[发明专利]一种铜的混合键合方法

权利要求书

1.一种铜的混合键合方法，包括以下步骤：

步骤一，提供待混合键合的上衬底和待混合键合的下衬底，所述上衬底底部和所述下衬底顶部均具有绝缘层；

步骤二，在上衬底底部的绝缘层上形成多个第一金属导体，所述多个第一金属导体分别具有第一端面，所述第一端面均比周围绝缘层表面稍低，形成第一凹陷，所述第一凹陷的深度范围为50～100nm；

步骤三，在下衬底顶部的绝缘层上形成多个第二金属导体，所述多个第二金属导体分别具有第二端面，所述第二端面均比周围绝缘层表面稍低，形成第二凹陷，所述第二凹陷的深度范围为50～100nm；所述下衬底绝缘层上第二金属导体的位置与所述上衬底绝缘层上第一金属导体的位置一一对应；

步骤四，对所述上下衬底进行清洗，去除所述上衬底和所述下衬底上附着的沾污物；

步骤五，将经步骤四处理的上下衬底对准，通过键合装置施加压力，使所述上衬底的绝缘层和所述下衬底的绝缘层键合在一起，形成稳固的预键合结构；

步骤六，将预键合后的上下衬底进行退火，所述第一金属导体和第二金属导体在温度和绝缘体压力的作用下熔合成一体。

2.根据权利要求1所述的混合键合方法，其特征在于：所述步骤四还包括：在清洗后的上衬底的绝缘层和清洗后的下衬底的绝缘层上形成亲水性活性表面。

3.根据权利要求1所述的混合键合方法，其特征在于：所述上下衬底上的绝缘层为二氧化硅绝缘层、氮化硅绝缘层、氮氧化硅绝缘层、碳化硅绝缘层或碳搀杂氧化硅介质层。

4.根据权利要求1所述的混合键合方法，其特征在于：所述第一金属导体和第二金属导体均为金属铜、金属铝或金属锌。

5.根据权利要求1～4任一所述的混合键合方法，形成第一金属导体或形成第二金属导体分别包括以下步骤：

步骤a，在所述上下衬底的绝缘层上分别刻蚀形成金属互连线沟槽；

步骤b，溅镀填充金属铝、金属锌或者电镀填充金属铜，充满所述金属互连线沟槽，并覆盖所述绝缘层形成金属层；

步骤c，采用化学机械平坦化工艺对所述金属层进行处理至露出所述绝缘层，且金属层表面与绝缘层之间形成凹陷。

6.根据权利要求5所述的混合键合方法，其特征在于：所述第一金属导体的深度范围为0.1um～5um；所述第二金属导体的深度范围为0.1um～5um。

7.根据权利要求5所述的混合键合方法，其特征在于：所述步骤五中，施加的压力为1～50千牛顿。

8.根据权利要求5所述的混合键合方法，其特征在于：所述步骤六中，退火温度范围为200～450℃，退火时间大于0.15小时。