[发明专利]一种改善键合晶圆晶背缺陷的方法

说明书

技术领域

本发明涉及半导体制造技术领域，尤其涉及一种改善键合晶圆晶背缺陷的方法。

背景技术

在集成电路工艺中，三维集成是一种在保持现有技术节点的同时提高芯片性能的解决方案。通过将两个或多个功能相同或不同的芯片进行三维集成可提高芯片的性能，同时也可以大幅度缩短功能芯片之间的金属互联，减小发热、功耗和延迟。

在三维集成工艺中，在晶圆键合后的后续工艺中，经常需要使用清洗液对晶背进行清洗以避免晶背的沾污或金属污染，清洗液会与晶背的硅基底或氧化层反应。由于清洗液的均匀性不一致或不同区域损伤不同，在反应过后晶背会产生不均匀的缺陷，宏观上表现为色差缺陷，对下游的工艺会产生影响，进而影响产品性能。以背照式CMOS影像传感器为例，键合晶圆的晶背产生缺陷后，正面的器件会在后续工艺中产生失焦缺陷(defocus)或对准精度(overlay)降低等问题，影响产品光学性能。

发明内容

根据现有技术中存在的上述问题，现提供改善键合晶圆晶背缺陷的方法，旨在解决现有技术中，键合晶圆的晶背在后续工艺中产生缺陷从而影响产品性能的问题。本发明采用如下技术方案：

一种改善键合晶圆晶背缺陷的方法，在前制程完成后和晶圆键合前对待键合的载体晶圆进行处理，所述方法包括以下步骤：

步骤S1、于所述载体晶圆的外表面沉积一保护层；

步骤S2、使用酸液去除所述载体晶圆的键合面上的所述保护层。

较佳的，上述改善键合晶圆晶背缺陷的方法中，还包括：

步骤S3、使用清洗液清洗所述键合面。

较佳的，上述改善键合晶圆晶背缺陷的方法中，所述外表面包括所述载体晶圆的正面、背面以及侧面；

所述正面为所述键合面。

较佳的，上述改善键合晶圆晶背缺陷的方法中，所述保护层的材料为氮化硅。

较佳的，上述改善键合晶圆晶背缺陷的方法中，所述步骤S1中通过化学气相沉积的方式沉积所述保护层。

较佳的，上述改善键合晶圆晶背缺陷的方法中，所述保护层的厚度为20A～2000A。

较佳的，上述改善键合晶圆晶背缺陷的方法中，所述步骤2中通过湿法刻蚀工艺去除所述键合面上的所述保护层。

较佳的，上述改善键合晶圆晶背缺陷的方法中，所述湿法刻蚀工艺在温度范围为120℃～200℃的条件下完成。

较佳的，上述改善键合晶圆晶背缺陷的方法中，所述酸液为磷酸、氢氟酸、硝酸中的一种或多种与去离子水形成的混合溶液。

较佳的，上述改善键合晶圆晶背缺陷的方法中，所述清洗液为氨水、双氧水、去离子水中的一种或多种。

上述技术方案的有益效果是：在待键合的载体晶圆的背面形成氮化硅层，在晶圆键合后的后续工艺中不与清洗液反应，可以有效保护晶背，防止晶背缺陷产生或扩大，减少对下游工艺的影响，从而能够提升产品性能。

附图说明

图1是本发明的较佳的实施例中，一种改善键合晶圆晶背缺陷的方法的流程图。

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。

在集成电路工艺中，三维集成是一种在保持现有技术节点的同时提高芯片性能的解决方案。通过晶圆键合，将两个或多个功能相同或不同的芯片进行三维集成可提高芯片的性能，同时也可以大幅度缩短功能芯片之间的金属互联，减小发热、功耗和延迟。

在部分半导体工艺中，在晶圆键合工艺后的后续工艺中，需在键合后的晶圆上形成相应的结构(如背照式CMOS图像传感器，器件晶圆的一个表面具有金属连接层，在金属连接层的表面相对的一面(即器件晶圆的晶背)在键合后会依次形成保护层、滤光片及微透镜)。因此，需要使用清洗液对键合后的晶圆的晶背进行清洗，以避免晶背的沾污或金属污染。在清洗过程中，清洗液会与晶背的硅基底或氧化层反应(清洗液一般为双氧水、氨水、去离子水中的一种或多种的混合液，双氧水会与硅基底或氧化层反应)，由于清洗液的均匀性不一致或不同区域损伤不同，在反应过后晶背会产生不均匀的缺陷，宏观上表现为色差缺陷。晶背上的缺陷会对下游工艺产生影响，进而影响产品的性能，因此需要控制并改良键合后的晶圆的晶背缺陷，以有效提高产品性能。

本发明的较佳的实施例中，如图1所示，提供一种改善键合晶圆晶背缺陷的方法，在前制程完成后和晶圆键合前对待键合的载体晶圆进行处理，方法包括以下步骤：

步骤S1、于载体晶圆的外表面沉积一保护层；

步骤S2、使用酸液去除载体晶圆的键合面上的保护层。