一种晶圆键合装置的制作方法

本申请涉及半导体领域，特别是涉及一种晶圆键合装置。

背景技术：

1、伴随着半导体领域的快速发展，晶圆键合技术应用在越来越多的领域。晶圆键合工艺包括融合、阳极键合、金属键合及聚合物粘胶键合等，这些晶圆键合方式中都需要将两片晶圆加热，使晶圆表面介质层相互融合或扩散，从而将两片晶圆压合在一起。

2、温度是晶圆键合成功的重要指标之一。相关技术中，晶圆键合装置对晶圆的加热和冷却效果不佳，从而不利于提高晶圆的键合效果和键合效率。

技术实现思路

1、基于上述问题，本申请提供一种晶圆键合装置，以利于提高对晶圆的加热和冷却效果，进而利于提高晶圆的键合效果和键合效率。

2、一种晶圆键合装置，包括：第一驱动结构、加热盘组件、至少一个第二驱动结构、冷却盘组件。加热盘组件与所述第一驱动结构的输出端连接，所述第一驱动结构配置为驱动所述加热盘组件沿竖直方向运动。冷却盘组件与所述第二驱动结构的输出端连接，所述冷却盘组件包括第一冷却盘，所述第二驱动结构配置为驱动所述冷却盘组件沿所述竖直方向运动，以使所述第一冷却盘靠近或远离所述加热盘组件。

3、在一些实施例中，所述第二驱动结构还与所述第一驱动结构的输出端连接，所述第一驱动结构还配置为驱动所述第二驱动结构沿所述竖直方向运动。

4、在一些实施例中，所述第一驱动结构包括第一电机、与所述第一电机的输出端连接的第一丝杆、套设于所述第一丝杆上的第一驱动块以及与所述第一驱动块连接的第一转接板，所述第一丝杆沿所述竖直方向延伸，所述加热盘组件与所述第一驱动块连接，所述第二驱动结构与所述第一转接板连接。

5、在一些实施例中，所述第二驱动结构包括与所述第一转接板连接的气缸以及与所述气缸的输出端连接的第二转接板，所述冷却盘组件与所述第二转接板连接。

6、在一些实施例中，所述加热盘组件包括与所述第一驱动结构的输出端连接的缓冲件、与所述缓冲件连接的输出轴、与所述输出轴连接的第一加热盘以及与所述第一加热盘连接的下压盘。

7、在一些实施例中，所述加热盘组件还包括位于所述输出轴和所述第一加热盘之间的第一基板和第二基板，所述第一基板的一端连接所述输出轴，另一端连接所述第二基板，所述第二基板连接所述第一加热盘，所述第二基板的下表面与所述第一加热盘的上表面抵接。

8、在一些实施例中，所述第一冷却盘位于所述第一基板和所述第一加热盘之间；

9、所述冷却盘组件还包括与所述第一冷却盘连接的两个管路结构，所述第二驱动结构为两个，两个所述管路结构的另一端分别与两个所述第二驱动结构的输出端连接。

10、在一些实施例中，所述管路结构包括与所述第二驱动结构的输出端连接的第一导管、与所述第一导管连接的波纹管以及与所述波纹管连接的第二导管，所述第二导管与所述第一冷却盘连接，所述第一导管配置为与外部冷却介质连通。

11、在一些实施例中，所述第一冷却盘包括环形上盖以及环形下盖，所述环形上盖和所述环形下盖密封连接，以形成用于容纳冷却介质的环形腔。

12、在一些实施例中，所述晶圆键合装置还包括上支撑架以及位于所述上支撑架下方的承载台组件，所述第一驱动结构的固定端与所述上支撑架连接，所述承载台组件包括下腔室以及位于所述下腔室内的载物台模块，所述冷却盘组件的至少部分和所述加热盘组件的至少部分位于所述下腔室内；

13、所述载物台模块包括用于与所述加热盘组件压合的承载盘以及依次设置于所述承载盘下方的石墨层、第二加热盘、第二冷却盘、第三基板以及支撑柱，所述第二加热盘和所述第二冷却盘为一体式结构。

14、本申请的晶圆键合装置，独立设置有加热盘组件和冷却盘组件。并且，还设置有与加热盘组件连接的第一驱动结构以及与冷却盘组件连接的第二驱动结构。第一驱动结构驱动加热盘组件沿竖直方向运动，第二驱动结构驱动冷却盘组件沿竖直方向运动，以使第一冷却盘靠近或远离加热盘组件。这样，当第一冷却盘不与加热盘组件接触时，可以提高键合时温度控制的精确性，从而有利于提高晶圆的键合效果；当第一冷却盘与加热盘组件接触时，可以提高对晶圆和加热盘组件的冷却效果，从而有利于提高晶圆的键合效率。

技术特征：

1.一种晶圆键合装置，其特征在于，包括：

2.根据权利要求1所述的晶圆键合装置，其特征在于，所述第二驱动结构还与所述第一驱动结构的输出端连接，所述第一驱动结构还配置为驱动所述第二驱动结构沿所述竖直方向运动。

3.根据权利要求2所述的晶圆键合装置，其特征在于，所述第一驱动结构包括第一电机、与所述第一电机的输出端连接的第一丝杆、套设于所述第一丝杆上的第一驱动块以及与所述第一驱动块连接的第一转接板，所述第一丝杆沿所述竖直方向延伸，所述加热盘组件与所述第一驱动块连接，所述第二驱动结构与所述第一转接板连接。

4.根据权利要求3所述的晶圆键合装置，其特征在于，所述第二驱动结构包括与所述第一转接板连接的气缸以及与所述气缸的输出端连接的第二转接板，所述冷却盘组件与所述第二转接板连接。

5.根据权利要求1所述的晶圆键合装置，其特征在于，所述加热盘组件包括与所述第一驱动结构的输出端连接的缓冲件、与所述缓冲件连接的输出轴、与所述输出轴连接的第一加热盘以及与所述第一加热盘连接的下压盘。

6.根据权利要求5所述的晶圆键合装置，其特征在于，所述加热盘组件还包括位于所述输出轴和所述第一加热盘之间的第一基板和第二基板，所述第一基板的一端连接所述输出轴，另一端连接所述第二基板，所述第二基板连接所述第一加热盘，所述第二基板的下表面与所述第一加热盘的上表面抵接。

7.根据权利要求6所述的晶圆键合装置，其特征在于，所述第一冷却盘位于所述第一基板和所述第一加热盘之间；

8.根据权利要求7所述的晶圆键合装置，其特征在于，所述管路结构包括与所述第二驱动结构的输出端连接的第一导管、与所述第一导管连接的波纹管以及与所述波纹管连接的第二导管，所述第二导管与所述第一冷却盘连接，所述第一导管配置为与外部冷却介质连通。

9.根据权利要求7所述的晶圆键合装置，其特征在于，所述第一冷却盘包括环形上盖以及环形下盖，所述环形上盖和所述环形下盖密封连接，以形成用于容纳冷却介质的环形腔。

10.根据权利要求1所述的晶圆键合装置，其特征在于，所述晶圆键合装置还包括上支撑架以及位于所述上支撑架下方的承载台组件，所述第一驱动结构的固定端与所述上支撑架连接，所述承载台组件包括下腔室以及位于所述下腔室内的载物台模块，所述冷却盘组件的至少部分和所述加热盘组件的至少部分位于所述下腔室内；

技术总结
本申请涉及一种晶圆键合装置。晶圆键合装置包括：第一驱动结构；与所述第一驱动结构的输出端连接的加热盘组件，所述第一驱动结构配置为驱动所述加热盘组件沿竖直方向运动；至少一个第二驱动结构；与所述第二驱动结构的输出端连接的冷却盘组件，所述冷却盘组件包括第一冷却盘，所述第二驱动结构配置为驱动所述冷却盘组件沿所述竖直方向运动，以使所述第一冷却盘靠近或远离所述加热盘组件。

技术研发人员：牛洪波,王伟,张怡,罗玉兵,王正根,陈万群
受保护的技术使用者：迈为技术（珠海）有限公司
技术研发日：20231207
技术公布日：2024/8/26