CN117524897B - 晶圆键合对准装置 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种晶圆键合对准装置，包括热盘，限位机构，隔片机构及对准机构；热盘形成凹设部与限位槽；限位机构形成圆形限位区域；对准机构包括刚性对准组件，浮动板及第三驱动机构；浮动板横向设置导引支架，导引支架朝向热盘形成导引面，刚性对准组件包括定位组件，滚动体及抵持组件，浮动板在第三驱动机构的驱动下作升降运动，滚动体在导引面的导引下滑动，定位组件沿限位槽作径向伸缩运动，以由定位组件对贴合后的第一晶圆与第二晶圆的边缘执行对准。本申请显著地提高了晶圆同心度对准效果，消除了二次同步对准过程中所产生的横向误差，并避免了在键合面上形成空洞，降低了第一晶圆对第二晶圆造成的冲击力。

Description

晶圆键合对准装置

技术领域

本发明涉及半导体设备领域，尤其涉及一种晶圆键合对准装置。

背景技术

晶圆键合是晶圆级封装技术，用于制造微机电系统（MEMS）、纳米机电系统（NEMS）、微电子学和光电子学，从而确保机械稳定且密封的封装。通常的，晶圆键合是指将晶圆与载片对对准之后再进行键合，因此在晶圆键合工艺中将晶圆与载片执行可靠对准是晶圆键合制程的前置性关键步骤。相同尺寸的晶圆与载片在键合设备的工艺腔体在对准过程中通常采用多个内侧具弧形限位部的顶针托持载片的下边缘处，然后通过真空吸附机械手将晶圆传送至载片上方并在校准后将晶圆放置在载片表面。

随着晶圆与载片尺寸的不断增大，使得载片在下落并贴合晶圆过程中会在晶圆与载片之间残留空气，即使将工艺腔体形成真空状态后，也会在晶圆与载片之间形成空洞，且由于晶圆与载片不可避免的存在一定的曲翘度，一旦晶圆与载片贴合后，在范德华力的作用下，晶圆与载片之间可能存在气泡。一旦气泡被锁定在晶圆与载片之间，即使后期将工艺腔体抽至真空状态，这些气泡依然无法从晶圆与载片之间逸出并在晶圆与载片之间形成空洞，并极大地影响到最终键合后晶圆的电学性能及机械性能。虽然，在晶圆键合设备中可通过抽真空方式消除在晶圆与载片之间所形成的键合面处所形成的气泡，但依然无法消除空洞。

同时，在同尺寸的同质晶圆或者异质晶圆键合场景中，两片晶圆无论是在外力托持下还是借助重力下落的过程并最终贴合后，均存在两片晶圆边缘发生轻微偏移，从而导致在贴合前已经对准的两片晶圆在贴合后彼此的圆心及边缘发生错位，并对后续的晶圆键合工艺造成前置性不利影响。虽然现有技术中也存在沿晶圆径向方向抵持晶圆边缘以对两片晶圆进行校准的技术手段，但现有技术受限于气缸运动精度较低的客观因素，存在的对准精度较低及对晶圆冲击较大的技术缺陷。

有鉴于此，有必要对现有技术中的晶圆键合对准装置予以改进，以解决上述问题。

发明内容

本发明的目的在于揭示一种晶圆键合对准装置，用以减少两片晶圆在键合前执行同心度对准过程中存在的上述技术缺陷，并尤其地旨在提高两片晶圆的同心度对准效果，消除以气缸为动力机构执行同心度对准过程中所产生的误差，避免在第一晶圆与第二晶圆贴合后在键合面形成空洞。

为实现上述目的，本发明提供了一种将第一晶圆键合到第二晶圆的晶圆键合对准装置，

包括：热盘，限位机构，周期性隔离所述第一晶圆与第二晶圆的隔片机构，以及对准机构；

热盘形成凹设部，所述热盘的侧部开设连通所述凹设部的限位槽；

所述限位机构包括至少两个面向热盘圆心的内侧形成弧状侧壁的支撑柱，以由所述弧状侧壁共同形成圆形限位区域；

所述对准机构包括刚性对准组件，浮动板及第三驱动机构；

所述浮动板横向设置导引支架，所述导引支架朝向所述热盘形成导引面，所述刚性对准组件包括定位组件，被所述导引面所引导的滚动体及抵持组件，所述浮动板在第三驱动机构的驱动下作升降运动，所述滚动体在导引面的导引下滑动，所述定位组件沿所述限位槽作径向伸缩运动，以由所述定位组件对贴合后的第一晶圆与第二晶圆的边缘执行对准。

作为本发明的进一步改进，所述限位机构垂直于所述热盘作升降运动，所述限位机构包括：至少两个顶部形成端头的支撑柱，连接支撑柱的托板，及驱动所述托板沿垂直方向作升降运动的第二驱动机构；所述端头面向热盘圆心的内侧形成台阶及弧状侧壁，以由所述弧状侧壁形成所述圆形限位区域，所述支撑柱连续垂直贯穿热盘与位于热盘下方的支撑板。

作为本发明的进一步改进，所述定位组件包括：立柱，向热盘折弯的折弯部，所述折弯部靠近热盘的末端形成弧形抵持端；所述抵持组件包括：与所述支撑板固定的支座，抵持板，水平贯穿支座并与立柱连接的导向轴，被所述抵持板与支座水平夹持并套设于所述导向轴外侧的弹性件，及嵌入所述支座并供导向轴插入的导套，所述导向轴贯穿所述导套并水平刚性连接立柱与抵持板，所述立柱的底部设置所述滚动体；

当所述浮动板沿垂直方向作升降运动时，所述滚动体沿所述导引面滑动，所述弹性件被抵持于所述导套并向抵持板施加弹力以驱动所述抵持板相对于所述支座作接近或者远离运动，以通过所述导向轴带动折弯部沿所述限位槽中作径向伸缩运动，通过所述弧形抵持端横向抵持第一晶圆与第二晶圆的边缘。

作为本发明的进一步改进，所述定位组件对贴合后的第一晶圆与第二晶圆的边缘执行对准时，所述弧形抵持端沿垂直方向所形成的高度完全覆盖相互贴合后的第一晶圆与第二晶圆的边缘。

作为本发明的进一步改进，所述定位组件对贴合后的第一晶圆与第二晶圆的边缘执行对准时，所述第一晶圆与第二晶圆被所述限位机构承托并悬空于凹设部上方，或者，所述定位组件对贴合后的第一晶圆与第二晶圆的边缘执行对准时，所述第一晶圆与第二晶圆共同降落至凹设部。

作为本发明的进一步改进，所述浮动板横向设置相对于所述热盘及隔片机构均呈对称设置的四个导引支架；所述晶圆键合对准装置包括：适配于所述导引支架的四个刚性对准组件，其中，位于所述隔片机构两侧对称设置两个刚性对准组件。

作为本发明的进一步改进，所述晶圆键合对准装置还包括：四个相对于所述热盘圆心呈对称设置的刚性对准组件及设置于所述热盘下方的支撑板，所述刚性对准组件固定设置于所述支撑板的上表面。

作为本发明的进一步改进，所述隔片机构对称配置于所述热盘两侧；所述隔片机构包括：两个支撑悬臂，驱动两个支撑悬臂作同步张开与闭合的第一驱动机构，所述支撑悬臂远离第一驱动机构的末端形成隔离所述第一晶圆与第二晶圆的片状件，所述支撑悬臂同步闭合以隔离所述第一晶圆与第二晶圆；所述支撑悬臂同步张开过程中通过所述圆形限位区域引导第二晶圆向第一晶圆靠近并相互贴合。

作为本发明的进一步改进，所述定位组件作在所述限位槽中作径向伸缩运动的方向指向所述热盘圆心，所述定位组件与第一晶圆与第二晶圆形成第一接触点，所述支撑悬臂同步闭合后与第二晶圆形成第二接触点，所述端头与第一晶圆形成第三接触点，所述第一接触点形成于所述第二接触点与第三接触点沿所述凹设部所形成的圆弧轨迹之间。

作为本发明的进一步改进，所述支撑悬臂在第一驱动机构驱动下同步转动，执行同步闭合及张开以分别形成第一状态与第二状态，在第一状态与第二状态中两个支撑悬臂均保持沿垂直方向的高度恒定，所述片状件的厚度小于第一晶圆或者第二晶圆的厚度。

作为本发明的进一步改进，所述支撑悬臂呈第一状态时，所述第一晶圆与第二晶圆沿垂直方向形成预设间隔距离，所述预设间隔距离大于或者等于所述片状件沿垂直方向的厚度；所述支撑悬臂呈第二状态时，所述支撑悬臂至少被同步转动至所述圆形限位区域的外部。

作为本发明的进一步改进，所述第一驱动机构包括：第一动力单元，固定座，被第一动力单元驱动并沿垂直方向作升降动作的动块，连接所述动块的驱动轴，两个平行且垂直设置并分别驱动所述支撑悬臂转动的旋转轴，及同步块；两个旋转轴的侧壁对称形成螺旋导引槽，所述同步块对称形成延伸入所述螺旋导引槽的导引端，当所述同步块沿垂直方向的升降运动中，所述导引端在所述螺旋导引槽滑动，以同步驱动两个支撑悬臂作同步张开与闭合。

作为本发明的进一步改进，所述第一晶圆与第二晶圆垂直地堆叠，所述限位槽沿热盘的径向方向设置并指向热盘圆心，所述限位槽至少延伸至圆形限位区域的边缘，所述圆形限位区域的直径小于或者等于所述凹设部的直径。

与现有技术相比，本发明的有益效果是：

在本申请中，通过定位组件沿限位槽作径向伸缩运动，以由所述定位组件对贴合后的第一晶圆与第二晶圆的边缘执行对准，从而实现了二次同步对准，显著地提高了两片晶圆的同心度对准效果，消除了以气缸为动力机构执行二次同步对准过程中所产生的横向误差，避免了在第一晶圆与第二晶圆贴合后在键合面形成空洞；同时，通过隔片机构作同步张开与闭合的支撑悬臂远离第一驱动机构的末端所形成的用于隔离第一晶圆与第二晶圆的片状件，缩短了第二晶圆向第一晶圆贴合过程中的降落距离，降低了第二晶圆对第一晶圆造成的冲击力，并使得第一晶圆与第二晶圆所形成的键合面中的键合胶保持均匀铺展状态，从而最终确保了晶圆键合制程良率。

附图说明

图1为本发明晶圆键合对准装置未载入第一晶圆时的俯视图；

图2为图1中G-G向的剖视图；

图3为图1中F-F向的剖视图；

图4为限位机构所包含的支撑柱上升后承载第一晶圆的主视图；

图5为支撑悬臂同步闭合后的俯视图；

图6为载入第二晶圆并由支撑柱同时承托第一晶圆与第二晶圆的俯视图，其中，支撑悬臂的尖端插入第一晶圆与第二晶圆之间的间隙以隔离第一晶圆与第二晶圆；

图7为支撑悬臂的尖端插入第一晶圆与第二晶圆之间的局部示意图；

图8为支撑悬臂同步张开后第二晶圆向下降落并与第一晶圆呈贴合状态的立体图；

图9为支撑悬臂同步张开后且对准机构对呈贴合状态的第一晶圆与第二晶圆执行对准前的局部立体图；

图10为支撑悬臂同步张开后第一晶圆与第二晶圆呈贴合状态的局部示意图；

图11为刚性对准组件在限位槽中作径向伸缩运动以对第一晶圆与第二晶圆执行对准并径向缩回后的局部剖视图；

图12为刚性对准组件在限位槽中同步地作径向伸缩运动以对第一晶圆与第二晶圆执行对准时的俯视图；

图13为本发明晶圆键合对准装置所包含的限位机构的立体图；

图14为限位机构的支撑柱的顶部所设置的端头的立体图；

图15为浮动板被第三驱动机构驱动并下降至下止点的主视图；

图16为浮动板被第三驱动机构驱动并上升至上止点的剖视图；

图17为浮动板的俯视图；

图18为浮动板与第三驱动机构的立体图；

图19为刚性对准组件执行对准前的立体图；

图20为刚性对准组件执行对准后的立体图；

图21为刚性对准组件的爆炸图；

图22为隔片机构的支撑悬臂呈张开状态的立体图；

图23为隔片机构的支撑悬臂呈闭合状态的立体图。

具体实施方式

下面结合附图所示的各实施方式对本发明进行详细说明，但应当说明的是，这些实施方式并非对本发明的限制，本领域普通技术人员根据这些实施方式所作的功能、方法、或者结构上的等效变换或替代，均属于本发明的保护范围之内。

本实施例所揭示的晶圆键合对准装置100，用于对第一晶圆1与第二晶圆2执行两次同心度对准，并应用于晶圆键合设备。晶圆键合技术是指通过化学和物理作用将两块已镜面抛光的同质晶片或异质晶片（即，第一晶圆1与第二晶圆2）紧密地结合起来。晶片接合后，晶片界面的原子受到外力的作用而产生反应形成共价键结合成一体，并使接合界面达到特定的键合强度，以满足MEMS或者NEMS等微电子器件的封装要求。可选地，第一晶圆1为半导体晶圆，例如，硅基晶圆、氮化镓晶圆等；第二晶圆2为载片，例如，玻璃、蓝宝石、碳化硅等。第二晶圆2作为衬底以为第一晶圆1提供支撑。

示例性地，第一晶圆1可通过光刻（Photolithography）、刻蚀（Etch）、扩散（Diffusion）、沉积（通过CVD或PVD实现）、清洗（Clean）等半导体工艺制程形成微电子器件。第一晶圆1与第二晶圆2还可为同质晶片，即，第一晶圆1与第二晶圆2均为半导体晶圆；进一步地，第一晶圆1与第二晶圆2均可为标准厚度的硅基晶圆，或者均可为减薄后的硅基晶圆，或者第一晶圆1为减薄后的硅基晶圆而第二晶圆2为标准厚度的硅基晶圆等具体实例，本申请并不予以具体限定或要求。

参图1至图4所示，本申请揭示了一种将第一晶圆1键合到第二晶圆2的晶圆键合对准装置100（以下简称“晶圆键合对准装置100”），示例性的，第一晶圆1为硅基晶圆，第二晶圆2为蓝宝石并将第二晶圆2作为第一晶圆1的衬底。

在本实施例中，晶圆键合对准装置100包括：热盘20，限位机构60，周期性隔离第一晶圆1与第二晶圆2的隔片机构50，对准机构，四个相对于热盘圆心O1呈对称设置的刚性对准组件40及设置于热盘20下方的支撑板30，刚性对准组件40固定设置于支撑板30的上表面301。热盘20的内部均匀布置加热元件211并开设多个具内螺纹的盲孔210，支撑板30形成若干与盲孔210匹配的多个台阶孔310，并使用螺栓连续贯穿台阶孔310与具内螺纹的盲孔210，从而对热盘20与支撑板30予以可靠固定。加热元件211电性连接电源线209，加热元件211通电后对热盘20进行加热，以由热盘20对第一晶圆1进行预热。加热元件211可呈螺旋形嵌入热盘20底部所形成的螺旋形凹槽（未示出）中。热盘20与支撑板30可上下活动分离，以便于对加热元件211予以更换。

结合图5至图8及图12所示，在本实施例中，隔片机构50对称配置于热盘20两侧。隔片机构50包括：两个支撑悬臂520，驱动两个支撑悬臂520作同步张开与闭合的第一驱动机构51，支撑悬臂520远离第一驱动机构51的末端形成隔离第一晶圆1与第二晶圆2的片状件521，支撑悬臂520同步闭合以隔离第一晶圆1与第二晶圆2。支撑悬臂520同步张开过程中通过圆形限位区域200引导第二晶圆2向第一晶圆1靠近并相互贴合。热盘20一侧的两个支撑悬臂520相对于图1中G-G向剖切面（即，图1中虚线P垂直于纸面所在的平面）对称分布且同步转动。

示例性地，如图1、图22及图23所示，在未加载第一晶圆1与第二晶圆2的初始状态下，位于热盘20横向两侧分别对称设置两个隔片机构50，位于隔片机构50两侧对称设置两个刚性对准组件40。两个隔片机构50沿图1中G-G向的两侧对称设置两个刚性对准组件40，从而通过四个刚性对准组件40沿图6中双向箭头R1方向共同指向图1所示出的热盘圆心O1，并通过执行同步径向伸缩运动，以对贴合后的第一晶圆1与第二晶圆2的边缘执行对准，以对第一晶圆1与第二晶圆2执行同心度对准。

如图1与图9所示，四个刚性对准组件40被划分为两组，每一组刚性对准组件40沿G-G向剖切面对称地设置于隔片机构50两侧。在未加载第一晶圆1与第二晶圆2的初始状态时，每一侧的两个刚性对准组件40均不与第一晶圆1与第二晶圆2相接触。刚性对准组件40所包含的弧形抵持端431与第一晶圆1与第二晶圆2的边缘相互分离。隔片机构50所包含的两个同步张开或者闭合的支撑悬臂520如图1所示呈张开状态，此时热盘20左右两侧的两个隔片机构50所包含的两个支撑悬臂520呈一条直线。支撑悬臂520在第一驱动机构51驱动下同步转动并沿图1中箭头a的方向作作同步转动，并使得支撑悬臂520末端所形成的片状件521位于圆形限位区域200的内部，片状件521的末端形成尖端522插入未贴合的第一晶圆1与第二晶圆2之间的间隙12中。如图7所示，片状件521与支撑悬臂520之间形成位于支撑悬臂520的下方形成弧形过渡面523，该弧形过渡面523在片状件521转动插入间隙12或者移出间隙12的过程中不与位于下方的第一晶圆1的边缘110相接触。支撑悬臂520在第一驱动机构51驱动下逆向同步转动，并沿图1中箭头b的方向作同步转动，并使得支撑悬臂520末端所形成的片状件521同步转动以离开圆形限位区域200的内部。当位于上方的第二晶圆2未被四个片状件521承托时，第二晶圆2向第一晶圆1沿图8中箭头c的方向向下掉落并与第一晶圆1贴合以形成键合面11。支撑悬臂520末端所形成的片状件521同步转动以离开圆形限位区域200并重新恢复至如图1中支撑悬臂520所具有的呈直线布置的形态。尖端522属于片状件521的一部分，且尖端522与第二晶圆2的底面接触时大致呈三角形的接触面，以降低支撑悬臂520与第二晶圆2的底面所形成的接触面积，进一步降低了支撑悬臂520在同步张开或者闭合过程中对第二晶圆2的底面所造成的划伤。

结合图5、图6与图8所示，被四个端头执行第一次同心度对准后且在第二晶圆2下落过程中，第一晶圆1的边缘110与第二晶圆2的边缘220在俯视角度下中大致重合，但由于第二晶圆2下落过程中所具有的不确定性，因此相互贴合的第一晶圆1与第二晶圆2所具有的边缘存在细微偏差，而这种细微偏差会对晶圆键合制程造成一定负面影响，因此需要通过四个刚性对准组件40（即，刚性对准组件40a、40b、40c、40d）执行后续的第二次同心度对准（以下或简称“二次对准”）。

参图1与图9所示，在本实施例中，热盘20形成凹设部201，热盘20的侧部开设连通凹设部201的限位槽204。热盘20形成至少部分容置第一晶圆1并形成于热盘20表面的凹设部201，凹设部201呈圆形。热盘20形成四个供支撑柱6贯穿的通孔202，通孔202呈圆形环形设置并与凹设部201的边缘重合，凹设部用于对第一晶圆1进行预热处理，确保后续晶圆键合制程效果。四个端头可完全下降至通孔202的内部，并确实第一晶圆1能够签完整的与凹设部201相贴合，以确保对第一晶圆1执行预热处理的均匀性。凹设部201沿垂直方向凹设于热盘20的上表面205。

可选的，本实施例所揭示的一种晶圆键合对准装置100可被安装于晶圆键合设备（未示出）所包含的键合腔体中，并对待执行键合制程的第一晶圆1与第二晶圆2执行两次同心度对准操作，并在对准后对第一晶圆1与第二晶圆2通过晶圆键合设备执行晶圆键合制程，对以确保第一晶圆1与第二晶圆2彼此的圆心保持同心圆（即，第一晶圆1的圆心与第二晶圆2的圆心在俯视视角下相互重合）。可选地，被执行对准操作的第一晶圆1与第二晶圆2的直径相同。键合腔体可连接真空设备（未示出），以根据半导体制程需要对晶圆键合设备的键合腔体抽取空气，以在晶圆键合设备内部形成对应真空度的真空状态，以满足晶圆键合制程的需要，并避免在键合面11中夹杂气泡。

参图1、图13与图14所示，限位机构60包括至少两个面向热盘圆心O1的内侧形成弧状侧壁623的支撑柱6，并更具体为该限位机构60包括四个侧形成弧状侧壁623的支撑柱6（即，柱体610的上位概念），四个支撑柱6相对于热盘圆心O1呈对称设置，以由四个支撑柱6顶端分别形成的端头620~650所分别形成的四个弧状侧壁623共同形成圆形限位区域200。四个支撑柱6的顶部所分别形成的台阶622位于同一水平面，以通过四个台阶622共同承托第一晶圆1。同时，四个支撑柱6的柱体610长度相等。优选的，端头620~650与柱体610被配置为分体式结构，并可对端头620~650进行更换。支撑悬臂520用于在第二晶圆2与第一晶圆1贴合前予以隔离，第二晶圆2在向第一晶圆1下落过程中受限于端头620~650所分别形成的四个弧状侧壁623，以执行第一次同心度对准操作。

参图6所示，限位机构60所包含的端头620~650环设于热盘20外侧并呈十字交叉对称配置，并形成第一连线L1、L2。支撑悬臂520与第二晶圆2所形成的四个第二接触点P2相互交叉并经过热盘圆心O1，并形成第三连线T1与第四连线T2。第三连线T1与第四连线T2相对于G-G向剖切线呈对称设置。定位组件与第一晶圆1与第二晶圆2形成第一接触点P1，四个刚性对准组件40与第一晶圆1与第二晶圆2形成四个前述第一接触点P1，斜向设置的两个第一接触点P1沿图6中双向箭头R1向指向第二晶圆2的圆心O3。晶圆键合对准装置100包含四个支撑柱6，斜向过热盘圆心O1的两个支撑柱6顶部的端头形成第一连线L1，斜向过热盘圆心O1的两个支撑柱6顶部的另外两个端头形成第一连线L2，第一连线L1与第一连线L2交叉并相交于圆形限位区域200的热盘圆心O1。热盘圆心O1与第一晶圆1的圆心O2及第二晶圆2的圆心O3在第一晶圆1与第二晶圆2被执行对准后，这三个圆心在垂直视角下呈同心圆布置。

参图13所示，限位机构60垂直于热盘20作升降运动，限位机构60包括：至少两个顶部形成端头620~650的支撑柱6，连接支撑柱6的托板606，及驱动托板606沿垂直方向作升降运动的第二驱动机构62。第二驱动机构62包括：第二动力单元601（例如，气缸或者直线电机等），固定座607，滑动座611，固定座607与滑动座611之间设置轨道及沿轨道形成直线运动的滑块（未示出）。鉴于固定座607与滑动座611之间被配置的滑动连接技术为成熟的现有技术，故在本实施例中未予以详述。固定座607的顶部形成折弯部617，折弯部617通过螺钉安装至支撑板30的底部并被保持静止。滑动座611的顶部设置水平布置的安装板602。安装板602的顶部设置垂直布置的柱体605，柱体605垂直贯穿安装座604并与托板606垂直固定连接。安装座604通过螺钉固定至支撑板30。安装座604与安装板602之间设置采用不锈钢制成的波纹管603，以通过波纹管603起到辅助动力传递的作用。柱体605沿垂直方向贯穿波纹管603。托板606的底部连接柱体605，柱体605延伸过托板606并通过螺钉予以固定。当第二驱动机构62沿垂直方向运动时，驱动该滑动座611相对于固定座607执行升降运动，并最终驱动托板606沿垂直方向作升降运动，以同步带动四个支撑柱6沿竖直方向作升降运动。

在本实施例中，端头620~650结构相同，故申请人以端头620为范例予以示范性阐述。参图14所示，端头620包括端头本体621，端头本体621面向热盘圆心O1的内侧形成台阶622及弧状侧壁623，以由四个端头所分别具有的弧状侧壁623共同围合形成圆形限位区域200。端头本体621的顶部设置螺栓624，螺栓624垂直贯穿该端头本体621并与柱体610螺接固定，从而可通过旋出或旋入螺栓624，以实现端头620与柱体610的活动装配与连接。圆形限位区域200在俯视角度下所形成的圆形的直径略大于第一晶圆1与第二晶圆2的直径。

参图2至图4所示，在本实施例中，支撑柱6连续垂直贯穿热盘20与位于热盘20下方的支撑板30。示例性的，本实施例中的限位机构60还包括：垂直贯穿托板606与浮动板70的第一导向柱608，及第一抵持基座609。托板606开设四个通孔以供导向座612嵌入，第一导向柱608垂直贯穿导向座612。四个第一导向柱608在四个导向座612中上下移动，从而确保了四个支撑柱6沿垂直方向上下移动时的稳定性，有效地防止了支撑柱6顶部所形成的端头620~650所分别具有的四个台阶622位于同一水平面，从而提高了对第一晶圆1的托持效果，以确保第一晶圆1始终保持水平姿态。

参图18至图21所示，在本实施例中，对准机构包括刚性对准组件40，浮动板70及第三驱动机构73。浮动板70横向设置导引支架702，导引支架702朝向热盘20形成导引面722。导引支架702形成矩形通孔712，导引面722形成于矩形通孔712远离热盘20并沿矩形通孔712宽度方向的侧边，且导引面722延伸至导引支架702的底部。导引支架702靠近浮动板70的一端形成横向设置的导引支架基座7021，并使用螺栓横向贯穿导引支架基座7021并与浮动板70侧部所开设的具内螺纹的盲孔（未示出）螺接固定。刚性对准组件40包括定位组件，被导引面722所引导的滚动体42及抵持组件，浮动板70在第三驱动机构73的驱动下作升降运动，滚动体42在导引面722的导引下滑动，定位组件沿限位槽204作径向伸缩运动（即，图12中的双向箭头R1所在的水平方向），以由定位组件对贴合后的第一晶圆1与第二晶圆2的边缘执行二次对准（即，第二次同心度对准过程）。

结合图15与图16所示，定位组件所执行的对准通过水平设置且垂直升降的浮动板70予以同步驱动。当折弯部43靠近热盘20的末端形成的弧形抵持端431未对第一晶圆1与第二晶圆2的边缘执行二次对准时，浮动板70与支撑板30相互分离并形成距离为d2的间隙，此处浮动板70位于下止点位置，当弧形抵持端431对第一晶圆1与第二晶圆2的边缘执行二次对准时，浮动板70在第三驱动机构73的驱动下以水平姿态向上运动并与支撑板30贴合并形成贴合面707，此处浮动板70位于上止点位置。弧形抵持端431的末端沿俯视角度具半圆形轮廓，使得执行二次对准过程中能够沿第一晶圆1与第二晶圆2的边缘沿圆的切线方向及圆的径向方向实现任意的调节，从而能够满足前述两种方向上的误差所导致的第一晶圆1的圆心O2与第二晶圆2的圆心O3不重合的第二次同心度对准操作。

参图17至图21所示，浮动板70同步驱动四个刚性对准组件40对贴合后的第一晶圆1与第二晶圆2的边缘执行二次对准的过程具体如下。在本实施例中，浮动板70被第三驱动机构73所驱动。第三驱动机构73包括：第三动力单元731（例如，气缸或者直线电机等），固定座737，滑动座611被第三动力单元731驱动并沿垂直方向移动的动块732，动块732与固定座607之间设置轨道及沿轨道形成直线运动的滑块（未示出）。轨道及沿轨道形成直线运动的滑块所形成的滑动连接技术为成熟的现有技术，故在本实施例中未予以详述。动块732垂直连接驱动轴735，驱动轴735贯穿安装座734，安装座734与动块732之间轴向夹持例如采用不锈钢制成的波纹管733，以通过波纹管733阻止外界空气进入到键合腔体且能够起到辅助动力传递的作用。驱动轴735垂直延伸出安装座734。第三动力单元731形成主动轴（未示出）连接动块732，以通过主动轴沿垂直方向上作伸缩运动，从而驱动该动块732沿垂直方向移动，从而通过驱动轴735驱动浮动板70上下移动。

结合图2与图18所示，在本实施例中，浮动板70还包括：垂直贯穿浮动板70的第二导向柱703，及第二抵持基座713。第一抵持基座609与第二抵持基座713形成相同水平高度的抵持面113。抵持面113由整体围合该晶圆键合对准装置100的下罩体（未示出）。下罩体为晶圆键合设备的组成部分之一。晶圆键合设备包括活动打开或者闭合的上罩体（未示出）。上罩体与下罩体共同围合形成键合腔体。

更具体的，浮动板70包括三个贯穿浮动板70的第二导向柱703，驱动轴735位于三个第二导向柱703所形成的三角形区域内侧。每个第二导向柱703的顶部设置与浮动板70固定连接的套筒723，套筒723与嵌入设置于浮动板70上方凹陷区域的套筒安装块704形成整体结构。安装块704通过两个螺栓由上而下贯穿安装块704及浮动板70，以将安装块704可靠地安装于浮动板70上方凹陷区域中。同时，在本实施例中，第二导向柱703被套筒723所导引，且第二导向柱703在套筒723中上下移动，从而使得浮动板70执行上下移动时更加稳定，从而确保浮动板70在被第三驱动机构73驱动时具有良好的刚性，从而确保四个刚性对准组件40能够同步地对贴合后的第一晶圆1与第二晶圆2的边缘执行二次对准。

浮动板70位于支撑板30下方并于支撑板30活动分离与接触。驱动轴735与浮动板70垂直设置并延伸过浮动板70且驱动轴735与浮动板70不发生任何干涉与接触，位于驱动轴735顶部的自由端通过紧固件736与浮动板70固定连接。参图17所示，浮动板70形成四个正方形对称设置的避让孔701，避让孔701中容置供第一导向柱608垂直贯穿的套筒（未示出），从而使得限位机构60所包含的四个柱体610沿垂直方向上的上下移动更加稳定，确保柱体610对第一晶圆1与第二晶圆2的承托效果，并确保两片晶圆始终保持水平姿态。四个导引支架702通过螺钉固定在浮动板70的侧部。

下罩体呈矩形中空的立方体，且下罩体的顶面具敞口，下罩体的底面形成支撑第一抵持基座609与第二抵持基座713的底板，抵持面113形成于第一抵持基座609与第二抵持基座713与前述底板相互抵持的接触平面。同时，热盘20两侧的两个隔片机构50所分别包含的横板508也通过螺栓固定在下罩体的底板上。

参图9与图11所示，第一晶圆1与第二晶圆2垂直地堆叠，限位槽204沿热盘20的径向方向设置并指向热盘圆心O1，限位槽204至少延伸至圆形限位区域200的边缘，圆形限位区域200的直径小于或者等于凹设部201的直径。凹设部201在俯视视角下成圆形。进一步的，限位槽204沿热盘20径向方向水平设置并延伸入圆形限位区域200内部。自支撑板30的上表面301向下凹陷，并凹设形成另一个限位槽302，限位槽204与限位槽302沿热盘20的径向方向共同指向热盘圆心O1。另结合图20所示，刚性对准组件40所包含的支座44以垂直姿态被固定在支撑板30上，弧形抵持端431对第一晶圆1与第二晶圆2的边缘进行二次对准过程中，支座44被保持为固定状态。

结合图19至图21所示，定位组件包括：立柱41，向热盘20折弯的折弯部43，折弯部43靠近热盘20的末端形成弧形抵持端431。抵持组件包括：与支撑板30固定的支座44，抵持板47，水平贯穿支座44并与立柱41连接的导向轴45，被抵持板47与支座44水平夹持并套设于导向轴45外侧的弹性件46，及嵌入支座44并供导向轴45插入的导套48，导向轴45贯穿导套48并水平刚性连接立柱41与抵持板47，立柱41的底部设置滚动体42。当浮动板70沿垂直方向作升降运动时，滚动体42沿导引面722滑动，弹性件46被抵持于导套48并向抵持板47施加弹力以驱动抵持板47相对于支座44作接近或者远离运动，以通过导向轴45带动驱动折弯部43沿限位槽204中作径向伸缩运动，以通过弧形抵持端431横向抵持第一晶圆1与第二晶圆2的边缘，从而由同步驱动的四个弧形抵持端431同步地对贴合后的第一晶圆1与第二晶圆2执行二次对准，从而确保了第一晶圆1与第二晶圆2的圆心保持同心圆布置。抵持板47与导向轴45及立柱41构成一个整体组件。参图19所示，弹性件46向抵持板47形成弹力F1，弹性件46向导套48形成弹力F2，此时浮动板70如图15所示与支撑板30相互分离以形成下止点位置，此时弧形抵持端431未横向抵持第一晶圆1与第二晶圆2的边缘。参图20所示，弹性件46向抵持板47形成弹力F3，弹性件46向导套48形成弹力F4，弹性件46被抵持板47与支座44沿指向热盘圆心O1的方向予以压缩，此时浮动板70如图16所示与支撑板30相接触，以形成上止点位置，此时弧形抵持端431横向抵持第一晶圆1与第二晶圆2的边缘以执行二次对准。弹力F1等于弹力F2，弹力F3等于弹力F4并均大于弹力F1与弹力F2。

相互贴合后的第一晶圆1与第二晶圆2与凹设部201沿热盘20的径向方向形成一圈环形间隙203，此时四个支撑柱6顶部的端头620承托两片贴合后的晶圆且位于下方的第一晶圆1与凹设部201沿垂直方向形成高度为H2的间隙。然后，第三驱动机构73驱动浮动板70向上运动，折弯部43在弹性件46的驱动下驱动包含折弯部43的立柱41在限位槽204与限位槽302的导引下沿双向箭头R1方向指向热盘圆心O1的方向移动，以由弧形抵持端431横向抵持第一晶圆1与第二晶圆2的边缘。

示例性的，在本实施例中，支座44的横向两端分别形成齐平的定位座441，定位座441形成具内螺纹的螺孔442，使用螺栓贯穿螺孔442并与支撑板30上对应开设的螺孔（未示出）旋接固定。立柱41开设供导向轴45水平贯穿的通孔411，支座44开设供导套48整体嵌入的嵌入孔443，导向轴45水平贯穿导套48所开设的导套通道481并与通孔411螺接固定。弹性件46的两端端部抵靠于导套48与抵持板47之间。可选地，导向轴45的两端还可分别设置具内螺纹的盲孔451，螺栓横向贯穿抵持板47所开设的通孔471及立柱41所开设的通孔411，并旋入盲孔451，从而通过导向轴45水平连接抵持板47与立柱41，由于支座44也被固定在支撑板30的上表面301。因此，可通过弹性件46沿其纵向所产生的弹力驱动立柱41沿热盘20指向热盘圆心O1的方向整体地驱动立柱41移动。滚动体42在导引支架702朝向热盘20形成导引面722上滑动，以通过控制浮动板70沿垂直方向的高度，控制弧形抵持端431沿热盘径向方向上的进给度。在弧形抵持端431沿热盘径向方向上作伸缩运动过程中支座44被保持固定。参图21所示，立柱41的底部形成收容滚动体42的两个分叉部。滚动体42被配置为轴承及贯穿轴承并与轴承的内圈固定连接的轴部421，轴部421横向凸伸出内圈的端部形成定位面422。分叉部的底部形成垂直排布并具内螺纹的通孔413，螺栓自下而上贯穿通孔413并抵靠至定位面422。

参图11所示，定位组件对贴合后的第一晶圆1与第二晶圆2的边缘执行对准时，弧形抵持端431沿垂直方向所形成的高度完全覆盖相互贴合后的第一晶圆1与第二晶圆2的边缘。示例性地，端头620的端头本体621的顶面6231高于贴合前的第二晶圆2的上表面，因此端头本体621的顶面6231也高于贴合前的第二晶圆2的上表面。凹设部201的边缘沿垂直方向形成环形边界201a，圆形限位区域200沿垂直方向形成环形边界200a，环形边界201a沿热盘20的径向方向位于环形边界200a的径向外侧。折弯部43末端所形成的弧形抵持端431在限位槽204中作径向伸缩运动，以通过弧形抵持端431抵持第一晶圆1的边缘110与第二晶圆2的边缘220。由于四个弧形抵持端431在浮动板70沿垂直方向作升降运动的过程中所作同步运动，因此可同步地对第一晶圆1的边缘110与第二晶圆2的边缘220进行抵持，以执行第二次同心度对准。同时，由于浮动板70被第三驱动机构73所驱动，因此消除了采用气缸为动力执行机构的第三驱动机构73执行二次同步对准过程（即，第二次同心度对准）中所产生的横向误差，避免了在第一晶圆与第二晶圆贴合后在键合面形成空洞。前述横向误差包含水平位移与水平转动所产生的误差。

第一晶圆1下降至第二晶圆2表面以形成贴合状态时，第一晶圆1的边缘110与第二晶圆2的边缘220在俯视角度下在形成圆形限位区域200的四个端头620~650的引导下基本吻合，在贴合前，第一晶圆1面向第二晶圆2的表面均匀地涂覆键合胶。当第一晶圆1与第二晶圆2贴合后通过同步径向移动的四个弧形抵持端431，以实现对贴合后的第一晶圆1与第二晶圆2的边缘执行第二次同心度对准操作，使得第一晶圆1与第二晶圆2所形成的键合面11中的键合胶保持均匀铺展状态，从而最终确保了晶圆键合的制程良率。鉴于键合胶并非本申请的发明点且非常薄，故，在本申请所含各附图中省略示出该键合胶且未标注附图标记。

定位组件对贴合后的第一晶圆1与第二晶圆2的边缘执行对准时，第一晶圆1与第二晶圆2被限位机构60承托并悬空于凹设部201上方，或者，定位组件对贴合后的第一晶圆1与第二晶圆2的边缘执行对准时，第一晶圆1与第二晶圆2共同降落至凹设部201。此时，第一晶圆1与第二晶圆2相互贴合并完成了两次同心度对准，晶圆键合对准装置100位于晶圆键合设备（未示出）中，并在外力的作用下向第二晶圆2的上表面施加压力，并完成晶圆键合。键合后的两片晶圆重新被第二驱动机构62驱动并沿垂直方向抬升至设定高度，并使得第一晶圆1与热盘20相互分离，然后打开晶圆键合设备，并通过叉片机械臂（未示出）或者伯努利吸盘（未示出）将键合后的第一晶圆1与第二晶圆2从晶圆键合设备所包含的上罩体与下罩体所形成的键合腔体中取出。

参图6及图18所示，浮动板70横向设置相对于热盘20及隔片机构50均呈对称设置的四个导引支架702。晶圆键合对准装置100包括：适配于导引支架702的四个刚性对准组件40。定位组件作在限位槽204中作径向伸缩运动的方向指向热盘圆心O1，定位组件与第一晶圆1与第二晶圆2形成第一接触点P1，支撑悬臂520同步闭合后与第二晶圆2形成第二接触点P2，端头620~650与第一晶圆1形成第三接触点P3，第一接触点P1形成于第二接触点P2与第三接触点P3沿凹设部201所形成的圆弧轨迹之间。具体而言，刚性对准组件40包括四个对称设置的刚性对准组件40a~40d，刚性对准组件40a与刚性对准组件40d所形成的移动方向呈一条直线并与第二晶圆2的圆心O3重合，刚性对准组件40b与刚性对准组件40c所形成的移动方向呈一条直线并与第二晶圆2的圆心O3重合。斜向形成的两个第二接触点P2之间形成的连线T1与连线T2相互交叉且形成的交叉点与第二晶圆2的圆心O3重合。

支撑悬臂520呈第一状态时，第一晶圆1与第二晶圆2沿垂直方向形成预设间隔距离d1，预设间隔距离d1大于或者等于片状件521沿垂直方向的厚度；支撑悬臂520呈第二状态时，支撑悬臂520至少被同步转动至圆形限位区域200的外部，并在本实施例中，支撑悬臂520呈第二状态时，热盘20两侧的两个支撑悬臂520呈一条直线。支撑悬臂520在第一驱动机构51驱动下同步转动，执行同步闭合及张开以分别形成第一状态与第二状态，在第一状态与第二状态中两个支撑悬臂520均保持沿垂直方向的高度恒定。片状件521的厚度小于第一晶圆1或者第二晶圆2的厚度，例如，片状件521的厚度可被设置为0.1mm、0.2mm等，本申请所含各实施例并不对片状件521的厚度作具体限定，并可将片状件521被理解为扁平的片状构件。支撑悬臂520整体可由PTFE（聚四氟乙烯）或者PEEK（聚醚醚酮）制成，以满足晶圆键合设备的需求。

结合图22、图23所示，位于热盘20一侧的两个支撑悬臂520在第一驱动机构51驱动下迫使导引端5113沿螺旋导引槽5091移动，以使得位于热盘20一侧的两个支撑悬臂520同步转动，执行同步闭合及张开以分别形成第一状态与第二状态，在第一状态与第二状态中支撑悬臂520均保持沿垂直方向的高度恒定。热盘20两侧的两个支撑悬臂520均同步转动，从而确保了支撑悬臂520隔离第一晶圆1与第二晶圆2的同步性，防止第二晶圆2向第一晶圆1下落时保持绝对的水平姿态，从而有效地防止了第二晶圆2向第一晶圆1下落并最终贴合的过程中，两片晶圆的圆心发生偏差，使得后续通过四个刚性对准组件40执行第二次同心度对准过程中第一晶圆1与第二晶圆2沿水平方向的横移量进一步降低。在晶圆键合制程中，需要对键合面11中旋涂键合胶。示例性地，键合胶被均匀地旋涂在第一晶圆1的上表面。因此，通过前述技术方案使得键合胶之间在第二次同心度对准过程中因水平位移与水平转动所导致的键合胶发生褶皱与局部缺失的现象，使得键合胶在键合面11中保持均匀铺展状态，确保晶圆键合制程。

第一晶圆1在支撑悬臂520呈第一状态时，第一晶圆1与第二晶圆2沿垂直方向形成预设间隔距离d1，预设间隔距离d1大于或者等于片状件521沿垂直方向的厚度，并进一步优选为预设间隔距离d1大于片状件521沿垂直方向的厚度。结合图7所示，第一晶圆1在支撑悬臂520呈第一状态时，第一晶圆1与第二晶圆2沿垂直方向形成预设间隔距离d1的间隙12，预设间隔距离d1大于片状件521沿垂直方向的厚度，从而使得支撑悬臂520沿箭头a方向转动以闭合或者沿箭头b方向转动以张开的过程中，防止片状件521对位于下方的第一晶圆1的上表面产生摩擦并造成划伤。支撑悬臂520托持第二晶圆2时，片状件521水平延伸入间隙12。

结合图5至图7所示，位于第一状态时，四个支撑悬臂520部分插入第二晶圆2与第一晶圆1在贴合前所形成的间隙12；位于第二状态时，四个支撑悬臂520至少被同步转动至圆形限位区域200的外部，以解除对第二晶圆2的水平托持作用。具体而言，位于第一状态时，支撑悬臂520部分插入第二晶圆2与第一晶圆1在贴合前所形成的间隙12；位于第二状态时，支撑悬臂520至少被同步转动至圆形限位区域200的外部。支撑悬臂520沿图22中轴e与轴f的方向执行水平转动，位于热盘20一侧的两个支撑悬臂520分别沿图22中轴e与轴f的方向执行水平转动，位于热盘20另一侧的两个支撑悬臂520也分别沿图22中轴e与轴f的方向执行水平转动。因此，在第二状态中，位于热盘20一侧的支撑悬臂520在同步转动至张开状态时，并不要求隔片机构50所分别包含的支撑悬臂520呈一条直线，只要与第二晶圆2的下表面相互脱离即可，此时第二晶圆2即可沿图8中箭头c方向下落至第一晶圆1上并与其最终完成对准与贴合。因此，通过支撑悬臂520至少被同步转动至圆形限位区域200的外部，可进一步降低支撑悬臂520旋转所消耗的工艺时间，间接地提高了晶圆键合设备的键合效率。

位于热盘20一侧的两个支撑悬臂520及位于热盘20另一侧的两个支撑悬臂520在执行同步张开的过程中，支撑悬臂520与第二晶圆2的底面所形成的摩擦力始终相对于G-G向的剖切面呈对称设置，使得对称配置于热盘20两侧的隔片机构50所分别包含的两个支撑悬臂520执行同步张开或者闭合的过程中对第二晶圆2始终形成稳定且平衡的作用力，从而有效地避免了支撑悬臂520执行同步张开的转动过程中对第二晶圆2所造成的移位，确保第一晶圆1与第二晶圆2彼此的圆心始终重合，避免对第一次同心度对准效果造成破坏。

参图1、图22及图23所示，在本实施例中，热盘20的两侧对称设置两个隔片机构50，每个隔片机构50均包含一个第一驱动机构51。具体的，第一驱动机构51包括：第一动力单元501，固定座504，被第一动力单元501驱动并沿垂直方向作升降动作的动块502，连接动块502的驱动轴506，两个平行且垂直设置并分别驱动支撑悬臂520转动的旋转轴，支撑悬臂520，及同步块507；两个旋转轴509的侧壁对称形成螺旋导引槽5091，同步块507对称形成延伸入螺旋导引槽5091的导引端5113，当同步块507沿垂直方向的升降运动中，导引端5113在螺旋导引槽5091滑动，以同步驱动两个支撑悬臂520作同步张开与闭合。第一动力单元501的主动轴5011连接该动块502，以通过主动轴5011沿垂直方向上作伸缩运动，以驱动同步块507沿图22中Z2方向向下运动或者驱动同步块507沿图23中Z1方向向上运动。

参图2、图22与图23所示，第一驱动机构51包括：第一动力单元501（例如，气缸或者直线电机等），固定座504，被第一动力单元501驱动并沿垂直方向作升降动作的动块502，连接动块502的驱动轴506，分别驱动两个垂直且平行排布的支撑悬臂520转动的旋转轴509，被旋转轴509驱动并沿轴e及轴f执行水平转动的支撑悬臂520，及同步块507。两个旋转轴509侧壁对称形成螺旋导引槽5091，同步块507对称形成延伸入螺旋导引槽5091的导引端5113，两个旋转轴509在转动中保持平行。第一动力单元501驱动块502沿Z1及Z2所在的垂直方向作直线升降运动。固定座504的顶部形成折弯部4151，并折弯部4151通过螺钉固定连接至底板15，且底板15属于底座10的一部分；固定座504的底部形成挡板4152。动块502通过滑块524与固定座504面向滑块524一侧且呈垂直设置的导轨514形成滑动连接。动块502连接驱动轴506，驱动轴506的自由端形成纵向插入安装座505的径缩端4171。驱动轴506套设安装座505，安装座505通过螺钉固定至支撑板30。安装座505与动块502之间轴向夹持例如采用不锈钢制成的波纹管503，以通过波纹管503阻止外界空气进入到键合腔体且能够起到辅助动力传递的作用。驱动轴506垂直延伸出安装座505。

同步块507垂直连接驱动轴506。驱动轴506与安装座505之间轴向套设连接筒513。驱动轴506垂直延伸过同步块507并通过螺母5061予以固定。同步块507通过两个折弯件511连接延伸入螺旋导引槽5091的导引端5113。旋转轴509沿垂直方向分别对称地形成一个螺旋导引槽5091。折弯件511包括连接旋转轴509的第一折弯部5111及连接同步块507的第二折弯部5112，第二折弯部5112通过螺钉与同步块507固定连接。第一折弯部5111形成轴向连接导引端5113的销轴（未示出）。当第一动力单元501驱动该驱动轴506沿垂直方向作升降运动时，通过同步块507同步驱动导引端5113在螺旋导引槽5091移动，以驱动两个支撑悬臂520同步地执行张开或者闭合。

参图22与图23所示，第一驱动机构51还包括：保持两个旋转轴509在转动过程中沿垂直方向的高度恒定的保持支架。保持支架包括：横板508，垂直于横板508并平行且垂直于水平面设置的两个立板533，两个立板533的对向内侧形成供两个旋转轴509垂直贯穿并对向设置的定位块510，定位块510位于两个垂直且平行的旋转轴509的内侧。旋转轴509远离支撑悬臂520的底部自由端部分延伸入横板508，且旋转轴509底部自由端横板508之间套设轴承5081，从而使得旋转轴509能够在两个横板508中予以转动。

申请人对本实施例所揭示的晶圆键合对准装置100执行两次同心度对准的过程予以概述，且两次同心度对准的过程仅作为一种典型范例，并不视为包含该晶圆键合对准装置100的晶圆键合设备所实施的晶圆键合制程的具体限定。

将支撑柱6上升至预设位置高度后，通过晶圆传送手臂（未示出）将第一晶圆1传送至支撑柱6上方并被四个端头所承托并向第一晶圆1的上表面旋涂键合胶。然后，驱动支撑悬臂520沿箭头a的方向转动，并使得片状件521进入圆形限位区域200中。然后，继续通过晶圆传送手臂（未示出）将第二晶圆2传送至第一晶圆1上方，并确保第二晶圆2的边缘与弧状侧壁623相互贴合，以实现第一晶圆1与第二晶圆2在俯视角度下呈大致同心圆形态分布，以完成第一次同心度对准。此时，第一晶圆1与第二晶圆2存在同心圆的细微偏差。然后，支撑悬臂520沿箭头b的方向转动并形成图8中的张开状态并在同步张开过程中第二晶圆2沿图8中箭头c方向向下掉落并与第一晶圆1相贴合。然后，驱动支撑柱6下降并通过热盘20对第一晶圆1进行预热。然后，启动真空设备（未示出）抽取键合腔体内的空气以将键合腔体形成真空状态。预热完成后，重新通过驱动支撑柱6上升或者支撑柱6不上升。然后，驱动浮动板70上升，并同步驱动四个刚性对准组件40同步地对贴合后的第一晶圆1的边缘110与第二晶圆2的边缘220进行第二次同心度对准。最后，支撑柱6下降并整体地托持贴合后第一晶圆1与第二晶圆2下降并落在热盘20表面所形成的凹设部201内，并借助位于上罩体中的压盘（未示出）对贴合后的两片晶圆进行物理键合。最后，在晶圆键合制程完成后，通过支撑柱6上升至预设位置高度后，通过晶圆传送手臂（未示出）将键合的两片晶圆移出，并最终完成晶圆键合制程。

本实施例所揭示的晶圆键合对准装置可执行两次同心度对准，由此显著地提高了两片晶圆（即，第一晶圆1与第二晶圆2）的同心度对准效果，消除了以气缸为动力机构执行二次同步对准过程中所产生的横向误差，避免了在第一晶圆1与第二晶圆2贴合后在键合面11形成空洞（Void）；同时，通过隔片机构50作同步张开与闭合的支撑悬臂远离第一驱动机构51的末端所形成的用于隔离第一晶圆1与第二晶圆2的片状件521，缩短了第二晶圆2向第一晶圆1贴合过程中的降落距离，从而降低了第二晶圆2对第一晶圆1造成的冲击力，并使得第一晶圆1与第二晶圆2所形成的键合面11中的键合胶保持均匀铺展状态，从而最终确保了晶圆键合制程良率。

上文所列出的一系列的详细说明仅仅是针对本发明的可行性实施方式的具体说明，它们并非用以限制本发明的保护范围，凡未脱离本发明技艺精神所作的等效实施方式或变更均应包含在本发明的保护范围之内。

此外，应当理解，虽然本说明书按照实施方式加以描述，但并非每个实施方式仅包含一个独立的技术方案，说明书的这种叙述方式仅仅是为清楚起见，本领域技术人员应当将说明书作为一个整体，各实施例中的技术方案也可以经适当组合，形成本领域技术人员可以理解的其他实施方式。

Claims (13)

1.一种将第一晶圆键合到第二晶圆的晶圆键合对准装置，

其特征在于，包括：热盘，限位机构，周期性隔离所述第一晶圆与第二晶圆的隔片机构，以及对准机构；

热盘形成凹设部，所述热盘的侧部开设连通所述凹设部的限位槽；

所述限位机构包括至少两个面向热盘圆心的内侧形成弧状侧壁的支撑柱，以由所述弧状侧壁共同形成圆形限位区域；

所述对准机构包括刚性对准组件，浮动板及第三驱动机构；

所述浮动板横向设置导引支架，所述导引支架朝向所述热盘形成导引面，所述刚性对准组件包括定位组件，被所述导引面所引导的滚动体及抵持组件，所述浮动板在第三驱动机构的驱动下作升降运动，所述滚动体在导引面的导引下滑动，所述定位组件沿所述限位槽作径向伸缩运动，以由所述定位组件对贴合后的第一晶圆与第二晶圆的边缘执行对准；

所述隔片机构包括：两个支撑悬臂，驱动两个支撑悬臂作同步张开与闭合的第一驱动机构，所述支撑悬臂远离第一驱动机构的末端形成隔离所述第一晶圆与第二晶圆的片状件，所述支撑悬臂同步闭合以隔离所述第一晶圆与第二晶圆。

2.根据权利要求1所述的晶圆键合对准装置，其特征在于，所述限位机构垂直于所述热盘作升降运动，所述限位机构包括：至少两个顶部形成端头的支撑柱，连接支撑柱的托板，及驱动所述托板沿垂直方向作升降运动的第二驱动机构；所述端头面向热盘圆心的内侧形成台阶及弧状侧壁，以由所述弧状侧壁形成所述圆形限位区域，所述支撑柱连续垂直贯穿热盘与位于热盘下方的支撑板。

3.根据权利要求2所述的晶圆键合对准装置，其特征在于，所述定位组件包括：立柱，向热盘折弯的折弯部，所述折弯部靠近热盘的末端形成弧形抵持端；所述抵持组件包括：与所述支撑板固定的支座，抵持板，水平贯穿支座并与立柱连接的导向轴，被所述抵持板与支座水平夹持并套设于所述导向轴外侧的弹性件，及嵌入所述支座并供导向轴插入的导套，所述导向轴贯穿所述导套并水平刚性连接立柱与抵持板，所述立柱的底部设置所述滚动体；

当所述浮动板沿垂直方向作升降运动时，所述滚动体沿所述导引面滑动，所述弹性件被抵持于所述导套并向抵持板施加弹力以驱动所述抵持板相对于所述支座作接近或者远离运动，以通过所述导向轴带动折弯部沿所述限位槽中作径向伸缩运动，通过所述弧形抵持端横向抵持第一晶圆与第二晶圆的边缘。

4.根据权利要求3所述的晶圆键合对准装置，其特征在于，所述定位组件对贴合后的第一晶圆与第二晶圆的边缘执行对准时，所述弧形抵持端沿垂直方向所形成的高度完全覆盖相互贴合后的第一晶圆与第二晶圆的边缘。

5.根据权利要求4所述的晶圆键合对准装置，其特征在于，所述定位组件对贴合后的第一晶圆与第二晶圆的边缘执行对准时，所述第一晶圆与第二晶圆被所述限位机构承托并悬空于凹设部上方，或者，所述定位组件对贴合后的第一晶圆与第二晶圆的边缘执行对准时，所述第一晶圆与第二晶圆共同降落至凹设部。

6.根据权利要求2所述的晶圆键合对准装置，其特征在于，所述浮动板横向设置相对于所述热盘及隔片机构均呈对称设置的四个导引支架；所述晶圆键合对准装置包括：适配于所述导引支架的四个刚性对准组件，其中，位于所述隔片机构两侧对称设置两个刚性对准组件。

7.根据权利要求2至6中任一项所述的晶圆键合对准装置，其特征在于，所述晶圆键合对准装置还包括：四个相对于所述热盘圆心呈对称设置的刚性对准组件及设置于所述热盘下方的支撑板，所述刚性对准组件固定设置于所述支撑板的上表面。

8.根据权利要求7所述的晶圆键合对准装置，其特征在于，所述隔片机构对称配置于所述热盘两侧；所述支撑悬臂同步张开过程中通过所述圆形限位区域引导第二晶圆向第一晶圆靠近并相互贴合。

9.根据权利要求8所述的晶圆键合对准装置，其特征在于，所述定位组件作在所述限位槽中作径向伸缩运动的方向指向所述热盘圆心，所述定位组件与第一晶圆与第二晶圆形成第一接触点，所述支撑悬臂同步闭合后与第二晶圆形成第二接触点，所述端头与第一晶圆形成第三接触点，所述第一接触点形成于所述第二接触点与第三接触点沿所述凹设部所形成的圆弧轨迹之间。

10.根据权利要求8所述的晶圆键合对准装置，其特征在于，所述支撑悬臂在第一驱动机构驱动下同步转动，执行同步闭合及张开以分别形成第一状态与第二状态，在第一状态与第二状态中两个支撑悬臂均保持沿垂直方向的高度恒定，所述片状件的厚度小于第一晶圆或者第二晶圆的厚度。

11.根据权利要求10所述的晶圆键合对准装置，其特征在于，所述支撑悬臂呈第一状态时，所述第一晶圆与第二晶圆沿垂直方向形成预设间隔距离，所述预设间隔距离大于或者等于所述片状件沿垂直方向的厚度；所述支撑悬臂呈第二状态时，所述支撑悬臂至少被同步转动至所述圆形限位区域的外部。

12.根据权利要求8所述的晶圆键合对准装置，其特征在于，所述第一驱动机构包括：第一动力单元，固定座，被第一动力单元驱动并沿垂直方向作升降动作的动块，连接所述动块的驱动轴，两个平行且垂直设置并分别驱动所述支撑悬臂转动的旋转轴，及同步块；两个旋转轴的侧壁对称形成螺旋导引槽，所述同步块对称形成延伸入所述螺旋导引槽的导引端，当所述同步块沿垂直方向的升降运动中，所述导引端在所述螺旋导引槽滑动，以同步驱动两个支撑悬臂作同步张开与闭合。

13.根据权利要求7所述的晶圆键合对准装置，其特征在于，所述第一晶圆与第二晶圆垂直地堆叠，所述限位槽沿热盘的径向方向设置并指向热盘圆心，所述限位槽至少延伸至圆形限位区域的边缘，所述圆形限位区域的直径小于或者等于所述凹设部的直径。