专利名称：半导体器件中的保护环及其制造方法
半导体器件中的保护环及其制造方法本申请要求享有于2006年12月5日递交的韩国专利申请 No.10-2006-0122137的权益，这里引入其全部内容作为参考。发明领域本发明涉及一种半导体器件，以及更尤其涉及半导体器件中的保护环及其 制造方法。尽管本发明适用范围广泛，但是其尤其适用于半导体器件制造完成 后降低热应力。
背景技术：
如实施例图1所示，在半导体器件制造的最后工艺完成后，可将半导体保 护环提供到半导体器件的外边缘以保护半导体器件内部电路不受制造期间所 产生的的潮湿和污染以及环境影响。如实施例图2所示，半导体器件保护环具有通过在半导体基板最上表面上 和/或上方顺序形成第一金属插栓、第一金属线、第二金属插栓，第二金属线、 第三金属插栓和第三金属以及随后在上面形成保护层而形成的配置。如实施例图3到图5所示，在半导体器件制造完成后执行退火时，由于金 属插栓、绝缘层、金属线和/或金属孔内的热应力，可能会产生圆形缺陷(circle defect)。发明内容本发明的实施方式涉及适用于在半导体器件制造完成后防止产生热应力 的半导体器件的保护环。本发明的实施方式涉及包括以下步骤至少之一的半导体器件保护环的制 造方法在半导体基板上形成多个第一格状金属插栓，并在多个第一格状金属 插栓上形成多个第一格状金属层图案；在多个第一格状金属层图案上形成多个 第二格状金属插栓并在多个第二格状金属插栓上形成多个第二格状金属层图案；在多个第二格状金属层图案上形成多个第三格状金属插栓并在多个第三格 状金属插栓上形成多个第三格状金属层图案；以及然后在多个第三格状金属层 图案上形成保护层。本发明的实施方式涉及半导体器件保护环，其包括在半导体基板上形成 的多个第一格状金属插栓；在多个第一格状金属插栓上形成的多个第一格状金 属层图案；在多个第一格状金属层图案上形成的多个第二格状金属插栓；在多 个第二格状金属插栓上形成的多个第二格状金属层图案；在多个格状第二金属 层图案上形成多个第三格状金属插栓；在多个第三格状金属插栓上形成的多个 第三格状金属层图案；在包含多个第三格状金属层图案的半导体基板上形成的 保护层。本发明的实施方式涉及半导体器件保护环，其包括在半导体基板上形成 的第一绝缘层；在第一绝缘层中形成的多个第一格状金属插栓；在包含第一绝 缘层和多个第一格状插栓的半导体基板上形成的第二绝缘层；在第二绝缘层内 中形成的多个第一格状金属层图案；在包含第二绝缘层和多个第一格状金属层 图案的半导体基板上形成的第三绝缘层；在第三绝缘层中形成的多个第二格状 金属插栓；在包含第三绝缘层和多个第二格状金属插栓的半导体基板上形成的 第四绝缘层；在第四绝缘层中形成的多个第二格状金属层图案；在包含第四绝 缘层和多个第二格状金属层图案的半导体基板上形成的第五绝缘层；在第五绝 缘层中形成的多个第三格状金属插栓；在包含第五绝缘层和多个第三格状金属 插栓的半导体基板上形成的第六绝缘层；在第五绝缘层中形成的第三格状金属 层图案；以及在包含第五绝缘层和多个第三格状金属层图案的半导体基板上形 成的保护层。
实施例图1到图5示出设置到半导体器件外边缘的半导体器件保护环。 实施例图6示出了依据实施方式的设置到半导体器件外边缘的半导体器 件保护环。实施例图7A到图7F示出了依据实施方式的半导体器件保护环的形成方法。
具体实施方式
如实施例图6所示，半导体器件保护环可设置在半导体器件的外边缘并具 有包括金属插栓和金属层图案的格子结构。如实施例图7所示，第一绝缘层702可沉积在半导体基板700上和/或上 方。为了形成通孔，光刻胶可涂敷在第一绝缘层702上和/或上方，并顺序构 图以形成第一格状光刻胶图案704。如实施例图7B所示，格子排列中的通孔可通过利用第一格状光刻胶图案 704作为蚀刻掩模执行蚀刻工艺而形成。然后，执行灰化和清洗工艺以移除第 一格状光刻胶图案704。随后，由金属材料诸如钩等组成的第一金属层可利用化学气相沉积(CVD) 在包含格状通孔的半导体基板700上和/或上方沉积。然后第一金属层可通过 回蚀或CMP (化学机械抛光)工艺形成多个第一格状金属插栓706以平坦化。如实施例图7C所示，第二金属层708可在包括第一格状金属插栓706的 半导体基板700上和/或上方形成。第二金属层708可由Al、 Al-Cu合金等组 成。随后，光刻胶可在第二金属层708上/或上方涂敷并随后构图以形成第二 格状光刻胶图案710。如实施例图7D所示，多个第一格状金属层图案708a可通过利用第二格 状光刻胶图案710作蚀刻掩模执行蚀刻工艺来形成。然后实施灰化和清洗工艺 以去除第二格状光刻胶图案710。第一格状金属层图案708a能配制成多个立 方格，每个立方格尺寸大约为3pmx3pm。如实施例图7E所示，第二绝缘层707可沉积在包括第一格状金属层图案 708a的半导体基板700上和/或上方，以及然后用回蚀刻或CMP工艺平面化。如实施例图7F所示，可重复形成第一格状金属插栓706和第一金属层图 案708a之前的歩骤以形成多个第二格状金属插栓710、多个第二格状金属层 图案712、多个第三格状金属插栓714和多个第三格状金属层图案716。随后， 保护层718可以在包括第三格状金属层图案716的半导体基板700上和/或上 方形成。保护层718可以通过利用CVD沉积氧化物材料诸如USG (未掺杂硅 酸盐玻璃)来形成。特别地，半导体器件保护环可配置成具有第一格状金属插栓706、第一格 状金属层图案708a、第二格状金属插栓710、第二格状金属层图案712、第三格状金属插栓714和第三格状金属层图案716。格状金属插栓706、 710和714以及格状金属层图案708a、 712和716可 形成以增加金属插栓、金属层图案和绝缘层的表面积，从而提高热辐射速度。 因此，半导体基板保护环可在临界点降低热应力，而在半导体器件制造工艺完 成后可防止由热压力引起的圆形缺陷或金属孔洞。通过以格状排列形成多个金属插头和金属层图案，还可以避免在半导体器 件制造后在退火期间由金属插栓、绝缘层和金属线的热应力产生的圆形缺陷或 金属孔洞能够。尽管这里描述了很多实施方式，但是应该理解在本公开原理的精神和范围 内本领域的技术人员能够设计出许多其他的改进和实施方式。特别地，，各种 变型和改进可位于本公开、附图及后附的权利要求书的范围内的主题的组成部 分和/或配置中。除了组成部件和/或配置中的变型和改进，对本领域的普通技 术人员来说，可选实施方式的使用也是显而易见的。
权利要求
1. 一种方法，其特征在于，包括在半导体基板上方形成多个第一格状金属插栓以及在所述多个第一格状金属插栓上方形成多个第一格状金属层图案；在所述多个第一格状金属层图案上方形成多个第二格状金属插栓以及在所述多个第二格状金属插栓上方形成多个第二格状金属层图案；在所述多个第二格状金属层图案上方形成多个第三格状金属插栓以及在所述多个第三格状金属插栓上方形成多个第三格状金属层图案；以及然后在所述多个第三格状金属层图案上方形成保护层。
2、 根据权利要求1所述的方法，其特征在于，形成所述多个第一格状金 属层图案包括在所述半导体基板上形成第一绝缘层并在所述第一绝缘层上方形成多个第一格状光刻胶图案；通过利用第一格状光刻胶图案作为蚀刻掩模进行蚀刻而形成格状通孔； 在移除所述第一格状光刻胶图案后在包括所述格状通孔的所述半导体基板上形成第一金属层；通过平坦化所述第一金属层而形成所述第一格状金属插栓；在包括所述第一格状金属插栓的半导体基板上形成第二金属层；在所述第二金属层上形成第二格状光刻胶图案；通过利用所述多个第二格状光刻胶图案作为蚀刻掩模进行蚀刻而形成所 述第一格状金属层图案；在移除所述多个第二格状光刻胶图案后在包括所述多个第一格状金属层 图案的半导体基板上方形成第二绝缘层；以及然后平坦化所述第二绝缘层和所述多个第一格状金属层图案。
3、 根据权利要求2所述的方法，其特征在于，所述第一金属层由钨通过 化学气相沉积形成。
4、 根据权利要求2所述的方法，其特征在于，所述第二金属层由铝或者 铝-铜合金通过物理气相沉积形成。
5、 根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述第二格状金属层图案形成步骤包括以下步骤在包括所述第一格状金属层图案的半导体基板上形成第三绝缘层并在所述第三绝缘层上形成第三格状光刻胶图案；通过利用第三格状光刻胶图案作为蚀刻掩模进行蚀刻而形成格状通孔； 在移除所述第三格状光刻胶图案后在包括所述格状通孔的半导体基板上形成第三金属层；通过平坦化所述第三金属层而形成所述第二格状金属插栓；在包括所述第二格状金属插栓的所述半导体基板上形成第四金属层；在所述第四金属层上形成第四格状光刻胶图案；通过利用所述第四格状光刻胶图案作为蚀刻掩模进行蚀刻而形成所述第 二格状金属层图案；在移除所述第四格状光刻胶图案后在包括所述第二格状金属层图案的半 导体基板上形成第四绝缘层；以及平坦化所述第四绝缘层和所述第二格状金属层图案。
6、 根据权利要求5所述的方法，其特征在于，所述第三金属层包括钨材 料并通过化学气相沉积形成。
7、 根据权利要求5所述的方法，其特征在于，所述第四金属层包括铝材 料和铝-铜合金材料的至少其中之一并通过物理气相沉积形成。
8、 根据权利要求1所述的方法，其特征在于，形成所述多个第三格状金 属层图案包括在包括所述多个第二格状金属层图案的所述半导体基板上方形成第五绝 缘层并在所述第五绝缘层上方形成多个第五格状光刻胶图案；通过利用所述多个第五格状光刻胶图案作为蚀刻掩模进行蚀刻而形成格 状通孔；在移除所述多个第五格状光刻胶图案后在包括所述格状通孔的半导体基 板上方形成第五金属层；通过平坦化所述第五金属层而形成所述多个第三格状金属插栓； 在包括所述多个第三格状金属插栓的所述半导体基板上方形成第六金属层；在所述第六金属层上方形成多个第六格状光刻胶图案；通过利用所述多个第六格状光刻胶图案作为蚀刻掩模进行蚀刻而形成所 述多个第三格状金属层图案；在移除所述多个第六格状光刻胶图案后在包括所述多个第三格状金属层 图案的所述半导体基板上方形成第六绝缘层；以及然后平坦化所述第六绝缘层和所述多个第三格状金属层图案。
9、 根据权利要求8所述的方法，其特征在于，所述第五金属层包括钨材 料并通过化学气相沉积形成。
10、 根据权利要求9所述的方法，其特征在于，所述第六金属层包括铝材 料或铝-铜合金材料的至少其中之一，并通过物理气相沉积形成。
11、 根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述第一格状金属层图案、 所述第二格状金属层图案和所述第三格状金属层图案的每一个都配置成3Mm x3拜立方格。
12、 根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述保护层包括氧化物材 料并通过化学气相沉积形成。
13、 根据权利要求12所述的方法，其特征在于，所述氧化物材料包括未 掺杂的硅酸盐玻璃。
14、 一种装置，其特征在于，包括 在半导体基板上方形成的多个第一格状金属插栓； 在所述多个第一格状金属插栓上方形成的多个第一格状金属层图案； 在所述多个第一格状金属层图案上方形成的多个第二格状金属插栓； 在所述多个第二格状金属插栓上方形成的多个第二格状金属层图案； 在所述多个第二格状金属层图案上方形成的多个第三格状金属插栓； 在所述多个第三格状金属插栓上方形成的多个第三格状金属层图案；以及 在包含所述多个第三格状金属层图案的半导体基板上方形成的保护层。
15、 根据权利要求14所述的装置，其特征在于，所述第一格状金属插栓、 第二格状金属插栓和第三格状金属插栓的每一个都包括鸨材料。
16、 根据权利要求14所述的装置，其特征在于，所述第一格状金属层图 案、所述第二格状金属层图案和所述第三格状金属层图案的每一个都包括铝材 料和铝-铜合金材料的至少其中之一 。
17、 根据权利要求14所述的装置，其特征在于，所述第一格状金属层图案、所述第二格状金属层图案和所述第三格状金属层图案都配置成3pm x3pm 立方格。
18、 根据权利要求14所述的装置，其特征在于，所述保护层包括氧化物 材料。
19、 根据权利要求14所述的装置，其特征在于，所述氧化物材料包括未 掺杂的硅酸盐玻璃。
20、 一种装置，其特征在于，包括 在半导体基板上方形成的第一绝缘层； 在所述第一绝缘层中形成的多个第一格状金属插栓；在包括所述第一绝缘层和所述多个第一格状插栓的半导体基板上方形成 的第二绝缘层；在所述第二绝缘层中形成的多个第一格状金属层图案；在包括所述第二绝缘层和所述多个第一格状金属层图案的所述半导体基 板上方形成的第三绝缘层；在所述第三绝缘层中形成的多个第二格状金属插栓；在包括所述第三绝缘层和所述多个第二格状金属插栓的所述半导体基板 上方形成的第四绝缘层；在所述第四绝缘层中形成的多个第二格状金属层图案；在包括所述第四绝缘层和所述多个第二格状金属层图案的所述半导体基 板上方形成的第五绝缘层；在所述第五绝缘层中形成的多个第三格状金属插栓；在包括所述第五绝缘层和所述多个第三格状金属插栓的所述半导体基板上方形成的第六绝缘层；在所述第五绝缘层中形成的多个第三格状金属层图案；和 在包含所述第五绝缘层和所述多个第三格状金属层图案的所述半导体基板上方形成的保护层。
全文摘要
一种半导体器件中的保护环及其制造方法，其中半导体器件中的保护环包括半导体基板上形成的多个第一格状金属插栓；在多个第一格状金属插栓上形成的多个第一格状金属层图案；在多个第一格状金属层图案上形成的多个第二网格状金属插栓；在多个第二格状金属插栓上形成的多个第二格状金属层图案；在多个第二格状金属层图案上形成的多个第三格状金属插栓；在多个第三格状金属插栓上形成的多个第三格状金属层图案；和在包括多个第三格状金属层图案的半导体基板上形成的保护层。
文档编号H01L23/00GK101261928SQ20071019493
公开日2008年9月10日 申请日期2007年12月5日 优先权日2006年12月5日
发明者朴元孝 申请人:东部高科股份有限公司