[发明专利]晶圆键合系统

说明书

技术领域

本发明涉及晶圆键合领域，尤其涉及一种自适应晶圆键合系统。

背景技术

键合技术是使两个固体接触的足够紧密，使得它们能够牢固地结合在一起，固体自身原子、分子之间的内聚力以及两个固体之间分子、原子之间的结合力是所有键合技术的基本，当前，键合技术已经成为微电子、光电子器件制作的重要手段，是微电子领域的重要研究方向。

晶圆键合技术需要专用的晶圆键合系统来实现，现有的晶圆键合系统都采用高刚性的压力传输机构结合刚性上、下压头实现压力传输的稳定均匀，现有的晶圆键合系统经过长时间的使用后，上、下压头之间的平行度会发生变化，而且在不同温度以及压力环境下，上、下压头的形变也随之不同，然而现有的晶圆键合系统无法对上、下压头之间的平行度进行及时的修正，同时上、下压头平行度降低配合待键合材料平行度、超薄材料脆性及异质材料应力匹配等非理想因素，极易造成待键合材料因内应力不均匀而被刚性压力场所压碎。

因此，有必要提出一种新的晶圆键合系统以解决上述问题。

发明内容

本发明提供了一种自适应调整上、下压头平行度的晶圆键合系统。

为达到上述发明目的，本发明提供了一种晶圆键合系统，其包括：

键合腔，所述键合腔内为真空；

压头构件，所述压头构件位于所述键合腔内，所述压头构件包括相互平行的第一压头与第二压头；

柔性构件，所述柔性构件包括与所述键合腔隔离的气体收容腔，所述气体收容腔包括入气端以及出气端，所述第一压头仅固定于所述出气端以密封所述出气端；

充压构件，所述充压构件连接所述柔性构件的入气端以调整所述气体收容腔内压强。

作为本发明的进一步改进，所述柔性构件沿竖直方向延伸，所述第一压头沿水平方向延伸。

作为本发明的进一步改进，所述柔性构件固定于所述键合腔侧壁。

作为本发明的进一步改进，所述键合腔侧壁设置有第一通孔，所述柔性构件覆盖所述第一通孔，所述第一通孔形成所述柔性构件入气端。

作为本发明的进一步改进，所述柔性构件具有弹性并具有形变极限位置。

作为本发明的进一步改进，所述柔性构件包括波纹管。 

作为本发明的进一步改进，所述充压构件包括充气装置以及排气装置，所述充气装置与排气装置分别对所述气体收容腔进行充气与排气以调控气体收容腔内压强。

作为本发明的进一步改进，所述晶圆键合系统包括连接所述第二压头的传动构件，所述传动构件带动所述第二压头朝向或远离所述第一压头移动。

作为本发明的进一步改进，所述键合腔侧壁包括第二通孔，所述第二压头下方延伸出隔离构件，所述隔离构件覆盖所述第二通孔，所述隔离构件包括与所述键合腔隔离的外接空腔，所述外接空腔与所述第二通孔贯通，所述传动构件穿置于所述外接空腔与所述第二通孔。

作为本发明的进一步改进，所述隔离构件沿竖直方向延伸。

作为本发明的进一步改进，所述隔离构件具有弹性并具有形变极限位置。

作为本发明的进一步改进，所述隔离构件包括波纹管。

作为本发明的进一步改进，所述第一压头与第二压头均包括压板层、及加热层、及隔热层、及散热层、及法兰层。

作为本发明的进一步改进，所述晶圆键合系统包括连接所述第一压头以及第二压头中加热层的加热构件，所述加热构件配合所述加热层加热位于所述第二压头上的晶圆。

作为本发明的进一步改进，所述晶圆键合系统包括连接所述键合腔的温度控制器，以显示和控制所述键合腔内温度。

作为本发明的进一步改进，所述晶圆键合系统包括连接所述压板层的高压构件，所述高压构件对所述压板层供电。

与现有技术相比，本发明所提供的晶圆键合系统，其通过在柔性构件气体收容腔出气端覆盖第一压头，并对气体收容腔进行充气增加其内部压强，从而对覆盖于出气端的第一压头提供均匀的驱动压力，能够保证第一压头与第二压头之间的平行度，使得第一压头对晶圆所提供的键合压力更平稳，提高了晶圆键合的精度与质量。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的有关本发明的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本发明一实施例中晶圆键合系统的结构示意图；

图2为图1所示的晶圆键合系统中第一压头与第二压头的结构示意图；