專利名稱:基底鍵合裝置制造方法
【專利摘要】一種基底鍵合裝置，包括：若干墊片，所述若干墊片沿基底的邊緣均勻分布，所述若干墊片位于與基底表面對應的平面上，所述墊片包括相互連接的凸部和延伸部，所述凸部延伸至基底的邊緣以外，所述延伸部自所述凸部開始沿基底的邊緣延伸預設長度，所述延伸部包括用于接觸基底表面的接觸面，所述接觸面包括第一邊界和第二邊界，所述第一邊界為對應于基底周長的弧形，所述第二邊界平行于第一邊界，且所述第二邊界比第一邊界到基底圓心的距離?。蝗舾蓨A具，所述若干夾具沿基底周長均勻分布，且所述夾具位于相鄰墊片之間。所述基底鍵合裝置能夠提高鍵合效果，提高以鍵合基底形成的器件可靠性。
【專利說明】基底鍵合裝置

【技術領域】
[0001]本實用新型涉及半導體制造【技術領域】，尤其涉及一種基底鍵合裝置。

【背景技術】
[0002]在半導體制程中，需要將表面已形成有半導體器件的晶圓(Wafer)切割為多個芯片，之后再對各個芯片進行封裝，以形成所需的集成電路或芯片器件。以晶圓級芯片尺寸封裝(Wafer Level Chip Size Packaging，WLCSP)技術為例，對晶圓進行封裝測試后再切割得到單個成品芯片，封裝后的芯片尺寸與裸片完全一致。經(jīng)晶圓級芯片尺寸封裝技術封裝后的芯片尺寸能夠達到高度微型化，芯片成本隨著芯片尺寸的減小和晶圓尺寸的增加而顯著降低。
[0003]隨著半導體制造技術的不斷發(fā)展，半導體器件的制造方法以及半導體器件的結構也日益復雜，因此，僅在晶圓的一側(cè)表面進行半導體工藝制程已不能滿足持續(xù)發(fā)展的技術需求。例如，MEMS壓力傳感器的制造工藝、背照式(BSI，Backside Illuminated)圖像傳感器的制造工藝、硅通孔(TSV，Through Silicon Via)結構的制造工藝、或者晶圓的封裝工藝，均需要在晶圓的一側(cè)表面形成半導體器件結構之后，在晶圓的另一側(cè)表面進行后段工藝制程，并且在完成后段制程之后，再對晶圓進行單片切割。
[0004]為了避免在對晶圓的另一側(cè)表面進行后段工藝制程時，造成晶圓一側(cè)表面已形成的器件結構造成損傷，現(xiàn)有技術會在已形成器件結構的晶圓表面鍵合另一承載基底，所述承載基底能夠在后段工藝制程、以及后續(xù)對所述晶圓進行修邊、減薄和單片切割的過程中，保護所述晶圓表面的器件結構。
[0005]然而，以現(xiàn)有的晶圓鍵合設備進行鍵合工藝的鍵合效果不佳，甚至容易對已形成于晶圓表面的器件結構造成損傷，降低了器件結構的可靠性。
實用新型內(nèi)容
[0006]本實用新型解決的問題是提供一種基底鍵合裝置，提高鍵合效果，提高以鍵合基底形成的器件可靠性。
[0007]為解決上述問題，本實用新型提供一種基底鍵合裝置，包括:若干墊片，所述若干墊片沿基底的邊緣均勻分布，所述若干墊片位于與基底表面對應的平面上，所述墊片包括相互連接的凸部和延伸部，所述凸部延伸至基底的邊緣以外，所述延伸部自所述凸部開始沿基底的邊緣延伸預設長度，所述延伸部包括用于接觸基底表面的接觸面，所述接觸面包括第一邊界和第二邊界，所述第一邊界為對應于基底周長的弧形，所述第二邊界平行于第一邊界，且所述第二邊界比第一邊界到基底圓心的距離?。蝗舾蓨A具，所述若干夾具沿基底周長均勻分布，且所述夾具位于相鄰墊片之間。
[0008]可選的，所述墊片的數(shù)量大于或等于所述夾具的數(shù)量。
[0009]可選的，所述第一邊界與基底的邊緣重合。
[0010]可選的，所述延伸部位于所述凸部的一側(cè)或兩側(cè)。
[0011]可選的，位于所述凸部一側(cè)的延伸部的第一邊界長度為40毫米?120毫米。
[0012]可選的，所述第一邊界與第二邊界之間的距離為2.5毫米?3毫米。
[0013]可選的，所述墊片的厚度為300微米?1000微米。
[0014]可選的，所述夾具的數(shù)量為2個。
[0015]可選的，當所述夾具的數(shù)量為2個時，所述夾具位于基底直徑的兩端。
[0016]可選的，還包括:相對設置的上電極上蓋板和下電極承載基底，所述上電極上蓋板和下電極承載基底的表面平行于基底表面；腔室，固定有基底的墊片、夾具、上電極上蓋板和下電極承載基底置于所述腔室內(nèi)，用于進行基底鍵合工藝。
[0017]可選的，所述夾具包括夾具基底、夾具體部和夾具頭，所述夾具體部垂直于基底表面，所述夾具基底和夾具頭分別與夾具體部兩端連接，且所述夾具基底和夾具頭平行于基底表面；所述夾具體部與所述夾具基底可動連接。
[0018]與現(xiàn)有技術相比，本實用新型的技術方案具有以下優(yōu)點:
[0019]本實用新型的裝置中，用于隔離基底的墊片具有凸部和延伸部，所述凸部延伸至基底邊緣以外，用于與傳動機構連接；而所述延伸部用于置于兩片基底之間進行隔離。由于所述延伸部自所述凸部開始沿基底的邊緣延伸預設距離，使得所述延伸部與基底相接觸的面積較大，從而使所述墊片能夠支撐所述基底，并達到分散壓力的作用；具體的，所述延伸部包括用于接觸基底表面的接觸面，所述接觸面包括第一邊界和第二邊界，所述第一邊界為對應于基底周長的弧形，所述第二邊界平行于第一邊界，且所述第二邊界比第一邊界到基底圓心的距離小，因此，所述接觸面與基底的接觸面積較大。由于所述墊片能夠?qū)滋峁└蟮闹瘟?，且支撐力得以分散，因此，在進行壓合之前，能夠避免兩片基底通過粘膠發(fā)生粘合，因此，繼而后續(xù)能夠完全使兩片基底之間的區(qū)域被抽真空，從而使壓合工藝的效果改善。而在壓合之后，能夠避免兩片基底的部分表面會出現(xiàn)無膠現(xiàn)象，還能夠避免兩片基底之間的部分表面出現(xiàn)溢膠現(xiàn)象。因此，所述基底鍵合裝置能夠使鍵合之后的基底表面形貌改善，使所形成半導體器件的可靠性提高。
[0020]進一步，所述墊片的數(shù)量為3個，且所述3個墊片沿基底的邊緣均勻分布，使得所述3個墊片能夠?qū)滋峁┚鶆虻闹瘟?，同時所述3個墊片向基底提供的支撐力足以保證用于鍵合的相向基底之間能夠相互隔離，從而能夠避免在壓合之前，兩片基底通過粘膠發(fā)生粘合，以此保證在壓合之后的基底表面形貌良好，以壓合的基底形成的半導體器件性能改善。
[0021]進一步，所述延伸部位于所述凸部的兩側(cè)，由于所述延伸部用于設置于兩片基底之間進行隔離，所述延伸部的面積越大，向基底提供的支撐力越大，則與能夠有效地保證兩片基底在壓合之前不會發(fā)生粘合。而所述延伸部位于凸部的兩側(cè)，則所述延伸部能夠與基底接觸的較大，使得所述延伸部能夠提供更大的應力。而且，所述延伸部位于所述凸部的兩偵U，所述延伸部向基底提供的支撐力較為均勻，因此能夠有效地保證壓合之前的基底之間不會發(fā)生粘連，基底之間的隔離效果較好。
[0022]進一步，位于所述凸部一側(cè)的延伸部的第一邊界長度為40毫米?120毫米。所述第一邊界的長度即所述延伸部沿基底邊界延伸的預設長度，當所述第一邊界的長度在40毫米?120毫米范圍內(nèi)時，能夠保證所述墊片對基底具有足夠大的支持力。從而保證了以所壓合的基底形成的半導體器件性能良好。
[0023]進一步，所述第一邊界與第二邊界之間的距離為2.5毫米?3毫米。由于基底包括有效區(qū)域以及包圍所述有效區(qū)域的無效區(qū)域，當所述第一邊界與第二邊界之間的距離在2.5毫米?3毫米范圍內(nèi)時，能夠保證墊片的延伸部與基底的接觸區(qū)域位于基底的無效區(qū)域內(nèi)，從而避免了所述墊片與基底的有效區(qū)域相接觸，減少了墊片對基底有效區(qū)域的損傷，保證了以壓合的基底所形成的半導體器件的性能良好。
[0024]進一步，所述墊片的厚度為300微米?1000微米，所述墊片的厚度即以所述墊片所隔離的兩片基底之間的厚度，當所述墊片的厚度在300微米?1000微米范圍內(nèi)時，能夠保證兩片基底之間以粘膠而發(fā)生粘合，同時能夠有利于后續(xù)抽真空以及壓合工藝的進行。

【附圖說明】

[0025]圖1和圖2是本實用新型一實施例的基底鍵合裝置的結構不意圖；
[0026]圖3至圖7是本實用新型另一實施例的基底鍵合裝置的結構示意圖；
[0027]圖8至圖13是本實用新型實施例的基底鍵合過程的結構示意圖。

【具體實施方式】
[0028]如【背景技術】所述，以現(xiàn)有的基底鍵合設備進行鍵合工藝的鍵合效果不佳，甚至容易對已形成于基底表面的器件結構造成損傷。
[0029]請參考圖1和圖2，圖1是本實用新型一實施例的基底鍵合裝置的俯視結構示意圖，圖2是圖1沿AA’割線方向的側(cè)視圖，所述基底鍵合裝置用于鍵合第一基底121和第二基底122，所述第一基底121和第二基底122重疊設置、且邊緣重合，所述基底鍵合裝置包括:三個墊片101，所述三個墊片101沿第一基底121和第二基底122的周長均勻分布，所述墊片101置于第一基底121和第二基底122之間，用于間隔所述第一基底121和第二基底122 ;兩個夾具102，所述夾具102位于沿第一基底121和第二基底122直徑的兩端，用于固定第一基底121、第二基底122和墊片101。
[0030]在以上述基底鍵合裝置鍵合所述第一基底121和第二基底122時，首先在第一基底121表面涂布粘膠123 ;在涂布粘膠123之后，使所述第二基底122與第一基底121進行對位，使第一基底121與第二基底122重疊設置并邊緣重合，所述第一基底121和第二基底122之間由墊片101進行間隔，且所述墊片沿第一基底121和第二基底122的周長均勻分布；以夾具102將所述第一基底121、第二基底122和墊片101進行固定。后續(xù)在真空狀態(tài)下對第一基底121和第二基底122施加相向的壓力，使第一基底121和第二基底122進行壓合。
[0031]然而，由于受到重力作用，在壓合第一基底121和第二基底122之前，所述第一基底121表面的部分粘膠123容易與第二基底122表面相接觸，從而容易導致第一基底121和第二基底122之間的部分區(qū)域難以被抽真空，則在后續(xù)進行的壓合工藝效果不良；在壓合之后，第二基底122的部分表面會出現(xiàn)無膠現(xiàn)象，同時，第二基底122的另一部分表面容易出現(xiàn)溢膠現(xiàn)象。因此，所述鍵合之后的第二基底122表面形貌不良、導致第二基底122所形成的半導體器件的可靠性下降、良率降低。
[0032]為了解決上述問題，本實用新型提供一種基底鍵合裝置。其中，用于隔離基底的墊片具有凸部和延伸部，所述凸部延伸至基底邊緣以外，用于與傳動機構連接；而所述延伸部用于置于兩片基底之間進行隔離。由于所述延伸部自所述凸部開始沿基底的邊緣延伸預設距離，使得所述延伸部與基底相接觸的面積較大，從而使所述墊片能夠?qū)滋峁└蟮闹瘟?，并達到分散壓力的作用；具體的，所述延伸部包括用于接觸基底表面的接觸面，所述接觸面包括第一邊界和第二邊界，所述第一邊界為對應于基底周長的弧形，所述第二邊界平行于第一邊界，且所述第二邊界比第一邊界到基底圓心的距離小，因此，所述接觸面與基底的接觸面積較大。由于所述墊片能夠?qū)滋峁└蟮闹瘟Γ夷軌蚴箟毫Φ靡苑稚?，因此，在進行壓合之前，能夠避免兩片基底通過粘膠發(fā)生粘合，因此，繼而后續(xù)能夠完全使兩片基底之間的區(qū)域被抽真空，從而使壓合工藝的效果改善。而在壓合之后，能夠避免兩片基底的部分表面會出現(xiàn)無膠現(xiàn)象，還能夠避免兩片基底之間的部分表面出現(xiàn)溢膠現(xiàn)象。因此，所述基底鍵合裝置能夠使鍵合之后的基底表面形貌改善，使所形成半導體器件的可靠性提尚。
[0033]為使本實用新型的上述目的、特征和優(yōu)點能夠更為明顯易懂，下面結合附圖對本實用新型的具體實施例做詳細的說明。
[0034]圖3至圖7是本實用新型實施例的基底鍵合裝置的結構示意圖。
[0035]請參考圖3和圖4，圖3是本實施例的基底鍵合裝置的俯視結構示意圖，圖4是圖3沿BB’割線方向的側(cè)視圖，包括:若干墊片201，所述若干墊片201沿基底200的邊緣均勻分布，所述若干墊片201位于與基底200表面對應的平面上，所述墊片201包括相互連接的凸部210和延伸部211，所述凸部210延伸至基底的邊緣以外，所述延伸部211自所述凸部210開始沿基底200的邊緣延伸預設長度，所述延伸部211包括用于接觸基底200表面的接觸面，所述接觸面包括第一邊界221和第二邊界222，所述第一邊界221為對應于基底200周長的弧形，所述第二邊界222平行于第一邊界221，且所述第二邊界222比第一邊界221到基底200圓心的距離??；若干夾具202，所述若干夾具202沿基底200周長均勻分布，且所述夾具202位于相鄰墊片201之間。
[0036]以下將結合附圖對本實施例的基底鍵合裝置進行詳細說明。
[0037]需要說明的是，由于部分所述墊片201 (延伸部211)位于兩片基底200之間，因此在所述俯視圖圖3中以虛線邊界表示所述墊片201位于基底200之間的部分。
[0038]在進行基底鍵合工藝的過程中，需要使兩片待鍵合基底200進行對位，且兩片基底200之間以所述墊片201進行隔離，使得兩片基底200表面不接觸，而所述兩片基底200以所述夾具202進行固定，以便后續(xù)送入腔室內(nèi)進行抽真空以及壓合工藝。以本實施例所述的鍵合裝置進行鍵合的兩片基底200中，一片基底表面涂布有粘膠層，且所述粘膠層與另一基底200表面相對，所述墊片210位于粘膠層和另一基底200之間進行隔離。
[0039]其中，所述粘膠層能夠位于兩片基底200中的任一基底表面，且所述粘膠層位于基底200與另一基底200相對的表面上。如圖4所不，所述粘Jj父層能夠位于下層基底200與上層基底200相對的表面上。在另一實施例中，所述粘膠層還能夠位于上層基底200與下層基底200相對的表面上。
[0040]所述墊片201的數(shù)量大于或等于所述夾具202的數(shù)量，而所述夾具的數(shù)量為2?5個。
[0041]在本實施例中，所述墊片201沿基底200的邊緣均勻分布于相鄰夾具202之間。所述夾具202的數(shù)量為2個，所述墊片201的數(shù)量為3個，所述3個墊片能夠沿基底200的邊緣均勻分布，且墊片201的延伸部211部分與基底200表面接觸，以便所述墊片201能夠位于兩片基底200之間進行隔離。由于所述墊片201需要與基底200表面接觸，為了減少所述墊片201對基底200表面的損傷，所述墊片201與基底200相接觸的區(qū)域需要位于基底200的無效區(qū)域內(nèi)，而所述基底200包括位于中心的有效區(qū)域、以及包圍所述有效區(qū)域的無效區(qū)域，因此所述墊片201與基底200相接觸的區(qū)域位于所述基底200的邊緣表面。
[0042]在另一實施例中，所述墊片201與所述夾具202重疊設置，即所述墊片201位于所述夾具202的夾具頭232(如圖6所示)之間。當所述墊片201與所述夾具202重疊設置時，所述墊片201更有利于分散壓力，能夠避免在基底壓合的過程中，造成所述基底200發(fā)生碎裂，并且能夠避免兩片基底200發(fā)生壓合偏移，從而提高了基底200的壓合質(zhì)量。所述墊片201包括延伸至基底200邊緣以外的凸部210、以及位于兩片基底200之間延伸部211，而所述延伸部211自所述凸部210開始沿所述基底200邊緣的延伸，而且所述延伸部211位于兩片基底200之間用于支撐，使得所述延伸部211與所述基底200相接觸的面積增大，則所述墊片201向基底200提供的支撐力增大，則在進行后續(xù)的抽真空和壓合工藝之前，所述兩片基底200之間不易發(fā)生粘合，則后續(xù)能夠通過抽真空工藝完全排除兩片基底200之間的空氣，使得壓合的效果良好，能夠有效地避免鍵合工藝之后，部分基底200表面出現(xiàn)無膠現(xiàn)象，或部分基底200表面出現(xiàn)溢膠現(xiàn)象，從而提高了以鍵合基底200形成的半導體器件的可靠性。
[0043]所述延伸部211與基底200相接觸的接觸面具有相互平行的第一邊界221和第二邊界222，且所述第一邊界221和第二邊界222均為弧形，而所述第一邊界221與基底200的邊緣對應，在基底200之間設置所述墊片201之后，所述第一邊界221能夠與基底200的邊緣重合，而所述第二邊界222較第一邊界221更靠近基底200的中心，即所述延伸部211的接觸面是與所述基底200的邊緣對應的圓環(huán)形的一部分。在本實施例中，所述延伸部211還具有位于第一邊界221和第二邊界222兩端的第三邊界和第四邊界，所述第一邊界221、第二邊界222、第三邊界和第四邊界包圍形成所述接觸面的圖形，且所述第三邊界和第四邊界的延長線與基底200的半徑重合。
[0044]在本實施例中，所述第一邊界221與第二邊界222之間的距離為2.5毫米?3毫米。所述第一邊界221和第二邊界222之間的距離決定了所述延伸部211伸入所述基底200之間的距離。由于所述基底200包括有效區(qū)域以及包圍所述有效區(qū)域的無效區(qū)域，即所述無效區(qū)域呈包圍有效區(qū)域的環(huán)形，而所述無效區(qū)域的寬度通常為3毫米?4毫米。當所述第一邊界221與第二邊界222之間的距離過大時，容易造成所述延伸部211與基底200有效區(qū)域相接觸，造成有效區(qū)域表面的損傷；當所述第一邊界221與第二邊界222之間的距離過小時，則所述延伸部211與基底200的接觸面積過小，使得墊片201向基底200提供的支撐力不足；當所述第一邊界221與第二邊界222之間的距離為2.5毫米?3毫米范圍內(nèi)時，即能夠保證所述延伸部211能夠向基底200提供足夠大的支撐力，同時又能夠防止所述延伸部211進入基底200之間的距離過大而接觸到基底200的有效區(qū)域，從而有效地避免了所述延伸部211對基底200的有效區(qū)域表面造成損傷。
[0045]在本實施例中，所述墊片201的厚度為300微米?1000微米。所述墊片201的厚度決定了兩片基底200之間的距離；當所述墊片201的厚度過小時，容易造成兩片基底200通過粘膠層發(fā)生粘合，不利于后續(xù)進行抽真空以及壓合工藝；當所述墊片201的厚度過大時，使得兩片基底200之間的空間體積過大，使后續(xù)的抽真空以及壓合工藝的進行增加的工藝難度；而當所述墊片的厚度在300微米?1000微米范圍內(nèi)時，即能夠保證兩片基底之間以粘膠而發(fā)生粘合，同時又能夠有利于后續(xù)抽真空以及壓合工藝的進行。
[0046]在本實施例中，所述延伸部211位于所述凸部210的兩側(cè)，不僅能夠使所述延伸部211與基底200之間具有更大的接觸面積，使所述墊片201向基底200提供更大的支持力，還能夠使所述延伸部211向基底200提供的支撐力更為均勻，能夠有效的避免兩片基底200之間發(fā)生粘合，因此，所述墊片201具有良好的隔離性能。
[0047]而且，位于所述凸部210 —側(cè)的延伸部211的第一邊界221長度為40毫米?120毫米。所述第一邊界221的長度即所述延伸部沿基底200邊界延伸的預設長度，而且所述第一邊界221的長度決定了伸入基底200之間的延伸部211的面積；當所述第一邊界221的長度過長時，會導致所述延伸部211與基底200表面的接觸面積增大，則所述延伸部211更易對基底200表面造成損傷，尤其是對基底200的有效區(qū)域表面造成損傷的可能性增大；當所述第一邊界221的長度過短時，則所述墊片201與基底200相接觸的面積較小，則所述墊片201向基底200提供的支撐力不足，容易造成兩片基底200之間通過粘膠層發(fā)生粘連；當所述第一邊界的長度在40毫米?120毫米范圍內(nèi)時，即能夠保證所述墊片對基底具有足夠大的支持力，同時又能夠保證所述墊片對基底有效區(qū)域的損傷較少。
[0048]在另一實施例中，請參考圖5，在若干墊片201中，部分墊片201的延伸部位于所述凸部210的一側(cè)。而且，而所述延伸部211的第一邊界221長度為40毫米?120毫米，即位于所述凸部210 —側(cè)的延伸部211的第一邊界221長度為20米?60毫米。
[0049]在圖5中，夾具202的數(shù)量為2個，墊片201的數(shù)量為3個；在所述3個墊片201中，I個墊片201于兩個夾具202的一側(cè)，且該墊片201的延伸部211向所述凸部210的兩側(cè)延伸；在所述3個墊片201中，其余2個墊片位于兩個夾具202的另一側(cè)，且該兩個墊片201的延伸部211均位于凸部210的一側(cè)，且該兩個墊片201的延伸部211均向所述夾具202的方向延伸。
[0050]所述延伸部211僅位于所述凸部210的一側(cè)，能夠使所述延伸部211在足以支撐兩片基底200相互隔離的情況下，減少所述延伸部211與基底200的有效區(qū)域表面的接觸，從而避免對基底200的有效區(qū)域表面造成損傷，以此保證以所鍵合的基底形成的半導體器件性能良好。而且，由于所述延伸部211均向夾具202的方向延伸，所述延伸部211在基底鍵合的過程中更有利于分散壓力，使得兩片基底200受力均勻，則所述夾具202的夾持更為穩(wěn)定。
[0051]本實施例中，所述夾具202的數(shù)量為2個，且所述夾具202位于基底200直徑的兩端。請參考圖6，圖6是夾具202的局部示意圖，所述夾具202包括夾具基底230、夾具體部231和夾具頭232，所述夾具體部231垂直于基底200表面，所述夾具基底230和夾具頭232分別與夾具體部231兩端連接，且所述夾具基底230和夾具頭232平行于基底200表面。其中，所述夾具基底230用于承載基底200，所述夾具頭232用于與上層的基底200表面接觸，使得兩片基底200經(jīng)過對位之后能夠相互固定；所述夾具體部231用于連接并固定兩端的夾具頭232，使夾具頭232能夠夾持兩片基底200。所述夾具體部231與所述夾具基底230的連接處具有軸承，使所述夾具頭232和所述夾具體部231相對于所述夾具基底230能夠可動連接。本實施例中，所述夾具202的數(shù)量為所述夾具頭232和夾具體部231的數(shù)量。
[0052]請參考圖7，本實施例的基底鍵合裝置在腔室內(nèi)還包括相對設置的上蓋板203和承載基底204，所述上蓋板203和承載基底204的表面平行于基底200表面。所述上蓋板203和承載基底204相向設置，并且分別與兩片基底200表面相接觸，通過以所述上蓋板203向所述承載基底204施加壓力，能夠壓合所述兩片重疊設置的基底200。需要說明的是，如圖6所不的夾具202在夾持基底200之后，固定于所述承載基底204上。
[0053]此外，本實施例的基底鍵合裝置還包括腔室205，所述基底200、墊片201、夾具202、上蓋板203和承載基底204置于所述腔室205內(nèi)之后，能夠進行抽真空和壓合工藝。
[0054]綜上，本實施例中，用于隔離基底的墊片具有凸部和延伸部，所述凸部延伸至基底邊緣以外，用于與傳動機構連接；而所述延伸部用于置于兩片基底之間進行隔離。由于所述延伸部自所述凸部開始沿基底的邊緣延伸預設距離，使得所述延伸部與基底相接觸的面積較大，從而使所述墊片能夠?qū)滋峁└蟮闹瘟?；具體的，所述延伸部包括用于接觸基底表面的接觸面，所述接觸面包括第一邊界和第二邊界，所述第一邊界為對應于基底周長的弧形，所述第二邊界平行于第一邊界，且所述第二邊界比第一邊界到基底圓心的距離小，因此，所述接觸面與基底的接觸面積較大。由于所述墊片能夠?qū)滋峁└蟮闹瘟Γ⑶夷軌蚍稚A具作用在上下兩張基底表面的壓力，因此，在進行壓合之前，能夠避免兩片基底通過粘膠發(fā)生粘合，因此，繼而后續(xù)能夠完全使兩片基底之間的區(qū)域被抽真空，從而使壓合工藝的效果改善。而在壓合之后，能夠避免兩片基底的部分表面會出現(xiàn)無膠現(xiàn)象，還能夠避免兩片基底之間的部分表面出現(xiàn)溢膠現(xiàn)象。因此，所述基底鍵合裝置能夠使鍵合之后的基底表面形貌改善，使所形成半導體器件的可靠性提高。
[0055]相應的，本實用新型實施例還提供一種基底鍵合方法，圖8至圖13是本實用新型實施例的基底鍵合過程的結構示意圖。
[0056]請參考圖8，提供第一基底301，所述第一基底301具有相對的第一表面311和第二表面312 ;在第一基底301的第一表面311形成粘膠層302。
[0057]在本實施例中，所述第一基底301用于與后續(xù)形成有圖像傳感器件的第二基底進行鍵合，所述第一基底301除了在后續(xù)工藝中保護形成于第二基底表面的圖像傳感器件之夕卜，還用于形成保護所述圖形傳感器件的透光外殼，因此，所述第一基底301為透明基底。在本實施例中，所述第一基底301的材料為玻璃。在其它實施例中，所述第一基底301的材料還能夠為環(huán)氧樹脂等透明的聚合物材料。
[0058]在另一實施例中，所述第一基底還能夠為硅基底、硅鍺基底、碳化硅基底、絕緣體上硅(SOI)基底、絕緣體上鍺(GOI)基底或II1-V族化合物基底(例如氮化鎵襯底或砷化鎵襯底等)。
[0059]在本實施例中，在第一基底301的第一表面311形成粘膠層302之前，在所述第一基底301的第一表面311形成隔離墻(未圖示)，相鄰隔離墻之間形成有開口(未圖示)，且所述開口的位置、與后續(xù)對位的第二基底第三表面的圖形傳感器件位置對應，所述隔離墻形成的開口能夠包圍所述圖像傳感器件，使得所述第一基底301能夠形成包圍所述圖像傳感器件的空腔；而所述粘膠層302形成于所述隔離墻的表面。
[0060]在本實施例中，所述第一基底301的邊緣具有第一無效區(qū)域，后續(xù)對位的第二基底邊緣具有第二無效區(qū)域，且所述第一無效區(qū)域和第二無效區(qū)域的位置、形狀和尺寸相互對應。所述第一無效區(qū)域沿第一基底301直徑方向的寬度為3毫米?4毫米。
[0061]所述粘膠層302能夠完全覆蓋所述第一基底301的第一表面311或覆蓋部分所述第一基底301的第一表面311 ;所述粘膠層302的材料能夠為具有粘性的聚合物材料；所述粘膠層302的形成工藝包括涂布工藝，所述涂布工藝包括絲網(wǎng)印刷工藝或滾膠工藝。所述粘膠層302用于在鍵合工藝中，固定所述第一基底301以及后續(xù)對位的第二基底。在其它實施例中，所述涂布工藝還能夠為旋涂工藝或噴涂工藝。
[0062]請參考圖9和圖10，圖10是圖9的俯視結構示意圖，圖9是圖10沿CC’割線方向的側(cè)視圖，在第一基底301的第一表面311形成粘膠層302之后，在所述第一基底301的第一表面311設置所述若干墊片303，且所述若干墊片303的第一邊界與第一基底301的邊緣重合，所述凸部延伸至所述第一基底301的邊緣以外。
[0063]所述墊片303與前一實施例中所述的墊片201相同，如圖3至圖7所示，在此不做贅述。
[0064]本實施例中，所述粘膠層302完全覆蓋所述第一基底301的第一表面311，則所述墊片303位于所述粘膠層302表面。在其它實施例中，所述粘膠層僅位于部分第一基底的第一表面，則所述墊片能夠直接位于所述第一基底的第一表面。
[0065]在本實施例中，所述第一基底301的邊緣具有第一無效區(qū)域，在所述第一基底301的第一表面311設置所述若干墊片303之后，所述墊片303的延伸部位于所述第一無效區(qū)域和第二無效區(qū)域的對應區(qū)域內(nèi)。所述延伸部與第一基底301表面粘膠層302相接觸的接觸面具有相互平行的第一邊界221 (請參考圖5)和第二邊界222 (請參考圖5)，且所述第一邊界221與第二邊界222之間的距離為2.5毫米?3毫米，因此，所述墊片303位于第一基底301的第一無效區(qū)域內(nèi)，所述墊片303不會接觸第一基底301的有效區(qū)域，從而避免了所述墊片303對第一基底301的表面造成損傷。
[0066]而后續(xù)對位的第二基底的第二無效區(qū)域與所述第一無效區(qū)域的位置、形狀和尺寸相對應，因此所述墊片303也位于所述第二無效區(qū)域內(nèi)，則所述墊片303不會對第二基底表面的圖像傳感器件造成損害，能夠保證后續(xù)鍵合之后形成的圖像傳感器件良率提高、可靠性提尚°
[0067]請參考圖11和圖12，圖12是圖11的俯視結構示意圖，圖11是圖12沿CC’方向的剖面結構示意圖，提供第二基底304，所述第二基底304具有相對的第三表面341和第四表面342 ;在所述第一基底301的第一表面311設置所述若干墊片303之后，采用對位工藝使所述第二基底304的第三表面341位于所述墊片303表面，所述第二基底304的第三表面341與第一基底301的第一表面311相對，且所述第二基底304和第一基底301的邊緣重合。
[0068]所述第二基底304為硅基底、硅鍺基底、碳化硅基底、絕緣體上硅(SOI)基底、絕緣體上鍺(GOI)基底或II1-V族化合物基底(例如氮化鎵襯底或砷化鎵襯底等)。在本實施例中，所述第二基底304的第三表面341具有圖形傳感器件，所述圖形傳感器件的位置與形成于第一基底301第一表面311的隔離墻之間的開口位置對應，使得對位之后的圖像傳感器件能夠位于所述開口內(nèi)，則所述第一基底301能夠形成包圍所述圖像傳感器的空腔。
[0069]所述對位工藝使所述第一基底301和第二基底304重疊設置、且邊緣重合，而且，使所述第一基底301第一表面311所形成的半導體結構、與第二基底304第三表面341所形成的半導體結構位置進行對準。本實施例中，所述對位工藝使形成于第一表面311的隔離墻之間的開口與第三表面341所形成的圖像傳感器件的位置進行對準。
[0070]在本實施例中，所述墊片303的厚度為300微米?1000微米，則在所述對位工藝之后，墊片303的延伸部位于所述第一基底301和第二基底304之間，所述第一基底301的第一表面311到第二基底304的第三表面341之間的距離為300微米?1000微米。
[0071]在本實施例中，所述第二基底304的邊緣具有第二無效區(qū)域，所述第二無效區(qū)域包圍第二基底304的有效區(qū)域，所述第二無效區(qū)域沿第二基底304直徑方向的寬度為3毫米?4毫米。將所述第二基底304與第一基底301進行對位之后，所述第二無效區(qū)域與所述第一無效區(qū)域的位置、形狀和尺寸相對應。由于所述墊片303的延伸部位于第一基底301的第一無效區(qū)域內(nèi)，則在所述對位工藝之后，所述墊片303的延伸部也位于第二基底304的第二無效區(qū)域內(nèi)，則所述墊片303不會對第二基底304第三表面341的圖像傳感器件造成損害，能夠保證后續(xù)經(jīng)過鍵合工藝之后，所形成的圖像傳感器件良率提高、可靠性增強。
[0072]請參考圖13，在所述對位工藝之后，在所述第一基底301和第二基底304邊緣設置夾具305，使所述第一基底301與第二基底304固定。
[0073]所述夾具305包括夾具體部和夾具頭，所述夾具體部垂直于第一基底301和第二基底304的側(cè)壁表面，所述夾具頭與夾具體部兩端連接，且所述夾具頭平行于第一基底301和第二基底304表面。本實施例中，所述夾具305的數(shù)量為2個，所述2個夾具分別設置于沿所述第一基底301和第二基底304直徑的兩段。
[0074]在所述第一基底301和第二基底304邊緣設置夾具之后，位于夾具體部兩端的夾具頭分別與第一基底301的第二表面312、以及第二基底304的第四表面342相接觸，以此固定所述第一基底301和第二基底304。
[0075]在所述第一基底301和第二基底304邊緣設置夾具305之后，將所述第一基底301、第二基底304、墊片303和夾具305送入腔室內(nèi)，已進行抽真空和壓合工藝。其中，使上蓋板和承載基底的表面分別與第一基底301的第二表面312以及第二基底304的第四表面342相接觸，通過所述上蓋板向所述承載基底施加壓力，以壓合所述第一基底301和第二基底 304。
[0076]綜上，本實施例中，在第一基底表面形成粘膠層之后，在所述第一基底的第一表面設置若干墊片，所述墊片即用于隔離所述第一基底以及后續(xù)進行對位的第二基底。而所述墊片具有凸部和延伸部，所述凸部延伸至第一基底的邊緣以外，用于與傳動機構連接；而所述延伸部用于隔離第一基底和第二基底。所述若干墊片的第一邊界與第一基底的邊緣重合，即所述延伸部能夠自所述凸部開始沿第一基底的邊緣延伸預設距離，使得所述延伸部與第一基底和第二基底相接觸的面積較大，從而使所述墊片能夠?qū)Φ诙滋峁└蟮闹瘟?。由于所述墊片能夠?qū)Φ谝换缀偷诙滋峁└蟮闹瘟?，并且能夠使受到的壓力得以分散，因此，在進行壓合之前，能夠避免第一基底和第二基底通過粘膠層發(fā)生粘合，有利于后續(xù)對第一基底和第二基底之間的區(qū)域進行抽真空，從而使壓合工藝的效果改善。而在壓合之后，第一基底和第二基底之間不會出現(xiàn)無膠現(xiàn)象，還能夠避免第一基底和第二基底之間的部分表面出現(xiàn)溢膠現(xiàn)象。因此，所述基底鍵合裝置能夠使鍵合之后的第一基底和第二基底的表面形貌改善，使所形成半導體器件的可靠性提高。
[0077]雖然本實用新型披露如上，但本實用新型并非限定于此。任何本領域技術人員，在不脫離本實用新型的精神和范圍內(nèi)，均可作各種更動與修改，因此本實用新型的保護范圍應當以權利要求所限定的范圍為準。
【權利要求】
1.一種基底鍵合裝置，其特征在于，包括: 若干墊片，所述若干墊片沿基底的邊緣均勻分布，所述若干墊片位于與基底表面對應的平面上，所述墊片包括相互連接的凸部和延伸部，所述凸部延伸至基底的邊緣以外，所述延伸部自所述凸部開始沿基底的邊緣延伸預設長度，所述延伸部包括用于接觸基底表面的接觸面，所述接觸面包括第一邊界和第二邊界，所述第一邊界為對應于基底周長的弧形，所述第二邊界平行于第一邊界，且所述第二邊界比第一邊界到基底圓心的距離??； 若干夾具，所述若干夾具沿基底周長均勻分布，且所述夾具位于相鄰墊片之間。2.如權利要求1所述的基底鍵合裝置，其特征在于，所述墊片的數(shù)量大于或等于所述夾具的數(shù)量。3.如權利要求1所述的基底鍵合裝置，其特征在于，所述第一邊界與基底的邊緣重合。4.如權利要求1所述的基底鍵合裝置，其特征在于，所述延伸部位于所述凸部的一側(cè)或兩側(cè)。5.如權利要求1所述的基底鍵合裝置，其特征在于，所述延伸部的第一邊界長度為40毫米?120毫米。6.如權利要求1所述的基底鍵合裝置，其特征在于，所述第一邊界與第二邊界之間的距離為2.5毫米?3毫米。7.如權利要求1所述的基底鍵合裝置，其特征在于，所述墊片的厚度為300微米?1000微米。8.如權利要求1所述的基底鍵合裝置，其特征在于，所述夾具的數(shù)量為2?5個。9.如權利要求8所述的基底鍵合裝置，其特征在于，當所述夾具的數(shù)量為2個時，所述夾具位于基底直徑的兩端。10.如權利要求1所述的基底鍵合裝置，其特征在于，還包括:相對設置的上蓋板和承載基底，所述上蓋板和承載基底的表面平行于基底表面；腔室，固定有基底的墊片、夾具、上蓋板和承載基底置于所述腔室內(nèi)，用于進行基底鍵合工藝。11.如權利要求10所述的基底鍵合裝置，其特征在于，所述夾具包括夾具基底、夾具體部和夾具頭，所述夾具體部垂直于基底表面，所述夾具基底和夾具頭分別與夾具體部兩端連接，且所述夾具基底和夾具頭平行于基底表面；所述夾具體部與所述夾具基底可動連接。
【文檔編號】H01L27-146GK204289405SQ201420713005
【發(fā)明者】楊瑩, 王之奇, 洪宗敏, 喻瓊, 王蔚 [申請人]蘇州晶方半導體科技股份有限公司