一種芯片密封環結構及其制作方法
【技術領域】
[0001]本發明涉及半導體制造領域，特別是涉及一種芯片密封環結構及其制作方法。
【背景技術】
[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域推進而造成其中的電路區域毀壞。為了保護集成電路中心的電路區域，一般會在集成電路芯片上介于電路區域以及其切割道之間，配置芯片密封環(seal ring)。芯片密封環可以防止任何裂痕侵入集成電路內部的電路區域，例如，因切割集成電路時的應力(stress)所導致的裂痕等。
[0003]芯片密封環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域(periphery reg1n)之間。現有的一種芯片密封環結構如圖1所示，其由兩個相間設置的金屬層101及102組成，兩個金屬層101及102之間填充有介電層103。然而，這種結構的芯片密封環結構，在切割應力較大時，比較容易破裂，如圖2所示。由于芯片密封環破裂后，會導致芯片內部器件的損傷，如芯片內部破裂等。
[0004]另外，現有的一種能提高芯片密封環強度的抗破裂結構CAS (Crack ArrestStructure),其結構十分復雜，操作也相對繁瑣，會大大地增加成本。
[0005]鑒于以上原因，提供一種結構簡單、低成本且抗破裂強度較高的芯片密封環結構及其制作方法實屬必要。

【發明內容】

[0006]鑒于以上所述現有技術的缺點，本發明的目的在于提供一種芯片密封環結構及其制作方法，用于解決現有技術中芯片密封環結構抗破裂強度低或結構過于復雜的問題。
[0007]為實現上述目的及其他相關目的，本發明提供一種芯片密封環結構的制作方法，包括步驟:
[0008]1)于芯片周側形成環繞于所述芯片的環形介質層；
[0009]2)去除所述環形介質層中部區域的部分介質材料，形成內介質環、外介質環、以及位于所述內介質環與外介質環之間的多個介質柱狀結構；
[0010]3)于所述內介質環與外介質環之間的空白區域中填充金屬材料；
[0011]4)去除所述環形介質層表面的金屬材料，直至露出所述環形介質層。
[0012]作為本發明的芯片密封環結構的制作方法的一種優選方案，所述內介質環與外介質環之間的多個介質柱狀結構呈單排分布、雙排分布或多排分布。
[0013]作為本發明的芯片密封環結構的制作方法的一種優選方案，所述介質柱狀結構的截面形狀包括圓形、矩形、或三角形。
[0014]作為本發明的芯片密封環結構的制作方法的一種優選方案，所述環形介質層的材料為二氧化硅，所述金屬材料為銅。
[0015]作為本發明的芯片密封環結構的制作方法的一種優選方案，步驟4)采用CMP工藝去除所述環形介質層表面的金屬材料。
[0016]本發明還提供一種芯片密封環結構，包括:
[0017]內介質環，環繞于芯片周側；
[0018]外介質環，環繞于所述內介質環外側，并與所述內介質環具有預設距離；
[0019]多個介質柱狀結構，位于所述內介質環與外介質環之間；
[0020]金屬材料，填充于所述內介質環與外介質環之間的空白區域。
[0021]作為本發明的芯片密封環結構的一種優選方案，所述內介質環與外介質環之間的多個介質柱狀結構呈單排分布、雙排分布或多排分布。
[0022]作為本發明的芯片密封環結構的一種優選方案，所述介質柱狀結構的截面形狀包括圓形、矩形、或三角形。
[0023]作為本發明的芯片密封環結構的一種優選方案，所述芯片密封環結構的寬度為lOOnm?lOOOOnm,所述介質柱狀結構的徑向尺寸為50nm?lOOOOnm,各介質柱狀結構之間的距離為不小于50nm。
[0024]作為本發明的芯片密封環結構的一種優選方案，所述內介質環、外介質環及所述多個介質柱狀結構的材料為二氧化硅，所述金屬材料為銅。
[0025]如上所述，本發明提供一種芯片密封環結構及其制作方法，所述制作方法包括步驟:1)于芯片周側形成環繞于所述芯片的環形介質層；2)去除所述環形介質層中部區域的部分介質材料，形成內介質環、外介質環、以及位于所述內介質環與外介質環之間的多個介質柱狀結構；3)于所述內介質環與外介質環之間的空白區域中填充金屬材料；4)去除所述環形介質層表面的金屬材料，直至露出所述環形介質層。本發明通過在芯片密封環結構中制作多個介質柱狀結構及金屬材料填充層，以大大加強芯片密封環的抗破裂強度，從而避免芯片在切割等過程中的由于應力破壞而導致的芯片內部的破壞，提聞芯片的良率。本發明方法結構簡單，適用于工業生產。
【附圖說明】
[0026]圖1顯示為現有技術中的一種芯片密封環結構的結構示意圖。
[0027]圖2顯示為現有技術中的芯片密封環結構的結構破裂時的結構示意圖。
[0028]圖3顯示為本發明的芯片密封環結構的制作方法的步驟流程示意圖。
[0029]圖4?圖7顯示為本發明的芯片密封環結構的在實施例1中的各步驟所呈現的結構示意圖，其中，圖7為圖6中A-A’截面處的結構示意圖。
[0030]圖8顯示為本發明的芯片密封環結構的在實施例2中的結構示意圖。
[0031]圖9顯示為本發明的芯片密封環結構的在實施例3中的結構示意圖。
[0032]元件標號說明
[0033]10環形介質層
[0034]101內介質環
[0035]102外介質環
[0036]103介質柱狀結構
[0037]104空白區域
[0038]105金屬材料
[0039]20芯片
[0040]S11?S14 步驟1)?步驟4)
【具體實施方式】
[0041]以下通過特定的具體實例說明本發明的實施方式，本領域技術人員可由本說明書所揭露的內容輕易地了解本發明的其他優點與功效。本發明還可以通過另外不同的【具體實施方式】加以實施或應用，本說明書中的各項細節也可以基于不同觀點與應用，在沒有背離本發明的精神下進行各種修飾或改變。
[0042]請參閱圖3?圖9。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明的基本構想，遂圖式中僅顯示與本發明中有關的組件而非按照實際實施時的組件數目、形狀及尺寸繪制，其實際實施時各組件的型態、數量及比例可為一種隨意的改變，且其組件布局型態也可能更為復雜。
[0043]實施例1
[0044]如圖3及圖4?圖7所示，本實施例提供一種芯片密封環結構的制作方法，包括步驟:
[0045]如圖3及圖4所示，首先進行步驟1)S11，于芯片20周側形成環繞于所述芯片20的環形介質層10。
[0046]作為示例，所述環形介質層10的材料為二氧化硅，當然，如氮化硅等其它的介質材料也同樣適用，并不限定于此。
[0047]另外，所述環形介質層10的形狀需依據芯片20的形狀而定，在本實施例中，所述芯片20的形狀為矩形，所述環形介質層10為矩形環形結構。
[0048]作為示例，所述環形介質層10可通過化學氣相沉積法等方法制備，如等離子體增強化學氣相沉積等。在本實施例中，所述環形介質層10的寬度為lOOnm?lOOOOnm，典型地，所述環形介質層10的寬度為500nm。
[0049]如圖3及圖4所示，然后進行步驟2) S12，去除所述環形介質層10中部區域的部分介質材料，形成內介質環101、外介質環102、以及位于所述內介質環101與外介質環102之間的多個介質柱狀結構103。
[0050]作為示例，所述多個介質柱狀結構103呈環形分布于所述內介質環101與外介質環102之間。并且，所述內介質環101與外介質環102之間的多個介質柱狀結構103呈單排分布、雙排分布或多排分布。在本實施例中，所述內介質環101與外介質環102之間的多個介質柱狀結構103呈單排分布，如圖4所示。
[0051]作為示例，所述內介質環101、外介質環102的寬度分別為50nm?2000nm在本實施例中，所述內介質環101、外介質環102的寬度均為lOOnm。
[0052]作為示例，所述介質柱狀結構103的截面形狀包括圓形、矩形、或三角形。在本實施例中，所述介質柱狀結構103的截面形狀為圓形。在本實施例中，所述介質柱狀結構103的直徑為lOOnm，各介質柱狀結構103之間的距離為lOOnm。
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