【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及三维芯片制造，尤其涉及一种基于不同尺寸的掩膜版的三维芯片及其制备方法。
技术介绍
1、在集成电路的制造过程中，需要先将版图上的图形以单个芯片为单位做成掩膜版，然后通过光刻机将掩膜版的图形投影到晶圆上，并通过移动将图形投满整个晶圆。其中，掩膜版的尺寸一般与芯片的版图尺寸有关系。例如，对于动态随机存储器(dynamicrandom access memory,dram)芯片而言，面积一般不会太大，在制造掩膜版时会考虑每张掩膜版上做上阵列形式的芯片，也就是每张掩膜版上会有好几个同样的芯片图形。而对于系统级芯片(system on chip,soc)而言，其面积一般会比较大，每张掩膜版上可能只会有一个芯片。
2、在三维集成电路制造中，通常将dram芯片作为底层芯片，soc芯片作为顶层芯片，在两种芯片的掩膜版中都会提前预置三维集成电路制造工艺所需要的对准标记(mark)，如果这两种芯片的掩膜版大小相同，对准标记的位置相对应，就可以将其对准进行键合形成三维芯片，其堆叠示意图如图1所示。但soc芯片为了与更大容量的dram芯片相匹配，经常会出现比dram芯片大的情况，这样一个soc芯片会覆盖到一个或更多的dram芯片，从而导致soc芯片上的对准标记无法与dram芯片的掩膜版上对准标记一一对应，从而难以实现三维键合。
3、例如，对于图1中预置有对准标记且布局为4×6的dram掩膜版，如果要将其与布局为6×8的soc掩膜版按照图2所示的方式进行对准，则需要设置六种具有不同对准标记的soc掩膜版才能使其与dra
4、有鉴于此，有必要设计一种改进的三维芯片的制备方法，以便对尺寸不同的掩膜版进行对准，以解决上述问题。
技术实现思路
1、针对上述现有技术的缺陷，本专利技术的目的在于提供一种三维芯片及其制备方法，在不影响布局布线的条件下以简单的对准标记实现对尺寸不同的掩膜版的对准，进而利用尺寸不同的掩膜版制备三维芯片。
2、为实现上述目的，本专利技术提供了一种三维芯片的制备方法，包括：
3、利用第一掩膜版在第一晶圆上形成第一图形；所述第一掩模版包括第一对准标记；
4、将第二掩模版上的第二对准标记与所述第一对准标记对准，并利用所述第二掩膜版在第二晶圆上形成第二图形；所述第二掩模版与所述第一掩模版尺寸不同；
5、将所述第二掩膜版沿预定方向移动预定距离，再次利用所述第二掩膜版在第二晶圆上形成第二图形；其中，所述预定距离的大小满足所述第二对准标记再次与所述第一对准标记对准。
6、作为本专利技术的进一步改进，将所述第二掩膜版沿预定方向移动预定距离包括：
7、将所述第二掩模版沿第一方向移动第一预定距离，以使得所述第二对准标记再次与所述第一对准标记对准，所述第一预定距离为n1(a+m)，n1为正整数，a为所述第二图形的宽度，m为纵向切割道的宽度；和/或
8、将所述第二掩模版沿第二方向移动第二预定距离，以使得所述第二对准标记再次与所述第一对准标记对准，所述第二预定距离为n2(b+l)，n2为正整数，b为所述第二图形的长度，l为横向切割道的宽度。
9、作为本专利技术的进一步改进，将所述第二掩膜版沿预定方向移动预定距离包括：
10、将所述第二掩模版沿预定方向移动第三预定距离，所述第三预定距离为第二图形的宽度与纵向切割道的宽度之和，或者所述第三预定距离为第二图形的长度与横向切割道的宽度之和。
11、作为本专利技术的进一步改进，所述制备方法还包括：
12、将所述第一晶圆和所述第二晶圆三维键合，并沿所述纵向切割道和所述横向切割道将所述第一晶圆和所述第二晶圆切割。
13、作为本专利技术的进一步改进，所述第一掩模版的尺寸小于所述第二掩模版的尺寸。
14、作为本专利技术的进一步改进，利用所述第一掩膜版在第一晶圆上形成第一图形的步骤，包括：
15、将所述第一掩模版沿所述第一方向移动第四距离；所述第四距离为所述第一图形的宽度与所述纵向切割道的宽度之和；和/或
16、将所述第一掩膜版沿所述第二方向移动第五距离；所述第五距离为所述第一图形的长度与所述横向切割道的宽度之和。
17、作为本专利技术的进一步改进，所述第一掩膜版中包含若干个沿所述第一方向和/或所述第二方向呈阵列式排布的第一芯片单元图形，沿所述第一方向排布的相邻的所述第一芯片单元图形之间形成所述纵向切割道，沿所述第二方向排布的相邻的所述第一芯片单元图形之间形成横向切割道；所述第一对准标记包括设置于所述横向切割道中的第一横向对准标记以及设置于所述纵向切割道中的第一纵向对准标记。
18、为实现上述目的，本专利技术还提供了一种三维芯片，包括层叠设置的第一晶圆和第二晶圆；
19、所述第一晶圆中包括第一图形；所述第一图形中包括第一对准标记；
20、所述第二晶圆中包括第二图形；所述第二图形中包括第二对准标记，所述第二图形与所述第一图形的尺寸不同；
21、所述第二图形由掩膜版在所述第二对准标记与所述第一对准标记对准的条件下形成，或者由所述掩膜版在所述第二对准标记与所述第一对准标记对准的条件下，再沿预定方向移动预定距离后形成。
22、作为本专利技术的进一步改进，所述第一图形中包括第一芯片单元，所述第二图形中包括第二芯片单元；所述第一芯片单元中的第一子图形与所述第二芯片单元中的第二子图形保持物理连接；所述第一子图形包括与所述第二子图形相匹配的初始图形以及由所述初始图形的外延向外扩展预定尺寸后形成的扩展图形。
23、作为本专利技术的进一步改进，所述预定尺寸为0.1～3μm。
24、本专利技术的有益效果是：
25、1、本专利技术提供的三维芯片的制备方法，通过将第一掩膜版中的第一图形先转移到第一晶圆上，然后仅在第二掩膜版上的第二对准标记与第一对准标记对准时进行对准，在其他位置状态下则省略对准工序，直接按照设定的距离在不对准的条件下进行盲移，待第二掩膜版上的第二对准标记再次与第一对准标记对准时再进行对准，以校正盲移产生的误差。基于本专利技术提供的方法，不需要对第二掩膜版的每一次移动进行对准，简化了对准工序；且第一对准标记和第二对准标记只需要在沿预定方向移动预定距离后能够对准即可，因而不需要制作多种具有不同对准标记的第一掩膜版，也不需要为了在每一次移动后均实现对准而设置大量的对准标记，有效降低了对准标记对布局布线的影响。
26、2、本专利技术提供的三维芯片，通过在版图设计阶段对版图结构进行改进，将第一图形中用于与第二图形进行物理连接的初始图形的外延向外扩展预定尺寸，形成扩展图形，以使盲移过程中因错位而未对准初始图形的部本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.一种三维芯片的制备方法，其特征在于，包括：
2.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，将所述第二掩膜版沿预定方向移动预定距离包括：
3.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，将所述第二掩膜版沿预定方向移动预定距离包括：
4.根据权利要求2或3所述的制备方法，其特征在于，所述制备方法还包括：
5.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述第一掩模版的尺寸小于所述第二掩模版的尺寸。
6.根据权利要求2所述的制备方法，其特征在于：
7.根据权利要求3所述的三维芯片制造中大小不一的掩膜版的对准方法，其特征在于：所述第一掩膜版中包含若干个沿所述第一方向和/或所述第二方向呈阵列式排布的第一芯片单元图形，沿所述第一方向排布的相邻的所述第一芯片单元图形之间形成所述纵向切割道，沿所述第二方向排布的相邻的所述第一芯片单元图形之间形成横向切割道；所述第一对准标记包括设置于所述横向切割道中的第一横向对准标记以及设置于所述纵向切割道中的第一纵向对准标记。
8.一种三维芯片，其特征在于：包括层叠设置的第一晶圆
9.根据权利要求8所述的三维芯片，其特征在于：所述第一图形中包括第一芯片单元，所述第二图形中包括第二芯片单元；所述第一芯片单元中的第一子图形与所述第二芯片单元中的第二子图形保持物理连接；所述第一子图形包括与所述第二子图形相匹配的初始图形以及由所述初始图形的外延向外扩展预定尺寸后形成的扩展图形。
10.根据权利要求9所述的三维芯片，其特征在于：所述预定尺寸为0.1～3μm。
...【技术特征摘要】
1.一种三维芯片的制备方法，其特征在于，包括：
2.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，将所述第二掩膜版沿预定方向移动预定距离包括：
3.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，将所述第二掩膜版沿预定方向移动预定距离包括：
4.根据权利要求2或3所述的制备方法，其特征在于，所述制备方法还包括：
5.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述第一掩模版的尺寸小于所述第二掩模版的尺寸。
6.根据权利要求2所述的制备方法，其特征在于：
7.根据权利要求3所述的三维芯片制造中大小不一的掩膜版的对准方法，其特征在于：所述第一掩膜版中包含若干个沿所述第一方向和/或所述第二方向呈阵列式排布的第一芯片单元图形，沿所述第一方向排布...
【专利技术属性】
技术研发人员：龙晓东，王嵩，李晓坤，
申请(专利权)人：西安紫光国芯半导体股份有限公司，
类型：发明
国别省市：
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