[發(fā)明專利]包括支撐芯片和三維存儲器芯片的經(jīng)翹曲補償?shù)逆I合結(jié)構(gòu)

在審

• 申請?zhí)枺?/td>: 201980079159.8
• 申請日: 2019-11-20
• 公開（公告）號: CN113169125A
• 公開（公告）日: 2021-07-23
• 發(fā)明（設(shè)計）人: S·卡納卡梅達拉;R·S·馬卡拉;李姚盛;陳建
• 申請（專利權(quán)）人: 桑迪士克科技有限責(zé)任公司
• 主分類號: H01L23/00
• 分類號: H01L23/00;H01L21/02;H01L21/78;H01L21/683
• 代理公司: 北京同立鈞成知識產(chǎn)權(quán)代理有限公司 11205
• 代理人: 楊貝貝;臧建明

1.一種形成半導(dǎo)體結(jié)構(gòu)的方法，所述方法包括：

提供第一半導(dǎo)體管芯，所述第一半導(dǎo)體管芯包括第一半導(dǎo)體器件、第一金屬互連結(jié)構(gòu)和具有第一凹形頂表面的第一金屬鍵合焊盤；

通過在所述第一金屬鍵合焊盤的所述第一凹形頂表面上選擇性地沉積金屬材料將金屬凸塊部分直接形成在所述第一金屬鍵合焊盤的所述第一凹形頂表面上；

提供第二半導(dǎo)體管芯，所述第二半導(dǎo)體管芯包括第二半導(dǎo)體器件、第二金屬互連結(jié)構(gòu)和第二金屬鍵合焊盤；并且

通過經(jīng)由金屬間鍵合將所述第二金屬鍵合焊盤鍵合至所述金屬凸塊部分來將所述第二半導(dǎo)體管芯附接到所述第一半導(dǎo)體管芯。

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其中：

所述第一金屬鍵合焊盤通過下述步驟來形成：在覆蓋在所述第一金屬互連結(jié)構(gòu)上的第一焊盤層級介電層內(nèi)形成焊盤層級凹槽，在所述焊盤層級凹槽中和所述第一焊盤層級介電層上方沉積至少一種金屬材料，以及通過化學(xué)機械平坦化從包括所述第一焊盤層級介電層的頂表面的水平平面上方移除所述至少一種金屬材料，其中所述至少一種金屬材料在所述焊盤層級凹槽的區(qū)域上出現(xiàn)附帶凹陷；并且

所述焊盤層級凹槽中的所述至少一種金屬材料的其余部分構(gòu)成所述第一金屬鍵合焊盤。

3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其中所述金屬凸塊部分通過選擇性金屬化學(xué)氣相沉積、電鍍或化學(xué)鍍工藝形成，所述選擇性金屬化學(xué)氣相沉積、電鍍或化學(xué)鍍工藝使所述金屬凸塊部分的金屬材料從所述第一金屬鍵合焊盤的物理暴露的第一凹形頂表面生長，同時抑制所述金屬材料從電介質(zhì)表面生長。

4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其中：

所述第一金屬鍵合焊盤和所述第二金屬鍵合焊盤包含銅；并且

所述金屬凸塊部分包含與銅不同的金屬材料。

5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的方法，其中所述金屬凸塊部分的所述金屬材料基本上由選自鈷、釕和鉬的元素金屬組成。

6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其中：

所述金屬凸塊部分在中心部分處的厚度大于在邊緣部分處的厚度；

所述第二金屬鍵合焊盤具有第二凹形頂表面；并且

所述金屬凸塊部分的所述中心部分接觸所述第二金屬鍵合焊盤的所述第二凹形頂表面。

7.一種形成半導(dǎo)體結(jié)構(gòu)的方法，所述方法包括：

提供第一半導(dǎo)體管芯，所述第一半導(dǎo)體管芯包括第一半導(dǎo)體器件、第一金屬互連結(jié)構(gòu)和以第一焊盤到焊盤間距橫向間隔開的第一金屬鍵合焊盤；

提供第二半導(dǎo)體管芯，所述第二半導(dǎo)體管芯包括第二半導(dǎo)體器件和第二金屬互連結(jié)構(gòu)；并且

采用光刻曝光工藝以第二焊盤到焊盤間距在所述第二金屬互連結(jié)構(gòu)上形成第二金屬鍵合焊盤，在所述光刻曝光工藝中在曝光工具的透鏡上執(zhí)行移軸操作，其中所述光刻工藝限定用于所述第二金屬鍵合焊盤的圖案。

8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的方法，其中在所述移軸操作期間，所述透鏡的中心軸線相對于所述曝光工具的光傳播軸傾斜非零傾斜角，并且所述透鏡的幾何中心從所述曝光工具的所述光傳播軸橫向偏移。

9.根據(jù)權(quán)利要求8所述的方法，所述方法還包括：

在所述光刻曝光工藝之前，在所述第二半導(dǎo)體管芯上方施加光致抗蝕劑層；

在所述光刻曝光工藝之后，使光致抗蝕劑層顯影以提供經(jīng)顯影的光致抗蝕劑層；并且

轉(zhuǎn)印所述經(jīng)顯影的光致抗蝕劑層中的圖案以將所述第二金屬鍵合焊盤的圖案復(fù)制到位于所述第二半導(dǎo)體管芯上并且位于所述經(jīng)顯影的光致抗蝕劑層下方的材料層中。