半導體器件和方法
【專利摘要】提供了半導體器件和制造方法。在實施例中，在半導體晶圓內(nèi)形成第一半導體器件和第二半導體器件，并且圖案化第一半導體器件和第二半導體器件之間的劃線區(qū)。然后，在劃線區(qū)內(nèi)利用分割工藝以將第一半導體器件與第二半導體器件分割開。然后將第一半導體器件和第二半導體器件接合至第二半導體襯底并且被減薄以從第一半導體器件和第二半導體器件去除延伸區(qū)。本發(fā)明涉及半導體器件和方法。
【專利說明】
半導體器件和方法
技術領域
[0001] 本發(fā)明涉及半導體器件和方法。
【背景技術】
[0002] 通常通過利用半導體襯底和在半導體襯底內(nèi)或在半導體襯底的頂部上制造器件 來制造半導體器件。一旦制造了這些器件，通過在單獨的器件上方和在半導體襯底上方制 造一個或多個金屬化層來電連接單獨的器件。這些一個或多個金屬化層可以包括通過介電 層分隔開的不但將單個器件彼此連接而且也連接至外部器件的導電層。
[0003] 然而，不單獨地制造單獨的半導體管芯。相反，在單個半導體晶圓上形成多個半導 體管芯。一旦已經(jīng)形成管芯，分割半導體晶圓，從而使得單獨的管芯彼此分離，并且可以被 單獨地利用。
[0004] 不幸的是，分割工藝充滿了可能導致災難性的后果的潛在的危害。當將管芯分隔 開時，在分離單獨的管芯中可能涉及的物理和熱應力可能損壞單獨的管芯，使它們具有缺 陷，在最壞的情況下，無法使用。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005] 為了解決現(xiàn)有技術中存在的問題，根據(jù)本發(fā)明的一個方面，提供了一種制造半導 體器件的方法，所述方法包括：在第一半導體管芯和第二半導體管芯之間的第一半導體晶 圓中形成第一開口，所述第一開口具有與所述第一半導體晶圓的主要表面平行的第一寬 度；分割所述第一半導體晶圓以形成第二開口，其中，所述第一開口和所述第二開口將所述 第一半導體管芯與所述第二半導體管芯分隔開，所述第二寬度具有與所述第一半導體晶圓 的主要表面平行的第二寬度，所述第二寬度小于所述第一寬度；以及減薄所述第一半導體 管芯，直到所述第一半導體管芯具有筆直側(cè)壁。
[0006] 在上述方法中，還包括：在減薄所述第一半導體管芯之前，將所述第一半導體管芯 接合至半導體襯底上。
[0007] 在上述方法中，還包括：在減薄所述第二半導體管芯之前，將所述第二半導體管芯 接合至所述半導體襯底上。
[0008] 在上述方法中，至少部分地使用化學機械拋光工藝實施減薄所述第一半導體管 芯。
[0009] 在上述方法中，減薄所述第一半導體管芯去除了位于所述第一半導體管芯上的延 伸區(qū)。
[0010] 在上述方法中，形成所述第一開口也使所述第一半導體管芯的拐角變圓。
[0011] 在上述方法中，至少部分地使用干蝕刻工藝實施形成所述第一開口。
[0012] 根據(jù)本發(fā)明的另一方面，還提供了一種制造半導體器件的方法，所述方法包括：在 半導體襯底內(nèi)至少部分地形成第一半導體管芯和第二半導體管芯；去除所述半導體襯底的 第一部分，其中，所述第一部分位于所述半導體襯底的劃線區(qū)內(nèi)；以及使用鋸片去除所述半 導體襯底的第二部分，其中，去除所述半導體襯底的第一部分和去除所述半導體襯底的第 二部分將所述第一半導體管芯與所述第二半導體管芯分隔開并且也在所述第一半導體管 芯上形成半導體材料延伸件。
[0013] 在上述方法中，還包括：從所述第一半導體管芯去除所述半導體材料延伸件。
[0014] 在上述方法中，去除所述半導體材料延伸件還包括對所述第一半導體管芯實施減 薄工藝。
[0015] 在上述方法中，至少部分通過化學機械拋光工藝實施所述減薄工藝。
[0016] 在上述方法中，還包括：在所述減薄工藝之前，將所述第一半導體管芯接合至半導 體晶圓。
[0017] 在上述方法中，去除所述半導體襯底的第一部分還包括：在所述第一半導體管芯 上方形成掩模；以及通過所述掩模實施干蝕刻以去除所述半導體襯底的第一部分。
[0018] 在上述方法中，去除所述第一部分在所述半導體襯底上形成至少部分地彎曲的側(cè) 壁。
[0019] 根據(jù)本發(fā)明的又一方面，還提供了一種制造半導體器件的方法，所述方法包括：在 第一半導體管芯和第二半導體管芯之間的第一半導體晶圓內(nèi)形成第一開口，其中，至少部 分利用蝕刻工藝實施形成所述第一開口；在所述第一半導體管芯和所述第二半導體管芯之 間的所述第一半導體晶圓內(nèi)形成第二開口，其中，至少部分利用鋸切工藝實施形成所述第 二開口，并且其中，所述第二開口比所述第一開口具有更小的寬度，并且所述第一開口和所 述第二開口將所述第一半導體管芯與所述第二半導體管芯分割開；將所述第一半導體管芯 和所述第二半導體管芯接合至第二半導體晶圓；以及在接合所述第一半導體管芯和所述第 二半導體管芯之后，減薄所述第一半導體管芯和所述第二半導體管芯，其中，減薄所述第一 半導體管芯和所述第二半導體管芯從所述第一半導體管芯和所述第二半導體管芯去除延 伸區(qū)。
[0020] 在上述方法中，至少部分通過化學機械拋光工藝實施所述減薄工藝。
[0021] 在上述方法中，形成所述第一開口將所述第一半導體管芯的拐角圖案化成圓形形 狀。
[0022] 在上述方法中，至少部分通過濕蝕刻工藝實施形成所述第一開口。
[0023] 在上述方法中，還包括：在形成所述第一開口之后并且在形成所述第二開口之前， 減薄所述第一半導體管芯和所述第二半導體管芯。
[0024] 在上述方法中，在形成所述第一開口之后并且在形成所述第二開口之前，至少部 分利用化學機械拋光工藝實施減薄所述第一半導體管芯和所述第二半導體管芯。
【附圖說明】
[0025] 當結合附圖進行閱讀時，從以下詳細描述可最佳理解本發(fā)明的各方面。應該注意， 根據(jù)工業(yè)中的標準實踐，各個部件未按比例繪制。實際上，為了清楚的討論，各個部件的尺 寸可以任意地增大或減小。
[0026] 圖1示出了根據(jù)一些實施例的位于半導體襯底內(nèi)和半導體襯底上的第一半導體 器件、第二半導體器件和第三半導體器件。
[0027] 圖2示出了根據(jù)一些實施例的光刻膠在半導體襯底上方的放置。
[0028] 圖3示出了根據(jù)一些實施例的通過光刻膠的半導體襯底的圖案化。
[0029] 圖4A至圖4B示出了根據(jù)一些實施例的光刻膠的去除。
[0030] 圖5示出了根據(jù)一些實施例的保護層的放置。
[0031] 圖6示出了根據(jù)一些實施例的半導體襯底的分割。
[0032] 圖7示出了根據(jù)一些實施例的將第一半導體器件、第二半導體器件和第三半導體 器件接合至半導體晶圓。
[0033] 圖8示出了根據(jù)一些實施例的第一半導體器件、第二半導體器件和第三半導體器 件的減薄。
【具體實施方式】
[0034] 應當理解，以下公開內(nèi)容提供了許多用于實現(xiàn)本發(fā)明的不同特征的許多不同實施 例或?qū)嵗?。下面描述了部件和布置的具體實例以簡化本發(fā)明。當然，這些僅僅是實例，而不 旨在限制本發(fā)明。例如，在第二部件上方或者之上形成第一部件可以包括第一部件和第二 部件以直接接觸的方式形成的實施例，且也可以包括在第一部件和第二部件之間可以形成 額外的部件，從而使得第一部件和第二部件可以不直接接觸的實施例。此外，本發(fā)明可以在 各個實例中重復參考標號和字符。這種重復是為了簡化和清楚的目的，并且其本身并不表 示所論述的實施例和/或結構之間的關系。
[0035] 另外，為便于描述，本文中可以使用諸如"在…之下"、"在…下方"、"下"、"在…之 上"、"上"等的空間相對位置術語，以描述如圖中所示的一個元件或部件與另一個（另一些） 元件或部件的關系。除了圖中所示的方位外，空間相對位置術語旨在包括器件在使用或操 作中的不同方位。裝置可以以其他方式定向（旋轉(zhuǎn)90度或在其他方位上），并且因此可以 對本文中使用的空間相對位置描述符同樣作相應的解釋。
[0036] 現(xiàn)在參考圖1，示出了第一晶圓101，第一晶圓101具有在第一晶圓101內(nèi)形成的 第一半導體器件芯片103、第二半導體器件芯片105和第三半導體器件芯片107。在實施例 中，第一晶圓101包括第一襯底109、第一有源器件層111、第一金屬化層113、第一鈍化層 114、和第一接觸焊盤115。第一襯底109可以包括摻雜或未摻雜的塊狀硅、或絕緣體上硅 (SOI)襯底的有源層。通常，SOI襯底包括諸如硅、鍺、鍺硅、S0I、絕緣體上鍺硅（SG0I)或它 們的組合的半導體材料的層。可以使用的其他襯底包括多層襯底、梯度襯底、玻璃襯底、陶 瓷襯底、或混合取向襯底。
[0037] 第一有源器件層111可以包括諸如晶體管、電容器、電阻器、電感器等的各種各樣 的有源器件和無源器件，其可以用于生成期望用于第一晶圓101的設計的期望的結構和功 能?？梢栽诘谝灰r底109內(nèi)或在第一襯底109上使用任何合適的方法形成第一晶圓101內(nèi) 的有源器件。
[0038] 第一金屬化層113形成在第一襯底109以及第一有源器件層111內(nèi)的有源器件上 方并且可以用于使例如第一有源器件層111內(nèi)的有源器件互連。在實施例中，第一金屬化 層113由介電材料和導電材料的交替層形成并且可以通過諸如沉積、鑲嵌、雙鑲嵌等的任 何適合的工藝形成。在實施例中，可能有四個金屬化層，但是介電材料和導電材料的層的確 切數(shù)量取決于第一半導體器件芯片103、第二半導體器件芯片105和第三半導體器件芯片 107的設計。
[0039] 第一鈍化層114可以由諸如氧化硅、氮化硅、諸如碳摻雜的氧化物的低k電介質(zhì)、 諸如多孔碳摻雜的二氧化硅的極低k電介質(zhì)、諸如聚酰亞胺的聚合物、它們的組合等的一 種或多種合適的介電材料制成。可以通過諸如化學汽相沉積（CVD)的工藝形成第一鈍化層 114,但是可以利用任何合適的工藝，并且第一鈍化層114可以具有在約0. 5 μπι和約5 μπι 之間的厚度，諸如約9.25 ΚΑ。
[0040] 第一接觸焊盤115可以形成在第一金屬化層113上方并且與第一金屬化層113電 接觸以為第一半導體器件芯片103、第二半導體器件芯片105和第三半導體器件芯片107提 供外部連接。第一接觸焊盤115由諸如鋁的導電材料形成，但是可以可選地利用諸如銅、鎢 等的其他合適的材料?？梢允褂弥T如CVD的工藝形成第一接觸焊盤115,但是可以可選地利 用其他合適的材料和方法。一旦已經(jīng)沉積用于第一接觸焊盤115的材料，可以使用例如光 刻掩蔽和蝕刻工藝將材料成形為第一接觸焊盤115。
[0041] 在實施例中，第一半導體器件芯片103、第二半導體器件芯片105、和第三半導體 器件芯片107形成在第一晶圓101內(nèi)并且通過劃線區(qū)（在圖1中由標記為117的虛線表示） 分隔開，第一晶圓101沿著劃線區(qū)將被分隔開以形成單獨的第一半導體器件芯片103、第二 半導體器件芯片105和第三半導體器件芯片107。劃線區(qū)117并不是通過將功能結構（諸 如有源器件）放置在旨在用于劃線區(qū)117的區(qū)域內(nèi)形成的。可以將諸如用于平坦化的測試 焊盤或偽金屬的其他結構放置在劃線區(qū)117內(nèi)，但是一旦第一半導體器件芯片103、第二半 導體器件芯片105和第三半導體器件芯片107已經(jīng)彼此分離，諸如用于平坦化的測試焊盤 或偽金屬的其他結構對于第一半導體器件芯片103、第二半導體器件芯片105和第三半導 體器件芯片107的功能將不是必須的。劃線區(qū)117可以形成為具有在約10 μπι和約200 μπι 之間的第一寬度I，諸如約80 μ m。
[0042] 圖2示出了光刻膠201在第一半導體器件芯片103、第二半導體器件芯片105和第 三半導體器件芯片107上方的放置。在實施例中，光刻膠201是光敏材料并且可以使用例 如旋涂技術放置在第一半導體器件芯片103、第二半導體器件芯片105和第三半導體器件 芯片107上以具有在約0. 5 μ m和約15 μ m之間的高度，諸如約5 μ m。一旦放置在合適的位 置，然后可以通過將光刻膠201暴露于圖案化的能量源（例如，圖案化的光源）以引發(fā)化學 反應，從而誘導在暴露于圖案化的光源的光刻膠201的那些部分中的物理變化來圖案化光 刻膠201。然后將顯影劑應用于曝光的光刻膠201以利用物理變化和取決于所期望的圖案 而選擇性地去除光刻膠201的曝光部分或光刻膠201的未曝光部分。
[0043] 在實施例中，圖案化光刻膠201以形成暴露出劃線區(qū)117的第一開口 203。因此， 第一開口 203可以形成為具有劃線區(qū)117的第一寬度％，諸如介于約10 μπι和約150 μπι之 間，諸如約80 μπι。然而，可以可選地利用任何其他合適的寬度。
[0044] 圖3示出了一旦已經(jīng)在第一半導體器件芯片103、第二半導體器件芯片105和第三 半導體器件芯片107上方放置并且圖案化光刻膠201，可以實施第一蝕刻工藝（在圖3中 通過標記為301的箭頭表示）以使第一開口 203延伸穿過第一鈍化層114、第一金屬化層 113、第一有源器件層111并且進入第一襯底109內(nèi)。在實施例中，例如，第一蝕刻工藝可以 是一個或多個反應離子蝕刻工藝，其利用一種或多種蝕刻劑以定向地蝕刻穿過第一金屬化 層113、第一有源器件層111并且進入第一襯底109內(nèi)。
[0045] 從而，雖然利用的精確的蝕刻劑和工藝條件將至少部分取決于選擇用于每一層的 材料，在第一襯底109是硅的實施例中，當蝕刻第一襯底109時，第一蝕刻工藝301可以利 用諸如F-化學物質(zhì)或0 2的蝕刻劑，以及任選地，諸如氬氣的載氣，但是可以可選地利用任 何合適的蝕刻劑。
[0046] 此外，用于反應離子蝕刻的RF功率可以設置為介于約100W和約4000W之間，諸如 約2500W，并且偏置電壓可以設置為介于約10V和約500V之間，諸如約200V。最后，蝕刻腔 室的壓力可以設置為在約10毫托和約200毫托之間，諸如約90毫托，并且工藝的溫度可以 控制為在約-20°C和約50°C之間，諸如約0°C。然而，這些條件旨在用于說明，可以可選地利 用任何合適的蝕刻條件，并且所有這些工藝條件預期完全包括在該實施例的范圍內(nèi)。
[0047] 在實施例中，可以利用第一蝕刻工藝301以使第一開口 203至少部分地延伸至第 一襯底109內(nèi)。例如，可以利用第一蝕刻工藝301以使第一開口 203延伸至第一襯底109 內(nèi)的第一深度Di#，第一深度Di在約5μπι和約100μπι之間，諸如約30μπι?？梢钥蛇x地 利用任何其他合適的深度。
[0048] 然而，雖然可以利用以上描述的干蝕刻工藝以圖案化第一襯底109,但是該描述旨 在僅為說明性的并且不旨在限制該實施例。例如，可以可選地使用可形成彎曲側(cè)壁的濕蝕 刻工藝，在濕蝕刻工藝中，第一晶圓101浸沒在諸如處于約室溫和約80°C之間的溫度下的 HF基溶液或TMAH的液體蝕刻劑中并且持續(xù)約1分鐘和約30分鐘之間的時間段?？梢允褂?圖案化第一襯底109的任何合適的方法，并且所有這些方法預期完全包括在該實施例的范 圍內(nèi)。
[0049] 圖4A示出了去除光刻膠201和去除后清洗工藝。在實施例中，例如，可以利用灰 化工藝去除光刻膠201，由此光刻膠201的溫度升高直到光刻膠201經(jīng)歷熱分解并且可以被 很容易地去除。然而，可以可選地利用任何其他適合的去除工藝。
[0050] -旦已經(jīng)實施灰化，可以使用第一清洗工藝清洗該結構以協(xié)助去除光刻膠201。在 實施例中，第一清潔工藝可以包括將第一半導體器件芯片103、第二半導體器件芯片105和 第三半導體器件芯片107浸漬在蝕刻劑內(nèi)以確保在隨后處理之前，光刻膠201的任何剩余 部分均從第一半導體器件芯片103、第二半導體器件芯片105和第三半導體器件芯片107去 除。例如，第一半導體器件芯片103、第二半導體器件芯片105和第三半導體器件芯片107 可以浸漬在諸如HF的蝕刻劑內(nèi)并且持續(xù)約1秒和約100秒的時間，諸如約60秒。
[0051] 圖4B示出了在圖4A中示出的實施例的自頂向下的視圖。在該實施例中，劃線區(qū) 117被示出為在第一半導體器件芯片103、第二半導體器件芯片105和第三半導體器件芯片 107之間。然而，在該自頂向下視圖中可以看出，可以利用第一蝕刻工藝301 (上文結合圖3 描述）以形成用于每個第一半導體器件芯片103、第二半導體器件芯片105和第三半導體 器件芯片107的圓形拐角（在圖4B中通過標記401的圓形虛線表示）。具體地，在實施例 中，第一半導體器件芯片103可以具有在約1mm和約30mm之間的第二寬度^，諸如約4mm， 和在約1mm和約30mm之間的第一長度Q，諸如約4mm，彎曲的拐角可以具有在約50 μ m和約 500 μ m之間的圓弧半徑&，諸如約250 μ m。然而，可以可選地利用任何合適的圓弧半徑。
[0052] 通過使用第一蝕刻工藝301以在第一半導體器件芯片103、第二半導體器件芯片 105和第三半導體器件芯片107的拐角處形成圓形拐角401，第一半導體器件芯片103、第二 半導體器件芯片105和第三半導體器件芯片107能夠更好地承受在分割工藝期間（下文結 合圖6進一步描述）所涉及的應力。具體地，圓形拐角401可以分布和承受鋸片物理切割 和分離第一半導體器件芯片103、第二半導體器件芯片105和第三半導體器件芯片107的應 力。因此，在分割工藝期間將發(fā)生更少的缺陷。
[0053] 圖5示出了保護膜501在第一半導體器件芯片103、第二半導體器件芯片105和 第三半導體器件芯片107上方的放置和第一襯底109的背側(cè)的減薄。在實施例中，保護膜 501可以是背側(cè)研磨帶（BG帶），它可以用來保護第一襯底109的圖案化的一側(cè)以免在第一 襯底109的減薄期間被研磨成碎片?？梢允褂美鐫L筒（未在圖5中單獨示出）在第一開 口 203上方應用保護膜501。
[0054] 然而，雖然保護膜501被描述為BG帶，這旨在為說明性的并且不旨在限制本實施 例。相反，可以可選地利用保護第一半導體器件芯片103、第二半導體器件芯片105和第三 半導體器件芯片1〇7(包括第一開口 203)的圖案化的表面的任何合適的方法。所有這些保 護層預期完全包括在本實施例的范圍內(nèi)。
[0055] -旦第一開口 203已經(jīng)得到保護，例如利用第一減薄工藝（在圖5中通過標記為 501的旋轉(zhuǎn)滾筒表示）來減薄第一襯底109。在實施例中，例如，可以使用化學機械拋光來 減薄第一晶圓101，由此，利用化學反應物和研磨料的組合以及一個或多個研磨墊以去除與 第一接觸焊盤115相對的第一襯底109的部分。然而，可以可選地利用諸如物理研磨工藝、 一個或多個蝕刻工藝、這些的組合等的任何其他合適的工藝。在實施例中，將第一晶圓101 減薄至在減薄后具有在約100 μ m和約500 μ m之間的第一厚度1\，諸如約200 μ m。
[0056] 圖6示出了將第一晶圓101分割成第一半導體器件芯片103、第二半導體器件芯 片105和第三半導體器件芯片107。在實施例中，在分割之前，首先去除保護膜501并且將 第一晶圓101附接至支撐襯底601。例如，支撐襯底601可以是諸如通常已知的藍膠帶的膠 帶，并且用作控制第一晶圓101的放置的工具。因此，雖然在本文中將支撐襯底601稱為膠 帶，支撐襯底601不限制于膠帶，并且可以是根據(jù)期望提供第一晶圓101的放置的任何其他 介質(zhì)，諸如載體晶圓、載體玻璃、金屬板或陶瓷板。
[0057] -旦附接至支撐襯底601，可以通過以下步驟來實施分割：通過使用鋸片（在圖6 中通過標記為603的虛線框表示）來切割穿劃線區(qū)117以穿過第一半導體器件芯片103和 第二半導體器件芯片105之間以及第二半導體器件芯片105和第三半導體器件芯片107之 間的第一襯底109而形成第二開口 605。
[0058] 在實施例中，利用鋸片603以在第一半導體器件芯片103和第二半導體器件芯片 105之間以及第二半導體器件芯片105和第三半導體器件芯片107之間切割第一襯底109 而不需要從第一開口 203的側(cè)壁去除額外的材料。因此，第二開口 605可以形成為具有第 三寬度W3，第三寬度W3小于第一寬度^，諸如在約10 μ m和約300 μ m之間，諸如約50 μ m。 然而，任何合適的尺寸可用于第三寬度W3。因此，第一襯底延伸件607留在第一半導體器件 芯片103、第二半導體器件芯片105和第三半導體器件芯片107上。
[0059] 此外，本領域普通技術人員會認識到，利用鋸片分割第一晶圓101僅僅是一個說 明性實施例，并且不旨在用于限制?？梢钥蛇x地利用用于分割第一晶圓101的可選方法，諸 如利用一次或多次蝕刻以將第一半導體器件芯片103、第二半導體器件芯片105和第三半 導體器件芯片107分隔開。可以可選地利用這些方法和任何其他合適的方法以分割第一晶 圓 101〇
[0060] 圖7示出了以晶圓上芯片（CoW)接合配置將第一半導體器件芯片103、第二半導體 器件芯片105和第三半導體器件芯片107接合至第二晶圓701。第二晶圓701可以包括第 二襯底703、第二有源器件層705、第二金屬化層707、第二鈍化層708和第二接觸焊盤709， 其可以分別類似于第一襯底109、第一有源器件層111、第一金屬化層113、第一鈍化層114 和第一接觸焊盤115。第二襯底703、第二有源器件層705、第二金屬化層707、第二鈍化層 708和第二接觸焊盤709可以形成第四半導體器件芯片711、第五半導體器件芯片713和第 六半導體器件芯片715 (通過第二劃線區(qū)717分隔開），將利用第四半導體器件芯片711、第 五半導體器件芯片713和第六半導體器件芯片715以分別與第一半導體器件芯片103、第二 半導體器件芯片105和第三半導體器件芯片107結合操作。
[0061] 例如，可以利用熔融接合工藝將第一半導體器件芯片103接合到第二晶圓701。在 實施例中，可以通過對第二晶圓701的期望接合的位置首先實施清洗工藝來引發(fā)熔融接合 工藝。在特定的實施例中，可以使用例如諸如SC-1或SC-2清洗工序的濕清洗工序來清洗 第二晶圓701以形成親水性表面。一旦被清洗，將第一半導體器件芯片103、第二半導體器 件芯片105和第三半導體器件芯片107對準在第二晶圓701上的它們的相應的期望位置內(nèi) 并且親水性表面放置成與第一半導體器件芯片103、第二半導體器件芯片105和第三半導 體器件芯片107物理接觸以開始接合工序。一旦已經(jīng)將第一半導體器件芯片103、第二半導 體器件芯片105和第三半導體器件芯片107與第二晶圓701接觸，可以利用熱退火以增強 接合。
[0062] 然而，上文描述的熔融接合的說明僅僅是可以利用以將第一半導體器件芯片103、 第二半導體器件芯片105和第三半導體器件芯片107接合至第二晶圓701的一種類型的工 藝的實例，并且不旨在限制該實施例。相反，可以可選地利用任何合適的接合工藝以將第一 半導體器件芯片103、第二半導體器件芯片105和第三半導體器件芯片107接合至第二晶圓 701，并且所有這些工藝預期完全包括在本實施例的范圍內(nèi)。
[0063] 圖8示出了在已將第一半導體器件芯片103、第二半導體器件芯片105和第三半導 體器件芯片107接合至第二晶圓701之后，用于將第一襯底延伸件607從第一半導體器件 芯片103、第二半導體器件芯片105和第三半導體器件芯片107去除的第二減薄工藝（在圖 8中通過標記為801的旋轉(zhuǎn)滾筒表示）。在實施例中，例如，可以使用化學機械拋光減薄第 一半導體器件芯片103、第二半導體器件芯片105和第三半導體器件芯片107,從而利用化 學反應物和研磨料的組合以及一個或多個研磨墊以去除與第一接觸焊盤115相對的第一 半導體器件芯片103、第二半導體器件芯片105和第三半導體器件芯片107的部分。然而， 可以可選地利用任何其他合適的工藝，諸如物理研磨工藝、一個或多個蝕刻工藝、這些的組 合等。在實施例中，將第一半導體器件芯片103、第二半導體器件芯片105和第三半導體器 件芯片107減薄至足以去除第一襯底延伸件607的厚度，諸如減薄至諸如在約10 μ m和約 250 μπι之間的第二厚度T2，諸如約25 μπι。然而，可以可選地使用任何合適的厚度。
[0064] 通過在分割第一半導體器件芯片103、第二半導體器件芯片105和第三半導體器 件芯片107之前，利用第一蝕刻工藝301以圖案化劃線區(qū)117,可以更好地松弛來自分割工 藝的應力，并且可以最小化任何切割引起的碎片。因此，在第一半導體器件芯片103、第二 半導體器件芯片105和第三半導體器件芯片107以及第二晶圓701之間可以獲得更好的界 面。因此，可以實現(xiàn)更好的管芯-晶圓熔融接合，從而導致更強的接合和較少的缺陷。
[0065] -旦第一半導體器件芯片103、第二半導體器件芯片105和第三半導體器件芯片 107已經(jīng)接合至第二晶圓701并且被減薄，可以對第二晶圓701實施額外的處理。例如，可 以分割第二晶圓701自身以形成準備使用的半導體器件。
[0066] 根據(jù)一個實施例中，提供了一種制造半導體器件的方法，該方法包括在第一半導 體管芯和第二半導體管芯之間的第一半導體晶圓中形成第一開口，第一開口具有與第一半 導體晶圓的主要表面平行的第一寬度。分割第一半導體晶圓以形成第二開口，其中，第一開 口和第二開口將第一半導體管芯與第二半導體管芯分隔開，第二寬度具有與第一半導體晶 圓的主要表面平行的第二寬度，第二寬度小于第一寬度。減薄第一半導體管芯直到第一半 導體管芯具有筆直側(cè)壁。
[0067] 根據(jù)另一個實施例中，提供了一種制造半導體器件的方法，該方法包括：在半導體 襯底內(nèi)至少部分地形成第一半導體管芯和第二半導體管芯。去除半導體襯底的第一部分， 其中，第一部分位于半導體襯底的劃線區(qū)內(nèi)。使用鋸片去除半導體襯底的第二部分，其中， 去除半導體襯底的第一部分和去除半導體襯底的第二部分將第一半導體管芯與第二半導 體管芯分隔開并且也形成位于第一半導體管芯上的半導體材料延伸件。
[0068] 根據(jù)又一個實施例中，提供了一種制造半導體器件的方法，該方法包括：在第一半 導體管芯和第二半導體管芯之間的第一半導體晶圓內(nèi)形成第一開口，其中，至少部分利用 蝕刻工藝實施形成第一開口。在第一半導體管芯和第二半導體管芯之間的第一半導體晶圓 內(nèi)形成第二開口，其中，至少部分利用鋸切工藝實施形成第二開口，并且其中，第二開口比 第一開口具有更小的寬度，并且第一開口和第二開口延伸為將第一半導體管芯與第二半導 體管芯分割開。將第一半導體管芯和第二半導體管芯接合至第二半導體晶圓。在接合第一 半導體管芯和第二半導體管芯之后，減薄第一半導體管芯和第二半導體管芯，其中，減薄第 一半導體管芯和第二半導體管芯從第一半導體管芯和第二半導體管芯去除延伸區(qū)。
[0069] 上面概述了若干實施例的特征，使得本領域技術人員可以更好地理解本發(fā)明的方 面。本領域技術人員應該理解，他們可以容易地使用本發(fā)明作為基礎來設計或修改用于實 現(xiàn)與在此所介紹實施例相同的目的和/或?qū)崿F(xiàn)相同優(yōu)勢的其他工藝和結構。本領域技術人 員也應該意識到，這種等同構造并不背離本發(fā)明的精神和范圍，并且在不背離本發(fā)明的精 神和范圍的情況下，在此他們可以做出多種變化、替換以及改變。
【主權項】
1. 一種制造半導體器件的方法，所述方法包括： 在第一半導體管芯和第二半導體管芯之間的第一半導體晶圓中形成第一開口，所述第 一開口具有與所述第一半導體晶圓的主要表面平行的第一寬度； 分割所述第一半導體晶圓以形成第二開口，其中，所述第一開口和所述第二開口將所 述第一半導體管芯與所述第二半導體管芯分隔開，所述第二寬度具有與所述第一半導體晶 圓的主要表面平行的第二寬度，所述第二寬度小于所述第一寬度；以及 減薄所述第一半導體管芯，直到所述第一半導體管芯具有筆直側(cè)壁。2. 根據(jù)權利要求1所述的方法，還包括：在減薄所述第一半導體管芯之前，將所述第一 半導體管芯接合至半導體襯底上。3. 根據(jù)權利要求2所述的方法，還包括：在減薄所述第二半導體管芯之前，將所述第二 半導體管芯接合至所述半導體襯底上。4. 根據(jù)權利要求1所述的方法，其中，至少部分地使用化學機械拋光工藝實施減薄所 述第一半導體管芯。5. 根據(jù)權利要求1所述的方法，其中，減薄所述第一半導體管芯去除了位于所述第一 半導體管芯上的延伸區(qū)。6. 根據(jù)權利要求1所述的方法，其中，形成所述第一開口也使所述第一半導體管芯的 拐角變圓。7. 根據(jù)權利要求1所述的方法，其中，至少部分地使用干蝕刻工藝實施形成所述第一 開口。8. -種制造半導體器件的方法，所述方法包括： 在半導體襯底內(nèi)至少部分地形成第一半導體管芯和第二半導體管芯； 去除所述半導體襯底的第一部分，其中，所述第一部分位于所述半導體襯底的劃線區(qū) 內(nèi)；以及 使用鋸片去除所述半導體襯底的第二部分，其中，去除所述半導體襯底的第一部分和 去除所述半導體襯底的第二部分將所述第一半導體管芯與所述第二半導體管芯分隔開并 且也在所述第一半導體管芯上形成半導體材料延伸件。9. 根據(jù)權利要求8所述的方法，還包括：從所述第一半導體管芯去除所述半導體材料 延伸件。10. -種制造半導體器件的方法，所述方法包括： 在第一半導體管芯和第二半導體管芯之間的第一半導體晶圓內(nèi)形成第一開口，其中， 至少部分利用蝕刻工藝實施形成所述第一開口； 在所述第一半導體管芯和所述第二半導體管芯之間的所述第一半導體晶圓內(nèi)形成第 二開口，其中，至少部分利用鋸切工藝實施形成所述第二開口，并且其中，所述第二開口比 所述第一開口具有更小的寬度，并且所述第一開口和所述第二開口將所述第一半導體管芯 與所述第二半導體管芯分割開； 將所述第一半導體管芯和所述第二半導體管芯接合至第二半導體晶圓；以及 在接合所述第一半導體管芯和所述第二半導體管芯之后，減薄所述第一半導體管芯和 所述第二半導體管芯，其中，減薄所述第一半導體管芯和所述第二半導體管芯從所述第一 半導體管芯和所述第二半導體管芯去除延伸區(qū)。
【文檔編號】H01L21/78GK105895583SQ201510464823
【公開日】2016年8月24日
【申請日】2015年7月31日
【發(fā)明人】余振華, 張宏賓, 陳怡秀, 楊固峰, 邱文智
【申請人】臺灣積體電路制造股份有限公司