[发明专利]键合方法

说明书

本发明构思提供了一种键合方法。键合方法包括：将第二键合物键合到第一键合物的键合步骤；将保护剂提供到第一键合物的未与第二键合物键合的区域的保护剂提供步骤；以及蚀刻第二键合物的背面的蚀刻步骤。

技术领域

本文描述的本发明构思的实施例涉及一种键合方法。

背景技术

近来，随着半导体元件的集成度达到极限，三维堆叠半导体元件的3D封装技术受到关注。作为代表性示例，正在研究使用贯穿硅通孔(TSV)将3D集成电路商业化的技术。可以通过其中TSV管芯D被堆叠和键合的管芯键合工艺来制造三维半导体。

该管芯键合工艺使用作为键合介质的粘合膜和焊料凸块，以将TSV管芯D键合到主晶片MW上。然而，近来，随着TSV之间的I/O间距逐渐变得更加精细，由于键合介质(例如，焊料凸块)和TSV之间的连接而可能发生缺陷，从而导致短路。为了解决这个问题，在不使用上述键合介质的情况下将TSV管芯D和主晶片MW键合的直接键合工艺正在兴起。

图1是通常的直接键合工艺的流程图，并且图2图示了通过图1的直接键合工艺将管芯键合到主晶片上的状态。

参考图1和图2，通常的直接键合工艺可以包括用于将管芯D和主晶片MW之间的键合表面亲水化的亲水化处理步骤S1、用于在室温下将已经亲水化的键合表面彼此临时键合的临时键合步骤S2，以及用于在高温下将临时键合的管芯D完全键合的完全键合步骤S3。在亲水化处理步骤S1中，使用等离子体对键合表面进行表面处理，并且将水喷射到经表面处理的键合表面上以形成液膜。此外，在用于在室温下将已经亲水化的键合表面彼此临时键合的临时键合步骤S2中，键合头将管芯D临时键合到主晶片MW的键合表面。在临时键合期间，主晶片MW的第一贯穿电极WE和管芯D的第二贯穿电极DE可以彼此对准。在完全键合步骤S3中，将高温传递到管芯D。第一贯穿电极WE和第二贯穿电极DE可以因热而膨胀，并且因此第一贯穿电极WE和第二贯穿电极DE可以是彼此键合。

近来，随着管芯D的厚度变得非常薄，在完全键合时键合头不能对管芯D加压。这是因为如果对管芯D加压，则管芯D内部可能发生裂纹。也就是说，由于当管芯D完全键合时没有对管芯D加压，如图2所示，贯穿电极WE和DE可能没有键合，或者贯穿电极WE和DE的键合可能不完全。此外，在某些情况下，由于贯穿电极WE和DE的热膨胀，键合的管芯D可能从主晶片MW剥离。

发明内容

本发明构思的实施例提供了一种用于有效地将管芯键合到主晶片的键合方法。

本发明构思的实施例提供了一种用于对管芯加压以键合到主晶片的键合方法。

本发明构思的实施例提供了一种用于获取主晶片的电极和管芯的电极之间的键合质量同时防止在管芯上发生损坏的键合方法。

本发明构思的技术目的不限于上述那些，并且其他未提及的技术目的对于本领域技术人员来说将通过以下描述变得显而易见。

本发明构思提供一种键合方法。该键合方法包括：将第二键合物键合到第一键合物的键合步骤；将保护剂提供到第一键合物的未与第二键合物键合的区域的保护剂提供步骤；以及蚀刻第二键合物的背面的蚀刻步骤。

在实施例中，该键合方法还包括：在执行蚀刻步骤之后，去除残留在第一键合物上的保护剂的保护剂去除步骤。

在实施例中，该键合方法还包括：在执行键合步骤之前，加工第二键合物的厚度的厚度加工步骤，并且其中，厚度加工步骤加工第二键合物的厚度，使得第二键合物的加工厚度比目标厚度厚。

在实施例中，键合步骤通过在更靠近第一键合物的方向上对第二键合物加压来执行。

在实施例中，键合步骤通过在更靠近第一键合物的方向上对第二键合物加压并且通过加热第一键合物或第二键合物来执行。

在实施例中，蚀刻步骤蚀刻第二键合物的背面，使得第二键合物的厚度从加工厚度变为目标厚度。