一、晶圓鍵合技術概述
1.定義
晶圓鍵合技術是指通過化學和物理作用將兩塊已鏡面拋光的同質或異質的晶片緊密地結合起來，晶片接合后，界面的原子受到外力的作用而產生反應形成共價鍵結合成一體，並使接合界面達到特定的鍵合強度。
英文 Wafer Bonding Technology
2.分類
3 鍵合條件
影響鍵合質量的內在因素是晶片表面的化學吸附狀態、平整度及粗糙度；外在因素主要是鍵合的溫度和時間。
通常還需要加壓來克服表面起伏與增加表面原子間的成鍵密度，來達到提高鍵合強度的目的。
決定鍵合成功與否的基本條件:
(1)幾何條件:利用鍵合技術可以有效解訣晶格失配的問題，要保證兩個鍵合晶片的表面平整度與彈性模量的差異要小。
(2)機械條件:鍵合所需的表面需要非常平滑，表面的粗糙度要求達到2nm以上，配合化學機械研磨(C雔}任)實現。
(3)物理條件:由於磊晶或長晶的過程往往會有一些缺陷，如:晶界(grainboundaries)大、晶格錯位(dislocation)?雙尖峰(spikes?等，這些也需使用CMP的方式去除。
(4)化學條件:兩個欲鍵合表面的潔凈度非常重要，鍵合時需注意去除表面金屬、有機物等雜質。
(5)能量條件:在熱處理的過程中，溫度可能會造成表面殘余物質的化學反應，鍵合過程中引入熱應力導致形變等對器件不利的結果。
為了達到良好的鍵合質量，通常需要對欲鍵合的晶片進行前期准備，主要通過表面處理、預鍵合及熱處理三個過程。進行表面處理之前，
4.鍵合界面的性質
(1）鍵合界面的位錯和空洞。
除了硅硅直接鍵合這種同質材料鍵合之外，大部分都是通過異質材料進行鍵合。而由於兩個鍵合的材料不同，晶片之間必然存在着熱失配及晶格失配等問題。鍵合界面將會產生應力，為了應力弛豫，界面處會形成一定的位錯，會嚴重影響器件的性能。此外，晶片表面會有一定的雜質、多孔層結構和空洞。這些雜質和多孔層結構的產生可能是由於表面未清洗潔凈及界面附近的原子重組造成的，空洞是晶片在退火時產生的氣泡引起的。
(2)鍵合界面的電學和光學特性。
鍵合晶片的界面狀態會影響晶片的電學和光學性質，通過I-籚特性及PL譜等測試手段來分析界面處的鍵合情況，有助於更好的了解界面的性質變化，從而改進方法來提高界面的電學和光學性能。
(3)鍵合界面的表面懸掛鍵和鍵合能。
對於晶片來說，晶片內部與晶片表面的原子有不同的排列方式。當表面某處的原子排列出現中斷時，表面處就會產生額外的能量此時中斷處附近的原子如果仍以內部結構的形式排列，系統的自由能會明顯增加。為了恢復穩定的排列方式，表面處的原子會進行一定的調整來降低附加的自由能。
實現調整的方式主要有兩種:通過晶片表面自行調整和借由外界條件調整。
對於自行調整方式，由於晶片內部受力與晶片表面受力的情況顯著不同，表面的晶格常數會隨之發生改變。改變后晶片表面的原子與內部原子的排列形成不同的排列方式。如重構、台階化等。以這種方式排列之后表面會形成本征表面態。
通過外界條件的調整方式，晶片表面原子之間存在不飽和鍵，易吸附外來的雜質。吸附雜質的同時還進行電子交換，原有的表面太發生變化形成非本征表面態。通過以上兩種調整方式都可以達到減低表面能的目的，從而使晶片內外系統達到穩定。
晶片的表面懸掛鍵越多，表面能越大，鍵合時兩個晶片之間的原子越容易相互作用。而鍵合界面處隨着原子的不斷相互作用形成越來越多的共價鍵，鍵合晶片的界面越牢固，鍵合強度越大。
(4)鍵合界面的鍵合能公式表示為:
其中，x表示界面的表面能，n為成鍵密度，Eb為每根鍵的能量。同質材料的鍵合能為表面能的二倍，即2 }1;異質材料的鍵合能為鍵合晶片的平均表面能。
二、晶圓鍵合設備
1.晶圓鍵合工藝
先將晶圓裝載到FOUP中，並由中央機械手臂對晶圓逐片檢測——（FOUP是指front-opening Unified Pod，即前開腔體）
表面預處理
待鍵合晶圓精密對准
放置於后續鍵合所需的固定傳輸夾具中
在鍵合腔體中對准后進行鍵合
鍵合室實時監測溫度、鍵合壓力及氣氛
對鍵合后的晶圓進行冷卻
鍵合后質量檢測
2.表面預處理——用於表面改性或清洗
（1）常見預處理
干法預處理——等離子體預處理，在封閉腔體內采用真空等離子體技術或常壓等離子體技術實現
濕法預處理——在旋轉的晶圓表面上方，通過前后移動的機械裝置噴灑化學試劑或去離子水實現
酸蒸汽清洗——襯底暴露於一種還原性的酸蒸汽中以去除表面氧化層
（2）表面預處理——濕法化學處理
硅硅鍵合或熔融鍵合中常用——親水性處理： 經過親水性處理后，晶圓表面吸附的【OH】基會與其他晶圓表面的懸掛鍵進行結合，這些基會吸附晶圓表面水分子形成角水基，當兩個經親水性處理的晶圓的距離接近角水基中存在的偶極矩的作用范圍時，兩晶圓會在范德華力作用下相互接觸並鍵合到一起。當晶圓結合后，室溫下一種稱作四聚物的環形物
物質會在接觸界面形成，即所謂的鍵合波紋，可通過紅外攝像儀觀察到。
環形波紋產生的過程為：首先，兩晶圓相互懸浮直至形成點接觸，啟動鍵合並穿透表面的靜電斥力，在后續鍵合過程中，接觸面附近的空氣呈環形波紋被擠壓排除；當晶圓在范德華力作用下完全接觸后，室溫下晶圓接觸界面處就會形成環四聚物的環形物質。
親水性處理的工藝：
1）晶圓在傳統濕法槽中采用NH4OH:H202:H2O混合液（1：1：10）在55℃下浸泡3分鍾；
2）采用鍵合工藝平台中的清洗模塊：在室溫下使用濃度1%-4%的NH4OH。
通常需要兩步：首先噴灑NH4OH
然后使用DI水兆聲清洗並隨后甩干。
在鍵合平台中親水性處理的好處：既可以將晶圓表面變為親水性，又可以避免由於范德華力作用將環境中的雜質顆粒吸附表面帶來的影響。
顆粒檢測工藝——維護清洗工藝模塊的關鍵（晶圓級鍵合工藝完成后，鍵合面就成了埋層界面，所有表面顆粒或污染物都會殘留在鍵合界面內，會對芯片的良率及器件性能改造造成潛在的影響）
方式：對工藝前后晶圓表面顆粒數進行對比。
設備：KLA Tencor SP2顆粒檢測工具
（3）表面預處理——等離子體化
用途： 針對硅-硅熔融鍵合用於活化硅表面；
在Cu-Cu擴散鍵合的預備階段利用其刻蝕特性進行金屬表面清潔。
工藝： 極低真空應用式、電容耦合反應離子刻蝕式（RIE）、常壓等離子體源式以及下游反應器等
優勢：
可提高范德華力的結合強度，從兩倍到一個數量級
使范德華鍵合力向Si-O-Si共價鍵烷鍵鍵合力的轉化能力顯著提升——縮短后續退火時間，降低退火溫度到450℃以下
等離子體系統的檢測： 有、無暴露沖洗兩種情況下的顆粒檢測
供應商：SUSS MicroTec 、EVGroup、三菱、Silicon Genesis(SiGen)等工藝設備商均可提供用於晶圓級鍵合的等離子體活化系統。
（4）表面預處理——蒸汽清洗
Cu-Cu晶圓級鍵合工藝條件下，如果不采用表面預處理工藝，那么銅表面將不可避免發生氧化現象，從而使得Cu的自擴散速率降低幾個數量級，對鍵合產生不良影響。
酸蒸汽處理可以避免晶圓浸沒在液體中，可以將試劑對疊層晶圓上的鈍化層、鍵合層、絕緣層受到的刻蝕影響降到最低甚至是完全避免。（甲酸最優）
設備： SUSS MicroTec 的C4NP型模具傳輸設備和芯片鍵合設備。
3.鍵合對准機
（1）設備工作原理
第一個晶圓面朝下置於晶圓對准設備卡盤並傳送到對准機內。
對准機內，晶圓在Z軸方向上移動直到被頂部的傳輸夾具真空吸附固定。
被傳輸夾具固定的第一個晶圓將成為后續對准工藝的基准，確定所有對准移動的起點。
每個晶圓的左右兩邊各有一個對准標記（標記的距離越大越好）
顯微鏡移動尋找對准標記並聚焦
以面朝上的方式將第二個晶圓載入機台，與第1個晶圓面面相向
第2個晶圓被真空吸附固定在位於可移動的對准台的卡盤上
對准台沿x/y/方向運動或θ角旋轉，查找第2個晶圓的對准標記並對准
對准后底層晶圓提升到接觸位置，並通過卡盤邊緣卡箍將晶圓固定
（2）對准過程響應的誤差
移位誤差：如果發現晶圓兩邊的對准標記均在X軸方向向里或向外發生偏移，那么晶圓存在移位誤差。
原因：由步進光刻機步進距離設置不合理造成，造成圖形在水平方向上發生偏移，偏移量可達0，10.1μm。
楔形誤差補償（WEC-Wedge Error Compensation）,原理：在底層晶圓向上移動過程中對其施加1000g的彈簧壓力，以使二者保持平行。
臨時鍵合
（3）對准技術
對轉技術可以分為與實時圖像對准和預先存儲的對准標記對准兩類。
普遍流程：
把第1個晶圓載入對准機中，使用左右物鏡尋找晶圓邊緣的對准標記
載入第2個晶圓，重復 搜尋對准標記 的操作，並移動晶圓直到對准標記與第1個晶圓的相互重疊
對准方法：
頂部對准和底部對准（TSA/BSA）
紅外對准（IR）
片面對准（ISA）
面-面對准
紅外（IR）對准的局限性
a.硅吸收光，如果光子能量高於硅的禁帶寬度，那么將會出現強烈甚至完全的光吸收
b.與晶圓厚度有關。紅外能量的衰減與襯底厚度呈指數關系。
c.與疊層晶圓出射面的粗糙程度有關。過於粗糙會發生光散射造成圖像模糊。
存在兩種可以滿足面對面式的3D晶圓級鍵合的對准方法：
SUSS MicroTec的ISA技術，該方法采用在上、下晶圓之間插入光學鏡頭的方式進行成像對准
采用EV Group的SmartView對准系統。
提升對准精度的方式——改進對准標記
理想的對准標記具備幾何對准圖形和對准游標，以實現對套刻偏移量的測量。
疊加投影技術已被用於晶圓熔融鍵合的高精度IR對准工藝流程。
（4）晶圓傳送夾具
機械夾具應當從3個方向對晶圓進行固定，因為：
3個固定點可以確定1個平面
可以避免在晶圓直徑兩端同時夾持造成堆疊晶圓彎曲問題。
使用三點固定式夾具時，可通過對卡箍及隔離墊片運動控制軟件的調整實現分步移除，具體過程：
收回卡箍並回縮隔離墊片，此時堆疊晶圓由2枚卡箍夾持
將卡箍放回繼續夾持，收回卡箍並回縮隔離墊片
重復上述步驟，知道隔離墊片回縮
（5）晶圓鍵合技術
（6）鍵合質量檢測
鍵合質量測試是指對對准精度、鍵合強度以及界面空隙的檢測
對准精度
如果鍵合晶圓中有一個是透明的，可采用IR或BSA對准顯微鏡進行對准金固定測量
鍵合強度
Tong和Gosele 提出的方式具有破壞性，設計拉伸測試及裂紋測試。
界面空隙
采用IR對鍵合空隙進行快速成像檢測，並可以檢測所有空隙
采用CCD成像側向觀察，並需要一個高度1μm的空隙開口，通過亮與暗的菲涅爾波紋來觀察空隙。
高分辨率的聲學顯微鏡
鍵合界面空隙鑒別的方法包括：
X射線斷層掃描、破壞性切割分析及界面刻蝕表征空隙等
4.載片
載片材料：硅、硅玻璃、派熱克斯玻璃、硼硅酸鹽、藍寶石
5.臨時鍵合膠
液態：熱處理、UV處理進行固化
固態：通過壓合工藝、其他工藝、電鍍工藝
需要考慮的因素：鍵合強度、最高工藝溫度、化學穩定性、厚度及平整度、解鍵合。
三、晶圓臨時鍵合
1.熱塑性材料
熱塑性材料是指形態可發生變化的有機聚合物，受熱時熔化為液體，冷卻到室溫后恢復為固態。天然或人工合成蠟以及專用的臨時鍵合膠都會在120-250℃溫度之間液化。隨着溫度的升高，粘度會降低
可使用旋塗的熱塑性材料的有2種：
（1）蠟
通常會先將蠟旋塗在加熱的載片上；然后將塗覆蠟的載片與器件晶圓接觸，接觸時確保二者平行且標識對准；接着對鍵合體施加幾帕的壓力並持續加熱一段時間；隨后再逐漸降溫使蠟層固化，待蠟層固化后，載片會牢固地粘附在器件晶圓上；
（2）可溶性性鍵合劑。
在室溫下，先將可溶性鍵合劑塗到載片上:然后通過烘干工藝蒸發掉鍵合劑中的溶劑，使鍵合劑逐漸固化。在烘干環節，溫度與時間的控制至關重要，因為此時鍵合劑需要保證一定的黏度，但又不能過於稠密和堅硬:接着將器件品圓(如有必要可以在器件表面塗覆保護層)與載片接觸，並對准標識。隨后在高溫環境下(120~180 C.遠低於鍵合劑液化點溫度)對鍵合體持續施加約幾十分鍾、大小為兒十帕的壓力。臨時鍵合流程如圖所示.
2.紫外光（UV）固化材料
UV固化材料對熱和化學試劑相對穩定，為便於后續解鍵合，通常在載片表面旋塗UV固化材料前先要塗覆一層對UV不敏感的釋放層。用於臨時鍵合的UV固化材料是種含特殊配方的液 體，在UV的照射下，液體中的聚合物會發生交聯”。將器件晶圓與載片接觸后，UV會透過載片照射到臨時鍵合膠上，從而使其固化。因此，載片需要具備-定的透光度，並且可以被一定波長的UV穿透。在UV的照射下，液體中的聚合物發生交聯，臨時鍵合膠連漸固化，最終將載片和器件品圓穩定地結合在一起。使用UV固化材料臨時鍵合的流程如圖所示。
3.復合膠膜
鍵合所使用的膠膜與某些應用中的膠膜很類似，例如划片時所使用的支撐膠膜和研磨膠帶等，特點是使用方便。用於鍵合的膠膜是多層復合膜，主體呈“三明治”結構，由2個黏附層(壓敏黏附層和釋放層)和1層基膜構成。除此之外，主體膜外，還貼有保護層。使用復合膠膜鍵合的具體流程如圖5-15所示，首先將復合膠膜外壁的保護層去除，然后再將其粘接到載片上。該復合膠膜可以事先被剪成與載片面積相等的形狀。或者是在粘貼完成后用力片或激光來藏剪。待上述工作全部完成后，將載片與器件品圓接觸，通過液簡或平板對兩者施壓完成臨時鍵合。
4.金屬材料
金屬熱壓臨時鍵合也是臨時鍵合技術中的一種。該技術通過銅銅鍵合形成穩定的臨時鍵合層，具有抵抗高溫、高壓的優點，在一定程度 上還能耐高pH值溶液的腐蝕。此技術采用錯(Zr) 層作為釋放層。與熱塑性鍵合材料和復合膠膜鍵合材料相比，該鍵合材料的臨時鍵合工藝會在更高的壓力或是溫度條件下進行。金屬熱壓臨時鍵合工藝如圖所示。
四、解鍵合工藝
工藝完成以后，需將器件晶圓與載片分離。減薄后的器件晶圓會由其他器件晶圓(晶圓級鍵合，永久鍵合至另一個晶圓上)或膠膜(芯片-品圓鍵合時黏附在划片使用的支撐膠膜上)支撐。以提供足夠的應力支撐。根據臨時鍵合層或釋放層的特性，目前已研發出了多種解鍵合技術。
1.化學方法
臨時鍵合材料可通過一些特殊的化學物質來去除。 由於這些化學物質只會與臨時鍵合膠發生反應，因此只需要將臨時鍵合體浸泡在化學反應槽里即可。一旦臨時鍵合膠被完全溶解，載片與器件品因就會分離開來。為加速溶解作用，可在浸泡的過程中對反應槽加熱。下面是兩個通過化學反應進行解鍵合的例子:
（1）有機溶劑在加熱的情況下會溶解蠟或熱塑性材料:
（2）稀釋的HF溶液會快速溶解Zr層(金屬臨時鍵合中作為釋放層)，但對器件晶圓損傷很小。
上述兩個例子中，溶解作用都是先從器件晶圓的邊緣開始，井逐漸過渡到器件品圓中心。為了避免邊界層和溶解度濃度梯度在晶圓邊緣處積聚，降低溶解速率，在溶解的過程中應對溶解液進行適當的攪拌。解鍵合完成后，應立即對減薄晶圓進行夾持，防止碎片(特別是沒有支撐結構的薄晶圓)。
化學解鍵合的缺點是侵泡時間過長，通常可達幾個小時。雖然化學葯劑可循環使用，但仍需要考慮原料購買及廢料處理所帶來的成本。
2.熱處理方法
當鍵合膠變為液態時，器件晶圓與載片可輕易地分離開來。這對使用熱塑性粘合材料的鍵合體特別有效，因為加熱會降低其粘度，如圖1所示，當膠層粘度降低到1~2泊時，鍵合體處於可分離狀態。通過以下2種方法的任意一種，可將鍵合體完全分離(07-40) ;
1)滑動剝離，在水平方向上分離載片和器件品圓;
2)楔人剝離，在垂直方向上分離載片和器件品圓。
兩種剝離方法示意如圖示.
大多數復合鍵合膠也是通過楔人剝離的方法來到離的。某些復合鍵合膠中含有專用的熱釋放層，加熱后這些釋放層會膨脹，變成泡沫狀，這樣就減小了載片與器件晶圓的接觸面積。由於空隙較多，這種材料特性也隨之變差。在UV的照射下，某些復合鍵合收的釋放層的機械完整性會遭到破壞，從而減弱鍵合強度。在這種情況下，只需要施加極小的機械力就可實現載片的剝離。
3.激光處理
對於某些臨時鍵合膠不能通過腐蝕或熱處理來剝離的情況( 如UV固化材料)，需要在臨時鍵合膠中加人釋放層。目前比較先進的釋放層為一種光一熱轉換材料(L.THC), 當這種材料曝光F適當頻率的激光下時，高能激光會在其表面形成微孔，削弱鍵合強度。此后，再通過楔入分離的方法將載片與器件晶圓分離開來明。
4.解鍵合的后處理
當器件晶圓與載片分離后，需要對載片進行清洗，去除表面殘余鍵合膠和其他顆粒。載片能否重新使用由載片數量及后續工藝要求來決定，如果載片缺陷程度較高、存在翹曲、表面光潔度不達標等問題，那么載片將無法重新使用。在計算整套工藝流程的成本時，必須將器具、耗材的成本和產能一並考慮在內。
兩大平台：EVG和SUSS
https://www.evgroup.com/ EVG301, EVG Gemini
http://www.suss.com/ CL8, ABC200,CBC models
五、晶圓鍵合技術
1.粘合劑和陽極鍵合
（1）玻璃料晶圓鍵合
概念
玻璃料鍵合技術也稱為密封玻璃鍵合，可實現工藝溫度低於450℃下的晶圓鍵合，主要優點有氣密性好、工藝良率高、鍵合界面機械應力低、可貫穿金屬線、鍵合強度高、可靠性好。
原理
要鍵合的晶圓間玻璃被加熱達到潤濕溫度（潤濕溫度即玻璃呈液態流動並潤濕晶體表面），玻璃流動並與晶圓形成原子水平接觸，最后實現完美的密封性。
優勢
該技術所實現的鍵合機械強度高，密封性能好，所要求的剝離熔點低。
可滿足一般性的鍵合要求，包括鍵合強度、良率、氣密鍵合、普遍可用性等，可用於CMOS晶圓鍵合，無需表面活化，機械應力非常低。
表面微機械傳感器的封裝
材料
400-500℃可以回流的低熔點玻璃——鉛鋅硅酸鹽玻璃、鉛硼酸鹽玻璃
絲網印刷需要材料的選用：www.koenen.de
粘合劑供應商： Ferro公司、Schott Glass、DIMAT公司
常用的是 Ferro FX-11-036(包含鉛硅酸鹽+鋇酸鹽玻璃填充物+有溶劑的有機粘合劑)
工藝路線
（2）旋塗玻璃材料（SOG）晶圓鍵合
用KLA Tencor公司的Alpha-step 500 分析儀測SOG層厚度
EVG 520 半自動鍵合系統進行鍵合
利用EVG 20紅外（IR）檢查站和Sonscan D9000掃描聲學顯微鏡（SAM）對鍵合表面質量檢查
利用裂紋開口法、拉伸實驗（Si/GaAs 接頭）估算表面能
低溫工藝性好（低於400℃），工藝清潔（和COMS兼容）
允許應力補償的彈性行為、與多種襯底材料兼容
應用
工藝路線
（3）聚合物晶圓鍵合概述
概念
中間聚合物在兩個晶圓表面形成並將其保持在一起的鍵合，晶圓界面結合后，通過加壓讓晶圓界面緊密接觸。
原理
在需鍵合的兩個晶圓間塗覆聚合物層，承受粘結兩個晶圓表面的作用力，聚合物與晶圓界面間的聚合力，由一種或多種基本的分子鍵和相互作用力，包括共價鍵、離子鍵、偶極子-偶極子交互作用、范德瓦斯交互作用等，目前提出關於鍵合的理論有吸附理論、化學鍵合、擴散理論、靜電吸引、機械互鎖、弱邊界層理論等。
特性
優勢：相對較低的鍵合溫度、晶圓表面不平度的不敏感、適用於標准CMOS晶圓與任何晶圓材料的結合
問題：有限的溫度穩定性、不能對氣體/水分密封鍵合
影響因素
聚合物粘合劑性能——對晶圓表面提供足夠的浸潤性
晶圓表面顆粒數量和尺寸——無顆粒表面是最佳表面
晶圓表面不平度
聚合物粘合劑層厚度
鍵合壓力——鍵合夾具施加的作用力除以鍵合面積
晶圓鍵合開始前鍵合腔室大氣條件——氣壓在100mbar下足以使氣體不停留在鍵合界面
晶圓剛度——薄晶圓和低楊氏模量的晶圓更容易變形以補充表面不均勻性
工藝路線
聚合物晶圓鍵合對准方式
數字圖像進行的晶圓背面對准、SmartView方法、襯底間的顯微技術、紅外透射顯微技術、光學顯微鏡觀察對准技術等
防止對准偏移的措施
1）使用在鍵合過程中不回流並且不會轉變成低粘度相的聚合物粘合劑。缺點是只適用於具有較低或沒有表面形貌的晶圓鍵合，此時聚合物不必重新分布，以防止孔洞形成。
2）在晶圓引入不塗覆聚合物粘合劑以及鍵合過程中不回流的表面結構；
3）引入鍵對准結構，機械式地使晶圓互鎖防止偏移。
（4）陽極鍵合
概念
陽極鍵合技術也稱為場輔助密封、靜電鍵合。
原理
含鹼玻璃極化——將鍵合的兩晶圓放置在一個加熱板（300-450℃）上，在兩端加上約400-1000V的DC電壓
實現緊密接觸——初始狀態由於表面粗糙型晶圓和玻璃會有間隙，后由於電壓降產生間電力將接觸區域全部拉緊，保持晶圓處於較強的靜電壓力下
界面反應——界面發生化學反應，使Si襯底氧化，實現與玻璃永久性鍵合
材料
所需玻璃的標准：鹼性金屬離子含量使玻璃在鍵合溫度下有足夠大的導電性
玻璃和陽極材料之間的熱失配程度
常用：Corning 770 （耐熱）、 Schott Borofloat
影響因素
特殊：HOYA’S SD-2玻璃，專為硅晶圓的陽極鍵合設計
溫度、電壓越高，峰值電流越大，完成鍵合時間越短
玻璃越厚，電阻大，降低有效電壓，形成弱鍵合
真空中進行要比在大氣壓下進行的慢
鍵合強度：斷裂實驗，5-45MPa
密封性：測諧振微機械器件壓敏品質因數
熱殘余壓力：由鍵合引起的壓力由鍵合工藝前后測量的曲率計算得到
工藝路線
2.直接晶圓鍵合
（1）硅直接鍵合
兩種不同的方法：
（2）等離子體活化鍵合（PAB）
3.金屬鍵合
（1）Au/Sn焊料
比其他鍵合方法適應更高的表面形貌和非平面度
合金質量分數比例
Au/Sn合金，常用的合金質量分數分別為80%的Au和20%的Sn，這種成分比例的Au/Sn焊料能夠在280C下形成共品和金，在合金溫度點附近，主要包括AusSn相和AuSn相”。
a. 采用氮氣與氧氣等離子清洗相結合的前處理方法能夠有效去除無機與有機沾污，得到一個清潔的鍵合表面。
氮氣清洗屬於物理清洗方法，去除表面吸附的顆粒以及無機物;
氧氣清洗屬於化學清洗方法，采用微波氧氣等離子體，通過微波提高氧活性和等離子體密度，與金屬表面的有機物迅速反應去除殘留的有機沾污。
除此之外，同時使用氮氣與氧氣等離子處理能夠顯著改善鍵合面金屬的表面性質，提高金錫焊料的浸潤性，減少界面空洞的形成。
b.在鍵合的過程中，兩層硅片靠靜態的壓力實現緊密接觸
鍵合的環境必須在真空或惰性氣體下，以防止Sn氧化影響鍵合的效果。
加熱的峰值溫度為300C，持續時間2min,由於Au/Sn合金的共熔溫度為280C.略高於共熔溫度是為了保證焊料的充分互熔，由於峰值溫度遠高於Sn的熔點(231.9 C)。在升溫的過程中，界面的Sn首先熔化，熔化的Sn溶解了兩面接觸的Au，實現了金屬間的互熔，
降溫時通人氮氣加速冷卻，快速降溫有利於生成的金屬間化合物更小、結構更致密
c.將鍵合完成的硅片按照器件的尺寸划片形成獨立的芯片單元
特性
可以使用無焊劑鍵合方法
良好的浸潤性能
300℃左右的相對較低的焊接溫度
可能高於200℃的操作溫度
能夠瞬態液相鍵合，並在512℃重熔
高抗蠕變和屈服強度
優異的耐腐蝕性
（2）共晶Au-In鍵合
4.混合金屬/聚合物晶圓鍵合