真空低温键合用键合夹具制造技术

本实用新型专利技术涉及一种键合夹具，尤其是一种真空低温键合用键合夹具，属于低温键合的技术领域。按照本实用新型专利技术提供的技术方案，所述真空低温键合用键合夹具，包括用于收容上晶圆的上晶圆定位机构、用于支撑下晶圆的下晶圆定位支撑体以及能驱动下晶圆定位支撑体升降的推杆机构；所述上晶圆定位机构包括允许上晶圆嵌置的上晶圆固定板以及用于将上晶圆压紧在上晶圆固定板内的上压块，下晶圆在下晶圆定位支撑体上位于上晶圆的正下方；通过推杆机构推动下晶圆定位支撑体上升时，能使得下晶圆与上晶圆贴合后键合。本实用新型专利技术结构紧凑，能确保晶圆片在真空环境中进行等离子体激活后贴合，实现高质量的低温键合，安全可靠。

Vacuum low temperature bonding fixture

【技术实现步骤摘要】
真空低温键合用键合夹具
本技术涉及一种键合夹具，尤其是一种真空低温键合用键合夹具，属于低温键合的

技术介绍
键合温度是晶圆键合技术最重要的指标，高温键合技术并不适用含有温度敏感材料器件的键合，因此，降低键合温度实现低温晶圆键合具有十分重要的意义。表面等离子体激活技术可以使晶圆表面产生悬挂键，实现表面活性，进而实现晶圆低温键合。晶圆表面悬挂键只能在真空中保持，即低温键合工艺过程中晶圆表面键的激活以及键合都必须在同一真空环境中完成，而目前的键合夹具无法满足键合需求。
技术实现思路
本技术的目的是克服现有技术中存在的不足，提供一种真空低温键合用键合夹具，其结构紧凑，能确保晶圆片在真空环境中进行等离子体激活后贴合键合，实现高质量的低温键合，安全可靠。按照本技术提供的技术方案，所述真空低温键合用键合夹具，包括用于收容上晶圆的上晶圆定位机构、用于支撑下晶圆的下晶圆定位支撑体以及能驱动下晶圆定位支撑体升降的推杆机构；所述上晶圆定位机构包括允许上晶圆嵌置的上晶圆固定板以及用于将上晶圆压紧在上晶圆固定板内的上压块，下晶圆在下晶圆定位支撑体上位于上晶圆的正下方；通过推杆机构推动下晶圆定位支撑体上升时，能使得下晶圆与上晶圆贴合后键合。还包括能对上晶圆固定板支撑的固定板支撑座，所述固定板支撑座包括支撑底板以及设置于所述支撑底板上的支撑柱，支撑柱的下端与支撑底板固定，支撑柱的上端与上晶圆固定板固定连接，上压块通过压块螺栓以及与所述压块螺栓适配的蝶形螺母与上晶圆固定板紧固连接。在上晶圆固定板的中心区凹设有与上晶圆适配的上晶圆支撑环，在所述上晶圆支撑环的中心区设置与下晶圆适配的键合定位孔，上晶圆置于上晶圆固定板内且支撑于上晶圆支撑环上时，通过键合定位孔能使得上晶圆的抛光面裸露；下晶圆靠近上晶圆时，通过键合定位孔能使得下晶圆的抛光面与上晶圆的抛光面贴合，下晶圆与上晶圆键合固定后，通过键合定位孔能将键合固定后的上晶圆、下晶圆从上晶圆固定板内取出。在所述上晶圆固定板上设置若干与支撑柱对应的固定板支撑柱固定孔，通过置于固定板支撑柱固定孔内的固定板支撑柱固定螺栓能使得上晶圆固定板与支撑柱固定，在上晶圆固定板上设置固定板定位槽。所述下晶圆定位支撑体包括用于对下晶圆进行支撑的下晶圆托盘以及能对所述下晶圆托盘进行支撑的托盘固定板，下晶圆在下晶圆托盘上能与上晶圆正对准；通过推杆机构能推动托盘固定板在上晶圆固定板下方升降。还包括用于对托盘固定板进行升降导向的运动导向机构；所述运动导向机构包括导向销的上端与上晶圆固定板固定，托盘固定板通过衬套套在导向销上，在导向销上套设有导向销弹性体，所述导向销弹性体位于上晶圆固定板与托盘固定板之间。所述导向销弹性体包括弹簧，在导向销的下端部设置挡块，所述挡块位于托盘固定板的下方。所述推杆机构包括位于托盘固定板下方的连接板，所述连接板能套在导向销上，且连接板能沿所述导向销的长度方向运动；在连接板的下侧设置推杆，所述推杆通过推板与连接板连接。所述上晶圆为四寸晶圆片，下晶圆为三寸晶圆片，上晶圆与下晶圆之间的键合为硅-硅键合，或玻璃晶圆-玻璃晶圆键合。本技术的优点：上晶圆固定板与上压块配合能实现对上晶圆进行收容，通过下晶圆托盘能实现对下晶圆进行支撑，通过推杆机构能推动下晶圆托盘以及下晶圆进行升降，上晶圆与下晶圆相互远离时，能使得上晶圆、下晶圆的表面被等离子体激活，而当上晶圆的抛光面与下晶圆的抛光面贴合时，能实现上晶圆与下晶圆的贴合键合固定，进而完成低温键合工艺，即实现晶圆片在真空环境中进行等离子体激活后低温键合，能得到较高的键合质量，操作简单，使用方便。附图说明图1为本技术的结构示意图。图2为本技术上晶圆与下晶圆贴合后的示意图。图3为本技术上压块与上晶圆固定板的配合示意图。图4为本技术上晶圆固定板的结构示意图。图5为本技术上晶圆固定板的立体图。附图标记说明：1-上晶圆、2-蝶形螺母、3-上压块、4-上晶圆固定板、5-下晶圆、6-导向销弹性体、7-下晶圆托盘、8-导向销、9-托盘固定板、10-衬套、11-连接板、12-挡块、13-推板、14-支撑柱、15-推杆、16-支撑底板、17-挡块螺栓、18-压块螺栓、19-固定板支撑柱固定孔、20-键合定位孔、21-压块螺栓孔、22-上晶圆支撑环、23-压块导向销固定螺栓、24-固定板导向销螺栓孔以及25-固定板定位槽。具体实施方式下面结合具体附图和实施例对本技术作进一步说明。如图1和图2所示：为了能确保晶圆片在真空环境中进行等离子体激活后贴合，实现高质量的低温键合，本技术包括用于收容上晶圆1的上晶圆定位机构、用于支撑下晶圆5的下晶圆定位支撑体以及能驱动下晶圆定位支撑体升降的推杆机构；所述上晶圆定位机构包括允许上晶圆1嵌置的上晶圆固定板4以及用于将上晶圆1压紧在上晶圆固定板4内的上压块3，下晶圆5在下晶圆定位支撑体上位于上晶圆1的正下方；通过推杆机构推动下晶圆定位支撑体上升时，能使得下晶圆5与上晶圆1贴合后键合。具体地，上晶圆1能置于上晶圆定位机构内，通过下晶圆定位支撑体能实现对下晶圆5进行支撑，通过推杆机构能推动下晶圆定位支撑体的升降，当推杆机构推动下晶圆定位支撑体升降时，能使得下晶圆5靠近上晶圆1，或下晶圆5与上晶圆1相互远离。一般地，下晶圆5在下晶圆定位支撑体上位于上晶圆1的正下方，上晶圆1通过上压块3压紧在上晶圆固定板4内，即上晶圆1能稳定置于上晶圆固定板4内。当推杆机构推动下晶圆支撑体升降时，下晶圆5也能稳定于下晶圆支撑体上，从而通过推杆机构推动下晶圆定位支撑体上升时，能使得下晶圆5与上晶圆1贴合后键合。具体实施时，所述上晶圆1为四寸晶圆片，下晶圆5为三寸晶圆片，上晶圆1与下晶圆5之间的键合为硅-硅键合，或玻璃晶圆-玻璃晶圆键合。进一步地，还包括能对上晶圆固定板4支撑的固定板支撑座，所述固定板支撑座包括支撑底板16以及设置于所述支撑底板16上的支撑柱14，支撑柱14的下端与支撑底板16固定，支撑柱14的上端与上晶圆固定板4固定连接，上压块3通过压块螺栓18以及与所述压块螺栓18适配的蝶形螺母2与上晶圆固定板4紧固连接。本技术实施例中，通过固定板支撑座能实现对上晶圆固定板4进行支撑，以使得上晶圆固定板4稳定在所需的位置。固定板支撑座包括支撑底座16以及支撑柱14，支撑底板16位于上晶圆支撑体的正下方，在支撑底板16上设置若干均匀分布的支撑柱14，支撑柱14的下端与支撑底板16固定，支撑柱14的上端与上晶圆固定板4固定连接。如图4和图5所示，在上晶圆固定板4呈矩形状，在上晶圆固定板4的端脚设有固定板支撑柱固定孔19，通过在固定板支撑柱固定孔19内的固定板支撑柱固定螺丝能使得上晶圆固定板4与支撑柱14固定。如图3所示，在上晶圆固定板4内还设置压块螺栓孔21，通过置于所述压块螺栓孔21内的压块螺栓18以及与所述本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种真空低温键合用键合夹具，其特征是：包括用于收容上晶圆(1)的上晶圆定位机构、用于支撑下晶圆(5)的下晶圆定位支撑体以及能驱动下晶圆定位支撑体升降的推杆机构；/n所述上晶圆定位机构包括允许上晶圆(1)嵌置的上晶圆固定板(4)以及用于将上晶圆(1)压紧在上晶圆固定板(4)内的上压块(3)，下晶圆(5)在下晶圆定位支撑体上位于上晶圆(1)的正下方；通过推杆机构推动下晶圆定位支撑体上升时，能使得下晶圆(5)与上晶圆(1)贴合后键合。/n

【技术特征摘要】
1.一种真空低温键合用键合夹具，其特征是：包括用于收容上晶圆(1)的上晶圆定位机构、用于支撑下晶圆(5)的下晶圆定位支撑体以及能驱动下晶圆定位支撑体升降的推杆机构；
所述上晶圆定位机构包括允许上晶圆(1)嵌置的上晶圆固定板(4)以及用于将上晶圆(1)压紧在上晶圆固定板(4)内的上压块(3)，下晶圆(5)在下晶圆定位支撑体上位于上晶圆(1)的正下方；通过推杆机构推动下晶圆定位支撑体上升时，能使得下晶圆(5)与上晶圆(1)贴合后键合。


2.根据权利要求1所述的真空低温键合用键合夹具，其特征是：还包括能对上晶圆固定板(4)支撑的固定板支撑座，所述固定板支撑座包括支撑底板(16)以及设置于所述支撑底板(16)上的支撑柱(14)，支撑柱(14)的下端与支撑底板(16)固定，支撑柱(14)的上端与上晶圆固定板(4)固定连接，上压块(3)通过压块螺栓(18)以及与所述压块螺栓(18)适配的蝶形螺母(2)与上晶圆固定板(4)紧固连接。


3.根据权利要求2所述的真空低温键合用键合夹具，其特征是：在上晶圆固定板(4)的中心区凹设有与上晶圆(1)适配的上晶圆支撑环(22)，在所述上晶圆支撑环(22)的中心区设置与下晶圆(5)适配的键合定位孔(20)，上晶圆(1)置于上晶圆固定板(4)内且支撑于上晶圆支撑环(22)上时，通过键合定位孔(20)能使得上晶圆(1)的抛光面裸露；
下晶圆(5)靠近上晶圆(1)时，通过键合定位孔(20)能使得下晶圆(5)的抛光面与上晶圆(1)的抛光面贴合，下晶圆(5)与上晶圆(1)键合固定后，通过键合定位孔(20)能将键合固定后的上晶圆(1)、下晶圆(5)从上晶圆固定板(4)内取出。


4.根据权利要求3所述的真空低温键合用键合夹具，其特征是：在所述上晶圆固定板(4)上设置若干与支撑柱(14)对应的固定板支...

【专利技术属性】
技术研发人员：王云翔，冒薇，马冬月，段仲伟，祝翠梅，姚园，许爱玲，
申请(专利权)人：苏州美图半导体技术有限公司，
类型：新型
国别省市：江苏;32