[发明专利]一种键合腔体结构及键合方法

权利要求书

1.一种键合腔体结构，包括上承载台和下承载台，其特征在于，还包括：气流形成机构，所述气流形成机构包括多个开合式集成手臂，各所述集成手臂在合拢时与处于键合位置的上承载台和下承载台之间形成密闭环境，所述集成手臂上朝向晶圆键合面设有多个气嘴，所述气嘴经切换时成为气体喷嘴或真空吸嘴；其中，当各所述集成手臂合拢时，通过将位于晶圆一侧的各所述气嘴设定为气体喷嘴，向晶圆键合面中平行吹气，同时，将位于晶圆另一侧的各所述气嘴设定为真空吸嘴，吸取由对应位置气体喷嘴吹来的气体，在两片晶圆间形成高速气流，产生伯努利效应低压，对两片晶圆产生拉力进行键合。

2.根据权利要求1所述的键合腔体结构，其特征在于，各所述集成手臂在合拢时与处于键合位置的上承载台和下承载台之间通过设置密封条形成密闭环境。

3.根据权利要求1所述的键合腔体结构，其特征在于，所述集成手臂设于底座上，所述底座设有驱动机构，用于驱动底座沿集成手臂的合拢方向直线移动。

4.根据权利要求3所述的键合腔体结构，其特征在于，还包括：气嘴集成模块，设于所述底座上，所述气嘴集成模块包括通过切换阀门连接各所述气嘴的气体管路和真空管路。

5.根据权利要求4所述的键合腔体结构，其特征在于，还包括：气体流量控制系统，所述气体流量控制系统设于气体管路中，包含气动阀、调压阀、信号转换器、气体流量控制器。

6.根据权利要求5所述的键合腔体结构，其特征在于，所述集成手臂上设有气压传感器，用于检测键合环境内部的压力变化，并实时反馈给气体流量控制系统。

7.一种基于权利要求1所述的键合腔体结构的键合方法，其特征在于，包括以下步骤：

步骤S01：将两片晶圆片通过机械手臂抓取后分别放置在上、下承载台上；

步骤S02：使各集成手臂开始由初始等待位置相向运动，直至各集成手臂合拢，与上承载台和下承载台之间形成密闭环境；

步骤S03：键合工艺开始，打开设定位于晶圆一侧的各气体喷嘴，同时，打开设定位于晶圆另一侧的各真空吸嘴，在两片晶圆间形成高速气流，产生伯努利效应低压，对两片晶圆产生拉力；

步骤S04：键合完毕，打开集成手臂，使集成手臂回到等待位置；

步骤S05：将上、下承载台分离，通过机械手臂将键合好的晶圆取出。

8.根据权利要求7所述的键合方法，其特征在于，步骤S03中，键合工艺开始时，对各气体喷嘴的流量进行闭环控制，从而调整密闭环境中低压的大小。

9.根据权利要求7所述的键合方法，其特征在于，步骤S03中，键合过程中，当两片晶圆中心位置开始接触并逐步向四周展开时，将气体喷嘴和真空吸嘴由中心向边缘逐步关闭，直至键合完成。

10.根据权利要求7所述的键合方法，其特征在于，步骤S04中，键合完毕时，对密闭环境压力进行检测，并与大气压力作匹配，将密闭环境压力增加到与大气压力一致，然后打开集成手臂。