[实用新型]晶圆键合装置

说明书

本实用新型提供的晶圆键合装置，用于键合所述第一晶圆和第二晶圆，包括控制器以及用于吸附所述第一晶圆的卡盘；所述卡盘的内部包括沿其径向平行排列的多个子腔室，每一所述子腔室内具有一按压机构；所述控制器同时连接多个所述子腔室内的按压机构，用于控制多个所述子腔室内的按压机构按照预设方向依次自所述卡盘吸附所述第一晶圆的表面伸出，以将所述第一晶圆按照所述预设方向按压至所述第二晶圆表面。本实用新型能够有效排除键合界面的气泡，提高晶圆键合的质量。

技术领域

本实用新型涉及半导体制造技术领域，尤其涉及一种晶圆键合装置。

背景技术

经过半个世纪的高速发展，微电子技术和依托于微电子技术的信息技术已经对人类社会的发展产生了革命性的影响。然而，当今必须面对的问题是：传统晶体管的物理极限不断逼近，更小尺寸的制造技术越来越困难，集成电路的功耗不断增大，晶圆厂的投资迅速攀升。在这种情况下，如何继续保持微电子技术以摩尔定律所描述的速度持续发展，已经成为今天整个行业都在努力解决的问题。

三维集成电路的出现，为半导体和微电子技术的持续发展提供了一个新的技术解决方案。所谓三维集成电路，广义上是将具有集成电路的晶圆经过键合工艺形成键合晶圆，通过穿透晶圆的三维结构互连实现多层之间的信号连接。三维集成电路能够实现更小的芯片面积、更短的芯片间互连、更高的数据传输带宽以及不同工艺技术的异质集成，从而大幅度降低芯片功耗，减小延时，提高性能，扩展功能，并为实现复杂功能的片上系统(SOC)提供可能。

在半导体制造过程中，晶圆间的键合非常关键。目前，低温晶圆键合技术已广泛应用于先进半导体领域。所谓晶圆键合，是指将两片平整的晶圆面对面贴合起来，并施加以一定的压力、温度、电压等外部条件，在原有的两片晶圆间的界面产生原子或分子间的结合力，如共价键、金属键、分子键等。

在现有的晶圆键合过程中，位于上方的晶圆主要是依靠重力作用与下方的晶圆键合，因此上方晶圆与下方晶圆键合的具体位置难以控制，使得在键合后的上方晶圆与下方晶圆之间产生较多气泡，最终导致晶圆产品良率的下降，严重时甚至造成晶圆的报废。

因此，如何减少晶圆键合过程中气泡的产生，提高晶圆产品的良率，是目前亟待解决的技术问题。

实用新型内容

本实用新型提供一种晶圆键合装置，用以解决现有晶圆键合过程中易在键合界面产生气泡的问题，以提高晶圆产品的良率。

为了解决上述问题，本实用新型提供了一种晶圆键合装置，用于键合第一晶圆和第二晶圆，包括控制器以及用于吸附所述第一晶圆的卡盘；所述卡盘的内部包括沿其径向平行排列的多个子腔室，每一所述子腔室内具有一按压机构；所述控制器同时连接多个所述子腔室内的按压机构，用于控制多个所述子腔室内的按压机构按照预设方向依次自所述卡盘吸附所述第一晶圆的表面伸出，以将所述第一晶圆按照所述预设方向按压至所述第二晶圆表面。

优选的，所述预设方向为自所述卡盘的中心至边缘的方向。

优选的，所述预设方向为自所述卡盘的一侧边缘至相对侧边缘的方向。

优选的，所述按压机构包括位于所述子腔室内的轨道和一个顶针，所述轨道沿与多个子腔室的排列方向垂直的方向延伸，所述顶针能够沿所述轨道在所述子腔室的相对两端之间进行滑动，以排除与所述子腔室对应的键合界面内的气泡。

优选的，所述按压机构还包括第四驱动器和第五驱动器；所述第四驱动器用于驱动所述顶针沿所述轨道在所述子腔室的相对两端之间进行滑动；所述第五驱动器连接所述顶针，用于向所述顶针施加推力，以将所述第一晶圆按压至所述第二晶圆表面。

优选的，所述按压机构包括位于所述子腔室内的轨道和两个顶针，所述轨道沿与多个子腔室的排列方向垂直的方向延伸，两个所述顶针能够沿所述轨道分别向所述子腔室的两相对端滑动，以排除与所述子腔室对应的键合界面内的气泡。