[发明专利]化学气相沉积方法

说明书

本发明提供一种化学气相沉积方法，包括步骤：1）提供键合片并放置于腔室内；2）于第一温度及第一压强下对键合片进行第一时长的第一阶段预热；3）于第二温度及第二压强下进行第二时长的第二阶段预热；4）于第三温度及第三压强下对进行第三时长的第三阶段预热；5）于第四温度下进行等离子体处理以对键合片进行清洁；6）于第四温度下进行化学气相沉积以于键合片的表面形成薄膜；其中，第一压强＜第二压强≤第三压强，第一温度＜第二温度≤第三温度，第一时长和第二时长均小于第三时长。本发明可以在翘曲度偏大的键合片上制备出附着力良好的氧化硅膜，可以极大地提升薄膜可靠性，由此提升器件品质，提高生产良率。

技术领域

本发明涉及集成电路制造领域，具体涉及一种化学气相沉积（Chemical VaporDeposition，简称CVD）方法。

背景技术

随着对芯片集成度以及对器件的电性能要求越来越高，近些年来3D封装技术发展迅速。其中硅通孔技术（(Through Silicon Via，简称 TSV)）被认为是实现3D封装的最好选择之一。如今，硅通孔技术已经被广泛应用于存储器、图像传感器、功率放大器等芯片中。业界比较常见的硅通孔解决方案是临时性地将硅片与玻璃片键合到一起，其中键合使用的有机物粘结剂要求形成氧化硅介质膜的化学气相沉积工艺中的沉积温度不能高于200ºC。因为粘结剂在200ºC以上的高温会发生变性导致硅片与玻璃片脱离键合，所以制造具有硅通孔的键合片都要求相对较低的氧化硅沉积温度。但是，传统等离子体增强化学气相沉积的工艺温度为400℃甚至更高，与硅通孔应用难以兼容，如果简单地将化学气相沉积温度降至200ºC以下会导致膜质变差。更为严重的是，在化学气相沉积工艺之前对键合片进行脱气的过程中，键合片中的粘结剂会在一定程度上污染键合片表面，使得氧化硅膜的附着力变差；同时，键合片因其硅层偏薄而且其表面具有高密度硅通孔分布，所以在受热时容易发生形变。不洁净的键合片表面、过大的键合片翘曲度或者过大的薄膜应力都会导致氧化硅膜附着力变差，甚至出现氧化硅膜脱落的情形。因此，业界需要一种可靠的低温等离子体增强化学气相沉积工艺，以在键合片上获得附着力良好的优质氧化硅薄膜。

发明内容

鉴于以上所述现有技术的缺点，本发明的目的在于提供一种化学气相沉积方法，用于在键合片上获得附着力良好的优质氧化硅等介质膜，以解决现有技术中在采用低温化学气相沉积工艺在键合片表面制备介质膜时，因键合片表面污染、键合片翘曲度和/或薄膜应力等因素导致介质膜（比如氧化硅膜）附着力变差，甚至出现介质膜脱落等问题。

为实现上述目的及其他相关目的，本发明提供一种化学气相沉积方法，所述化学气相沉积方法包括以下步骤：

1）提供键合片，将所述键合片放置于腔室内，所述腔室内具有加热器；

2）于第一温度及第一压强下对所述键合片进行第一时长的第一阶段预热，所述第一阶段预热过程中，键合片与所述加热器不接触；

3）于第二温度及第二压强下对所述键合片进行第二时长的第二阶段预热，所述第二阶段预热过程中，键合片与所述加热器不接触；

4）于第三温度及第三压强下对所述键合片进行第三时长的第三阶段预热，所述第三阶段预热过程中，键合片位于所述加热器上且与所述加热器相接触；

5）于第四温度下对所述键合片进行等离子体处理以对所述键合片进行清洁；

6）于第四温度下进行化学气相沉积以于所述键合片的表面形成薄膜；

其中，所述第一压强＜第二压强≤第三压强，所述第一温度＜第二温度≤第三温度，所述第一时长和所述第二时长均小于等于所述第三时长。

可选地，所述第一压强为0 mtorr，第二压强为1000-2000 mtorr，第三压强为3000-5000 mtorr。

可选地，所述第一温度小于50℃，所述第二温度为50~100℃，所述第三温度大于等于100℃。