晶圆键合的方法以及晶圆键合结构技术

本发明专利技术提供一种晶圆键合的方法以及一种晶圆键合结构，所述晶圆键合的方法包括：在晶圆键合工艺之前，在晶圆上形成层间介质层，所述层间介质层包括依次形成的第一介质层和绝缘层；在所述层间介质层中形成互连结构，所述互连结构的一部分凸出于层间介质层表面，为互连结构的贴合端；在贴合端侧壁上形成侧墙。本发明专利技术的有益效果在于，所述绝缘层将层间介质层表面完全覆盖，所述侧墙将贴合端侧壁覆盖，对多个晶圆进行键合工艺之后，相邻的贴合端具有绝缘层和侧墙隔断，不容易发生短路。此外，在侧墙的保护下，贴合端没有暴露于外界环境中，不容易受氧气和水汽的影响而形成氧化物，同样减小了短路的风险。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉半导体领域，具体涉及一种晶圆键合的方法以及晶圆键合结构。
技术介绍
晶圆级铜-铜键合(WaferlevelCu-Cubonding)作为3D集成电路一项关键技术，在高端产品上具有重要的应用趋势。晶圆级铜-铜键合是一种晶圆间的互连技术，将多个晶圆相互对准键合，使得多个晶圆表面的铜互连凸出晶圆表面的贴合端相互贴合，从而实现多个互连结构的电连接。参考图1，示出了现有技术一种晶圆键合的方法的侧视图，第一晶圆01表面上设有多个第一贴合端03，第二晶圆02表面上设有多个第二贴合端04，随着半导体技术的发展，第一贴合端03和第二贴合端04的密度逐渐增大，也就是说，第一晶圆01表面第一贴合端03之间的距离较小，第二晶圆02表面第二贴合端04之间的距离较小，相邻第一贴合端03或相邻第二贴合端04电连接而造成短路，进而可能造成最终形成3D集成电路的失效。
技术实现思路
本专利技术解决的问题是提供一种晶圆键合的方法以及晶圆键合结构，以使晶圆键合工艺之后，相邻的贴合端之间不容易发生短路。为解决上述问题，本专利技术提供一种晶圆键合的方法，包括：提供多个晶圆；在晶圆上形成层间介质层，所述层间介质层包括依次形成的第一介质层和绝缘层；在所述层间介质层中形成互连结构，所述互连结构的一部分凸出于层间介质层表面，为互连结构的贴合端；在贴合端的侧壁上形成侧墙；使多个晶圆的互连结构的贴合端相互对准贴合，对多个晶圆进行晶圆键合工艺。可选的，在多个晶圆的层间介质层表面形成侧墙的步骤包括：在贴合端的表面以及层间介质层表面形成绝缘材料层；对所述绝缘材料层进行等离子体刻蚀，去除贴合端表面以及层间介质层表面的绝缘材料层，覆盖在贴合端侧壁的绝缘材料层形成侧墙。可选的，所述绝缘层和绝缘材料层的材料为氮化硅。可选的，所述贴合端的高度在600到2000埃的范围内。可选的，在晶圆的层间介质层上形成绝缘材料层的步骤中，所述绝缘材料层的厚度在700到4000埃的范围内。可选的，所述等离子体刻蚀法采用的刻蚀气体包括含氟气体。可选的，所述含氟气体包括CF4、SF6、CHF3中的一种或多种。可选的，形成互连结构的步骤包括：在所述绝缘层上形成第二介质层；形成位于层间介质层以及第二介质层中的互连结构，所述互连结构表面与第二介质层表面齐平；对所述第二介质层进行回刻，去掉第二介质层至露出绝缘层，使部分互连结构凸出层间介质层表面，所述凸出层间介质层表面的部分互连结构作为贴合端。可选的，在晶圆上形成层间介质层的步骤包括：在形成第一介质层之前，在所述晶圆上形成阻挡层，所述层间介质层还包括所述阻挡层；形成位于层间介质层以及第二介质层中的互连结构，所述互连结构表面与第二介质层表面齐平步骤包括：在所述绝缘层上形成第二介质层之后，在所述第二介质层和绝缘层中形成沟槽，在所述阻挡层和第一介质层中形成通孔，在所述沟槽和第二通孔中填充金属层，以形成互连结构。可选的，所述第二介质层的厚度在600到2500埃的范围内。可选的，所述互连结构的材料为铜、铝中的一种或多种。可选的，在对多个晶圆进行晶圆键合工艺的步骤中，温度在300摄氏度到500摄氏度的范围内；压强在1MP到2MP；时间在30秒到90秒。可选的，在晶圆上形成的贴合端的数量为多个，相邻贴合端之间的距离在2微米到10微米的范围内。本专利技术还提供一种晶圆键合结构，包括：晶圆；位于晶圆上的层间介质层，所述层间介质层包括依次形成的第一介质层和绝缘层；位于层间介质层中的互连结构，所述互连结构的一部分凸出于层间介质层表面，凸出于层间介质层表面的所述互连结构的一部分为贴合端；位于所述贴合端侧壁上的侧墙。可选的，所述绝缘层和侧墙的材料为氮化硅。可选的，所述贴合端凸出层间介质层表面的高度在600到2000埃的范围内。可选的，所述互连结构的材料为铜、铝中的一种或多种。可选的，所述层间介质层还包括：位于晶圆表面与第一介质层之间的阻挡层，所述互连结构为大马士革互连结构，所述互连结构还位于所述阻挡层中。与现有技术相比，本专利技术的技术方案具有以下优点：在晶圆键合工艺之前，在晶圆上形成层间介质层，所述层间介质层包括依次形成的第一介质层和绝缘层；在所述层间介质层中形成互连结构，所述互连结构的一部分凸出于层间介质层表面，为互连结构的贴合端；在贴合端侧壁上形成侧墙。所述绝缘层将层间介质层表面完全覆盖，所述侧墙将贴合端侧壁覆盖，对多个晶圆进行键合工艺之后，相邻的贴合端具有绝缘层和侧墙隔断，不容易发生短路。此外，在侧墙的保护下，贴合端没有暴露于外界环境中，不容易受氧气和水汽的影响而形成氧化物，同样减小了短路的风险。附图说明图1是现有技术一种晶圆键合的方法的侧视图；图2至图9是本专利技术晶圆键合的方法一实施例中各个步骤的侧视图。具体实施方式如
技术介绍
所述，在3D集成电路的制作工艺中，晶圆键合工艺后，贴合端之间容易发生短路，影响了键合质量。分析贴合端之间容易发生短路的原因，继续参考图1所示，由于第一晶圆01表面第一贴合端03之间的距离较小，第二晶圆02表面第二贴合端04之间的距离较小，这样，第一贴合端03或第二贴合端04中的金属离子如图1中虚线所示，容易发生扩散，从而使得相邻第一贴合端03之间或相邻第二贴合端04之间容易发生短接。此外，第一贴合端03和第二贴合端04通常采用铜材料，铜暴露于空气中容易受到氧气和水汽的腐蚀作用，形成金属氧化物05，在晶圆级铜-铜键合之后，金属氧化物05附着于第一贴合端03、第二贴合端04与晶圆表面，可能将相邻的相邻第一贴合端03或相邻第二贴合端04电连接，造成短路。为了解决上述技术问题，本专利技术提出一种晶圆键合的方法，在晶圆键合工艺之前，在多个晶圆上形成层间介质层以及于位于层间介质层中的互连结构，所述层间介质层包括依次形成的第一介质层和绝缘层，所述互连结构具有高于层间介质层表面的贴合端；在多个晶圆的贴合端侧壁表面形成侧墙。本专利技术对多个晶圆进行键合工艺之后，相邻的贴合端具有绝缘层和侧墙隔断，不容易发生短路。此外，在形成贴合端到进行晶圆键合之间的工艺间隙期，在绝缘层和侧墙的保护下，贴合端没有暴露于外界环境中，不容易受氧气和水汽的影响而形成氧化物，同样减小了短路的风险。为使本专利技术的上述目的、特征和优点能够更为明显易懂，下面结合附图对本专利技术的具体实施例做详细的说明。参考图2至图9，示出了本专利技术晶圆键合的方法一实施例各本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种晶圆键合的方法，其特征在于，包括：提供多个晶圆；在晶圆上形成层间介质层，所述层间介质层包括依次形成的第一介质层和绝缘层；在所述层间介质层中形成互连结构，所述互连结构的一部分凸出于层间介质层表面，为互连结构的贴合端；在贴合端的侧壁上形成侧墙；使多个晶圆的互连结构的贴合端相互对准贴合，对多个晶圆进行晶圆键合工艺。

【技术特征摘要】
1.一种晶圆键合的方法，其特征在于，包括：
提供多个晶圆；
在晶圆上形成层间介质层，所述层间介质层包括依次形成的第一介质层
和绝缘层；
在所述层间介质层中形成互连结构，所述互连结构的一部分凸出于层间
介质层表面，为互连结构的贴合端；
在贴合端的侧壁上形成侧墙；
使多个晶圆的互连结构的贴合端相互对准贴合，对多个晶圆进行晶圆键
合工艺。
2.如权利要求1所述的方法，其特征在于，在多个晶圆的层间介质层表面形
成侧墙的步骤包括：
在贴合端的表面以及层间介质层表面形成绝缘材料层；
对所述绝缘材料层进行等离子体刻蚀，去除贴合端表面以及层间介质层
表面的绝缘材料层，覆盖在贴合端侧壁的绝缘材料层形成侧墙。
3.如权利要求2所述的方法，其特征在于，所述绝缘层和绝缘材料层的材料
为氮化硅。
4.如权利要求1或2所述的方法，其特征在于，所述贴合端的高度在600到
2000埃的范围内。
5.如权利要求2所述的方法，其特征在于，在晶圆的层间介质层上形成绝缘
材料层的步骤中，所述绝缘材料层的厚度在700到4000埃的范围内。
6.如权利要求2所述的方法，其特征在于，所述等离子体刻蚀法采用的刻蚀
气体包括含氟气体。
7.如权利要求6所述的方法，其特征在于，所述含氟气体包括CF4、SF6、CHF3中的一种或多种。
8.如权利要求1所述的方法，其特征在于，形成互连结构的步骤包括：
在所述绝缘层上形成第二介质层；
形成位于层间介质层以及第二介质层中的互连结构，所述互连结构表面
与第二介质层表面齐平；
对所述第二介质层进行回刻，去掉第二介质层至露出绝缘层，使部分互
连结构凸出层间介质层表面，所述凸出层间介质层表面的部分互连结构作为
贴合端。
9.如权利要求8所述的方法，其特征在于，
在晶圆上形成层间介质层的步骤包括：在形成第一介质层之前，在所述
晶圆上形成阻挡层，所述层间介质层...

【专利技术属性】
技术研发人员：王伟，包德君，陈政，张海芳，戚德奎，李新，张蓓蓓，
申请(专利权)人：中芯国际集成电路制造上海有限公司，
类型：发明
国别省市：上海;31