[發明專利]晶圓鍵合方法以及晶圓鍵合結構

有效

• 申請號: 201710156402.4
• 申請日: 2017-03-16
• 公開（公告）號: CN108630559B
• 公開（公告）日: 2020-09-08
• 發明（設計）人: 程晉廣;施林波;陳福成
• 申請（專利權）人: 中芯國際集成電路制造(上海)有限公司;中芯國際集成電路制造(北京)有限公司
• 主分類號: H01L21/60
• 分類號: H01L21/60;H01L25/065;H01L23/488
• 代理公司: 北京集佳知識產權代理有限公司 11227
• 代理人: 吳敏

1.一種晶圓鍵合方法，其特征在于，包括：

提供第一晶圓，所述第一晶圓具有第一晶圓面；

在部分所述第一晶圓面上形成第一金屬層；

在所述第一晶圓面上形成第一環形擋墻結構，所述第一環形擋墻結構包括相互分立的第一環形擋墻和第二環形擋墻，其中，所述第二環形擋墻位于所述第一環形擋墻包圍的第一晶圓面上，且所述第一金屬層位于所述第一環形擋墻與所述第二環形擋墻之間的第一晶圓面上；形成第一環形擋墻結構的步驟包括：在所述第一晶圓面上形成第一阻擋層；在部分所述第一阻擋層上形成第一環形光刻膠；在所述第一環形光刻膠包圍的第一阻擋層上形成第二環形光刻膠，所述第二環形光刻膠與所述第一環形光刻膠相互分立；以所述第一環形光刻膠為掩膜刻蝕所述第一阻擋層，形成所述第一環形擋墻；以所述第二環形光刻膠為掩膜刻蝕所述第一阻擋層，形成所述第二環形擋墻；去除所述第一環形光刻膠和第二環形光刻膠；

提供第二晶圓，所述第二晶圓具有第二晶圓面；

在部分所述第二晶圓面上形成第二金屬層；

在所述第二晶圓面上形成第二環形擋墻結構，所述第二環形擋墻結構包括相互分立的第三環形擋墻和第四環形擋墻，其中，所述第四環形擋墻位于所述第三環形擋墻包圍的第二晶圓面上，且所述第二金屬層位于所述第三環形擋墻與所述第四環形擋墻之間的第二晶圓面上；

將所述第一金屬層與所述第二金屬層相互鍵合。

2.如權利要求1所述的晶圓鍵合方法，其特征在于，在進行所述相互鍵合之前，在沿垂直于第一晶圓面且第一晶圓面指向第一金屬層的方向上，所述第一環形擋墻結構在沿平行于第一晶圓面方向上的寬度逐漸減小；在沿垂直于第二晶圓面且第二晶圓面指向第二金屬層的方向上，所述第二環形擋墻結構在沿平行于第二晶圓面的方向上的寬度逐漸減小。

3.如權利要求1所述的晶圓鍵合方法，其特征在于，先形成所述第一環形擋墻結構，后形成所述第一金屬層；或者，先形成所述第一金屬層，后形成所述第一環形擋墻結構。

4.如權利要求1所述的晶圓鍵合方法，其特征在于，所述第一金屬層的材料為鍺或鋁；所述第二金屬層的材料為鍺或鋁；所述第一環形擋墻結構的材料包括：氧化硅、氮化硅以及氮氧化硅中的一種或者多種；所述第二環形擋墻結構的材料包括：氧化硅、氮化硅以及氮氧化硅中的一種或者多種。

5.如權利要求1所述的晶圓鍵合方法，其特征在于，形成所述第一環形光刻膠以及第二環形光刻膠的步驟之后，形成所述第一環形擋墻以及第二環形擋墻的步驟之前，所述形成方法還包括：對所述第一環形光刻膠以及第二環形光刻膠進行第一回流處理。

6.如權利要求5所述的晶圓鍵合方法，其特征在于，所述第一回流處理的參數包括：所述第一回流處理的處理溫度在150攝氏度至200攝氏度范圍內，處理時間為2分鐘至10分鐘。

7.如權利要求1所述的晶圓鍵合方法，其特征在于，所述第一金屬層與所述第一晶圓面之間還具有第一介質層；在提供所述第一晶圓之后，形成所述第一金屬層之前，所述形成方法還包括：在所述第一晶圓面上形成第一介質層。

8.如權利要求7所述的晶圓鍵合方法，其特征在于，先形成所述第一環形擋墻結構，后形成所述第一金屬層；形成所述第一介質層和所述第一金屬層的步驟包括：

在所述第一晶圓面和所述第一環形擋墻結構上形成所述第一介質層；

在所述第一介質層上形成第一金屬膜；

圖形化所述第一金屬膜，形成所述第一金屬層。

9.如權利要求1所述的晶圓鍵合方法，其特征在于，將所述第一金屬層與所述第二金屬層相互鍵合的步驟中，所述第一環形擋墻結構頂部與所述第二晶圓面相接觸；或者，所述第二環形擋墻結構頂部與所述第一晶圓面相接觸。

10.如權利要求1所述的晶圓鍵合方法，其特征在于，所述第一環形擋墻結構頂部與所述第二晶圓面相接觸；且所述第二環形擋墻結構頂部與所述第一晶圓面相接觸。