[發明專利]一種鍵合結構及其制造方法

在審

• 申請號: 202010115670.3
• 申請日: 2020-02-25
• 公開（公告）號: CN111276469A
• 公開（公告）日: 2020-06-12
• 發明（設計）人: 占迪;劉天建;胡杏;郭萬里
• 申請（專利權）人: 武漢新芯集成電路制造有限公司
• 主分類號: H01L25/065
• 分類號: H01L25/065;H01L25/18;H01L23/488;H01L21/98
• 代理公司: 北京集佳知識產權代理有限公司 11227
• 代理人: 劉曉菲

本發明提供一種鍵合結構及其制造方法，在底層結構的正面形成有混合鍵合結構，在待鍵合的第二晶圓結構的背面預先形成背連線以及混合鍵合結構，通過第二晶圓結構背面的混合鍵合結構以及底層結構正面的混合鍵合結構實現晶圓結構的鍵合，在需要鍵合多個第二晶圓結構時，在已鍵合的第二晶圓結構的正面形成混合鍵合結構，實現多個第二晶圓結構的鍵合。該方法通過預先在待鍵合的第二晶圓結構的背面形成背連線結構以及混合鍵合結構，降低器件失效的風險，并且制造時間短、生產效率高。

技術領域

本發明涉及半導體器件及其制造領域，特別涉及一種鍵合結構及其制造方法。

背景技術

隨著半導體技術進入后摩爾時代，為滿足高集成度和高性能的需求，芯片結構向著三維方向發展，而晶圓級封裝技術得到了廣泛的應用，其是利用晶圓級封裝技術將不同的晶圓堆疊鍵合在一起，可以實現不同技術節點、不同尺寸芯片間的互連，具有靈活度高的優點。然而，隨著堆疊層數的增加，前層晶圓不斷鍵合導致溫度、應力等效應不斷累積，增加后續晶圓器件失效的風險，同時，制造時間長，生產效率低。

發明內容

有鑒于此，本發明的目的在于提供一種鍵合結構及其制造方法，降低器件失效的風險，縮短制造時間，提高生產效率。

為實現上述目的，本發明有如下技術方案：

一種鍵合結構的制造方法，包括：

提供第一晶圓結構，所述第一晶圓結構為單層晶圓或多層已鍵合晶圓，所述第一晶圓結構的正面形成有混合鍵合結構，所述混合鍵合結構包括介質鍵合層以及導電鍵合墊；

以所述第一晶圓結構為底層結構，利用混合鍵合結構，依次鍵合一個或多個第二晶圓結構，所述第二晶圓結構為單層晶圓或多層已鍵合晶圓，且所述第二晶圓結構的背面預先形成有背連線結構以及混合鍵合結構，所述背連線結構連接所述第二晶圓結構中互連線以及所述背面的混合鍵合結構中的導電鍵合墊；

其中，當鍵合多個所述第二晶圓結構時，在所述第二晶圓結構的正面還形成混合鍵合結構，所述正面的混合鍵合結構中的導電鍵合墊與所述第二晶圓結構中的互連線電連接。

可選的，所述第二晶圓結構為單層晶圓，預先形成所述單層晶圓背面的背連線結構和混合鍵合結構的方法包括：

在所述單層晶圓的正面鍵合載片；

以所述載片為支撐晶圓，在所述單層晶圓的背面形成背連線結構以及混合鍵合結構；則，

在每次鍵合第二晶圓結構的步驟中，在鍵合之后，還包括：去除所述載片。

可選的，所述底層結構為利用混合鍵合結構鍵合的多層已鍵合晶圓，且所述多層已鍵合晶圓中的被鍵合晶圓的背面依次鍵合至前一晶圓的正面。

可選的，所述底層結構的形成方法包括：

提供第一底層晶圓，所述第一底層晶圓的正面形成有混合鍵合結構；

提供一個或多個被鍵合晶圓，各被鍵合晶圓的正面預先形成有背連線結構以及混合鍵合結構，所述背連線結構連接所述被鍵合晶圓中的互連線以及所述背面的混合鍵合結構中的導電鍵合墊，其中，當鍵合多個所述被鍵合晶圓時，所述被鍵合晶圓的正面還形成混合鍵合結構；

利用混合鍵合結構，在所述第一底層晶圓上依次將被鍵合晶圓的背面鍵合至前一晶圓的正面。

可選的，所述各被鍵合晶圓的背面預先形成背連線結構和混合鍵合結構的方法包括：

在所述被鍵合晶圓的正面鍵合載片；

以所述載片為支撐晶圓，在所述被鍵合晶圓的背面形成背連線結構以及混合鍵合結構；則，

在每次鍵合所述被鍵合晶圓的步驟中，在鍵合之后，還包括：去除所述載片。