專利名稱：硅片共晶鍵合方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及半導(dǎo)體制造領(lǐng)域，更具體地說，本發(fā)明涉及一種硅片共晶鍵合方法。
背景技術(shù)：
在半導(dǎo)體制造過程中，例如在MEMS,微機(jī)電系統(tǒng)(Micro-Electro-MechanicalSystems)制造過程中，需要對兩個硅片進(jìn)行共晶鍵合。圖1示意性地示出了根據(jù)現(xiàn)有技術(shù)的硅片共晶鍵合方法。具體地說，如圖1所示，在根據(jù)現(xiàn)有技術(shù)的硅片共晶鍵合方法中，在第一待鍵合硅片11的表面沉積(一般物理氣相沉積PVD (Physical Vapor Depos ition)方法沉積)招膜層12，在第二待鍵合硅片21的表面沉積鍺膜層22，然后將第一待鍵合硅片11和第二待鍵合硅片21分別布置在第一加熱板10和第二加熱板20上，并且在第一待鍵合硅片11與第二待鍵合娃片21對齊的情況下,使第一加熱板10和第二加熱板20相對擠壓并且加熱,從而第一待鍵合娃片11的表面上的招膜層12與第二待鍵合娃片21的表面上的鍺膜層22由于加熱加壓而相互熔融，從而第一待鍵合娃片11與第二待鍵合娃片21鍵合在一起。在現(xiàn)有的硅片共晶鍵合方法中，加熱溫度根據(jù)不同金屬溫度不同(比如銅銅間鍵合，鋁鍺鍵合等不同金屬溫度不同)，一般不高于500度，不低于300度(300-500之間)。在上述示例中的鋁鍺鍵合的情況下，加熱溫度介于430-480度之間。因此，在現(xiàn)有的硅片共晶鍵合方法中，需要較高的加熱溫度(過高溫度會對器件已有的金屬層帶來傷害)，同時需要施加較大的壓力，而且需要很長的時間才能完成硅片共晶鍵合，機(jī)臺產(chǎn)能很低。因此，希望提供一種僅需要較低加熱溫度且能夠縮短處理時間即可實(shí)現(xiàn)硅片共晶鍵合的技術(shù)方案。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明所要解決的技術(shù)問題是針對現(xiàn)有技術(shù)中存在上述缺陷，提供一種能夠僅需要較低加熱溫度且能夠縮短處理時間即可實(shí)現(xiàn)硅片共晶鍵合的硅片共晶鍵合方法。為了實(shí)現(xiàn)上述技術(shù)目的，根據(jù)本發(fā)明，提供了 一種硅片共晶鍵合方法，其包括:第一步驟:在第一待鍵合娃片的表面沉積第一金屬層,在第二待鍵合娃片的表面沉積第二金屬層；第二步驟:將第一待鍵合硅片和第二待鍵合硅片分別布置在第一加熱板和第二加熱板上；第三步驟:在第一待鍵合硅片與第二待鍵合硅片對齊的情況下，使所述第一加熱板和所述第二加熱板相對擠壓并且加熱，同時在所述第一加熱板和所述第二加熱板之間施加超聲波，從而使得第一待鍵合硅片的表面上的所述第一金屬層與第二待鍵合硅片的表面上的所述第二金屬層相互熔融，從而使得第一待鍵合硅片與第二待鍵合硅片鍵合在一起。優(yōu)選地，所述第一步驟采用物理氣相沉積方法沉積所述第一金屬層和所述第二金屬層。優(yōu)選地，所述第一金屬層為鋁膜層。優(yōu)選地，所述第二金屬層為鍺膜層。優(yōu)選地，所述第一金屬層為鋁膜層，所述第二金屬層為鍺膜層，而且所述第一加熱板和所述第二加熱板的加熱溫度一般介于200-400度之間。在根據(jù)本發(fā)明的硅片共晶鍵合方法中，因?yàn)橛谐暡ǜ郊?，所以本發(fā)明中加熱板的加熱溫度可以低于現(xiàn)有技術(shù)中的加熱板加熱溫度；而且本發(fā)明中加熱板的加熱溫度根據(jù)超聲波功率可以變化，超聲波功率越大，加熱板溫度可以越低。具體地說，對于鋁鍺鍵合的情況，本發(fā)明中加熱板的加熱溫度一般介于200-400度之間，相對于現(xiàn)有技術(shù)大大降低。而且，在根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的硅片共晶鍵合方法中，由于施加超聲波而提高了加熱效率和鍵合效率，大大提高了鍵合質(zhì)量以及成品質(zhì)量和產(chǎn)率，降低了制造成本。由此，本發(fā)明提供了一種能夠僅需要較低加熱溫度且能夠縮短處理時間即可實(shí)現(xiàn)硅片共晶鍵合的硅片共晶鍵合方法。


結(jié)合附圖，并通過參考下面的詳細(xì)描述，將會更容易地對本發(fā)明有更完整的理解并且更容易地理解其伴隨的優(yōu)點(diǎn)和特征，其中:圖1示意性地示出了根據(jù)現(xiàn)有技術(shù)的硅片共晶鍵合方法。圖2示意性地示出了根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的硅片共晶鍵合方法。需要說明的是，附圖用于說明本發(fā)明，而非限制本發(fā)明。注意，表示結(jié)構(gòu)的附圖可能并非按比例繪制。并且，附圖中，相同或者類似的元件標(biāo)有相同或者類似的標(biāo)號。
具體實(shí)施例方式為了使本發(fā)明的內(nèi)容更加清楚和易懂，下面結(jié)合具體實(shí)施例和附圖對本發(fā)明的內(nèi)容進(jìn)行詳細(xì)描述。圖2示意性地示出了根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的硅片共晶鍵合方法。具體地說，如圖2所示，根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的硅片共晶鍵合方法包括:第一步驟:在第一待鍵合硅片11的表面沉積第一金屬層(例如，鋁膜層12)，在第二待鍵合硅片21的表面沉積第二金屬層(例如，鍺膜層22);優(yōu)選地，所述第一步驟采用物理氣相沉積方法沉積所述第一金屬層和所述第二金屬層；第二步驟:將第一待鍵合硅片11和第二待鍵合硅片21分別布置在第一加熱板10和第二加熱板20上；第三步驟:在第一待鍵合硅片11與第二待鍵合硅片21對齊的情況下，使所述第一加熱板10和所述第二加熱板20相對擠壓并且加熱，同時在如圖2的箭頭所示在所述第一加熱板10和所述第二加熱板20之間施加超聲波(施加超聲波提高加熱效率和鍵合效率)，從而使得第一待鍵合硅片11的表面上的所述第一金屬層(例如，鋁膜層12)與第二待鍵合硅片21的表面上的所述第二金屬層(例如，鍺膜層22)相互熔融，從而使得第一待鍵合硅片11與第二待鍵合硅片21鍵合在一起。在根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的硅片共晶鍵合方法中，因?yàn)橛谐暡ǜ郊樱员景l(fā)明中加熱板的加熱溫度可以低于現(xiàn)有技術(shù)中的加熱板加熱溫度；而且本發(fā)明中加熱板的加熱溫度根據(jù)超聲波功率可以變化，超聲波功率越大，加熱板溫度可以越低。具體地說，對于鋁鍺鍵合的情況，本發(fā)明中加熱板的加熱溫度一般介于200-400度之間，相對于現(xiàn)有技術(shù)大大降低。而且，在根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的硅片共晶鍵合方法中，由于施加超聲波而提高了加熱效率和鍵合效率，大大提高了鍵合質(zhì)量以及成品質(zhì)量和產(chǎn)率，降低了制造成本。由此，本發(fā)明上述優(yōu)選實(shí)施例提供了一種能夠僅需要較低加熱溫度且能夠縮短處理時間即可實(shí)現(xiàn)硅片共晶鍵合的硅片共晶鍵合方法。此外，需要說明的是，除非特別說明或者指出，否則說明書中的術(shù)語“第一”、“第二”、“第三”等描述僅僅用于區(qū)分說明書中的各個組件、元素、步驟等，而不是用于表示各個組件、元素、步驟之間的邏輯關(guān)系或者順序關(guān)系等?？梢岳斫獾氖?，雖然本發(fā)明已以較佳實(shí)施例披露如上，然而上述實(shí)施例并非用以限定本發(fā)明。對于任何熟悉本領(lǐng)域的技術(shù)人員而言，在不脫離本發(fā)明技術(shù)方案范圍情況下，都可利用上述揭示的技術(shù)內(nèi)容對本發(fā)明技術(shù)方案作出許多可能的變動和修飾，或修改為等同變化的等效實(shí)施例。因此，凡是未脫離本發(fā)明技術(shù)方案的內(nèi)容，依據(jù)本發(fā)明的技術(shù)實(shí)質(zhì)對以上實(shí)施例所做的任何簡單修改、等同變化及修飾，均仍屬于本發(fā)明技術(shù)方案保護(hù)的范圍內(nèi)。
權(quán)利要求
1.一種硅片共晶鍵合方法，其特征在于包括: 第一步驟:在第一待鍵合娃片的表面沉積第一金屬層，在第二待鍵合娃片的表面沉積第二金屬層； 第二步驟:將第一待鍵合硅片和第二待鍵合硅片分別布置在第一加熱板和第二加熱板上； 第三步驟:在第一待鍵合硅片與第二待鍵合硅片對齊的情況下，使所述第一加熱板和所述第二加熱板相對擠壓并且加熱，同時在所述第一加熱板和所述第二加熱板之間施加超聲波，從而使得第一待鍵合硅片的表面上的所述第一金屬層與第二待鍵合硅片的表面上的所述第二金屬層相互熔融，從而使得第一待鍵合硅片與第二待鍵合硅片鍵合在一起。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的硅片共晶鍵合方法，其特征在于，所述第一步驟采用物理氣相沉積方法沉積所述第一金屬層和所述第二金屬層。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的硅片共晶鍵合方法，其特征在于，所述第一金屬層為鋁膜層。
4.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的硅片共晶鍵合方法，其特征在于，所述第二金屬層為鍺膜層。
5.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的硅片共晶鍵合方法，其特征在于，所述第一金屬層為鋁膜層，所述第二金屬層為鍺膜層，而且所述第一加熱板和所述第二加熱板的加熱溫度一般介于200-400度之間。
全文摘要
本發(fā)明提供了一種硅片共晶鍵合方法，包括第一步驟在第一待鍵合硅片的表面沉積第一金屬層，在第二待鍵合硅片的表面沉積第二金屬層；第二步驟將第一待鍵合硅片和第二待鍵合硅片分別布置在第一加熱板和第二加熱板上；第三步驟在第一待鍵合硅片與第二待鍵合硅片對齊的情況下，使所述第一加熱板和所述第二加熱板相對擠壓并且加熱，同時在所述第一加熱板和所述第二加熱板之間施加超聲波，從而使得第一待鍵合硅片的表面上的所述第一金屬層與第二待鍵合硅片的表面上的所述第二金屬層相互熔融，從而使得第一待鍵合硅片與第二待鍵合硅片鍵合在一起。
文檔編號B81C3/00GK103107069SQ201310041618
公開日2013年5月15日 申請日期2013年2月1日 優(yōu)先權(quán)日2013年2月1日
發(fā)明者傅榮顥, 馮凱 申請人:上海宏力半導(dǎo)體制造有限公司