本發(fā)明涉及半導(dǎo)體領(lǐng)域，尤其涉及一種獲得絕緣層厚度的方法以及晶圓級(jí)鍵合封裝方法。

背景技術(shù)：

在半導(dǎo)體制造中，隨著超大規(guī)模集成電路的發(fā)展趨勢(shì)，集成電路特征尺寸持續(xù)減小。相應(yīng)的，對(duì)集成電路的封裝要求也日益提高，在多芯片組件(multichip-moduel，mcm)x、y平面內(nèi)的二維封裝的基礎(chǔ)上，沿z方向堆疊的更高密度的3d封裝技術(shù)得到了充分發(fā)展。通過(guò)3d封裝技術(shù)，將不同種類的晶圓進(jìn)行三維立體組裝，形成高密度、高性能和高可靠性的產(chǎn)品。

3d封裝技術(shù)主要包括：引線鍵合(wire-bonding)3d封裝、球柵陣列(ballgridarray，bga)3d封裝、軟板折疊3d封裝和硅通孔(throughsiliconvia，tsv)3d封裝。為了提高晶圓在三維方向堆疊的密度、減小鍵合后的外形尺寸以及改善芯片速度和低功耗的性能，目前主要采用tsv3d封裝技術(shù)。

但是，現(xiàn)有技術(shù)晶圓鍵合封裝的良率有待提高。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本發(fā)明解決的問(wèn)題是提供一種獲得絕緣層厚度的方法以及晶圓級(jí)鍵合封裝方法，提高晶圓鍵合封裝的良率。

為解決上述問(wèn)題，本發(fā)明提供一種獲得絕緣層厚度的方法，所述絕緣層形成于待鍵合晶圓上。包括如下步驟：步驟1：提供待鍵合晶圓；步驟2：在所述待鍵合晶圓上形成連接金屬層；步驟3：在所述連接金屬層上形成覆蓋所述連接金屬層和待鍵合晶圓表面的絕緣層；步驟4：在所述絕緣層中形成鍵合層，所述鍵合層貫穿所述絕緣層且與所述連接金屬層相接觸；步驟5：測(cè)量所述待鍵合晶圓的翹曲度；重復(fù)步驟1至步驟5，在若干待鍵合晶圓上分別形成不同厚度的絕緣層并分別測(cè)量與所述不同厚度絕緣層對(duì)應(yīng)的待鍵合晶圓翹曲度；通過(guò)多個(gè)絕緣層厚度以及與絕緣層厚度相對(duì)應(yīng)的待鍵合晶圓翹曲度進(jìn)行 擬合，獲得翹曲度歸一化線性表達(dá)式，所述翹曲度歸一化線性表達(dá)式中的自變量為絕緣層厚度，因變量為翹曲度；根據(jù)所述翹曲度歸一化線性表達(dá)式獲得與翹曲度目標(biāo)值對(duì)應(yīng)的絕緣層厚度值。

可選的，形成所述絕緣層的步驟中，形成具有應(yīng)力的絕緣層。

可選的，形成所述絕緣層的工藝為化學(xué)氣相沉積工藝。

可選的，所述化學(xué)氣相沉工藝的工藝參數(shù)包括：反應(yīng)源材料為硅烷和氧氣，或者正硅酸乙酯和臭氧，工藝溫度為350攝氏度至450攝氏度，反應(yīng)腔內(nèi)的壓強(qiáng)為1毫托至毫托，低頻功率為700瓦至900瓦，高頻功率為700瓦至900瓦，工藝時(shí)間為30秒至90秒。

可選的，所述絕緣層的熱膨脹系數(shù)為200至250。

可選的，改變所述絕緣層的厚度的步驟中，所述絕緣層的厚度變化范圍值為至

可選的，所述絕緣層的厚度值分別和。

可選的，所述絕緣層的材料為氧化硅。

可選的，所述連接金屬層的材料為鋁或銅。

可選的，所述鍵合層的材料為銅。

相應(yīng)的，本發(fā)明還提供一種晶圓級(jí)鍵合封裝方法，包括：提供第一待鍵合晶圓和第二待鍵合晶圓，所述第一待鍵合晶圓包括第一待鍵合面以及與所述第一待鍵合面相對(duì)的第一背面，所述第二待鍵合晶圓包括第二待鍵合面以及與所述第二待鍵合面相對(duì)的第二背面；在所述第一待鍵合面的部分表面形成第一連接金屬層；在所述第二待鍵合面的部分表面形成第二連接金屬層；在所述第一連接金屬層上形成覆蓋所述第一連接金屬層和第一待鍵合晶圓表面的第一絕緣層，所述第一絕緣層具有與第一待鍵合晶圓翹曲度目標(biāo)值對(duì)應(yīng)的第一絕緣層厚度值，所述第一絕緣層厚度值通過(guò)前述獲得絕緣層厚度的方法獲得；在所述第二連接金屬層上形成覆蓋所述第二連接金屬層和第二待鍵合晶圓表面的第二絕緣層，所述第二絕緣層具有與第二待鍵合晶圓翹曲度目標(biāo)值對(duì)應(yīng)的第二絕緣層厚度值，所述第二絕緣層厚度值通過(guò)前述獲得絕緣層 厚度的方法獲得；在所述第一絕緣層中形成第一鍵合層，所述第一鍵合層貫穿所述第一絕緣層且與所述第一連接金屬層相接觸；在所述第二絕緣層中形成第二鍵合層，所述第二鍵合層貫穿所述第二絕緣層且與所述第二連接金屬層相接觸；使所述第一鍵合層的第一待鍵合面與所述第二鍵合層的第二待鍵合面相接觸，實(shí)現(xiàn)第一待鍵合晶圓和第二待鍵合晶圓的鍵合。

可選的，所述第一連接金屬層的材料為鋁或銅；所述第二連接金屬層的材料為鋁或銅。

可選的，所述第一鍵合層的材料為銅；所述第二鍵合層的材料為銅。

可選的，形成所述第一絕緣層的步驟中，形成具有應(yīng)力的第一絕緣層；形成所述第二絕緣層的步驟中，形成具有應(yīng)力的第二絕緣層。

可選的，形成所述第一絕緣層的工藝為化學(xué)氣相沉積工藝；形成所述第二絕緣層的工藝為化學(xué)氣相沉積工藝。

可選的，所述化學(xué)氣相沉工藝的工藝參數(shù)包括：反應(yīng)源材料為硅烷和氧氣，或者正硅酸乙酯和臭氧，工藝溫度為350攝氏度至450攝氏度，反應(yīng)腔內(nèi)的壓強(qiáng)為1毫托至毫托，低頻功率為700瓦至900瓦，高頻功率為700瓦至900瓦，工藝時(shí)間為30秒至90秒。

可選的，所述第一絕緣層的熱膨脹系數(shù)為200至250；所述第二絕緣層的熱膨脹系數(shù)為200至250。

可選的，所述第一絕緣層的材料為氧化硅；所述第二絕緣層的材料為氧化硅。

可選的，實(shí)現(xiàn)第一待鍵合晶圓和第二待鍵合晶圓的鍵合的工藝為熱壓鍵合工藝。

可選的，所述熱壓鍵合的步驟包括：將所述第一待鍵合晶圓和第二待鍵合晶圓置于熱壓鍵合溫度環(huán)境下，并使所述第一鍵合層和所述第二鍵合層相對(duì)設(shè)置；在所述熱壓鍵合溫度下，同時(shí)向所述第一背面和第二背面施加壓力，直至達(dá)到熱壓鍵合工藝時(shí)間；對(duì)所述第一待鍵合晶圓和第二待鍵合晶圓進(jìn)行退火工藝，使所述第一待鍵合晶圓和第二待鍵合晶圓實(shí)現(xiàn)熱壓鍵合。

與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明的技術(shù)方案具有以下優(yōu)點(diǎn)：本發(fā)明通過(guò)在若干待鍵合晶圓上分別形成不同厚度的絕緣層，然后分別測(cè)量與所述不同厚度絕緣層對(duì)應(yīng)的待鍵合晶圓翹曲度，通過(guò)多個(gè)絕緣層厚度以及與絕緣層厚度相對(duì)應(yīng)的待鍵合晶圓翹曲度進(jìn)行擬合，獲得翹曲度歸一化線性表達(dá)式，所述翹曲度歸一化線性表達(dá)式中的自變量為絕緣層厚度，因變量為翹曲度，從而可以根據(jù)所述翹曲度歸一化線性表達(dá)式獲得與翹曲度目標(biāo)值對(duì)應(yīng)的絕緣層厚度值，使所述待鍵合晶圓的翹曲度為零或接近零，以提高待鍵合晶圓的平整度，進(jìn)而提高晶圓鍵合封裝的良率。

可選方案中，本發(fā)明采用具有應(yīng)力的絕緣層，從而提高所述絕緣層的負(fù)翹曲度，而所述連接金屬層和鍵合層具有較高的正翹曲度，提高所述絕緣層的負(fù)翹曲度有利于使所述待鍵合晶圓的翹曲度為零或接近零，進(jìn)而提高晶圓鍵合封裝的良率。

附圖說(shuō)明

圖1至圖4是本發(fā)明獲得絕緣層厚度的方法各步驟對(duì)應(yīng)的結(jié)構(gòu)示意圖；

圖5至圖11是本發(fā)明晶圓級(jí)鍵合封裝方法各步驟對(duì)應(yīng)的結(jié)構(gòu)示意圖。

具體實(shí)施方式

而現(xiàn)有技術(shù)中的晶圓鍵合方法的鍵合效果較差，從而容易降低晶圓鍵合封裝的良率。

分析原因在于：現(xiàn)有封裝技術(shù)包括熱壓鍵合技術(shù)，熱壓鍵合過(guò)程中，使待鍵合晶圓的鍵合面相對(duì)設(shè)置后，在熱壓鍵合工藝溫度下，對(duì)待鍵合晶圓施加壓力，使位于兩個(gè)待鍵合面之間的金屬層在熱壓鍵合工藝溫度下相互熔合，實(shí)現(xiàn)熱壓鍵合。在待鍵合晶圓上形成連接金屬層、形成覆蓋所述連接金屬層的絕緣層；在所述絕緣層中形成有貫穿所述絕緣層的金屬鍵合層。通常所述連接金屬層的材料為鋁，所述金屬鍵合層的材料為銅，所述絕緣層的材料為氧化硅。其中，鋁和銅材料表現(xiàn)為正翹曲，氧化硅材料表現(xiàn)為負(fù)翹曲，也就是說(shuō)，相對(duì)于同一參考平面，所述連接金屬層和金屬鍵合層表現(xiàn)出凹陷現(xiàn)象，所述絕緣層表現(xiàn)出凸起現(xiàn)象。因此，在熱壓鍵合過(guò)程中所述晶圓的待鍵合面的平整度較差，從而導(dǎo)致晶圓鍵合效果較差，進(jìn)而降低了晶圓鍵合封裝的良 率。

為了解決所述技術(shù)問(wèn)題，本發(fā)明提供一種獲得絕緣層厚度的方法方法，包括：步驟1：提供待鍵合晶圓；步驟2：在所述待鍵合晶圓上形成連接金屬層；步驟3：在所述連接金屬層上形成覆蓋所述連接金屬層和待鍵合晶圓表面的絕緣層；步驟4：在所述絕緣層中形成鍵合層，所述鍵合層貫穿所述絕緣層且與所述連接金屬層相接觸；步驟5：測(cè)量所述待鍵合晶圓的翹曲度；重復(fù)步驟1至步驟5，在若干待鍵合晶圓上分別形成不同厚度的絕緣層并分別測(cè)量與所述不同厚度絕緣層對(duì)應(yīng)的待鍵合晶圓翹曲度；通過(guò)多個(gè)絕緣層厚度以及與絕緣層厚度相對(duì)應(yīng)的待鍵合晶圓翹曲度進(jìn)行擬合，獲得翹曲度歸一化線性表達(dá)式，所述翹曲度歸一化線性表達(dá)式中的自變量為絕緣層厚度，因變量為翹曲度；根據(jù)所述翹曲度歸一化線性表達(dá)式獲得與翹曲度目標(biāo)值對(duì)應(yīng)的絕緣層厚度值。

本發(fā)明通過(guò)在若干待鍵合晶圓上分別形成不同厚度的絕緣層，然后分別測(cè)量與所述不同厚度絕緣層對(duì)應(yīng)的待鍵合晶圓翹曲度，通過(guò)多個(gè)絕緣層厚度以及與絕緣層厚度相對(duì)應(yīng)的待鍵合晶圓翹曲度進(jìn)行擬合，獲得翹曲度歸一化線性表達(dá)式，所述翹曲度歸一化線性表達(dá)式中的自變量為絕緣層厚度，因變量為翹曲度，從而可以根據(jù)所述翹曲度歸一化線性表達(dá)式獲得與翹曲度目標(biāo)值對(duì)應(yīng)的絕緣層厚度值，使所述待鍵合晶圓的翹曲度為零或接近零，以提高待鍵合晶圓的平整度，進(jìn)而提高晶圓鍵合封裝的良率。

為使本發(fā)明的上述目的、特征和優(yōu)點(diǎn)能夠更為明顯易懂，下面結(jié)合附圖對(duì)本發(fā)明的具體實(shí)施例做詳細(xì)的說(shuō)明。

圖1至圖4是本發(fā)明獲得絕緣層厚度的方法一實(shí)施例中各步驟對(duì)應(yīng)結(jié)構(gòu)示意圖。

本實(shí)施例中，所述絕緣層形成于待鍵合晶圓100上，所述待鍵合晶圓100中形成有器件結(jié)構(gòu)。

參考圖1，在所述待鍵合晶圓100上形成連接金屬層140。

本實(shí)施例中，所述待鍵合晶圓100表面形成絕緣介質(zhì)層110，所述絕緣介質(zhì)層110中形成有連接所述器件結(jié)構(gòu)的插塞(圖未示)。在形成所述連接金屬 層140的步驟中，在所述絕緣介質(zhì)層110上形成與所述插塞相連的連接金屬層140。

所述連接金屬層140用于實(shí)現(xiàn)所述待鍵合晶圓100內(nèi)器件與器件的電連接，或用于實(shí)現(xiàn)所述待鍵合晶圓100內(nèi)器件與其他晶圓的電連接。

具體地，在所述待鍵合晶圓100上形成連接金屬層140的步驟包括：在所述待鍵合晶圓100上形成連接金屬膜；在所述連接金屬膜表面形成第一圖形層(圖未示)，所述第一圖形層與后續(xù)形成的連接金屬層140的圖形、尺寸及位置相同；以所述第一圖形層為掩膜，圖形化所述連接金屬膜直至露出所述待鍵合晶圓100，形成圖形化的連接金屬層140。

本實(shí)施例中，形成所述連接金屬膜的工藝為物理氣相沉積工藝；圖形化所述連接金屬膜的工藝為等離子體干法刻蝕工藝。所述第一圖形層的材料為光刻膠，形成所述連接金屬層140之后，采用濕法去膠或灰化工藝去除所述第一圖形層。

所述連接金屬層140的材料可以為鋁或銅。本實(shí)施例中，所述連接金屬層140的材料為鋁，所述連接金屬層140具有連接金屬層厚度a。

參考圖2，在所述連接金屬層140上形成覆蓋所述連接金屬層140和待鍵合晶圓100表面的絕緣層150。

本實(shí)施例中，所述絕緣層150的材料為氧化硅。

需要說(shuō)明的是，所述絕緣層150具有負(fù)翹曲度，而所述連接金屬層140以及后續(xù)形成的鍵合層具有較高的正翹曲度，提高所述絕緣層150的負(fù)翹曲度有利于使所述待鍵合晶圓100的翹曲度為零或接近零，因此，形成所述絕緣層150的步驟中，形成具有應(yīng)力的絕緣層150，以提高所述絕緣層150的負(fù)翹曲度。

具體地，所述具有應(yīng)力的絕緣層150的熱膨脹系數(shù)為200至250，所述絕緣層150具有絕緣層厚度b。

本實(shí)施例中，形成所述絕緣層150的工藝為化學(xué)氣相沉積工藝。所述化學(xué)氣相沉工藝的工藝參數(shù)包括：反應(yīng)源材料為硅烷和氧氣，或者正硅酸乙酯和臭氧，工藝溫度為350攝氏度至450攝氏度，反應(yīng)腔內(nèi)的壓強(qiáng)為1毫托至 毫托，低頻功率為700瓦至900瓦，高頻功率為700瓦至900瓦，工藝時(shí)間為30秒至90秒。

需要說(shuō)明的是，通過(guò)將低頻功率調(diào)整為700瓦至900瓦，將高頻功率調(diào)整為700瓦至900瓦，從而提高所述絕緣層150的熱膨脹系數(shù)，進(jìn)而提高所述絕緣層150的負(fù)翹曲度。

參考圖3，在所述絕緣層150中形成鍵合層160，所述鍵合層160貫穿所述絕緣層150且與所述連接金屬層140相接觸。

所述鍵合層160用于后續(xù)實(shí)現(xiàn)所述待鍵合晶圓100的鍵合工藝。

具體地，形成所述鍵合層160的步驟包括：在所述絕緣層150表面形成第二圖形層(圖未示)，所述第二圖形層內(nèi)定義有鍵合層圖形；以所述第二圖形層為掩膜，刻蝕所述絕緣層150直至露出所述連接金屬層140表面，在所述絕緣層150內(nèi)形成開(kāi)口(圖未示)；去除所述第二圖形層；向所述開(kāi)口內(nèi)填充鍵合材料，所述鍵合材料還覆蓋所述絕緣層150表面；平坦化所述鍵合材料，形成鍵合層160。

刻蝕所述絕緣層150的工藝可以為深反應(yīng)離子刻蝕工藝或激光燒蝕工藝。本實(shí)施例中，刻蝕所述絕緣層150的工藝為深反應(yīng)離子刻蝕工藝，所述深反應(yīng)離子刻蝕工藝所采用的氣體為sf6、cf4、nf3、c4f8中的任意幾種的組合。

本實(shí)施例中，所述鍵合層160的材料為銅；向所述開(kāi)口內(nèi)填充鍵合材料的工藝為電鍍工藝；平坦化所述鍵合材料的工藝為化學(xué)機(jī)械研磨工藝；所述鍵合層160具有鍵合層厚度b。

本實(shí)施例中，形成所述鍵合層160之后，測(cè)量所述待鍵合晶圓100的翹曲度y。

需要說(shuō)明的是，所述翹曲度y的關(guān)系式為y＝∑a×r×(l/m)+b×s+∑c×t×(n/m)，其中，l代表所述連接金屬層140的熱膨脹系數(shù)、r代表所述連接金屬層140的光罩透光率、m代表所述絕緣層150的熱膨脹系數(shù)、s代表所述絕緣層150的光罩透光率、n代表所述鍵合層160的熱膨脹系數(shù)、t代表所述鍵合層160的光罩透光率，為了獲得所述待鍵合晶圓100的翹曲度y與所述絕緣層150厚度b的關(guān)系，可以固定所述連接金屬層140的厚度a、熱膨脹系數(shù)l和光罩透光率r、所述鍵合層160的厚度c、熱膨脹系數(shù)n和 光罩透光率t，以及所述絕緣層150熱膨脹系數(shù)m和光罩透光率s，從而獲得所述翹曲度y與所述絕緣層150厚度b的關(guān)系式。

具體地，重復(fù)以上步驟，在若干待鍵合晶圓100上分別形成不同厚度b的絕緣層150并分別測(cè)量與所述不同厚度b絕緣層150對(duì)應(yīng)的待鍵合晶圓翹曲度y。如圖4所示，通過(guò)多個(gè)絕緣層150厚度b以及與絕緣層150厚度b相對(duì)應(yīng)的待鍵合晶圓翹曲度y進(jìn)行擬合，獲得擬合曲線151，從而獲得翹曲度歸一化線性表達(dá)式，所述翹曲度歸一化線性表達(dá)式中的自變量為絕緣層150厚度b，因變量為翹曲度y。

獲得所述翹曲度歸一化線性表達(dá)式后，可以根據(jù)所述翹曲度歸一化線性表達(dá)式獲得與翹曲度y目標(biāo)值對(duì)應(yīng)的絕緣層150厚度值b，也就是說(shuō)，可以通過(guò)調(diào)整所述絕緣層150的厚度b，使所述待鍵合晶圓100的翹曲度y為零或接近零。

具體地，在若干待鍵合晶圓100上分別形成不同厚度b的絕緣層150的步驟中，所述絕緣層150的厚度b范圍值為至。本實(shí)施例中，所述絕緣層150的厚度b值分別和

本發(fā)明通過(guò)在若干待鍵合晶圓100上分別形成不同厚度b的絕緣層150并分別測(cè)量與所述不同厚度b絕緣層150對(duì)應(yīng)的待鍵合晶圓100翹曲度y，通過(guò)多個(gè)絕緣層150厚度b以及與絕緣層150厚度b相對(duì)應(yīng)的待鍵合晶圓100翹曲度y進(jìn)行擬合，獲得翹曲度歸一化線性表達(dá)式，所述翹曲度歸一化線性表達(dá)式中的自變量為絕緣層150厚度b，因變量為待鍵合晶圓100翹曲度y，從而可以根據(jù)所述翹曲度歸一化線性表達(dá)式獲得與翹曲度y目標(biāo)值對(duì)應(yīng)的絕緣層150厚度值b，使所述待鍵合晶圓100的翹曲度y為零或接近零，以提高待鍵合晶圓100的平整度，進(jìn)而提高晶圓鍵合封裝的良率。

相應(yīng)地，參考圖5至圖11，本發(fā)明實(shí)施例還提供一種晶圓級(jí)鍵合封裝方法。圖5至圖11示出了本發(fā)明晶圓級(jí)鍵合封裝方法各步驟對(duì)應(yīng)的結(jié)構(gòu)示意圖。

結(jié)合參考圖5和圖6，提供第一待鍵合晶圓200和第二待鍵合晶圓300，所述第一待鍵合晶圓200包括第一待鍵合面220以及與所述第一待鍵合面220相對(duì)的第一背面230，所述第二待鍵合晶圓300包括第二待鍵合面320以及與 所述第二待鍵合面320相對(duì)的第二背面330。

本實(shí)施例中，所述第一待鍵合晶圓200中形成有第一器件結(jié)構(gòu)，所述第一待鍵合面220上形成有第一絕緣介質(zhì)層210，所述第一絕緣介質(zhì)層210中形成有連接所述第一器件結(jié)構(gòu)的第一插塞(圖未示)；所述第二待鍵合晶圓300中形成有第二器件結(jié)構(gòu)，所述第二待鍵合面320上形成有第二絕緣介質(zhì)層310，所述第二絕緣介質(zhì)層310中形成有連接所述第二器件結(jié)構(gòu)的第二插塞(圖未示)。

繼續(xù)參考圖5，在所述第一待鍵合面220的部分表面形成第一連接金屬層240。

本實(shí)施例中，所述第一待鍵合晶圓200表面形成有第一絕緣介質(zhì)層210，所述第一絕緣介質(zhì)層210中形成有連接所述第一器件結(jié)構(gòu)的第一插塞(圖未示)，在形成所述第一連接金屬層240的步驟中，在所述第一絕緣介質(zhì)層210上形成與所述第一插塞相連的第一連接金屬層240。

所述第一連接金屬層240用于實(shí)現(xiàn)所述第一待鍵合晶圓200內(nèi)器件與器件的電連接，或用于實(shí)現(xiàn)所述第一待鍵合晶圓200內(nèi)器件與其他晶圓的電連接。

具體地，在所述第一待鍵合晶圓200上形成第一連接金屬層240的步驟包括：在所述第一待鍵合晶圓200上形成第一連接金屬膜；在所述第一連接金屬膜表面形成第三圖形層(圖未示)，所述第三圖形層與后續(xù)形成的第一連接金屬層240的圖形、尺寸及位置相同；以所述第三圖形層為掩膜，圖形化所述第一連接金屬膜直至露出所述第一待鍵合晶圓200，形成圖形化的第一連接金屬層240。

本實(shí)施例中，形成所述第一連接金屬膜的工藝為物理氣相沉積工藝；圖形化所述第一連接金屬膜的工藝為等離子體干法刻蝕工藝。所述第三圖形層的材料為光刻膠，形成所述第一連接金屬層240之后，采用濕法去膠或灰化工藝去除所述第三圖形層。

所述第一連接金屬層240的材料可以為鋁或銅。本實(shí)施例中，所述第一連接金屬層240的材料為鋁。

繼續(xù)參考圖6，在所述第二待鍵合面320的部分表面形成第二連接金屬層340。

所述第二連接金屬層340的材料可以為鋁或銅。本實(shí)施例中，所述第二連接金屬層340的材料為鋁。

需要說(shuō)明的是，形成所述第二連接金屬層340的具體工藝可參考前述形成所述第一連接金屬層240的步驟，在此不再贅述。

參考圖7，圖7為基于圖5的示意圖，在所述第一連接金屬層240上形成覆蓋所述第一連接金屬層240和第一待鍵合晶圓200表面的第一絕緣層250，所述第一絕緣層250具有與第一待鍵合晶圓200翹曲度目標(biāo)值對(duì)應(yīng)的第一絕緣層250厚度值b1，所述第一絕緣層250厚度值b1通過(guò)前述獲得絕緣層厚度的方法獲得。

具體地，通過(guò)翹曲度歸一化線性表達(dá)式，所述翹曲度歸一化線性表達(dá)式中的自變量為所述第一絕緣層250的厚度值b1，因變量為第一待鍵合晶圓200翹曲度，從而可以根據(jù)所述翹曲度歸一化線性表達(dá)式獲得與翹曲度目標(biāo)值對(duì)應(yīng)的第一絕緣層250的厚度值b1，使所述第一待鍵合晶圓200的翹曲度為零或接近零。也就是說(shuō)，形成所述第一絕緣層250后，所述第一絕緣層250具有與翹曲度目標(biāo)值對(duì)應(yīng)的第一絕緣層250厚度值b1。

本實(shí)施例中，所述第一絕緣層250的材料為氧化硅。

需要說(shuō)明的是，所述第一絕緣層250具有負(fù)翹曲度，而所述第一連接金屬層240以及后續(xù)形成的第一鍵合層具有較高的正翹曲度，提高所述第一絕緣層250的負(fù)翹曲度有利于使所述第一待鍵合晶圓200的翹曲度為零或接近零，因此，形成所述第一絕緣層250的步驟中，形成具有應(yīng)力的第一絕緣層250，以提高所述第一絕緣層250的負(fù)翹曲度。

具體地，所述具有應(yīng)力的第一絕緣層250的熱膨脹系數(shù)為200至250。

本實(shí)施例中，形成所述第一絕緣層250的工藝為化學(xué)氣相沉積工藝。所述化學(xué)氣相沉工藝的工藝參數(shù)包括：反應(yīng)源材料為硅烷和氧氣，或者正硅酸乙酯和臭氧，工藝溫度為350攝氏度至450攝氏度，反應(yīng)腔內(nèi)的壓強(qiáng)為1毫托至毫托，低頻功率為700瓦至900瓦，高頻功率為700瓦至900瓦，工藝 時(shí)間為30秒至90秒。

需要說(shuō)明的是，通過(guò)將低頻功率調(diào)整為700瓦至900瓦，將高頻功率調(diào)整為700瓦至900瓦，從而提高所述第一絕緣層250的熱膨脹系數(shù)，進(jìn)而提高所述第一絕緣層250的負(fù)翹曲度。

參考圖8，圖8為基于圖6的示意圖，在所述第二連接金屬層340上形成覆蓋所述第二連接金屬層340和第二待鍵合晶圓300表面的第二絕緣層350，所述第二絕緣層350具有與第二待鍵合晶圓300翹曲度目標(biāo)值對(duì)應(yīng)的第二絕緣層350厚度值b2，所述第二絕緣層350厚度值b2通過(guò)前述獲得絕緣層厚度的方法獲得。

本實(shí)施例中，所述第二絕緣層350的材料為氧化硅，且形成所述第二絕緣層350的步驟中，形成具有應(yīng)力的第二絕緣層350。

具體地，所述具有應(yīng)力的第二絕緣層350的熱膨脹系數(shù)為200至250。

本實(shí)施例中，形成所述第二絕緣層350的工藝為化學(xué)氣相沉積工藝。

需要說(shuō)明的是，形成所述第二絕緣層350的具體工藝可參考前述形成所述第一絕緣層250的步驟，在此不再贅述。

參考圖9，圖9為基于圖7的示意圖，在所述第一絕緣層250中形成第一鍵合層260，所述第一鍵合層260貫穿所述第一絕緣層250且與所述第一連接金屬層240相接觸。

所述第一鍵合層260用于后續(xù)實(shí)現(xiàn)所述第一待鍵合晶圓200的鍵合工藝。

具體地，形成所述第一鍵合層260的步驟包括：在所述第一絕緣層250表面形成第五圖形層(圖未示)，所述第五圖形層內(nèi)定義有第一鍵合層圖形；以所述第五圖形層為掩膜，刻蝕所述第一絕緣層250直至露出所述第一連接金屬層240表面，在所述第一絕緣層250內(nèi)形成開(kāi)口(圖未示)；去除所述第五圖形層；向所述開(kāi)口內(nèi)填充第一鍵合材料，所述第一鍵合材料還覆蓋所述第一絕緣層250表面；平坦化所述第一鍵合材料，形成第一鍵合層260。

刻蝕所述第一絕緣層250的工藝可以為深反應(yīng)離子刻蝕工藝或激光燒蝕工藝。本實(shí)施例中，刻蝕所述第一絕緣層250的工藝為深反應(yīng)離子刻蝕工藝，所述深反應(yīng)離子刻蝕工藝所采用的氣體為sf6、cf4、nf3、c4f8中的任意幾 種的組合。

本實(shí)施例中，所述第一鍵合層260的材料為銅；向所述開(kāi)口內(nèi)填充第一鍵合材料的工藝為電鍍工藝；平坦化所述第一鍵合材料的工藝為化學(xué)機(jī)械研磨工藝。

參考圖10，圖10為基于圖8的示意圖，在所述第二絕緣層350中形成第二鍵合層360，所述第二鍵合層360貫穿所述第二絕緣層350且與所述第二連接金屬層340相接觸。

本實(shí)施例中，所述第二鍵合層360的材料為銅。

需要說(shuō)明的是，形成所述第二鍵合層360的具體工藝可參考前述形成所述第一鍵合層260的步驟，在此不再贅述。

參考圖11，使所述第一鍵合層260的第一待鍵合面220與所述第二鍵合層360的第二待鍵合面320相接觸，實(shí)現(xiàn)第一待鍵合晶圓200和第二待鍵合晶圓300的鍵合。

本實(shí)施例中，實(shí)現(xiàn)第一待鍵合晶圓200和第二待鍵合晶圓300的鍵合的工藝為熱壓鍵合工藝。

具體地，所述熱壓鍵合的步驟包括：將所述第一待鍵合晶圓200和第二待鍵合晶圓300置于熱壓鍵合溫度環(huán)境下，并使所述第一鍵合層260的第一待鍵合面220與所述第二鍵合層360的第二待鍵合面320相接觸；在所述熱壓鍵合溫度下，同時(shí)向所述第一背面230和第二背面330施加壓力400，直至達(dá)到熱壓鍵合工藝時(shí)間；對(duì)所述第一待鍵合晶圓200和第二待鍵合晶圓300進(jìn)行退火工藝，使所述第一待鍵合晶圓200和第二待鍵合晶圓300實(shí)現(xiàn)熱壓鍵合。

本實(shí)施例中，所述熱壓鍵合溫度為700攝氏度至900攝氏度，所述熱壓鍵合工藝時(shí)間為30分鐘至120分鐘。

需要說(shuō)明的是，所述熱壓鍵合溫度不宜過(guò)低，也不宜過(guò)高；所述熱壓鍵合工藝時(shí)間不宜過(guò)短，也不宜過(guò)長(zhǎng)。當(dāng)所述熱壓鍵合溫度過(guò)低或所述熱壓鍵合工藝時(shí)間過(guò)短時(shí)，所述第一鍵合層260和所述第二鍵合層360難以完全熔合，從而容易降低所述第一待鍵合晶圓200和第二待鍵合晶圓300的鍵合效 果，進(jìn)而容易降低晶圓鍵合封裝的良率；當(dāng)所述熱壓鍵合溫度過(guò)高或所述熱壓鍵合工藝時(shí)間過(guò)長(zhǎng)時(shí)，對(duì)所述第一待鍵合晶圓200和第二待鍵合晶圓300的鍵合效果已經(jīng)沒(méi)有促進(jìn)作用，反而浪費(fèi)資源、降低鍵合效率。

本實(shí)施例中，所述退火工藝的工藝參數(shù)包括：所述退火工藝的工藝參數(shù)包括：工藝溫度為700攝氏度至900攝氏度，工藝時(shí)間為30分鐘至60分鐘。

需要說(shuō)明的是，所述退火工藝還包括：在氮?dú)夥諊逻M(jìn)行所述退火工藝。

在完成所述第一待鍵合晶圓200和第二待鍵合晶圓300的熱壓鍵合后，還需對(duì)所述第一待鍵合晶圓200的第一背面230、所述第二待鍵合晶圓300的第二背面330進(jìn)行減薄工藝，并通過(guò)所述第一背面230或所述第二背面330實(shí)現(xiàn)通孔引出，以形成晶圓級(jí)鍵合封裝結(jié)構(gòu)。

本發(fā)明通過(guò)翹曲度歸一化線性表達(dá)式，所述翹曲度歸一化線性表達(dá)式中的自變量為絕緣層厚度，因變量為翹曲度，從而可以根據(jù)所述翹曲度歸一化線性表達(dá)式分別獲得與第一待鍵合晶圓翹曲度目標(biāo)值對(duì)應(yīng)的第一絕緣層厚度值、與第二待鍵合晶圓翹曲度目標(biāo)值對(duì)應(yīng)的第二絕緣層厚度值，使所述第一待鍵合晶圓和第二待鍵合晶圓的翹曲度為零或接近零，以提高所述第一待鍵合晶圓和第二待鍵合晶圓的平整度，進(jìn)而提高所述第一待鍵合晶圓和第二待鍵合晶圓的鍵合封裝良率。

雖然本發(fā)明披露如上，但本發(fā)明并非限定于此。任何本領(lǐng)域技術(shù)人員，在不脫離本發(fā)明的精神和范圍內(nèi)，均可作各種更動(dòng)與修改，因此本發(fā)明的保護(hù)范圍應(yīng)當(dāng)以權(quán)利要求所限定的范圍為準(zhǔn)。