[發明專利]芯片鍵合方法

在審

• 申請號: 202011452297.7
• 申請日: 2020-12-10
• 公開（公告）號: CN114628304A
• 公開（公告）日: 2022-06-14
• 發明（設計）人: 郭萬里;劉天建
• 申請（專利權）人: 武漢新芯集成電路制造有限公司
• 主分類號: H01L21/683
• 分類號: H01L21/683;H01L21/78;H01L21/60
• 代理公司: 上海思微知識產權代理事務所(普通合伙) 31237
• 代理人: 曹廷廷

本發明提供了一種芯片鍵合方法，通過在器件晶圓的正面涂布鍵合膠并鍵合載片晶圓，可以在器件晶圓的背面形成背連線結構，以將器件晶圓中的互連結構從器件晶圓的背部引出，從而可以將芯片的正面鍵合至目標晶圓上，并且，器件晶圓與載片晶圓解鍵合后先保留器件晶圓的正面的鍵合膠，鍵合膠可以在后續對器件晶圓進行劃片時保護器件晶圓的正面，防止劃片過程中產生的顆粒物或刻蝕副產物附著在器件晶圓的正面上，后續去除鍵合膠時可同步去除鍵合膠上的刻蝕副產物，保證了劃片后產生的單個芯片的正面的潔凈度，可提高將芯片的正面鍵合至目標晶圓上的鍵合效果。

技術領域

本發明涉及芯片封裝技術領域，尤其涉及一種芯片鍵合方法。

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。其中，通過鍵合技術實現“異質混合”是“超摩爾定律”的重要技術之一，鍵合工藝能夠將不同工藝節點制程的芯片進行高密度的互連，實現更小尺寸、更高性能和更低功耗的系統級集成?，F有的鍵合方式通常有晶圓與晶圓的鍵合(W2W)、芯片與芯片的鍵合(C2C)和芯片與晶圓的鍵合(C2W)。由于C2W可以剔除不良芯片且產率較高，因此受到全球半導體巨頭的青睞。

C2W可以利用單純的金屬鍵合工藝或鍵合強度更高的混合鍵合工藝來實現，由于混合鍵合技術具有更高的I/O連接密度及更好的散熱性能，從而得到了廣泛的應用，混合鍵合技術對芯片表面的潔凈度要求極高，但是目前對晶圓進行劃片形成單個芯片的步驟通常是先用砂輪劃到晶圓的襯底上，再利用刻蝕工藝刻蝕襯底從而完成劃片，砂輪切割時產生的顆粒物及刻蝕工藝產生的刻蝕副產物容易附著在芯片的表面且難以去除，從而導致芯片表面的潔凈度降低，進而導致混合鍵合效果不佳。

發明內容

本發明的目的在于提供一種芯片鍵合方法，能夠保證芯片表面的潔凈度，提高鍵合效果。

為了達到上述目的，本發明提供了一種芯片鍵合方法，包括：

提供器件晶圓及目標晶圓，所述器件晶圓的正面形成有第一混合鍵合結構；

在所述器件晶圓的正面涂布鍵合膠并臨時鍵合載片晶圓；

在所述器件晶圓的背面形成背連線結構，所述背連線結構與所述器件晶圓中的互連結構電連接；

在所述器件晶圓的背面貼附粘性膜，將所述器件晶圓與所述載片晶圓解鍵合并保留所述鍵合膠；

從所述器件晶圓的正面對所述器件晶圓進行劃片以形成多個單個芯片；以及，

去除所述鍵合膠，并提供目標晶圓，所述目標晶圓的表面形成有第二混合鍵合結構，利用所述第一混合鍵合結構及所述第二混合鍵合結構將合格芯片的正面鍵合至所述目標晶圓上。

可選的，在所述器件晶圓的背面形成所述背連線結構之后，在所述器件晶圓的背面貼附所述粘性膜之前，還包括：

對所述器件晶圓中的每個芯片進行測試，以標記出合格芯片。

可選的，所述背連線結構包括硅通孔及焊墊。

可選的，所述器件晶圓包括襯底及位于所述襯底上的介質層，所述器件晶圓的互連結構形成于所述介質層中，從所述器件晶圓的正面對所述器件晶圓進行劃片以形成單個芯片的步驟包括：

利用砂輪從所述器件晶圓的正面至少切割所述鍵合膠、所述第一混合鍵合結構及所述介質層，以形成橫縱分布的切割道，所述切割道露出所述襯底的表面或延伸至所述襯底內，相鄰的所述切割道定義出單個芯片；以及，

利用刻蝕工藝沿所述切割道向下刻蝕直至貫穿所述襯底，以將相鄰的芯片完全分離。

可選的，去除所述鍵合膠之后，還對所述粘性膜進行擴膜，以使相鄰的芯片之間的間距增大。