[发明专利]堆叠式多对晶圆键合装置及键合方法

权利要求书

1.一种堆叠式多对晶圆键合装置，其特征在于：包括键合腔室以及堆叠设置于键合腔室内的多个卡盘组件，每个卡盘组件包括用于装载一对晶圆的卡盘、用于将该对晶圆中间隔开的间隔片以及用于将该对晶圆固定在卡盘上的夹锁，该装置还包括位于键合腔室内的底部控温承重组件以及上部控温施压组件，所述底部控温承重组件位于最下面的卡盘的底部，所述上部控温施压组件位于最上面的卡盘的上方，位于最下面的卡盘上方的各所述卡盘均通过加热丝和控温热电偶与所述底部控温承重组件连接；相邻两个所述卡盘之间通过弹簧支撑；还包括固定于腔室底部的圆卡柱，各所述卡盘上设有与所述圆卡柱相对应的通孔，所述圆卡柱伸入相对应的各所述通孔内。

2.如权利要求1所述的堆叠式多对晶圆键合装置，其特征在于：每个所述卡盘组件具有多个间隔片且多个所述间隔片沿卡盘四周均匀布置。

3.如权利要求2所述的堆叠式多对晶圆键合装置，其特征在于：还包括间隔片撤离机械手臂，各所述卡盘组件的间隔片上下对应设置，且相对应的各所述间隔片与同一个所述间隔片撤离机械手臂连接。

4.如权利要求1所述的堆叠式多对晶圆键合装置，其特征在于：每个所述卡盘组件具有多个夹锁且多个所述夹锁沿卡盘四周均匀布置。

5.如权利要求1所述的堆叠式多对晶圆键合装置，其特征在于：所述夹锁压紧于晶圆顶部，位于夹锁上方的卡盘上设有与所述夹锁对应的让位槽。

6.如权利要求1所述的堆叠式多对晶圆键合装置，其特征在于：位于最下面的卡盘上方的各所述卡盘内呈圆环状均匀分布有加热丝和控温热电偶。

7.一种堆叠式多对晶圆键合方法，其特征在于：采用如权利要求1-6 任一所述的堆叠式多对晶圆键合装置，该方法包括以下步骤：

1)取出键合装置中最下面的卡盘，反面朝上放入对准机台中，利用托盘背面朝上放入第一晶圆，找到键合标记，第一晶圆与卡盘结合后，正面朝上放入第二晶圆，找到对准标记进行对准后，利用间隔片和夹锁对准后的第一晶圆和第二晶圆进行固定，取出卡盘，正面朝上放在底部控温承重组件上；

2)采用步骤1)的方法依次在其他卡盘上对准并固定晶圆对，各卡盘从下往上依次堆叠放置；

3)在相邻两个卡盘之间接入弹簧；

4)将底部控温承重组件引出来的加热丝和控温热电偶与位于最下面的卡盘上方的各卡盘连接；

5)设定好各卡盘的温度，通过底部控温承重组件预留的与键合腔室连通的通气孔对键合腔室进行抽气处理达到键合所需条件；

6)对通气孔进行密封，底部控温承重组件和上部控温施压组件对堆叠放置的各对晶圆施加温度压力进行晶圆热压键合。