[發明專利]晶圓鍵合方法及晶圓鍵合結構

有效

• 申請號: 201611081250.8
• 申請日: 2016-11-30
• 公開（公告）號: CN108122823B
• 公開（公告）日: 2020-11-03
• 發明（設計）人: 陳福成
• 申請（專利權）人: 中芯國際集成電路制造(上海)有限公司;中芯國際集成電路制造(北京)有限公司
• 主分類號: H01L21/768
• 分類號: H01L21/768;H01L23/538
• 代理公司: 北京集佳知識產權代理有限公司 11227
• 代理人: 徐文欣;吳敏

1.一種晶圓鍵合方法，其特征在于，包括：

提供第一晶圓和第二晶圓，所述第一晶圓上具有第一層間介質層和貫穿第一層間介質層的第一鍵合層，所述第二晶圓上具有第二層間介質層和貫穿第二層間介質層的第二鍵合層；

在所述第一層間介質層表面、第二層間介質層表面、或第一層間介質層和第二層間介質層的表面形成自組裝分子層；

對所述第一晶圓和第二晶圓進行鍵合，使第一鍵合層和第二鍵合層相互固定，且第一層間介質層通過自組裝分子層和第二層間介質層相互固定，避免第一層間介質層和第二層間介質層之間出現縫隙；

所述自組裝分子層僅包括第一自組裝分子層，所述第一自組裝分子層僅位于第一層間介質層表面；或者，所述自組裝分子層僅包括第二自組裝分子層，所述第二自組裝分子層僅位于第二層間介質層表面；或者，所述自組裝分子層包括第一自組裝分子層和第二自組裝分子層。

2.根據權利要求1所述的晶圓鍵合方法，其特征在于，形成所述第一自組裝分子層的方法包括：在所述第一層間介質層和第一鍵合層的表面形成第一自組裝分子材料層；去除第一鍵合層的表面的第一自組裝分子材料層，在第一層間介質層表面形成第一自組裝分子層。

3.根據權利要求2所述的晶圓鍵合方法，其特征在于，形成所述第一自組裝分子材料層的方法包括：對所述第一層間介質層表面和第一鍵合層表面進行第一等離子體處理；進行所述第一等離子體處理之后，對所述第一層間介質層表面和第一鍵合層表面進行第一羥基化處理，使第一層間介質層表面和第一鍵合層表面具有羥基鍵；進行所述第一羥基化處理后，通入第一前軀體氣體組，所述第一前軀體氣體組包括第一前軀氣體和水汽，第一前軀氣體和水汽發生反應形成具有吸附基團的第一中間產物，所述第一中間產物中的吸附基團與第一層間介質層和第一鍵合層的表面的羥基鍵結合在一起。

4.根據權利要求3所述的晶圓鍵合方法，其特征在于，所述第一等離子體處理采用的氣體包括氧氣；進行第一羥基化處理的方法包括：將第一層間介質層和第一鍵合層置于空氣中，第一層間介質層表面和第一鍵合層表面吸附空氣中的水分子；或者，在所述第一層間介質層表面和第一鍵合層表面通入水汽。

5.根據權利要求3所述的晶圓鍵合方法，其特征在于，所述第一前軀氣體的材料為CF₃(CF₂)₇(CH₂)₂SiCl₃、CF₃(CF₂)₅(CH₂)₂SiCl₃、CF₃(CF₂)₅(CH₂)₂Si(OC₂H5)₃、CF₃(CF₂)₅(CH₂)₂Si(CH₃)Cl₂、CF₃(CF₂)₅(CH₂)₂Si(CH₃)₂Cl或CH₃(CH₂)₁₇SiCl₃。

6.根據權利要求1所述的晶圓鍵合方法，其特征在于，形成所述第二自組裝分子層的方法包括：在所述第二層間介質層和第二鍵合層的表面形成第二自組裝分子材料層；去除第二鍵合層的表面的第二自組裝分子材料層，在第二層間介質層表面形成第二自組裝分子層。