鍵合方法以及鍵合結構的制作方法
【技術領域】
[0001]本發明涉及半導體制造領域，具體涉及一種鍵合方法以及鍵合結構。
【背景技術】
[0002]基板之間的鍵合技術是半導體制造過程中的關鍵工藝。以機電系統(Microelectro Mechanical Systems, MEMS)領域為例，MEMS是在微電子技術基礎上發展起來的多學科交叉的前沿研宄領域，是一種采用半導體工藝制造微型機電器件的技術。在現有的MEMS制造工藝中晶圓鍵合技術是關鍵工藝。但是，現有的晶圓鍵合工藝并不能很好的對晶圓進行鍵合，進而導致得到的MEMS器件會出現性能不佳的情形。
[0003]造成晶圓之間鍵合效果不佳的主要原因是待鍵合的晶圓產生翹曲。參考圖1所示，在通過壓頭5a將晶圓Ia和2a鍵合后，在兩片晶圓Ia和2a的中心處可能出現空洞或分層；結合參考圖2中所不的情況，壓頭5b將兩片晶圓Ib和2b鍵合后，在兩片晶圓Ib和2b的邊緣處可能出現空洞或分層。
[0004]此外，翹曲的晶圓在相互鍵合后會帶有較大的應力，這不便于后續繼續在鍵合后的晶圓中形成其他半導體器件。
[0005]此外，如果晶圓翹曲嚴重，可能導致晶圓在鍵合過程中因受到鍵合的壓力而破碎，甚至在鍵合之前便因為翹曲程度較大而報廢，進而導致鍵合步驟無法進行。
[0006]因此，如何盡量改善基板之間的鍵合效果，成為本領域技術人員亟待解決的技術冋題。
【發明內容】
[0007]本發明解決的問題是提供一種鍵合方法以及鍵合結構，以盡量改善基板鍵合的效果O
[0008]為解決上述問題，本發明提供一種鍵合方法，包括:
[0009]提供待鍵合的第一基板以及第二基板，所述第一基板以及第二基板分別具有應力；所述第一基板以及第二基板分別包括鍵合面以及相對于所述鍵合面的非鍵合面；
[0010]在所述第一基板和/或第二基板的非鍵合面形成帶有應力的材料層，并使所述材料層的應力與其對應的第一基板或第二基板的應力類型相反；
[0011]在形成所述材料層之后，將所述第一基板和第二基板各自的鍵合面相對地設置，以將所述第一基板和第二基板相互鍵合。
[0012]可選的，形成材料層的步驟包括:形成單層結構或者多層結構的材料層。
[0013]可選的，形成材料層的步驟包括:采用旋涂、噴涂、物理氣相沉積或者化學氣相沉積的方式形成所述材料層。
[0014]可選的，形成環氧樹脂、氧化硅、氮化硅、氮氧化硅、金屬、金屬氧化物、聚酰亞胺樹月旨、苯環丁烯、聚對二甲苯、萘聚合物、氟碳化物或者丙烯酸酯材料的材料層。
[0015]可選的，提供第一基板以及第二基板的步驟之后，形成材料層的步驟之前，所述鍵合方法還包括:獲得第一基板以及第二基板的翹曲度；
[0016]形成材料層的步驟包括:根據所述翹曲度確定所述材料層的應力類型，并通過所述材料層使對應的第一基板或第二基板的翹曲度減小甚至降低為零。
[0017]可選的，獲得第一基板以及第二基板的翹曲度的步驟之后，所述鍵合方法還包括:
[0018]設定一翹曲閾值，并將所述第一基板和第二基板的翹曲度分別與所述翹曲閾值相比較；
[0019]形成材料層的步驟包括:在翹曲度大于所述翹曲閾值的第一基板或第二基板上形成所述材料層。
[0020]可選的，形成厚度范圍在0.1?20微米的材料層。
[0021]可選的，形成材料層的步驟之后，將第一基板和第二基板相互鍵合的步驟之前，所述鍵合方法還包括:
[0022]提供一夾持設備，以將所述第一基板和第二基板固定在所述夾持設備上，所述第一基板的鍵合面與所述第二基板的鍵合面相對；
[0023]在所述第一基板的鍵合面與所述第二基板的鍵合面之間設置墊片；
[0024]將第一基板和第二基板相互鍵合的步驟包括:
[0025]去除所述墊片；
[0026]將所述第一基板和第二基板鍵合。
[0027]可選的，將第一基板以及第二基板鍵合的步驟之后，所述鍵合方法還包括:
[0028]采用化學機械研磨的方式將所述材料層去除。
[0029]可選的，所述第一基板以及第二基板為硅晶圓、氮化硅晶圓、鍺或硅鍺化合物晶圓、砷化鎵晶圓、硅鍺化合物晶圓、玻璃基板或者樹脂基板。
[0030]此外，本發明還提供一種鍵合結構，包括:
[0031]相互鍵合的第一基板以及第二基板，所述第一基板以及第二基板分別具有應力；所述第一基板以及第二基板分別包括鍵合面以及相對于所述鍵合面的非鍵合面，所述第一基板與第二基板通過各自的鍵合面相互鍵合；
[0032]形成于第一基板和/或第二基板的非鍵合面的具有應力的材料層，所述材料層的應力與其對應的第一基板或第二基板的應力類型相反。
[0033]可選的，所述材料層為單層結構或者多層結構。
[0034]可選的，所述材料層的材料為環氧樹脂、氧化硅、氮化硅、氮氧化硅、金屬、金屬氧化物、聚酰亞胺樹脂、苯環丁烯、聚對二甲苯、萘聚合物、氟碳化物或者丙烯酸酯。
[0035]可選的，所述材料層的厚度范圍為0.1?20微米。
[0036]與現有技術相比，本發明的技術方案具有以下優點:
[0037]在提供待鍵合的第一基板以及第二基板之后，在第一基板和/或第二基板的非鍵合面形成材料層，并使所述材料層的應力與其對應的第一基板或第二基板的應力類型相反，所述材料層利用自身相反類型的應力可抵消至少部分對應的第一基板或第二基板的應力，進而使第一基板和/或第二基板整體的應力變小，這樣可以在一定程度上減小或者歸零所述第一基板和/或第二基板的翹曲度，進而改善第一基板和第二基板之間的鍵合效果，減少基板因翹曲度過大而報廢的幾率以及基板因翹曲而在鍵合過程中被壓壞的幾率。
【附圖說明】
[0038]圖1和圖2是現有技術中晶圓鍵合的示意圖；
[0039]圖3至圖6是本發明鍵合方法一實施例中各個步驟的結構示意圖。
【具體實施方式】
[0040]在現有技術中，兩片基板之間相互鍵合的效果仍然不夠理想，其原因之一在于待鍵合的基板本身帶有翹曲，具體來說，基板的翹曲是由于基板自身帶有應力所致。
[0041]翹曲的基板會影響基板之間鍵合的質量，翹曲的基板表面不平整，還可能導致基板在鍵合過程中被壓碎；即使這種基板能夠鍵合，鍵合后的基板之間也容易帶有空洞或分層O
[0042]在一些情況下，當基板的翹曲度較大時，基板會直接作廢而不能進行鍵合。
[0043]為此，本發明提供一種鍵合方法，包括以下步驟:
[0044]提供待鍵合的第一基板以及第二基板，所述第一基板以及第二基板分別具有應力；所述第一基板以及第二基板分別包括鍵合面以及相對于所述鍵合面的非鍵合面；
[0045]在所述第一基板和/或第二基板的非鍵合面形成帶有應力的材料層，并使所述材料層的應力與其對應的第一基板或第二基板的應力類型相反；
[0046]在形成所述材料層之后，將所述第一基板和第二基板各自的鍵合面相對地設置，以將所述第一基板和第二基板相互鍵合。
[0047]通過上述步驟，在第一基板和/或第二基板的非鍵合面形成材料層，并利用材料層的應力抵消至少一部分基板自身的應力，進而改善基板的翹曲度，這樣可以在一定程度上改善第一基板以及第二基板之間的鍵合質量。
[0048]為使本發明的上述目的、特征和優點能