CN115116918B 用于接合半导体器件的方法 （台湾积体电路制造股份有限公司）

US2006141743A1,2006.06.29US2006023214A1,2006.0对准标记和第一晶圆的第二侧上的第二对准标晶圆的第一侧接合至第二晶圆的第一侧以形成2将第一晶圆的第一侧与第二晶圆的第一侧面对，其中所述第二晶圆缩回所述第二晶圆以使所述第一显微镜面向所述第一晶圆之后和所述第二显微镜确定所述第一晶圆的第一侧上的第一对准标记和所述第一晶圆的第二基于所述第一偏移和所述第一晶圆的所述第二对准标记的位置基于确定的所述第一对准标记的位置，重新定位所述第一晶圆将所述第一晶圆的所述第一侧接合至所述第二晶圆的所述第一侧以形成接上的所述第三对准标记和所述第二晶圆的第二侧上的第四对准标基于所述第二偏移和所述第二晶圆的所述第四对准标记的位置确定所述第一对准标记与所述第三对准标记的未对准，其中晶圆的所述第一侧上的所述第三对准标记对准还包括重新定位所述第二晶圆以将所述第将第一半导体器件定位在第二半导体器件上方，其中，所述第一3在使用所述第一显微镜检测所述第二对准部件的位置之后在使用所述第二显微镜检测所述第一对准部件的位置之后重新定位所述第一半导体器件和所述第二半导体器件以将所述第一对准部件与所述14.根据权利要求10所述的方法，其中，所述第一半导体器件包括多个第一半导体管器件包括将所述第一半导体器件的第一导电焊盘接合至所述第二半导体器件的第二导电16.根据权利要求10所述的方法，还包括确定所述第一对准部件和所述第四对准部件4使用下部显微镜检测所述第一前侧对准标记的位置和所述第二背侧对准标记的位置，使用上部显微镜检测所述第二前侧对准标记的位置和所述第一背侧对准标记的位置，基于所述第一背侧对准标记的位置和所述第二背侧对准标记的位置及述第二对准偏移的确定基于所述第一背侧对准标记的位置与所述第二背侧对准标记的位标记对准还包括确定所述第一背侧对准标记与所述第二背侧对准标记20.根据权利要求17所述的方法，还包括将所述第一表面介电层接合至所述第二表面5导体器件的所述前侧包括第二对准部件；使用第一显微镜检测所述第二对准部件的位置，6[0009]图8和图9示出了根据一些实施例的用于形成接合结构的工艺期间的中间步骤的[0012]图20和图21示出了根据一些实施例的用于形成接合结构的工艺期间的中间步骤7[0018]根据各种示例性实施例提供了接合结构和制造接合结构的方法。在一些实施例[0020]图1示出了根据一些实施例的半导体器件50的截面图。半导体器件50可以是例如似于以下针对图20描述的半导体器件410A_41[0022]可以根据适用的制造工艺处理半导体器件50，诸如用于形成集成电路的那些工[0023]器件54(由图1中的晶体管表示)可以形成在半导体衬底52的前表面处。器件54可8[0024]层间电介质(ILD)56位于半导体衬底52的前表面上方。ILD56围绕并且可以覆盖导线、导电通孔和/或导电接触件。导电通孔可以形成在介电层中以电连接不同层中的导9[0029]在一些实施例中，对准标记70/72可以形成在同一晶圆的一个或多个半导体器件[0030]对准标记70/72可以使用合适的技术形成对准标记70/72，诸如使用激光钻孔工施例中，使用用于形成半导体器件50的部件的一个或多个相同处理步骤形成对准标记70/[0031]图2至图7示出了根据一些实施例的接合系统100和形成接合结构150(见图6至图[0032]图2示出了根据一些实施例的接合系统100的示意图。接合系统100可以用于使用图2至图7中所示的接合系统100为用于说明接合工艺的接合系统的代表性示例，并且本发明中描述的技术不应被认为限于任何特定的接合系统或接合[0034]保持器120A_120B可以包括允许调整半导体器件110A_110B的位置的致动器。例考位置调整第一半导体器件110A和第二半导体器件110B的位置。例如，半导体器件110A_微镜，并且第二显微镜130B可以认为是上部显微镜。显微镜130A_130B可以包括光学显微[0037]参考图2，半导体器件110A_110B中的一个或两个可以类似于针对图1描述的半导型的其他组合是可能的。半导体器件110A_110B中的一个或两个可以类似于半导体器件64A和形成在前侧的导电焊盘62A，并且第二半导体器件110B可以具有表面介电层64B和形成在前侧的导电焊盘62B。表面介电层64A_64B和导电焊盘62A_62B可以类似于针对半导体可以类似于针对半导体器件50描述的半导体衬底50。在一些实施例中，第一半导体器件且第二半导体器件110B可以具有一个或多个前侧对准标记70B并且可以具有一个或多个背[0040]图3A至图7示出了根据一些实施例的将第一半导体器件110A接合至第二半导体器并且第二显微镜130B检测第一半导体器件110A的前侧对准标记70A的位置。这对应于图25保持器120B缩回以允许第二显微镜130B检测前侧对准标记70A，而不会由第二半导体器件[0042]在一些实施例中，在第一半导体器件110A的前侧对准标记70A的位置和背侧对准一偏移80A可以对应于检测到的前侧对准标记70A的位置和检测到的背侧对准标记72A的位对准标记70A和背侧对准标记72A之间的第一偏移80A的示意表示。如图3B所示，第一偏移[0044]因为第一偏移80A表示对准标记70A/72A的相对位置，所以可以从对准标记70A/在其他实施例中，可以以不同方式表示第一偏移80A，或者可以以不同方式确定对准标记[0045]在图4中，第一显微镜130A检测第二半导体器件110B的前侧并且第二显微镜130B检测第二半导体器件110B的背侧对准标记72B的位置。这对应于图25以由第一保持器120A缩回以允许第一显微镜130A检测前侧对准标记70B，而不会由第一半对准，使得第一半导体器件110A的前侧对准标记70A与第二半导体器件110B的相应的前侧标记70A_70B可以使用第一偏移80A和第二偏移80[0047]半导体器件110A_110B的对准包括控制保持器120A_120B以调整半导体器件110A_120B将半导体器件110A_110B移动到特定位置。在对准工艺期间可以重新定位半导体器件在固定位置)，而第二半导体器件110B移动至对准，并且在其他情况下，第二半导体器件[0048]在一些实施例中，通过基于背侧对准标记72A_72B的位置确定前侧对准标记70A_前所述地确定前侧对准标记70A_70B的位置。以这种方式，可以从检测到的背侧对准标记72A的位置确定前侧对准标记70A的位置，并且可以从检测到的背侧对准标记72B的位置确[0049]通过使用如本文所述的检测到的背侧对准标记72的位置对准前侧对准标记70A_70B，可以在接合结构150的制造期间改进半导体器件110A_110B的对准(见图6至图7)。例清洁第一半导体器件110A和/或第二半导体器件[0052]一旦对准，使用第一保持器120A和/或第二保持器120B使第一半导体器件110A和130B连续或重复地检测背侧对准标记72A_72B的位置，并且可以基于检测到的背侧对准标重新定位半导体器件110A_110B以校正该移动。这可以在接合工艺期间改进半导体器件200kPa或更小的压力以及约200℃和约400℃之间的温度。半导体器件110A_110B然后可以经受等于或高于导电焊盘62A_62B的材料的共晶点的温度(例如，在约150℃和约650℃之72B的位置确定接合结构150内的前侧对准标记70A_70B的位置，并且可以从前侧对准标记量未对准之后，随后可以处理或测试在对准公差内的接合结构150或接合结构150的部分[0056]图8和图9示出了根据一些实施例的半导体器件210A_210B的接合以形成接合结构250的中间步骤。图8示出了根据一些实施例的接合系统100中的第一半导体器件210A和第二半导体器件210B。接合系统100可以类似于针对图2描述的接合系统100。半导体器件210A_210B类似于先前描述的半导体器件110A_110B，除了半导体器件210A_210B不包括在可以类似于先前描述的背侧对准标记72A[0057]在一些实施例中，半导体器件210A_210B还包括器件部件270A_70B。器件部件270A_70B可以是半导体器件210A_210B的功能或伪部件，并且可以位于半导体器件210A_一显微镜130A。然而，如图8所示，第二显微镜130B检测第一半导体器件210A的器件部件位置和第一半导体器件210A的背侧对准标记72A的位置之间确定第一偏移280A。第一偏移280A可以对应于检测到的器件部件270A的位置和检测到的背侧对准标记72A的位置之间的侧对准标记72A与器件部件270A之间的偏移。例如，背侧对准标记72A的位置和第一偏移标记72B的位置，并且可以使用第一显微镜130A检测第二半导体器件210B的器件部件270B半导体器件210B的背侧对准标记72B的位置之间确定第二偏移280和偏移280A_80B之后，可以使用接合工艺接合半导体器件210A_210B以形成接合结构250。针对图6描述的接合工艺，除了根据器件部件270A_70B的位置而不是根据前侧对准标记的位置和偏移280A_80B来确定器件部件270A_70B的位置，并且可以重新定位半导体器件[0061]图10、图11和图12示出了根据一些实施例的半导体器件110A_110B的接合以形成实施例中，载体衬底82A_82B可以是对其他波长的光(诸如红外光或紫外光)至少部分透明[0063]在一些实施例中，每个半导体器件110A_110B可以通过粘合剂等(图中未示出)附[0064]图10示出了根据一些实施例的第一显微镜130A和第二显微镜130B，第一显微镜130A检测第一半导体器件110A的背侧对准标记72A的位置，第二显微镜130B检测第一半导位置。可以使用与先前针对图3A至图3B描述的技术类似的技术来确定前侧对准标记70A和[0065]以类似的方式，可以通过第二显微镜130B穿过载体衬底82B来检测第二半导体器件110B的背侧对准标记72B的位置，并且可以通过第一显微镜130A检测第二半导体器件72A_72B的位置和偏移80A_80B之后，半导体器件110A_110B可以使用接合工艺接合以形成新定位半导体器件110A_110B以对准前侧对准标记70A_70B来对准半导体器件110A_110B。[0068]图13至图19示出了根据一些实施例的接合半导体器件310A_310B以形成接合结构二半导体器件310B。接合系统300可以类似于针对图2描述的接合系统100，除了接合系统300包括下面更详细地描述的第一标记工具330A和第二标记工具330B。半导体器件310A_体器件310A_310B中的一个可以包括背侧对准标记(例如，类似于背侧对准标记72A_72B)，述的接合系统100。标记工具330A_330B可以是配置为在半导体器件上制作对准标记的器等来制作对准标记。接合系统300的标记工具330A_330B示出为与显微镜130A_130B分隔开可以使用与先前针对第一偏移80A描述的技术类似的技术来确定第一偏移3[0071]在一些实施例中，在基于测量的前侧对准标记70A的位置的位置处制作第一对准记372A的位置可以具有与前侧对准标记70A的非零横向偏移。在一些实施例中，第一偏移380A可以是预定的，并且在与测量的前侧对准标记70A的位置近似为第一偏移380A的位置用第一显微镜130A)第一对准标记372A的位置，并且从检测到的第一对准标记372A的位置于在接合工艺之前或期间机械移动第一半导体器件310A而增加的未对检测前侧对准标记70A的位置之前(见图14)或在形成第一对准标记372A之前(见图15)检测件310B的背侧上制作第二对准标记372B。这对应于图26中所示的工艺流程700的步骤708。测前侧对准标记70A的位置之前(见图14)或在形成第一对准标记372A之前(见图15)形成第372A_72B和确定任何偏移380A_80B之后，可以使用接合工艺接合半导体器件310A_310B以80B确定前侧对准标记70A_70B的位置，然后根据需要重新定位半导体器件310A_310B以对准前侧对准标记70A_70B来对准半导体器件310A_310B。一旦对准，就可以使半导体器件[0074]图20和图21示出了根据一些实施例的接合以形成接合结构450的第一半导体器件410A和第二半导体器件410B。根据一些实施例，图20示出了接合之前的半导体器件410A_描述的接合系统100或300的接合系统并且使用本文先前描述的接合技术来接合半导体器件410A_410B。半导体器件410A_410B可以类似于先前描述的半导体器件50、110A_110B、导体器件410A可以包括耦接至导电焊盘62A的n型FET(例如，NFET)，并且第二半导体器件件410A可以包括逻辑器件(例如，外围逻辑电路)。上述半导体器件410A_410B和接合结构450旨在作为可以使用本文描述的技术接合以形成接合结构的器件的说明性示例，并且器[0077]图22至图24示出了根据一些实施例的形成接合结构550(见图24)的中间步骤。转体器件510可以包括除这些之外的其它部件或除这些之外的部件的另一组合。在一些实施层555的表面处。器件554可以类似于器件54并且可以是例如包括有源器件和/或无源器件的集成电路器件等。接合结构550的器件554可以与接合结构550的器件54类似或不同。例例如，导电部件570可以包括延伸穿过互连结构560以物理和电接触互连结构60的贯通孔。背侧对准标记之间确定偏移，这允许通过检测背侧对准标记的位置来对准前侧对准标记。允许在半导体器件内使用更多种类的材料并且可以允许半导体器件内的不透明部件(例确定第二晶圆的第一侧上的第三对准标记和第二晶圆的第二侧上的第四对准标记之间的半导体器件包括将第一半导体器件的第一导电焊盘接合至第二半导体器件的第二导电焊[0089]前面概述了若干实施例的特征，使得本领域人员可以更好地理解本发明的方所介绍实施例相同的目的和/或实现相同优势的其它工艺和结构。本领域技术人员也应该