一種晶圓鍵合方法與流程

本申請涉及半導體，具體而言，涉及一種晶圓鍵合方法。

背景技術：

1、晶圓鍵合是半導體制造過程中的一項關鍵技術，它涉及將兩個或多個晶圓精確地結合在一起。在潔凈度差的真空腔室中容易存在微小顆粒，在鍵合過程中這些顆粒會夾在兩個晶圓之間，導致局部區域無法實現良好的接觸，從而形成空洞或缺陷，影響鍵合強度，并可能導致后續工藝步驟中的失效。除上述問題外，潔凈度較差的晶圓鍵合腔室還會導致包括化學污染、濕度控制不當、靜電吸附以及鍵合界面缺陷等問題。這些問題共同作用，會顯著降低鍵合的質量和一致性，最終導致鍵合良率大幅降低。

技術實現思路

1、本申請的目的在于提供一種晶圓鍵合方法，其能夠大幅改善鍵合腔室的清潔度，有效提升晶圓鍵合良率。

2、本申請的實施例是這樣實現的：

3、本申請實施例提供了一種晶圓鍵合方法，包括：

4、在鍵合腔室中放置活性炭片；

5、采用活化槍照射所述活性炭片，以使所述活性炭片表面引入活性官能團并使活性炭片的空隙結構改變；

6、將所述活性炭片靜置預設時間后，從鍵合腔室中取出活性炭片；

7、在鍵合腔室內對第一晶圓與第二晶圓進行鍵合，得到鍵合晶圓。

8、作為一種可選的實施方式，所述在鍵合腔室中放置活性炭片包括：

9、在鍵合腔室的下載臺表面設置第一活性炭片；在鍵合腔室的上靜電吸盤上鋪設第二活性炭片。

10、作為一種可選的實施方式，所述在鍵合腔室內對第一晶圓與第二晶圓進行鍵合，得到鍵合晶圓包括：

11、采用第一活化槍與第二活化槍分別照射所述第一晶圓與第二晶圓，以使所述第一晶圓與所述第二晶圓表面均形成活化層；

12、將所述第一晶圓上的活化層與第二晶圓上的活化層貼合，并對所述第一晶圓與第二晶圓進行壓接鍵合。

13、作為一種可選的實施方式，所述采用第一活化槍與第二活化槍分別照射所述第一晶圓與第二晶圓之前，還包括：

14、在所述第一晶圓與第二晶圓之間設置第三活性炭片；

15、采用活化槍向所述第三活性炭片發射等離子體。

16、作為一種可選的實施方式，所述將所述活性炭片靜置預設時間后，從鍵合腔室中取出活性炭片包括：

17、從鍵合腔室中取出所述第二活性炭片；

18、在鍵合腔室內對第一晶圓與第二晶圓進行鍵合，得到鍵合晶圓包括：

19、在鍵合腔室的上靜電吸盤上設置第二晶圓；

20、采用活化槍照射所述第二晶圓并在所述第二晶圓表面形成活化層，所述第一活性炭片吸附所述第二晶圓產生的顆粒物。

21、作為一種可選的實施方式，在采用活化槍照射所述第二晶圓并在所述第二晶圓表面形成活化層，所述第一活性炭片吸附所述第二晶圓產生的顆粒物之后，所述將所述活性炭片靜置預設時間后，從鍵合腔室中取出活性炭片包括：

22、從鍵合腔室中取出所述第一活性炭片；

23、在鍵合腔室內對第一晶圓與第二晶圓進行鍵合，得到鍵合晶圓包括：

24、在鍵合腔室的下載臺上設置第一晶圓。

25、作為一種可選的實施方式，所述將所述活性炭片靜置預設時間后，從鍵合腔室中取出活性炭片包括：

26、從鍵合腔室中取出所述第一活性炭片；

27、在鍵合腔室內對第一晶圓與第二晶圓進行鍵合，得到鍵合晶圓包括：

28、在鍵合腔室的下載臺上設置第一晶圓；

29、采用活化槍照射所述第一晶圓并在所述第一晶圓表面形成活化層，所述第二活性炭片吸附所述第一晶圓產生的顆粒物。

30、作為一種可選的實施方式，在所述采用活化槍照射所述第一晶圓并在所述第一晶圓表面形成活化層，所述第二活性炭片吸附所述第一晶圓產生的顆粒物之后，所述將所述活性炭片靜置預設時間后，從鍵合腔室中取出活性炭片包括：

31、從鍵合腔室中取出所述第二活性炭片；

32、在鍵合腔室內對第一晶圓與第二晶圓進行鍵合，得到鍵合晶圓包括：

33、在鍵合腔室的上靜電吸盤上設置第二晶圓。

34、作為一種可選的實施方式，所述采用活化槍照射所述活性炭片，以使所述活性炭片表面引入活性官能團并使活性炭片的空隙結構改變包括：

35、采用活化槍多次照射所述活性炭片，且相鄰兩次照射間隔200-400s，用以控制所述活性炭片溫度。

36、作為一種可選的實施方式，所述采用活化槍照射所述活性炭片，以使所述活性炭片表面引入活性官能團并使活性炭片的空隙結構改變包括：

37、所述活化槍照射所述活性炭片時的電壓為1-3kv,電流為100-300ma，氬氣流量為30-50sccm,照射時間為500-700s。

38、本申請實施例的有益效果包括：

39、本申請實施例提供的一種晶圓鍵合方法，包括：在鍵合腔室中放置活性炭片；本申請實施例采用活化槍照射活性炭片，一方面能夠使得活性炭片的孔隙結構變得更加規則，增加了活性炭片的有效比表面積，提高其吸附效率。另一方面使用活化槍對活性炭片進行照射，在活性炭片表面會形成新的化學基團，如羥基、羧基等，通過引入的活性官能團可以與有機污染物發生化學反應。本申請實施例采用活性炭片不僅能夠有效吸附鍵合腔室中的微小顆粒以及有機污染物，還能夠吸附第一晶圓、第二晶圓在鍵合活化前釋放的微小顆粒與有機污染物。因此，本申請實施例能夠大幅提升鍵合作業過程中的環境清潔度，從而提高晶圓鍵合的質量和一致性，實現鍵合作業良率的提升。

技術特征：

1.一種晶圓鍵合方法，其特征在于，包括：

2.根據權利要求1所述的晶圓鍵合方法，其特征在于，所述在鍵合腔室中放置活性炭片包括：

3.根據權利要求1或2所述的晶圓鍵合方法，其特征在于，所述在鍵合腔室內對第一晶圓與第二晶圓進行鍵合，得到鍵合晶圓包括：

4.根據權利要求3所述的晶圓鍵合方法，其特征在于，所述采用第一活化槍與第二活化槍分別照射所述第一晶圓與第二晶圓之前，還包括：

5.根據權利要求2所述的晶圓鍵合方法，其特征在于，所述將所述活性炭片靜置預設時間后，從鍵合腔室中取出活性炭片包括：

6.根據權利要求5所述的晶圓鍵合方法，其特征在于，在采用活化槍照射所述第二晶圓并在所述第二晶圓表面形成活化層，所述第一活性炭片吸附所述第二晶圓產生的顆粒物之后，所述將所述活性炭片靜置預設時間后，從鍵合腔室中取出活性炭片包括：

7.根據權利要求2所述的晶圓鍵合方法，其特征在于，所述將所述活性炭片靜置預設時間后，從鍵合腔室中取出活性炭片包括：

8.根據權利要求7所述的晶圓鍵合方法，其特征在于，在所述采用活化槍照射所述第一晶圓并在所述第一晶圓表面形成活化層，所述第二活性炭片吸附所述第一晶圓產生的顆粒物之后，所述將所述活性炭片靜置預設時間后，從鍵合腔室中取出活性炭片包括：

9.根據權利要求1-2及4-8任一項所述的晶圓鍵合方法，其特征在于，所述采用活化槍照射所述活性炭片，以使所述活性炭片表面引入活性官能團并使活性炭片的空隙結構改變包括：

10.根據權利要求1-2及4-8任一項所述的晶圓鍵合方法，其特征在于，所述采用活化槍照射所述活性炭片，以使所述活性炭片表面引入活性官能團并使活性炭片的空隙結構改變包括：

技術總結
本申請涉及半導體技術領域，具體涉及一種晶圓鍵合方法，包括：在鍵合腔室中放置活性炭片；采用活化槍照射所述活性炭片，以使所述活性炭片表面引入活性官能團并使活性炭片的空隙結構改變；將所述活性炭片靜置預設時間后，從鍵合腔室中取出活性炭片；在鍵合腔室內對第一晶圓與第二晶圓進行鍵合，得到鍵合晶圓。本申請實施例能夠大幅改善鍵合腔室的清潔度，有效提升晶圓鍵合良率。

技術研發人員：陸斌杰,傅瀧塬,高嬌,徐曉聰,歸歡煥
受保護的技術使用者：天通瑞宏科技有限公司
技術研發日：
技術公布日：2025/3/13