键合用晶圆、键合结构以及键合方法技术

本发明专利技术提供一种键合用晶圆、键合结构以及键合方法。所述键合方法包括如下步骤：提供键合用的第一晶圆和第二晶圆；在第一晶圆和第二晶圆上形成对准标记，对准标记包括晶圆表面图形或者晶圆通孔。至少有一个晶圆具有通孔，透过该晶圆通孔可以观察到另外一个晶圆的对准标记；以第一晶圆和第二晶圆上的对准标记为基准，将第一晶圆和第二晶圆键合。本发明专利技术由于采用晶圆通孔实现可见光同时观察两个晶圆对准标记的直接对准键合，不需要透过硅晶圆的红外辅助装置或者对两个晶圆分别预先定位的机械对准过程，并且对晶圆的透光性无特别要求。并且对晶圆的透光性无特别要求。并且对晶圆的透光性无特别要求。

【技术实现步骤摘要】
键合用晶圆、键合结构以及键合方法


[0001]本专利技术涉及半导体工艺领域，尤其涉及一种键合用晶圆、键合结构以及键合方法。

技术介绍

[0002]键合是将两个晶圆相对贴合，并在特定的物理条件下实现结合的一种工艺。如果键合用的两个晶圆都具有图形，则必须将图形相互对准。因此，如何实现键合的对准是键合工艺必须解决的问题。现有技术中解决此问题的方式之一是采用红外对准装置，即在键合用晶圆上形成相互对应的对准标记，并用红外光穿透晶圆进行对对准标记成像，以形成对准。这种对准方式的缺陷在于需要特别的红外对准机台，并且不适用于无法穿透红外光的晶圆。现有技术中的另一种方式是采用可见光成像系统。由于可见光不能透过硅片，需要对两个晶圆分别机械对准定位，然后对准键合，工艺过程复杂，同时对于对准机台移动精度有很高的要求。
[0003]因此，提供一种更为便捷并且更为普适的键合工艺，是现有技术需要解决的问题。

技术实现思路

[0004]本专利技术所要解决的技术问题是，提供一种更为便捷并且更为普适的键合用晶圆、键合结构以及键合方法。
[0005]为了解决上述问题，本专利技术提供了一种键合用晶圆，所述晶圆中包括用于键合对准的通孔。
[0006]为了解决上述问题，本专利技术提供了一种键合结构，包括相互键合的第一晶圆和第二晶圆，在第一晶圆和第二晶圆上包括对准标记，且至少有一个晶圆内具有通孔，透过该晶圆通孔可以观察另一个晶圆上相应位置的对准标志。
[0007]为了解决上述问题，本专利技术提供了一种键合方法，包括如下步骤：提供键合用的第一晶圆和第二晶圆；在第一晶圆和第二晶圆上形成对准标记，在至少有一个晶圆上制造通孔；以第一晶圆和第二晶圆上的对准标记为基准，将第一晶圆和第二晶圆键合。
[0008]本专利技术通过一个晶圆的通孔可以观察到另外一个晶圆的对准标记，因此不需要额外的红外辅助装置也不需要单独机械预先定位每个晶圆即可以实现对准，并且对晶圆的透光性无特别要求。
附图说明
[0009]附图1所示是本专利技术第一具体实施方式所述方法的步骤示意图。
[0010]附图2A至附图2C所示是本专利技术第一具体实施方式所述方法的工艺流程图。
[0011]附图3所示是本专利技术第二具体实施方式所述方法的步骤示意图。
[0012]附图4A至附图4C所示是本专利技术第二具体实施方式所述方法的工艺流程图。
[0013]附图5所示是本专利技术第三具体实施方式所述方法的步骤示意图。
[0014]附图6A至附图6C所示是本专利技术第三具体实施方式所述方法的工艺流程图。
具体实施方式
[0015]下面结合附图对本专利技术提供的键合用晶圆、键合结构以及键合方法的具体实施方式做详细说明。
[0016]附图1所示是本专利技术一具体实施方式所述方法的步骤示意图，包括：步骤S10，提供键合用的第一晶圆和第二晶圆；步骤S11，在第一晶圆和第二晶圆上形成对准标记，所述对准标记均为通孔；步骤S12，以第一晶圆和第二晶圆上的对准标记为基准，将第一晶圆和第二晶圆键合。
[0017]附图2A所示，参考步骤S10，提供键合用的第一晶圆21和第二晶圆22。所述第一晶圆21和第二晶圆22的材料各自独立的选自于硅、碳化硅、蓝宝石、玻璃、GaAs、GaN、以及金属等任意一种常见的晶圆材料。
[0018]附图2B所示，参考步骤S11，在第一晶圆21和第二晶圆22上形成对准标记211和221，所述对准标记均为通孔。在本步骤中，应当至少有一个晶圆上的对准标记包括通孔。本具体实施方式所采用的技术方案是将两个晶圆上的对准标记211和221均设置为通孔。形成通孔的方法可以采用干法刻蚀或湿法腐蚀工艺，包括DRIE、ICP、KOH腐蚀等，并根据晶圆材料的不同选择不同的刻蚀或腐蚀工艺参数，保证两个晶圆上图形的一致性。对准标记211和221的数目可以是一个或多个，其形状可以是圆形、方形、十字形等任意形状，以提高对准的精确性。
[0019]附图2C所示，参考步骤S12，以第一晶圆21和第二晶圆22上的对准标记211和221为基准，将第一晶圆21和第二晶圆22键合。由于对准标记为通孔，因此不需要额外的红外辅助装置也无需预先分别定位两个晶圆即可以实现对准，并且对晶圆的透光性无特别要求。
[0020]晶圆对准以后的键合通常是通过加压和加温等方法实现。初步键合后，还可以根据需要实施退火加固等工艺完成键合，以提高键合界面的牢固程度。
[0021]上述步骤实施完毕后获得的键合结构，包括相互键合的第一晶圆21和第二晶圆22，在第一晶圆21和第二晶圆22上包括对准标记211和221。此结构中至少有一个晶圆上的对准标记应当包括通孔。本具体实施方式中，对准标记211和221均设置为通孔。
[0022]附图3所示是本具体实施方式所述方法的步骤示意图，包括：步骤S30，提供键合用的第一晶圆和第二晶圆；步骤S31，在第一晶圆和第二晶圆上形成对准标记，所述第一晶圆的对准标记晶圆表面图形，所述第二晶圆的对准标记为晶圆表面图形；步骤S32，以第一晶圆和第二晶圆上的对准标记为基准，将第一晶圆和第二晶圆以背对面方向键合。
[0023]附图4A所示，参考步骤S30，提供键合用的第一晶圆41和第二晶圆42。所述第一晶圆41和第二晶圆42的材料各自独立的选自于硅、碳化硅、蓝宝石、玻璃、GaAs、GaN、以及金属等任意一种常见的晶圆材料。
[0024]附图4B所示，参考步骤S31，在第一晶圆41和第二晶圆42上形成对准标记411和421，所述第一晶圆41的对准标记是晶圆表面图形413，所述第二晶圆42的对准标记为晶圆表面的图形421。形成通孔的方法可以采用干法刻蚀或湿法腐蚀工艺，包括DRIE、ICP、KOH腐蚀等，并根据晶圆材料的不同选择不同的刻蚀或腐蚀工艺参数，保证两个晶圆上图形的一致性。对准标记的数目可以是一个或多个，其形状可以是圆形、方形、十字形等任意形状，以提高对准的精确性。
[0025]附图4C所示，参考步骤S32，以第一晶圆41和第二晶圆42上的对准标记为基准，将
第一晶圆41和第二晶圆42键合。由于所述第一晶圆41的对准标记为圆表面的图形413，所述第二晶圆42的对准标记为晶圆表面图形421，因此不需要额外的红外辅助装置也不要预先分别定位两个晶圆即可以实现对准，并且对晶圆的透光性无特别要求。
[0026]晶圆对准以后的键合通常是通过加压和加温等方法实现。初步键合后，还可以根据需要实施退火加固等工艺完成键合，以提高键合界面的牢固程度。
[0027]上述步骤实施完毕后获得的键合结构，包括相互键合的第一晶圆41和第二晶圆42，所述第一晶圆41的对准标记为晶圆表面的图形413，所述第二晶圆42的对准标记为晶圆表面的图形421。
[0028]附图5所示是本专利技术一具体实施方式所述方法的步骤示意图，包括：步骤S50，提供键合用的第一晶圆和第二晶圆；步骤S51，在第一晶圆和第二晶圆上形成对准标记，在所述第一晶圆上的对准标记为通孔，在所述第本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种键合用晶圆，其特征在于，所述晶圆中包括用于键合对准的通孔。2.一种键合结构，包括相互键合的第一晶圆和第二晶圆，其特征在于，在第一晶圆和第二晶圆上包括对准标记，且至少有一个晶圆具有晶圆内的通孔。3.根据权利要求2所述的键合结构，其特征在于，所述第一晶圆和第二晶圆上的对准标记均为通孔。4.根据权利要求2所述的键合结构，其特征在于，所述第一晶圆的对准标记包括晶圆表面图形，所述第二晶圆的对准标记为晶圆表面图形。5.根据权利要求2所述的键合结构，其特征在于，所述第一晶圆的对准标记包括晶圆内通孔，所述第二晶圆的对准标记为晶圆表面图形。6.一种键合方...

【专利技术属性】
技术研发人员：曹语盟，陈凡，袁琨，卢基存，周华，
申请(专利权)人：光华临港工程应用技术研发上海有限公司，
类型：发明
国别省市：