[发明专利]一种TSV多层芯片键合方法

说明书

技术领域

本发明涉及半导体制造领域，具体为一种TSV多层芯片键合方法。

背景技术

在半导体三维集成技术中，为了满足器件的要求，需要将硅片减薄到一定的厚度来实现通过硅片的通道(TSV，Through Silicon Via)的上下互连。在带有TSV的薄晶圆制备过程中，首先要通过临时键合工艺将支撑片和完成TSV正面制备工艺的晶圆键合在一起；接着对晶圆的背面进行减薄和抛光，直至达到预定的厚度；然后完成晶圆的背面制备工艺，并去除支撑片将晶圆划成单颗芯片；最后将芯片间进行凸点键合。然而，由于带TSV芯片非常薄，且通孔中填充物局部应力较大，会导致在键合高温高压过程中芯片发生应力损伤，出现微裂纹，甚至裂片。

发明内容

针对现有技术中存在的问题，本发明提供一种能够保证硅片完整，带支撑片芯片进行芯片键合的TSV多层芯片键合方法。

本发明是通过以下技术方案来实现：

本发明一种TSV多层芯片键合方法，包括如下步骤，

步骤1，通过临时键合胶将具备TSV及正面图形的第一晶圆的正面与支撑片进行临时键合，形成第一晶圆键合体；

步骤2，对第一晶圆键合体进行背面减薄，露出硅通孔，并完成背面工艺，形成背面键合凸点；

步骤3，对形成有背面键合凸点的第一晶圆键合体划片，正面保留支撑片，形成第一芯片；

步骤4，具备正面键合凸点的第二晶圆进行划片形成第二芯片；

步骤5，将第一芯片背面与第二芯片正面进行凸点键合，去除第一芯片上的支撑片，形成二层键合体；

步骤6，将重复步骤1-3形成的芯片依次按步骤5进行凸点键合，实现多层芯片的依次键合叠加，去除支撑片后，得到TSV多层芯片。

本发明一种TSV多层芯片键合方法，包括如下步骤，

步骤1，通过临时键合胶将具备TSV及正面图形的第一晶圆的正面与支撑片进行临时键合，形成第一晶圆键合体；

步骤2，对第一晶圆键合体进行背面减薄，露出硅通孔，并完成背面工艺，形成背面键合凸点；

步骤3，对形成有背面键合凸点的第一晶圆键合体划片，正面保留支撑片，形成第一芯片；

步骤4，将重复步骤1-3形成多个芯片，两两芯片分别进行凸点键合后形成两侧均有支撑片的双层键合体；

步骤5，将多个芯片和/或多个去除了一侧支撑片的双层键合体，两两进行凸点键合后形成两侧均有支撑片的对应层数的键合体；

步骤6，重复步骤5，将所有待键合的芯片和键合体全部键合叠加后，去除两侧的支撑片，得到TSV多层芯片。

优选的，支撑片采用硅片或玻璃片。

优选的，临时键合胶采用高温解键合临时键合胶或UV解键合临时键合胶。

与现有技术相比，本发明具有以下有益的技术效果：

本发明通过在芯片键合的过程中，通过将带有支撑片的芯片进行逐层的叠加或是多个键合体的逐个叠加，始终保证了TSV芯片与支撑片为一体，键合机械手高温高压直接作用在支撑片上，避免了其对芯片的损伤和破坏，防止了在键合过程中芯片出现裂纹，规避了出现裂片的风险。

进一步的，通过采用硅片或玻璃片做支撑片，保证了其强度和耐高温特性，能对芯片形成良好保护，并且利于进行临时键合；通过不同临时键合胶的选用，能够方便快速的进行对应的键合和解键合，简单高效。

附图说明

图1为本发明实例1中所述的TSV两层芯片键合方法流程图。

图2为本发明实例2中所述的TSV四层芯片键合方法流程图。

图3为本发明实例中TSV第一晶圆形成正面图形及凸点示意图。

图4是TSV第一晶圆与支撑片临时键合示意图。

图5是TSV第一晶圆背面形成图形及凸点示意图。

图6是TSV第一晶圆与支撑片一起进行划成第一芯片示意图。

图7是晶圆正面做好图形及凸点，划成单个的第二芯片后示意图。

图8是TSV芯片与带凸点芯片形成二层键合体后示意图。

图9是TSV芯片与TSV芯片形成二层键合体后示意图。

图10是TSV芯片形成四层键合后示意图。

图中：1为硅层，2为TSV孔，3为正面凸点，4为临时键合胶，5为支撑片，6为背面凸点，7为键合点。

具体实施方式

下面结合具体的实施例对本发明做进一步的详细说明，所述是对本发明的解释而不是限定。

实例1