CN113161250A - 共晶焊接设备及其加热系统 - Google Patents
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Abstract
本申请公开了一种共晶焊接设备，用于对上晶圆和下晶圆进行共晶键合操作。共晶焊接设备包括：晶圆台，用于承载上晶圆和下晶圆并对上晶圆和下晶圆进行加热；以及压力组件，用于对上晶圆施加压力。并且，共晶焊接设备还包括：温度传感器阵列，包括设置于压力组件的下表面的多个温度传感器，并且多个温度传感器分别与上晶圆的上表面的多个区域对应；加热组件阵列，包括设置于晶圆台内的多个加热组件，并且多个加热组件位置分别与多个温度传感器的位置对应；以及控制装置，与多个温度传感器和多个加热组件进行通信，配置用于根据多个温度传感器的测量温度值，调节多个加热组件的加热温度，使得上晶圆和下晶圆在晶圆平面内的温度均匀分布。
Description
技术领域
本申请涉及半导体制造领域，特别是涉及一种共晶焊接设备。
背景技术
采用共晶金属的晶圆级键合是当今半导体制造领域的工艺，用于提供两个晶圆之间的电连接。在共晶焊接工艺中，两个对准的晶圆放置在晶圆台上。其中，上晶圆沉积有锗(Ge)材料，并且下晶圆的相应位置处沉积有铝(Al)材料。在共晶焊接的过程中，通过活塞驱动压力组件向上晶圆施加压力，同时晶圆台被加热到略低于共晶熔点，从而使得上晶圆的锗材料和下晶圆的铝材料键合在一起，形成金属间化合物。从而通过这种方式，实现上晶圆和下晶圆的连接。
为了使得上晶圆和下晶圆的之间的键合均匀，需要使得整个晶圆的温度相同。然而，使整个晶圆的温度获得满意的均匀性是非常困难的。因此，如果晶圆台的温度设定为接近共晶温度，则晶圆的某些部分将不会被加热到共晶温度，从而使得晶圆的这些部分不会键合。如果将温度设定为远高于共晶温度，则晶圆的某些部分会过热，导致铝材料在键合区域周围飞溅。
针对上述的现有技术中存在的共晶焊接过程中晶圆加热不均匀，从而导致晶圆之间的共晶焊接存在缺陷的技术问题，目前尚未提出有效的解决方案。
发明内容
本公开提供了一种共晶焊接设备，以至少解决现有技术中存在的共晶焊接过程中晶圆加热不均匀，从而导致晶圆之间的共晶焊接存在缺陷的技术问题。
根据本申请的一个方面，提供了一种共晶焊接设备，用于对上晶圆和下晶圆进行共晶键合操作。共晶焊接设备包括：晶圆台，用于承载上晶圆和下晶圆，并对上晶圆和下晶圆进行加热；以及压力组件，用于对上晶圆施加压力。并且，共晶焊接设备还包括：温度传感器阵列，包括设置于压力组件的下表面的多个温度传感器，并且多个温度传感器分别与上晶圆的上表面的多个区域对应；加热组件阵列，包括设置于晶圆台内的多个加热组件，并且多个加热组件分别与多个温度传感器对应；以及控制装置，与多个温度传感器和多个加热组件进行通信，配置用于根据多个温度传感器的测量温度值，调节多个加热组件的加热温度，使得上晶圆和下晶圆在晶圆平面内的温度均匀分布。
此外，根据本申请的另一个方面，提供了一种用于共晶焊接设备的加热系统，包括：晶圆台，用于承载上晶圆和下晶圆，并对上晶圆和下晶圆进行加热；以及控制装置。加热系统还包括加热组件阵列，加热组件阵列包括设置于晶圆台内的多个加热组件，并且多个加热组件分别与上晶圆和下晶圆在晶圆平面内划分的多个区域对应。并且其中，控制装置与多个加热组件进行通信，配置用于调节多个加热组件的加热温度，使得上晶圆和下晶圆在晶圆平面内的温度均匀分布。
本实施例在压力组件的下表面以阵列的形式设置多个温度传感器，并且多个温度传感器分别与上晶圆的上表面的多个区域对应。此外，本实施例在晶圆台内以阵列形式设置多个加热组件分别与各个温度传感器对应。从而控制装置可以根据从各个温度传感器接收的晶圆平面各个区域的温度值，对各个加热组件进行控制，从而实现在晶圆平面内对上晶面和下晶面进行均匀加热。从而通过这种方式，实现了整个晶圆的均匀性加热，从而解决了现有技术存在的共晶焊接过程中晶圆加热不均匀，从而导致晶圆之间的共晶焊接存在缺陷的技术问题。
根据下文结合附图对本申请的具体实施例的详细描述，本领域技术人员将会更加明了本申请的上述以及其他目的、优点和特征。
附图说明
后文将参照附图以示例性而非限制性的方式详细描述本申请的一些具体实施例。附图中相同的附图标记标示了相同或类似的部件或部分。本领域技术人员应该理解，这些附图未必是按比例绘制的。附图中：
图1是根据本申请一个实施例的共晶焊接设备的示意性透视图；
图2是图1所示共晶焊接设备中的传感器阵列以及加热组件阵列的示意性侧视图；
图3A是图2所示的传感器阵列的分布以及晶圆在晶圆平面内的的区域划分的示意图；
图3B是图2所示的加热组件的分布以及晶圆在晶圆平面内的区域划分的示意图；
图4是图2所示的加热组件的示意图；
图5A是图4所示的加热组件内的固定座的剖视图；
图5B是图4所示的加热组件内的固定座的俯视图；
图6是图4所示的电加热元件的示意图；
图7是利用电加热元件以及气流调节加热温度时，目标区域的温度传感器所测量的测量温度的变化图；以及
图8是利用电加热元件以及气流调节加热温度时，目标区域的温度传感器所测量的测量温度的变化图。
具体实施方式
需要说明的是，在不冲突的情况下，本公开中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。下面将参考附图并结合实施例来详细说明本公开。
为了使本技术领域的人员更好地理解本公开方案，下面将结合本公开实施例中的附图，对本公开实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本公开一部分的实施例，而不是全部的实施例。基于本公开中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都应当属于本公开保护的范围。
需要说明的是，本公开的说明书和权利要求书及上述附图中的术语“第一”、“第二”等是用于区别类似的对象，而不必用于描述特定的顺序或先后次序。应该理解这样使用的术语在适当情况下可以互换，以便这里描述的本公开的实施例。此外，术语“包括”和“具有”以及他们的任何变形，意图在于覆盖不排他的包含，例如，包含了一系列步骤或单元的过程、方法、系统、产品或设备不必限于清楚地列出的那些步骤或单元，而是可包括没有清楚地列出的或对于这些过程、方法、产品或设备固有的其它步骤或单元。
需要注意的是，这里所使用的术语仅是为了描述具体实施方式，而非意图限制根据本申请的示例性实施方式。如在这里所使用的，除非上下文另外明确指出，否则单数形式也意图包括复数形式，此外，还应当理解的是，当在本说明书中使用术语“包含”和/或“包括”时，其指明存在特征、步骤、操作、器件、组件和/或它们的组合。
图1是根据本申请一个实施例的共晶焊接设备100的示意图。参考图1所示，本实施例提供了一种共晶焊接设备100，用于对上晶圆210和下晶圆220进行共晶键合操作，包括：晶圆台120，用于承载上晶圆210和下晶圆220，并对上晶圆210和下晶圆220进行加热；以及压力组件110，用于对上晶圆210施加压力。
进一步地，参考图2所示，共晶焊接设备100还包括温度传感器阵列、加热组件阵列以及控制装置140。其中，温度传感器阵列包括设置于压力组件110的下表面的多个温度传感器150，并且多个温度传感器分别与上晶圆210的上表面的多个区域对应。
加热组件阵列包括设置于晶圆台120内的多个加热组件160，并且多个加热组件160分别与多个温度传感器150对应。
控制装置140，与多个温度传感器150和多个加热组件160连接，配置用于根据多个温度传感器150测量的温度值，控制多个加热组件160的加热温度，使得上晶圆210和下晶圆220在晶圆平面内的温度均匀分布。
图3A示出了温度传感器阵列在压力组件110的下表面布局的示意图，其中虚线标出了上晶圆210的轮廓以及上晶圆210的各个区域的划分。参考图3所示，在压力组件110的下表面以阵列的方式设置有多个温度传感器150，其中每个温度传感器150分别对应于上晶圆210的一个区域，从而温度传感器150测量的温度值可以代表相应的区域的温度值。
图3B进一步示出了加热组件阵列在晶圆台120内布局的示意图，其中虚线标出了晶圆210和220的轮廓以及各个区域的划分。参考图3B所示，多个加热组件160以阵列的形式在平面内布置，并且每个加热组件160都与一个温度传感器150对应，并且共同对应于晶圆平面内的一个区域。
从而通过这种方式，晶圆平面内的多个区域各对应一个温度传感器150以及一个加热组件160。
并且，尽管图1和图2中未示出，但是控制装置140配置用于与每个温度传感器150以及每个加热组件160通信，从而控制装置140可以从每个温度传感器150接收与晶圆平面内的各个区域对应的温度值。从而控制装置140根据测量得到的各个区域的温度值，对各个区域对应的加热组件160进行控制，从而使得多个加热组件160能够在晶圆平面内分别控制各个区域的温度值，从而对上晶圆210和下晶圆220进行均匀加热。
正如背景技术中所述，为了使得上晶圆和下晶圆的之间的键合均匀，需要使得整个晶圆的温度相同。然而，使整个晶圆获得满意的均匀性是非常困难的。因此，如果晶圆台的温度设定为接近共晶温度，则晶圆的某些部分将不会被加热到共晶温度，从而使得晶圆的这些部分不会键合。如果将温度设定为远高于共晶温度，则晶圆的某些部分会过热，导致铝材料在键合区域周围飞溅。
针对现有技术中存在的上述问题，参考图1至图3B所示，本实施例在压力组件110的下表面以阵列的形式设置多个温度传感器150，并且多个温度传感器150分别与上晶圆210的上表面的多个区域对应。此外，本实施例在晶圆台210内以阵列形式设置多个加热组件160分别与各个温度传感器150对应。从而控制装置140可以根据从各个温度传感器150接收的晶圆平面各个区域的温度值，对各个加热组件160进行控制，从而实现在晶圆平面内对上晶面210和下晶面220进行均匀加热。
从而通过这种方式，实现了整个晶圆的均匀性加热，从而解决了现有技术存在的共晶焊接过程中晶圆加热不均匀，从而导致晶圆之间的共晶焊接存在缺陷的技术问题。
此外，参考图1和图2所示，控制装置140可以是与温度传感器150以及加热组件160通信连接的机柜。同时也可以是其他的形式，例如控制器芯片、或者控制电路等。
可选地，控制装置140根据多个温度传感器150的测量温度值，调节多个加热组件160的加热温度的操作，包括：从多个温度传感器150接收多个温度传感器150的测量温度值；获取分别与多个区域对应的参考温度值；将多个温度传感器150的测量温度值分别与对应的参考温度值进行比对；以及根据比对的比对结果，调节与各个温度传感器150对应的加热组件160的加热温度。
具体地，例如锗铝共晶键合的加热温度通常在425℃至435℃之间。但是通常来说，在加热过程中，上晶圆210和下晶圆220之间的温度也可能会存在差异的。因此可以结合以上的情况进行修正，确定与晶圆平面内各个区域对应的参考温度。使得当各个温度传感器150的测量温度值与对应的参考温度相等时，晶圆210和220在晶圆平面内的各个区域的温度相等。
然后在上晶圆210和下晶圆220的键合过程中，控制装置140实时从各个温度传感器150读取与晶圆平面内各个区域对应的温度测量值。并且将各个测量温度值与对应的参考温度值进行比对，从而根据比对结果控制相应的加热组件160的加热温度。例如，当一区域对应的温度传感器150的测量温度值高于相应的参考温度值时，则调低相应的加热组件160的加热温度。当一区域对应的温度传感器150的测量温度值低于相应的参考温度值时，则调高相应的加热组件160的加热温度。从而通过这种方式，可以实时调节各个加热组件160的加热温度，从而可以实时地控制晶圆平面内各个区域的温度均匀。
可选地，加热组件160包括：壳体161；设置于壳体161内的固定座162以及设置于固定座162的电加热元件163。其中电加热元件163包括：电热棒1631，固定于固定座162的固定孔1621内；以及加热片1632，与电热棒1631连接，并且与晶圆台120的顶板121的内表面抵接。
具体地，参考图2所示，多个加热组件160设置于晶圆台120内，并且与晶圆台120的顶板121的内表面抵接，从而通过顶板121对晶圆220和210进行加热。更进一步地，例如晶圆台120设置有用于容纳加热组件160的容纳腔，从而加热组件160被插入到容纳腔内从而与顶板121的内表面抵接。进一步地参考图4所示，加热组件160还包括壳体161以及设置于壳体161内的固定座162。并且参考图5A和图5B所示，固定座162设置有固定孔1621，从而电加热元件163可以固定于固定孔1621内。并且参考图6所示，电加热元件163包括电热棒1631以及与电热棒1631连接的加热片1632。从而加热片1632与晶圆台120的顶板121的内表面抵接，从而通过顶板121对晶圆220和210进行加热。
此外，固定座162例如可以利用绝热的纳米材料制成，并且可以以过盈配合的方式固定于壳体161内。此外，电热棒1631也可以以过盈配合的方式插入到固定孔1621中。从而通过这种方式，可以将电加热元件163稳定地固定于壳体162中，从而使得加热组件160能够更好地与晶圆台120的顶板121抵接。并且同时，由于采用绝热材料将电热棒1631固定于壳体161，从而避免电热棒1631产生的热量通过固定座162以及壳体161而流失，从而提高了电流加热元件163的加热效率。
此外，参考图4所示，壳体161包括底板1611以及侧壁1612，其中侧壁1612优选也是通过绝热材料制成(例如绝热的纳米材料)，并且与加热片1632的内表面连接，从而使得壳体161与加热片1632构成密闭空间。从而通过这种方式，由于壳体161的侧壁与加热片1632的内表面连接，而不是环绕加热片1632的侧表面连接，因此在增大加热组件160的加热面积的同时，也进一步缩小了加热组件160的体积，从而有利于将更多加热组件160集成于晶圆台120内。此外，由于壳体161的侧壁1612采用绝热材料制成，因此可以防止加热片1632的热量通过壳体161的侧壁而流失。并且由于壳体1632的侧壁与加热片的内表面连接形成密闭空间，从而进一步避免电热棒1631产生的热量从壳体161内流失。从而通过以上方式，节省了加热组件160的热量损失，进一步提高了加热组件160的加热效率。
此外，参见图6所示，电热棒1631的末端设置有接线端子1633，用于连接导线。
可选地，加热组件160还包括与电热棒1631连接的电压调节组件164，电压调节组件164配置用于向电热棒1631提供电压，并且电压调节组件还配置为根据控制装置140的指令，调节提供至电热棒1631的电压的大小。
具体地，参见图4所示，电压调节组件164例如可以设置于固定座162内。尤其是，优选地，电压调节组件164例如可以设置于固定座162的固定孔1621内。从而，在本实施例的技术方案中，控制装置140可以通过对各个加热组件160的电压调节组件164发送调节电压的指令，来调节电加热元件163的温度。从而可以实时地调节晶圆平面各个区域内的加热温度，从而实现对晶圆的均匀加热。
电压调节组件164的具体实现方式不限，例如可以采用常见的电压调节电路即可。
可选地，参考图2和图4所示，固定座162与加热片1632之间形成有间隙165，并且固定座162还设置有分别与间隙165连通的进气孔1622和出气孔1623。其中，进气孔162与进气管路连通，其中进气管路与气源连接；以及出气孔1623与出气管路连通。并且其中，控制装置140还配置用于与设置于进气管路上的开关元件170通信，控制开关元件170的通断。
具体地，正如上面所述，固定座162例如可以利用绝热的纳米材料制成，并且可以以过盈配合的方式固定于壳体161内。此外，电热棒1631也可以以过盈配合的方式插入到固定孔1621中。从而通过这种方式，实现了固定座162与壳体161之间的密封结构以及电热棒1631与固定孔1621之间的密封结构。此外，壳体161的侧壁1612与加热片1632的内表面连接，从而使得壳体161与加热片1632构成密闭空间。
在这种情况下，参考图4所示，在固定座162与加热片1632之间形成有间隙165。进一步地，固定座162中设置有与间隙165连通的进气孔1622以及出气孔1623，并且进气孔1622通过开关元件170和进气管路与气源连接，出气孔与出气管路连接。从而形成从气源经由进气管路、进气孔1622、间隙165、以及出气孔1623到达出气管路的气流。并且，尽管图中未示出，但是控制装置140配置用于与设置于进气管路上的开关元件170通信，控制开关元件170的通断进而控制上述气流的通断。
正如上面，在本实施例中，控制装置140可以通过控制电压调节组件164来调节电热棒1631以及加热片1632的加热温度。但是在晶圆键合的实际工艺中，单纯依靠调节电压的方式来调节电热棒1631以及加热片1632的加热温度的方式存在一个比较显著的问题，就是调节温度的响应不及时。尤其是在需要降低电热棒1631以及加热片1632的温度时，尽管可以通过调低电压的方式来进行调节。但是由于电热棒1631以及加热片1632本身还残留维持之前温度的热量，因此电热棒1631以及加热片1632的温度不会立刻降低，从而导致相对于控制装置140的控制，电热棒1631以及加热片1632的温度响应不及时。
为了解决该技术问题，本技术方案提出采用气冷以及电热双调节的方式来对调节加热组件160的加热温度。即，在该调节方式下。通过调节电压的方式来进行大范围的温度调节，在此基础上，通过向加热组件160的间隙165输入气流的方式来实现小范围内的温度微调。
在此工作方式下，控制装置140例如首先通过电压调节组件164调节提供至电加热元件163的电压，从而将电加热元件163的加热温度调节至一个预定的温度(例如，略高于参考温度)。然后，控制装置140不再对电压调节组件164进行调节，而是通过控制开关元件170的通断来控制向间隙165输入的用于调节加热片1632的温度的气流。从而实现对加热片1632温度的微调。
从而通过这种方式，本实施例将调节电压的方式与调节气流的方式相结合，既能够满足大范围的温度调节的需要，也能够以较快的响应速度实现小范围内的温度微调。从而有利于维持晶圆210和220的温度的稳定。
可选地，共晶焊接设备100还包括设置于进气孔162内的气流调节组件165，并且控制装置140还配置用于与气流调节组件165通信，调节通过气流调节组件165的气流流量。
正如上面，本实施例将调节电压的方式与调节气流的方式相结合，通过双调节的方式来实现对加热组件加热温度的调节。在本实施例中，控制装置140除了可以控制开关元件170的通断之外，也可以通过设置于进气孔162内的气流调节组件165来调节进气孔1622内气流的大小(即流量大小)。从而通过这种方式，通过逐步调节气流的流量，从而逐步调节加热组件160的温度，使其保持恒定。
可选地，控制装置140根据比对的比对结果，调节与各个温度传感器150对应的加热组件160的加热温度的操作，包括通过以下操作调节多个区域中目标区域的温度：
控制目标区域对应的目标加热组件160的目标电压调节组件164，将目标电压调节组件164的输出电压调节至预先设置的初始电压；
在目标区域对应的目标温度传感器150的测量温度值低于预先设定的初始设定温度的情况下，逐步提高目标电压调节组件164的输出电压，其中初始设定温度高于目标区域对应的参考温度；
在目标区域对应的目标温度传感器150的测量温度值达到初始设定温度的情况下，维持目标电压调节组件164的输出电压恒定，并且打开与目标加热组件160连接的进气管路的开关元件170，并且将目标加热组件160的目标气流调节组件165的流量设置为预先设定的初始流量值。
具体地，参考图7或图8所示，在调节目标区域的温度时(该目标区域例如可以是图3A或图3B中所示的任意一个区域，在此处仅用于示例性说明)，在t0时刻，控制装置140首先向用于对该目标区域进行加热的目标加热组件160的目标电压调节组件164发送指令，从而将目标电压调节组件164的输出电压调节至初始电压。其中该初始电压例如可以是预先设置的，对应于不同的参考温度，初始电压也是不同的。
从而，目标加热组件160的电加热元件163在目标电压调节组件164的输出电压的作用下对目标区域进行加热。从而目标区域对应的目标温度传感器150的测量电压随时间逐步升高，参见图7所示。并且在目标温度传感器150的测量温度值低于初始设定温度的情况下，控制装置140逐步提高目标电压调节组件164的输出电压。从而目标加热组件160的电加热元件163的温度逐渐升高直到在t1时刻达到初始设定温度。其中初始设定温度是预先设置的，高于该目标区域对应的参考温度的温度值。并且对应于不同的参考温度值，初始设定温度也是不同。
从而在t1时刻，目标区域对应的目标温度传感器150的测量温度值达到初始设定温度的情况下，控制装置140维持目标电压调节组件164的输出电压恒定。从而在此情况下，目标加热组件160的电加热元件163产生的热量不再发生变化。
然后控制装置140打开与目标加热组件160连接的进气管路的开关元件170，并且将目标加热组件160的目标气流调节组件165的流量设置为预先设定的初始流量值。从而在气流的冷却作用下，目标加热组件160的加热片1632的温度开始下降。
从而，通过这种方式，本实施例在通过电加热元件163将晶圆210和220的温度加热到初始设定温度之后，就保持目标电压调节组件的输出电压不变，从而保证电加热的输出不变。从而进一步利用通过进气孔1622输送的气流对加热片1632的温度进行调节，从而进一步调节对晶圆210和220的加热温度。从而正如上面所述，本实施例将调节电压的方式与调节气流的方式相结合，通过双调节的方式来进行加热组件加热温度的调节。从而通过这种方式，通过逐步调节气流的流量，逐步调节加热组件160的温度，使得温度的调节能够达到快速响应的效果。
此外，进一步地，控制装置140进一步配置用于执行以下操作：在目标温度传感器150的测量温度值低于第一阈值电压的情况下，逐步减小目标气流调节组件的流量，直到目标温度传感器150的测量温度值大于第一阈值电压为止。其中第一阈值电压小于目标区域对应的参考电压。
具体地，参考图7所示，第一阈值温度以及第二阈值温度所限定的温度范围为能够接受的合理的温度误差范围。在此情况下，例如在t2时刻当目标区域的目标温度传感器150的测量温度小于第一阈值时，控制装置140逐步减小目标气流调节组件165的流量，从而减少传输至加热片1632的气流，从而升高用于加热目标区域的加热温度直到t3时刻目标温度传感器150的测量温度高于第一阈值温度时，则不再减小目标气流调节组件的流量，从而将传输至加热片1632的气流保持恒定，使得对目标区域的加热温度稳定在第一阈值温度和第二阈值温度之间。
可选地，控制装置140进一步配置用于执行以下操作：在目标温度传感器150的测量温度值高于第二阈值电压的情况下，逐步增大目标气流调节组件165的流量，直到目标温度传感器150的测量温度值小于第二阈值电压为止，其中第二阈值电压大于目标区域对应的参考电压。
具体地参考图8所示，第一阈值温度以及第二阈值温度所限定的温度范围为能够接受的合理的温度误差范围。在此情况下，例如在t2时刻当目标区域的目标温度传感器150的测量温度大于第二阈值时，控制装置140逐步增加目标气流调节组件165的流量，从而增加传输至加热片1632的气流，并降低用于加热目标区域的加热温度直到t3时刻目标温度传感器150的测量温度低于第一阈值温度时，则不再增加目标气流调节组件165的流量，从而将传输至加热片1632的气流保持恒定，使得对目标区域的加热温度稳定在第一阈值温度和第二阈值温度之间。
此外，根据本实施例的另一个方面，提供了一种用于共晶焊接设备的加热系统，包括：晶圆台120，用于承载上晶圆210和下晶圆220，并对上晶圆210和下晶圆220进行加热；以及控制装置140。加热系统还包括加热组件阵列，加热组件阵列包括设置于晶圆台120内的多个加热组件160，并且多个加热组件160分别与上晶圆210和下晶圆220在晶圆平面内划分的多个区域对应。并且其中，控制装置140与多个加热组件160进行通信，配置用于调节多个加热组件160的加热温度，使得上晶圆210和下晶圆220在晶圆平面内的温度均匀分布。
可选地，控制装置140调节多个加热组件160的加热温度的操作，包括：获取分别与多个区域对应的测量温度值以及参考温度值；将测量温度值分别与对应的参考温度值进行比对；以及根据比对的比对结果，调节多个加热组件160的加热温度。
可选地，加热组件160包括：壳体161；固定于壳体161内的固定座162；以及设置于固定座162的电加热元件163。其中电加热元件163包括：电热棒1631，固定于固定座162的固定孔1621内；以及加热片1632，与电热棒1631连接，并且与晶圆台120的顶板121的内表面抵接。
可选地，加热组件160还包括与电热棒1631连接的电压调节组件164，电压调节组件164配置用于向电热棒1631提供电流，并且电压调节组件164还配置为根据控制装置140的指令，调节提供至电热棒1631的电压的大小。
可选地，固定座162与加热片1632之间形成有间隙165，并且固定座162还设置有分别与间隙165连通的进气孔1622和出气孔1623。其中，进气孔162与进气管路连通，并且进气管路与气源连接；以及出气孔1623与出气管路连通。并且其中，控制装置140还配置用于与设置于进气管路的开关元件170通信，控制开关元件170的通断。
可选地，加热组件160还包括设置于进气孔162内的气流调节组件165，并且控制装置140还配置用于与气流调节组件165通信，调节通过气流调节组件165的气流流量。
可选地，控制装置140根据比对的比对结果，调节多个加热组件160的加热温度，包括通过以下操作调节多个区域中的目标区域的温度：控制目标区域对应的目标加热组件160的目标电压调节组件164，将目标电压调节组件164的输出电压调节至预先设置的初始电压；在目标区域对应的测量温度值低于预先设定的初始设定温度的情况下，逐步提高目标电压调节组件164的输出电压，其中初始设定温度高于目标区域对应的参考温度；以及在目标区域对应的测量温度值达到初始设定温度的情况下，维持目标电压调节组件164的输出电压恒定，并且打开与目标加热组件160连接的进气管路的开关元件170，并且将目标加热组件160的目标气流调节组件165的流量设置为预先设定的初始流量值。
可选地，控制装置140进一步配置用于执行以下操作：在目标区域对应的测量温度值低于第一阈值电压的情况下，逐步减小目标气流调节组件165的流量，直到目标区域对应的测量温度值大于第一阈值电压为止。其中第一阈值电压小于目标区域对应的参考电压。
可选地，控制装置140进一步配置用于执行以下操作：在目标区域对应的测量温度值高于第二阈值电压的情况下，逐步增大目标气流调节组件165的流量，直到目标区域对应的测量温度值小于第二阈值电压为止。其中第二阈值电压大于目标区域对应的参考电压。
综上，本实施例在压力组件的下表面以阵列的形式设置多个温度传感器，并且多个温度传感器分别与上晶圆的上表面的多个区域对应。此外，本实施例在晶圆台内以阵列形式设置多个加热组件分别与各个温度传感器对应。从而控制装置可以根据从各个温度传感器接收的晶圆平面各个区域的温度值，对各个加热组件进行控制，从而实现在晶圆平面内对上晶面和下晶面进行均匀加热。从而通过这种方式，实现了整个晶圆的均匀性加热，从而解决了现有技术存在的共晶焊接过程中晶圆加热不均匀，从而导致晶圆之间的共晶焊接存在缺陷的技术问题。
除非另外具体说明，否则在这些实施例中阐述的部件和步骤的相对布置、数字表达式和数值不限制本公开的范围。同时，应当明白，为了便于描述，附图中所示出的各个部分的尺寸并不是按照实际的比例关系绘制的。对于相关领域普通技术人员已知的技术、方法和设备可能不作详细讨论，但在适当情况下，所述技术、方法和设备应当被视为授权说明书的一部分。在这里示出和讨论的所有示例中，任何具体值应被解释为仅仅是示例性的，而不是作为限制。因此，示例性实施例的其它示例可以具有不同的值。应注意到：相似的标号和字母在下面的附图中表示类似项，因此，一旦某一项在一个附图中被定义，则在随后的附图中不需要对其进行进一步讨论。
为了便于描述，在这里可以使用空间相对术语，如“在……之上”、“在……上方”、“在……上表面”、“上面的”等，用来描述如在图中所示的一个器件或特征与其他器件或特征的空间位置关系。应当理解的是，空间相对术语旨在包含除了器件在图中所描述的方位之外的在使用或操作中的不同方位。例如，如果附图中的器件被倒置，则描述为“在其他器件或构造上方”或“在其他器件或构造之上”的器件之后将被定位为“在其他器件或构造下方”或“在其他器件或构造之下”。因而，示例性术语“在……上方”可以包括“在……上方”和“在……下方”两种方位。该器件也可以其他不同方式定位(旋转90度或处于其他方位)，并且对这里所使用的空间相对描述作出相应解释。
在本公开的描述中，需要理解的是，方位词如“前、后、上、下、左、右”、“横向、竖向、垂直、水平”和“顶、底”等所指示的方位或位置关系通常是基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本公开和简化描述，在未作相反说明的情况下，这些方位词并不指示和暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位或者以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本公开保护范围的限制；方位词“内、外”是指相对于各部件本身的轮廓的内外。
以上所述，仅为本申请较佳的具体实施方式，但本申请的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本申请揭露的技术范围内，可轻易想到的变化或替换，都应涵盖在本申请的保护范围之内。因此，本申请的保护范围应该以权利要求的保护范围为准。
Claims (10)
1.一种共晶焊接设备(100)，用于对上晶圆(210)和下晶圆(220)进行共晶键合操作，包括：晶圆台(120)，用于承载所述上晶圆(210)和所述下晶圆(220)，并对所述上晶圆(210)和所述下晶圆(220)进行加热；以及压力组件(110)，用于对所述上晶圆(210)施加压力，其特征在于，还包括：
温度传感器阵列，包括设置于所述压力组件(110)的下表面的多个温度传感器(150)，并且所述多个温度传感器(150)分别与所述上晶圆(210)的上表面的多个区域对应；
加热组件阵列，包括设置于所述晶圆台(120)内的多个加热组件(160)，并且所述多个加热组件(160)分别与所述多个温度传感器(150)对应；以及
控制装置(140)，与所述多个温度传感器(150)和所述多个加热组件(160)进行通信，配置用于根据所述多个温度传感器(150)的测量温度值，调节所述多个加热组件(160)的加热温度，使得所述上晶圆(210)和所述下晶圆(220)在晶圆平面内的温度均匀分布。
2.根据权利要求1所述的共晶焊接设备(100)，其特征在于，控制装置(140)根据所述多个温度传感器(150)的测量温度值，调节所述多个加热组件(160)的加热温度的操作，包括：
从所述多个温度传感器(150)接收所述多个温度传感器(150)的测量温度值；
获取分别与所述多个区域对应的参考温度值；
将所述多个温度传感器(150)的测量温度值分别与对应的参考温度值进行比对；以及
根据所述比对的比对结果，调节与各个温度传感器(150)对应的加热组件(160)的加热温度。
3.根据权利要求2所述的共晶焊接设备(100)，其特征在于，所述加热组件(160)包括：壳体(161)；固定于所述壳体(161)内的固定座(162)；以及设置于所述固定座(162)的电加热元件(163)，其中所述电加热元件(163)包括：
电热棒(1631)，固定于所述固定座(162)的固定孔(1621)内；以及
加热片(1632)，与所述电热棒(1631)连接，并且与所述晶圆台(120)的顶板(121)的内表面抵接。
4.根据权利要求3所述的共晶焊接设备(100)，其特征在于，所述加热组件(160)还包括与所述电热棒(1631)连接的电压调节组件(164)，所述电压调节组件(164)配置用于向所述电热棒(1631)提供电流，并且所述电压调节组件(164)还配置为根据所述控制装置(140)的指令，调节提供至所述电热棒(1631)的电压的大小。
5.根据权利要求4所述的共晶焊接设备(100)，其特征在于，所述固定座(162)与所述加热片(1632)之间形成有间隙(165)，并且所述固定座(162)还设置有分别与所述间隙(165)连通的进气孔(1622)和出气孔(1623)，其中
所述进气孔(162)与进气管路连通，并且所述进气管路与气源连接；以及
所述出气孔(1623)与出气管路连通，并且其中
所述控制装置(140)还配置用于与设置于所述进气管路的开关元件(170)通信，控制所述开关元件(170)的通断。
6.根据权利要求5所述的共晶焊接设备(100)，其特征在于，加热组件(160)还包括设置于进气孔(162)内的气流调节组件(165)，并且所述控制装置(140)还配置用于与所述气流调节组件(165)通信，调节通过所述气流调节组件(165)的气流流量。
7.根据权利要求6所述的共晶焊接设备(100)，其特征在于，控制装置(140)根据所述比对的比对结果，调节与各个温度传感器(150)对应的加热组件(160)的加热温度的操作，包括通过以下操作调节所述多个区域中的目标区域的温度：
控制所述目标区域对应的目标加热组件(160)的目标电压调节组件(164)，将所述目标电压调节组件(164)的输出电压调节至预先设置的初始电压；
在所述目标区域对应的目标温度传感器(150)的测量温度值低于预先设定的初始设定温度的情况下，逐步提高所述目标电压调节组件(164)的输出电压，其中所述初始设定温度高于所述目标区域对应的参考温度；以及
在所述目标区域对应的目标温度传感器(150)的测量温度值达到所述初始设定温度的情况下，维持所述目标电压调节组件(164)的输出电压恒定，并且打开与所述目标加热组件(160)连接的进气管路的开关元件(170)，并且将所述目标加热组件(160)的目标气流调节组件(165)的流量设置为预先设定的初始流量值。
8.根据权利要求7所述的共晶焊接设备(100)，其特征在于，控制装置(140)进一步配置用于执行以下操作：
在所述目标温度传感器(150)的测量温度值低于第一阈值电压的情况下，逐步减小所述目标气流调节组件(165)的流量，直到所述目标温度传感器(150)的测量温度值大于所述第一阈值电压为止，其中
所述第一阈值电压小于所述目标区域对应的参考电压。
9.根据权利要求7所述的共晶焊接设备(100)，其特征在于，控制装置(140)进一步配置用于执行以下操作：
在所述目标温度传感器(150)的测量温度值高于第二阈值电压的情况下，逐步增大所述目标气流调节组件(165)的流量，直到所述目标温度传感器(150)的测量温度值小于所述第二阈值电压为止，其中
所述第二阈值电压大于所述目标区域对应的参考电压。
10.一种用于共晶焊接设备的加热系统，包括：晶圆台(120)，用于承载上晶圆(210)和下晶圆(220)，并对所述上晶圆(210)和所述下晶圆(220)进行加热；以及控制装置(140)，其特征在于，还包括加热组件阵列，包括设置于所述晶圆台(120)内的多个加热组件(160)，并且所述多个加热组件(160)分别与所述上晶圆(210)和所述下晶圆(220)在晶圆平面内划分的多个区域对应，并且其中
所述控制装置(140)与所述多个加热组件(160)进行通信，配置用于调节所述多个加热组件(160)的加热温度，使得所述上晶圆(210)和所述下晶圆(220)在晶圆平面内的温度均匀分布。
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