[发明专利]具有封装环的半导体芯片及其制作方法

说明书

技术领域

本发明涉及半导体制造领域，特别涉及一种具有封装环的半导体芯片及其制作方法。

背景技术

在半导体制造工艺中，通常在一个晶片上同时形成多个半导体集成电路，然后通过切割工艺沿预先设置的切割轨迹线对晶片进行切分，最终将一个晶片切分为多个半导体芯片，每个半导体芯片具有各自的半导体集成电路。

一方面，为了防止切割时在芯片边缘产生的应力延伸至半导体芯片上的集成电路内部，对半导体集成电路造成破坏，另一方面，为了防止空气中的湿气或污染物从切割后的半导体芯片的侧面进入半导体芯片内部，而对半导体集成电路造成一定影响，通常在形成集成电路的过程中，在每一金属互连层中还设置了封装环(seal ring)。封装环分布于半导体集成电路的周围，对半导体集成电路进行保护阻挡。下面结合图1对现有技术中具有封装环的半导体芯片及其制作方法进行介绍。

图1为现有技术中具有封装环的半导体芯片的俯视图。如图1所示，沿切割轨迹线进行切割后，形成图1所示的芯片，该芯片包括有源区，有源区主要为半导体集成电路，该芯片还包括环绕有源区的封装环，封装环的形状为六边形。

封装环的形成过程大致如下：在半导体衬底上形成有源区后，在有源区之上依次形成多个金属互连层，在每一个金属互连层中，首先采用光刻工艺定义封装环的光刻图案，封装环的光刻图案为环绕有源区周边的六边形，然后，按照封装环的光刻图案进行刻蚀，从而形成一个六边形的沟槽，然后采用沉积工艺在沟槽中填充金属，例如金属铜，这样就在每一个金属互连层中，均存在一个六边形的封装环，该封装环环绕有源区。

在切割工艺中，封装环可阻挡芯片边缘产生的应力延伸至有源区而对有源区造成破坏，而且，可阻挡空气中的湿气或污染物从切割后的半导体芯面的侧面进入有源区。

但是，上述封装环的形状为一个六边形，在实际应用中，六边形的顶点往往由于受力过大会发生断裂现象，下面可结合图2进行详细分析。

在采用光刻工艺定义封装环的光刻图案时，其中，当进行曝光和显影时，机台上的晶片处于旋转状态，因此，六边形的各个顶点会受到离心力的作用。图2为现有技术中封装环的受力分析图。如图2所示，以顶点A、B、C为研究对象，顶点A、B、C所受到的离心力分别为F1、F2和F3。将顶点A上的F1可分解为沿直线AB的力F1-2和垂直于直线AB的力F1-1，将顶点C上的F3可分解为沿直线BC的力F3-2和垂直于直线BC的力F3-1。

可见，由于F1-2可沿直线AB传递至点B，F3-2可沿直线BC传递至点B。因此，顶点B受到的力为F1、F1-2、F3-2三者的合力，因此，当转速比较高时，顶点B会受到比较大的作用点，光刻图案会在顶点B发生断裂，最终形成的封装环也为发生断裂的封装环。而且，在当前金属互连层中对封装环进行光刻时，不仅会使当前金属互连层中的封装环的光刻图案发生断裂，还会使上一金属互连层中已形成的封装环发生断裂。另外，除了光刻工艺，在其他工艺中，晶片经常也会处于旋转状态，也会由于六边形封装环的顶点受力过大而发生断裂现象。

可见，现有技术所提供的具有封装环的半导体芯片及其制作方法不能有效地避免封装环发生断裂。

发明内容

有鉴于此，本发明提供一种具有封装环的半导体芯片及其制作方法，能够避免封装环发生断裂。

为解决上述技术问题，本发明的技术方案是这样实现的：

一种具有封装环的半导体芯片，该半导体芯片包括：半导体衬底上的有源区和有源区之上依次形成的多个金属互连层，所述半导体芯片还包括：位于每个金属互连层中的封装环，所述封装环为环绕有源区的四边形形状，且四边形中每相邻两边以圆弧连接。

所述圆弧的弧度小于圆弧所连接的相邻两边的夹角。

所述圆弧的弧度小于90度。

所述四边形的对边互相平行。

一种具有封装环的半导体芯片的制作方法，该方法包括：半导体衬底上形成有源区，有源区之上依次形成的多个金属互连层，该方法还包括：

采用光刻工艺在每个金属互连层中形成封装环的光刻图案，其中，封装环的光刻图案为环绕有源区的四边形形状，且四边形中每相邻两边以圆弧连接；

按照所述封装环的光刻图案进行刻蚀，形成封装环的沟槽，其中，封装环的沟槽为环绕有源区的四边形形状，且四边形中每相邻两边以圆弧连接；

采用沉积工艺在所述封装环的沟槽中填充金属，形成封装环，其中，封装环为环绕有源区的四边形形状，且四边形中每相邻两边以圆弧连接。

所述圆弧的弧度小于圆弧所连接的相邻两边的夹角。

所述圆弧的弧度小于90度。