一种减小晶圆键合对准偏差的方法技术

本发明专利技术涉及一种减小晶圆键合对准偏差的方法，包括：1）在A晶圆表面通过蒸发或者电镀的方法形成一层图形化金属；2）在B晶圆表面通过蒸发或者电镀的方法形成一层与图形化金属相同图形的低熔点金属；3）在A晶圆表面旋涂一层BCB；4）对A晶圆表面的BCB进行软固化；5）对A晶圆表面的BCB进行图形化干法刻蚀，直至图形化金属表面的BCB刻蚀干净；6）A晶圆和B晶圆正面相对，通过对准标记对准，升温升压，以实现金属和BCB键合。优点：采用低熔点金属预键合加固的方法，减少因为晶圆键合时BCB流动而产生对准偏差的问题，提高晶圆间BCB键合的对准精度。

【技术实现步骤摘要】
一种减小晶圆键合对准偏差的方法
本专利技术是一种减小晶圆键合对准偏差的方法，属于半导体工艺

技术介绍
随着芯片集成度的不断提高以及CMOS工艺复杂度的增加，集成电路的成本及性能方面的问题越来越突出，三维集成技术已成为研究热点。三维集成电路不同于二维CMOS集成工艺只有单个有源层，而是具有多个有源层在垂直方向堆叠，信号主要是应用硅通孔结构进行传输，使不同分层的器件在最短路径上实现了全局互连。在三维集成中，键合技术为芯片堆叠提供电学连接和机械支撑，从而实现两层或多层芯片间电路的垂直互连。其中BCB键合是三维集成电路中较为常用的一种键合工艺，因为BCB键合具有工艺简单、键合温度低、键合强度高等优点。不过互连对各层间的对准精度有着很高的要求，目前基于BCB键合的对准精度并不理想，主要原因是BCB具有流动性，对准偏差甚至能达几十微米，这对各层芯片间电路的互连产生很大的影响。针对这一问题，目前研究人员并没有很好的解决方案，只能在键合对准时进行修正，严重限制了三维集成技术的发展。
技术实现思路
本专利技术提出的是一种减小晶圆键合对准偏差的方法，其目的在于针对现有技术中晶圆间BCB键合存在的对准精度低、效率低等缺陷，提出了一种操作简单、精度较高的减小晶圆键合对准偏差的方法。本专利技术的技术解决方案：一种减小晶圆键合对准偏差的方法，包括以下步骤：1）A晶圆表面镀金属；2）B晶圆表面镀金属；3）A晶圆表面旋涂BCB；4）A晶圆表面BCB软固化；5）BCB图形化干法等离子体刻蚀；6）晶圆BCB键合。本专利技术的有益效果：1）采用低熔点金属预先键合加固的方法，减少因为晶圆键合时BCB流动而产生对准偏差的问题，提高晶圆间BCB键合的对准精度；2）步骤简便，操作简单，实验效率高。附图说明附图1是在晶圆001表面形成图形化金属003的剖面图。附图2是在晶圆002表面形成图形化低熔点金属004的剖面图。附图3是在晶圆001表面旋涂BCB的剖面图。附图4是图形化刻蚀BCB的剖面图。附图5是晶圆001与晶圆002键合的剖面图。图中001、002是晶圆，003是图形化金属、004是低熔点金属。具体实施方式一种减小晶圆键合对准偏差的方法，包括以下步骤：1）A晶圆表面镀金属：在A晶圆001表面通过蒸发或者电镀的方法形成一层图形化金属003，厚度为0.5-1.0微米，A晶圆001两侧设有对准标记；2）B晶圆表面镀金属：在B晶圆002表面通过蒸发或者电镀的方法形成一层与图形化金属003图形相同的低熔点金属004，厚度为1.0-2.0微米，B晶圆002两侧设有对准标记；3）旋涂BCB：在A晶圆001表面旋涂一层苯并环丁烯BCB，BCB完全覆盖图形化金属003，BCB厚度为1.5-3.0微米；4）BCB软固化：将A晶圆001放入烘箱，对其表面的BCB进行软固化，软固化温度为150-180摄氏度，时间为1-2小时；5）BCB图形化干法等离子体刻蚀：A晶圆001表面的BCB软固化完之后，对BCB进行图形化干法等离子体刻蚀，刻蚀图形与图形化金属003的图形相同，刻蚀至图形化金属003表面BCB干净；6）BCB键合：将A晶圆001和B晶圆002正面相对，利用键合对准机通过A晶圆001和B晶圆002上的对准标记实现图形对准后，放入键合机中键合，温度首先升高到低熔点金属004的熔点温度，实现图形化金属003与低熔点金属004预键合，然后继续升温加压实现A晶圆001和B晶圆002的BCB键合，温度250摄氏度，压力1000-2000mBar。所述步骤1）A晶圆表面镀金属中，所述图形化金属003为金、铜中的一种。所述步骤2）B晶圆表面镀金属中，所述低熔点金属004为铟、锡中的一种。下面结合附图对本专利技术技术方案进一步说明如附图1所示，在晶圆001表面通过蒸发或者电镀的方法形成一层图形化金属003，图形化金属003可为金、铜等金属，厚度0.5-1.0微米。如附图2所示，在晶圆002表面通过蒸发或者电镀的方法形成一层与图形化金属003相同图形的低熔点金属004，金属004可为铟等低熔点金属，厚度1.0-2.0微米。如附图3所示，在晶圆001表面旋涂一层BCB，BCB完全覆盖图形化金属003，BCB厚度1.5-3.0微米。将晶圆001放入烘箱，对其表面的BCB进行软固化，软固化温度150-180摄氏度，时间1-2小时。如附图4所示，晶圆001表面的BCB软固化完之后，对BCB进行图形化干法等离子体刻蚀，刻蚀图形与图形化金属003的图形相同，将图形化金属003表面的BCB刻蚀干净。如附图5所示，晶圆001和晶圆002正面相对，利用键合对准机通过晶圆001和晶圆002上的对准标记实现图形对准后，放入键合机中首先升高温度到低熔点金属004的熔点温度，实现图形化金属003与低熔点金属004预键合，然后继续升温加压实现晶圆001和晶圆002的BCB键合，温度250摄氏度，压力1000-2000mBar。实施例1一种减小晶圆键合对准偏差的方法，包括以下步骤：1）在晶圆001表面通过蒸发或者电镀的方法形成一层图形化的图形化金属003，图形化金属003为金，厚度0.75微米；2）在晶圆002表面通过蒸发或者电镀的方法形成一层与图形化金属003相同图形的低熔点金属004，金属004为铟，厚度1.5微米；3）在晶圆001表面旋涂一层BCB，BCB完全覆盖图形化金属003，BCB厚度2.0微米；4）将晶圆001放入烘箱，对其表面的BCB进行软固化，软固化温度165摄氏度，时间1.5小时；5）晶圆001表面的BCB软固化完之后，对BCB进行图形化干法等离子体刻蚀，刻蚀图形与图形化金属003的图形相同，将图形化金属003表面的BCB刻蚀干净；6）晶圆001和晶圆002正面相对，利用键合对准机通过晶圆001和晶圆002上的对准标记实现图形对准后，放入键合机中首先升高温度到低熔点金属004的熔点温度，实现图形化金属003与低熔点金属004预键合，然后继续升温加压实现晶圆001和晶圆002的BCB键合，温度250摄氏度，压力1500mBar。实施例2一种减小晶圆键合对准偏差的方法，包括以下步骤：1）在晶圆001表面通过蒸发或者电镀的方法形成一层图形化的图形化金属003，图形化金属003为铜，厚度0.85微米；2）在晶圆002表面通过蒸发或者电镀的方法形成一层与图形化金属003相同图形的低熔点金属004，金属004为铟，厚度1.65微米；3）在晶圆001表面旋涂一层BCB，BCB完全覆盖图形化金属003，BCB厚度1.85微米；4）将晶圆001放入烘箱，对其表面的BCB进行软固化，软固化温度175摄氏度，时间1.3小时；5）晶圆001表面的BCB软固化完之后，对BCB进行图形化干法等离子体刻蚀，刻蚀图形与图形化金属003的图形相同，将图形化金属003表面的BCB刻蚀干净；6）晶圆001和晶圆002正面相对，利用键合对准机通过晶圆001和晶圆002上的对准标记实现图形对准后，放入键合机中首先升高温度到低熔点金属004的熔点温度，实现图形化金属003与低熔点金属004预键合，然后继续升温加压实现晶圆001和晶圆002的BCB键合，温度275摄氏度，压力1650mBar。本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种减小晶圆键合对准偏差的方法，其特征是包括以下步骤：1）A晶圆表面镀金属；2）B晶圆表面镀金属；3）A晶圆表面旋涂BCB；4）A晶圆表面BCB软固化；5）BCB图形化干法等离子体刻蚀；6）晶圆间BCB键合。

【技术特征摘要】
1.一种减小晶圆键合对准偏差的方法，其特征是包括以下步骤：1）A晶圆表面镀金属；2）B晶圆表面镀金属；3）A晶圆表面旋涂BCB；4）A晶圆表面BCB软固化；5）BCB图形化干法等离子体刻蚀；6）晶圆间BCB键合。2.根据权利要求1所述的一种减小晶圆键合对准偏差的方法，其特征是所述步骤1）A晶圆表面镀金属：在A晶圆（001）表面通过蒸发或者电镀的方法形成一层图形化金属（003），厚度为0.5-1.0微米，A晶圆（001）两侧设有对准标记。3.根据权利要求1所述的一种减小晶圆键合对准偏差的方法，其特征是所述步骤2）B晶圆表面镀金属：在B晶圆（002）表面通过蒸发或者电镀的方法形成一层与图形化金属（003）图形相同的低熔点金属（004），厚度为1.0-2.0微米，B晶圆（002）两侧设有对准标记。4.根据权利要求1所述的一种减小晶圆键合对准偏差的方法，其特征是所述步骤3）A晶圆表面旋涂BCB：在A晶圆（001）表面旋涂一层BCB，BCB完全覆盖图形化金属（003），BCB厚度为1.5-3.0微米。5.根据权利要求1所述的一种减小晶圆键合对准偏差的方法，其特征是所述步骤4）A晶圆表面BCB软固化：将A晶圆（001）放入烘箱，对其表面的BCB进行软固...

【专利技术属性】
技术研发人员：吴立枢，戴家赟，孔月婵，
申请(专利权)人：中国电子科技集团公司第五十五研究所，
类型：发明
国别省市：江苏,32