一種復合晶圓的制備方法及裝置與流程
1.本發(fā)明涉及半導體技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及一種復合晶圓的制備方法及裝置。
背景技術(shù)：
2.隨著5g和人工智能芯片的不斷發(fā)展，集成電路的特征尺寸不斷減小，集成規(guī)模越來越大。此外，微機電系統(tǒng)（micro electromechanical systems, mems）集成度越來越高，功能越來越多，結(jié)構(gòu)更趨復雜。特別是cmos電路與mems器件混合集成的功能器件，需要將微機械部件與電路集成起來，這對器件的封裝集成提出了更高的要求。在這種條件下，單純通過縮小工藝尺寸、增加單芯片面積等方式帶來的系統(tǒng)功能和性能提升已難以適應(yīng)未來發(fā)展的需求。因此，提出了三維集成技術(shù)，也稱為晶圓級多層堆疊技術(shù)，采用這種方法，可以實現(xiàn)從芯片級到晶圓級的各種三維集成，如coc（chip on chip）、cow（chip on wafer）、wow（wafer on wafer）等。三維集成技術(shù)充分利用了垂直方向上的空間，使器件向三維方向發(fā)展，能夠明顯減小互連線長度、面積，突破單層芯片、單傳感器的限制，提高芯片集成度，實現(xiàn)系統(tǒng)性能、帶寬和功耗等方面指標提升。
3.鍵合是實現(xiàn)三維集成的主流技術(shù)；襯底鍵合的一般過程為，使用兩片相近尺寸的同質(zhì)或異質(zhì)晶圓，使其鍵合面對準并緊密接觸，在一定的溫度下，襯底間發(fā)生化學反應(yīng)形成中間層，或在襯底界面附近發(fā)生原子擴散，將兩襯底牢牢連接在一起。可利用鍵合強度來表征兩襯底鍵合的牢固程度。但是，當不同的材料在高溫處理后鍵合到一起時，由于不同的材料的熱膨脹系數(shù)不同，鍵合晶圓在冷卻過程中，會釋放熱應(yīng)力，鍵合晶圓會受到機械性的損傷，影響器件的可靠性和耐久性，嚴重時會導致裂片。同時，高溫處理無法應(yīng)用于耐熱性、耐電壓特性較低的原件。
4.cn111477543a公開了一種鍵合襯底晶圓與單晶壓電晶圓的方法以及由該方法制備的復合單晶壓電晶圓基板，所述方法在鍵合前對單晶壓電晶圓的鍵合面進行損傷，形成與襯底晶圓鍵合面晶格排布相近的損傷層，從而減小鍵合界面應(yīng)力集中，提高復合單晶壓電晶圓基板的結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性。還提供一種制備復合單晶壓電薄膜的方法，所述方法通過在注入片的薄膜層表面進行損傷形成損傷層，再基于所述損傷層與襯底晶圓進行鍵合，最后除去注入片中的余料層，從而提高復合單晶壓電薄膜基板的結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性。
5.cn114664724a公開了一種晶圓鍵合方法以及半導體器件的制備方法或封裝方法，晶圓鍵合方法包括以下步驟：步驟s10：在待鍵合晶圓具有刻印圖形層的一側(cè)表面之上形成隔離層；步驟s20：在隔離層之上形成二氧化硅層，打磨二氧化硅層，使二氧化硅層與隔離層形成的復合層的表面平整；步驟s30：在復合層上述依次形成鍵合膠層和鍵合載片。上述的鍵合方法通過依次形成隔離層和二氧化硅層，二氧化硅材料先形成在隔離層之上并磨平至與隔離層的最高表面齊平，可以有效地從鍵合過程中通過產(chǎn)生鍵合氣泡的根本原因臺階差來解決上述問題，還可以進一步地避免晶圓鍵合過程中鍵合失效的問題。利用上述晶圓鍵合的方法還可以有效提高半導體器件制備和封裝的良品率。
6.cn114141630a公開了一種二次離子注入薄膜晶圓方法、復合薄膜及電子元器件，
所述方法包括：準備薄膜晶圓與非同質(zhì)襯底晶圓；對所述薄膜晶圓執(zhí)行兩次離子注入處理，其中第一次離子注入的深度與第二次離子注入的深度差值為20nm~200nm，得到包含余質(zhì)層、第一注入層、第二注入層和薄膜層四層結(jié)構(gòu)的薄膜晶圓注入片；對所述薄膜晶圓注入片與所述非同質(zhì)襯底晶圓執(zhí)行鍵合，得到鍵合體；對所述鍵合體執(zhí)行熱處理，得到分離氣泡層；在所述分離氣泡層處剝離掉所述余質(zhì)層，使得所述余質(zhì)層與所述薄膜層分離，得到復合薄膜。通過二次離子注入，使薄膜晶圓和襯底晶圓不會產(chǎn)生較大熱膨脹系數(shù)的差異，也就不會導致薄膜層炸裂，進而提高了薄膜晶圓的成品良率。
7.但上述方法僅為兩片晶圓鍵合，尚無法滿足兩片以上晶圓的同步鍵合。
8.因此，提供一種復合晶圓的制備方法及裝置實現(xiàn)兩片以上晶圓同時鍵合，對未來高性能電子器件封裝集成技術(shù)的發(fā)展具有十分重要的意義。
技術(shù)實現(xiàn)要素：
9.鑒于現(xiàn)有技術(shù)中存在的問題，本發(fā)明提供一種復合晶圓的制備方法及裝置，所述制備方法將經(jīng)過表面活化處理后的上晶圓、中間晶圓和下晶圓依次疊合，進行加壓鍵合處理，形成一種三明治結(jié)構(gòu)，實現(xiàn)晶圓集成度的提高；所述制備裝置內(nèi)設(shè)置有機械手，可以夾持中間晶圓，防止晶圓表面產(chǎn)生玷污，整體制備裝置設(shè)計合理，結(jié)構(gòu)簡單，便于操作調(diào)控，具有大規(guī)模工業(yè)化推廣應(yīng)用前景。
10.為達此目的，本發(fā)明采用以下技術(shù)方案：第一方面，本發(fā)明提供一種復合晶圓的制備方法，所述制備方法包括如下步驟：（1）對上晶圓、中間晶圓和下晶圓均進行表面活化處理，得到處理后的上晶圓、處理后的中間晶圓和處理后的下晶圓；所述中間晶圓的數(shù)量為至少1個；（2）依次疊合處理后的上晶圓、處理后的中間晶圓和處理后的下晶圓，進行加壓鍵合處理，得到所述復合晶圓。
11.本發(fā)明所述的復合晶圓的制備方法操作簡單，首先對上晶圓、多片中間晶圓和下晶圓進行表面活化處理，之后采用加壓鍵合的方式同時鍵合多片晶圓，形成三明治結(jié)構(gòu)，進而提高晶圓的集成度。
12.本發(fā)明中所述中間晶圓的數(shù)量為至少1個，例如可以是1個、2個、3個、4個或5個等。
13.優(yōu)選地，對步驟（1）所述上晶圓的下表面進行表面活化處理。
14.優(yōu)選地，對步驟（1）所述中間晶圓的上表面和下表面均進行表面活化處理。
15.優(yōu)選地，對步驟（1）所述下晶圓的上表面進行表面活化處理。
16.優(yōu)選地，所述中間晶圓的直徑比上晶圓的直徑大0.02~2mm，例如可以是0.02mm、0.1mm、0.3mm、0.5mm、1mm或2mm等，但并不僅限于所列舉的數(shù)值，該數(shù)值范圍內(nèi)其他未列舉的數(shù)值同樣適用。
17.優(yōu)選地，所述中間晶圓的直徑比下晶圓的直徑大0.02~2mm，例如可以是0.02mm、0.1mm、0.3mm、0.5mm、1mm或2mm等，但并不僅限于所列舉的數(shù)值，該數(shù)值范圍內(nèi)其他未列舉的數(shù)值同樣適用。
18.本發(fā)明優(yōu)選所述中間晶圓的直徑比上晶圓的直徑大0.02~2mm且所述中間晶圓的直徑比下晶圓的直徑大0.02~2mm，避免在加壓鍵合處理中，上晶圓和下晶圓超出中間晶圓的邊緣，與夾持中間晶圓的機械手發(fā)生干涉，導致上晶圓和下晶圓損壞。
19.優(yōu)選地，步驟（1）所述表面活化處理包括等離子體轟擊處理、甲酸還原處理或低溫生長納米薄膜處理中的任意一種。
20.本發(fā)明中表面活化處理中的等離子體轟擊處理和甲酸還原處理，均可以有效去除上晶圓、中間晶圓和下晶圓需要進行鍵合的表面上的表面氧化物和雜質(zhì)；低溫生長納米薄膜處理可以在上晶圓、中間晶圓和下晶圓需要進行鍵合的表面上生長納米薄膜，使其作為鍵合中間層，提高鍵合強度。
21.優(yōu)選地，所述低溫生長納米薄膜處理的溫度《350℃，例如可以是349℃、340℃、330℃、320℃、310℃或300℃等，但并不僅限于所列舉的數(shù)值，該數(shù)值范圍內(nèi)其他未列舉的數(shù)值同樣適用。
22.優(yōu)選地，所述低溫生長納米薄膜處理包括化學氣相沉積法低溫生長納米薄膜處理或原子層沉積法低溫生長納米薄膜處理。
23.優(yōu)選地，步驟（2）所述加壓鍵合處理的過程中，監(jiān)測上晶圓或下晶圓所受到的鍵合壓力。
24.優(yōu)選地，當鍵合壓力達到第一設(shè)定壓力值0.5~100n，機械手釋放中間晶圓，之后繼續(xù)增大鍵合壓力達到第二設(shè)定壓力值100~100000n，保持0.5~240min。
25.本發(fā)明中所述加壓鍵合處理的過程中處理后的中間晶圓由機械手夾持向下移動，直至中間晶圓的下表面和下晶圓的上表面相互接觸；機械手保持夾持，上晶圓在加壓裝置的帶動下向下移動，監(jiān)測上晶圓或下晶圓所受到的鍵合壓力。其中，機械手夾持處理后的中間晶圓的邊緣，使得處理后的上晶圓、處理后的中間晶圓和處理后的下晶圓的圓心保持在同一豎直軸心上。機械手保持夾持的目的是，使得中間晶圓不會在下晶圓的表面上滑移。如果上晶圓的下表面和中間晶圓的上表面接觸后，機械手立即釋放中間晶圓，由于晶圓表面的粗糙度很低，中間晶圓會在下晶圓的表面上滑移。
26.當鍵合壓力達到第一設(shè)定壓力值0.5~100n，機械手釋放中間晶圓。若鍵合壓力小于第一設(shè)定壓力值，機械手過早釋放中間晶圓，此時中間晶圓和下晶圓尚未緊密貼合，仍然存在相互滑移的風險；若鍵合壓力大于第一設(shè)定壓力值，機械手過晚釋放中間晶圓，此時中間晶圓受到較大的壓力同時又被機械手限制而不能自由移動，可能存在被損壞的風險。
27.本發(fā)明中第一設(shè)定壓力值0.5~100n，例如可以是0.5n、1n、5n、10n、30n、50n、70n、90n或100n等，但并不僅限于所列舉的數(shù)值，該數(shù)值范圍內(nèi)其他未列舉的數(shù)值同樣適用；第二設(shè)定壓力值100~100000n，例如可以是100n、500n、1000n、3000n、5000n、10000n、70000n、90000n或100000n等，但并不僅限于所列舉的數(shù)值，該數(shù)值范圍內(nèi)其他未列舉的數(shù)值同樣適用；鍵合壓力達到第二設(shè)定壓力值100~100000n，保持0.5~240min，例如可以是0.5min、1min、5min、10min、20min、100min、200min或240min等，但并不僅限于所列舉的數(shù)值，該數(shù)值范圍內(nèi)其他未列舉的數(shù)值同樣適用。
28.作為本發(fā)明優(yōu)選的技術(shù)方案，所述制備方法包括如下步驟：（1）對上晶圓的下表面、中間晶圓的上表面和下表面以及下晶圓的上表面均進行表面活化處理，得到處理后的上晶圓、處理后的中間晶圓和處理后的下晶圓；所述中間晶圓的數(shù)量為至少1個；所述中間晶圓的直徑比上晶圓的直徑大0.02~2mm；所述中間晶圓的直徑比下晶圓的直徑大0.02~2mm；
所述表面活化處理包括等離子體轟擊處理、甲酸還原處理或低溫生長納米薄膜處理中的任意一種；所述低溫生長納米薄膜處理的溫度《350℃；所述低溫生長納米薄膜處理包括化學氣相沉積法低溫生長納米薄膜處理或原子層沉積法低溫生長納米薄膜處理；（2）依次疊合處理后的上晶圓、處理后的中間晶圓和處理后的下晶圓，進行加壓鍵合處理，得到所述復合晶圓；所述加壓鍵合處理的過程中，監(jiān)測上晶圓或下晶圓所受到的鍵合壓力；當鍵合壓力達到第一設(shè)定壓力值0.5~100n，機械手釋放中間晶圓，之后繼續(xù)增大鍵合壓力達到第二設(shè)定壓力值100~100000n，保持0.5~240min。
29.第二方面，本發(fā)明還提供一種復合晶圓的制備裝置，所述裝置用于實現(xiàn)第一方面所述的復合晶圓的制備方法。
30.優(yōu)選地，所述制備裝置包括處理腔室；所述處理腔室與第一真空系統(tǒng)連接。
31.本發(fā)明所述的處理腔室內(nèi)可以進行甲酸還原處理、化學氣相沉積法低溫生長納米薄膜處理或原子層沉積法低溫生長納米薄膜處理。
32.優(yōu)選地，所述處理腔室包括進氣口和排氣口；所述進氣口的數(shù)量為至少2個，例如可以是2個、3個、4個或5個等。
33.本發(fā)明中當表面活化處理采用甲酸還原處理時，在處理腔室的進氣口通入甲酸蒸汽；當表面活化處理采用化學氣相沉積法低溫生長納米薄膜處理時，在處理腔室的進氣口通入硅烷和氨氣，在上晶圓的下表面、中間晶圓的上表面和下表面以及下晶圓的上表面形成均勻的sin薄膜；當表面活化處理采用原子層沉積法低溫生長納米薄膜處理時，在處理腔室的進氣口通入脈沖氣體三甲基鋁和脈沖氣體水蒸氣，在上晶圓的下表面、中間晶圓的上表面和下表面以及下晶圓的上表面形成均勻的al2o3薄膜。
34.優(yōu)選地，所述處理腔室包括位于處理腔室上部的第一上晶圓基座和位于處理腔室下部的第一下晶圓基座。
35.優(yōu)選地，所述第一上晶圓基座內(nèi)部集成有加壓裝置，所述加壓裝置在豎直方向上運動；所述加壓裝置的下端固定有第一上晶圓載臺；所述第一上晶圓載臺具有靜電吸附功能。
36.本發(fā)明優(yōu)選所述第一上晶圓載臺具有靜電吸附功能，以固定上晶圓。
37.優(yōu)選地，所述第一下晶圓基座上固定有第一下晶圓載臺。
38.優(yōu)選地，所述處理腔室內(nèi)設(shè)置有第一機械手；所述第一機械手通過旋轉(zhuǎn)軸實現(xiàn)以軸線為中心360
°
翻轉(zhuǎn)。
39.本發(fā)明所述第一機械手夾持中間晶圓的邊緣，防止對中間晶圓的表面產(chǎn)生污染。在轉(zhuǎn)軸的驅(qū)動下可以閉合或張開以夾取或放下中間晶圓。第一機械手通過旋轉(zhuǎn)軸可以實現(xiàn)以軸線為中心360
°
翻轉(zhuǎn)，可以保證在化學氣相沉積法低溫生長納米薄膜處理或原子層沉積法低溫生長納米薄膜處理過程中成膜的均勻性。
40.優(yōu)選地，所述第一上晶圓載臺內(nèi)部設(shè)置有第一加熱裝置。
41.優(yōu)選地，所述第一下晶圓載臺內(nèi)部設(shè)置有第二加熱裝置。
42.優(yōu)選地，所述第一加熱裝置包括加熱絲、加熱棒、加熱盤或感應(yīng)加熱線圈中的任意一種。
43.優(yōu)選地，所述第二加熱裝置包括加熱絲、加熱棒、加熱盤或感應(yīng)加熱線圈中的任意
一種。
44.本發(fā)明優(yōu)選所述第一上晶圓載臺內(nèi)部設(shè)置有第一加熱裝置，所述第一下晶圓載臺內(nèi)部設(shè)置有第二加熱裝置，在加壓鍵合處理的同時還可以對晶圓進行原位加熱。當需要鍵合處理的晶圓需要加熱時，可以進行原位加熱；當不需要加熱也可以完成鍵合時，也可以不啟動加熱裝置，不進行加熱，這樣還可以節(jié)省能源。
45.優(yōu)選地，所述制備裝置包括等離子轟擊腔室。
46.當采用離子體轟擊處理對上晶圓、中間晶圓和下晶圓進行表面活化處理時，上晶圓、中間晶圓和下晶圓先進入等離子轟擊腔室，之后再進入處理腔室進行熱壓鍵合處理。當采用甲酸還原處理或低溫生長納米薄膜處理對上晶圓、中間晶圓和下晶圓進行表面活化處理時，上晶圓、中間晶圓和下晶圓直接進入處理腔室進行表面活化處理，之后進行熱壓鍵合處理，這時制備裝置僅為處理腔室即可。
47.本發(fā)明所述處理腔室和等離子轟擊腔室可以是同一個腔體。
48.優(yōu)選地，所述等離子轟擊腔室與第二真空系統(tǒng)連接。
49.優(yōu)選地，所述等離子轟擊腔室包括位于等離子轟擊腔室上部的第二上晶圓基座和位于等離子轟擊腔室下部的第二下晶圓基座。
50.優(yōu)選地，所述第二上晶圓基座的下端固定有第二上晶圓載臺；所述第二上晶圓載臺具有靜電吸附功能。
51.優(yōu)選地，所述第二下晶圓基座上固定有第二下晶圓載臺。
52.優(yōu)選地，所述等離子轟擊腔室內(nèi)設(shè)置有第二機械手。
53.本發(fā)明所述第二機械手夾持中間晶圓的邊緣，防止對中間晶圓的表面產(chǎn)生污染。
54.優(yōu)選地，所述等離子轟擊腔室通過閥與處理腔室相連接。
55.本發(fā)明中經(jīng)過離子轟擊腔處理后的上晶圓、處理后的中間晶圓和處理后的下晶圓可以利用傳送裝置或機械手通過閥傳送至處理腔室內(nèi)，進行加壓鍵合處理。
56.優(yōu)選地，所述等離子轟擊腔室內(nèi)設(shè)置有至少2個等離子源，例如可以是2個、3個或4個等。
57.優(yōu)選地，所述等離子源的設(shè)置方式包括固定設(shè)置、通過導軌移動或通過升降裝置移動中的任意一種。
58.優(yōu)選地，所述導軌的形狀包括u形。
59.與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明至少具有以下有益效果：（1）本發(fā)明提供的復合晶圓的制備方法操作簡單，采用加壓鍵合的方式同時鍵合多片晶圓，提高了晶圓的集成度，而且制備效率高，調(diào)控方便；（2）本發(fā)明提供的復合晶圓的制備裝置設(shè)計合理，結(jié)構(gòu)簡單，可適用于不同的表面活化處理方法，操作調(diào)控簡便，具有大規(guī)模工業(yè)化推廣應(yīng)用前景。
附圖說明
60.圖1是實施例1提供的復合晶圓的制備裝置的整體結(jié)構(gòu)示意圖。
61.圖2是實施例1中間晶圓由機械手夾持的示意圖。
62.圖3是實施例1中第一等離子源241和第二等離子源242活化上晶圓010a的下表面和中間晶圓010b的上表面的示意圖。
63.圖4是實施例1中第一等離子源241和第二等離子源242活化中間晶圓010b的下表面和下晶圓010c的上表面的示意圖。
64.圖5是實施例2中等離子轟擊腔室的結(jié)構(gòu)示意圖。
65.圖6是實施例3中等離子轟擊腔室的結(jié)構(gòu)示意圖。
66.圖7是實施例4中第一等離子源241和第二等離子源242活化上晶圓010a的下表面和中間晶圓010b的上表面的示意圖。
67.圖8是實施例4中第一等離子源241和第二等離子源242活化中間晶圓010b的下表面和下晶圓010c的上表面的示意圖。
68.圖9是實施例6中處理腔室的結(jié)構(gòu)示意圖。
69.圖中：100-處理腔室；104-閥；110-第一進氣口；111-第二進氣口；112-出氣口；113-第一真空排氣口；120-第一真空系統(tǒng)；121-第一真空計；130-第一上晶圓基座；131-第一下晶圓基座；132-第一上晶圓載臺；133-第一下晶圓載臺；134-第一機械手；135-加壓裝置；136-第一感應(yīng)加熱線圈；137-第二感應(yīng)加熱線圈；200-等離子轟擊腔室；213-第二真空排氣口；220-第二真空系統(tǒng)；221-第二真空計；230-第二上晶圓基座；231-第二下晶圓基座；232-第二上晶圓載臺；233-第二下晶圓載臺；234-第二機械手；240-u形導軌裝置；241-第一等離子源；241a-第一等離子束；242-第二等離子源；242a-第二等離子束；243-第三等離子源；243a-第三等離子束；244-第四等離子源；244a-第四等離子束；245-移動軌跡。
70.010a-上晶圓；010b-中間晶圓；010c-下晶圓。
具體實施方式
71.下面結(jié)合附圖并通過具體實施方式來進一步說明本發(fā)明的技術(shù)方案。
72.需要理解的是，在本發(fā)明的描述中，術(shù)語“中心”、“縱向”、“橫向”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“豎直”、“水平”、“頂”、“底”、“內(nèi)”、“外”等指示的方位或位置關(guān)系為基于附圖所示的方位或位置關(guān)系，僅是為了便于描述本發(fā)明和簡化描述，而不是指示或暗示所指的裝置或元件必須具有特定的方位、以特定的方位構(gòu)造和操作，因此不能理解為對本發(fā)明的限制。此外，術(shù)語“第一”、“第二”等僅用于描述目的，而不能理解為指示或暗示相對重要性或者隱含指明所指示的技術(shù)特征的數(shù)量。由此，限定有“第一”、“第二”等的特征可以明示或者隱含地包括一個或者更多個該特征。在本發(fā)明的描述中，除非另有說明，“多個”的含義是兩個或兩個以上。
73.需要說明的是，在本發(fā)明的描述中，除非另有明確的規(guī)定和限定，術(shù)語“設(shè)置”、“相連”、“連接”應(yīng)做廣義理解，例如，可以是固定連接，也可以是可拆卸連接，或一體連接；可以是機械連接，也可以是電連接；可以是直接相連，也可以通過中間媒介間接相連，可以是兩個元件內(nèi)部的連通。對于本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員而言，可以通過具體情況理解上述術(shù)語在本發(fā)明中的具體含義。
74.本領(lǐng)域技術(shù)人員理應(yīng)了解的是，本發(fā)明中必然包括用于實現(xiàn)工藝完整的必要管線、常規(guī)閥門和通用泵設(shè)備，但以上內(nèi)容不屬于本發(fā)明的主要發(fā)明點，本領(lǐng)域技術(shù)人員可以基于工藝流程和設(shè)備結(jié)構(gòu)選型進可以自行增設(shè)布局，本發(fā)明對此不做特殊要求和具體限
定。
75.實施例1本實施例提供一種復合晶圓的制備裝置，所述制備裝置的所述制備裝置的整體結(jié)構(gòu)示意圖如圖1所示。
76.所述制備裝置包括處理腔室100。
77.所述處理腔室100與第一真空系統(tǒng)120通過第一真空排氣口113連接，同時接有第一真空計121可以讀取當前處理腔室100的真空度。
78.所述處理腔室100包括位于處理腔室100上部的第一上晶圓基座130和位于處理腔室100下部的第一下晶圓基座131；所述第一上晶圓基座130內(nèi)部集成有加壓裝置135，所述加壓裝置135在豎直方向上運動；所述加壓裝置135的下端固定有第一上晶圓載臺132；所述第一上晶圓載臺132具有靜電吸附功能；所述第一下晶圓基座131上固定有第一下晶圓載臺133。所述處理腔室100內(nèi)設(shè)置有第一機械手134。所述第一上晶圓載臺132內(nèi)部設(shè)置有第一感應(yīng)加熱線圈136；所述第一下晶圓載臺133內(nèi)部設(shè)置有第二感應(yīng)加熱線圈137。
79.所述制備裝置包括等離子轟擊腔室200。
80.所述等離子轟擊腔室200與第二真空系統(tǒng)220通過第二真空排氣口213連接，同時接有第二真空計221可以讀取當前等離子轟擊腔室200的真空度。
81.所述等離子轟擊腔室200包括位于等離子轟擊腔室200上部的第二上晶圓基座230和位于等離子轟擊腔室200下部的第二下晶圓基座231；所述第二上晶圓基座230的下端固定有第二上晶圓載臺232；所述第二上晶圓載臺232具有靜電吸附功能；所述第二下晶圓基座231上固定有第二下晶圓載臺233；所述等離子轟擊腔室200內(nèi)設(shè)置有第二機械手234；所述等離子轟擊腔室200通過閥104與處理腔室100相連接。
82.所述等離子轟擊腔室200內(nèi)設(shè)置有2個等離子源，分別為第一等離子源241和第二等離子源242。所述等離子源通過升降裝置移動。
83.本實施例還提供一種復合晶圓的制備方法，所述制備方法使用上述的制備裝置來實現(xiàn)；所述制備方法包括如下步驟：（1）對上晶圓010a的下表面、中間晶圓010b的上表面和下表面以及下晶圓010c的上表面均進行等離子體轟擊處理，得到處理后的上晶圓010a、處理后的中間晶圓010b和處理后的下晶圓010c；所述中間晶圓010b在表面活化處理過程中由第二機械手234夾持，示意圖如圖2所示；所述中間晶圓010b的數(shù)量為1個；所述中間晶圓010b的直徑比上晶圓010a的直徑大1mm；所述中間晶圓010b的直徑比下晶圓010c的直徑大1mm；具體操作包括：第一等離子源241和第二等離子源242位于圖3所示的位置，分別放射出第一等離子束241a和第二等離子束242a用于活化上晶圓010a的下表面和中間晶圓010b的上表面。表面活化處理完成后，第一等離子源241和第二等離子源242通過升降裝置移動在豎直方向上向下移動到圖4所示的位置，分別放射出第一等離子束241a和第二等離子束242a用于活化中間晶圓010b的下表面和下晶圓010c的上表面。表面活化處理完成后，利用傳送裝置通過閥104傳送至處理腔室100內(nèi)；（2）依次疊合處理后的上晶圓010a、處理后的中間晶圓010b和處理后的下晶圓
010c，進行加壓鍵合處理，得到所述復合晶圓；具體操作包括：上晶圓010a通過靜電吸附固定在第一上晶圓載臺132下方，下晶圓010c固定在第一下晶圓載臺133的上方。中間晶圓010b通過第一機械手134夾持，固定在上晶圓010a和下晶圓010c之間，第一機械手134夾持中間晶圓010b的邊緣，關(guān)閉閥104，啟動第一真空系統(tǒng)120，使處理腔室100達到所需的真空度1e-3pa。啟動第一感應(yīng)加熱線圈136和第二感應(yīng)加熱線圈137，設(shè)定所需加熱溫度150℃，加熱晶圓。升溫結(jié)束后，控制第一機械手134將中間晶圓010b下移，置于下晶圓010c上方，控制加壓裝置135移動上晶圓010a，與中間晶圓010b的上表面接觸，但不產(chǎn)生額外的壓力。設(shè)定第一感應(yīng)加熱線圈136和第二感應(yīng)加熱線圈137的溫度為鍵合所需溫度250℃，達到所需的鍵合溫度后，控制加壓裝置135繼續(xù)向下移動，將上晶圓010a、中間晶圓010b、下晶圓010c緊密貼合，當鍵合壓力達到第一設(shè)定壓力值50n，第一機械手134釋放中間晶圓010b，之后繼續(xù)增大鍵合壓力達到第二設(shè)定壓力值1000n，保持30min，完成鍵合，得到復合晶圓。
84.鍵合完成后，關(guān)閉第一感應(yīng)加熱線圈136和第二感應(yīng)加熱線圈137，控制加壓裝置135向上移動，復合晶圓通過靜電吸附作用吸附在第一上晶圓載臺132下方，通過第一機械手134將復合晶圓取出。
85.實施例2本實施例提供一種復合晶圓的制備裝置，所述制備裝置除了等離子轟擊腔室200內(nèi)固定設(shè)置有4個等離子源，分別為第一等離子源241、第二等離子源242、第三等離子源243和第四等離子源244外，其余均與實施例1相同。
86.本實施例所述等離子轟擊腔室的結(jié)構(gòu)示意圖如圖5所示。所述第一等離子源241、第二等離子源242、第三等離子源243和第四等離子源244分別放射出第一等離子束241a、第二等離子束242a、第三等離子束243a、第四等離子束244a，可以對上晶圓010a的下表面、中間晶圓010b的上表面、中間晶圓010b的下表面和下晶圓010c的上表面同時進行活化，提高活化效率。
87.本實施例提供一種復合晶圓的制備方法，所述制備方法使用上述的制備裝置來實現(xiàn)；所述制備方法的步驟（1）中第一等離子源241和第二等離子源242，分別放射出第一等離子束241a和第二等離子束242a用于活化上晶圓010a的下表面和中間晶圓010b的上表面；第三等離子源243和第四等離子源244，分別放射出第三等離子束243a和第四等離子束244a用于活化中間晶圓010b的下表面和下晶圓010c的上表面，其余均與實施例1相同。
88.實施例3本實施例提供一種復合晶圓的制備裝置，所述制備裝置除了等離子轟擊腔室200內(nèi)設(shè)置有2個等離子源，分別為第一等離子源241和第二等離子源242，所述等離子源通過u形導軌裝置240移動外，其余均與實施例1相同。
89.本實施例所述等離子轟擊腔室的結(jié)構(gòu)示意圖如圖6所示。所述等離子轟擊腔室200內(nèi)固定有u形導軌裝置240，其形狀呈u行，位于上晶圓010a、中間晶圓010b、下晶圓010c的間隙。第一等離子源241和第二等離子源242的方向相反，發(fā)出相反方向的第一等離子束241a和第二等離子束242a。第一等離子源241和第二等離子源242工作時，沿移動軌跡245所示的軌跡和方向移動。第一等離子源241和第二等離子源242在u形導軌裝置240上側(cè)移動時，第
一等離子源241方向向上，發(fā)出向上的等離子束，活化上晶圓010a的下表面，第二等離子源242方向向下，發(fā)出向下的等離子束，活化中間晶圓010b的上表面。當?shù)入x子源移動到u形導軌裝置240的下側(cè)時，第一等離子源241方向向下，發(fā)出向下的等離子束，活化下晶圓010c的上表面，第二等離子源242方向向上，發(fā)出向上的等離子束，活化中間晶圓010b的下表面。
90.本實施例提供一種復合晶圓的制備方法，所述制備方法使用上述的制備裝置來實現(xiàn)；所述制備方法的步驟（1）中第一等離子源241和第二等離子源242在u形導軌裝置240上側(cè)，第一等離子源241發(fā)出向上的等離子束，活化上晶圓010a的下表面，第二等離子源242發(fā)出向下的等離子束，活化中間晶圓010b的上表面；之后，第一等離子源241和第二等離子源242移動到u形導軌裝置240的下側(cè)，第一等離子源241發(fā)出向下的等離子束，活化下晶圓010c的上表面，第二等離子源242發(fā)出向上的等離子束，活化中間晶圓010b的下表面，其余均與實施例1相同。
91.實施例4本實施例提供一種復合晶圓的制備裝置，所述制備裝置除了等離子轟擊腔室200內(nèi)固定設(shè)置有2個等離子源，分別為第一等離子源241和第二等離子源242外，其余均與實施例1相同。
92.本實施例中上晶圓010a通過靜電吸附固定在第二上晶圓載臺232下方，中間晶圓010b置于第二下晶圓載臺233上方。首先，第一等離子源241發(fā)射第一等離子束241a用于活化上晶圓010a的下表面，第二等離子源242發(fā)射第二等離子束242a用于活化中間晶圓010b的上表面，示意圖如圖7所示。表面活化處理完成后，上晶圓010a、中間晶圓010b由傳送裝置通過閥104傳送至處理腔室100內(nèi)，在處理腔室100內(nèi)完成鍵合，再由傳送裝置通過閥104傳送至等離子轟擊腔室200內(nèi)，并通過靜電吸附固定在第二上晶圓載臺232下方，然后將下晶圓010c通過傳送裝置置于第二下晶圓載臺233上方，繼續(xù)活化。第一等離子源241發(fā)射第一等離子束241a用于活化中間晶圓010b的下表面，第二等離子源242發(fā)射第二等離子束242a用于活化下晶圓010c的上表面，示意圖如圖8所示。
93.本實施例提供一種復合晶圓的制備方法，所述制備方法使用上述的制備裝置來實現(xiàn)；所述制備方法包括如下步驟：（1’）中間晶圓010b的數(shù)量為1個；所述中間晶圓010b的直徑比上晶圓010a的直徑大1mm；所述中間晶圓010b的直徑比下晶圓010c的直徑大1mm；第一等離子源241發(fā)射第一等離子束241a，活化上晶圓010a的下表面，第二等離子源242發(fā)射第二等離子束242a用于活化中間晶圓010b的上表面；表面活化處理完成后，上晶圓010a、中間晶圓010b由傳送裝置通過閥104傳送至處理腔室100內(nèi)；（2’）上晶圓010a通過靜電吸附固定在第一上晶圓載臺132下方，中間晶圓010b固定在第一下晶圓載臺133的上方；關(guān)閉閥104，啟動第一真空系統(tǒng)120，使處理腔室100達到所需的真空度1e-3pa。啟動第一感應(yīng)加熱線圈136和第二感應(yīng)加熱線圈137，設(shè)定所需加熱溫度150℃，加熱晶圓。升溫結(jié)束后，控制加壓裝置135移動上晶圓010a，與中間晶圓010b的上表面接觸。設(shè)定第一感應(yīng)加熱線圈136和第二感應(yīng)加熱線圈137的溫度為鍵合所需溫度250℃，達到所需的鍵合溫度完成上晶圓010a與中間晶圓010b鍵合；鍵合后的上晶圓010a與中間晶圓010b由傳送裝置通過閥104傳送至等離子轟擊腔室200內(nèi)；（3’）鍵合后的上晶圓010a與中間晶圓010b通過靜電吸附固定在第二上晶圓載臺
232下方，然后將下晶圓010c通過傳送裝置置于第二下晶圓載臺233上方；第一等離子源241發(fā)射第一等離子束241a活化中間晶圓010b的下表面，第二等離子源242發(fā)射第二等離子束242a用于活化下晶圓010c的上表面；表面活化處理完成后，上晶圓010a與中間晶圓010b的組合以及下晶圓010c由傳送裝置通過閥104傳送至處理腔室100內(nèi)；（4’）上晶圓010a與中間晶圓010b的組合通過靜電吸附固定在第一上晶圓載臺132下方，下晶圓010c固定在第一下晶圓載臺133的上方。關(guān)閉閥104，啟動第一真空系統(tǒng)120，使處理腔室100達到所需的真空度1e-3pa。啟動第一感應(yīng)加熱線圈136和第二感應(yīng)加熱線圈137，設(shè)定所需加熱溫度150℃，加熱晶圓。控制加壓裝置135向下移動，將上晶圓010a、中間晶圓010b、下晶圓010c緊密貼合，設(shè)定第一感應(yīng)加熱線圈136和第二感應(yīng)加熱線圈137的溫度為鍵合所需溫度250℃，完成鍵合，得到復合晶圓。
94.鍵合完成后，關(guān)閉第一感應(yīng)加熱線圈136和第二感應(yīng)加熱線圈137，控制加壓裝置135向上移動，復合晶圓通過靜電吸附作用吸附在第一上晶圓載臺132下方，通過第一機械手134將復合晶圓取出。
95.實施例5本實施例提供一種復合晶圓的制備裝置，所述制備裝置僅包括處理腔室100；所述處理腔室100的上部設(shè)置有第一進氣口110和出氣口112外，其余均與實施例1相同。
96.本實施例提供一種復合晶圓的制備方法，所述制備方法包括如下步驟：（1）對上晶圓010a的下表面、中間晶圓010b的上表面和下表面以及下晶圓010c的上表面均進行甲酸還原處理，得到處理后的上晶圓010a、處理后的中間晶圓010b和處理后的下晶圓010c；所述中間晶圓010b的數(shù)量為1個；所述中間晶圓010b的直徑比上晶圓010a的直徑大0.02mm；所述中間晶圓010b的直徑比下晶圓010c的直徑大0.02mm；具體操作包括：上晶圓010a通過靜電吸附固定在第一上晶圓載臺132下方，下晶圓010c固定在第一下晶圓載臺133的上方。中間晶圓010b通過第一機械手134夾持，放置在上晶圓010a和下晶圓010c之間，第一機械手134夾持中間晶圓010b的邊緣，防止在中間晶圓010b表面產(chǎn)生沾污，同時第一機械手134可以通過轉(zhuǎn)軸360
°
翻轉(zhuǎn)，保證工藝過程中成膜的均勻性。關(guān)閉閥104，啟動第一真空系統(tǒng)120，使處理腔室100達到所需的真空度1e-2pa。
97.啟動第一感應(yīng)加熱線圈136和第二感應(yīng)加熱線圈137，設(shè)定所需加熱溫度190℃，加熱晶圓。升溫結(jié)束后，從第一進氣口110通過甲酸蒸汽，設(shè)定所需的還原時間為30min，對上晶圓010a的下表面、中間晶圓010b的上表面、中間晶圓010b的下表面和下晶圓010c的上表面進行充分的還原。還原完成后，關(guān)閉氣體第二進氣口111。
98.（2）依次疊合處理后的上晶圓010a、處理后的中間晶圓010b和處理后的下晶圓010c，進行加壓鍵合處理，得到所述復合晶圓；具體操作包括：控制第一機械手134將中間晶圓010b下移，置于下晶圓010c上方，控制加壓裝置135移動上晶圓010a，與中間晶圓010b的上表面接觸，而不產(chǎn)生額外的壓力。設(shè)定第一感應(yīng)加熱線圈136和第二感應(yīng)加熱線圈137的溫度為鍵合所需溫度200℃，達到所需的鍵合溫度后，控制加壓裝置135繼續(xù)向下移動，將上晶圓010a、中間晶圓010b、下晶圓010c緊密貼合，當鍵合壓力達到第一設(shè)定壓力值0.5n，第一機械手134釋放中間晶圓010b，之后繼續(xù)增大鍵
合壓力達到第二設(shè)定壓力值100n，保持60min，完成鍵合，得到復合晶圓。
99.鍵合完成后，關(guān)閉第一感應(yīng)加熱線圈136和第二感應(yīng)加熱線圈137，控制加壓裝置135向上移動，復合晶圓通過靜電吸附作用吸附在第一上晶圓載臺132下方，通過第一機械手134將復合晶圓取出。
100.實施例6本實施例提供一種復合晶圓的制備裝置，所述制備裝置僅包括處理腔室100；所述處理腔室100的上部設(shè)置有第一進氣口110、第二進氣口111和出氣口112外，其余均與實施例1相同。所述處理腔室100的結(jié)構(gòu)示意圖如圖9所示。
101.本實施例提供一種復合晶圓的制備方法，所述制備方法包括如下步驟：（1）對上晶圓010a的下表面、中間晶圓010b的上表面和下表面以及下晶圓010c的上表面均進行溫度為250℃的化學氣相沉積法低溫生長納米薄膜處理，得到處理后的上晶圓010a、處理后的中間晶圓010b和處理后的下晶圓010c；所述中間晶圓010b的數(shù)量為1個；所述中間晶圓010b的直徑比上晶圓010a的直徑大2mm；所述中間晶圓010b的直徑比下晶圓010c的直徑大2mm；具體操作包括：上晶圓010a通過靜電吸附固定在第一上晶圓載臺132下方，下晶圓010c固定在第一下晶圓載臺133的上方。中間晶圓010b通過第一機械手134夾持，固定在上晶圓010a和下晶圓010c之間，第一機械手134夾持中間晶圓010b的邊緣，防止在中間晶圓010b表面產(chǎn)生沾污，同時第一機械手134可以通過轉(zhuǎn)軸上下翻轉(zhuǎn)，保證工藝過程中成膜的均勻性。關(guān)閉閥104，啟動第一真空系統(tǒng)120，使處理腔室100達到所需的真空度1e-5pa。啟動第一感應(yīng)加熱線圈136和第二感應(yīng)加熱線圈137，設(shè)定化學氣相沉積的溫度為250℃，加熱晶圓。達到設(shè)定溫度后，從第一進氣口110通入硅烷（sih4），從第二進氣口111通入氨氣（nh3），使硅烷（sih4）和氨氣（nh3）在上晶圓010a的下表面、中間晶圓010b的上表面、中間晶圓010b的下表面和下晶圓010c的上表面反應(yīng)形成均勻的sin薄膜。鍍膜完成后關(guān)閉第一進氣口110和第二進氣口111。
102.（2）依次疊合處理后的上晶圓010a、處理后的中間晶圓010b和處理后的下晶圓010c，進行加壓鍵合處理，得到所述復合晶圓；具體操作包括：控制第一機械手134將中間晶圓010b下移，置于下晶圓010c上方，控制加壓裝置135移動上晶圓010a，與中間晶圓010b的上表面接觸，不需要有額外的壓力。設(shè)定第一感應(yīng)加熱線圈136和第二感應(yīng)加熱線圈137的溫度為鍵合所需溫度250℃。達到所需的鍵合溫度后，控制加壓裝置135繼續(xù)向下移動，將上晶圓010a、中間晶圓010b、下晶圓010c緊密貼合，當鍵合壓力達到第一設(shè)定壓力值100n，第一機械手134釋放中間晶圓010b，之后繼續(xù)增大鍵合壓力達到第二設(shè)定壓力值100000n，保持30min，得到復合晶圓。
103.鍵合完成后，關(guān)閉第一感應(yīng)加熱線圈136和第二感應(yīng)加熱線圈137，控制加壓裝置135向上移動，復合晶圓通過靜電吸附作用吸附在第一上晶圓載臺132下方，通過第一機械手134將復合晶圓取出。
104.實施例7本實施例提供一種復合晶圓的制備裝置，所述制備裝置均與實施例6相同。
105.本實施例提供一種復合晶圓的制備方法，所述制備方法包括如下步驟：（1）對上晶圓010a的下表面、中間晶圓010b的上表面和下表面以及下晶圓010c的上表面均進行溫度為240℃的原子層沉積法低溫生長納米薄膜處理，得到處理后的上晶圓010a、處理后的中間晶圓010b和處理后的下晶圓010c；所述中間晶圓010b的數(shù)量為1個；所述中間晶圓010b的直徑比上晶圓010a的直徑大0.3mm；所述中間晶圓010b的直徑比下晶圓010c的直徑大0.3mm；具體操作包括：上晶圓010a通過靜電吸附固定在第一上晶圓載臺132下方，下晶圓010c固定在第一下晶圓載臺133的上方。中間晶圓010b通過第一機械手134夾持，固定在上晶圓010a和下晶圓010c之間，第一機械手134夾持中間晶圓010b的邊緣，防止在中間晶圓010b表面產(chǎn)生沾污，同時第一機械手134可以通過轉(zhuǎn)軸上下翻轉(zhuǎn)，保證工藝過程中成膜的均勻性。關(guān)閉閥104，啟動第一真空系統(tǒng)120，使處理腔室100達到所需的真空度1e-4pa。啟動第一感應(yīng)加熱線圈136和第二感應(yīng)加熱線圈137，設(shè)定所需原子層沉積工藝溫度240℃，加熱晶圓。達到設(shè)定溫度后，從第一進氣口110通入脈沖氣體三甲基鋁（al(ch3)3），從第二進氣口111通入脈沖氣體水蒸氣（h2o），通過原子層沉積反應(yīng)使三甲基鋁（al(ch3)3）和水蒸氣（h2o）在上晶圓010a的下表面、中間晶圓010b的上表面、中間晶圓010b的下表面和下晶圓010c的上表面反應(yīng)形成均勻的al2o3薄膜。鍍膜完成后關(guān)閉第一進氣口110和第二進氣口111。
106.（2）依次疊合處理后的上晶圓010a、處理后的中間晶圓010b和處理后的下晶圓010c，進行加壓鍵合處理，得到所述復合晶圓；具體操作包括：控制第一機械手134將中間晶圓010b下移，置于下晶圓010c上方，控制加壓裝置135移動上晶圓010a，與中間晶圓010b的上表面接觸，不需要有額外的壓力。設(shè)定第一感應(yīng)加熱線圈136和第二感應(yīng)加熱線圈137的溫度為鍵合所需溫度200℃。達到所需的鍵合溫度后，控制加壓裝置135繼續(xù)向下移動，將上晶圓010a、中間晶圓010b、下晶圓010c緊密貼合，當鍵合壓力達到第一設(shè)定壓力值70n，第一機械手134釋放中間晶圓010b，之后繼續(xù)增大鍵合壓力達到第二設(shè)定壓力值500n，保持50min，得到復合晶圓。
107.鍵合完成后，關(guān)閉第一感應(yīng)加熱線圈136和第二感應(yīng)加熱線圈137，控制加壓裝置135向上移動，復合晶圓通過靜電吸附作用吸附在第一上晶圓載臺132下方，通過第一機械手134將復合晶圓取出。
108.實施例8本實施例提供一種復合晶圓的制備方法，所述制備方法除了步驟（2）中第一設(shè)定壓力值為0.1n外，其余均與實施例1相同。
109.本實施例由于鍵合壓力太小，第一機械手過早釋放中間晶圓，而此時中間晶圓和下晶圓尚未緊密貼合，存在相互滑移的風險。
110.實施例9本實施例提供一種復合晶圓的制備方法，所述制備方法除了步驟（2）中第一設(shè)定壓力值為110n外，其余均與實施例1相同。
111.本實施例由于鍵合壓力過大，第一機械手過晚釋放中間晶圓，中間晶圓受到較大的壓力同時又被第一機械手限制而不能自由移動，可能存在被損壞的風險。
112.申請人聲明，以上所述僅為本發(fā)明的具體實施方式，但本發(fā)明的保護范圍并不局限于此，所屬技術(shù)領(lǐng)域的技術(shù)人員應(yīng)該明了，任何屬于本技術(shù)領(lǐng)域的技術(shù)人員在本發(fā)明揭露的技術(shù)范圍內(nèi)，可輕易想到的變化或替換，均落在本發(fā)明的保護范圍和公開范圍之內(nèi)。
技術(shù)特征：
1.一種復合晶圓的制備方法，其特征在于，所述制備方法包括如下步驟：（1）對上晶圓、中間晶圓和下晶圓均進行表面活化處理，得到處理后的上晶圓、處理后的中間晶圓和處理后的下晶圓；所述中間晶圓的數(shù)量為至少1個；（2）依次疊合處理后的上晶圓、處理后的中間晶圓和處理后的下晶圓，進行加壓鍵合處理，得到所述復合晶圓。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的制備方法，其特征在于，對步驟（1）所述上晶圓的下表面進行表面活化處理；對步驟（1）所述中間晶圓的上表面和下表面均進行表面活化處理；對步驟（1）所述下晶圓的上表面進行表面活化處理；所述中間晶圓的直徑比上晶圓的直徑大0.02~2mm；所述中間晶圓的直徑比下晶圓的直徑大0.02~2mm。3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的制備方法，其特征在于，步驟（1）所述表面活化處理包括等離子體轟擊處理、甲酸還原處理或低溫生長納米薄膜處理中的任意一種；所述低溫生長納米薄膜處理的溫度<350℃；所述低溫生長納米薄膜處理包括化學氣相沉積法低溫生長納米薄膜處理或原子層沉積法低溫生長納米薄膜處理。4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的制備方法，其特征在于，步驟（2）所述加壓鍵合處理的過程中，監(jiān)測上晶圓或下晶圓所受到的鍵合壓力；當鍵合壓力達到第一設(shè)定壓力值0.5~100n，機械手釋放中間晶圓，之后繼續(xù)增大鍵合壓力達到第二設(shè)定壓力值100~100000n，保持0.5~240min。5.根據(jù)權(quán)利要求1~4任一項所述的制備方法，其特征在于，所述制備方法包括如下步驟：（1）對上晶圓的下表面、中間晶圓的上表面和下表面以及下晶圓的上表面均進行表面活化處理，得到處理后的上晶圓、處理后的中間晶圓和處理后的下晶圓；所述中間晶圓的數(shù)量為至少1個；所述中間晶圓的直徑比上晶圓的直徑大0.02~2mm；所述中間晶圓的直徑比下晶圓的直徑大0.02~2mm；所述表面活化處理包括等離子體轟擊處理、甲酸還原處理或低溫生長納米薄膜處理中的任意一種；所述低溫生長納米薄膜處理的溫度<350℃；所述低溫生長納米薄膜處理包括化學氣相沉積法低溫生長納米薄膜處理或原子層沉積法低溫生長納米薄膜處理；（2）依次疊合處理后的上晶圓、處理后的中間晶圓和處理后的下晶圓，進行加壓鍵合處理，得到所述復合晶圓；所述加壓鍵合處理的過程中，監(jiān)測上晶圓或下晶圓所受到的鍵合壓力；當鍵合壓力達到第一設(shè)定壓力值0.5~100n，機械手釋放中間晶圓，之后繼續(xù)增大鍵合壓力達到第二設(shè)定壓力值100~100000n，保持0.5~240min。6.一種復合晶圓的制備裝置，其特征在于，所述裝置用于實現(xiàn)權(quán)利要求1~5任一項所述的復合晶圓的制備方法；所述制備裝置包括處理腔室；所述處理腔室與第一真空系統(tǒng)連接；所述處理腔室包括位于處理腔室上部的第一上晶圓基座和位于處理腔室下部的第一下晶圓基座；
所述第一上晶圓基座內(nèi)部集成有加壓裝置，所述加壓裝置在豎直方向上運動；所述加壓裝置的下端固定有第一上晶圓載臺；所述第一上晶圓載臺具有靜電吸附功能；所述第一下晶圓基座上固定有第一下晶圓載臺；所述處理腔室內(nèi)設(shè)置有第一機械手。7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的制備裝置，其特征在于，所述第一上晶圓載臺內(nèi)部設(shè)置有第一加熱裝置；所述第一下晶圓載臺內(nèi)部設(shè)置有第二加熱裝置。8.根據(jù)權(quán)利要求6所述的制備裝置，其特征在于，所述制備裝置包括等離子轟擊腔室；所述等離子轟擊腔室與第二真空系統(tǒng)連接；所述等離子轟擊腔室包括位于等離子轟擊腔室上部的第二上晶圓基座和位于等離子轟擊腔室下部的第二下晶圓基座；所述第二上晶圓基座的下端固定有第二上晶圓載臺；所述第二上晶圓載臺具有靜電吸附功能；所述第二下晶圓基座上固定有第二下晶圓載臺；所述等離子轟擊腔室內(nèi)設(shè)置有第二機械手；所述等離子轟擊腔室通過閥與處理腔室相連接。9.根據(jù)權(quán)利要求8所述的制備裝置，其特征在于，所述等離子轟擊腔室內(nèi)設(shè)置有至少2個等離子源；所述等離子源的設(shè)置方式包括固定設(shè)置、通過導軌移動或通過升降裝置移動中的任意一種；所述導軌的形狀包括u形。
技術(shù)總結(jié)
本發(fā)明提供一種復合晶圓的制備方法及裝置，所述制備方法包括如下步驟：（1）對上晶圓、中間晶圓和下晶圓均進行表面活化處理，得到處理后的上晶圓、處理后的中間晶圓和處理后的下晶圓；所述中間晶圓的數(shù)量為至少1個；（2）依次疊合處理后的上晶圓、處理后的中間晶圓和處理后的下晶圓，進行加壓鍵合處理，得到所述復合晶圓；所述裝置設(shè)計合理，結(jié)構(gòu)簡單，可適用于不同的表面活化處理方法，操作調(diào)控簡便，具有大規(guī)模工業(yè)化推廣應(yīng)用前景。規(guī)模工業(yè)化推廣應(yīng)用前景。規(guī)模工業(yè)化推廣應(yīng)用前景。
