键合的方法技术

本发明专利技术公开一种键合的方法。所述方法包括：a）提供待键合的第一衬底和第二衬底；b）将所述第一衬底和所述第二衬底分别固定至上热板和下热板，且将所述第一衬底和所述第二衬底分别连接至电源的阳极和阴极，以在第一预定真空度和第一预定温度下将所述第一衬底和所述第二衬底键合；c）将所述上热板与所述第一衬底分离，并在第二预定真空度下对所述下热板进行冷却；d）当所述上热板的温度下降到第二预定温度时，在大气压下冷却键合后的所述第一衬底和所述第二衬底。根据本发明专利技术的键合方法可以在保证键合质量的同时缩短冷却时间，提高生产效率。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及半导体
，具体地，涉及一种。
技术介绍
键合是一种在微机电系统(Micro-Electro-Mechanic System, MEMS)加工工艺中广泛使用的技术，其通过化学和物理作用将两个衬底(例如硅片与硅片、玻璃片或其他材料)紧密地结合起来。以硅片和玻璃片的键合为例，一般采用阳极键合，在预定的温度和预定真空度下，在硅片与玻璃之间施加电压，通过在硅片和玻璃片表面形成的静电力，将硅片和玻璃片吸附在一起。并且键合过程中需要对硅片和玻璃片进行加热，因此键合之后需要进行降温。现有的降温方法包括两种，一种是在键合完成之后，直接在具有预定真空度的键合腔体内降温，这可以保证产品的键合质量，然而需要相当长的时间，降低生产效率。另一种是在键合完成之后，立即破真空，在大气环境中降温，这样虽然可以缩短冷却时间，但却会导致键合的两个衬底由于温度不同而发生变形。因此，有必要提出一种，以解决现有技术中存在的问题。
技术实现思路
为了解决现有技术中存在的问题，本专利技术提供一种。所述方法包括:a)提供待键合的第一衬底和第二衬底；b)将所述第一衬底和所述第二衬底分别固定至上热板和下热板，且将所述第一衬底和所述第二衬底分别连接至电源的阳极和阴极，以在第一预定真空度和第一预定温度下将所述第一衬底和所述第二衬底键合；c)将所述上热板与所述第一衬底分离，并在第二预定真空度下对所述下热板进行冷却；d)当所述上热板的温度下降到第二预定温度时，在大气压下冷却键合后的所述第一衬底和所述第二衬底。优选地，所述第一衬底为玻璃片和硅片中的一种，且所述第二衬底为所述玻璃片和所述娃片中的另一种。优选地，所述第一预定温度为350°C?400°C。优选地，所述第二预定温度为250°C?270°C。优选地，所述第二预定真空度高于或等于所述第一预定真空度。优选地,所述第一预定真空度为I X ICT4Iiibar?I X lCT3mbar。优选地，所述d)步骤包括:在所述上热板的温度下降到所述第二预定温度之前，保持对所述下热板冷却；在所述上热板的温度达到所述第二预定温度时，使所述第一衬底和所述第二衬底处于大气压；在所述上热板的温度下降到第三预定温度之前，保持对所述下热板冷却；以及在所述上热板的温度达到所述第三预定温度时，停止对所述下热板冷却。优选地，所述第三预定温度为80°C?120°C。优选地，所述b)步骤中施加的键合电压为700V?1000V。根据本专利技术的键合方法在键合完成之后，将第一衬底、第二衬底、上热板以及下热板保持在真空环境下，并待上热板的温度降至预定温度后再在大气压下进行冷却。该方法可以在保证键合质量的同时缩短冷却时间，提高生产效率。在
技术实现思路
部分中引入了一系列简化形式的概念，这将在【具体实施方式】部分中进一步详细说明。本专利技术的
技术实现思路
部分并不意味着要试图限定出所要求保护的技术方案的关键特征和必要技术特征，更不意味着试图确定所要求保护的技术方案的保护范围。【附图说明】本专利技术的下列附图在此作为本专利技术的一部分用于理解本专利技术。附图中示出了本专利技术的实施例及其描述，用来解释本专利技术的原理。在附图中，图1是根据本专利技术的一个实施例的的流程图；图2A-2C是根据图1中示出的流程图键合第一衬底和第二衬底过程中各个步骤的示意图；以及图3是采用不同的键合方法形成的产品的PCM参数输出灵敏度曲线图。【具体实施方式】接下来，将结合附图更加完整地描述本专利技术，附图中示出了本专利技术的实施例。但是，本专利技术能够以不同形式实施，而不应当解释为局限于这里提出的实施例。相反地，提供这些实施例将使公开彻底和完全，并且将本专利技术的范围完全地传递给本领域技术人员。在附图中，为了清楚，层和区的尺寸以及相对尺寸可能被夸大。自始至终相同附图标记表示相同的元件。应当明白，当元件或层被称为“在...上”、“与...相邻”、“连接到”或“耦合到”其它元件或层时，其可以直接地在其它元件或层上、与之相邻、连接或耦合到其他元件或层，或者可以存在居间的元件或层。相反，当元件被称为“直接在...上”、“与...直接相邻”、“直接连接到”或“直接耦合到”其它元件或层时，则不存在居间的元件或层。根据本专利技术的一个方面，提供一种。下面将结合图1所示的流程图和图2A-2C所示的结构示意图详细介绍根据本专利技术的。步骤SllO:提供待键合的第一衬底和第二衬底。如图2A所示，提供待键合的第一衬底210和第二衬底220。第一衬底210可以为玻璃片和硅片中的一种，第二衬底220可以为玻璃片和硅片中的另一种。例如，在根据本专利技术的一个实施例中，第一衬底210可以为玻璃片,第二衬底220可以为娃片。需要说明的是，本专利技术提供的方法不限于键合玻璃片和硅片，而是该方法可以用于键合任何其他的相同或不同材料的衬底，只要这两种衬底适于采用下述方法进行键合即可。步骤S120:将第一衬底和第二衬底分别固定至上热板和下热板，且将第一衬底和第二衬底分别连接至电源的阳极和阴极，以在第一预定真空度和第一预定温度下将第一衬底和第二衬底键合。如图2B所示，将第一衬底210固定至上热板310上，将第二衬底22固定至下热板320上。上热板310和下热板320可以为第一衬底210和第二衬底220提供热量，以使第一衬底210和第二衬底220在键合过程中具有第一预定温度。通常情况下，第一衬底210、第二衬底220、上热板310和下热板320都会放置在密闭的键合腔体内，以便使第一衬底210和第二衬底220在真空环境下进行键合。现有键合腔体内的下热板320上一般设置有冷却装置(未示出)，以提高键合完成之后的冷却速度。而为了节省成本，上热板310上并未设置任何冷却装置。第一衬底210和第二衬底220分别连接至电源330的阳极和阴极，以便在第一衬底210和第二衬底220施加电场,使得离子如后文所描述地在电场下移动而在第一衬底210和第二衬底220之间形成静电力。因此，根据待键合的第一衬底210和第二衬底220的材料，第一衬底210和第二衬底220中的一个连接至电源330的阳极，且另一个连接至电源330的阴极。例如，在根据本专利技术的一个实施例中，第一衬底210为玻璃片，第二衬底220为硅片时，将第一衬底210连接至电源330的阴极，将第二衬底220连接至电源330的阳极。阴极和阳极之间的键合电压优选地可以为700V?1000V。例如，在根据本专利技术的一个实施例中，阴极和阳极之间的键合电压可以为800V。键合时，先开启上热板310和下热板320，以将第一衬底210和第二衬底220加热至第一预定温度。当温度升高后，第一衬底210中的Na+离子、02_离子的迁移率提高。在电场作用下，带正电的Na+离子向阴极迁移，并在阴极被中性化。然而，在第一衬底210中束缚的带负电的02_离子不动，并在第二衬底220的表面感应形成一层空间正电荷层，使得第一衬底210和第二衬底220之间产生静电力而将第一衬底210和第二衬底220吸附到一起，通过长时间导电形成S12键合层230，将第一衬底210和第二衬底220键合到一起。一般来说，可以通过现有的检测键合过程中的传输电荷量来确定键合是否完成。当然，也可以采用其他的方式来确定。上文中提到的第一预定温度可以根据第一衬底210和第二衬底220的材本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种键合的方法，其特征在于，所述方法包括：a）提供待键合的第一衬底和第二衬底；b）将所述第一衬底和所述第二衬底分别固定至上热板和下热板，且将所述第一衬底和所述第二衬底分别连接至电源的阳极和阴极，以在第一预定真空度和第一预定温度下将所述第一衬底和所述第二衬底键合；c）将所述上热板与所述第一衬底分离，并在第二预定真空度下对所述下热板进行冷却；d）当所述上热板的温度下降到第二预定温度时，在大气压下冷却键合后的所述第一衬底和所述第二衬底。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：徐春云，徐振宇，
申请(专利权)人：无锡华润上华半导体有限公司，
类型：发明
国别省市：江苏;32