[发明专利]预防测试结构短路的保护环及其制造方法和封装测试方法

说明书

技术领域

本发明属于半导体芯片封装技术领域，尤其涉及一种预防测试结构短路的保护环及其制造方法和封装测试方法。

背景技术

当测试结构需要进行封装级测试时，测试结构会在相应测试结构金属垫上打金属连线球，然后在金属连线球上打金属线连接到陶瓷基座引脚上，如图1陶瓷基座结构所示，①为测试结构放置区域，②为陶瓷基座引脚，图2为封装后测试结构放大图，③为金属垫，④为金属线，⑤为金属连线球。晶片切割时需要在水的环境下进行，水会通过测试结构侧面的低K材料形成的介质层(无机化合物)向测试结构各处扩散，由于金属垫下有用以导电的金属通孔，如果水气扩散到测试结构连接到的金属通孔并沿着金属通孔进入测试结构，就可能对测试结构的性能产生影响。

因此，对于晶片上的某些结构，例如测试结构，为了防止切片封装或其他操作过程中有水气进入，会在测试结构的外围制作一个金属保护环⑥，如图3所示为现有的具有金属保护环的测试结构俯视图，图4为金属保护环的截面图，所述金属保护环从底层互联层61逐层连到次最上层互联层64、最上层互联层66，并在最上层互联层上形成一上层介质层67，所述金属保护环在每层互联层中添加金属环包围结构，并在每两层互联层间加很多的金属通孔via(62为底层金属通孔、63为次最上层金属通孔、65为最上层金属通孔)，在水中对晶片切割时，这样水气通过低K介质层68扩散到结构的过程中，就会遇到与低K材料形成的介质层不同的金属环包围结构或密布的金属通孔的阻挡，降低水气的扩散能力，从而使水气难于进入测试结构，实现对测试结构的保护。

在金属垫上的金属连线球上打金属线连接到陶瓷基座引脚上时，由于金属垫的尺寸相对于金属连线球过小或打线误差，而金属保护环和金属垫的距离有限，且金属保护环的最上层互联层上形成的上层介质层为一层，易使金属连线球部分打到金属垫外，就会存在金属连线球易打到金属保护环的最上层互联层⑦上，因此会造成测试结构短路的隐患，如图5所示，图6为局部放大俯视图，⑧为测试结构与金属垫间的连接线。

为此，急需提供一种新的保护环，用以避免由于金属垫太小或操作误差或是上层介质层的厚度薄使得金属连线球部分达到金属垫，造成金属连线球与保护环接触而引起的测试结构短路的问题。

发明内容

本发明的目的是提供一种预防测试结构短路的保护环及其制造方法和封装测试方法，以避免由于测试结构金属垫太小或操作误差使得金属连线球部分打到测试结构金属垫之外，造成金属连线球与保护环接触而引起的测试结构短路的问题。

为解决上述问题，本发明提供了一种预防测试结构短路的保护环，所述保护环包括：

一隔离结构，所述隔离结构包括多个由下至上依次逐层连接的相同互联层，每一所述互联层中具有金属带状包围结构，所述金属带状包围结构为在一低K介质层中开槽、填充金属形成；

三层上介质层，形成于所述隔离结构上，且所述三层上介质层中开有窗口；以及

多个金属垫，形成于所述金属带状包围结构所包围的低K介质层中，且每个所述窗口对应一所述金属垫。

进一步的，每层所述上介质层使用的材料与低K介质层使用的材料不相同。

进一步的，每层所述上介质层使用的材料为硅氧化物，且介电常数为4～4.2。

为了达到本发明的另一目的，还提供一种预防测试结构短路的保护环的制造方法，包括如下步骤：

步骤1：形成一低K介质层，在所述低K介质层中开槽、填充金属形成有一金属带状包围结构的互联层；

步骤2：重复步骤1，形成多个由下至上依次逐层连接的所述互联层，从而形成一隔离结构，且在形成所述隔离结构的过程中，在所述金属带状包围结构所包围的低K介质层中形成多个金属垫；

步骤3：在所述隔离结构上形成三层上介质层，且在所述三层上介质层中开窗口，使每个所述窗口对应一所述金属垫。

进一步的，每层所述上介质层使用的材料与低K介质层使用的材料不相同。

进一步的，每层所述上介质层使用的材料为硅氧化物，且介电常数为4～4.2。

为了达到本发明的又一目的，还提供一种预防测试结构短路的封装测试方法，包括如下步骤：

在晶片上形成所述预防测试结构短路的保护环；

对晶片进行切割，以获得所述预防测试结构短路的保护环；

提供一陶瓷基座，所述陶瓷基座具有放置区域和陶瓷基座引脚，所述预防测试结构短路的保护环位于放置区域上；

在所述预防测试结构短路的保护环中的金属垫上打金属连线球；