[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，包括气动组件和用于承载晶圆的吸盘；所述吸盘具有用于承载所述晶圆的第一表面和多个贯穿所述第一表面的开口区域，且多个所述开口区域沿所述吸盘的中心向边缘分布；多个所述气囊一一固定于多个所述开口区域内，且均与所述晶圆接触；所述气动组件连接所述气囊，用于对所述气囊充气和放气，以调整所述吸盘施加于所述晶圆的力的状态。本实用新型实现对晶圆形变的实时调整，精准控制晶圆键合路径，避免了现有技术中因不能对顶针或者喷气的路径进行精准控制而导致的晶圆形变无法实时调整的问题，提高晶圆了键合的质量。

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。

现有的晶圆键合装置通常是使用一个由气缸带动的顶针或喷气压住承载晶圆，使承载晶圆形成一个从中心到边缘朝向器件晶圆方向凸起的形状来确保承载晶圆的中心先与器件晶圆的中心接触，从而减少键合过程中气泡的产生。但是，由气缸带动的顶针行程控制不够精准，喷气控制的方式不能全部覆盖晶圆，导致承载晶圆的变形无法实施调整，影响晶圆键合的效果。

因此，如何提高晶圆键合的质量，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，用以解决现有的晶圆键合质量不佳的问题。

为了解决上述问题，本实用新型提供了一种晶圆键合装置，包括气动组件和用于承载晶圆的吸盘；所述吸盘具有用于承载所述晶圆的第一表面和多个贯穿所述第一表面的开口区域，且多个所述开口区域沿所述吸盘的中心向边缘分布；多个所述气囊一一固定于多个所述开口区域内，且均与所述晶圆接触；所述气动组件连接所述气囊，用于对所述气囊充气和放气，以调整所述吸盘施加于所述晶圆的力的状态。

优选的，多个所述开口区域包括一个圆形区域和多个环形区域，所述圆形区域位于所述吸盘的中心，多个所述环形区域与所述圆形区域同心设置且围绕所述圆形区域的外周分布。

优选的，所述气动组件包括控制器、至少一传输管道和至少一检测器；所述传输管道用于与所述气囊进行气体传输；所述检测器用于检测所述气囊内部的压力；所述控制器连接所述检测器和传输管道，用于根据所述气囊内部的压力对所述气囊进行充气和放气，以调整所述气囊内部的压力。

优选的，所述气动组件包括真空泵；所述真空泵连接所述传输管道与所述控制器，用于根据所述控制器的控制指令对所述气囊抽气，以吸附所述晶圆。

优选的，所述气动组件还包括气源；所述传输管道的一端连通所述气源、另一端连通所述气囊；所述控制器还用于控制所述传输管道沿自所述吸盘中心指向边缘的方向依次对多个所述气囊充气，以控制所述晶圆的键合路径。