基板制造方法和基板接合方法技术

一种基板的制造方法，包括：一种基板的制造方法，其特征在于，包括：提供半导体基板，所述半导体基板包括具有凹陷的第一介质层和设置在所述凹陷中的第一金属层，所述第一金属层包括第一金属；在所述半导体基板上形成第二介质层，以覆盖所述第一介质层和所述第一金属层；在所述第二介质层中形成第一开口，所述第一开口使得所述第一金属层的至少部分上表面露出；对所述第一金属层进行化学处理，以形成所述第一金属的化合物；以及形成第二金属层，所述第二金属层至少覆盖所述第一金属的化合物。所述基板可以是晶片。

Substrate manufacturing method and substrate bonding method

The manufacturing method of a substrate includes: a manufacturing method of a substrate, which is characterized in that: a semiconductor substrate is provided, the semiconductor substrate includes a first medium layer with a depression and a first metal layer arranged in the depression, the first metal layer includes a first metal; a second medium layer is formed on the semiconductor substrate to cover the first medium layer And the first metal layer; forming a first opening in the second medium layer which exposes at least part of the upper surface of the first metal layer; chemically treating the first metal layer to form a compound of the first metal; and forming a second metal layer which at least covers a compound of the first metal. The substrate can be a wafer.

【技术实现步骤摘要】
基板制造方法和基板接合方法
本公开涉及基板制造方法和基板接合方法。
技术介绍
在现有技术的利用金属-金属接合(bonding)基板(例如，晶片)的技术中，在化学机械抛光(CMP)对基板表面进行平坦化之后，金属表面可能会出现凹陷(dishing)(对于铜(Cu))尤其如此。因此，会导致基板接合后接触面出现孔洞(void)，影响键合强度。因此，要实现Cu-Cu键合，对铜线的表面形貌有较高要求，不能突出或者凹陷太多。另一方面，同时，在Cu-Cu键合过程中，如果铜线表面发生氧化，会使表面电阻率急剧增大，会使得需要更高的温度才能实现Cu-Cu键合。因此，需要改进的基板接合技术。
技术实现思路
根据本公开一个方面，提供了一种基板的制造方法，其特征在于，包括：提供半导体基板，所述半导体基板包括具有凹陷的第一介质层和设置在所述凹陷中的第一金属层，所述第一金属层包括第一金属；在所述半导体基板上形成第二介质层，以覆盖所述第一介质层和所述第一金属层；在所述第二介质层中形成第一开口，所述第一开口使得所述第一金属层的至少部分上表面露出；对所述第一金属层进行化学处理，以形成所述第一金属的化合物；以及形成第二金属层，所述第二金属层至少覆盖所述第一金属的化合物。根据本公开一个方面，提供了一种基板接合方法，其特征在于，包括：提供第一基板，所述第一基板是根据如任意实施例所述的方法制备的；以及提供第二基板，所述第二基板具有所述第一金属层；接合所述第一基板的第二金属层和第二基板的第一金属层，以接合所述第一基板和第二基板。根据本公开一个方面，提供了一种基板接合方法，其特征在于，包括：提供第一基板和第二基板，所述第一基板和第二基板是根据如任意实施例所述的方法制备的；以及接合所述第一基板的第二金属层和第二基板的第二金属层，以接合所述第一基板和第二基板。在一些实施例中，所述第一基板和第二基板是晶片。通过以下参照附图对本公开的示例性实施例的详细描述，本公开的其它特征及其优点将会变得清楚。附图说明构成说明书的一部分的附图描述了本公开的示例性实施例，并且连同说明书一起用于解释本公开的原理。参照附图，根据下面的详细描述，可以更加清楚地理解本公开，其中：图1A和1B是示出了一种基板接合技术的示意性截面图；图2是根据本公开一些实施例的基板的制造方法的流程图；图3A-3G分别是示出根据本公开一些实施例的基板的制造方法制备的基板在各处理步骤的示意截面图；以及图4是根据本公开一些实施例的基板接合方法的流程图。注意，在以下说明的实施方式中，有时在不同的附图之间共同使用同一附图标记来表示相同部分或具有相同功能的部分，而省略其重复说明。在本说明书中，使用相似的标号和字母表示类似项，因此，一旦某一项在一个附图中被定义，则在随后的附图中不需要对其进行进一步讨论。为了便于理解，在附图等中所示的各结构的位置、尺寸及范围等有时不表示实际的位置、尺寸及范围等。因此，所公开的专利技术并不限于附图等所公开的位置、尺寸及范围等。具体实施方式现在将参照附图来详细描述本公开的各种示例性实施例。应注意：除非另外具体说明，否则在这些实施例中阐述的部件和步骤的相对布置、数字表达式和数值不限制本公开的范围。另外，对于相关领域普通技术人员已知的技术、方法和设备可能不作详细讨论，但在适当情况下，所述技术、方法和设备应当被视为授权说明书的一部分。在说明书及权利要求中的词语“前”、“后”、“顶”、“底”、“之上”、“之下”等，如果存在的话，用于描述性的目的而并不一定用于描述不变的相对位置。应当理解，这样使用的词语在适当的情况下是可互换的，使得在此所描述的本公开的实施例，例如，能够在与在此所示出的或另外描述的那些取向不同的其他取向上操作。在此示例性描述的任意实现方式并不一定要被解释为比其它实现方式优选的或有利的。而且，本公开不受在上述
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技术介绍
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技术实现思路
或具体实施方式中所给出的任何所表述的或所暗示的理论所限定。另外，仅仅为了参考的目的，还可以在下面描述中使用某种术语，并且因而并非意图限定。例如，除非上下文明确指出，否则涉及结构或元件的词语“第一”、“第二”和其它此类数字词语并没有暗示顺序或次序。还应理解，“包括/包含”一词在本文中使用时，说明存在所指出的特征、整体、步骤、操作、单元和/或组件，但是并不排除存在或增加一个或多个其它特征、整体、步骤、操作、单元和/或组件以及/或者它们的组合。在本公开中，术语“提供”从广义上用于涵盖获得对象的所有方式，因此“提供某对象”包括但不限于“购买”、“制备/制造”、“布置/设置”、“安装/装配”、和/或“订购”对象等。以下对至少一个示例性实施例的描述仅仅是说明性的，并非是对本公开及其应用或使用的任何限制。在利用金属-金属接合(bonding)基板(例如，晶片)的技术中，在化学机械抛光(CMP)对基板表面进行平坦化之后，金属表面可能会出现凹陷，对于铜(Cu)由此如此。图1A和1B是示出一种基板接合技术的示意性截面图。如图1A所示，基板100在第一表面具有第一绝缘层103和第一金属层105。第二基板110在第一表面具有第二绝缘层113和第二金属层115。在对基板100和110进行平坦化处理(例如，化学机械抛光(CMP))之后，在金属层105和115的表面会形成凹陷(dishing)107和117。这里，应理解，为了图示清楚起见，图中各部件的尺寸并不必然按照比例绘制，某些部件的尺寸可能相对于其他部件被放大。因此，在接合的过程中，会导致基板接合后接触面出现孔洞(void)121，如图1B所示。从而，影响基板接合强度，降低了成品率和可靠性。基于此，本申请的专利技术人提出了在此公开的专利技术，提供了新颖的基板接合技术，以减轻或消除上述的一个或多个问题。图2是根据本公开一个实施例的基板的制造方法的流程图。图3A-3D分别是示出根据本公开该实施例的基板制造方法制造的基板在各处理步骤的示意截面图。下面结合图2和图3A-3G来进行说明。根据本公开的实施例，提供了一种基板的制造方法。如图2所示，所述基板制造方法可以包括以下步骤。在步骤S201，提供半导体基板。所述半导体基板可以是例如半导体晶片。如图3A所示，半导体基板300包括具有凹陷3011的第一介质层301和设置在所述凹陷中的第一金属层303。第一金属层303包括第一金属，例如但不限于铜(Cu)。基板200还可以具有衬底(图中未示出)。第一介质层301可以形成在衬底上。所述衬底可以包括(但不限于)下列中的一个或多个：半导体层、绝缘层、导体层等等。第一导电层可以301可以连接到设置在衬底中的其他部件，例如，布线，有源或无源元件等。在一些实施例中，提供半导体基板可以包括：提供初始半导体基板，其包括具有凹陷3011的第一绝缘层301；在所述初始半导体基板上形成第一金属材料层，所述第一金属材料层填充所述凹陷3011本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种基板的制造方法，其特征在于，包括：/n提供半导体基板，所述半导体基板包括具有凹陷的第一介质层和设置在所述凹陷中的第一金属层，所述第一金属层包括第一金属；/n在所述半导体基板上形成第二介质层，以覆盖所述第一介质层和所述第一金属层；/n在所述第二介质层中形成第一开口，所述第一开口使得所述第一金属层的至少部分上表面露出；/n对所述第一金属层进行化学处理，以形成所述第一金属的化合物；以及/n形成第二金属层，所述第二金属层至少覆盖所述第一金属的化合物。/n

【技术特征摘要】
1.一种基板的制造方法，其特征在于，包括：
提供半导体基板，所述半导体基板包括具有凹陷的第一介质层和设置在所述凹陷中的第一金属层，所述第一金属层包括第一金属；
在所述半导体基板上形成第二介质层，以覆盖所述第一介质层和所述第一金属层；
在所述第二介质层中形成第一开口，所述第一开口使得所述第一金属层的至少部分上表面露出；
对所述第一金属层进行化学处理，以形成所述第一金属的化合物；以及
形成第二金属层，所述第二金属层至少覆盖所述第一金属的化合物。


2.如权利要求1所述的方法，其特征在于，在形成所述第一开口之后且在所述化学处理之前，还包括：
在所述半导体基板上形成阻挡层，
其中，所述阻挡层覆盖所述第一开口的侧壁，并使得所述第一金属层的所述至少部分上表面的至少一部分露出。


3.如权利要求2所述的方法，其特征在于，在所述半导体基板上形成阻挡层包括：
在所述半导体基板上形成阻挡材料层，所述阻挡材料层覆盖所述第一开口的侧壁和所露出的所述第一金属层；以及
在所述阻挡材料层中形成第二开口，以使得所述第一金属层的所述至少部分上表面的至少一部分露出。


4.如权利要求1所述的方法，其特征在于，提供半导体基板包括：
提供初始半导体基板，其包括具有凹陷的第一绝缘层；
在所述初始半导体基板上形成第一金属材料层，所述第一金属材料层填充所述凹陷；
对所...

【专利技术属性】
技术研发人员：司阳，陈世杰，黄晓橹，
申请(专利权)人：德淮半导体有限公司，
类型：发明
国别省市：江苏;32