一種晶圓鍵合方法
【技術領域】
[0001 ] 本發明屬于集成電路制造領域，涉及一種晶圓鍵合方法。
【背景技術】
[0002]隨著集成度不斷提高，每片上的器件單元數量急劇增加，芯片面積增大，單元間連線的增長既影響電路工作速度又占用很多面積，嚴重影響集成電路進一步提高集成度和工作速度。于是產生三維集成電路應運而生。三維集成電路為具有多層器件結構的集成電路，又稱立體集成電路。現有的各種商品集成電路都是平面結構，即集成電路的各種單元器件一個挨一個地分布在一個平面上，稱二維集成電路。而三維集成電路(3D-1C)形成三維立體多層結構。三維集成的優點是:①提高封裝密度:多層器件重疊結構可成倍提高芯片集成度；②提高電路工作速度:重疊結構使單元連線縮短，并使并行信號處理成為可能，從而實現電路的高速操作可實現新型多功能器件及電路系統:如把光電器件等功能器件和硅集成電路集成在一起，形成新功能系統。目前世界各國都在致力于研究三維集成電路，并已制出一些實用的多層結構集成電路。
[0003]在半導體制造工藝中，晶圓鍵合及減薄工藝越來越多地應用于三維集成電路領域，其中鍵合性能是人們的關注點。引起鍵合失效的原因有很多，最常見的一種失效機制是晶圓剝離。在兩片晶圓鍵合完成后進行晶圓背部減薄工藝很容易導致晶圓剝離。
[0004]目前，在Cu-Cu鍵合工藝中，通常在鍵合前進行Cu沉積工藝和Cu化學機械拋光工藝，由于Cu化學機械拋光引起的凹陷問題及鍵合工藝自身的特點，很容易引起鍵合失敗，產生剝離問題。
[0005]因此，提供一種晶圓鍵合方法以解決上述問題實屬必要。

【發明內容】

[0006]鑒于以上所述現有技術的缺點，本發明的目的在于提供一種晶圓鍵合方法，用于解決現有技術中Cu-Cu鍵合不牢固，鍵合后晶圓容易剝離的問題。
[0007]為實現上述目的及其他相關目的，本發明提供一種晶圓鍵合方法，至少包括以下步驟:
[0008]S1:提供第一待鍵合晶圓及第二待鍵合晶圓，所述第一待鍵合晶圓表面形成有若干第一 Cu焊盤，所述第二待鍵合晶圓表面形成有若干與所述第一 Cu焊盤位置相對應的第二 Cu焊盤；
[0009]S2:在所述第一 Cu焊盤表面或第二 Cu焊盤表面形成粘附層，并將所述第一待鍵合晶圓或第二待鍵合晶圓背面減薄；
[0010]S3:將所述第一 Cu焊盤與第二 Cu焊盤對準，將所述第一待鍵合晶圓與第二待鍵合晶圓鍵合。
[0011]可選地，于所述步驟S2中，首先將所述第一待鍵合晶圓或第二待鍵合晶圓背面減薄，然后再在所述第一 Cu焊盤表面或第二 Cu焊盤表面形成粘附層。
[0012]可選地，于所述步驟S2中，首先在所述第一 Cu焊盤表面或第二 Cu焊盤表面形成粘附層，然后再將所述第一待鍵合晶圓或第二待鍵合晶圓背面減薄。
[0013]可選地，所述粘附層為Ta/TaN復合層。
[0014]可選地，于所述步驟S2中，利用物理氣相沉積方法形成所述粘附層。
[0015]可選地，于所述步驟S2中，采用化學機械研磨方法將所述第一待鍵合晶圓或第二待鍵合晶圓背面減薄。
[0016]可選地，與所述步驟S3中，鍵合溫度范圍是23?28°C，鍵合時間為8?15秒。
[0017]可選地，所述粘附層的厚度范圍是100?300埃。
[0018]可選地，所述第一 Cu焊盤與第二 Cu焊盤為圓形或方形。
[0019]如上所述，本發明的晶圓鍵合方法，具有以下有益效果:1)本發明在晶圓鍵合之前在Cu焊盤表面形成粘附層，該粘附層可作為保護層，阻止鍵合的晶圓之間發生Cu擴散，并增強鍵合區域的鍵合力；2)本發明在晶圓鍵合之前將晶圓背面減薄，可以避免晶圓減薄過程中對鍵合點的損傷。本發明在晶圓鍵合前對晶圓進行上述處理可以有效增強晶圓之間的鍵合力，降低金屬損傷，降低鍵合后晶圓發生剝離的概率。
【附圖說明】
[0020]圖1顯示為本發明的晶圓鍵合方法的工藝流程圖。
[0021]圖2顯示為本發明的晶圓鍵合方法在實施例一中的工藝流程圖。
[0022]圖3顯示為本發明的晶圓鍵合方法中第一待鍵合晶圓的剖面示意圖。
[0023]圖4顯示為本發明的晶圓鍵合方法中第二待鍵合晶圓的剖面示意圖。
[0024]圖5顯示為本發明的晶圓鍵合方法中在第一 Cu焊盤表面形成粘附層的示意圖。
[0025]圖6顯示為本發明的晶圓鍵合方法將第一待鍵合晶圓背面減薄的示意圖。
[0026]圖7顯示為本發明的晶圓鍵合方法將第一待鍵合晶圓與第二待鍵合晶圓鍵合的示意圖。
[0027]圖8顯示為本發明的晶圓鍵合方法在實施例二中的工藝流程圖。
[0028]圖9顯示為本發明的晶圓鍵合方法將第一待鍵合晶圓背面減薄的示意圖。
[0029]圖10顯示為本發明的晶圓鍵合方法中在減薄后的第一待鍵合晶圓表面的第一 Cu焊盤表面形成粘附層的示意圖。
[0030]圖11顯示為本發明的晶圓鍵合方法在實施例三中的工藝流程圖。
[0031]圖12顯示為本發明的晶圓鍵合方法中在第二 Cu焊盤表面形成粘附層的示意圖。
[0032]元件標號說明
[0033]SI ?S4步驟
[0034]I第一待鍵合晶圓
[0035]2第一 Cu 焊盤
[0036]3粘附層
[0037]4第二待鍵合晶圓
[0038]5第二 Cu 焊盤
【具體實施方式】
[0039]以下通過特定的具體實例說明本發明的實施方式，本領域技術人員可由本說明書所揭露的內容輕易地了解本發明的其他優點與功效。本發明還可以通過另外不同的【具體實施方式】加以實施或應用，本說明書中的各項細節也可以基于不同觀點與應用，在沒有背離本發明的精神下進行各種修飾或改變。
[0040]請參閱圖1至圖12。需要說明的是,本實施例中所提供的圖示僅以示意方式說明本發明的基本構想，遂圖式中僅顯示與本發明中有關的組件而非按照實際實施時的組件數目、形狀及尺寸繪制，其實際實施時各組件的型態、數量及比例可為一種隨意的改變，且其組件布局型態也可能更為復雜。
[0041]本發明提供一種晶圓鍵合方法，請參閱圖1，顯示為該方法的工藝流程圖，至少包括以下步驟:
[0042]步驟S1:提供第一待鍵合晶圓及第二待鍵合晶圓，所述第一待鍵合晶圓表面形成有若干第一 Cu焊盤，所述第二待鍵合晶圓表面形成有若干與所述第一 Cu焊盤位置相對應的第二 Cu焊盤；
[0043]步驟S2:在所述第一 Cu焊盤表面或第二 Cu焊盤表面形成粘附層，并將所述第一待鍵合晶圓或第二待鍵合晶圓背面減薄；
[0044]步驟S3:將所述第一 Cu焊盤與第二 Cu焊盤對準，將所述第一待鍵合晶圓與第二待鍵合晶圓鍵合。
[0045]下面通過具體的實施例來詳細說明本發明的具體技術方案。
[0046]實施例一
[0047]請參閱圖2，本發明提供一種晶圓鍵合方法，至少包括以下步驟:
[0048]步驟S1:提供第一待鍵合晶圓及第二待鍵合晶圓，所述第一待鍵合晶圓表面形成有若干第一 Cu焊盤，所述第二待鍵合晶圓表面形成有若干與所述第一 Cu焊盤位置相對應的第二 Cu焊盤；
[0049]步驟S2:在所述第一 Cu焊盤表面形成粘附層；
[0050]步驟S3:將所述第一待鍵合晶圓背面減薄；
[0051]步驟S4:將所述第一 Cu焊盤與第二 Cu焊盤對準，將所述第一待鍵合晶圓與第二待鍵合晶圓鍵合。
[0052]首