改善键合面重合度残值的方法技术

本发明专利技术提供一种改善键合面重合度残值的方法。所述改善键合面重合度残值的方法包括如下步骤：提供第一晶圆以及第二晶圆；对第一晶圆以及第二晶圆进行第一次光刻，使第一晶圆以及第二晶圆均形成标准对准标记；对第二晶圆进行第二次光刻，根据预获取的对准标记补偿值对第二晶圆的标准对准标记进行补偿，使第二晶圆形成补偿对准标记；以第一晶圆的标准对准标记以及第二晶圆的补偿对准标记为参考，键合第一晶圆以及第二晶圆，形成晶圆键合结构。上述技术方案，通过第一次光刻在两晶圆上产生相同的标准对准标记，减小两片晶圆对准标记的差异；引入第二次光刻在第二晶圆上进行标记补偿，以补偿键合时上下卡盘带来的重合度残值。补偿键合时上下卡盘带来的重合度残值。补偿键合时上下卡盘带来的重合度残值。

【技术实现步骤摘要】
改善键合面重合度残值的方法


[0001]本专利技术涉及半导体领域，尤其涉及一种改善键合面重合度残值的方法。

技术介绍

[0002]在半导体工艺中，将两片不同功能器件的晶圆通过产生共价化学键贴合在一起的三维堆叠工艺越来越常见。在三维堆叠工艺中，两片晶圆键合面的重合度(Overlay，简称OVL)是一个重要指标。绝对贴合无偏差的OVL值为0，值越大则表示偏移越大。OVL残值指键合机台无法补偿的OVL值。随着器件尺寸缩小，OVL的容忍界限也越来越小。然而，由于两片晶圆自身前段工艺带来的差异以及键合机台键合过程产生的形变，始终存在一定的OVL残值。
[0003]目前的工艺控制采用的方法是：在键合面光刻工艺时，严控两片晶圆各自相对于前层的OVL。从结果来看，如果两片晶圆在前层的差异就很大，这样的做法反而增加了键合时的OVL残值。其次，这样的作法也无法解决键合机台工艺过程中形变导致的OVL差异。
[0004]因此，如何改善由于两片晶圆自身前段工艺带来的差异以及键合机台键合过程产生的形变、进而减小OVL残值，是目前需要解决的问题。

技术实现思路

[0005]本专利技术所要解决的技术问题是改善由于两片晶圆自身前段工艺带来的差异以及键合机台键合过程产生的形变、进而减小OVL残值，提供一种改善键合面重合度残值的方法。
[0006]为了解决上述问题，本专利技术提供了一种改善键合面重合度残值的方法，包括如下步骤：提供第一晶圆以及第二晶圆；对所述第一晶圆以及所述第二晶圆进行第一次光刻，使所述第一晶圆以及所述第二晶圆均形成标准对准标记；对所述第二晶圆进行第二次光刻，根据预获取的对准标记补偿值对第二晶圆的标准对准标记进行补偿，使所述第二晶圆形成补偿对准标记；以所述第一晶圆的标准对准标记以及所述第二晶圆的所述补偿对准标记为参考，键合所述第一晶圆以及所述第二晶圆，形成晶圆键合结构。
[0007]上述技术方案，通过第一次光刻在两晶圆上产生相同的标准对准标记，减小两片晶圆自身前段工艺带来的对准标记的差异；引入第二次光刻对第二晶圆的标准对准标记进行补偿，以补偿键合机台带来的重合度残值，进而降低两晶圆键合面重合度残值。
附图说明
[0008]图1所示为晶圆键合过程的一实施例的示意图。
[0009]图2所示为本专利技术所述改善键合面重合度残值的方法的一实施例的步骤流程图。
[0010]图3A～图3D所示为本专利技术所述改善键合面重合度残值的方法的一实施例的工艺流程图。
[0011]图4所示为本专利技术所述键合机台及光刻机的重合度残值的检测方法的步骤流程
图。
具体实施方式
[0012]下面结合附图对本专利技术提供的改善键合面重合度残值的方法的具体实施方式做详细说明。
[0013]图1所示为晶圆键合过程的一实施例的示意图。如图1所示，逻辑晶圆11上形成有第一对准标记13，存储晶圆12上形成有第二对准标记14，以所述逻辑晶圆11的第一对准标记13以及所述存储晶圆12的第二对准标记14为参考，键合两片晶圆形成晶圆键合结构15。然而，由于所述第一对准标记13与所述第二对准标记14并不相同，因此键合后的所述晶圆键合结构15上的所述第一对准标记13与所述第二对准标记14有一定的偏移，即产生了键合面重合度残值。因此，本专利技术提供了一种改善键合面重合度残值的方法，减少OVL残值，以获得更优的晶圆键合结构。
[0014]图2所示为本专利技术所述改善键合面重合度残值的方法的一实施例的步骤流程图，包括如下步骤：步骤S21，提供第一晶圆以及第二晶圆；步骤S22，对所述第一晶圆以及所述第二晶圆进行第一次光刻，使所述第一晶圆以及所述第二晶圆均形成标准对准标记；步骤S23，对所述第二晶圆进行第二次光刻，在所述第一晶圆形成标准对准标记，并根据预获取的对准标记补偿值对第二晶圆的标准对准标记进行补偿，使所述第二晶圆形成补偿对准标记；步骤S24，以所述第一晶圆的标准对准标记以及所述第二晶圆的所述补偿对准标记为参考，键合所述第一晶圆以及所述第二晶圆，形成晶圆键合结构。
[0015]图3A～图3D所示为本专利技术所述改善键合面重合度残值的方法的一实施例的工艺流程图。
[0016]参考图3A以及步骤S21，提供第一晶圆31以及第二晶圆32。在本实施例中以所述第一晶圆31为逻辑晶圆，所述第二晶圆32为存储晶圆进行说明。在一些实施例中，所述第一晶圆31形成有第一原始对准标记33，所述第二晶圆32上形成有第二原始对准标记34。
[0017]继续参考图3B以及步骤S22，对所述第一晶圆31以及所述第二晶圆32进行第一次光刻，使所述第一晶圆31以及所述第二晶圆32均形成标准对准标记35。在一些实施例中，采用一倍光刻机对所述第一晶圆31以及所述第二晶圆32进行第一次光刻形成所述标准对准标记35。采用一倍光刻机形成所述标准对准标记35，来源于前层的键合重合度残值在键合面光刻工艺被去除了。形成所述标准对准标记35后，所述第一原始对准标记33及所述第二原始对准标记34被覆盖。由于所述第一原始对准标记33(绘示于图3A)与所述第二原始对准标记34(绘示于图3A)不同，因此在晶圆键合后会产生重合度残值。通过第一次光刻在第一晶圆31与第二晶圆32上产生相同的标准对准标记35，以减小第一晶圆31与第二晶圆32对准标记的差异，进而降低第一晶圆31与第二晶圆32键合后的重合度残值。
[0018]继续参考图3C以及步骤S23，对所述第二晶圆32进行第二次光刻，根据预获取的对准标记补偿值对第二晶圆32的标准对准标记33进行补偿，使所述第二晶圆32形成补偿对准标记36。在一些实施例中，在第一次光刻产生的标准对准标记35的基础上，可以根据预获取的对准标记补偿值进行位移补偿，形成补偿对准标记36。在其他的实施例中，还可以根据预获取的对准标记补偿值在标准对准标记35上增加旋转角度，形成补偿对准标记36。在一些实施例中，采用补偿光刻机对所述第二晶圆32进行第二次光刻形成所述补偿对准标记36。
预获取对准标记补偿值进一步包括如下步骤：提供两个测试晶圆；对两个所述测试晶圆进行光刻，使两个所述测试晶圆均形成标准对准标记35；将两个所述测试晶圆分别放置于键合机台的上卡盘以及下卡盘中；键合两个所述测试晶圆，形成第一测试晶圆键合结构；测量所述第一测试晶圆键合结构中两个所述测试晶圆的所述标准对准标记的重合度残值，以所述重合度残值作为所述对准标记补偿值。在三维堆叠工艺中，两片晶圆键合面的重合度是一个重要指标。绝对贴合无偏差的重合度值为0，值越大则表示偏移越大。重合度残值指键合机台无法补偿的重合度值。
[0019]继续参考图3D以及步骤S24，以所述第一晶圆31的标准对准标记35以及所述第二晶圆32的所述补偿对准标记36为参考，键合所述第一晶圆31以及所述第二晶圆32，形成晶圆键合结构37。在一些实施例中，键合所述第一晶圆31以及所述第二晶圆32进一步包括如下步骤：将所述第一晶圆31放置于键合机台的上卡盘以及所述第二晶圆32放置于键合机台的下卡盘；键合所述第一本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种改善键合面重合度残值的方法，其特征在于，包括如下步骤：提供第一晶圆以及第二晶圆；对所述第一晶圆以及所述第二晶圆进行第一次光刻，使所述第一晶圆以及所述第二晶圆均形成标准对准标记；对所述第二晶圆进行第二次光刻，根据预获取的对准标记补偿值对第二晶圆的标准对准标记进行补偿，使所述第二晶圆形成补偿对准标记；以所述第一晶圆的标准对准标记以及所述第二晶圆的所述补偿对准标记为参考，键合所述第一晶圆以及所述第二晶圆，形成晶圆键合结构。2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，采用一倍光刻机对所述第一晶圆以及所述第二晶圆进行第一次光刻形成所述标准对准标记。3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，预获取对准标记补偿值进一步包括如下步骤：提供两个测试晶圆；对两个所述测试晶圆进行光刻，使两个所述测试晶圆均形成标准对准标记；将两个所述测试晶圆分别放置于键合机台的上卡盘以及下卡盘中；键合两个所述测试晶圆，形成第一测试晶圆键合结构；测量所述第一测试晶圆键合结构中两个所述测试晶圆的所述标准对准标记的重合度残值，以所述重合度残值作为所述对准标记补偿值。4.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，键合所述第一晶圆以及所述第二晶圆进一步包括如下步骤：将所述第一晶圆放置于键合机台的上卡盘以及所述第二晶圆放置于键合机台的下卡盘；键合所述第一晶圆以及所述第二晶圆，形成晶圆键合结构。5.根据权利要求4所述的方法，其特征在于，键合所述第一晶圆以及所述第二晶圆之后，还包括自所述第一晶圆背离所述第二晶圆的表面减薄所述第一晶圆的步骤。6.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，还包括如下步骤：光刻至少一晶圆，形成标准对准标记，光刻后的所述晶圆作为标准晶圆；采用所述标准晶圆对键合机台的上卡盘和下卡盘、光刻机进行重合度检测。7.根据权利要求6所述的方法，其特征在于，光刻至少一晶圆，形成标准对准标记的步骤中，采用一倍光刻机光刻至少一晶圆，形成所述标准对准标记。8.根据权利要求6所述的方法，其特征在于，对所述键合机台上卡盘进行重合度检测进一步包括如下步骤：将所述标准晶圆放置于上卡盘，将测试晶圆放置于下卡盘，所述测试晶圆形成有初始对准标记；以所述标准晶圆的所述标准对准标记以及所述测试晶圆的所述初始对准标记为参考，键合所...

【专利技术属性】
技术研发人员：余兴，王清蕴，
申请(专利权)人：芯盟科技有限公司，
类型：发明
国别省市：