[发明专利]一种键合对准精度的检测方法和半导体器件

说明书

本发明提供一种键合对准精度的检测方法和半导体器件，涉及半导体技术领域。包括：提供第一器件晶圆，在所述第一器件晶圆上形成第一对准标记，所述第一对准标记的形状为环形；提供第二器件晶圆，在所述第二器件晶圆上形成第二对准标记；形成介质层以覆盖所述第二器件晶圆形成有所述第二对准标记的面，并且所述介质层的表面与所述第二对准标记的表面齐平；在所述介质层上形成围绕所述第二对准标记的虚拟键合层；将所述第一器件晶圆和所述第二器件晶圆进行键合，第一对准标记和虚拟键合层相对准并键合，第二对准标记与第一对准标记所包围的空白区域相对；对所述第一对准标记和所述第二对准标记组成的图形进行成像，以检测键合的对准精度。

技术领域

本发明涉及半导体技术领域，具体而言涉及一种键合对准精度的检测方法和半导体器件。

背景技术

晶圆键合技术被广泛应用于三维集成电路(3D IC)、微型机电系统(MEMS)、CMOS图像传感器(CIS)、绝缘体上硅(SOI)等领域。通常器件晶圆与裸硅片之间的键合并不需要很高的对准精度，而器件晶圆与器件晶圆之间的合金键合因涉及到器件结构及电性上的互联而通常需要较高的对准精度。而随着半导体技术的发展，3D器件复杂度及集成度也会越来越高，其对键合对准精度的要求也会日益增高。通常会采用红外光源穿透晶圆去识别对准精度的检测图形，该方法使检测图形膜层受到一定限制。而合金键合其本身的特点会使键合界面在这一过程中发生变化，使得图形的品质下降。

这种现状难以满足3D器件对键合工艺对准精度的日益增高的品质需求，因此，有必要提出一种新的键合对准精度的检测方法，以解决上述技术问题。

发明内容

在发明内容部分中引入了一系列简化形式的概念，这将在具体实施方式部分中进一步详细说明。本发明的发明内容部分并不意味着要试图限定出所要求保护的技术方案的关键特征和必要技术特征，更不意味着试图确定所要求保护的技术方案的保护范围。

针对现有技术的不足，本发明实施例一中提供一种键合对准精度的检测方法，所述方法包括：

提供第一器件晶圆，在所述第一器件晶圆上形成第一对准标记，其中，所述第一对准标记的形状为环形；

提供第二器件晶圆，在所述第二器件晶圆上形成第二对准标记；

形成介质层，以覆盖所述第二器件晶圆形成有所述第二对准标记的面，并且所述介质层的表面与所述第二对准标记的表面齐平；

在所述介质层上形成围绕所述第二对准标记的虚拟键合层；

将所述第一器件晶圆和所述第二器件晶圆进行键合，其中，所述第一对准标记和所述虚拟键合层相对准并键合，所述第二对准标记与所述第一对准标记所包围的空白区域相对；

对所述第一对准标记和所述第二对准标记组成的图形进行成像，以检测键合的对准精度。

进一步，所述虚拟键合层由彼此间间隔独立的若干虚拟键合点组成。

进一步，每个所述虚拟键合点的尺寸小于所述第一对准标记的环线宽。

进一步，每个所述虚拟键合点的形状为矩形。

进一步，所述矩形的边长范围为0.5～5μm。

进一步，所述第一对准标记的形状为矩形环。

进一步，所述第一对准标记的环线宽大于20μm，所述第一对准标记的外边缘长度或宽度范围为50μm～300μm。

进一步，在所述第一器件晶圆上还形成有第一器件层，所述第一器件层与所述第一对准标记位于所述第一器件晶圆相同的面上，并且所述第一器件层位于所述第一对准标记的一侧，其中，形成所述第一对准标记的步骤包括：

在所述第一器件晶圆的表面上形成顶层金属材料层，所述顶层金属材料层覆盖所述第一器件层；