[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

本公開總體涉及晶圓鍵合方法和經鍵合器件結構。在一個實施例中，一種結構包括：第一器件，包括第一電介質層和在第一電介質層中的第一對準標記，第一對準標記包括第一磁十字，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第二電介質層中的第二對準標記，第二對準標記包括第二磁十字，第二磁十字具有第二北極和第二南極，第一北極與第二南極對準，第一南極與第二北極對準，第一電介質層通過電介質?電介質鍵合而鍵合到第二電介質層，第一對準標記通過金屬?金屬鍵合而鍵合到第二對準標記。

技術領域

本公開涉及半導體領域，尤其涉及晶圓鍵合方法和經鍵合器件結構。

背景技術

由于集成電路(IC)的發展，由于各種電子組件(例如，晶體管、二極管、電阻器、電容器等)的集成密度的不斷改進，半導體工業經歷了持續的快速增長。在很大程度上，集成密度的這些改進來自于最小特征尺寸的重復減小，這允許將更多的組件集成到給定面積中。隨著對小型化、更高速度、更大帶寬以及更低功耗和延遲的需求的增長，對用于封裝半導體管芯的更小和更創造性的技術的需求也在增長。

堆疊式半導體器件已成為用于進一步減小半導體器件的物理尺寸的有效技術。在堆疊式半導體器件中，諸如邏輯和存儲器電路之類的有源電路被制造在不同的半導體晶圓上。兩個或更多個半導體晶圓可以通過適當的鍵合技術而鍵合在一起，以進一步減小半導體器件的形狀因數。

發明內容

根據本公開的第一實施例，提供了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。

根據本公開的第二實施例，提供了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。

根據本公開的第三實施例，提供了一種半導體結構，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。

附圖說明

在結合附圖閱讀時，可以從下面的具體實施方式中最佳地理解本公開的各方面。應注意，根據工業中的標準實踐，各種特征未按比例繪制。事實上，為了討論的清楚起見，各種特征的尺寸可能被任意地增大或縮小了。

圖1是根據一些實施例的晶圓的截面圖。

圖2A至圖4B是根據一些實施例的用于形成晶圓的對準標記的工藝期間的中間步驟的視圖。