CN117810109B - 晶圆键合保持方法 - Google Patents
晶圆键合保持方法 Download PDFInfo
- Publication number
- CN117810109B CN117810109B CN202410228543.2A CN202410228543A CN117810109B CN 117810109 B CN117810109 B CN 117810109B CN 202410228543 A CN202410228543 A CN 202410228543A CN 117810109 B CN117810109 B CN 117810109B
- Authority
- CN
- China
- Prior art keywords
- pressure
- wafer
- coefficient
- bonding
- characterization
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Active
Links
- 238000000034 method Methods 0.000 title claims abstract description 47
- 230000008859 change Effects 0.000 claims abstract description 65
- 230000005496 eutectics Effects 0.000 claims abstract description 53
- 238000010438 heat treatment Methods 0.000 claims abstract description 29
- 230000008569 process Effects 0.000 claims abstract description 26
- 235000012431 wafers Nutrition 0.000 claims description 87
- 238000012512 characterization method Methods 0.000 claims description 58
- 239000010410 layer Substances 0.000 claims description 44
- 238000000518 rheometry Methods 0.000 claims description 20
- 239000002356 single layer Substances 0.000 claims description 18
- 239000012530 fluid Substances 0.000 claims description 17
- 230000000875 corresponding effect Effects 0.000 claims description 8
- 230000002596 correlated effect Effects 0.000 claims description 6
- 238000001514 detection method Methods 0.000 claims description 6
- 238000003825 pressing Methods 0.000 claims description 6
- 230000001105 regulatory effect Effects 0.000 claims description 6
- 238000007689 inspection Methods 0.000 claims description 3
- 230000009467 reduction Effects 0.000 claims description 3
- 238000012423 maintenance Methods 0.000 claims 4
- 239000000463 material Substances 0.000 abstract description 9
- 238000009792 diffusion process Methods 0.000 abstract description 8
- 230000000694 effects Effects 0.000 abstract description 4
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 8
- 239000007788 liquid Substances 0.000 description 5
- 230000003044 adaptive effect Effects 0.000 description 4
- 238000012937 correction Methods 0.000 description 4
- 238000002474 experimental method Methods 0.000 description 3
- 239000007791 liquid phase Substances 0.000 description 3
- 230000007246 mechanism Effects 0.000 description 3
- 239000000853 adhesive Substances 0.000 description 2
- 230000001070 adhesive effect Effects 0.000 description 2
- 238000006243 chemical reaction Methods 0.000 description 2
- 230000003247 decreasing effect Effects 0.000 description 2
- 238000005516 engineering process Methods 0.000 description 2
- 239000003292 glue Substances 0.000 description 2
- 238000012986 modification Methods 0.000 description 2
- 230000004048 modification Effects 0.000 description 2
- 238000006467 substitution reaction Methods 0.000 description 2
- 241000252254 Catostomidae Species 0.000 description 1
- 229910000599 Cr alloy Inorganic materials 0.000 description 1
- 229910000676 Si alloy Inorganic materials 0.000 description 1
- OFLYIWITHZJFLS-UHFFFAOYSA-N [Si].[Au] Chemical compound [Si].[Au] OFLYIWITHZJFLS-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000000788 chromium alloy Substances 0.000 description 1
- RZVXOCDCIIFGGH-UHFFFAOYSA-N chromium gold Chemical compound [Cr].[Au] RZVXOCDCIIFGGH-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 238000004891 communication Methods 0.000 description 1
- 238000011161 development Methods 0.000 description 1
- 239000012634 fragment Substances 0.000 description 1
- 239000011521 glass Substances 0.000 description 1
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 description 1
- 238000005259 measurement Methods 0.000 description 1
- 239000000203 mixture Substances 0.000 description 1
- 238000012544 monitoring process Methods 0.000 description 1
- 239000004065 semiconductor Substances 0.000 description 1
- 230000035945 sensitivity Effects 0.000 description 1
- 238000001179 sorption measurement Methods 0.000 description 1
Classifications
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
- H01L22/00—Testing or measuring during manufacture or treatment; Reliability measurements, i.e. testing of parts without further processing to modify the parts as such; Structural arrangements therefor
- H01L22/10—Measuring as part of the manufacturing process
- H01L22/12—Measuring as part of the manufacturing process for structural parameters, e.g. thickness, line width, refractive index, temperature, warp, bond strength, defects, optical inspection, electrical measurement of structural dimensions, metallurgic measurement of diffusions
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
- H01L21/00—Processes or apparatus adapted for the manufacture or treatment of semiconductor or solid state devices or of parts thereof
- H01L21/67—Apparatus specially adapted for handling semiconductor or electric solid state devices during manufacture or treatment thereof; Apparatus specially adapted for handling wafers during manufacture or treatment of semiconductor or electric solid state devices or components ; Apparatus not specifically provided for elsewhere
- H01L21/67005—Apparatus not specifically provided for elsewhere
- H01L21/67011—Apparatus for manufacture or treatment
- H01L21/67121—Apparatus for making assemblies not otherwise provided for, e.g. package constructions
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
- H01L21/00—Processes or apparatus adapted for the manufacture or treatment of semiconductor or solid state devices or of parts thereof
- H01L21/67—Apparatus specially adapted for handling semiconductor or electric solid state devices during manufacture or treatment thereof; Apparatus specially adapted for handling wafers during manufacture or treatment of semiconductor or electric solid state devices or components ; Apparatus not specifically provided for elsewhere
- H01L21/67005—Apparatus not specifically provided for elsewhere
- H01L21/67242—Apparatus for monitoring, sorting or marking
- H01L21/67248—Temperature monitoring
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
- H01L21/00—Processes or apparatus adapted for the manufacture or treatment of semiconductor or solid state devices or of parts thereof
- H01L21/67—Apparatus specially adapted for handling semiconductor or electric solid state devices during manufacture or treatment thereof; Apparatus specially adapted for handling wafers during manufacture or treatment of semiconductor or electric solid state devices or components ; Apparatus not specifically provided for elsewhere
- H01L21/67005—Apparatus not specifically provided for elsewhere
- H01L21/67242—Apparatus for monitoring, sorting or marking
- H01L21/67253—Process monitoring, e.g. flow or thickness monitoring
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
- H01L22/00—Testing or measuring during manufacture or treatment; Reliability measurements, i.e. testing of parts without further processing to modify the parts as such; Structural arrangements therefor
- H01L22/20—Sequence of activities consisting of a plurality of measurements, corrections, marking or sorting steps
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Manufacturing & Machinery (AREA)
- Computer Hardware Design (AREA)
- Microelectronics & Electronic Packaging (AREA)
- Power Engineering (AREA)
- Physics & Mathematics (AREA)
- Condensed Matter Physics & Semiconductors (AREA)
- General Physics & Mathematics (AREA)
- Die Bonding (AREA)
Abstract
本发明涉及晶圆键合领域，尤其涉及一种晶圆键合保持方法，本发明通过预先对用以键合的共晶层进行加热，获取共晶层加热过程中不同时间节点的流变特征，构建流变表征系数随温度变化的流变表征系数变化曲线，并确定特异变化温度区间，根据晶圆键合加压过程中实际温度与特异变化温度区间的对应关系判定是否需调整加压压力，并且，在实际温度处于特异变化温度区间内，计算压力倾向表征系数判定当前加压是否符合预定标准，根据所述压力倾向表征系数对当前加压压力进行修正，考虑共晶层材料随温度变化后流变特征的变化情况，并适应性的调整加压压力，减少共晶层向晶圆外扩散被挤出的问题，保证键合界面强度，保证键合效果。
Description
技术领域
本发明涉及晶圆键合领域，尤其涉及一种晶圆键合保持方法。
背景技术
晶圆键合是指将两片平整的晶圆直接贴合或与中间层贴合后通过加压、加热等外部条件使得两片晶圆间产生结合力，使两表面的键合达到强度，晶圆键合是半导体制造技术集成发展和实用化的关键，相关技术被人们所重视。
例如，中国专利公开号：CN112670215A，公开了一种用于晶圆键合和解键合的装置及晶圆键合和解键合方法，该装置包括：平台和位于平台上的工作台；移动结构，通过移动结构，工作台在平台上能够在第一位置与第二位置之间移动；真空吸附结构，用于吸附设置于工作台上的待键合载片或待解键合晶圆；滴胶结构，用于向待键合载片滴入键合胶；吸盘结构，用于吸附待键合晶圆；驱动结构，用于驱动工作台在第一位置转动；侧向推动结构，用于推动工作台横移预设距离。通过驱动结构驱动工作台旋转，并在旋转过程中滴入键合胶，可以使键合胶更加均匀，通过侧向推动结构推动工作台横移，减小晶圆与工作台上载片的接触面积，更易于解键合，减少解键合过程中的碎片概率。
但是，现有技术中还存在以下问题，
在采用共晶键合时，未考虑共晶层在加热过程中的材料属性变化，在实际情况中，共晶层的材料属性变化为非线性，随着温度的升高，在特定温度区间内部分材料属性会快速变化，影响键合过程，尤其是共晶键合过程中，键合机对于晶圆压力的不匹配容易导致共晶层液相向晶圆外扩散，键合界面均匀性差或强度不佳的问题。
发明内容
为此，本发明提供一种晶圆键合保持方法，用以克服现有技术中未考虑共晶层在加热过程中的材料属性变化，在实际情况中，共晶层的材料属性变化为非线性，随着温度的升高，在特定温度区间内部分材料属性会快速变化，影响键合过程，尤其是共晶键合过程中，键合机对于晶圆压力的不匹配容易导致共晶层液相向晶圆外扩散，键合界面均匀性差或强度不佳的问题。
为实现上述目的，本发明提供一种晶圆键合保持方法，其包括：
步骤S1，对共晶层进行加热，获取共晶层加热过程中不同时间节点的流变特征，所述流变特征包括粘度以及流体剪切力；
步骤S2，根据流变特征计算流变表征系数，构建所述流变表征系数随温度变化的流变表征系数变化曲线；
步骤S3，根据所述流变表征系数变化曲线在不同温度区间内斜率变化情况确定特异变化温度区间；
步骤S4，在晶圆键合加压过程中，实时检测晶圆的实际温度以及单层晶圆在不同位置所受压力，根据实际温度与特异变化温度区间的对应关系判定是否需调整针对晶圆的加压压力；
步骤S5，在实际温度处于特异变化温度区间内，根据单层晶圆在不同位置所受压力计算压力倾向表征系数，判定当前加压是否符合预定标准，并根据所述压力倾向表征系数对当前针对晶圆的加压压力进行修正。
进一步地，所述步骤S2中，根据公式（1）计算流变表征系数，
公式（1）中，G表示流变表征系数，g表示粘度权重系数，D表示粘度，D0表示预设的粘度标准阈值，r表示流体剪切力权重系数，F表示流体剪切力，F0表示预设的流体剪切力标准阈值。
进一步地，所述步骤S3中，确定特异变化温度区间的过程包括，
计算所述流变表征系数变化曲线在若干温度区间内的平均斜率，并与预设的斜率对比阈值进行对比，
若温度区间内的平均斜率大于所述斜率对比阈值，则判定所述温度区间为特异变化温度区间。
进一步地，所述步骤S4中，晶圆键合加压过程包括，
通过键合机对至少两个晶圆片进行加压并加热，各所述晶圆片间布置有共晶层。
进一步地，所述步骤S4中，判定是否需调整加压压力包括，
将实际温度与特异变化温度区间下限的差值与预设的差值对比阈值进行对比，若所述差值小于预设的差值阈值，则判定需调整加压压力。
进一步地，所述步骤S4中，调整加压压力包括，
将所述加压压力增大，增大量与所述特异变化温度区间内的平均流变表征系数呈正相关。
进一步地，所述步骤S5中，根据公式（2）计算压力倾向表征系数，
公式（2）中，E表示压力倾向表征系数，n表示检测位置的数量，Fm（i）表示第i检测位置压力值，F0表示各位置所受压力均值。
进一步地，所述步骤S5中，判定当前加压是否符合预定标准的过程包括，
将所述压力倾向表征系数与预设的压力倾向对比阈值进行对比，
若所述压力倾向表征系数大于所述压力倾向对比阈值，
则判定当前加压不符合预定标准。
进一步地，所述步骤S5中，根据所述压力倾向表征系数对当前加压压力进行修正包括，
减小当前加压压力，减小量与所述压力倾向表征系数呈正相关。
进一步地，所述步骤S4中，检测单层晶圆在不同位置所受压力时，针对单层晶圆的检测位置至少为两个。
与现有技术相比，本发明通过预先对用以键合的共晶层进行加热，获取共晶层加热过程中不同时间节点的流变特征，构建流变表征系数随温度变化的流变表征系数变化曲线，并确定特异变化温度区间，根据晶圆键合加压过程中实际温度与特异变化温度区间的对应关系判定是否需调整加压压力，并且，在实际温度处于特异变化温度区间内，计算压力倾向表征系数判定当前加压是否符合预定标准，根据所述压力倾向表征系数对当前加压压力进行修正，考虑共晶层材料随温度变化后流变特征的变化情况，并适应性的调整加压压力，减少共晶层向晶圆外扩散被挤出的问题，保证键合界面强度，保证键合效果。
尤其，本发明通过预先对共晶层进行加热，获取加热过程中共晶层的流变特征，根据流变特征计算流变表征系数，流变表征系数考虑了粘度以及流体剪切力，进而能够表征共晶层加热后的流动或扩散趋势，在实际情况中，共晶层加热后会液相化，随着加热进程，共晶层的流变属性非线性变化，在到达特定阶段后会快速变化，因此，本发明通过流变表征系数构建流变表征系数变化曲线，识别特异变化温度区间，为后续适应性的确定压力调整时机以及调整压力提供数据支持。
尤其，本发明根据实际温度与特异变化温度区间的对应关系判定是否需调整加压压力，在实际情况中，共晶层在升温过程中是逐渐液相化的过程，共晶键合时键合机对晶圆所施加压力并不高，在加热初期，共晶层具备一定强度，随着加热向液相转化，在过程中，特异变化温度区间内，共晶层的流变特征会变化较快，因此，本发明识别该特定过程，提前适应性的调整加压压力，进而适应流变特征的快速变化，使得共晶界面贴合，在保证一定强度下，减少压力的不匹配容易导致共晶层液相向晶圆外扩散的问题，保证键合效果。
尤其，本发明考虑单层晶圆在不同位置所受压力计算压力倾向表征系数，在进入特异变化温度区间内时，共晶层的流变特征快速变化，不适宜的压力容易导致共晶层液相向晶圆外扩散，进而对于夹持晶圆的受力点产生一定反馈，因此，本发明通过计算压力倾向表征系数，适应性的修正当前加压压力，进而，减少晶层液相向晶圆外扩散的问题，保证键合效果。
附图说明
图1为发明实施例的晶圆键合保持方法步骤示意图；
图2为发明实施例的针对识别特异变化温度区间的逻辑框图；
图3为发明实施例的针对判定是否需调整针对晶圆的加压压力的逻辑框图；
图4为发明实施例的针对判定当前加压是否符合预定标准的逻辑框图。
具体实施方式
为了使本发明的目的和优点更加清楚明白，下面结合实施例对本发明作进一步描述；应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用于解释本发明，并不用于限定本发明。
下面参照附图来描述本发明的优选实施方式。本领域技术人员应当理解的是，这些实施方式仅仅用于解释本发明的技术原理，并非在限制本发明的保护范围。
需要说明的是，在本发明的描述中，术语“上”、“下”、“左”、“右”、“内”、“外”等指示的方向或位置关系的术语是基于附图所示的方向或位置关系，这仅仅是为了便于描述，而不是指示或暗示所述装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。
此外，还需要说明的是，在本发明的描述中，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域技术人员而言，可根据具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。
请参阅图1至图4所示，图1为发明实施例的晶圆键合保持方法步骤示意图，图2为发明实施例的针对识别特异变化温度区间的逻辑框图，图3为发明实施例的针对判定是否需调整针对晶圆的加压压力的逻辑框图，图4为发明实施例的针对判定当前加压是否符合预定标准的逻辑框图，本发明的晶圆键合保持方法包括：
步骤S1，对共晶层进行加热，获取共晶层加热过程中不同时间节点的流变特征，所述流变特征包括粘度以及流体剪切力；
步骤S2，根据流变特征计算流变表征系数，构建所述流变表征系数随温度变化的流变表征系数变化曲线；
步骤S3，根据所述流变表征系数变化曲线在不同温度区间内斜率变化情况确定特异变化温度区间；
步骤S4，在晶圆键合加压过程中，实时检测晶圆的实际温度以及单层晶圆在不同位置所受压力，根据实际温度与特异变化温度区间的对应关系判定是否需调整针对晶圆的加压压力；
步骤S5，在实际温度处于特异变化温度区间内，根据单层晶圆在不同位置所受压力计算压力倾向表征系数，判定当前加压是否符合预定标准，并根据所述压力倾向表征系数对当前针对晶圆的加压压力进行修正。
具体而言，本发明对共晶层的具体成分构造不做限定，本领域技术人员可根据具体需求进行更换，例如，常用的金硅合金、金铬合金，此为现有技术，不再赘述。
具体而言，本发明对键合机的具体结构不做限定，其只需能固定晶圆，并对晶圆进行加压、升温即可，例如，键合机的主要部件为键合头在键合过程中，晶圆或其他材料需要被稳固地夹持，以确保键合的准确性和稳定性，键合头通常由可调节的夹持机构组成，可以根据需要调整夹持力度和夹持位置，夹持机构通常采用多个真空吸盘，此为现有技术，不再赘述。
具体而言，通常，夹持机构的真空吸盘设置有多个，在本实施例中在真空吸盘上设置受力传感器，以检测真空吸盘所受反馈力，将真空吸盘所受反馈力作为晶圆在对应位置的受力，当然，受力传感器的监测敏感度需满足需求，能监测压力的较小变化，此为现有技术，不再赘述。
具体而言，本发明对测定粘度以及流体剪切力的具体方式不做限定，本领域技术人员可选用对应的测定设备测定，此为现有技术，不再赘述。
具体而言，本发明对检测晶圆温度的具体方式不做限定，在同一个加热环境中，晶圆温度与其中共晶层的温度接近，在实际情况中，键合机能够检测加热时的温度，此为现有技术，不再赘述。
具体而言，所述步骤S2中，根据公式（1）计算流变表征系数，
公式（1）中，G表示流变表征系数，g表示粘度权重系数，D表示粘度，D0表示预设的粘度标准阈值，r表示流体剪切力权重系数，F表示流体剪切力，F0表示预设的流体剪切力标准阈值。
在本实施例中，g设定为0.65，r设定为0.35。
粘度标准阈值D0以及流体剪切力标准阈值F0为预先设定所得，其中，预先对若干样本进行若干次实验，包括进行步骤S1，测定并记录流变特征，根据记录数据计算粘度平均值ΔD以及流体剪切力平均值ΔF，设定D0=ΔD，F0=ΔF。
具体而言，所述步骤S3中，确定特异变化温度区间的过程包括，
计算所述流变表征系数变化曲线在若干温度区间内的平均斜率，并与预设的斜率对比阈值进行对比，
若温度区间内的平均斜率大于所述斜率对比阈值，则判定所述温度区间为特异变化温度区间。
在本实施例中，斜率对比阈值K0为预先设定所得，其中，预先对若干样本进行若干次实验，包括进行步骤S1以及步骤S2，构建若干流变表征系数变化曲线，求解各流变表征系数变化曲线的平均斜率，并求解平均斜率的平均值ΔK，设定K0=ΔK×α，α表示偏移系数，1.25＜α＜1.5。
为使得温度变化具备数据表征性，温度区间的长度可以在[20℃，50℃]内选定。
本发明通过预先对共晶层进行加热，获取加热过程中共晶层的流变特征，根据流变特征计算流变表征系数，流变表征系数考虑了粘度以及流体剪切力，进而能够表征共晶层加热后的流动或扩散趋势，在实际情况中，共晶层加热后会液相化，随着加热进程，共晶层的流变属性非线性变化，在到达特定阶段后会快速变化，因此，本发明通过流变表征系数构建流变表征系数变化曲线，识别特异变化温度区间，为后续适应性的确定压力调整时机以及调整压力提供数据支持。
具体而言，所述步骤S4中，晶圆键合加压过程包括，
通过键合机对至少两个晶圆片进行加压并加热，各所述晶圆片间布置有共晶层。
具体而言，所述步骤S4中，判定是否需调整加压压力包括，
将实际温度与特异变化温度区间下限的差值与预设的差值对比阈值进行对比，若所述差值小于预设的差值阈值，则判定需调整加压压力。
具体而言，在本实施例中，差值阈值在区间[10℃，25℃]内选定。
具体而言，所述步骤S4中，调整加压压力包括，
将所述加压压力增大，增大量与所述特异变化温度区间内的平均流变表征系数呈正相关。
在本实施例中，提供调整温度变化区间的调整方式，
将平均流变表征系数ΔG与预设的第一流变对比系数G1以及第二流变对比系数G2进行对比，
若ΔG＞G2，增大第一压力值Fe1，设定Fe1=f1×Fe0；
若G1≤ΔG≤G2，增大第二压力值Fe2，Fe2=f2×Fe0；
若ΔG≤G1，增大第三压力值Fe3，Fe3=f3×Fe0；
其中，f1表示第一调整系数，f2表示第二调整系数，f3表示第三调整系数，Fe0表示当前压力，0.05＜f3＜0.1＜f2＜0.15＜f1＜0.2。
G1以及G2为预先设定所得，其中，预先对若干样本进行若干次实验，包括进行步骤S1、步骤S2以及步骤S3，构建若干流变表征系数变化曲线，确定特异变化温度区间，求解特异变化温度区间中的平均流变表征系数并记录，求解各平均流变表征系数的平均值ΔG，设定G1=1.15ΔG，设定G2=1.3ΔG。
本发明根据实际温度与特异变化温度区间的对应关系判定是否需调整加压压力，在实际情况中，共晶层在升温过程中是逐渐液相化的过程，共晶键合时键合机对晶圆所施加压力并不高，在加热初期，共晶层具备一定强度，随着加热向液相转化，在过程中，特异变化温度区间内，共晶层的流变特征会变化较快，因此，本发明识别该特定过程，提前适应性的调整加压压力，进而适应流变特征的快速变化，使得共晶界面贴合，在保证一定强度下，减少压力的不匹配容易导致共晶层液相向晶圆外扩散的问题，保证键合效果。
具体而言，所述步骤S5中，根据公式（2）计算压力倾向表征系数，
公式（2）中，E表示压力倾向表征系数，n表示检测位置的数量，Fm（i）表示第i检测位置压力值，F0表示各位置所受压力均值。
具体而言，所述步骤S5中，判定当前加压是否符合预定标准的过程包括，
将所述压力倾向表征系数与预设的压力倾向对比阈值进行对比，
若所述压力倾向表征系数大于所述压力倾向对比阈值，
则判定当前加压不符合预定标准。
在本实施例中，压力倾向对比阈值E0在区间[0.05，0.2]之间选定
具体而言，所述步骤S5中，根据所述压力倾向表征系数对当前加压压力进行修正包括，
减小当前加压压力，减小量与所述压力倾向表征系数呈正相关。
将压力倾向表征系数E与预设的第一压力倾向对比阈值E1以及第二压力倾向对比阈值E2进行对比，E1=1.2E0，E2=1.4E0。
若E＞E2，减小第一修正压力值Fd1，设定Fd1=fd1×Fe0；
若E1≤E≤E2，减小第二修正压力值Fd2，Fd2=fd2×Fe0；
若E≤E1，减小第三修正压力值Fd3，Fe3=fd3×Fe0；
其中，fd1表示第一修正系数，fd2表示第二修正系数，fd3表示第三修正系数，Fe0表示初始压力，0.015＜fd3＜0.03＜fd2＜0.045＜fd1＜0.06。
本发明考虑单层晶圆在不同位置所受压力计算压力倾向表征系数，在进入特异变化温度区间内时，共晶层的流变特征快速变化，不适宜的压力容易导致共晶层液相向晶圆外扩散，进而对于夹持晶圆的受力点产生一定反馈，因此，本发明通过计算压力倾向表征系数，适应性的修正当前加压压力，进而，减少晶层液相向晶圆外扩散的问题，保证键合效果。
所述步骤S4中，检测单层晶圆在不同位置所受压力时，针对单层晶圆的检测位置至少为两个。
至此，已经结合附图所示的优选实施方式描述了本发明的技术方案，但是，本领域技术人员容易理解的是，本发明的保护范围显然不局限于这些具体实施方式。在不偏离本发明的原理的前提下，本领域技术人员可以对相关技术特征做出等同的更改或替换，这些更改或替换之后的技术方案都将落入本发明的保护范围之内。
Claims (8)
1.一种晶圆键合保持方法，其特征在于，包括：
步骤S1，对共晶层进行加热，获取共晶层加热过程中不同时间节点的流变特征，所述流变特征包括粘度以及流体剪切力；
步骤S2，根据流变特征计算流变表征系数，构建所述流变表征系数随温度变化的流变表征系数变化曲线；
步骤S3，根据所述流变表征系数变化曲线在不同温度区间内斜率变化情况确定特异变化温度区间；
步骤S4，在晶圆键合加压过程中，实时检测晶圆的实际温度以及单层晶圆在不同位置所受压力，根据实际温度与特异变化温度区间的对应关系判定是否需调整针对晶圆的加压压力；
步骤S5，在实际温度处于特异变化温度区间内，根据单层晶圆在不同位置所受压力计算压力倾向表征系数，判定当前加压是否符合预定标准，并根据所述压力倾向表征系数对当前针对晶圆的加压压力进行修正；
所述步骤S2中，根据公式（1）计算流变表征系数，
公式（1）中，G表示流变表征系数，g表示粘度权重系数，D表示粘度，D0表示预设的粘度标准阈值，r表示流体剪切力权重系数，F表示流体剪切力，F0表示预设的流体剪切力标准阈值；
所述步骤S5中，根据公式（2）计算压力倾向表征系数，
公式（2）中，E表示压力倾向表征系数，n表示检测位置的数量，Fm（i）表示第i检测位置压力值，F0表示各位置所受压力均值。
2.根据权利要求1所述的晶圆键合保持方法，其特征在于，所述步骤S3中，确定特异变化温度区间的过程包括，
计算所述流变表征系数变化曲线在若干温度区间内的平均斜率，并与预设的斜率对比阈值进行对比，
若温度区间内的平均斜率大于所述斜率对比阈值，则判定所述温度区间为特异变化温度区间。
3.根据权利要求1所述的晶圆键合保持方法，其特征在于，所述步骤S4中，晶圆键合加压过程包括，
通过键合机对至少两个晶圆片进行加压并加热，各所述晶圆片间布置有共晶层。
4.根据权利要求1所述的晶圆键合保持方法，其特征在于，所述步骤S4中，判定是否需调整加压压力包括，
将实际温度与特异变化温度区间下限的差值与预设的差值对比阈值进行对比，若所述差值小于预设的差值阈值，则判定需调整加压压力。
5.根据权利要求1所述的晶圆键合保持方法，其特征在于，所述步骤S4中，调整加压压力包括，
将所述加压压力增大，增大量与所述特异变化温度区间内的平均流变表征系数呈正相关。
6.根据权利要求1所述的晶圆键合保持方法，其特征在于，所述步骤S5中，判定当前加压是否符合预定标准的过程包括，
将所述压力倾向表征系数与预设的压力倾向对比阈值进行对比，
若所述压力倾向表征系数大于所述压力倾向对比阈值，
则判定当前加压不符合预定标准。
7.根据权利要求1所述的晶圆键合保持方法，其特征在于，所述步骤S5中，根据所述压力倾向表征系数对当前加压压力进行修正包括，
减小当前加压压力，减小量与所述压力倾向表征系数呈正相关。
8.根据权利要求1所述的晶圆键合保持方法，其特征在于，所述步骤S4中，检测单层晶圆在不同位置所受压力时，针对单层晶圆的检测位置至少为两个。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN202410228543.2A CN117810109B (zh) | 2024-02-29 | 2024-02-29 | 晶圆键合保持方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN202410228543.2A CN117810109B (zh) | 2024-02-29 | 2024-02-29 | 晶圆键合保持方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| CN117810109A CN117810109A (zh) | 2024-04-02 |
| CN117810109B true CN117810109B (zh) | 2024-05-14 |
Family
ID=90432034
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| CN202410228543.2A Active CN117810109B (zh) | 2024-02-29 | 2024-02-29 | 晶圆键合保持方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| CN (1) | CN117810109B (zh) |
Citations (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2015092525A (ja) * | 2013-11-08 | 2015-05-14 | 株式会社ディスコ | ウエーハの加工方法 |
| EP3340287A1 (en) * | 2016-12-23 | 2018-06-27 | Huawei Technologies Co., Ltd. | Pattern-based temperature measurement for a bonding device and a bonding system |
| CN112670215A (zh) * | 2020-12-31 | 2021-04-16 | 北京中电科电子装备有限公司 | 用于晶圆键合和解键合的装置及晶圆键合和解键合方法 |
| CN114678463A (zh) * | 2022-03-22 | 2022-06-28 | 重庆大学 | 基于热释电效应的异质直接键合技术 |
| CN117316837A (zh) * | 2023-11-29 | 2023-12-29 | 武汉大学 | 晶圆混合键合工艺的真空互联设备及数字孪生系统 |
Family Cites Families (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| SG194935A1 (en) * | 2011-06-06 | 2013-12-30 | Ev Group E Thallner Gmbh | Method and device for determining the pressure distribution for bonding |
| SG11201610966WA (en) * | 2014-07-09 | 2017-01-27 | Agency Science Tech & Res | A method for low temperature bonding of wafers |
| JP6904088B2 (ja) * | 2016-06-30 | 2021-07-14 | 三菱マテリアル株式会社 | 銅／セラミックス接合体、及び、絶縁回路基板 |
| CN109712880A (zh) * | 2018-12-03 | 2019-05-03 | 武汉新芯集成电路制造有限公司 | 一种晶圆键合力的提升方法及增强系统 |
-
2024
- 2024-02-29 CN CN202410228543.2A patent/CN117810109B/zh active Active
Patent Citations (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2015092525A (ja) * | 2013-11-08 | 2015-05-14 | 株式会社ディスコ | ウエーハの加工方法 |
| EP3340287A1 (en) * | 2016-12-23 | 2018-06-27 | Huawei Technologies Co., Ltd. | Pattern-based temperature measurement for a bonding device and a bonding system |
| CN112670215A (zh) * | 2020-12-31 | 2021-04-16 | 北京中电科电子装备有限公司 | 用于晶圆键合和解键合的装置及晶圆键合和解键合方法 |
| CN114678463A (zh) * | 2022-03-22 | 2022-06-28 | 重庆大学 | 基于热释电效应的异质直接键合技术 |
| CN117316837A (zh) * | 2023-11-29 | 2023-12-29 | 武汉大学 | 晶圆混合键合工艺的真空互联设备及数字孪生系统 |
Non-Patent Citations (2)
| Title |
|---|
| 低温圆片键合理论与工艺研究;聂磊;《中国博士学位论文全文数据库信息科技辑》;20090515(第05期);第I135-41页、正文第59-99页 * |
| 大功率LED封装过程的关键技术与装备;胡跃明等;《高技术通讯》;20140531;第24卷(第5期);第506-514页 * |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| CN117810109A (zh) | 2024-04-02 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| US10504756B2 (en) | Wafer processing method and apparatus | |
| US7040955B1 (en) | Chemical-mechanical planarization tool force calibration method and system | |
| KR101389249B1 (ko) | 적층 장치 및 집적 회로 소자의 적층 방법 | |
| US10796961B2 (en) | Method of separating electronic devices having a back layer and apparatus | |
| CN117810109B (zh) | 晶圆键合保持方法 | |
| Dragoi et al. | Adhesive wafer bonding for MEMS applications | |
| Sood et al. | Al-Ge eutectic wafer bonding and bond characterization for CMOS compatible wafer packaging | |
| US11049752B2 (en) | Apparatus and method for calibrating wafer bonding apparatus | |
| JP2011091262A (ja) | プローバおよびプローブ検査方法 | |
| CN116130384A (zh) | 一种半导体晶圆贴膜工艺 | |
| US10388548B2 (en) | Apparatus and method for operating machinery under uniformly distributed mechanical pressure | |
| KR102619328B1 (ko) | 웨이퍼 검사 공정에서 척의 온도를 제어하는 방법 | |
| JP2019129165A (ja) | 接合装置および接合方法 | |
| KR102566228B1 (ko) | 압력감시장치, 수지밀봉장치 및 압력감시방법 | |
| KR101750756B1 (ko) | 코팅제 및 이를 이용한 코팅층의 형성방법 | |
| US9905531B2 (en) | Method for producing composite structure with metal/metal bonding | |
| JP4100649B2 (ja) | チップボンディング装置及びそれにおけるキャリブレーション方法 | |
| US7256065B1 (en) | Methods and fixture for coupling a lid to a support substrate | |
| CN113766994B (zh) | 单面抛光方法 | |
| US7407084B2 (en) | Method for mounting a semiconductor chip onto a substrate | |
| CN113314434B (zh) | 快速热退火设备的腔体的漏氧及温度监控的方法及系统 | |
| Weiqiang et al. | ILD Interlaminar Strength Evaluation for WLCSP | |
| TW202425172A (zh) | 半導體製造裝置及半導體裝置之製造方法 | |
| JP3102234B2 (ja) | ダイボンディング装置 | |
| KR20240065585A (ko) | 기판 접합용 정렬 장치 및 방법 |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| PB01 | Publication | ||
| PB01 | Publication | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| GR01 | Patent grant | ||
| GR01 | Patent grant |