一种晶圆键合方法
【技术领域】
[0001 ] 本发明属于集成电路制造领域，涉及一种晶圆键合方法。
【背景技术】
[0002]随着集成度不断提高，每片上的器件单元数量急剧增加，芯片面积增大，单元间连线的增长既影响电路工作速度又占用很多面积，严重影响集成电路进一步提高集成度和工作速度。于是产生三维集成电路应运而生。三维集成电路为具有多层器件结构的集成电路，又称立体集成电路。现有的各种商品集成电路都是平面结构，即集成电路的各种单元器件一个挨一个地分布在一个平面上，称二维集成电路。而三维集成电路(3D-1C)形成三维立体多层结构。三维集成的优点是:①提高封装密度:多层器件重叠结构可成倍提高芯片集成度；②提高电路工作速度:重叠结构使单元连线缩短，并使并行信号处理成为可能，从而实现电路的高速操作可实现新型多功能器件及电路系统:如把光电器件等功能器件和硅集成电路集成在一起，形成新功能系统。目前世界各国都在致力于研究三维集成电路，并已制出一些实用的多层结构集成电路。
[0003]在半导体制造工艺中，晶圆键合及减薄工艺越来越多地应用于三维集成电路领域，其中键合性能是人们的关注点。引起键合失效的原因有很多，最常见的一种失效机制是晶圆剥离。在两片晶圆键合完成后进行晶圆背部减薄工艺很容易导致晶圆剥离。
[0004]目前，在Cu-Cu键合工艺中，通常在键合前进行Cu沉积工艺和Cu化学机械抛光工艺，由于Cu化学机械抛光引起的凹陷问题及键合工艺自身的特点，很容易引起键合失败，产生剥离问题。
[0005]因此，提供一种晶圆键合方法以解决上述问题实属必要。
【发明内容】
[0006]鉴于以上所述现有技术的缺点，本发明的目的在于提供一种晶圆键合方法，用于解决现有技术中Cu-Cu键合不牢固，键合后晶圆容易剥离的问题。
[0007]为实现上述目的及其他相关目的，本发明提供一种晶圆键合方法，至少包括以下步骤:
[0008]S1:提供第一待键合晶圆及第二待键合晶圆，所述第一待键合晶圆表面形成有若干第一 Cu焊盘，所述第二待键合晶圆表面形成有若干与所述第一 Cu焊盘位置相对应的第二 Cu焊盘；
[0009]S2:在所述第一 Cu焊盘表面或第二 Cu焊盘表面形成粘附层，并将所述第一待键合晶圆或第二待键合晶圆背面减薄；
[0010]S3:将所述第一 Cu焊盘与第二 Cu焊盘对准，将所述第一待键合晶圆与第二待键合晶圆键合。
[0011]可选地，于所述步骤S2中，首先将所述第一待键合晶圆或第二待键合晶圆背面减薄，然后再在所述第一 Cu焊盘表面或第二 Cu焊盘表面形成粘附层。
[0012]可选地，于所述步骤S2中，首先在所述第一 Cu焊盘表面或第二 Cu焊盘表面形成粘附层，然后再将所述第一待键合晶圆或第二待键合晶圆背面减薄。
[0013]可选地，所述粘附层为Ta/TaN复合层。
[0014]可选地，于所述步骤S2中，利用物理气相沉积方法形成所述粘附层。
[0015]可选地，于所述步骤S2中，采用化学机械研磨方法将所述第一待键合晶圆或第二待键合晶圆背面减薄。
[0016]可选地，与所述步骤S3中，键合温度范围是23?28°C，键合时间为8?15秒。
[0017]可选地，所述粘附层的厚度范围是100?300埃。
[0018]可选地，所述第一 Cu焊盘与第二 Cu焊盘为圆形或方形。
[0019]如上所述，本发明的晶圆键合方法，具有以下有益效果:1)本发明在晶圆键合之前在Cu焊盘表面形成粘附层，该粘附层可作为保护层，阻止键合的晶圆之间发生Cu扩散，并增强键合区域的键合力；2)本发明在晶圆键合之前将晶圆背面减薄，可以避免晶圆减薄过程中对键合点的损伤。本发明在晶圆键合前对晶圆进行上述处理可以有效增强晶圆之间的键合力，降低金属损伤，降低键合后晶圆发生剥离的概率。
【附图说明】
[0020]图1显示为本发明的晶圆键合方法的工艺流程图。
[0021]图2显示为本发明的晶圆键合方法在实施例一中的工艺流程图。
[0022]图3显示为本发明的晶圆键合方法中第一待键合晶圆的剖面示意图。
[0023]图4显示为本发明的晶圆键合方法中第二待键合晶圆的剖面示意图。
[0024]图5显示为本发明的晶圆键合方法中在第一 Cu焊盘表面形成粘附层的示意图。
[0025]图6显示为本发明的晶圆键合方法将第一待键合晶圆背面减薄的示意图。
[0026]图7显示为本发明的晶圆键合方法将第一待键合晶圆与第二待键合晶圆键合的示意图。
[0027]图8显示为本发明的晶圆键合方法在实施例二中的工艺流程图。
[0028]图9显示为本发明的晶圆键合方法将第一待键合晶圆背面减薄的示意图。
[0029]图10显示为本发明的晶圆键合方法中在减薄后的第一待键合晶圆表面的第一 Cu焊盘表面形成粘附层的示意图。
[0030]图11显示为本发明的晶圆键合方法在实施例三中的工艺流程图。
[0031]图12显示为本发明的晶圆键合方法中在第二 Cu焊盘表面形成粘附层的示意图。
[0032]元件标号说明
[0033]SI ?S4步骤
[0034]I第一待键合晶圆
[0035]2第一 Cu 焊盘
[0036]3粘附层
[0037]4第二待键合晶圆
[0038]5第二 Cu 焊盘
【具体实施方式】
[0039]以下通过特定的具体实例说明本发明的实施方式，本领域技术人员可由本说明书所揭露的内容轻易地了解本发明的其他优点与功效。本发明还可以通过另外不同的【具体实施方式】加以实施或应用，本说明书中的各项细节也可以基于不同观点与应用，在没有背离本发明的精神下进行各种修饰或改变。
[0040]请参阅图1至图12。需要说明的是,本实施例中所提供的图示仅以示意方式说明本发明的基本构想，遂图式中仅显示与本发明中有关的组件而非按照实际实施时的组件数目、形状及尺寸绘制，其实际实施时各组件的型态、数量及比例可为一种随意的改变，且其组件布局型态也可能更为复杂。
[0041]本发明提供一种晶圆键合方法，请参阅图1，显示为该方法的工艺流程图，至少包括以下步骤:
[0042]步骤S1:提供第一待键合晶圆及第二待键合晶圆，所述第一待键合晶圆表面形成有若干第一 Cu焊盘，所述第二待键合晶圆表面形成有若干与所述第一 Cu焊盘位置相对应的第二 Cu焊盘；
[0043]步骤S2:在所述第一 Cu焊盘表面或第二 Cu焊盘表面形成粘附层，并将所述第一待键合晶圆或第二待键合晶圆背面减薄；
[0044]步骤S3:将所述第一 Cu焊盘与第二 Cu焊盘对准，将所述第一待键合晶圆与第二待键合晶圆键合。
[0045]下面通过具体的实施例来详细说明本发明的具体技术方案。
[0046]实施例一
[0047]请参阅图2，本发明提供一种晶圆键合方法，至少包括以下步骤:
[0048]步骤S1:提供第一待键合晶圆及第二待键合晶圆，所述第一待键合晶圆表面形成有若干第一 Cu焊盘，所述第二待键合晶圆表面形成有若干与所述第一 Cu焊盘位置相对应的第二 Cu焊盘；
[0049]步骤S2:在所述第一 Cu焊盘表面形成粘附层；
[0050]步骤S3:将所述第一待键合晶圆背面减薄；
[0051]步骤S4:将所述第一 Cu焊盘与第二 Cu焊盘对准，将所述第一待键合晶圆与第二待键合晶圆键合。
[0052]首