键合头、键合设备及键合方法技术

本发明专利技术提供了一种键合头、键合设备及键合方法，键合头包括基座和固定于所述基座上的头部，所述头部为弹性结构，由此，在利用所述键合头执行键合工艺时，在将一待键合件转移至另一待键合件之后，能够利用所述键合头继续向两个待键合件施加压力，而利用所述头部的弹性性能，可以将施加的压力有效地传递至两个待键合件，从而提高两个待键合件的键合效果，有效地避免所形成的键合结构中的气泡和/或边缘未贴合现象。合现象。合现象。

【技术实现步骤摘要】
键合头、键合设备及键合方法


[0001]本专利技术涉及半导体
，特别涉及一种键合头、键合设备及键合方法。

技术介绍

[0002]在半导体制造领域，采用键合技术可实现半导体器件的三维集成。通过将两个或多个功能相同或不同的半导体结构进行键合，可以提高芯片的性能，同时也可以大幅度缩短待键合对象之间的金属互联，减小发热、功耗和延迟。键合制程可按键合对象区分，包括晶圆到晶圆(wafer to wafer)键合、芯片(或称为管芯)到晶圆(die to wafer)键合以及芯片到芯片(die to die)键合。
[0003]现有技术中，在含芯片的键合工艺中，包括芯片到晶圆键合以及芯片到芯片键合，所形成的键合结构中含有较多的气泡(bubble)，边缘也存在未贴合的现象。请参考图1和图2，其为现有技术所形成的键合结构的超声波扫描(C
‑
mode Scanning Acoustic Microscope，C
‑
SAM)图。图1和图2中示出了现有技术所形成的键合结构中所存在的气泡10以及边缘未贴合现象11。进一步的，还可参考图3，其为现有技术所形成的键合结构的示意图，图3示出了边缘未贴合现象11。本领域技术人员亟需解决这一问题。

技术实现思路

[0004]本专利技术的目的在于提供一种键合头、键合设备及键合方法，以解决现有键合工艺所形成的键合结构含有较多的气泡和/或边缘存在未贴合现象的问题。
[0005]为了解决上述技术问题，本专利技术提供一种键合头，所述键合头包括：
[0006]基座，所述基座中形成有气路通道；以及，
[0007]固定于所述基座上的头部，所述头部中形成有气路孔，所述气路孔和所述气路通道连通，其中，所述头部为弹性结构。
[0008]可选的，在所述的键合头中，在没有对所述头部施加压力条件下，所述头部远离所述基座的表面自中心向边缘呈中间高边缘低的形状。
[0009]可选的，在所述的键合头中，所述头部的表面呈圆弧面，并且所述头部圆弧面的最凸出点位于所述头部的中心。
[0010]可选的，在所述的键合头中，所述头部的材质为橡胶或者硅胶。
[0011]可选的，在所述的键合头中，所述基座为刚性结构。
[0012]可选的，在所述的键合头中，所述基座的材质为金属。
[0013]可选的，在所述的键合头中，所述基座上形成有固定插销，所述头部中形成有固定销孔，所述基座和所述头部通过所述固定插销和所述固定销孔插合而固定连接。
[0014]可选的，在所述的键合头中，所述基座中形成有多条所述气路通道，多条所述气路通道包括沿着第一方向延伸的第一气路通道和沿着第二方向延伸的第二气路通道，并且所述第一气路通道和所述第二气路通道相连通；所述头部中形成有多个所述气路孔，多个所述气路孔呈阵列排布。
[0015]本专利技术还提供一种键合设备，所述键合设备包括：
[0016]连接杆，所述连接杆中形成有气路总道；以及，
[0017]如上所述的键合头，所述键合头中的基座和所述连接杆固定连接，所述键合头中的气路通道和所述气路总道连通。
[0018]本专利技术还提供一种键合方法，所述键合方法包括：
[0019]利用如上所述的键合头吸附第一待键合件；
[0020]将所述第一待键合件转移至第二待键合件上，并释放对于所述第一待键合件的吸附；以及，
[0021]利用所述键合头向所述第一待键合件和所述第二键合件施加压力。
[0022]可选的，在所述的键合方法中，所述利用所述键合头向所述第一待键合件和所述第二键合件施加压力的步骤中，所施加的压力介于1N～30N之间。
[0023]在本专利技术提供的键合头、键合设备及键合方法中，键合头包括基座和固定于所述基座上的头部，所述头部为弹性结构，由此，在利用所述键合头执行键合工艺时，在将一待键合件转移至另一待键合件之后，能够利用所述键合头继续向两个待键合件施加压力，而利用所述头部的弹性性能，可以将施加的压力有效地传递至两个待键合件，从而提高两个待键合件的键合效果，有效地避免所形成的键合结构中的气泡和/或边缘未贴合现象。
附图说明
[0024]图1是现有技术所形成的键合结构的一超声波扫描图。
[0025]图2是现有技术所形成的键合结构的另一超声波扫描图。
[0026]图3是现有技术所形成的键合结构的示意图。
[0027]图4是本专利技术实施例的键合头的剖视示意图。
[0028]图5是本专利技术实施例的基座的俯视示意图。
[0029]图6是本专利技术实施例的头部的俯视示意图。
[0030]图7是本专利技术实施例的头部形貌的示意图。
[0031]图8是本专利技术实施例的键合方法的流程示意图。
[0032]图9是本专利技术实施例的键合方法中将将第一待键合件转移至第二待键合件上的结构示意图。
[0033]图10是本专利技术实施例的键合方法中释放对于第一待键合件的吸附的结构示意图。
[0034]图11是本专利技术实施例的键合方法中利用键合头向第一待键合件和第二键合件施加压力的结构示意图。
[0035]图12是本专利技术实施例的键合方法中撤离键合头的结构示意图。
[0036]图13至图15是现有技术的键合方法的过程示意图。
[0037]其中，附图标记说明如下：
[0038]10
‑
气泡；11
‑
边缘未贴合现象；20
‑
键合头。
[0039]100
‑
键合头；110
‑
基座；112
‑
气路通道；112a
‑
第一气路通道；112b
‑
第二气路通道；112c
‑
中心点；114
‑
固定插销；120
‑
头部；122
‑
气路孔；124
‑
固定销孔；200
‑
连接杆；202
‑
气路总道；300
‑
第一待键合件；310
‑
第二键合件。
具体实施方式
[0040]以下结合附图和具体实施例对本专利技术提出的键合头、键合设备及键合方法作进一步详细说明。根据下面说明，本专利技术的优点和特征将更清楚。需说明的是，附图均采用非常简化的形式且均使用非精准的比例，仅用以方便、明晰地辅助说明本专利技术实施例的目的。
[0041]本专利技术使用的术语仅仅是出于描述特定实施方式的目的，而非旨在限制本专利技术。除非本申请文件中另作定义，本专利技术使用的技术术语或者科学术语应当为本专利技术所属领域内具有一般技能的人士所理解的通常意义。本专利技术说明书以及权利要求书中使用的“第一”、“第二”以及类似的词语并不表示任何顺序、数量或者重要性，而只是用来区分不同的组成部分。同样，“一个”或者“一”等类似词语也不表示数量限制，而是表示存在至少一个。“多个”或者“若本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种键合头，其特征在于，所述键合头包括：基座，所述基座中形成有气路通道；以及，固定于所述基座上的头部，所述头部中形成有气路孔，所述气路孔和所述气路通道连通，其中，所述头部为弹性结构。2.如权利要求1所述的键合头，其特征在于，在没有对所述头部施加压力条件下，所述头部远离所述基座的表面自中心向边缘呈中间高边缘低的形状。3.如权利要求1所述的键合头，其特征在于，所述头部的表面呈圆弧面，并且所述头部圆弧面的最凸出点位于所述头部的中心。4.如权利要求1所述的键合头，其特征在于，所述头部的材质为橡胶或者硅胶。5.如权利要求1所述的键合头，其特征在于，所述基座为刚性结构。6.如权利要求1所述的键合头，其特征在于，所述基座的材质为金属。7.如权利要求1～6中任一项所述的键合头，其特征在于，所述基座上形成有固定插销，所述头部中形成有固定销孔，所述基座和所述头部通过所述固定插销和所述固定销孔插合而固定连接。8.如权利要求1～6中任一项所述的键合头，其特征...

【专利技术属性】
技术研发人员：吴子祺，周云鹏，
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：