[发明专利]晶圆键合力的测试方法

权利要求书

1.一种晶圆键合力的测试方法，其特征在于，包括如下步骤：

S1选取两张晶圆用于制备键合晶圆，其中一张晶圆生长有氧化层，另一张晶圆未生长氧化层；

S2清洗两张晶圆且两张晶圆表面无损伤；

S3对两张晶圆使用自动键合机台进行键合，其中生长有氧化层的晶圆设置在未生长氧化层晶圆的下方，两张晶圆通过等离子体激活后将表面价键打开并且通过对准台面进行对准；

S4通过超声波扫描机对步骤S3中键合后的晶圆进行空洞检测；

S5将键合后的晶圆放置在金属载筐内，通过烘箱或炉管进行退火；

S6在需要测量晶圆键合界面处迅速插刀制造键合裂纹；

S7当晶圆键合裂纹扩展范围稳定后，向晶圆键合裂纹处注入溶液，裂纹处填满溶液后缓慢匀速的拔刀；

S8用超声波扫描仪进行自动扫描，测量键合裂纹距离晶圆边缘的长度；

S9为实现多点键合力测试，重复步骤S6至步骤S9；

S10多点测量进行键合能γ，包括如下公式：

计算多点键合能的平均值包括如下公式：

其中，t为晶圆厚度，y为刀厚度、L为裂纹长度、E为杨氏模型，n为测量键合能的点数。

2.根据权利要求1所述的晶圆键合力的测试方法，其特征在于，所述步骤S1包括如下步骤

S101选取一片晶圆，通过气相沉积的方法生长氧化层，所述氧化层的厚度在1μm至3μm；

S102使用化学机械抛光机台，将步骤S101中的晶圆表面氧化层研磨至0.5μm至2um之间，厚度均匀性在1000A至5000A之间；

S103再选取一张未生长氧化层的晶圆作为键合载片方。

3.根据权利要求1所述的晶圆键合力的测试方法，其特征在于，所述步骤S2包括：

S201使用氨水双氧水和去离子水混合液对步骤S1中的两张晶圆进行清洗；

S202在盐酸双氧水和去离子水混合液中对两张晶圆再次进行清洗；

S203测试两张晶圆表面颗粒度，保证0.12μm颗粒数量小于10颗；

S204测量晶圆翘曲度并保证晶圆翘曲度在0μm至50μm范围内；

S205查看两张晶圆表面有无划伤破损缺陷。

4.根据权利要求1所述的晶圆键合力的测试方法，其特征在于，所述步骤S3中的离子体设置在10瓦至60瓦之间。

5.根据权利要求1所述的晶圆键合力的测试方法，其特征在于，所述步骤S4中，所述超声波扫描机台的参数为：

扫描频率为50赫兹至100赫兹、最大移动速度为1.5m/s、加速度20m/s²、移动重复精度±0.05μm、扫描分辨率在3μm至300μm之间。

6.根据权利要求1所述的晶圆键合力的测试方法，其特征在于，所述步骤S5中，退火的温度设置为300℃至450℃之间，退火时间设置为1小时至3小时之间，退火温度上升或下降速率设为5℃/min，所述烘箱或者炉管内部为氮气或者压缩空气。

7.根据权利要求1所述的晶圆键合力的测试方法，其特征在于，所述步骤S6中的刀选择厚度在0.15mm至0.5mm之间的刀片，可插入长度为1cm至2.5cm，刀片宽度为2cm至4cm。

8.根据权利要求1所述的晶圆键合力的测试方法，其特征在于，所述步骤S7中还需要使用氮气或无尘纸将晶圆表面的溶液去除掉，将干净的晶圆放入自动载片盒中。

9.根据权利要求1所述的晶圆键合力的测试方法，其特征在于，步骤S8中设置分辨率为50μm，测量时间为8min。

10.根据权利要求1所述的晶圆键合力的测试方法，其特征在于，所述步骤S9中，分别选取晶圆的3、6、9、12点钟的是个方位进行键合力测试。