實(shí)施例之中， 一額外的水氣 擋塊42是成形于密封環(huán)24的一相對側(cè)上并相對于水氣擋塊40。為了到達(dá)位 于密封環(huán)24的內(nèi)側(cè)36上的集成電路28，水氣必須沿著連接外側(cè)34及內(nèi)側(cè) 36的開口(包括開口 26)行進(jìn)。因此，假設(shè)水氣擋塊40及42在開口 26的左 側(cè)及右側(cè)上各具有一左半部及一右半部，則水氣行進(jìn)路徑的長度會增加至 L1+W1。較佳地，在水氣擋塊40及42與密封環(huán)24之間的距離W3是很小 的，其規(guī)格與W2相同。如上所述，在一示范實(shí)施例之中，開口26的寬度 W2與距離W3是可比擬(comparable)的。
圖3B顯示根據(jù)圖3A的線A-A，所繪示的剖面示意圖。圖3B顯示了水氣 擋塊40及42延伸穿過所有的金屬化層，其中，密封環(huán)24是成形于金屬化 層之中。每一個水氣擋塊40及42均具有多個中介窗部46及多個金屬線部 47，其中，中介窗部46連接位于不同金屬化層中的個別金屬線部47。中介 窗部46較佳地為連續(xù)的中介窗條。為了提供良好的水氣阻擋能力，中介窗 部46的寬度W4最好是接近金屬線部47的寬度W5。在一示范實(shí)施例之中， 寬度W4等于寬度W5。因此，每一個水氣擋塊40及42均是從密封環(huán)24的 頂層延伸至其底層的一整合板。同樣地，密封環(huán)24具有多個中介窗部38及 多個金屬線部39。每一個中介窗部38及每一個金屬線部39較佳地幾乎形成 一環(huán)圈，除了被開口26所打斷處(如圖2及圖3A所示)。為了獲得最佳的水 氣阻擋效果，中介窗部38的寬度Wl'最好等于金屬線部39的寬度Wl 。
在圖4之中，水氣擋塊40的一端是連接于密封環(huán)24的一端，以及水氣擋塊42的一端是連接于密封環(huán)24的另一端。圖5繪示一可選擇的實(shí)施例， 其中，水氣擋塊40及42均是連接于中斷的密封環(huán)24的一相同端。在顯示于圖3A至圖5中的每一個實(shí)施例之中，由水氣擋塊40及42的 成形所增加的額外水氣行進(jìn)路徑最好具有遠(yuǎn)大于寬度W3的長度L2。在一示 范實(shí)施例之中，L2對于W3的比例較佳地是約大于2，而最好是大約介于20 與100之間。圖6A繪示用來減少水氣穿透的另一實(shí)施例。 一額外密封環(huán)50(通常也可 被稱做犧牲密封環(huán)50)是成形于密封環(huán)24與半導(dǎo)體芯片22的邊緣之間。犧 牲密封環(huán)50還具有一開口 52。較佳地，開口 26并不與開口 52排列在一直 線上，如此一來，穿透犧牲密封環(huán)50的水氣就必須行進(jìn)一很大的距離才能 到達(dá)開口26。因此，水氣穿透現(xiàn)象即會降低。在一實(shí)施例之中，開口26及 52分別面對半導(dǎo)體芯片22的不同邊緣，如圖6A所示。此外，開口26及52 面對半導(dǎo)體芯片22的一相同邊緣，但以夠遠(yuǎn)的距離間隔于彼此。舉例來說， 開口26及52可以是鄰接于不同的角落，如圖6B所示。此外，圖6A及圖6B所示的每一個開口 26及52的水氣行進(jìn)長度可以運(yùn) 用顯示于圖3A至圖5中的概念來被延長，而其示范實(shí)施例是如圖7A及圖 7B所示。由于中斷密封環(huán)的存在，在密封環(huán)中的噪聲耦合路徑會被打斷。增加水 氣行進(jìn)路徑可降低由位于在密封環(huán)中的開口所造成的水氣穿透現(xiàn)象的不利 增加。因此，集成電路的可靠度降低現(xiàn)象即可被減少。更有利的是，本發(fā)明 的實(shí)施例不會造成任何額外的成本。雖然本發(fā)明己以較佳實(shí)施例揭示于上，然而其并非用以限定本發(fā)明，任 何本領(lǐng)域技術(shù)人員，在不脫離本發(fā)明的精神和范圍內(nèi)，當(dāng)可作些許的更動與 潤飾，因此本發(fā)明的保護(hù)范圍當(dāng)視權(quán)利要求所界定的范圍為準(zhǔn)。
權(quán)利要求
1.一種半導(dǎo)體芯片，包括一密封環(huán)，鄰接于該半導(dǎo)體芯片的邊緣；一開口，從該密封環(huán)的一頂面延伸至該密封環(huán)的一底面，其中，該開口具有一第一端及一第二端，該第一端位于該密封環(huán)的一外側(cè)上，以及該第二端位于該密封環(huán)的一內(nèi)側(cè)上；以及一水氣擋塊，具有一側(cè)壁，其中，該側(cè)壁平行于該密封環(huán)的一最近側(cè)，以及該水氣擋塊鄰接于該密封環(huán)，并且具有面對該開口的一部分。
2. 如權(quán)利要求1所述的半導(dǎo)體芯片，其中，該開口及該水氣擋塊具有可 比擬于該開口的一寬度的一距離。
3. 如權(quán)利要求1所述的半導(dǎo)體芯片，其中，該水氣擋塊物理上分離于該 密封環(huán)。
4. 如權(quán)利要求1所述的半導(dǎo)體芯片，其中，該開口將該密封環(huán)分割成一 第一端及一第二端，以及該水氣擋塊僅連接于該密封環(huán)的該第一端或該第二A山順°
5. 如權(quán)利要求1所述的半導(dǎo)體芯片，還包括一額外水氣擋塊，其中，該 額外水氣擋塊鄰接于該開口 ，并且相對于該水氣擋塊而位于該密封環(huán)的一相 對側(cè)上。
6. 如權(quán)利要求1所述的半導(dǎo)體芯片，還包括一額外密封環(huán)，鄰接于該半 導(dǎo)體芯片的邊緣，其中，該額外密封環(huán)具有一額外開口，以及該密封環(huán)的該 開口不與該額外密封環(huán)的該額外開口排列在一直線上。
7. 如權(quán)利要求1所述的半導(dǎo)體芯片，其中，該開口的寬度小于2pm。
8. —種集成電路結(jié)構(gòu)，包括 一半導(dǎo)體芯片；一密封環(huán)，具有一第一側(cè)、 一第二側(cè)、 一第三側(cè)及一第四側(cè)，其中，該 第一側(cè)、該第二側(cè)、該第三側(cè)及該第四側(cè)分別鄰接于該半導(dǎo)體芯片的邊緣， 該第一側(cè)、該第二側(cè)、該第三側(cè)及該第四側(cè)互相連接于彼此，以及該密封環(huán) 包括多條第一金屬線，分別位于多個介電層之中；多條中介窗條，連接于所述第一金屬線；及一開口，延伸穿過所述第一金屬線及所述中介窗條，其中，該開口分開 密封環(huán)的一第一端及一第二端；以及一擋塊，具有多條第二金屬線及多個連結(jié)中介窗，其中，所述第二金屬 線及所述連結(jié)中介窗位于所述介電層之中，該擋塊鄰接于該開口，并且面對 該開口，以及該擋塊至多連接于該密封環(huán)的該第一端或該第二端。
9. 如權(quán)利要求8所述的集成電路結(jié)構(gòu)，其中，該密封環(huán)的所述中介窗條 及所述第一金屬線具有相同的寬度，以及該擋塊的所述第二金屬線及所述連 結(jié)中介窗具有相同的寬度。
10. 如權(quán)利要求8所述的集成電路結(jié)構(gòu)，其中，由該擋塊及該密封環(huán)所定 義的一路徑具有一長度及一寬度，以及該長度對于該寬度的比值大于20。
11. 一種半導(dǎo)體芯片，包括 一第一密封環(huán)，鄰接于該半導(dǎo)體芯片的邊緣；一第一開口，位于該第一密封環(huán)之中，其中，該第一開口從該第一密封 環(huán)的一頂層延伸至該第一密封環(huán)的一底層，并且阻止該第一密封環(huán)形成一環(huán) 圈；一第二密封環(huán)，鄰接于該半導(dǎo)體芯片的邊緣；以及一第二開口，位于該第二密封環(huán)之中，其中，該第二開口從該第二密封 環(huán)的一頂層延伸至該第二密封環(huán)的一底層，并且阻止該第二密封環(huán)形成一環(huán) 圈，以及該第一開口不與該第二開口排列在一直線上。
12. 如權(quán)利要求11所述的半導(dǎo)體芯片，其中，該第一開口及該第二開口 面對該半導(dǎo)體芯片的不同邊緣。
13. 如權(quán)利要求11所述的半導(dǎo)體芯片，其中，該第一開口及該第二開口 分別具有一行進(jìn)長度，以及該行進(jìn)長度大于該第一密封環(huán)的寬度及該第二密 封環(huán)的寬度。 '
全文摘要
本發(fā)明提供一種半導(dǎo)體芯片及集成電路結(jié)構(gòu)。該半導(dǎo)體芯片包括一密封環(huán)、一開口及一水氣擋塊；密封環(huán)鄰接于半導(dǎo)體芯片的邊緣；開口從密封環(huán)的一頂面延伸至密封環(huán)的一底面；開口具有一第一端及一第二端；第一端位于密封環(huán)的一外側(cè)上，以及第二端位于密封環(huán)的一內(nèi)側(cè)上；水氣擋塊具有一側(cè)壁；側(cè)壁平行于密封環(huán)的一最近側(cè)；水氣擋塊鄰接于密封環(huán)，并且具有面對開口的一部分。本發(fā)明的特點(diǎn)在于中斷的密封環(huán)可降低噪聲耦合，以及通過延伸水氣行進(jìn)路徑和/或水氣擋塊的成型來降低水氣穿透。
文檔編號H01L23/28GK101286483SQ20071014132
公開日2008年10月15日 申請日期2007年8月6日 優(yōu)先權(quán)日2007年4月10日
發(fā)明者林建宏, 王建榮 申請人:臺灣積體電路制造股份有限公司