[发明专利]永久结合晶圆的方法及装置

说明书

本发明涉及一种永久结合晶圆的方法及装置，其中该第二衬底具有最少一个反应层：将该衬底容纳于第一电极与第二电极之间或线圈内，通过对第一接触面施加借助于电极的电容耦合所产生的等离子体而在第一接触面上的储存器形成层中形成储存器，其中在等离子体产生或借助于线圈的电感耦合产生等离子体期间向该第一电极施加与该第二电极的第二频率不同的第一频率，其中在等离子体产生期间在第一发生器产生与第二发生器的第二频率不同的第一频率。此外，本发明涉及一种相应装置。

本申请是申请号为201280074902.9、申请日为2012-07-24、发明名称为“永久结合晶圆的方法及装置”的发明专利申请的分案申请。

技术领域

本发明涉及一种使第一衬底的第一接触面与第二衬底的第二接触面结合的方法及装置。

背景技术

衬底永久或不可逆结合的目的为产生尽可能强且尤其尽可能不可逆的互连，因此要在衬底的两个接触面之间产生高结合力。在现有技术中，存在用于此目的的各种途径及生产方法。

迄今为止遵循的已知生产方法及途径通常产生不可再生或再生可能不佳且几乎不能特别应用于改变的条件的结果。具体来说，目前使用的生产方法通常使用高温(尤其400°C)以便确保可重复结果。

诸如高能量消耗及衬底上存在的结构可能发生破坏的技术问题是因迄今为止高结合力所必需的在某种程度上远高于300°C的高温产生。

其它需求为以下：

-前段工序兼容性。

此定义为在生产主动式电子组件期间的过程兼容性。因此结合过程必须经设计以使得已存在于结构晶圆上的主动式组件(诸如晶体管)在加工期间既不会受不利影响，亦不会被损坏。兼容性准则主要包括某些化学元素（主要存在于CMOS结构中）的纯度及主要受热应力影响的机械负载能力。

-低污染。

-不施加力。

-温度尽可能低，尤其对于具有不同热膨胀系数的材料。

结合力的降低使得处理结构晶圆更谨慎且从而降低由直接机械负载导致的故障机率。

发明内容

因此本发明的目的为设计一种在尽可能低的温度下节约地产生同时以尽可能高的结合力永久结合的方法及装置。

此目的通过如下所述的方案达成。本发明的有利扩展方案在本申请其它公开内容中给出。本申请中给出的特征中的至少两者的所有组合亦属于本发明的构架内。在值范围给定的情况下，位于指示界限内的值亦应被视为作为边界值而公开且将以任何组合要求保护。根据本发明的一种使第一衬底的第一接触面与第二衬底的第二接触面结合的方法，其中所述第二衬底具有最少一个反应层，所述方法具有以下流程：

-将所述衬底容纳于等离子体腔室中或容纳于连接至等离子体腔室的衬底腔室中，其中所述离子体腔室具有至少两个能在不同频率下操作，尤其是在不同频率下操作以产生等离子体的发生器，

-通过将在所述离子体腔室中产生的等离子体施加于所述第一接触面而在该第一接触面上的储存器形成层中形成储存器，

-用第一离析剂或第一组离析剂至少部分填充所述储存器，

-使所述第一接触面与所述第二接触面接触以形成预结合连接，

-通过使所述第一离析剂与所述第二衬底的反应层中所含的第二离析剂反应来至少部分增强所述第一与第二接触面之间永久结合的形成。

所述的方法中所述第一频率是在1MHz与100MHz之间或所述第二频率是在在10kHz与100MHz之间。填在所述储存器中的所述第一离析剂与用于形成所述永久结合的所述第二离析剂反应。所述第一离析剂与所述第二离析剂的反应将所述第一与第二接触面之间的至少一个间隙至少部分地闭合。