【技术实现步骤摘要】
本申请涉及半导体，尤其涉及一种晶圆键合结构及其形成方法。
技术介绍
1、随着后摩尔时代的到来，如果要继续提高芯片的单位体积功能密度，3d封装将是大势所趋。它可以通过垂直堆叠将不同技术和功能元件链接在一起，形成高集成度的系统。晶圆对准，晶圆键合，晶圆减薄，以及层间互连都是3d封装的基本技术单元。并且各技术单元之间具有较强联动性，彼此之间会相互影响。
2、3d封装中包含有晶圆对准和晶圆键合工艺。(1)晶圆对准：通过在晶圆上摆放对准标记，使得能够在两个或者多个晶圆上实现电路或器件的对准，同时也为晶圆键合提供条件。(2)晶圆键合：互相堆叠的晶圆经过处理之后，实现热机键合在一起。较强的键合力能够确保后续晶圆减薄过程不会出现破片(chipping)等问题。目前主流的键合技术主要有熔融键合(fusion bonding，fh)，混合键合(hybrid bonding，hb)以及临时键合(temporarybonding and de-bonding，tbdb)技术。在这几种键合技术中，混合键合目前应用是最为广泛的。(3)晶圆减薄技术：简称为背面减薄技术(bsi)，可以使两个或多个互相堆叠的晶圆通过较短的层间互连而紧紧连接起来。(4)层间互连技术：又称为tsv技术，能够实现堆叠晶圆上电路和器件间的电学，热学等互联互通。
3、然而目前的晶圆对准和混合键合技术形成的键合结构的键合界面边缘处存在缺口。目前只能引入第二次修边工艺来去除所述缺口。然而第二次修边工艺又会导致晶圆上完整可使用的芯片数量大大减少，从而影响产品利润率，并且
技术实现思路
1、本申请提供一种晶圆键合结构及其形成方法，不需要引入第二次修边工艺，可以提高晶圆上的完整芯片数量，提高产品利润率。
2、本申请的一个方面提供一种晶圆键合结构的形成方法，包括：提供第一晶圆，所述第一晶圆包括主体区、修边区和洗边区，所述第一晶圆表面形成有第一介质层，所述主体区的第一介质层中形成有第一金属连接结构，其中，所述修边区的部分第一介质层以及第一晶圆被去除，所述洗边区的部分第一介质层被去除形成第一缺口；在所述第一缺口中形成填满所述第一缺口且与所述第一介质层表面平齐的第一填充层；提供第二晶圆，所述第二晶圆表面形成有第二介质层，所述第二介质层中形成有第二金属连接结构，其中，所述第二介质层边缘处的一部分被去除形成第二缺口；在所述第二缺口中形成填满所述第二缺口且与所述第二介质层表面平齐的第二填充层；通过所述第一金属连接结构和第二金属连接结构对准并键合所述第一晶圆和第二晶圆，所述第一晶圆和第二晶圆的键合界面没有缺口。
3、在本申请的一些实施例中，形成所述第一金属连接结构和所述第一缺口的方法包括：在所述第一介质层表面形成第一光阻层；对所述第一光阻层进行洗边工艺去除所述洗边区的部分第一光阻层；对所述第一光阻层进行曝光工艺形成若干定义所述第一金属连接结构位置的第一开口；以所述曝光后的第一光阻层为掩膜刻蚀所述第一介质层形成若干第一沟槽以及所述第一缺口；去除所述第一光阻层；在所述第一沟槽中形成所述第一金属连接结构。
4、在本申请的一些实施例中，在所述第一沟槽中形成所述第一金属连接结构的方法包括：在所述第一沟槽中、所述第一缺口中以及所述第一介质层表面形成第一金属材料层；去除所述第一缺口中以及高于所述第一介质层表面的第一金属材料层形成所述第一金属连接结构。
5、在本申请的一些实施例中，形成所述第二金属连接结构以及所述第二缺口的方法包括：在所述第二介质层表面形成第二光阻层；对所述第二光阻层进行洗边工艺去除所述第二介质层边缘处的部分第二光阻层；对所述第二光阻层进行曝光工艺形成若干定义所述第二金属连接结构位置的第二开口；以所述曝光后的第二光阻层为掩膜刻蚀所述第二介质层形成若干第二沟槽以及所述第二缺口；去除所述第二光阻层；在所述第二沟槽中形成所述第二金属连接结构。
6、在本申请的一些实施例中，在所述第二沟槽中形成所述第二金属连接结构的方法包括：在所述第二沟槽中、所述第二缺口中以及所述第二介质层表面形成第二金属材料层；去除所述第二缺口中以及高于所述第二介质层表面的第二金属材料层形成所述第二金属连接结构。
7、在本申请的一些实施例中，在所述第一缺口中形成填满所述第一缺口且与所述第一介质层表面平齐的第一填充层的方法包括：在所述第一缺口中以及所述第一介质层表面形成第一填充材料层；使用化学机械研磨工艺去除高于所述第一介质层表面的第一填充材料层形成所述第一填充层。
8、在本申请的一些实施例中，在所述第二缺口中形成填满所述第二缺口且与所述第二介质层表面平齐的第二填充层的方法包括：在所述第二缺口中以及所述第二介质层表面形成第二填充材料层；使用化学机械研磨工艺去除高于所述第二介质层表面的第二填充材料层形成所述第二填充层。
9、在本申请的一些实施例中，所述第一介质层为多层介质层的复合结构，所述第一介质层中最顶层的介质层的材料与所述第一填充层的材料相同。
10、在本申请的一些实施例中，所述第二介质层为多层介质层的复合结构，所述第二介质层中最顶层的介质层的材料与所述第二填充层的材料相同。
11、本申请的另一个方面还提供一种晶圆键合结构，包括：第一晶圆，所述第一晶圆包括主体区、修边区和洗边区，所述第一晶圆表面形成有第一介质层，所述主体区的第一介质层中形成有第一金属连接结构，其中，所述修边区的部分第一介质层以及第一晶圆被去除，所述洗边区的部分第一介质层被去除形成第一缺口，所述第一缺口被与所述第一介质层表面平齐的第一填充层填满；第二晶圆，所述第二晶圆表面形成有第二介质层，所述第二介质层中形成有第二金属连接结构，其中，所述第二介质层边缘处的一部分被去除形成第二缺口，所述第二缺口被与所述第二介质层表面平齐的第二填充层填满；所述第一晶圆和第二晶圆通过所述第一金属连接结构和第二金属连接结构对准并键合，所述第一晶圆和第二晶圆的键合界面没有缺口。
12、在本申请的一些实施例中，所述第一介质层为多层介质层的复合结构，所述第一介质层中最顶层的介质层的材料与所述第一填充层的材料相同。
13、在本申请的一些实施例中，所述第二介质层为多层介质层的复合结构，所述第二介质层中最顶层的介质层的材料与所述第二填充层的材料相同。
14、本申请提供一种晶圆键合结构及其形成方法，将第一晶圆和第二晶圆键合界面边缘的第一缺口和第二缺口分别用第一填充层和第二填充层填充平整，不需要再引入第二次修边工艺来去除缺口，可以提高晶圆上的完整芯片数量，提高产品利润率。
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1.一种晶圆键合结构的形成方法，其特征在于，包括：
2.如权利要求1所述的晶圆键合结构的形成方法，其特征在于，形成所述第一金属连接结构和所述第一缺口的方法包括：
3.如权利要求2所述的晶圆键合结构的形成方法，其特征在于，在所述第一沟槽中形成所述第一金属连接结构的方法包括：
4.如权利要求1所述的晶圆键合结构的形成方法，其特征在于，形成所述第二金属连接结构以及所述第二缺口的方法包括：
5.如权利要求4所述的晶圆键合结构的形成方法，其特征在于，在所述第二沟槽中形成所述第二金属连接结构的方法包括：
6.如权利要求1所述的晶圆键合结构的形成方法，其特征在于，在所述第一缺口中形成填满所述第一缺口且与所述第一介质层表面平齐的第一填充层的方法包括：
7.如权利要求1所述的晶圆键合结构的形成方法，其特征在于，在所述第二缺口中形成填满所述第二缺口且与所述第二介质层表面平齐的第二填充层的方法包括：
8.如权利要求1所述的晶圆键合结构的形成方法，其特征在于，所述第一介质层为多层介质层的复合结构，所述第一介质层中最顶层的
9.如权利要求1所述的晶圆键合结构的形成方法，其特征在于，所述第二介质层为多层介质层的复合结构，所述第二介质层中最顶层的介质层的材料与所述第二填充层的材料相同。
10.一种晶圆键合结构，其特征在于，包括：
11.如权利要求10所述的晶圆键合结构，其特征在于，所述第一介质层为多层介质层的复合结构，所述第一介质层中最顶层的介质层的材料与所述第一填充层的材料相同。
12.如权利要求10所述的晶圆键合结构，其特征在于，所述第二介质层为多层介质层的复合结构，所述第二介质层中最顶层的介质层的材料与所述第二填充层的材料相同。
...【技术特征摘要】
1.一种晶圆键合结构的形成方法，其特征在于，包括：
2.如权利要求1所述的晶圆键合结构的形成方法，其特征在于，形成所述第一金属连接结构和所述第一缺口的方法包括：
3.如权利要求2所述的晶圆键合结构的形成方法，其特征在于，在所述第一沟槽中形成所述第一金属连接结构的方法包括：
4.如权利要求1所述的晶圆键合结构的形成方法，其特征在于，形成所述第二金属连接结构以及所述第二缺口的方法包括：
5.如权利要求4所述的晶圆键合结构的形成方法，其特征在于，在所述第二沟槽中形成所述第二金属连接结构的方法包括：
6.如权利要求1所述的晶圆键合结构的形成方法，其特征在于，在所述第一缺口中形成填满所述第一缺口且与所述第一介质层表面平齐的第一填充层的方法包括：
7.如权利要求1所述的晶圆键合结构的形成方法，其特征在于，在所述第二缺口中形成填满所...
【专利技术属性】
技术研发人员：何二威，
申请(专利权)人：中芯国际集成电路制造北京有限公司，
类型：发明
国别省市：
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