本申请提供一种键合头、键合装置键合方法。键合头包括键合块，键合块的底面包括第一区域和第二区域，第一区域包括键合块的底面的中心区域，第二区域环绕第一区域，第一区域中设置有第一压力施加装置的至少部分，第二区域中设置有吸附第一键合对象的第二压力施加装置的至少部分。在进行贴合时，吸附在键合块的底面上的第一键合对象下表面的拱起的中间区域先于第一键合对象下表面的边缘区域贴合第二键合对象的上表面，且第一压力施加装置从第一工作状态切换至第二工作状态，以使第一键合对象下表面的拱起的中间区域逐渐恢复形变，第一键合对象的下表面和第二键合对象的上表面依次贴合，从而将第一键合对象和所述第二键合对象键合在一起。对象键合在一起。对象键合在一起。
【技术实现步骤摘要】
键合头、键合装置和键合方法
[0001]本申请涉及半导体
，尤其涉及一种键合头、键合装置和键合方法。
技术介绍
[0002]目前，芯片封装技术中的芯片到衬底工艺由于不受芯片尺寸匹配限制，同时能提高芯片的良率，因而受到全球半导体厂商的青睐。
[0003]但是，相关技术中，通常采用直接键合的方式将芯片键合到衬底上，容易在芯片和衬底之间产生气泡，且芯片边缘靠自身的内应力和重力与衬底键合，会产生翘起现象，键合效果不理想。
技术实现思路
[0004]为了解决上述问题中的至少一种，以提高芯片封装质量，本申请提供一种键合头、键合装置和键合方法。
[0005]第一方面，本申请的一些实施例提供一种键合头，应用于键合装置，以键合第一键合对象和第二键合对象，键合头包括：键合块，其中，键合块的底面用于吸附待键合的第一键合对象，并将吸附的第一键合对象的下表面与第二键合对象的上表面贴合；键合块的底面包括第一区域和第二区域，第一区域包括键合块的底面的中心区域，第二区域环绕第一区域，第一区域中设置有第一压力施加装置的至少部分，第二区域中设置有第二压力施加装置的至少部分；在进行贴合前，第一压力施加装置和第二压力施加装置分别处于第一工作状态，其中，处于第一工作状态的第二压力施加装置用于使键合块的底面吸附第一键合对象，处于第一工作状态的第一压力施加装置用于使第一键合对象下表面的中间区域朝向背离键合块的底面的方向拱起；在进行贴合时，吸附在键合块的底面上的第一键合对象的拱起的中间区域先于第一键合对象下表面的边缘区域贴合第二键合对象的上表面，且第一压力施加装置从第一工作状态切换至第二工作状态，以使第一键合对象的拱起的中间区域逐渐恢复形变，第一键合对象的下表面和第二键合对象的上表面依次贴合，从而将第一键合对象和第二键合对象键合在一起。
[0006]在一些实施例中，在进行贴合前，第一压力施加装置处于第一工作状态时，第一压力施加装置用于向键合块的第一区域与第一键合对象上表面的中间区域之间填充介质，以使第一键合对象下表面的中间区域朝向背离键合块的底面的方向拱起；在进行贴合时，第一压力施加装置处于第二工作状态，第一压力施加装置用于逐渐排出介质，以使第一键合对象下表面的拱起的中间区域逐渐恢复形变。
[0007]在一些实施例中，第一压力施加装置包括至少一个第一施加口和第一通道，其中，至少一个第一施加口设置在键合块底面的第一区域中，第一通道设置在键合块内部，并与至少一个第一施加口连通。
[0008]在一些实施例中，至少一个第一施加口分别为微孔结构或者沟槽结构；和/或至少一个第一施加口包括多个第一施加口，其中，一个第一施加口设置在键合块底面的中心，其
它第一施加口分别环绕键合块底面的中心设置；或者，多个第一施加口分别环绕键合块底面的中心设置。
[0009]在一些实施例中，介质包括气体介质或者液体介质。
[0010]在一些实施例中，在进行贴合前，第二压力施加装置处于第一工作状态，第第二压力施加装置用于在向键合块的第二区域与第一键合对象上表面的边缘区域之间提供第二方向压力，以使第一键合对象吸附在键合块的底面上；和/或在进行贴合时，第第二压力施加装置配合第一压力施加装置从第一工作状态切换至第二工作状态，第二压力施加装置用于逐渐释放键合块的第二区域与第一键合对象上表面的边缘区域之间的第二方向压力，以使第一键合对象的下表面和第二键合对象的上表面依次贴合。
[0011]在一些实施例中，第二压力施加装置包括至少一个第二施加口和第二通道，其中，至少一个第二施加口设置在键合块底面的第二区域中，第二通道设置在键合块内部，并与至少一个第二施加口连通。
[0012]在一些实施例中，至少一个第二施加口分别为微孔结构或者沟槽结构；和/或第二压力施加装置包括多个第二施加口，均匀地分布在第二区域中。
[0013]在一些实施例中，键合头进一步包括连接杆以连接键合块，以使键合块通过连接杆与键合装置的其它部件连接。
[0014]第二方面，本申请的一些实施例提供一种键合装置，包括上述实施例中的键合头。
[0015]第三方面，本申请的一些实施例提供一种键合方法，包括：通过键合头中的键合块的底面吸附待键合的第一键合对象，其中，键合块的底面包括第一区域和第二区域，第一区域包括键合块的底面的中心区域，第二区域环绕第一区域，第一区域中设置有第一压力施加装置，第二区域中设置有第二压力施加装置；使第一压力施加装置和第二压力施加装置分别处于第一工作状态，其中，通过处于第一工作状态的第二压力施加装置向键合块的底面与第一键合对象上表面的边缘区域之间提供第二方向压力，以使第一键合对象吸附在键合块的底面上；通过处于第一工作状态的第一压力施加装置向键合块的底面与第一键合对象上表面的中间区域之间填充介质以提供第一方向压力，以使第一键合对象下表面的中间区域朝向背离键合块的底面的方向拱起；贴合第一键合对象和第二键合对象，其中，吸附在键合块的底面上的第一键合对象的拱起的中间区域先于第一键合对象下表面的边缘区域贴合第二键合对象的上表面；使第一压力施加装置从第一工作状态切换至第二工作状态，通过第一压力施加装置逐渐排出键合块的底面与第一键合对象上表面的中间区域之间的介质，以使第一键合对象下表面的拱起的中间区域逐渐恢复形变，第一键合对象的下表面和第二键合对象的上表面依次贴合，从而将第一键合对象和第二键合对象键合在一起。
[0016]本申请的有益效果是：通过设置第一压力施加装置和第二压力施加装置，键合头能吸附第一键合对象并使其下表面的中间区域朝向背离键合块的底面的方向拱起，以使键合头驱动第一键合对象移动的过程中，第一键合对象的拱起的中间区域先于第一键合对象下表面的边缘区域贴合第二键合对象的上表面，从而排出了第一键合对象和第二键合对象之间的气泡。此外，第一键合对象的拱起的中间区域恢复形变后，第一键合对象的边缘区域受到键合块的压力与第二键合对象键合，避免了第一键合对象的边缘区域翘起。因此，本申请提供的键合头提高了键合质量。
附图说明
[0017]图1是本申请一些实施例的芯片与晶圆贴合前的截面示意图；
[0018]图2是本申请一些实施例的芯片与晶圆贴合时的截面示意图；
[0019]图3是本申请一些实施例的芯片与晶圆键合后的截面示意图；
[0020]图4是本申请一些实施例的键合头的截面示意图；
[0021]图5a是本申请一些实施例的键合头的底面的示意图；
[0022]图5b是本申请一些实施例的键合头的底面的示意图；
[0023]图5c是本申请一些实施例的键合头的底面的示意图；
[0024]图6是本申请一些实施例的键合方法的流程图。
[0025]附图标记说明：1
‑
键合头；2
‑
晶圆；3
‑
芯片；11
‑
键合块；12
‑
连接杆；111
‑
第一区域；112
‑
第二区域；本文档来自技高网...
【技术保护点】
【技术特征摘要】
1.一种键合头，应用于键合装置，以键合第一键合对象和第二键合对象，其特征在于，包括：键合块，其中，所述键合块的底面用于吸附待键合的所述第一键合对象，并将吸附的所述第一键合对象的下表面与所述第二键合对象的上表面贴合；所述键合块的底面包括第一区域和第二区域，所述第一区域包括所述键合块的底面的中心区域，所述第二区域环绕所述第一区域，所述第一区域中设置有第一压力施加装置的至少部分，所述第二区域中设置有第二压力施加装置的至少部分；在进行贴合前，所述第一压力施加装置和所述第二压力施加装置分别处于第一工作状态，其中，处于第一工作状态的所述第二压力施加装置用于使所述键合块的底面吸附所述第一键合对象，处于第一工作状态的所述第一压力施加装置用于使所述第一键合对象下表面的中间区域朝向背离所述键合块的底面的方向拱起；在进行贴合时，吸附在所述键合块的底面上的所述第一键合对象的拱起的所述中间区域先于所述第一键合对象下表面的边缘区域贴合所述第二键合对象的上表面，且所述第一压力施加装置从所述第一工作状态切换至第二工作状态，以使所述第一键合对象的拱起的所述中间区域逐渐恢复形变，所述第一键合对象的下表面和所述第二键合对象的上表面依次贴合，从而将所述第一键合对象和所述第二键合对象键合在一起。2.根据权利要求1所述的键合头，其特征在于，在进行贴合前，所述第一压力施加装置处于第一工作状态，所述第一压力施加装置用于向所述键合块的所述第一区域与所述第一键合对象上表面的中间区域之间填充介质，以使所述第一键合对象下表面的中间区域朝向背离所述键合块的底面的方向拱起；在进行贴合时，所述第一压力施加装置处于第二工作状态，所述第一压力施加装置用于逐渐排出所述介质，以使所述第一键合对象下表面的拱起的所述中间区域逐渐恢复形变。3.根据权利要求2所述的键合头，其特征在于，所述第一压力施加装置包括至少一个第一施加口和第一通道，其中，所述至少一个第一施加口设置在所述键合块底面的所述第一区域中，所述第一通道设置在所述键合块内部，并与所述至少一个第一施加口连通。4.根据权利要求3所述的键合头，其特征在于，所述至少一个第一施加口分别为微孔结构或者沟槽结构；和/或所述至少一个第一施加口包括多个第一施加口，其中，一个所述第一施加口设置在所述键合块底面的中心，其它所述第一施加口分别环绕所述键合块底面的中心设置；或者，多个所述第一施加口分别环绕所述键合块底面的中心设置。5.根据权利要求2所述的键合头，其特征在于，所述介质包括气体介质或者液体介质。6.根据权利要求1所述的键合头，其特征在于，在进行贴合前，所述第二压力施加装置处于第一工作状态，所述第二压力施加装置用于在向所述键合块的所述第二区域与所述第一键合对象上表面的边...
【专利技术属性】
技术研发人员：龙俊舟，陶超，王力，
申请(专利权)人：武汉新芯集成电路制造有限公司，
类型：发明
国别省市：
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