一種芯片密封環(huán)結(jié)構(gòu)及其制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明屬于半導體領(lǐng)域，特別是涉及一種芯片密封環(huán)結(jié)構(gòu)及其制作方法。
【背景技術(shù)】
[0002]集成電路通常都是在硅片或其它半導體材料基板上制造，然后進行封裝與測試。當封裝時，必須先對集成電路進行切割(saw)。切割的機械力可能導致邊緣處形成微小裂痕，尤其是接近邊角處。所形成的裂痕可能會朝向集成電路的中心電路區(qū)域推進而造成其中的電路區(qū)域毀壞。為了保護集成電路中心的電路區(qū)域，一般會在集成電路芯片上介于電路區(qū)域以及其切割道之間，配置芯片密封環(huán)(seal ring)。芯片密封環(huán)可以防止任何裂痕侵入集成電路內(nèi)部的電路區(qū)域，例如，因切割集成電路時的應(yīng)力(stress)所導致的裂痕等。
[0003]芯片密封環(huán)通常形成于晶圓的每一個芯片的切割道(scribe line)和集成電路的周圍區(qū)域(periphery reg1n)之間?，F(xiàn)有的一種芯片密封環(huán)結(jié)構(gòu)如圖1所示，其由兩個相間設(shè)置的金屬層101及102組成，兩個金屬層101及102之間填充有介電層103。然而，這種結(jié)構(gòu)的芯片密封環(huán)結(jié)構(gòu)，在切割應(yīng)力較大時，比較容易破裂，如圖2所示。由于芯片密封環(huán)破裂后，會導致芯片內(nèi)部器件的損傷，如芯片內(nèi)部破裂等。
[0004]另外，現(xiàn)有的一種能提高芯片密封環(huán)強度的抗破裂結(jié)構(gòu)CAS(Crack ArrestStructure),其結(jié)構(gòu)十分復雜，操作也相對繁瑣，會大大地增加成本。
[0005]鑒于以上原因，提供一種結(jié)構(gòu)簡單、低成本且抗破裂強度較高的芯片密封環(huán)結(jié)構(gòu)及其制作方法實屬必要。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0006]鑒于以上所述現(xiàn)有技術(shù)的缺點，本發(fā)明的目的在于提供一種芯片密封環(huán)結(jié)構(gòu)及其制作方法，用于解決現(xiàn)有技術(shù)中芯片密封環(huán)結(jié)構(gòu)抗破裂強度低或結(jié)構(gòu)過于復雜的問題。
[0007]為實現(xiàn)上述目的及其他相關(guān)目的，本發(fā)明提供一種芯片密封環(huán)結(jié)構(gòu)的制作方法，包括步驟:
[0008]I)于芯片周側(cè)形成第一環(huán)形介質(zhì)層，于所述第一環(huán)形介質(zhì)層中刻蝕出第一環(huán)形通孔及與該第一環(huán)形通孔側(cè)面相連的多個條形通孔；
[0009]2)于所述第一環(huán)形通孔及多個條形通孔中填充金屬材料，并去除所述第一環(huán)形介質(zhì)層表面的金屬材料；
[0010]3)于所述第一環(huán)形介質(zhì)層及金屬材料表面形成第二環(huán)形介質(zhì)層，于所述第二環(huán)形介質(zhì)層中刻蝕出第二環(huán)形通孔，所述第二環(huán)形通孔的寬度大于所述第一環(huán)形通孔的寬度；
[0011]4)于所述第二環(huán)形通孔中填充金屬材料，并去所述第二環(huán)形介質(zhì)層除表面的金屬材料；
[0012]5)重復進行步驟I)?步驟4)，最終形成具有金屬肋排結(jié)構(gòu)的芯片密封環(huán)。
[0013]作為本發(fā)明的芯片密封環(huán)結(jié)構(gòu)的制作方法的一種優(yōu)選方案，步驟I)所述多個條形通孔形成于所述第一環(huán)形通孔的內(nèi)側(cè)，或所述多個條形通孔形成于所述第一環(huán)形通孔的外側(cè)。
[0014]作為本發(fā)明的芯片密封環(huán)結(jié)構(gòu)的制作方法的一種優(yōu)選方案，步驟1)所述多個條形通孔形成于所述第一環(huán)形通孔的內(nèi)側(cè)及外側(cè)。
[0015]作為本發(fā)明的芯片密封環(huán)結(jié)構(gòu)的制作方法的一種優(yōu)選方案，其特征在于:所述第二環(huán)形通孔的寬度等于所述第一環(huán)形通孔與所述條形通孔的總寬度。
[0016]作為本發(fā)明的芯片密封環(huán)結(jié)構(gòu)的制作方法的一種優(yōu)選方案，采用等離子體增強化學氣相沉積形成所述第一環(huán)形介質(zhì)層及第二環(huán)形介質(zhì)層，所述第一環(huán)形介質(zhì)層及第二環(huán)形介質(zhì)層的材料為二氧化硅。
[0017]作為本發(fā)明的芯片密封環(huán)結(jié)構(gòu)的制作方法的一種優(yōu)選方案，采用蒸鍍或電鍍工藝填充所述金屬材料，采用CMP拋光工藝去除所述第一環(huán)形介質(zhì)層及第二環(huán)形介質(zhì)層表面的金屬材料，所述金屬材料為銅。
[0018]本發(fā)明還提供一種芯片密封環(huán)結(jié)構(gòu)，包括:
[0019]環(huán)形介質(zhì)層，結(jié)合于芯片周側(cè)；
[0020]金屬肋排結(jié)構(gòu)，形成于所述環(huán)形介質(zhì)層中，包括環(huán)形金屬層、結(jié)合于所述環(huán)形金屬層側(cè)壁的多個第一金屬肋條及多個第二金屬肋條，其中，所述第一金屬肋條與所述第二金屬肋條呈預設(shè)角度相交。
[0021]作為本發(fā)明的芯片密封環(huán)結(jié)構(gòu)的一種優(yōu)選方案，所述環(huán)形金屬層貫穿所述環(huán)形介質(zhì)層的上表面及下表面。
[0022]作為本發(fā)明的芯片密封環(huán)結(jié)構(gòu)的一種優(yōu)選方案，所述多個第一金屬肋條及多個第二金屬肋條結(jié)合于所述環(huán)形金屬層的內(nèi)側(cè)壁，或所述多個第一金屬肋條及多個第二金屬肋條結(jié)合于所述環(huán)形金屬層的外側(cè)壁，或所述多個第一金屬肋條及多個第二金屬肋條結(jié)合于所述環(huán)形金屬層的內(nèi)側(cè)壁及外側(cè)壁。
[0023]作為本發(fā)明的芯片密封環(huán)結(jié)構(gòu)的一種優(yōu)選方案，所述第一金屬肋條與所述第二金屬肋條垂直相交。
[0024]作為本發(fā)明的芯片密封環(huán)結(jié)構(gòu)的一種優(yōu)選方案，所述金屬肋排結(jié)構(gòu)的寬度為lOOnm ?lOOOOnm。
[0025]作為本發(fā)明的芯片密封環(huán)結(jié)構(gòu)的一種優(yōu)選方案，環(huán)形介質(zhì)層的材料為二氧化硅，所述金屬肋排結(jié)構(gòu)的材料為銅。
[0026]如上所述，本發(fā)明提供一種芯片密封環(huán)結(jié)構(gòu)及其制作方法，所述制作方法包括步驟:1)于芯片周側(cè)形成第一環(huán)形介質(zhì)層，于所述第一環(huán)形介質(zhì)層中刻蝕出第一環(huán)形通孔及與該第一環(huán)形通孔側(cè)面相連的多個條形通孔；2)于所述第一環(huán)形通孔及多個條形通孔中填充金屬材料，并去除所述第一環(huán)形介質(zhì)層表面的金屬材料；3)于所述第一環(huán)形介質(zhì)層及金屬材料表面形成第二環(huán)形介質(zhì)層，于所述第二環(huán)形介質(zhì)層中刻蝕出第二環(huán)形通孔，所述第二環(huán)形通孔的寬度大于所述第一環(huán)形通孔的寬度；4)于所述第二環(huán)形通孔中填充金屬材料，并去所述第二環(huán)形介質(zhì)層除表面的金屬材料；5)重復進行步驟1)?步驟4)，最終形成具有金屬肋排結(jié)構(gòu)的芯片密封環(huán)。本發(fā)明通過在芯片密封環(huán)結(jié)構(gòu)中制作金屬肋排結(jié)構(gòu)，以大大加強芯片密封環(huán)的抗破裂強度，從而避免芯片在切割等過程中的由于應(yīng)力破壞而導致的芯片內(nèi)部的破壞，提高芯片的良率。本發(fā)明方法結(jié)構(gòu)簡單，適用于工業(yè)生產(chǎn)。
【附圖說明】
[0027]圖1顯示為現(xiàn)有技術(shù)中的一種芯片密封環(huán)結(jié)構(gòu)的結(jié)構(gòu)示意圖。
[0028]圖2顯示為現(xiàn)有技術(shù)中的芯片密封環(huán)結(jié)構(gòu)的結(jié)構(gòu)破裂時的結(jié)構(gòu)示意圖。
[0029]圖3顯示為本發(fā)明的芯片密封環(huán)結(jié)構(gòu)的制作方法的步驟流程示意圖。
[0030]圖4?圖5顯示為本發(fā)明實施例1中的芯片密封環(huán)結(jié)構(gòu)的結(jié)構(gòu)示意圖,其中，圖4顯示為本發(fā)明的芯片密封環(huán)結(jié)構(gòu)的俯視結(jié)構(gòu)示意圖，圖5為圖4于A-A’截面處的截面結(jié)構(gòu)示意圖。
[0031]圖6顯示為本發(fā)明實施例2中的芯片密封環(huán)結(jié)構(gòu)的結(jié)構(gòu)示意圖。
[0032]圖7顯示為本發(fā)明實施例3中的芯片密封環(huán)結(jié)構(gòu)的結(jié)構(gòu)示意圖。
[0033]元件標號說明
[0034]10環(huán)形介質(zhì)層
[0035]20金屬肋排結(jié)構(gòu)
[0036]201環(huán)形金屬層
[0037]202第一金屬肋條
[0038]203第二金屬肋條
[0039]Sll?S15步驟I)?步驟5)
【具體實施方式】
[0040]以下通過特定的具體實例說明本發(fā)明的實施方式，本領(lǐng)域技術(shù)人員可由本說明書所揭露的內(nèi)容輕易地了解本發(fā)明的其他優(yōu)點與功效。本發(fā)明還可以通過另外不同的【具體實施方式】加以實施或應(yīng)用，本說明書中的各項細節(jié)也可以基于不同觀點與應(yīng)用，在沒有背離本發(fā)明的精神下進行各種修飾或改變。
[0041]請參閱圖3?圖7。需要說明的是，本實施例中所提供的圖示僅以示意方式說明本發(fā)明的基本構(gòu)想，遂圖式中僅顯示與本發(fā)明中有關(guān)的組件而非按照實際實施時的組件數(shù)目、形狀及尺寸繪制，其實際實施時各組件的型態(tài)、數(shù)量及比例可為一種隨意的改變，且其組件布局型態(tài)也可能更為復雜。
[0042]實施例1
[0043]如圖3?圖5所示，本實施例提供一種芯片密封環(huán)結(jié)構(gòu)的制作方法，包括步驟:
[0044]如圖3所示，首先進行步驟1)S11，于芯片周側(cè)形成第一環(huán)形介質(zhì)層，于所述第一環(huán)形介質(zhì)層中刻蝕出第一環(huán)形通孔及與該第一環(huán)形通孔側(cè)面相連的多個條形通孔。
[0045]作為示例，采用等離子體增強化學氣相沉積法形成所述第一環(huán)形介質(zhì)層，在本實施例中，所述第一環(huán)形介質(zhì)層的材料為二氧化娃，當然，如氮化娃等其它的介質(zhì)材料也同樣適用，并不限定于此。
[0046]另外，所述第一環(huán)形介質(zhì)層的形狀需依據(jù)芯片的形狀而定，在本實施例中，所述芯片的形狀為矩形，所述第一環(huán)形介質(zhì)層為矩形環(huán)形結(jié)構(gòu)。
[0047]具體地，采用光刻工藝于所述第一環(huán)形介質(zhì)層中刻蝕出第一環(huán)形通孔及與該第一環(huán)形通孔側(cè)面相連的多個條形通孔，所述第一環(huán)形通孔的截面形狀為環(huán)狀矩形，所述條形通孔的截面形狀為矩形，其中，所述第一環(huán)形通孔與所述多個條形通孔均貫穿于所述第一環(huán)形介質(zhì)層的上表面與下表面。
[0048]在本實施例中，所述多個條形通孔形成于所述第一環(huán)形通孔的內(nèi)側(cè)，即朝向半導體芯片的一側(cè)。
[0049]如圖3所示，然后進行步驟2) S12，于所述第一環(huán)形通孔及多個條形通孔中填充金屬材料，并去除所述第一環(huán)形介質(zhì)層表面的金屬材料。
[0050]作為示例，采用蒸鍍或電鍍的方法于所述第一環(huán)形通孔及多個條形通孔中填充金屬材料，直至將所述第一環(huán)形通孔及多個條形通孔填滿，在本實施例中，所述金屬材料為銅，當