一種激光誘導(dǎo)熱生長氧化硅的方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明涉及半導(dǎo)體制造工藝，尤其涉及一種激光誘導(dǎo)熱生長氧化娃的方法。
【背景技術(shù)】
[0002] 熱鍵合（化sion Bonding)技術(shù)被普遍應(yīng)用于互補(bǔ)式金屬氧化物影像感測器（CMOS image sensor, CIS)及微機(jī)電系統(tǒng)（Micro-Electro-Mechanical Systems, MEMS)的 3D 封 裝制程中，其基本原理是通過Si-0鍵實(shí)現(xiàn)兩片晶圓的互連。由于熱氧生長氧化娃的致密性 比等離子體增強(qiáng)正娃酸己醋（PE-TE0巧層的致密性更高，Si-0鍵的數(shù)量更多，因此鍵合強(qiáng) 度更大，更適合作為鍵合的介質(zhì)。
[0003] 對于晶圓背后感光技術(shù)炬ackside Illumination, BSI)來說，支撐晶圓是裸娃系， 介質(zhì)使用的是熱氧生長氧化娃，其鍵合強(qiáng)度好；而器件晶圓由于是采用的CM0S-PST制程， 故最多可承受的溫度是40(TC，因此器件晶圓經(jīng)常使用PE-TE0S作為鍵合的介質(zhì)，鍵合強(qiáng)度 較差。
[0004] 圖1示出了現(xiàn)有技術(shù)BSI熱鍵合的工藝步驟，具體為；在步驟101中，提供器件晶 圓和支撐晶圓，在器件晶圓上形成對準(zhǔn)標(biāo)記。所述支撐晶圓的鍵合面已經(jīng)形成有熱氧化生 長的氧化娃層。在器件晶圓上形成對準(zhǔn)標(biāo)記，W為后續(xù)晶圓鍵合工藝中支撐晶圓（晶圓背 面)和器件晶圓（晶圓正面)進(jìn)行對準(zhǔn)。在步驟102中，在器件晶圓表面沉積PE-TE0S層。在 步驟103中，執(zhí)行化學(xué)機(jī)械拋光平坦化步驟，W去除部分PE-TE0S層。在步驟104中，進(jìn)行 等離子體活化步驟，W提高鍵合強(qiáng)度。在步驟105中，對器件晶圓進(jìn)行去離子水浸潤清洗， 清洗后進(jìn)行旋干。在步驟106中，進(jìn)行熱鍵合工藝，W將所述器件晶圓和所述支撐晶圓互 連。如圖2A所示為器件晶圓和支撐晶圓鍵合示意圖，由圖可W看出器件晶圓200表面沉積 有PE-TE0S層201，支撐晶圓202鍵合面沉積有熱生長氧化娃層203,器件晶圓（正面）和支 撐晶圓（背面）相結(jié)合，通過Si-0鍵實(shí)現(xiàn)互連。如圖2B所示為鍵合界面的放大示意圖。所 W目前面臨的是如何提高器件晶圓鍵合面沉積氧化物的質(zhì)量，W進(jìn)一步提高鍵合強(qiáng)度的問 題。
[0005] 因此，急需一種新的制造方法，W克服現(xiàn)有技術(shù)中的不足。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0006] 在
【發(fā)明內(nèi)容】
部分中引入了一系列簡化形式的概念，該將在【具體實(shí)施方式】部分中進(jìn) 一步詳細(xì)說明。本發(fā)明的
【發(fā)明內(nèi)容】
部分并不意味著要試圖限定出所要求保護(hù)的技術(shù)方案的 關(guān)鍵特征和必要技術(shù)特征，更不意味著試圖確定所要求保護(hù)的技術(shù)方案的保護(hù)范圍。
[0007]為了解決現(xiàn)有技術(shù)中存在的問題，本發(fā)明提出了一種激光誘導(dǎo)熱生長氧化娃的方 法，包括下列步驟：采用激光照射無定形娃制備氧化娃的步驟。
[0008] 進(jìn)一步，所述方法適用于晶圓背后感光技術(shù)制程。
[0009] 進(jìn)一步，所述晶圓背后感光技術(shù)制程包括；提供器件晶圓和支撐晶圓；在所述器 件晶圓表面上依次形成等離子沉積氧化娃層和無定形娃層；進(jìn)行化學(xué)機(jī)械平坦化步驟，W 去除部分無定形娃層；執(zhí)行激光照射步驟；執(zhí)行熱鍵合步驟。
[0010] 進(jìn)一步，所述激光照射的氣氛為空氣或氧氣氣氛，波長范圍為200~350nm，能量 密度大于2J/cm 2。
[0011] 進(jìn)一步，所述等離子沉積氧化娃層厚度為1000~looooA。
[001引進(jìn)一步，執(zhí)行所述化學(xué)機(jī)械平坦化步驟后，所述無定形娃層厚度為100~400A。
[0013] 進(jìn)一步，所述熱鍵合工藝參數(shù)為；施加的鍵合壓力為1~10N，鍵合時(shí)間為10~ 60s。
[0014] 進(jìn)一步，在執(zhí)行所述熱鍵合工藝之前還包括依次執(zhí)行等離子活化和濕法清洗及旋 干的步驟。
[0015] 進(jìn)一步，所述等離子活化步驟采用氮?dú)鉃闅怏w源，功率為100~600W，活化時(shí)間為 10 ~60s。
[0016] 進(jìn)一步，所述濕法清洗及旋干步驟采用去離子水清洗，所述旋干步驟轉(zhuǎn)速為 1000 ~3500;rpm，時(shí)間為 1 ~5min。
[0017] 進(jìn)一步，在形成所述等離子沉積氧化娃層之前還包括在所述器件晶圓上形成對準(zhǔn) 標(biāo)記的步驟。
[0018] 綜上所示，根據(jù)本發(fā)明的制造工藝在BSI器件晶圓鍵合面上采用激光誘導(dǎo)氧化方 式熱生長氧化娃層，能有效避免器件晶圓熱損傷缺陷的產(chǎn)生，生成氧化物的致密性高，可提 高鍵合強(qiáng)度。
【附圖說明】
[0019] 本發(fā)明的下列附圖在此作為本發(fā)明的一部分用于理解本發(fā)明。附圖中示出了本發(fā) 明的實(shí)施例及其描述，用來解釋本發(fā)明的原理。
[0020] 附圖中：
[0021] 圖1為現(xiàn)有技術(shù)BSI熱鍵合工藝依次實(shí)施的步驟的流程圖；
[0022] 圖2A為現(xiàn)有技術(shù)BSI熱鍵合步驟示意圖；
[0023] 圖2B為鍵合界面的局部放大示意圖；
[0024] 圖3A-3C為根據(jù)本發(fā)明示例性實(shí)施例的方法依次實(shí)施的步驟所分別獲得的器件 的示意性剖面圖；
[00巧]圖4為根據(jù)本發(fā)明示例性實(shí)施例的方法依次實(shí)施的步驟的流程圖。
【具體實(shí)施方式】
[0026] 在下文的描述中，給出了大量具體的細(xì)節(jié)W便提供對本發(fā)明更為徹底的理解。然 而，對于本領(lǐng)域技術(shù)人員而言顯而易見的是，本發(fā)明可W無需一個(gè)或多個(gè)該些細(xì)節(jié)而得W 實(shí)施。在其他的例子中，為了避免與本發(fā)明發(fā)生混淆，對于本領(lǐng)域公知的一些技術(shù)特征未進(jìn) 行描述。
[0027] 為了徹底理解本發(fā)明，將在下列的描述中提出詳細(xì)的步驟，W便闡釋本發(fā)明提出 的本發(fā)明的制造工藝通過在BSI器件晶圓鍵合面上采用激光誘導(dǎo)氧化方式熱生長氧化娃 層。顯然，本發(fā)明的施行并不限定于半導(dǎo)體領(lǐng)域的技術(shù)人員所熟習(xí)的特殊細(xì)節(jié)。本發(fā)明的 較佳實(shí)施例詳細(xì)描述如下，然而除了該些詳細(xì)描述外，本發(fā)明還可w具有其他實(shí)施方式。
[0028]應(yīng)當(dāng)理解的是，當(dāng)在本說明書中使用術(shù)語"包含"和/或"包括"時(shí)，其指明存在所 述特征、整體、步驟、操作、元件和/或組件，但不排除存在或附加一個(gè)或多個(gè)其他特征、整 體、步驟、操作、元件、組件和/或它們的組合。
[002引[示例性實(shí)施例]
[0030]下面將結(jié)合剖面示意圖對本發(fā)明進(jìn)行更詳細(xì)的描述，其中標(biāo)示了本發(fā)明的優(yōu)選實(shí) 施例，應(yīng)該理解本領(lǐng)域技術(shù)人員可W進(jìn)行修改在此描述的本發(fā)明，而仍然實(shí)現(xiàn)本發(fā)明的有 利效果。
[0031] 首先，提供器件晶圓和支撐晶圓，在器件晶圓上形成對準(zhǔn)標(biāo)記。
[0032] 所述器件晶圓是由半導(dǎo)體襯底和器件組成，半導(dǎo)體襯底的材料是單晶娃，也可W 是絕緣體上的娃或者應(yīng)力娃等其他襯底。所述器件是由若干個(gè)金屬-氧化物-半導(dǎo)體場效 應(yīng)晶體管（MOSFETs)W及電容、電阻等其他器件通過合金互聯(lián)形成的集成電路，也可W是其 他集成電路領(lǐng)域內(nèi)常見的半導(dǎo)體器件，例如雙極器件或者功率器件等。所述支撐晶圓為娃 晶圓，起支撐作用。
[0033] 在器件晶圓上形成對準(zhǔn)標(biāo)記，W保證后續(xù)晶圓鍵合工藝中支撐晶圓（晶圓背面）和 器件晶圓（晶圓正