[發(fā)明專利]芯片密封環(huán)結(jié)構(gòu)及其制備方法、半導(dǎo)體芯片及其制備方法

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• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201811101121.X
• 申請(qǐng)日: 2018-09-20
• 公開（公告）號(hào): CN110931434A
• 公開（公告）日: 2020-03-27
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 不公告發(fā)明人
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 長鑫存儲(chǔ)技術(shù)有限公司
• 主分類號(hào): H01L23/00
• 分類號(hào): H01L23/00
• 代理公司: 上海光華專利事務(wù)所(普通合伙) 31219
• 代理人: 余明偉

本發(fā)明提供一種芯片密封環(huán)結(jié)構(gòu)及其制備方法、半導(dǎo)體芯片及其制備方法，其中，芯片密封環(huán)結(jié)構(gòu)的制備方法包括：提供芯片，芯片的主動(dòng)面上形成有底保護(hù)層；于底保護(hù)層上形成密封環(huán)金屬層圖案，密封環(huán)金屬層圖案位于芯片的主動(dòng)面周邊；于底保護(hù)層上形成絕緣介質(zhì)層，絕緣介質(zhì)層具有暴露密封環(huán)金屬層圖案的隔離開口，隔離開口還暴露底保護(hù)層；于絕緣介質(zhì)層上及隔離開口內(nèi)形成防潮層，防潮層覆蓋密封環(huán)金屬層圖案的第一暴露部位以及底保護(hù)層在隔離開口內(nèi)的第二暴露部位。本發(fā)明在密封環(huán)金屬層圖案表面形成防潮層，能夠有效避免金屬層在制程過程中直接暴露在空氣中受到氧氣、水汽或其他氣液的氧化或侵蝕，大大增強(qiáng)了氣液阻擋能力。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及半導(dǎo)體技術(shù)領(lǐng)域，特別是涉及一種芯片密封環(huán)結(jié)構(gòu)及其制備方法、半導(dǎo)體芯片及其制備方法。

背景技術(shù)

由于硅材料具有脆性，在對(duì)晶圓進(jìn)行切割時(shí)，切割刀的切割方式會(huì)對(duì)晶圓的正面和背面產(chǎn)生一定的機(jī)械應(yīng)力，這樣可能會(huì)在芯片的邊緣產(chǎn)生崩角。崩角問題會(huì)降低芯片的機(jī)械強(qiáng)度，一開始的芯片邊緣裂隙在后面的封裝工藝中或在芯片產(chǎn)品的使用中會(huì)進(jìn)一步擴(kuò)散，從而很可能造成芯片斷裂，從而導(dǎo)致芯片的電性失效。為了保護(hù)芯片內(nèi)部電路、防止劃片損傷、提高芯片可靠性，通常會(huì)在芯片外圍設(shè)計(jì)芯片密封環(huán)(Seal Ring，SR)結(jié)構(gòu)。如圖1所示，芯片密封環(huán)結(jié)構(gòu)包括介于晶圓的切割道(Scribe Lane，SL)20和芯片10周圍區(qū)域(Periphery Region，PR)之間的密封環(huán)金屬層圖案12。當(dāng)沿著切割道進(jìn)行晶圓切割工藝時(shí)，芯片密封環(huán)結(jié)構(gòu)可以阻擋由上述晶圓切割工藝造成的從切割道至芯片的不想要的應(yīng)力擴(kuò)展與破裂。并且，芯片密封環(huán)結(jié)構(gòu)還具有抵抗氣液侵蝕能力，可以阻擋水汽或其他化學(xué)污染源的滲透與損害。在現(xiàn)今的半導(dǎo)體技術(shù)中，半導(dǎo)體組件的尺寸微縮，對(duì)芯片密封環(huán)的破裂阻擋能力與氣液屏蔽能力提出了更高的要求。而在現(xiàn)有制程中，金屬層在制程過程中直接暴露在空氣中會(huì)受到氧氣、水汽或其他氣液的氧化或侵蝕，現(xiàn)有芯片密封環(huán)結(jié)構(gòu)主要是對(duì)氧氣進(jìn)行阻擋以避免金屬層被氧化，而對(duì)水汽或其他氣液的抵抗侵蝕能力較差，從而使得芯片的電性、可靠性都會(huì)受到影響。因此，如何在不降低阻擋應(yīng)力擴(kuò)展等能力的情況下，增強(qiáng)芯片密封環(huán)結(jié)構(gòu)的氣液阻擋能力，是亟待解決的問題。

發(fā)明內(nèi)容

鑒于以上所述現(xiàn)有技術(shù)的缺點(diǎn)，本發(fā)明的目的在于提供一種芯片密封環(huán)結(jié)構(gòu)及其制備方法、半導(dǎo)體芯片及其制備方法，用于解決現(xiàn)有技術(shù)中芯片密封環(huán)結(jié)構(gòu)抵抗氣液侵蝕能力較差，導(dǎo)致芯片的電性、可靠性受到影響的問題。

為實(shí)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)的制備方法，其中，所述芯片密封環(huán)結(jié)構(gòu)的制備方法至少包括如下步驟：

提供芯片，所述芯片的主動(dòng)面上形成有底保護(hù)層；

于所述底保護(hù)層上形成密封環(huán)金屬層圖案，所述密封環(huán)金屬層圖案位于所述芯片的主動(dòng)面周邊；

于所述底保護(hù)層上形成絕緣介質(zhì)層，所述絕緣介質(zhì)層具有隔離開口，所述隔離開口暴露所述密封環(huán)金屬層圖案和所述底保護(hù)層；

于所述絕緣介質(zhì)層上及所述隔離開口內(nèi)形成防潮層，所述防潮層覆蓋所述密封環(huán)金屬層圖案的第一暴露部位以及所述底保護(hù)層在所述隔離開口內(nèi)的第二暴露部位；

其中，所述芯片密封環(huán)結(jié)構(gòu)通過覆蓋在所述密封環(huán)金屬層圖案上的所述防潮層來增強(qiáng)氣液阻擋能力，從而避免所述密封環(huán)金屬層圖案受到氣液氧化或侵蝕。

優(yōu)選地，于所述底保護(hù)層上形成絕緣介質(zhì)層的過程中，包括：

于所述底保護(hù)層上形成絕緣介質(zhì)臨時(shí)層以覆蓋所述密封環(huán)金屬層圖案和所述底保護(hù)層；

于所述絕緣介質(zhì)臨時(shí)層上設(shè)置第一光罩，其中，所述第一光罩的光罩開口對(duì)準(zhǔn)于所述密封環(huán)金屬層圖案區(qū)域；以及

利用所述第一光罩的所述光罩開口，刻蝕所述絕緣介質(zhì)臨時(shí)層，直至暴露所述密封環(huán)金屬層圖案，得到具有所述隔離開口的所述絕緣介質(zhì)層，所述隔離開口對(duì)應(yīng)所述光罩開口