一种利用半导体制冷片进行高低温可控晶圆键合的方法技术

一种利用半导体制冷片进行高低温可控晶圆键合的方法，步骤为：晶圆贴合在晶圆压头上→半导体制冷片的冷面与晶圆压头相贴合对晶圆降温→压头压力作用下进行键合→半导体制冷片的热面与晶圆压头相贴合对晶圆升温→退火。本发明专利技术一方面通过半导体制冷片的冷面，对晶圆的键合过程实施干预，以热传导的方式降低晶圆的温度，使晶圆表面附近的气体液化，然后在一定外力和水分子双重因素作用下，使原本空洞处的R-OH通过水分子的桥接作用连接起来，以达到减少甚至根除晶圆预键合空洞的形成；另一方面通过半导体制冷片的热面，以热传导的方式升高已经键合晶圆的温度，使其在一定温度下完成退火，以达到进一步减少空洞的数量和增加晶圆键合界面强度的目的。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术属于半导体制造领域，涉及一种利用半导体制冷片进行高低温可控晶圆键合的方法。
技术介绍
近年来制造业在追求器件高性能的同时，多功能电子/光学/生物医疗器件的集成也成为新型电子产品的关键推动力之一。连接（又称为“键合”）工艺是整合多元化复杂系统的不可替代的重要环节。随着半导体工艺技术不断推进，制造业朝着大批量低成本的方向发展，由于大面积的晶圆直接键合能够简化器件制作流程，降低生产成本，日益被产业界所关注。传统的晶圆键合技术是利用RCA等溶液对抛光洁净的晶圆表面进行清洗形成亲水表面，而后在室温下（～25℃）大气环境中将具有亲水表面的两片晶圆接合到一起，该过程被称为预键合。由于预键合后的晶圆片仅依靠两晶圆表面吸附的水分子层之间的范德华力或氢键的作用，在室温下键合强度很弱，键合后需要利用退火工艺将预键合后的晶圆片在100～800℃范围内加热若干小时方能达到足够的键合强度。至今为止所开发出的键合方法和键合设备主要着眼于对退火工艺的优化（如加热温度，退火时间，加热环境等）。而本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种利用半导体制冷片进行高低温可控晶圆键合的方法，其特征在于所述方法步骤如下：一、对第一晶圆和第二晶圆表面分别进行清洗及活化处理；二、将清洗及活化处理过的第一晶圆和第二晶圆分别贴合在第一晶圆压头和第二晶圆压头上；三、通过半导体制冷片的冷面与晶圆压头贴合对第一晶圆和第二晶圆进行降温处理；四、在压头压力作用下使第一晶圆和第二晶圆进行键合；五、通过半导体制冷片的热面与晶圆压头贴合对键合的晶圆在一定温度下进行退火处理。

【技术特征摘要】
1.一种利用半导体制冷片进行高低温可控晶圆键合的方法，其特征在于所述方法步骤
如下：
一、对第一晶圆和第二晶圆表面分别进行清洗及活化处理；
二、将清洗及活化处理过的第一晶圆和第二晶圆分别贴合在第一晶圆压头和第二晶圆
压头上；
三、通过半导体制冷片的冷面与晶圆压头贴合对第一晶圆和第二晶圆进行降温处理；
四、在压头压力作用下使第一晶圆和第二晶圆进行键合；
五、通过半导体制冷片的热面与晶圆压头贴合对键合的晶圆在一定温度下进行退火处
理。
2.根据权利要求1所述的利用半导体制冷片进行高低温可控晶圆键合的方法，其特征
在于所述降温处理过程中，温度从25℃降温到-25℃。
3.根据权利要求1所述的利用半导体制冷片进行高低温可控晶圆键合的方法...

【专利技术属性】
技术研发人员：王晨曦，许继开，田艳红，刘宝磊，
申请(专利权)人：哈尔滨工业大学，
类型：发明
国别省市：黑龙江;23