用于低温电浆强化式结合的系统与方法

摘要

一种用以结合多数基材的方法，包括在该等基材上进行一气体电浆处理，及在该等基材上进行一水电浆处理。此外，一可供进行低温电浆强化结合的系统乃包含：一基材罩体结构具有一基材容纳空间，一气体源导通于该基材罩体结构，一水蒸气源导通于该基材罩体结构，及一射频(RF)产生器连接于该基材罩体结构，其中该系统系能在一基材上进行一气体电浆处理及一水电浆处理。

主权项

一种用以结合多数基材的方法，包含：在该等基材上进行一气体电浆处理；及藉由将一数量的水蒸气注入一基材容器内，及注入射频能量于该基材容器，其足以产生水电浆来水合化各个该等基材之一表面，以在该等基材上进行一水电浆处理；及实体地接合该等基材。如申请专利范围第1项之方法，其中该气体电浆处理包含下列之一者：N2、O2、氩、或空气。如申请专利范围第1项之方法，其中该水电浆处理系与该气体电浆处理同时地进行。如申请专利范围第1项之方法，其中该水电浆处理系在该气体电浆处理之后才进行。如申请专利范围第1项之方法，更包含将经接合之该等基材进行退火处理。如申请专利范围第1项之方法，更包含平滑化各该等基材之一表面。如申请专利范围第6项之方法，其中该平滑化各该基材之一表面之步骤包含在该等基材上进行一化学机械平坦化操作。如申请专利范围第1项之方法，其中该气体电浆处理系组配以增加该等基材之一表面上的化学介面基团密度。如申请专利范围第8项之方法，其中该化学介面基团包含一矽烷醇基或矽悬键之其中之一。如申请专利范围第1项之方法，其中该等基材包含一乾燥剂。如申请专利范围第1项之方法，其中该等基材包含一微机电系统(MEMS)。一种用以结合多数基材的方法，包含：在该等基材上进行一气体电浆处理；及在该等基材上进行一水电浆处理，其中该水电浆处理系组配以水合化各个该等基材之一表面以形成一矽烷醇基，并来水合化各个该等基材之一表面；及实体地接合该等基材。如申请专利范围第12项之方法，其中该矽烷醇基形成介于该等基材间之矽氧烷键。一种用以结合多数基材的方法，包含：平滑化各该等基材之一表面；在该等基材上进行一气体电浆处理来增加该等基材之一表面上的化学介面基团密度，该气体电浆处理包括N2、O2、氩或空气之一者；藉由将一数量的水蒸气注入一基材容器内，及注入射频能量于该基材容器，其足以产生水电浆来水合化各个该等基材之一表面，以在该等基材上进行一水电浆处理；实体地接合该等基材；及退火经接合之该等基材。如申请专利范围第14项之方法，其中该水电浆处理系与该气体电浆处理同时地进行。如申请专利范围第14项之方法，其中该平滑化各该等基材之一表面之步骤乃包括在该等基材上进行一化学机械平坦化操作。如申请专利范围第14项之方法，其中该等化学介面基团乃包含矽烷醇基或矽悬键之一者。一种用以结合多数基材的方法，包含：平滑化各该等基材之一表面；在该等基材上进行一气体电浆处理来增加该等基材之一表面上的化学介面基团密度，该气体电浆处理包括N2、O2、氩或空气之一者；在该等基材上进行一水电浆处理，其中该水电浆处理系组配来形成一矽烷醇基，且水合化各个该等基材之一表面以于各个该等基材之一表面上形成一矽烷醇基；实体地接合该等基材；及退火经接合之该等基材。如申请专利范围第18项之方法，其中该矽烷醇基形成介于该等基材间之矽氧烷键。一种用以结合多数基材的方法，包含：在该等基材上进行一气体电浆处理；及在该等基材上进行一水电浆处理；其中该水电浆处理系足以暂时地于该等基材上实质地形成一对单层之水分子；及实体地接合该等基材。如申请专利范围第20项之方法，其中该水电浆处理系进行约200秒之时间。如申请专利范围第20项之方法，其中在该等基材上进行一水电浆处理包含：将一数量的水蒸气注入一基材容器内；及注入射频能量于该基材容器，其足以产生水电浆来水合化各个该等基材之一表面。一种用来进行低温电浆强化结合的系统，包含：一基材封罩结构，其含有一基材容纳空间；一气体源，其流通耦接于该基材封罩结构；一水蒸气源，其流通耦接于该基材封罩结构；一射频(RF)产生器，其耦接于该基材封罩结构；及一结合物；其中该系统系组配以在一第一表面及一第二表面上进行一气体电浆处理与一水电浆处理两者，该水电浆处理系组配以水合化该第一表面及该第二表面，于该第一表面及该第二表面形成一层水分子，及于该第一表面及该第二表面形成矽烷醇基；于该结合物中，该第一表面与该第二表面接合以形成介于该一表面与该第二表面上之该矽烷醇基间之氢键，该结合物系组配以于200℃或以下之温度转变该氢键之一实质部分成为矽氧烷键。如申请专利范围第23项之系统，其中该气体源系组配以选择性地提供一气体至该基材封罩结构，该气体包括N2、O2、氩或空气之一者。如申请专利范围第23项之系统，更包含一真空泵，其流通耦接于该基材封罩结构；该真空泵系组配以选择性地抽空该基材封罩结构。如申请专利范围第25项之系统，更包含一配置于该RF产生器及该基材封罩结构间之一匹配网路，其中该匹配网路系组配以将配置于该基材封罩结构内之一气体电浆与一水电浆之阻抗匹配。如申请专利范围第26项之系统，更包含一通讯耦接至该系统之电脑装置，其中该电脑装置系组配以控制该RF产生器、该匹配网路、该真空泵、该气体源、及该水蒸气源。如申请专利范围第23项之系统，其中于该结合物中于200℃或以下之温度所产生之该矽氧烷键具有至少2j/m^2之表面能量。如申请专利范围第23项之系统，更包含一结合工具，该结合工具包含；具有一真空沟槽之一基座，其组配以夹住包含该第一表面之一第一基材；组配以插入于该第一表面及包含该第二表面之一第二基材间之耳片，俾阻止该第一表面及该第二表面互相接触。如申请专利范围第29项之系统，其中该等耳片约50微米厚。如申请专利范围第29项之系统，更包含光学装置及对准键，该光学装置系组配以藉由参考该对准键来对准该第一基材及该结合工具。如申请专利范围第31项之系统，更包含组配以于对准后来固夹该第一基板及该第二基板于定位之夹件。如申请专利范围第29项之系统，更包含一顶曲销，其组配以同时逼迫该第一基材及该第二基材的中心，使得该第一基材及该第二基材的中心互相接触，而该等耳片可被移除，而不影响该第一表面及该第二表面之对准。