半导体器件及其制作方法、芯片技术

本发明专利技术提供一种半导体器件及其制作方法、芯片，包括：提供至少一调整晶圆，所述调整晶圆具有衬底以及自一贯穿开口延伸以贯穿所述衬底的硅通孔，所述硅通孔中填充有互连层，所述互连层具有拉伸应力；在所述调整晶圆的临近所述贯穿开口的一侧表面形成第一高压缩应力介质层，所述第一高压缩应力介质层的应力小于‑200MPa。第一高压缩应力介质层具有压缩应力，第一高压缩应力介质层的压缩应力使调整晶圆发生的形变与硅通孔中的互连层使调整晶圆发生的形变相反，以中和硅通孔中的互连层引起的调整晶圆形变，有效减小调整晶圆的翘曲程度，避免调整晶圆翘曲失控的问题，进而提高产品的稳定性良率。

【技术实现步骤摘要】
半导体器件及其制作方法、芯片
本专利技术属于集成电路制造
，具体涉及一种半导体器件及其制作方法、芯片。
技术介绍
TSV(ThroughSiliconVia，硅通孔)技术是通过在芯片与芯片之间，晶圆和晶圆之间制造垂直导通，由于TSV能够使芯片在三维方向堆叠的密度最大、芯片之间的互连线最短、外形尺寸最小，并且大大改善芯片速度和低功耗的性能，成为目前电子封装技术中最引人注目的一种技术。TSV技术将在垂直方向堆叠层数、晶圆厚度、硅通孔直径、引脚间距等方面继续向微细化方向发展。在垂直方向上随着堆叠层数不断增加，而为使堆叠多层芯片的封装仍能符合封装总厚度的要求，晶圆减薄的厚度、硅通孔的直径以及引脚间距都将减小。然而，硅通孔中填充互连层(例如铜)后会造成严重的晶圆形变，晶圆翘曲(也称弯曲)会急剧变化,翘曲度增加>100μm。翘曲过大会影响晶圆的品质及半导体制程工艺的进行，例如，在光刻蚀过程中，若晶圆发生形变，其光照表面不平整，会导致掩膜结构不能形成清晰的图像，从而影响刻蚀的精准性。键合过程中对准精度也变差。又如，在部分工艺制程中本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种半导体器件的制作方法，其特征在于，包括：/n提供至少一调整晶圆，所述调整晶圆具有衬底以及自一贯穿开口延伸以贯穿所述衬底的硅通孔，所述硅通孔中填充有互连层，所述互连层具有拉伸应力；/n在所述调整晶圆的临近所述贯穿开口的一侧表面形成第一高压缩应力介质层，所述第一高压缩应力介质层的应力小于-200MPa。/n

【技术特征摘要】
1.一种半导体器件的制作方法，其特征在于，包括：
提供至少一调整晶圆，所述调整晶圆具有衬底以及自一贯穿开口延伸以贯穿所述衬底的硅通孔，所述硅通孔中填充有互连层，所述互连层具有拉伸应力；
在所述调整晶圆的临近所述贯穿开口的一侧表面形成第一高压缩应力介质层，所述第一高压缩应力介质层的应力小于-200MPa。


2.如权利要求1所述的半导体器件的制作方法，其特征在于，还包括：
在所述调整晶圆的所述第一高压缩应力介质层中形成与所述互连层电连接的再分布金属层。


3.如权利要求2所述的半导体器件的制作方法，其特征在于，所述调整晶圆的远离所述硅通孔的贯穿开口的一侧表面形成有低应力介质层，所述低应力介质层的应力范围为：-100MPa～100MPa。


4.如权利要求3所述的半导体器件的制作方法，其特征在于，所述半导体器件包括2片所述调整晶圆的晶圆堆叠，所述方法还包括：
将第2片所述调整晶圆的再分布金属层和第一高压缩应力介质层面向第1片所述调整晶圆的再分布金属层和第一高压缩应力介质层键合。


5.如权利要求4所述的半导体器件的制作方法，其特征在于，所述半导体器件为包括N片所述调整晶圆的晶圆堆叠，所述方法还包括：
依次将N片所述调整晶圆进行键合形成所述晶圆堆叠，其中，第i片所述调整晶圆与第i-1片所述调整晶圆的键合步骤，包括：
将第i-1片所述调整晶圆中的部分厚度或全部厚度的所述低应力介质层替换为第二高压缩应力介质层，所述第二高压缩应力介质层的应力小于-200MPa；
在第i-1片所述调整晶圆的第二高压缩应力介质层中形成键合金属层，所述键合金属层与第i-1片所述调整晶圆的所述互连层电连接；
将第i片所述调整晶圆的再分布金属层和第一高压缩应力介质层面向第i-1片所述调整晶圆的所述键合金属层和所述第二高压缩应力介质层键合；
其中，N为大于等于3的自然数，3≤i≤N，且i为整数。


6.如权利要求5所述的半导体器件的制作方法，其特征在于，将第i-1片所述调整晶圆中的部分厚度或全部厚度的所述低应力介质层替换为第二高压缩应力介质层包括：
暴露出所述低应力介质层；
去除部分厚度或全部厚度的所述低应力介质层；
在第i-1片所述调整晶圆去除所述低应力介质层后的表面形成所述第二高压缩应力介质层。


7.如权利要求3至6任意一项所述的半导体器件的制作方法，其特征在于，所述调整晶圆还包括位于所述衬底上的层间介质层、嵌设于所述层间介质层中的金属层和引出金属层，所述引出金属层与所述金属层电连接，所述互连层与所述引出金属层电连接；所述层间介质层远离所述衬底的一侧形成有所述低应力介质层；所述硅通孔贯穿所述衬底和部分厚度的所述层间介质层且暴露出所述引出金属层。


8.如权利要求5所述的半导体器件的制作方法，其特征在于，所述第一高压缩应力介质层和所述第二高压缩应力介质层均包括：氮化硅层、氧化层、氧化硅层、氮化钽层、氟化硅酸盐玻璃或硼磷硅玻璃中的任意一种或两种以上的组合。


9.如权利要求8所述的半导体器件的制作方法，其特征在于，所述第一高压缩应力介质层和所述第二高压缩应力介质层均采用等离子体增强化学气相沉积法形成。


10.一种半导体器件，其特征在于，包括：
至少一调整晶圆，所述调整晶圆具有衬底以及自一贯穿开口延伸以贯穿所述衬底的硅通孔，所述硅通孔中填充有互连层，所述互连层具有拉伸应力；
在所述调整晶圆的临近所述贯穿开口的...

【专利技术属性】
技术研发人员：叶国梁，曾甜，
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