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晶圆键合结构及方法


技术摘要:
本发明提供一种晶圆键合结构及方法,包括:提供第一晶圆和第二晶圆,所述第一晶圆上形成有第一键合结构,所述第二晶圆上形成有第二键合结构。所述第一键合结构上形成有第一对准图案和第一测量图案,所述第二键合结构上形成有第二对准图案和第二测量图案。对准第一对准  全部
背景技术:
微机电系统(Micro-Electro-Mechanical  Systems,MEMS)技术被誉为21世纪具有 革命性的高新技术。目前,以硅为基础的高集成MEMS器件如加速度传感器、陀螺仪等在工 业、汽车、医疗、军事等各个领域的应用越来越广。其中,晶圆键合技术是MEMS技术发展和实 用化的关键技术之一。 晶圆键合技术是通过两片晶圆表面的原子相互反应,并达到一定的强度,从而使 两片晶圆结合在一起。晶圆键合有多种方法,如熔融键合、热压键合、低温真空键合、阳极键 合及共晶键合等。其中,共晶键合工艺通常在待键合的两晶圆表面的键合区域分别制作铝 键合层和锗键合层,并通过这两种材料在工艺过程中形成共晶合金,利用该共晶合晶作为 中间层将将两晶圆连接起来。在键合过程中铝键合层和锗键合层上的微观图形对准精度极 为重要,能够直接影响器件性能。然而,目前的键合工艺仅能够通过键合机器识别微观图形 进行对准,不能直接测量键合偏差。因此,技术人员只能凭经验通过目测来估判晶圆键合是 否符合工艺标准,但准确度较低,不能保证器件良率。 因此,需要一种晶圆键合方法,能够精准测量两片晶圆键合的对准精度,有助于改 善键合工艺,并提高器件良率。
技术实现要素:
本发明的目的在于提供一种晶圆键合结构及方法,以解决无法精准测量晶圆键合 偏差值的问题。 为解决上述技术问题,本发明提供一种晶圆键合方法,所述晶圆键合方法包括: 提供第一晶圆和第二晶圆,所述第一晶圆上形成有第一键合结构,所述第二晶圆 上形成有第二键合结构;所述第一键合结构上形成有第一对准图案和第一测量图案,所述 第二键合结构上形成有第二对准图案和第二测量图案; 对准所述第一对准图案和所述第二对准图案,以使得所述第一晶圆和所述第二晶 圆对准,并使得所述第一测量图案与所述第二测量图案相对应; 连接所述第一键合结构和所述第二键合结构,以键合所述第一晶圆和所述第二晶 圆; 获取所述第一测量图案与所述第二测量图案形成的偏差,以得到所述晶圆键合的 偏差值。 可选的,在所述的晶圆键合方法中,所述第一测量图案包括第一方向的第一测量 图案和第二方向的第一测量图案;所述第二测量图案包括第一方向的第二测量图案和第二 方向的第二测量图案。 可选的,在所述的晶圆键合方法中,所述第一方向与所述第二方向相互垂直。 3 CN 111591955 A 说 明 书 2/6 页 可选的,在所述的晶圆键合方法中,所述第一测量图案和所述第二图案均为标尺 图案。 可选的,在所述的晶圆键合方法中,所述第一测量图案的分度值与所述第二测量 图案的分度值之间的差值范围为大于0微米且小于10微米。 可选的,在所述的晶圆键合方法中,在获取所述第一测量图案与所述第二测量图 案形成的偏差,以得到所述晶圆键合的偏差值之后,所述晶圆键合方法还包括:判断所述偏 差值是否在设定范围内,如否,则根据所述偏差值校准键合机器。 可选的,在所述的晶圆键合方法中,所述设定范围为大于或等于0微米且小于或等 于10微米。 可选的,在所述的晶圆键合方法中,在所述第一键合结构上形成有多个所述第一 测量图案;在所述第二键合结构上形成有多个所述第二测量图案。 可选的,在所述的晶圆键合方法中,在所述第一晶圆上形成有多个所述第一键合 结构;在所述第二晶圆上形成有多个所述第二键合结构。 基于同一发明构思,本发明还提供一种晶圆键合结构,所述晶圆键合结构包括: 第一晶圆,所述第一晶圆上形成有第一键合结构,所述第一键合结构上形成有第 一对准图案和第一测量图案; 第二晶圆,所述第二晶圆上形成有第二键合结构,所述第二键合结构上形成有第 二对准图案和第二测量图案; 通过所述第一键合结构和所述第二键合结构的相连,所述第一晶圆和所述第二晶 圆键合在一起; 其中,所述第一对准图案和所述第二对准图案相对准,所述第一测量图案与所述 第二测量图案相对应。 综上所述,本发明提供一种晶圆键合结构及方法,包括:提供第一晶圆和第二晶 圆,所述第一晶圆上形成有第一键合结构,所述第二晶圆上形成有第二键合结构。所述第一 键合结构上形成有第一对准图案和第一测量图案,所述第二键合结构上形成有第二对准图 案和第二测量图案。对准所述第一对准图案和所述第二对准图案,以使得所述第一晶圆和 所述第二晶圆对准,并使得所述第一测量图案与所述第二测量图案相对应。连接所述第一 键合结构和所述第二键合结构,以键合所述第一晶圆和所述第二晶圆。获取所述第一测量 图案与所述第二测量图案形成的偏差,以得到所述晶圆键合的偏差值。本发明通过在所述 第一键合结构和所述第二键合结构上分别加设所述第一测量图案和所述第二测量图案,从 而使得在晶圆键合后,可以直接读取键合偏差值,实现对晶圆键合工艺的精准监测,有利于 校准键合机器,并改进键合工艺,提高器件的良率。 附图说明 图1是本发明实施例的晶圆键合方法流程图; 图2是本发明实施例的第一晶圆结构示意图; 图3是本发明实施例的第二晶圆结构示意图; 图4是本发明实施例的第一键合结构结构示意图; 图5是本发明实施例的第二键合结构结构示意图; 4 CN 111591955 A 说 明 书 3/6 页 图6是本发明实施例的第一测量图案和第二测量图案对准示意图; 图7是本发明实施例的第一晶圆和第二晶圆键合后结构示意图; 图8是本发明实施例的共晶键结构示意图; 图9是本发明实施例的偏差值为2微米时第一测量图案和第二测量图案对准示意 图; 图10是本发明实施例的偏差值为3微米时第一测量图案和第二测量图案对准示意 图; 其中,附图标记说明: 100-第一晶圆;101-第一键合结构;102-第一测量图案;103-第一对准图案;102a- 第一方向的第一测量图案;102b-第二方向的第一测量图案; 200-第二晶圆;201-第二键合结构;202-第二测量图案;203-第二对准图案;202a- 第一方向的第二测量图案;202b-第二方向的第二测量图案; 300-共晶键;301-键合后对准图案; d1-第一测量图案的分度值;d2-第一刻度标记的宽度;d3-相邻两个所述第一刻度 标记的间距;d4-第二测量图案的分度值;d5-第二刻度标记的宽度;d6-相邻两个所述第二刻 度标记的间距。
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