[發明專利]一種減小晶圓翹曲的方法及晶圓鍵合方法

有效

• 申請號: 202011001472.0
• 申請日: 2020-09-22
• 公開（公告）號: CN112216609B
• 公開（公告）日: 2022-07-26
• 發明（設計）人: 伍術;肖亮;王溢歡;尹朋岸;嚴孟;王歡;華子群
• 申請（專利權）人: 長江存儲科技有限責任公司
• 主分類號: H01L21/324
• 分類號: H01L21/324;H01L21/60;H01L27/1157;H01L27/11582
• 代理公司: 北京漢之知識產權代理事務所(普通合伙) 11479
• 代理人: 高園園

本發明提供一種減小晶圓翹曲的方法及晶圓鍵合方法，本發明的方法對在不同方向上存在翹曲度差異的晶圓，確定所述晶圓在不同方向上的翹曲度，并根據不同方向上的所述翹曲值，沿不同方向或者在晶圓的不同區域采用不同的退火策略對所述晶圓進行退火。例如，對晶圓沿某一個方向進行退火，或者在不同方向上設定不同的退火溫度進行退火。通過上述不同的退火策略，調整晶圓不同方向上的應力，補償晶圓不同方向上的翹曲度，使晶圓形狀趨于平面化，最終滿足加工及器件需求。另外，上述方法可以通過APC實現，只需要對退火策略進行調整便可實現，無需增加額外的步驟或者制程時間，可以實現量產，并且有利于降低生產成品。

技術領域

本發明涉及半導體集成電路制造領域，特別涉及一種減小晶圓翹曲的方法及晶圓鍵合方法。

背景技術

在半導體器件制造過程中，涉及到很多的晶圓處理以及膜層沉積過程，這些膜層通常為不同的材料層，例如可能是氮化物、氧化物、金屬、多晶硅等多中材料的膜層。不同材料的膜層均具有延展以及收縮的特性。膜層的沉積或者半導體器件制造的其他制程通常伴隨著熱過程，經歷熱過程之后，不同材料的膜層通常表現出不同的應力，有些膜層表現為張應力，有些膜層則表現為壓應力。這些不同的應力表現使得晶圓呈現出不同的彎曲或者翹曲形狀。另外，由于晶圓生形成的器件的版圖設計，也會使得晶圓在不同方向上產生不同的彎曲度，導致晶圓產生相應的形變。嚴重時，晶圓可能會呈現彎曲度較大的盤狀或者馬鞍狀。

由于半導體加工機臺的限制，晶圓的彎曲或者翹曲如果過大或者不同方向上的翹曲差異將會導致晶圓加工受到限制甚至使得晶圓無法在同一機臺上進行加工，增加器件制造成本。

目前通常采用在晶圓上方或者背面沉積介質層膜，對介質層膜進行高溫退火以中和或者抵消晶圓的應力。然而，由于該介質層膜是均勻沉積的，其在各個方向上對應力的改變是相同的，無法滿足調整不同方向上的應力的要求。

鑒于以上不足，有必要提供一種通過調整晶圓不同方向上的應力的方式，使得晶圓滿足加工需求的技術。

發明內容

鑒于現有技術的上述缺點與不足，本發明的目的在于提供一種減小晶圓翹曲的方法及晶圓鍵合方法，通過翹曲值量測，確定晶圓在不同方向上的翹曲度，確定退火策略，在不同方向上采用不同的退火策略對晶圓進行退火，從而調整晶圓不同方向上的應力，補償不同方向上的彎曲，使得晶圓滿足加工需要。

為實現上述目的及其它相關目的，本發明提供了一種減小晶圓翹曲的方法，該方法包括如下步驟：

提供在不同方向上存在翹曲度差異的晶圓；

確定所述晶圓在不同方向上的翹曲度；

根據不同方向上的所述翹曲值，沿不同方向或者在晶圓的不同區域采用不同的退火策略對所述晶圓進行退火。

可選地，沿不同方向或者在晶圓的不同區域采用不同的退火策略對所述晶圓進行退火，還包括以下步驟：

根據不同方向上的翹曲度，在不同方向上設定不同的退火溫度進行退火。

可選地，沿不同方向或者在晶圓的不同區域采用不同的退火策略對所述晶圓進行退火，還包括以下步驟：

根據不同方向上的翹曲度，選定需要進行退火的區域。

可選地，在選定的需要進行退火的區域進行退火，其余區域不進行退火。

可選地，所述不同方向包括沿所述晶圓的徑向相互垂直的方向。

可選地，對晶圓進行尖峰退火。

可選地，所述晶圓包括襯底、形成在所述襯底上多層膜層。

本發明的另一實施例還提供了一種晶圓鍵合方法，該方法包括以下步驟：

提供待鍵合的晶圓；