[发明专利]一种铜‑铜金属热压键合的方法

摘要

本发明提供一种铜‑铜金属热压键合的方法，所述方法至少包括步骤先提供待键合的第一圆片和第二圆片，所述第一圆片包括第一衬底、第一钝化层及第一Ti‑Cu合金薄膜，所述第二圆片包括第二衬底、第二钝化层及第二Ti‑Cu合金薄膜；再将所述第一圆片的第一Ti‑Cu合金薄膜表面和第二圆片的第二Ti‑Cu合金薄膜表面进行热压键合；最后在保护性气体中进行退火处理，使第一Ti‑Cu合金薄膜中的Ti原子向第一钝化层表面扩散，第二Ti‑Cu合金薄膜中的Ti原子向第二钝化层表面扩散，并最终在第一、第二钝化层表面形成Ti粘附/阻挡层，而Cu原子向键合面扩散，实现键合。本发明的方法在键合前仅需要对两个衬底分别进行一次共溅射，溅射次数减少了一半，工艺相对简单，可靠性好，且工艺成本较低，最后经过退火处理扩散形成Ti粘附/阻挡层，并使铜的键合效果更佳。

主权项

一种铜‑铜金属热压键合的方法，其特征在于，所述铜‑铜金属热压键合的方法至少包括步骤：1)提供待键合的第一圆片和第二圆片，所述第一圆片包括第一衬底、制作在所述第一衬底表面的第一钝化层及制作在所述第一钝化层表面的第一Ti‑Cu合金薄膜；所述第二圆片包括第二衬底、制作在所述第二衬底表面的第二钝化层及制作在所述第二钝化层表面的第二Ti‑Cu合金薄膜；2)将所述第一圆片和第二圆片进行热压键合，第一圆片含有第一Ti‑Cu合金薄膜的表面和第二圆片含有第二Ti‑Cu合金薄膜的表面接触形成键合面，进行热压键合的温度为350～450℃，时间为30～40分钟，压力为2000～4000N，之后冷却至室温；3)在保护性气体中进行退火处理，使第一Ti‑Cu合金薄膜中的Ti原子向第一钝化层表面扩散形成第一Ti粘附/阻挡层、Cu原子向键合面扩散；第二Ti‑Cu合金薄膜中的Ti原子向第二钝化层表面扩散形成第二Ti粘附/阻挡层、Cu原子向键合面扩散；第一Ti‑Cu合金薄膜中的Cu原子和第二Ti‑Cu合金‑薄膜中Cu原子扩散后形成共同的Cu金属层，最终实现键合，在N2气氛中进行所述退火处理，退火处理的温度范围为350～450℃，退火的时间范围为60～100分钟。