[发明专利]形成半导体结构的方法

说明书

一种形成半导体结构的方法包括可形成第一晶片与第二晶片的结合总成，第一晶片包括第一半导体衬底，第二晶片包括第二半导体衬底。可将第二半导体衬底薄化到第一厚度且可在结合总成的外围处形成晶片间壕沟沟槽。可在晶片间壕沟沟槽中以及在第二半导体衬底的后侧表面之上形成保护性材料层。可移除第二半导体衬底的位于晶片间壕沟沟槽外的外围部分，并且保护性材料层的圆柱形部分在侧向上环绕结合总成的其余部分。在保护性材料层的圆柱形部分保护结合总成的其余部分的同时，可通过执行至少一个薄化工艺将第二半导体衬底薄化到第二厚度。

技术领域

本发明的实施例是有关于一种形成半导体结构的方法，特别是有关于一种用于晶片薄化的保护性晶片凹槽结构及其使用方法。

背景技术

晶片薄化(wafer thinning)与晶片结合(wafer bonding)一并用做为提供包括两个半导体管芯的垂直堆叠的半导体芯片。包括第一半导体器件的第一晶片可结合到包括第二半导体器件的第二晶片。所述两个结合晶片中的一者可在结合之后被薄化。经结合及薄化的半导体晶片可随后被分割以形成多个半导体芯片，其可具有通过两个半导体管芯的垂直结合而提供的更高的密度、多种功能和/或更快的操作速度。

发明内容

根据一些实施例，一种形成半导体结构的方法包括：形成第一晶片与第二晶片的结合总成，所述第一晶片包括第一半导体衬底，所述第二晶片包括第二半导体衬底；将所述第二半导体衬底薄化到第一厚度；在所述结合总成的外围处刻蚀出从所述第二半导体衬底的后侧表面延伸到所述第一半导体衬底的近端部分中的沟槽；移除所述结合总成的位于所述沟槽外的外围部分；以及在移除所述结合总成的所述外围部分之后，将所述第二半导体衬底薄化到比所述第一厚度小的第二厚度。

根据一些实施例，一种形成半导体结构的方法包括：形成第一晶片与第二晶片的结合总成，所述第一晶片包括第一半导体衬底，所述第二晶片包括第二半导体衬底；通过移除所述第二半导体衬底的第一后侧部分来将所述第二半导体衬底薄化；在所述结合总成的外围处形成从所述第二半导体衬底的后侧表面延伸到所述第一半导体衬底的近端部分中的晶片间壕沟沟槽；在所述晶片间壕沟沟槽中、在所述至少一个材料层的侧壁上以及在所述第二半导体衬底的所述后侧表面之上形成保护性材料层；以及在所述保护性材料层的圆柱形部分保护所述至少一个材料层的其余部分的同时，执行至少一个薄化工艺以移除所述保护性材料层的水平部分及所述第二半导体衬底的第二后侧部分。

根据一些实施例，一种形成半导体结构的方法包括：形成第一晶片与第二晶片的结合总成，所述第一晶片包括第一半导体衬底，所述第二晶片包括第二半导体衬底；将所述第二半导体衬底薄化到第一厚度；使用激光束照射所述结合总成，以在所述结合总成的外围处形成从所述第二半导体衬底的后侧表面延伸到所述第一半导体衬底的近端部分中的沟槽；在所述沟槽中以及在所述第二半导体衬底的所述后侧表面之上形成保护性材料层；移除所述结合总成的位于所述沟槽外的外围部分，其中所述保护性材料层的圆柱形部分在侧向上环绕所述结合总成的其余部分；以及在所述保护性材料层的所述圆柱形部分保护所述结合总成的所述其余部分的同时，执行至少一个薄化工艺以移除所述保护性材料层的水平部分及所述第二半导体衬底的第二后侧部分。

附图说明

结合附图阅读以下详细说明，会最好地理解本公开的各个方面。应注意，根据工业中的标准惯例，各种特征并非按比例绘制。事实上，为论述清晰起见，可任意增大或减小各种特征的尺寸。

图1A是根据本公开实施例的在形成第一晶片与第二晶片的结合总成之后的示例性结构的垂直剖视图。

图1B是图1A所示示例性结构的俯视图。

图1C是图1A所示区C的颠倒放大图。

图2A是根据本公开实施例的在移除第二半导体衬底的第一后侧部分之后的示例性结构的垂直剖视图。

图2B是图2A所示示例性结构的俯视图。