三維封裝結(jié)構(gòu)的形成方法
【專利摘要】一種三維封裝結(jié)構(gòu)的形成方法，包括：提供具有位于正面的金屬焊盤的兩個鍵合基底，兩個鍵合基底的正面相對間隔設(shè)置；使兩個所述鍵合基底的金屬焊盤的上表面產(chǎn)生感生電荷；找到兩個所述鍵合基底上的感生電荷之間作用力達到最大時兩個所述鍵合基底所對應(yīng)的位置，將所述作用力最大時兩個所述鍵合基底的位置作為對準位置，在所述對準位置將所述兩個鍵合基底上的金屬焊盤對準；對準之后，將所述兩個鍵合基底鍵合在一起。本發(fā)明解決了現(xiàn)有技術(shù)中兩個鍵合基底的對準精度較低的問題。
【專利說明】
三維封裝結(jié)構(gòu)的形成方法
技術(shù)領(lǐng)域
[0001]本發(fā)明涉及半導體技術(shù)領(lǐng)域，特別是涉及一種三維封裝結(jié)構(gòu)的形成方法。
【背景技術(shù)】
[0002]隨著微電子器件高集成度、多功能化的要求，現(xiàn)有的二維封裝技術(shù)難以滿足封裝要求，而三維封裝具有尺寸小、重量輕、減小信號延遲等優(yōu)點，正成為微電子器件封裝的主流技術(shù)。鍵合是實現(xiàn)三維封裝的關(guān)鍵工藝，應(yīng)用于三維封裝的鍵合方法有多種，其中一種為金屬-金屬鍵合?，F(xiàn)有一種利用金屬-金屬鍵合方法形成三維封裝結(jié)構(gòu)的方法包括:
[0003]如圖1所示，提供兩個鍵合基底1，鍵合基底I具有位于正面的金屬焊盤10、以及將相鄰兩金屬焊盤10隔開的絕緣層11 ;將兩個鍵合基底I的正面相對間隔設(shè)置，根據(jù)兩個鍵合基底I上的對準標記(未圖示)機械地移動鍵合基底1，以使兩個鍵合基底I的金屬焊盤10對準；如圖2所示，對準之后，沿與鍵合基底I的正面垂直的方向，機械地移動其中一個鍵合基底I直至兩個鍵合基底I之間的間隔消除，然后將兩個鍵合基底I鍵合在一起，在鍵合過程中，在一定溫度和壓力作用下，兩個鍵合基底I上的金屬焊盤10的界面原子間相互擴散而實現(xiàn)鍵合，使得兩個鍵合基底I固定連接在一起。
[0004]但是，在實際制造過程中發(fā)現(xiàn)，上述三維封裝結(jié)構(gòu)的形成方法存在以下問題:對準時，兩個鍵合基底I根據(jù)對準標記所獲得的對準精度較低；對準之后，在移動其中一個鍵合基底I直至兩個鍵合基底I之間的間隔消除的過程中，該鍵合基底I容易在與移動方向垂直的方向上晃動，使得在兩個鍵合基底I之間的間隔消除的時刻，兩個鍵合基底I的對準精度低于之前對準步驟中所獲得的對準精度。
[0005]隨著微電子器件集成度的提高，金屬焊盤10的尺寸越來越小、密度越來越大、相鄰兩金屬焊盤10之間的距離越來越小。若兩鍵合基底I上的金屬焊盤10的對準精度較低，則很容易出現(xiàn)以下問題:其中一鍵合基底I上的金屬焊盤10不僅與另一鍵合基底I上對應(yīng)的金屬焊盤10接觸電連接，還與該對應(yīng)的金屬焊盤10鄰近的金屬焊盤10接觸電連接，造成短路；其中一鍵合基底I上的金屬焊盤10非?？拷硪绘I合基底I上對應(yīng)的金屬焊盤10鄰近的金屬焊盤10 (兩者未物理接觸)，由于金屬焊盤10中的金屬具有在絕緣層11中擴散的性質(zhì)，故一鍵合基底I上的金屬焊盤10可能會通過擴散在絕緣層11中的金屬、與另一鍵合基底I上對應(yīng)的金屬焊盤10鄰近的金屬焊盤10短路。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0006]本發(fā)明要解決的問題是:現(xiàn)有三維封裝結(jié)構(gòu)的形成方法中兩個鍵合基底的對準精度較低，容易發(fā)生兩個鍵合基底上的金屬焊盤短路的問題。
[0007]為解決上述問題，本發(fā)明提供了一種三維封裝結(jié)構(gòu)的形成方法，包括:
[0008]提供兩個鍵合基底，所述鍵合基底具有位于正面的金屬焊盤，兩個所述鍵合基底的正面相對間隔設(shè)置；
[0009]使兩個所述鍵合基底的金屬焊盤的上表面產(chǎn)生感生電荷；
[0010]找到兩個所述鍵合基底上的感生電荷之間作用力達到最大時兩個所述鍵合基底所對應(yīng)的位置，將所述作用力最大時兩個所述鍵合基底的位置作為對準位置，在所述對準位置將所述兩個鍵合基底上的金屬焊盤對準；
[0011]對準之后，將所述兩個鍵合基底鍵合在一起。
[0012]可選地，找到所述對準位置的方法為:重復(fù)對兩個所述鍵合基底進行對準調(diào)節(jié)的步驟若干次，所述對準調(diào)節(jié)的步驟包括:使其中一個所述鍵合基底平面移動至初對準位置，在所述初對準位置對兩個所述鍵合基底上的感生電荷之間的作用力進行測量，每次所述對準調(diào)節(jié)步驟中的所述初對準位置不同。
[0013]可選地，所述對準調(diào)節(jié)的步驟包括:沿第一方向的對準調(diào)節(jié)、以及沿第二方向的對準調(diào)節(jié)，所述第一方向與第二方向垂直并均與所述背面平行，所述鍵合基底上的金屬焊盤沿所述第一方向、第二方向間隔排列；
[0014]所述沿第一方向的對準調(diào)節(jié)為:使其中一個所述鍵合基底沿所述第一方向移動至初對準位置，在所述初對準位置對兩個所述鍵合基底上的感生電荷之間的作用力進行測量;
[0015]所述沿第二方向的對準調(diào)節(jié)為:使其中一個所述鍵合基底沿所述第二方向移動至初對準位置，在所述初對準位置對兩個所述鍵合基底上的感生電荷之間的作用力進行測量;
[0016]重復(fù)對兩個所述鍵合基底進行對準調(diào)節(jié)的步驟若干次中:首先，重復(fù)所述沿第一方向的對準調(diào)節(jié)若干次，并將所述作用力達到最大值時兩個所述鍵合基底所對應(yīng)的位置作為第一方向上的對準位置；然后，重復(fù)所述沿第二方向的對準調(diào)節(jié)若干次，并將所述作用力達到最大值時兩個所述鍵合基底所對應(yīng)的位置作為第二方向上的對準位置。
[0017]可選地，若干次所述對準調(diào)節(jié)步驟中，定義相鄰的三次所述對準調(diào)節(jié)步驟按照時間先后依次為第一、二、三對準調(diào)節(jié)步驟；
[0018]所述第三對準調(diào)節(jié)步驟中的所述初對準位置位于:所述第一、二對準調(diào)節(jié)步驟中所述作用力較大的步驟所對應(yīng)的所述初對準位置附近。
[0019]可選地，使兩個所述鍵合基底的金屬焊盤的上表面產(chǎn)生感生電荷的方法包括:將所述鍵合基底的背面吸附在靜電吸盤上，使所述金屬焊盤的上表面產(chǎn)生有感生電荷。
[0020]可選地，施加給所述靜電吸盤的電壓絕對值為500V至20000V。
[0021 ] 可選地，兩個所述鍵合基底的金屬焊盤上表面產(chǎn)生的感生電荷電性相同。
[0022]可選地，對準之后，使兩個所述鍵合基底的金屬焊盤上表面產(chǎn)生的感生電荷電性相反，其中一個所述鍵合基底在所述感生電荷的吸引力作用下向另一個所述鍵合基底靠近;
[0023]當兩個所述鍵合基底接觸時，將所述兩個鍵合基底鍵合在一起。
[0024]可選地，所述鍵合基底還具有位于正面的絕緣層，相鄰兩所述金屬焊盤被所述絕緣層隔開。
[0025]可選地，所述金屬焊盤凸出于絕緣層的表面。
[0026]可選地，所述金屬焊盤的凸出高度為50埃至1000埃。
[0027]可選地，所述金屬焊盤的材料為銅。
[0028]與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明的技術(shù)方案具有以下優(yōu)點:
[0029]在本發(fā)明所提供三維封裝結(jié)構(gòu)的形成方法中，將兩個鍵合基底上的金屬焊盤對準時，在兩個鍵合基底的金屬焊盤的上表面產(chǎn)生感生電荷?；趦蓚€鍵合基底在平行于鍵合基底的背面的方向上的相對位置不同時、兩個鍵合基底上的感生電荷之間的作用力不同的原理，找到作用力達到最大時兩個鍵合基底所對應(yīng)的位置，該位置為對準位置。與現(xiàn)有技術(shù)中根據(jù)對準標記來實現(xiàn)兩個鍵合基底對準的方法相比，本發(fā)明技術(shù)方案中兩個鍵合基底的對準精度更高。
【附圖說明】
[0030]圖1是現(xiàn)有用于形成三維封裝結(jié)構(gòu)的兩個鍵合基底的對準示意圖；
[0031]圖2是現(xiàn)有用于形成三維封裝結(jié)構(gòu)的兩個鍵合基底鍵合在一起的示意圖；
[0032]圖3是本發(fā)明的第一實施例中用于形成三維封裝結(jié)構(gòu)的兩個鍵合基底的對準示意圖；
[0033]圖4是本發(fā)明的第一實施例中兩個鍵合基底上的金屬焊盤沿第一方向的對準示意圖；
[0034]圖5是本發(fā)明的第一實施例中兩個鍵合基底上的金屬焊盤沿第二方向的對準示意圖；
[0035]圖6是圖3所不兩個鍵合基底鍵合在一起的不意圖；
[0036]圖7是本發(fā)明的第二實施例中用于形成三維封裝結(jié)構(gòu)的兩個鍵合基底的對準示意圖。
【具體實施方式】
[0037]如前所述，本發(fā)明要解決的技術(shù)問題是:現(xiàn)有三維封裝結(jié)構(gòu)的形成方法中兩個鍵合基底的對準精度較低，容易發(fā)生兩個鍵合基底上的金屬焊盤短路的問題。
[0038]具體地，在本發(fā)明所提供三維封裝結(jié)構(gòu)的形成方法中，將兩個鍵合基底上的金屬焊盤對準時，在兩個鍵合基底的金屬焊盤的上表面產(chǎn)生感生電荷?；趦蓚€鍵合基底在平行于鍵合基底的背面的方向上的相對位置不同時、兩個鍵合基底上的感生電荷之間的作用力不同的原理，找到作用力達到最大時兩個鍵合基底所對應(yīng)的位置，該位置為對準位置。確定出兩個鍵合基底的對準位置之后，可以將兩個鍵合基底鍵合在一起，避免了兩個鍵合基底上的金屬焊盤短路的問題發(fā)生。
[0039]為使本發(fā)明的上述目的、特征和優(yōu)點能夠更為明顯易懂，下面結(jié)合附圖對本發(fā)明的具體實施例做詳細的說明。
[0040]第一實施例
[0041]如圖3所示，提供兩個鍵合基底10，鍵合基底10具有位于正面的金屬焊盤100，兩個鍵合基底10的正面相對間隔設(shè)置，定義兩個鍵合基底10之間的間隔為H。
[0042]鍵合基底10除了具有金屬焊盤100之外，還具有半導體襯底110、以及位于半導體襯底110上的絕緣層120，鍵合基底10上任意相鄰兩金屬焊盤100被絕緣層120隔開。
[0043]兩個鍵合基底10的半導體襯底110上均形成有電路(未圖示)，金屬焊盤100與半導體襯底110上的所述電路電連接。在本實施例中，所述三維封裝結(jié)構(gòu)為CMOS圖像傳感器，其中一個鍵合基底10的半導體襯底110上的電路為感光電路，另一鍵合基底10的半導體襯底110上的電路為數(shù)據(jù)處理電路。在其他實施例中，所述三維封裝結(jié)構(gòu)也可以為其他器件，如 MEMS (Micro-Electro-Mechanical System，微機電系統(tǒng))。
[0044]在本實施例中，半導體襯底110為硅襯底。在其他實施例中，半導體襯底110也可以為其他常用的半導體材料。
[0045]在本實施例中，絕緣層120的材料為氧化硅。在其他實施例中，絕緣層120也可以為其他絕緣材料，如氮化硅、氮氧化硅等等。
[0046]在本實施例中，金屬焊盤100的材料為銅。在其他實施例中，金屬焊盤100也可以為其他金屬材料，如銅合金。
[0047]在本實施例中，金屬焊盤100凸出于絕緣層120的表面。為了在后續(xù)的鍵合步驟中能夠獲得良好的鍵合效果，在本實施例中，金屬焊盤100的凸出高度設(shè)置為50埃至1000埃。在其他實施例中，金屬焊盤100的凸出高度也可以根據(jù)實際需要做其他相適應(yīng)的調(diào)整。在其他實施例中，金屬焊盤100也可以與絕緣層120的表面齊平。
[0048]在本實施例中，兩個鍵合基底10上的金屬焊盤100的尺寸不相同。在其他實施例中，兩個鍵合基底10上的金屬焊盤100的尺寸也可以相同。
[0049]需說明的是，在本步驟中，只要使兩個鍵合基底10的正面相對間隔設(shè)置即可，對于兩個鍵合基底10的金屬焊盤100是否對準并沒有限制要求。
[0050]在本實施例中，在兩個鍵合基底10的正面相對間隔設(shè)置時，鍵合基底10的背面S吸附在載片臺上。在本實施例中，所述載片臺為靜電吸盤20 (e-chuck)。在其他實施例中，所述載片臺也可以為真空吸盤。
[0051]繼續(xù)參照圖3所示，使兩個鍵合基底10的金屬焊盤100的上表面產(chǎn)生感生電荷。
[0052]根據(jù)靜電吸盤20的吸附原理可知，當鍵合基底10的背面S吸附在靜電吸盤20上時，靜電吸盤20有被施加電壓，且鍵合基底10的金屬焊盤100的上表面(即沿鍵合基底10的厚度方向遠離背面S的表面)產(chǎn)生有感生電荷。
[0053]在本實施例中，兩個靜電吸盤20被施加的電壓為同種電壓，均為負電壓，兩個鍵合基底10的金屬焊盤100的上表面產(chǎn)生同種感生電荷，均為負電荷。靜電吸盤20被施加負電壓時，被吸附在靜電吸盤20上的鍵合基底10的背面S產(chǎn)生感生正電荷，金屬焊盤100的上表面產(chǎn)生感生負電荷。
[0054]在其他實施例中，兩個靜電吸盤20被施加的電壓也可以均為正電壓，此時，兩個鍵合基底10的金屬焊盤100的上表面均產(chǎn)生感生正電荷。
[0055]在兩個鍵合基底10的正面相對間隔設(shè)置時，由于兩個鍵合基底10的金屬焊盤100的上表面均產(chǎn)生有感生電荷，故兩個鍵合基底10的感生電荷之間會存在作用力。在本實施例中，由于兩個鍵合基底10的感生電荷為同種電荷，故該作用力為排斥力。
[0056]兩個鍵合基底10上的金屬焊盤100的對準精度不同時，即，兩個鍵合基底10在與背面S平行的方向上的相對位置不同(此時兩個鍵合基底10之間的間隔仍保持為H)時，兩個鍵合基底10之間的所述作用力不相同。當兩個鍵合基底10的對準精度越高時，兩個鍵合基底10之間的所述作用力越大；反之，當兩個鍵合基底10的對準精度越低時，兩個鍵合基底10之間的所述作用力越小。
[0057]基于上述原理，在本發(fā)明的技術(shù)方案中，在兩個鍵合基底10的金屬焊盤100的上表面產(chǎn)生感生電荷之后，找到兩個鍵合基底10上的感生電荷之間作用力達到最大時兩個鍵合基底10所對應(yīng)的位置，將所述作用力最大時兩個鍵合基底10的位置作為對準位置，在所述對準位置將兩個鍵合基底10上的金屬焊盤100對準。S卩，本發(fā)明的技術(shù)方案根據(jù)兩個鍵合基底10之間的所述作用力大小來確定兩個鍵合基底10的金屬焊盤100的對準位置。
[0058]具體地，在本發(fā)明中，重復(fù)對兩個鍵合基底10進行對準調(diào)節(jié)的步驟若干次，所述對準調(diào)節(jié)的步驟包括:使其中一個鍵合基底10平面移動至初對準位置，在所述初對準位置對兩個鍵合基底10上的感生電荷之間的作用力進行測量，每次所述對準調(diào)節(jié)步驟中的所述初對準位置不同，將所述作用力達到最大值時兩個鍵合基底10所對應(yīng)的位置作為對準位置。在本發(fā)明中，鍵合基底10作平面移動是指:鍵合基底10僅做沿與鍵合基底10背面S平行的方向的移動，在其中一個鍵合基底10平面移動的過程中，兩個鍵合基底10的間隔始終保持為H。
[0059]為了確保所獲得的兩個鍵合基底10的金屬焊盤100的對準位置具有較高的精度，重復(fù)對兩個鍵合基底10進行對準調(diào)節(jié)的次數(shù)應(yīng)盡可能的多一些，前后兩次對準調(diào)節(jié)步驟中的所述初對準位置之間的距離應(yīng)盡可能的小一些。
[0060]在每次所述對準調(diào)節(jié)步驟中，均記錄下兩個鍵合基底10的位置、以及在該位置所測量獲得的所述作用力。這樣一來，在重復(fù)對兩個鍵合基底10進行對準調(diào)節(jié)的步驟若干次之后，可以比較各次所述對準調(diào)節(jié)步驟中測量所獲得的作用力的相對大小，并找出最大的所述作用力、以及最大的所述作用力所對應(yīng)的兩個鍵合基底10的位置。
[0061]需說明的是，在本發(fā)明的技術(shù)方案中，對對準調(diào)節(jié)步驟中的所述初對準位置并沒有具體限制，只要使得在所述初對準位置兩個鍵合基底10上的金屬焊盤100不會存在太大的偏離即可。為了使所述初對準位置能夠更為接近所述對準位置，可以根據(jù)兩個鍵合基底10上的對準標記(未圖示)來確定所述初對準位置。
[0062]在本實施例中，若干次所述對準調(diào)節(jié)步驟中，定義相鄰的三次所述對準調(diào)節(jié)步驟按照時間先后依次為第一對準調(diào)節(jié)步驟、第二對準調(diào)節(jié)步驟、第三對準調(diào)節(jié)步驟；所述第三對準調(diào)節(jié)步驟中的所述初對準位置位于:所述第一對準調(diào)節(jié)步驟和第二對準調(diào)節(jié)步驟中所述作用力較大的步驟所對應(yīng)的所述初對準位置附近。即，若所述第一對準調(diào)節(jié)步驟中的所述作用力大于所述第二對準調(diào)節(jié)步驟中的所述作用力，則所述第三對準調(diào)節(jié)步驟中的所述初對準位置位于所述第一對準調(diào)節(jié)步驟中的所述初對準位置附近。反之，若所述第一對準調(diào)節(jié)步驟中的所述作用力小于所述第二對準調(diào)節(jié)步驟中的所述作用力，則所述第三對準調(diào)節(jié)步驟中的所述初對準位置位于所述第二對準調(diào)節(jié)步驟中的所述初對準位置附近。
[0063]這樣一來，若干次所述對準調(diào)節(jié)步驟中，在第一次對準調(diào)節(jié)步驟、以及第二次對準調(diào)節(jié)步驟之后進行的每次所述對準調(diào)節(jié)步驟中的所述初對準位置，都可以根據(jù)前兩次所述對準調(diào)節(jié)步驟中的所述作用力來確定，使得確定的所述初對準位置能夠越來越接近鍵合基底10的對準位置，從而減少了所述對準調(diào)節(jié)步驟的次數(shù)，提高了對準調(diào)節(jié)的效率。
[0064]在本實施例中，所述對準調(diào)節(jié)步驟包括:圖4所示的沿第一方向X的對準調(diào)節(jié)、以及圖5所示的沿第二方向Y的對準調(diào)節(jié)，第一方向X與第二方向Y垂直，并均與鍵合基底10的背面S平行，鍵合基底10上的金屬焊盤100沿第一方向X、第二方向Y間隔排列。
[0065]如圖4所示，所述沿第一方向X的對準調(diào)節(jié)為:使其中一個鍵合基底10沿第一方向X移動至初對準位置，在所述初對準位置對兩個鍵合基底10上的感生電荷之間的作用力進行測量。
[0066]如圖5所示，所述沿第二方向Y的對準調(diào)節(jié)為:使其中一個鍵合基底10沿第二方向Y移動至初對準位置，在所述初對準位置對兩個鍵合基底10上的感生電荷之間的作用力進行測量。
[0067]重復(fù)對兩個鍵合基底10進行對準調(diào)節(jié)的步驟若干次中:首先，重復(fù)沿第一方向X的對準調(diào)節(jié)若干次，并將所述作用力達到最大值時兩個鍵合基底10所對應(yīng)的位置作為第一方向X上的對準位置，即，在執(zhí)行沿第一方向X的對準調(diào)節(jié)步驟時，兩個鍵合基底10在第二方向Y上的位置保持不變；然后，重復(fù)沿第二方向Y的對準調(diào)節(jié)若干次，并將所述作用力達到最大值時兩個鍵合基底10所對應(yīng)的位置作為第二方向Y上的對準位置，即，在執(zhí)行沿第二方向Y的對準調(diào)節(jié)步驟時，兩個鍵合基底10在第一方向X上的位置保持不變。換言之，在本實施例的技術(shù)方案中，首先找出兩個鍵合基底10在第一方向X上的對準位置，然后找出兩個鍵合基底10在第二方向Y上的對準位置。
[0068]若干次所述沿第一方向X的對準調(diào)節(jié)中，在第一次對準調(diào)節(jié)步驟、以及第二次對準調(diào)節(jié)步驟之后進行的每次所述對準調(diào)節(jié)步驟中的所述初對準位置，都可以根據(jù)前兩次所述對準調(diào)節(jié)步驟中的所述作用力來確定，使得確定的所述初對準位置能夠越來越接近鍵合基底10在第一方向X上的對準位置，從而減少了所述沿第一方向X的對準調(diào)節(jié)次數(shù)，提高了對準調(diào)節(jié)的效率。參考圖4，當其中一個鍵合基底10從圖4(a)所示的位置沿第一方向X移動至圖4(b)所示的位置時，該鍵合基底10的位置越來越接近鍵合基底10在第一方向X上的對準位置。
[0069]若干次所述沿第二方向Y的對準調(diào)節(jié)中，在第一次對準調(diào)節(jié)步驟、以及第二次對準調(diào)節(jié)步驟之后進行的每次所述對準調(diào)節(jié)步驟中的所述初對準位置，都可以根據(jù)前兩次所述對準調(diào)節(jié)步驟中的所述作用力來確定，使得確定的所述初對準位置能夠越來越接近鍵合基底10在第二方向Y上的對準位置，從而減少了所述沿第二方向Y的對準調(diào)節(jié)次數(shù)，提高了對準調(diào)節(jié)的效率。參考圖5，當其中一個鍵合基底10從圖5(a)所示的位置沿第二方向Y移動至圖5(b)所示的位置時，該鍵合基底10的位置越來越接近鍵合基底10在第二方向Y上的對準位置。
[0070]重復(fù)沿第一方向X或第二方向Y的對準調(diào)節(jié)若干次中，可以始終移動同一個鍵合基底10，也可以交替地移動兩個鍵合基底10。
[0071]在具體實施例中，重復(fù)沿第一方向X的對準調(diào)節(jié)若干次、以及重復(fù)沿第二方向Y的對準調(diào)節(jié)若干次中，均是始終移動同一個鍵合基底10，即另一個鍵合基底10始終保持靜止不動。在確定兩個鍵合基底10的對準位置過程中:
[0072]首先，移動其中一個鍵合基底10，使其中一個鍵合基底10相對于另一個鍵合基底10在第一方向X上的位置發(fā)生變化，并對兩個鍵合基底10上的感生電荷之間的作用力進行測量。所述作用力達到最大值時，將兩個鍵合基底10所對應(yīng)的位置作為第一方向X上的對準位置，在此位置下，兩個鍵合基底10實現(xiàn)了第一方向X的對準。
[0073]然后，繼續(xù)移動同一個鍵合基底10，使其中一個鍵合基底10相對于另一個鍵合基底10在第二方向Y上的位置發(fā)生變化，并對兩個鍵合基底10上的感生電荷之間的作用力進行測量。所述作用力達到最大值時，將兩個鍵合基底10所對應(yīng)的位置作為第二方向Y上的對準位置，在此位置下，兩個鍵合基底10實現(xiàn)了第二方向Y的對準。
[0074]在實際制造過程中，鍵合基底10上各個金屬焊盤100的凸出高度往往并不一致。將兩個鍵合基底10上的金屬焊盤100對準過程中，在使其中一個鍵合基底10平面移動至初對準位置時，由于兩個鍵合基底10上的金屬焊盤100的感生電荷相反，故當兩個鍵合基底10上較高的金屬焊盤100距離較近時，感生電荷之間的排斥力會構(gòu)成兩個鍵合基底10繼續(xù)靠近的阻力，進而防止發(fā)生兩個鍵合基底10上較高的金屬焊盤100相撞的問題。
[0075]施加給靜電吸盤20的電壓大小會直接影響鍵合基底10的金屬焊盤100上產(chǎn)生的感生電荷，進而影響了兩個鍵合基底10之間的所述作用力大小。經(jīng)研究發(fā)現(xiàn)，若施加給靜電吸盤20的電壓絕對值過小，會導致金屬焊盤100上產(chǎn)生的感生電荷過少，進而造成兩個鍵合基底10之間的所述作用力過小。當兩個鍵合基底10的相對位置發(fā)生變化時，兩個鍵合基底10之間的所述作用力的變化量也會很小，這樣一來，會對所述作用力的測量精度提出更為嚴格的要求。另外，當兩個鍵合基底10之間的所述作用力過小時，對該作用力的測量也變得更為困難。
[0076]經(jīng)研究發(fā)現(xiàn)，當施加給靜電吸盤20的電壓絕對值大于500V時能夠避免上述問題的發(fā)生。當然，施加給靜電吸盤20的電壓絕對值也不能過大，否則會浪費能源，增加成本。在本實施例中，施加給靜電吸盤20的電壓絕對值小于20000V。
[0077]需說明的是，在本發(fā)明的技術(shù)方案中，使鍵合基底10的金屬焊盤100的上表面產(chǎn)生感生電荷的方法并不應(yīng)局限于上述實施例，也可以采用其他方法來使金屬焊盤100的上表面產(chǎn)生感生電荷。例如，可以直接向鍵合基底10施加電壓，以使金屬焊盤100的上表面產(chǎn)生感生電荷。
[0078]在本實施例中，測量兩個鍵合基底10的感生電荷之間的作用力方法為:利用一固定裝置將鍵合基底10的外周面固定住，在鍵合基底10的背面固定一位于鍵合基底10中央位置的立柱，在兩個鍵合基底10的感生電荷之間的作用力作用下，鍵合基底10會產(chǎn)生形變，由于所述立柱的高度(與鍵合基底的正面垂直方向上的尺寸)與所述形變關(guān)聯(lián)、所述形變與所述作用力關(guān)聯(lián)，因此，通過測量所述立柱的高度即能夠獲得所述作用力。當然，在其他實施例中，也可以通過其他方法來測量所述作用力。
[0079]如圖6所示，對準之后，使其中一個鍵合基底10沿與所述正面垂直的方向移動，將兩個鍵合基底10鍵合在一起，以形成三維封裝結(jié)構(gòu)。
[0080]在本實施例中，使其中一個鍵合基底10沿與所述正面垂直的方向移動的方法為:使兩個鍵合基底10的金屬焊盤100上表面產(chǎn)生的感生電荷電性相反，其中一個鍵合基底10在所述感生電荷的吸引力作用下向另一個鍵合基底10靠近，在兩個鍵合基底10靠近的過程中，感生電荷之間的吸引力能夠引導其中一個鍵合基底10移動，防止該鍵合基底10在與移動方向垂直的方向上晃動，使得在兩個鍵合基底10之間的間隔消除的時刻，兩個鍵合基底10的對準精度與之前對準步驟中所獲得的對準精度保持一致，這樣一來，在將兩個鍵合基底10鍵合在一起之后，能夠避免兩個鍵合基底10上的金屬焊盤100短路的問題發(fā)生。
[0081]第二實施例
[0082]第二實施例與第一實施例之間的區(qū)別在于:在第二實施例中，如圖7所示，兩個靜電吸盤20施加的電壓為異種電壓，其中一個為正電壓、另一個為負電壓，兩個鍵合基底10的金屬焊盤100的上表面產(chǎn)生異種感生電荷，其中一個為正電荷、另一個為負電荷。
[0083]靜電吸盤20被施加正電壓時，被吸附在靜電吸盤20上的鍵合基底10的背面S產(chǎn)生感生負電荷，金屬焊盤100的上表面產(chǎn)生感生正電荷。靜電吸盤20被施加負電壓時，被吸附在靜電吸盤20上的鍵合基底10的背面S產(chǎn)生感生正電荷，金屬焊盤100的上表面產(chǎn)生感生負電荷。
[0084]在本實施例中，由于兩個鍵合基底10的感生電荷為異種電荷，故兩個鍵合基底10上的感生電荷之間的作用力為吸引力。
[0085]在第二實施例中，重復(fù)對兩個鍵合基底10進行對準調(diào)節(jié)的步驟若干次過程可以參考第一實施例，在此不再贅述。
[0086]需說明的是，在第二實施例中，兩個鍵合基底之間的間隔H應(yīng)該保持在安全范圍內(nèi)，以防止兩個鍵合基底10之間會因放電而擊穿。
[0087]在第一、二實施例中，施加給兩個靜電吸盤20的電壓絕對值可以相等，也可以不相等。
[0088]本發(fā)明中，各實施例采用遞進式寫法，重點描述與前述實施例的不同之處，各實施例中的相同部分可以參照前述實施例。
[0089]雖然本發(fā)明披露如上，但本發(fā)明并非限定于此。任何本領(lǐng)域技術(shù)人員，在不脫離本發(fā)明的精神和范圍內(nèi)，均可作各種更動與修改，因此本發(fā)明的保護范圍應(yīng)當以權(quán)利要求所限定的范圍為準。
【主權(quán)項】
1.一種三維封裝結(jié)構(gòu)的形成方法，其特征在于，包括: 提供兩個鍵合基底，所述鍵合基底具有位于正面的金屬焊盤，兩個所述鍵合基底的正面相對間隔設(shè)置； 使兩個所述鍵合基底的金屬焊盤的上表面產(chǎn)生感生電荷； 找到兩個所述鍵合基底上的感生電荷之間作用力達到最大時兩個所述鍵合基底所對應(yīng)的位置，將所述作用力最大時兩個所述鍵合基底的位置作為對準位置，在所述對準位置將所述兩個鍵合基底上的金屬焊盤對準； 對準之后，將所述兩個鍵合基底鍵合在一起。2.如權(quán)利要求1所述的形成方法，其特征在于，找到所述對準位置的方法為: 重復(fù)對兩個所述鍵合基底進行對準調(diào)節(jié)的步驟若干次，所述對準調(diào)節(jié)的步驟包括:使其中一個所述鍵合基底平面移動至初對準位置，在所述初對準位置對兩個所述鍵合基底上的感生電荷之間的作用力進行測量，每次所述對準調(diào)節(jié)步驟中的所述初對準位置不同。3.如權(quán)利要求2所述的形成方法，其特征在于，所述對準調(diào)節(jié)的步驟包括: 沿第一方向的對準調(diào)節(jié)、以及沿第二方向的對準調(diào)節(jié)，所述第一方向與第二方向垂直并均與所述背面平行，所述鍵合基底上的金屬焊盤沿所述第一方向、第二方向間隔排列； 所述沿第一方向的對準調(diào)節(jié)為:使其中一個所述鍵合基底沿所述第一方向移動至初對準位置，在所述初對準位置對兩個所述鍵合基底上的感生電荷之間的作用力進行測量； 所述沿第二方向的對準調(diào)節(jié)為:使其中一個所述鍵合基底沿所述第二方向移動至初對準位置，在所述初對準位置對兩個所述鍵合基底上的感生電荷之間的作用力進行測量； 重復(fù)對兩個所述鍵合基底進行對準調(diào)節(jié)的步驟若干次中:首先，重復(fù)所述沿第一方向的對準調(diào)節(jié)若干次，并將所述作用力達到最大值時兩個所述鍵合基底所對應(yīng)的位置作為第一方向上的對準位置；然后，重復(fù)所述沿第二方向的對準調(diào)節(jié)若干次，并將所述作用力達到最大值時兩個所述鍵合基底所對應(yīng)的位置作為第二方向上的對準位置。4.如權(quán)利要求3所述的形成方法，其特征在于，若干次所述對準調(diào)節(jié)步驟中，定義相鄰的三次所述對準調(diào)節(jié)步驟按照時間先后依次為第一、二、三對準調(diào)節(jié)步驟； 所述第三對準調(diào)節(jié)步驟中的所述初對準位置位于:所述第一、二對準調(diào)節(jié)步驟中所述作用力較大的步驟所對應(yīng)的所述初對準位置附近。5.如權(quán)利要求1所述的形成方法，其特征在于，使兩個所述鍵合基底的金屬焊盤的上表面產(chǎn)生感生電荷的方法包括:將所述鍵合基底的背面吸附在靜電吸盤上，使所述金屬焊盤的上表面產(chǎn)生有感生電荷。6.如權(quán)利要求5所述的形成方法，其特征在于，施加給所述靜電吸盤的電壓絕對值為500V 至 20000V。7.如權(quán)利要求1所述的形成方法，其特征在于，兩個所述鍵合基底的金屬焊盤上表面產(chǎn)生的感生電荷電性相同。8.如權(quán)利要求1所述的形成方法，其特征在于，對準之后，使兩個所述鍵合基底的金屬焊盤上表面產(chǎn)生的感生電荷電性相反，其中一個所述鍵合基底在所述感生電荷的吸引力作用下向另一個所述鍵合基底靠近； 當兩個所述鍵合基底接觸時，將所述兩個鍵合基底鍵合在一起。9.如權(quán)利要求1所述的形成方法，其特征在于，所述鍵合基底還具有位于正面的絕緣層，相鄰兩所述金屬焊盤被所述絕緣層隔開。10.如權(quán)利要求9所述的形成方法，其特征在于，所述金屬焊盤凸出于絕緣層的表面。11.如權(quán)利要求10所述的形成方法，其特征在于，所述金屬焊盤的凸出高度為50埃至1000 埃。12.如權(quán)利要求1至11任一項所述的形成方法，其特征在于，所述金屬焊盤的材料為銅。
【文檔編號】H01L21/68GK105826228SQ201510006918
【公開日】2016年8月3日
【申請日】2015年1月7日
【發(fā)明人】陳福成, 劉堯, 施林波
【申請人】中芯國際集成電路制造(上海)有限公司