【技术实现步骤摘要】
本申请涉及半导体制造领域，尤其涉及一种晶圆键合方法、金属标记的形成方法、晶圆结构及晶圆修边刀具。
技术介绍
1、随着微纳米技术的不断发展，人们不断减小特征尺寸提高芯片单位面积晶体管的数量，从而大幅提高芯片的性能和集成度。但是当前的工艺线宽的缩小变得愈发困难，三维电子封装将是进一步提高芯片功能集成密度的最好选择。
2、三维电子封装可以有效解决目前半导体行业内许多令人棘手的问题，如异质集成，减小功耗，尺寸，延时和成本等。三维电子封装通过高密度垂直硅通孔将多层期间和互连垂直层堆叠在一起，同时也可以将多种工艺不兼容的多层芯片堆叠在一起，实现低成本，低寄生效应集成。
3、多晶圆键合前需要对晶圆进行修边处理，以避免后续工艺出现崩片的问题，再进行晶圆键合工艺和减薄工艺，形成晶圆键合结构，其中经过修边处理的晶圆和未经修边处理的晶圆键合后会形成台阶。后续在晶圆键合结构上制作用于后续对准的金属标记时，需要先形成金属标记的籽晶层。由于沉积籽晶层的工艺特性，对台阶侧壁的覆盖效果较差，台阶侧壁处的籽晶层薄且不连续，从而导致后续的电镀工艺无法在晶圆上正常加电，进而导致金属标记无法正常形成。
技术实现思路
1、本申请要解决的技术问题是现有技术形成的籽晶层薄且不连续，导致采用电镀工艺形成金属标记时无法正常对晶圆进行加电。
2、为解决上述技术问题，本申请提供了一种晶圆键合方法，包括：提供第一晶圆和第二晶圆，所述第一晶圆包括衬底和位于所述衬底上的键合层；对所述第一晶圆的键合层和修边
3、在本申请的一些实施例中，修边宽度自所述键合层的表面向所述部分衬底的底面均匀增大。
4、在本申请的一些实施例中，采用侧壁呈斜坡状的刀具从所述第一晶圆的侧面进入进行修边处理，且所述刀具和所述第一晶圆的旋转方向相反。
5、在本申请的一些实施例中，所述刀具为圆台状，且所述刀具的高度为5cm～8cm，顶面直径与底面直径之差为2cm～3em。
6、在本申请的一些实施例中，修边高度为150μm～200μm，修边处理后的所述键合层的表面直径小于非修边区衬底的直径，且直径差为1.5mm～2.7mm。
7、在本申请的一些实施例中，所述修边区衬底的减薄厚度在100μm以上；去除所述第一晶圆的未修边区衬底以及减薄所述修边区衬底至目标厚度的方法包括：采用粗研磨工艺去除所述未修边区衬底和部分修边区衬底；采用化学机械研磨工艺减薄所述修边区衬底至目标厚度。
8、本申请还提供一种金属标记的形成方法，包括：提供上述的晶圆键合方法获得的晶圆结构；在所述衬底的表面形成用于定义所述金属标记的沟槽；在所述第二晶圆的键合面上、所述键合层的侧壁、所述第一晶圆的侧壁和表面以及所述沟槽的侧壁和底面形成所述金属标记的籽晶层，且所述籽晶层连续分布。
9、在本申请的一些实施例中，所述沟槽的深度小于3μm，位于所述衬底表面的所述籽晶层的厚度为2000埃～3000埃。
10、在本申请的一些实施例中，所述形成方法还包括：采用电镀工艺在所述籽晶层上形成金属层，且所述电镀工艺的阴极连接在所述第二晶圆的键合面最边缘向中心方向延伸1.3mm～1.4mm的区域上，其中露出的所述第二晶圆的键合面的宽度为1.5mm～2.7mm。
11、在本申请的一些实施例中，所述形成方法还包括：采用化学机械研磨工艺去除所述衬底表面的金属层和籽晶层，形成填满所述沟槽且表面和所述衬底的顶面平齐的金属标记。
12、本申请还提供一种晶圆结构，包括：第二晶圆和键合在所述第二晶圆上的第一晶圆，其中所述第一晶圆包括衬底和同所述第二晶圆键合的键合层，且所述衬底和所述键合层的侧壁呈线性斜坡状；籽晶层，连续的分布在露出的所述第二晶圆的键合面上、所述键合层和所述衬底的侧壁以及所述衬底中；金属标记，位于所述衬底中的籽晶层上，且所述金属标记的表面和所述衬底的顶面平齐。
13、在本申请的一些实施例中，所述衬底中的籽晶层和所述金属标记的厚度之和小于3μm，露出的所述第二晶圆的键合面的宽度为1.5mm～2.7mm。
14、本申请还提供一种晶圆修边刀具，所述晶圆修边刀具的侧壁呈斜坡状，所述晶圆修边刀具在工作时，从晶圆的侧面进入对所述晶圆进行修边处理，且所述晶圆修边刀具和所述晶圆的旋转方向相反。
15、在本申请的一些实施例中，所述晶圆修边刀具为圆台状，且所述刀具的高度为5cm～8cm，顶面直径与底面直径之差为2cm～3cm。
16、与现有技术相比，本申请技术方案的晶圆键合方法、金属标记的形成方法、晶圆结构及晶圆修边刀具具有如下有益效果：
17、所述晶圆键合方法在对第一晶圆进行修边处理时，使修边宽度自第一晶圆的键合层的表面向第一晶圆部分衬底的底面逐渐增大，进而第一晶圆的键合层和部分衬底的侧壁呈现平缓的线性斜坡状，从而大幅增加籽晶层在键合层和衬底侧壁的覆盖率，进而在电镀形成金属标记时可以正常的对晶圆进行加电，所述晶圆键合方法工艺简单、成本低且效率高。
18、所述金属标记的形成方法可以在不改变电镀机台的硬件以及成熟量产的籽晶层工艺和电镀工艺的情况下，能够大幅度提高键合层和衬底侧壁籽晶层的厚度和连续性，因此可以和fab内其他需要做ecp的晶圆共享同一个机台。
19、所述晶圆键合方法适用于减薄到不同厚度晶圆的工艺，还可以整合到键合标记(bonding mark)、混合键合的金属连线(hybrid bond via)及衬垫(pad)等小深度图案(pattern)电镀的制作工艺中，通用性强。
20、所述晶圆修边刀具结构简单，且修边操作容易控制，可以使晶圆侧壁形成线性斜坡状结构，有利于在修边后的晶圆侧壁形成较厚且连续的籽晶层，进而在电镀工艺形成金属标记时正常对晶圆进行加电。
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1.一种晶圆键合方法，其特征在于，包括：
2.根据权利要求1所述的晶圆键合方法，其特征在于，修边宽度自所述键合层的表面向所述部分衬底的底面均匀增大。
3.根据权利要求1所述的晶圆键合方法，其特征在于，采用侧壁呈斜坡状的刀具从所述第一晶圆的侧面进入进行修边处理，且所述刀具和所述第一晶圆的旋转方向相反。
4.根据权利要求3所述的晶圆键合方法，其特征在于，所述刀具为圆台状，且所述刀具的高度为5cm～8cm，顶面直径与底面直径之差为2cm～3em。
5.根据权利要求1所述的晶圆键合方法，其特征在于，修边高度为150μm～200μm，修边处理后的所述键合层的表面直径小于非修边区衬底的直径，且直径差为1.5mm～2.7mm。
6.根据权利要求1所述的晶圆键合方法，其特征在于，所述修边区衬底的减薄厚度在100μm以上；去除所述第一晶圆的未修边区衬底以及减薄所述修边区衬底至目标厚度的方法包括：
7.一种金属标记的形成方法，其特征在于，包括：
8.根据权利要求7所述的金属标记的形成方法，其特征在于，所述沟槽的深度小
9.根据权利要求7所述的金属标记的形成方法，其特征在于，所述形成方法还包括：采用电镀工艺在所述籽晶层上形成金属层，且所述电镀工艺的阴极连接在所述第二晶圆的键合面最边缘向中心方向延伸1.3mm～1.4mm的区域上，其中露出的所述第二晶圆的键合面的宽度为1.5mm～2.7mm。
10.根据权利要求9所述的金属标记的形成方法，其特征在于，所述形成方法还包括：采用化学机械研磨工艺去除所述衬底表面的金属层和籽晶层，形成填满所述沟槽且表面和所述衬底的顶面平齐的金属标记。
11.一种晶圆结构，其特征在于，包括：
12.根据权利要求11所述的晶圆结构，其特征在于，所述衬底中的籽晶层和所述金属标记的厚度之和小于3μm，露出的所述第二晶圆的键合面的宽度为1.5mm～2.7mm。
13.一种晶圆修边刀具，其特征在于，所述晶圆修边刀具的侧壁呈斜坡状，所述晶圆修边刀具在工作时，从晶圆的侧面进入对所述晶圆进行修边处理，且所述晶圆修边刀具和所述晶圆的旋转方向相反。
14.根据权利要求13所述的晶圆修边刀具，其特征在于，所述晶圆修边刀具为圆台状，且所述刀具的高度为5cm～8cm，顶面直径与底面直径之差为2cm～3cm。
...【技术特征摘要】
1.一种晶圆键合方法，其特征在于，包括：
2.根据权利要求1所述的晶圆键合方法，其特征在于，修边宽度自所述键合层的表面向所述部分衬底的底面均匀增大。
3.根据权利要求1所述的晶圆键合方法，其特征在于，采用侧壁呈斜坡状的刀具从所述第一晶圆的侧面进入进行修边处理，且所述刀具和所述第一晶圆的旋转方向相反。
4.根据权利要求3所述的晶圆键合方法，其特征在于，所述刀具为圆台状，且所述刀具的高度为5cm～8cm，顶面直径与底面直径之差为2cm～3em。
5.根据权利要求1所述的晶圆键合方法，其特征在于，修边高度为150μm～200μm，修边处理后的所述键合层的表面直径小于非修边区衬底的直径，且直径差为1.5mm～2.7mm。
6.根据权利要求1所述的晶圆键合方法，其特征在于，所述修边区衬底的减薄厚度在100μm以上；去除所述第一晶圆的未修边区衬底以及减薄所述修边区衬底至目标厚度的方法包括：
7.一种金属标记的形成方法，其特征在于，包括：
8.根据权利要求7所述的金属标记的形成方法，其特征在于，所述沟槽的深度小于3μm位于所述衬底表面的所述籽晶层的厚度为2000埃～3000埃。
...【专利技术属性】
技术研发人员：刘括，阎大勇，赵娅俊，刘敏，
申请(专利权)人：中芯国际集成电路制造北京有限公司，
类型：发明
国别省市：
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