晶圆键合对准精度的测量方法及结构技术

本申请公开了一种晶圆键合对准精度的测量方法及结构，涉及半导体制造领域。该方法包括在第一晶圆的锗键合层中形成锗键合对准图形和偏移量检测图形；偏移量检测图形为内侧带有刻度指示图形的矩形框图形；在第二晶圆的铝键合层中形成铝键合对准图形和定位图形；定位图形为带有指针的十字形图形；将第一晶圆上的锗键合对准图形和第二晶圆上的铝键合对准图形对准；将锗键合层和铝键合层共晶键合；利用红外线获取偏移量检测图形和定位图形结合形成的对准精度量测图形，根据对准精度量测图形确定第一晶圆和第二晶圆的对准偏差值；解决了目前难以对键合机台的对准精度进行监控的问题；达到了准确直观地判断对准偏差，有效监控键合机台对准精度的效果。键合机台对准精度的效果。键合机台对准精度的效果。

【技术实现步骤摘要】
晶圆键合对准精度的测量方法及结构


[0001]本申请涉及半导体制造领域，具体涉及一种晶圆键合对准精度的测量方法及结构。

技术介绍

[0002]硅基CMOS
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MEMS加速度传感器采用CMOS和MEMS晶圆共晶键合工艺，如图1所示，加速度传感器形成在第一晶圆110上，第二晶圆120上形成CMOS集成电路，第三晶圆130作为第一晶圆110的封盖层。当第一晶圆110和第二晶圆120键合时，通常由第一晶圆110上的锗(Ge)层140与第二晶圆120上的铝(Al)层150实现共晶键合。
[0003]图2示出了一种现有的锗层搜索标记，图3示出了一种现有的铝层搜索标记，图4示出了图2所示的锗层搜索标记与图3所示的铝层搜索标记的套刻示意图。如图4所示，锗层搜索标记和铝层搜索标记套刻后形成开口区41。图5示出了图4中区域42对应的照片，可以看出开口区41不位于中间位置，表明第一晶圆和第二晶圆键合时存在对准偏差。
[0004]在制作硅基CMOS
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MEMS加速度传感器的过程中，CMOS和MEMS微观图形的对准精度极为重要，直接影响器件性能。目前，CMOS晶圆和MEMS晶圆键合时的对准图形只有键合机台的搜索标记(search mark)，没有对铝层和锗层的套刻(overlay)量测标记，无法有效监控键合机台的对准精度。

技术实现思路

[0005]为了解决相关技术中的问题，本申请提供了一种晶圆键合对准精度的测量方法及结构。该技术方案如下：
[0006]第一方面，本申请实施例提供了一种晶圆键合对准精度的测量方法，该方法包括：
[0007]在形成有MEMS加速度传感器的第一晶圆的锗键合层中形成锗键合对准图形和偏移量检测图形；偏移量检测图形为内侧带有刻度指示图形的矩形框图形；
[0008]在形成有CMOS集成电路的第二晶圆的铝键合层中形成铝键合对准图形和定位图形；定位图形为带有指针的十字形图形；偏移量检测图形和定位图形的位置对应；
[0009]将第一晶圆上的锗键合对准图形和第二晶圆上的铝键合对准图形对准；
[0010]将第一晶圆的锗键合层和第二晶圆的铝键合层共晶键合；
[0011]利用红外线获取偏移量检测图形和定位图形结合形成的对准精度量测图形，根据对准精度量测图形确定第一晶圆和第二晶圆的对准偏差值。
[0012]可选的，在形成有MEMS加速度传感器的第一晶圆的锗键合层形成锗键合对准图形和偏移量检测图形，包括：
[0013]在第一晶圆的锗键合层的工程服务区形成锗键合对准图形和一个偏移量检测图形；
[0014]其中，偏移量检测图形位于锗键合对准图形外侧的辅助图案区。
[0015]可选的，在形成有CMOS集成电路的第二晶圆的铝键合层中形成铝键合对准图形和
定位图形，包括；
[0016]在第二晶圆的铝键合层的工程服务区形成铝键合对准图形和一个定位图形；
[0017]其中，定位图形位于铝键合对准图形外侧的辅助图案区。
[0018]第二方面，本申请实施例提供了一种晶圆键合对准精度的测量结构，包括：
[0019]形成有MEMS加速度传感器的第一晶圆，第一晶圆的锗键合层中形成有锗键合对准图形和偏移量检测图形，偏移量检测图形为内侧带有刻度指示图形的矩形框图形；
[0020]形成有CMOS集成电路的第二晶圆，第二晶圆的铝键合层中形成有铝键合对准图形和定位图形；定位图形为带有指针的十字形图形，偏移量检测图形和定位图形的位置对应；
[0021]第一晶圆的锗键合层和第二晶圆的铝键合层共晶键合，第一晶圆上的锗键合对准图形和第二晶圆上的铝键合对准图形对准。
[0022]可选的，第一晶圆的锗键合层的工程服务区形成有锗键合对准图形和一个偏移量检测图形；
[0023]偏移量检测图形位于锗键合对准图形外侧的辅助图案区。
[0024]可选的，第二晶圆的铝键合层的工程服务区形成有铝键合对准图形和一个定位图形；
[0025]定位图形位于铝键合对准图形外侧的辅助图案区。
[0026]本申请技术方案，至少包括如下优点：
[0027]通过在第一晶圆的锗键合层形成偏移量检测图形，在第二晶圆的铝键合层形成定位图形，对准锗键合对准图形和铝键合对准图形后，将第一晶圆和第二晶圆共晶键合，键合后偏移量检测图形和定位图形结合形成的对准精度量测图形，利用红外线获取对准精度量测图形，并确定第一晶圆和第二晶圆的对准偏差值；解决了目前难以对键合机台的对准精度进行监控的问题；达到了准确直观地判断对准偏差，有效监控键合机台对准精度的效果。
附图说明
[0028]为了更清楚地说明本申请具体实施方式或现有技术中的技术方案，下面将对具体实施方式或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本申请的一些实施方式，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
[0029]图1是CMOS晶圆和MEMS晶圆共晶键合的示意图；
[0030]图2是MEMS晶圆的锗层中锗搜索标记的示意图；
[0031]图3是CMOS晶圆的铝层中铝搜索标记的示意图；
[0032]图4是锗搜索标记和铝搜索标记套刻后的示意图；
[0033]图5是图4中区域42对应的照片；
[0034]图6是本申请实施例提供的晶圆键合对准精度的测量方法的流程图；
[0035]图7是本申请实施例提供的锗键合层中偏移量检测图形的示意图；
[0036]图8是本申请实施例提供的铝键合层中定位图形的示意图；
[0037]图9是本申请实施例提供的偏移量检测图形和定位图形套刻后的示意图；
[0038]图10是一种晶圆上的区域划分示意图；
[0039]图11是本申请实施例提供的一种晶圆上工程服务区的示意图；
[0040]图12是本申请实施例提供的另一种晶圆上工程服务区的示意图。
具体实施方式
[0041]下面将结合附图，对本申请中的技术方案进行清楚、完整的描述，显然，所描述的实施例是本申请的一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本申请中的实施例，本领域普通技术人员在不做出创造性劳动的前提下所获得的所有其它实施例，都属于本申请保护的范围。
[0042]在本申请的描述中，需要说明的是，术语“中心”、“上”、“下”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本申请和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本申请的限制。此外，术语“第一”、“第二”、“第三”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。
[0043]在本申请的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种晶圆键合对准精度的测量方法，其特征在于，所述方法包括：在形成有MEMS加速度传感器的第一晶圆的锗键合层中形成锗键合对准图形和偏移量检测图形；所述偏移量检测图形为内侧带有刻度指示图形的矩形框图形；在形成有CMOS集成电路的第二晶圆的铝键合层中形成铝键合对准图形和定位图形；所述定位图形为带有指针的十字形图形；所述偏移量检测图形和所述定位图形的位置对应；将所述第一晶圆上的所述锗键合对准图形和所述第二晶圆上的所述铝键合对准图形对准；将所述第一晶圆的锗键合层和所述第二晶圆的铝键合层共晶键合；利用红外线获取所述偏移量检测图形和所述定位图形结合形成的对准精度量测图形，根据所述对准精度量测图形确定所述第一晶圆和所述第二晶圆的对准偏差值。2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述在形成有MEMS加速度传感器的第一晶圆的锗键合层形成锗键合对准图形和偏移量检测图形，包括：在所述第一晶圆的锗键合层的工程服务区形成所述锗键合对准图形和一个偏移量检测图形；其中，所述偏移量检测图形位于所述锗键合对准图形外侧的辅助图案区。3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，在形成有CMOS集成电路的第二晶圆的铝键合层中形成铝键合对准图形和定位图形，包括；在所述第...

【专利技术属性】
技术研发人员：徐爱斌，王俊杰，
申请(专利权)人：上海华虹宏力半导体制造有限公司，
类型：发明
国别省市：