專利名稱：減小了疊加失準(zhǔn)的直接接合方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及根據(jù)三維(3D)整合技術(shù)所制造的多層半導(dǎo)體結(jié)構(gòu)或者晶圓的領(lǐng)域， 其中，3D整合技術(shù)用于將由第二晶圓形成的至少一層轉(zhuǎn)印至被稱為最終基板的第一晶圓上，該層對(duì)應(yīng)于第二晶圓的形成有元件(例如，多個(gè)微組件)的部分，第一晶圓可以是原始晶圓，或者可以包括其它對(duì)應(yīng)的元件。
現(xiàn)有技術(shù)具體來講，因?yàn)樵诮o定的層上存在尺寸非常小的大量微組件，所以每個(gè)轉(zhuǎn)印的層 (即，包括該層的各個(gè)晶圓)必須以正確的精度置于最終基板(僅第一晶圓或者已經(jīng)具有其它轉(zhuǎn)印的層)上，以滿足與下部層的大約0.3微米的定位公差。此外，可以在層被轉(zhuǎn)印之后在層上執(zhí)行處理，例如在表面上形成其它微組件、用以露出形成連線的其它微組件等，必須針對(duì)存在于該層上的組件非常精確地執(zhí)行這些處理。通常通過熟知的光刻技術(shù)來形成元件(例如微組件)，光刻技術(shù)主要包括在與要形成微組件的位置相對(duì)應(yīng)的限定區(qū)域內(nèi)照射光敏的基板(例如，在基板上涂覆光刻膠)。通常利用選擇性照射設(shè)備(通常稱為“曝光機(jī)”)來進(jìn)行對(duì)基板的照射，與用于整體照射的設(shè)備不同，選擇性照射設(shè)備在操作中通過由不透明的和透明的區(qū)域形成的掩模僅照射部分的基板，其中，不透明的和透明的區(qū)域用于限定期望復(fù)制在基板上的圖案。照射工具或者曝光機(jī)在盡可能多的位置重復(fù)照射操作，用以照射基板的整個(gè)表面。將層轉(zhuǎn)印至最終基板上涉及在上述類型的第一晶圓和第二晶圓之間進(jìn)行接合 (例如，通過直接接合，也稱為分子黏附)，然后使第二晶圓大體變薄。在接合期間，兩個(gè)晶圓機(jī)械地對(duì)準(zhǔn)。在兩層之間可以觀察到由對(duì)準(zhǔn)缺陷所導(dǎo)致的至少三種主要類型的變形，即， 偏移或移位型變形、旋轉(zhuǎn)型的變形以及放射型的變形(也稱為射出(rim-out)變形，其與以基板的半徑線性地增加的放射狀擴(kuò)張相對(duì)應(yīng))。通常，曝光機(jī)利用補(bǔ)償算法能夠補(bǔ)償這三種缺陷。然而，申請(qǐng)人發(fā)現(xiàn)，鑒于微組件技術(shù)的需要，盡管使用了補(bǔ)償算法，但是在轉(zhuǎn)印之后，如果可以，存在很難形成與轉(zhuǎn)印之前形成的微組件對(duì)準(zhǔn)的輔助的微組件的情況。因?yàn)橥ㄟ^直接接合來進(jìn)行接合，所以除了上述移位型、旋轉(zhuǎn)型和放射型的對(duì)準(zhǔn)缺陷以外，在轉(zhuǎn)印的層中并且在第一晶圓中實(shí)際上會(huì)存在不均勻的變形。正是晶圓的這些不均勻的變形接著導(dǎo)致了失準(zhǔn)現(xiàn)象(也稱為“疊加(overlay) ”)， 現(xiàn)在參照?qǐng)D1來描述這種現(xiàn)象。疊加表現(xiàn)為大約50_大小的缺陷，這明顯小于晶圓在接合時(shí)的對(duì)準(zhǔn)精度。圖1例示了通過在第一晶圓或初始基板410和第二晶圓或最終基板420之間的低壓直接接合所得到的三維結(jié)構(gòu)400，其中，利用用于限定與要產(chǎn)生的微組件相對(duì)應(yīng)的圖案形成區(qū)域的掩模、通過光刻在第一晶圓或初始基板410上形成了第一系列的微組件411。在接合之后，使初始基板410變薄，以去除在微組件411至419的層上面的部分材料，并且微組件421至429的第二層形成在初始基板410的露出的表面上。
然而，即使利用定位工具，一方面的微組件411至419和另一方面的微組件421和 429的某些微組件之間出現(xiàn)了偏移，例如在圖1中所指示的偏移Δη、Δ22、Δ33、Δ44(分別對(duì)應(yīng)于微組件對(duì)411/421、412/422、413/423和414/4 之間所觀察到的偏移)。這些偏移不是源于由基板的不精確組裝所導(dǎo)致的個(gè)別變形(平移、旋轉(zhuǎn)或其組合)。這些偏移源于出現(xiàn)在層中的不均勻變形，不均勻變形是來自當(dāng)將初始基板接合至最終基板的時(shí)候的初始基板。實(shí)際上，這些變形在特定的微組件411至419處導(dǎo)致不均勻、局部移位。因而，在轉(zhuǎn)印后形成在基板的露出表面上的特定微組件421至4 表現(xiàn)出與這些微組件411至419在位置中的變化，所述變化可以是幾百納米或者甚至是微米的數(shù)量級(jí)。如果疊加的幅度在修正之后仍然為例如在50mm和IOOmm之間(取決于應(yīng)用)，則該失準(zhǔn)或者疊加現(xiàn)象會(huì)造成不能使用曝光機(jī)。因此，就算可以的話，也很難對(duì)準(zhǔn)在轉(zhuǎn)印之前所形成的微組件來形成輔助微組件。兩層微組件之間的這種疊加還可以是短路、堆疊中的變形或者在兩層微組件之間的連接缺陷的根源。因而，在轉(zhuǎn)印的微組件是由像素形成的圖像、并且轉(zhuǎn)印后處理步驟的目的是在各個(gè)像素上形成濾色器的情況下，會(huì)觀察到這些像素中的某些不具有色彩功能。因此，如果不控制這種失準(zhǔn)或者疊加效應(yīng)，就會(huì)導(dǎo)致所生產(chǎn)的多層半導(dǎo)體晶圓的品質(zhì)和價(jià)值的下降。因?yàn)閷?duì)于微組件的小型化和其在每層上的集成密度的需要一直在增加，所以該效應(yīng)的影響變得越發(fā)嚴(yán)重。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是提供一種減少在通過直接接合對(duì)兩個(gè)晶圓進(jìn)行接合之后的疊加效應(yīng)的出現(xiàn)的解決方案。為此，本發(fā)明提供了一種將在接合之前具有本征曲率的第一晶圓直接接合至在接合之前具有本征曲率的第二晶圓的方法，這兩個(gè)晶圓中的至少一個(gè)至少包括一系列的微組件，該方法包括使兩個(gè)晶圓彼此接觸以便在兩個(gè)晶圓之間開始傳播接合波的至少一個(gè)步驟，其特征在于，在接觸步驟期間，將旋轉(zhuǎn)拋物面形式的預(yù)定接合曲率施加在兩個(gè)晶圓中的一個(gè)上，所述接合曲率至少取決于包括一系列微組件的晶圓的接合之前的本征曲率，另一晶圓自由地順應(yīng)于所述預(yù)定接合曲率。如以下將要具體解釋的，通過在接合晶圓時(shí)根據(jù)包括微組件的層的旋轉(zhuǎn)拋物面形式的本征曲率來控制晶圓的曲率，能夠在接合中以及接合之后控制該晶圓中所包括的變形，使得變形基本上是放射型的(即，均勻變形)，也就是說，可以由在制造微組件時(shí)曝光機(jī)型的裝置所使用的算法來校正的變形。根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)方面，在將晶圓接合起來之前，該方法包括以下步驟-測(cè)量接合之前各個(gè)晶圓的曲率；以及-計(jì)算預(yù)定接合曲率。根據(jù)本發(fā)明的另一個(gè)方面，當(dāng)只有第一晶圓包括至少一系列的微組件時(shí)，根據(jù)以下等式來計(jì)算旋轉(zhuǎn)拋物面形式的預(yù)定接合曲率KB = Κ1-((Κ2-Κ1)/6)其中，KB是旋轉(zhuǎn)拋物面形式的預(yù)定接合曲率，Kl是接合之前第一晶圓的本征曲率，Κ2是接合之前第二晶圓的本征曲率。
根據(jù)本發(fā)明的另一個(gè)方面，當(dāng)兩個(gè)晶圓都包括至少一系列的微組件時(shí)，根據(jù)以下等式來計(jì)算旋轉(zhuǎn)拋物面形式的預(yù)定接合曲率KB = (Kl+K2)/2其中，KB是旋轉(zhuǎn)拋物面形式的預(yù)定接合曲率，Kl是接合之前第一晶圓的本征曲率，Κ2是接合之前第二晶圓的本征曲率。第一晶圓和第二晶圓尤其可以是直徑300mm的硅晶圓。根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)特定方面，該方法包括以下步驟-分別由第一保持器和第二保持器來保持彼此面對(duì)的第一晶圓和第二晶圓，第一保持器在第一晶圓上施加旋轉(zhuǎn)拋物面形式的預(yù)定接合曲率；-使第一晶圓和第二晶圓彼此相互接觸，以在它們之間開始傳播接合波；以及-在第二晶圓與第一晶圓接觸之前或者接觸期間，從第二保持器上釋放第二晶圓， 使得第二晶圓在接合波傳播期間順應(yīng)于施加在第一晶圓上的旋轉(zhuǎn)拋物面形式的預(yù)定接合曲率。根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)特定實(shí)施方式，通過致動(dòng)安裝在第一保持器上的缸體將旋轉(zhuǎn)拋物面形式的預(yù)定接合曲率施加在第一晶圓上。根據(jù)本發(fā)明的另一個(gè)特定實(shí)施方式，通過插入在第一晶圓和第一保持器之間的薄膜將旋轉(zhuǎn)拋物面形式的預(yù)定接合曲率施加在第一晶圓上，所述薄膜具有與旋轉(zhuǎn)拋物面形式的預(yù)定接合曲率相對(duì)應(yīng)的旋轉(zhuǎn)拋物面形式的曲率。根據(jù)本發(fā)明的另一個(gè)特定實(shí)施方式，由第一保持器將旋轉(zhuǎn)拋物面形式的預(yù)定接合曲率施加在第一晶圓上，第一保持器具有與旋轉(zhuǎn)拋物面形式的預(yù)定接合曲率相對(duì)應(yīng)的旋轉(zhuǎn)拋物面形式的曲率。根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)特定方面，晶圓在其各自的接合面上都包括微組件，其中一個(gè)晶圓的至少一些微組件意圖與另一個(gè)晶圓的至少一些微組件對(duì)準(zhǔn)。本發(fā)明的主題也是用于將在接合之前具有本征曲率的第一晶圓直接接合至在接合之前具有本征曲率的第二晶圓的接合裝置，兩個(gè)晶圓中的至少一個(gè)晶圓包括至少一個(gè)系列的微組件，該裝置包括分別用于保持第一晶圓和第二晶圓的第一保持器和第二保持器， 其特征在于，所述第一保持器包括用于至少根據(jù)包括微組件的層的晶圓在接合之前的本征曲率，將旋轉(zhuǎn)拋物面形式的預(yù)定接合曲率施加在第一晶圓上的裝置，該裝置控制第二保持器以使第二晶圓在與第一晶圓接觸之前或者接觸期間從第二保持器釋放，使得所述第二晶圓在接合波傳播期間順應(yīng)于施加在第一晶圓上的旋轉(zhuǎn)拋物面形式的預(yù)定接合曲率。根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)方面，該裝置包括用于根據(jù)在接合兩個(gè)晶圓中的每一個(gè)之前的本征曲率或者與旋轉(zhuǎn)拋物面形式的預(yù)定接合曲率相對(duì)應(yīng)的曲率半徑，來計(jì)算旋轉(zhuǎn)拋物面形式的預(yù)定接合曲率的處理裝置。然而，這些裝置可以相對(duì)于接合裝置而移動(dòng)。換言之，即使處理裝置與接合裝置分離，該方法也可以奏效。根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)特定實(shí)施方式，第一保持器還包括能夠?qū)⑿D(zhuǎn)拋物面形式的預(yù)定接合曲率施加在第一晶圓上的缸體，根據(jù)與所述旋轉(zhuǎn)拋物面形式的預(yù)定接合曲率相對(duì)應(yīng)的曲率半徑來控制該缸體，該裝置控制第二保持器以使第二晶圓在與第一晶圓接觸之后從第二保持器釋放，使得所述第二晶圓在接合波傳播期間順應(yīng)于施加在第一晶圓上的旋轉(zhuǎn)拋物面形式的預(yù)定接合曲率。
根據(jù)本發(fā)明的另一個(gè)特定實(shí)施方式，第一保持器具有與旋轉(zhuǎn)拋物面形式的預(yù)定接合曲率相對(duì)應(yīng)的曲率，或者該裝置還包括插入在第一晶圓和第一保持器之間的薄膜，所述薄膜具有與旋轉(zhuǎn)拋物面形式的預(yù)定接合曲率相對(duì)應(yīng)的曲率。根據(jù)本發(fā)明的另一個(gè)方面，第一保持器和第二保持器被設(shè)計(jì)為適應(yīng)于所測(cè)直徑為 100mm、150mm、200mm 或者 300mm 的圓形基板。


圖1是示出在通過根據(jù)現(xiàn)有技術(shù)的直接接合將兩個(gè)晶圓進(jìn)行接合之后、在兩個(gè)晶圓的微組件之間的疊加型對(duì)準(zhǔn)缺陷的示意性截面圖；圖2和圖3示出了表現(xiàn)出弓型變形的晶圓；圖4A至圖4C示出了在通過直接接合對(duì)兩個(gè)晶圓進(jìn)行接合之前、期間以及之后所得到的各種曲率；圖5A至圖5F是示出根據(jù)本發(fā)明一個(gè)實(shí)施方式的執(zhí)行直接接合方法來制造三維結(jié)構(gòu)的示意圖；圖6是例示了制造在圖5A至圖5F中所示的三維結(jié)構(gòu)中所使用的步驟的流程圖；圖7A至圖7G是例示了根據(jù)本發(fā)明另一實(shí)施方式的執(zhí)行直接接合方法來制造三維結(jié)構(gòu)的示意圖；圖8是例示了制造在圖7A至圖7G中所示的三維結(jié)構(gòu)中所使用的步驟的流程圖。
具體實(shí)施例方式本發(fā)明適用于兩個(gè)晶圓之間的直接接合，這兩個(gè)晶圓中的至少一個(gè)包括在接合操作之前所制造的微組件。為了簡(jiǎn)化，術(shù)語“微組件”在本文剩余部分將指示由在層上或?qū)觾?nèi)所執(zhí)行的工藝步驟所形成的器件或者任何其它裝置，必須精確地控制其定位。因此，這些器件可以是有源組件或無源組件，具有簡(jiǎn)單的圖案、接觸焊盤或者互連。為了減小上述疊加影響的出現(xiàn)，本發(fā)明提出了通過在接合期間在所述晶圓上施加根據(jù)晶圓的初始曲率或者包含微組件的晶圓的初始曲率所預(yù)先確定的接合曲率，來減小由接合所導(dǎo)致的不均勻變形。在被接合之前，每個(gè)晶圓都具有如在圖2中的晶圓30的情況中是凹的本征曲率， 或者具有如在圖3中的晶圓40的情況中是凸的本征曲率。該曲率決定了晶圓的變形曲率， 在半導(dǎo)體工藝中稱為“弓”。如圖2和圖3所例示的，通常在晶圓的中心處、在其上自由地放置有晶圓的參考平面P(通常是絕對(duì)平面)和晶圓自身之間測(cè)量與距離(偏差)相對(duì)應(yīng)的晶圓的弓ΔΖ。在半導(dǎo)體領(lǐng)域中通常使用的晶圓直徑的范圍內(nèi)(S卩，在幾十毫米至300毫米之間)，以微米為單位來測(cè)量弓，然而由于在半導(dǎo)體領(lǐng)域中所使用的晶圓的曲率非常小、并且導(dǎo)致相對(duì)應(yīng)的曲率半徑非常大，所以通常以πΓ1或者knT1為單位來測(cè)量曲率。圖4A至圖4C示出了在將第一晶圓50 (頂部)接合至支持晶圓60 (底部)之前和之后曲率的變化，這些晶圓分別具有初始曲率Kl和K2，即接合之前的本征曲率(圖4A)。在直接接合期間，將稱為接合曲率的曲率KB施加在兩個(gè)晶圓50和60的一個(gè)上(圖4B)，另一晶圓在接合波(bonding wave)的傳播期間順應(yīng)于施加至第一晶圓上的曲率(下面將進(jìn)行具體的解釋)?？梢酝ㄟ^接合機(jī)器的特定夾具來施加曲率KB (下面將進(jìn)行具體的解釋)，曲率KB僅施加在兩個(gè)晶圓中的一個(gè)上，然而當(dāng)開始接合波的傳播時(shí)，另一晶圓自由地變形， 以便在該傳播期間順應(yīng)于施加在另一晶圓上的曲率。一旦執(zhí)行了接合操作并且將晶圓從其各自的夾具上釋放，由接合的晶圓50和60 的組裝所形成的結(jié)構(gòu)就具有曲率KF，稱為接合后曲率。接合后曲率KF可以從以下公式算出KF= (2(K1+K2)+12KB)/16 (1).ig ^ Τ. Turner ^ Λ W IS ^ "Mechanics of wafer bonding =Effect of clamping"白勺、Journal of Applied Physics, Vol. 95, No. 1， January 1,2004 白勺^1 巾& 出的公式(12)來確定該公式。如上所述，當(dāng)通過直接接合來接合兩個(gè)晶圓(至少其中一個(gè)包括微組件)時(shí)，在包括微組件的晶圓中會(huì)出現(xiàn)不均勻的變形，這些變形在接合之前所形成的微組件與接合之后所形成的微組件之間導(dǎo)致了不良的疊加，可以通過曝光機(jī)型的裝置的補(bǔ)償算法在接合之后形成互補(bǔ)微組件期間來補(bǔ)償這些變形。相反地，如果包括微組件的晶圓在接合之后實(shí)際上僅具有放射狀的變形(即，均勻的變形)，則在接合之后可以通過算法來校正這些變形。因此，本發(fā)明的目的是控制接合后的曲率，使得晶圓或者包括微組件的晶圓在接合之后僅具有可以被校正的放射型變形。在這樣的情況下，即，在預(yù)先形成有微組件且本征曲率為Kl的第一晶圓和沒有微組件且本征曲率為K2的第二晶圓之間，申請(qǐng)人證實(shí)了為了在第一晶圓中僅得到放射型的變形，第一晶圓的變形必須是最小的，并且接合后的曲率KF必須是旋轉(zhuǎn)拋物面的形式。為此，晶圓使初始曲率至少近似為旋轉(zhuǎn)拋物面的形式(具體地是球形，它是旋轉(zhuǎn)拋物面的一個(gè)特例)，使得可以在施加了旋轉(zhuǎn)拋物面的形式的接合曲率之后獲得相似形狀的接合后曲率。眾所周知，旋轉(zhuǎn)拋物面在笛卡兒坐標(biāo)中的方程式表示為x2+y2 = 2pz (2)其中，χ、y、ζ是旋轉(zhuǎn)拋物面的笛卡兒坐標(biāo)，ρ是常數(shù)。旋轉(zhuǎn)拋物面的圓柱方程式可以寫為P 2 = 2ρζ (3)其中，ρ是旋轉(zhuǎn)拋物面的柱坐標(biāo)(使得，P 2 = x2+y2)。根據(jù)以下等式來計(jì)算旋轉(zhuǎn)拋物面的總曲率KP KP = ρ2/ ( P 2+p2) (4)通過使KF = Kl來得到包括微組件的第一晶圓的最小變形。如果將該條件應(yīng)用至等式(1)，則通過施加旋轉(zhuǎn)拋物面形式的接合曲率KB來得到第一晶圓的最小變形，使得KB = Kl-((K2-K1) /6) (5)在這樣的情況下，S卩，在各自包括接合之前所形成的微組件、并且分別具有Kl和 K2的本征曲率的第一晶圓和第二晶圓之間進(jìn)行接合，第一晶圓和第二晶圓的變形必須是最小的，并且接合后曲率KF必須是旋轉(zhuǎn)拋物面的形式。通過使KF= (K1+K2V2來得到包括微組件的第一晶圓和第二晶圓的最小變形。如果將該條件應(yīng)用至等式(1)，則通過施加旋轉(zhuǎn)拋物面形式的接合曲率KB來得到第一晶圓的
8最小變形，使得KB = (Kl+K2)/2 (6)因而，根據(jù)一個(gè)或兩個(gè)晶圓包括微組件或者兩個(gè)晶圓分別包括微組件的事實(shí)，可以利用等式( 或者等式(6)來確定施加在晶圓上的旋轉(zhuǎn)拋物面形式的曲率KB，以獲得接合后曲率KF，從而能夠控制包括微組件的一個(gè)或更多個(gè)晶圓的變形，使這些變形是放射狀的，即，可以通過校正算法來補(bǔ)償均勻的變形。通過例如來自KLA-Tencor Corp公司的 KLA-Tencor Flexus的光學(xué)測(cè)量?jī)x器(或者通過能夠確定弓的利用電容測(cè)量的任何測(cè)量?jī)x器、或者光學(xué)或機(jī)械輪廓測(cè)定法)來預(yù)先測(cè)量曲率Kl和K2?，F(xiàn)在將參照?qǐng)D5A至圖5F以及圖6來描述根據(jù)本發(fā)明一個(gè)實(shí)施方式的通過利用減小疊加失準(zhǔn)的接合方法將在第一晶圓100上所形成的微組件的層轉(zhuǎn)印至第二晶圓200來制造三維結(jié)構(gòu)的示例。晶圓的直徑具體地可以為150mm、200mm和300mm。這種三維結(jié)構(gòu)的制造開始于在第一晶圓100的表面上形成第一系列的微組件 110(圖5々，步驟51)。微組件110可以是全部的組件和/或僅是部分的組件。在此處所描述的示例中，第一晶圓100是SOI (絕緣體上硅)型的直徑300mm的晶圓，其包括在由硅制成的基板101上的硅層103、置于該層和硅基板之間的掩埋氧化物層102(例如，由SiO2制成)。晶圓100還可以包括另一類型的多層結(jié)構(gòu)或者單層結(jié)構(gòu)。第二晶圓200是直徑300mm的硅晶圓(圖5B)。利用用于限定形成與要制造的微組件相對(duì)應(yīng)的圖案的區(qū)域的掩模、用于照射要制造圖案的區(qū)域的微曝光機(jī)類型的選擇性照射工具，通過光刻來形成微組件110。微組件110想要與將要在接合操作之后形成在轉(zhuǎn)印的層上的微組件協(xié)作。因此， 能夠確保微組件110和210在晶圓接合之后良好對(duì)準(zhǔn)是重要的。根據(jù)本發(fā)明，使用接合機(jī)器，其在接合期間將旋轉(zhuǎn)拋物面形式的接合曲率KB施加在一個(gè)晶圓上，同時(shí)使得另一晶圓能夠順應(yīng)通過兩層之間的接合波的傳播所施加的曲率。 該操作使得可以獲得目標(biāo)拋物面接合后曲率KFc，從而能夠控制第一晶圓100的變形，所以它僅是放射狀的(即，均勻的)變形，使得利用適合的算法可以校正失準(zhǔn)。在此處所述的示例中，晶圓100和200分別具有拋物面形式的曲率Kl和K2。因此，拋物面形式的預(yù)定接合曲率KB施加在此處的晶圓上。如圖5B所例示的，利用接合機(jī)器或者裝置300來進(jìn)行接合操作，其中，接合機(jī)器或者裝置300包括第一托板310，第一托板310具有保持面311，其試圖保持第一晶圓100面對(duì)第二晶圓200，第二晶圓200被保持在機(jī)器300的第二托板320的保持面321上面。托板 310和320都裝備有保持工具(未在圖5B中示出)，例如靜電和吸力保持工具。第一托板 310和第二托板320各自能夠在移動(dòng)方向dpx和dpy上移動(dòng)，使得能夠一方面彼此面對(duì)地放置晶圓、同時(shí)補(bǔ)償轉(zhuǎn)動(dòng)和平移的失準(zhǔn)誤差，另一方面，分別彼此靠近或遠(yuǎn)離地移動(dòng)第一托板 310和第二托板320的保持面311和321。這樣，例如將各個(gè)托板安裝在由接合機(jī)器所控制的致動(dòng)器(未在圖5B中示出)上，用以沿著方向dP調(diào)整兩個(gè)保持工具之間的距離。在接合開始時(shí)，兩個(gè)晶圓100和200各自保持壓在它們各自的托板的保持面上 (圖5B，步驟S2)。接著，根據(jù)本發(fā)明，將與拋物面接合曲率KB相對(duì)應(yīng)的曲率施加在曲率已經(jīng)通過以上給出的公式( 算出的第一晶圓100(或者另選地施加在第二晶圓)上，并且使其可以得到預(yù)先確定的目標(biāo)拋物面接合后曲率KF，用以減小第一晶圓上的放射型本征變形(圖5C， 步驟S3)。為此，第一托板310包括具有桿313的線性致動(dòng)器或者缸體312，當(dāng)缸體運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)， 桿313伸出第一晶圓100所壓在的托板310的保持面311。如圖5C所示，在這種情況下，桿 313的自由端313a壓在第一晶圓上，從而使限定的拋物面接合曲率能夠被施加在所述晶圓上。在缸體312運(yùn)轉(zhuǎn)期間，可以通過接合機(jī)器來控制用于保持托板310的裝置的吸力(即， 吸取力或者靜電力)，以使其在托板310的保持面311上的限定的同軸中心區(qū)域中減小甚至消除，以在通過桿313彎曲晶圓時(shí)減小晶圓上的壓力。接合機(jī)器300對(duì)桿313從保持面311伸出的距離dt進(jìn)行控制，根據(jù)要施加在晶圓上的接合曲率KB來確定該距離dt。更精確地，缸體312配備有伺服控制系統(tǒng)(未示出)， 其根據(jù)由接合機(jī)器300所限定的一組設(shè)定值來控制桿313的線性位置。接合機(jī)器300配備有處理裝置(例如，可編程微處理器)，其能夠在如此處所述的在機(jī)器300中使用缸體的情況下計(jì)算拋物面接合曲率KB或者與拋物面接合曲率KB等價(jià)的曲率半徑。更精確地，將晶圓100和200的初始曲率Kl和K2以及拋物面目標(biāo)接合后曲率 KF輸入至接合機(jī)器，接合機(jī)器的處理裝置接著利用上面給出的公式( 來計(jì)算要施加的拋物面接合曲率KB，并且倒置該值，以獲得曲率的對(duì)應(yīng)目標(biāo)半徑Rcb (Rcb = 1/KB)。必須發(fā)送至的缸體312的、私服控制系統(tǒng)的要確定的最終參數(shù)是與曲率的半徑 Rcb相對(duì)應(yīng)的弓Δζ，這是因?yàn)槿缟纤甘镜?，晶圓的弓與在晶圓的中心所測(cè)得的、在參考平面(此處是晶圓的表面的保持面311)和晶圓面對(duì)保持面311的表面之間的距離相對(duì)應(yīng)。 弓Δ ζ與距離dt相對(duì)應(yīng)，其中，距離dt是桿313施加接合曲率所必須延伸的距離?？梢愿鶕?jù)曲率的目標(biāo)半徑Rcb、由以下公式來計(jì)算目標(biāo)弓Azc Azc = RcbVRcb2 -(D/2)2) (7)其中，D是要彎曲的晶圓的直徑。一經(jīng)求出，就將目標(biāo)弓Azc的數(shù)值轉(zhuǎn)移至缸體312的私服控制系統(tǒng)，其使桿致動(dòng)以將桿置于等價(jià)的距離dt(dt = Azc)處。為了在接合期間將拋物面接合曲率施加在晶圓上，將缸體312的桿313置于晶圓 100的中心。當(dāng)將拋物面接合曲率KB施加在第一晶圓100上時(shí)，托板310和321相互靠近地移動(dòng)，使得晶圓100最前面的部分IOOa(頂點(diǎn))精準(zhǔn)地與第二晶圓200的露出表面相接觸地放置，因而接合波開始傳播(圖5C，步驟S4)。在兩個(gè)晶圓接觸之前或者接觸期間，使托板 320上的用于保持第二晶圓200的裝置無效，以允許第二晶圓200在接合期間順應(yīng)施加在第一晶圓100上的變形(曲率KB)。另選地，可以以距離Azc將兩個(gè)晶圓分開放置，接著使兩個(gè)晶圓中的一個(gè)變形， 以通過將桿313移動(dòng)距離dt = Δ zc來使表面彼此緊密接觸。這樣，同時(shí)施加了拋物面接合曲率KB和接合波的初始傳播。也通過這種方式，在接合波的傳播期間，沒有變形至預(yù)定接合曲率的晶圓必定自由地順應(yīng)于施加在另一晶圓上的拋物面接合曲率。直接接合本身是一種公知技術(shù)，作為提示，直接接合的原理是基于使兩個(gè)表面彼此直接接觸，即，沒有使用特定的材料(粘合劑、蠟、銅焊等)。這種操作要求想要接合起來的表面充分光滑，沒有任何微粒或雜質(zhì)，并且相互能夠充分地接近，通常以小于幾納米的距離開始接觸。在這種情況下，兩個(gè)表面之間的吸力是非常高的，用以傳播產(chǎn)生直接接合的接合波(通過包括在要彼此接合的兩個(gè)表面的原子或者分子之間的電子相互作用的吸力(范德華力)的組合來產(chǎn)生接合)。一旦開始傳播接合波，第二晶圓200接著從其托板320釋放，順應(yīng)于隨著接合波的行進(jìn)而施加在第一晶圓100上的曲率(圖5D，步驟S5)。當(dāng)兩個(gè)晶圓完全接合起來時(shí)，第一晶圓100從其托板被徹底地釋放(圖5E，步驟 S6)。然后得到了具有以上所限定的目標(biāo)拋物面曲率KF的三維結(jié)構(gòu)350。因而十分顯著地減小了通常在不受控的接合中出現(xiàn)的不均勻變形。接合之后，可以對(duì)結(jié)構(gòu)350進(jìn)行溫和的熱處理(低于500°C)從而增大兩個(gè)晶圓質(zhì)檢的接合強(qiáng)度，然后使其中一個(gè)變薄，絕不能損壞微組件110。如圖5F所示，使第一晶圓100變薄以去除存在于微組件110的層上面的部分材料 (步驟S7)。具體地可以通過以下方式來使晶圓100變薄，即，化學(xué)機(jī)械研磨(CMP)、化學(xué)刻蝕、或者沿著預(yù)先在基板中形成的薄弱平面(例如，通過原子注入)。如果第一晶圓是SOI 型基板(如同本文的情況)，則可以有利地使用掩埋絕緣層作為化學(xué)刻蝕終止層，以為剩余的層IOOa的厚度劃定界限。另選地，如果最初的基板是由疏松材料(bulk material)制成的，則深接觸焊盤(例如，由金屬材料制成的、在基板的表面上均勻間隔的接觸焊盤)可以在形成組件期間預(yù)先形成在疏松材料上，以停止機(jī)械變薄(研磨)操作。接著得到了由第二晶圓200以及與第一晶圓100的剩余部分相對(duì)應(yīng)的層IOOa所形成的三維結(jié)構(gòu)360。因而十分顯著地減小了通常在未受控的接合期間出現(xiàn)的不均勻變形。在接合之后，可以與微組件100正確對(duì)準(zhǔn)的方式形成第二系列的微組件120，通過對(duì)準(zhǔn)校正算法校正了第一系列微組件與第二系列微組件之間的任何失準(zhǔn)(圖5F，步驟S8)?，F(xiàn)在將參照?qǐng)D7A至圖7G以及圖6來描述根據(jù)本發(fā)明一種實(shí)施方式的、通過將形成在第一晶圓500上的微組件510的層轉(zhuǎn)印至也包括微組件610的層的第二晶圓600上、 利用能夠減小疊加失準(zhǔn)的接合方法來得到三維結(jié)構(gòu)的另一示例性實(shí)施方式。在該實(shí)施方式中，晶圓500和晶圓600具有旋轉(zhuǎn)拋物面形式的初始彎曲。這些晶圓的直徑具體地可以為 150mm、200mm 和 300mm。通過在第一晶圓500的表面上形成第一系列微組件510(圖7A，步驟S10)以及在第二晶圓600的表面上形成第二系列微組件610 (圖7B，步驟S20)來開始三維結(jié)構(gòu)的制造。 微組件510和微組件610可以是全部的組件并且/或者僅是部分的組件。在此處描述的實(shí)施方式中，第一晶圓500是SOI (絕緣體上硅)型的直徑300mm的晶圓，其包括基板501上的硅層503(也由硅制成)、置于硅層與硅基板之間的掩埋氧化物層502(例如，由SW2制成)。晶圓500也可以包括另一類型的多層結(jié)構(gòu)或者單層結(jié)構(gòu)。第二晶圓600是直徑為300mm的硅晶圓。利用用于限定形成與要制造的微組件相對(duì)應(yīng)的特征的區(qū)域的掩模、通過光刻來形成微組件510和610。微組件510和610旨在彼此協(xié)作，例如通過微組件510和610的成對(duì)組合來形成精巧的組件，其各自組成要制造的組件的一部分或者通過對(duì)應(yīng)的微組件510和610的互連來形成電路。因此，能夠確保微組件510和610在晶圓接合起來之后的良好對(duì)準(zhǔn)是非常重要的。根據(jù)本發(fā)明，使用接合機(jī)器，其在接合期間將旋轉(zhuǎn)拋物面形式的接合曲率KB施加在一個(gè)晶圓上，同時(shí)使另一晶圓能夠順應(yīng)通過兩層之間的接合波的傳播所施加的曲率。該操作使得可以獲得旋轉(zhuǎn)拋物面形式的目標(biāo)拋物面接合后曲率KF，從而能夠控制兩個(gè)晶圓 500和600的變形，使之僅是放射狀的(即，均勻的)變形，變形在組件510和610之間、并且可能在隨后的疊加中(在組件隨后形成在變薄之后的剩余層500a中的情況下)導(dǎo)致非常輕微的失準(zhǔn)，通過適合的算法可以校正隨后的疊加。如圖7C所例示的，利用接合機(jī)器或者裝置700來進(jìn)行接合操作，其中，與上述的機(jī)器300類似，接合機(jī)器或者裝置700包括第一托板710，第一托板710具有保持面711，其被設(shè)計(jì)為保持第一晶圓500，以面對(duì)第二晶圓600，第二晶圓600被保持在機(jī)器700的第二托板720的保持面721上面。在接合開始時(shí)，兩個(gè)晶圓500和600各自保持壓在它們各自的托板的保持面上 (圖7C，步驟S30)。接著，根據(jù)本發(fā)明，將與旋轉(zhuǎn)拋物面形式的接合曲率KB相對(duì)應(yīng)的曲率施加在第一晶圓500(或者另選地施加在第二晶圓)上，其接合曲率已經(jīng)通過以上給出的公式(6)算出，并且使其可以得到預(yù)先確定的旋轉(zhuǎn)拋物面形式的目標(biāo)接合后曲率KF，用以減小兩個(gè)晶圓上的放射型本征變形(圖7D，步驟S40)。如上所述，針對(duì)機(jī)器300，第一托板710包括具有桿713的線性致動(dòng)器或者缸體 712，當(dāng)缸體運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)，桿713伸出第一晶圓500所壓在的托板710的保持面711。如圖7D所示，在這種情況下，桿713的自由端713a推動(dòng)第一晶圓的中心，從而使限定的旋轉(zhuǎn)拋物面形式的接合曲率能夠被施加在所述晶圓上。接合機(jī)器700控制桿713從保持面711所伸出的距離dt。如上所述，通過機(jī)器 700的處理裝置來確定該距離dt，其中，處理裝置在利用上面所給出的公式(6)計(jì)算出旋轉(zhuǎn)拋物面形式的、要施加的接合曲率KB之后(并且將該值倒置以得到對(duì)應(yīng)的目標(biāo)曲率的半徑 Rcb (Rcb = 1/KB))，確定對(duì)應(yīng)的目標(biāo)弓Δ zc (與距離dt相對(duì)應(yīng))，其中，距離dt是在施加接
合曲率期間桿713必須伸出的距離(Azc = Rcb - ^(Rcb2 -(D/2)2))。更精確地，缸體312
配備有伺服控制系統(tǒng)(未示出)，其根據(jù)由接合機(jī)器300所限定的一組設(shè)定值來控制桿313 的線性位置。一經(jīng)求出，就將目標(biāo)弓Azc的數(shù)值傳送至缸體712的私服控制系統(tǒng)，其使桿致動(dòng)以將桿置于等價(jià)的距離dt(dt = Azc)處。當(dāng)將旋轉(zhuǎn)拋物面形式的接合曲率KB施加在第一晶圓500上時(shí)，托板710和720相互靠近地移動(dòng)，使得晶圓500最前面的部分500a(頂點(diǎn))精細(xì)地與第二晶圓600的露出表面相接觸地放置，因而接合波開始傳播(圖7D，步驟S50)。在兩個(gè)晶圓接觸之前或者接觸期間，使在托板720上的用于保持第二晶圓600的裝置無效，以允許第二晶圓600在接合期間順應(yīng)于施加在第一晶圓500上的變形(曲率KB)。另選地，可以以距離Azc將兩個(gè)晶圓分開放置，接著使兩個(gè)晶圓中的一個(gè)變形， 以通過將桿713移動(dòng)距離dt = Δ zc來使表面彼此緊密接觸。這樣，同時(shí)施加了旋轉(zhuǎn)拋物面形式的接合曲率KB和接合波的初始傳播。也通過這種方式，在接合波的傳播期間，沒有變形至預(yù)定接合曲率的晶圓必定自由地順應(yīng)于施加在另一晶圓上的旋轉(zhuǎn)拋物面形式的接合曲率。一旦開始傳播接合波，第二晶圓600接著從其托板720釋放，順應(yīng)于隨著接合波的行進(jìn)而施加在第一晶圓500上的曲率(圖7E，步驟S60)。當(dāng)兩個(gè)晶圓完全接合起來時(shí)，第一晶圓500從其托板被徹底地釋放(圖7F，步驟 S70)。然后得到了具有以上所限定的旋轉(zhuǎn)拋物面形式的目標(biāo)曲率KF的三維結(jié)構(gòu)800。因而十分顯著地減小了通常在不受控的接合中出現(xiàn)的不均勻變形。在接合之后，可以對(duì)結(jié)構(gòu)800進(jìn)行溫和的熱處理(500C以下)，以增大兩個(gè)晶圓之間的接合強(qiáng)度，允許其中一個(gè)隨后變薄，并且不損傷微組件510和610。如圖7G所示，第一晶圓500被變薄以去除存在于微組件510的層上面的部分材料 (步驟S80)。接著得到了由第二晶圓600以及與第一晶圓500的剩余部分相對(duì)應(yīng)的層500a 所形成的三維結(jié)構(gòu)810。根據(jù)另選實(shí)施方式，在形成微組件之后，可以在第一晶圓和/或第二晶圓的表面上沉積氧化物層(例如，由S^2制成)，為接合做準(zhǔn)備。該氧化物層或者這些氧化物層還可以為在其上形成金屬接觸(例如，由銅制成)做準(zhǔn)備，金屬接觸與所有的或某些微組件相接觸，以能夠使一個(gè)晶圓的微組件與另一晶圓的微組件相接觸。也可以對(duì)晶圓的接合表面進(jìn)行處理。針對(duì)表面準(zhǔn)備所執(zhí)行的處理根據(jù)期望得到的接合強(qiáng)度而變化。如果期望得到標(biāo)準(zhǔn)的(即，相對(duì)低的)接合強(qiáng)度，則通過執(zhí)行跟隨有清洗步驟的化學(xué)機(jī)械研磨步驟來制備表面。另選地，如果期望在兩個(gè)基板之間得到高接合強(qiáng)度， 則表面準(zhǔn)備包括RCA清洗步驟(即，適合于去除微粒和烴的SCI(NH40H、H202、H20)浴和適合于去除金屬污染物的SC2(HC1、H2O2, H2O)浴的組合)、等離子體表面激活步驟、跟隨有擦拭步驟的額外清洗步驟。最好在受控的溫度下執(zhí)行接合，以減小兩個(gè)晶圓之間的溫度差。通過接合機(jī)器的處理裝置或者離開接合機(jī)器的等價(jià)裝置、利用上述公式或等式 (2)至(7)來計(jì)算旋轉(zhuǎn)拋物面形式的接合曲率。也可以利用包括插入在第一晶圓與該晶圓的保持器之間的薄膜的接合機(jī)器來施加接合曲率，其中，薄膜具有與所述預(yù)定旋轉(zhuǎn)拋物面形式的接合曲率相對(duì)應(yīng)的曲率，或者利用包括針對(duì)第一晶圓的保持器的接合機(jī)器，其中，第一晶圓具有與旋轉(zhuǎn)拋物面形式的所述預(yù)定接合曲率相對(duì)應(yīng)的曲率，特別合理的是，通過機(jī)器來對(duì)保持器進(jìn)行變形和控制，以將其變形至預(yù)先通過所述機(jī)器或者通過關(guān)聯(lián)的計(jì)算裝置所計(jì)算出的接合曲率。第二晶圓與第一晶圓的接觸以及在接合波開始傳播之前的第二晶圓的釋放都如上所述地發(fā)生。借助這種接合方法，可以以均勻的變形將兩個(gè)晶圓接合起來，均勻的變形僅導(dǎo)致對(duì)準(zhǔn)缺陷，可以在接合之后在形成補(bǔ)充的微組件期間通過算法來校正對(duì)準(zhǔn)缺陷，導(dǎo)致了減小疊加失準(zhǔn)。因而，可以將微組件之間的失準(zhǔn)限制為在晶圓的整個(gè)表面上是均勻的、可以忽略的值。即使是非常小尺寸(例如，小于1微米)的微組件也可以容易地形成并相互對(duì)準(zhǔn)。 例如，針對(duì)通過金屬連接互相連接的微組件，這也是可以的，同時(shí)將差的互相連接的風(fēng)險(xiǎn)最小化。
權(quán)利要求
1.一種用于將在接合之前具有本征曲率(Kl)的第一晶圓(100)直接接合至在接合之前具有本征曲率(K2)的第二晶圓(200)的方法，這兩個(gè)晶圓中的至少一個(gè)(100)包括至少一系列的微組件(110)，所述方法包括使兩個(gè)晶圓(100、200)彼此接觸以在這兩個(gè)晶圓之間開始傳播接合波的至少一個(gè)步驟，所述方法的特征在于，在接觸步驟期間，將旋轉(zhuǎn)拋物面形式的預(yù)定接合曲率(KB)施加在這兩個(gè)晶圓中的一個(gè)上，另一個(gè)晶圓自由地順應(yīng)于所述預(yù)定接合曲率(KB)，其中，所述預(yù)定接合曲率至少取決于包括一系列微組件(110)的晶圓(100)的接合之前的本征曲率 (Kl)。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，在將所述兩個(gè)晶圓(100、200)接合起來之前，所述方法包括以下步驟-測(cè)量接合之前各個(gè)晶圓(100 ；200)的曲率(Kl ；K2)；以及 -計(jì)算所述預(yù)定接合曲率(KB)。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的方法，其特征在于，只有所述第一晶圓包括至少一系列的微組件，并且根據(jù)以下等式來計(jì)算所述旋轉(zhuǎn)拋物面形式的預(yù)定接合曲率KB = Κ1-((Κ2-Κ1)/6)其中，KB是所述旋轉(zhuǎn)拋物面形式的預(yù)定接合曲率，Kl是接合之前所述第一晶圓的本征曲率，Κ2是接合之前所述第二晶圓的本征曲率。
4.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的方法，其特征在于，所述兩個(gè)晶圓都包括至少一系列的微組件，并且根據(jù)以下等式來計(jì)算所述旋轉(zhuǎn)拋物面形式的預(yù)定接合曲率KB = (Kl+K2)/2其中，KB是所述旋轉(zhuǎn)拋物面形式的預(yù)定接合曲率，Kl是接合之前所述第一晶圓的本征曲率，Κ2是接合之前所述第二晶圓的本征曲率。
5.根據(jù)權(quán)利要求1至4中任一項(xiàng)所述的方法，其特征在于，所述兩個(gè)晶圓(100、200)是直徑為300mm的圓形的硅晶圓。
6.根據(jù)權(quán)利要求1至5中任一項(xiàng)所述的方法，其特征在于，該方法包括以下步驟 -分別由第一保持器(310)和第二保持器(320)保持彼此面對(duì)的所述第一晶圓(100)和所述第二晶圓O00)，所述第一保持器在所述第一晶圓上施加所述旋轉(zhuǎn)拋物面形式的預(yù)定接合曲率；-使所述兩個(gè)晶圓(100、200)彼此相互接觸，以在所述兩個(gè)晶圓之間開始傳播接合波；以及-在所述第二晶圓(200)與所述第一晶圓(100)接觸之前或者接觸期間，從所述第二保持器(320)釋放所述第二晶圓000)，使得所述第二晶圓在接合波傳播期間順應(yīng)于施加在所述第一晶圓上的所述旋轉(zhuǎn)拋物面形式的預(yù)定接合曲率。
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的方法，其特征在于，通過致動(dòng)安裝在所述第一保持器上的缸體(31 將所述旋轉(zhuǎn)拋物面形式的預(yù)定接合曲率(KB)施加在所述第一晶圓(100)上。
8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的方法，其特征在于，通過插入在所述第一晶圓(100)與所述第一保持器(310)之間的膜將所述旋轉(zhuǎn)拋物面形式的預(yù)定接合曲率施加在所述第一晶圓 (100)上，所述膜具有與所述旋轉(zhuǎn)拋物面形式的預(yù)定接合曲率相對(duì)應(yīng)的旋轉(zhuǎn)拋物面形式的曲率。
9.根據(jù)權(quán)利要求7所述的方法，其特征在于，通過所述第一保持器(310)將所述預(yù)定接合曲率施加在所述第一晶圓(100)上，所述第一保持器具有與所述旋轉(zhuǎn)拋物面形式的預(yù)定接合曲率相對(duì)應(yīng)的曲率。
10.根據(jù)權(quán)利要求1至9中任一項(xiàng)所述的方法，其特征在于，所述兩個(gè)晶圓(100、200) 在其各自的接合面上都包括微組件(110、210)，其中一個(gè)晶圓(100)的至少一些微組件 (110)要與另一個(gè)晶圓(200)的至少一些微組件(210)對(duì)準(zhǔn)。
11.一種用于將在接合之前具有本征曲率(Kl)的第一晶圓(100)直接接合至在接合之前具有本征曲率(以)的第二晶圓O00)的接合設(shè)備(300)，這兩個(gè)晶圓中的至少一個(gè)晶圓包括至少一系列的微組件，該接合設(shè)備包括分別用于保持保持第一晶圓(100)和第二晶圓(200)的第一保持器和第二保持器(310，320)，該接合設(shè)備的特征在于，所述第一保持器包括用于至少根據(jù)包括所述至少一層微組件的晶圓在接合之前的本征曲率(Kl ；K2)將旋轉(zhuǎn)拋物面形式的預(yù)定接合曲率(KB)施加在第一晶圓(100)上的裝置，所述接合設(shè)備控制所述第二保持器(320)以在所述第二晶圓(200)與所述第一晶圓(100)接觸之前或者接觸期間從所述第二保持器釋放所述第二晶圓000)，使得所述第二晶圓(200)在接合波傳播期間順應(yīng)于施加在所述第一晶圓(100)上的旋轉(zhuǎn)拋物面形式的預(yù)定接合曲率。
12.根據(jù)權(quán)利要求11所述的接合設(shè)備，其特征在于，所述接合設(shè)備包括用于根據(jù)在所述兩個(gè)晶圓中的每一個(gè)被接合之前的本征曲率(Kl ；K2)或者與所述旋轉(zhuǎn)拋物面形式的預(yù)定接合曲率相對(duì)應(yīng)的曲率半徑來計(jì)算所述旋轉(zhuǎn)拋物面形式的預(yù)定接合曲率(KB)的處理裝置。
13.根據(jù)權(quán)利要求11和12中任一項(xiàng)所述的接合設(shè)備，其特征在于，所述第一保持器 (310)還包括能夠?qū)⑺鲂D(zhuǎn)拋物面形式的預(yù)定接合曲率(KB)施加在所述第一晶圓(100) 上的缸體(312)，根據(jù)與所述旋轉(zhuǎn)拋物面形式的預(yù)定接合曲率(KB)相對(duì)應(yīng)的曲率半徑來控制所述缸體，所述接合設(shè)備控制所述第二保持器(320)以在所述第二晶圓(200)與所述第一晶圓(100)接觸之后從所述第二保持器釋放所述第二晶圓000)，使得所述第二晶圓 (200)在接合波傳播期間順應(yīng)于施加在所述第一晶圓上的所述旋轉(zhuǎn)拋物面形式的預(yù)定接合曲率。
14.根據(jù)權(quán)利要求11和12中任一項(xiàng)所述的接合設(shè)備，其特征在于，所述第一保持器具有與所述旋轉(zhuǎn)拋物面形式的預(yù)定接合曲率相對(duì)應(yīng)的曲率，或者所述接合設(shè)備還包括插入在所述第一晶圓(100)與所述第一保持器之間的膜，所述膜具有與所述旋轉(zhuǎn)拋物面形式的預(yù)定接合曲率(KB)相對(duì)應(yīng)的曲率。
全文摘要
本發(fā)明提供了一種減小了疊加失準(zhǔn)的直接接合方法。具體來說，一種將在接合之前具有本征曲率(K1)的第一晶圓(100)直接接合至在接合之前具有本征曲率(K2)的第二晶圓(200)的方法，兩個(gè)晶圓中的至少一個(gè)(100)包括至少一系列的微組件(110)。所述方法包括使兩個(gè)晶圓(100、200)彼此接觸以在兩個(gè)晶圓之間開始傳播接合波的至少一個(gè)步驟。在接觸步驟期間，根據(jù)包括一系列微組件(110)的晶圓(100)的接合之前的本征曲率(K1)將旋轉(zhuǎn)拋物面形式的預(yù)定接合曲率(KB)施加在兩個(gè)晶圓中的一個(gè)上，另一晶圓自由地順應(yīng)于所述預(yù)定接合曲率(KB)。
文檔編號(hào)H01L21/20GK102412122SQ201110281229
公開日2012年4月11日 申請(qǐng)日期2011年9月21日 優(yōu)先權(quán)日2010年9月23日
發(fā)明者M·波卡特, 格維塔茲·戈丹, 阿諾德·卡斯泰 申請(qǐng)人:硅絕緣體技術(shù)有限公司