[发明专利]基底键合装置和键合方法

说明书

技术领域

本发明涉及半导体制造技术领域，尤其涉及一种基底键合装置和键合方法。

背景技术

在半导体制程中，需要将表面已形成有半导体器件的晶圆(Wafer)切割为多个芯片，之后再对各个芯片进行封装，以形成所需的集成电路或芯片器件。以晶圆级芯片尺寸封装(Wafer Level Chip Size Packaging，WLCSP)技术为例，对晶圆进行封装测试后再切割得到单个成品芯片，封装后的芯片尺寸与裸片完全一致。经晶圆级芯片尺寸封装技术封装后的芯片尺寸能够达到高度微型化，芯片成本随着芯片尺寸的减小和晶圆尺寸的增加而显著降低。

随着半导体制造技术的不断发展，半导体器件的制造方法以及半导体器件的结构也日益复杂，因此，仅在晶圆的一侧表面进行半导体工艺制程已不能满足持续发展的技术需求。例如，MEMS压力传感器的制造工艺、背照式(BSI，Backside Illuminated)图像传感器的制造工艺、硅通孔(TSV，Through Silicon Via)结构的制造工艺、或者晶圆的封装工艺，均需要在晶圆的一侧表面形成半导体器件结构之后，在晶圆的另一侧表面进行后段工艺制程，并且在完成后段制程之后，再对晶圆进行单片切割。

为了避免在对晶圆的另一侧表面进行后段工艺制程时，造成晶圆一侧表面已形成的器件结构造成损伤，现有技术会在已形成器件结构的晶圆表面键合另一承载基底，所述承载基底能够在后段工艺制程、以及后续对所述晶圆进行修边、减薄和单片切割的过程中，保护所述晶圆表面的器件结构。

然而，以现有的晶圆键合设备进行键合工艺的键合效果不佳，甚至容易对已形成于晶圆表面的器件结构造成损伤，降低了器件结构的可靠性。

发明内容

本发明解决的问题是提供一种基底键合装置和键合方法，提高键合效果，提高以键合基底形成的器件可靠性。

为解决上述问题，本发明提供一种基底键合装置，包括：若干垫片，所述若干垫片沿基底的边缘均匀分布，所述若干垫片位于与基底表面对应的平面上，所述垫片包括相互连接的凸部和延伸部，所述凸部延伸至基底的边缘以外，所述延伸部自所述凸部开始沿基底的边缘延伸预设长度，所述延伸部包括用于接触基底表面的接触面，所述接触面包括第一边界和第二边界，所述第一边界为对应于基底周长的弧形，所述第二边界平行于第一边界，且所述第二边界比第一边界到基底圆心的距离小；若干夹具，所述若干夹具沿基底周长均匀分布，且所述夹具位于相邻垫片之间。

可选的，所述垫片的数量大于或等于所述夹具的数量。

可选的，所述第一边界与基底的边缘重合。

可选的，所述延伸部位于所述凸部的一侧或两侧。

可选的，位于所述凸部一侧的延伸部的第一边界长度为40毫米～120毫米。

可选的，所述第一边界与第二边界之间的距离为2.5毫米～3毫米。

可选的，所述垫片的厚度为300微米～1000微米。

可选的，所述夹具的数量为2个。

可选的，当所述夹具的数量为2个时，所述夹具位于基底直径的两端。

可选的，还包括：相对设置的上电极上盖板和下电极承载基底，所述上电极上盖板和下电极承载基底的表面平行于基底表面；腔室，固定有基底的垫片、夹具、上电极上盖板和下电极承载基底置于所述腔室内，用于进行基底键合工艺。

可选的，所述夹具包括夹具基底、夹具体部和夹具头，所述夹具体部垂直于基底表面，所述夹具基底和夹具头分别与夹具体部两端连接，且所述夹具基底和夹具头平行于基底表面；所述夹具体部与所述夹具基底可动连接。

相应的，本发明还提供一种采用上述任一项所述的基底键合装置进行的基底键合方法，包括：提供第一基底，所述第一基底具有相对的第一表面和第二表面；在第一基底的第一表面形成粘胶层；在第一基底的第一表面形成粘胶层之后，在所述第一基底的第一表面设置所述若干垫片，且所述若干垫片的第一边界与第一基底的边缘重合，所述凸部延伸至所述第一基底的边缘以外；提供第二基底，所述第二基底具有相对的第三表面和第四表面；在所述第一基底的第一表面设置所述若干垫片之后，采用对位工艺使所述第二基底的第三表面位于所述垫片表面，所述第二基底的第三表面与第一基底的第一表面相对，且所述第二基底和第一基底的边缘重合；在所述对位工艺之后，在所述第一基底和第二基底边缘设置夹具，使所述第一基底与第二基底固定。

可选的，所述第一基底为透明基底；所述第二基底的第三表面具有图形传感器件。