CN114664794A - 晶圆键合标识及其形成方法、晶圆键合方法 - Google Patents

Abstract

本申请提供一种晶圆键合标识及其形成方法、晶圆键合方法，其中所述晶圆键合标识包括主标识尺，包括若干均匀分布且具有第一间隔尺寸的主刻线；副标识尺，与所述主标识尺的起点对齐，且平行于所述主标识尺分布，包括若干均匀分布且具有第二间隔尺寸的副刻线；所述第一间隔尺寸大于所述第二间隔尺寸，且具有特定差值。本申请技术方案的晶圆键合标识在键合时可以作为键合标识，同时还能提供偏移数据，保证键合精度。

Description

晶圆键合标识及其形成方法、晶圆键合方法

技术领域

本申请涉及半导体制造技术领域，尤其涉及一种晶圆键合标识及其形成方法、晶圆键合方法。

背景技术

随着半导体技术的发展，3D封装技术具有越来越广泛的应用。3D封装技术，是指在不改变封装体平面尺寸的前提下，在同一个封装体内沿垂直方向叠放并连接两个以上芯片的封装技术。由于3D封装技术需要将两个以上的晶圆垂直叠放并连接，因此需要对两个以上的晶圆进行对准并连接。

连接晶圆采用的键合技术，是利用两片表面平坦、互为相同或相异材质的晶圆表面原子间键合力，作初步面对面接合，再经过特殊处理，使此两片晶圆表面原子反应产生共价键合，让两平面彼此间的键合能达到一定强度。目前随着半导体制造技术的发展，键合技术也面临着越来越多的挑战，其中就包括了怎样保证高键合精度的问题。

发明内容

本申请要解决的技术问题是提供一种晶圆键合标识，既可以在晶圆键合时作为标识，又可以提供偏移数据，以保证键合精度。

为解决上述技术问题，本申请提供了一种晶圆键合标识，位于待键合晶圆的键合面或非键合面上，包括：主标识尺，包括若干均匀分布且具有第一间隔尺寸的主刻线；副标识尺，与所述主标识尺的起点对齐，且平行于所述主标识尺分布，包括若干均匀分布且具有第二间隔尺寸的副刻线；所述第一间隔尺寸大于所述第二间隔尺寸，且具有特定差值。

在本申请实施例中，所述特定差值为10nm～100nm。

在本申请实施例中，所述键合面包括修边后的凹进部，所述凹进部为自所述待键合晶圆的边缘向所述待键合晶圆的几何中心延伸特定宽度的区域。

在本申请实施例中，所述特定宽度为1mm-5mm。

在本申请实施例中，所述凹进部相对侧的非键合面包括至少一对主标识尺和副标识尺。

在本申请实施例中，所述主刻线、所述副刻线的深度与所述凹进部的深度之和均小于所述待键合晶圆的厚度。

在本申请实施例中，所述凹进部的深度为100μm-200μm，所述主刻线和副刻线的深度为0.003μm-100μm，所述待键合晶圆的厚度不超过800μm。

在本申请实施例中，所述待键合晶圆包括第一晶圆和第二晶圆，所述第一晶圆或第二晶圆的键合面包括修边后的凹进部。

本申请技术方案还提供一种晶圆键合标识的形成方法，包括：提供待键合晶圆，所述待键合晶圆包括键合面和非键合面；刻蚀所述键合面或非键合面，形成主标识尺和副标识尺；其中，所述主标识尺包括若干均匀分布且具有第一间隔尺寸的主刻线；所述副标识尺，与所述主标识尺的起点对齐，且平行于所述主标识尺分布，包括若干均匀分布且具有第二间隔尺寸的副刻线；所述第一间隔尺寸大于所述第二间隔尺寸，且具有特定差值。

在本申请实施例中，所述特定差值为10nm～100nm。

在本申请实施例中，刻蚀所述键合面或非键合面之前，还包括：修边处理，所述修边处理包括刻蚀键合面侧的部分待键合晶圆，形成凹进部，其中所述凹进部为自所述待键合晶圆的边缘向所述待键合晶圆的几何中心延伸特定宽度的区域。

在本申请实施例中，所述特定宽度为1mm-5mm。

在本申请实施例中，所述待键合晶圆包括第一晶圆和第二晶圆，对所述第一晶圆或第二晶圆进行修边处理。

在本申请实施例中，刻蚀所述凹进部相对侧的部分待键合晶圆，形成至少一对主标识尺和副标识尺。

在本申请实施例中，形成所述主标识尺和副标识尺的方法包括激光刻蚀、切割及光刻中的至少一种。

在本申请实施例中，在形成所述主刻线和副刻线之前或之后，刻蚀所述待键合晶圆的边缘，形成至少一个缺口，所述缺口在厚度方向贯穿所述待键合晶圆。

本申请技术方案还提供一种晶圆键合方法，包括：提供待键合的第一晶圆和第二晶圆；在所述第一晶圆和第二晶圆的非键合面形成上述的晶圆键合标识；对准所述第一晶圆和第二晶圆的晶圆键合标识，完成键合操作。

在本申请实施例中，完成键合操作后，还包括：选择所述第一晶圆或第二晶圆的晶圆键合标识为基准标识，其余晶圆的晶圆键合标识为读数标识；读取所述读数标识相对所述基准标识的偏移数据，获得所述键合操作的偏移数据。

在本申请实施例中，所述偏移数据的读取方法包括：获得所述读数标识最左侧的主刻线与所述基准标识的第n条主刻线对齐，或者所述读数标识最左侧的主刻线位于所述基准标识中相邻主刻线之间，所述相邻主刻线中左侧的主刻线为第n条主刻线，其中n为自然数，以n×第一间隔尺寸的结果作为所述读数标识的主标识尺读数；获得所述读数标识的副刻线与所述基准标识的第m条主刻线最接近，m为自然数，以m×(第一间隔尺寸-第二间隔尺寸)的结果作为所述读数标识的副标识尺读数；使所述主标识尺读数和所述副标识尺读数相加，获得偏移数据。

在本申请实施例中，获得偏移数据后，还包括：确定所述键合操作的偏移数据在合理范围内；继续刻蚀所述凹进部的底部，至刻蚀完所述主刻线和副刻线。

本申请技术方案的晶圆键合标识可以位于待键合晶圆的键合面或非键合面上，包括主标识尺和副标识尺，键合时，所述主标识尺和副标识尺可以作为对准的标记；键合结束后，可以直接获得主标识尺和副标识尺的读数，并将主标识尺的读数与副标识尺的读数相加，即可获得此次键合操作的偏移数据。

通过设置主标识尺和副标识尺，其中主标识尺具有的第一间隔尺寸，所述副标识尺具有的第二间隔尺寸，使第一间隔尺寸大于所述第二间隔尺寸，且具有特定差值，由于所述特定差值的存在，使得主标识尺和副标识尺搭配进行量测时具有更高的精度。

进一步地，使所述主标识尺和副标识尺位于待键合晶圆上非键合面的修边区域，既可以保证键合面不被损坏，还能够不额外占用待键合晶圆的有效面积。

采用本申请技术方案的晶圆键合标识，可以使待键合晶圆的键合标识相同，减小设计工作量；所述晶圆键合标识位于修边区时，可以使具有晶圆键合标识的晶圆可以作为普通晶圆直接使用，避免了″嵌套″式mark一旦在待键合晶圆上形成，便使该待键合晶圆在键合时与另一个待键合晶圆之间的相对位置(上方和下方)确定下来，而且带有″嵌套″式mark的待键合晶圆不能再作为普通晶圆直接使用。

附图说明

以下附图详细描述了本申请中披露的示例性实施例。其中相同的附图标识在附图的若干视图中表示类似的结构。本领域的一般技术人员将理解这些实施例是非限制性的、示例性的实施例，附图仅用于说明和描述的目的，并不旨在限制本申请的范围，其他方式的实施例也可能同样的完成本申请中的发明意图。应当理解，附图未按比例绘制。其中：

图1为一种晶圆键合对准的方法示意图；

图2为一种嵌套式mark的结构示意图；

图3为一种晶圆键合对准的结构示意图；

图4为本申请实施例的晶圆键合标识的结构示意图；

图5为本申请实施例的晶圆键合标识中结构I的示意图；

图6为本申请实施例的晶圆键合标识显示的一种偏移结果；

图7为本申请实施例的待键合晶圆中位于上层的待键合晶圆的俯视图；

图8为沿图7中OO1方向的剖视图；

图9为本申请实施例的待键合晶圆键合后的结构示意图；

图10为本申请实施例的晶圆键合标识的结构示意图；

图11为本申请实施例的缺口的结构示意图。

具体实施方式

以下描述提供了本申请的特定应用场景和要求，目的是使本领域技术人员能够制造和使用本申请中的内容。对于本领域技术人员来说，对所公开的实施例的各种局部修改是显而易见的，并且在不脱离本申请的精神和范围的情况下，可以将这里定义的一般原理应用于其他实施例和应用。因此，本申请不限于所示的实施例，而是与权利要求一致的最宽范围。

参考图1，一种晶圆键合对准的方法，是在所有待键合的晶圆上刻蚀形成缺口(notch)，键合时只需对准缺口即可。例如所述待键合的晶圆包括晶圆A和晶圆B，首先在晶圆A上刻蚀形成缺口A1，在晶圆B上形成缺口B1，然后以缺口A1未对准参照物，使缺口B1和缺口A1对准，将晶圆B叠放于晶圆A上，完成晶圆A和晶圆B的键合，一般情况下，这一步的键合步骤可以达到较高的精度。但是，这是一种粗对准方式，如果继续进行键合步骤时，由于堆叠的晶圆个数增加，使得对准精度下降。例如，在晶圆B的表面再键合晶圆C时，极有可能出现缺口C1不能完全对准缺口B1，从而导致晶圆B和晶圆C之间无法正常链接。

晶圆键合对准的另一种方法是采用特定的标识(mark)对准，通过光刻在晶圆中制备微米级的mark作为对准参照物。参考图2，目前的mark可以称之为″嵌套″式mark，即两个在晶圆键合时，每一晶圆中均具有一套mark，例如在晶圆A中制作markA2，在晶圆B中制作markB2，markA2和markB2的尺寸或形状不同，键合后通过量测markA2和markB2相应位置的间距来表征键合偏移量。但是，mark在制作时，要和器件结构中某层版图(pattern)的光罩″合并″，将mark放在划道(scribe line)中，这样会影响原本测试键(testkey)的设计或布局，而且不同类型的器件晶圆具有不同的pattern布局，因此就需要对mark进行区别设计或布局。这种键合方式还需在晶圆上形成mark矩阵，mark矩阵在键合后可能会形成气泡。

参考图3，晶圆A中形成有markA2，晶圆B上形成markB2，其中markA2为一介质层凹槽标记，markB2为一种金属层标记，在进行平坦化工艺后，金属层标记不受影响，而介质层凹槽标记会被削弱，甚至失去标记的意义，这是由于平坦化工艺也是采用介质薄膜，因此介质层凹槽标记会被填平，导致对比度降低。而且所述markA2在键合时很容易形成气泡，加之晶圆表面具有mark矩阵，使键合后会产生大量气泡，严重影响键合质量。

鉴于此，本申请技术方案在待键合的晶圆上制作晶圆键合标识，所述晶圆键合标识包括主标识尺和副标识尺，其中所述主标识尺刻线包括若干均匀分布的主刻线，所述副标识尺包括若干副刻线，所述主刻线和所述副刻线不仅能够起到键合标识的作用，而且还可以起到刻度尺的作用，提供键合偏移的数据。此外，可以将所述主刻线和副刻线制作在″修边″区域，则在修边工艺时可以将所述主刻线和副刻线一并去除，不额外占用晶圆的有效面积。而且，待键合晶圆的晶圆键合标识都相同，减小了设计工作量，制作好主刻线和副刻线的晶圆通用性高，也可以作为普通晶圆直接使用。

以下结合附图和具体实施例对本申请技术方案的晶圆键合标识作详细说明。

请参考图4，本申请实施例提供一种晶圆键合标识，在晶圆键合时可以起到对准的作用，同时无需量测即可直接读取键合偏移数据。所述晶圆键合标识可以位于待键合晶圆的键合面，也可以位于待键合晶圆的非键合面，所述键合面是指待键合晶圆键合时的接触面，所述非键合面是指待键合晶圆上与所述键合面相对一侧的表面。例如，所述待键合晶圆包括第一晶圆和第二晶圆，在一些实施例中，所述第一晶圆和第二晶圆的的晶圆键合标识均位于键合面，在一些实施例中，所述第一晶圆的晶圆键合标识位于键合面，所述第二晶圆的晶圆键合标识位于非键合面，或者在一些实施例中，所述第一晶圆的晶圆键合标识位于非键合面，所述第二晶圆的晶圆键合标识位于键合面。在本申请实施例中，待键合晶圆O的晶圆键合标识1均位于非键合面，这样可以避免在制作晶圆键合标识时，损坏待键合晶圆的键合面。

参考图4和图5，本申请实施例的晶圆键合标识1至少具有结构I和结构II两种最基本的结构，以下先介绍结构I。所述结构I包括主标识尺100和副标识尺200，所述主标识尺100包括若干均匀分布的主刻线101，相邻所述主刻线101之间具有第一间隔尺寸d1，所述副标识尺200包括若干均匀分布的副刻线201，相邻所述副刻线201之间具有第二间隔尺寸d2。在目前的测量工具(例如直尺、游标卡尺等)中，将测量工具上相邻的两个刻度之间的最小格的数值称为分度值，也就是单位刻度的意思，一般来说，分度值越小，测量的精密程度越高。为了方便描述，本申请实施例也引入分度值概念，其中所述第一间隔尺寸d1代表所述主标识尺100的分度值，所述第二间隔尺寸d2代表所述副标识尺200的分度值。所述副标识尺200和所述主标识尺100的起点对齐，也就是说，所述副标识尺200的第一条副刻线201与所述主标识尺100的第一条主刻线101位于同一条直线上，也可以认为，所述第一条主刻线101作为所述主标识尺100的零刻度线(也称零刻线)，相应地，所述第一条副刻线201作为所述副标识尺200的零刻度线(也称零刻线)，所述主标识尺100的零刻度线和所述副标识尺200的零刻度线位于同一条直线上。所述第一条主刻线101在所述主标识尺100上的所起的作用和所述第一条副刻线201在所述副标识尺200上所起的作用，相当于现有的测量工具上标度是″0″的那条线所起的作用。

类似于直尺或游标卡尺的结构，所述主标识尺100可以依次以10条主刻线101为一组进行顺序标号，顺序标号的数字为主标识尺100的刻度，刻度的大小根据所述主标识尺100的分度值和量程确定，所述主标识尺100的量程是指第一条主刻线101(零刻度线)至最后一条主刻线101之间的距离。所述主标识尺100的量程根据实际需要进行设计，例如，所述主标识尺100的量程可以为5μm，其分度值为0.1μm，再如，所述主标识尺100的量程为1μm，其分度值为0.02μm。结构I示出了量程为5μm的主标识尺100，以10条主刻线101为一组进行顺序标号，顺序标号的数字从小到大依次为1μm、2μm、3μm、4μm和5μm，可以类比常见直尺上的刻度表示方法。

所述副标识尺200的第一条副刻线201(零刻度线)至最后一条副刻线201之间的距离(也即所述副标识尺200的量程)与所述主标识尺100的第一个刻度(如图4中标″1″的刻度)所代表的长度(图4中标″1″的刻度代表的长度为1μm)之间具有特定差值(所述特定差值类比于游标卡尺中的主尺和游标尺寸之间的特定差值)，所述特定差值根据实际需求设计。由于所述副标识尺200的量程与所述主标识尺100的第一个刻度值所代表的长度之间具有特定差值，使得所述主标识尺100的分度值与所述副标识尺200的分度值之间也存在特定差值，也就是说，所述第一间隔尺寸d1和所述第二间隔尺寸d2之间具有特定差值，且所述第一间隔尺寸d1大于所述第二间隔尺寸d2。所述特定差值的大小根据实际情况确定，所述特定差值越小，量测的精确度越高，但是所述特定差值过小时，又不易进行识别读数，特别是对于半导体制造领域，晶圆尺寸本身就非常微小，因此键合时所产生的偏移尺寸更是微乎其微，因此需要将所述特定差值控制在一定范围内，以便能够较好的识别读数同时还能有较高的精度。在本申请实施例中，所述特定差值可以为10nm～100nm。在此，本申请实施例引入″精度″的概念，将所述第一间隔尺寸d1与所述第二间隔尺寸d2的差值称为晶圆键合标识在测量时的精度。

如图5所示，所述第一间隔尺寸d1为0.1μm，所述第二间隔尺寸d2为0.09μm，因此本申请实施例的晶圆键合标识在测量时的精度为0.01μm。

参考图4，晶圆键合标识的结构II与结构I基本上相同，只是结构I中的主刻线和副刻线做成″十″字状，可以起到对准的作用，并且根据实际情况，可以使一端或两端的主刻线、副刻线为″十″字状，也可以使所有主刻线和副刻线呈″十″字状。结构II的主刻线和副刻线均呈线状结构，这种方式也可起对准的作用，只是没有结构I的可对准位置多。结构I和结构II中，主标识尺和副标识尺的位置可以互换，只要保证主标识尺和副标识尺平行分布且起点对齐即可。

参考图6，在读数时，可以参考游标卡尺的读数方法。例如，两个晶圆分别形成有本申请实施例的晶圆键合标识A和晶圆键合标识B，且两个晶圆已经键合，要确定晶圆键合标识B相对于晶圆键合标识A偏移的数据，只需以晶圆键合标识A上的主标识尺100为基准，读取晶圆键合标识B上的主标识尺110和副标识尺210的偏移数据。以主标识尺100的分度值为0.1μm，副标识尺200的分度值为0.09μm为例介绍具体的读数方法：先读取主标识尺110上的零刻度线在主标识尺100上的位置，如图6所示，主标识尺110的零刻度线与主标识尺100的第3条主刻线对齐，因此获得主标识尺110的读数，其读数为0.3μm；然后，观察到副标识尺210上的第3条副刻线与主标识尺100上的主刻线对齐，因此获得副标识尺210的读数为3×(0.1-0.09)＝0.03μm；最后，将所述主标识尺读数和所述副标识尺读数相加，获得偏移数据为0.33μm。

图7示出了在键合时位于上层的待键合晶圆的俯视图，图8示出了沿图7中OO1方向切开的剖视图。为了避免渐薄(thinning)工艺对晶圆造成损伤缺陷，在渐薄工艺前会对晶圆进行修边(trim)，使所述待键合晶圆的键合面包括凹进部300，由于图7是非键合面视角下的俯视图，故看不到所述凹进部300，可以理解为所述凹进部300为虚线圆形和实线圆形之间的圆环，再结合图8可以更加清楚的明白所述凹进部300的形状和位置。本申请实施例的凹进部300为自所述待键合晶圆的边缘向所述待键合晶圆的几何中心延伸特定宽度W的区域。所述凹进部300的大小根据待键合晶圆上无效区域的大小确定，而且所述凹进部300底部的晶圆也都要在后续工艺中去除，仅留下待键合晶圆上的有效区域。本申请实施例所述的待键合晶圆上的有效区域是指产出芯片的区域，相反，待键合晶圆上的无效区域是指不产出芯片的区域。所述特定宽度W的大小比较关键，若所述特定宽度W偏小，则残留的无效区域过多，使晶圆尺寸过大；若所述特定宽度W偏大，则连同晶圆的有效区域也被去除，可能导致晶圆无法正常使用，在本申请实施例中，所述特定宽度W可以控制在1mm-5mm之间。

继续参照图8，本申请实施例的晶圆键合标识位于所述凹进部300相对侧的非键合面。一方面，所述晶圆键合标识位于非键合面，可以避免主刻线和副刻线在制作过程中损伤键合面；另一方面，所述晶圆键合标识位于凹进部300的相对侧，不额外占用待键合晶圆的有效面积，并且由于凹进部300的存在，使晶圆键合标识下部的晶圆变薄，增加光线的穿透能力，更有利于键合时的识别对准。

所述主刻线101的深度D1与所述凹进部300的深度D3之和需小于待键合晶圆的厚度T，所述副刻线201的深度D2与所述凹进部300的深度D3之和也需小于待键合晶圆的厚度T。这是由于D1+D3≥T或者D2+D3≥T时，代表刻线贯穿晶圆，当晶圆上进行其他工艺操作，如涂胶、清洗或沉积薄膜等，采用的试剂或材料会通过贯穿晶圆的刻线渗透至晶圆的晶背，从而污染晶背，甚至污染晶圆所在的设备。在本申请实施例中，所述凹进部300的深度D3在100μm-200μm之间，所述主刻线的深度D1和副刻线的深度D2为0.003μm-100μm，所述待键合晶圆的厚度T不超过800μm。

参考图9，在一些实施例中，所述待键合晶圆包括第一晶圆W1和第二晶圆W2，其中所述第一晶圆W1或第二晶圆W2的键合面包括修边后的凹进部300，具体要对哪一个晶圆进行修边，要看后续需要减薄哪一个晶圆。在本申请实施例中，仅对第二晶圆W2进行修边，故仅在第二晶圆W2上具有凹进部300。

参考图10，所述凹进部300相对侧的非键合面包括至少一对主标识尺和副标识尺。例如，a图示出了仅有一对主标识尺和副标识尺时的其中一种结构示意图，所述主标识尺和副标识尺可以位于待键合晶圆的任一方位，只要保证主标识尺和副标识尺位于所述凹进部300的相对侧即可，以便后续工艺去除所述主标识尺和副标识尺。b图示出了包括两对主标识尺和副标识尺且位于相对位的结构示意图，在其他实施例中，所述两对主标识尺和副标识尺也可以位于相邻位，同样要保证所述两对主标识尺和副标识尺位于所述凹进部300的相对侧。c图示出了三对主标识尺和副标识尺时的结构示意图，d图示出了四对主标识尺和副标识尺时的结构示意图。所述主标识尺和副标识尺的对数越多，键合的精度越高，获得的偏移数据越精准，其中d图在四个不同方向上均存在一对主标识尺和副标识尺，因此，其键合精度是最高的，获得的偏移数据也是最为准确的，以下均以四对主标识尺和副标识尺为例进行说明。另外，所述主标识尺和所述副标识尺的相对位置不作要求，只需保证所述主标识尺和所述副标识尺的起点对齐即可。

参考图11，所述待键合晶圆的边缘还形成有至少一个缺口400，所述缺口400在厚度方向贯穿所述待键合晶圆。例如a′图至d′图分别示出了具有一个缺口、两个缺口、三个缺口及四个缺口时的结构示意图，且每幅图仅示出了具有相应数量缺口时的一种可能的情况，在其他实施例中，也可以通过调整晶圆键合标识和缺口的位置，以获得其他不同的结构。所述缺口400在键合时起到预对准的作用，所述缺口400可以辅助判断待键合晶圆的大致方向是否对准，然后通过晶圆键合标识进行精确对准，所述缺口400的大小和形状均不作限定。

相应的，本申请实施例还提供所述晶圆键合标识的形成方法，包括：

步骤S1：提供待键合晶圆，所述待键合晶圆包括键合面和非键合面；

步骤S2：刻蚀所述键合面或非键合面，形成主标识尺和副标识尺。

在一些实施例中，进行步骤S2之前，还需进行步骤S20：修边处理。

参照图8，所述修边处理包括刻蚀键合面侧的部分待键合晶圆，形成凹进部300，其中所述凹进部300为自所述待键合晶圆的边缘向所述待键合晶圆的几何中心延伸特定宽度的区域，延伸的特定宽度的区域仅包括待键合晶圆的无效区域，而不包括有效区域，所述特定宽度为1mm-5mm。所述凹进部300的深度在100μm-200μm，使后续工艺形成的主刻线、副刻线的深度与凹进部的深度之和均不超过待键合晶圆的厚度。所述修边处理可以通过常规工艺实现，例如采用物理打磨的方式。所述修边处理不仅可以避免减薄(thinning)工艺对晶圆造成损伤缺陷，还可以减薄待键合晶圆的厚度，增加光线的穿透能力，更有利于键合时的识别对准。

并不是所有参与键合操作的晶圆都必须进行修边处理，只针对在后续工艺中需要减薄的晶圆在键合操作前作修边处理。例如，所述待键合晶圆包括第一晶圆和第二晶圆，对所述第一晶圆或第二晶圆进行修边处理。

本申请实施例在非键合面上形成主标识尺和副标识尺，以避免对键合面造成损坏，影响键合效果。进一步地，刻蚀所述凹进部300相对侧的部分待键合晶圆，形成至少一对主标识尺和副标识尺。形成所述主标识尺和副标识尺的方法包括激光刻蚀、切割及光刻中的至少一种。在本申请实施例中，所述主刻线和副刻线实质上是刻蚀形成的沟槽，之所以称为主刻″线″和副刻″线″，是因为本申请实施例刻蚀形成的沟槽足够细，能够作为量测时的刻度线。例如采用光刻工艺时，可以先在待键合晶圆的非键合面形成光刻胶；然后曝光显影，在非键合面上形成主标识尺和副标识尺的图案；最后将主标识尺和副标识尺的图案转移到非键合面上。

结合图4和图5，形成的所述主标识尺100包括若干均匀分布且具有第一间隔尺寸d1的主刻线101。形成的所述副标识尺200，与所述主标识尺100的起点对齐，且平行于所述主标识尺100分布，包括若干均匀分布且具有第二间隔尺寸d2的副刻线201。所述第一间隔尺寸d1大于所述第二间隔尺寸d2，且具有特定差值d1-d2。为了平和量测精度和读数的可识别性，所述特定差值d1-d2可以为10nm～100nm。

参考图8，刻蚀形成的主刻线、副刻线及凹进部需满足如下条件：主刻线101的深度D1与凹进部300的深度D3之和需小于待键合晶圆的厚度T，形成的副刻线201的深度D2与凹进部300的深度D3之和也需小于待键合晶圆的厚度T。在本申请实施例中，所述主刻线101的深度D1和副刻线102的深度D2为0.003μm-100μm，所述待键合晶圆的厚度T不超过800μm。

在形成所述主刻线和副刻线之前或之后，刻蚀所述待键合晶圆的边缘，形成至少一个缺口，所述缺口在厚度方向贯穿所述待键合晶圆。可以采用干法刻蚀工艺或湿法刻蚀工艺形成所述缺口。在其他实施例中，也可以不形成所述缺口。

本申请实施例还提供了一种晶圆键合的方法，包括：

步骤S1：提供待键合的第一晶圆和第二晶圆；

步骤S2：在所述第一晶圆和第二晶圆的非键合面形成上述的晶圆键合标识；

步骤S3：对准所述第一晶圆和第二晶圆的晶圆键合标识，完成键合操作。

完成键合操作后，还可以包括如下工艺：

步骤S4：选择所述第一晶圆或第二晶圆的晶圆键合标识为基准标识，其余晶圆的晶圆键合标识为读数标识；

步骤S5：读取所述读数标识相对所述基准标识的偏移数据，获得所述键合操作的偏移数据。

所述偏移数据的读取方法可以包括：获得所述读数标识最左侧的主刻线(即零刻度线)与所述基准标识的第n条主刻线对齐，或者所述读数标识最左侧的主刻线(即零刻度线)位于所述基准标识中相邻主刻线之间，所述相邻主刻线中左侧的主刻线为第n条主刻线，其中n为自然数，以n×第一间隔尺寸的结果作为所述读数标识的主标识尺读数；获得所述读数标识的副刻线与所述基准标识的第m条主刻线最接近，m为自然数，以m×(第一间隔尺寸-第二间隔尺寸)的结果作为所述读数标识的副标识尺读数；使所述主标识尺读数和所述副标识尺读数相加，获得偏移数据。

读出偏移数据后，还包括：确定所述键合操作的偏移数据在合理范围内；继续刻蚀所述凹进部的底部，至刻蚀完所述主刻线和副刻线。

通过在待键合晶圆的键合面或非键合面形成本申请实施例的晶圆键合标识，既可以在键合时起到对准晶圆的作用，还可以在键合后直接读取键合偏移数据，无需额外的量测步骤。进一步地，使晶圆键合标识位于待键合晶圆上非键合面的修边区域，不会损伤键合面，同时不占用待键合晶圆的有效区域。

综上所述，在阅读本申请内容之后，本领域技术人员可以明白，前述申请内容可以仅以示例的方式呈现，并且可以不是限制性的。尽管这里没有明确说明，本领域技术人员可以理解本申请意图囊括对实施例的各种合理改变，改进和修改。这些改变，改进和修改都在本申请的示例性实施例的精神和范围内。

应当理解，本实施例使用的术语″和/或″包括相关联的列出项目中的一个或多个的任意或全部组合。应当理解，当一个元件被称作″连接″或″耦接″至另一个元件时，其可以直接地连接或耦接至另一个元件，或者也可以存在中间元件。

类似地，应当理解，当诸如层、区域或衬底之类的元件被称作在另一个元件″上″时，其可以直接在另一个元件上，或者也可以存在中间元件。与之相反，术语″直接地″表示没有中间元件。还应当理解，术语″包含″、″包含着″、″包括″或者″包括着″，在本申请文件中使用时，指明存在所记载的特征、整体、步骤、操作、元件和/或组件，但并不排除存在或附加一个或多个其他特征、整体、步骤、操作、元件、组件和/或它们的组。

还应当理解，尽管术语第一、第二、第三等可以在此用于描述各种元件，但是这些元件不应当被这些术语所限制。这些术语仅用于将一个元件与另一个元件区分开。因此，在没有脱离本申请的教导的情况下，在一些实施例中的第一元件在其他实施例中可以被称为第二元件。相同的参考标号或相同的参考标识符在整个说明书中表示相同的元件。

Claims (21)

1.一种晶圆键合标识，其特征在于，位于待键合晶圆的键合面或非键合面上，包括：

主标识尺，包括若干均匀分布且具有第一间隔尺寸的主刻线；

副标识尺，与所述主标识尺的起点对齐，且平行于所述主标识尺分布，包括若干均匀分布且具有第二间隔尺寸的副刻线；

所述第一间隔尺寸大于所述第二间隔尺寸，且具有特定差值。

2.根据权利要求1所述的晶圆键合标识，其特征在于，所述特定差值为10nm～100nm。

3.根据权利要求1所述的晶圆键合标识，其特征在于，所述键合面包括修边后的凹进部，所述凹进部为自所述待键合晶圆的边缘向所述待键合晶圆的几何中心延伸特定宽度的区域。

4.根据权利要求3所述的晶圆键合标识，其特征在于，所述特定宽度为1mm-5mm。

5.根据权利要求3所述的晶圆键合标识，其特征在于，所述凹进部相对侧的非键合面包括至少一对主标识尺和副标识尺。

6.根据权利要求5所述的晶圆键合标识，其特征在于，所述主刻线、所述副刻线的深度与所述凹进部的深度之和均小于所述待键合晶圆的厚度。

7.根据权利要求6所述的晶圆键合标识，其特征在于，所述凹进部的深度为100μm-200μm，所述主刻线和副刻线的深度为0.003μm-100μm，所述待键合晶圆的厚度不超过800μm。

8.根据权利要求3所述的晶圆键合标识，其特征在于，所述待键合晶圆包括第一晶圆和第二晶圆，所述第一晶圆或第二晶圆的键合面包括修边后的凹进部。

9.根据权利要求1所述的晶圆键合标识，其特征在于，所述待键合晶圆的边缘还形成有至少一个缺口，所述缺口在厚度方向贯穿所述待键合晶圆。

10.一种晶圆键合标识的形成方法，其特征在于，包括：

提供待键合晶圆，所述待键合晶圆包括键合面和非键合面；

刻蚀所述键合面或非键合面，形成主标识尺和副标识尺；其中，所述主标识尺包括若干均匀分布且具有第一间隔尺寸的主刻线；所述副标识尺，与所述主标识尺的起点对齐，且平行于所述主标识尺分布，包括若干均匀分布且具有第二间隔尺寸的副刻线；所述第一间隔尺寸大于所述第二间隔尺寸，且具有特定差值。

11.根据权利要求10所述的晶圆键合标识的形成方法，其特征在于，所述特定差值为10nm～100nm。

12.根据权利要求10所述的晶圆键合标识的形成方法，其特征在于，刻蚀所述键合面或非键合面之前，还包括：修边处理，所述修边处理包括刻蚀键合面侧的部分待键合晶圆，形成凹进部，其中所述凹进部为自所述待键合晶圆的边缘向所述待键合晶圆的几何中心延伸特定宽度的区域。

13.根据权利要求12所述的晶圆键合标识的形成方法，其特征在于，所述特定宽度为1mm-5mm。

14.根据权利要求12所述的晶圆键合标识的形成方法，其特征在于，所述待键合晶圆包括第一晶圆和第二晶圆，对所述第一晶圆或第二晶圆进行修边处理。

15.根据权利要求12所述的晶圆键合标识的形成方法，其特征在于，刻蚀所述凹进部相对侧的部分待键合晶圆，形成至少一对主标识尺和副标识尺。

16.根据权利要求15所述的晶圆键合标识的形成方法，其特征在于，形成所述主标识尺和副标识尺的方法包括激光刻蚀、切割及光刻中的至少一种。

17.根据权利要求10所述的晶圆键合标识的形成方法，其特征在于，在形成所述主刻线和副刻线之前或之后，刻蚀所述待键合晶圆的边缘，形成至少一个缺口，所述缺口在厚度方向贯穿所述待键合晶圆。

18.一种晶圆键合方法，其特征在于，包括：

提供待键合的第一晶圆和第二晶圆；

在所述第一晶圆和第二晶圆的非键合面形成权利要求1至9任一项所述的晶圆键合标识；

对准所述第一晶圆和第二晶圆的晶圆键合标识，完成键合操作。

19.根据权利要求18所述的晶圆键合方法，其特征在于，完成键合操作后，还包括：

选择所述第一晶圆或第二晶圆的晶圆键合标识为基准标识，其余晶圆的晶圆键合标识为读数标识；

读取所述读数标识相对所述基准标识的偏移数据，获得所述键合操作的偏移数据。

20.根据权利要求19所述的晶圆键合方法，其特征在于，所述偏移数据的读取方法包括：

获得所述读数标识最左侧的主刻线与所述基准标识的第n条主刻线对齐，或者所述读数标识最左侧的主刻线位于所述基准标识中相邻主刻线之间，所述相邻主刻线中左侧的主刻线为第n条主刻线，其中n为自然数，以n×第一间隔尺寸的结果作为所述读数标识的主标识尺读数；

获得所述读数标识的副刻线与所述基准标识的第m条主刻线最接近，m为自然数，以m×(第一间隔尺寸-第二间隔尺寸)的结果作为所述读数标识的副标识尺读数；

使所述主标识尺读数和所述副标识尺读数相加，获得偏移数据。

21.根据权利要求20所述的晶圆键合方法，其特征在于，获得偏移数据后，还包括：

确定所述键合操作的偏移数据在合理范围内；

继续刻蚀所述凹进部的底部，至刻蚀完所述主刻线和副刻线。

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