一種芯片的密封環的制作方法
【技術領域】
[0001]本申請涉及半導體制造技術領域，具體而言，涉及一種芯片的密封環。
【背景技術】
[0002]在半導體制造工藝中，通過光刻、刻蝕以及沉積等工藝可以在半導體襯底上形成包括半導體有源器件以及設置在器件上的互連結構的半導體芯片。通常，在一個晶圓上可以形成多個芯片，最后再將這些芯片從晶圓上切割下來，進行封裝工藝，形成集成電路。在切割芯片的過程中，切割刀所產生的應力會對芯片的邊緣造成損害，甚至會導致芯片發生崩塌。現有為了防止芯片在切割時受到損傷，在芯片的有源器件區域外圍設置密封環，該密封環可以阻擋切割刀產生的應力造成有源器件區域不想要的應力破裂，并且芯片密封環可以阻擋水汽滲透例如含酸物質、含堿物質或污染源的擴散造成的化學損害。
[0003]在現今的半導體技術中，越來越多采用雙重芯片密封環來解決更嚴重的破裂問題，如圖1所示的現有技術中具有密封環的半導體芯片結構示意圖。該密封環包括內密封環(邊緣密封區)和外密封環(裂紋停止區)，內密封環和外密封環均包括多層金屬層的層疊結構，其中，如圖1所示的層疊結構的每一層包括層間介質層300’以及位于層間介質層300’內且與層間介質層300’表面齊平的分立金屬布線層100’，上下相鄰的金屬布線層100’之間通過過孔500’相連接。
[0004]但是，利用現有技術的密封環進行密封時，仍然存在芯片邊緣部分分層的問題。這是由于，劃片(die sawing)過程中產生的機械應力通過層間介質層300’進入到密封環內的芯片中，進而突破金屬布線層100’與過孔500’之間的粘附力，最終導致在芯片邊緣產生分層的問題。
【發明內容】
[0005]本申請旨在提供一種芯片的密封環，以解決現有技術的劃片過程中芯片邊緣部分容易分層的問題。
[0006]為了實現上述目的，根據本申請的一個方面，提供了一種芯片的密封環，包括多層金屬層疊結構，各層金屬層疊結構包括:金屬布線層，包括金屬層和介質材料部；層間介質層；過孔，貫穿層間介質層設置，將相鄰的金屬層疊結構耦連，密封環還包括一個或多個金屬墻，金屬墻包括:主體部，貫通各金屬層疊結構；卡接部，與主體部一體設置，卡接部向層間介質層內部延伸且與相鄰的金屬布線層中的金屬層卡接。
[0007]進一步地，上述過孔的特征尺寸為Di，主體部的特征尺寸為D2，卡接部的特征尺寸D3,其中，D2+D3 = D4,且 D2:D3 = 0.9:1.1 ?1.1: 0.9, D!:D4 = 0.9:1 ?1:1.1。
[0008]進一步地，上述金屬墻為一個且設置在密封環的遠離芯片的一側邊緣。
[0009]進一步地，上述金屬墻為兩個且分別設置在密封環的兩側邊緣。
[0010]進一步地，上述金屬層疊結構為4?8層，優選6?8層。
[0011]進一步地，上述密封環為多個，優選2?5個。
[0012]進一步地，上述各層金屬層疊結構還包括金屬粘附層，設置在層間介質層與金屬布線層之間。
[0013]進一步地，形成上述金屬粘附層的材料為含碳的氮化硅。
[0014]進一步地，上述金屬層和介質材料部之間、過孔與層間介質層之間、金屬墻的側壁上設置有金屬擴散阻擋層。
[0015]進一步地，形成上述金屬擴散阻擋層的材料為鉭或氮化鉭。
[0016]進一步地,上述介質材料部和形成層間介質層的材料為S1CH、氧化娃、氮化娃、氟硅玻璃或摻雜碳的氧化硅。
[0017]進一步地，上述密封環為內密封環。
[0018]應用本申請的技術方案，金屬墻的主體部貫穿所有的金屬層疊結構，使得劃片過程中產生的機械應力在通過金屬墻時沒有了應力傳輸的突破點，卡接部向層間介質層內延伸，保證了整個密封環結構的整體性，即本申請所設置的金屬墻“切斷” 了劃片過程中機械應力在層間介質層中傳輸的路線，避免了金屬布線層與過孔之間的粘附力被機械應力破壞造成芯片邊緣發生的分層現象的發生。
【附圖說明】
[0019]構成本申請的一部分的說明書附圖用來提供對本申請的進一步理解，本申請的示意性實施例及其說明用于解釋本申請，并不構成對本申請的不當限定。在附圖中:
[0020]圖1示出了現有技術中密封環的剖面結構示意圖；
[0021]圖2示出了本申請一種優選實施方式提供的密封環的剖面結構示意圖；
[0022]圖3示出了將圖2中A部分放大后的剖面結構示意圖；
[0023]圖4示出了制作具有圖2所示剖面結構的密封環的流程示意圖；
[0024]圖5至圖9示出了執行圖4所示各步驟后的剖面結構示意圖,其中，
[0025]圖5 TJK出了形成第一層金屬布線層后的剖面結構TJK意圖；
[0026]圖6示出了在圖5所示的金屬布線層上依次設置金屬粘附層和層間介質層后的剖面結構示意圖；以及
[0027]圖7示出了依次刻蝕圖6所示的層間介質層和金屬粘附層形成第一凹槽和第二凹槽后的剖面結構示意圖；
[0028]圖8示出了在圖7所示的第一凹槽和第二凹槽中填充導電材料并對所填充的導電材料進行平坦化，形成過孔和第一層金屬墻后的剖面結構示意圖；以及
[0029]圖9不出了在圖8所不的過孔、第一層金屬墻和層間介質層的表面上形成第二層金屬布線層后的剖面結構示意圖。
【具體實施方式】
[0030]應該指出，以下詳細說明都是例示性的，旨在對本申請提供進一步的說明。除非另有指明，本文使用的所有技術和科學術語具有與本申請所屬技術領域的普通技術人員通常理解的相同含義。
[0031]需要注意的是，這里所使用的術語僅是為了描述【具體實施方式】，而非意圖限制根據本申請的示例性實施方式。如在這里所使用的，除非上下文另外明確指出，否則單數形式也意圖包括復數形式，此外，還應當理解的是，當在本說明書中使用屬于“包含”和/或“包括”時，其指明存在特征、步驟、操作、器件、組件和/或它們的組合。
[0032]為了便于描述，在這里可以使用空間相對術語，如“在……之上”、“在……上方”、“在……上表面”、“上面的”等，用來描述如在圖中所示的一個器件或特征與其他器件或特征的空間位置關系。應當理解的是，空間相對術語旨在包含除了器件在圖中所描述的方位之外的在使用或操作中的不同方位。例如，如果附圖中的器件被倒置，則描述為“在其他器件或構造上方”或“在其他器件或構造之上”的器件之后將被定位為“在其他器件或構造下方”或“在其他器件或構造之下”。因而，示例性術語“在……上方”可以包括“在……上方”和“在……下方”兩種方位。該器件也可以其他不同方式定位(旋轉90度或處于其他方位)，并且對這里所使用的空間相對描述作出相應解釋。
[0033]正如【背景技術】所介紹的，目前的劃片過程中產生的機械應力通過層間介質層進入到密封環內的芯片中，進而突破金屬布線層與過孔之間的粘附力，最終導致在芯片邊緣產生分層，為了解決如上的劃片過程中芯片容易分層的問題，本申請提出了一種芯片的密封環。
[0034]圖2示出了一種優選的芯片的密封環的剖面結構示意圖，該密封環包括多層金屬層疊結構，各層金屬層疊結構包括金屬布線層100、層間介質層300、過孔500，金屬布線層100包括金屬層101和介質材料部102 ;過孔500貫穿層間介質層300設置，將相鄰的金屬層疊結構耦連，其中該密封環還包括一個或多個金屬墻600，金屬墻600包括主體部601和卡接部602 (參見圖3)，主體部601貫通各金屬層疊結構；卡接部602與主體部601 —體設置，卡接部602向層間介質層300內部延伸且與相鄰的金屬布線層100中的金屬層101稱連。
[0035]具有上述結構的密封環，其中的金屬墻600的主體部601貫穿所有的金屬層疊結構，使得劃片過程中產生的機械應力在通過金屬墻600時沒有了應力傳輸的突破點，卡接部602向層間介質層300內延伸，保證了整個密封環結構的整體性，即本申請所設置的金屬墻600 “切斷”了劃片過程中機械應力在層間介質層300中傳輸的路線，避免了金屬布線層與過孔之間的粘附力被機械應力破壞造成芯片邊緣發生的分層現象的發生。
[0036]上述密封環的過孔500的特征尺寸為D1，主體部601的特征尺寸為D2,卡接部602的特征尺寸D3，其中，D2+D3 = D4，上述特征尺寸與本領域的特征尺寸的定義相同，均是沿芯片溝道長度方向延伸的尺寸。本申請為了進一步優化上述密封環的性能和抵抗分層發生的能力，優選上