[发明专利]多晶圆堆叠修边方法

说明书

本发明提供了一种多晶圆堆叠修边方法，对第i片晶圆切边、与第i‑1片晶圆键合减薄后，对堆叠的i片晶圆的边缘区域修边形成边缘良好的晶圆堆叠；之后填充底部填充层；底部填充层的存在使邻近的后续晶圆与堆叠的i片晶圆键合减薄后边缘产生的缺陷往外移，使邻近的后续晶圆的修边宽度设置较小，并为邻近的后续晶圆键合减薄时提供支撑，不至于减薄时劈裂；故对邻近第i片晶圆的后续晶圆的修边宽度不大于背面减薄后的第2片晶圆的边缘修边宽度,可去除邻近第i片晶圆的后续晶圆与堆叠的i片晶圆键合减薄后边缘产生的缺陷。W_di≤W_d2,所有晶圆处理过程中的修边均限制在W_d2的范围内，减少晶圆修边宽度，提高晶圆有效面积。

技术领域

本发明属于集成电路制造技术领域，具体涉及一种多晶圆堆叠修边方法。

背景技术

在现有的一些半导体工艺中，例如3D-IC晶圆键合以及后续晶圆减薄流程中，为保证晶圆边缘的完整和光滑，需要对晶圆进行修边(Trim)处理。

在对相邻的两片晶圆进行键合之前需要将其中一片晶圆进行第一次修边处理，接着相邻的两片晶圆键合，顶层的晶圆先研磨减薄，再采用酸刻蚀结合第二次修边工艺获得理想的边缘。

在多晶圆堆叠工艺中，重复前面步骤，由于后续每次加入的位于顶层的晶圆研磨过程需要其底部有完整支撑，否则研磨过程边缘会碎，因此，对每次新加入的晶圆均需要修边，而且修边宽度越来越宽，必然使芯片有效面积的越来越少。同时随着对晶圆修边宽度不断增加，对机台控制能力要求更高。无论是从经济成本还是工艺难度上，传统的修边工艺都无法满足多片晶圆键合的修边需求。

发明内容

本发明的目的在于提供一种多晶圆堆叠修边方法，减少晶圆修边宽度，提高晶圆有效面积。

本发明提供一种多晶圆堆叠修边方法，包括：

依次对第i片晶圆处理形成N片晶圆堆叠，N为大于1的自然数，2≤i≤N-1时，所述对第i片晶圆处理包括：步骤S1：对所述第i片晶圆的正面边缘区域修边，所述第i片晶圆修边后呈凸台状，包括基底部和从所述基底部延伸出的凸起部；所述凸起部与所述基底部形成第i片晶圆的顶部台阶；

步骤S2：将所述第i片晶圆的所述凸起部面向所述第i-1片晶圆键合；

步骤S3：对键合后的所述第i片晶圆的背面减薄，减薄的厚度至少为所述第i片晶圆修边后所述边缘区域剩余的厚度；

步骤S4：对背面减薄后的所述第i片晶圆的边缘区域修边，厚度方向上修边至所述第1片晶圆以形成第i片晶圆的底部台阶，在垂直于厚度方向上修边宽度不大于背面减薄后的第2片晶圆的边缘修边宽度，以形成堆叠设置的具有底部台阶的i片晶圆；

步骤S5：在所述第i片晶圆的底部台阶填充底部填充层形成堆叠的i片晶圆，所述底部填充层顶面不低于所述第i片晶圆顶面；

其中，步骤S2中，i≥3时，所述第i片晶圆的所述凸起部所在的层的投影全部落在堆叠的i-1片晶圆所在的层上。

进一步的，所述步骤S5还包括，填充底部填充层后通过修边去除部分宽度的所述底部填充层边缘。

进一步的，对第i片晶圆处理还包括：

步骤S11：对第i片晶圆执行步骤S1后、执行步骤S2之前，在所述第i片晶圆的顶部台阶填充顶部填充层，所述顶部填充层顶面不低于所述第i片晶圆的所述凸起部的顶面。

进一步的，所述步骤S11还包括，填充顶部填充层后通过修边去除部分宽度的所述顶部填充层边缘。

进一步的，步骤S5中，在所述第i片晶圆的底部台阶填充底部填充层，具体包括：