[發明專利]晶圓鍵合方法和經鍵合器件結構

在審

• 申請號: 202210854969.X
• 申請日: 2022-07-19
• 公開（公告）號: CN116525466A
• 公開（公告）日: 2023-08-01
• 發明（設計）人: 莊學理;李元仁;朱芳蘭;吳偉成;許諾
• 申請（專利權）人: 臺灣積體電路制造股份有限公司
• 主分類號: H01L21/50
• 分類號: H01L21/50;H01L21/60;H01L23/492;H01L23/498;H01L23/544
• 代理公司: 北京東方億思知識產權代理有限責任公司 11258
• 代理人: 桑敏

1.一種制造半導體結構的方法，包括：

形成第一晶圓和第二晶圓，所述第一晶圓包括第一對準標記，所述第一對準標記包括第一磁十字，所述第一磁十字包括第一北極和第一南極，所述第一北極包括所述第一磁十字的第一相鄰臂，所述第一南極包括所述第一磁十字的第二相鄰臂，所述第二晶圓包括第二對準標記，所述第二對準標記包括第二磁十字，所述第二磁十字包括第二北極和第二南極，所述第二北極包括所述第二磁十字的第一相鄰臂，所述第二南極包括所述第二磁十字的第二相鄰臂；

在光學對準工藝中，將所述第一對準標記與所述第二對準標記對準；

在所述光學對準工藝之后，在磁對準工藝中將所述第一對準標記與所述第二對準標記對準，其中，所述第一北極與所述第二南極對準，所述第一南極與所述第二北極對準；以及

在所述第一晶圓和所述第二晶圓之間形成鍵合。

2.根據權利要求1所述的方法，其中，所述第一對準標記包括多個第一磁十字的第一網格，所述第一磁十字是所述多個第一磁十字中的一個，其中，所述第一網格內的所述多個第一磁十字的交替行彼此偏移。

3.根據權利要求2所述的方法，其中，所述多個第一磁十字的每隔一行是對準的。

4.根據權利要求1所述的方法，其中，所述第一磁十字和所述第二磁十字各自包括摻雜有硼、硅或鉬的鈷-鐵-鎳。

5.根據權利要求1所述的方法，其中，所述第一晶圓還包括第一電介質層和第一鍵合焊盤，所述第一對準標記和所述第一鍵合焊盤形成在所述第一電介質層中，所述第二晶圓還包括第二電介質層和第二鍵合焊盤，所述第二對準標記和所述第二鍵合焊盤形成在所述第二電介質層中，并且所述第一鍵合焊盤、所述第二鍵合焊盤、所述第一對準標記和所述第二對準標記由相同的磁性材料形成。

6.根據權利要求1所述的方法，其中，所述第一晶圓還包括第一電介質層和第一鍵合焊盤，所述第一對準標記和所述第一鍵合焊盤形成在所述第一電介質層中，所述第二晶圓還包括第二電介質層和第二鍵合焊盤，所述第二對準標記和所述第二鍵合焊盤形成在所述第二電介質層中，所述第一鍵合焊盤和所述第二鍵合焊盤由導電材料形成，所述第一對準標記和所述第二對準標記由磁性材料形成，并且所述導電材料不同于所述磁性材料。

7.根據權利要求1所述的方法，其中，所述第一晶圓還包括第一電介質層，所述第一對準標記形成在所述第一電介質層中，所述第二晶圓還包括第二電介質層，所述第二對準標記形成在所述第二電介質層中，并且在所述第一晶圓和所述第二晶圓之間形成鍵合包括：

在所述第一電介質層和所述第二電介質層之間形成電介質-電介質鍵合；以及

在所述第一對準標記和所述第二對準標記之間形成金屬-金屬鍵合。

8.一種制造半導體結構的方法，包括：

向第一晶圓施加第一磁場以磁化所述第一晶圓的第一對準標記，所述第一對準標記各自包括多個第一磁十字，所述第一磁場與所述多個第一磁十字的第一臂形成第一非零角度；

向第二晶圓施加第二磁場以磁化所述第二晶圓的第二對準標記，所述第二對準標記各自包括多個第二磁十字，所述第二磁場與所述多個第二磁十字的第二臂形成第二非零角度，所述第一磁場具有與所述第二磁場相反的極性；

朝向所述第二晶圓移動所述第一晶圓，直到所述第一對準標記和所述第二對準標記對所述第一晶圓和所述第二晶圓施加水平力和豎直力；以及

在所述第一晶圓和所述第二晶圓之間形成鍵合。

9.根據權利要求8所述的方法，其中，所述第一磁場具有與所述第二磁場不同的強度。

10.一種半導體結構，包括：

第一器件，包括第一電介質層和在所述第一電介質層中的第一對準標記，所述第一對準標記包括第一磁十字，所述第一磁十字具有第一北極和第一南極；以及

第二器件，包括第二電介質層和在所述第二電介質層中的第二對準標記，所述第二對準標記包括第二磁十字，所述第二磁十字具有第二北極和第二南極，所述第一北極與所述第二南極對準，所述第一南極與所述第二北極對準，所述第一電介質層通過電介質-電介質鍵合而鍵合到所述第二電介質層，所述第一對準標記通過金屬-金屬鍵合而鍵合到所述第二對準標記。