專利名稱：晶圓表面修復(fù)方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及集成電路制造領(lǐng)域，特別涉及一種晶圓表面修復(fù)方法。
背景技術(shù)：
鍵合技術(shù)(Bonding Technology)是隨著集成電路和微機械的發(fā)展而出現(xiàn)的一種加工技術(shù)。鍵合是指不利用任何黏合劑，只通過化學(xué)鍵和物理作用將硅片與硅片、硅片與玻璃或其他材料緊密結(jié)合在一起。鍵合界面具有良好的氣密性和長期的穩(wěn)定性，應(yīng)用十分廣泛，是MEMS (Micro Electronic-mechanical System,微電子機械系統(tǒng))封裝中的基本技術(shù)之一。鍵合技術(shù)的使用，可以將不同材料的部件永久的連接為一體，這可以使系統(tǒng)、電路、器件、材料的一體化優(yōu)化設(shè)計成為可能。在大量鍵合器件的研制和生產(chǎn)過程中，為了制造出性能優(yōu)越的器件，雙晶圓之間的相互鍵合工藝被大量運用。在鍵合工藝中，因為雙晶圓之間的鍵合應(yīng)力過大會對晶片表面造成損傷，另外，因為結(jié)合界面不理想、各種污染等因素，使鍵合器件的良品率很低，雖然可以通過優(yōu)化鍵合工藝或者其他管理手段，是的鍵合器件的良率有所提升，但是這些提升的空間都是非常有限的，無法從根本上解決鍵合器件良品率底下的問題。而且失效后的鍵合器件因為晶圓表面無法修復(fù)，而只能廢棄，因而造成很大浪費，嚴(yán)重阻礙了鍵合器件的發(fā)展。為了提高鍵合器件的成品率，在努力減少鍵合應(yīng)力，優(yōu)化結(jié)合界面以及減小污染幾率的同時，必須開發(fā)失效的鍵合器件的晶圓表面修復(fù)方法，以保證大幅度提高器件的成品率。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明提供一種晶圓表面修復(fù)方法，可以完成晶圓表面缺陷的修復(fù)，以有效提高器件尤其是鍵合器件的成品率。為達到上述目的，本發(fā)明提供一種晶圓表面修復(fù)方法，包括提供一表面具有缺陷的晶圓；向所述晶圓的缺陷區(qū)域填充表面修復(fù)材料；以及固化所述表面修復(fù)材料。可選的，所述晶圓的表面缺陷是由鍵合工藝導(dǎo)致的晶圓表面凹坑?？蛇x的，固化所述表面修復(fù)材料的步驟之后，還包括平坦化所述晶圓表面。可選的，平坦化所述晶圓表面的步驟之后，還包括檢測所述晶圓，檢測合格的晶圓進入封裝工藝，檢測不合格的晶圓廢棄處理。優(yōu)選的，當(dāng)所述封裝工藝的最高溫度為250°C 350°C，且修復(fù)區(qū)域的面積大于等于4平方毫米時，所述表面修復(fù)材料為表面平坦化材料和光敏聚酰亞胺的混合修復(fù)材料。 所述表面平坦化材料和光敏聚酰亞胺的體積比為O : I I : 5。優(yōu)選的，當(dāng)所述封裝工藝的最高溫度為250°C 350°C，且修復(fù)區(qū)域的面積大于等于4平方毫米時，所述表面修復(fù)材料為表面平坦化材料和非光敏聚酰亞胺的混合修復(fù)材料。優(yōu)選的，當(dāng)封裝工藝的最高溫度為250°C 350°C，且修復(fù)區(qū)域的面積小于4平方毫米時，所述表面修復(fù)材料為表面平坦化材料、光敏聚酰亞胺或非光敏聚酰亞胺中的一種。優(yōu)選的，當(dāng)封裝工藝的最高溫度為150°C 250°C時，所述表面修復(fù)材料為高溫光阻材料?？蛇x的，向所述晶圓的缺陷區(qū)域填充表面修復(fù)材料之前，還包括清潔所述晶圓表面?？蛇x的，清潔所述晶圓表面步驟中，所使用的清洗材料為乙醇、異丙醇、丙酮或者顯影液中的一種或多種。優(yōu)選的，清潔所述晶圓表面步驟中，當(dāng)所填充材料為表面平坦材料和聚酰亞胺時， 清洗材料為乙醇或者異丙酮。優(yōu)選的，清潔所述晶圓表面步驟中，當(dāng)所填充材料為聚酰亞胺和高溫光阻材料時， 清洗材料為丙酮或者顯影液?？蛇x的，向所述晶圓的缺陷區(qū)域填充表面修復(fù)材料的步驟之前，還包括烘烤所述晶圓?？蛇x的，烘烤所述晶圓的步驟中，溫度范圍為100°C 150°C，時間范圍為30秒 90秒ο可選的，烘烤所述晶圓的步驟中，使用的設(shè)備是溫控電爐或烘箱?？蛇x的，固化所述表面修復(fù)材料步驟中所使用的設(shè)備是高溫爐管。可選的，固化所述表面修復(fù)材料的步驟中，固化溫度范圍為300°C 400°C，固化時間為30min 90min?？蛇x的，固化所述表面修復(fù)材料的步驟中，使用的氣體為惰性氣體。優(yōu)選的，固化所述表面修復(fù)材料的步驟中，使用的氣體為氮氣。本發(fā)明通過向晶圓的缺陷區(qū)域填充表面修復(fù)材料，并固化所述表面修復(fù)材料，從而修復(fù)晶圓，使得鍵合器件在生產(chǎn)流程中失效以后，可以進行表面修復(fù)，表面修復(fù)后的晶圓可以重新進入生產(chǎn)流程，提高了良率水平，降低了生產(chǎn)成本。


圖I為本發(fā)明的晶圓表面修復(fù)方法的流程圖；圖2-圖4為所述晶圓在各步驟的剖面圖。
具體實施例方式為使本發(fā)明的目的、特征更明顯易懂，下面結(jié)合附圖對本發(fā)明的具體實施方式
做進一步的說明。圖I是本發(fā)明晶圓表面修復(fù)方法的流程圖，該方法包括提供一表面具有缺陷的晶圓；向所述晶圓的缺陷區(qū)域填充表面修復(fù)材料；以及固化所述表面修復(fù)材料。
進一步地，固化所述表面修復(fù)材料之后，還包括平坦化所述晶圓表面；以及檢測晶圓，檢測合格的晶圓進入封裝工藝，檢測不合格的晶圓廢棄處理。以下參照圖2至圖4針對實施方式詳細說明本發(fā)明的各步驟。如圖2所示，提供一個失效后的表面具有缺陷11的晶圓10，本實施例中所述缺陷 11是由鍵合工藝導(dǎo)致的晶圓表面凹坑，在本發(fā)明其它具體實施例中，所述缺陷也可以是由其他工藝引起的晶圓表面凹坑缺陷，或者是由其它工藝引起的其它晶圓表面缺陷。接著，根據(jù)封裝工藝的最高溫度的要求，配置表面修復(fù)材料。所述表面修復(fù)材料可以為光敏聚酰亞胺(Polyimide)、非光敏聚酰亞胺、高溫光阻材料以及表面平坦化材料 (Spin on glasses S0G)中的一種或多種。所述高溫光阻材料是指最高耐受溫度為150°C 的光阻材料。具體地，配置表面修復(fù)材料的方法為，在潔凈級100級以下的環(huán)境中進行攪拌混合，將需要的材料按照需要的體積比例進行混合攪拌。因為修復(fù)材料配置是按照體積比例進行的，因此精準(zhǔn)的量具是必須的。表面修復(fù)材料的種類以及各種類之間的比例是根據(jù)后續(xù)工序的最高溫度以及修復(fù)區(qū)域的面積大小來決定的。具體的，封裝工藝的最高溫度為250°C 350°C，且修復(fù)的區(qū)域的面積大于等于4 平方毫米時，所述表面修復(fù)材料為表面平坦化材料和光敏聚酰亞胺的混合修復(fù)材料，或者， 這時的表面修復(fù)材料也可以是表面平坦化材料和非光敏聚酰亞胺的混合修復(fù)材料。優(yōu)選的，選擇表面平坦化材料和光敏聚酰亞胺混合材料作為表面修復(fù)材料，表面平坦化材料和光敏聚酰亞胺的混合體積比例范圍為O : I I : 5。封裝工藝的最高溫度為250°C 350°C，且修復(fù)區(qū)域的面積小于等于4平方毫米時，優(yōu)選的，表面修復(fù)材料為表面平坦化材料、光敏聚酰亞胺或非光敏聚酰亞胺中的一種。封裝工藝的最高溫度在150°C 250°C時，表面修復(fù)材料為高溫光阻材料、光敏聚酰亞胺或非光敏聚酰亞胺中的一種。此種情況下，所述表面修復(fù)材料優(yōu)選為高溫光阻材料。特別的，為了防止配置完成的表面修復(fù)材料變質(zhì)，在配置表面修復(fù)材料步驟完成后72小時內(nèi)，必須進行向所述晶圓10的缺陷11填充表面修復(fù)材料。接著，清潔所述晶圓10表面。采用半導(dǎo)體制造中通常使用的清洗設(shè)備，對所述晶圓進行表面清潔。所使用的清洗材料為乙醇、異丙醇、丙酮或者顯影液中的一種或多種。根據(jù)填充材料的不同，所采用的清潔材料也不同。具體的，填充材料為表面平坦材料和聚酰亞胺時，清潔材料優(yōu)選為乙醇或者異丙醇。填充材料為聚酰亞胺和高溫光阻材料時，清洗材料優(yōu)選為丙酮或者顯影液。為了防止清潔晶圓表面后的晶圓被再次污染，在清潔晶圓表面完成后72小時內(nèi)，必須進行向所述晶圓10的缺陷區(qū)域11填充表面修復(fù)材料。接著，將所述晶圓10置入溫控電爐或烘箱中，進行高溫烘烤去除晶圓10表面殘留的水氣。具體的，烘烤所述晶圓的步驟中，溫度范圍為100°C 250°C，烘烤時間范圍為30 秒 90秒。接著，如圖3所示，利用精準(zhǔn)的滴液工具，向所述晶圓10的缺陷11區(qū)域填充表面修復(fù)材料，用目視檢查或者顯微鏡檢測，確認缺陷11區(qū)域被充分填滿。接著，將所述晶圓10置入聞溫爐管內(nèi)，對所述晶圓10進行固化,完成對表面修復(fù)材料的固化。具體的，固化所述表面修復(fù)材料的步驟中，溫度范圍為300°C 400°C，高溫固化的時間范圍為30min 90min。固化使用的氣體為惰性氣體，如氬器、氦氣等氣體，也可以使用性質(zhì)穩(wěn)定的氮氣，從節(jié)約生產(chǎn)成本的角度考慮，優(yōu)選的采用高純度的氮氣。接著，利用拋光設(shè)備，對所述的晶圓10進行表面平整化，將突出晶圓表面或多余的修復(fù)材料去除，使所述晶圓表面平整化，形成如圖4所示的晶圓修復(fù)后的剖面圖。接著，利用顯微鏡對所述的晶圓，進行檢測確認，檢測合格的晶圓進入后續(xù)的封裝工藝，檢測不合格的晶圓直接廢棄。至此，就完成了對失效鍵合器件晶圓表面的修復(fù)，利用上述修復(fù)方法，修復(fù)的成功率在95 %以上，可以有效降低鍵合器件失效率，使整體的成品率提高到的90 %以上。另外，將本修復(fù)方法中的配置表面修復(fù)材料步驟和清潔晶圓表面步驟，不分先后順序。應(yīng)當(dāng)理解得是，在各種實施例中，需要保證的是配置表面修復(fù)材料步驟以及清潔晶圓表面步驟到填充表面修復(fù)材料步驟的等待時間配置表面修復(fù)材料完成后在72小時的時間內(nèi)，必須要進行向所述晶圓的缺陷區(qū)域填充表面修復(fù)材料，清潔晶圓表面完成后在72小時的時間內(nèi)，必須要進行向所述晶圓的缺陷區(qū)域填充表面修復(fù)材料。顯然，本領(lǐng)域的技術(shù)人員可以對發(fā)明進行各種改動和變型而不脫離本發(fā)明的精神和范圍。這樣，倘若本發(fā)明的這些修改和變型屬于本發(fā)明權(quán)利要求及其等同技術(shù)的范圍之內(nèi)，則本發(fā)明也意圖包括這些改動和變型在內(nèi)。
權(quán)利要求
1.一種晶圓表面修復(fù)方法，包括提供一表面具有缺陷的晶圓；向所述晶圓的缺陷區(qū)域填充表面修復(fù)材料；以及固化所述表面修復(fù)材料。
2.如權(quán)利要求I所述的方法，其特征在于，所述晶圓的表面缺陷是由鍵合工藝導(dǎo)致的晶圓表面凹坑。
3.如權(quán)利要求I所述的方法，其特征在于，固化所述表面修復(fù)材料的步驟之后，還包括平坦化所述晶圓表面。
4.如權(quán)利要求3所述的方法，其特征在于，平坦化所述晶圓表面的步驟之后，還包括: 檢測所述晶圓，檢測合格的晶圓進入封裝工藝，檢測不合格的晶圓廢棄處理。
5.如權(quán)利要求4所述的方法，其特征在于，當(dāng)所述封裝工藝的最高溫度為250°C 350°C，且修復(fù)區(qū)域的面積大于等于4平方毫米時，所述表面修復(fù)材料為表面平坦化材料和光敏聚酰亞胺的混合修復(fù)材料。
6.如權(quán)利要求5所述的方法，其特征在于，所述表面平坦化材料和光敏聚酰亞胺的體積比為O : I I : 5。
7.如權(quán)利要求4所述的方法，其特征在于，當(dāng)所述封裝工藝的最高溫度為250°C 3500C，且修復(fù)區(qū)域的面積大于等于4平方毫米時，所述表面修復(fù)材料為表面平坦化材料和非光敏聚酰亞胺的混合修復(fù)材料。
8.如權(quán)利要求4所述的方法，其特征在于，當(dāng)封裝工藝的最高溫度為250°C 350°C，且修復(fù)區(qū)域的面積小于4平方毫米時，所述表面修復(fù)材料為表面平坦化材料、光敏聚酰亞胺或非光敏聚酰亞胺中的一種。
9.如權(quán)利要求4所述的方法，其特征在于，當(dāng)封裝工藝的最高溫度為150°C 250°C時， 所述表面修復(fù)材料為高溫光阻材料。
10.如權(quán)利要求4所述的方法，其特征在于，向所述晶圓的缺陷區(qū)域填充表面修復(fù)材料之前，還包括清潔所述晶圓表面。
11.如權(quán)利要求10所述的方法，其特征在于，清潔所述晶圓表面步驟中，所使用的清洗材料為乙醇、異丙醇、丙酮或者顯影液中的一種或多種。
12.如權(quán)利要求10所述的方法，其特征在于，清潔所述晶圓表面步驟中，當(dāng)所述填充材料為表面平坦材料和聚酰亞胺時，清洗材料為乙醇，丙酮或者異丙醇。
13.如權(quán)利要求10所述的方法，其特征在于，清潔所述晶圓表面步驟中，當(dāng)所述填充材料為聚酰亞胺和高溫光阻材料時，清洗材料為丙酮或者顯影液。
14.如權(quán)利要求I所述的方法，其特征在于，向所述晶圓的缺陷區(qū)域填充表面修復(fù)材料的步驟之前，還包括烘烤所述晶圓。
15.如權(quán)利要求14所述的方法，其特征在于，烘烤所述晶圓的步驟中，溫度范圍為 100°C 150°C，時間范圍為30秒 90秒。
16.如權(quán)利要求14所述的方法，其特征在于，烘烤所述晶圓的步驟中，使用的設(shè)備是溫控電爐或烘箱。
17.如權(quán)利要求I所述的方法，其特征在于，固化所述表面修復(fù)材料步驟中所使用的設(shè)備是高溫爐管。
18.如權(quán)利要求I所述的方法，其特征在于，固化所述表面修復(fù)材料的步驟中，固化溫度范圍為300°C 400°C，固化時間為30min 90min。
19.如權(quán)利要求I所述的方法，其特征在于，固化所述表面修復(fù)材料的步驟中，使用的氣體為惰性氣體。
20.如權(quán)利要求I所述的方法，其特征在于，固化所述表面修復(fù)材料的步驟中，使用的氣體為氮氣。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種晶圓表面修復(fù)方法，包括提供一表面具有缺陷的晶圓；向所述晶圓的缺陷區(qū)域填充表面修復(fù)材料；以及固化所述表面修復(fù)材料。本發(fā)明通過向晶圓的缺陷區(qū)域填充表面修復(fù)材料，并固化所述表面修復(fù)材料，從而修復(fù)晶圓，使得晶圓以及在晶圓上的器件包括鍵合器件在生產(chǎn)流程中失效以后，可以進行表面修復(fù)，表面修復(fù)后的晶圓可以重新進入生產(chǎn)流程，提高了良率水平，降低了生產(chǎn)成本。
文檔編號H01L21/02GK102610497SQ20121010199
公開日2012年7月25日 申請日期2012年4月9日 優(yōu)先權(quán)日2012年4月9日
發(fā)明者徐元俊, 戴學(xué)春, 許毅 申請人:上海先進半導(dǎo)體制造股份有限公司