專利名稱：一種鍵合后晶圓退火方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及半導(dǎo)體制造領(lǐng)域，尤其涉及一種鍵合后晶圓退火方法。
背景技術(shù)：
晶圓鍵合技術(shù)在微機(jī)電系統(tǒng)(MEMS)，發(fā)光二級(jí)管(LED)，背照式影像傳感器等方面廣泛應(yīng)用，晶圓在鍵合后會(huì)形成的巨大壓力，目前常用的解決方法是在晶圓鍵合后對(duì)其進(jìn)行退火處理。現(xiàn)有的退火方式是，在晶圓鍵合后，將其放入腔體中，然后在時(shí)間段101期間通過(guò)加熱裝置迅速將墻體內(nèi)的溫度加熱到300°c，然后在時(shí)間段102期間再以5°C /min的加熱速率將腔體內(nèi)的溫度繼續(xù)升高至400°C，在時(shí)間段103期間保持腔體內(nèi)400°C，時(shí)間段103通常為一個(gè)小時(shí)，再在時(shí)間段104期間以5°C /min的降溫速率將腔體內(nèi)的溫度降至300°C，然后在時(shí)間段105期間迅速降低腔體內(nèi)的溫度，將腔內(nèi)的溫度降至室溫。現(xiàn)有的這種退火方式雖然在一定程度上降低了在鍵合后形成的巨大壓力，但是由于在退火的過(guò)程中，溫度有室溫升到300°C和有300°C降到室溫的速率過(guò)快，使得在退火的過(guò)程中晶圓容易發(fā)生破片的現(xiàn)象，通常采用現(xiàn)有的退火工藝會(huì)有I 2%的破片產(chǎn)生。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明所要解決的技術(shù)問(wèn)題是提供一種能有效地降低在退火過(guò)程中破片幾率，提高產(chǎn)能的鍵合晶圓退火方法。本發(fā)明解決上述技術(shù)問(wèn)題的技術(shù)方案如下:一種鍵合晶圓退火技術(shù)的優(yōu)化，其特征在于，包括以下步驟:步驟一，將鍵合后的晶圓置于腔體內(nèi)以低于15°C /min的加溫速率從室溫(一般指25攝氏度或者25攝氏度左右)加熱至300°C ；步驟二，將步驟一處理后的晶圓在300°C下保溫I小時(shí)以上；步驟三，將步驟二處理后的晶圓以低于20°C /min的降溫速率降溫至室溫。在上述技術(shù)方案的基礎(chǔ)上，本發(fā)明還可以做如下改進(jìn)。進(jìn)一步，所述的鍵合后晶圓退火在惰性氣體中進(jìn)行，例如在氬氣中進(jìn)行。進(jìn)一步，所述步驟一中的加溫速率低于10°C /min。進(jìn)一步，所述步驟二中的保溫時(shí)間為I至2小時(shí)。進(jìn)一步，所述步驟三中的降溫速率低于15°C /min。本發(fā)明的有益效果是:在退火的過(guò)程中，以較低的速率緩慢升溫和以較低的速率緩慢降溫，在退火工藝的過(guò)程中只需要將溫度升到300°C，基本不用對(duì)現(xiàn)有的設(shè)備進(jìn)行改動(dòng)，整個(gè)退火過(guò)程只需要一次升溫和一次降溫，控制簡(jiǎn)單，操作方便，簡(jiǎn)化了現(xiàn)有退火工藝，并且有效地避免了升溫和降溫的速率過(guò)快導(dǎo)致晶圓的破片，提高了產(chǎn)能。


圖1為現(xiàn)有鍵合后晶圓退火工藝的溫度控制曲線示意圖2為本發(fā)明鍵合后晶圓退火工藝的溫度控制曲線示意圖。
具體實(shí)施例方式以下結(jié)合附圖對(duì)本發(fā)明的原理和特征進(jìn)行描述，所舉實(shí)例只用于解釋本發(fā)明，并非用于限定本發(fā)明的范圍。圖1為現(xiàn)有鍵合后晶圓退火工藝的溫度控制曲線示意圖，現(xiàn)有的對(duì)晶圓的退火過(guò)程中，將鍵合后晶圓置于腔體內(nèi)，在時(shí)間段101期間將腔體內(nèi)的溫度快速升至300°C，在時(shí)間段102期間將腔體內(nèi)的溫度從300°C以5°C /min的速率升至400°C，在時(shí)間段103期間保持腔體內(nèi)溫度為400°C，一般時(shí)間段103為一個(gè)小時(shí)，在時(shí)間段104期間，將腔體內(nèi)的溫度有4000C以5°C /min的速率降至300°C，在時(shí)間段105期間將腔體內(nèi)的溫度快速將為室溫?，F(xiàn)有的退火溫度控制會(huì)使得晶圓由于退火過(guò)程中溫度在時(shí)間段101期間和時(shí)間段105期間變化太快而使得晶圓容易發(fā)生破片現(xiàn)象。圖2為本發(fā)明鍵合后晶圓退火工藝的溫度控制曲線示意圖，根據(jù)現(xiàn)有晶圓退火工藝中存在的問(wèn)題，優(yōu)化了鍵合后晶圓退火工藝，將鍵合后晶圓置于充斥了惰性氣體的腔體后，在時(shí)間段201期間將腔體內(nèi)的溫度有室溫25°C以低于10°C /min的速率升至300°C，在時(shí)間段202期間保持腔體內(nèi)溫度300°C，時(shí)間段202的時(shí)間長(zhǎng)為I至2小時(shí)，在時(shí)間段203期間將腔體內(nèi)的溫度有300°C以低于15°C /min的速率降至室溫。整個(gè)退火工藝過(guò)程中腔體內(nèi)的退火溫度的升降都非常緩慢，有效地避免了鍵合后晶圓在退火過(guò)程中發(fā)生破片現(xiàn)象，并且整個(gè)退火工藝中只需要將溫度升至300°C，整個(gè)過(guò)程也只有一次升溫和一次降溫，退火過(guò)程中溫度控制簡(jiǎn)單，方便操作。以上所述僅為本發(fā)明的較佳實(shí)施例，并不用以限制本發(fā)明，凡在本發(fā)明的精神和原則之內(nèi)，所作的任何修改、等同替換、改進(jìn)等，均應(yīng)包含在本發(fā)明的保護(hù)范圍之內(nèi)。
權(quán)利要求
1.一種鍵合后晶圓退火方法，其特征在于，包括以下步驟: 步驟一，將鍵合后的晶圓置于腔體內(nèi)以低于15°c /min的加溫速率從室溫加熱至300 0C ； 步驟二，將步驟一處理后的晶圓在300°C下保溫I小時(shí)以上； 步驟三，將步驟二處理后的晶圓以低于20°C /min的降溫速率降溫至室溫。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種鍵合后晶圓退火方法，其特征是:所述的鍵合后晶圓退火在惰性氣體中進(jìn)行。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的一種鍵合后晶圓退火方法，其特征是:所述步驟一中的加溫速率低于10°c /min。
4.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的一種鍵合后晶圓退火方法，其特征是:所述步驟二中的保溫時(shí)間為I至2小時(shí)。
5.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的一種鍵合后晶圓退火方法，其特征是:所述步驟三中的降溫速率低于15°C /min。
全文摘要
本發(fā)明涉及半導(dǎo)體制造領(lǐng)域，尤其涉及一種鍵合后晶圓退火方法。本發(fā)明解決上述技術(shù)問(wèn)題的技術(shù)方案如下一種鍵合晶圓退火技術(shù)的優(yōu)化，其特征在于，包括以下步驟步驟一，將鍵合后的晶圓以低于15℃/min的加溫速率從室溫加熱至300℃；步驟二，將步驟一后的晶圓在300℃下保溫1小時(shí)以上；步驟三，將步驟二后的晶圓以低于20℃/min的降溫速率降溫至室溫。本發(fā)明的有益效果是在退火的過(guò)程中，以較低的速率緩慢升溫和以較低的速率緩慢降溫，基本不用對(duì)現(xiàn)有的設(shè)備進(jìn)行改動(dòng)，整個(gè)退火過(guò)程只需要一次升溫和一次降溫，控制簡(jiǎn)單，操作方便，簡(jiǎn)化了現(xiàn)有退火工藝，并且有效地避免了升溫和降溫的速率過(guò)快導(dǎo)致晶圓的破片，提高了產(chǎn)能。
文檔編號(hào)H01L21/324GK103094099SQ201310012670
公開日2013年5月8日 申請(qǐng)日期2013年1月14日 優(yōu)先權(quán)日2013年1月14日
發(fā)明者李平 申請(qǐng)人:陸偉