[發明專利]鍵合設備及方法

在審

• 申請號: 201610790769.7
• 申請日: 2016-08-31
• 公開（公告）號: CN107785287A
• 公開（公告）日: 2018-03-09
• 發明（設計）人: 趙濱;霍志軍;商飛祥
• 申請（專利權）人: 上海微電子裝備（集團）股份有限公司
• 主分類號: H01L21/67
• 分類號: H01L21/67;H01L21/68;H01L21/683
• 代理公司: 上海思微知識產權代理事務所(普通合伙)31237
• 代理人: 屈蘅,李時云

技術領域

本發明涉及微電子技術領域，特別涉及一種鍵合設備及方法。

背景技術

鍵合是指將兩個基底接觸的足夠緊密，使得它們能夠牢固的結合在一起。目前鍵合封裝方式有硅硅直接鍵合、陽極鍵合、有機膠鍵合、等離子體鍵合等。該技術已經應用于多個半導體領域，是未來半導體行業發展的重要技術之一。

通常情況下完成一套完整的基底鍵合工藝主要需要三類設備：活化設備、對準設備和鍵合設備?；罨O備是對兩個基底進行等離子活化；對準設備能夠將兩個基底根據對準標記對準并且緊緊貼在一起；鍵合設備能夠將兩個基底結合在一起。

上述鍵合工藝流程的主要缺點在于，在經過三道工序時，操作人員將基底從活化設備轉移到對準設備再轉移到鍵合設備中，會受到空氣污染等問題困擾，為了解決上述問題，需要開發一種可以將等離子活化、對準、鍵合三個工藝過程合為一體的設備。

發明內容

本發明的目的在于提供一種鍵合設備及方法，以解決現有的鍵合封裝方式容易產生污染的問題。

為解決上述技術問題，本發明提供一種鍵合設備，所述鍵合設備包括真空腔；設置在所述真空腔內的用于承載第一基底的第一基底臺和用于承載第二基底的第二基底臺，所述第二基底臺位于所述第一基底臺上方，其承載面與所述第一基底臺的承載面相對設置；

所述第一基底臺的兩側分別設有第一活化單元和第一對準單元，所述第一基底臺在X-Y平面進行掃描運動時，所述第一活化單元對所述第二基底的鍵合面進行活化，所述第一對準單元識別所述第二基底上的標記進行定位；

所述第二基底臺的兩側分別設有第二活化單元和第二對準單元，所述第二基底臺在X-Y平面進行掃描運動時，所述第二活化單元對所述第一基底的鍵合面進行活化，所述第二對準單元識別所述第一基底上的標記進行定位；

所述第一對準單元和所述第二對準單元根據定位信息對所述第一基底和第二基底進行對準。

可選的，在所述鍵合設備中，所述第一基底臺上設置有吸附所述第一基底的第一靜電吸盤，所述第二基底臺上設置有吸附所述第二基底的第二靜電吸盤。

可選的，在所述鍵合設備中，所述鍵合設備還包括垂向加壓裝置，所述垂向加壓裝置驅動所述第二基底臺垂向運動，并施加預設壓力，使所述第二基底與所述第一基底進行鍵合。

可選的，在所述鍵合設備中，所述鍵合設備還包括調平機構，所述調平機構對所述第一靜電吸盤的姿態進行調整。

可選的，在所述鍵合設備中，所述第一基底臺上設有加熱所述第一靜電吸盤的第一加熱裝置，所述第二基底臺上設有加熱所述第二靜電吸盤的第二加熱裝置。

可選的，在所述鍵合設備中，所述第一基底臺上設有冷卻所述第一靜電吸盤的第一冷卻裝置，所述第二基底臺上設有冷卻所述第二靜電吸盤的第二冷卻裝置。

可選的，在所述鍵合設備中，所述鍵合設備還包括真空控制裝置、上片裝置和下片裝置，所述真空控制裝置控制所述真空腔內真空，所述上片裝置用于向所述第一基底臺和所述第二基底臺上載基底，所述下片裝置用于取出鍵合后的基底。

可選的，在所述鍵合設備中，所述第一活化單元和第二活化單元均采用等離子活化方式。

本發明還提供了一種基于上述鍵合設備的鍵合方法，包括如下步驟：

上載第一基底至所述第一基底臺，上載第二基底至所述第二基底臺；

驅動所述第一基底臺和所述第二基底臺在X-Y平面進行掃描運動，所述第一基底臺運動時，所述第一基底臺上的第一活化單元對所述第二基底的鍵合面進行活化，所述第一基底臺上的第一對準單元識別所述第二基底的標記進行定位；所述第二基底臺運動時，所述第二基底臺上的第二活化單元對所述第一基底的鍵合面進行活化，所述第二基底臺上的第二對準單元識別所述第一基底的標記進行定位；

所述第一對準單元和所述第二對準單元根據定位信息對所述第一基底和第二基底進行對準；

驅動所述第二基底臺垂向運動，鍵合所述第一基底與所述第二基底。

可選的，在所述鍵合方法中，在對所述第一基底和所述第二基底進行對準的過程中，對所述第一基底和所述第二基底進行加熱。

可選的，在所述鍵合方法中，還包括對鍵合后的基底下片，在下片過程中對所述第一基底臺和所述第二基底臺進行冷卻。