半导体器件及其制造方法技术

本发明专利技术提供了一种半导体器件及其制造方法，所述半导体器件的制造方法包括：S1，提供至少一片晶圆；S2，形成重工刻蚀停止层于所述晶圆上；S3，形成聚合物材料层于所述重工刻蚀停止层上；S4，对所述聚合物材料层进行包含烘烤在内的工艺处理；S5，检测所述聚合物材料层是否出现异常，若所述聚合物材料层出现异常，则去除异常的聚合物材料层并形成新的聚合物材料层于所述重工刻蚀停止层上，接着再循环执行步骤S4至步骤S5，直至形成的新的聚合物材料层未出现异常。本发明专利技术的技术方案使得重工刻蚀停止层下方的结构不会受到重工刻蚀工艺的影响，进而使得晶圆的报废率得到降低，从而使得生产成本得到降低。

Semiconductor devices and manufacturing methods

【技术实现步骤摘要】
半导体器件及其制造方法
本专利技术涉及集成电路制造领域，特别涉及一种半导体器件及其制造方法。
技术介绍
晶圆级别的3D(threedimensional)-IC(integratedcircuit)封装技术是基于现有技术节点提高芯片集成性能、减小功耗延迟的优异解决方案。在现有晶圆级3D-IC封装技术中，需要将两片已经完成后段工艺的晶圆键合在一起，再进行外围焊盘的输入/输出(I/O)的接触工艺，此时通常会形成有一暴露出接触垫(pad)的钝化层(通常为氮化硅)，且在所有工艺的最后需要涂覆一层具有良好的电子/机械性能的聚合物薄膜(通常是光敏材料PIMEL，例如是光敏聚酰亚胺PI、聚苯并噁唑PBO)，以减小晶圆的弯曲，保护封装结构，尤其能够提高存储芯片的抗辐射能力。但是，在涂覆聚合物薄膜之后以及封装之前，还会有烘烤、测试等工艺，在这些工艺过程中可能会出现制程异常(例如测试时探针将聚合物薄膜刺穿、涂覆的聚合物薄膜中进入异物污染等)而导致部分键合晶圆表面涂覆的聚合物薄膜受损，进而导致聚合物薄膜在封装后无法起到原有的作用。因此，为了使得这部分聚合物薄膜受损的键合晶圆能够继续使用，一般会将聚合物薄膜受损的键合晶圆进行重工(或者说返工，rework)，重工的过程中会将受损的聚合物薄膜去除。由于经过烘烤的聚合物薄膜与聚合物薄膜下方的氮化硅钝化层结合紧密，为确保将聚合物薄膜去除完全，需要将氮化硅钝化层一并去除，这样就需要干法刻蚀去除聚合物薄膜和氮化硅钝化层时采用的等离子体的强度很高，而高强度的等离子体刻蚀时会导致氮化硅层底部的氧化硅钝化层等键合晶圆上的其它膜层结构受损或者被刻蚀掉，进而导致了键合晶圆的报废，使得生产成本升高。因此，如何在将聚合物薄膜和氮化硅钝化层去除时避免导致键合晶圆上的其它膜层结构受损，以降低键合晶圆的报废率，进而降低生产成本是目前亟需解决的问题。
技术实现思路
本专利技术的目的在于提供一种半导体器件及其制造方法，使得重工刻蚀停止层下方的结构不受重工刻蚀工艺的影响，进而使得晶圆的报废率得到降低，从而使得生产成本降低。为实现上述目的，本专利技术提供了一种半导体器件的制造方法，包括：S1，提供至少一片晶圆；S2，形成重工刻蚀停止层于所述晶圆上；S3，形成聚合物材料层于所述重工刻蚀停止层上；S4，对所述聚合物材料层进行包含烘烤在内的工艺处理；以及，S5，检测所述聚合物材料层是否出现异常，若所述聚合物材料层出现异常，则去除异常的聚合物材料层并形成新的聚合物材料层于所述重工刻蚀停止层上，接着再循环执行步骤S4至步骤S5，直至形成的新的聚合物材料层未出现异常；若所述聚合物材料层未出现异常，则直接进行下一步的用于半导体器件的制造的工序。可选的，提供一片所述晶圆，在所述晶圆的正面和/或背面形成第一膜层结构；或者，提供至少两片晶圆形成的晶圆键合结构，所述晶圆的键合界面为所述晶圆的正面和/或背面，在所述晶圆的非键合界面上形成第一膜层结构；所述重工刻蚀停止层形成于所述第一膜层结构上；所述晶圆的正面与所述晶圆的背面为相对的面。可选的，所述晶圆包括衬底和形成于所述衬底一侧的第二膜层结构，所述第一膜层结构形成于所述第二膜层结构上或所述衬底背向所述第二膜层结构的另一侧，且所述第二膜层结构中具有导电结构；在所述晶圆的正面和/或背面形成所述第一膜层结构或在所述晶圆的非键合界面上形成所述第一膜层结构的步骤包括：形成第一连通孔于所述晶圆中，所述第一连通孔暴露所述第二膜层结构中的导电结构的相应表面；形成缓冲层于所述第一连通孔中和所述晶圆的表面上；形成第二连通孔于所述缓冲层中，所述第二连通孔位于所述第一连通孔内，且所述第二连通孔暴露所述第二膜层结构中的导电结构的相应表面；以及，形成导电互连层于所述第二连通孔中以及所述缓冲层的表面上，以在所述晶圆的正面和/或背面形成所述第一膜层结构或在所述晶圆的非键合界面上形成所述第一膜层结构。可选的，形成所述聚合物材料层于所述重工刻蚀停止层上的步骤包括：涂覆聚合物材料于所述重工刻蚀停止层上；以及，形成开口于涂覆的聚合物材料和所述重工刻蚀停止层上，所述开口暴露出所述缓冲层的表面上的部分导电互连层，被暴露出的导电互连层形成导电接触垫。可选的，若所述聚合物材料层出现异常，则在去除异常的聚合物材料层之前，先形成阻挡层于所述导电接触垫上。可选的，所述工艺处理还包括刻蚀或测试；所述下一步的用于半导体器件的制造的工序包括封装和/或测试。可选的，形成所述重工刻蚀停止层于所述晶圆上之后以及形成所述聚合物材料层于所述重工刻蚀停止层上之前，还形成钝化层于所述重工刻蚀停止层上；若所述聚合物材料层出现异常，则去除异常的聚合物材料层之后以及形成新的聚合物材料层于所述重工刻蚀停止层上之前，将所述钝化层一并去除，并形成新的钝化层于所述重工刻蚀停止层上。可选的，所述重工刻蚀停止层的材质包括碳化硅、含氮的碳化硅和含氮氧的碳化硅中的至少一种；和/或，所述聚合物材料层的材质包括光敏材料。本专利技术还提供了一种半导体器件，包括：形成于至少一晶圆上的重工刻蚀停止层，以及形成于所述重工刻蚀停止层上的聚合物材料层，所述聚合物材料层为经过检测后确定为合格的膜层。可选的，一片所述晶圆的正面和/或背面形成有第一膜层结构；或者，至少两片晶圆形成的晶圆键合结构的非键合界面上形成有第一膜层结构，所述晶圆的键合界面为所述晶圆的正面和/或背面；所述重工刻蚀停止层形成于所述第一膜层结构上；所述晶圆的正面与所述晶圆的背面为相对的面。可选的，所述晶圆包括衬底和形成于所述衬底一侧的第二膜层结构，所述第一膜层结构形成于所述第二膜层结构上或所述衬底背向所述第二膜层结构的另一侧，且所述第二膜层结构中具有导电结构；所述第一膜层结构包括：缓冲层，形成于所述晶圆中的第一连通孔中和所述晶圆的表面上；导电互连层，形成于所述缓冲层的第二连通孔中以及所述缓冲层的表面上，所述第二连通孔位于所述第一连通孔内，且所述第一连通孔和所述第二连通孔暴露所述第二膜层结构中的导电结构的相应表面。可选的，所述半导体器件还具有穿过所述聚合物材料层和所述重工刻蚀停止层的开口，所述开口暴露出所述缓冲层的表面上的部分导电互连层，且被所述开口暴露出的导电互连层为导电接触垫。可选的，所述半导体器件还包括形成于所述聚合物材料层和所述重工刻蚀停止层之间的钝化层。可选的，所述重工刻蚀停止层的材质包括碳化硅、含氮的碳化硅和含氮氧的碳化硅中的至少一种；所述聚合物材料层的材质包括光敏材料。与现有技术相比，本专利技术的技术方案具有以下有益效果：1、本专利技术的半导体器件的制造方法，通过在所述晶圆上形成重工刻蚀停止层，使得在对所述重工刻蚀停止层上形成的聚合物材料层进行包含烘烤在内的工艺处理之后，若检测发现所述聚合物材料层出现异常，则去除异常的聚合物材料层并形成新的聚合物材料层于所述重工刻蚀停止层上，直至形成的新的聚合物材料层未出现异常，由此，所述重工刻蚀停止层的存在使得在去除异常的所述聚合物材料的过程中，所述重工刻蚀停止层下方的结构不会受到影响，进而使得晶圆的报废率得到降低，从而使得生产成本降低。2、本专利技术的半导体器件，由于具有形成于至少一晶圆上的重工刻蚀停止层，以及形成于所述重工刻蚀停止层上的经过检测后确定为合格的聚合物材料层，使得所述半导体器件中的所述重工刻本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种半导体器件的制造方法，其特征在于，包括：S1，提供至少一片晶圆；S2，形成重工刻蚀停止层于所述晶圆上；S3，形成聚合物材料层于所述重工刻蚀停止层上；S4，对所述聚合物材料层进行包含烘烤在内的工艺处理；以及，S5，检测所述聚合物材料层是否出现异常，若所述聚合物材料层出现异常，则去除异常的聚合物材料层并形成新的聚合物材料层于所述重工刻蚀停止层上，接着再循环执行步骤S4至步骤S5，直至形成的新的聚合物材料层未出现异常；若所述聚合物材料层未出现异常，则直接进行下一步的用于半导体器件的制造的工序。

【技术特征摘要】
1.一种半导体器件的制造方法，其特征在于，包括：S1，提供至少一片晶圆；S2，形成重工刻蚀停止层于所述晶圆上；S3，形成聚合物材料层于所述重工刻蚀停止层上；S4，对所述聚合物材料层进行包含烘烤在内的工艺处理；以及，S5，检测所述聚合物材料层是否出现异常，若所述聚合物材料层出现异常，则去除异常的聚合物材料层并形成新的聚合物材料层于所述重工刻蚀停止层上，接着再循环执行步骤S4至步骤S5，直至形成的新的聚合物材料层未出现异常；若所述聚合物材料层未出现异常，则直接进行下一步的用于半导体器件的制造的工序。2.如权利要求1所述的半导体器件的制造方法，其特征在于，提供一片所述晶圆，在所述晶圆的正面和/或背面形成第一膜层结构；或者，提供至少两片晶圆形成的晶圆键合结构，所述晶圆的键合界面为所述晶圆的正面和/或背面，在所述晶圆的非键合界面上形成第一膜层结构；所述重工刻蚀停止层形成于所述第一膜层结构上；所述晶圆的正面与所述晶圆的背面为相对的面。3.如权利要求2所述的半导体器件的制造方法，其特征在于，所述晶圆包括衬底和形成于所述衬底一侧的第二膜层结构，所述第一膜层结构形成于所述第二膜层结构上或所述衬底背向所述第二膜层结构的另一侧，且所述第二膜层结构中具有导电结构；在所述晶圆的正面和/或背面形成所述第一膜层结构或在所述晶圆的非键合界面上形成所述第一膜层结构的步骤包括：形成第一连通孔于所述晶圆中，所述第一连通孔暴露所述第二膜层结构中的导电结构的相应表面；形成缓冲层于所述第一连通孔中和所述晶圆的表面上；形成第二连通孔于所述缓冲层中，所述第二连通孔位于所述第一连通孔内，且所述第二连通孔暴露所述第二膜层结构中的导电结构的相应表面；以及，形成导电互连层于所述第二连通孔中以及所述缓冲层的表面上，以在所述晶圆的正面和/或背面形成所述第一膜层结构或在所述晶圆的非键合界面上形成所述第一膜层结构。4.如权利要求3所述的半导体器件的制造方法，其特征在于，形成所述聚合物材料层于所述重工刻蚀停止层上的步骤包括：涂覆聚合物材料于所述重工刻蚀停止层上；以及，形成开口于涂覆的聚合物材料和所述重工刻蚀停止层上，所述开口暴露出所述缓冲层的表面上的部分导电互连层，被暴露出的导电互连层形成导电接触垫。5.如权利要求4所述的半导体器件的制造方法，其特征在于，若所述聚合物材料层出现异常，则在去除异常的聚合物材料层之前，先形成阻挡层于所述导电接触垫上。6.如权利要求1所述的半导体器件的制造方法，其特征在于...

【专利技术属性】
技术研发人员：盛备备，胡胜，梁斐，
申请(专利权)人：武汉新芯集成电路制造有限公司，
类型：发明
国别省市：湖北,42