[发明专利]键合标记的制备方法、晶圆键合方法、键合标记及半导体器件

说明书

本发明提供了一种键合标记的制备方法，包括：步骤S1：在承载晶圆上通过刻蚀形成沟槽；步骤S2：在沟槽中填充金属；步骤S3：除去承载晶圆表面的金属，以保留所述沟槽中填充的金属，从而在所述承载晶圆上形成键合标记。所述键合标记的制备方法在蚀刻形成沟槽后，通过在沟槽中沉积金属改善标记表面的识别，并降低沟槽带来的键合空隙的风险，提高键合质量。进一步，本发明还提供了一种基于上述的方法制备得到的键合标记，所述键合标记具有清晰的分界线，易于识别，降低识别的失败率，能够减少晶圆报废率，提高产能。再进一步，本发明还提供了一种晶圆键合方法以及基于上述所述的晶圆键合方法制备得到的半导体器件。

技术领域

本发明属于半导体领域，尤其涉及一种键合标记的制备方法、晶圆键合方法、键合标记以及半导体器件。

背景技术

随着半导体技术的快速发展，互补金属氧化物半导体(Complementary MetalOxide Semiconductor，简称CMOS)以及微机电系统(Microelectro Mechanical Systems，简称MEMS)器件在各种传感器类产品的市场上成为最主流的技术，并且随着技术的不断进步，这类产品将会向更小尺寸，更高电学性能和更低损耗的方向发展。

CMOS图像传感器是摄像设备的核心部件，通过将光信号转换成电信号实现图像拍摄功能。由于其具有低功耗和高信噪比的优点，因此在各种领域内得到了广泛应用。

以背照式互补金属氧化物半导体图像传感器(BackSide Illumination CMOSImage Sensors，简称CIS BSI)为例，在现有的制造工艺中，首先形成器件晶圆，在所述器件晶圆内形成像素器件、逻辑器件以及金属互连结构，其次对承载晶圆与所述器件晶圆进行键合，然后减薄器件晶圆的背部，最后在所述的器件晶圆的背面形成互补金属氧化物半导体图像传感器(CMOS Image Sensors，简称CIS)的后续工艺。

现有技术的CIS BSI工艺中涉及到的晶圆键合为CIS器件圆晶和承载圆晶进行熔融键合，通过熔融键合达到圆晶翻面，光线可从CIS器件圆晶的衬底处入射进行光电反应。在熔融键合之后通过红外光学量测的方法识别上下两片晶圆特殊的套刻对准标记(overlayermark,简称OVL mark)，然后进行对准度测试。在承载晶圆上需要利用干法蚀刻工艺，刻蚀出100nm深的沟槽作为键合标记(即上部晶圆上用于键合对准和对准度测试的对准标记)。但是所述键合标记在晶圆表面的轮廓会出现干扰，造成红外光学识别失败。另一方面，增加沟槽蚀刻深度，虽可以提高标记表面清晰度，但同时会增加出现键合空隙的风险，影响键合的质量。

因此，需要改善键合标记的制备方法，提高键合标记的边界清晰度，改善表面的识别，并降低沟槽带来的键合空隙的风险。

发明内容

本发明的目的在于提供一种键合标记的制备方法，以改善键合标记表面的识别，并解决沟槽带来的键合空隙的风险问题。

为实现上述目的，本发明提供了一种键合标记的制备方法，包括：

步骤S1：在承载晶圆上通过刻蚀形成沟槽；

步骤S2：在沟槽中填充金属；

步骤S3：除去承载晶圆表面的金属，以保留所述沟槽中填充的金属，从而在所述承载晶圆上形成键合标记。

可选的，在所述的键合标记的制备方法中，所述步骤S1中所述沟槽的深度为80nm～120nm。

可选的，在所述的键合标记的制备方法中，所述步骤S1中所述刻蚀为干法刻蚀。

可选的，在所述的键合标记的制备方法中，所述步骤S2中填充所述金属至填满所述沟槽。

为实现上述目的以及其它相关目的，本发明还提供了一种晶圆键合方法，包括：