结合基底的设备和结合基底的方法技术

提供了结合基底的设备和结合基底的方法。基底结合设备包括下吸盘、上吸盘、位于上吸盘的中心部分上的电致动器、压力传感器以及控制器。下吸盘可以支撑下基底，上吸盘可以面对下吸盘，使得上吸盘的下表面面对下吸盘的上表面，并且上吸盘可以支撑上基底。电致动器可以使结合销穿过上吸盘下降以将压力施加到支撑在上吸盘上的上基底。压力传感器可以位于支撑在下吸盘上的下基底下方。压力传感器可以实时地感测由结合销施加到压力传感器的下降压力。控制器可以控制由结合销施加的下降压力。

Equipment and method of substrate bonding

【技术实现步骤摘要】
结合基底的设备和结合基底的方法本申请要求于2018年11月13日提交的第10-2018-0138916号韩国专利申请的优先权和权益，该韩国专利申请的公开内容通过引用全部包含于此。
示例实施例涉及基底结合设备和基底结合方法。
技术介绍
正在进行关于电子装置的多功能和轻量化、薄化、缩短以及小型化的大量研究。电子装置中使用的半导体器件包括执行不同功能的各种类型的单元元件。已经尝试了形成具有不同的相应单元元件的不同的半导体芯片并将不同的半导体芯片结合在一起。在某些情况下，可以利用气动(pneumatic)结合设备使两片晶圆结合。在利用某些气动结合设备的基底结合方法中，难以精确地控制施加到结合销的下降压力、速率和距离，并且难以均匀地保持基底的结合质量。
技术实现思路
专利技术构思的示例实施例涉及提供用于精确地控制结合销的下降压力、下降速率和下降距离的基底结合设备和基底结合方法。专利技术构思的示例实施例涉及提供用于确保基底结合的再现性的基底结合设备和基底结合方法。根据一些示例实施例，基底结合设备可以包括下吸盘、上吸盘、位于上吸盘的中心部分上的电致动器、位于下吸盘的侧部处的第一压力传感器以及控制器。下吸盘可以被构造为支撑位于下吸盘的上表面上的下基底。上吸盘可以被构造为面对下吸盘，使得上吸盘的下表面面对下吸盘的上表面。上吸盘可以被构造为支撑位于上吸盘的下表面上的上基底。电致动器可以被构造为使结合销穿过上吸盘下降以将压力施加到支撑在上吸盘的下表面上的上基底。第一压力传感器可以被构造为感测在下基底和上基底结合在一起之前由结合销施加到第一压力传感器的下降压力。控制器可以被构造为控制由结合销施加的下降压力。根据一些示例实施例，基底结合设备可以包括下吸盘、上吸盘、位于上吸盘的中心部分上的电致动器、压力传感器和控制器。下吸盘可以被构造为支撑位于下吸盘的上表面上的下基底。上吸盘可以被构造为面对下吸盘，使得上吸盘的下表面面对下吸盘的上表面。上吸盘可以被构造为支撑位于上吸盘的下表面上的上基底。电致动器可以被构造为使结合销穿过上吸盘下降以将压力施加到支撑在上吸盘的下表面上的上基底。压力传感器可以位于下吸盘的中心部分处，使得压力传感器位于下吸盘的上表面下方，并被构造为位于支撑在下吸盘的上表面上的下基底下方。压力传感器可以被构造为实时地感测由结合销施加到压力传感器的下降压力。控制器可以被构造为控制由结合销施加的下降压力。根据一些示例实施例，基底结合方法可以包括：将下基底装载在下吸盘的上表面上；将上基底装载在上吸盘的下表面上，上吸盘的下表面面对下吸盘的上表面；驱动位于上吸盘的中心部分处的电致动器，以使结合销穿过上吸盘朝向下吸盘下降；基于由结合销施加到上基底的压力，使上基底的中心部分与上吸盘分离，使得上基底与下基底接触；使结合销施加恒定的压力以使上基底结合到下基底；通过压力传感器实时地感测当下基底和上基底结合时由结合销施加到压力传感器的压力，压力传感器位于下吸盘的中心部分处，使得压力传感器位于下吸盘的上表面下方，并被构造为位于支撑在下吸盘的上表面上的下基底下方，并且基于所述感测产生第一压力感测信号；以及控制器接收第一压力感测信号，并且基于第一压力感测信号来调整当后续基底结合时由结合销施加的下降压力。附图说明图1是示出根据专利技术构思的一些示例实施例的基底结合设备的视图。图2是示出其上装载有下基底和上基底的基底结合设备的视图。图3、图4、图5和图6是示出根据专利技术构思的一些示例实施例的基底结合方法的视图。图7是示出根据专利技术构思的一些示例实施例的基底结合设备的视图。图8、图9、图10、图11和图12是示出根据专利技术构思的一些示例实施例的基底结合方法的视图。图13是示出根据专利技术构思的一些示例实施例的基底结合设备的视图。图14、图15、图16、图17和图18是示出根据专利技术构思的一些示例实施例的基底结合方法的视图。具体实施方式在下文中，将参照附图描述基底结合设备、基底结合方法以及通过基底结合设备和方法制造的半导体器件。图1是示出根据专利技术构思的一些示例实施例的基底结合设备的视图。图2是示出其上装载有下基底和上基底的基底结合设备的视图。参照图1和图2，根据专利技术构思的一些示例实施例的基底结合设备100包括下吸盘(chuck)110、上吸盘120、下真空泵130、压力传感器140、上真空泵150、电致动器160和控制器170。下吸盘110和上吸盘120可以被设置为彼此面对，使得上吸盘120的下表面120S面对下吸盘110的上表面110S。如图1至图2中所示，下吸盘110可以被构造为支撑位于下吸盘110的上表面110S上的下基底10。多个下真空吸孔132可以形成在下吸盘110中，以使设置在下吸盘110的上表面110S上的下基底10固定。下真空吸孔132的数量可以根据下基底10的尺寸而变化。所述多个下真空吸孔132中的每个可以通过连接管(未示出)连接到下真空泵130。当响应于从控制器170输入的第一控制信号CS1驱动下真空泵130时，下吸盘110上方的空气可以通过所述多个下真空吸孔132被抽吸。由于下吸盘110上方的空气被抽吸，所以可以使设置在下吸盘110的上表面110S上的下基底10固定。重申，下吸盘110可以包括多个下真空吸孔132，基底结合设备100可以包括下真空泵130，下真空泵130连接到所述多个下真空吸孔132并被构造为通过下真空吸空132朝向下真空泵130抽吸空气，以使下基底10固定在下吸盘110的上表面110S上。多个上真空吸孔152a和152b可以形成在上吸盘120中，以使设置在上吸盘120的下表面120S上的上基底20固定。重申，上吸盘120可以被构造为支撑位于上吸盘120的下表面120S上的上基底20。所述多个上真空吸孔152a和152b可以包括：第一上真空吸孔152a，形成为与上基底20的中心部分20c对应；以及第二上真空吸孔152b，形成为与上基底20的外部部分对应。第一上真空吸孔152a的数量和第二上真空吸孔152b的数量可以根据上基底20的尺寸而变化。所述多个上真空吸孔152a和152b中的每个可以通过连接管(未示出)连接到上真空泵150。重申，上吸盘120可以包括多个上真空吸孔152a和152b，基底结合设备100可以包括上真空泵150，上真空泵150连接到所述多个上真空吸孔152a和152b并被构造为通过上真空吸孔152a和152b朝向上真空泵150抽吸空气，以使上基底20固定在上吸盘120的下表面120S上。作为一个示例，可以通过第一上真空吸孔152a和第二上真空吸孔152b同时抽吸空气。作为一个示例，可以通过第二上真空吸孔152b抽吸空气而不通过第一上真空吸孔152a抽吸空气。能够打开/关闭空气的抽吸的多个阀(例如，节流阀)可以设置在上真空泵150与所述多个连接管之间。在上真空泵150被驱动的同时，控制器170可以单独地控制所述多个阀。可以通过打开/关闭所述多个阀来单独地控制利用第一上真空吸孔152本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种基底结合设备，所述基底结合设备包括：/n下吸盘，下吸盘被构造为支撑位于下吸盘的上表面上的下基底；/n上吸盘，上吸盘被构造为面对下吸盘，使得上吸盘的下表面面对下吸盘的上表面，上吸盘被构造为支撑位于上吸盘的下表面上的上基底；/n电致动器，位于上吸盘的中心部分上，电致动器被构造为使结合销穿过上吸盘下降以将压力施加到支撑在上吸盘的下表面上的上基底；/n第一压力传感器，位于下吸盘的侧部处，第一压力传感器被构造为感测在下基底和上基底结合在一起之前由结合销施加到第一压力传感器的下降压力；以及/n控制器，被构造为控制由结合销施加的下降压力。/n

【技术特征摘要】
20181113 KR 10-2018-01389161.一种基底结合设备，所述基底结合设备包括：
下吸盘，下吸盘被构造为支撑位于下吸盘的上表面上的下基底；
上吸盘，上吸盘被构造为面对下吸盘，使得上吸盘的下表面面对下吸盘的上表面，上吸盘被构造为支撑位于上吸盘的下表面上的上基底；
电致动器，位于上吸盘的中心部分上，电致动器被构造为使结合销穿过上吸盘下降以将压力施加到支撑在上吸盘的下表面上的上基底；
第一压力传感器，位于下吸盘的侧部处，第一压力传感器被构造为感测在下基底和上基底结合在一起之前由结合销施加到第一压力传感器的下降压力；以及
控制器，被构造为控制由结合销施加的下降压力。


2.根据权利要求1所述的基底结合设备，其中，
第一压力传感器被构造为基于由第一压力传感器感测到的下降压力而产生第一压力感测信号；并且
控制器被构造为在下基底和上基底结合在一起之前基于第一压力感测信号来调整由结合销施加的下降压力。


3.根据权利要求2所述的基底结合设备，其中，控制器被构造为：
将根据第一压力感测信号的第一压力值与预设的压力值进行比较，并且
响应于第一压力值是大于还是小于预设的压力值的确定来调整由结合销施加的下降压力。


4.根据权利要求1所述的基底结合设备，所述基底结合设备还包括：
第二压力传感器，位于下吸盘的中心部分处，使得第二压力传感器位于下吸盘的上表面下方，并被构造为位于支撑在下吸盘的上表面上的下基底下方，第二压力传感器被构造为实时地感测由结合销施加到第二压力传感器的下降压力。


5.根据权利要求4所述的基底结合设备，其中，
第二压力传感器被构造为基于由第二压力传感器感测到的下降压力产生第二压力感测信号，并且
控制器被构造为基于第二压力感测信号来调整由结合销施加的下降压力。


6.根据权利要求5所述的基底结合设备，其中，控制器被构造为：
将根据第二压力感测信号的第二压力值与预设的压力值进行比较，并且
响应于第二压力值是大于还是小于预设的压力值的确定而调整由结合销施加的下降压力。


7.根据权利要求1所述的基底结合设备，其中，控制器被构造为：
将由结合销施加的下降压力的大小增大到第一压力，以使上基底的中心部分与上吸盘分离；
在通过结合销使上基底的中心部分与上吸盘分离并推向下基底之后，将由结合销施加的下降压力的大小减小到小于第一压力的第二压力；以及
在使下基底和上基底彼此接触之后，将由结合销施加的下降压力增大到大于第一压力的第三压力。


8.根据权利要求1所述的基底结合设备，其中，
下吸盘包括多个下真空吸孔；并且
所述基底结合设备还包括下真空泵，下真空泵连接到所述多个下真空吸孔，并被构造为通过所述多个下真空吸孔朝向下真空泵抽吸空气以使下基底固定在下吸盘的上表面上。


9.根据权利要求1所述的基底结合设备，其中，
上吸盘包括多个上真空吸孔；并且
所述基底结合设备还包括上真空泵，上真空泵连接到所述多个上真空吸孔，并被构造为通过所述多个上真空吸孔朝向上真空泵抽吸空气以使上基底固定在上吸盘的下表面上。


10.根据权利要求1所述的基底结合设备，其中，所述基底结合设备被构造为将下基底和上基底结合在一起以制造图像传感器或动态随机存取存储器。


11.一种基底结合设备，所述基底结合设备包括：
下吸盘，下吸盘被构造为支撑位于下吸盘的上表面上的下基底；
上吸盘，上吸盘被构造为面对下吸盘，使得上吸盘的下表面面对下吸盘的上表面，上吸盘被构造为支撑位于上吸盘的下表面上的上基底；
电致动器，位于上吸盘的中心部分上，电致动器被构造为使结合销穿过上吸盘下降以将压力施加到支撑在上吸盘的...

【专利技术属性】
技术研发人员：金会哲，金东亿，金兑泳，
申请(专利权)人：三星电子株式会社，
类型：发明
国别省市：韩国;KR