[发明专利]晶圆混合键合中提高金属引线制程安全性的方法

说明书

本发明公开了一种晶圆混合键合中提高金属引线制程安全性的方法，属于半导体领域。所述方法包括：提供衬底；在衬底的上表面形成非金属层，并在非金属层中形成金属导体；在含有金属导体的非金属层的上表面形成含有两层氮化硅层和两层氧化硅层交错层叠的介电层；对介电层进行平坦化工艺处理；在平坦化工艺处理后的介电层上，以对氮化硅层和氧化硅层预设的刻蚀速率比进行刻蚀形成金属引线沟槽，至非金属层中的金属导体的上表面部分裸露；对金属引线沟槽进行金属填充得到金属引线。本发明中的技术方案，提高了晶圆混合键合中金属引线制程的安全性和良率。

技术领域

本发明涉及半导体领域，尤其涉及一种晶圆混合键合中提高金属引线制程安全性的方法。

背景技术

随着人们对电子产品的要求向小型化、多功能化、环保化等多方向的发展，各企业努力将电子系统做的越来越小，集成越来越高，功能越来越多。由此也产生了许多新技术、新材料和新设计，三维集成就是其中的典型代表。而晶圆混合键合技术(Hybrid Bonding)是三维集成中的关键技术之一，在晶圆混合键合技术中，首选需要形成金属引线将金属层引出到晶圆表面，但由于晶圆在键合前需要进行平坦化处理，而平坦化处理会使得金属层之上的介电层膜厚均一性较差；因此在制作金属引线制作时，往往需要刻蚀膜厚均一性较差的介电层，目前在刻蚀过程中，利用氮化硅作为金属的阻挡层，并根据刻蚀程式对氧化硅和氮化硅的高选择比来解决这一问题。然而该方式并不完善，当介电层膜厚均一性差异过大时，对于膜厚过高的地方金属引线则不能连通金属层，会导致该区域芯片电性能失败，而对于膜厚过低的地方金属层会遭受到刻蚀过程中电离气体的长时间轰击，会对电性能及可靠性等产生影响，从而降低良率。

发明内容

为解决现有技术的不足，本发明提供一种晶圆混合键合中提高金属引线制程安全性的方法，包括：

提供衬底；

在所述衬底的上表面形成非金属层，所述非金属层覆盖所述衬底的上表面，并在所述非金属层中形成金属导体；

在含有所述金属导体的非金属层的上表面形成含有两层氮化硅层和两层氧化硅层交错层叠的介电层，所述介电层覆盖所述非金属层的上表面；

对所述介电层进行平坦化工艺处理；

在平坦化工艺处理后的介电层上，以对所述氮化硅层和所述氧化硅层预设的刻蚀速率比进行刻蚀形成金属引线沟槽，至所述非金属层中的金属导体的上表面部分裸露；

对所述金属引线沟槽进行金属填充得到金属引线。

可选地，根据化学气相沉积的方法，在所述衬底的上表面形成非金属层；

可选地，根据化学气相沉积的方法，在所述非金属层的上表面形成含有两层氮化硅层和两层氧化硅层交错层叠的介质层。

可选地，所述在所述非金属层中形成金属导体，具体包括：在所述非金属层中刻蚀出预设电路图案沟槽，在所述预设电路图案沟槽中填充金属至超过所述非金属层的上表面，并去除所述非金属层上表面的金属形成金属导体，所述金属导体的上表面与所述非金属层的上表面齐平。

可选地，所述在含有所述金属导体的非金属层的上表面形成含有两层氮化硅层和两层氧化硅层交错层叠的介质层，具体包括：

在含有所述金属导体的非金属层的上表面形成第一氮化硅层，所述第一氮化硅层覆盖所述非金属层的上表面；

在所述第一氮化硅层的上表面形成第一氧化硅层，所述第一氧化硅层覆盖所述第一氮化硅层的上表面；

在所述第一氧化硅层的上表面形成第二氮化硅层，所述第二氮化硅层覆盖所述第一氧化硅层的上表面；

在所述第二氮化硅层的上表面形成第二氧化硅层，所述第二氧化硅层覆盖所述第二氮化硅层的上表面。