晶圆键合方法及其结构技术

公开了晶圆键合方法及其结构的实施例。晶圆键合方法可包括对第一晶圆的前表面及第二晶圆的前表面执行等离子活化处理；对第一晶圆与第二晶圆的前表面执行硅溶胶处理；对第一晶圆及第二晶圆执行预键合过程；以及对第一晶圆及第二晶圆执行热处理，以将第一晶圆的前表面键合至第二晶圆的前表面。

【技术实现步骤摘要】
晶圆键合方法及其结构本申请是申请日为2018年5月30日、申请号为201880005379.1、名称为“晶圆键合方法及其结构”的申请的分案申请。对相关申请的交叉引用本申请要求于2017年8月10日递交的中国专利申请No.201710681131.4的优先权，上述申请的全部内容通过引用被并入本文。
技术介绍
本公开内容的实施例涉及半导体制造技术的领域，并且特别涉及晶圆键合方法。晶圆键合被部署在用来形成半导体器件的多种半导体过程应用中。存在多种晶圆键合方法，包括黏着剂键合(adhesivebonding)、阳极键合(anodicbonding)、直接晶圆键合(directwaferbonding)、金属键合(metalbonding)和混合金属/电介质键合(hybridmetal/dielectricbonding)。直接晶圆键合是指在没有任何中间黏着剂或外力的情况下将两个分离的晶圆表面接触并键合的过程。目前直接晶圆键合在微电子产业里拥有多种应用。半导体过程应用的实例包括衬底工程(substrateengineering)、集成电路制造(本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种晶圆键合方法，包括：/n对第一晶圆的前表面及第二晶圆的前表面执行等离子活化处理；/n对所述第一晶圆的前表面与所述第二晶圆的前表面执行硅溶胶处理；/n对所述第一晶圆及所述第二晶圆应用预键合过程；以及/n对所述第一晶圆及所述第二晶圆执行热处理，以将所述第一晶圆的前表面键合至所述第二晶圆的前表面，/n其中，所述硅溶胶处理包括：将所述第一晶圆和/或第二晶圆以第一转速旋转，将硅溶胶提供到所述第一晶圆的前表面和/或所述第二晶圆的前表面上，将所述旋转加速至第二转速，在所述第二转速下冲洗所述第一晶圆的前表面和/或所述第二晶圆的前表面，一段时间后停止冲洗，将所述旋转加速至第三转速以移除所述第一晶圆和/或...

【技术特征摘要】
20170810 CN 20171068113141.一种晶圆键合方法，包括：
对第一晶圆的前表面及第二晶圆的前表面执行等离子活化处理；
对所述第一晶圆的前表面与所述第二晶圆的前表面执行硅溶胶处理；
对所述第一晶圆及所述第二晶圆应用预键合过程；以及
对所述第一晶圆及所述第二晶圆执行热处理，以将所述第一晶圆的前表面键合至所述第二晶圆的前表面，
其中，所述硅溶胶处理包括：将所述第一晶圆和/或第二晶圆以第一转速旋转，将硅溶胶提供到所述第一晶圆的前表面和/或所述第二晶圆的前表面上，将所述旋转加速至第二转速，在所述第二转速下冲洗所述第一晶圆的前表面和/或所述第二晶圆的前表面，一段时间后停止冲洗，将所述旋转加速至第三转速以移除所述第一晶圆和/或所述第二晶圆表面的水分。


2.如权利要求1所述的晶圆键合方法，还包括：在所述等离子活化处理之前，磨光所述第一晶圆的前表面及所述第二晶圆的前表面。


3.如权利要求2所述的晶圆键合方法，其中，所述磨光过程包括化学机械磨光、湿式化学清洁或其组合。


4.如权利要求1所述的晶圆键合方法，其中，所述等离子活化处理包括使用氧气或氮气作为等离子气体。


5.如权利要求1所述的晶圆键合方法，其中，所述等离子活化处理在约0.05毫巴至0.5毫巴之间的处理压力下执行。


6.如权利要求1所述的晶圆键合方法，其中，所述等离子活化处理在约40瓦与100瓦之间的高频放电功率下执行。


7.如权利要求1所述的晶圆键合方法，其中，所述等离子活化处理在约10瓦与40瓦之间的低频放电功率下执行。


8.如权利要求4-7中的任何一个权利要求所述的晶圆键合方法，其中，所述等离子活化处理执行约5秒到50秒之间。


9.如权利要求8所述的晶圆键合方法，其中，所述等离子活化处理包括使用氮气作为所述等离子气体，且所述等离子活化处理在0.3毫巴的处理压力、约60瓦的高频放电功率以及约25瓦的低频放电功率下执行。


10.如权利要求8所述的晶圆键合方法，其中，所述等离子活化处理包括使用氧气作为所述等离子气体，且所述等离子活化处理在0.1毫巴的处理压力、约70瓦的高频放电功率以及约35瓦的低频放电功率下执行。


11.如权利要求8所述的晶圆键合方法，其中，所述等离子活化处理包括使用氧气作为所述等离子气体，且所述等离子活化处理在0.5毫巴的处理压力、约60瓦的高频放电功率以及约30瓦的低频放电功率下执行。


12.如权利要求8所述的晶圆键合方法，其中，所述等离子活化处理包括使用氧气作为所述等离子气体，且所述等离子活化处理在0.5毫巴的处理压力、约60瓦的高频放电功率以及约25瓦的低频放电功率下执行。


13.如权利要求1所述的晶圆键合方法，其中，执行所述硅溶胶处理包括用硅溶胶冲洗所述第一晶圆的前表面及所述第二晶圆的前表面，所述硅溶胶具有多个直径小于10纳米的二氧化硅纳米粒子。


14.如权利要求13所述的晶圆键合方法，其中，执行所述硅溶胶处理包括用所述硅溶胶冲洗所述第一晶圆的前表面及所述第二晶圆的前表面，所述硅溶胶具有重量浓度不多于35％的二氧化硅纳米粒子。
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【专利技术属性】
技术研发人员：郭帅，王家文，丁滔滔，邢瑞远，王孝进，王家友，李春龙，
申请(专利权)人：长江存储科技有限责任公司，
类型：发明
国别省市：湖北;42