CN103094099A - 一种键合后晶圆退火方法 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及半导体制造领域，尤其涉及一种键合后晶圆退火方法。本发明解决上述技术问题的技术方案如下：一种键合晶圆退火技术的优化，其特征在于，包括以下步骤：步骤一，将键合后的晶圆以低于15℃/min的加温速率从室温加热至300℃；步骤二，将步骤一后的晶圆在300℃下保温1小时以上；步骤三，将步骤二后的晶圆以低于20℃/min的降温速率降温至室温。本发明的有益效果是：在退火的过程中，以较低的速率缓慢升温和以较低的速率缓慢降温，基本不用对现有的设备进行改动，整个退火过程只需要一次升温和一次降温，控制简单，操作方便，简化了现有退火工艺，并且有效地避免了升温和降温的速率过快导致晶圆的破片，提高了产能。
Description
技术领域
本发明涉及半导体制造领域，尤其涉及一种键合后晶圆退火方法。
背景技术
晶圆键合技术在微机电系统（MEMS），发光二级管（LED），背照式影像传感器等方面广泛应用，晶圆在键合后会形成的巨大压力，目前常用的解决方法是在晶圆键合后对其进行退火处理。现有的退火方式是，在晶圆键合后，将其放入腔体中，然后在时间段101期间通过加热装置迅速将墙体内的温度加热到300℃，然后在时间段102期间再以5℃/min的加热速率将腔体内的温度继续升高至400℃，在时间段103期间保持腔体内400℃，时间段103通常为一个小时，再在时间段104期间以5℃/min的降温速率将腔体内的温度降至300℃，然后在时间段105期间迅速降低腔体内的温度，将腔内的温度降至室温。现有的这种退火方式虽然在一定程度上降低了在键合后形成的巨大压力，但是由于在退火的过程中，温度有室温升到300℃和有300℃降到室温的速率过快，使得在退火的过程中晶圆容易发生破片的现象，通常采用现有的退火工艺会有1～2%的破片产生。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是提供一种能有效地降低在退火过程中破片几率，提高产能的键合晶圆退火方法。
本发明解决上述技术问题的技术方案如下：一种键合晶圆退火技术的优化，其特征在于，包括以下步骤：
步骤一，将键合后的晶圆置于腔体内以低于15℃/min的加温速率从室
温(一般指25摄氏度或者25摄氏度左右)加热至300℃；
步骤二，将步骤一处理后的晶圆在300℃下保温1小时以上；
步骤三，将步骤二处理后的晶圆以低于20℃/min的降温速率降温至室温。
在上述技术方案的基础上，本发明还可以做如下改进。
进一步，所述的键合后晶圆退火在惰性气体中进行，例如在氩气中进行。
进一步，所述步骤一中的加温速率低于10℃/min。
进一步，所述步骤二中的保温时间为1至2小时。
进一步，所述步骤三中的降温速率低于15℃/min。
本发明的有益效果是：在退火的过程中，以较低的速率缓慢升温和以较低的速率缓慢降温，在退火工艺的过程中只需要将温度升到300℃，基本不用对现有的设备进行改动，整个退火过程只需要一次升温和一次降温，控制简单，操作方便，简化了现有退火工艺，并且有效地避免了升温和降温的速率过快导致晶圆的破片，提高了产能。
附图说明
图1为现有键合后晶圆退火工艺的温度控制曲线示意图；
图2为本发明键合后晶圆退火工艺的温度控制曲线示意图。
具体实施方式
以下结合附图对本发明的原理和特征进行描述，所举实例只用于解释本发明，并非用于限定本发明的范围。
图1为现有键合后晶圆退火工艺的温度控制曲线示意图，现有的对晶圆的退火过程中，将键合后晶圆置于腔体内，在时间段101期间将腔体内的温度快速升至300℃，在时间段102期间将腔体内的温度从300℃以5℃/min的速率升至400℃，在时间段103期间保持腔体内温度为400℃，一般时间段103为一个小时，在时间段104期间，将腔体内的温度有400℃以5℃/min的速率降至300℃，在时间段105期间将腔体内的温度快速将为室温。现有的退火温度控制会使得晶圆由于退火过程中温度在时间段101期间和时间段105期间变化太快而使得晶圆容易发生破片现象。
图2为本发明键合后晶圆退火工艺的温度控制曲线示意图，根据现有晶圆退火工艺中存在的问题，优化了键合后晶圆退火工艺，将键合后晶圆置于充斥了惰性气体的腔体后，在时间段201期间将腔体内的温度有室温25℃以低于10℃/min的速率升至300℃，在时间段202期间保持腔体内温度300℃，时间段202的时间长为1至2小时，在时间段203期间将腔体内的温度有300℃以低于15℃/min的速率降至室温。整个退火工艺过程中腔体内的退火温度的升降都非常缓慢，有效地避免了键合后晶圆在退火过程中发生破片现象，并且整个退火工艺中只需要将温度升至300℃，整个过程也只有一次升温和一次降温，退火过程中温度控制简单，方便操作。
以上所述仅为本发明的较佳实施例，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。
Claims (5)
1.一种键合后晶圆退火方法，其特征在于，包括以下步骤：
步骤一，将键合后的晶圆置于腔体内以低于15℃/min的加温速率从室温加热至300℃；
步骤二，将步骤一处理后的晶圆在300℃下保温1小时以上；
步骤三，将步骤二处理后的晶圆以低于20℃/min的降温速率降温至室温。
2.根据权利要求1所述的一种键合后晶圆退火方法，其特征是：所述的键合后晶圆退火在惰性气体中进行。
3.根据权利要求1或2所述的一种键合后晶圆退火方法，其特征是：所述步骤一中的加温速率低于10℃/min。
4.根据权利要求1或2所述的一种键合后晶圆退火方法，其特征是：所述步骤二中的保温时间为1至2小时。
5.根据权利要求1或2所述的一种键合后晶圆退火方法，其特征是：所述步骤三中的降温速率低于15℃/min。
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