Abstract:
Un procédé de collage entre une première surface (1) munie d'au moins une zone en cuivre (3) entourée d'une zone en oxyde de silicium (4) et une seconde surface (1') comprend une opération de traitement de la première surface (1) par plasma, avant la mise en contact de la première surface (1) avec la seconde surface (V). Le plasma est formé à partir d'une source gazeuse contenant un agent de nitruration de l'oxyde de silicium et un agent réducteur de l'oxyde de cuivre à base d'hydrogène. La source gazeuse peut comporter un mélange gazeux N2 et NH3 et/ou H2 ou bien un mélange gazeux N2O et H2 ou bien encore de l'ammoniac qui joue alors à la fois le rôle d'agent de nitruration et celui d'agent réducteur. Le plasma obtenu à partir de cette source gazeuse comprend alors nécessairement de l'azote et de l'hydrogène, ce qui permet, en une seule opération, d'assurer un collage performant entre les première et seconde surfaces (1,1').
Abstract:
Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren zum Bonden eines ersten Substrats (4) mit einem zweiten Substrat (4'), wobei das erste Substrat (4) und/oder das zweite Substrat (4') vor dem Bonden gedünnt ist/wird. Die Substrate (4, 4') können Wafer, Halbleitersubstrate, metallische Substrate, mineralische Substrate, insbesondere Saphirsubstrate, Glassubstrate oder Polymersubstrate sein. Das erste Substrat (4) und/oder das zweite Substrat (4') werden zum Dünnen und/oder Bonden auf einem auf einer Trägeroberfläche (3o, 3o') eines, insbesondere einen ringförmigen Rahmen (2) aufweisenden, Trägers (3, 3') fixiert. Das erste Substrat (4) und das zweite Substrat (4') werden vor dem Bonden an Hand von korrespondierenden Ausrichtungsmarkierungen der Substrate (4, 4') zueinander ausgerichtet und anschließend, insbesondere magnetisch, vorfixiert. Substratfixierungen weisen jeweils eine Substratfixierfläche (9) zur Fixierung jeweils eines Substrats (4, 4') und jeweils eine die Substratfixierfläche (9) umgebende Trägerfixierfläche (8) oder Trägerfixierbereich zur gegenseitigen Fixierung der Substratfixierungen auf, wobei insbesondere die Trägerfixierfläche (8) oder der Trägerfixierbereich magnetisiert oder magnetisierbar ist, oder alternativ die Substratfixierungen mittels eines Klebers, über Klemmen, über ein Stecksystem oder elektrostatisch miteinander fixierbar sind.
Abstract:
Methods of bonding together semiconductor structures include annealing a first metal feature on a first semiconductor structure, bonding the first metal feature to a second metal feature of a second semiconductor structure to form a bonded metal structure that comprises the first metal feature and the second metal feature, and annealing the bonded metal structure. Annealing the first metal feature may comprise subjecting the first metal feature to a pre-bonding thermal budget, and annealing the bonded metal structure may comprise subjecting the bonded metal structure to a post-bonding thermal budget that is less than the pre-bonding thermal budget. Bonded semiconductor structures are fabricated using such methods.
Abstract:
A method for bonding a first semiconductor substrate to a second semiconductor substrate by direct bonding is described. The substrates are both provided on their contact surfaces with a dielectric layer, followed by a CMP step for reducing the roughness of the dielectric layer. Then a layer of SiCN is deposited onto the dielectric layer, followed by a CMP step which reduces the roughness of the SiCN layer to the order of 1 tenth of a nanometre. Then the substrates are subjected to a pre-bond annealing step and then bonded by direct bonding, possibly preceded by one or more pre- treatments of the contact surfaces, and followed by a post- bond annealing step, at a temperature of less than or equal to 250°C. It has been found that the bond strength is excellent, even at the above named annealing temperatures, which are lower than presently known in the art.
Abstract:
Methods of bonding together semiconductor structures include annealing metal of a feature on a semiconductor structure prior to directly bonding the feature to a metal feature of another semiconductor structure to form a bonded metal structure, and annealing the bonded metal structure after the bonding process. The thermal budget of the first annealing process may be at least as high as a thermal budget of a later annealing process. Additional methods involve forming a void in a metal feature, and annealing the metal feature to expand the metal of the feature into the void. Bonded semiconductor structures and intermediate structures are formed using such methods.
Abstract:
A method of bonding between a first surface (1) provided with at least one copper zone (3), surrounded by a silicon oxide zone (4) and a second surface (1') comprises an operation of treating the first surface (1) with a plasma before the first surface (1) is brought into contact with the second surface (V). The plasma is generated from a gas source containing an agent for nitriding the silicon oxide and an agent for reducing the copper oxide, based on hydrogen. The gas source may comprise an N2/NH3 and/or N2/H2 gas mixture or even an N2O/H2 gas mixture or else ammonia gas, which then acts both as nitriding agent and reducing agent. The plasma obtained from this gas source then necessarily comprises nitrogen and hydrogen, thereby making it possible, in a single operation, to provide a strong bond between the first and second surfaces (1, 1').
Abstract translation:设置有由氧化硅区域(4)包围的至少一个铜区域(3)的第一表面(1)和第二表面(1')之间的接合方法包括处理第一表面(1)的操作, 在第一表面(1)与第二表面(V)接触之前具有等离子体。 基于氢气,从含有用于氮化氧化硅的试剂和用于还原氧化铜的试剂的气体源产生等离子体。 气源可以包括N 2 / NH 3和/或N 2 / H 2气体混合物或甚至N 2 O / H 2气体混合物或氨气,其然后作为氮化剂和还原剂起作用。 从该气体源获得的等离子体必然包含氮和氢,从而在单次操作中可以在第一和第二表面(1,1')之间提供强结合。
Abstract:
Process for direct bonding a first (I) and a second (II) element, each element being provided with a surface comprising copper portions (6, 106) separated by a dielectric material (4, 104), said process comprising: A) a step of polishing said surfaces so that the surfaces to be joined can be direct bonded; B) a step of selectively forming a diffusion barrier (10, 110) on the copper portions (6, 106) of the first and second elements, the surface of the second diffusion barrier of the first and second elements being flush with said surface to within less than 5 nanometres; and C) a step of bringing the two surfaces into contact with each other so that the copper portions (6, 106) of one surface at least partially cover the copper portions (106, 6) of the other surface, and so that the surfaces are direct bonded.
Abstract:
Procédé d'assemblage par collage direct d'un premier (I) et d'un deuxième (II) élément munis chacun d'une surface comportant des portions de cuivre (6, 106) séparées par un matériau diélectrique (4, 104), ledit procédé comportant : A) une étape de polissage desdites surfaces de sorte que les surfaces à assembler permettent un assemblage par collage, B) une étape de formation d'une deuxième barrière de diffusion (10, 110) sélectivement sur les portions de cuivre (6, 106) des premier et deuxième éléments, la surface de la deuxième barrière de diffusion des premier et deuxième éléments affleurant ladite surface avec un écart inférieur à 5 nanomètres, et C) une étape de mise en contact des deux surfaces de sorte que les portions de cuivre (6, 106) d'une surface recouvrent au moins en partie les portions de cuivre (106, 6) de l'autre surface, et de sorte qu'un collage direct soit obtenu entre les surfaces.