[发明专利]晶圆键合方法和经键合器件结构

说明书

本公开总体涉及晶圆键合方法和经键合器件结构。在一个实施例中，一种结构包括：第一器件，包括第一电介质层和在第一电介质层中的第一对准标记，第一对准标记包括第一磁十字，第一磁十字具有第一北极和第一南极；以及第二器件，包括第二电介质层和在第二电介质层中的第二对准标记，第二对准标记包括第二磁十字，第二磁十字具有第二北极和第二南极，第一北极与第二南极对准，第一南极与第二北极对准，第一电介质层通过电介质‑电介质键合而键合到第二电介质层，第一对准标记通过金属‑金属键合而键合到第二对准标记。

技术领域

本公开涉及半导体领域，尤其涉及晶圆键合方法和经键合器件结构。

背景技术

由于集成电路(IC)的发展，由于各种电子组件(例如，晶体管、二极管、电阻器、电容器等)的集成密度的不断改进，半导体工业经历了持续的快速增长。在很大程度上，集成密度的这些改进来自于最小特征尺寸的重复减小，这允许将更多的组件集成到给定面积中。随着对小型化、更高速度、更大带宽以及更低功耗和延迟的需求的增长，对用于封装半导体管芯的更小和更创造性的技术的需求也在增长。

堆叠式半导体器件已成为用于进一步减小半导体器件的物理尺寸的有效技术。在堆叠式半导体器件中，诸如逻辑和存储器电路之类的有源电路被制造在不同的半导体晶圆上。两个或更多个半导体晶圆可以通过适当的键合技术而键合在一起，以进一步减小半导体器件的形状因数。

发明内容

根据本公开的第一实施例，提供了一种制造半导体结构的方法，包括：形成第一晶圆和第二晶圆，所述第一晶圆包括第一对准标记，所述第一对准标记包括第一磁十字，所述第一磁十字包括第一北极和第一南极，所述第一北极包括所述第一磁十字的第一相邻臂，所述第一南极包括所述第一磁十字的第二相邻臂，所述第二晶圆包括第二对准标记，所述第二对准标记包括第二磁十字，所述第二磁十字包括第二北极和第二南极，所述第二北极包括所述第二磁十字的第一相邻臂，所述第二南极包括所述第二磁十字的第二相邻臂；在光学对准工艺中，将所述第一对准标记与所述第二对准标记对准；在所述光学对准工艺之后，在磁对准工艺中将所述第一对准标记与所述第二对准标记对准，其中，所述第一北极与所述第二南极对准，所述第一南极与所述第二北极对准；以及在所述第一晶圆和所述第二晶圆之间形成键合。

根据本公开的第二实施例，提供了一种制造半导体结构的方法，包括：向第一晶圆施加第一磁场以磁化所述第一晶圆的第一对准标记，所述第一对准标记各自包括多个第一磁十字，所述第一磁场与所述多个第一磁十字的第一臂形成第一非零角度；向第二晶圆施加第二磁场以磁化所述第二晶圆的第二对准标记，所述第二对准标记各自包括多个第二磁十字，所述第二磁场与所述多个第二磁十字的第二臂形成第二非零角度，所述第一磁场具有与所述第二磁场相反的极性；朝向所述第二晶圆移动所述第一晶圆，直到所述第一对准标记和所述第二对准标记对所述第一晶圆和所述第二晶圆施加水平力和竖直力；以及在所述第一晶圆和所述第二晶圆之间形成键合。

根据本公开的第三实施例，提供了一种半导体结构，包括：第一器件，包括第一电介质层和在所述第一电介质层中的第一对准标记，所述第一对准标记包括第一磁十字，所述第一磁十字具有第一北极和第一南极；以及第二器件，包括第二电介质层和在所述第二电介质层中的第二对准标记，所述第二对准标记包括第二磁十字，所述第二磁十字具有第二北极和第二南极，所述第一北极与所述第二南极对准，所述第一南极与所述第二北极对准，所述第一电介质层通过电介质-电介质键合而键合到所述第二电介质层，所述第一对准标记通过金属-金属键合而键合到所述第二对准标记。

附图说明

在结合附图阅读时，可以从下面的具体实施方式中最佳地理解本公开的各方面。应注意，根据工业中的标准实践，各种特征未按比例绘制。事实上，为了讨论的清楚起见，各种特征的尺寸可能被任意地增大或缩小了。

图1是根据一些实施例的晶圆的截面图。

图2A至图4B是根据一些实施例的用于形成晶圆的对准标记的工艺期间的中间步骤的视图。