隔离保护环、半导体结构及其制备方法技术

本发明专利技术提供一种隔离保护环、半导体结构及其制备方法，隔离保护环的制备方法包括如下步骤：1)提供基底；2)于所述基底的上表面形成介质层；3)于所述介质层内形成环形凹槽，所述环形凹槽贯穿所述介质层；及4)于所述环形凹槽的侧壁及底部形成金属层，位于所述环形凹槽侧壁的所述金属层内侧具有间隙；并于所述间隙内形成填充介质层。本发明专利技术的隔离保护环的制备方法在不增加工艺流程及成本的基础上具有更大的工艺窗口，在凹槽内形成的金属层内不会有孔洞，避免缺陷的产生，具有更好的防水汽、防氧气、防机械损伤及防静电损伤的效果，性能更加可靠。

【技术实现步骤摘要】
隔离保护环、半导体结构及其制备方法
本专利技术属于集成电路
，特别是涉及一种隔离保护环、半导体结构及其制备方法。
技术介绍
密封环(Sealring)主要用于封装，可以提供气密性密封，位于芯片外围，且位于切割道与芯片之间，可以在进行芯片切割时保护芯片不受机械损伤，并阻止水汽和氧气进入芯片内。保护环(Guardring)主要用于带有接地的静电保护，可以保护传感设备和/或主芯片免受电子和/或静电损坏(ESD)。而且，一些电气测试键和/或监测焊垫也可以放置于保护环内。然后，仅在芯片外围设置包括介质层及位于介质层内的互连结构的密封环，其对芯片的密封保护左右有限，芯片在切割时仍会遭受机械损伤，水汽和氧气仍会进入芯片内，且芯片会遭受电子和/或静电损坏；而在芯片外围设置保护环，并在保护环设置具有介质层及位于介质层内的单金属沟槽的密封环的现有结构虽然可以防止芯片遭受机械损伤及电子和/或静电损坏，但水汽和氧气仍会进入到芯片内；且由于沟槽较深，在沟槽内填充金属时容易在填充的金属内形成有孔洞，当CMP(化学机械研磨)后孔洞将暴露出来，在随后的工艺中会有颗粒落入孔洞中，落入孔洞中的颗粒在后续退火等工艺处理过程中会从孔洞内溢出而造成缺陷，从而影响密封环的密封保护性能。
技术实现思路
鉴于以上所述现有技术的缺点，本专利技术的目的在于提供一种隔离保护环、半导体结构及其制备方法，用于解决现有技术中的上述问题。为实现上述目的及其他相关目的，本专利技术提供一种隔离保护环的制备方法，所述隔离保护环的制备方法包括如下步骤：1)提供基底；2)于所述基底的上表面形成介质层；3)于所述介质层内形成环形凹槽，所述环形凹槽贯穿所述介质层；及4)于所述环形凹槽的侧壁及底部形成金属层，位于所述环形凹槽侧壁的所述金属层内侧具有间隙；并于所述间隙内形成填充介质层。本专利技术的隔离保护环的制备方法在不增加工艺流程及成本的基础上具有更大的工艺窗口，在凹槽内形成的金属层内不会有孔洞，避免缺陷的产生，具有更好的防水汽、防氧气、防机械损伤及防静电损伤的效果，性能更加可靠。可选地，步骤4)之后还包括如下步骤：5)于上一步骤中形成的所述填充介质层的上表面形成互连结构，所述互连结构的上表面与所述介质层的上表面相平齐；6)于上一所述介质层的形成步骤中形成的所述介质层上表面、上一所述金属层的形成步骤中形成的位于所述环形凹槽侧壁的所述金属层上表面及上一所述互连结构的形成步骤中形成的所述互连结构的上表面形成又一介质层；7)于上一步骤中形成的所述介质层内形成又一环形凹槽，该步骤中的所述环形凹槽贯穿上一步骤中形成的所述介质层，且暴露上一所述互连结构的形成步骤中形成的所述互连结构；及8)于上一步骤中形成的所述环形凹槽的侧壁及底部形成又一金属层，该步骤中位于所述环形凹槽侧壁的所述金属层内侧具有又一间隙；并于该步骤中形成的所述间隙内形成又一填充介质层。可选地，步骤5)包括如下步骤：5-1)对上一步骤中形成的所述填充介质层及上一所述介质层的形成步骤中形成的所述介质层进行回刻，使得保留的所述填充介质层及保留的所述介质层的上表面低于上一所述金属层的形成步骤中形成的位于所述环形凹槽侧壁的所述金属层的上表面；5-2)于保留的所述填充介质层上表面、保留的所述介质层上表面及上一所述金属层的形成步骤中形成的位于所述环形凹槽侧壁的所述金属层上表面形成互连材料层；及5-3)去除位于保留的所述介质层上表面及上一所述金属层的形成步骤中形成的位于所述环形凹槽侧壁的所述金属层上表面的所述互连材料层，并去除上一所述金属层的形成步骤中形成的位于所述环形凹槽侧壁的部分所述金属层及位于保留的所述填充介质层上表面的部分所述互连材料层，以形成所述互连结构；所述互连结构的上表面、保留的所述介质层的上表面及保留的位于所述环形凹槽侧壁的所述金属层的上表面相平齐。可选地，步骤8)包括如下步骤：重复步骤5)～步骤8)至少一次。可选地，形成位于顶层的顶层介质层、顶层填充介质层及顶层金属层之后，还包括如下步骤：于位于所述顶层介质层内的所述环形凹槽侧壁的所述顶层金属层上表面形成焊盘。可选地，形成位于顶层的顶层介质层、顶层填充介质层及顶层金属层之后，还包括如下步骤：于位于所述顶层介质层内的所述环形凹槽侧壁的所述顶层金属层上表面及所述顶层填充介质层上表面形成焊盘。可选地，形成所述焊盘之后还包括如下步骤：于所述顶层介质层上表面、所述顶层填充介质层上表面、所述焊盘表面形成覆盖介质层。可选地，步骤4)之后还包括如下步骤：5)于上一步骤中形成的所述填充介质层的上表面及上一所述金属层的形成步骤中形成的位于所述环形凹槽侧壁的所述金属层上表面形成互连结构；6)于上一所述介质层的形成步骤中形成的所述介质层上表面及上一所述互连结构的形成步骤中形成的所述互连结构的上表面形成又一介质层；7)于上一步骤中形成的所述介质层内形成又一环形凹槽，该步骤中的所述环形凹槽贯穿上一步骤中形成的所述介质层，且暴露出上一所述互连结构的形成步骤中形成的所述互连结构；及8)于上一步骤中形成的所述环形凹槽的侧壁及底部形成又一金属层，该步骤中位于所述环形凹槽侧壁的所述金属层内侧具有又一间隙；并于该步骤中形成的所述间隙内形成又一填充介质层。可选地，步骤5)包括如下步骤：5-1)对上一步骤中形成的所述填充介质层上表面、上一所述介质层的形成步骤中形成的所述介质层上表面及上一所述金属层的形成步骤中形成的位于所述环形凹槽侧壁的所述金属层上表面形成互连材料层；5-2)于上步骤中形成的所述互连材料层上表面形成硬掩膜层；5-3)对所述硬掩膜层进行图形化，以得到硬掩膜图形，所述硬掩膜图形定义出所述互连结构的形状及位置；5-4)基于所述硬掩膜图形刻蚀所述互连材料层以形成所述互连结构；及5-5)去除所述硬掩膜图形。可选地，步骤8)还包括如下步骤：重复步骤5)～步骤8)至少一次。可选地，形成位于顶层的顶层介质层、顶层填充介质层及顶层金属层之后，还包括如下步骤：于位于所述顶层介质层内的所述环形凹槽侧壁的所述顶层金属层上表面形成焊盘。可选地，形成位于顶层的顶层介质层、顶层填充介质层及顶层金属层之后，还包括如下步骤：于位于所述顶层介质层内的所述环形凹槽侧壁的所述顶层金属层上表面及所述顶层填充介质层上表面形成焊盘。可选地，形成所述焊盘之后还包括如下步骤：于所述顶层介质层上表面、所述顶层填充介质层上表面、所述焊盘表面形成覆盖介质层。本专利技术还提供一种隔离保护环，所述隔离保护环包括：金属层，位于介质层内环形凹槽的侧壁及底部；位于所述凹槽侧壁的所述金属层内侧具有间隙；及填充介质层，位于所述间隙内。本专利技术的隔离保护环在不增加工艺流程及成本的基础上具有更大的工艺窗口，在凹槽内形成的金属层内不会有孔洞，避免缺陷的产生，具有更好的防水汽、防氧气、防机械损伤及防静电损伤的效果，本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种隔离保护环的制备方法，其特征在于，包括如下步骤：/n1)提供基底；/n2)于所述基底的上表面形成介质层；/n3)于所述介质层内形成环形凹槽，所述环形凹槽贯穿所述介质层；及/n4)于所述环形凹槽的侧壁及底部形成金属层，位于所述环形凹槽侧壁的所述金属层内侧具有间隙；并于所述间隙内形成填充介质层。/n

【技术特征摘要】
1.一种隔离保护环的制备方法，其特征在于，包括如下步骤：
1)提供基底；
2)于所述基底的上表面形成介质层；
3)于所述介质层内形成环形凹槽，所述环形凹槽贯穿所述介质层；及
4)于所述环形凹槽的侧壁及底部形成金属层，位于所述环形凹槽侧壁的所述金属层内侧具有间隙；并于所述间隙内形成填充介质层。


2.根据权利要求1所述的隔离保护环的制备方法，其特征在于：步骤4)之后还包括如下步骤：
5)于上一步骤中形成的所述填充介质层的上表面形成互连结构，所述互连结构的上表面与所述介质层的上表面相平齐；
6)于上一所述介质层的形成步骤中形成的所述介质层上表面、上一所述金属层的形成步骤中形成的位于所述环形凹槽侧壁的所述金属层上表面及上一所述互连结构的形成步骤中形成的所述互连结构的上表面形成又一介质层；
7)于上一步骤中形成的所述介质层内形成又一环形凹槽，该步骤中的所述环形凹槽贯穿上一步骤中形成的所述介质层，且暴露上一所述互连结构的形成步骤中形成的所述互连结构；及
8)于上一步骤中形成的所述环形凹槽的侧壁及底部形成又一金属层，该步骤中位于所述环形凹槽侧壁的所述金属层内侧具有又一间隙；并于该步骤中形成的所述间隙内形成又一填充介质层。


3.根据权利要求2所述的隔离保护环的制备方法，其特征在于：步骤5)包括如下步骤：
5-1)对上一步骤中形成的所述填充介质层及上一所述介质层的形成步骤中形成的所述介质层进行回刻，使得保留的所述填充介质层及保留的所述介质层的上表面低于上一所述金属层的形成步骤中形成的位于所述环形凹槽侧壁的所述金属层的上表面；
5-2)于保留的所述填充介质层上表面、保留的所述介质层上表面及上一所述金属层的形成步骤中形成的位于所述环形凹槽侧壁的所述金属层上表面形成互连材料层；及
5-3)去除位于保留的所述介质层上表面及上一所述金属层的形成步骤中形成的位于所述环形凹槽侧壁的所述金属层上表面的所述互连材料层，并去除上一所述金属层的形成步骤中形成的位于所述环形凹槽侧壁的部分所述金属层及位于保留的所述填充介质层上表面的部分所述互连材料层，以形成所述互连结构；所述互连结构的上表面、保留的所述介质层的上表面及保留的位于所述环形凹槽侧壁的所述金属层的上表面相平齐。


4.根据权利要求2或3所述的隔离保护环的制备方法，其特征在于，步骤8)之后还包括如下步骤：重复步骤5)～步骤8)至少一次。


5.根据权利要求4所述的隔离保护环的制备方法，其特征在于，形成位于顶层的顶层介质层、顶层填充介质层及顶层金属层之后，还包括如下步骤：于位于所述顶层介质层内的所述环形凹槽侧壁的所述顶层金属层上表面形成焊盘。


6.根据权利要求4所述的隔离保护环的制备方法，其特征在于，形成位于顶层的顶层介质层、顶层填充介质层及顶层金属层之后，还包括如下步骤：于位于所述顶层介质层内的所述环形凹槽侧壁的所述顶层金属层上表面及所述顶层填充介质层上表面形成焊盘。


7.根据权利要求5或6所述的隔离保护环的制备方法，其特征在于，形成所述焊盘之后还包括如下步骤：于所述顶层介质层上表面、所述顶层填充介质层上表面、所述焊盘表面形成覆盖介质层。


8.根据权利要求1所述的隔离保护环的制备方法，其特征在于：步骤4)之后还包括如下步骤：
5)于上一步骤中形成的所述填充介质层的上表面及上一所述金属层的形成步骤中形成的位于所述环形凹槽侧壁的所述金属层上表面形成互连结构；
6)于上一所述介质层的形成步骤中形成的所述介质层上表面及上一所述互连结构的形成步骤中形成的所述互连结构的上表面形成又一介质层；
7)于上一步骤中形成的所述介质层内形成又一环形凹槽，该步骤中的所述环形凹槽贯穿上一步骤中形成的所述介质层，且暴露出上一所述互连结构的形成步骤中形成的所述互连结构；及
8)于上一步骤中形成的所述环形凹槽的侧壁及底部形成又一金属层，该步骤中位于所述环形凹槽侧壁的所述金属层内侧具有又一间隙；并于该步骤中形成的所述间隙内形成又一填充介质层。


9.根据权利要求8所述...

【专利技术属性】
技术研发人员：何家兰，
申请(专利权)人：长江存储科技有限责任公司，
类型：发明
国别省市：湖北;42