本發(fā)明總體涉及半導(dǎo)體領(lǐng)域，更具體地，涉及半導(dǎo)體制造方法及其相關(guān)的制造系統(tǒng)。

背景技術(shù)：

半導(dǎo)體器件用于各種電子應(yīng)用，例如，諸如個(gè)人電腦、手機(jī)、數(shù)碼相機(jī)和其他電子設(shè)備。通常通過(guò)以下步驟來(lái)制造半導(dǎo)體器件：在半導(dǎo)體襯底上方相繼沉積絕緣或介電層、導(dǎo)電層和半導(dǎo)電材料層；以及使用光刻來(lái)圖案化這些材料層，以在襯底上形成電路組件和元件。

半導(dǎo)體工業(yè)通過(guò)不斷減小最小特征尺寸來(lái)持續(xù)提高不同電子組件(例如，晶體管、二極管、電阻器、電容器等)的集成度，這使得更多的組件集成至給定的區(qū)域。在一些應(yīng)用中，這些較小的電子組件也需要比先前的封裝占用更小區(qū)域的較小的封裝。

三維集成電路(3dic)是半導(dǎo)體封裝的最近發(fā)展，其中，多個(gè)半導(dǎo)體管芯彼此堆疊，諸如疊層封裝(pop)和系統(tǒng)級(jí)封裝(sip)封裝技術(shù)。由于減小了堆疊管芯之間的互連件的長(zhǎng)度，3dic提供了提高的集成度以及諸如更快的速度和更高的帶寬的其它優(yōu)勢(shì)。

形成3dic的一些方法涉及將兩個(gè)半導(dǎo)體晶圓接合起來(lái)。例如，采用熔融接合、共晶接合和混合接合將晶圓接合起來(lái)。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)方面，提供了一種半導(dǎo)體制造方法，包括：提供第一晶圓和第二晶圓，其中，所述第一晶圓和所述第二晶圓接合在一起；將已接合的所述第一晶圓和所述第二晶圓浸沒(méi)在超聲波傳輸介質(zhì)中；產(chǎn)生超聲波；以及通過(guò)所述超聲波傳輸介質(zhì)，將所述超聲波傳導(dǎo)至已接合的所述第一晶圓和所述第二晶圓并且持續(xù)預(yù)定的時(shí)間段。

根據(jù)本發(fā)明的另一方面，提供了一種半導(dǎo)體制造方法，包括：接合所述第一晶圓和所述第二晶圓；確定已接合的所述第一晶圓和所述第二晶圓的接合結(jié)果；以及根據(jù)所述接合結(jié)果，確定是否通過(guò)超聲波來(lái)脫粘已接合的所述第一晶圓和所述第二晶圓。

根據(jù)本發(fā)明的又一方面，提供了一種用于至少減弱接合晶圓的接合強(qiáng)度的半導(dǎo)體制造系統(tǒng)，包括：容器；超聲波傳輸介質(zhì)，填充在所述容器中；超聲波產(chǎn)生裝置，設(shè)置在所述超聲波傳輸介質(zhì)中以用于產(chǎn)生超聲波；以及支撐件，設(shè)置在所述超聲波傳輸介質(zhì)中以支撐所述接合晶圓；其中，通過(guò)所述超聲波傳輸介質(zhì)將所述超聲波傳導(dǎo)至所述接合晶圓。

附圖說(shuō)明

在閱讀附圖時(shí)，本發(fā)明的各個(gè)方面可從下列詳細(xì)描述獲得最深入理解。應(yīng)當(dāng)注意，根據(jù)工業(yè)中的標(biāo)準(zhǔn)實(shí)踐，各個(gè)部件并非按比例繪制。事實(shí)上，為了清楚討論，各個(gè)部件的尺寸可以任意增大或減小。

圖1是根據(jù)本發(fā)明的示例性實(shí)施例的包括兩個(gè)晶圓的接合晶圓的立體圖；

圖2是圖1所示的接合晶圓的局部放大的截面圖；

圖3是根據(jù)本發(fā)明的示例性實(shí)施例示出的用于至少減弱接合晶圓的接合的半導(dǎo)體制造系統(tǒng)的示意圖；

圖4至圖6是根據(jù)本發(fā)明的示例性實(shí)施例的用于減弱或脫粘接合晶圓的接合的工藝的中間階段；以及

圖7是根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例示出的半導(dǎo)體制造方法的流程圖。

具體實(shí)施方式

以下公開(kāi)內(nèi)容提供了許多不同的實(shí)施例或?qū)嵗詫?shí)現(xiàn)本發(fā)明的不同特征。下面將描述元件和布置的特定實(shí)例以簡(jiǎn)化本發(fā)明。當(dāng)然這些僅僅是實(shí)例并不旨在限定本發(fā)明。例如，在下面的描述中第一部件在第二部件上方或者在第二部件上的形成可以包括第一部件和第二部件以直接接觸方式形成的實(shí)施例，也可以包括額外的部件可以形成在第一和第二部件之間，使得第一部件和第二部件可以不直接接觸的實(shí)施例。而且，本發(fā)明在各個(gè)實(shí)例中可以重復(fù)參考數(shù)字和/或字母。這種重復(fù)僅是為了簡(jiǎn)明和清楚，其自身并不表示所論述的各個(gè)實(shí)施例和/或配置之間的關(guān)系。

此外，在本文中可使用諸如“在...之下”、“在...下方”、“下方”、“低于在...上方”、以及“高于”等的空間關(guān)系術(shù)語(yǔ)，以便于描述如圖中所示的一個(gè)元件或部件與其他元件或部件的關(guān)系。空間相對(duì)術(shù)語(yǔ)旨在包括除了附圖中所示的方位之外，在使用中或操作中的器件的不同方位。裝置可以其他方式定向(旋轉(zhuǎn)90度或在其他方位上)，本文使用的空間相對(duì)描述符可同樣地作相應(yīng)解釋。

盡管提出本發(fā)明寬泛范圍的數(shù)值范圍和參數(shù)設(shè)定是近似值，在特定實(shí)例中的數(shù)值設(shè)定被盡可能精確地報(bào)告。然而，任何數(shù)值固有地包含某些必然誤差，該誤差由各自的測(cè)試測(cè)量中發(fā)現(xiàn)的標(biāo)準(zhǔn)偏差產(chǎn)生。同樣，正如此處使用的術(shù)語(yǔ)“約”一般指在給定值或范圍的10％、5％、1％或0.5％內(nèi)?；蛘?，術(shù)語(yǔ)“約”意思是在本領(lǐng)域普通的技術(shù)人員可以考慮到的可接受的平均標(biāo)準(zhǔn)誤差內(nèi)。除了在操作/工作的實(shí)例中，或除非另有明確規(guī)定，例如用于材料數(shù)量、持續(xù)時(shí)間、溫度、操作條件、數(shù)額以及本發(fā)明此處公開(kāi)的其他型似物的所有的數(shù)值范圍、總額、值和百分比應(yīng)該被理解為在所有情況下被術(shù)語(yǔ)“約”修改。因此，除非有相反規(guī)定，本發(fā)明和所附權(quán)利要求所設(shè)定的數(shù)值參數(shù)是可以根據(jù)要求改變的近似值。至少，每個(gè)數(shù)值參數(shù)應(yīng)該至少被解釋為根據(jù)被報(bào)告的有效數(shù)字的數(shù)目，并應(yīng)用普通的四舍五入技術(shù)。此處范圍可以表示為從一個(gè)端點(diǎn)到另一個(gè)端點(diǎn)或在兩個(gè)端點(diǎn)之間。此處公開(kāi)的所有范圍包括端點(diǎn)，除非另有說(shuō)明。

參照?qǐng)D1，示出了根據(jù)本發(fā)明示例性實(shí)施例的包括兩個(gè)晶圓102a，102b的接合晶圓100的立體圖。每個(gè)晶圓102a，102b可由半導(dǎo)體晶圓或其它類型的晶圓或工件組成。晶圓102a，102b可用3dic封裝工藝接合起來(lái)。例如，可以使用共晶接合、混合接合、熔融接合、陽(yáng)極接合和/或熱壓接合將晶圓102a，102b接合起來(lái)。然而，這并不是對(duì)本發(fā)明的限定?？蛇x的，可以使用其他的晶圓-晶圓接合技術(shù)將晶圓102a，102b接合起來(lái)。

圖2是圖1所示的接合晶圓的局部放大的截面圖。晶圓102a，102b分別包括工件104a，104b。例如，工件104a，104b可包括半導(dǎo)體襯底(包括硅或其它半導(dǎo)體材料)并且可被絕緣層覆蓋。工件104a，104b也可包括其它有源組件或電路。例如，工件104a，104b可由在單晶硅上方的氧化硅組成。工件104a，104b可以包括導(dǎo)電層和諸如晶體管、二極管、電容器等的半導(dǎo)體元件?？梢杂弥T如gaas，inp，si/ge或sic的化合物半導(dǎo)體來(lái)代替硅。例如，每一個(gè)工件104a，104b可包括絕緣體上硅(soi)或絕緣體上鍺(goi)的襯底。

可分開(kāi)制造晶圓102a，102b的每一個(gè)，之后再接合起來(lái)。晶圓102a，102b可包括相同或相似類型的器件。在一些實(shí)施例中，晶圓102a，102b可選地包括形成在其上的不同類型的器件。

晶圓102a，102b可分別包括絕緣材料106a，106b，絕緣材料106a，106b分別形成在晶圓102a，102b的頂表面上。如圖2所示，晶圓102a在接合至晶圓102b之前可以被倒置。導(dǎo)線或接觸焊盤(pán)108a，108b可分別形成在晶圓102a，102b的絕緣材料106a，106b中。通孔109a，109b可分別布置在晶圓102a，102b的絕緣材料106a，106b中，并且分別連接至導(dǎo)線或接觸焊盤(pán)108a，108b。晶圓102a，102b的上部可以包括金屬化層。

例如，絕緣材料106a，106b可以由二氧化硅、氮化硅、其它類型的絕緣材料層、多個(gè)層或它們的組合組成。例如，導(dǎo)線或接觸焊盤(pán)108a，108b和通孔109a，109b可以由銅、鋁、晶種層、襯層、其他材料、多個(gè)層或它們的組合組成。然而，這并不是對(duì)本發(fā)明的限定。在一些實(shí)施例中，導(dǎo)線或接觸焊盤(pán)108a，108b，通孔109a，109b和絕緣材料106a，106b可包括其它材料。在一些實(shí)施例中，晶圓102a，102b可選地包括其他導(dǎo)線和通孔層。

晶圓102a，102b可包括襯底通孔(tsv)110a，110b。tsv110a，110b可由導(dǎo)電或半導(dǎo)電材料組成。例如，tsv提供從晶圓102a，102b的頂表面至底表面的垂直電連接。可選地，tsv可包括其它材料。

在接合晶圓102，102b期間，在兩個(gè)晶圓之間形成絕緣體-絕緣體接合112和/或金屬-金屬接合114。絕緣體-絕緣體接合112形成在絕緣材料106a，106b之間，金屬-金屬接合114形成在導(dǎo)線108a，108b之間。然而，這并不是對(duì)本發(fā)明的限定。在一些實(shí)施例中，根據(jù)接合工藝的類型，僅應(yīng)用絕緣體-絕緣體接合112或金屬-金屬接合114是可行的。由于接合強(qiáng)度由絕緣體-絕緣體接合112和/或金屬-金屬接合114提供，絕緣體-絕緣體接合112和/或金屬-金屬接合114的圖案，特別是總面積，可極大影響接合晶圓100的整個(gè)接合強(qiáng)度。

在至少部分地完成接合晶圓100的接合工藝之后，接合結(jié)果可通過(guò)規(guī)定的檢查操作來(lái)確定。如果接合結(jié)果表明晶圓102a，102b的接合不合格，例如，沒(méi)有達(dá)到期望的接合質(zhì)量或檢測(cè)到缺陷，則可以對(duì)接合晶圓100執(zhí)行脫粘工藝，以分開(kāi)晶圓102a，102b。在另一接合工藝中，可以重新使用彼此脫粘(debonding)的晶圓102a，102b。如果接合結(jié)果表明晶圓102a，102b的接合為合格，可對(duì)接合晶圓100執(zhí)行諸如退火工藝的后接合工藝，以加強(qiáng)金屬-金屬接合114和/或絕緣體-絕緣體接合112。

現(xiàn)有的用于減弱或脫粘接合晶圓的接合的方法或機(jī)制通常需要在某一點(diǎn)或某一區(qū)域施加一定量的破壞性力。例如，可將注射器類型的葉片從邊緣處插入到兩個(gè)接合的晶圓之間的界面，以撬開(kāi)或利于同時(shí)執(zhí)行的剝離工藝。即使晶圓是剛性的，但作為不可避免的結(jié)果，可產(chǎn)生一定量的拉伸彎曲應(yīng)力或表面損傷。為了避免晶圓破裂或?qū)σ呀?jīng)形成在晶圓上的任何功能性元件的有害影響，應(yīng)該期望使由撬出或剝離工藝引起的任何破壞性力或拉伸彎曲應(yīng)力最小化。本發(fā)明的系統(tǒng)和方法通過(guò)在脫粘工藝期間利用超聲波，可幫助在脫粘工藝期間減少或消除插入刀片的應(yīng)用以及彎曲應(yīng)力。

在上述脫粘工藝期間利用超聲波的應(yīng)用可用多種方式來(lái)執(zhí)行。圖3是根據(jù)本發(fā)明的示例性實(shí)施例示出的用于至少減弱接合晶圓100的接合的半導(dǎo)體制造系統(tǒng)300的示意圖。系統(tǒng)300可被配置為通過(guò)超聲波來(lái)減弱接合晶圓100的接合。在一些實(shí)施例中，系統(tǒng)300可被配置為減弱接合晶圓100的接合至一定程度，使得晶圓102a可通過(guò)超聲波從晶圓102b脫粘分離。

系統(tǒng)300包括容器304。例如，容器304可以是用于至少收容接合晶圓100的晶圓罐。現(xiàn)在參考圖3，容器304的特征在于四個(gè)側(cè)壁環(huán)繞并且與水平底部基底垂直交界。容器304的頂面可保持敞開(kāi)。然而，這并不是對(duì)本發(fā)明的限定。在一些實(shí)施例中，容器304的頂面可被部分覆蓋。在一些實(shí)施例中，容器304的頂面可被密封。容器304可由諸如玻璃或金屬的任何合適材料構(gòu)造，以最低程度地提供下文中描述的期望的特征。

系統(tǒng)300還包括位于容器304內(nèi)的超聲波產(chǎn)生裝置308。超聲波產(chǎn)生裝置308可設(shè)置在底部基底的大致中心點(diǎn)處，使得由此產(chǎn)生的具有聲能的超聲波在容器304內(nèi)更均勻地分布。然而，這并不是對(duì)本發(fā)明的限定。只要由超聲波產(chǎn)生裝置308產(chǎn)生的超聲波可被傳導(dǎo)或傳輸至接合晶圓100，其它任何合適的位置都在本發(fā)明的范圍內(nèi)。例如，在一些實(shí)施例中，超聲波產(chǎn)生裝置308可設(shè)置在容器304的環(huán)繞接合晶圓100的側(cè)壁上。

超聲波產(chǎn)生裝置308能夠產(chǎn)生具有每平方厘米規(guī)定聲功率密度(w/cm²)的聲能的超聲波。在一些實(shí)施例中，超聲波產(chǎn)生裝置308可是聚焦超聲波產(chǎn)生裝置，用于提供具有規(guī)定聲聚焦長(zhǎng)度的聲能的聚焦超聲波。超聲波產(chǎn)生裝置308可以由合適的射頻(rf)發(fā)生器(圖3中未示出)供能，同時(shí)rf發(fā)生器電連接到超聲波產(chǎn)生裝置308。適當(dāng)控制rf發(fā)生器，以向超聲波產(chǎn)生裝置308提供期望的rf信號(hào)輸出。即，rf發(fā)生器被控制為使超聲波產(chǎn)生裝置308能夠在規(guī)定范圍內(nèi)的頻率下操作。

該系統(tǒng)300還包括設(shè)置在容器304中的螺桿310。在一些實(shí)施例中，螺桿310可設(shè)置在容器304中并且在超聲波產(chǎn)生裝置308的上方。電動(dòng)機(jī)306設(shè)置在容器304外面并且連接至螺桿310。然而，這并不是對(duì)本發(fā)明的限定。在一些實(shí)施例中，電動(dòng)機(jī)306可設(shè)置在容器304內(nèi)并且連接至螺桿310。在一個(gè)實(shí)施例中，電動(dòng)機(jī)306包括適于提供旋轉(zhuǎn)輸出的電動(dòng)機(jī)(圖3中未示出)。在一些實(shí)施例中，電動(dòng)機(jī)306可以是伺服電機(jī)或步進(jìn)電機(jī)。換句話說(shuō)，電動(dòng)機(jī)306用于旋轉(zhuǎn)螺桿310。可選地，可用其他類型的電動(dòng)機(jī)和直線驅(qū)動(dòng)器。在一個(gè)實(shí)施例中，螺桿310可包括將電動(dòng)機(jī)306的旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)轉(zhuǎn)換為直線運(yùn)動(dòng)的機(jī)械直線驅(qū)動(dòng)器。螺桿310具有在其上的螺紋。螺桿310的螺紋間距d可約大于接合晶圓100的厚度。螺桿310可由諸如金屬的任一合適材料構(gòu)造，以最低程度地提供下文中描述的期望的特征。

該系統(tǒng)300還包括支撐件312和314。支撐件312和314可以呈圓柱形的形狀。支撐件312和314可設(shè)置在螺桿310的上方。在一些實(shí)施例中，支撐件312和314的兩個(gè)端部可固定于容器304的相對(duì)兩個(gè)側(cè)壁。在一些實(shí)施例中，支撐件312和314可固定在相同高度。然而，這并不是對(duì)本發(fā)明的限定。在一些實(shí)施例中，支撐件312和314可呈任何合適形狀。在一些實(shí)施例中，支撐件312和314的兩個(gè)端部可以通過(guò)任何合適的機(jī)構(gòu)來(lái)固定。在一些實(shí)施例中，支撐件312和314可以固定在不同的高度。支撐件312和314可以由諸如基于聚四氟乙烯(ptfe)的特氟綸的任何合適的材料構(gòu)造，以最低程度地提供下文中描述的期望的特征。

圖4至圖6是根據(jù)本發(fā)明的示例性實(shí)施例的用于減弱或脫粘接合晶圓的接合的工藝的中間階段。在圖4中，容器304填充有超聲波傳輸介質(zhì)302。例如，超聲波傳輸介質(zhì)302可以是液體。在示例性實(shí)施例中，超聲波傳輸介質(zhì)302可由水(h2o)組成。當(dāng)容器304填充有超聲波傳輸介質(zhì)302時(shí)，超聲波產(chǎn)生裝置308、螺桿310、支撐件312和314，以及接合晶圓100浸沒(méi)在容器304中的超聲波傳輸介質(zhì)302中。接合晶圓100設(shè)置在螺桿310的一端上。在本實(shí)施例中，如圖4所示，接合晶圓100設(shè)置在螺桿310的鄰近于容器304的右側(cè)壁的右端上。超聲波傳輸介質(zhì)302的深度優(yōu)選地被配置為允許接合晶圓100完全浸沒(méi)在超聲波傳輸介質(zhì)302中。

當(dāng)接合晶圓100浸沒(méi)在超聲波傳輸介質(zhì)302中時(shí)，超聲波產(chǎn)生裝置308可以因此致動(dòng)以產(chǎn)生超聲波。所產(chǎn)生的超聲波可以通過(guò)超聲波傳輸介質(zhì)302在某一個(gè)或多個(gè)方向上傳輸。這種超聲波可以傳輸?shù)皆摼A102a和102b之間的接合界面，從而減弱它們之間的接合強(qiáng)度。

如上所述，接合晶圓100設(shè)置在螺桿310的一端上。特別是，由于該螺桿螺距d遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于接合晶圓100的厚度，接合晶圓100可被插入到螺桿310的螺紋中。支撐件312和314可進(jìn)一步幫助提供給接合晶圓100的三點(diǎn)支撐。通過(guò)這樣的由螺桿310和支撐件312和314組成的固定裝置，該接合晶圓100可以垂直于容器304的底部基底立于螺釘310上。當(dāng)電動(dòng)機(jī)306啟動(dòng)螺桿310旋轉(zhuǎn)時(shí)，螺桿310的螺紋可以驅(qū)動(dòng)接合晶圓100沿著螺桿310的螺紋在某一方向上移動(dòng)，例如，橫穿容器304移動(dòng)。例如，如圖5所示，電動(dòng)機(jī)306可啟動(dòng)螺桿310沿逆時(shí)針?lè)较蛐D(zhuǎn)，螺桿310的螺紋的配置為可驅(qū)動(dòng)接合晶圓100沿著螺桿310的螺紋從螺桿310的右端向螺桿310的左端移動(dòng)。然而，這并不是對(duì)本發(fā)明的限定。在一些實(shí)施例中，旋轉(zhuǎn)方向和螺桿310的螺紋可配置為與圖4不同。例如，接合晶圓100可在起始時(shí)布置在螺桿310的左端并且向螺桿310的右端驅(qū)動(dòng)。

特別地，螺桿310的旋轉(zhuǎn)也可通過(guò)接合晶圓100的邊緣和螺桿310之間的接觸界面來(lái)驅(qū)動(dòng)接合晶圓100相應(yīng)地旋轉(zhuǎn)。這樣，應(yīng)用本發(fā)明的由螺桿310、電動(dòng)機(jī)306、支撐件312和314組成的固定和驅(qū)動(dòng)裝置以使接合晶圓100關(guān)于穿過(guò)接合晶圓100的中心的軸線旋轉(zhuǎn)，并且使接合晶圓100從螺桿310的一端移動(dòng)至螺桿310的另一端。以這種方式，由超聲波產(chǎn)生裝置308產(chǎn)生的超聲波可更均勻地傳導(dǎo)至接合晶圓100，從而減小晶圓102a和102b之間的接合界面的總面積。

如圖6所示，接合晶圓100大約移動(dòng)至螺桿310的左端，然后可以從容器304中除去。接合晶圓100的晶圓102a，102b可能已經(jīng)被分離，或接合晶圓100的晶圓102a，102b之間的接合界面的總面積僅可減小但仍然沒(méi)有脫粘。當(dāng)接合晶圓100的晶圓102a和102b的接合僅僅是減弱但不分離時(shí)，在從容器304中取出接合晶圓100之后，一些現(xiàn)有的脫粘方法可以進(jìn)一步應(yīng)用于接合晶圓100。由于減弱了晶圓102a和102b的之間的接合強(qiáng)度，隨后的脫粘工藝可以更容易，從而與沒(méi)有首先減弱接合強(qiáng)度再執(zhí)行此工藝相比，可以減輕隨后的脫粘工藝中產(chǎn)生的拉伸彎曲應(yīng)力或表面損傷。本發(fā)明避免了晶圓破裂或?qū)σ呀?jīng)形成在晶圓上的任何功能元件的有害影響，可以大幅減小由撬開(kāi)或剝離工藝引起的任何破壞性力或拉伸彎曲應(yīng)力。

為了實(shí)現(xiàn)預(yù)期的脫粘工藝結(jié)果，可以考慮關(guān)于系統(tǒng)300的一些方面。例如，接合晶圓100浸沒(méi)在超聲波傳輸介質(zhì)302的總時(shí)間段可以影響減小晶圓102a和102b之間的接合界面的程度?？梢愿鶕?jù)接合面積，即，絕緣體-絕緣體接合112和/或金屬-金屬接合的總面積，來(lái)確定脫粘時(shí)間段。例如，脫粘時(shí)間段可以正比于接合面積。當(dāng)需要較長(zhǎng)的脫粘時(shí)間時(shí)，可以控制電動(dòng)機(jī)306從而驅(qū)動(dòng)螺桿310以較慢速度旋轉(zhuǎn)，或可以延長(zhǎng)螺桿310。例如，另一方面可以是，可以調(diào)整由超聲波產(chǎn)生裝置308產(chǎn)生的超聲波的規(guī)定的每平方厘米聲功率密度，以獲得脫粘工藝所期望的結(jié)果。例如，對(duì)于接合面積占整個(gè)晶圓面積50％的接合晶圓100來(lái)說(shuō)，600w的聲功率保持3分鐘，或者300w的聲功率保持6分鐘可有效地脫粘接合晶圓100。在一些實(shí)施例中，可以應(yīng)用比上述更低的聲功率和更短的持續(xù)時(shí)間，以至少減弱接合晶圓的接合強(qiáng)度。

在一些實(shí)施例中，可以有一組以上的接合晶圓設(shè)置于螺桿310上。例如，兩組接合晶圓可布置在螺桿310上，兩組接合晶圓可以彼此隔開(kāi)特定間距。

在一些實(shí)施例中，超聲波傳輸介質(zhì)302可以由晶圓清洗液組成。當(dāng)容器304盛有晶圓清洗液時(shí)，可以同時(shí)清洗和脫粘浸沒(méi)在其中的接合晶圓100。例如，典型的晶圓清洗液可以是由hf-sc1-sc2組成，其中，hf(氫氟酸)是用于蝕刻薄氧化物層的稀hf溶液。晶圓清洗液也可以由nh4oh，h2o2和h2o的混合物組成。有時(shí)sc1溶液也被稱為apm溶液，它代表過(guò)氧化氫氨混合物。sc1溶液主要用于除去顆粒和殘留的有機(jī)污染物。然而，sc1溶液留下金屬污染物。另一種晶圓清洗液可以是hcl，h2o2和h2o的混合物。有時(shí)，sc2溶液也被稱為hpm溶液，它代表鹽酸過(guò)氧化氫混合物。該sc2溶液主要用于去除金屬污染物。sc1和sc2的特定順序通常被稱為rca(美國(guó)無(wú)線電公司)清洗順序。在hf，sc1和sc2溶液之間通常有di(去離子)水沖洗。通常在sc2溶液之后，用di水沖洗。本領(lǐng)域普通技術(shù)人員應(yīng)理解，使用超聲波清潔晶圓可以通過(guò)預(yù)定功率和持續(xù)時(shí)間來(lái)實(shí)現(xiàn)。在一些實(shí)施例中，上述的脫粘聲功率和持續(xù)時(shí)間足以執(zhí)行晶圓清潔以及晶圓脫粘。

圖7是根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例示出的半導(dǎo)體制造方法700的流程圖。在步驟702中，接合晶圓102a和102b，并且在步驟704中，檢查接合晶圓100。例如，可通過(guò)紅外檢測(cè)工具、諸如c模式掃描聲學(xué)顯微鏡(c-sam)的聲學(xué)顯微鏡或其它檢查器件來(lái)檢查接合晶圓100。在步驟706中，做出關(guān)于接合晶圓100是否通過(guò)檢查的接合結(jié)果。如果確定接合晶圓100通過(guò)檢查，在步驟708中對(duì)接合晶圓100執(zhí)行后接合工藝。例如，后接合工藝可包括增強(qiáng)接合晶圓100的絕緣體-絕緣體接合112和/或金屬-金屬接合114的退火工藝?？蛇x的，可以使用其它類型的后接合工藝。如果接合晶圓100沒(méi)有通過(guò)檢查，在步驟710中，用如上所述的系統(tǒng)300和方法來(lái)脫粘晶圓102a和102b。在一些實(shí)施例中，然后可重復(fù)步驟702以重新接合晶圓102a和102b。

本發(fā)明的實(shí)施例包括用于減弱或脫粘接合晶圓的接合的方法。本發(fā)明實(shí)施例還包括用于執(zhí)行減弱或脫粘接合晶圓的接合方法的新型系統(tǒng)300。此外，本發(fā)明實(shí)施例包含半導(dǎo)體接合方法，其中，應(yīng)用減弱或脫粘接合晶圓的接合的方法。雖然在上文中提到的實(shí)施例中，附圖中所示的接合晶圓100僅包括接合在一起的兩個(gè)晶圓102a和102b，但在此描述的系統(tǒng)300和方法還可用于脫粘已經(jīng)接合在一起的三個(gè)或更多個(gè)晶圓。在一些實(shí)施例中，例如，可以重復(fù)兩次或多次脫粘方法，直到接合晶圓已脫粘。

本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例提供了一種半導(dǎo)體制造方法。該方法包括：提供第一晶圓和第二晶圓，其中，所述第一晶圓和所述第二晶圓接合在一起；將已接合的所述第一晶圓和所述第二晶圓在浸沒(méi)超聲波傳輸介質(zhì)中；產(chǎn)生超聲波；以及通過(guò)所述超聲波傳輸介質(zhì)，將所述超聲波傳導(dǎo)至已接合的所述第一晶圓和所述第二晶圓并且持續(xù)預(yù)定的時(shí)間段。

在一些實(shí)施例中，通過(guò)所述超聲波傳輸介質(zhì)，將所述超聲波傳導(dǎo)至已接合的所述第一晶圓和所述第二晶圓并且持續(xù)預(yù)定的時(shí)間段，包括：通過(guò)所述超聲波傳輸介質(zhì)，將所述超聲波傳導(dǎo)至已接合的所述第一晶圓和所述第二晶圓并且持續(xù)預(yù)定的時(shí)間段，以至少減弱已接合的所述第一晶圓和所述第二晶圓的接合強(qiáng)度。

在一些實(shí)施例中，通過(guò)熔融接合、共晶接合或混合接合來(lái)接合所述第一晶圓和所述第二晶圓。

在一些實(shí)施例中，該方法還包括：根據(jù)接合面積來(lái)確定所述預(yù)定的時(shí)間段。

在一些實(shí)施例中，所述超聲波的產(chǎn)生包括：在所述超聲波傳輸介質(zhì)中產(chǎn)生所述超聲波。

在一些實(shí)施例中，在所述超聲波傳輸介質(zhì)中產(chǎn)生所述超聲波包括：在所述超聲波傳輸介質(zhì)中并且在已接合的所述第一晶圓和所述第二晶圓的下方產(chǎn)生所述超聲波。

在一些實(shí)施例中，在所述超聲波傳輸介質(zhì)中產(chǎn)生所述超聲波包括：在所述超聲波傳輸介質(zhì)中并且在已接合的所述第一晶圓和所述第二晶圓周?chē)a(chǎn)生所述超聲波。

在一些實(shí)施例中，該方法還包括：當(dāng)所述超聲波傳導(dǎo)至已接合的所述第一晶圓和所述第二晶圓時(shí)，控制已接合的所述第一晶圓和所述第二晶圓以在所述超聲波傳輸介質(zhì)中旋轉(zhuǎn)。

在一些實(shí)施例中，該方法還包括：當(dāng)所述超聲波傳導(dǎo)至已接合的所述第一晶圓和所述第二晶圓時(shí)，控制已接合的所述第一晶圓和所述第二晶圓以在所述超聲波傳輸介質(zhì)中移動(dòng)。

在一些實(shí)施例中，通過(guò)所述超聲波傳輸介質(zhì)，將所述超聲波傳導(dǎo)至已接合的所述第一晶圓和所述第二晶圓并且持續(xù)預(yù)定的時(shí)間段，包括：通過(guò)所述超聲波傳輸介質(zhì)，將所述超聲波傳導(dǎo)至已接合的所述第一晶圓和所述第二晶圓并且持續(xù)預(yù)定的時(shí)間段，以清潔已接合的所述第一晶圓和所述第二晶圓。

本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例提供了一種半導(dǎo)體制造方法。該方法包括：接合所述第一晶圓和所述第二晶圓；確定已接合的所述第一晶圓和所述第二晶圓的接合結(jié)果；以及根據(jù)所述接合結(jié)果，確定是否通過(guò)超聲波來(lái)脫粘已接合的所述第一晶圓和所述第二晶圓。

在一些實(shí)施例中，該方法還包括：當(dāng)確定通過(guò)超聲波來(lái)脫粘已接合的所述第一晶圓和所述第二晶圓時(shí)，將已接合的所述第一晶圓和所述第二晶圓浸沒(méi)在超聲波傳輸介質(zhì)中；產(chǎn)生超聲波；以及通過(guò)所述超聲波傳輸介質(zhì)，將所述超聲波傳導(dǎo)至已接合的所述第一晶圓和所述第二晶圓并且持續(xù)預(yù)定的時(shí)間段，以脫粘已接合的所述第一晶圓和所述第二晶圓。

在一些實(shí)施例中，通過(guò)熔融接合、共晶接合或混合接合來(lái)接合所述第一晶圓和所述第二晶圓。

在一些實(shí)施例中，該方法還包括：根據(jù)接合面積來(lái)確定所述預(yù)定的時(shí)間段。

在一些實(shí)施例中，產(chǎn)生所述超聲波包括：在所述超聲波傳輸介質(zhì)中產(chǎn)生所述超聲波。

在一些實(shí)施例中，該方法還包括：當(dāng)所述超聲波傳導(dǎo)至已接合的所述第一晶圓和所述第二晶圓時(shí)，控制已接合的所述第一晶圓和所述第二晶圓以在所述超聲波傳輸介質(zhì)中旋轉(zhuǎn)。

在一些實(shí)施例中，該方法還包括：當(dāng)所述超聲波傳導(dǎo)至已接合的所述第一晶圓和所述第二晶圓時(shí)，控制已接合的所述第一晶圓和所述第二晶圓以在所述超聲波傳輸介質(zhì)中移動(dòng)。

在一些實(shí)施例中，該方法還包括：當(dāng)所述第一晶圓和所述第二晶圓脫粘時(shí)，重新接合所述第一晶圓和所述第二晶圓。本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例提供了一種用于至少減弱接合晶圓的接合強(qiáng)度的半導(dǎo)體制造系統(tǒng)。該系統(tǒng)包括：容器；超聲波傳輸介質(zhì)，填充在所述容器中；超聲波產(chǎn)生裝置，設(shè)置在所述超聲波傳輸介質(zhì)中以用于產(chǎn)生超聲波；以及支撐件，設(shè)置在所述超聲波傳輸介質(zhì)中以用于支撐所述接合晶圓；其中，通過(guò)所述超聲波傳輸介質(zhì)將所述超聲波傳導(dǎo)至所述接合晶圓。

在一些實(shí)施例中，該半導(dǎo)體制造系統(tǒng)還包括：螺桿，用于驅(qū)動(dòng)所述接合晶圓以在所述超聲波傳輸介質(zhì)中移動(dòng)。

上述內(nèi)容概括了幾個(gè)實(shí)施例的特征使得本領(lǐng)域技術(shù)人員可更好地理解本公開(kāi)的各個(gè)方面。本領(lǐng)域技術(shù)人員應(yīng)該理解，他們可以很容易地使用本發(fā)明作為基礎(chǔ)來(lái)設(shè)計(jì)或更改其他用于達(dá)到與本文所介紹實(shí)施例相同的目的和/或?qū)崿F(xiàn)相同優(yōu)點(diǎn)的工藝和結(jié)構(gòu)。本領(lǐng)域技術(shù)人員也應(yīng)該意識(shí)到，這些等效結(jié)構(gòu)并不背離本發(fā)明的精神和范圍，并且在不背離本發(fā)明的精神和范圍的情況下，可以進(jìn)行多種變化、替換以及改變。