[发明专利]一种石英常温键合方法

说明书

本发明提供一种石英常温键合方法，包括：S100，清洗石英片表面；S200，将两个石英片进行二氧化硅沉积，在石英片表面生成二氧化硅键合膜；S300，对二氧化硅键合膜进行化学机械研磨；S400，使用氢氟酸溶液清洗石英片；S500，使两个石英片的二氧化硅键合膜相互接触并通过键合机键合石英片。本方案能够在常温下高可靠性地实现石英和石英的键合。

技术领域

本发明涉及半导体制造领域，特别涉及一种石英常温键合方法。

背景技术

石英由于其优异的热、力、光以及化学特性被广泛应用于微机电系统器件、光电器件以及微流控器件中。石英与石英的键合作为一种可靠的固体连接方式,受到了各个国家的广泛重视,并在航天、基础科研、强激光等诸多领域得到了广泛应用。

连接石英有多种方法，常见的有光胶方法、热键合法及真空键合法。光胶方法可靠性相对较差。热键合法需要对石英进行加热处理，操作复杂且成品率较低。真空键合法需要将石英放入真空环境进行键合，并且获得的键合强度较弱。由此可见传统键合方式限制了器件的应用范围，所以需要新的有效的键合方式。

申请公布号为CN113488381A的发明专利申请公开了石英与硅的直接键合方法，但在石英与石英的键合时采用石英与硅的直接键合方法会导致石英之间存在大量气泡，即石英片间存在大部分键合不成功的区域，使得石英间的键合效果较差，可见石英与硅的直接键合方法不能直接适用于石英与石英的键合。

发明内容

本发明的目的是为了克服已有技术的缺陷，提出一种石英常温键合方法，能够在常温常压下高可靠性地实现石英和石英的键合。

为实现上述目的，本发明采用以下具体技术方案：

本发明实施例提供的石英常温键合方法，包括：

S100，清洗石英片表面；

S200，将两个所述石英片进行二氧化硅沉积，在所述石英片表面生成二氧化硅键合膜；

S300，对所述二氧化硅键合膜进行化学机械研磨；

S400，使用氢氟酸溶液清洗所述石英片；

S500，使两个所述石英片的所述二氧化硅键合膜相互接触并通过键合机键合所述石英片。

本发明至少能取得如下有益效果：在常温常压下完成石英片间的键合，无需高温条件和真空条件，可靠性高，由于本方案在常温常压条件下完成，可用于多种芯片制作。在石英片研磨后使用氢氟酸溶液对石英片进行清洗，提高石英片间的键合效果，使石英片间不存在未键合的区域或只存在小部分未键合区域。相对传统的光胶方法、热键合和真空键合法，本方案克服传统石英键合技术的缺陷，在常温常压下能够高可靠性地实现石英和石英的键合，不需要任何中间层物质进行辅助连接，也不会损害石英界面光学性能，且采用本方案键合的石英片在键合强度、温度冲击环境及水环境的适应性方面表现出显著优势。

根据本发明的一些实施例，所述S200包括使用化学气相沉积法在所述石英片上沉积所述二氧化硅，所述二氧化硅生成源为正硅酸乙酯。

根据本发明的一些实施例，所述S200中生成的所述二氧化硅键合膜厚度为1微米-3微米。

根据本发明的一些实施例，所述S300包括如下子步骤：

S301将所述石英片置入研磨腔内对所述二氧化硅键合膜进行研磨；

S302将研磨后的所述石英片置入抛光腔中所述二氧化硅键合膜进行抛光；

S303将抛光后的所述石英片置入超声腔中进行超声波清洗；

S304将超声波清洗后的所述石英片置入清洗腔中进行清洗；

S305将清洗后的所述石英片置入所述甩干腔中进行甩干。