[发明专利]晶圆键合设备以及使用其的晶圆键合系统

权利要求书

1.一种晶圆键合设备，所述晶圆键合设备包括：

第一键合卡盘，将布置在第一键合卡盘的第一表面上的第一晶圆固定；

第二键合卡盘，将第二晶圆固定在第二键合卡盘的面对第一表面的第二表面上；

键合起始构件，位于第一键合卡盘的中心处，以将第一晶圆推向第二表面；以及

膜构件，具有从第二表面的中心部分朝向第一表面突出的突起以及在围绕第二表面的中心部分的外部区域中限定突起的平面部分。

2.如权利要求1所述的晶圆键合设备，其中，膜构件的突起的厚度小于平面部分的厚度，并且膜构件包括柔性材料。

3.如权利要求2所述的晶圆键合设备，所述晶圆键合设备还包括将气动压力提供到膜构件的下表面的空气泵，膜构件的下表面面对膜构件的与第二晶圆接触的上表面，其中，膜构件的突起通过气动压力形成为在突出方向上具有预定半径的半球形表面。

4.如权利要求3所述的晶圆键合设备，其中，半球形表面的预定半径根据气动压力的变化而改变。

5.如权利要求1所述的晶圆键合设备，其中，膜构件的突起的厚度大于平面部分的厚度，并且膜构件包括刚性材料。

6.如权利要求5所述的晶圆键合设备，其中，膜构件的突起被设置为阶梯型的截头锥。

7.如权利要求1所述的晶圆键合设备，其中，膜构件根据第一晶圆和第二晶圆的种类而能够以不同形状的膜构件替换。

8.如权利要求1所述的晶圆键合设备，其中，键合起始构件在朝向第二晶圆的方向上推动第一晶圆的中心以获得第一晶圆中的键合传播距离，并且膜构件推动第二晶圆以使第二晶圆从其中心部分朝向第一晶圆突出并且具有平坦的外部区域。

9.如权利要求8所述的晶圆键合设备，所述晶圆键合设备还包括与第一键合卡盘和第二键合卡盘分隔开以测量键合传播距离的传感器。

10.如权利要求9所述的晶圆键合设备，其中，所述传感器包括多个传感器，并且至少三个传感器被布置成以与第一晶圆中的对准特征对应的位置成45°的方位角彼此分隔开。

11.如权利要求1所述的晶圆键合设备，其中：

孔径光阑用作第二键合卡盘的第二表面，并且

突起在朝向第一表面的方向上从孔径光阑的开口部分突出并且平面部分位于孔径光阑的闭合部分中。

12.如权利要求11所述的晶圆键合设备，其中，膜构件的厚度遍及膜构件的整个表面是恒定的，并且膜构件包括柔性材料。

13.如权利要求12所述的晶圆键合设备，所述晶圆键合设备还包括将气动压力提供到膜构件的下表面的空气泵，膜构件的下表面面对膜构件的与第二晶圆接触的上表面，膜构件的突起通过气动压力形成为在突出方向上具有预定半径的半球形表面。

14.如权利要求13所述的晶圆键合设备，其中，半球形表面的预定半径根据气动压力和/或孔径光阑的开口率的变化而改变。

15.如权利要求11所述的晶圆键合设备，其中：

键合起始构件在朝向第二晶圆的方向上推动第一晶圆的中心以获得第一晶圆中的键合传播距离，

膜构件和孔径光阑推动第二晶圆以使第二晶圆具有朝向第一晶圆突出的中心部分并且具有平坦的外部区域。