一种晶圆键合工艺卡盘及设备制造技术

本发明专利技术提供一种晶圆键合工艺卡盘及设备，涉及晶圆键合工艺领域。该卡盘，包括相互连接的内盘和外环，内盘设置有真空气路；外环固定设置有多组间隔片组件和多组压板组件，间隔片组件的间隔片具有位于下晶圆片和上晶圆片之间的工作位置以及位于下晶圆片和上晶圆片之外的初始位置；压板组件的压板具有压于上晶圆片上方的工作位置以及位于上晶圆片之外的初始位置。使用时，在对准单元内，先使用内盘吸附固定下晶圆片，然后使各间隔片至下晶圆片上方，随后使上晶圆片与下晶圆片对准并将上晶圆片置于各间隔片上方，最后使各压板压于上晶圆片上，如此，对准过程中两晶圆片不接触，移送过程中两者位置不变动，从而能够提高键合质量。从而能够提高键合质量。从而能够提高键合质量。

【技术实现步骤摘要】
一种晶圆键合工艺卡盘及设备


[0001]本专利技术涉及晶圆键合工艺的
，具体而言，涉及一种晶圆键合工艺卡盘及设备。

技术介绍

[0002]芯片设计、晶圆制造和封装测试是半导体产业链中的三大核心环节，其中，晶圆封装中最关键的工艺为晶圆键合，即通过化学或物理的方法将两个晶圆片结合在一起，以达到密封的效果。
[0003]晶圆对准是晶圆键合前的重要步骤，直接影响晶圆键合的质量。热压键合作为键合的一种实现方式，有其特有的优点，现有技术中，通过卡盘将对准后的上晶圆片和下晶圆片移送到键合单元进行热压键合。但是，现有技术中的卡盘，对准上、下晶圆片的过程中，上、下晶圆片容易接触，而移送过程中，晶圆片的位置又容易发生变动，所以键合质量比较差。

技术实现思路

[0004]本专利技术的第一个目的在于提供一种晶圆键合工艺卡盘，以解决使用现有技术中的卡盘，晶圆键合质量比较差的技术问题。
[0005]本专利技术提供的晶圆键合工艺卡盘，包括相互连接的内盘和外环，所述内盘设置有真空气路，用于吸附放置于所述内盘上的下晶圆片；所述外环固定设置有多组间隔片组件和多组压板组件，所述间隔片组件的间隔片具有位于下晶圆片和上晶圆片之间的工作位置以及位于下晶圆片和上晶圆片之外的初始位置；所述压板组件的压板具有压于上晶圆片上方的工作位置以及位于上晶圆片之外的初始位置。
[0006]进一步地，所述间隔片组件包括左旋间隔片组件和右旋间隔片组件，所述左旋间隔片组件的间隔片能够自其初始位置通过逆时针旋转至其工作位置，所述右旋间隔片组件的间隔片能够自其初始位置通过顺时针旋转至其工作位置；
[0007]所述压板组件包括左旋压板组件和右旋压板组件，所述左旋压板组件的压板能够通过逆时针旋转至其工作位置，所述右旋压板组件的压板能够通过顺时针旋转至其工作位置。
[0008]进一步地，所述间隔片组件包括一组所述左旋间隔片组件和两组所述右旋间隔片组件，所述压板组件包括一组所述左旋压板组件和两组所述右旋压板组件，三组所述压板组件与三组所述间隔片组件一一对应设置，且所述压板组件的压板的工作位置位于对应的所述间隔片组件的间隔片的工作位置的正上方。
[0009]进一步地，所述间隔片组件包括固定安装于所述外环的滑座以及能够相对所述滑座摩擦转动的滑板，所述间隔片固定设置于所述滑板，所述滑板能够带动所述间隔片旋入下晶圆片和上晶圆片之间或自两者之间旋出。
[0010]进一步地，所述滑座设置有插槽，所述滑板插设于所述插槽内并通过第一销轴可
转动地连接于所述插槽的上、下槽壁；所述滑板设置有圆弧凸起，所述插槽内还固定设置有摩擦片，所述滑板相对所述滑座转动时，所述圆弧凸起相对所述摩擦片的工作面摩擦滚动。
[0011]进一步地，所述摩擦片远离所述圆弧凸起的一侧设置有第一限位槽，所述第一限位槽的轴线与所述第一销轴的轴线平行设置；所述间隔片组件还包括第二销轴，所述第二销轴插设于所述第一限位槽并与所述滑座连接。
[0012]进一步地，所述间隔片组件还包括限位块，所述间隔片固定安装于所述限位块的顶部；所述滑板设置有与所述限位块的底部匹配的第二限位槽，所述限位块的底部位于所述第二限位槽内且与所述滑板固定连接，用于防止所述间隔片相对于所述滑板转动。
[0013]进一步地，所述压板组件包括基座和轴杆，所述基座固定安装于所述外环，所述基座设置有容纳腔，所述轴杆活动插设于所述容纳腔，且所述轴杆的顶部自所述容纳腔的顶壁的贯穿孔伸出；所述压板固定安装于所述轴杆的顶部；所述容纳腔内还设置有弹性件，所述弹性件套设于所述轴杆外，且顶端与所述容纳腔的顶壁抵接，底端与所述轴杆相对固定，始终处于压缩状态，以使所述压板始终具有位于初始高度的趋势；
[0014]所述压板组件还包括第三销轴，所述第三销轴插设于所述基座底部开设的通道槽以及所述轴杆底部开设的销孔，所述通道槽包括沿所述基座的轴向延伸且相隔预设夹角的第一槽段和第二槽段，以及沿所述基座的周向延伸并连通所述第一槽段和所述第二槽段的连通槽段，所述第三销轴能够经所述第一槽段和所述第二槽段中的一者上升，通过所述连通槽段完成旋转后，经所述第一槽段和所述第二槽段中的另一者下降。
[0015]本专利技术提供的晶圆键合工艺卡盘，能够产生以下有益效果：
[0016]本专利技术提供的晶圆键合工艺卡盘，使用时，在对准单元内，使用内盘将放置于其上的下晶圆片进行吸附固定，然后使各间隔片组件的间隔片至各自的工作位置即下晶圆片的上方，随后使上晶圆片与下晶圆片对准并将上晶圆片放置于各间隔片的上方，最后，使各压板组件的压板至各自的工作位置即压于上晶圆片上，如此，既可以保证对准上、下晶圆片的过程中两者不接触，又能够保证将上、下晶圆片从对准单元移送至键合单元的过程中，两者的位置以及相对位置不发生变动，从而为保证键合质量打下良好基础。而将对准好的上、下晶圆片移送至键合单元后，可以分批次地拔出间隔片，例如共有三个间隔片，分三次，每次拔出其中一个，并在拔出每批次的间隔片后，使该批次间隔片附近的压板下压并使上晶圆片压于下晶圆片上方，然后再拔出下一批次的间隔片和下压下一批次的压板，直至全部间隔片拔出、全部压板均完成下压动作，如此，能够在键合单元内继续保证上、下晶圆片对准，从而保证键合质量。
[0017]本专利技术的第二个目的在于提供一种晶圆键合工艺设备，以解决使用现有技术中的卡盘，晶圆键合质量比较差的技术问题。
[0018]本专利技术提供的晶圆键合工艺设备，包括上述的晶圆键合工艺卡盘，还包括对准单元和键合单元；
[0019]所述对准单元设置有多组伸出气缸，所述伸出气缸用于推动所述间隔片组件的间隔片至下晶圆片的上方；所述对准单元设置有多组升降气缸和旋转气缸，每组所述升降气缸和旋转气缸中，所述升降气缸带动所述旋转气缸升降，所述旋转气缸带动所述压板组件的压板转动至上晶圆片的上方，以使所述压板压于所述上晶圆片的上方；
[0020]所述键合单元设置有多组顶压板气缸和多组拔回气缸，所述顶压板气缸用于将所
述压板组件的压板自所述上晶圆片的上方顶起，以使所述拔回气缸将与所述压板对应的所述间隔片从所述上晶圆片和所述下晶圆片之间拔出。
[0021]进一步地，所述对准单元还设置有多组缩回气缸，所述缩回气缸用于使所述间隔片缩回至初始位置。
[0022]本专利技术提供的晶圆键合工艺设备，能够产生以下有益效果：
[0023]本专利技术提供的晶圆键合工艺设备，包括对准单元、键合单元以及上述的晶圆键合工艺卡盘，使用时，在对准单元内，使用内盘将放置于其上的下晶圆片进行吸附固定，然后使用伸出气缸推动间隔片组件的间隔片至其工作位置即下晶圆片的上方，随后使上晶圆片与下晶圆片对准并将上晶圆片放置于各间隔片的上方，最后，使用升降气缸带动同组的旋转气缸上升，再使用旋转气缸带动压板组件的压板转动至其工作位置即压于上晶圆片上，如此，既可以保证对准上、下晶圆片的过程中两者不接触，又能够保证将上、下晶圆片从对准单元移送至键合单元的过程中，两者的位置以及相对位置不发生变动，本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种晶圆键合工艺卡盘，其特征在于，包括相互连接的内盘(100)和外环(200)，所述内盘(100)设置有真空气路，用于吸附放置于所述内盘(100)上的下晶圆片；所述外环(200)固定设置有多组间隔片组件(500)和多组压板组件(600)，所述间隔片组件(500)的间隔片(560)具有位于下晶圆片和上晶圆片之间的工作位置以及位于下晶圆片和上晶圆片之外的初始位置；所述压板组件(600)的压板(670)具有压于上晶圆片上方的工作位置以及位于上晶圆片之外的初始位置。2.根据权利要求1所述的晶圆键合工艺卡盘，其特征在于，所述间隔片组件(500)包括左旋间隔片组件(500L)和右旋间隔片组件(500R)，所述左旋间隔片组件(500L)的间隔片(560L)能够自其初始位置通过逆时针旋转至其工作位置，所述右旋间隔片组件(500R)的间隔片(560R)能够自其初始位置通过顺时针旋转至其工作位置；所述压板组件(600)包括左旋压板组件(600L)和右旋压板组件(600R)，所述左旋压板组件(600L)的压板(670L)能够通过逆时针旋转至其工作位置，所述右旋压板组件(600R)的压板(670R)能够通过顺时针旋转至其工作位置。3.根据权利要求2所述的晶圆键合工艺卡盘，其特征在于，所述间隔片组件(500)包括一组所述左旋间隔片组件(500L)和两组所述右旋间隔片组件(500R)，所述压板组件(600)包括一组所述左旋压板组件(600L)和两组所述右旋压板组件(600R)，三组所述压板组件(500)与三组所述间隔片组件(600)一一对应设置，且所述压板组件(600)的压板(670)的工作位置位于对应的所述间隔片组件(500)的间隔片(560)的工作位置的正上方。4.根据权利要求1
‑
3任一项所述的晶圆键合工艺卡盘，其特征在于，所述间隔片组件(500)包括固定安装于所述外环(200)的滑座(510)以及能够相对所述滑座(510)摩擦转动的滑板(550)，所述间隔片(560)固定设置于所述滑板(550)，所述滑板(550)能够带动所述间隔片(560)旋入下晶圆片和上晶圆片之间或自两者之间旋出。5.根据权利要求4所述的晶圆键合工艺卡盘，其特征在于，所述滑座(510)设置有插槽(511)，所述滑板(550)插设于所述插槽(511)内并通过第一销轴(520)可转动地连接于所述插槽(511)的上、下槽壁；所述滑板(550)设置有圆弧凸起(551)，所述插槽(511)内还固定设置有摩擦片(530)，所述滑板(550)相对所述滑座(510)转动时，所述圆弧凸起(551)相对所述摩擦片(530)的工作面摩擦滚动。6.根据权利要求5所述的晶圆键合工艺卡盘，其特征在于，所述摩擦片(530)远离所述圆弧凸起(551)的一侧设置有第一限位槽(531)，所述第一限位槽(531)的轴线与所述第一销轴(520)的轴线平行设置；所述间隔片组件(500)还包括第二销轴(540)，所述第二销轴(540)插设...

【专利技术属性】
技术研发人员：刘俊丰，姜保彧，张豹，
申请(专利权)人：北京华卓精科科技股份有限公司，
类型：发明
国别省市：