[实用新型]用于晶圆键合的键合盘以及晶圆键合装置

说明书

本实用新型公开了一种用于晶圆键合的键合盘以及晶圆键合装置，属于半导体晶圆加工领域。所述用于晶圆键合的键合盘从内侧到外侧依次包括压盘、石墨层、加热盘、冷却盘和隔热层，所述隔热层包括反射屏和基板，所述基板设置在反射屏的外侧，所述基板内设置有冷却介质循环通道。本实用新型通过石墨层使得加热盘的热量可均匀传导至压盘，可以补偿上下两个压盘的平行度误差。通过包括反射屏和基板的隔热层很好的防止加热盘热的量传导至连接件等部件，隔热效果好，加热盘加热效率高，基板冷却效果对加热盘加热时影响比较小。并且，本实用新型结构简单。

技术领域

本实用新型涉及半导体晶圆加工领域，特别是指一种用于晶圆键合的键合盘以及晶圆键合装置。

背景技术

随着晶圆键合技术的应用领域越来越广泛，温度逐渐成为晶圆键合技术发展的瓶颈之一。晶圆键合工艺包括融合、阳极键合、金属键合及聚合物粘胶键合等，这些晶圆键合方式中都需要将两片晶圆加热，使晶圆表面介质层相互融合或扩散，并完成两片晶圆压合在一起。

现有技术的一种晶圆键合用键合盘是由加热盘、冷却盘和压盘组成。晶圆键合装置使用上下两套键合盘，上键合盘和下键合盘对称设置。以下键合盘为例，加热盘安装于冷却盘之上，压盘安装在加热盘上面。上键合盘的结构与下键合盘对称。上下两片晶圆放置在键合盘的压盘上，下键合盘加热下晶圆并提供支承，上键合盘加热上晶圆并提供键合压力。

现有技术的加键合盘在加热过程中，容易把加热盘的温度传导到加热盘连接件上及真空腔体内。当加热盘温度达到键合温度550℃高温时，传导到真空腔体的温度会非常高，将会直接损伤真空元件和密封件等部件，并且人员触碰到高温真空腔体时会有烫伤风险。

实用新型内容

为解决上述技术问题，本实用新型提供一种用于晶圆键合的键合盘以及晶圆键合装置，本实用新型结构简单、加热快速且均匀、平行度好、与连接件的隔热性能好。

本实用新型提供技术方案如下：

一种用于晶圆键合的键合盘，所述用于晶圆键合的键合盘从内侧到外侧依次包括压盘、石墨层、加热盘、冷却盘和隔热层，所述隔热层包括反射屏和基板，所述基板设置在反射屏的外侧，所述基板内设置有冷却介质循环通道。

进一步的，所述加热盘和压盘通过弹性连接件连接。

进一步的，所述弹性连接件为弹簧卡勾。

进一步的，所述加热盘包括加热盘基体和设置在所述加热盘基体上的加热元件，所述加热盘基体上中心处的加热元件密度大于边缘处的加热元件密度。

进一步的，所述加热盘基体包括内圆形加热区和外环形加热区，所述外环形加热区的加热元件密度大于内圆形加热区的加热元件密度，所述内圆形加热区的加热元件和外环形加热区的加热元件分别单独控制。

进一步的，所述加热盘和冷却盘为一体结构，所述加热盘基体内设置有冷却介质循环管道，形成冷却盘，所述冷却介质循环管道与提供冷却介质的外部管道连接。

进一步的，所述冷却介质循环管道与外部管道为一体结构的同一个管道，所述冷却介质循环管道通过铸压的方式设置在加热盘基体内。

进一步的，所述反射屏为多层，相邻两层反射屏之间通过圆柱块隔离。

进一步的，所述反射屏的层数为3～5层，所述基板上设置有温度传感器，所述压盘和加热盘的材质为陶瓷或不锈钢，所述石墨层的厚度为2～5mm，所述压盘内表面的平面度为2～4μm。

一种晶圆键合装置，包括前述的用于晶圆键合的键合盘。

本实用新型具有以下有益效果：