一种半导体结构的制备方法与流程

本公开涉及半导体制造领域，尤其涉及一种半导体结构的制备方法。

背景技术：

1、随着数据容量需求快速增长，通过增加封装密度来提高集成度进而获得更高存储容量成为现阶段集成电路制造的重要目标，在此前景下，将具有相同功能或不同功能的晶圆或芯片互连在一起，具有高性能、低成本且高集成度的优点。

2、利用微导电凸块实现各晶圆或各芯片在垂直方向上堆叠并实现电气连接的技术较之利用引线键合实现各晶圆或各芯片互连的方式在提高芯片的集成密度，缩短信号传输路径，降低功耗，减小封装体积等方面取代了一定的进步，但是，随着高性能计算、存储和移动设备等领域的快速发展，更高效的多晶圆或多芯片间的连接方式有待进一步优化。

技术实现思路

1、本公开实施例提供了一种半导体结构的制备方法，包括：

2、提供第一衬底，第一衬底具有多个第一芯片区和多个第一切割区，多个第一连接端设置在各第一芯片区中；

3、提供多个芯片，各芯片包括衬底和设置在衬底中的多个第二连接端；

4、将各芯片与各第一芯片区对应连接，连接后的各芯片之间形成第一间隙，第一间隙暴露各第一切割区；

5、在第一间隙中形成填充层；

6、薄化第一衬底和衬底，使得各第一连接端和各第二连接端暴露。

7、在一些实施例中，提供多个芯片，包括：

8、提供第二衬底，第二衬底包括第二芯片区和第二切割区，各第二连接端设置在第二芯片区中；

9、在第二衬底上形成第一保护层；

10、至少去除部分第二切割区，将第二芯片区分离为多个芯片；

11、在分离第二芯片区之后，在将各芯片与各第一芯片区对应连接之前，去除第一保护层。

12、在一些实施例中，在形成第一保护层之前，还包括在第二衬底表面形成第一键合层，在形成第一键合层后，形成覆盖第一键合层的第一保护层，各芯片通过第一键合层与各第一芯片区对应连接。

13、在一些实施例中，在将各芯片与各第一芯片区对应连接之前，对各芯片和各第一芯片区进行测试，获知各芯片与各第一芯片区的分类。

14、在一些实施例中，将各芯片与各第一芯片区对应连接，包括如下情况中的至少一者：

15、将具有相同分类的至少部分芯片与至少部分第一芯片区电性连接；

16、将具有不同分类的至少部分芯片与至少部分第一芯片区非电性连接。

17、在一些实施例中，包括：

18、第一芯片区包括第一芯片和第二芯片，各芯片包括第三芯片和第四芯片；

19、将各芯片与各第一芯片区对应连接，包括：将第一芯片与第三芯片连接，将第二芯片与第四芯片连接，其中，第一芯片和第三芯片为良好芯片，第二芯片与第四芯片为不良芯片。

20、在一些实施例中，将各芯片与各第一芯片区对应连接，包括：

21、在第一芯片和第二芯片的表面形成第二键合层，第二键合层与第一芯片电连接，第二键合层与第二芯片绝缘；

22、在第三芯片和第四芯片表面形成第一键合层，第一键合层与第三芯片电连接，第一键合层与第四芯片绝缘。

23、在一些实施例中，在第一芯片和第二芯片的表面形成第二键合层，包括：

24、形成覆盖第一芯片和第二芯片表面的第一键合介质层，在第一芯片表面的第一键合介质层中形成与第一芯片的第一连接端电连接的第一键合垫，在第二芯片表面的第一键合介质层中形成不与第二芯片电连接的虚拟键合垫。

25、在一些实施例中，薄化第一衬底和衬底，包括：

26、执行第一薄化处理步骤，减薄各衬底和填充层，使得各第二连接端暴露；

27、沿填充层切割各第一切割区，完成各芯片和各第一芯片区的分离；

28、执行第二薄化处理步骤，减薄第一衬底，使得各第一连接端暴露。

29、在一些实施例中，薄化第一衬底和衬底，包括：

30、沿填充层切割各第一切割区，完成各芯片和各第一芯片区的分离；

31、执行第一薄化处理步骤，减薄各衬底，使得各第二连接端暴露；

32、执行第二薄化处理步骤，减薄第一衬底，使得各第一连接端暴露。

33、在一些实施例中，至少去除部分第二切割区，将第二芯片区分离为多个芯片，包括：

34、沿第二切割区切割部分第二衬底，在第二芯片区之间形成第二间隙；

35、在第二间隙表面形成第二保护层；

36、减薄第二衬底，将第二芯片区分离为多个芯片。

37、在一些实施例中，还包括提供第三衬底，第三衬底具有第三芯片区，将第三芯片区与各第一连接端或各第二连接端彼此连接，第三芯片区与各第一连接端或各第二连接端之间通过微凸块彼此连接或通过直接键合结构连接。

38、本公开实施例所提供的半导体结构的制备方法，包括：提供第一衬底，第一衬底具有多个第一芯片区和多个第一切割区，多个第一连接端设置在各第一芯片区中；提供多个芯片，各芯片包括衬底和设置在衬底中的多个第二连接端；将各芯片与各第一芯片区对应连接，连接后的各芯片之间形成第一间隙，第一间隙暴露各第一切割区；在第一间隙中形成填充层；薄化第一衬底和衬底，使得各第一连接端和各第二连接端暴露。在本公开实施例中，第一衬底可以为晶圆结构，其包括多个第一芯片区，与之连接的芯片结构为由晶圆进行切割之后得到的单个芯片结构。多个芯片结构与多个第一芯片区各个键合之后，在相邻芯片之间的第一间隙中形成填充层之后再执行对第一衬底和衬底减薄的工艺操作方式，使得在键合操作过程中，无论是第一衬底还是芯片结构都具有较大的厚度，可防止键合过程中第一衬底或者芯片结构产生翘曲等的现象，有助于提高键合时的良率。另外，与第一衬底和芯片结构在键合之前执行薄化工艺的方式相比，在第一衬底和芯片结构键合之后再执行薄化工艺的方式使得在键合过程中不会产生由于键合前执行减薄操作导致的第一衬底或者芯片结构产生裂纹(或者裂片)的情况，进一步的有助于提高键合良率。

39、本公开的一个或多个实施例的细节在下面的附图和描述中提出。本公开的其它特征和优点将从说明书及附图变得明显。

1.一种半导体结构的制备方法，其特征在于，包括：

2.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，提供多个芯片，包括：

3.根据权利要求2所述的制备方法，其特征在于，在形成所述第一保护层之前，还包括在所述第二衬底表面形成第一键合层，在形成所述第一键合层后，形成覆盖所述第一键合层的所述第一保护层，各所述芯片通过所述第一键合层与各所述第一芯片区对应连接。

4.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，在将各所述芯片与各所述第一芯片区对应连接之前，对各所述芯片和各所述第一芯片区进行测试，获知各所述芯片与各所述第一芯片区的分类。

5.根据权利要求4所述的制备方法，其特征在于，将各所述芯片与各所述第一芯片区对应连接，包括如下情况中的至少一者：

6.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，包括：

7.根据权利要求6所述的制备方法，其特征在于，将各所述芯片与各所述第一芯片区对应连接，包括：

8.根据权利要求7所述的制备方法，其特征在于，在所述第一芯片和所述第二芯片的表面形成第二键合层，包括：

9.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，薄化所述第一衬底和所述衬底，包括：

10.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，薄化所述第一衬底和所述衬底，包括：

11.根据权利要求2所述的制备方法，其特征在于，至少去除部分所述第二切割区，将第二芯片区分离为多个所述芯片，包括：

12.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，还包括提供第三衬底，所述第三衬底具有第三芯片区，将所述第三芯片区与各所述第一连接端或各第二连接端彼此连接，所述第三芯片区与各所述第一连接端或各第二连接端之间通过微凸块彼此连接或通过直接键合结构连接。