一种晶圆级键合方法技术

技术编号:16286922 阅读:209 留言:0更新日期:2017-09-25 10:03
本发明专利技术揭露了一种晶圆级键合方法,所述方法的对上热板和下热板进行加热升温的步骤包括:将上热板温度升到150℃,下热板温度升到100℃,保持10分钟~20分钟;将下热板温度升到150℃,保持10分钟~20分钟;将上热板和下热板温度都升到200℃,保持10分钟~20分钟;将上热板和下热板温度都升到250℃,保持30分钟~60分钟。在升温过程中兼顾了粘结剂的流动性和粘结性,提高了键合强度和键合效果,提高了成品率。

Wafer level bonding method

The invention discloses a method and a wafer level key, the method of hot plate and the hot plate heating comprises the steps of: the hot plate temperature rise to 150 DEG C, hot plate temperature rise to 100 degrees, 10 minutes ~20 minutes; the temperature of the hot plate up to 150 C, keep 10 minutes ~20 minutes; the hot plate and the hot plate temperature will rise to 200 DEG C, keep 10 minutes ~20 minutes; the hot plate and the hot plate temperature will rise to 250 DEG C, keep 30 minutes ~60 minutes. In the process of heating, both the fluidity and cohesiveness of the binder are taken into account, the bonding strength and bonding effect are improved, and the yield of finished products is improved.

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及集成电路制造领域,尤其涉及一种晶圆级键合方法
技术介绍
微机电系统(MEMS)是将微机械元件、微型传感器、微型执行器、信号处理与控制电路等集成于一体的微系统,是随着半导体集成电路、微细加工技术和超精密机械加工技术的发展而发展起来的。键合技术是将MEMS器件中不同材料的部件永久地连结为一体,生产仅用硅难以制作的新型器件和微型元件的一种技术。键合技术用于MEMS器件的制作、组装和封装,使许多新技术和新应用在MEMS中得以实现。近年来键合技术发展迅速,已成为MEMS器件开发和实用化的关键技术之一。用于MEMS器件的键合技术主要包括四种:直接键合、阳极键合、粘结剂键合和共晶键合。其中,粘结剂键合工艺因其键合温度低,键合强度高,可用于不同材料间的键合,并且成本低,工艺简单被广泛用于微电子和MEMS封装领域中。通常用来进行粘结剂键合的机台,例如SUSS的晶圆键合机SB6,包括反应腔,反应腔中设有上热板和下热板,分别用于贴合待键合的器件,在键合过程中起到对待键合器件施加键合压力以及进行加热和冷却的作用。苯并环丁烯(benzocyclobutene,简称BCB)是一种目前较常用的晶圆级(waferlevel)有机粘结剂,因其具有低的介电常数,出色的热学、化学和力学稳定性、高度的平整化能力、固化温度较低、固化过程中不需要催化剂、没有副产品以及良好的粘结性能,被广泛用于集成电路的重布线以及MEMS器件中的键合工艺中。通常粘结剂键合工艺步骤包括:上热板和下热板与晶圆贴合的步骤,施加键合压力的步骤,对上热板和下热板进行加热升温的步骤,冷却降温的步骤,卸载键合压力的步骤和晶圆与热板分离的步骤。具体的,将旋涂有粘结剂的晶圆置于反应腔,上热板和下热板贴合晶圆;将反应腔抽真空,施加键合压力;对上热板和下热板同步加热以进行键合;上热板和下热板冷却;以及,卸载键合压力并分离上热板和下热板。一方面,粘结剂对被粘结物体表面的浸润是实现粘结剂键合的前提条件,对物体表面浸润的越充分,键合效果越好,而热板的温度过高则不利于粘结剂充分浸润晶圆的表面。另一方面,粘结剂的粘合性越高键合强度越好,而热板的温度越高则粘合剂的粘合性越理想。然而,现有的粘结剂键合工艺中,对上热板和下热板的加热过程包括四个阶段,在这四个阶段中上热板和下热板温度都相等,这就无法兼顾粘结剂的浸润效果和粘合性。无法得到较好的键合强度和键合效果。另外,传统工艺在真空条件下进行,由于晶圆本身存在变形,在抽真空的过程中会加大其变形量,对其对准精度产生影响。
技术实现思路
本专利技术的目的在于,提供一种晶圆级键合方法,以提高键合强度和键合效果。本专利技术的另一目的在于,解决晶圆变形导致的对准精度低的问题。为解决上述问题,本专利技术披露了一种晶圆级键合方法,包括:上热板和下热板与晶圆贴合的步骤,施加键合压力的步骤,对上热板和下热板进行加热升温的步骤,冷却降温步骤,卸载键合压力步骤和晶圆与热板分离的步骤,所述对上热板和下热板进行加热升温的步骤包括:将上热板温度升到150℃,下热板温度升到100℃,保持10~20分钟;将下热板温度升到150℃,保持10分钟~20分钟;将上热板和下热板温度都升到200℃,保持10分钟~20分钟;将上热板和下热板温度都升到250℃,保持30分钟~60分钟。可选的,所述施加键合压力的步骤在对上热板和下热板进行加热升温的步骤之前,所述卸载键合压力步骤在冷却降温步骤之后。可选的,所述键合方法在常压下进行。可选的,所述键合压力为1000N~2000N。与现有技术相比,本专利技术的晶圆级键合方法在上热板和下热板进行加热升温的步骤包括:将上热板温度升到150℃,下热板温度升到100℃,保持10~20分钟;将下热板温度升到150℃,保持10分钟~20分钟;将上热板和下热板温度都升到200℃,保持10分钟~20分钟;将上热板和下热板温度都升到250℃,保持30分钟~60分钟。能兼顾了粘结剂的流动性和粘结性,提高了键合强度和键合效果。进一步的,所述晶圆级键合方法中,所述键合方法在常压下进行,避免了在抽真空的过程中加大晶圆本身的变形量,消除其对对准精度的影响。附图说明图1为本专利技术实施例的晶圆级键合方法的流程图;图2~3为本专利技术实施例的键合过程的示意图。具体实施方式根据
技术介绍
所述,在传统的晶圆级键合工艺中,加热过程中上热板和下热板的温度都相等,这就无法兼顾粘结剂的浸润效果和粘合性。导致键合工艺无法获得较好的键合强度和键合效果。因此,本专利技术提出一种晶圆级键合方法,在上热板和下热板进行加热升温的步骤中,将上热板温度升到150℃,下热板温度升到100℃,保持10~20分钟。这样的设置兼顾了粘结剂的流动性和粘结性,提高了键合强度和键合效果。请参考图1,其为本专利技术实施例所提供的晶圆级键合方法的流程图,结合图1,该方法中对上热板和下热板进行加热升温的步骤包括以下步骤:步骤S101,将上热板温度升到150℃,下热板温度升到100℃,保持10分钟~20分钟;步骤S102,将下热板温度升到150℃,保持10分钟~20分钟;步骤S103,将上热板和下热板温度都升到200℃,保持10分钟~20分钟;步骤S104,将上热板和下热板温度都升到250℃,保持30分钟~60分钟。下面将结合剖面示意图对本专利技术进行更详细的描述,其中表示了本专利技术的优选实施例,应所述理解本领域技术人员可以修改在此描述的本专利技术,而仍然实现本专利技术的有利效果。因此,下列描述应当被理解为对于本领域技术人员的广泛知道,而并不作为对本专利技术的限制。为了清楚,不描述实际实施例的全部特征。在下列描述中,不详细描述公知的功能和结构,因为它们会使本专利技术由于不必要的细节而混乱。应当认为在任何实际实施例的开发中,必须做出大量实施细节以实现开发者的特定目标,例如按照有关系统或有关商业的限制,由一个实施例改变为另一个实施例。另外,应当认为这种开发工作可能是复杂和耗费时间的,但是对于本领域技术人员来说仅仅是常规工作。在下列段落中参照附图1至3以举例方式更具体地描述本专利技术。根据下面说明和权利要求书,本专利技术的优点和特征将更清楚。需说明的是,附图均采用非常简化的形式且均使用非精准的比例,仅用以方便、明晰地辅助说明本专利技术实施例的目的。参考步骤S101,将上热板温度升到150℃,下热板温度升到100℃,保持10分钟~20分钟。优选的,在该步骤之本文档来自技高网
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【技术保护点】
一种晶圆级键合方法,包括:上热板和下热板与晶圆贴合的步骤、施加键合压力的步骤、对上热板和下热板进行加热升温的步骤、冷却降温的步骤、卸载键合压力的步骤以及晶圆与上热板和下热板分离的步骤,其特征在于,所述对上热板和下热板进行加热升温的步骤包括:a.将上热板温度升到150℃,下热板温度升到100℃,保持10分钟~20分钟;b.将下热板温度升到150℃,保持10分钟~20分钟;c.将上热板和下热板温度都升到200℃,保持10分钟~20分钟;d.将上热板和下热板温度都升到250℃,保持30分钟~60分钟。

【技术特征摘要】
1.一种晶圆级键合方法,包括:上热板和下热板与晶圆贴合的步骤、施加
键合压力的步骤、对上热板和下热板进行加热升温的步骤、冷却降温的步骤、
卸载键合压力的步骤以及晶圆与上热板和下热板分离的步骤,其特征在于,
所述对上热板和下热板进行加热升温的步骤包括:
a.将上热板温度升到150℃,下热板温度升到100℃,保持10分钟~20分钟;
b.将下热板温度升到150℃,保持10分钟~20分钟;
c.将上热板和下热板温度都升到200℃,保持1...

【专利技术属性】
技术研发人员:马林贤唐世弋闻人青青
申请(专利权)人:上海微电子装备有限公司
类型:发明
国别省市:上海;31

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