[发明专利]一种基于预处理工艺的晶圆键合方法

说明书

本发明提供一种基于预处理工艺的晶圆键合方法，属于半导体制造技术领域，包括：通过预处理工艺，对一片或两片晶圆进行预处理以去除晶圆上的残留；步骤S2、通过键合工艺，对两片晶圆进行键合处理以使两片晶圆键合；步骤S1中，预处理工艺具体步骤包括：步骤S11、通过一保护罩覆盖晶圆并暴露残留，采用干法刻蚀工艺对倒角上的残留进行干法刻蚀以去除残留；步骤S12、去除保护罩，通过一酸液对晶圆进行至少一次清洗处理。本发明的有益效果：能够去除前制程工艺中产生的残留，避免在键合工艺时残留剥落至晶圆表面使晶圆键合后形成键合缺陷，从而降低晶圆键合空洞缺陷率，提高产品良率，改善产品性能。

技术领域

本发明涉及半导体制造技术领域，尤其涉及一种基于预处理工艺的晶圆键合方法。

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，晶圆与晶圆的键合工艺是核心重点，其中晶圆键合空洞缺陷率是衡量晶圆键合工艺的核心参数。

三维集成工艺中的晶圆键合空洞缺陷率是影响产品整体缺陷率的重要因素，以背照式CMOS影像传感器为例，晶圆键合空洞缺陷会持续在后续制程中产生颗粒缺陷，影响产品光学性能，改善键合缺陷可以有效提高产品性能。

晶圆在进行键合工艺前需要先完成前制程工艺，如图1所示，以一种晶圆为例，该晶圆具有晶圆正面1、晶圆背面2、晶圆侧面3、台阶面4、延伸面5、第一倾斜面6及第二倾斜面7，台阶面4和第一倾斜面6构成倒角。如图1所示，在前制程工艺后，晶圆倒角处会产生薄膜或化学品的残留8；如图2所示，经过晶圆键合中表面激活的工艺后，上述的残留8(残留物)会剥落至晶圆正面1；如图3所示，在晶圆键合制程完成后，这些残留物所在位置会形成键合缺陷9。

由图1-3可知，在三维集成工艺中，晶圆键合空洞缺陷经常发生在晶圆边缘处，主要是由于键合时在晶圆边缘处有表面颗粒缺陷产生；这些晶圆边缘处的表面颗粒缺陷主要来源于前制程工艺在晶圆倒角处的残留，其在键合过程中会剥落至晶圆正面边缘。

如何避免在前制程工艺中产生的残留影响后续的键合工艺，成为亟待解决的技术问题。

发明内容

针对现有技术中存在的问题，本发明涉及一种基于预处理工艺的晶圆键合方法。

本发明采用如下技术方案：

一种基于预处理工艺的晶圆键合方法，所述晶圆键合方法适用于分别经过前制程工艺加工的两片晶圆，治至少一片所述晶圆的边缘具有一倒角，所述倒角上具有经过所述前制程工艺加工后产生的残留；所述晶圆键合方法包括：

步骤S1、通过预处理工艺，对具有所述倒角的所述晶圆进行预处理以去除所述晶圆上的所述残留；

步骤S2、通过键合工艺，对所述两片晶圆进行键合处理以使所述两片晶圆键合；

所述步骤S1中，所述预处理工艺的具体步骤包括：

步骤S11、通过一保护罩覆盖所述晶圆并暴露所述残留，采用干法刻蚀工艺对所述倒角上的所述残留进行干法刻蚀以去除所述残留；

步骤S12、去除所述保护罩，通过一酸液对所述晶圆进行至少一次清洗处理。

优选的，所述晶圆具有晶圆正面、与所述晶圆正面相对且平行的晶圆背面、位于所述晶圆正面和所述晶圆背面之间且与所述晶圆正面平行的台阶面、连接所述晶圆正面和所述台阶面的延伸面、与所述江源正面垂直的晶圆侧面、连接所述台阶面和所述晶圆侧面的第一倾斜面；

所述台阶面与所述第一倾斜面构成所述倒角，且所述残留位于所述第一倾斜面上。