晶圆键合系统技术方案

本实用新型专利技术提供一种晶圆键合系统，其包括：内部为真空键合腔；位于键合腔内的压头构件，该压头构件包括相互平行的第一压头与第二压头；柔性构件，柔性构件包括与键合腔隔离的气体收容腔，气体收容腔包括入气端以及出气端，第一压头仅固定于出气端以密封出气端；充压构件，该充压构件连接柔性构件的入气端以调整气体收容腔内压强。该晶圆键合系统通过在柔性构件的气体收容腔出气端覆盖第一压头，并对气体收容腔进行充气增加其内部压强，从而对覆盖于出气端的第一压头提供均匀的驱动压力，能够保证第一压头与第二压头之间的平行度，使得第一压头对晶圆所提供的键合压力更平稳，提高了晶圆键合的精度与质量。（*该技术在2022年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】

本技术涉及晶圆键合领域，尤其涉及一种自适应晶圆键合系统。
技术介绍
键合技术是使两个固体接触的足 够紧密，使得它们能够牢固地结合在一起，固体自身原子、分子之间的内聚力以及两个固体之间分子、原子之间的结合力是所有键合技术的基本，当前，键合技术已经成为微电子、光电子器件制作的重要手段，是微电子领域的重要研究方向。晶圆键合技术需要专用的晶圆键合系统来实现，现有的晶圆键合系统都采用高刚性的压力传输机构结合刚性上、下压头实现压力传输的稳定均匀，现有的晶圆键合系统经过长时间的使用后，上、下压头之间的平行度会发生变化，而且在不同温度以及压力环境下，上、下压头的形变也随之不同，然而现有的晶圆键合系统无法对上、下压头之间的平行度进行及时的修正，同时上、下压头平行度降低配合待键合材料平行度、超薄材料脆性及异质材料应力匹配等非理想因素，极易造成待键合材料因内应力不均匀而被刚性压力场所压碎。因此，有必要提出一种新的晶圆键合系统以解决上述问题。
技术实现思路
本技术提供了一种自适应调整上、下压头平行度的晶圆键合系统。为达到上述技术目的，本技术提供了一种晶圆键合系统，其包括键合腔，所述键合腔内为真空；压头构件，所述压头构件位于所述键合腔内，所述压头构件包括相互平行的第一压头与第二压头；柔性构件，所述柔性构件包括与所述键合腔隔离的气体收容腔，所述气体收容腔包括入气端以及出气端，所述第一压头仅固定于所述出气端以密封所述出气端；充压构件，所述充压构件连接所述柔性构件的入气端以调整所述气体收容腔内压强。作为本技术的进一步改进，所述柔性构件沿竖直方向延伸，所述第一压头沿水平方向延伸。作为本技术的进一步改进，所述柔性构件固定于所述键合腔侧壁。作为本技术的进一步改进，所述键合腔侧壁设置有第一通孔，所述柔性构件覆盖所述第一通孔，所述第一通孔形成所述柔性构件入气端。作为本技术的进一步改进，所述柔性构件具有弹性并具有形变极限位置。作为本技术的进一步改进，所述柔性构件包括波纹管。作为本技术的进一步改进，所述充压构件包括充气装置以及排气装置，所述充气装置与排气装置分别对所述气体收容腔进行充气与排气以调控气体收容腔内压强。作为本技术的进一步改进，所述晶圆键合系统包括连接所述第二压头的传动构件，所述传动构件带动所述第二压头朝向或远离所述第一压头移动。作为本技术的进一步改进，所述键合腔侧壁包括第二通孔，所述第二压头下方延伸出隔离构件，所述隔离构件覆盖所述第二通孔，所述隔离构件包括与所述键合腔隔离的外接空腔，所述外接空腔与所述第二通孔贯通，所述传动构件穿置于所述外接空腔与所述第二通孔。作为本技术的进一步改进，所述隔离构件沿竖直方向延伸。作为本技术的进一步改进，所述隔离构件具有弹性并具有形变极限位置。作为本技术的进一步改进，所述隔离构件包括波纹管。作为本技术的进一步改进，所述第一压头与第二压头均包括压板层、及加热层、及隔热层、及散热层、及法兰层。作为本技术的进一步改进，所述晶圆键合系统包括连接所述第一压头以及第二压头中加热层的加热构件，所述加热构件配合所述加热层加热位于所述第二压头上的晶圆。作为本技术的进一步改进，所述晶圆键合系统包括连接所述键合腔的温度控 制器，以显示和控制所述键合腔内温度。作为本技术的进一步改进，所述晶圆键合系统包括连接所述压板层的高压构件，所述高压构件对所述压板层供电。与现有技术相比，本技术所提供的晶圆键合系统，其通过在柔性构件气体收容腔出气端覆盖第一压头，并对气体收容腔进行充气增加其内部压强，从而对覆盖于出气端的第一压头提供均匀的驱动压力，能够保证第一压头与第二压头之间的平行度，使得第一压头对晶圆所提供的键合压力更平稳，提高了晶圆键合的精度与质量。附图说明为了更清楚地说明本技术实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的有关本技术的附图仅仅是本技术的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。图I为本技术一实施例中晶圆键合系统的结构示意图；图2为图I所示的晶圆键合系统中第一压头与第二压头的结构示意图；图3为图I所不的晶圆键合系统中送片构件的结构不意图；图4为图I所示的晶圆键合系统中支架构件的结构示意图。其中，附图标记为晶圆键合系统，100 ;键合腔，101 ;第一通孔，102 ;第二通孔，103 ;支架构件，201 ；支撑柱，202 ;底座，203 ;固定座，204 ;调节螺母，205 ;锁紧螺母，206 ;抽真空构件，301 ;干泵,302 ;涡轮分子泵，303 ;复合真空规，304 ;预抽阀，305 ;高阀，306 ;低阀，307 ；自适应调整构件，401 ;柔性构件，402 ;隔离构件，403 ;充压构件，501 ;压头构件，601 ;第一压头，608 ；第二压头，609 ;压板层，607 ;高压层，606 ;加热层，605 ;隔热层，604 ;散热层，603 ;法兰层，602 ;进气构件，701 ;传动构件，801 ;传动伺服电机，802 ;精密丝杆，803 ;送片构件，901 ;滚珠丝杆，902 ;夹具，903 ;托架904 ;送片伺服电机，905。具体实施方式以下将结合附图所示的各实施例对本技术进行详细描述。但这些实施例并不限制本技术，本领域的普通技术人员根据这些实施例所做出的结构、方法、或功能上的变换均包含在本技术的保护范围内。参图I至图4所示，本技术所提供的晶圆键合系统100，通过第一压头608密封柔性构件402中气体收容腔出气端，并对气体收容腔进行充气增加其内部压强，从而对覆盖于出气端的第一压头608提供均匀的驱动压力，即使晶圆键合系统100经过长时间的使用，依然能够保证第一压头608与第二压头609之间的平行度，使得第一压头608对晶圆所提供的键合压力更平稳，提高了晶圆键合的精度与质量。本实施例中，晶圆键合系统100包括键合腔101，所述键合腔101内为真空；压头构件601，所述压头构件601位于所述键合腔101内，所述压头构件601包括相互平行的第一压头608与第二压头609 ；柔性构件402，所述柔性构件402包括与所述键合腔101隔离的气体收容腔，所述气体收容腔包括入气端以及出气端，所述第一压头608仅固定于所述出气端以密封所述出气端;充压构件501，所述充压构件501连接所述柔性构件402的入气端以调整所述气体收容腔内压强。具体的，第一压头608与第二压头609均为平整板材，以便于后期均匀挤压位于第二压头609上的晶圆，以提高晶圆键合精度。特别的，所述柔性构件402固定于所述键合腔101侧壁以简化晶圆键合系统100的制备工艺。本实施例中，柔性构件402固定于所述键合腔101的上侧壁，特别的，柔性构件402在未被充压构件501充压时，柔性构件402依靠重力自然向下延伸。进一步的，第一压头608固定于所述柔性构件402下端部的出气端，并密闭柔性构件402的出气端。特别的，所述出气端为平整端口，所述第一压头608在柔性构件402的作用下始终保持水平。所述充压构件50本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种晶圆键合系统，其特征在于，所述晶圆键合系统包括：键合腔，所述键合腔内为真空；压头构件，所述压头构件位于所述键合腔内，所述压头构件包括相互平行的第一压头与第二压头；柔性构件，所述柔性构件包括与所述键合腔隔离的气体收容腔，所述气体收容腔包括入气端以及出气端，所述第一压头仅固定于所述出气端以密封所述出气端；充压构件，所述充压构件连接所述柔性构件的入气端以调整所述气体收容腔内压强。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：王云翔，夏洋，李超波，
申请(专利权)人：苏州美图半导体技术有限公司，
类型：实用新型
国别省市：