晶圆堆栈防护密封件制造技术

本发明专利技术涉及晶圆堆栈防护密封件，揭示一种半导体晶圆堆栈及形成半导体装置的方法。该方法包括：提供有顶面及底面的第一及第二晶圆。该等晶圆包含边缘及非边缘区域，以及该第一晶圆包含形成于该非边缘区域中的数个装置。可在该第一晶圆的边缘区域形成第一防护密封件。可进一步接合该第一及该第二晶圆以形成装置堆栈。该防护密封件在该装置堆栈中与该第一及该第二晶圆接触以形成密封件，以及在后续的加工保护该等装置。

【技术实现步骤摘要】

晶圆接合常用于晶圆层级3D封装。例如，在切晶前，将两个晶圆接合在一起。在晶圆接合以形成晶圆堆栈后，该晶圆堆栈经过形成外部连接的晶圆凸块加工。已发现，习知晶圆凸块加工会损伤晶圆堆栈。例如，用于晶圆凸块加工的化学物可能损伤晶圆之间的互连。此类损伤对可靠性及良率有不利影响。如前述，最好提供可避免例如由晶圆凸块加工造成的损伤的晶圆堆栈。
技术实现思路
数个具体实施例大体有关于半导体装置及用以形成半导体装置的方法。在一具体实施例中，揭示一种形成半导体装置的方法。该方法包括：提供具有顶面及底面的第一及第二晶圆。该等晶圆包含边缘及非边缘区域，以及该第一晶圆包含形成于该非边缘区域中的数个装置。可在该第一晶圆的边缘区域形成第一防护密封件。可进一步接合该第一及该第二晶圆以形成装置堆栈。该防护密封件在该装置堆栈中与该第一及该第二晶圆接触以形成密封件，以及在后续的加工保护该等装置。在另一具体实施例中，揭示一种半导体晶圆堆栈。该半导体晶圆堆栈包含具有顶面及底面的第一及第二晶圆。该等晶圆有边缘及非边缘区域，以及该第一晶圆包含形成于该非边缘区域中的数个装置。该半导体晶圆堆栈更包含在该第一及该第二晶圆之间配置于该晶圆堆栈的该边缘区域的防护密封件。该防护密封件在该装置堆栈中与该第一及该第二晶圆接触以及形成保护该晶圆堆栈中的该等装置的密封件。由以下的说明及附图可明白揭示于本文之具体实施例的以上及其它优点和特征。此外，应了解，描述于本文之各种具体实施例的特征彼此都不互斥而且可存在于各种组合及排列中。附图说明附图中，类似的部件大体在各图中用相同的组件符号表示。再者，附图不一定按照比例绘制，反而大体以强调方式图示本专利技术的原理。描述本专利技术的各种具体实施例时会参考以下附图。图1a至图1c的平面及侧视图图示半导体晶圆的不同具体实施例；图2a至图2b图示用于堆栈晶圆的方法的具体实施例；图3a至图3b图示用于堆栈晶圆的方法的另一具体实施例；以及图4a至图4c的简化平面及侧视图图示半导体晶圆的替代具体实施例。具体实施方式数个具体实施例大体有关于装置及形成装置的方法。例如，该等装置可为半导体装置。例如，该等半导体装置可为集成电路。在其它具体实施例中，该等装置可为其它类型的装置，例如微机电系统(MEMS)装置。又在其它的具体实施例中，该等装置可为光电组件。具体实施例可用来形成堆栈型装置，例如，多个装置堆栈在一起以形成装置堆栈。该装置堆栈可包含数个半导体装置。堆栈中的装置可为同类的装置。在其它具体实施例中，该装置堆栈可为不同类型之装置的组合，例如，堆栈在一起的IC与MEMS装置。该等装置可加入或用于，例如，CMOS产品、电子产品、电脑、手机及个人数位助理(PDA)。该等装置也可加入其它类型的产品。一般而言，该等具体实施例更可应用于晶圆对芯片及芯片对芯片接合，包括MEMS、半导体IC或其它混合装置。该等具体实施例用防护密封件在后续制程期间保护晶圆的边缘以及最小化或避免污染。图1a的简化平面图图示半导体晶圆100的具体实施例，而图1b至图1c图示该半导体晶圆的不同具体实施例的对应侧视图。例如，该半导体晶圆可为硅晶圆。其它类型的晶圆也可能有用。例如，该晶圆可为锗(Ge)、硅-锗合金(SiGe)、绝缘体上硅(SOI)、蓝宝石上硅(SOS)、镓砷(GaAs)或任何其它合适半导体材料。该晶圆的边缘可呈斜切或圆形，如图示。其它类型的边缘也可能有用。如图示，该晶圆的形状为圆形。取决于装置的类型，该晶圆可包含表示晶圆之晶向的缺口(未图示)。用于表示晶向的其它技术也可能有用。也可包含额外的指示符以指示晶圆的掺质类型。在一具体实施例中，该晶圆为已加工晶圆。例如，装置220均位于已加工晶圆的主动表面211上。该主动表面可称为顶面而反面可为非主动或底面213。例如，形成并列的装置。例如，该等装置排列成在第一(x)方向有数条横列以及在第二(y)方向有数条直行。如图示，完整或完成的装置均配置于主动表面上。例如，完成的装置配置于晶圆主动表面上的装置或晶粒区域中。边缘区域包围装置区域。该边缘区域可能没有装置。在有些情形下，边缘区域可能包含未完成装置。例如，为了改善加工均匀性(processing uniformity)而加入未完成装置。边缘区域可宽约1至5毫米。在某些情况下，边缘区域的宽度可能参差不齐。边缘区域可具有例如约100微米的最小宽度。装置在晶圆上的其它组态也可能有用。在一具体实施例中，制备与另一晶圆接合的晶圆。接合两个或更多个晶圆在一起以形成晶圆堆栈。为了促进晶圆堆栈，该晶圆可包含硅穿孔(TSV)接触件(未图示)。在此加工阶段，TSV接触件被部份加工。例如，TSV接触件由主动表面(或顶面)伸出以及部份穿过晶圆。换言之，TSV接触件的底部不延伸穿过到晶圆的非主动表面(或底面)。TSV接触件在主动表面的顶端可露出。在其它具体实施例中，TSV接触件的顶端不暴露以及在以后加工阶段可暴露。附加制备可包括，例如，提供数个装置密封件(device seal)230。装置密封件包围装置。该装置密封件，例如，可为金属，例如铝、铜、金、锡、它们的合金或组合。其它类型的密封材料也可能有用。该等装置密封件可形成于晶圆上，例如，以密封及保护晶圆上的装置及互连而免受后续加工步骤的环境条件影响。该等装置密封件，例如，可用沉积及微影技术形成。用于形成装置密封件的其它方法也可能有用。该等装置密封件可形成于晶圆的主动表面上。在其它具体实施例中，该等装置密封件可形成于在晶圆主动表面上的介电层上。该等装置密封件可高约5微米。其它高度也可能有用。例如，取决于所用密封件的类型，该等装置密封件可延伸达数百微米。可提供该等装置密封件用于待加入或用于例如感测器的装置。在其它具体实施例中，该等装置密封件可能不需要。在一具体实施例中，晶圆防护密封件260配置于晶圆表面上。该防护密封件配置于晶圆的安装面上。该安装面为另一晶圆安装于其上的表面。在一具体实施例中，该安装面为晶圆的主动表面。提供其它安装面也可能有用。例如，该安装面可为晶圆的非主动表面。在一具体实施例中，该防护密封件形成于晶圆的周边。该防护密封件配置于在晶粒区域外的边缘区域上。该防护密封件可经对齐成与晶圆的周缘有点间隙。在边缘区域中提供该防护密封件避免干扰该等装置。在一具体实施例中，该防护密封件包含环形本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种形成半导体装置的方法，包含：提供具有顶面及底面的第一及第二晶圆，该等晶圆包含边缘及非边缘区域，其中，该第一晶圆包含形成于该非边缘区域中的数个装置；形成第一防护密封件于该第一晶圆的该边缘区域；以及接合该第一及该第二晶圆以形成装置堆栈，其中，该防护密封件在该装置堆栈中与该第一及该第二晶圆接触以形成密封件，该防护密封件在后续的加工保护该等装置。

【技术特征摘要】
2013.03.13 US 61/778,465;2014.03.10 US 14/201,9351.一种形成半导体装置的方法，包含：
提供具有顶面及底面的第一及第二晶圆，该等晶圆包含边缘及非
边缘区域，其中，该第一晶圆包含形成于该非边缘区域中的数个装置；
形成第一防护密封件于该第一晶圆的该边缘区域；以及
接合该第一及该第二晶圆以形成装置堆栈，其中，该防护密封件
在该装置堆栈中与该第一及该第二晶圆接触以形成密封件，该防护密
封件在后续的加工保护该等装置。
2.如权利要求1所述的方法，其中，该防护密封件由可弯曲材料
形成。
3.如权利要求1所述的方法，其中，该防护密封件为聚合物。
4.如权利要求1所述的方法，其中，该防护密封件由聚亚酰胺、
聚砜、氧化铅(II)(PbO)、或苯环丁烯(BCB)形成。
5.如权利要求1所述的方法，其中，该防护密封件用分配法形成。
6.如权利要求1所述的方法，更包括：在该第二晶圆的该边缘区
域形成另一防护密封件。
7.如权利要求6所述的方法，其中，该等防护密封件形成于该第
一及该第二晶圆的顶面上。
8.如权利要求6所述的方法，其中，该第一防护密封件形成于该
第一晶圆的顶面上，同时该第二防护密封件形成于该第二晶圆的底面
上。
9.如权利要求1所述的方法，更包括：在该第一晶圆的该边缘区
域形成第二防护密封件，其中，该第一防护密封件为内密封件以及该
第二防护密封件为外密封件。
10.如权利要求9所述的方法，其中，该第一防护密封件由金属形
成以及该第二防护密封件由聚合物形成。
11.如权利要求10所述的方法，其中，接合该第一及该第二...

【专利技术属性】
技术研发人员：R·雷乔，陈贵忠，
申请(专利权)人：新加坡商格罗方德半导体私人有限公司，
类型：发明
国别省市：新加坡;SG