基板键合方法及基板技术

本发明专利技术提供了一种基板键合方法及基板，属于半导体技术领域。所述基板键合方法，是将两个基板对位之后，加热施压键合之前，依次打开各个夹爪并抽离该夹爪位置处的垫片，再闭合锁紧，直到所有垫片抽离再进行加压加热，完成键合。本发明专利技术所述的基板键合方法，在夹爪打开状态逐个抽离垫片的方法，不仅能减少无效面积，还能避免因垫片抽离所导致的错位，提高良品率。同时，垫片高度位置不会发生变化，省略下一对位工序过程中垫片高度的调整工序，提高键合的工作效率。的工作效率。的工作效率。

【技术实现步骤摘要】
基板键合方法及基板


[0001]本专利技术涉及半导体制造
，尤其涉及一种基板键合方法及基板。

技术介绍

[0002]自上世纪60年代末期，美国贝尔实验室提出固态成像器件概念后,固体图像传感器便得到了迅速发展,成为传感技术中的一个重要分支。它是个人计算机多媒体不可缺少的外设,也是监控设备中的核心器件。
[0003]近年来，由于集成电路设计技术和工艺水平的提高，CMOS图像传感器(CMOS Image Sensor，CIS)因其固有的诸如像元内放大、列并行结构，集成度高、采用单电源和低电压供电、成本低和技术门槛低等特点得到更广泛地应用。同时，低成本、单芯片、功耗低和设计简单等优点使CIS在安保监视系统、可视电话、可拍照手机、玩具、汽车和医疗电子等低端像素产品领域中的大大广泛应用。
[0004]CIS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，使两片晶圆键合成为一体的技术。键合系统分为两大部分，对准机和键合机；对准机用于将两个键合面进行位置对准，晶圆键合夹紧装置在对准机中实现上下晶圆基片的对位功能，在键合机中实现晶圆基片压合功能，键合工艺流程结束，从键合机中取出待键合完成的晶圆基片的键合夹紧装置。键合机及键合工艺是影响键合精度和键合效果的关键因素之一。
[0005]键合工艺中，两个基板的键合面上涂覆有键合胶，在键合前两个基板接触产生溢胶不良，并且，由于受到重力作用，在压合之前基板表面的部分粘胶容易与另一基板表面相接触，从而容易导致两个基板之间的部分区域难以被抽真空，则在后续进行的压合工艺效果不良或粘合妨碍气体排出，产生气泡、孔洞等缺陷的发生。为解决上述问题，在键合时，在两个基板之间设置垫片或隔离片，将两个待键合的基板间隔开来，由键合夹紧装置夹紧两个基板及垫片或隔离片，再进行键合操作，例如专利文献号为CN2042894050U的中国技术专利“基底键合装置”以及专利文献号为CN1043621170A的中国专利技术专利“基底键合装置和键合方法”。上述技术方案中，会在垫片对应的区域产生无效区域。
[0006]为提高基板的使用效率，需将垫片或隔离片抽离出来之后再进行键合。但在夹紧装置夹紧状态下，通过气缸运行将多个垫片或隔离片同时抽出，隔离片与基板之间摩擦力较大容易将基板带偏造成压合偏移。而通常情况下，本领域是通过提高对准工艺过程的对准精度来克服待键合基板之间的相对偏移。
[0007]同时，该传统键合工艺中，由于垫片或隔离片在抽出的过程中受到夹爪的夹持压力，抽出后，其高度会降低；在用于隔离下一组待键合基板时，则需再次调整垫片或隔离片的高度，增加工作量，工作效率低。

技术实现思路

[0008]针对现有技术中存在不足，本专利技术提供了一种基板键合方法及基板，以提高键合基板之间的对准精度，防止偏移的产生。
[0009]本专利技术是通过以下技术手段实现上述技术目的的。
[0010]基板键合方法，其特征在于，包括：
[0011]提供第一基板，所述第一基板具有相对的第一表面和第二表面；
[0012]提供第二基板，所述第二基板具有相对的第三表面和第四表面，第二基板位于第一基板的下方，第一基板的第二表面与第二基板的第三表面相邻设置；
[0013]提供粘胶层，所述粘胶层涂敷于第一基板的第二表面或第二基板的第三表面上；
[0014]提供若干个垫片，所述垫片的头部位于第一基板、第二基板之间，将第一基板的第二表面与第二基板的第三表面间隔开来，垫片的尾部延伸出第一基板、第二基板外部；
[0015]提供夹持装置，具有若干个用于夹持第一基板、第二基板边缘的夹爪；
[0016]第一基板、第二基板对位之后，采用夹爪夹持住第一基板、第二基板的边缘，并将夹持装置连同第一基板、第二基板移入键合机腔室；在键合过程中，经抽真空及预热之后，依次将所述若干个夹爪及垫片按照以下步骤操作：
[0017]打开夹爪至少使夹爪与第一基板的第一表面脱离开来，将该夹爪对应位置处的垫片从第一基板、第二基板之间抽离，该垫片所在位置对应的第一基板边缘处与第二基板边缘接触，再闭合夹爪将第一基板、第二基板夹持住；
[0018]直到所有垫片均抽离第一基板、第二基板，上盖板向第一基板、第二基板施加压力并加热，完成键合。
[0019]进一步地，在对位过程中：所述第一基板首先放置于承载台上，所述若干垫片的头部延伸至第一基板第二表面的边缘之上、且垫片的头部与第二表面接触；使第二基板的第三表面朝向第一基板，采用对位工艺使所述第二基板的边缘和第一基板的边缘重合，再将第二基板放置于所述垫片上，使第二基板的第三表面边缘与垫片的头部接触，再由夹持装置的夹爪将所述第一基板第一表面和第二基板第四表面的边缘夹持住，使所述第一基板与第二基板固定；或者：
[0020]将所述第二基板首先放置于承载台上，所述若干垫片的头部延伸至第二基板第三表面的边缘之上、且垫片的头部与第三表面接触；使第一基板的第二表面朝向第一基板，采用对位工艺使所述第一基板的边缘和第二基板的边缘重合，再将第一基板放置于所述垫片上，使第一基板的第二表面边缘与垫片的头部接触，再由夹持装置的夹爪将所述第一基板第一表面和第二基板第四表面的边缘夹持住，使所述第一基板与第二基板固定。
[0021]进一步地，所述垫片与夹爪相邻布置，两者之间的间距不大于10mm；垫片和夹爪的数量一致，均为3
‑
6个，且均匀分布。
[0022]进一步地，第一基板、第二基板的尺寸为200
‑
300mm；第一基板第二表面与第二基板的第三表面之间由隔离片间隔的距离为1000
‑
2000μm。
[0023]进一步地，所述第二基板为晶圆，第一基板为玻璃，所述第一基板的第二表面的边缘处设置有凸出于第二平面的围堰，所述粘胶层涂覆在围堰上。
[0024]进一步地，所述围堰的厚度为20～40μm。
[0025]进一步地，所述粘胶层的厚度为5
‑
30μm。
[0026]进一步地，所述夹爪的连接部固定连接有连杆，所述夹爪及连杆的连接处铰接安装在夹持装置上，装在键合机腔室内的第一气缸的活塞伸缩能够推动所述连杆及夹爪绕销轴旋转，所述夹爪的开闭由第一气缸的活塞杆及连接在夹爪连接部的连杆通过杠杆原理进行控制。
[0027]进一步地，所述垫片的尾部与第二气缸的活塞杆相连，由第二气缸活塞杆的伸缩实现垫片的抽离与伸出。
[0028]所述基板键合方法制成的基板。
[0029]与现有技术相比，本专利技术的技术方案具有以下优点：
[0030]本专利技术所述的基板键合方法中，垫片头部延伸至两片基板的边缘将两片基底进行隔离，所述垫片能够支撑第一基板，达到分散第一基板压力的作用。因此，进行压合之前，能够避免两片基板发生粘合，因此能够保证两片基板之间的区域被抽真空，从而使压合工艺的本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.基板键合方法，其特征在于，包括：提供第一基板，所述第一基板具有相对的第一表面和第二表面；提供第二基板，所述第二基板具有相对的第三表面和第四表面，第二基板位于第一基板的下方，第一基板的第二表面与第二基板的第三表面相邻设置；提供粘胶层，所述粘胶层涂敷于第一基板的第二表面或第二基板的第三表面上；提供若干个垫片，所述垫片的头部位于第一基板、第二基板之间，将第一基板的第二表面与第二基板的第三表面间隔开来，垫片的尾部延伸出第一基板、第二基板外部；提供夹持装置，具有若干个用于夹持第一基板、第二基板边缘的夹爪；第一基板、第二基板对位之后，采用夹爪夹持住第一基板、第二基板的边缘，并将夹持装置连同第一基板、第二基板移入键合机腔室；在键合过程中，经抽真空及预热之后，依次将所述若干个夹爪及垫片按照以下步骤操作：打开夹爪至少使夹爪与第一基板的第一表面脱离开来，将该打开的夹爪对应位置处的垫片从第一基板、第二基板之间抽离，该垫片所在位置对应的第一基板边缘处与第二基板边缘接触，再闭合夹爪将第一基板、第二基板夹持住；直到所有垫片均抽离第一基板、第二基板，上盖板向第一基板、第二基板施加压力并加热，完成键合。2.如权利要求1所述的基板键合方法，其特征在于，在对位过程中：所述第一基板首先放置于承载台上，所述若干垫片的头部延伸至第一基板第二表面的边缘之上、且垫片的头部与第二表面接触；使第二基板的第三表面朝向第一基板，采用对位工艺使所述第二基板的边缘和第一基板的边缘重合，再将第二基板放置于所述垫片上，使第二基板的第三表面边缘与垫片的头部接触，再由夹持装置的夹爪将所述第一基板第一表面和第二基板第四表面的边缘夹持住，使所述第一基板与第二基板固定；或者：将所述第二基板首先放置于承载台上，所述若干垫片的头部延伸至第二基板第三表面的边缘之上、且垫片的头部与第三表面接触...

【专利技术属性】
技术研发人员：苗银成，陈胜，江勇，殷晨辉，
申请(专利权)人：苏州科阳半导体有限公司，
类型：发明
国别省市：