電漿活化及退火處理對直接接合矽晶圓對接合性質之影響

蘇珍誼(Chen-Yi Su)

指導教授 ： 胡塵滌

國立清華大學/工學院/材料科學工程學系/碩士(2006年)

https://doi.org/10.6843/NTHU.2006.00186

摘要

本論文使用傳統晶圓接合及氧氣電漿活化晶圓接合兩種方式接合矽晶圓對，討論電漿活化表面處理及熱處理對晶圓對接合界面之物理性質，包括接合狀態、氧化中間層厚度、表面鍵結、接合表面能強度等影響。
電漿活化接合晶圓對在退火後產生之牛頓環，為大量反應氣體泡區及降溫殘餘應力所造成；施加一真空中500 ℃之中間退火步驟，可避免晶圓對在大氣中1000 ℃退火後產生泡區，達到良好接合狀態，並同時擁有高接合表面能。氧氣電漿活化處理，使表面含大量SiOH鍵結，並且在矽晶圓表面造成約70 Å氧化層；單片矽晶圓於大氣中1000 ℃退火後，表面氧化層厚度遽增至1700 Å以上。晶圓對經大氣中1000 ℃退火，表面能皆達1800 mJ/m2以上，推測為二氧化矽中間層厚度達到一理想值所致。由本研究結果，可評估何種晶圓接合製程可得到較佳物理性質，以利晶圓接合技術更廣泛地應用。

關鍵字

晶圓接合 ； 表面能 ； 電漿活化 ； 退火

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Wafer direct bonding

參考文獻

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