[發明專利]晶圓鍵合方法、晶圓及晶圓鍵合結構

在審

• 申請號: 202110476268.2
• 申請日: 2021-04-29
• 公開（公告）號: CN113206033A
• 公開（公告）日: 2021-08-03
• 發明（設計）人: 繆威
• 申請（專利權）人: 武漢新芯集成電路制造有限公司
• 主分類號: H01L21/68
• 分類號: H01L21/68;H01L21/18;H01L29/06;H01L23/544
• 代理公司: 上海思微知識產權代理事務所(普通合伙) 31237
• 代理人: 田婷

本發明提供一種晶圓鍵合方法、晶圓及晶圓鍵合結構，本實施例通過承載晶圓上預設較小尺寸的第二缺口，在將所述器件晶圓和所述承載晶圓對準鍵合后，使所述第二缺口在所述器件晶圓上的投影完全落入所述第一缺口內；對所述第二缺口修邊，去適配所述第一缺口，使修邊后的所述第二缺口與所述第一缺口重合；在鍵合設備對準精度不高的條件下，最終實現器件晶圓和承載晶圓的精確對準，滿足后續光刻工藝對鍵合對準的精度要求。在承載晶圓上不需要經過光刻工藝制作對準標記，可以減少承載晶圓的工藝流程，節約成本。可以降低鍵合設備性能要求，以便于低成本制作鍵合設備。

技術領域

本發明屬于集成電路制造技術領域，具體涉及一種晶圓鍵合方法、晶圓及晶圓鍵合結構。

背景技術

晶圓鍵合已經成為半導體制造技術集成發展和實用化的關鍵技術。晶圓鍵合是指將兩片平整的晶圓面對面貼合起來，并施加以一定的壓力、溫度、電壓等外部條件，在原有的兩片晶圓間的界面產生原子或者分子間的結合力，如共價鍵、金屬鍵、分子鍵等，使兩表面間的鍵合能達到一定強度，而使這兩片晶圓結為一體。

為了實現高精度對準鍵合，目前主要采用兩種模式，第一種：通過兩片晶圓各自的對準標記對準實現鍵合；第二種：通過尋找晶圓邊界及缺口(notch)對準實現鍵合。

第一種模式的優點：精度高；缺點：成本高，需要高精度鍵合機、鍵合晶圓都需要設計鍵合對準標記，工藝復雜且成本高。

第二種模式的優點：成本低，鍵合晶圓不需要設計對準標記，節省很多工藝流程；缺點：對準精度低，導致后道光刻工藝(識別notch精度44μm)無法接受，易導致報廢，目前通過晶圓邊界及notch對準實現鍵合工藝能力在400μm左右，主要是因為晶圓notch質量不好導致兩片晶圓左右旋轉方向的對準精度誤差。

發明內容

本發明的目的在于提供一種晶圓鍵合方法、晶圓及晶圓鍵合結構，在鍵合設備精度不高的條件下，最終實現器件晶圓和承載晶圓的精確對準，滿足后續光刻工藝對鍵合對準的精度要求。

本發明提供一種晶圓鍵合方法，包括：

提供直徑相同的器件晶圓和承載晶圓，所述器件晶圓具有第一缺口，所述承載晶圓具有第二缺口；

將所述器件晶圓和所述承載晶圓對準鍵合，鍵合后所述第二缺口在所述器件晶圓上的投影完全落入所述第一缺口內；

對所述第二缺口修邊，使修邊后的所述第二缺口與所述第一缺口重合。

進一步的，修邊后的所述第二缺口與所述第一缺口的不重合誤差小于等于3μm。

進一步的，在所述器件晶圓和所述承載晶圓的俯視方向上，所述第一缺口和所述第二缺口均呈扇形。

進一步的，所述第一缺口的對稱軸和所述第二缺口的對稱軸重合時，所述第一缺口對應的扇形弧長比所述第二缺口對應的扇形弧長大850μm～1030μm。

進一步的，所述第一缺口對應的扇形圓心角為89°～95°，所述第一缺口對應的扇形半徑為1100μm±35μm，所述第一缺口對應的扇形弧長為1670μm～1780μm。

進一步的，所述第二缺口對應的扇形圓心角為89°～95°，所述第二缺口對應的扇形半徑為500μm±20μm，所述第二缺口對應的扇形弧長為750μm～820μm。

進一步的，將所述器件晶圓和所述承載晶圓對準鍵合后，所述器件晶圓的中心軸與所述承載晶圓的中心軸重合。

進一步的，將所述器件晶圓和所述承載晶圓對準鍵合包括：

先將所述器件晶圓和所述承載晶圓粘合，再進行退火工藝實現共價鍵鍵合。

進一步的，所述承載晶圓上不設置有元件圖形。