CN117116787A - 晶圆键合方法及系统 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种晶圆键合方法及系统，涉及半导体技术领域。所述方法包括：对待键合晶圆的表面进行等离子体活化处理，通过水滴接触角测量，获得待键合晶圆表面的水接触角，计算所述水接触角所对应的键合强度，将所述键合强度符合标准键合强度的所述待键合晶圆进行晶圆键合。本发明能够在晶圆键合前在线检测待键合晶圆的表面活化处理情况，可提前判断待键合晶圆的键合强度是否良好，降低了键合后的晶圆由于键合强度不好而导致的报废风险；还可以对所有待键合的晶圆产品进行在线检测，达到100%的全检；同时通过水滴接触角测量避免了对键合晶圆造成的破坏。
Description
技术领域
本发明涉及半导体技术领域，具体涉及一种晶圆键合方法及系统。
背景技术
在集成电路制造技术中，为了增加芯片的集成度，晶圆键合工艺是核心技术。当前传统的等离子活化晶圆室温键合工艺中，参见附图1所示，晶圆进入等离子活化腔体完成晶圆表面活化，然后进入清洗腔室对晶圆表面进行清洁，最后进入键合腔室完成晶圆的键合。键合强度是指键合后的晶圆之间的结合强度，其由等离子活化的质量决定。
晶圆的等离子活化程度直接影响晶圆表面的键合强度。等离子活化室温晶圆键合的原理，是用等离子技术对硅晶圆进行表面预处理，使晶圆表面产生活性更高的悬挂键，增强晶圆表面结合亲水基团的能力，并且在晶圆表面形成微观粗糙结构，提升晶圆表面亲水性从而提高键合质量。
目前检测晶圆表面的键合强度的方法主要有裂纹生长法和直拉法，均为破坏性检测并且都是晶圆完成键合再进行退火以后进行测量，而且不能对每一组键合后晶圆进行检测，所以在上述键合工艺中发现键合强度有问题的时候，生产完成的晶圆已经达到很多片了，造成的晶圆损失是不可逆的。因此，上述方法存在以下缺点：
1.键合强度检测具有破坏性；2.无法对等离子体活化后不达标产品及时剔除，只能对键合后产品进行检测，良率低；3.无法对所有的晶圆产品进行检测。
发明内容
为克服上述背景技术中目前检测晶圆表面的键合强度的方法存在的上述缺陷，本发明的目的在于提供一种晶圆键合方法。
为了达到以上目的，本发明采用如下的技术方案：一种晶圆键合方法，包括：对待键合晶圆的表面进行等离子体活化处理，通过水滴接触角测量，获得待键合晶圆表面的水接触角，计算所述水接触角所对应的键合强度，将所述键合强度符合标准键合强度的所述待键合晶圆进行晶圆键合。
本方法的有益效果在于：通过测量水滴接触角可以鉴定晶圆表面等离子体活化程度，而晶圆的等离子活化程度直接影响晶圆表面的键合强度。所以通过引入水滴接触角测量环节来获取晶圆表面的水接触角，能够在晶圆键合前在线检测待键合晶圆的表面活化处理情况，可提前判断待键合晶圆的键合强度是否良好，降低了键合后的晶圆由于键合强度不好而导致的报废风险。
在一些可能的实施方式中，所述晶圆键合方法具体包括如下步骤：
S1:对上下两片待键合的晶圆表面分别进行等离子体活化处理；
S2:对活化处理后的晶圆表面进行水滴接触角测量，获取晶圆表面的水接触角；
S3:根据晶圆表面的键合强度与水接触角之间的对应关系，计算所述水接触角所对应的键合强度，将所述水接触角所对应的键合强度与标准键合强度进行对比，筛选出键合强度符合标准键合强度的待键合晶圆，对不符合标准键合强度的待键合晶圆重新执行步骤S1-S3，直至该晶圆的键合强度符合标准键合强度，然后执行步骤S4-S5；
这是由于等离子体活化处理后的晶圆表面形成具有高活性的悬挂键等，能与更多亲水基团成键，其表面形成羟基的能力增强，且表面形成微观粗糙结构，导致亲水性增强，水滴到晶圆表面的接触角会明显的减小。通过测量水接触角可以鉴定晶圆表面等离子体活化程度，并根据晶圆表面的键合强度与水接触角之间的对应关系，计算得到水接触角所对应的键合强度。
上述方法能够在晶圆键合前在线检测待键合晶圆的表面活化处理情况，可直接判断待键合晶圆是否可以进行键合，其键合强度是否良好，降低了键合后的晶圆由于键合强度不好而导致的报废风险；还可以对所有待键合的晶圆产品进行在线检测，达到100%的全检；同时通过水滴接触角测量避免了键合后对键合晶圆造成的破坏。
S4:对键合强度符合标准键合强度的待键合晶圆进行清洗；
对晶圆表面进行清洗，实现晶圆高活性的悬挂键与更多亲水基团成键，增加表面羟基的密度。
S5:将清洗完成后的待键合晶圆进行对准后贴合，完成晶圆键合。
现有技术中，判定晶圆表面等离子活化质量的好坏都是在晶圆键合后，通过高温退火后采用裂纹生长法（插刀片的方式）来进行测量，经过高温退火晶圆键合失效后，晶圆会直接报废的风险很高。
与现有技术相比，本发明的有益效果在于：
在晶圆键合前增加了检测环节，通过对等离子体活化后的晶圆进行在线监测、检测，根据晶圆表面的水接触角和键合强度的关系，在晶圆键合之前引入水滴接触角测量，提前预测当前晶圆表面的键合强度的好坏，达到如下目的：
1.及时对等离子活化处理后的不合格晶圆产品剔除，并重新进行等离子体活化，最终保证所有晶圆都满足等离子活化质量的要求，避免晶圆报废的风险；
2.可以对所有待键合的晶圆产品进行在线检测，达到100%的全检；
3.相对于传统检测晶圆表面的键合强度方法，本发明避免了键合后对键合晶圆造成的破坏。
在一些可能的实施方式中，还包括：若所述待键合晶圆的键合表面为SiO2-SiO2，则所述晶圆表面的键合强度与水接触角之间的对应关系满足如下公式：晶圆表面的键合强度=5.0852*e（-0.374*水接触角）。
在一些可能的实施方式中，还包括：若所述待键合晶圆的键合表面为Si-Si，则所述晶圆表面的键合强度与水接触角之间的对应关系满足如下公式：晶圆表面的键合强度=4.7186*e（-0.349*水接触角）。
在一些可能的实施方式中，还包括：若所述待键合晶圆的键合表面为SiCN-SiCN，则所述晶圆表面的键合强度与水接触角之间的对应关系满足如下公式：晶圆表面的键合强度=5.7586*e（-0.301*水接触角）。
本发明的第二方面，提供一种晶圆键合系统，应用上述晶圆键合方法，所述晶圆键合系统包括：
活化单元：用于对上下两片待键合的晶圆表面分别进行等离子体活化处理；
水滴接触角测量单元：用于对活化处理后的晶圆表面进行水滴接触角测量，获取晶圆表面的水接触角；
对比单元：用于根据晶圆表面的键合强度与水接触角之间的对应关系，计算所述水接触角所对应的键合强度，将所述水接触角所对应的键合强度与标准键合强度进行对比，筛选出键合强度符合标准键合强度的待键合晶圆；
晶圆清洗单元：用于对键合强度符合标准键合强度的待键合晶圆进行清洗；
晶圆键合单元：用于将清洗完成后的待键合晶圆进行对准后贴合，完成晶圆键合。
在一些可能的实施方式中，在所述对比单元中，若所述待键合晶圆的键合表面为SiO2-SiO2，则所述晶圆表面的键合强度与水接触角之间的对应关系满足如下公式：晶圆表面的键合强度=5.0852*e（-0.374*水接触角）。
在一些可能的实施方式中，在所述对比单元中，若所述待键合晶圆的键合表面为Si-Si，则所述晶圆表面的键合强度与水接触角之间的对应关系满足如下公式：晶圆表面的键合强度=4.7186*e（-0.349*水接触角）。
在一些可能的实施方式中，在所述对比单元中，若所述待键合晶圆的键合表面为SiCN-SiCN，则所述晶圆表面的键合强度与水接触角之间的对应关系满足如下公式：晶圆表面的键合强度=5.7586*e（-0.301*水接触角）。
附图说明
为了更清楚地说明本申请实施例的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本申请的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其它的附图。
图1为传统晶圆键合工艺的示意图；
图2为本发明实施例的晶圆键合方法示意图；
图3为本发明实施例晶圆键合方法的详细步骤流程示意图；
图4为本发明实施例SiO2-SiO2键合表面（界面）的水接触角对应键合强度关系的指数函数拟合曲线图；
图5为本发明实施例Si-Si键合表面（界面）的水接触角对应键合强度关系的指数函数拟合曲线图；
图6为本发明实施例SiCN-SiCN键合表面（界面）的水接触角对应键合强度关系的指数函数拟合曲线图。
具体实施方式
下面结合附图对本申请实施例进行详细描述。
以下通过特定的具体实例说明本申请的实施方式，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申请的其他优点与功效。显然，所描述的实施例仅仅是本申请一部分实施例，而不是全部的实施例。本申请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，在没有背离本申请的精神下进行各种修饰或改变。需说明的是，在不冲突的情况下，以下实施例及实施例中的特征可以相互组合。基于本申请中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本申请保护的范围。
参见附图2所示，本申请提供一种晶圆键合方法，包括：对待键合晶圆的表面进行等离子体活化处理，通过水滴接触角测量，获得待键合晶圆表面的水接触角，计算所述水接触角所对应的键合强度，将所述键合强度符合标准键合强度的所述待键合晶圆进行晶圆键合。
由于等离子体活化处理后的晶圆表面形成具有高活性的悬挂键等，能与更多亲水基团成键，其表面形成羟基的能力增强，且表面形成多孔微观结构，导致亲水性增强，水滴到晶圆表面的接触角会明显的减小。通过测量水接触角可以鉴定晶圆表面等离子体活化程度，而晶圆的等离子活化程度直接影响晶圆表面的键合强度。
所以通过引入水滴接触角测量环节来获取晶圆表面的水接触角能够在晶圆键合前在线检测待键合晶圆的表面活化处理情况，可直接提前判断待键合晶圆如若键合，其键合强度是否良好，降低了键合后的晶圆由于键合强度不好而导致的报废风险。相较于传统晶圆键合工艺及键合强度测量方法，采用本方法能够达到如下目的：
1.及时对等离子活化处理后的不合格晶圆产品剔除，并重新进行等离子体活化，最终保证所有晶圆都满足等离子活化质量的要求，避免晶圆报废的风险；
2.可以对所有待键合的晶圆产品进行在线检测，达到100%的全检；
3.同时水滴接触角测量避免键合后对键合晶圆造成的破坏。
参见附图3所示，上述晶圆键合方法具体包括如下步骤：
S1:对上下两片待键合的晶圆表面分别进行等离子体活化处理。
这是因为经过等离子体活化处理使晶圆表面产生活性更高的悬挂键，增强晶圆表面结合亲水基团的能力，并且在晶圆表面形成微观粗糙结构，提升晶圆表面亲水性，从而提高了晶圆表面的键合强度。
S2:对活化处理后的晶圆表面进行水滴接触角测量，获取晶圆表面的水接触角。
S3:根据晶圆表面的键合强度与水接触角之间的对应关系，计算所述水接触角所对应的键合强度，将所述水接触角所对应的键合强度与标准键合强度进行对比，筛选出键合强度符合标准键合强度的待键合晶圆，对不符合标准键合强度的待键合晶圆重新执行步骤S1-S3，直至该晶圆的键合强度符合标准键合强度，然后执行步骤S4-S5。
这是由于等离子体活化处理后的晶圆表面形成具有高活性的悬挂键等，能与更多亲水基团成键，其表面形成羟基的能力增强，且表面形成多孔微观结构，导致亲水性增强，水滴到晶圆表面的接触角会明显的减小。通过测量水接触角可以鉴定晶圆表面等离子体活化程度，并根据晶圆表面的键合强度与水接触角之间的对应关系，计算得到水接触角所对应的键合强度。
上述方法能够在晶圆键合前在线检测待键合晶圆的表面活化处理情况，可直接判断待键合晶圆是否可以进行键合，其键合强度是否良好，降低了键合后的晶圆由于键合强度不好而导致的报废风险；还可以对所有待键合的晶圆产品进行在线检测，达到100%的全检；同时通过水滴接触角测量避免了键合后对键合晶圆造成的破坏。
S4:对键合强度符合标准键合强度的待键合晶圆进行清洗。
对晶圆表面进行清洗，实现晶圆高活性的悬挂键与更多亲水基团成键，增加表面羟基的密度。
S5:将清洗完成后的待键合晶圆进行对准后贴合，完成晶圆键合。
现有技术中，判定晶圆表面等离子活化质量的好坏都是在晶圆键合后，通过高温退火后采用裂纹生长法（插刀片的方式）来进行测量，经过高温退火晶圆键合失效后，晶圆会直接报废的风险很高。
与现有技术相比，本方法在晶圆键合前增加了检测环节，通过对等离子体活化后的晶圆进行在线监测、检测，根据晶圆表面的水接触角和键合强度的关系，在晶圆键合之前引入水滴接触角测量，提前预测当前晶圆表面的键合强度的好坏，达到如下目的：
1.及时对等离子活化处理后的不合格晶圆产品剔除，并重新进行等离子体活化，最终保证所有晶圆都满足等离子活化质量的要求，避免晶圆报废的风险；
2.可以对所有待键合的晶圆产品进行在线检测，达到100%的全检；
3.相对于传统检测晶圆表面的键合强度方法，本发明通过水滴接触角测量避免了键合后对键合晶圆造成的破坏。
参见表一所示，晶圆的不同键合表面对应的水接触角与键合强度的数据如下：其中，水接触角单位为（°），键合强度的单位为（j/m2）。
表一：晶圆的不同键合表面对应的水接触角与键合强度数据对应关系
对表一中水接触角和对应键合强度的数据进行函数拟合，包括但不限于指数函数拟合、线性函数拟合、对数函数拟合和幂函数拟合等，比较了线性函数、幂函数、对数函数和指数函数等几个标准方程，指数函数的拟合度是最高的。
参见附图4-6所示，分别为SiO2-SiO2、Si-Si和SiCN-SiCN的键合表面（界面）的水接触角对应键合强度关系的指数函数拟合曲线图。其中，水接触角单位为（°），键合强度的单位为（j/m2）。
R2是拟合优度，拟合优度（Goodness of Fit）是指回归直线对观测值的拟合程度，度量拟合优度的统计量是可决系数（亦称确定系数）R2，R2最大值为1，R2的值越接近1，说明回归直线对观测值的拟合程度越好；反之，R2的值越小，说明回归直线对观测值的拟合程度越差。
结合表一和图4-6可知：当晶圆的键合表面为SiO2-SiO2时，所述晶圆表面的键合强度与水接触角之间的对应关系为反比例关系，公式如下：晶圆表面的键合强度=5.0852*e（-0.374*水接触角），R2=0.996；当晶圆的键合表面为Si-Si时，所述晶圆表面的键合强度与水接触角之间的对应关系为反比例关系，公式如下：晶圆表面的键合强度=4.7186*e（-0.349*水接触角），R2=0.9961；当晶圆的键合表面为SiCN-SiCN时，所述晶圆表面的键合强度与水接触角之间的对应关系为反比例关系，公式如下：键合强度=5.7586*e（-0.301*水接触角），R2=0.9932。
由于晶圆表面的键合强度是有限定范围的，根据行业规定的标准键合强度的要求来看，键合强度大于2j/m2的晶圆产品才是合格的，小于2j/m2代表晶圆表面活化能达不到要求，激活的强度不够，使得表面不规则的多孔结构少，吸收的羟基少，水分子的扩散能力也弱，最终表面的缝隙变多，气泡也变多，导致晶圆的良率变低。
另外，键合强度也不能太大超过4j/m2，太高的键合强度表明晶圆表面活化能过载，此时会导致晶格损伤严重，晶格损伤导致载流子的迁移率下降，损坏晶圆的电性，损伤器件本身。此外，退火过程中H2O和H2需要沿着界面扩散，吸收过多的羟基基团和水分子，会导致扩散过程中形成退火空洞，影响产品良率。
本申请还提供一种实施例，本实施例提供一种晶圆键合系统，应用上述晶圆键合方法，所述晶圆键合系统包括：
活化单元：用于对上下两片待键合的晶圆表面分别进行等离子体活化处理；
水滴接触角测量单元：用于对活化处理后的晶圆表面进行水滴接触角测量，获取晶圆表面的水接触角；
对比单元：用于根据晶圆表面的键合强度与水接触角之间的对应关系，计算所述水接触角所对应的键合强度，将所述水接触角所对应的键合强度与标准键合强度进行对比，筛选出键合强度符合标准键合强度的待键合晶圆；其中，4j/m2≥标准键合强度＞2j/m2。
晶圆清洗单元：用于对键合强度符合标准键合强度的待键合晶圆进行清洗；
晶圆键合单元：用于将清洗完成后的待键合晶圆进行对准后贴合，完成晶圆键合。
实施例1：当晶圆键合表面为SiO2-SiO2时，上下两片待键合的晶圆，先进入活化单元中进行等离子体活化处理，产生活性更高的悬挂键，增强表面结合亲水基团的能力，活化完成后进入水滴接触角测量单元，测试晶圆表面的水接触角为1.534°，由于晶圆表面的键合强度与水接触角之间的对应关系为反比例关系，依据如下计算公式：晶圆表面的键合强度强度=5.0852*e（-0.374*水接触角），R2=0.996。
得到水接触角1.534°所对应的晶圆表面的键合强度为2.84j/m2，满足大于2j/m2，且小于4j/m2的标准键合强度的要求，根据上述晶圆键合方法，晶圆进入晶圆清洗单元，进一步清洗，起到清洗晶圆表面的作用，然后将上下两片的合格晶圆送入晶圆键合单元，先进行晶圆标记的相互对准，然后再进行贴合工艺，完成晶圆键合。
实施例2：当晶圆键合表面为SiO2-SiO2时，上下两片待键合的晶圆，先进入活化单元中进行等离子体活化处理，产生活性更高的悬挂键，增强表面结合亲水基团的能力，活化完成后进入水滴接触角测量单元，测试晶圆表面的水接触角为2.67°，由于晶圆表面的键合强度与水接触角之间的对应关系为反比例关系，依据如下计算公式：晶圆表面的键合强度=5.0852*e（-0.374*水接触角），R2=0.996。
得到水接触角2.67°所对应的晶圆表面的键合强度为1.87j/m2，该键合强度将小于2j/m2，不满足标准键合强度的要求，根据上述晶圆键合方法，晶圆会重新回到晶圆FOUP中后续进行返工处理，该晶圆将进入活化单元中重新进行等离子体活化处理，活化完成后进入水滴接触角测量单元，测试晶圆表面的水接触角为1.35°，依据如下计算公式：晶圆表面的键合强度=5.0852*e（-0.374*水接触角），R2=0.996。
得到水接触角1.35°所对应的晶圆表面的键合强度为3.07j/m2，满足大于2j/m2，且小于4 j/m2的标准键合强度的要求，根据上述晶圆键合方法，晶圆进入晶圆清洗单元，进一步清洗，起到清洗晶圆表面的作用，然后将上下两片的合格晶圆送入晶圆键合单元，先进行晶圆标记的相互对准，然后再进行贴合工艺，完成晶圆键合。
实施例3：当晶圆键合表面为Si-Si时，上下两片待键合的晶圆，先进入活化单元中进行等离子体活化处理，产生活性更高的悬挂键，增强表面结合亲水基团的能力，活化完成后进入水滴接触角测量单元，测试晶圆表面的水接触角为2.04°，由于晶圆表面的键合强度与水接触角之间的对应关系为反比例关系，依据如下计算公式：键合强度=4.7186*e（-0.349*水接触角），R2=0.9961。
得到水接触角2.04°所对应的晶圆表面的键合强度为2.32j/m2，满足大于2j/m2，且小于4j/m2的标准键合强度的要求，根据上述晶圆键合方法，晶圆进入晶圆清洗单元，进一步清洗，起到清洗晶圆表面的作用；然后将上下两片的合格晶圆送入晶圆键合单元，先进行晶圆标记的相互对准，然后再进行贴合工艺，完成晶圆键合。
实施例4：当晶圆键合表面为Si-Si时，上下两片待键合的晶圆，先进入活化单元中进行等离子活化处理，产生活性更高的悬挂键，增强表面结合亲水基团的能力，活化完成后进入水滴接触角测量单元，测试晶圆表面的水接触角为3.65°，由于晶圆表面的键合强度与水接触角之间的对应关系为反比例关系，依据如下计算公式：键合强度=4.7186*e（-0.349*水接触角），R2=0.9961。
得到水接触角3.65°所对应的晶圆表面的键合强度为1.32j/m2，该键合强度将小于2j/m2，不满足标准键合强度的要求，根据上述晶圆键合方法，晶圆会重新回到晶圆FOUP中后续进行返工处理，该晶圆将进入活化单元中里面重新进行等离子体活化处理，活化完成后进入水滴接触角测量单元，测试晶圆表面的水滴接触角为2.06°，依据如下计算公式：键合强度=4.7186*e（-0.349*水接触角），R2=0.9961。
得到水接触角2.06°所对应的晶圆表面的键合强度为2.23j/m2，满足大于2j/m2，且小于4j/m2的标准键合强度的要求，根据上述晶圆键合方法，晶圆进入晶圆清洗单元，进一步清洗，起到清洗晶圆表面的作用；然后将上下两片的合格晶圆送入晶圆键合单元，先进行晶圆标记的相互对准，然后再进行贴合工艺，完成晶圆键合。
实施例5：当晶圆键合表面为SiCN-SiCN时，上下两片待键合的晶圆，先进入活化单元中进行等离子体活化处理，产生活性更高的悬挂键，增强表面结合亲水基团的能力，活化完成后进入水滴接触角测量单元，测试晶圆表面的水接触角为2.06°，由于晶圆表面的键合强度与水接触角之间的对应关系为反比例关系，依据如下计算公式：键合强度=5.7586*e（-0.301*水接触角），R2=0.9932。
得到水接触角2.06°所对应的晶圆表面的键合强度为3.10j/m2，满足大于2j/m2，且小于4j/m2的标准键合强度的要求，根据上述晶圆键合方法，晶圆进入晶圆清洗单元，进一步清洗，起到清洗晶圆表面的作用；然后将上下两片的合格晶圆送入晶圆键合单元，先进行晶圆标记的相互对准，然后再进行贴合工艺，完成晶圆键合。
实施例6：当晶圆键合表面为SiCN-SiCN时，上下两片待键合的晶圆，先进入活化单元中进行等离子体活化处理，产生活性更高的悬挂键，增强表面结合亲水基团的能力，活化完成后进入水滴接触角测量单元，测试晶圆表面的水接触角为4.06°，由于晶圆表面的键合强度与水接触角之间的对应关系为反比例关系，依据如下计算公式：键合强度=5.7586*e（-0.301*水接触角），R2=0.9932。
得到水接触角4.06°所对应的晶圆表面的键合强度为1.70j/m2，该键合强度小于2j/m2，不满足标准键合强度的要求，根据上述晶圆键合方法，晶圆会重新回到晶圆FOUP中后续进行返工处理，该晶圆将进入活化单元中重新进行等离子体活化处理，活化完成后进入水滴接触角测量单元，测试晶圆表面的水接触角为2.29°，由于晶圆表面的键合强度与水接触角之间的对应关系为反比例关系，依据如下计算公式：晶圆表面的键合强度=5.7586*e（-0.301*水接触角），R2=0.9932。
得到水接触角2.29°所对应的晶圆表面的键合强度为2.89j/m2，满足大于2j/m2，且小于4j/m2的标准键合强度的要求，根据上述晶圆键合方法，晶圆进入晶圆清洗单元，进一步清洗，起到清洗晶圆表面的作用；然后将上下两片的合格晶圆送入晶圆键合单元，先进行晶圆标记的相互对准，然后再进行贴合工艺，完成晶圆键合。
综上，通过在晶圆键合前增加检测环节，通过对等离子体活化后的晶圆进行在线监测、检测，根据晶圆表面的水接触角和键合强度的关系，在晶圆键合之前引入水滴接触角测量，提前预测当前晶圆表面的键合强度的好坏，能够达到如下目的：
1.及时对等离子活化处理后的不合格晶圆产品剔除，并重新进行等离子体活化，最终保证所有晶圆都满足等离子活化质量的要求，避免晶圆报废的风险；
2.可以对所有待键合的晶圆产品进行在线检测，达到100%的全检；
3.通过水滴接触角测量避免了键合后对键合晶圆造成的破坏。
以上所述，仅为本申请的具体实施方式，但本申请的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本申请揭露的技术范围内，可轻易想到的变化或替换，都应涵盖在本申请的保护范围之内。因此，本申请的保护范围应以权利要求的保护范围为准。
Claims (9)
1.一种晶圆键合方法，其特征在于，包括：对待键合晶圆的表面进行等离子体活化处理，通过水滴接触角测量，获得待键合晶圆表面的水接触角，计算所述水接触角所对应的键合强度，将所述键合强度符合标准键合强度的所述待键合晶圆进行晶圆键合。
2.根据权利要求1所述的一种晶圆键合方法，其特征在于，所述晶圆键合方法具体包括如下步骤：
S1:对上下两片待键合的晶圆表面分别进行等离子体活化处理；
S2:对活化处理后的晶圆表面进行水滴接触角测量，获取晶圆表面的水接触角；
S3:根据晶圆表面的键合强度与水接触角之间的对应关系，计算所述水接触角所对应的键合强度，将所述水接触角所对应的键合强度与标准键合强度进行对比，筛选出键合强度符合标准键合强度的待键合晶圆，对不符合标准键合强度的待键合晶圆重新执行步骤S1-S3，直至该晶圆的键合强度符合标准键合强度，然后执行步骤S4-S5；
S4:对键合强度符合标准键合强度的待键合晶圆进行清洗；
S5:将清洗完成后的待键合晶圆进行对准后贴合，完成晶圆键合。
3.根据权利要求1或2所述的晶圆键合方法，其特征在于：还包括：若所述待键合晶圆的键合表面为SiO2-SiO2，则所述晶圆表面的键合强度与水接触角之间的对应关系满足如下公式：晶圆表面的键合强度=5.0852*e（-0.374*水接触角）。
4.根据权利要求1或2所述的晶圆键合方法，其特征在于：还包括：若所述待键合晶圆的键合表面为Si-Si，则所述晶圆表面的键合强度与水接触角之间的对应关系满足如下公式：晶圆表面的键合强度=4.7186*e（-0.349*水接触角）。
5.根据权利要求1或2所述的晶圆键合方法，其特征在于：还包括：若所述待键合晶圆的键合表面为SiCN-SiCN，则所述晶圆表面的键合强度与水接触角之间的对应关系满足如下公式：晶圆表面的键合强度=5.7586*e（-0.301*水接触角）。
6.一种晶圆键合系统，其特征在于：包括：
活化单元：用于对上下两片待键合的晶圆表面分别进行等离子体活化处理；
水滴接触角测量单元：用于对活化处理后的晶圆表面进行水滴接触角测量，获取晶圆表面的水接触角；
对比单元：用于根据晶圆表面的键合强度与水接触角之间的对应关系，计算所述水接触角所对应的键合强度，将所述水接触角所对应的键合强度与标准键合强度进行对比，筛选出键合强度符合标准键合强度的待键合晶圆；
晶圆清洗单元：用于对键合强度符合标准键合强度的待键合晶圆进行清洗；
晶圆键合单元：用于将清洗完成后的待键合晶圆进行对准后贴合，完成晶圆键合。
7.根据权利要求6所述的晶圆键合系统，其特征在于：在所述对比单元中，若所述待键合晶圆的键合表面为SiO2-SiO2，则所述晶圆表面的键合强度与水接触角之间的对应关系满足如下公式：晶圆表面的键合强度=5.0852*e（-0.374*水接触角）。
8.根据权利要求6所述的晶圆键合系统，其特征在于：在所述对比单元中，若所述待键合晶圆的键合表面为Si-Si，则所述晶圆表面的键合强度与水接触角之间的对应关系满足如下公式：晶圆表面的键合强度=4.7186*e（-0.349*水接触角）。
9.根据权利要求6所述的晶圆键合系统，其特征在于：在所述对比单元中，若所述待键合晶圆的键合表面为SiCN-SiCN，则所述晶圆表面的键合强度与水接触角之间的对应关系满足如下公式：晶圆表面的键合强度=5.7586*e（-0.301*水接触角）。
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| JP2011257259A (ja) * | 2010-06-09 | 2011-12-22 | Seiko Epson Corp | 接合膜の評価方法および接合膜の評価装置 |
| CN110108776A (zh) * | 2019-05-10 | 2019-08-09 | 武汉新芯集成电路制造有限公司 | 一种检测键合晶圆键合强度的方法和系统 |
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