[发明专利]用于混合接合的化学机械抛光

说明书

技术和方法的代表性具体实施包括用于混合接合的化学机械抛光。所公开的方法包括在基板上沉积和图案化电介质层以在电介质层中形成开口；在电介质层上方和开口的第一部分内沉积阻挡层；以及在阻挡层上方和开口的未被阻挡层占据的第二部分内沉积导电结构，导电结构的在开口的第二部分中的至少一部分耦接或接触基板内的电路。另外，对导电结构进行抛光以显露出阻挡层的沉积在电介质层上方而不是在开口的第二部分中的部分。此外，用选择性抛光对阻挡层进行抛光，以在电介质层上或电介质层处显露出接合表面。

优先权要求和相关申请的交叉引用

本专利申请根据35 U.S.C.§119(e)(1)要求2018年9月17日提交的名称为“用于混合接合的化学机械抛光(CHEMICAL MECHANICAL POLISHING FOR HYBRID BONDING)”的美国临时申请号16/133,299和2018年9月13日提交的名称为“用于混合接合的化学机械抛光(CHEMICAL MECHANICAL POLISHING FOR HYBRID BONDING)”的美国临时申请号62/730,936以及2017年9月24日提交的名称为“用于混合接合的化学机械抛光(CHEMICAL MECHANICALPOLISHING FOR HYBRID BONDING)”的美国临时申请号62/562,449的权益，这些美国临时申请中的每一个均据此全文以引用方式并入。

技术领域

以下描述涉及集成电路(“IC”)的抛光。更具体地，以下描述涉及用于IC的混合接合的机械抛光。

背景技术

混合接合是用于接合微电子部件(诸如管芯和晶片)并形成电气连接的有用技术。一种混合接合技术是购自Xperi Corp.的附属公司Invensas Bonding Technologies,Inc.(以前称为Ziptronix,Inc.)的接合技术的“Direct Bond Interconnect”(参见例如美国专利号7,485,968，该美国专利全文以引用方式并入本文)。一般来讲，将两种电介质(各自定位在单独的基板上)放在一起，以在没有中介材料(诸如粘合剂)的情况下在低温或环境温度下形成接合部。

作为该接合方法的一部分或在该接合方法之后，导电结构(诸如铜垫、柱形件、穿过基板的通孔，或凸块)可散布在IC的电介质层内。可以将每个基板上的导电特征对准，以在两个基板之间提供电接口。

用于形成接合表面的常规技术可包括在基板(例如，有源半导体管芯等)上形成绝缘层(例如氧化物)，所述接合表面用于形成混合接合。绝缘层可被图案化以形成开口，并且可在绝缘层上方和图案化的开口内形成阻挡层。另外，也可在开口中并且通常在绝缘层上方形成导电结构(例如Cu等)。然后可通过化学-机械平面化(CMP)方法去除导电结构的一部分，并且可通过CMP方法进一步去除覆盖绝缘层的阻挡层。这样，剩余的导电结构和绝缘层的表面可被准备成使得导电结构可与另一基板的导电结构形成电连接，并且绝缘层可与另一基板的绝缘层形成混合(即机械)接合。

然而，当使用此类常规技术时，可能发生氧化物圆化(rounding)和导电结构凹进(dishing)。氧化物圆化可导致每个基板的铜元件之间的氧化物接合中的间隙。另外，导电结构凹进可导致失败的铜接合。此类缺陷的原因可能是由于此类材料在CMP方法期间被不均匀地磨损，从而影响了接合表面的质量。因此，需要改善表面的平面化和导电结构凹进，这继而将改善混合接合技术的收率和可靠性。

附图说明

参考附图阐述了详细描述。在这些图中，参考标号的一个或多个最左边的数字标识首次出现参考标号的图。在不同图中使用相同的附图标记表示相似或相同的项目。

对于该讨论，图中所示的装置和系统被示出为具有多个部件。如本文所述，装置和/或系统的各种实施方式可以包括较少的部件并且仍然在本公开的范围内。另选地，装置和/或系统的其它实施方式可以包括附加部件或所描述部件的各种组合，并且仍然在本公开的范围内。