[發明專利]晶圓鍵合方法以及鍵合晶圓

在審

• 申請號: 201811391856.0
• 申請日: 2018-11-21
• 公開（公告）號: CN109545672A
• 公開（公告）日: 2019-03-29
• 發明（設計）人: 閔源;王淞山;許力恒;趙強
• 申請（專利權）人: 德淮半導體有限公司
• 主分類號: H01L21/18
• 分類號: H01L21/18;H01L27/146
• 代理公司: 北京集佳知識產權代理有限公司 11227
• 代理人: 武振華;吳敏

一種晶圓鍵合方法以及鍵合晶圓，所述方法包括：提供第一晶圓，所述第一晶圓內形成有半導體器件，所述第一晶圓包括中心區域以及環繞所述中心區域的邊緣區域；在所述第一晶圓的表面形成介質層；對所述第一晶圓進行邊緣研磨修剪，以去除所述邊緣區域表面的介質層，以及所述介質層覆蓋的所述第一晶圓的一部分；提供第二晶圓；將所述第一晶圓與所述第二晶圓鍵合，其中，所述介質層朝向所述第二晶圓。本發明方案可以有效地避免在晶圓鍵合后斜坡平面與第二晶圓之間的夾縫容易產生空洞和灰邊的問題，提高鍵合晶圓的品質。

技術領域

本發明涉及半導體制造技術領域，尤其涉及一種晶圓鍵合方法以及鍵合晶圓。

背景技術

圖像傳感器是攝像設備的核心部件，通過將光信號轉換成電信號實現圖像拍攝功能。以互補金屬氧化物半導體圖像傳感器(CMOS Image Sensors，CIS)器件為例，由于其具有低功耗和高信噪比的優點，因此在各種領域內得到了廣泛應用。

以背照式(Back-side Illumination，BSI)CIS為例，在現有的制造工藝中，先在器件晶圓內形成邏輯器件、像素器件以及金屬互連結構，然后將承載晶圓的正面與所述器件晶圓的正面鍵合，進而對半導體襯底的背部進行減薄，進而在半導體襯底的背面形成CIS的后續工藝，例如在所述像素器件的半導體襯底背面形成網格狀的格柵(Grid)，在所述格柵之間的網格內形成濾光鏡(Filter)矩陣等。

目前，在將承載晶圓的正面與所述器件晶圓的正面鍵合的工藝中，為了減少晶圓邊緣的空洞和灰邊，通常會沉積很厚的氧化膜，然后通過化學機械研磨來優化晶圓邊緣的狀況，但仍然存在空洞和灰邊，亟需一種晶圓鍵合方法，對晶圓邊緣進行優化。

發明內容

本發明解決的技術問題是提供一種晶圓鍵合方法以及鍵合晶圓，可以有效地避免在晶圓鍵合后斜坡平面與第二晶圓之間的夾縫容易產生空洞和灰邊的問題，提高鍵合晶圓的品質。

為解決上述技術問題，本發明實施例提供一種晶圓鍵合方法，包括：提供第一晶圓，所述第一晶圓內形成有半導體器件，所述第一晶圓包括中心區域以及環繞所述中心區域的邊緣區域；在所述第一晶圓的表面形成介質層；對所述第一晶圓進行邊緣研磨修剪，以去除所述邊緣區域表面的介質層，以及所述介質層覆蓋的所述第一晶圓的一部分；提供第二晶圓；將所述第一晶圓與所述第二晶圓鍵合，其中，所述介質層朝向所述第二晶圓。

可選的，所述介質層的材料選自氧化硅以及氮化硅。

可選的，在形成所述介質層之后，所述的晶圓鍵合方法還包括：對所述介質層進行平坦化。

可選的，所述介質層的厚度為500nm至3000nm。

可選的，采用研磨設備對所述第一晶圓進行邊緣研磨修剪；其中，所述研磨設備為圓筒狀的金剛石刀片。

可選的，在所述邊緣區域，所述第一晶圓包括環繞所述中心區域的第一表面，以及環繞所述第一表面的第二表面，其中，所述第一表面為平面，所述第二表面為曲面。

可選的，所述第一晶圓為器件晶圓，所述第二晶圓為承載晶圓。

為解決上述技術問題，本發明實施例提供一種鍵合晶圓，包括：第一晶圓，所述第一晶圓內形成有半導體器件，所述第一晶圓包括中心區域以及邊緣區域，所述邊緣區域的第一晶圓的一部分被去除以形成凹槽；介質層，覆蓋所述第一晶圓的中心區域的表面，且未覆蓋所述凹槽；第二晶圓，與所述第一晶圓鍵合，其中，所述介質層朝向所述第二晶圓。

可選的，所述介質層的材料選自氧化硅以及氮化硅。

可選的，所述第一晶圓為器件晶圓，所述第二晶圓為承載晶圓。

與現有技術相比，本發明實施例的技術方案具有以下有益效果：