雙密封環(huán)的制作方法
【專利摘要】一種用于集成電路的雙密封環(huán)，包括具有第一開口的第一密封環(huán)。該第一密封環(huán)圍繞集成電路。具有第二開口的第二密封環(huán)圍繞第一密封環(huán)。兩個(gè)連接件連接第一密封環(huán)的第一開口和第二密封環(huán)的第二開口。第一密封環(huán)、第二密封環(huán)以及兩個(gè)連接件形成閉環(huán)。
【專利說明】雙密封環(huán)【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明大體上涉及集成電路，具體來(lái)說，涉及一種雙密封環(huán)。
【背景技術(shù)】
[0002]集成電路中的密封環(huán)在切割(管芯切割)工藝中通過阻止裂縫來(lái)保護(hù)集成電路。密封環(huán)還可以阻擋濕氣。然而，密封環(huán)可通過密封環(huán)的金屬路徑將來(lái)自外部的射頻信號(hào)或內(nèi)部的噪音源的噪音耦合到集成電路內(nèi)部并且顯著地影響器件性能。密封環(huán)可以提供噪音路徑，在該路徑上噪音可從電路的噪音區(qū)傳到其它區(qū)。另外，由沿著密封環(huán)的感應(yīng)電流引起的互感問題也促成噪音。
[0003]對(duì)于斷開的密封環(huán)，水分可穿透斷開的空間引起諸如早期損壞的可靠性問題。斷開的密封環(huán)可能不適合于額外的低k器件。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]為了解決現(xiàn)有技術(shù)中存在的問題，根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)方面，提供了一種用于集成電路的雙密封環(huán)，包括:第一密封環(huán)，具有第一開口，所述第一密封環(huán)圍繞所述集成電路；第二密封環(huán)，具有第二開口，所述第二密封環(huán)圍繞所述第一密封環(huán)；以及兩個(gè)連接件，連接所述第一密封環(huán)的第一開口和所述第二密封環(huán)的第二開口，其中所述第一密封環(huán)、所述第二密封環(huán)以及所述兩個(gè)連接件形成閉環(huán)。
[0005]在上述雙密封環(huán)中，其中，所述第一密封環(huán)、所述第二密封環(huán)以及所述兩個(gè)連接件包括導(dǎo)電材料。
[0006]在上述雙密封環(huán)中，其中，所述第一密封環(huán)、所述第二密封環(huán)以及所述兩個(gè)連接件包括金屬。
[0007]在上述雙密封環(huán)中，其中，所述第一密封環(huán)、所述第二密封環(huán)以及所述兩個(gè)連接件包括至少一層金屬層和至少一層通孔層。
[0008]在上述雙密封環(huán)中，其中，所述第一密封環(huán)和所述第二密封環(huán)是矩形。
[0009]在上述雙密封環(huán)中，其中，所述第一密封環(huán)和所述第二密封環(huán)具有圓角。
[0010]在上述雙密封環(huán)中，其中，所述第一密封環(huán)和所述第二密封環(huán)是八邊形。
[0011 ] 在上述雙密封環(huán)中，其中，所述第一密封環(huán)和所述第二密封環(huán)具有圓角。
[0012]在上述雙密封環(huán)中，其中，所述第一開口和所述第二開口對(duì)準(zhǔn)。
[0013]在上述雙密封環(huán)中，其中，所述兩個(gè)連接件之間的距離介于10 μ m至20 μ m的范圍內(nèi)。
[0014]在上述雙密封環(huán)中，其中，所述第一密封環(huán)和所述第二密封環(huán)之間的距離介于10 μ m至50 μ m的范圍內(nèi)。
[0015]根據(jù)本發(fā)明的另一方面，還提供了一種形成用于集成電路的雙密封環(huán)的方法，包括:形成具有第一開口的第一密封環(huán)，所述第一密封環(huán)圍繞所述集成電路；形成具有第二開口的第二密封環(huán)，所述第二密封環(huán)圍繞所述第一密封環(huán)；以及形成連接所述第一密封環(huán)的第一開口和所述第二密封環(huán)的第二開口的兩個(gè)連接件，其中所述第一密封環(huán)、所述第二密封環(huán)以及所述兩個(gè)連接件形成閉環(huán)。
[0016]在上述方法中，其中，所述第一密封環(huán)、所述第二密封環(huán)以及所述兩個(gè)連接件包括導(dǎo)電材料。
[0017]在上述方法中，其中，所述第一密封環(huán)、所述第二密封環(huán)以及所述兩個(gè)連接件包括金屬。
[0018]在上述方法中，其中，所述第一密封環(huán)、所述第二密封環(huán)以及所述兩個(gè)連接件包括至少一層金屬層和至少一層通孔層。
[0019]在上述方法中，其中，所述第一密封環(huán)和所述第二密封環(huán)是矩形。
[0020]在上述方法中，其中，所述第一密封環(huán)和所述第二密封環(huán)是八邊形。
[0021]根據(jù)本發(fā)明的又一方面，還提供了一種具有雙密封環(huán)的集成電路，所述雙密封環(huán)包括:第一密封環(huán)，具有第一開口，所述第一密封環(huán)圍繞所述集成電路；第二密封環(huán)，具有與所述第一開口對(duì)準(zhǔn)的第二開口，所述第二密封環(huán)圍繞所述第一密封環(huán)；以及兩個(gè)連接件，連接所述第一密封環(huán)的第一開口和所述第二密封環(huán)的第二開口 ；其中所述第一密封環(huán)、所述第二密封環(huán)以及所述兩個(gè)連接件形成閉環(huán)并且包括導(dǎo)電材料。
[0022]在上述集成電路中，其中，所述第一密封環(huán)、所述第二密封環(huán)以及所述兩個(gè)連接件包括金屬。
[0023]在上述集成電路中，其中，所述第一密封環(huán)、所述第二密封環(huán)以及所述兩個(gè)連接件包括至少一層金屬層和至少一層通孔層。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0024]現(xiàn)在將參考結(jié)合附圖所進(jìn)行的以下描述，其中:
[0025]圖1是根據(jù)一些實(shí)施例用于集成電路的雙密封環(huán)的示意圖；
[0026]圖2是根據(jù)一些實(shí)施例的圖1中示例性雙密封環(huán)的一部分的詳示圖；
[0027]圖3是形成用于集成電路的雙密封環(huán)的方法的流程圖。
【具體實(shí)施方式】
[0028]在下面詳細(xì)討論各種實(shí)施例的制造和使用。然而，應(yīng)該理解，本發(fā)明提供了許多可以在各種具體環(huán)境中實(shí)現(xiàn)的可應(yīng)用的發(fā)明構(gòu)思。所討論的具體實(shí)施例僅僅是制造和使用實(shí)施例的示例性具體方式，而不用于限制本發(fā)明的范圍。
[0029]另外，本發(fā)明可能在各個(gè)實(shí)施例中重復(fù)參考數(shù)字和/或字母。這種重復(fù)只是為了簡(jiǎn)明的目的且其本身并不指定各個(gè)實(shí)施例和/或所討論的結(jié)構(gòu)之間的關(guān)系。而且，本公開中一個(gè)部件形成在另一個(gè)部件上，一個(gè)部件與另一個(gè)部件連接和/或連在一起包括其中部件以直接接觸形成的實(shí)施例，并且也可包括其中額外的部件形成在部件之間的實(shí)施例，使得部件不直接接觸。另外，空間相對(duì)位置的術(shù)語(yǔ)，例如“下方”、“上方”、“水平”、“垂直”、“在...之上”、“在...之下”、“向上”、“向下”、“頂部”、“底部”等及其派生詞(例如，“水平地”、“向下地”、“向上地”等)是用于簡(jiǎn)化本發(fā)明中一個(gè)部件和另一個(gè)部件的關(guān)系。這些相對(duì)術(shù)語(yǔ)意圖涵蓋包括這些部件的器件的不同方位。
[0030]圖1是根據(jù)一些實(shí)施例用于集成電路102的示例性雙密封環(huán)100的示意圖。用于集成電路102的雙密封環(huán)100包括第一密封環(huán)104，其具有第一開口 105。第一密封環(huán)104圍繞集成電路102。第二密封環(huán)106具有第二開口 107，并且第二密封環(huán)106圍繞第一密封環(huán)104。在一些實(shí)施例中對(duì)準(zhǔn)第一開口 105和第二開口 107，并且第一開口 105和第二開口107與第一密封環(huán)104和第二密封環(huán)106以90°的角連接。
[0031] 兩個(gè)連接件110和112連接第一密封環(huán)104的第一開口 105和第二密封環(huán)106的第二開口 107。第一密封環(huán)104、第二密封環(huán)106以及兩個(gè)連接件110和112形成閉環(huán)。在一些實(shí)施例中，連接件110和112是曲線諸如弧線或任何其它的形狀。在第一開口 105和第二開口 107不對(duì)準(zhǔn)的一些實(shí)施例中，兩個(gè)連接件110和112可以具有不同的形狀或角度而不是以90°的角與第一密封環(huán)104和第二密封環(huán)106連接的直線。
[0032]第一密封環(huán)104、第二密封環(huán)106以及兩個(gè)連接件110和112包括導(dǎo)電材料。在一些實(shí)施例中，第一密封環(huán)104、第二密封環(huán)106以及兩個(gè)連接件110和112包括金屬，例如銅、鋁，或任何其它合適的材料。在一些實(shí)施例中，如圖2所示，第一密封環(huán)104、第二密封環(huán)106以及兩個(gè)連接件110和112包括具有金屬層和通孔層的多層206。在一些實(shí)施例中，當(dāng)集成電路102具有取代多層206的單一的金屬層時(shí)，可使用單一的金屬層來(lái)取代多層206。
[0033]第一密封環(huán)104和第二密封環(huán)106具有圖1中的矩形。在一些實(shí)施例中，第一密封環(huán)104和第二密封環(huán)106具有圓角。在一些其它的實(shí)施例中，第一密封環(huán)104和第二密封環(huán)106具有其它形狀如八邊形。在一些實(shí)施例中，具有其它形狀的第一密封環(huán)104和第二密封環(huán)106具有圓角。
[0034]在閉環(huán)中形成的雙密封環(huán)100引起任何由噪音產(chǎn)生的電流的反向電流以降低互感。例如，如果在第一密封環(huán)104上由射頻噪音或另一種噪音源引起第一電流114，那么在第二密封環(huán)106中引起相反方向的第二電流116(反向電流)。因?yàn)榈谝幻芊猸h(huán)104和第二密封環(huán)106形成具有兩個(gè)連接件110和112的閉環(huán)，所以引起反向電流。由于電流114和116引起的磁場(chǎng)的方向相反，從而減小或消除了來(lái)自相反電流114和116的互感。因此，減小或消除了射頻噪音或另一種噪音源對(duì)集成電路102的影響。
[0035]與常規(guī)的斷開的密封環(huán)相比，雙密封環(huán)100還更好地阻止?jié)駳獯┩覆⒏倪M(jìn)了可靠性。雙密封環(huán)100可用于所有器件，包括額外的低k器件。在一些實(shí)施例中，雙密封環(huán)100的任何部分可被接地以進(jìn)一步為集成電路102降低噪音耦合。
[0036]圖2是根據(jù)一些實(shí)施例的圖1所示的示例性雙密封環(huán)100的一部分108的詳示圖。在一些實(shí)施例中，兩個(gè)連接件110和112之間的距離202介于ΙΟμ--至20μπι的范圍內(nèi)。在一些其它實(shí)施例中，距離202保持盡可能地小(例如，1μπι-5μπι)以阻止?jié)駳獯┩搁_口 105和107，以及降低互感。在一些實(shí)施例中第一密封環(huán)104和第二密封環(huán)106具有介于10 μ m至70μπι范圍內(nèi)的總寬度204。在一個(gè)實(shí)例中，總寬度204是20 μ m。在一些實(shí)施例中，第一密封環(huán)104和第二密封環(huán)106之間的距離208介于10 μ m至50 μ m的范圍內(nèi)。在一些其它的實(shí)施例中，距離208保持盡可能地小(例如，1μπι-5μπι)以降低互感。
[0037]在一個(gè)實(shí)例中，當(dāng)距離208是50μπι時(shí)，與具有常規(guī)密封環(huán)的集成電路相比，在5千兆赫(GHz)的噪聲頻率下，具有圖1中的雙密封環(huán)100的集成電路的互感耦合減小27%。當(dāng)距離208是10 μ m時(shí)，與具有常規(guī)密封環(huán)的集成電路相比，在5GHz的噪聲頻率下，具有圖1中的雙密封環(huán)100的集成電路的互感耦合減小40%。
[0038]第一密封環(huán)104、第二密封環(huán)106以及兩個(gè)連接件110和112包括導(dǎo)電材料。在一些實(shí)施例中，第一密封環(huán)104、第二密封環(huán)106以及兩個(gè)連接件110和112包括金屬，例如銅、鋁，或任何其它合適的材料。在一些實(shí)施例中，第一密封環(huán)104、第二密封環(huán)106以及兩個(gè)連接件110和112包括多層206，例如在后段工藝中形成的接觸層、金屬層以及通孔層。
[0039]圖2中，多層206包括接觸層CO、第一金屬層Ml、第一通孔層V1、第二金屬層M2、第二通孔層V2、第三金屬層M3、第三通孔層V3、第四金屬層M4、第四通孔層V4、第五金屬層M5、第五通孔層V5以及第六金屬層M6。在一些實(shí)施例中，在形成內(nèi)部集成電路102的同時(shí)形成圖1中的雙密封環(huán)100的多層206 (用于接觸層、金屬層和通孔層)。換句話說，同時(shí)形成第一密封環(huán)104和第二密封環(huán)106的層。因此，雙密封環(huán)100的制造不需要額外的掩模、工藝或額外成本。
[0040]多層206的接觸層、金屬層和通孔層可以包括任何合適的材料并且其是使用本領(lǐng)域中已知的任何合適的方法或工藝來(lái)形成或制造。例如，接觸層和金屬層包括Al、Cu、Sn、N1、Au、Ag或其它合適的材料，并且可以使用電鍍、物理汽相沉積(PVD)、濺射或任何其它合適的工藝來(lái)沉積以及通過蝕刻來(lái)限定。在一些實(shí)施例中，通孔層包括Cu、Cu合金、W、Au、Al或任何其它合適的材料。例如，可通過PVD、化學(xué)汽相沉積(CVD)和化學(xué)機(jī)械拋光(CMP)形成通孔層。
[0041]圖3是形成用于集成電路的雙密封環(huán)的方法的流程圖。步驟302中，形成圍繞集成電路的具有第一開口的第一密封環(huán)。步驟304中，形成圍繞第一密封環(huán)的具有第二開口的第二密封環(huán)。步驟306中，形成連接第一密封環(huán)的第一開口和第二密封環(huán)的第二開口的兩個(gè)連接件。第一密封環(huán)、第二密封環(huán)以及兩個(gè)連接件形成閉環(huán)。雖然以某一順序的多個(gè)步驟示出流程圖，但是可以以不同的順序或者同時(shí)實(shí)施這些步驟。例如，可以同時(shí)沉積用于第一密封環(huán)、第二密封環(huán)以及兩個(gè)連接件的金屬層。
[0042]在各種實(shí)施例中，第一密封環(huán)、第二密封環(huán)以及兩個(gè)連接件包括導(dǎo)電材料或如銅或鋁的金屬。在一些實(shí)施例中，第一密封環(huán)、第二密封環(huán)以及兩個(gè)連接件包括多層，例如金屬層和通孔層。金屬層和通孔層可包括任何合適的材料，并且其是使用本領(lǐng)域中已知的任何合適的方法或工藝來(lái)形成或制造。例如，金屬層包括Al、Cu、Sn、N1、Au、Ag或其它合適的材料，并且可以使用電鍍、物理汽相沉積(PVD)、濺射或任何其它合適的工藝來(lái)沉積以及通過蝕刻來(lái)限定。在一些實(shí)施例中，通孔層包括Cu、Cu合金、W、Au、Al或任何其它合適的材料。例如，可通過PVD、化學(xué)汽相沉積(CVD)以及化學(xué)機(jī)械拋光(CMP)形成通孔層。
[0043]在一些實(shí)施例中，第一密封環(huán)和第二密封環(huán)具有矩形的形狀，并且可以具有圓角或弧形角。在一些實(shí)施例中，第一密封環(huán)和第二密封環(huán)具有八邊形的形狀并且可以具有圓角或弧形角。
[0044]根據(jù)一些實(shí)施例，用于集成電路的雙密封環(huán)包括具有第一開口的第一密封環(huán)。第一密封環(huán)圍繞集成電路。具有第二開口的第二密封環(huán)圍繞第一密封環(huán)。兩個(gè)連接件連接第一密封環(huán)的第一開口和第二密封環(huán)的第二開口。第一密封環(huán)、第二密封環(huán)以及兩個(gè)連接件形成閉環(huán)。
[0045]根據(jù)一些實(shí)施例，一種形成用于集成電路的雙密封環(huán)的方法包括形成具有第一開口的第一密封環(huán)，第一密封環(huán)圍繞集成電路。形成圍繞第一密封環(huán)的具有第二開口的第二密封環(huán)。形成連接第一密封環(huán)的第一開口和第二密封環(huán)的第二開口的兩個(gè)連接件。第一密封環(huán)、第二密封環(huán)以及兩個(gè)連接件形成閉環(huán)。[0046]本領(lǐng)域普通技術(shù)人員將認(rèn)識(shí)到存在本發(fā)明的許多實(shí)施例變化。盡管已經(jīng)詳細(xì)描述了實(shí)施例以及它們的特征，但應(yīng)該理解，可以在不背離實(shí)施例的構(gòu)思和范圍的情況下，進(jìn)行各種改變、替換和更改。而且，本申請(qǐng)的范圍并不僅限于本說明書中描述的工藝、機(jī)器、制造、材料組分、裝置、方法和步驟的特定實(shí)施例。作為本領(lǐng)域普通技術(shù)人員根據(jù)本發(fā)明應(yīng)很容易理解，根據(jù)本發(fā)明可以利用現(xiàn)有的或今后開發(fā)的用于執(zhí)行與本文所述相應(yīng)實(shí)施例基本上相同的功能或者獲得基本上相同的結(jié)果的工藝、機(jī)器、制造、材料組分、裝置、方法或步驟。因此，所附權(quán)利要求預(yù)期在其范圍內(nèi)包括這樣的工藝、機(jī)器、制造、材料組分、裝置、方法或步驟。
[0047]上述方法實(shí)施例示出示例性的步驟，但并不是必須以示出的順序?qū)嵤┻@些步驟。根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例的構(gòu)思和范圍，視情況步驟可以增加、取代、改變順序和/或除去。對(duì)于本領(lǐng)域普通技術(shù)人員來(lái)說，在閱讀本發(fā)明后，不同的權(quán)利要求和/或不同的實(shí)施例的組合將是顯而易見的，因此也包括在本發(fā)明的范圍內(nèi)。
【權(quán)利要求】
1.一種用于集成電路的雙密封環(huán)，包括: 第一密封環(huán)，具有第一開口，所述第一密封環(huán)圍繞所述集成電路； 第二密封環(huán)，具有第二開口，所述第二密封環(huán)圍繞所述第一密封環(huán)；以及兩個(gè)連接件，連接所述第一密封環(huán)的第一開口和所述第二密封環(huán)的第二開口，其中所述第一密封環(huán)、所述第二密封環(huán)以及所述兩個(gè)連接件形成閉環(huán)。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的雙密封環(huán)，其中，所述第一密封環(huán)、所述第二密封環(huán)以及所述兩個(gè)連接件包括導(dǎo)電材料。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的雙密封環(huán)，其中，所述第一密封環(huán)、所述第二密封環(huán)以及所述兩個(gè)連接件包括金屬。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的雙密封環(huán)，其中，所述第一密封環(huán)、所述第二密封環(huán)以及所述兩個(gè)連接件包括至少一層金屬層和至少一層通孔層。
5.一種形成用于集成電路的雙密封環(huán)的方法，包括: 形成具有第一開口的第一密封環(huán)，所述第一密封環(huán)圍繞所述集成電路； 形成具有第二開口的第二密封環(huán)，所述第二密封環(huán)圍繞所述第一密封環(huán)；以及形成連接所述第一密封環(huán)的第一開口和所述第二密封環(huán)的第二開口的兩個(gè)連接件，其中所述第一密封環(huán)、所述第二密封環(huán)以及所述兩個(gè)連接件形成閉環(huán)。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的方法，其中，所述第一密封環(huán)、所述第二密封環(huán)以及所述兩個(gè)連接件包括導(dǎo)電材料。
7.根據(jù)權(quán)利要求5所述的方法，其中，所述第一密封環(huán)、所述第二密封環(huán)以及所述兩個(gè)連接件包括金屬。
8.一種具有雙密封環(huán)的集成電路，所述雙密封環(huán)包括: 第一密封環(huán)，具有第一開口，所述第一密封環(huán)圍繞所述集成電路； 第二密封環(huán)，具有與所述第一開口對(duì)準(zhǔn)的第二開口，所述第二密封環(huán)圍繞所述第一密封環(huán)；以及 兩個(gè)連接件，連接所述第一密封環(huán)的第一開口和所述第二密封環(huán)的第二開口 ； 其中所述第一密封環(huán)、所述第二密封環(huán)以及所述兩個(gè)連接件形成閉環(huán)并且包括導(dǎo)電材料。
9.根據(jù)權(quán)利要求8所述的集成電路，其中，所述第一密封環(huán)、所述第二密封環(huán)以及所述兩個(gè)連接件包括金屬。
10.根據(jù)權(quán)利要求8所述的集成電路，其中，所述第一密封環(huán)、所述第二密封環(huán)以及所述兩個(gè)連接件包括至少一層金屬層和至少一層通孔層。
【文檔編號(hào)】H01L23/00GK103579199SQ201210398123
【公開日】2014年2月12日 申請(qǐng)日期:2012年10月18日 優(yōu)先權(quán)日:2012年7月31日
【發(fā)明者】楊名慧, 邱新偉 申請(qǐng)人:臺(tái)灣積體電路制造股份有限公司