金刚石晶圆键合设备

本技术涉及半导体制造、微机电系统及先进封装，尤其涉及一种金刚石晶圆键合设备。

背景技术：

1、目前，晶圆键合在芯片集成、集成电路制造以及半导体制造技术等领域具有广泛的应用，更是提升芯片性能的核心工艺。在传统的晶圆键合中，通过构建真空环境以排除杂质及空气对键合的影响，从而提升晶圆在原子级的键合以提升键合的质量。同时，随着真空键合技术的持续发展，现有的真空键合装置已具备了高真空维持、亚微米对准、精准温控与线性加压等技术，以满足半导体制造的先进工艺要求。

2、但在当前的真空键合机技术中，仍存在一些影响键合效果的问题，诸如晶圆在键合前的非真空清洁不彻底导致键合效果不符合预期，甚至导致键合失败；键合过程中压力控制不稳定或温度不均匀，导致键合过程中晶圆破碎或产生过多空隙，从而影响键合效果。

技术实现思路

1、鉴于上述问题，本实用新型提出一种金刚石晶圆键合设备，旨在提供一种可以在真空腔室内对待键合晶圆进行清洁的金刚石晶圆键合设备，可以避免对清洁完成后的晶圆进行转移过程中所造成的二次污染，从而提升键合效果以及键合良品率。

2、为实现上述目的，本实用新型提出一种金刚石晶圆键合设备，包括：

3、壳体，壳体形成有容置腔，容置腔具有用于通入目标气体的第一开口；

4、键合装置，至少部分收容于容置腔，键合装置包括第一键合部件、第二键合部件及驱动部件，其中，第一键合部件设置于容置腔的一侧，并设置有用于放置待键合的第一金刚石晶圆的第一键合位，第二键合部件设置于容置腔的另一侧，并设置有用于放置待键合的第二金刚石晶圆的第二键合位，且第一键合位与第二键合位相对平行，驱动部件与第一键合部件与第二键合部件中的至少一者连接，用于驱动第一键合部件和/或第二键合部件；

5、清洁装置，清洁装置对应第一金刚石晶圆以及第二金刚石晶圆设置，于对容置腔内的目标气体进行预设处理得到目标粒子，并通过驱动目标粒子轰击以清洁第一金刚石晶圆以及第二金刚石晶圆，以清洁第一金刚石晶圆的第一表面和第二金刚石晶圆的第二表面，其中，第一表面至少包括第一金刚石晶圆靠近第二键合部件的表面，第二表面至少包括第二金刚石晶圆靠近第一键合部件的表面；

6、其中，驱动部件还用于在清洁装置对第一表面以及第二表面进行清洁后，驱动第一键合部件和第二键合部件发生相对位移，以使第一表面与第二表面相贴合。

7、在一实施例中，清洁装置包括电离模块、加速模块、转化模块以及导向模块，其中，电离模块用于电离目标气体以产生等离子体，加速模块用于施加电场以使等离子体加速，转化模块用于将等离子体转化为粒子，导向模块用于引导粒子的轰击方向，以使粒子轰击第一金刚石晶圆的第一表面及第二金刚石晶圆的第二表面。

8、在一实施例中，导向模块包括第一导向组件及第二导向组件，第一导向组件对应第一金刚石晶圆的第一表面设置，以引导粒子轰击第一表面，第二导向组件对应第二金刚石晶圆的第二表面设置，以引导粒子轰击第二表面。

9、在一实施例中，键合装置包括温度部件，温度部件设置于第一键合部件的第一表面，和/或设置于第二键合部件的第二表面，用于控制第一金刚石晶圆与第二金刚石晶圆的温度。

10、在一实施例中，温度部件间隔设置，以使第一金刚石晶圆与第二金刚石晶圆的受热温度均匀。

11、在一实施例中，键合装置包括压力模块，压力模块与第一键合部件和第二键合部件中的至少一者连接，用于使第一金刚石晶圆在与第二金刚石晶圆贴合后持续向第二金刚石晶圆的方向施加压力，和/或使第二金刚石晶圆在与第一金刚石晶圆贴合后持续向第一金刚石晶圆的方向施加压力。

12、在一实施例中，金刚石晶圆键合设备还包括真空装置，真空装置至少部分设置于容置腔，用于对容置腔执行抽真空操作。

13、在一实施例中，金刚石晶圆键合设备包括加热装置，加热装置至少部分设置于容置腔中，用于在真空装置对容置腔执行抽真空操作过程中提升容置腔的温度，以使容置腔的真空度提高。

14、在一实施例中，金刚石晶圆键合设备还包括供气装置，供气装置用于在真空装置完成抽真空操作之后，通过第一开口向容置腔供应目标气体。

15、在一实施例中，金刚石晶圆键合设备包括卡合装置，卡合装置设置于第一键合部件的第一键合位以及第二键合部件的第二键合位中的至少一者，用以固定第一金刚石晶圆和/或第二金刚石晶圆。

16、本申请实施例提供一种金刚石晶圆键合设备，金刚石晶圆键合设备的壳体形成有容置腔，且金刚石晶圆键合设备包括至少部分设置于容置腔的键合装置以及清洁装置，其中，键合装置包括第一键合部件、第二键合部件及驱动部件，驱动部件用于驱动第一键合部件与第二键合部件中的至少一者，以键合第一金刚石晶圆以及第二金刚石晶圆，清洁装置对应第一金刚石晶圆以及第二金刚石晶圆设置，通过目标粒子轰击第一金刚石晶圆以及第二金刚石晶圆，以使第一金刚石晶圆以及第二金刚石晶圆在待键合前的真空腔体中进行清洁。如此设置，有助于减少外部污染对键合效果的影响，从而提升了键合成功率，以提升第一金刚石晶圆以及第二金刚石晶圆键合的效果，可以极大提升键合的效果以及键合的成功率。

1.一种金刚石晶圆键合设备，其特征在于，包括：

2.如权利要求1所述的金刚石晶圆键合设备，其特征在于，所述清洁装置包括电离模块、加速模块、转化模块以及导向模块，其中，所述电离模块用于电离所述目标气体以产生等离子体，所述加速模块用于施加电场以使所述等离子体加速，所述转化模块用于将所述等离子体转化为粒子，所述导向模块用于引导所述粒子的轰击方向，以使所述粒子轰击所述第一金刚石晶圆的所述第一表面及所述第二金刚石晶圆的所述第二表面。

3.如权利要求2所述的金刚石晶圆键合设备，其特征在于，所述导向模块包括第一导向组件及第二导向组件，所述第一导向组件对应所述第一金刚石晶圆的所述第一表面设置，以引导所述粒子轰击所述第一表面，所述第二导向组件对应所述第二金刚石晶圆的所述第二表面设置，以引导所述粒子轰击所述第二表面。

4.如权利要求1所述的金刚石晶圆键合设备，其特征在于，所述键合装置包括温度部件，所述温度部件设置于所述第一键合部件的所述第一表面，和/或设置于所述第二键合部件的所述第二表面，用于控制所述第一金刚石晶圆与所述第二金刚石晶圆的温度。

5.如权利要求4所述的金刚石晶圆键合设备，其特征在于，所述温度部件间隔设置，以使所述第一金刚石晶圆与所述第二金刚石晶圆的受热温度均匀。

6.如权利要求1所述的金刚石晶圆键合设备，其特征在于，所述键合装置包括压力模块，所述压力模块与所述第一键合部件和所述第二键合部件中的至少一者连接，用于使所述第一金刚石晶圆在与所述第二金刚石晶圆贴合后持续向所述第二金刚石晶圆的方向施加压力，和/或使所述第二金刚石晶圆在与所述第一金刚石晶圆贴合后持续向所述第一金刚石晶圆的方向施加压力。

7.如权利要求1所述的金刚石晶圆键合设备，其特征在于，所述金刚石晶圆键合设备还包括真空装置，所述真空装置至少部分设置于所述容置腔，用于对所述容置腔执行抽真空操作。

8.如权利要求7所述的金刚石晶圆键合设备，其特征在于，所述金刚石晶圆键合设备包括加热装置，所述加热装置至少部分设置于所述容置腔中，用于在所述真空装置对所述容置腔执行抽真空操作过程中提升所述容置腔的温度，以使所述容置腔的真空度提高。

9.如权利要求7所述的金刚石晶圆键合设备，其特征在于，所述金刚石晶圆键合设备还包括供气装置，所述供气装置用于在所述真空装置完成所述抽真空操作之后，通过所述第一开口向所述容置腔供应所述目标气体。

10.如权利要求1所述的金刚石晶圆键合设备，其特征在于，所述金刚石晶圆键合设备包括卡合装置，所述卡合装置设置于所述第一金刚石晶圆的所述第一键合位以及所述第二金刚石晶圆的所述第二键合位中的至少一者，用以固定所述第一金刚石晶圆和/或所述第二金刚石晶圆。