CN111223766A - 共晶键合的方法 - Google Patents
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Abstract
本发明提供一种共晶键合的方法,包括:1)在所述第一、第二晶圆表面形成第一、第二键合材料;2)将第一、第二键合材料对准;3)升温至第一温度下保持第一时间,以去除水气;4)升温至第二温度并施加第一压力,保持第二时间进行预键合;以及5)升温至第三温度并施加第二压力,保持三第时间,在保持所述第三时间的过程中,对所述第一晶圆和所述第二晶圆施加一快速升降温的温度脉冲,或施加一压力脉冲,以使所述第一键合材料与所述第二键合材料实现共晶键合。本发明通过在共晶键合过程中,施加一快速升降温的温度脉冲或施加一压力脉冲,使得键合材料尽快地产生足够的熔融液体,加速共晶键合过程,避免键合空洞的产生,同时,该温度脉冲或压力脉冲时间足够短,可以大大减小熔融液体的扩散时间,避免溢流现象的产生。
Description
技术领域
本发明属于半导体制造领域,特别是涉及一种共晶键合的方法。
背景技术
圆片级键合技术是将两片晶圆互相结合,并使得表面原子相互反应,让表面间的键合能达到一定的强度,从而使两片晶圆结合在一体。圆片级键合有多种方法,如熔融键合、热压键合、低温真空键合、阳极键合及共晶键合等。其中,共晶键合以其键合温度低、键合强度高的特点在圆片级键合领域得到了广泛的应用。
晶圆级共晶键合技术广泛的应用于MEMS器件,其中金属共晶不仅可以提供很好的密封性,而且可以进行引线互联,越来越多的应用于MEMS工艺中。在共晶状态下,有些相互接触的金属表面为液体,液体会进行一定的流动,可能会流到不需要金属的地方,这种情况称为溢流;有些相互接触的地方,因为浓度比例因素,没有形成液体,无法键合,这种情况则称为键合空洞或者键合不良。
图1~图2显示为传统的共晶键合工艺示意图,如图1所示,首先在第一晶圆101表面形成第一材料层102,在第二晶圆103表面形成第二材料层104,然后对第一晶圆101及第二晶圆103对准键合,使第一材料层102及第二材料层104形成共晶材料105。由于工艺条件,如温度等的不稳定性,在共晶键合的过程中,容易在共晶材料105中形成键合空洞106,或在第一晶圆及第二晶圆之外形成溢流107,如图2所示。
由于溢流和键合空洞这两种缺陷的存在,共晶键合的工艺窗口通常很小。特别是共晶点温度的工艺可变范围,如常规的Al-Ge共晶工艺中,共晶点温度窗口只有±2℃,大大的限制了晶圆键合良率的提升。考虑到机台本身控温可能存在一些变化,增大共晶键合的工艺窗口极其重要。
发明内容
鉴于以上所述现有技术的缺点,本发明的目的在于提供一种共晶键合的方法,用于解决现有技术中共晶键合的工艺窗口过小的问题。
为实现上述目的及其他相关目的,本发明提供一种共晶键合的方法,所述方法包括步骤:1)提供第一晶圆及第二晶圆,在所述第一晶圆表面形成第一键合材料,在所述第二晶圆表面形成第二键合材料;2)将所述第一键合材料与所述第二键合材料对准;3)升温至第一温度下保持第一时间,以去除水气;4)升温至第二温度并对第一晶圆和所述第二晶圆施加第一压力,保持第二时间以使所述第一键合材料与所述第二键合材料预键合;以及5)升温至第三温度并对所述对第一晶圆和所述第二晶圆施加第二压力,保持三第时间,在保持所述第三时间的过程中,对所述第一晶圆和所述第二晶圆施加一快速升降温的温度脉冲,该温度脉冲的升降温速度不小于30℃/min,以使所述第一键合材料与所述第二键合材料实现共晶键合,其中,所述温度脉冲的最大值大于所述第三温度。
可选地,所述第一温度介于150℃~250℃之间,升温至所述第一温度的升温速度介于10℃/min~40℃/min之间,所述第一时间介于10min~120min之间。
可选地,所述第二温度介于350℃~410℃之间,所述第一压力介于10kn~40kn之间,所述第二时间介于10min~100min之间。
可选地,所述第三温度介于420℃~435℃之间,所述第二压力介于20kn~40kn之间,所述第三时间介于4min~12min之间。
可选地,所述温度脉冲的最大值介于480℃~600℃之间,所述温度脉冲的快速升降温的速度介于40℃/min~60℃/min之间,所述温度脉冲的升降温过程所经历的时间介于5s~20s之间。
可选地,步骤5)包括:5-1)升温至第三温度并对所述对第一晶圆和所述第二晶圆施加第二压力,保持第四时间,其中,所述第三温度在所述第一键合材料与所述第二键合材料的共晶温度范围内;5-2)在所述第二压力下,对所述对第一晶圆和所述第二晶圆施加一快速升降温的温度脉冲,所述温度脉冲最后降至第三温度,经历第五时间,其中,所述温度脉冲的最大值大于所述第三温度;以及5-3)在所述第三温度下,保持对所述对第一晶圆和所述第二晶圆施加第二压力,保持第六时间,以使所述第一键合材料与所述第二键合材料实现共晶键合。
可选地,所述第一键合材料的材质选自于铝、金、铜、锗及锡中的一种,所述第二键合材料的材质铝、金、铜、锗及锡中的一种。
本发明还提供一种共晶键合的方法,所述方法包括步骤:1)提供第一晶圆及第二晶圆,在所述第一晶圆表面形成第一键合材料,在所述第二晶圆表面形成第二键合材料;2)将所述第一键合材料与所述第二键合材料对准;3)升温至第一温度下保持第一时间,以去除水气;4)升温至第二温度并对第一晶圆和所述第二晶圆施加第一压力,保持第二时间以使所述第一键合材料与所述第二键合材料预键合;以及5)升温至第三温度并对所述对第一晶圆和所述第二晶圆施加第二压力,保持三第时间,在保持所述第三时间的过程中,对所述第一晶圆和所述第二晶圆施加一压力脉冲,该压力脉冲保持第四时间,以使所述第一键合材料与所述第二键合材料实现共晶键合,其中,所述第二压力大于所述第一压力,所述压力脉冲的最大值大于所述第二压力。
可选地,所述第一温度介于150℃~250℃之间,升温至所述第一温度的升温速度介于10℃/min~40℃/min之间,所述第一时间介于10min~120min之间。
可选地,所述第二温度介于350℃~410℃之间,所述第一压力介于10kn~40kn之间,所述第二时间介于10min~100min之间。
可选地,所述第三温度介于420℃~435℃之间,所述第二压力介于20kn~40kn之间,所述第三时间介于4min~12min之间。
可选地,所述压力脉冲的最大值介于40kn~80kn之间,所述第四时间介于5s~60s之间。
可选地,步骤5)包括:5-1)升温至第三温度并对所述对第一晶圆和所述第二晶圆施加第二压力,保持第四时间,其中,所述第三温度在所述第一键合材料与所述第二键合材料的共晶温度范围内;5-2)在所述第三温度下,对所述对第一晶圆和所述第二晶圆施加一压力脉冲,该压力脉冲保持第五时间,所述压力脉冲最后降至第二压力,其中,所述压力脉冲的最大值大于所述第二压力;以及5-3)在所述第三温度下对所述对第一晶圆和所述第二晶圆施加第二压力,保持第六时间,以使所述第一键合材料与所述第二键合材料实现共晶键合。
可选地,所述第一键合材料的材质选自于铝、金、铜、锗及锡中的一种,所述第二键合材料的材质铝、金、铜、锗及锡中的一种。
如上所述,本发明的共晶键合的方法,具有以下有益效果:
本发明通过在共晶键合过程中,施加一快速升降温的温度脉冲,该温度脉冲可以使得第一晶圆及第二晶圆接触面的键合材料尽快地产生足够的熔融液体,加速共晶键合过程,避免键合空洞的产生,同时,该温度脉冲采用快速升降温,时间足够短,可以大大减小熔融液体的扩散时间,避免溢流现象的产生。
本发明通过在共晶键合过程中,施加一压力脉冲,该压力脉冲可以使得第一晶圆及第二晶圆的接触面形成更好及更快速的接触,该压力脉冲可以加快熔融液体的共晶时间,避免键合空洞的产生,同时,该压力脉冲经历的时间足够短,可以大大减小熔融液体的扩散时间,避免溢流现象的产生。
本发明通入加入温度脉冲或者压力脉冲,可较大幅度的提高共晶键合工艺的共晶点的温度窗口,降低工艺难度,提高键合良率。
附图说明
图1~图2显示为现有技术中的共晶键合的方法的各步骤所呈现的结构示意图,该方法的键合存在溢流和键合空洞。
图3~图4显示为本发明的共晶键合的方法的各步骤所呈现的结构示意图。
图5显示为本发明实施例1中的共晶键合的方法的时间-温度曲线及时间-压力曲线示意图。
图6显示为本发明实施例2中的共晶键合的方法的时间-温度曲线及时间-压力曲线示意图。
元件标号说明
201 第一晶圆
202 第一键合材料
203 第二晶圆
204 第二键合材料
205 共晶键合材料
具体实施方式
以下通过特定的具体实例说明本发明的实施方式,本领域技术人员可由本说明书所揭露的内容轻易地了解本发明的其他优点与功效。本发明还可以通过另外不同的具体实施方式加以实施或应用,本说明书中的各项细节也可以基于不同观点与应用,在没有背离本发明的精神下进行各种修饰或改变。
请参阅图3~图6。需要说明的是,本实施例中所提供的图示仅以示意方式说明本发明的基本构想,遂图示中仅显示与本发明中有关的组件而非按照实际实施时的组件数目、形状及尺寸绘制,其实际实施时各组件的型态、数量及比例可为一种随意的改变,且其组件布局型态也可能更为复杂。
实施例1
如图3~图5所示,本实施例提供一种共晶键合的方法,所述方法包括步骤:
如图3所示,首先进行步骤1),提供第一晶圆201及第二晶圆203,在所述第一晶圆201表面形成第一键合材料202,在所述第二晶圆203表面形成第二键合材料204。
所述第一晶圆201及第二晶圆203可以为硅晶圆、绝缘体上的硅(SOI)晶圆、碳化硅晶圆、锗硅晶圆、锗晶圆或氮化镓(GaN)晶圆、砷化镓(GaAs)晶圆等;并且,所述第一晶圆201及第二晶圆203可以为没有进行过半导体工艺处理的晶圆,也可以为已经进行过处理的晶圆,例如进行过离子注入、蚀刻和/或扩散等工艺处理过的晶圆,且并不限于此处所举的示例。在本申请实施例中,所述第一晶圆201可以为形成有电路图形的器件片,所述电路图形例如可以是微机电器件,所述第二晶圆203可以为盖片,但本实施例并不限于此,例如,所述第一晶圆201及第二晶圆203也可以均为形成有电路图形的器件片等。
所述第一键合材料202和第二键合材料204可以依据所需图形形成于所述第一晶圆201及第二晶圆203表面,所述第一键合材料202和第二键合材料204可以是共晶键合中可用的金属层,可选地,所述第一键合材料202的材质选自于铝、金、铜、锗及锡中的一种,所述第二键合材料204的材质铝、金、铜、锗及锡中的一种。在本实施例中,所述第一键合材料202的材质可以为铝,所述第二键合材料204的材质可以为锗。
如图3所示,然后进行步骤2),将所述第一键合材料202与所述第二键合材料204对准。
例如,如果所述第一键合材料202与所述第二键合材料204为图形,则依据图形之间的对应关系将所述第一键合材料202与所述第二键合材料204进行对准。
如图3~图5所示,接着进行步骤3),升温至第一温度T1下保持第一时间(t1-t2),以去除水气。
所述第一温度T1介于150℃~250℃之间,升温至所述第一温度T1的升温速度介于10℃/min~40℃/min之间,所述第一时间(t1-t2)介于10min~120min之间。例如,所述第一温度T1可以为200℃,所述升温速度可以为40℃/min,所述第一时间(t1-t2)可以为60min,以去除所述第一晶圆201和所述第二晶圆203、第一键合材料202与所述第二键合材料204,以及键合腔体中的水气。
如图4~图5所示,接着进行步骤4),升温至第二温度T2并对第一晶圆201和所述第二晶圆203施加第一压力P1,保持第二时间(t3-t4)以使所述第一键合材料202与所述第二键合材料204预键合,其中,在升温时间(t2-t3)过程中,可以暂时不施加压力。
所述第二温度T2介于350℃~410℃之间,所述第一压力P1介于10kn~40kn之间,所述第二时间(t3-t4)介于10min~100min之间。例如,所述第二温度T2可以为380℃,所述第一压力可以为20kn,所述第二时间(t3-t4)可以为60min,以实现所述第一键合材料202与所述第二键合材料204预键合,所述预键合可以有效降低所述第一键合材料202与所述第二键合材料204在后续实际键合过程中的缺陷的产生,并使所述第一键合材料202与所述第二键合材料204具有一定强度的结合。
如图4~图5所示,最后进行步骤5),升温(升温的时间为t4-t5)至第三温度T3并对所述对第一晶圆201和所述第二晶圆203施加第二压力P2,保持三第时间(t5-t6),在保持所述第三时间(t5-t6)的过程中,对所述第一晶圆201和所述第二晶圆203施加一快速升降温的温度脉冲,该温度脉冲的升降温速度不小于30℃/min,以使所述第一键合材料202与所述第二键合材料204形成共晶键合材料205,实现共晶键合,其中,所述温度脉冲T4的最大值大于所述第三温度T3。
所述第三温度T3介于420℃~435℃之间,所述第二压力P2介于20kn~40kn之间,所述第三时间(t5-t6)介于4min~12min之间。所述温度脉冲的最大值T4介于480℃~600℃之间,所述温度脉冲的快速升降温的速度介于40℃/min~60℃/min之间,所述温度脉冲的升降温过程所经历的时间介于5s~20s之间。
具体地,步骤5)包括:
步骤5-1),升温至第三温度并对所述对第一晶圆201和所述第二晶圆203施加第二压力,保持第四时间,其中,所述第三温度在所述第一键合材料202与所述第二键合材料204的共晶温度范围内。例如,所述第四时间可以为2min-6min之间。
步骤5-2),在所述第二压力下,对所述对第一晶圆201和所述第二晶圆203施加一快速升降温的温度脉冲,所述温度脉冲最后降至第三温度,经历第五时间,其中,所述温度脉冲的最大值大于所述第三温度。例如,所述第五时间可以为5s~20s之间。
步骤5-3),在所述第三温度下,保持对所述对第一晶圆201和所述第二晶圆203施加第二压力,保持第六时间,以使所述第一键合材料202与所述第二键合材料204实现共晶键合。例如,所述第六时间可以为2min-6min之间。
最后降温至室温,经历第七时间t6-t7,以完成键合。
本发明通过在共晶键合过程中,施加一快速升降温的温度脉冲,该温度脉冲可以使得第一晶圆201及第二晶圆203接触面的键合材料尽快地产生足够的熔融液体,加速共晶键合过程,避免键合空洞的产生,同时,该温度脉冲采用快速升降温,时间足够短,可以大大减小熔融液体的扩散时间,避免溢流现象的产生。
实施例2
如图3、图4及图6所示,本实施例提供一种共晶键合的方法,所述方法包括步骤:
如图3所示,首先进行步骤1),提供第一晶圆201及第二晶圆203,在所述第一晶圆201表面形成第一键合材料202,在所述第二晶圆203表面形成第二键合材料204。
所述第一晶圆201及第二晶圆203可以为硅晶圆、绝缘体上的硅(SOI)晶圆、碳化硅晶圆、锗硅晶圆、锗晶圆或氮化镓(GaN)晶圆、砷化镓(GaAs)晶圆等;并且,所述第一晶圆201及第二晶圆203可以为没有进行过半导体工艺处理的晶圆,也可以为已经进行过处理的晶圆,例如进行过离子注入、蚀刻和/或扩散等工艺处理过的晶圆,且并不限于此处所举的示例。在本申请实施例中,所述第一晶圆201可以为形成有电路图形的器件片,所述电路图形例如可以是微机电器件,所述第二晶圆203可以为盖片,但本实施例并不限于此,例如,所述第一晶圆201及第二晶圆203也可以均为形成有电路图形的器件片等。
所述第一键合材料202和第二键合材料204可以依据所需图形形成于所述第一晶圆201及第二晶圆203表面,所述第一键合材料202和第二键合材料204可以是共晶键合中可用的金属层,可选地,所述第一键合材料202的材质选自于铝、金、铜、锗及锡中的一种,所述第二键合材料204的材质铝、金、铜、锗及锡中的一种。在本实施例中,所述第一键合材料202的材质可以为铝,所述第二键合材料204的材质可以为锗。
如图3所示,然后进行步骤2),将所述第一键合材料202与所述第二键合材料204对准。
例如,如果所述第一键合材料202与所述第二键合材料204为图形,则依据图形之间的对应关系将所述第一键合材料202与所述第二键合材料204进行对准。
如图3、图4及图6所示,接着进行步骤3),升温至第一温度T1下保持第一时间(t1-t2),以去除水气。
所述第一温度T1介于150℃~250℃之间,升温至所述第一温度T1的升温速度介于10℃/min~40℃/min之间,所述第一时间(t1-t2)介于10min~120min之间。例如,所述第一温度T1可以为200℃,所述升温速度可以为40℃/min,所述第一时间(t1-t2)可以为60min,以去除所述第一晶圆201和所述第二晶圆203、第一键合材料202与所述第二键合材料204,以及键合腔体中的水气。
如图4及图6所示,接着进行步骤4),升温至第二温度T2并对第一晶圆201和所述第二晶圆203施加第一压力P1,保持第二时间(t3-t4)以使所述第一键合材料202与所述第二键合材料204预键合,其中,在升温时间(t2-t3)过程中,可以暂时不施加压力。
所述第二温度T2介于350℃~410℃之间,所述第一压力P1介于10kn~40kn之间,所述第二时间(t3-t4)介于10min~100min之间。例如,所述第二温度T2可以为380℃,所述第一压力可以为20kn,所述第二时间(t3-t4)可以为60min,以实现所述第一键合材料202与所述第二键合材料204预键合,所述预键合可以有效降低所述第一键合材料202与所述第二键合材料204在后续实际键合过程中的缺陷的产生,并使所述第一键合材料202与所述第二键合材料204具有一定强度的结合。
如图4级图6所示,最后进行步骤5),升温(升温的时间为t4-t5)至第三温度并对所述对第一晶圆201和所述第二晶圆203施加第二压力P2,保持三第时间(t5-t6),在保持所述第三时间的过程中,对所述第一晶圆201和所述第二晶圆203施加一压力脉冲,该压力脉冲保持第四时间,以使所述第一键合材料202与所述第二键合材料204形成共晶键合材料205,实现共晶键合,其中,所述第二压力大于所述第一压力,所述压力脉冲P3的最大值大于所述第二压力。
可选地,所述压力脉冲的最大值介于40kn~80kn之间,所述第四时间介于5s~60s之间。
可选地,步骤5)包括:
步骤5-1),升温至第三温度并对所述对第一晶圆201和所述第二晶圆203施加第二压力,保持第四时间,其中,所述第三温度在所述第一键合材料202与所述第二键合材料204的共晶温度范围内。例如,所述第四时间可以为2min-6min之间。
步骤5-2),在所述第三温度下,对所述对第一晶圆201和所述第二晶圆203施加一压力脉冲P3,该压力脉冲保持第五时间,所述压力脉冲最后降至第二压力,其中,所述压力脉冲的最大值大于所述第二压力。例如,所述第五时间可以为5s~60s之间。
步骤5-3),在所述第三温度下对所述对第一晶圆201和所述第二晶圆203施加第二压力,保持第六时间,以使所述第一键合材料202与所述第二键合材料204实现共晶键合。例如,所述第六时间可以为2min-6min之间。
最后降温至室温,经历第七时间(t6-t7),以完成键合。
本发明通过在共晶键合过程中,施加一压力脉冲,该压力脉冲可以使得第一晶圆201及第二晶圆203的接触面形成更好及更快速的接触,该压力脉冲可以加快熔融液体的共晶时间,避免键合空洞的产生,同时,该压力脉冲经历的时间足够短,可以大大减小熔融液体的扩散时间,避免溢流现象的产生。
实施例3
如图3~图6所示,本实施例提供一种共晶键合的方法,其基本步骤包括实施例1及实施例2的结合,即在步骤5)中,同时对所述第一晶圆201和所述第二晶圆203施加所述温度脉冲及所述压力脉冲,所述温度脉冲及所述压力脉冲可以同时进行,也可以先后进行,优选为同时进行,以使得第一晶圆201及第二晶圆203接触面的键合材料尽快地产生足够的熔融液体,加快熔融液体的共晶时间,避免键合空洞的产生,同时,大大减小熔融液体的扩散时间,避免溢流现象的产生,以进一步提高共晶键合工艺的共晶点的温度窗口。
如上所述,本发明的共晶键合的方法,具有以下有益效果:
本发明通过在共晶键合过程中,施加一快速升降温的温度脉冲,该温度脉冲可以使得第一晶圆及第二晶圆接触面的键合材料尽快地产生足够的熔融液体,加速共晶键合过程,避免键合空洞的产生,同时,该温度脉冲采用快速升降温,时间足够短,可以大大减小熔融液体的扩散时间,避免溢流现象的产生。
本发明通过在共晶键合过程中,施加一压力脉冲,该压力脉冲可以使得第一晶圆及第二晶圆的接触面形成更好及更快速的接触,该压力脉冲可以加快熔融液体的共晶时间,避免键合空洞的产生,同时,该压力脉冲经历的时间足够短,可以大大减小熔融液体的扩散时间,避免溢流现象的产生。
本发明通入加入温度脉冲或者压力脉冲,可较大幅度的提高共晶键合工艺的共晶点的温度窗口,降低工艺难度,提高键合良率。
所以,本发明有效克服了现有技术中的种种缺点而具高度产业利用价值。
上述实施例仅例示性说明本发明的原理及其功效,而非用于限制本发明。任何熟悉此技术的人士皆可在不违背本发明的精神及范畴下,对上述实施例进行修饰或改变。因此,举凡所属技术领域中具有通常知识者在未脱离本发明所揭示的精神与技术思想下所完成的一切等效修饰或改变,仍应由本发明的权利要求所涵盖。
Claims (14)
1.一种共晶键合的方法,其特征在于,所述方法包括步骤:
1)提供第一晶圆及第二晶圆,在所述第一晶圆表面形成第一键合材料,在所述第二晶圆表面形成第二键合材料;
2)将所述第一键合材料与所述第二键合材料对准;
3)升温至第一温度下保持第一时间,以去除水气;
4)升温至第二温度并对第一晶圆和所述第二晶圆施加第一压力,保持第二时间以使所述第一键合材料与所述第二键合材料预键合;以及
5)升温至第三温度并对所述对第一晶圆和所述第二晶圆施加第二压力,保持三第时间,在保持所述第三时间的过程中,对所述第一晶圆和所述第二晶圆施加一快速升降温的温度脉冲,该温度脉冲的升降温速度不小于30℃/min,以使所述第一键合材料与所述第二键合材料实现共晶键合,其中,所述温度脉冲的最大值大于所述第三温度。
2.根据权利要求1所述的共晶键合的方法,其特征在于:所述第一温度介于150℃~250℃之间,升温至所述第一温度的升温速度介于10℃/min~40℃/min之间,所述第一时间介于10min~120min之间。
3.根据权利要求1所述的共晶键合的方法,其特征在于:所述第二温度介于350℃~410℃之间,所述第一压力介于10kn~40kn之间,所述第二时间介于10min~100min之间。
4.根据权利要求1所述的共晶键合的方法,其特征在于:所述第三温度介于420℃~435℃之间,所述第二压力介于20kn~40kn之间,所述第三时间介于4min~12min之间。
5.根据权利要求1所述的共晶键合的方法,其特征在于:所述温度脉冲的最大值介于480℃~600℃之间,所述温度脉冲的快速升降温的速度介于40℃/min~60℃/min之间,所述温度脉冲的升降温过程所经历的时间介于5s~20s之间。
6.根据权利要求1所述的共晶键合的方法,其特征在于:步骤5)包括:
5-1)升温至第三温度并对所述对第一晶圆和所述第二晶圆施加第二压力,保持第四时间,其中,所述第三温度在所述第一键合材料与所述第二键合材料的共晶温度范围内;
5-2)在所述第二压力下,对所述对第一晶圆和所述第二晶圆施加一快速升降温的温度脉冲,所述温度脉冲最后降至第三温度,经历第五时间,其中,所述温度脉冲的最大值大于所述第三温度;以及
5-3)在所述第三温度下,保持对所述对第一晶圆和所述第二晶圆施加第二压力,保持第六时间,以使所述第一键合材料与所述第二键合材料实现共晶键合。
7.根据权利要求1所述的共晶键合的方法,其特征在于:所述第一键合材料的材质选自于铝、金、铜、锗及锡中的一种,所述第二键合材料的材质铝、金、铜、锗及锡中的一种。
8.一种共晶键合的方法,其特征在于,所述方法包括步骤:
1)提供第一晶圆及第二晶圆,在所述第一晶圆表面形成第一键合材料,在所述第二晶圆表面形成第二键合材料;
2)将所述第一键合材料与所述第二键合材料对准;
3)升温至第一温度下保持第一时间,以去除水气;
4)升温至第二温度并对第一晶圆和所述第二晶圆施加第一压力,保持第二时间以使所述第一键合材料与所述第二键合材料预键合;以及
5)升温至第三温度并对所述对第一晶圆和所述第二晶圆施加第二压力,保持三第时间,在保持所述第三时间的过程中,对所述第一晶圆和所述第二晶圆施加一压力脉冲,该压力脉冲保持第四时间,以使所述第一键合材料与所述第二键合材料实现共晶键合,其中,所述第二压力大于所述第一压力,所述压力脉冲的最大值大于所述第二压力。
9.根据权利要求8所述的共晶键合的方法,其特征在于:所述第一温度介于150℃~250℃之间,升温至所述第一温度的升温速度介于10℃/min~40℃/min之间,所述第一时间介于10min~120min之间。
10.根据权利要求8所述的共晶键合的方法,其特征在于:所述第二温度介于350℃~410℃之间,所述第一压力介于10kn~40kn之间,所述第二时间介于10min~100min之间。
11.根据权利要求8所述的共晶键合的方法,其特征在于:所述第三温度介于420℃~435℃之间,所述第二压力介于20kn~40kn之间,所述第三时间介于4min~12min之间。
12.根据权利要求8所述的共晶键合的方法,其特征在于:所述压力脉冲的最大值介于40kn~80kn之间,所述第四时间介于5s~60s之间。
13.根据权利要求8所述的共晶键合的方法,其特征在于,步骤5)包括:
5-1)升温至第三温度并对所述对第一晶圆和所述第二晶圆施加第二压力,保持第四时间,其中,所述第三温度在所述第一键合材料与所述第二键合材料的共晶温度范围内;
5-2)在所述第三温度下,对所述对第一晶圆和所述第二晶圆施加一压力脉冲,该压力脉冲保持第五时间,所述压力脉冲最后降至第二压力,其中,所述压力脉冲的最大值大于所述第二压力;以及
5-3)在所述第三温度下对所述对第一晶圆和所述第二晶圆施加第二压力,保持第六时间,以使所述第一键合材料与所述第二键合材料实现共晶键合。
14.根据权利要求8所述的共晶键合的方法,其特征在于:所述第一键合材料的材质选自于铝、金、铜、锗及锡中的一种,所述第二键合材料的材质铝、金、铜、锗及锡中的一种。
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