一种晶圆键合结构及其形成方法技术

本申请提供一种晶圆键合结构及其形成方法，所述晶圆键合结构包括：底部晶圆，所述底部晶圆表面形成有底部介质层；第一晶圆，键合于所述底部晶圆表面，所述第一晶圆面向所述底部晶圆的一面形成有第一介质层，所述第一晶圆和所述底部晶圆通过所述底部介质层和所述第一介质层键合，所述第一晶圆的边缘具有气泡缺陷的一部分被去除。本申请提供一种晶圆键合结构及其形成方法，在晶圆键合之后及时去除键合晶圆边缘处的气泡缺陷，提高器件可靠性。提高器件可靠性。提高器件可靠性。

【技术实现步骤摘要】
一种晶圆键合结构及其形成方法


[0001]本申请涉及半导体
，尤其涉及一种晶圆键合结构及其形成方法。

技术介绍

[0002]在晶圆键合工艺中，对键合晶圆表面的平坦度、平行度、光滑度和洁净度要求都非常高。然而在使用化学机械研磨工艺(以下简称CMP)平坦化所述键合晶圆时，由于键合晶圆边缘处一些位置的厚度无法获取，导致CMP工艺无法针对这些位置进行针对性调整，也就无法精确控制这些位置的厚度，这导致键合晶圆边缘处的厚度均一性无法保证。因而在进行晶圆键合后，键合晶圆的边缘处容易由于厚度不均匀出现气泡(bubble)缺陷从而影响器件可靠性。
[0003]因此，有必要提供更有效、更可靠的技术方案。

技术实现思路

[0004]本申请提供一种晶圆键合结构及其形成方法，可以去除键合晶圆边缘处的气泡缺陷，提高器件可靠性。
[0005]本申请的一个方面提供一种晶圆键合结构的形成方法，包括：提供底部晶圆，所述底部晶圆表面依次键合有第一晶圆和载体晶圆，所述载体晶圆和所述第一晶圆的边缘的一部分具有气泡缺陷；减薄所述载体晶圆；去除所述载体晶圆和所述第一晶圆的边缘具有气泡缺陷的一部分；去除所述载体晶圆。
[0006]在本申请的一些实施例中，去除所述载体晶圆和所述第一晶圆的边缘具有气泡缺陷的一部分的方法包括修边工艺。
[0007]在本申请的一些实施例中，所述去除的所述载体晶圆和所述第一晶圆的边缘具有气泡缺陷的一部分的宽度为1至5毫米。
[0008]在本申请的一些实施例中，去除所述载体晶圆的方法包括刻蚀工艺。
[0009]在本申请的一些实施例中，所述载体晶圆面向所述第一晶圆的一部分的直径等于所述第一晶圆的直径，所述载体晶圆远离所述第一晶圆的一部分的直径大于所述第一晶圆的直径。
[0010]在本申请的一些实施例中，减薄所述载体晶圆时，去除所述载体晶圆中直径大于所述第一晶圆直径的一部分。
[0011]在本申请的一些实施例中，所述第一晶圆的直径小于所述底部晶圆的直径。
[0012]在本申请的一些实施例中，所述底部晶圆表面形成有底部介质层，所述第一晶圆面向所述底部晶圆的一面形成有第一介质层，所述第一晶圆和所述底部晶圆通过所述底部介质层和所述第一介质层键合。
[0013]在本申请的一些实施例中，去除所述载体晶圆和所述第一晶圆的边缘具有气泡缺陷的一部分时，还去除所述底部晶圆表面的底部介质层的边缘的一部分。
[0014]在本申请的一些实施例中，所述载体晶圆面向所述第一晶圆的一面形成有载体介
质层，所述第一晶圆面向所述载体晶圆的一面形成有第二介质层，所述第一晶圆和所述载体晶圆通过所述载体介质层和所述第二介质层键合。
[0015]本申请的另一个方面提供一种晶圆键合结构，包括：底部晶圆；第一晶圆，键合于所述底部晶圆表面，所述第一晶圆的边缘具有气泡缺陷的一部分被去除。
[0016]在本申请的一些实施例中，所述第一晶圆的直径小于所述底部晶圆的直径。
[0017]在本申请的一些实施例中，所述底部晶圆表面形成有底部介质层，所述第一晶圆面向所述底部晶圆的一面形成有第一介质层，所述第一晶圆和所述底部晶圆通过所述底部介质层和所述第一介质层键合。
[0018]在本申请的一些实施例中，所述第一晶圆远离所述底部晶圆的一面还形成有第二介质层。
[0019]本申请提供一种晶圆键合结构及其形成方法，在晶圆键合之后及时去除键合晶圆边缘处的气泡缺陷，提高器件可靠性。
附图说明
[0020]以下附图详细描述了本申请中披露的示例性实施例。其中相同的附图标记在附图的若干视图中表示类似的结构。本领域的一般技术人员将理解这些实施例是非限制性的、示例性的实施例，附图仅用于说明和描述的目的，并不旨在限制本申请的范围，其他方式的实施例也可能同样的完成本申请中的专利技术意图。应当理解，附图未按比例绘制。
[0021]其中：
[0022]图1为一种晶圆表面的俯视示意图；
[0023]图2至图3为一些晶圆键合结构的形成方法中各步骤的结构示意图；
[0024]图4至图7为本申请实施例所述的晶圆键合结构的形成方法中各步骤的结构示意图。
具体实施方式
[0025]以下描述提供了本申请的特定应用场景和要求，目的是使本领域技术人员能够制造和使用本申请中的内容。对于本领域技术人员来说，对所公开的实施例的各种局部修改是显而易见的，并且在不脱离本申请的精神和范围的情况下，可以将这里定义的一般原理应用于其他实施例和应用。因此，本申请不限于所示的实施例，而是与权利要求一致的最宽范围。
[0026]下面结合实施例和附图对本专利技术技术方案进行详细说明。
[0027]图1为一种晶圆表面的俯视示意图。需要说明的是，图1仅为示意图，用于说明晶圆表面芯片的分布情况。晶圆表面芯片的实际数量以及分布可以是其他情况。
[0028]参考图1所示，展示了一种晶圆100的俯视图示意图。晶圆100一般是圆形的，然而晶圆100上的芯片一般是方形或矩形的。圆形图案的边缘是弧形的，无法完美的拆分成多个矩形或方形，这也就导致了晶圆100边缘处的芯片必然是不完整的。
[0029]参考图1所示，晶圆100上包括位于中心的结构完整的有效芯片110，以及位于边缘的结构不完整的无效芯片120。在有效芯片110上可以设置有用于检测芯片110厚度的监测焊垫(monitor PAD),而无效芯片120上由于结构不完整无法设置监测焊垫。这就导致晶圆
边缘处一些位置(也就是无效芯片120的位置)的厚度无法获取，导致CMP工艺无法针对这些位置进行针对性调整，也就无法精确控制这些位置的厚度，这导致键合晶圆边缘处的厚度均一性无法保证。因而在进行晶圆键合后，键合晶圆的边缘处容易由于厚度不均匀出现气泡缺陷从而影响器件可靠性。
[0030]图2至图3为一些晶圆键合结构的形成方法中各步骤的结构示意图。
[0031]参考图2所示，提供底部晶圆200，所述底部晶圆200表面依次键合有第一晶圆210和载体晶圆220，所述载体晶圆220和所述第一晶圆210的边缘的一部分具有气泡缺陷。具体地，所述载体晶圆220和所述第一晶圆210之间具有气泡缺陷221，所述第一晶圆210和所述底部晶圆200之间具有气泡缺陷211。
[0032]产生气泡缺陷的主要原因包括：膜层厚度不均匀、有缺陷、图案没有充分平坦化等因素导致晶圆表面不平，导致晶圆键合后部分位置没有贴合，形成气泡；晶圆边缘作为晶圆实体消失的边界，本身也代表着一种结构突变，增加了CMP工艺对边缘压力的控制难度，并且CMP边缘压力还起到固定晶圆的作用，边缘压力过小可能导致晶圆滑片，这也限制了边缘压力的调控范围。
[0033]单个气泡的尺寸一般小于100um，气泡的分布范围与晶圆边缘厚度的变化趋势(profile)有关。相对来说两片边缘都薄的晶圆，气泡会更大，分布范围会更宽一些。实际情况以两片晶圆边缘厚度变化趋势不完全匹配居多。本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种晶圆键合结构的形成方法，其特征在于，包括：提供底部晶圆，所述底部晶圆表面依次键合有第一晶圆和载体晶圆，所述载体晶圆和所述第一晶圆的边缘的一部分具有气泡缺陷；减薄所述载体晶圆；去除所述载体晶圆和所述第一晶圆的边缘具有气泡缺陷的一部分；去除所述载体晶圆。2.如权利要求1所述晶圆键合结构的形成方法，其特征在于，去除所述载体晶圆和所述第一晶圆的边缘具有气泡缺陷的一部分的方法包括修边工艺。3.如权利要求1所述晶圆键合结构的形成方法，其特征在于，所述去除的所述载体晶圆和所述第一晶圆的边缘具有气泡缺陷的一部分的宽度为1至5毫米。4.如权利要求1所述晶圆键合结构的形成方法，其特征在于，去除所述载体晶圆的方法包括刻蚀工艺。5.如权利要求1所述晶圆键合结构的形成方法，其特征在于，所述载体晶圆面向所述第一晶圆的一部分的直径等于所述第一晶圆的直径，所述载体晶圆远离所述第一晶圆的一部分的直径大于所述第一晶圆的直径。6.如权利要求5所述晶圆键合结构的形成方法，其特征在于，减薄所述载体晶圆时，去除所述载体晶圆中直径大于所述第一晶圆直径的一部分。7.如权利要求1所述晶圆键合结构的形成方法，其特征在于，所述第一晶圆的直径小于所述底部晶圆的直径。8.如权利要求1所述晶圆键合结构的形成方法，其特征在于，所...

【专利技术属性】
技术研发人员：刘清召，赵娅俊，刘敏，
申请(专利权)人：中芯国际集成电路制造上海有限公司中芯国际集成电路制造北京有限公司，
类型：发明
国别省市：