[發明專利]獲得絕緣層厚度的方法以及晶圓級鍵合封裝方法

有效

• 申請號: 201610006695.3
• 申請日: 2016-01-06
• 公開（公告）號: CN106952837B
• 公開（公告）日: 2019-12-31
• 發明（設計）人: 王愛兵;高長城;王奇峰
• 申請（專利權）人: 中芯國際集成電路制造(上海)有限公司;中芯國際集成電路制造(北京)有限公司
• 主分類號: H01L21/66
• 分類號: H01L21/66;H01L21/48
• 代理公司: 11227 北京集佳知識產權代理有限公司
• 代理人: 高靜;吳敏

1.一種獲得絕緣層厚度的方法，其特征在于，所述方法包括：

步驟1：提供待鍵合晶圓；

步驟2：在所述待鍵合晶圓上形成連接金屬層；

步驟3：在所述連接金屬層上形成覆蓋所述連接金屬層和待鍵合晶圓表面的絕緣層；

步驟4：在所述絕緣層中形成鍵合層，所述鍵合層貫穿所述絕緣層且與所述連接金屬層相接觸；

步驟5：測量所述待鍵合晶圓的翹曲度；

重復步驟1至步驟5，在若干待鍵合晶圓上分別形成不同厚度的絕緣層并分別測量與所述不同厚度絕緣層對應的待鍵合晶圓翹曲度；

通過多個絕緣層厚度以及與絕緣層厚度相對應的待鍵合晶圓翹曲度進行擬合，獲得翹曲度歸一化線性表達式，所述翹曲度歸一化線性表達式中的自變量為絕緣層厚度，因變量為翹曲度；

根據所述翹曲度歸一化線性表達式獲得與翹曲度目標值對應的絕緣層厚度值。

2.如權利要求1所述的獲得絕緣層厚度的方法，其特征在于，形成所述絕緣層的步驟中，形成具有應力的絕緣層。

3.如權利要求1所述的獲得絕緣層厚度的方法，其特征在于，形成所述絕緣層的工藝為化學氣相沉積工藝。

4.如權利要求3所述的獲得絕緣層厚度的方法，其特征在于，所述化學氣相沉工藝的工藝參數包括：反應源材料為硅烷和氧氣，或者正硅酸乙酯和臭氧，工藝溫度為350攝氏度至450攝氏度，低頻功率為700瓦至900瓦，高頻功率為700瓦至900瓦，工藝時間為30秒至90秒。

5.如權利要求1所述的獲得絕緣層厚度的方法，其特征在于，所述絕緣層的熱膨脹系數為200至250。

6.如權利要求1所述的獲得絕緣層厚度的方法，其特征在于，改變所述絕緣層的厚度的步驟中，所述絕緣層的厚度變化范圍值為至

7.如權利要求6所述的獲得絕緣層厚度的方法，其特征在于，所述絕緣層的厚度值分別和

8.如權利要求1所述的獲得絕緣層厚度的方法，其特征在于，所述絕緣層的材料為氧化硅。

9.如權利要求1所述的獲得絕緣層厚度的方法，其特征在于，所述連接金屬層的材料為鋁或銅。

10.如權利要求1所述的獲得絕緣層厚度的方法，其特征在于，所述鍵合層的材料為銅。

11.一種晶圓級鍵合封裝方法，其特征在于，包括：

提供第一待鍵合晶圓和第二待鍵合晶圓，所述第一待鍵合晶圓包括第一待鍵合面以及與所述第一待鍵合面相對的第一背面，所述第二待鍵合晶圓包括第二待鍵合面以及與所述第二待鍵合面相對的第二背面；

在所述第一待鍵合面的部分表面形成第一連接金屬層；

在所述第二待鍵合面的部分表面形成第二連接金屬層；

在所述第一連接金屬層上形成覆蓋所述第一連接金屬層和第一待鍵合晶圓表面的第一絕緣層，所述第一絕緣層具有與第一待鍵合晶圓翹曲度目標值對應的第一絕緣層厚度值，所述第一絕緣層厚度值通過如權利要求1-10中任意一項權利要求所述獲得絕緣層厚度的方法獲得；

在所述第二連接金屬層上形成覆蓋所述第二連接金屬層和第二待鍵合晶圓表面的第二絕緣層，所述第二絕緣層具有與第二待鍵合晶圓翹曲度目標值對應的第二絕緣層厚度值，所述第二絕緣層厚度值通過如權利要求1-10的任意一項權利要求所述獲得絕緣層厚度的方法獲得；

在所述第一絕緣層中形成第一鍵合層，所述第一鍵合層貫穿所述第一絕緣層且與所述第一連接金屬層相接觸；

在所述第二絕緣層中形成第二鍵合層，所述第二鍵合層貫穿所述第二絕緣層且與所述第二連接金屬層相接觸；

使所述第一鍵合層的第一待鍵合面與所述第二鍵合層的第二待鍵合面相接觸，實現第一待鍵合晶圓和第二待鍵合晶圓的鍵合。