一种键合设备、键合系统和键合方法与流程

技术特征：

1.一种键合设备，其特征在于，包括键合腔体、真空系统、加压机构、第一加热/冷却机构、第一静电吸附机构、第二静电吸附机构和第二加热/冷却机构，所述键合腔体上设置有至少一个真空密封门；

所述加压机构固定于所述键合腔体上，且所述加压机构的压板置于所述键合腔体内，所述第一加热/冷却机构、所述第一静电吸附机构、所述第二静电吸附机构和所述第二加热/冷却机构均置于所述键合腔体内；

其中，所述第一加热/冷却机构和所述第一静电吸附机构叠设于所述压板上，且所述第一静电吸附机构位于所述第一加热/冷却机构远离所述压板的一侧；所述第二加热/冷却机构和所述第二静电吸附机构叠设于所述键合腔体上，且所述第二静电吸附机构位于所述第二加热/冷却机构的靠近所述压板的一侧；所述第一静电吸附机构和所述第二静电吸附机构的吸附面相对设置；

所述真空系统用于抽取所述键合腔体中的空气；所述加压机构用于在所述键合腔体为真空环境时控制第一基底和第二基底进行压合，所述第一加热/冷却机构用于加热或冷却所述第一基底，所述第一静电吸附机构用于吸附所述第一基底，所述第二加热/冷却机构用于加热或冷却所述第二基底，所述第二静电吸附机构用于吸附所述第二基底。

2.根据权利要求1所述的键合设备，其特征在于，所述第一静电吸附机构和所述第二静电吸附机构为静电吸盘。

3.根据权利要求1所述的键合设备，其特征在于，所述第一加热/冷却机构包括层叠设置的第一加热盘和第一冷却盘，所述第二加热/冷却机构包括层叠设置的第二加热盘和第二冷却盘。

4.根据权利要求3所述的键合设备，其特征在于，所述第一加热盘与所述第一静电吸附机构接触设置，所述第二加热盘与所述第二静电吸附机构接触设置。

5.根据权利要求1所述的键合设备，其特征在于，所述键合设备还包括第一隔热机构和第二隔热机构，所述第一加热/冷却机构通过所述第一隔热机构固定于所述压板上，所述第二加热/冷却机构通过所述第二隔热机构固定于所述键合腔体上。

6.根据权利要求1所述的键合设备，其特征在于，所述键合设备还包括运动台，所述运动台置于所述键合腔体内，所述第二加热/冷却机构和所述第二静电吸附机构固定于所述运动台上；

所述运动台用于沿x方向和y方向运动，以及做旋转运动，其中，所述x方向和所述y方向均平行于所述运动台的台面。

7.根据权利要求6所述的键合设备，其特征在于，所述键合腔体上设置有两个所述真空密封门。

8.一种键合系统，其特征在于，包括传输设备、对准设备和如权利要求1-7任一项所述的键合设备；

所述传输设备用于拾取第一基底并将所述第一基底贴合于所述键合设备中的第一静电吸附机构上，以及拾取第二基底并将所述第二基底贴合于所述键合设备中的第二静电吸附机构上，其中，贴合后的所述第一基底的键合层和所述第二基底的键合层相对；

所述对准设备用于对准所述第一基底和所述第二基底上的对位标记，并根据所述对位标记确定所述第一基底和所述第二基底的位置偏差，以对准所述第一基底和所述第二基底。

9.根据权利要求8所述的键合系统，其特征在于，所述传输设备包括传片手，所述传片手用于在拾取所述第一基底和所述第二基底后，分别将所述第一基底和所述第二基底传送至所述对准设备，并在所述对准设备确定所述第一基底以及所述第二基底相对所述传片手的相对位置偏差后，对所述相对位置偏差进行矫正。

10.根据权利要求8所述的键合系统，其特征在于，所述对准设备包括对准光路和对准运动台；

所述对准运动台用于在所述第一基底吸附于所述第一静电吸附机构上，以及所述第二基底吸附于所述第二静电吸附机构上后，将所述对准光路通过所述真空密封门传送至所述第一基底和所述第二基底之间；

所述对准光路用于搜寻所述第一基底和所述第二基底上的对位标记，并根据所述对位标记确定所述第一基底和所述第二基底之间的绝对位置偏差；

所述键合设备还包括运动台，所述运动台用于基于所述绝对位置偏差，调整所述第二基底的位置，完成所述第一基底和所述第二基底的对准。

11.一种键合方法，其特征在于，采用如权利要求8所述的键合系统进行键合，所述键合方法包括：

静电吸附及对准第一基底和第二基底；

抽取键合腔体中的空气，使所述键合腔体形成真空环境；

通过第一加热/冷却机构对所述第一基底加热至第一温度，通过第二加热/冷却机构对所述第二基底冷却至第二温度；

通过所述第一加热/冷却机构对所述第一基底加热至键合温度，通过所述第二加热/冷却机构对所述第二基底加热至键合温度，控制所述第一基底和所述第二基底进行键合；所述第一温度大于所述键合温度，且所述第二温度小于所述键合温度。

12.根据权利要求11所述的键合方法，其特征在于，所述吸附及对准第一基底和第二基底，包括：

传输设备拾取所述第一基底并将所述第一基底贴合于键合设备中的第一静电吸附机构上，以及拾取所述第二基底并将所述第二基底贴合于所述键合设备中的第二静电吸附机构上，其中，贴合后的所述第一基底的键合层和所述第二基底的键合层相对；

对准设备对准所述第一基底和所述第二基底上的对位标记，并根据所述对位标记确定所述第一基底和所述第二基底的位置偏差，以对准所述第一基底和所述第二基底。

13.根据权利要求12所述的键合方法，其特征在于，所述对准设备对准所述第一基底和所述第二基底上的对位标记，并根据所述对位标记确定所述第一基底和所述第二基底的位置偏差，以对准所述第一基底和所述第二基底，包括：

在所述第一基底吸附于所述第一静电吸附机构上，以及所述第二基底吸附于所述第二静电吸附机构上后，所述对准设备的对准运动台将所述对准设备的对准光路通过所述真空密封门传送至所述第一基底和所述第二基底之间；

所述对准光路搜寻所述第一基底和所述第二基底上的对位标记，并根据所述对位标记确定所述第一基底和所述第二基底之间的绝对位置偏差；

所述键合设备的运动台基于所述绝对位置偏差，调整所述第二基底的位置，完成所述第一基底和所述第二基底的对准。

14.根据权利要求11所述的键合方法，其特征在于，传输设备包括传片手，所述吸附及对准第一基底和第二基底，包括：

所述传片手在拾取所述第一基底和所述第二基底后，分别将所述第一基底和所述第二基底传送至所述对准设备，并在所述对准设备确定所述第一基底以及所述第二基底相对所述传片手的相对位置偏差后，对所述相对位置偏差进行矫正。

技术总结
本发明公开了一种键合设备、键合系统和键合方法，该键合设备包括键合键合腔体、真空系统、加压机构、第一加热/冷却机构、第一静电吸附机构、第二静电吸附机构和第二加热/冷却机构。第一静电吸附机构用于吸附第一基底，第二静电吸附机构用于吸附第二基底。通过第一静电吸附机构的吸附面与第一基底的表面完全接触，而且第一静电吸附机构的另一表面与第一加热/冷却机构完全接触，增加了第一基底与第一加热/冷却机构的温度传导面积，使得第二加热/冷却机构在对第二基底进行加热时，第一加热/冷却机构可以快速的冷却第一基底的温度，从而可以避免第一基底的温度太高，使得第一基底在键合前融化的问题，因此可以提高键合的良率。

技术研发人员：霍志军;赵滨
受保护的技术使用者：上海微电子装备(集团)股份有限公司
技术研发日：2019.05.30
技术公布日：2020.12.01