[发明专利]晶圆键合方法

说明书

技术领域

本公开涉及半导体技术领域，具体来说，涉及一种晶圆键合方法。

背景技术

在半导体制造过程中，有时需要将器件晶圆和承载晶圆进行键合。高温键合技术的键合强度高，但存在一些问题，例如，破坏晶圆内部的金属结构、引起晶圆内部的杂质扩散、以及因热膨胀系数不同引起的晶圆变形等。

因此，存在对新技术的需求。

发明内容

本公开的一个目的是提供一种新的晶圆键合方法，在不对晶圆造成不良影响的情况下，提高晶圆之间的键合强度。

根据本公开的第一方面，提供了一种晶圆键合方法，包括：对第一晶圆的待键合表面进行活化处理，和/或对第二晶圆的待键合表面进行活化处理；在第一气压的环境中，使所述第一和第二晶圆的待键合表面接触，并施加压力以挤压所述第一和第二晶圆；以及在第二气压的环境中，对所述第一和第二晶圆进行退火处理，其中，所述第二气压大于所述第一气压。

在一些实施例中，所述第二气压比所述第一气压大1.5个大气压或更多。

在一些实施例中，所述第一气压为等于或小于0.1个大气压。

在一些实施例中，所述第二气压为等于或大于2个大气压。

在一些实施例中，所述压力的大小为小于100kgf，以及所述压力的施加时间为1～5min。

在一些实施例中，所述第二气压的环境由非氧化性气体形成。

在一些实施例中，所述非氧化性气体包括氢气、氮气、和氦族气体中的一种或多种的混合。

在一些实施例中，所述退火处理的温度为200～300℃以及时间为80～140min。

在一些实施例中，所述第一晶圆包括第一介质层，所述第一晶圆的待键合表面为所述第一介质层的靠近所述第二晶圆的表面；以及所述第二晶圆包括第二介质层，所述第二晶圆的待键合表面为所述第二介质层的靠近所述第一晶圆的表面。

在一些实施例中，所述第一介质层和所述第二介质层的厚度范围为

在一些实施例中，所述第一介质层和所述第二介质层均为氧化硅。

在一些实施例中，所述第一介质层和所述第二介质层中一个为氧化硅另一个为氮化硅。

在一些实施例中，在所述活化处理之前还包括：清洗所述第一晶圆的待键合表面；以及清洗所述第二晶圆的待键合表面。

在一些实施例中，所述活化处理为等离子体活化处理。

通过以下参照附图对本公开的示例性实施例的详细描述，本公开的其它特征及其优点将会变得清楚。

附图说明

构成说明书的一部分的附图描述了本公开的实施例，并且连同说明书一起用于解释本公开的原理。

参照附图，根据下面的详细描述，可以更加清楚地理解本公开，其中：

图1是示出了根据本公开的一个实施例的晶圆键合方法的示意性流程图。

图2A至2C是分别示出了在根据本公开的一个实施例的晶圆键合方法来键合晶圆时，在各个步骤处的晶圆的截面的示意图。

注意，在以下说明的实施方式中，有时在不同的附图之间共同使用同一附图标记来表示相同部分或具有相同功能的部分，而省略其重复说明。在本说明书中，使用相似的标号和字母表示类似项，因此，一旦某一项在一个附图中被定义，则在随后的附图中不需要对其进行进一步讨论。

为了便于理解，在附图等中所示的各结构的位置、尺寸及范围等有时不表示实际的位置、尺寸及范围等。因此，所公开的发明并不限于附图等所公开的位置、尺寸及范围等。

具体实施方式

现在将参照附图来详细描述本公开的各种示例性实施例。应注意到：除非另外具体说明，否则在这些实施例中阐述的部件和步骤的相对布置、数字表达式和数值不限制本公开的范围。

以下对至少一个示例性实施例的描述实际上仅仅是说明性的，决不作为对本公开及其应用或使用的任何限制。

对于相关领域普通技术人员已知的技术、方法和设备可能不作详细讨论，但在适当情况下，所述技术、方法和设备应当被视为授权说明书的一部分。

在这里示出和讨论的所有示例中，任何具体值应被解释为仅仅是示例性的，而不是作为限制。因此，示例性实施例的其它示例可以具有不同的值。

在本公开中，对“一个实施例”的提及意味着结合该实施例描述的特征、结构或特性包含在本公开的至少一个实施例中。因此，短语“在一个实施例中”在本公开的各处的出现未必是指同一个实施例。此外，在一个或多个实施例中，可以任何合适的组合和/或子组合来组合特征、结构或特性。