半导体结构的形成方法技术

本发明专利技术提供一种半导体结构的形成方法，所述形成方法包括：提供第一晶圆和第二晶圆，第一晶圆中形成有MEMS结构，第二晶圆中形成有TSV结构，因此第一晶圆和第二晶圆形成的晶圆键合结构能够用于制作MEMS-TSV键合结构，通过浸入刻蚀液中的湿法刻蚀，同步对第一晶圆和第二晶圆进行晶圆背面减薄，对第一晶圆和第二晶圆的损伤较小，有效提高了MEMS-TSV键合结构的生产效率。由于第一晶圆和第二晶圆之间密封，刻蚀液不会从对第一晶圆和第二晶圆之间进入晶圆键合结构，不会对晶圆键合结构造成损伤，提高了MEMS-TSV键合结构的质量。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉半导体领域，具体涉及一种半导体结构的形成方法。
技术介绍
随着半导体技术的发展，微机电系统(Micro-Electro-MechanicalSystem,MEMS)成为目前半导体技术的研究热点。微机电系统通常具有复杂的多层结构，需要多个晶圆键合在一起形成。因此，MEMS-TSV键合结构成为目前MEMS制造技术的重点研究对象，例如，在第一晶圆中形成MEMS空腔结构和工作电路，在第二晶圆中形成TSV(through-siliconvia，穿透硅互连)互连结构，之后将第一晶圆和第二晶圆键合在一起，形成具有完整功能的微机电系统。第一晶圆和第二晶圆键合之后，还可以继续将第二晶圆与具有MEMS空腔结构和工作电路的第三晶圆键合在一起，形成第一、第二、第三晶圆键合在一起的晶圆键合结构，以形成更为复杂的微机电系统。参考图1至图4，示出了现有技术一种MEMS-TSV键合结构形成方法的剖视图。参考图1，第一晶圆20中包括第一衬底21、位于第一衬底21上的MEMS空腔结构23和工作电路22，第二晶圆10中包括第二衬底11，位于第二衬底11上的互连结构13，第一晶圆20和第二晶圆10通过晶圆键合部件30连接在一起，使MEMS空腔结构23、工作电路22和互连结构13电连接。在第二衬底11中形成有TSV结构12，所述TSV结构12与互连结构13相连，用于为工作电路22提供电信号的输入输出。这样第一晶圆20和第二晶圆10键合形成MEMS-TSV键合结构，所述MEMS-TSV键合结构可以分隔成多个微机电系统工作单元。参考图2，现有技术中，为使形成的微机电系统工作单元体积更小，在第一晶圆20和第二晶圆10键合在一起之后，对第一晶圆20进行背面减薄，即去除部分厚度的衬底21。通常采用机械研磨的工艺第一晶圆20进行背面减薄，但是机械研磨可能损伤衬底21，进而可能影响MEMS空腔结构23和工作电路22的性能。参考图3、图4，在减薄第一晶圆20之后，还要对第二衬底11进行干法刻蚀，使TSV结构12露出，在所述TSV结构12上形成金属端子14，在金属端子14上形成露出部分金属端子14的绝缘层15。所述金属端子14用于与外部电源相连，为互连结构13提供电信号的输入输出。但是干法刻蚀去除第二衬底11的厚度较大，成本较高，并且只能对单片晶圆作业，批量生产时花费时间较长。生产效率比较低。
技术实现思路
本专利技术解决的问题是提供一种半导体结构的形成方法，提高MEMS-TSV键合结构的生产效率。为解决上述问题，本专利技术提供一种半导体结构的形成方法，包括：提供第一晶圆和第二晶圆，所述第一晶圆中形成有MEMS结构，所述第二晶圆中形成有TSV结构；使所述第一晶圆与所述第二晶圆键合在一起，形成晶圆键合结构；对第一晶圆和第二晶圆之间的区域进行密封处理；将所述晶圆键合结构浸入刻蚀液中，对所述晶圆键合结构进行湿法刻蚀，同步对第一晶圆和第二晶圆进行晶圆背面减薄。可选的，所述湿法刻蚀的刻蚀液包括：TMAH溶液。可选的，所述第一晶圆中形成有与所述MEMS结构相连的工作电路，所述第二晶圆上形成有与所述TSV结构相连的互连结构；使所述第一晶圆与所述第二晶圆键合在一起，形成晶圆键合结构的步骤中，所述第一晶圆的工作电路与所述第二晶圆的互连结构相连。可选的，同步对第一晶圆和第二晶圆进行晶圆背面减薄的步骤包括：使第二晶圆中的TSV结构露出。可选的，同步对第一晶圆和第二晶圆进行晶圆背面减薄的步骤包括：使第一晶圆的厚度减小200到400微米。可选的，同步对第一晶圆和第二晶圆进行晶圆背面减薄的步骤包括：使第二晶圆的厚度减小200到400微米。可选的，在对第一晶圆和第二晶圆之间的区域进行密封处理的步骤之后，将所述晶圆键合结构浸入刻蚀液中之前，所述形成方法还包括：对所述第二晶圆背面进行预减薄。可选的，对所述第二晶圆背面进行预减薄的步骤包括：采用机械研磨、干法刻蚀或者湿法刻蚀的方法，对所述第二晶圆背面进行预减薄。可选的，在同步对第一晶圆和第二晶圆进行晶圆背面减薄之后，所述形成方法还包括：对所述第二晶圆背面进行再次减薄，使第二晶圆中的TSV结构露出。可选的，对第一晶圆和第二晶圆之间的区域进行密封处理的步骤包括：在第一晶圆和第二晶圆键合面的边缘区域形成密封结构。可选的，在第一晶圆和第二晶圆键合面的边缘区域形成密封结构的步骤包括：在第一晶圆和第二晶圆键合面的边缘区域涂布胶体材料，对所述晶圆键合结构进行烘烤，使所述胶体材料固化，形成密封结构。可选的，所述胶体材料为环氧树脂。与现有技术相比，本专利技术的技术方案具有以下优点：本专利技术第一晶圆中形成有MEMS结构，第二晶圆中形成有TSV结构，因此第一晶圆和第二晶圆形成的晶圆键合结构能够用于制作MEMS-TSV键合结构，通过浸入刻蚀液中的湿法刻蚀，同步对第一晶圆和第二晶圆进行晶圆背面减薄，对第一晶圆和第二晶圆的损伤较小，有效提高了MEMS-TSV键合结构的生产效率。由于第一晶圆和第二晶圆之间的区域密封，刻蚀液不会从第一晶圆和第二晶圆之间进入晶圆键合结构，进而不会对MEMS-TSV键合结构造成损伤，提高了MEMS-TSV键合结构的质量。附图说明图1至图4是现有技术一种MEMS-TSV键合结构形成方法的示意图；图5至图9是本专利技术半导体结构的形成方法一实施例中各个步骤的剖视图；图10至图11是本专利技术半导体结构的形成方法一实施例中各个步骤的剖视图。具体实施方式如
技术介绍
所述，在MEMS-TSV键合结构的制造过程中，为使形成的工作单元体积更小，通常采用机械研磨的工艺对第一晶圆进行晶圆背面减薄，但是机械研磨可能损伤衬底第一晶圆，进而可能影响MEMS结构和工作电路的性能。在减薄第一晶圆之后，还要对第二晶圆进行干法刻蚀，使TSV结构露出，但是干法刻蚀减薄第二晶圆的厚度较大，成本较高，并且只能对单片晶圆作业，批量生产时花费时间较长，生产效率比较低。为了解决上述技术问题，本专利技术提出一种半导体结构的形成方法，本发明第一晶圆中形成有MEMS结构，第二晶圆中形成有TSV结构，因此第一晶圆和第二晶圆形成的晶圆键合结构能够用于制作MEMS-TSV键合结构，通过浸入刻蚀液中的湿法刻蚀，同步对第一晶圆和第二晶圆进行晶圆背面减薄，对第一晶圆和第二晶圆的损伤较小，有效提高了MEMS-TSV键合结构的生产效率。由于第一晶圆和第二晶圆之间的区域本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种半导体结构的形成方法，其特征在于，包括：提供第一晶圆和第二晶圆，所述第一晶圆中形成有MEMS结构，所述第二晶圆中形成有TSV结构；使所述第一晶圆与所述第二晶圆键合在一起，形成晶圆键合结构；对第一晶圆和第二晶圆之间的区域进行密封处理；将所述晶圆键合结构浸入刻蚀液中，对所述晶圆键合结构进行湿法刻蚀，同步对第一晶圆和第二晶圆进行晶圆背面减薄。

【技术特征摘要】
1.一种半导体结构的形成方法，其特征在于，包括：
提供第一晶圆和第二晶圆，所述第一晶圆中形成有MEMS结构，所述第
二晶圆中形成有TSV结构；
使所述第一晶圆与所述第二晶圆键合在一起，形成晶圆键合结构；
对第一晶圆和第二晶圆之间的区域进行密封处理；
将所述晶圆键合结构浸入刻蚀液中，对所述晶圆键合结构进行湿法刻蚀，
同步对第一晶圆和第二晶圆进行晶圆背面减薄。
2.如权利要求1所述的形成方法，其特征在于，所述湿法刻蚀的刻蚀液包括：
TMAH溶液。
3.如权利要求1所述的形成方法，其特征在于，所述第一晶圆中形成有与所
述MEMS结构相连的工作电路，所述第二晶圆上形成有与所述TSV结构相连
的互连结构；使所述第一晶圆与所述第二晶圆键合在一起，形成晶圆键合结
构的步骤中，所述第一晶圆的工作电路与所述第二晶圆的互连结构相连。
4.如权利要求1所述的形成方法，其特征在于，同步对第一晶圆和第二晶圆
进行晶圆背面减薄的步骤包括：使第二晶圆中的TSV结构露出。
5.如权利要求1所述的形成方法，其特征在于，同步对第一晶圆和第二晶圆
进行晶圆背面减薄的步骤包括：使第一晶圆的厚度减小200到400微米。
6.如权利要求1所述的形成方法，其特征在于，同步对第一晶圆和第二晶圆
进行...

【专利技术属性】
技术研发人员：倪梁，施林波，陈福成，汪新学，
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