[发明专利]用于半导体晶圆的混合接合系统及方法

权利要求书

1.一种用于半导体晶圆的混合接合系统，所述系统包括：

室；

设置在所述室内的多个副室；以及

设置在所述室内的机械夹持器，适用于在所述多个副室之间移动所述室内的多个半导体晶圆，其中所述多个副室包括：适用于从所述多个半导体晶圆去除保护层的第一副室；适用于在将所述多个半导体晶圆混合接合在一起之前激活所述多个半导体晶圆的顶面的第二副室；以及适用于对准所述多个半导体晶圆和将所述多个半导体晶圆混合接合在一起的第三副室。

2.根据权利要求1所述的混合接合系统，还包括适用于支撑多个第一半导体晶圆的第一加载端口，适用于支撑多个第二半导体晶圆的第二加载端口，以及适用于支撑多个已经被所述系统混合接合到一起的第一半导体晶圆和第二半导体晶圆的第三加载端口，其中，所述第一加载端口、所述第二加载端口，以及所述第三加载端口设置在所述机械夹持器的附近。

3.根据权利要求1所述的混合接合系统，其中，所述系统包括单个平台。

4.根据权利要求1所述的混合接合系统，其中，所述多个副室还包括第四副室，适用于在将所述多个半导体晶圆混合接合在一起之前清洁所述多个半导体晶圆。

5.一种用于半导体晶圆的混合接合方法，所述方法包括：

在第一半导体晶圆和第二半导体晶圆的顶面上方形成保护层；

将所述第一半导体晶圆和所述第二半导体晶圆置入室内；

从所述第一半导体晶圆和所述第二半导体晶圆的所述顶面的上方去除所述保护层；

激活所述第一半导体晶圆和所述第二半导体晶圆的所述顶面；

连接所述第二半导体晶圆的顶面与所述第一半导体晶圆的顶面；以及

混合接合所述第一半导体晶圆和所述第二半导体晶圆；

其中，在不将所述第一半导体晶圆和所述第二半导体晶圆从所述室移出的情况下，去除所述保护层，激活所述顶面，连接所述第二半导体晶圆的顶面和所述第一半导体晶圆的顶面，以及混合接合所述第一半导体晶圆和所述第二半导体晶圆。

6.根据权利要求5所述的方法，其中，去除所述保护层包括选自于基本上由暴露于酸、暴露于HCOOH、暴露于HCI、热分解、热解吸、暴露于等离子体去除处理、暴露于紫外(UV)光、以及这些的组合所组成的组的方法。

7.根据权利要求5所述的方法，还包括在激活所述顶面之后，清洁所述第一半导体晶圆和所述第二半导体晶圆的所述顶面。

8.一种用于半导体晶圆的混合接合方法，所述方法包括：

提供第一半导体晶圆和第二半导体晶圆，所述第一半导体晶圆和所述第二半导体晶圆分别具有设置在晶圆顶面上的绝缘材料内的多个导电焊盘；

在所述第一半导体晶圆和所述第二半导体晶圆的顶面上方形成保护层；

将所述第一半导体晶圆和所述第二半导体晶圆置入室内；

从所述第一半导体晶圆和所述第二半导体晶圆的所述顶面的上方去除所述保护层；

激活所述第一半导体晶圆和所述第二半导体晶圆的所述顶面；

清洁所述第一半导体晶圆和所述第二半导体晶圆的所述顶面；

将所述第二半导体晶圆和所述第一半导体晶圆的所述顶面连接在一起；以及

混合接合所述第一半导体晶圆和所述第二半导体晶圆，其中，混合接合所述第一半导体晶圆和所述第二半导体晶圆包括在所述第一半导体晶圆的绝缘材料和所述第二半导体晶圆的绝缘材料之间形成第一接合，以及在所述第一半导体晶圆的所述多个导电焊盘和所述第二半导体晶圆的所述多个导电焊盘之间形成第二接合；其中，在不将所述第一半导体晶圆和所述第二半导体晶圆从所述室移出的情况下，去除所述保护层，激活所述顶面，清洁所述顶面，将所述顶面连接在一起，以及混合接合所述第一半导体晶圆和所述第二半导体晶圆。

9.根据权利要求8所述的方法，其中，所述第一半导体晶圆和所述第二半导体晶圆的所述顶面包括形成在顶面上的氧化物材料，其中，去除所述保护层或激活所述顶面包括去除所述氧化物材料的一部分。

10.根据权利要求9所述的方法，其中，所述多个导电焊盘包括Cu或Cu合金，其中，去除所述氧化物材料的一部分包括去除CuO_x。