[发明专利]基板处理装置及包括其的基板绑定系统及基板处理方法

说明书

本发明作为基板处理装置及包括其的基板绑定系统及基板处理方法，公开如下技术：向基板表面供应离子和自由基而营造用于形成羟基(‑OH)的环境，通过离子阻断器过滤离子的同时仅供应自由基，从而在基板表面整体上均匀地形成羟基(‑OH)而能够确保均匀度。

技术领域

本发明作为基板处理装置及包括其的基板绑定系统及基板处理方法，更详细地涉及如下技术：向基板表面供应离子和自由基而营造形成羟基(-OH)的环境，通过离子阻断器过滤离子的同时仅供应自由基，从而在基板表面整体上均匀地形成羟基(-OH)而能够确保均匀度。

背景技术

为了半导体元件的高密度集成化，适用三维层叠技术。与二维集成化技术相比，三维层叠技术飞跃提高每单位面积集成度或缩短配线的长度，能够提高芯片的性能。而且，也可以通过不同元件间的结合而发挥出新的特性。

三维层叠技术大致上有C2C(Chip to Chip)、C2W(Chip to Wafer)、W2W(Wafer toWafer)方式。

W2W层叠方式是将晶圆和晶圆层叠后通过划片(Dicing)过程制造芯片的方式。与C2C方式或C2W方式相比，键合工艺的数量极大地缩减，由此具有利于大批生产的优点。

以往，因各种技术上局限等原因，在半导体制造工艺中适用C2C层叠方式来制造三维叠层半导体，但考虑到大批生产性以及投入产出率，逐渐变化为适用W2W层叠方式的趋势。

尤其，比起只考虑半导体存储器之类单纯通过层叠来提高集成度，当要谋划三维叠层带来的芯片性能的提高时，W2W层叠方式是更有效的选择。

当适用通过等离子体基板处理进行的混合键合(Hybrid Bonding)时，在对基板表面进行等离子体处理工艺的过程中，由于离子(Ion)的影响而在基板表面重复发生羟基(-OH)的生成和破坏。

最终发生如下现象：在完成等离子体处理的基板表面中整体上羟基(-OH)不能均匀地形成或在基板表面生成的羟基(-OH)的量变少。

存在如下问题：随着如此针对基板表面的整体羟基(-OH)分布不能均匀，之后当绑定基板时整体上不能均匀地形成共价键。另外，存在如下问题：由于在基板表面生成的羟基(-OH)的量不能充足而不能形成充足的共价键，因此整体上基板绑定的结合力变弱。

发明内容

本发明为了解决如上述那样的以往技术的问题而提案，其目的在于提出如下方案：对基板表面营造环境后过滤离子并仅供应自由基，从而在基板表面整体上均匀地形成羟基(-OH)而能够确保均匀度。

尤其，其目的在于解决如下问题：当以往技术时，在对基板表面进行等离子体处理工艺的过程中，由于离子(Ion)的影响而在基板上面重复发生羟基(-OH)的生成和破坏，由此最终在完成等离子体处理的基板表面中羟基(-OH)不能均匀。

另外，其目的在于解决如下问题：随着针对基板表面的整体羟基(-OH)分布不能均匀，之后当绑定基板时整体上不能均匀地形成共价键。

进而，解决如下问题：由于在基板表面生成的羟基(-OH)的量不能充足而不能形成充足的共价键，因此整体上基板绑定的结合力变弱。

本发明的目的不限于前述，未提及的本发明的其它目的以及优点可以通过下面的说明得到理解。

可以是，用于解决上述课题的根据本发明的基板处理方法的一实施例包括：环境营造步骤，激活等离子体空间并供应工艺气体而营造对基板表面生成羟基(-OH)的环境；选择性自由基提供步骤，激活上等离子体空间并供应工艺气体，通过离子阻断器过滤离子(Ion)并使自由基(Radical)扩散；以及羟基均匀度调节步骤，在所述基板表面的整个区域均匀地生成羟基(-OH)而调节羟基均匀度。

优选地，可以是，所述环境营造步骤激活下等离子体空间而不激活上等离子体空间。