[發明專利]一種鍵合后晶圓退火方法

無效

• 申請號: 201310012670.0
• 申請日: 2013-01-14
• 公開（公告）號: CN103094099A
• 公開（公告）日: 2013-05-08
• 發明（設計）人: 李平
• 申請（專利權）人: 陸偉
• 主分類號: H01L21/324
• 分類號: H01L21/324;B81C3/00
• 代理公司: 北京輕創知識產權代理有限公司 11212
• 代理人: 楊立

技術領域

本發明涉及半導體制造領域，尤其涉及一種鍵合后晶圓退火方法。

背景技術

晶圓鍵合技術在微機電系統（MEMS），發光二級管（LED），背照式影像傳感器等方面廣泛應用，晶圓在鍵合后會形成的巨大壓力，目前常用的解決方法是在晶圓鍵合后對其進行退火處理。現有的退火方式是，在晶圓鍵合后，將其放入腔體中，然后在時間段101期間通過加熱裝置迅速將墻體內的溫度加熱到300℃，然后在時間段102期間再以5℃/min的加熱速率將腔體內的溫度繼續升高至400℃，在時間段103期間保持腔體內400℃，時間段103通常為一個小時，再在時間段104期間以5℃/min的降溫速率將腔體內的溫度降至300℃，然后在時間段105期間迅速降低腔體內的溫度，將腔內的溫度降至室溫。現有的這種退火方式雖然在一定程度上降低了在鍵合后形成的巨大壓力，但是由于在退火的過程中，溫度有室溫升到300℃和有300℃降到室溫的速率過快，使得在退火的過程中晶圓容易發生破片的現象，通常采用現有的退火工藝會有1～2%的破片產生。

發明內容

本發明所要解決的技術問題是提供一種能有效地降低在退火過程中破片幾率，提高產能的鍵合晶圓退火方法。

本發明解決上述技術問題的技術方案如下：一種鍵合晶圓退火技術的優化，其特征在于，包括以下步驟：

步驟一，將鍵合后的晶圓置于腔體內以低于15℃/min的加溫速率從室

溫(一般指25攝氏度或者25攝氏度左右)加熱至300℃；

步驟二，將步驟一處理后的晶圓在300℃下保溫1小時以上；

步驟三，將步驟二處理后的晶圓以低于20℃/min的降溫速率降溫至室溫。

在上述技術方案的基礎上，本發明還可以做如下改進。

進一步，所述的鍵合后晶圓退火在惰性氣體中進行，例如在氬氣中進行。

進一步，所述步驟一中的加溫速率低于10℃/min。

進一步，所述步驟二中的保溫時間為1至2小時。

進一步，所述步驟三中的降溫速率低于15℃/min。

本發明的有益效果是：在退火的過程中，以較低的速率緩慢升溫和以較低的速率緩慢降溫，在退火工藝的過程中只需要將溫度升到300℃，基本不用對現有的設備進行改動，整個退火過程只需要一次升溫和一次降溫，控制簡單，操作方便，簡化了現有退火工藝，并且有效地避免了升溫和降溫的速率過快導致晶圓的破片，提高了產能。

附圖說明

圖1為現有鍵合后晶圓退火工藝的溫度控制曲線示意圖；

圖2為本發明鍵合后晶圓退火工藝的溫度控制曲線示意圖。

具體實施方式

以下結合附圖對本發明的原理和特征進行描述，所舉實例只用于解釋本發明，并非用于限定本發明的范圍。

圖1為現有鍵合后晶圓退火工藝的溫度控制曲線示意圖，現有的對晶圓的退火過程中，將鍵合后晶圓置于腔體內，在時間段101期間將腔體內的溫度快速升至300℃，在時間段102期間將腔體內的溫度從300℃以5℃/min的速率升至400℃，在時間段103期間保持腔體內溫度為400℃，一般時間段103為一個小時，在時間段104期間，將腔體內的溫度有400℃以5℃/min的速率降至300℃，在時間段105期間將腔體內的溫度快速將為室溫。現有的退火溫度控制會使得晶圓由于退火過程中溫度在時間段101期間和時間段105期間變化太快而使得晶圓容易發生破片現象。

圖2為本發明鍵合后晶圓退火工藝的溫度控制曲線示意圖，根據現有晶圓退火工藝中存在的問題，優化了鍵合后晶圓退火工藝，將鍵合后晶圓置于充斥了惰性氣體的腔體后，在時間段201期間將腔體內的溫度有室溫25℃以低于10℃/min的速率升至300℃，在時間段202期間保持腔體內溫度300℃，時間段202的時間長為1至2小時，在時間段203期間將腔體內的溫度有300℃以低于15℃/min的速率降至室溫。整個退火工藝過程中腔體內的退火溫度的升降都非常緩慢，有效地避免了鍵合后晶圓在退火過程中發生破片現象，并且整個退火工藝中只需要將溫度升至300℃，整個過程也只有一次升溫和一次降溫，退火過程中溫度控制簡單，方便操作。

以上所述僅為本發明的較佳實施例，并不用以限制本發明，凡在本發明的精神和原則之內，所作的任何修改、等同替換、改進等，均應包含在本發明的保護范圍之內。