[发明专利]晶圆键合方法

说明书

本发明提供了一种晶圆键合方法，其包括以下步骤：提供第一晶圆和第二晶圆；在第一晶圆的第一面离边缘指定距离区域和/或第二晶圆的第一面离边缘指定距离区域形成一环状膜层；在所述第一晶圆的第一面和所述第二晶圆的第一面形成一平坦化层，第一晶圆上的平坦化层和/或第二晶圆上的平坦化层连接环状膜层构成一连续膜层，所述连续膜层的边缘区域的高度不低于其中心区域的高度；将所述第一晶圆的第一面和所述第二晶圆的第一面相对放置，并对所述第一晶圆和/或所述第二晶圆施加压力，以实现所述第一晶圆和第二晶圆的键合。采用本发明提供的晶圆键合方法，避免了晶圆键合后形成缝隙或者减小了晶圆键合后缝隙的尺寸。

技术领域

本发明涉及半导体工艺技术领域，具体涉及一种晶圆键合方法。

背景技术

经过半个世纪的高速发展，微电子技术和依托于微电子技术的信息技术已经对人类社会的发展产生了革命性的影响。然而，当今必须面对的问题是：传统晶体管的物理极限不断逼近，更小尺寸的制造技术越来越困难，集成电路的功耗不断增大晶圆厂的投资迅速攀升。在这种情况下，如何继续保持微电子技术以摩尔定律所描述的速度持续发展，已经成为今天整个行业都在努力解决的问题。

三维集成电路的出现，为半导体和微电子技术的持续发展提供了一个新的技术解决方案。所谓三维集成电路，广义上是将具有集成电路的晶圆经过键合工艺形成键合晶圆，通过穿透晶圆的三维结构互连实现多层之间的信号连接。三维集成电路能够实现更小的芯片面积、更短的芯片间互连、更高的数据传输带宽以及不同工艺技术的异质集成，从而大幅度降低芯片功耗，减小延时，提高性能，扩展功能，并为实现复杂功能的片上系统(SOC)提供可能。

在三维集成电路中，晶圆与晶圆的键合非常关键。传统的键合工艺包括以下步骤：

如图1所示，提供第一晶圆101和第二晶圆102；

如图2所示，在所述第一晶圆101的第一面上形成平坦化层103，在第二晶圆102的第一面上形成平坦化层104，并对平坦化层103、104进行平坦化处理；

如图3所示，将所述第一晶圆101的第一面和所述第二晶圆102的第一面相对放置，再对第一晶圆101和/或第二晶圆102施加一压力，即可完成键合工艺。

实践发现，键合后的晶圆经常出现边缘脱落或者晶圆上的器件结构损伤的问题，导致器件良率下降。

发明内容

本发明的目的在于，提供一种晶圆键合方法，以避免晶圆键合后形成缝隙或者减小晶圆键合后缝隙的尺寸。

本发明提供了一种晶圆键合方法，其包括以下步骤：

提供第一晶圆和第二晶圆；

在第一晶圆的第一面离边缘指定距离区域和/或第二晶圆的第一面离边缘指定距离区域形成一环状膜层；

在所述第一晶圆的第一面和所述第二晶圆的第一面形成一平坦化层，第一晶圆上的平坦化层和/或第二晶圆上的平坦化层连接环状膜层构成一连续膜层，所述连续膜层的边缘区域的高度不低于其中心区域的高度；

将所述第一晶圆的第一面和所述第二晶圆的第一面相对放置，并对所述第一晶圆和/或所述第二晶圆施加压力，以实现所述第一晶圆和第二晶圆的键合。

可选的，在形成所述平坦化层之后，将所述第一晶圆的第一面和所述第二晶圆的第一面相对放置之前，还包括：对所述平坦化层进行平坦化工艺。

可选的，所述平坦化工艺为化学机械抛光工艺。

可选的，所述第一晶圆上的环状膜层形成于离第一晶圆第一面边缘3mm～5mm区域，所述第二晶圆上的环状膜层形成于离第二晶圆第一面边缘3mm～5mm区域。

可选的，所述平坦化层与所述环状膜层的材质相同。