[发明专利]一种晶圆键合加压装置、晶圆键合的方法及晶圆键合设备

说明书

本发明公开了一种晶圆键合加压装置，所述晶圆键合加压装置的压头包括至少两个的子压头；每个所述子压头对待键合晶圆施加压力的区域不相同，使得在加压键合过程中，待键合晶圆的键合前沿点可逐步延伸至所述待键合晶圆的各个边缘。本发明通过将压头分成多个子压头，实现对所述待键合晶圆的不同区域的逐次加压，使得所述待键合晶圆上的键合前沿点逐渐向所述待键合晶圆的边缘延伸，不会在键合过程中在所述待键合晶圆的非边缘处形成气泡，影响成品的键合效果，不会出现某一点压力过高导致所述待键合晶圆破损的情况，提升了最终成品的良品率，降低了一定量成品所需的材料成本。本发明同时还提供了一种具有上述有益效果的晶圆键合的方法及晶圆键合设备。

技术领域

本发明涉及集成电路领域，特别是涉及一种晶圆键合加压装置、晶圆键合的方法及晶圆键合设备。

背景技术

随着集成电路的发展，绝缘体硅(SOI)技术被业界公认为纳米技术时代取代现有单晶硅材料的解决方案之一，是维持摩尔定律走势的一大利器。

SOI材料是SOI技术发展的基础，高质量的SOI材料一直是制约SOI技术进入大规模工业生产的首要因素。近年来，随着SOI材料制备技术的不断成熟，制约SOI技术发展的材料问题正逐步被解决。SOI材料的制备技术归根结底包括两种，即以离子注入为代表的注氧隔离技术(Sepration-by-oxygen implantation,即SIMOX)和晶圆键合技术。

SIMOX技术需要高温离子注入和后续超高温退火，这种技术会对SIMOX材料有损坏。由于材料质量的稳定性没有保证，导致最终成品的良品率下降从而使得成本在增加。晶圆键合技术(Wafer Bonding)是利用两片镜面抛光的、干净的晶圆表面结合在一起。采用晶圆键合与减薄技术形成SOI结构时，不仅具有工艺简单、成本低廉、对器件无损伤等优点，且制备出的SOI材料仍然具有优良特性。但现有晶圆键合技术中，若想要避免高温加工给警员带来的破坏，则需要采用加压键合，现有加压键合方案键合前沿点不可控制，容易由于键合不紧密导致形成气泡，从而使最终成品的良品率下降；虽然点压能解决出现气泡的问题，但由于施力面积太小，难以施加较高的均匀压力，容易造成晶圆的破损最终导致键合失败。

发明内容

本发明的目的是提供一种晶圆键合加压装置、晶圆键合的方法及晶圆键合设备，以解决现有技术中加压过程中压力施加不均，且键合前沿点不可控制，容易形成气泡导致键合不紧密的问题。

为解决上述技术问题，本发明提供一种晶圆键合加压装置，其特征在于，所述晶圆键合加压装置的压头包括至少两个的子压头；

每个所述子压头对待键合晶圆施加压力的区域不相同，使得在加压键合过程中，待键合晶圆的键合前沿点可逐步延伸至所述待键合晶圆的各个边缘。

可选地，在所述晶圆键合加压装置中，所述子压头为嵌套设置的子压头。

可选地，在所述晶圆键合加压装置中，所述子压头为同心子压头。

可选地，在所述晶圆键合加压装置中，所述同心子压头为同心空心圆柱状子压头。

可选地，在所述晶圆键合加压装置中，所述子压头的数量为3至5个。

本发明还提供了一种晶圆键合的方法，包括：

提供待键合晶圆；

在预设温度下，使用上述任一种所述的晶圆键合加压装置对所述待键合晶圆加压，具体操作为依次使用不同子压头逐渐向所述待键合晶圆的边缘加压，使所述待键合晶圆的键合前沿点逐步延伸至所述待键合晶圆的各个边缘；

对经过加压处理的待键合晶圆进行退火处理，得到键合后的晶圆。

可选地，在所述晶圆键合加压装置的制作方法中，所述待键合晶圆在进行加压处理前，还包括：

对所述晶圆进行表面抛光和表面清洁处理。