[发明专利]一种芯片保护结构以及形成方法

说明书

技术领域

本发明涉及半导体制造领域，特别涉及一种芯片保护结构以及形成方法。

背景技术

在半导体制造工艺中，通过光刻、刻蚀以及沉积等工艺可以在半导体衬底上形成包括半导体器件以及所述器件上的互连结构的半导体芯片。通常，在一个晶圆上可以形成多个芯片，最后再将这些芯片从晶圆上切割下来，进行封装工艺，形成集成电路块。

在切割芯片的过程中，切割刀所产生的应力会对芯片的边缘造成损害，甚至会导致芯片发生崩塌。现有为了防止芯片在切割时受到损伤，在芯片的功能区域外围还具有保护区，所述保护区内设置有保护结构用以保护功能区域的半导体器件，使芯片的功能区域免受来自外界(例如，应力、潮气、污染等因素)的损伤。

具体地，参考中国专利申请号为200480021522.4公开了一种芯片保护结构，芯片保护结构包括边缘密封结构和裂纹停止结构。该专利主要描述了其中裂纹停止结构以及形成所述裂纹停止结构的方法。

参考图1所示的现有技术中具有所述保护结构的半导体芯片结构示意图。在芯片功能器件区域1的外围具有芯片切割区域3，在所述芯片功能区域1和所述芯片切割区域3之间，环绕整个所述芯片功能器件区域1设置有芯片保护区2，所述芯片保护区2具有保护结构(未示出)，所述芯片保护结构可以在切割芯片过程中有效地保护所述芯片功能器件区域1不受到损伤。进一步地，参考图2所示，通常所述芯片保护结构的半导体衬底包括边缘密封区和裂纹停止区。所述边缘密封区和所述裂纹停止区包括多层金属层的层叠结构21，其中所述层叠结构21的每一层包括层间介质层211以及所述层间介质层211内且与层间介质层211表面齐平的分立金属布线层212。上下相邻的金属布线层之间通过导电插塞213相连接。进一步地，在边缘密封区，所述层叠结构21上形成保护层22，所述保护层22内具有露出金属布线层212的开口，在保护层22上形成铝金属层23，且铝金属层23填充满开口，以及在铝金属层23及保护层22上形成密封层24；在裂纹停止区，所述层叠结构21上形成保护层22、所述保护层上形成密封层24，所述保护层22和所述密封层24内还形成缓冲沟槽25，所述缓冲沟槽25用于释放切割芯片产生的应力，保护芯片有源电路区。

现有在裂纹停止区容易产生金属布线层212中铜金属暴露的现象，使铜金属产生污染，影响产品的良率。目前，现有技术中针对这个问题还没有较好的解决方案。

发明内容

本发明解决的问题是提供一种芯片保护结构以及形成方法，防止铜金属暴露。

为解决上述问题，本技术方案提供了一种芯片保护结构，包括：边缘密封结构和裂纹停止结构，所述裂纹停止结构与所述边缘密封结构相邻；所述裂纹停止结构包括层间介质层，位于层间介质层内且与层间介质层表面齐平的分立金属布线层；覆盖层间介质层和金属布线层的保护层；位于保护层上的密封层；位于保护层和密封层内的缓冲沟槽，所述缓冲沟槽侧壁具有铝侧墙，且铝侧墙位于保护层上，所述铝侧墙位置与相应金属布线层未被密封层覆盖的部分对应。

可选地，所述铝侧墙宽度大于等于相应金属布线层未被密封层覆盖的部分的宽度。

可选地，所述金属布线层的材料是铜。

可选地，所述边缘密封结构包括层间介质层，位于层间介质层内且与层间介质层表面齐平的分立金属布线层，覆盖层间介质层和金属布线层的保护层，位于保护层上的铝金属层，位于铝金属层上的密封层。

可选地，所述保护层的材料是氮化硅或氧化硅。

可选地，所述密封层的材料是氧化硅或氮化硅。

本技术方案还提供了一种形成所述芯片保护结构的方法，包括如下步骤：提供半导体衬底，所述半导体衬底包括边缘密封区和裂纹停止区；在半导体衬底上形成层间介质层，所述层间介质层内具有与层间介质层表面齐平的分立金属布线层；在层间介质层及金属布线层上形成保护层；在保护层上形成铝金属层；刻蚀铝金属层，保留边缘密封区内的铝金属层，使裂纹停止区内剩余铝金属层的位置与各金属布线层的部分宽度对应；在铝金属层及保护层上形成密封层；刻蚀裂纹停止区的密封层，形成缓冲沟槽，所述剩余铝金属层位于缓冲沟槽的两侧壁。

可选地，所述保护层的材料是氮化硅或氧化硅，形成所述保护层的方法是为化学气相沉积法。

可选地，所述密封层的材料是氧化硅或氮化硅，形成所述密封层的方法是为化学气相沉积法。

可选地，刻蚀所述铝金属层的方法是干法刻蚀。

可选地，刻蚀所述保护层和所述密封层的方法是湿法刻蚀。