用于预防封装时测试结构短路的保护环结构

摘要

本发明提供了一种用于预防封装时测试结构短路的保护环结构，包括：围绕一个或者多个金属垫布置的叠层结构环；其中，所述叠层结构环包括依次从底层金属层、底层通孔层层叠至最上层金属层、最上层通孔层的交替层叠布置的多个金属层和多个通孔层；而且其中，所述叠层结构环中的最上层金属层和最上层通孔层中形成有一个或者多个开口，而且所述一个或者多个开口对应于所述一个或者多个金属垫。

说明书

技术领域

本发明涉及半导体制造领域，更具体地说，本发明涉及一种用于预防封装 时测试结构短路的保护环结构。

背景技术

当测试结构需要进行封装级测试时，会在相应金属垫上打金属线连接到陶 瓷基座的引脚，如图1所示陶瓷基座，1为测试结构放置区域，2为陶瓷基座引 脚。图2为某封装后测试结构放大图,21为测试结构金属垫，22为金属线，23 为打在金属垫上的金属连线球。

对于晶圆上的某些结构，为了防止切片封装或其他操作过程中有水气进入， 会在结构的外围设计一个金属保护环100，如图3所示。

图6示意性地示出了根据现有技术的保护环结构的截面图。

如图6所示，现有的保护环设计是整个金属环包围结构，从底层金属层10、 底层通孔层20逐层连到次最上层金属层30、次最上层通孔层40、最上层金属 层50、最上层通孔层60，实现对结构的保护。晶圆切割时要在水的环境下进行， 水会通过结构侧面的介质层（无机化合物）向结构处扩散，如果水气扩散到结 构连接到的通孔并沿着金属通孔进入结构，就可能对结构的性能产生影响。保 护环在每层金属上添加金属环包围结构，并在两层金属(metal)环间加一层金属 通孔(via),这样水气通过介质层扩散到结构的过程中就会遇到于介质层材质不 同的金属环或金属通孔的阻挡，降低水气的扩散能力，从而使水气难于进入结 构。

但是，有时由于金属垫尺寸相对于金属连线球23过小或打线误差，金属连 线球会部分打到金属垫21外；但是同时，保护环100和金属垫23的距离有限， 就会存在金属连线球23打到保护环100上，从而造成测试结构短路的隐患，如 图4所示。图5为更详细的示意图。其中，测试结果200在进行测试时会产生 错误。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是针对现有技术中存在上述缺陷，提供一种能 够防止金属连线球部分打到金属垫外时金属连线球与保护环接触而造成结构短 路的问题的用于预防封装时测试结构短路的保护环结构。

为了实现上述技术目的，根据本发明，提供了一种用于预防封装时测试结 构短路的保护环结构，其包括：围绕一个或者多个金属垫布置的叠层结构环； 其中，所述叠层结构环包括依次从底层金属层、底层通孔层层叠至最上层金属 层、最上层通孔层的交替层叠布置的多个金属层和多个通孔层；而且其中，所 述叠层结构环中的最上层金属层和最上层通孔层中形成有一个或者多个开口， 而且所述一个或者多个开口对应于所述一个或者多个金属垫。

优选地，所述一个或者多个开口的位置对应于所在金属垫的位置。

优选地，开口的尺寸是金属垫的边长或者金属垫的直径。

优选地，所述一个或者多个开口的尺寸介于金属垫的尺寸的三分之一至所 述一个或者多个开口的尺寸的范围之间。

优选地，所述一个或者多个开口的尺寸等于金属垫的尺寸的二分之一。

根据本发明，还提供了一种用于预防封装时测试结构短路的保护环结构， 其包括：围绕一个或者多个金属垫布置的叠层结构环；其中，所述叠层结构环 包括依次从底层金属层、底层通孔层层叠至最上层金属层、最上层通孔层的交 替层叠布置的多个金属层和多个通孔层；而且其中，所述叠层结构环中的最上 层金属层中形成有一个或者多个开口，而且所述一个或者多个开口的数量是所 述一个或者多个金属垫的数量的两倍，由此每个金属垫两侧各有一个开口。

优选地，所述一个或者多个开口的位置对应于金属垫所在的位置。

优选地，开口的尺寸是金属垫的边长或者金属垫的直径。

优选地，所述一个或者多个开口的尺寸介于金属垫的尺寸的三分之一至所 述一个或者多个开口的尺寸的范围之间。

优选地，所述一个或者多个开口的尺寸等于金属垫的尺寸的二分之一。

为了预防打线时金属连线球和保护环短路，本发明设计了一种新的保护环， 此保护环结构同样从底层金属层开始包围测试结构并逐层连到次最上层金属 层。但对于最上层金属层，保护环并没有完全包围结构，在和结构连接的金属 垫两侧没有金属环，这样就可以完全避免打线时金属连线球和保护环短路。

附图说明

结合附图，并通过参考下面的详细描述，将会更容易地对本发明有更完整 的理解并且更容易地理解其伴随的优点和特征，其中：

图1示意性地示出了陶瓷基座。

图2示意性地示出了封装后测试结构放大图。

图3示意性地示出了根据现有技术的保护环结构的俯视图。

图4示意性地示出了金属连线球处于根据现有技术的保护环结构的俯视图。

图5示意性地示出了根据现有技术的测试示意图。

图6示意性地示出了根据现有技术的保护环结构的截面图。

图7示意性地示出了根据本发明实施例的保护环结构的俯视图。

图8示意性地示出了金属连线球处于根据本发明实施例的保护环结构的俯 视图。

图9示意性地示出了根据本发明实施例的测试示意图。

图10示意性地示出了根据本发明实施例的保护环结构的截面图。

需要说明的是，附图用于说明本发明，而非限制本发明。注意，表示结构 的附图可能并非按比例绘制。并且，附图中，相同或者类似的元件标有相同或 者类似的标号。

具体实施方式

为了使本发明的内容更加清楚和易懂，下面结合具体实施例和附图对本发 明的内容进行详细描述。

为了预防打线时金属连线球和保护环短路，本发明设计了一种新的保护环， 此保护环结构同样从底层金属层开始包围测试结构并逐层连到次最上层金属 层。但对于最上层金属层，保护环并没有完全包围结构，在和结构连接的金属 垫两侧没有金属环，这样就可以完全避免打线时金属连线球和保护环短路。

图7示意性地示出了根据本发明实施例的保护环结构的俯视图。图10示意 性地示出了根据本发明实施例的保护环结构的截面图。

具体地说，如图7所示，根据本发明实施例的保护环结构包括围绕一个或 者多个金属垫21布置的叠层结构环101。

而且，如图9所示，所述叠层结构环101包括依次从底层金属层10、底层 通孔层20层叠至最上层金属层50、最上层通孔层60的交替层叠布置的多个金 属层和多个通孔层。

例如，所述叠层结构环101包括从下向上依次层叠的底层金属层10、底层 通孔层20、……、次最上层金属层30、次最上层通孔层40、最上层金属层50、 最上层通孔层60。

其中，所述叠层结构环101中的最上层金属层50和最上层通孔层60中形 成有一个或者多个开口70，而且所述一个或者多个开口70对应于所述一个或者 多个金属垫21。

而且，虽然在图10所示的示例中示出了使得最上层金属层50和最上层通 孔层60中形成一个或者多个开口70的情况，但是，仅仅在最上层金属层50中 形成一个或者多个开口70的情况也属于本发明的范围。

此外，虽然在图10所示的示例中示出了使得最上层金属层50和最上层通 孔层60中形成一个或者多个开口70的情况，但是，除了使得最上层金属层50 和最上层通孔层60中形成一个或者多个开口70之外，还可以额外地使得中间 的一些层形成所述一个或者多个开口70，这些修改也落入本发明的范围。

所述一个或者多个开口70的数量是所述一个或者多个金属垫21的数量的 两倍，由此每个金属垫两侧各有一个开口。

优选地，所述一个或者多个开口70的位置对应于金属垫21的位置；例如， 开口70的尺寸是金属垫21的边长（金属垫21为矩形或者正方形金属垫的情况） 或者金属垫21的直径（金属垫21为圆形金属垫的情况）。

在某些具体实施例中，对于不希望开口太大的情况下，优选地，可以使得 所述一个或者多个开口70的尺寸介于金属垫21的尺寸的三分之一至所述一个 或者多个开口70的尺寸的范围之间。进一步优选地，所述一个或者多个开口70 的尺寸等于金属垫21的尺寸的二分之一。设计开口的尺寸介于金属垫尺寸的三 分之一至金属垫尺寸，目的是打线时金属连线球即使打出金属垫外一些也不会 和四周包围的保护环接触到而短路。

由此，如图8和图9所示，其中图8示意性地示出了金属连线球处于根据 本发明实施例的保护环结构的俯视图，图9示意性地示出了根据本发明实施例 的测试示意图。

如图8和图9所示，由于最上层金属层中的开口70的存在，保护环并没有 完全包围结构，在和结构连接的金属垫两侧没有金属环，这样即使由于金属垫 太小或操作误差使得金属连线球部分打到金属垫外，也可以完全避免打线时金 属连线球和保护环短路。由此，在如图9所示的测试中不容易出现测试误差。

这样，在晶圆要进行打线封装时，此保护环设计可以有效地避免由于金属 垫太小或操作误差使得金属连线球部分打到金属垫外时金属连线球与保护环接 触而造成结构短路的问题，且基本不影响保护环的水气防护效果。

由此，本发明设计的新保护环通过最上层金属在金属垫处缺失的设计，可 以防止封装打线时金属球接触到保护环，造成测试结构短路。

此外，需要说明的是，除非特别说明或者指出，否则说明书中的术语“第 一”、“第二”、“第三”等描述仅仅用于区分说明书中的各个组件、元素、步骤 等，而不是用于表示各个组件、元素、步骤之间的逻辑关系或者顺序关系等。

可以理解的是，虽然本发明已以较佳实施例披露如上，然而上述实施例并 非用以限定本发明。对于任何熟悉本领域的技术人员而言，在不脱离本发明技 术方案范围情况下，都可利用上述揭示的技术内容对本发明技术方案作出许多 可能的变动和修饰，或修改为等同变化的等效实施例。因此，凡是未脱离本发 明技术方案的内容，依据本发明的技术实质对以上实施例所做的任何简单修改、 等同变化及修饰，均仍属于本发明技术方案保护的范围内。