一种堆叠晶圆结构及切片方法技术

本申请提供一种堆叠晶圆结构及切片方法，所述结构包括：依次堆叠的第一晶圆至第N晶圆，其中，所述第一晶圆至第N晶圆中任意一个晶圆的第一表面都包括若干芯片以及分隔所述若干芯片的切割道，所述第一晶圆至第N晶圆中任意一个晶圆的第二表面都形成有切割槽，所述切割槽的位置与切割道的位置对应，所述切割槽中形成有填充材料。本申请提供一种堆叠晶圆结构及切片方法，在切割道对应的位置形成切割槽，并在切割槽中填充有机胶，由于有机胶比晶圆柔软很多，容易切割，可以缩小切割道的宽度，并且避免切片时发生破片，提高器件可靠性。提高器件可靠性。提高器件可靠性。

【技术实现步骤摘要】
一种堆叠晶圆结构及切片方法


[0001]本申请涉及半导体
，尤其涉及一种堆叠晶圆结构及切片方法。

技术介绍

[0002]随着半导体芯片需求的增加和芯片技术的发展，出现了芯片的多层堆叠技术，其将多层芯片垂直通过硅通孔及键合连接，实现多层芯片电性的连通及功能的整合。然而，多层堆叠芯片的切割将成为需要解决的问题。因多层堆叠，且每层均经过减薄工艺，导致整个多层堆叠芯片应力情况复杂，在切割时容易发生破片等问题。
[0003]因此，有必要提供更有效、更可靠的技术方案。

技术实现思路

[0004]本申请提供一种堆叠晶圆结构及切片方法，可以缩小切割道的宽度，并且避免切片时发生破片，提高器件可靠性。
[0005]本申请的一个方面提供一种堆叠晶圆切片方法，包括：提供第一晶圆，所述第一晶圆的第一表面包括若干芯片以及分隔所述若干芯片的切割道；将所述第一晶圆与载体晶圆键合，所述第一晶圆的第一表面为键合面；在所述第一晶圆的第二表面形成切割槽，所述切割槽的位置与所述切割道的位置对应；在所述切割槽中形成填充材料；将所述第一晶圆与第二晶圆键合，所述第一晶圆的第二表面以及所述第二晶圆的第一表面为键合面；去除所述载体晶圆，得到所述第一晶圆和第二晶圆的堆叠结构；以此类推，继续对所述第一晶圆和第二晶圆的堆叠结构进行键合直到形成第一晶圆至第N晶圆的堆叠结构；沿所述切割道对所述第一晶圆至第N晶圆的堆叠结构进行切片。
[0006]在本申请的一些实施例中，将所述第一晶圆与载体晶圆键合的方法为使用临时键合胶进行键合。/>[0007]在本申请的一些实施例中，所述切割槽的宽度与所述切割道的宽度相同。
[0008]在本申请的一些实施例中，所述方法还包括：对所述第一晶圆的第二表面进行减薄工艺。
[0009]在本申请的一些实施例中，所述切割槽的深度为减薄后的第一晶圆的厚度的50％至80％。
[0010]在本申请的一些实施例中，所述填充材料包括有机胶，所述有机胶为耐高温的柔性材料。
[0011]在本申请的一些实施例中，所述切割道的宽度为8微米至50微米。
[0012]在本申请的一些实施例中，去除所述载体晶圆的方法包括热分解、激光解离和机械解离。
[0013]本申请的另一个方面还提供一种堆叠晶圆结构，包括：依次堆叠的第一晶圆至第N晶圆，其中，所述第一晶圆至第N晶圆中任意一个晶圆的第一表面都包括若干芯片以及分隔所述若干芯片的切割道，所述第一晶圆至第N晶圆中任意一个晶圆的第二表面都形成有切
割槽，所述切割槽的位置与切割道的位置对应，所述切割槽中形成有填充材料。
[0014]在本申请的一些实施例中，所述切割槽的宽度与所述切割道的宽度相同。
[0015]在本申请的一些实施例中，所述切割槽的深度为第一晶圆的厚度的50％至80％。
[0016]在本申请的一些实施例中，所述填充材料包括有机胶，所述有机胶为耐高温的柔性材料。
[0017]在本申请的一些实施例中，所述切割道的宽度为8微米至50微米。
[0018]本申请提供一种堆叠晶圆结构及切片方法，在切割道对应的位置形成切割槽，并在切割槽中填充有机胶，由于有机胶比晶圆柔软很多，容易切割，可以缩小切割道的宽度，并且避免切片时发生破片，提高器件可靠性。
附图说明
[0019]以下附图详细描述了本申请中披露的示例性实施例。其中相同的附图标记在附图的若干视图中表示类似的结构。本领域的一般技术人员将理解这些实施例是非限制性的、示例性的实施例，附图仅用于说明和描述的目的，并不旨在限制本申请的范围，其他方式的实施例也可能同样的完成本申请中的专利技术意图。应当理解，附图未按比例绘制。
[0020]其中：
[0021]图1至图14为本申请实施例所述的堆叠晶圆切片方法中各步骤的结构示意图。
具体实施方式
[0022]以下描述提供了本申请的特定应用场景和要求，目的是使本领域技术人员能够制造和使用本申请中的内容。对于本领域技术人员来说，对所公开的实施例的各种局部修改是显而易见的，并且在不脱离本申请的精神和范围的情况下，可以将这里定义的一般原理应用于其他实施例和应用。因此，本申请不限于所示的实施例，而是与权利要求一致的最宽范围。
[0023]下面结合实施例和附图对本专利技术技术方案进行详细说明。
[0024]目前的晶圆切割技术主要分为物理切割和激光切割。晶圆上预留的切割道(Scribe line)仍然较宽，约为20
‑
60um。随着近年来提出的小芯片技术(Chiplet)，当芯片尺寸变得更小时，切割道在晶圆上的面积占比进一步增加，使得晶圆的整体利用率较低。然而为保障切割的成功率，切割道宽度难以进一步下降。
[0025]目前对于多层堆叠的晶圆，为减小切割时发生破片的可能性，往往增加了切割道的宽度，有时宽度增加至100um以上，这极大的限制了晶圆整体的利用率。
[0026]针对上述问题，本申请提供一种堆叠晶圆结构及切片方法，在切割道对应的位置形成切割槽，并在切割槽中填充有机胶，由于有机胶比晶圆柔软很多，容易切割，可以缩小切割道的宽度，并且避免切片时发生破片，提高器件可靠性。
[0027]图1至图14为本申请实施例所述的堆叠晶圆切片方法中各步骤的结构示意图。下面结合附图对本申请所述的堆叠晶圆切片方法进行详细说明。
[0028]参考图1和图2所示，图2为图1中第一表面110的俯视图。
[0029]参考图1所示，提供第一晶圆100，所述第一晶圆100包括第一表面110和第二表面120。参考图2所示，所述第一晶圆100的第一表面110包括若干芯片111以及分隔所述若干芯
片111的切割道112。需要说明的是，图2中仅示出了四个芯片111和两条切割道112。但应该理解，这仅是作为示范来简洁的说明第一晶圆100的第一表面110上若干芯片111和切割道112的相对位置关系。实际工艺中，所述若干芯片111的数量可以远大于四个，切割道112的数量也可以是远大于两条。
[0030]在本申请的一些实施例中，所述第一晶圆100可以是制作好的逻辑晶圆、存储晶圆等。所述第一晶圆100需要和其他晶圆进行键合。
[0031]在本申请的一些实施例中，所述切割道112的宽度为8微米至50微米，例如10微米、20微米、30微米或40微米等。在常规的晶圆结构中，受到切片工艺的限制，小尺寸芯片晶圆切片时容易发生破片。为了减少切片时破片的风险，切割道的宽度设计的较宽，一般大于100微米，这极大地降低了晶圆表面的面积利用率。而在本申请的技术方案中，降低了切片的难度，降低了切片时破片的风险，因此所述切割道112的宽度可以比常规结构中小。所述切割道112的宽度从常规的大于100微米减小到8
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50微米，大大提高了晶圆表面面积利用率，提高了芯片密度。
[0032]参考图3所示，将所述第一晶圆100与载体晶圆900键合，所述第一晶圆100的第一表面110为本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种堆叠晶圆切片方法，其特征在于，包括：提供第一晶圆，所述第一晶圆的第一表面包括若干芯片以及分隔所述若干芯片的切割道；将所述第一晶圆与载体晶圆键合，所述第一晶圆的第一表面为键合面；在所述第一晶圆的第二表面形成切割槽，所述切割槽的位置与所述切割道的位置对应；在所述切割槽中形成填充材料；将所述第一晶圆与第二晶圆键合，所述第一晶圆的第二表面以及所述第二晶圆的第一表面为键合面；去除所述载体晶圆，得到所述第一晶圆和第二晶圆的堆叠结构；以此类推，继续对所述第一晶圆和第二晶圆的堆叠结构进行键合直到形成第一晶圆至第N晶圆的堆叠结构；沿所述切割道对所述第一晶圆至第N晶圆的堆叠结构进行切片。2.如权利要求1所述的切片方法，其特征在于，将所述第一晶圆与载体晶圆键合的方法为使用临时临时键合胶进行键合。3.如权利要求1所述的切片方法，其特征在于，所述切割槽的宽度与所述切割道的宽度相同。4.如权利要求1所述的切片方法，其特征在于，还包括：对所述第一晶圆的第二表面进行减薄工艺。5.如权利要求4所述的切片方法，其特征在于，所述切割槽的深度为减薄后的第一晶圆的厚度的50％至80％...

【专利技术属性】
技术研发人员：强力，赵娅俊，张京晶，聂祥龙，魏佳奇，
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：