[发明专利]一种晶圆的键合方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种半导体制造技术领域，尤其涉及一种晶圆的键合方法。

背景技术

晶圆键合技术是指通过化学和物理作用将两片晶圆紧密结合起来的方法，晶圆键合往往与表面硅加工和体硅加工相结合，用在微机电系统的加工工艺中。晶圆键合虽然不是微机械加工的直接手段，却在微机械加工中有着重要的地位，通过与其他加工手段结合，既可对微结构提供支撑和保护，又可以实现机械结构之间或机械结构与电路之间的电学连接。晶圆键合质量的好坏会对微机械系统的性能产生直接影响，其中键合前后晶圆的翘曲度是影响键合质量的主要因素之一。两个接触晶圆表面必须小于一定的翘曲度才能在室温下发生键合，且键合后晶圆的翘曲度不能过大。晶圆的翘曲度越小，表面越平整，克服弹性变形所做的功就越小，晶圆也就越容易键合。

对于两片晶圆进行键合，由于在晶圆背面形成一定的施压，使晶圆的内部存在较大的应力。随着机械研削厚度的增大，晶圆自身抗拒应力的能力就变弱，主要体现在晶圆外部，即晶圆翘曲。因晶圆键合的边缘出现翘起，使得在后续加工过程中，对上层晶圆打薄过程时，晶圆的键合处或者侧壁易出现裂缝等缺陷，大大降低产品的成品率。

发明内容

针对现有技术的不足，本发明提供晶圆的键合方法，可以提高晶圆键合的有效性，消除键合晶圆边缘及侧壁的裂缝，提高产品的成品率。

上述技术目的通过以下技术方案解决：

一种晶圆的键合方法，其中，包括以下步骤：

步骤S10、提供第一晶圆、第二晶圆，所述第一晶圆和所述第二晶圆均包括硅基底和设置于所述硅基底之上的金属层；

步骤S20、于所述第一晶圆和所述第二晶圆之上制备贴合层后，将所述第一晶圆键合至所述第二晶圆之上，以形成键合晶圆；

步骤S30、对所述第一晶圆进行减薄工艺；

步骤S40、切割所述键合晶圆边缘区域，导致边缘区域的金属层被暴露出来；

步骤S50、于所述金属层暴露的表面上沉积一保护层。

上述的晶圆的键合方法，其中，采用沉积工艺制备所述贴合层，所述贴合层由二氧化硅沉积形成。

上述的晶圆的键合方法，其中，于所述步骤S30中，于所述步骤S30中，采用机械研磨方式减薄所述第一晶圆。

上述的晶圆的键合方法，其中，于所述步骤S30中，采用化学刻蚀方式减薄所述第一晶圆。

上述的晶圆的键合方法，其中，于所述步骤S30中，减薄所述第一晶圆，并于所述贴合层形成一内缩式切口倒角。

上述的晶圆的键合方法，其中，于所述步骤S40中，于所述步骤S40中，所述边缘区域的水平距离大于或等于所述内缩式切换倒角的水平距离。

上述的晶圆的键合方法，其中，所述保护层包括第一保护层和第二保护层，于所述步骤S50中，具体包括；

步骤S51、沉积所述第一保护层，所述第一保护层完全覆盖所述金属层暴露的表面；

步骤S52、沉积所述第二保护层，以使所述第二保护层完全覆盖所述第一保护层。

上述的晶圆的键合方法，其中，所述保护层包括第一保护层、以及位于所述第一保护层表面的第二保护层，所述第一保护层由氮化硅形成。

上述的晶圆的键合方法，其中，所述保护层包括第一保护层、以及位于所述第一保护层表面的第二保护层，所述第二保护层由二氧化硅形成。

上述的晶圆的键合方法，其中，所述金属层的材质为铜。

与现有技术相比，本发明的优点是：

本申请中，通过切割两片所述晶圆的边缘区域，即相当于对键合的晶圆做二次修剪，以形成平坦化的侧壁，同时也有利于晶圆内部的应力进行释放，避免在封装过程中，因晶圆内部的应力释放而造成晶圆边缘翘曲。使得键合后的晶圆表面处于完全平整的状态，提高键合的有效性，消除键合晶圆边缘及侧壁的裂缝，提高产品的成品率。同时设置有保护层，有效保护金属层的导电性，另外还可进一步保证键合的有效性，因本申请是对两片晶圆进行键合，即键合后，两片晶圆的连接处仍然有一道连接缝隙，通过保护层将连接缝隙覆盖，可以有效避免连接缝隙出现开裂，进而影响键合效果。

附图说明

图1为本发明的一种晶圆的键合方法流程图；

图2a～2e为本发明的晶圆的键合方法的一种实施方式。

具体实施方式

下面结合附图和具体实施例对本发明作进一步说明，但不作为本发明的限定。