晶圆键合方法技术

本发明专利技术提供了一种晶圆键合方法，包括：提供待键合的第一晶圆和第二晶圆；根据所述第一晶圆的预设形变量对所述第一晶圆施压；通过测量施压后所述第一晶圆和所述第一对准标记的位置参数，获得所述第一晶圆的实际形变量；根据所述第一晶圆的实际形变量与所述预设形变量的差异计算所述第二晶圆的补偿形变量；根据所述补偿形变量对所述第二晶圆施压，以补偿所述第一晶圆的形变，实现第二晶圆形变量实时调节，从而消除第一晶圆和第二晶圆形变量差异因素，满足图案对准精度要求。通过实测施压后所述第一晶圆和所述第一对准标记的位置参数，能基于每一对键合晶圆进行动态测量及形变量补偿，以满足图案对准高精度要求，提升产品良率。

【技术实现步骤摘要】
晶圆键合方法
本专利技术属于半导体领域，具体涉及一种晶圆键合方法。
技术介绍
随着半导体技术的不断发展，晶圆键合技术得到了广泛的应用，通过键合技术将多片晶圆粘合在一起，实现多片晶圆的垂直互连，缩短晶圆之间的连接距离，减少发热、功耗和延迟。晶圆与晶圆的键合作为三维集成电路一项关键技术，将两片或多片晶圆键合，能有效增加单位面积内的器件数量。在晶圆键合过程中，上晶圆及下晶圆在外力作用下，由晶圆的中心向边缘接触完成键合，在键合过程中由于晶圆形变可能导致对准的图案产生错位，会对键合后的晶圆(器件)性能产生影响，甚至导致器件失效。另外，在实际生产中，前制程差异以及晶圆本身厚度、刚性等的差异，对键合过程产生一定的影响，从而影响晶圆键合精度。
技术实现思路
本专利技术的目的在于，提供一种晶圆键合方法，提高键合晶圆的对准标记的对准精度，从而提升键合精度。为了实现上述目的，本专利技术提供了一种晶圆键合方法，包括：提供待键合的第一晶圆和第二晶圆；所述第一晶圆上分布有至少两个第一对准标记；所述第二晶圆上分布有至少两个第二对准标记；根据所述第一晶圆的预设形变量对所述第一晶圆施压，使所述第一晶圆的中心区域向靠近所述第二晶圆的一侧凸起；通过测量施压后所述第一晶圆和所述第一对准标记的位置参数，获得所述第一晶圆的实际形变量；根据所述第一晶圆的实际形变量与所述预设形变量的差异计算所述第二晶圆的补偿形变量；根据所述补偿形变量对所述第二晶圆施压，以补偿所述第一晶圆的形变，使所述第一晶圆和所述第二晶圆由中心向四周键合时所述第一对准标记和所述第二对准标记对准。进一步的，施压后所述第一晶圆和所述第一对准标记的位置参数，包括：所述第一晶圆的挠度、两个所述第一对准标记的间距L2、两个所述第一对准标记之间的弧形长度L1，两个所述第一对准标记之间的弧形所对应的圆的半径R。进一步的，所述第一晶圆的实际形变量采用所述第一晶圆的实际形变圆心角б来表征，б为两个所述第一对准标记之间的弧形所对应的圆心角；根据L2＝2Rsin(б/2)或L1＝2πRб/360°，计算出б。进一步的，所述第一晶圆和所述第二晶圆不同状态的形变量采用形变圆心角来表征，根据所述第一晶圆的实际形变量与所述预设形变量的差异计算所述第二晶圆的补偿形变量，具体包括：所述第一晶圆的预设形变圆心角为б1；所述第一晶圆的实际形变圆心角为б；所述第二晶圆的预设形变量圆心角为б2；所述第二晶圆的补偿形变圆心角为б3，且б3＝б2+(б-б1)*k，k为补偿系数。进一步的，所述第一晶圆和所述第二晶圆不同状态的形变量采用形变高度来表征，所述第一晶圆的形变高度为所述第一晶圆施压后的挠度，所述第二晶圆的形变高度为所述第二晶圆施压后的挠度，所述第一晶圆的形变高度≤200μm，所述第二晶圆的形变高度≤200μm。进一步的，根据所述第二晶圆的补偿形变量对所述第二晶圆施压之后，所述第一晶圆和所述第二晶圆键合之前还包括：检测施压后的所述第二晶圆的形变是否符合与所述第一晶圆的形变匹配的要求。进一步的，根据所述第一晶圆的预设形变量对所述第一晶圆施压之前，还包括：上镜头拍摄所述第二晶圆的所述第二对准标记的图片；下镜头拍摄所述第一晶圆未被施压状态下的所述第一对准标记的图片。进一步的，对所述第一晶圆施压，具体包括：通过第一卡盘固定所述第一晶圆的周圈区域，通过顶针对所述第一晶圆的中心区域施压；对所述第二晶圆施压，具体包括：通过第二卡盘对所述第二晶圆施压变形，使所述第二晶圆的中心区域向靠近所述第一晶圆的一侧凸起；所述第二卡盘为可形变卡盘。进一步的，所述第一晶圆或所述第二晶圆为单片晶圆或多片晶圆的堆叠。进一步的，对所述第二晶圆施压使所述第二晶圆的凸起部位与所述第一晶圆的凸起部位接触后，所述第一卡盘逐步释放所述第一晶圆，所述第二卡盘逐步释放所述第二晶圆，所述第一晶圆和所述第二晶圆由中心向四周键合。与现有技术相比，本专利技术具有如下有益效果：本专利技术提供了一种晶圆键合方法，包括：提供待键合的第一晶圆和第二晶圆；根据所述第一晶圆的预设形变量对所述第一晶圆施压，使所述第一晶圆的中心区域向靠近所述第二晶圆的一侧凸起；通过测量施压后所述第一晶圆和所述第一对准标记的位置参数，获得所述第一晶圆的实际形变量；根据所述第一晶圆的实际形变量与所述预设形变量的差异计算所述第二晶圆的补偿形变量；根据所述补偿形变量对所述第二晶圆施压，以补偿所述第一晶圆的形变，实现第二晶圆形变量实时调节，从而消除第一晶圆和第二晶圆形变量差异因素，满足图案对准精度要求。通过实测施压后所述第一晶圆和所述第一对准标记的位置参数，能基于每一对键合晶圆进行动态测量及形变量补偿，以满足图案对准高精度要求，提升产品良率。附图说明图1为本专利技术实施例的晶圆键合方法流程示意图；图2至图9为本专利技术实施例的晶圆键合方法各步骤示意图；其中，附图标记如下：10-第一晶圆；11-第一对准标记；12-第一卡盘；12a-顶针；13-上镜头；20-第二晶圆；21-第二对准标记；22-第二卡盘；23-下镜头。具体实施方式以下结合附图和具体实施例对本专利技术提供的晶圆键合方法进一步详细说明。根据下面说明，本专利技术的优点和特征将更清楚。需要说明的是，附图均采用非常简化的形式且使用非精准的比例，仅用以方便、明晰地辅助说明本专利技术实施例的目的。本专利技术提供一种晶圆键合方法，如图1所示，包括：提供待键合的第一晶圆和第二晶圆；所述第一晶圆上分布有至少两个第一对准标记；所述第二晶圆上分布有至少两个第二对准标记；根据所述第一晶圆的预设形变量对所述第一晶圆施压，使所述第一晶圆的中心区域向靠近所述第二晶圆的一侧凸起；通过测量施压后所述第一晶圆和所述第一对准标记的位置参数，获得所述第一晶圆的实际形变量；根据所述第一晶圆的实际形变量与所述预设形变量的差异计算所述第二晶圆的补偿形变量；根据所述补偿形变量对所述第二晶圆施压，以补偿所述第一晶圆的形变，使所述第一晶圆和所述第二晶圆由中心向四周键合时所述第一对准标记和所述第二对准标记对准。下面结合图2～图9详细介绍本专利技术实施例的晶圆键合方法中各步骤。如图2所示，提供待键合的第一晶圆10和第二晶圆20，所述第一晶圆10或所述第二晶圆20为单片晶圆或多片晶圆的堆叠。所述第一晶圆10上分布有至少两个第一对准标记11；所述第二晶圆20上分布有至少两个第二对准标记21。所述第一对准标记11和所述第二对准标记21对应分布。示例性的，两个第一对准标记11对称分布在第一晶圆10圆心的两侧，两个第二对准标记21对称分布在第二晶圆20圆心的两侧。其他实施例中，两个第一对准标记也可分布在第一晶圆10圆心的同一侧，相应的，两个第二对准标记也可分布在第二晶圆20圆心的同一侧。所述第二对准标记21和所述第一对准标记11均可为金本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种晶圆键合方法，其特征在于，包括：/n提供待键合的第一晶圆和第二晶圆；所述第一晶圆上分布有至少两个第一对准标记；所述第二晶圆上分布有至少两个第二对准标记；/n根据所述第一晶圆的预设形变量对所述第一晶圆施压，使所述第一晶圆的中心区域向靠近所述第二晶圆的一侧凸起；/n通过测量施压后所述第一晶圆和所述第一对准标记的位置参数，获得所述第一晶圆的实际形变量；/n根据所述第一晶圆的实际形变量与所述预设形变量的差异计算所述第二晶圆的补偿形变量；/n根据所述补偿形变量对所述第二晶圆施压，以补偿所述第一晶圆的形变，使所述第一晶圆和所述第二晶圆由中心向四周键合时所述第一对准标记和所述第二对准标记对准。/n

【技术特征摘要】
1.一种晶圆键合方法，其特征在于，包括：
提供待键合的第一晶圆和第二晶圆；所述第一晶圆上分布有至少两个第一对准标记；所述第二晶圆上分布有至少两个第二对准标记；
根据所述第一晶圆的预设形变量对所述第一晶圆施压，使所述第一晶圆的中心区域向靠近所述第二晶圆的一侧凸起；
通过测量施压后所述第一晶圆和所述第一对准标记的位置参数，获得所述第一晶圆的实际形变量；
根据所述第一晶圆的实际形变量与所述预设形变量的差异计算所述第二晶圆的补偿形变量；
根据所述补偿形变量对所述第二晶圆施压，以补偿所述第一晶圆的形变，使所述第一晶圆和所述第二晶圆由中心向四周键合时所述第一对准标记和所述第二对准标记对准。


2.如权利要求1所述的晶圆键合方法，其特征在于，
施压后所述第一晶圆和所述第一对准标记的位置参数，包括：所述第一晶圆的挠度、两个所述第一对准标记的间距L2、两个所述第一对准标记之间的弧形长度L1，两个所述第一对准标记之间的弧形所对应的圆的半径R。


3.如权利要求2所述的晶圆键合方法，其特征在于，
所述第一晶圆的实际形变量采用所述第一晶圆的实际形变圆心角б来表征，б为两个所述第一对准标记之间的弧形所对应的圆心角；
根据L2＝2Rsin(б/2)或L1＝2πRб/360°，计算出б。


4.如权利要求3所述的晶圆键合方法，其特征在于，
所述第一晶圆和所述第二晶圆不同状态的形变量采用形变圆心角来表征，根据所述第一晶圆的实际形变量与所述预设形变量的差异计算所述第二晶圆的补偿形变量，具体包括：
所述第一晶圆的预设形变圆心角为б1；
所述第一晶圆的实际形变圆心角为б；
所述第二晶圆的预设形变量圆心角为б2；
所述第二晶圆的补偿形变圆心角为б3，且б3＝б2+(б-б1)*k，k为...

【专利技术属性】
技术研发人员：吴星鑫，
申请(专利权)人：武汉新芯集成电路制造有限公司，
类型：发明
国别省市：湖北;42