[發明專利]硅片共晶鍵合方法

在審

• 申請號: 201310041618.8
• 申請日: 2013-02-01
• 公開（公告）號: CN103107069A
• 公開（公告）日: 2013-05-15
• 發明（設計）人: 傅榮顥;馮凱
• 申請（專利權）人: 上海宏力半導體制造有限公司
• 主分類號: H01L21/18
• 分類號: H01L21/18;B81C3/00
• 代理公司: 上海思微知識產權代理事務所(普通合伙) 31237
• 代理人: 鄭瑋

技術領域

本發明涉及半導體制造領域，更具體地說，本發明涉及一種硅片共晶鍵合方法。

背景技術

在半導體制造過程中，例如在MEMS，微機電系統（Micro-Electro-Mechanical?Systems）制造過程中，需要對兩個硅片進行共晶鍵合。

圖1示意性地示出了根據現有技術的硅片共晶鍵合方法。

具體地說，如圖1所示，在根據現有技術的硅片共晶鍵合方法中，在第一待鍵合硅片11的表面沉積（一般物理氣相沉積PVD（Physical?Vapor?Depos?ition）方法沉積）鋁膜層12，在第二待鍵合硅片21的表面沉積鍺膜層22，然后將第一待鍵合硅片11和第二待鍵合硅片21分別布置在第一加熱板10和第二加熱板20上，并且在第一待鍵合硅片11與第二待鍵合硅片21對齊的情況下，使第一加熱板10和第二加熱板20相對擠壓并且加熱，從而第一待鍵合硅片11的表面上的鋁膜層12與第二待鍵合硅片21的表面上的鍺膜層22由于加熱加壓而相互熔融，從而第一待鍵合硅片11與第二待鍵合硅片21鍵合在一起。

在現有的硅片共晶鍵合方法中，加熱溫度根據不同金屬溫度不同（比如銅銅間鍵合，鋁鍺鍵合等不同金屬溫度不同），一般不高于500度，不低于300度（300-500之間）。在上述示例中的鋁鍺鍵合的情況下，加熱溫度介于430-480度之間。

因此，在現有的硅片共晶鍵合方法中，需要較高的加熱溫度（過高溫度會對器件已有的金屬層帶來傷害），同時需要施加較大的壓力，而且需要很長的時間才能完成硅片共晶鍵合，機臺產能很低。

因此，希望提供一種僅需要較低加熱溫度且能夠縮短處理時間即可實現硅片共晶鍵合的技術方案。

發明內容

本發明所要解決的技術問題是針對現有技術中存在上述缺陷，提供一種能夠僅需要較低加熱溫度且能夠縮短處理時間即可實現硅片共晶鍵合的硅片共晶鍵合方法。

為了實現上述技術目的，根據本發明，提供了一種硅片共晶鍵合方法，其包括：

第一步驟：在第一待鍵合硅片的表面沉積第一金屬層，在第二待鍵合硅片的表面沉積第二金屬層；

第二步驟：將第一待鍵合硅片和第二待鍵合硅片分別布置在第一加熱板和第二加熱板上；

第三步驟：在第一待鍵合硅片與第二待鍵合硅片對齊的情況下，使所述第一加熱板和所述第二加熱板相對擠壓并且加熱，同時在所述第一加熱板和所述第二加熱板之間施加超聲波，從而使得第一待鍵合硅片的表面上的所述第一金屬層與第二待鍵合硅片的表面上的所述第二金屬層相互熔融，從而使得第一待鍵合硅片與第二待鍵合硅片鍵合在一起。

優選地，所述第一步驟采用物理氣相沉積方法沉積所述第一金屬層和所述第二金屬層。

優選地，所述第一金屬層為鋁膜層。

優選地，所述第二金屬層為鍺膜層。

優選地，所述第一金屬層為鋁膜層，所述第二金屬層為鍺膜層，而且所述第一加熱板和所述第二加熱板的加熱溫度一般介于200-400度之間。

在根據本發明的硅片共晶鍵合方法中，因為有超聲波附加，所以本發明中加熱板的加熱溫度可以低于現有技術中的加熱板加熱溫度；而且本發明中加熱板的加熱溫度根據超聲波功率可以變化，超聲波功率越大，加熱板溫度可以越低。具體地說，對于鋁鍺鍵合的情況，本發明中加熱板的加熱溫度一般介于200-400度之間，相對于現有技術大大降低。

而且，在根據本發明實施例的硅片共晶鍵合方法中，由于施加超聲波而提高了加熱效率和鍵合效率，大大提高了鍵合質量以及成品質量和產率，降低了制造成本。

由此，本發明提供了一種能夠僅需要較低加熱溫度且能夠縮短處理時間即可實現硅片共晶鍵合的硅片共晶鍵合方法。

附圖說明

結合附圖，并通過參考下面的詳細描述，將會更容易地對本發明有更完整的理解并且更容易地理解其伴隨的優點和特征，其中：

圖1示意性地示出了根據現有技術的硅片共晶鍵合方法。

圖2示意性地示出了根據本發明實施例的硅片共晶鍵合方法。

需要說明的是，附圖用于說明本發明，而非限制本發明。注意，表示結構的附圖可能并非按比例繪制。并且，附圖中，相同或者類似的元件標有相同或者類似的標號。

具體實施方式

為了使本發明的內容更加清楚和易懂，下面結合具體實施例和附圖對本發明的內容進行詳細描述。

圖2示意性地示出了根據本發明實施例的硅片共晶鍵合方法。

具體地說，如圖2所示，根據本發明實施例的硅片共晶鍵合方法包括：