一种晶圆翘曲调整结构及其制备方法与流程

本公开涉及半导体工艺制程，尤其涉及一种晶圆翘曲调整结构及其制备方法。

背景技术：

1、随着晶圆的尺寸增大或厚度减小，在制造晶圆的过程中会发生翘曲。由于构成芯片或半导体封装件的各个组件的热膨胀系数(cte)之间的差异，使得当在晶圆上制造芯片或封装制造的芯片时会发生翘曲，翘曲表示半导体芯片或半导体封装件的不期望弯曲。

技术实现思路

1、有鉴于此，本公开实施例提供一种晶圆翘曲调整结构及其制备方法。

2、根据本公开实施例的第一方面，提供了一种晶圆翘曲调整结构，包括：

3、晶圆，所述晶圆包括相对设置的上表面和下表面，所述上表面用于形成半导体器件；

4、第一介质层，位于所述晶圆的上表面上；

5、第二介质层，位于所述晶圆的下表面上；

6、所述第一介质层和所述第二介质层均包括第一区域和/或第二区域，且还包括除第一区域和/或第二区域的其他区域；其中，

7、所述第一区域覆盖所述晶圆在独立状态下垂直于晶圆表面并且从晶圆往介质层延伸的方向上凸起的部分，所述第二区域覆盖所述晶圆在独立状态下垂直于晶圆表面并且从晶圆往介质层延伸的方向上凹陷的部分；所述第一区域的材料的热膨胀系数大于所述晶圆的材料的热膨胀系数；所述第二区域的材料的热膨胀系数小于所述晶圆的材料的热膨胀系数。

8、在一些实施例中，所述第一介质层和所述第二介质层的第一区域的材料包括氮化硅或碳化硅；

9、所述第一介质层和所述第二介质层的第二区域的材料包括石英。

10、在一些实施例中，所述第一介质层和所述第二介质层的第一区域的材料的热膨胀系数大于所述第一介质层和所述第二介质层其他区域的材料的热膨胀系数；

11、所述第一介质层和所述第二介质层的第二区域的材料的热膨胀系数小于所述第一介质层和所述第二介质层其他区域的材料的热膨胀系数。

12、在一些实施例中，所述第一介质层和所述第二介质层的第一区域的厚度大于或等于所述第一介质层和所述第二介质层其他区域的厚度。

13、在一些实施例中，所述第一介质层和所述第二介质层的第一区域的厚度是所述第一介质层和所述第二介质层其他区域的厚度的1倍～4倍。

14、在一些实施例中，所述第一区域的介质层包括多层介质层，且在垂直于晶圆表面并且从晶圆往介质层延伸的方向上，所述第一区域的每层介质层的材料的热膨胀系数呈阶梯状减小。

15、在一些实施例中，所述第二区域的介质层包括多层介质层，且在垂直于晶圆表面并且从晶圆往介质层延伸的方向上，所述第二区域的每层介质层的材料的热膨胀系数呈阶梯状增大。

16、在一些实施例中，沿所述凸起对应曲线的曲率减小方向，所述介质层的第一区域的材料的热膨胀系数呈阶梯状减小。

17、在一些实施例中，沿所述凹陷对应曲线的曲率减小方向，所述介质层的第二区域的材料的热膨胀系数呈阶梯状增大。

18、根据本公开实施例的第二方面，提供一种晶圆翘曲调整结构的制备方法，包括：

19、提供晶圆，所述晶圆包括相对设置的上表面和下表面，所述上表面用于形成半导体器件；所述晶圆包括翘曲区域；

20、在所述晶圆的上表面上形成第一介质层；

21、在所述晶圆的下表面上形成第二介质层；

22、所述第一介质层和所述第二介质层均包括第一区域和/或第二区域，且还包括除第一区域和/或第二区域的其他区域；其中，

23、所述第一区域覆盖所述晶圆翘曲区域在垂直于晶圆表面并且从晶圆往介质层延伸的方向上凸起的部分，所述第二区域覆盖所述晶圆翘曲区域在垂直于晶圆表面并且从晶圆往介质层延伸的方向上凹陷的部分；所述第一区域的材料的热膨胀系数大于所述晶圆的材料的热膨胀系数；所述第二区域的材料的热膨胀系数小于所述晶圆的材料的热膨胀系数。

24、在一些实施例中，所述第一介质层和所述第二介质层的第一区域的材料包括氮化硅或碳化硅；

25、所述第一介质层和所述第二介质层的第二区域的材料包括石英。

26、在一些实施例中，所述第一介质层和所述第二介质层的第一区域的材料的热膨胀系数大于所述第一介质层和所述第二介质层其他区域的材料的热膨胀系数；

27、所述第一介质层和所述第二介质层的第二区域的材料的热膨胀系数小于所述第一介质层和所述第二介质层其他区域的材料的热膨胀系数。

28、在一些实施例中，所述在所述晶圆的上表面上形成第一介质层；在所述晶圆的下表面上形成第二介质层；包括：

29、在所述晶圆的上表面上形成第一介质层预层；

30、在所述晶圆的下表面上形成第二介质层预层；

31、刻蚀所述第一介质层预层和所述第二介质层预层在所述第一区域的部分，形成第一沟槽；在所述第一沟槽内填充第一材料，所述第一材料的热膨胀系数大于所述晶圆的材料的热膨胀系数；和/或，

32、刻蚀所述第一介质层预层和所述第二介质层预层在所述第二区域的部分，形成第二沟槽；在所述第二沟槽内填充第二材料，所述第二材料的热膨胀系数小于所述晶圆的材料的热膨胀系数。

33、在一些实施例中，所述第一介质层和所述第二介质层的第一区域的厚度大于或等于所述第一介质层和所述第二介质层其他区域的厚度。

34、在一些实施例中，所述第一介质层和所述第二介质层的第一区域的厚度是所述第一介质层和所述第二介质层其他区域的厚度的1倍～4倍。

35、在一些实施例中，所述第一区域的介质层包括多层介质层，且在垂直于晶圆表面并且从晶圆往介质层延伸的方向上，所述第一区域的每层介质层的材料的热膨胀系数呈阶梯状减小。

36、在一些实施例中，所述第二区域的介质层包括多层介质层，且在垂直于晶圆表面并且从晶圆往介质层延伸的方向上，所述第二区域的每层介质层的材料的热膨胀系数呈阶梯状增大。

37、在一些实施例中，沿所述凸起对应曲线的曲率减小方向，所述介质层的第一区域的材料的热膨胀系数呈阶梯状减小。

38、在一些实施例中，沿所述凹陷对应曲线的曲率减小方向，所述介质层的第二区域的材料的热膨胀系数呈阶梯状增大。

39、在一些实施例中，所述晶圆的翘曲区域的形状为马鞍状或波浪形。

40、本公开实施例中，通过在晶圆的上表面和下表面上形成介质层，且控制介质层在从晶圆往介质层延伸的方向上凸起的部分的热膨胀系数大于晶圆的热膨胀系数，在从晶圆往介质层延伸的方向上凹陷的部分的热膨胀系数小于晶圆的热膨胀系数，以此针对局部区域形成不同热膨胀系数的材料，以改善晶圆的翘曲度，形成工艺简单、灵活、快速，对任意复杂翘曲形状都适用，且可应用在不同晶圆系统的晶圆堆叠，达到多层晶圆系统的整合。

技术特征：

1.一种晶圆翘曲调整结构，其特征在于，包括：

2.根据权利要求1所述的晶圆翘曲调整结构，其特征在于，

3.根据权利要求1所述的晶圆翘曲调整结构，其特征在于，

4.根据权利要求1所述的晶圆翘曲调整结构，其特征在于，

5.根据权利要求4所述的晶圆翘曲调整结构，其特征在于，

6.根据权利要求1所述的晶圆翘曲调整结构，其特征在于，

7.根据权利要求1所述的晶圆翘曲调整结构，其特征在于，

8.根据权利要求1所述的晶圆翘曲调整结构，其特征在于，

9.根据权利要求1所述的晶圆翘曲调整结构，其特征在于，

10.一种晶圆翘曲调整结构的制备方法，其特征在于，包括：

11.根据权利要求10所述的方法，其特征在于，

12.根据权利要求10所述的方法，其特征在于，

13.根据权利要求10所述的方法，其特征在于，

14.根据权利要求10所述的方法，其特征在于，

15.根据权利要求14所述的方法，其特征在于，

16.根据权利要求10所述的方法，其特征在于，

17.根据权利要求10所述的方法，其特征在于，

18.根据权利要求10所述的方法，其特征在于，

19.根据权利要求10所述的方法，其特征在于，

20.根据权利要求10所述的方法，其特征在于，

技术总结
本公开实施例公开了一种晶圆翘曲调整结构及其制备方法，其中，所述晶圆翘曲调整结构，包括：晶圆，晶圆包括相对设置的上表面和下表面，上表面用于形成半导体器件；第一介质层，位于晶圆的上表面上；第二介质层，位于晶圆的下表面上；第一介质层和第二介质层均包括第一区域和/或第二区域，且还包括除第一区域和/或第二区域的其他区域；其中，第一区域覆盖晶圆在独立状态下垂直于晶圆表面并且从晶圆往介质层延伸的方向上凸起的部分，第二区域覆盖晶圆在独立状态下垂直于晶圆表面并且从晶圆往介质层延伸的方向上凹陷的部分；第一区域的材料的热膨胀系数大于晶圆的材料的热膨胀系数；第二区域的材料的热膨胀系数小于晶圆的材料的热膨胀系数。

技术研发人员：庄凌艺
受保护的技术使用者：长鑫存储技术有限公司
技术研发日：
技术公布日：2024/1/16