[发明专利]用于晶圆键合的卡盘装置以及晶圆的键合方法、系统

权利要求书

1.一种用于晶圆键合的卡盘装置，其特征在于，包括：

上卡盘和顶针，所述上卡盘具有多个第一吸附区，以所述顶针为中心所述多个第一吸附区向四周沿径向依次分布；

下卡盘和气压加压部，所述下卡盘具有多个第二吸附区，以所述气压加压部为中心所述第二吸附区向四周沿径向依次分布；所述第一吸附区和所述第二吸附区具有相同的数量；所述上卡盘与所述下卡盘对中且相对设置，且各所述第一吸附区的吸附表面朝向各所述第二吸附区的吸附表面对应设置。

2.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，所述上卡盘包括第一腔体和第一腔体中的第一闭环挡板，所述第一闭环挡板将所述第一腔体分隔为以所述顶针为中心向四周沿径向依次分布的多个第一子腔室；各第一子腔室的第一表面上设置有吸附孔、另一个相对的第二表面上设置有抽气孔，以构成各第一吸附区。

3.根据权利要求1或2所述的装置，其特征在于，所述下卡盘包括第二腔体和第二闭环挡板，所述第二闭环挡板将所述第二腔体分隔为沿径向依次同心分布的多个第二子腔室；中心区域的第二子腔室的第一表面上设置出气孔、另一相对的第二表面上设置有进气口，以构成气压加压部；其他各第二子腔室的第一表面上设置有吸附孔、另一个相对的第二表面上设置有抽气孔，以构成各第二吸附区。

4.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，所述第一吸附区为两个，所述第二吸附区为两个。

5.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，所述顶针为活塞。

6.一种晶圆的键合方法，其特征在于，采用权利要求1-6中任一项所述的卡盘装置进行晶圆的键合，键合过程中，顶针上持续提供预设压力、气压加压部持续提供预设温度和预设气压的气体，所述键合的方法包括：

通过多个第一吸附区和多个第二吸附区分别吸附第一晶圆和第二晶圆，所述第一晶圆和所述第二晶圆上分别设置有键合层，在所述预设压力和预设气压的气体作用下，使得所述第一晶圆和所述第二晶圆的中部区域的键合层相结合；

由中心沿径向依次进行各吸附区的键合，以实现第一晶圆和第二晶圆的键合，所述各吸附区的键合包括：释放一第一吸附区以及与其相对应设置的第二吸附区，并停留预设时间。

7.根据权利要求6所述的方法，其特征在于，所述预设压力的范围为1.5-3.5N，所述预设温度的范围为25-45℃，所述预设气压的压力范围为100-200mbar。

8.根据权利要求7所述的方法，其特征在于，所述第一吸附区为两个，所述第二吸附区为两个，各吸附区的键合次数为两次，第一次键合的停留预设时间大于第二次键合的停留预设时间。

9.根据权利要求8所述的方法，其特征在于，第一次键合的停留预设时间的范围为2-4s，第二次键合的停留预设时间的范围为1-2s。

10.一种晶圆的键合系统，其特征在于，包括权利要求1-6中任一项所述的卡盘装置以及控制装置，所述控制装置包括压力控制单元、吸附控制单元和键合控制单元，其中，

所述压力控制单元，用于键合过程中，使所述顶针上持续施加有预设压力、气压加压部中持续施加有预设温度和预设气压的气体；

所述吸附控制单元，用于通过多个第一吸附区和多个第二吸附区分别吸附第一晶圆和第二晶圆，所述第一晶圆和所述第二晶圆上分别设置有键合层，在所述预设压力和预设气压的气体作用下，使得所述第一晶圆和所述第二晶圆的中部区域的键合层相结合；

所述键合控制单元，由中心沿径向依次进行各吸附区的键合，以实现第一晶圆和第二晶圆的键合，所述各吸附区的键合包括：释放一第一吸附区以及与其相对应设置的第二吸附区，并停留预设时间。