晶圆边缘处理方法技术

本发明专利技术提供了一种晶圆边缘处理方法，包括：对所述第一晶圆的边缘区域修边，修边后的所述第一晶圆呈凸台状，包括基底部和从所述基底部延伸出的凸起部。形成保护层，所述保护层至少覆盖所述凸起部的上表面边缘区域和所述凸起部的侧面。形成图形化的光阻层，所述图形化的光阻层与所述保护层接触共同覆盖所述凸起部的上表面。所述保护层保护所述凸起部的上表面边缘区域不受后续刻蚀开孔工艺的损伤。第一晶圆可与另一晶圆很好的键合，提高键合晶圆边缘的良率。

【技术实现步骤摘要】
晶圆边缘处理方法
本专利技术属于集成电路制造
，具体涉及一种晶圆边缘处理方法。
技术介绍
随着3D集成工艺技术的不断发展，现有的键合晶圆数量越来越多。如图1所示，在对相邻的两片晶圆(顶部晶圆和底部晶圆)进行键合之前，需要先对顶部晶圆进行修边处理，修边区域为T，顶部晶圆与底部晶圆相接触的边缘区域A(位于修边附近)存在不平整或者凹凸不平现象，顶部晶圆边缘的不平整或者凹凸不平的界面易导致晶圆键合过程中边缘键合不够紧密，从而在后续的对顶部晶圆研磨减薄工艺中易产生劈裂或碎片(例如从B处碎片)，导致键合晶圆边缘的低良率。
技术实现思路
本专利技术的目的在于提供一种晶圆边缘处理方法，提高晶圆键合面的平整度，提高键合晶圆边缘的良率。本专利技术提供一种晶圆边缘处理方法，包括：提供第一晶圆，所述第一晶圆包括介质层和嵌设于所述介质层中的金属层；对所述第一晶圆的边缘区域修边，修边后的所述第一晶圆呈凸台状，包括基底部和从所述基底部延伸出的凸起部；形成保护层，所述保护层至少覆盖所述凸起部的上表面边缘区域；形成图形化的光阻层，所述图形化的光阻层与所述保护层接触共同覆盖所述凸起部的上表面，所述图形化的光阻层具有位于所述金属层上方的窗口；以所述图形化的光阻层为掩膜，刻蚀所述介质层形成开孔。进一步的，所述保护层的材质包括：氮化硅或氮氧化硅。进一步的，形成所述保护层的工艺包括物理气相沉积、化学气相沉积或原子层沉积中任意一种或两种以上的组合。进一步的，采用化学气相沉积形成所述保护层时，反应气体包括含氮气体，所述含氮气体的流量约为50～1000sccm，反应腔室压强为0.1torr至3torr。进一步的，所述保护层还覆盖所述凸起部的侧面以及修边露出的所述基底部的上表面。进一步的，刻蚀所述介质层形成开孔采用各向异性等离子体刻蚀工艺，采用的刻蚀气体为CF4、C4F8、CH2F2、CHF3、H2和Ar，其中，CF4的流量为10sccm～200sccm，C4F8的流量为0sccm～100sccm，CH2F2的流量为0sccm～100sccm，CHF3的流量为0sccm～100sccm，H2的流量为0sccm～100sccm，Ar的流量为50sccm～500sccm，源射频功率为200瓦～2000瓦，偏置射频功率为50瓦～500瓦，腔室压强为5mtorr～200mtorr。进一步的，所述开孔暴露出所述金属层；所述晶圆边缘处理方法还包括：形成互连层，所述互连层填充所述开孔并覆盖所述凸起部的上表面，所述互连层与所述金属层电连接；去除位于所述凸起部的上表面的所述互连层和所述保护层。进一步的，所述互连层的材质包括铜、铜合金或者钨中的任意一种，所述互连层通过电镀形成。进一步的，形成图形化的光阻层包括：涂敷光阻层，所述光阻层覆盖所述凸起部的上表面和所述保护层；采用光刻显影的方法图形化所述光阻层，使所述光阻层具有位于所述金属层上方的窗口，并且去除所述保护层上方的所述光阻层。进一步的，所述第一晶圆具有相对的正面和背面，对所述第一晶圆的正面边缘区域修边，所述凸起部的上表面与所述第一晶圆的正面共面。与现有技术相比，本专利技术具有如下有益效果：本专利技术提供的晶圆边缘处理方法中，对所述第一晶圆的边缘区域修边，修边后的所述第一晶圆呈凸台状，包括基底部和从所述基底部延伸出的凸起部。形成保护层，所述保护层至少覆盖所述凸起部的上表面边缘区域和所述凸起部的侧面。形成图形化的光阻层，所述图形化的光阻层与所述保护层接触共同覆盖所述凸起部的上表面。所述保护层保护所述凸起部的上表面边缘区域不受后续刻蚀开孔工艺的损伤。第一晶圆可与另一晶圆很好的键合，提高键合晶圆边缘的良率。附图说明图1为一种晶圆键合边缘区域不平整的示意图。图2至图4为一种晶圆边缘处理方法各步骤示意图。图5至图8为另一种晶圆边缘处理方法各步骤示意图。图9为本专利技术实施例的晶圆边缘处理方法流程示意图。图10a至图18为本专利技术实施例的晶圆边缘处理方法各步骤示意图。其中，附图标记如下：10-顶部晶圆；11-金属层；12-光阻层；13-图形化的光阻层；14-图形化的光阻层；20-第一晶圆；20a-基底部；20b-凸起部；21-金属层；22-保护层；23-光阻层；24-互连层；30-第二晶圆。具体实施方式如
技术介绍
所述，顶部晶圆与底部晶圆相接触的边缘区域A(位于修边附近)存在不平整或者凹凸不平现象，易导致晶圆键合过程中边缘键和不够紧密及劈裂或碎片，导致键合晶圆边缘的低良率。具体分析如下：如图2所示，顶部晶圆10修边后形成台阶，接着形成覆盖顶部晶圆10的台阶的光阻层12。如图3所示，光刻光阻层12，形成图形化的光阻层13。所述光阻层12的边缘去除宽度W2大于晶圆的边缘修边宽度W1。如图4所示，在后续等离子体刻蚀暴露出金属层11的过程中，由于台阶的表面暴露,被等离子体损伤形成不平整区域(凹坑)A，在后续顶部晶圆10和底部晶圆键合的过程中，由于顶部晶圆10的不平整区域A(凹坑)存在，导致晶圆键合过程中边缘键和不够紧密，键和后对顶部晶圆研磨减薄工艺中易产生劈裂或碎片，导致劈裂缺陷，影响晶圆质量。如图5所示，光刻光阻层，形成图形化的光阻层14。专利技术人尝试所述光阻层的边缘去除宽度W3小于晶圆的边缘修边宽度W1，台阶的表面被图形化的光阻层14很好的保护，但又带来新的问题。台阶处积累很厚的光阻层，光阻层凸起(图中C位置)很难去除。为去除干净光阻，需采用两次刻蚀工艺。如图6所示，第一次刻蚀停留在金属层11上方的介质层(例如氮化硅层)中。如图7所示，通过灰化工艺去除图形化的光阻层14。接着，如图8所示，第二次刻蚀，打开介质层暴露出金属层11用于互连。这种晶圆边缘处理方法，一方面增加了工艺时间和成本；另一方面，由于第一次刻蚀的开孔侧壁暴露出晶圆介质层中掺杂碳(C)的氮化硅层，在后续灰化工艺去除光阻层的过程中，灰化工艺中大量的氧气(O2)会使掺杂碳(C)的氮化硅层氧化，影响晶圆性能。基于上述研究，本专利技术实施例提供了一种晶圆边缘处理方法。以下结合附图和具体实施例对本专利技术进一步详细说明。根据下面说明，本专利技术的优点和特征将更清楚。需要说明的是，附图均采用非常简化的形式且使用非精准的比例，仅用以方便、明晰地辅助说明本专利技术实施例的目的。本专利技术实施例提供了一种晶圆边缘处理方法，如图9所示，包括：提供第一晶圆，所述第一晶圆包括介质层和嵌设于所述介质层中的金属层；对所述第一晶圆的边缘区域修边，修边后的所述第一晶圆呈凸台状，包括基底部和从所述基底部延伸出的凸起部；形成保护层，所述保护层至少覆盖所述凸起部的上表面边缘区域；形成图形化的光阻层，所述图形化的光阻层与所述保护层接触共同覆盖所述凸起部的上表面，所述图形化的光阻层具有位于所述金属层上方的窗口；以所述图形化的光阻层为掩膜，刻蚀所述介质层形成本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种晶圆边缘处理方法，其特征在于，包括：/n提供第一晶圆，所述第一晶圆包括介质层和嵌设于所述介质层中的金属层；对所述第一晶圆的边缘区域修边，修边后的所述第一晶圆呈凸台状，包括基底部和从所述基底部延伸出的凸起部；/n形成保护层，所述保护层至少覆盖所述凸起部的上表面边缘区域；/n形成图形化的光阻层，所述图形化的光阻层与所述保护层接触共同覆盖所述凸起部的上表面，所述图形化的光阻层具有位于所述金属层上方的窗口；/n以所述图形化的光阻层为掩膜，刻蚀所述介质层形成开孔。/n

【技术特征摘要】
1.一种晶圆边缘处理方法，其特征在于，包括：
提供第一晶圆，所述第一晶圆包括介质层和嵌设于所述介质层中的金属层；对所述第一晶圆的边缘区域修边，修边后的所述第一晶圆呈凸台状，包括基底部和从所述基底部延伸出的凸起部；
形成保护层，所述保护层至少覆盖所述凸起部的上表面边缘区域；
形成图形化的光阻层，所述图形化的光阻层与所述保护层接触共同覆盖所述凸起部的上表面，所述图形化的光阻层具有位于所述金属层上方的窗口；
以所述图形化的光阻层为掩膜，刻蚀所述介质层形成开孔。


2.如权利要求1所述的晶圆边缘处理方法，其特征在于，所述保护层的材质包括：氮化硅或氮氧化硅。


3.如权利要求1所述的晶圆边缘处理方法，其特征在于，形成所述保护层的工艺包括物理气相沉积、化学气相沉积或原子层沉积中任意一种或两种以上的组合。


4.如权利要求3所述的晶圆边缘处理方法，其特征在于，采用化学气相沉积形成所述保护层时，反应气体包括含氮气体，所述含氮气体的流量约为50～1000sccm，反应腔室压强为0.1torr至3torr。


5.如权利要求1所述的晶圆边缘处理方法，其特征在于，所述保护层还覆盖所述凸起部的侧面以及修边露出的所述基底部的上表面。


6.如权利要求1至5任意一项所述的晶圆边缘处理方法，其特征在于，刻蚀所述介质层形成开孔采用各向异性等离子体刻蚀工艺，采用的刻蚀气体为CF4、C4F8、CH2F2、CHF3、...

【专利技术属性】
技术研发人员：宋保英，谢岩，
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