晶圆到晶圆键合方法及键合系统技术方案

本发明专利技术提供一种晶圆键合方法及键合系统，用于对第一晶圆和第二晶圆进行键合处理，第一晶圆和第二晶圆均包括键合面和非键合面，包括以下步骤：对第一晶圆进行减薄处理；将第一晶圆的键合面与第二晶圆的键合面对齐，进行键合处理；在第一晶圆和第二晶圆键合过程中，采用滚轮碾压第一晶圆的非键合面

【技术实现步骤摘要】
晶圆到晶圆键合方法及键合系统


[0001]本专利技术涉及半导体加工
，具体涉及一种晶圆到晶圆的键合方法及键合系统
。

技术介绍

[0002]在半导体工艺中，“键合”是指将晶圆芯片固定于基板上
。
键合工艺可分为传统方法和先进方法两种类型
。
传统方法采用芯片键合
(Die Bonding)(
或芯片贴装
(Die Attach))
和引线键合
(Wire Bonding)
，而先进方法则采用
IBM
于
60
年代后期开发的倒装芯片键合
(Flip Chip Bonding)
技术
。
倒装芯片键合技术将芯片键合与引线键合相结合，并通过在芯片焊盘上形成凸块
(Bump)
的方式将芯片和基板连接起来
。
[0003]但是在键合的工程中，由于工艺不稳定或者晶圆表面不干净，容易造成晶圆键合面存在气泡
。
一旦有气泡形成，则在后续的晶圆减薄中，该区域就会形成凸起，且非常容易发生破裂，甚至整个晶圆的碎裂，污染了机台，也造成了晶圆的报废
。
因此，需要对晶圆键合过程中的气泡进行控制或处理
。
[0004]现有技术中，也有一些处理晶圆键合该过程中产生气泡的方法
。
[0005]例如公开号为
CN110571163A
，专利名称为晶圆键合工艺的气泡缺陷处理方法的专利公开了一种解决晶圆键合过程中产生气泡的方法
。
该方法对晶圆进行键合处理，检测键合面是否产生气泡，若产生气泡，且气泡的规格超过设定的规格，则对气泡缺陷进行破开处理，并去除破开气泡缺陷时产生的晶圆键合结构表面的碎渣
。
该方法是先对晶圆进行键合处理，在键合过程中产生气泡，再对气泡进行破除，若破除方法不当，会造成气泡破除效果不明显，严重的可能会破坏晶圆结构
。
[0006]再如公开号为
CN111223810A
的专利公开了一种晶圆键合加压装置
、
晶圆键合的方法及晶圆键合设备，其通过不同的压头对晶圆不同的区域施加压力，控制晶圆键合过程中采用均匀的前沿加压力，使得在加压键合得过程中，不会在晶圆的边沿产生气泡
。
该方法采用点压的方式，控制晶圆局部气泡的产生，但不能控制晶圆键合过程中的全局气泡
。

技术实现思路

[0007]本专利技术的目的在于解决上述技术问题之一，提供一种晶圆键合方法和键合系统，以解决上层和下层晶圆键合过程中产生气泡的问题，提高晶圆之间键合的质量
。
[0008]为了实现上述目的，本专利技术一些实施例中，提供如下技术方案：
[0009]一种晶圆到晶圆键合方法，用于对第一晶圆和第二晶圆进行键合处理，所述第一晶圆和第二晶圆均包括键合面和非键合面，包括以下步骤：
[0010]对第一晶圆进行减薄处理；
[0011]将第一晶圆的键合面与第二晶圆的键合面对齐，进行键合处理；
[0012]在第一晶圆和第二晶圆键合过程中，采用滚轮碾压第一晶圆的非键合面
。
[0013]本专利技术一些实施例中，采用滚轮碾压第一晶圆非键合面的方法包括：
[0014]将第一晶圆的边沿与第二晶圆的径向方向的第一端边沿对齐，作为键合起始端；
[0015]采用滚轮自第一晶圆和第二晶圆对齐的一端的边沿开始，碾压第一晶圆的非键合面；
[0016]在碾压的过程中，逐步实现第一晶圆和第二晶圆的键合
。
[0017]本专利技术一些实施例中，从键合起始端开始，滚轮沿着起始端所在的晶圆径向延伸的方向碾压第一晶圆的非键合面，且从起始端碾压到径向方向的末端
。
[0018]本专利技术一些实施例中，采用滚轮碾压第一晶圆非键合面的过程中，保持均匀的碾压力
。
[0019]本专利技术一些实施例中，对第一晶圆进行减薄处理，使第一晶圆具有柔性
。
[0020]本专利技术一些实施例中，对第一晶圆进行减薄处理至其厚度小于
50
μ
m。
[0021]本专利技术一些实施例中，在第一晶圆的非键合面一侧对第一晶圆进行减薄处理
。
[0022]本专利技术一些实施例中，所述第二晶圆的厚度大于第一晶圆的厚度
。
[0023]本专利技术一些实施例中，所述第一晶圆作为上层晶圆，第二晶圆作为下层晶圆
。
[0024]本专利技术还提供一种晶圆键合系统，用于执行以上所述的晶圆键合方法
。
[0025]较现有技术相比，本专利技术技术方案的有益效果在于：
[0026]1.
本方案对上层晶圆进行减薄处理，使上层晶圆具有一定的柔性且不至于被损坏，也不影响晶圆的性能，例如可以减薄处理至厚度小于
50
μ
m。
利用减薄之后晶圆的柔性特性，采用滚轮对上层晶圆进行碾压处理，使两层晶圆键合，且在键合过程中不会产生气泡
。
[0027]2.
该方法在键合的过程中同步控制气泡的产生，相比现有技术中先对晶圆键合，再进行气泡排除处理，可以提高晶圆键合质量，避免破除气泡步骤对晶圆产生损坏
。
附图说明
[0028]为了更清楚地说明本专利技术实施例中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本专利技术的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图
。
[0029]图1为第一晶圆和第二晶圆初始状态结构示意图；
[0030]图2为第一晶圆减薄后状态结构示意图；
[0031]图3为第一晶圆和第二晶圆键合过程结构示意图；
[0032]以上各图中：
[0033]1‑
第一晶圆；
[0034]2‑
第二晶圆；
[0035]3‑
滚轮；
[0036]4‑
键合起始点
。
具体实施方式
[0037]为了使本专利技术所要解决的技术问题
、
技术方案及有益效果更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本专利技术进行进一步详细说明
。
应当理解，此处所描述的具体实施例仅用以解释本专利技术，并不用于限定本专利技术
。
[0038]术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量
。
由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个该特征
。
[0039]本专利技术第一实施例首先提供一种晶圆到晶圆键合方法，用于对第一晶圆
101
和第二晶圆
102
进行键合处理
...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.
一种晶圆到晶圆键合方法，其特征在于，用于对第一晶圆和第二晶圆进行键合处理，所述第一晶圆和第二晶圆均包括键合面和非键合面，包括以下步骤：对第一晶圆进行减薄处理；将第一晶圆的键合面与第二晶圆的键合面对齐，进行键合处理；在第一晶圆和第二晶圆键合过程中，采用滚轮碾压第一晶圆的非键合面
。2.
如权利要求1所述的晶圆到晶圆键合方法，其特征在于，采用滚轮碾压第一晶圆非键合面的方法包括：将第一晶圆的边沿与第二晶圆的径向方向的第一端边沿对齐，作为键合起始端；采用滚轮自第一晶圆和第二晶圆对齐的一端的边沿开始，碾压第一晶圆的非键合面；在碾压的过程中，逐步实现第一晶圆和第二晶圆的键合
。3.
如权利要求2所述的晶圆到晶圆键合方法，其特征在于，从键合起始端开始，滚轮沿着起始端所在的晶圆径向延伸的方向碾压第一晶圆的非键合面，且从起始端碾压到径向方向的末端
。4.
如权利要求1或2或3所述的晶圆到晶圆键合方法，...

【专利技术属性】
技术研发人员：黄威，伍至上，颜天才，杨列勇，陈为玉，
申请(专利权)人：物元半导体技术青岛有限公司，
类型：发明
国别省市：