[發(fā)明專(zhuān)利]一種多層堆疊晶圓的研磨方法

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201610929793.4
• 申請(qǐng)日: 2016-10-31
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN108022836B
• 公開(kāi)（公告）日: 2021-04-06
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 陸建剛;施林波;陳福成
• 申請(qǐng)（專(zhuān)利權(quán)）人: 中芯國(guó)際集成電路制造（上海）有限公司;中芯國(guó)際集成電路制造（北京）有限公司
• 主分類(lèi)號(hào): H01L21/306
• 分類(lèi)號(hào): H01L21/306;B24B1/00;B24B37/00;B81B7/02;B81C1/00
• 代理公司: 北京市磐華律師事務(wù)所 11336
• 代理人: 董巍;高偉

本發(fā)明提供一種多層堆疊晶圓的研磨方法，所述方法包括以下步驟：提供第一晶圓和第二晶圓，并對(duì)兩者進(jìn)行熔膠鍵合，其中所述第二晶圓位于所述第一晶圓的上方；對(duì)所述第二晶圓的邊緣進(jìn)行切邊處理；研磨所述第二晶圓；在所述第二晶圓上方提供第三覆蓋晶圓，并將所述第二晶圓與其進(jìn)行共熔鍵合；研磨所述第一晶圓；研磨所述第三覆蓋晶圓；同時(shí)切割所述第三覆蓋晶圓、所述第二晶圓和所述第一晶圓。采用本發(fā)明的方法，省略了膠黏劑的填充、固化和殘留物去除的工序，簡(jiǎn)化了工藝流程，降低了成本；避免研磨時(shí)因膠黏劑殘留導(dǎo)致晶圓邊緣出現(xiàn)碎裂，研磨后殘膠污染晶圓的問(wèn)題；避免切割時(shí)，刀片被膠包裹而鈍化，影響切割品質(zhì)并發(fā)生偏移。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及半導(dǎo)體技術(shù)領(lǐng)域，具體而言涉及一種多層堆疊晶圓的研磨方法。

背景技術(shù)

為了滿(mǎn)足超大規(guī)模集成電路(VLSI)發(fā)展的需要，新穎的3D堆疊式封裝技術(shù)應(yīng)運(yùn)而生。它用最小的尺寸和最輕的重量，采用多種技術(shù)將不同性能的芯片集成到單個(gè)封裝體中，是一種通過(guò)在芯片和芯片之間、晶圓和晶圓之間制造垂直電學(xué)導(dǎo)通，實(shí)現(xiàn)芯片之間互連的最新的封裝互連技術(shù)，與以往的IC封裝鍵合和使用凸點(diǎn)的疊加技術(shù)不同，所述的封裝互連技術(shù)是采用TSV(穿硅通孔)代替了2D-Cu互連，能夠使芯片在三維方向堆疊的密度最大，外形尺寸最小，并且大大改善芯片速度和低功耗的性能。例如，一些微機(jī)電系統(tǒng)(Micro-electromechanical System，MEMS)的器件包括三層晶圓，即將三片晶圓通過(guò)鍵合的方式堆疊在一起進(jìn)行切割形成。

MEMS是一種基于微電子技術(shù)和微加工技術(shù)的一種高科技領(lǐng)域，MEMS技術(shù)將機(jī)械構(gòu)件、驅(qū)動(dòng)部件、電控系統(tǒng)、數(shù)字處理系統(tǒng)等集成為一個(gè)整體的微型單元。MEMS器件具有微型、智能、可執(zhí)行、可集成、工藝兼容性好、成本低等諸多優(yōu)點(diǎn)。MEMS技術(shù)的發(fā)展開(kāi)辟了一個(gè)全新的技術(shù)領(lǐng)域和產(chǎn)業(yè)，利用MEMS技術(shù)制作的微傳感器、微執(zhí)行器、微型構(gòu)件、微機(jī)械光學(xué)器件、真空微電子器件、電力電子器件等在航空、航天、汽車(chē)、生物醫(yī)學(xué)、環(huán)境監(jiān)控、軍事、互聯(lián)網(wǎng)以及其他領(lǐng)域都有著十分廣闊的應(yīng)用前景。

在多層堆疊晶圓級(jí)封裝中，往往都需要對(duì)各層晶圓進(jìn)行研磨處理，而現(xiàn)有技術(shù)中，在對(duì)多層晶圓研磨的過(guò)程中很容易造成邊緣碎裂，目前常用補(bǔ)膠作業(yè)方式來(lái)避免研磨時(shí)產(chǎn)生的邊緣碎裂，但整個(gè)工藝流程冗長(zhǎng)，且在研磨過(guò)程中，殘留膠也會(huì)導(dǎo)致晶圓邊緣碎裂，研磨后殘膠還會(huì)污染晶圓，且在切割過(guò)程中刀片會(huì)被膠包裹而鈍化，容易引發(fā)切割偏移現(xiàn)象。

本發(fā)明的目的在于提供一種多層堆疊晶圓的研磨方法，以解決上述技術(shù)問(wèn)題。

發(fā)明內(nèi)容

在發(fā)明內(nèi)容部分中引入了一系列簡(jiǎn)化形式的概念，這將在具體實(shí)施方式部分中進(jìn)一步詳細(xì)說(shuō)明。本發(fā)明的發(fā)明內(nèi)容部分并不意味著要試圖限定出所要求保護(hù)的技術(shù)方案的關(guān)鍵特征和必要技術(shù)特征，更不意味著試圖確定所要求保護(hù)的技術(shù)方案的保護(hù)范圍。

針對(duì)現(xiàn)有技術(shù)的不足，本發(fā)明提供一種多層堆疊晶圓的研磨方法，所述方法包括：提供第一晶圓和第二晶圓，并對(duì)兩者進(jìn)行熔膠鍵合，其中所述第二晶圓位于所述第一晶圓的上方；對(duì)所述第二晶圓的邊緣進(jìn)行切邊處理；研磨所述第二晶圓；在所述第二晶圓上方提供第三覆蓋晶圓，并將所述第二晶圓與其進(jìn)行共熔鍵合；研磨所述第一晶圓；研磨所述第三覆蓋晶圓；同時(shí)切割所述第三覆蓋晶圓、所述第二晶圓和所述第一晶圓。

進(jìn)一步，所述第一晶圓上形成有CMOS，所述第二晶圓上形成有MEMS。

進(jìn)一步，在研磨所述第二晶圓后，還包括對(duì)所述第二晶圓進(jìn)行后序處理工藝。

進(jìn)一步，研磨所述第二晶圓的工藝為化學(xué)機(jī)械研磨。

進(jìn)一步，研磨所述第一晶圓的工藝為化學(xué)機(jī)械研磨。

進(jìn)一步，研磨所述第三覆蓋晶圓時(shí)僅對(duì)所述第三覆蓋晶圓的中心區(qū)域進(jìn)行研磨，不對(duì)所述第三覆蓋晶圓的邊緣區(qū)域進(jìn)行研磨，進(jìn)而在所述第三覆蓋晶圓的邊緣區(qū)域形成凸起的環(huán)狀結(jié)構(gòu)。

進(jìn)一步，所述第三覆蓋晶圓、第二晶圓和第一晶圓的切割方法是物理切割。