[发明专利]芯片内护城河结构及其制造方法

说明书

本发明提供一种芯片内护城河结构及其制造方法，该制造方法包括以下步骤：提供一基板；形成介电层于基板表面的扩散阻挡层上，并形成金属互连结构及接合焊垫于介电层中，金属互连结构位于芯片主体区域；形成钝化保护层于介电层上；形成护城河凹槽结构于芯片周边区域；形成表面保护层于所述钝化保护层上，所述表面保护层自下而上依次包括共形层及填充层，所述共形层还形成于所述槽环的侧壁和底部，所述填充层还填入所述槽环。本发明在芯片周边区域布置槽环，槽环环绕芯片主体区域，且槽环中填充有共形层及填充层，可以有效吸收或缓冲晶圆切割应力，从而阻断晶圆切割应力往芯片主体区域传递，并减少金属材料的使用，同时增加结构的稳定性。

技术领域

本发明属于半导体集成电路领域，涉及一种芯片内护城河结构及其制造方法。

背景技术

在半导体制程中，通常是将形成有集成电路的晶圆切割成一个个芯片(chip)，然后将这些芯片制作成功能不同的半导体封装结构。如图1所示，显示为晶圆的局部俯视图，晶圆中包含多个芯片101，相邻两芯片之间以切割道102(Scribe line，或称划片槽)相隔。每个芯片包括通过沉积、光刻、刻蚀、掺杂及热处理等工艺在基底上形成的器件结构、互连结构以及焊垫等。之后，沿切割道将晶圆切割为多个独立的芯片。

在对晶圆进行切割时，会将机械应力施加于所述晶圆上，因此，容易在切割而成的芯片内造成裂痕。在现有技术中，为了防止半导体芯片受到切割工艺的损害，会在每一芯片的器件区与切割道之间形成包围芯片的保护环103(Guard Ring)。

如图2所示，显示为图1的A-A’向剖面图，可见，现有技术中的保护环自下而上依次包括接触栓104、第一金属环105、第一插塞106、第二金属环107、第二插塞108、第三金属环109及钝化保护层110，其中，接触栓及第一金属环周围被介质层111围绕，第一插塞、第二金属环、第二插塞及第三金属环周围被介质层112围绕，介质层111与介质层112之间具有一SiCN扩散阻挡层113，钝化保护层自下而上依次包括氧化物层1101、氮化硅层1102及聚酰亚胺层1103，接触栓及第一插塞的材质可采用W，第一金属环的材质可采用Cu，第二金属环、第二插塞及第三金属环的材质可采用铝。为了加强金属与介质之间的连接，各接触栓、插塞及第二、第三金属环与介质层之间还具有粘着层114。

由于，现有的芯片保护环结构中包含多层金属层，制作工艺较为复杂，成本也较高，因此，如何提供一种新的防护结构及其制造方法，以降低工艺复杂度，并降低成本，同时提供良好的芯片防护效果，成为本领域技术人员亟待解决的一个重要技术问题。

发明内容

鉴于以上所述现有技术的缺点，本发明的目的在于提供一种芯片内护城河结构及其制造方法，用于解决现有技术中芯片保护环结构制作工艺复杂、成本较高的问题。

为实现上述目的及其他相关目的，本发明提供一种芯片内护城河结构的制造方法，包括以下步骤：

提供一基板，所述基板表面具有一扩散阻挡层，且所述基板上定义有芯片主体区域及环绕所述芯片主体区域的芯片周边区域，所述基板内埋设有护城河环结构，位于所述芯片周边区域中且遮盖在所述扩散阻挡层之下；

形成介电层于所述扩散阻挡层上，并形成金属互连结构及接合焊垫于所述介电层中，所述金属互连结构的导电金属层及所述接合焊垫位于所述芯片主体区域中；

形成钝化保护层于所述介电层上；

形成护城河凹槽结构于所述芯片周边区域，所述护城河凹槽结构对准于所述护城河环结构并且包括至少两个分立设置的槽环，其中，所述槽环往下延伸至所述介电层中，但未贯穿所述扩散阻挡层；

形成表面保护层于所述钝化保护层上，所述表面保护层自下而上依次包括共形层及填充层，所述共形层还形成于所述槽环的侧壁和底部，所述填充层还填入所述槽环。

可选地，所述填充层的材质包括聚合物，所述共形层的材质包括碳。