TW201937622A - 接合裝置及基板接合方法 - Google Patents

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余振華
鄂斌 廖
邱文智
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Abstract

一種接合裝置包括承載盤及接合頭。所述承載盤被配置成承載待接合的多個基板。所述接合頭具有面對所述承載盤的凹槽，且包括分隔板、至少一個可充氣元件及膜片。所述分隔板設置在所述凹槽中且將所述凹槽劃分成多個隔間。所述至少一個可充氣元件設置在所述隔間中的至少一者中。所述膜片覆蓋所述凹槽且設置在所述至少一個可充氣元件與所述承載盤之間。

Description

接合裝置及基板接合方法
本發明是有關於一種接合裝置及基板接合方法。
在當今的電子行業中，正在開發並繼續開發先進的封裝技術以提高集成度。半導體裝置形成在也被稱為晶圓的半導體基板上，所述半導體基板包括大量單獨的半導體裝置，所述半導體裝置在其彼此分離之後被稱為晶片。在半導體裝置形成在半導體基板上並被分離成單獨的晶片之後，所述晶片必須被接合到其他晶片及/或其他元件，且希望將盡可能多的半導體晶片接合於尺寸減小的封裝中。
晶圓級晶片尺寸封裝（Wafer Level Chip Scale Packagin，WLCSP）及其他氣密（hermetic）封裝技術將晶片直接接合在一起，且可用於生產不需要導線或引腳而是利用接觸墊的間距較細的半導體裝置封裝及產品。在此類先進的封裝技術中利用直接晶片到晶片接合技術（也被稱為晶圓到晶圓接合技術），且此種技術需要具有優異的晶圓接合強度才能使封裝合格。然而，晶圓翹曲不利於接合製程，並往往會降低總體製程良率，且可使所生產的封裝的品質及可靠性降級。當將被接合在一起的接合表面發生翹曲時，接合強度將受到顯著影響。翹曲可引起所得封裝中晶圓之間的不良的黏附性，引起不良的抗濕性，引起封裝裂縫等。因此，可靠性問題更有可能發生。
本發明提供一種接合裝置及基板接合方法，其能提升基板接合的可靠性。
根據本發明的實施例，一種接合裝置包括承載盤以及接合頭。承載盤用以承載待接合的多個基板。接合頭具有面對所述承載盤的凹槽，所述接合頭包括分隔板、至少一個可充氣元件以及膜片。分隔板設置在所述凹槽中且將所述凹槽劃分成多個隔間。可充氣組件設置在所述多個隔間中的至少一者中。膜片覆蓋所述凹槽且設置在所述至少一個可充氣元件與所述承載盤之間，其中所述膜片被配置成在所述至少一個可充氣元件被充氣時壓靠待接合的所述多個基板。
根據本發明的實施例，一種接合裝置包括承載盤以及接合頭。承載盤用以承載待接合的多個基板。接合頭具有面對所述承載盤的凹槽，其中所述承載盤及所述接合頭被配置成能夠相對於彼此移動，且所述接合頭包括分隔板、至少一個週邊可充氣元件以及膜片。分隔板設置在所述凹槽中且將所述凹槽劃分成中心隔間及環繞所述中心隔間的週邊隔間。週邊可充氣元件設置在所述週邊隔間中。膜片覆蓋所述凹槽且設置在所述至少一個週邊可充氣元件與所述承載盤之間，其中所述膜片被配置成在所述至少一個週邊可充氣元件被充氣時壓靠待接合的所述多個基板。
根據本發明的實施例，一種基板接合方法包括下列步驟。將多個基板設置在承載盤上；利用第一壓合力將所述多個基板的中心區壓合在一起；以及利用第二壓合力將所述多個基板的週邊區壓合在一起，其中所述第二壓合力大於所述第一壓合力。
為讓本發明的上述特徵和優點能更明顯易懂，下文特舉實施例，並配合所附圖式作詳細說明如下。
以下揭露內容提供用於實作所提供主題的不同特徵的許多不同的實施例或實例。以下闡述元件及排列的具體實例以簡化本發明實施例。當然，這些僅為實例且不旨在進行限制。舉例來說，以下說明中將第一特徵形成在第二特徵「之上」或第二特徵「上」可包括其中第一特徵及第二特徵被形成為直接接觸的實施例，且也可包括其中第一特徵與第二特徵之間可形成有附加特徵、進而使得所述第一特徵與所述第二特徵可能不直接接觸的實施例。另外，本揭露內容可能在各種實例中重複使用參考編號及/或字母。這種重複使用是出於簡潔及清晰的目的，而不是自身表示所論述的各種實施例及/或配置之間的關係。
此外，為易於說明，本文中可能使用例如「之下（beneath）」、「下面（below）」、「下部的（lower）」、「上方（above）”、「上部的（upper）」等空間相對性用語來闡述圖中所示的一個元件或特徵與另一（其他）元件或特徵的關係。所述空間相對性用語旨在除圖中所繪示的取向外更囊括裝置在使用或操作中的不同取向。設備可具有其他取向（旋轉90度或處於其他取向）且本文中所用的空間相對性描述語可同樣相應地進行解釋。
另外，為易於說明，本文中可能使用例如“第一（first）”、“第二（second）”、“第三（third）”、“第四（fourth）”等用語來闡述與圖中所示者相似或不同的一個或多個元件或特徵，且可依據呈現次序或本說明的上下文來可互換地使用所述用語。
圖1示出根據本發明一些示例性實施例的接合裝置的剖視圖。圖2示出根據本發明一些示例性實施例的接合裝置的接合頭的俯視圖。應注意，為使圖式簡明起見，在圖2所示接合頭的俯視圖中省略了一些組件。本發明實施例的各方面提供一種適用於以改善的晶圓到晶圓接合強度及氣密品質來進行晶圓到晶圓接合的接合裝置及接合方法。然而，本發明實施例並非僅限於此。本發明實施例中的接合裝置及接合方法也可應用於將任何種類的基板接合在一起。
參照圖1及圖2，根據本發明的一些實施例，接合裝置100可包括承載盤110及接合頭120。承載盤110被配置成承載待接合的多個基板200。應注意，在本實施例中示出了兩個基板200；然而，本發明實施例並非僅限於此。在其他實施例中，多於兩個基板可被設置在接合裝置100的承載盤110上，以被接合在一起。在一些實施例中，設置在承載盤110上的基板200（例如，上基板200a及下基板200b）可以是被大致對準且準備好通過晶圓到晶圓接合製程而接合在一起的兩個半導體晶圓。晶圓中的每一者可為含有個別的半導體裝置的晶片或者具有多個個別的半導體裝置的集成式基板。
在一些實施例中，晶圓中的每一者可為包括使用各種技術而形成的半導體裝置的半導體基板。晶圓的半導體基板可各自包含經摻雜或未摻雜的塊狀矽（bulk silicon）或者絕緣體上半導體（semiconductor-on-insulator，SOI）基板的有源層。一般來說，絕緣體上半導體包含在絕緣體層上形成的一層半導體材料，例如矽。絕緣體層可例如為掩埋氧化物（buried oxide，BOX）層或氧化矽層。絕緣體層設置在基板上（通常為矽基板或玻璃基板）。也可使用其他基板，例如多層式基板或緩變式基板。可使用傳統的半導體製作方法來將晶圓製作成在上面包括各種半導體裝置，例如互補金屬氧化物半導體（complementary metal oxide semiconductor，CMOS）裝置及/或微機電結構（micro-electromechanical structure，MEMS）裝置。
在基板上形成的電路系統（circuitry）可為適用於特定應用的任何類型的電路系統。在實施例中，電路系統包括在基板上形成的電性裝置，其中一個或多個介電層覆蓋在所述電性裝置上。在各介電層之間可形成有金屬層，以在各電性裝置之間路由（route）電性訊號。電性裝置也可形成在所述一個或多個介電層中。
舉例來說，電路系統可包括被內連以執行一個或多個功能的各種N型金屬氧化物半導體（N-type metal-oxide semiconductor，NMOS）裝置及/或P型金屬氧化物半導體（P-type metal-oxide semiconductor，PMOS）裝置，例如電晶體、電容器、電阻器、二極體、光電二極體、熔絲等。所述功能可包括記憶體結構、處理結構、感測器、放大器、配電電路系統、輸入/輸出電路系統等。所屬技術領域中具有通常知識者應瞭解，以上實例是僅出於說明性目的而提供以進一步解釋本發明實施例的應用，且絕非意在限制本發明實施例。對於給定應用，可視情況而使用其他電路系統。
在所示實施例中，待接合的基板200a、200b包括不同的特徵，但應理解，在其他示例性實施例中，待接合的基板200a、200b可為相同的。在一些實施例中，上基板200a包括接合表面210，且下基板200b包括接合表面220。在所示實施例中，接合表面210、220彼此面對。在一些實施例中，接合表面210、220各自在上面形成有內連層，且內連層中的每一者可包括在一個或多個介電層中形成的觸點。在一些實施例中，可在接合表面210及/或接合表面220上施加接合材料。在一些實施例中，接合材料可為各種適合的金屬或金屬合金中的任一者，且也可包含適合的摻雜劑物質。可通過例如物理氣相沉積（physical vapor deposition，PVD）、濺鍍、鍍覆、蒸鍍、化學氣相沉積（chemical vapor deposition，CVD）或其他沉積操作等的各種沉積操作在相應的基板200a、200b上形成接合材料。視需要，在一些實施例中，在接合材料形成在相應的基板200a、200b上之後，可對接合材料進一步施加例如化學機械拋光（chemical mechanical polishing，CMP）製程或等離子處理製程等的其他製程。適合的接合材料包括鋁（Al）、錫（Sn）、鍺（Ge）、金（Au）、銅（Cu）、矽（Si）及鉛（Pb），但也可使用其他適合的接合材料。在一些實施例中，接合材料以經圖案化膜段（patterned film segments）的形式出現，即，接合材料並不完全性地在其相應的接合表面210、220上延伸。可使用各種適合的及已知的技術來對接合材料進行圖案化，以產生接合材料的經圖案化段。如上所述，所示出的特性中的一些特性是為了清晰起見而被任意地擴展，從而使特性的相對尺寸失真。
接合頭120具有面對承載盤110的凹槽122，且接合頭120包括分隔板124、至少一個可充氣元件126及膜片128。舉例來說，待接合的基板200可包括以面對面的方式配置的上基板200a及下基板200b。基板200中的每一者可為晶圓，所述晶圓具有形成在其中的半導體裝置且具有設置在晶圓上並電連接到所述半導體裝置的內連結構。舉例來說，上基板200a可為包括多個互補金屬氧化物半導體圖像感測器晶片的第一晶圓（即，互補金屬氧化物半導體圖像感測器（CMOS image sensor，CIS）晶圓），且下基板200b可為包括多個邏輯積體電路晶片的第二晶圓（即，邏輯晶圓）。然而，本發明實施例並非僅限於此。在一些實施例中，承載盤110可包括定位凹槽112及定位機構114。定位凹槽112面對接合頭120且對應於接合頭120的凹槽122。基板200a、200b設置在定位凹槽112中。
在一些實施例中，定位機構114可移動地設置在定位凹槽112中，以將基板200a、200b保持在適當位置。詳細來說，在接合頭120朝向承載盤移動以將基板200a、200b壓合在一起之前，定位機構114的上部分可延伸至基板200a、200b之間。利用此種安排，上基板200a實際上倚靠在定位機構114的上部分上，而非直接接觸下基板200b的接合表面220，以避免在放置基板200a、200b實對接合表面210、220造成損壞。接著，可使定位機構114遠離基板200a、200b（例如，沿著方向D1）移動，因此基板200a、200b可由接合頭120壓合在一起。作為另一選擇，定位機構114可向下（例如，沿著與方向D1垂直的方向）移動，以嵌入承載盤110中，因此基板200a、200b可由接合頭120壓合在一起。在此種實施例中，承載盤110可包括用於將定位機構114接納在其中的接納凹槽。本發明實施例並不限制定位機構114的形式、配置及移動，只要其在放置基板200a、200b的期間將基板200a、200b保持在適當位置且在接合基板200a、200b的期間讓位即可。
在一些實施例中，承載盤110及接合頭120被配置成可相對於彼此移動。分隔板124設置在凹槽122中，以將凹槽122劃分成多個隔間C1、C2。所述至少一個可充氣元件126設置在隔間C1、C2中的至少一者中。可充氣元件126可為可充氣囊袋（pneumatic bladder），其可由例如氣泵充氣或放氣。可充氣元件126的體積可根據注入其中的氣體量來加以調整。在一些實施例中，接合頭120更包括與可充氣元件126氣體連通的至少一個進氣口129，以將可充氣元件126充氣或放氣。具有可撓性的膜片128覆蓋凹槽122且設置在可充氣元件126與承載盤110之間。利用此種安排，當可充氣組件126經由進氣口129被充以氣體時，膜片128由已充氣的可充氣組件126朝向上基板200a推動，以壓靠上基板200a使其與下基板200b接合在一起。換句話說，當可充氣元件126通過進氣口129被充氣時，可充氣元件126通過膜片128將接合力施加到基板200a、200b上。在一些實施例中，膜片128可由例如矽酮橡膠等的柔順（compliant）材料製成。
在所示實施例中，分隔板124將凹槽122劃分成中心隔間C1及週邊隔間C2。換句話說，隔間包括中心隔間C1及環繞中心隔間C1的週邊隔間C2。在本發明實施例中，可充氣元件126的數目可為多個。可充氣元件126包括中心可充氣元件126a及週邊可充氣元件126b。中心可充氣元件126a及週邊可充氣元件126b分別設置在中心隔間C1及週邊隔間C2中。在一些實施例中，週邊隔間C2可呈單個甜甜圈的形狀，且週邊可充氣元件126b也呈單個甜甜圈的形狀，週邊可充氣元件126b相對於中心可充氣元件126a以同心方式配置。在一些實施例中，中心可充氣元件126a及週邊可充氣元件126b可通過被獨立地充氣而對基板200施加壓合力。
舉例來說，首先經由進氣口129將中心可充氣元件126a充氣，以施加第一壓合力，從而將各基板200的中心區壓合在一起。因此，各基板200的中心區之間的空氣被排出以避免出現爆米花效應（popcorn effect）。接著，經由進氣口129將週邊可充氣元件126b充氣，以施加第二壓合力，從而將各基板200的週邊區壓合在一起，因此基板200a的接合表面210與基板200b的接合表面220彼此緊密且全面地接合在一起。基板200的中心區可對應於接合頭120的中心可充氣元件126a，且基板200的週邊區可對應於接合頭120的週邊可充氣元件126b。在一些實施例中，凹槽122的直徑實質上大於待接合的基板200中的每一者的直徑。因此，由凹槽122中（例如，凹槽122的隔間C1及C2中）的中心可充氣元件126a及週邊可充氣元件126b施加的壓合力可全面地分佈在基板200上。舉例來說，凹槽122的直徑實質上等於或大於300.5 mm。在各實施方案中的一者中，凹槽122的直徑是約320 mm，但本發明實施例並非僅限於此。
一般來說，上基板200a的翹曲可為負翹曲，這意味著上基板200a的中心部分實質上低於上基板200a的邊緣部分。相反地，翹曲可為正翹曲，這意味著上基板200a的中心部分實質上高於邊緣部分。在上基板200a如圖1所示具有負翹曲（笑臉形狀）的實施例中，基板200a及200b的中心部分之間的間隔實質上小於基板200a及200b的邊緣部分之間的間隔。因此，由週邊可充氣元件126b施加的第二壓合力實質上大於由中心可充氣元件126a施加的第一壓合力，以校正基板200的翹曲且增強各基板200的接合強度。即，週邊可充氣元件126b的充氣量值實質上大於中心可充氣元件126a的充氣量值。利用此種配置，可獨立地控制由接合頭120施加到基板200上的壓合力，以提供優異的接合強度及氣密品質。另外，可避免因受困於（trapped）各基板200之間的空氣而出現脫層（delamination）問題或爆米花效應，以改善基板接合製程的良率。
應注意，施加到基板200上的壓合力可根據基板的輪廓自由地加以調整。在基板200a具有正翹曲（哭臉形狀）的實施例中，基板200a及200b的中心部分之間的間隔實質上大於基板200a及200b的邊緣部分之間的間隔。因此，由中心可充氣元件126a施加的第一壓合力可實質上大於由週邊可充氣元件126b施加的第二壓合力，以校正基板200的正翹曲且增強各基板200的接合強度。
圖3示出根據本發明一些示例性實施例的接合裝置的接合頭的俯視圖。應注意，圖3所示的接合頭120’含有與早先參照圖1及圖2所揭露的接合頭120相同或類似的許多特徵。為清晰及簡明起見，可不再對相同的或類似的特徵予以詳述，且相同的或類似的參考編號表示相同的或相似的元件。圖3所示的接合頭120’與早先參照圖1及圖2所揭露的接合頭120之間的主要差異闡述如下。
參照圖1及圖3，在所示實施例中，週邊隔間更包括由分隔板124劃分的多個子隔間C21、C22、C23及C24。子隔間C21、C22、C23及C24共同地環繞中心隔間C1。換句話說，子隔間C21、C22、C23及C24聯合地形成環繞中心隔間C1的圓圈。因此，可充氣元件126包括設置在中心隔間C1中的中心可充氣元件126a、以及分別設置在子隔間C21、C22、C23及C24中的多個週邊可充氣元件126b。利用此種配置，可更精確地控制由可充氣組件126a及126b施加到基板200上的壓合力，以進一步改善各基板200之間的接合強度及氣密品質。
舉例來說，在基板如圖1所示具有負翹曲（笑臉形狀）的實施例中，週邊可充氣元件126b中的每一者的充氣量值實質上大於中心可充氣元件126a的充氣量值。由此，可向基板200的不同區上提供不同的壓合力，以校正基板200的翹曲。此外，週邊可充氣元件126b中的每一者的充氣量值可根據基板200的翹曲輪廓而不同，從而以更精確的方式調整基板200的翹曲。利用此種配置，可獨立地控制由可充氣組件126a及126b中的每一者施加到基板200上的壓合力，以提供優異的接合強度及氣密品質。另外，通過首先將中心可充氣元件126a充氣，可避免因受困於各基板200之間的空氣而出現脫層問題或爆米花效應。在一些實施例中，週邊隔間C21、C22、C23及C24可根據施加到基板200的壓合力的實際要求而具有不同的內半徑及寬度。
圖4示出根據本發明一些示例性實施例的接合裝置的剖視圖。圖5示出根據本發明一些示例性實施例的接合裝置的接合頭的俯視圖。應注意，圖4所示的接合裝置100a含有與早先參照圖1及圖2所揭露的接合裝置100相同或類似的許多特徵。為清晰及簡明起見，可不再對相同的或類似的特徵予以詳述，且相同的或類似的參考編號表示相同的或相似的元件。圖4所示的接合裝置100a與早先參照圖1及圖2所揭露的接合裝置100之間的主要差異闡述如下。
參照圖4及圖5，在所示實施例中，週邊隔間更包括由分隔板124劃分的多個同心隔間C25及C26。同心隔間C25及C26相對於中心隔間C1以同心方式配置。因此，可充氣元件包括中心可充氣元件126a以及多個週邊可充氣元件126b1及126b2。中心可充氣元件126a設置在中心隔間C1中，且週邊可充氣元件126b1及126b2分別設置在同心隔間C25及C26中。利用此種配置，可更精確地控制由中心可充氣元件126a、週邊可充氣元件126b1及週邊可充氣元件126b2施加到基板200上的壓合力，以進一步改善各基板200之間的接合強度及氣密品質。應注意，本發明實施例並不限制同心隔間的數目及週邊可充氣元件的數目。
舉例來說，在上基板200a如圖4所示具有負翹曲（笑臉形狀）的實施例中，週邊可充氣元件126b1及126b2中的每一者的充氣量值實質上大於中心可充氣元件126a的充氣量值。由此，可向基板200的不同區上提供不同的壓合力，以校正基板200的翹曲。此外，週邊可充氣元件126b2的充氣量值可實質上大於週邊可充氣元件126b1的充氣量值。即，由可充氣組件126a、126b1及126b2施加到基板200上的壓合力從基板200的中心區向週邊區逐漸增大，從而以更精確的方式調整基板200的翹曲。利用此種配置，可獨立地控制由可充氣組件126a、126b1及126b2中的每一者施加到基板200上的壓合力，以在各基板200之間提供優異的接合強度及氣密品質。另外，通過首先將中心可充氣元件126a充氣，可避免因受困於各基板200之間的空氣而出現脫層問題或爆米花效應。
圖6示出根據本發明一些示例性實施例的接合裝置的剖視圖。應注意，圖6所示的接合裝置100b含有與早先參照圖1及圖2所揭露的接合裝置100相同或類似的許多特徵。為清晰及簡明起見，可不再對相同的或類似的特徵予以詳述，且相同的或類似的參考編號表示相同的或相似的元件。圖6所示的接合裝置100b與早先參照圖1及圖2所揭露的接合裝置100之間的主要差異闡述如下。
在一些實施例中，接合裝置100b更包括可移動地設置在中心隔間C1中的壓合銷125。可充氣元件126設置在週邊隔間C2中。膜片128暴露出中心隔間C1以使壓合銷125能夠伸出，且膜片128覆蓋週邊隔間C2，因此膜片128能夠在可充氣組件126被充氣時壓靠基板200。利用此種配置，用於接合各基板200的方法可包括以下過程。首先，將各基板200（例如，上基板200a及下基板200b）設置在承載盤110上。上基板200a以疊置方式堆疊在下基板200b上。接著，使壓合銷125朝向承載盤110移動，以使上基板200a的中心區接觸下基板200b的中心區。因此，各基板200的中心區之間的空氣被排出，以避免出現脫層問題或爆米花效應。接著，將環繞壓合銷125的可充氣組件126充氣，以在上基板200a的週邊區上施加壓合力，從而使上基板200a的週邊區接觸下基板200b的週邊區。
在上基板200a如圖6所示具有負翹曲（笑臉形狀）的實施例中，由可充氣組件126施加的壓合力實質上大於由壓合銷125施加的壓合力，以校正基板200的翹曲且增強各基板200的接合強度。利用此種配置，可獨立地控制在不同的區中施加到基板200上的壓合力，以提供優異的接合強度及氣密品質。另外，通過首先利用壓合銷在中心施加壓合力，可避免因受困於各基板200之間的空氣而出現脫層問題或爆米花效應，以改善基板接合製程的良率。在一些實施例中，週邊隔間C2呈單個甜甜圈的形狀，且可充氣組件126也呈單個甜甜圈的形狀，可充氣元件126相對於中心隔間C1以同心方式配置。然而，本發明實施例並非僅限於此，在其他實施例中，設置在週邊隔間C2中的可充氣組件126也可如圖3及圖5所示實施例那樣或以任何其他適合的方式來安排。
圖7示出根據本發明一些示例性實施例的基板接合方法的流程圖。利用以上所述的接合裝置，開發一種接合各基板200的方法，且所述方法可包括以下步驟。以下說明以接合裝置100為例來說明所述方法，然而所屬領域中的技術人員應瞭解，也可將其他接合裝置（例如接合裝置100a、100b）用於所述方法。
參照圖1、圖2及圖7，在一些實施例中，用於接合各基板200的方法可包括以下過程。首先，在步驟S110處，將基板200（例如，上基板200a及下基板200b）設置在接合裝置100的承載盤110上，以使得接合表面210、220彼此面對。在一些實施例中，可在接合表面210及/或接合表面220上施加接合材料，且可將定位機構114可移動地設置在定位凹槽112中以將上基板200a及下基板200b保持在適當位置。詳細來說，在初始狀態下（在施加壓合力以將基板200a、200b壓合在一起之前），定位機構114處於其中定位機構114的上部分在基板200a、200b之間延伸的位置。利用此種配置，上基板200a可依靠在定位機構114的上部分上，而非直接接觸下基板200b的接合表面220，以避免在放置基板200a、200b的期間對接合表面210、220造成損壞。接著，可使定位機構114遠離基板200a及200b（例如，沿著方向D1）移動，因此基板200a及200b可由接合頭120接合在一起。
接著，在步驟S120處，利用第一壓合力將各基板200的中心區壓合在一起。在所示實施例中，第一壓合力是由設置在接合頭120的中心隔間C1中的中心可充氣元件126a施加。然而，本發明實施例並非僅限於此。在其他實施例中，第一壓合力也可由壓合銷（例如，圖6中所示的壓合銷125）或由設置在中心隔間C1中的任何其他適合的構件施加。基板200的中心區對應於接合頭120的其中施加第一壓合力的中心隔間C1。
接著，在步驟S130處，利用第二壓合力將各基板200的週邊區壓合在一起。在所示實施例中，第二壓合力是由設置在接合頭120的週邊隔間C2中的週邊可充氣元件126b施加。基板200的週邊區對應於接合頭120的其中施加第二壓合力的週邊隔間C2。在一些實施例中，週邊可充氣元件126b（及/或中心可充氣元件126a）可為可充氣囊袋，其可由例如氣泵充氣或放氣。具有可撓性的膜片128覆蓋凹槽122且設置在週邊可充氣元件126b（及/或中心可充氣元件126a）與承載盤110之間。利用此種安排，當週邊可充氣元件126b（及/或中心可充氣元件126a）被充氣時，覆蓋對應隔間的膜片128被朝向上基板200a推動以施加第二壓合力，使得上基板200a與下基板200b接合在一起。
在基板200a如圖1所示具有負翹曲（笑臉形狀）的實施例中，由週邊可充氣元件126b施加的第二壓合力實質上大於由中心可充氣元件126a或壓合銷125施加的第一壓合力。由此，基板200的翹曲可得以校正，且各基板200之間的接合強度可得以改善。利用此種配置，可獨立地控制由接合頭120施加到基板200上的壓合力，以提供優異的接合強度及氣密品質。另外，通過首先施加第一壓合力，可避免因受困於各基板200之間的空氣而出現脫層問題或爆米花效應，以改善各基板200的接合良率。
基於以上說明，可看出，本發明實施例提供各種優點。然而，應理解，本文中未必論述了所有優點，且其他實施例可提供不同的優點，並且所有實施例均不需要具有特定的優點。
根據本發明的一些實施例，一種接合裝置包括承載盤及接合頭。所述承載盤被配置成承載待接合的多個基板。所述接合頭具有面對所述承載盤的凹槽，且包括分隔板、至少一個可充氣元件及膜片。所述分隔板設置在所述凹槽中且將所述凹槽劃分成多個隔間。所述至少一個可充氣元件設置在所述隔間中的至少一者中。所述膜片覆蓋所述凹槽且設置在所述至少一個可充氣元件與所述承載盤之間。
根據本發明的一些實施例，所述接合頭更包括與所述至少一個可充氣元件氣體連通的至少一個進氣口，以對所述至少一個可充氣元件充氣或放氣。
根據本發明的一些實施例，所述多個隔間包括中心隔間及環繞所述中心隔間的週邊隔間。
根據本發明的一些實施例，所述至少一個可充氣元件包括設置在所述中心隔間中的中心可充氣元件及設置在所述週邊隔間中的週邊可充氣元件。
根據本發明的一些實施例，所述的接合裝置更包括可移動地設置在所述中心隔間中的壓合銷，其中所述至少一個可充氣元件設置在所述週邊隔間中，且所述膜片暴露出所述中心隔間並覆蓋所述週邊隔間。
根據本發明的一些實施例，所述週邊隔間更包括由所述分隔板劃分且共同地環繞所述中心隔間的多個子隔間。
根據本發明的一些實施例，所述至少一個可充氣元件包括設置在所述中心隔間中的中心可充氣元件及分別設置在所述多個子隔間中的多個週邊可充氣元件。
根據本發明的一些實施例，所述週邊隔間更包括由所述分隔板劃分且相對於所述中心隔間以同心方式配置的多個同心隔間。
根據本發明的一些實施例，所述至少一個可充氣元件包括設置在所述中心隔間中的中心可充氣元件及分別設置在所述多個同心隔間中的多個週邊可充氣元件。
根據本發明的一些實施例，所述凹槽的直徑實質上大於待接合的所述多個基板中的每一者的直徑。
根據本發明的一些實施例，一種接合裝置包括承載盤及接合頭。所述承載盤被配置成承載待接合的多個基板。所述接合頭具有面對所述承載盤的凹槽。所述承載盤及所述接合頭被配置成能夠相對於彼此移動。所述接合頭包括分隔板、週邊可充氣元件及膜片。所述分隔板設置在所述凹槽中且將所述凹槽劃分成中心隔間及環繞所述中心隔間的週邊隔間。所述週邊可充氣元件設置在所述週邊隔間中。所述膜片覆蓋所述凹槽且設置在所述可充氣元件與所述承載盤之間。所述膜片被配置成在所述可充氣組件被充氣時壓靠待接合的所述基板。
根據本發明的一些實施例，所述的接合裝置更包括設置在所述中心隔間中的中心可充氣元件。
根據本發明的一些實施例，所述的接合裝置更包括可移動地設置在所述中心隔間中的壓合銷，其中所述膜片暴露出所述中心隔間且覆蓋所述週邊隔間。
根據本發明的一些實施例，所述週邊隔間更包括由所述分隔板劃分且共同地環繞所述中心隔間的多個子隔間，所述至少一個週邊可充氣元件包括分別設置在所述多個子隔間中的多個週邊可充氣元件。
根據本發明的一些實施例，所述週邊隔間更包括由所述分隔板劃分且相對於所述中心隔間以同心方式配置的多個同心隔間，所述至少一個週邊可充氣元件包括分別設置在所述多個同心隔間中的多個週邊可充氣元件。
根據本發明的一些實施例，所述凹槽的直徑實質上大於待接合的所述多個基板中的每一者的直徑。
根據本發明的一些實施例，一種基板接合方法包括以下步驟。將多個基板設置在承載盤上。利用第一壓合力將所述基板的中心區壓合在一起。利用第二壓合力將所述基板的週邊區壓合在一起，其中所述第二壓合力實質上大於所述第一壓合力。
根據本發明的一些實施例，壓合所述基板的所述週邊區是在壓合所述基板的所述中心區之後執行。
根據本發明的一些實施例，所述第二壓合力是由可充氣元件施加。
根據本發明的一些實施例，所述第一壓合力是由壓合銷或可充氣組件施加。
雖然本發明已以實施例揭露如上，然其並非用以限定本發明，任何所屬技術領域中具有通常知識者，在不脫離本發明的精神和範圍內，當可作些許的更動與潤飾，故本發明的保護範圍當視後附的申請專利範圍所界定者為準。
100、100a、100b‧‧‧接合裝置
110‧‧‧承載盤
112‧‧‧定位凹槽
114‧‧‧定位機構
120、120’、20a、120b‧‧‧接合頭
122‧‧‧凹槽
124‧‧‧分隔板
125‧‧‧壓合銷
126‧‧‧可充氣組件
126a‧‧‧中心可充氣元件/可充氣元件
126b、126b1、126b2‧‧‧週邊可充氣元件/可充氣元件
128‧‧‧膜片
129‧‧‧進氣口
200‧‧‧基板
200a‧‧‧上基板/基板
200b‧‧‧下基板/基板
210、220‧‧‧接合表面
C1‧‧‧中心隔間/隔間
C2‧‧‧週邊隔間/隔間
C21、C22、C23、C24‧‧‧子隔間/週邊隔間
C25、C26‧‧‧隔間
D1‧‧‧方向
S110、S120、S130‧‧‧步驟
接合附圖閱讀以下詳細說明，會最佳地理解本發明實施例的各方面。應注意，根據業內標準慣例，各種特徵並非是按比例繪製。事實上，為使論述清晰起見，可任意增大或減小各種特徵的尺寸。 圖1示出根據本發明一些示例性實施例的接合裝置的剖視圖。 圖2示出根據本發明一些示例性實施例的接合裝置的接合頭的俯視圖。 圖3示出根據本發明一些示例性實施例的接合裝置的接合頭的俯視圖。 圖4示出根據本發明一些示例性實施例的接合裝置的剖視圖。 圖5示出根據本發明一些示例性實施例的接合裝置的接合頭的俯視圖。 圖6示出根據本發明一些示例性實施例的接合裝置的剖視圖。 圖7示出根據本發明一些示例性實施例的基板接合方法的流程圖。

Claims (1)

  1. 一種接合裝置，包括： 一承載盤，用以承載待接合的多個基板；以及 一接合頭，具有面對所述承載盤的一凹槽，所述接合頭包括： 一分隔板，設置在所述凹槽中且將所述凹槽劃分成多個隔間； 至少一個可充氣元件，設置在所述多個隔間中的至少一者中；以及 一膜片，覆蓋所述凹槽且設置在所述至少一個可充氣元件與所述承載盤之間，其中所述膜片被配置成在所述至少一個可充氣元件被充氣時壓靠待接合的所述多個基板。
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