测量键合晶圆面内键合强度的方法及气泡核的形成方法.pdf

(19)中华人民共和国国家知识产权局(12)发明专利申请(10)申请公布号CN112687566A(43)申请公布日2021.04.20(21)申请号202011562576.9(22)申请日2020.12.25(71)申请人上海华力集成电路制造有限公司地址201203上海市浦东新区康桥东路298号1幢1060室(72)发明人黄康周逸竹(74)专利代理机构上海浦一知识产权代理有限公司31211代理人张彦敏(51)Int.Cl.H01L21/66(2006.01)H01L27/146(2006.01)权利要求书1页说明书4页附图2页(54)发明名称测量键合晶圆面内键合强度的方法及气泡核的形成方法(57)摘要本发明涉及测量键合晶圆面内键合强度的方法，涉及半导体集成电路制造技术，包括：提供第一晶圆，在所述第一晶圆上形成一气泡核形成层；形成光刻胶层，并进行曝光显影工艺，将需要形成气泡核的区域用光刻胶保护起来，其它区域显开；进行刻蚀工艺，以将未被光刻胶保护的区域的气泡核形成层刻蚀掉，保留被光刻胶保护的区域的气泡核形成层，并去除光刻胶，而形成气泡核；将第二晶圆与所述第一晶圆进行键合工艺，则在气泡核处形成键合气泡；以及测量并计算得到键合气泡半径和气泡核高度，并根据键合气泡半径、晶圆的杨氏模量、晶圆厚度及气泡核高度计算得到键合强度，以可灵活的测量键合晶圆面内的任意处的键合强度。CN112687566ACN112687566A权利要求书1/1页1.一种测量键合晶圆面内键合强度的方法，其特征在于，包括：S1：提供第一晶圆，在所述第一晶圆上形成一气泡核形成层；S2：形成光刻胶层，并进行曝光显影工艺，将需要形成气泡核的区域用光刻胶保护起来，其它区域显开；S3：进行刻蚀工艺，以将未被光刻胶保护的区域的气泡核形成层刻蚀掉，保留被光刻胶保护的区域的气泡核形成层，并去除光刻胶，而形成气泡核；S4：将第二晶圆与所述第一晶圆进行键合工艺，则在气泡核处形成键合气泡；以及S5：测量并计算得到键合气泡半径和气泡核高度，并根据键合气泡半径R、晶圆的杨氏模量E、晶圆厚度TW及气泡核高度H计算得到键合强度。2.根据权利要求1所述的测量键合晶圆面内键合强度的方法，其特征在于，键和强度的计算式为：其中，R为键合气泡半径，E是晶圆的杨氏模量，TW是晶圆厚度，γ是晶圆键合强度，h是气泡核高度H的一半。3.根据权利要求1所述的测量键合晶圆面内键合强度的方法，其特征在于，采用红外探测技术测量得到键合气泡半径R。4.根据权利要求1所述的测量键合晶圆面内键合强度的方法，其特征在于，利用红外入射光与反射光干涉形成的牛顿环，计算得到气泡核高度H＝Nλ/2，其中N为牛顿环环数，λ为入射光波长。5.根据权利要求1所述的测量键合晶圆面内键合强度的方法，其特征在于，所述第一晶圆为逻辑晶圆，所述第二晶圆为像素晶圆。6.根据权利要求1所述的测量键合晶圆面内键合强度的方法，其特征在于，所述第一晶圆为像素晶圆，所述第二晶圆为逻辑晶圆。7.根据权利要求1所述的测量键合晶圆面内键合强度的方法，其特征在于，采用沉积方式形成所述气泡核形成层。8.根据权利要求1所述的测量键合晶圆面内键合强度的方法，其特征在于，所述气泡核形成层的材质为氧化硅或氮化硅。9.根据权利要求1所述的测量键合晶圆面内键合强度的方法，其特征在于，所述气泡核形成层的高度为0.8um至10um之间。10.一种用于测量键合晶圆面内键合强度的气泡核的形成方法，其特征在于，包括：S1：提供第一晶圆，在所述第一晶圆上形成一气泡核形成层；S1：形成光刻胶层，并进行曝光显影工艺，将需要形成气泡核的区域用光刻胶保护起来，其它区域显开；S3：进行刻蚀工艺，以将未被光刻胶保护的区域的气泡核形成层刻蚀掉，保留被光刻胶保护的区域的气泡核形成层，并去除光刻胶，而形成气泡核；以及S4：将第二晶圆与所述第一晶圆进行键合工艺，则在气泡核处形成键合气泡。2CN112687566A说明书1/4页测量键合晶圆面内键合强度的方法及气泡核的形成方法技术领域[0001]本发明涉及半导体集成电路制造技术，尤其涉及一种测量键合晶圆面内键合强度的方法。背景技术[0002]在半导体技术领域，堆栈式CMOS图像传感器(Ultra‑ThinStackedCMOSImageSensor,UTSCIS)由逻辑晶圆(Logicwafer)与像素晶圆(Pixelwafer)分开制造后，经过键合工艺(Bonding)键合而成。其中，逻辑晶圆与像素晶圆分开制造的过程称为正照式结构(FSI,Frond‑sideIllumination)制程,逻辑晶圆与像素晶圆键合后制造的过程称为背照式结构(BSI，Backsideillumination)制程。[0003]晶圆键合工艺中，键合强度(Bondstrength)是其中最关