[發明專利]一種三維芯片的結構及三維芯片的制備方法

在審

• 申請號: 202111536077.7
• 申請日: 2021-12-15
• 公開（公告）號: CN114068492A
• 公開（公告）日: 2022-02-18
• 發明（設計）人: 龍曉東
• 申請（專利權）人: 西安紫光國芯半導體有限公司
• 主分類號: H01L23/544
• 分類號: H01L23/544;H01L27/06
• 代理公司: 西安佩騰特知識產權代理事務所(普通合伙) 61226
• 代理人: 張倩

本發明提出了一種三維芯片的結構及三維芯片的制備方法，屬于集成電路技術領域，其包括設置在襯底板表面的多個金屬柱，多個金屬柱中至少兩個金屬柱之間設置有對版標記，對版標記的邊緣處設置有對版標記保護件，在研磨時，對版標記保護件作為犧牲層對對版標記周圍的金屬柱進行保護，從而避免研磨工藝損壞金屬柱。本發明將原始施加在對版標記外側金屬柱上的打磨壓力轉移至對版標記保護件上，即犧牲了對版標記保護件對金屬柱(信號接觸區)進行保護。

技術領域

本發明屬于集成電路技術領域，涉及芯片加工過程中三維金屬線的堆疊技術，具體為一種三維芯片的結構及三維芯片的制備方法。

背景技術

芯片是由多層金屬層和多層鈍化層進行間隔堆疊、累加形成的，在芯片制造的過程中，由于芯片的襯底板表面上設置有凸起，這樣在襯底板表面上生長金屬層時凸起結構對應的金屬層就會突出，出現了生長在凸起結構的金屬層高，生長在非凸起部的金屬層低，導致金屬層有高有低，影響芯片的平整度，因此，一般的做法是對鈍化層進行打磨，使得芯片襯底板表面上方的第一層鈍化層平坦。

現有的鈍化層打磨主要采用化學機械磨平的方式，在磨平的鈍化層上方繼續生長金屬層，該層鈍化層上方生長的金屬層就會處于同一高度，重復生長多層金屬層時，也能使得每一層對應的金屬層處于同一高度。對于3D集成芯片，其在主芯片上設置對版標記，方便多個芯片在堆疊時進行位置對準；對版標記置于劃片道里，即設置在相鄰兩個金屬層的間隙中，整個對版標記內沒有任何圖形，即在對版標記內部不生長金屬層，但是對版標記的占用的面積比較大，造成該部位的圖形密度極度不均勻，同時受磨平壓力的影響，其與生長金屬層的部位具有很大的密度差異，但是在進行化學機械磨平時，生長金屬層的部位的磨平速率高于沒有生長金屬層的部位的磨平速率，導致打磨完成后生長金屬層的部位高于沒有生長金屬層的部位，致使靠近對版標記部位外側的金屬層以及鈍化層被過渡去除，形成凹陷，依舊會導致各個金屬層對應的每層金屬層的高度不平坦。

發明內容

針對現有技術中，在采用化學機械磨平的方式對鈍化層進行打磨時靠近對版標記部位外側的金屬層以及鈍化層被過渡去除，形成凹陷，導致各個金屬層對應的每層金屬層的高度不平坦的問題，本發明提出了一種三維芯片的結構及三維芯片的制備方法。

本發明主要是采用在對版標記的部位設置對版標記保護件，通過對版標記保護件對靠近版標記部位外側的金屬層進行保護，防止靠近對版標記外側的金屬層被過渡去除；其具體技術方案如下：

一種三維芯片的結構，包括設置在襯底板表面的多個金屬柱，所述多個金屬柱中至少兩個所述金屬柱之間設置有對版標記，所述對版標記的邊緣處設置有對版標記保護件，在研磨時，所述對版標記保護件作為犧牲層對所述對版標記周圍的所述金屬柱進行保護，從而避免研磨工藝損壞所述金屬柱。

進一步限定，所述對版標記保護件環繞對版標記的邊緣一周，形成封閉的環形結構。

進一步限定，所述對版標記保護件包括依次套設的多層環形結構。

進一步限定，所述襯底板上設置有多個凸起結構，每個凸起結構上對應設置一個金屬柱；

其中，相鄰所述凸起結構之間，以及相鄰所述金屬柱之間填充有鈍化層。

進一步限定，所述金屬柱包括多層金屬線；所述多層金屬線在垂直于所述襯底板所在平面的方向上層疊設置，相鄰所述金屬線之間設置有鈍化層；且所述鈍化層對應所述金屬線的位置設置有導電通孔，所述導電通孔將相鄰的所述金屬線導通。

進一步限定，在同一水平面上，所述對版標記保護件的環形結構的寬度大于等于金屬線的寬度，所述對版標記保護件和金屬柱之間的間距大于等于相鄰兩個金屬柱之間的間距。

進一步限定，所述對版標記保護件上最內圈的環形結構與對版標記的邊緣接觸。

進一步限定，所述對版標記保護件的材質與金屬線的材質相同。