CN112420621A - 一种半导体晶片的保护环构件及其形成方法 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种半导体晶片的保护环构件及其形成方法，该方法包括以下步骤：在半导体晶片上设置多个保护环区域，接着在每个所述保护环区域中形成第一沟槽、第二沟槽以及第三沟槽，接着在所述第一沟槽中形成第一树脂层；接着在所述第二沟槽中形成层状纳米材料膜/树脂膜层叠结构，接着在所述第三沟槽中形成纳米颗粒薄膜/树脂薄膜层叠结构，接着在所述半导体晶片上沉积介质层，接着在所述介质层中形成第四沟槽、第五沟槽以及第六沟槽，接着在所述第四沟槽中沉积金属材料以形成第一金属层，在所述第五沟槽中沉积金属材料以形成第二金属层，在所述第六沟槽中沉积金属材料以形成第三金属层。
Description
技术领域
本发明涉及半导体封装技术领域，特别是涉及一种半导体晶片的保护环构件的形成方法。
背景技术
在现有的半导体芯片的制备过程中，需要在半导体晶圆中设置切割道，以便于切割晶圆以形成分离的半导体芯片。在现有的晶圆的制备过程中，通常需要在切割道的附近设置保护环构件，以在切割晶圆的过程中保护半导体芯片。现有的保护环构件通常是通过沉积金属材料形成、或者是通过旋涂金属纳米线材料形成、或者是旋涂金属纳米颗粒形成，通过研究发现，二者均不能很好的阻挡切割应力。如何改变保护环构件的结构，以提高其阻挡切割应力的性能，这引起了人们的广泛关注。
发明内容
本发明的目的是克服上述现有技术的不足，提供一种半导体晶片的保护环构件的形成方法。
为实现上述目的，本发明采用的技术方案是：
一种半导体晶片的保护环构件的形成方法，包括以下步骤：
1）提供一半导体晶片，在所述半导体晶片上设置多个保护环区域，接着在每个所述保护环区域中形成第一沟槽、第二沟槽以及第三沟槽；其中，所述第一沟槽围绕所述第二沟槽，所述第二沟槽围绕所述第三沟槽，所述第一沟槽的深度小于所述第二沟槽的深度，所述第二沟槽的深度小于所述第三沟槽的深度。
2）接着在所述半导体晶片的所述第一沟槽中填充树脂材料，以形成第一树脂层。
3）接着在所述半导体晶片上形成第一光刻胶掩膜，所述第一光刻胶掩膜露出所述第二沟槽，接着在所述半导体晶片上旋涂含有层状纳米材料的分散液，以在所述第二沟槽的底部形成第一层状纳米材料膜，接着在所述半导体晶片上旋涂树脂材料，以在所述第一层状纳米材料膜上形成第一树脂膜，接着在所述半导体晶片上旋涂含有层状纳米材料的分散液，以在所述第一树脂膜上形成第二层状纳米材料膜，接着在所述半导体晶片上旋涂树脂材料，以在所述第二层状纳米材料膜上形成第二树脂膜，接着在所述半导体晶片上旋涂含有层状纳米材料的分散液，以在所述第二树脂膜上形成第三层状纳米材料膜，接着在所述半导体晶片上旋涂树脂材料，以在所述第三层状纳米材料膜上形成第三树脂膜，接着去除所述第一光刻胶掩膜。
4）接着在所述半导体晶片上形成第二光刻胶掩膜，所述第二光刻胶掩膜露出所述第三沟槽，接着在所述半导体晶片上旋涂含有纳米颗粒的分散液，以在所述第三沟槽的底部形成第一纳米颗粒薄膜，接着在所述半导体晶片上旋涂树脂材料，以在所述第一纳米颗粒薄膜上形成第一树脂薄膜，接着在所述半导体晶片上旋涂含有纳米颗粒的分散液，以在所述第一树脂薄膜上形成第二纳米颗粒薄膜，接着在所述半导体晶片上旋涂树脂材料，以在所述第二纳米颗粒薄膜上形成第二树脂薄膜，接着在所述半导体晶片上旋涂含有纳米颗粒的分散液，以在所述第二树脂薄膜上形成第三纳米颗粒薄膜，接着在所述半导体晶片上旋涂树脂材料，以在所述第三纳米颗粒薄膜上形成第三树脂薄膜，接着去除所述第二光刻胶掩膜。
5）接着在所述半导体晶片上沉积介质层，接着在所述介质层中形成第四沟槽、第五沟槽以及第六沟槽，其中，所述第四沟槽与所述第一沟槽相对应且暴露所述第一树脂层，所述第五沟槽与所述第二沟槽相对应且暴露所述第三树脂膜，所述第六沟槽与所述第三沟槽相对应且暴露所述第三树脂薄膜。
6）接着在所述第四沟槽中沉积金属材料以形成第一金属层，在所述第五沟槽中沉积金属材料以形成第二金属层，在所述第六沟槽中沉积金属材料以形成第三金属层。
作为优选，在所述步骤1）中，通过在所述半导体晶片上设置光刻胶掩膜，进而通过湿法刻蚀或干法刻蚀以分别形成所述第一沟槽、所述第二沟槽以及所述第三沟槽。
作为优选，在所述步骤2）中，所述树脂材料为聚甲基丙烯酸甲酯、聚乙烯醇、硅树脂、聚二甲基硅氧烷、环氧树脂、聚酰亚胺、聚碳酸酯、聚乙烯中的一种，通过旋涂、刮涂、喷涂或狭缝涂布在所述第一沟槽中填充所述树脂材料。
作为优选，在所述步骤3）中，所述含有层状纳米材料的分散液中的层状纳米材料为硫化钼、硒化钨、硫化钨、硒化铌、硫化钛、硒化锆、硫化锆中的一种，所述含有层状纳米材料的分散液中的层状纳米材料的浓度为10-50mg/ml，所述第一、第二、第三树脂膜的材料为聚甲基丙烯酸甲酯、聚酰亚胺、聚苯乙烯、聚乙烯醇、聚乙烯中的一种。
作为优选，在所述步骤3）中，所述第一层状纳米材料膜的厚度大于所述第二层状纳米材料膜，所述第二层状纳米材料膜的厚度大于所述第三层状纳米材料膜，所述第一树脂膜的厚度小于所述第二树脂膜的厚度，所述第二树脂膜的厚度小于所述第三树脂膜的厚度。
作为优选，在所述步骤4）中，所述含有纳米颗粒的分散液中的纳米颗粒的材料为银、金、铜、二氧化钛、二氧化硅、碳化硅中的一种，所述含有纳米颗粒的分散液中的纳米颗粒的浓度为5-30mg/ml,所述第一、第二、第三树脂薄膜的材料为聚甲基丙烯酸甲酯、聚酰亚胺、聚苯乙烯、聚乙烯醇、聚乙烯中的一种。
作为优选，在所述步骤4）中，所述第一纳米颗粒薄膜的厚度大于所述第二纳米颗粒薄膜，所述第二纳米颗粒薄膜的厚度大于所述第三纳米颗粒薄膜，所述第一树脂薄膜的厚度小于所述第二树脂薄膜的厚度，所述第二树脂薄膜的厚度小于所述第三树脂薄膜的厚度。
作为优选，在所述步骤6）中，所述金属材料为铜、铝、钛、钯、银、钛、镍中的一种或多种，通过磁控溅射、蒸发、化学气相沉积或物理气相沉积工艺形成所述第一、第二、第三金属层。
本发明还提出一种半导体晶片的保护环构件，其采用上述方法制备形成的。
本发明与现有技术相比具有下列优点：
在本发明的半导体晶片的保护环构件的形成过程中，通过在每个保护环区域中形成第一沟槽、第二沟槽以及第三沟槽，进而在第一沟槽中形成第一树脂层，在第二沟槽中形成层状纳米材料膜/树脂膜层叠结构，在第三沟槽中形成纳米颗粒薄膜/树脂薄膜叠层结构，通过上述结构的设置，且通过旋涂的工艺形成，与现有的仅基于纳米线或纳米线颗粒的保护环构件相比，通过层状纳米材料膜以及纳米颗粒薄膜的配合使用，可以形成不同尺寸的空隙结构，进而可以有效的消除切割应力。且通过三个环形凹槽结构的设置，且在每个环形凹槽结构中填充不同的材料，使得本发明的保护环构件具有优异的密封性能和优越的阻挡湿气能力，本发明的保护环构件的形成方法简单易行，便于大规模制备。
附图说明
图1-图6为本发明的半导体晶片的保护环构件的形成过程中的结构示意图。
具体实施方式
为了更好的理解本发明的技术方案，下面结合附图对本发明实施例进行详细描述。
应当明确，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其它实施例，都属于本发明保护的范围。
在本发明实施例中使用的术语是仅仅出于描述特定实施例的目的，而非旨在限制本发明。在本发明实施例和所附权利要求书中所使用的单数形式的“一种”、 “所述”和“该”也旨在包括多数形式，除非上下文清楚地表示其他含义。
应当理解，本文中使用的术语“和/或”仅仅是一种描述关联对象的关联关系，表示可以存在三种关系，例如，A和/或B，可以表示：单独存在A，同时存在A和B，单独存在B这三种情况。另外，本文中字符“/”，一般表示前后关联对象是一种“或”的关系。
应当理解，尽管在本发明实施例中可能采用术语第一、第二等来描述半导体芯片，但这些半导体芯片不应限于这些术语。这些术语仅用来将半导体芯片彼此区分开。例如，在不脱离本发明实施例范围的情况下，第一半导体芯片也可以被称为第二半导体芯片，类似地，第二半导体芯片也可以被称为第一半导体芯片。
请参阅图1～图6。需要说明的是，本实施例中所提供的图示仅以示意方式说明本发明的基本构想，遂图示中仅显示与本发明中有关的组件而非按照实际实施时的组件数目、形状及尺寸绘制，其实际实施时各组件的型态、数量及比例可为一种随意的改变，且其组件布局型态也可能更为复杂。
如图1～图6所示，本实施例提供一种半导体晶片的保护环构件的形成方法，该形成方法包括以下步骤：
首先如图1所示，在步骤1）中，提供一半导体晶片1，在所述半导体晶片上设置多个保护环区域11，接着在每个所述保护环区域11中形成第一沟槽111、第二沟槽112以及第三沟槽113；其中，所述第一沟槽111围绕所述第二沟槽112，所述第二沟槽112围绕所述第三沟槽113，所述第一沟槽111的深度小于所述第二沟槽112的深度，所述第二沟槽112的深度小于所述第三沟槽113的深度。
其中，在所述步骤1）中，通过在所述半导体晶片1上设置光刻胶掩膜，进而通过湿法刻蚀或干法刻蚀以分别形成所述第一沟槽111、所述第二沟槽112以及所述第三沟槽113。
在具体的实施例中，所述半导体晶片1具体可以为硅晶片、锗晶片或硅锗晶片，所述第一沟槽111、所述第二沟槽112以及所述第三沟槽113各自的宽度相同，所述第一沟槽111的深度与所述第二沟槽112的深度比值为0.6-0.9，更优选的，所述第一沟槽111的深度与所述第二沟槽112的深度比值为0.75，所述第二沟槽112的深度与所述第三沟槽113的深度的比值为0.7-0.9，更优选的，所述第二沟槽112的深度与所述第三沟槽113的深度的比值为0.8，所述第一沟槽111的深度具体可以为1.2微米、1.6微米、1.8微米、2微米、2.3微米、2.5微米或2.8微米。
在具体的实施例中，首先，在所述半导体晶片1上旋涂光致抗刻蚀剂，进而通过曝光显影工艺，以形成第一光刻胶掩膜，然后通过激光刻蚀工艺以分别形成所述第一沟槽111、所述第二沟槽112以及所述第三沟槽113，进一步旋涂光致抗刻蚀剂，进而通过曝光显影工艺，以形成第二光刻胶掩膜，所述第二光刻胶掩膜仅暴露所述第二沟槽112以及所述第三沟槽113，进一步刻蚀所述第二沟槽112以及所述第三沟槽113，以加深所述第二沟槽112以及所述第三沟槽113的深度，然后再一次涂光致抗刻蚀剂，进而通过曝光显影工艺，以形成第三光刻胶掩膜，所述第三光刻胶掩膜仅暴露所述第三沟槽113，进一步刻蚀所述第三沟槽113，以加深所述第三沟槽113的深度。
如图2所示，接着进行步骤2），接着在所述半导体晶片1的所述第一沟槽111中填充树脂材料，以形成第一树脂层2。
其中，在所述步骤2）中，所述树脂材料为聚甲基丙烯酸甲酯、聚乙烯醇、硅树脂、聚二甲基硅氧烷、环氧树脂、聚酰亚胺、聚碳酸酯、聚乙烯中的一种，通过旋涂、刮涂、喷涂或狭缝涂布在所述第一沟槽中填充所述树脂材料。
在具体的实施例中，利用掩膜在所述第一沟槽111中填充树脂材料以形成第一树脂层2，所述树脂材料为聚乙烯醇，且通过多次旋涂工艺以在所述第一沟槽中填充所述树脂材料，以形成第一树脂层2。
如图3所示，在步骤3）中，接着在所述半导体晶片1上形成第一光刻胶掩膜3，所述第一光刻胶掩膜3露出所述第二沟槽112，接着在所述半导体晶片1上旋涂含有层状纳米材料的分散液，以在所述第二沟槽112的底部形成第一层状纳米材料膜41，接着在所述半导体晶片1上旋涂树脂材料，以在所述第一层状纳米材料膜41上形成第一树脂膜42，接着在所述半导体晶片1上旋涂含有层状纳米材料的分散液，以在所述第一树脂膜42上形成第二层状纳米材料膜43，接着在所述半导体晶片1上旋涂树脂材料，以在所述第二层状纳米材料膜43上形成第二树脂膜44，接着在所述半导体晶片1上旋涂含有层状纳米材料的分散液，以在所述第二树脂膜44上形成第三层状纳米材料膜45，接着在所述半导体晶片1上旋涂树脂材料，以在所述第三层状纳米材料膜45上形成第三树脂膜46，进而使得第一层状纳米材料膜41/第一树脂膜42/第二层状纳米材料膜43/第二树脂膜44/第三层状纳米材料膜45/第3树脂膜46填充所述第二沟槽112，接着去除所述第一光刻胶掩膜3。
其中，所述含有层状纳米材料的分散液中的层状纳米材料为硫化钼、硒化钨、硫化钨、硒化铌、硫化钛、硒化锆、硫化锆中的一种，所述含有层状纳米材料的分散液中的层状纳米材料的浓度为10-50mg/ml，所述第一、第二、第三树脂膜42/44/46的材料为聚甲基丙烯酸甲酯、聚酰亚胺、聚苯乙烯、聚乙烯醇、聚乙烯中的一种。所述第一层状纳米材料膜41的厚度大于所述第二层状纳米材料膜43，所述第二层状纳米材料膜43的厚度大于所述第三层状纳米材料膜45，所述第一树脂膜42的厚度小于所述第二树脂膜44的厚度，所述第二树脂膜44的厚度小于所述第三树脂膜46的厚度。
在具体的实施例中，所述第一层状纳米材料膜41的厚度与所述第二层状纳米材料膜43的厚度的比值为1.5-3，优选的，所述第一层状纳米材料膜41的厚度与所述第二层状纳米材料膜43的厚度的比值为2，所述第二层状纳米材料膜43的厚度与所述第三层状纳米材料膜45的厚度的比值为1.8-4，更优选的，所述第二层状纳米材料膜43的厚度与所述第三层状纳米材料膜45的厚度的比值为2.5，所述第一树脂膜42的厚度与所述第二树脂膜44的厚度比值为0.6-0.8，更优选的，所述第一树脂膜42的厚度与所述第二树脂膜44的厚度比值为0.7，所述第二树脂膜44的厚度与所述第三树脂膜46的厚度的比值为0.5-0.8，更优选的，所述第二树脂膜44的厚度与所述第三树脂膜46的厚度的比值为0.6。
在具体的实施例中，含有层状纳米材料的分散液中的层状纳米材料具体为硫化钼，所述含有层状纳米材料的分散液中的层状纳米材料的浓度为20mg/ml，旋涂所述含有层状纳米材料的分散液的转速为3000-5000转/分钟，具体的可以为4000转/分钟，旋涂的时间为1分钟，通过进行多次旋涂工艺以得到合适厚度的所述第一、第二、第三层状纳米材料膜41/43/45，所述第一、第二、第三树脂膜42/44/46的材料为聚乙烯醇，旋涂聚乙烯醇的转速为1500-2500转/分钟，具体的可以为2000转/分钟，通过进行多次旋涂工艺以得到合适厚度的所述第一、第二、第三树脂膜42/44/46。
如图4所示，在步骤4）中，接着在所述半导体晶片1上形成第二光刻胶掩膜5，所述第二光刻胶掩膜5露出所述第三沟槽113，接着在所述半导体晶片1上旋涂含有纳米颗粒的分散液，以在所述第三沟槽113的底部形成第一纳米颗粒薄膜61，接着在所述半导体晶片1上旋涂树脂材料，以在所述第一纳米颗粒薄膜61上形成第一树脂薄膜62，接着在所述半导体晶片上1旋涂含有纳米颗粒的分散液，以在所述第一树脂薄膜62上形成第二纳米颗粒薄膜63，接着在所述半导体晶片1上旋涂树脂材料，以在所述第二纳米颗粒薄膜63上形成第二树脂薄膜64，接着在所述半导体晶片1上旋涂含有纳米颗粒的分散液，以在所述第二树脂薄膜64上形成第三纳米颗粒薄膜65，接着在所述半导体晶片1上旋涂树脂材料，以在所述第三纳米颗粒薄膜65上形成第三树脂薄膜66，进而使得第一纳米颗粒薄膜61/第一树脂薄膜62/第二纳米颗粒薄膜63/第二树脂薄膜64/第三纳米颗粒薄膜65/第三树脂薄膜66填充所述第三沟槽113，接着去除所述第二光刻胶掩膜5。
其中，在所述步骤4）中，所述含有纳米颗粒的分散液中的纳米颗粒的材料为银、金、铜、二氧化钛、二氧化硅、碳化硅中的一种，所述含有纳米颗粒的分散液中的纳米颗粒的浓度为5-30mg/ml,所述第一、第二、第三树脂薄膜62/64/66的材料为聚甲基丙烯酸甲酯、聚酰亚胺、聚苯乙烯、聚乙烯醇、聚乙烯中的一种。所述第一纳米颗粒薄膜61的厚度大于所述第二纳米颗粒薄膜63，所述第二纳米颗粒薄膜63的厚度大于所述第三纳米颗粒薄膜65，所述第一树脂薄膜62的厚度小于所述第二树脂薄膜64的厚度，所述第二树脂薄膜64的厚度小于所述第三树脂薄膜66的厚度。
在具体的实施例中，所述第一纳米颗粒薄膜61的厚度与所述第二纳米颗粒薄膜63的厚度的比值为1.2-1.8，优选的，所述第一纳米颗粒薄膜61的厚度与所述第二纳米颗粒薄膜63的厚度的比值为1.5，所述第二纳米颗粒薄膜63的厚度与所述第三纳米颗粒薄膜65的厚度的比值为1.5-3，优选的，所述第二纳米颗粒薄膜63的厚度与所述第三纳米颗粒薄膜65的厚度的比值为2，所述第一树脂薄膜62的厚度与所述第二树脂薄膜64的厚度比值为0.5-0.9，更优选的，所述第一树脂薄膜62的厚度与所述第二树脂薄膜64的厚度比值为0.75，所述第二树脂薄膜64的厚度与所述第三树脂薄膜66的厚度的比值为0.7-0.9，更优选的，所述第二树脂薄膜64的厚度与所述第三树脂薄膜66的厚度的比值为0.8。
在具体的实施例中，所述含有纳米颗粒的分散液中的纳米颗粒的材料为银，所述含有银纳米颗粒的分散液中的银纳米颗粒的浓度为20mg/ml，旋涂所述含有纳米颗粒的分散液的转速为3000-5000转/分钟，具体的可以为4000转/分钟，旋涂的时间为1分钟，通过进行多次旋涂工艺以得到合适厚度的所述第一、第二、第三纳米颗粒薄膜61/63/65，所述第一、第二、第三树脂薄膜62/64/66的材料为聚乙烯醇，旋涂聚乙烯醇的转速为1500-2500转/分钟，具体的可以为2000转/分钟，通过进行多次旋涂工艺以得到合适厚度的所述第一、第二、第三树脂薄膜62/64/66。
如图5所示，在步骤5）中，接着在所述半导体晶片1上沉积介质层7，接着在所述介质层7中形成第四沟槽71、第五沟槽72以及第六沟槽73，其中，所述第四沟槽71与所述第一沟槽111相对应且暴露所述第一树脂层2，所述第五沟槽72与所述第二沟槽112相对应且暴露所述第三树脂膜46，所述第六沟槽73与所述第三沟槽113相对应且暴露所述第三树脂薄膜66。
在具体的实施例中，所述介质层7的材料为氧化硅、氮化硅、氮氧化硅、氧化铝中的一种，所述介质层7通过PECVD或ALD法形成，且通过干法刻蚀工艺形成所述第四沟槽71、第五沟槽72以及第六沟槽73。
如图6所示，在步骤6）中，接着在所述第四沟槽71中沉积金属材料以形成第一金属层81，在所述第五沟槽72中沉积金属材料以形成第二金属层82，在所述第六沟槽73中沉积金属材料以形成第三金属层83。
其中，在所述步骤6）中，所述金属材料为铜、铝、钛、钯、银、钛、镍中的一种或多种，通过磁控溅射、蒸发、化学气相沉积或物理气相沉积工艺形成所述第一、第二、第三金属层81/82/83。
在具体的实施例中，所述金属材料为铜，且通过电镀工艺以形成所述第一、第二、第三金属层81/82/83。
如图6所示，本发明还提出一种半导体晶片的保护环构件，其采用上述方法制备形成的。
在本发明的半导体晶片的保护环构件的形成过程中，通过在每个保护环区域中形成第一沟槽、第二沟槽以及第三沟槽，进而在第一沟槽中形成第一树脂层，在第二沟槽中形成层状纳米材料膜/树脂膜层叠结构，在第三沟槽中形成纳米颗粒薄膜/树脂薄膜叠层结构，通过上述结构的设置，且通过旋涂的工艺形成，与现有的仅基于纳米线或纳米线颗粒的保护环构件相比，通过层状纳米材料膜以及纳米颗粒薄膜的配合使用，可以形成不同尺寸的空隙结构，进而可以有效的消除切割应力。且通过三个环形凹槽结构的设置，且在每个环形凹槽结构中填充不同的材料，使得本发明的保护环构件具有优异的密封性能和优越的阻挡湿气能力，本发明的保护环构件的形成方法简单易行，便于大规模制备。
本发明提出一种半导体晶片的保护环构件及其形成方法。
在一些实施例中，一种半导体晶片的保护环构件的形成方法，包括以下步骤：
1）提供一半导体晶片，在所述半导体晶片上设置多个保护环区域，接着在每个所述保护环区域中形成第一沟槽、第二沟槽以及第三沟槽；其中，所述第一沟槽围绕所述第二沟槽，所述第二沟槽围绕所述第三沟槽，所述第一沟槽的深度小于所述第二沟槽的深度，所述第二沟槽的深度小于所述第三沟槽的深度。
2）接着在所述半导体晶片的所述第一沟槽中填充树脂材料，以形成第一树脂层。
3）接着在所述半导体晶片上形成第一光刻胶掩膜，所述第一光刻胶掩膜露出所述第二沟槽，接着在所述半导体晶片上旋涂含有层状纳米材料的分散液，以在所述第二沟槽的底部形成第一层状纳米材料膜，接着在所述半导体晶片上旋涂树脂材料，以在所述第一层状纳米材料膜上形成第一树脂膜，接着在所述半导体晶片上旋涂含有层状纳米材料的分散液，以在所述第一树脂膜上形成第二层状纳米材料膜，接着在所述半导体晶片上旋涂树脂材料，以在所述第二层状纳米材料膜上形成第二树脂膜，接着在所述半导体晶片上旋涂含有层状纳米材料的分散液，以在所述第二树脂膜上形成第三层状纳米材料膜，接着在所述半导体晶片上旋涂树脂材料，以在所述第三层状纳米材料膜上形成第三树脂膜，接着去除所述第一光刻胶掩膜。
4）接着在所述半导体晶片上形成第二光刻胶掩膜，所述第二光刻胶掩膜露出所述第三沟槽，接着在所述半导体晶片上旋涂含有纳米颗粒的分散液，以在所述第三沟槽的底部形成第一纳米颗粒薄膜，接着在所述半导体晶片上旋涂树脂材料，以在所述第一纳米颗粒薄膜上形成第一树脂薄膜，接着在所述半导体晶片上旋涂含有纳米颗粒的分散液，以在所述第一树脂薄膜上形成第二纳米颗粒薄膜，接着在所述半导体晶片上旋涂树脂材料，以在所述第二纳米颗粒薄膜上形成第二树脂薄膜，接着在所述半导体晶片上旋涂含有纳米颗粒的分散液，以在所述第二树脂薄膜上形成第三纳米颗粒薄膜，接着在所述半导体晶片上旋涂树脂材料，以在所述第三纳米颗粒薄膜上形成第三树脂薄膜，接着去除所述第二光刻胶掩膜。
5）接着在所述半导体晶片上沉积介质层，接着在所述介质层中形成第四沟槽、第五沟槽以及第六沟槽，其中，所述第四沟槽与所述第一沟槽相对应且暴露所述第一树脂层，所述第五沟槽与所述第二沟槽相对应且暴露所述第三树脂膜，所述第六沟槽与所述第三沟槽相对应且暴露所述第三树脂薄膜。
6）接着在所述第四沟槽中沉积金属材料以形成第一金属层，在所述第五沟槽中沉积金属材料以形成第二金属层，在所述第六沟槽中沉积金属材料以形成第三金属层。
在一些实施例中，在所述步骤1）中，通过在所述半导体晶片上设置光刻胶掩膜，进而通过湿法刻蚀或干法刻蚀以分别形成所述第一沟槽、所述第二沟槽以及所述第三沟槽。
在一些实施例中，在所述步骤2）中，所述树脂材料为聚甲基丙烯酸甲酯、聚乙烯醇、硅树脂、聚二甲基硅氧烷、环氧树脂、聚酰亚胺、聚碳酸酯、聚乙烯中的一种，通过旋涂、刮涂、喷涂或狭缝涂布在所述第一沟槽中填充所述树脂材料。
在一些实施例中，在所述步骤3）中，所述含有层状纳米材料的分散液中的层状纳米材料为硫化钼、硒化钨、硫化钨、硒化铌、硫化钛、硒化锆、硫化锆中的一种，所述含有层状纳米材料的分散液中的层状纳米材料的浓度为10-50mg/ml，所述第一、第二、第三树脂膜的材料为聚甲基丙烯酸甲酯、聚酰亚胺、聚苯乙烯、聚乙烯醇、聚乙烯中的一种。
在一些实施例中，在所述步骤3）中，所述第一层状纳米材料膜的厚度大于所述第二层状纳米材料膜，所述第二层状纳米材料膜的厚度大于所述第三层状纳米材料膜，所述第一树脂膜的厚度小于所述第二树脂膜的厚度，所述第二树脂膜的厚度小于所述第三树脂膜的厚度。
在一些实施例中，在所述步骤4）中，所述含有纳米颗粒的分散液中的纳米颗粒的材料为银、金、铜、二氧化钛、二氧化硅、碳化硅中的一种，所述含有纳米颗粒的分散液中的纳米颗粒的浓度为5-30mg/ml,所述第一、第二、第三树脂薄膜的材料为聚甲基丙烯酸甲酯、聚酰亚胺、聚苯乙烯、聚乙烯醇、聚乙烯中的一种。
在一些实施例中，在所述步骤4）中，所述第一纳米颗粒薄膜的厚度大于所述第二纳米颗粒薄膜，所述第二纳米颗粒薄膜的厚度大于所述第三纳米颗粒薄膜，所述第一树脂薄膜的厚度小于所述第二树脂薄膜的厚度，所述第二树脂薄膜的厚度小于所述第三树脂薄膜的厚度。
在一些实施例中，在所述步骤6）中，所述金属材料为铜、铝、钛、钯、银、钛、镍中的一种或多种，通过磁控溅射、蒸发、化学气相沉积或物理气相沉积工艺形成所述第一、第二、第三金属层。
在一些实施例中，本发明还提出一种半导体晶片的保护环构件，其采用上述方法制备形成的。
上述实施例仅例示性说明本发明的原理及其功效，而非用于限制本发明。任何熟悉此技术的人士皆可在不违背本发明的精神及范畴下，对上述实施例进行修饰或改变。因此，举凡所属技术领域中具有通常知识者在未脱离本发明所揭示的精神与技术思想下所完成的一切等效修饰或改变，仍应由本发明的权利要求所涵盖。
Claims (9)
1.一种半导体晶片的保护环构件的形成方法，其特征在于：包括以下步骤：
1）提供一半导体晶片，在所述半导体晶片上设置多个保护环区域，接着在每个所述保护环区域中形成第一沟槽、第二沟槽以及第三沟槽；其中，所述第一沟槽围绕所述第二沟槽，所述第二沟槽围绕所述第三沟槽，所述第一沟槽的深度小于所述第二沟槽的深度，所述第二沟槽的深度小于所述第三沟槽的深度；
2）接着在所述半导体晶片的所述第一沟槽中填充树脂材料，以形成第一树脂层；
3）接着在所述半导体晶片上形成第一光刻胶掩膜，所述第一光刻胶掩膜露出所述第二沟槽，接着在所述半导体晶片上旋涂含有层状纳米材料的分散液，以在所述第二沟槽的底部形成第一层状纳米材料膜，接着在所述半导体晶片上旋涂树脂材料，以在所述第一层状纳米材料膜上形成第一树脂膜，接着在所述半导体晶片上旋涂含有层状纳米材料的分散液，以在所述第一树脂膜上形成第二层状纳米材料膜，接着在所述半导体晶片上旋涂树脂材料，以在所述第二层状纳米材料膜上形成第二树脂膜，接着在所述半导体晶片上旋涂含有层状纳米材料的分散液，以在所述第二树脂膜上形成第三层状纳米材料膜，接着在所述半导体晶片上旋涂树脂材料，以在所述第三层状纳米材料膜上形成第三树脂膜，接着去除所述第一光刻胶掩膜；
4）接着在所述半导体晶片上形成第二光刻胶掩膜，所述第二光刻胶掩膜露出所述第三沟槽，接着在所述半导体晶片上旋涂含有纳米颗粒的分散液，以在所述第三沟槽的底部形成第一纳米颗粒薄膜，接着在所述半导体晶片上旋涂树脂材料，以在所述第一纳米颗粒薄膜上形成第一树脂薄膜，接着在所述半导体晶片上旋涂含有纳米颗粒的分散液，以在所述第一树脂薄膜上形成第二纳米颗粒薄膜，接着在所述半导体晶片上旋涂树脂材料，以在所述第二纳米颗粒薄膜上形成第二树脂薄膜，接着在所述半导体晶片上旋涂含有纳米颗粒的分散液，以在所述第二树脂薄膜上形成第三纳米颗粒薄膜，接着在所述半导体晶片上旋涂树脂材料，以在所述第三纳米颗粒薄膜上形成第三树脂薄膜，接着去除所述第二光刻胶掩膜；
5）接着在所述半导体晶片上沉积介质层，接着在所述介质层中形成第四沟槽、第五沟槽以及第六沟槽，其中，所述第四沟槽与所述第一沟槽相对应且暴露所述第一树脂层，所述第五沟槽与所述第二沟槽相对应且暴露所述第三树脂膜，所述第六沟槽与所述第三沟槽相对应且暴露所述第三树脂薄膜；
6）接着在所述第四沟槽中沉积金属材料以形成第一金属层，在所述第五沟槽中沉积金属材料以形成第二金属层，在所述第六沟槽中沉积金属材料以形成第三金属层。
2.根据权利要求1所述的半导体晶片的保护环构件的形成方法，其特征在于：在所述步骤1）中，通过在所述半导体晶片上设置光刻胶掩膜，进而通过湿法刻蚀或干法刻蚀以分别形成所述第一沟槽、所述第二沟槽以及所述第三沟槽。
3.根据权利要求1所述的半导体晶片的保护环构件的形成方法，其特征在于：在所述步骤2）中，所述树脂材料为聚甲基丙烯酸甲酯、聚乙烯醇、硅树脂、聚二甲基硅氧烷、环氧树脂、聚酰亚胺、聚碳酸酯、聚乙烯中的一种，通过旋涂、刮涂、喷涂或狭缝涂布在所述第一沟槽中填充所述树脂材料。
4.根据权利要求1所述的半导体晶片的保护环构件的形成方法，其特征在于：在所述步骤3）中，所述含有层状纳米材料的分散液中的层状纳米材料为硫化钼、硒化钨、硫化钨、硒化铌、硫化钛、硒化锆、硫化锆中的一种，所述含有层状纳米材料的分散液中的层状纳米材料的浓度为10-50mg/ml，所述第一、第二、第三树脂膜的材料为聚甲基丙烯酸甲酯、聚酰亚胺、聚苯乙烯、聚乙烯醇、聚乙烯中的一种。
5.根据权利要求4所述的半导体晶片的保护环构件的形成方法，其特征在于：在所述步骤3）中，所述第一层状纳米材料膜的厚度大于所述第二层状纳米材料膜的厚度，所述第二层状纳米材料膜的厚度大于所述第三层状纳米材料膜的厚度，所述第一树脂膜的厚度小于所述第二树脂膜的厚度，所述第二树脂膜的厚度小于所述第三树脂膜的厚度。
6.根据权利要求1所述的半导体晶片的保护环构件的形成方法，其特征在于：在所述步骤4）中，所述含有纳米颗粒的分散液中的纳米颗粒的材料为银、金、铜、二氧化钛、二氧化硅、碳化硅中的一种，所述含有纳米颗粒的分散液中的纳米颗粒的浓度为5-30mg/ml,所述第一、第二、第三树脂薄膜的材料为聚甲基丙烯酸甲酯、聚酰亚胺、聚苯乙烯、聚乙烯醇、聚乙烯中的一种。
7.根据权利要求6所述的半导体晶片的保护环构件的形成方法，其特征在于：在所述步骤4）中，所述第一纳米颗粒薄膜的厚度大于所述第二纳米颗粒薄膜的厚度，所述第二纳米颗粒薄膜的厚度大于所述第三纳米颗粒薄膜的厚度，所述第一树脂薄膜的厚度小于所述第二树脂薄膜的厚度，所述第二树脂薄膜的厚度小于所述第三树脂薄膜的厚度。
8.根据权利要求1所述的半导体晶片的保护环构件的形成方法，其特征在于：在所述步骤6）中，所述金属材料为铜、铝、钛、钯、银、钛、镍中的一种或多种，通过磁控溅射、蒸发、化学气相沉积或物理气相沉积工艺形成所述第一、第二、第三金属层。
9.一种半导体晶片的保护环构件，其特征在于，采用权利要求1-8任一项所述的方法制备形成的。
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