一种硅硅键合埋层结构的单面步进光刻对准方法与流程

一种硅硅键合埋层结构的单面步进光刻对准方法与流程1.概述硅硅键合（Si-SiBonding）是一种常用的IC封装技术，可将两个硅片粘合在一起，使得它们的电气、机械和热学性能得到了优异的提升。然而，由于双面刻蚀会导致表面不规则和齿状缺陷，这通常会导致在晶圆上的微结构定位出现偏差。因此，在Si-Si键合技术中，需要使用单面步进光刻对准来解决微结构的定位问题。本文旨在介绍一种基于硅硅键合埋层结构的单面步进光刻对准方法与流程，该方法在维持绝大多数设备参数不变的情况下，减少了对光刻胶的要求，改善了对准精度。2.步骤2.1制备在该方法中，使用的硅片必须满足一下要求：晶圆干净和无划痕；粗糙度低于0.5纳米。接下来需要进行一些准备工作：2.1.1硅硅键合首先，需要对两个硅片进行硅硅键合。具体步骤如下：清洗片上的杂质，去除任何与表面接触的脏污或氧化物。对硅片表面进行氧化。这可以通过将硅片放入含氧气的炉中，在大气中进行氧化过程来实现。将两个硅片靠近它们的氧化表面，加入一定量的正极电场，并加热，以便形成硅硅键合。需要注意的是，需要在洁净的条件下完成这个过程。2.1.2制备硅硅键合埋层结构硅硅键合需要进行时，在硅片上应该留下一个j工艺通孔，通孔需深度至少为20微米，通过硅硅键合将两片硅片连在一起后，需要在其中一片硅片上形成一定的凹槽，这个凹槽中的部分就是StepMark。2.2光刻对准流程2.2.1用途光刻是在制造微电子和光电子器件中极为重要的一步。准确的光刻对准可以最大化电气器件的性能，并提高器件的产量和与众不同的特征。在使用Si-Si键合技术时，对准流程更为重要，因为两个硅片中的微体系结构在键合过程中不能偏移。2.2.2过程光刻胶铺设。首先，在键合前准备好目标硅片的刻蚀或化学力学抛光（CMP）之后，在硅片上铺设一层厚度为2.5至3微米的光刻胶。经过软烤以进行预烘烤。对准前，需要在StepMark附近拍摄一张数码照片，在下一步上机前，再对这张数码照片进行简单的处理。在成品轮廓的已知情况下，根据照片与轮廓的相对位置，推导出标识成品轮廓的坐标系与照片坐标系的转换矩阵。将这个转换矩阵保存用于后续步骤。将硅片放入橘色盘中，进行光刻显影，曝光后，在下一步上机前，将微小图像在空间中做出标准化，记录微小图象中心坐标值和成品轮廓中心坐标值。利用第二步中的转换矩阵将这两个中心坐标值向成品坐标系转换，得到每个坐标系中心值的成品坐标，这样就完成了光刻对准。2.3对准方法的改进传统的光刻对准方法中，往往需要额外使用一些辅助措施，比如需生产、雾化、贴膜等方式，在硅片的制造过程中增加了许多额外的成本，而且在实际应用中，仍然存在各种各样的实验问题。为了解决这些问题，我们提出了一种硅硅键合埋层结构的单面步进光刻对准方法，通过设计一个独特的硅硅键合埋层结构，来替代那些额外浪费的辅助措施。这不仅可以降低成本，同时也可以提高对准精度。3.结论在本文中，我们介绍了一种基于硅硅键合埋层结构的单面步进光刻对准方法与流程。相对于传统的光刻对准方法，该方法不仅可以减少对光刻胶的要求，改善对准精度，还可