【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及半导体制造，特别涉及一种键合装置、键合系统及键合方法。
技术介绍
1、半导体
中，晶圆键合是指通过化学和物理作用将晶圆与晶圆紧密地结合起来的方法。晶圆键合可应用于soi（silicon-on-insulator）材料的制备。
2、现有的晶圆键合设备中，需要配合粘结夹头（bond chuck）完成键合操作。
3、当上晶圆和下晶圆通过对准机对准后，需要通过粘结夹头夹持上晶圆和下晶圆，使得上晶圆和下晶圆的相对位置关系保持不变，以维持二者的对准状态。粘结夹头上具有一夹具（clamp），该夹具可相对转动。对齐后的上晶圆和下晶圆放置在粘结夹头上后，下晶圆承托于粘结夹头上，夹具转动至上晶圆并对上晶圆施压，以使得上晶圆和下晶圆被夹持。
4、上述粘结夹头与键合单元相对独立，键合过程中，粘结夹头需要被输送至键合单元的腔室内，起到固定晶圆的作用。当键合过程中，需要对上晶圆和下晶圆施加压力以使得二者贴合紧密且有效键合。由于夹具（clamp）的存在，对晶圆施加压力的过程中，需要避让夹具，这导致上下晶圆被夹具遮挡的部分无法被施压，晶圆边缘位置的部分区域压力缺失导致晶圆边缘结合力差，进而影响晶圆的键合效果。
5、因此需要一种键合装置、键合系统及键合方法，该键合装置优化了键合工艺，以改善上述晶圆边缘结合力差的技术问题。
技术实现思路
1、本专利技术的目的在于提供一种键合装置、键合系统及键合方法，该键合装置具备固定晶圆以及键合的作用，不需要第三方夹
2、为了解决上述技术问题，本专利技术提供了一种键合装置，包括：第一键合单元、第二键合单元和第一真空单元；
3、所述第一键合单元和所述第二键合单元沿第一方向排列设置；
4、所述第一键合单元包括第一键合腔室和第一键合组件，所述第一键合组件设置于所述第一键合腔室内；
5、所述第二键合单元包括第二键合腔室和第二键合组件，所述第二键合组件设置于所述第二键合腔室内；
6、所述第一键合组件具有用于吸附第一晶圆的第一吸附端，所述第二键合组件具有用于吸附第二晶圆的第二吸附端，所述第一吸附端和所述第二吸附端沿所述第一方向相对设置；
7、所述第一键合腔室的开口端和所述第二键合腔室的开口端沿所述第一方向相对设置；所述第一键合单元和所述第二键合单元中至少一者沿所述第一方向运动的设置，以使得所述第一键合腔室的开口端和所述第二键合腔室的开口端可密封相抵形成封闭的工艺腔室；所述第一真空单元与所述工艺腔室连通用于抽真空。
8、可选地，所述第一键合组件和所述第二键合组件至少一者沿所述第一方向运动的设置。
9、可选地，所述键合装置还包括第二真空单元；
10、所述第一键合组件包括第一键合台和第一吸附机构，所述第一吸附机构设置于所述第一键合台用于使所述第一吸附端吸附所述第一晶圆，所述第二真空单元与所述第一吸附机构连通；和/或；所述第二键合组件包括第二键合台和第二吸附机构，所述第二吸附机构设置于所述第二键合台用于使所述第二吸附端吸附所述第二晶圆，所述第二真空单元与所述第二吸附机构连通。
11、可选地，所述键合装置还包括加热单元，所述加热单元设置于所述第一键合组件和/或所述第二键合组件，用于加热所述第一吸附端和/或所述第二吸附端。
12、可选地，所述键合装置还包括冷却单元，所述冷却单元设置于所述第一键合组件和/或所述第二键合组件，用于冷却所述第一吸附端和/或所述第二吸附端。
13、可选地，所述第一方向沿竖向延伸，所述第一键合单元位于所述第二键合单元的上方；
14、所述键合装置包括加热单元和所述冷却单元时，所述加热单元设置于所述第一键合组件，所述冷却单元设置于所述第二键合组件。
15、本专利技术还提供了一种键合系统，包括对准单元和上述所述的键合装置，所述对准单元用于所述第一晶圆和所述第二晶圆的对准，且使所述第一晶圆沿所述第一方向与所述第一吸附端对准，使所述第二晶圆沿所述第一方向与所述第二吸附端对准。
16、可选地，所述键合系统过包括至少两个所述键合装置，各所述键合装置围绕所述对准单元设置。
17、可选地，所述对准单元包括调整组件和位置识别组件；
18、所述调整组件用于将所述第一晶圆或所述第二晶圆转运至指定位；
19、所述位置识别组件用于识别所述第一晶圆和/或所述第二晶圆和/或所述第一键合单元和/或所述第二键合单元的位置，以获得所述第一晶圆和所述第二晶圆的对准误差，并通过所述调整组件的运动补偿所述对准误差。
20、本专利技术还提供了一种键合方法，包括如下步骤：
21、s1：将第一晶圆和第二晶圆对准，且所述第一晶圆吸附于第一键合组件的第一吸附端，所述第二晶圆吸附于第二键合组件的第二吸附端；
22、s2：所述第一键合单元和所述第二键合单元沿所述第一方向相对运动，以使得所述第一键合腔室的开口端和所述第二键合腔室的开口端密封相抵形成工艺腔室，所述第一晶圆和所述第二晶圆沿第一方向之间具有间隙；
23、s3：对工艺腔室抽真空；
24、s4：所述第一键合组件和所述第二键合组件沿所述第一方向相对运动，以使得所述第一晶圆和所述第二晶圆贴合并压紧；
25、s5：加热所述第一晶圆和所述第二晶圆执行键合。
26、可选地，所述步骤s4中，还包括设置基准面，所述第一晶圆和所述第二晶圆的结合面与所述基准面共面。
27、本专利技术中，上述的键合装置在键合过程中，可通过第一吸附端吸附对准后的第一晶圆，通过第二吸附端吸附对准后的第二晶圆。晶圆吸附完成后，第二键合单元与第一键合单元相互靠近运动，所述第一键合腔室的开口端和所述第二键合腔室的开口端可密封相抵形成工艺腔室，然后通过第一真空单元对工艺腔室抽真空后进行晶圆键合。该键合装置本身具有固定晶圆和键合的功能，而不需要粘结夹头（bond chuck）等第三方夹持结构的参与。
28、第一吸附端和第二吸附端不仅起到吸附固定晶圆的作用，同时随着第一键合单元和第二键合单元的相对运动，也起到了对晶圆施加压力的作用。在此加压过程中，由于没有第三方夹持结构的参与，故不需要避让第三方夹持结构。因此，可在晶圆全部区域施加完整的压力，保证晶圆的结合力的均匀分布，提高晶圆的键合效果。此外，该装置将晶圆的对准过程与第一吸附端和第二吸附端关联，即晶圆不需要在完成对准后再通过第三方夹持结构夹持转运，简化了晶圆键合的流程，提高晶圆键合效率。
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1.一种键合装置，其特征在于，包括：第一键合单元、第二键合单元和第一真空单元；
2.如权利要求1所述的键合装置，其特征在于，所述第一键合组件和所述第二键合组件至少一者沿所述第一方向运动的设置。
3.如权利要求1所述的键合装置，其特征在于，所述键合装置还包括第二真空单元；
4.如权利要求1所述的键合装置，其特征在于，所述键合装置还包括加热单元，所述加热单元设置于所述第一键合组件和/或所述第二键合组件，用于加热所述第一吸附端和/或所述第二吸附端。
5.如权利要求1至4中任意一项所述的键合装置，其特征在于，所述键合装置还包括冷却单元，所述冷却单元设置于所述第一键合组件和/或所述第二键合组件，用于冷却所述第一吸附端和/或所述第二吸附端。
6.如权利要求5所述的键合装置，其特征在于，所述第一方向沿竖向延伸，所述第一键合单元位于所述第二键合单元的上方；
7.一种键合系统，其特征在于，包括对准单元和如权利要求1至6中任意一项所述的键合装置，所述对准单元用于所述第一晶圆和所述第二晶圆的对准，且使所述第一晶圆沿所述第一方向与所
8.如权利要求7所述的键合系统，其特征在于，所述键合系统包括至少两个所述键合装置，各所述键合装置围绕所述对准单元设置。
9.如权利要求7所述的键合系统，其特征在于，所述对准单元包括调整组件和位置识别组件；
10.一种键合方法，其特征在于，包括如下步骤：
11.如权利要求10所述的键合方法，其特征在于，所述步骤S4中，还包括设置基准面，所述第一晶圆和所述第二晶圆的结合面与所述基准面共面。
...【技术特征摘要】
1.一种键合装置，其特征在于，包括：第一键合单元、第二键合单元和第一真空单元；
2.如权利要求1所述的键合装置，其特征在于，所述第一键合组件和所述第二键合组件至少一者沿所述第一方向运动的设置。
3.如权利要求1所述的键合装置，其特征在于，所述键合装置还包括第二真空单元；
4.如权利要求1所述的键合装置，其特征在于，所述键合装置还包括加热单元，所述加热单元设置于所述第一键合组件和/或所述第二键合组件，用于加热所述第一吸附端和/或所述第二吸附端。
5.如权利要求1至4中任意一项所述的键合装置，其特征在于，所述键合装置还包括冷却单元，所述冷却单元设置于所述第一键合组件和/或所述第二键合组件，用于冷却所述第一吸附端和/或所述第二吸附端。
6.如权利要求5所述的键合装置，其特征在于，所述第一...
【专利技术属性】
技术研发人员：杨轩毅，刘普然，李官志，
申请(专利权)人：芯联集成电路制造股份有限公司，
类型：发明
国别省市：
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