一种复合基板的制备装置及复合基板的制备方法与流程

1.本发明涉及复合基板的制备技术领域，尤其涉及一种复合基板的制备装置及复合基板的制备方法。


背景技术：

2.在半导体领域，通常将至少两个基板进行复合，得到复合半导体基板，以满足特定的应用需求，例如，将高导热支撑基板和器件功能层基板进行复合，或者，将高质量半导体基板和低质量半导体基板进行复合。在复合之前，需要在每个基板的表面进行镀膜，现有技术大多采用磁控等离子溅射的方式进行镀膜，该方法存在金属材料的利用率低、等离子体不稳定、离子轰击能量过大而存在损伤基板的可能性以及二次溅射引入颗粒而导致镀膜存在污染等缺点，使得复合得到的复合基板的成品率较低，降低了复合基板的生产效率。


技术实现要素：

3.基于以上所述，本发明的目的在于提供一种复合基板的制备装置及复合基板的制备方法，解决了现有技术存在的问题，具有成品率高和生产速度快的特点。
4.为达上述目的，本发明采用以下技术方案：
5.一种复合基板的制备装置，包括：物理气相沉积腔室，为第一真空腔室且其内设有物理气相沉积组件，所述物理气相沉积组件能够对基板本体的表面进行物理气相沉积并形成镀层；键合腔室，能够与所述物理气相沉积腔室连通或者隔绝且为第二真空腔室，所述键合腔室内设有加压组件；移动组件，所述移动组件能够将所述物理气相沉积腔室内带所述镀层的所述基板本体转移至所述键合腔室内，所述加压组件能够将至少两个镀膜后的所述基板本体键合形成复合基板。
6.作为一种复合基板的制备装置的优选方案，所述物理气相沉积组件包括：盛料件，用于盛放金属物料；电子枪，发射的电子束能够进入所述盛料件，所述电子束能够气化所述金属物料以使所述基板本体正对所述盛料件的一侧形成所述镀层。
7.作为一种复合基板的制备装置的优选方案，所述物理气相沉积组件包括偏转线圈，所述偏转线圈产生的磁场能够改变所述电子束的移动方向以使所述电子束进入所述盛料件内。
8.作为一种复合基板的制备装置的优选方案，所述偏转线圈产生的磁场包括第一磁场和第二磁场，所述第一磁场能够使所述电子束在预设平面内偏转预设角度，所述第二磁场能够使所述电子束沿垂直于所述预设平面的方向移动。
9.作为一种复合基板的制备装置的优选方案，所述预设角度为180
°
或者270
°
。
10.作为一种复合基板的制备装置的优选方案，所述物理气相沉积组件还包括转动组件，所述转动组件包括旋转动力件和转盘，所述旋转动力件的输出端与所述转盘的中心相连，所述转盘上设有至少两个沿周向排布的所述盛料件，所述旋转动力件能够通过所述转盘带动所述盛料件旋转。
11.作为一种复合基板的制备装置的优选方案，所述复合基板的制备装置还包括位于所述物理气相沉积腔室和所述键合腔室之间的表面处理腔室，所述表面处理腔室内设有第一表面处理组件，所述第一表面处理组件包括至少一个第一表面处理件，所述第一表面处理件为粒子源或者光源，每个所述第一表面处理件均能够对至少一个所述基板本体的所述镀层进行表面处理，所述表面处理腔室为第三真空腔室，所述移动组件能够将所述物理气相沉积腔室内带所述镀层的所述基板本体转移至所述表面处理腔室，还能够将表面处理后的所述基板本体转移至所述键合腔室。
12.作为一种复合基板的制备装置的优选方案，所述键合腔室内设有第二表面处理组件，所述第二表面处理组件包括至少一个第二表面处理件，所述第二表面处理件为粒子源或者光源，每个所述第二表面处理件均能够对至少一个所述基板本体的所述镀层进行表面处理。
13.一种复合基板的制备方法，采用以上任一方案所述的复合基板的制备装置，包括：
14.s1、所述物理气相沉积组件将所述物理气相沉积腔室内的所述基板本体进行镀膜，此时所述物理气相沉积腔室和所述键合腔室处于隔绝状态；
15.s2、连通所述物理气相沉积腔室和所述键合腔室，所述移动组件将带所述镀层的所述基板本体转移至所述键合腔室；
16.s3、重复s1和s2；
17.s4、所述加压组件将两个所述基板本体进行键合，形成所述复合基板。
18.作为一种复合基板的制备方法的优选方案，所述复合基板的制备方法还包括在真空环境下对镀膜后的所述基板本体的所述镀层进行表面处理，所述加压组件将两个表面处理后的所述基板本体进行键合。
19.作为一种复合基板的制备方法的优选方案，不同所述基板本体的所述镀层由相同的金属材料或者不同的金属材料进行物理沉积而成。
20.作为一种复合基板的制备方法的优选方案，所述基板本体的所述镀层包括第一镀层和第二镀层，所述第一镀层和所述第二镀层的金属材料不同。
21.本发明的有益效果为：本发明公开的复合基板的制备装置，由于物理气相沉积组件在第一真空腔室内对基板本体的表面进行镀膜，使得基板本体的表面形成镀层，降低了基板本体损坏或者镀层被污染的可能性，提高了镀膜时所使用的材料的利用率，与现有的喷溅方法相比，稳定性更好，通过加压组件将至少两个基板本体进行键合连接，增加了基板本体之间的连接强度，提高了复合基板的成品率。
22.本发明公开的复合基板的制备方法，具有稳定性好、材料的利用率高及成品率高的特点。
附图说明
23.为了更清楚地说明本发明实施例中的技术方案，下面将对本发明实施例描述中所需要使用的附图作简单的介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据本发明实施例的内容和这些附图获得其他的附图。
24.图1是本发明具体实施例一提供的复合基板的制备装置的示意图；
25.图2是本发明具体实施例一提供的复合基板的制备装置对基板本体进行镀膜时的示意图；
26.图3是本发明具体实施例一提供的复合基板的制备装置对两个基板本体进行复合时的示意图；
27.图4是本发明具体实施例一提供的复合基板的制备装置对两个基板本体进行复合完成后的示意图；
28.图5是本发明具体实施例二提供的复合基板的制备装置的示意图；
29.图6是本发明具体实施例三提供的复合基板的制备装置的示意图。
30.图中：
31.1、物理气相沉积腔室；
32.21、盛料件；22、电子枪；
33.3、键合腔室；
34.4、加压组件；41、加压件；42、基座；43、上支座；44、下支座；
35.5、表面处理腔室；
36.6、第一表面处理件；
37.7、第二表面处理件；
38.81、第一连通阀；82、第二连通阀；83、第三连通阀；
39.100、基板本体；200、金属物料；300、电子束。
具体实施方式
40.为使本发明解决的技术问题、采用的技术方案和达到的技术效果更加清楚，下面将结合附图对本发明实施例的技术方案作进一步的详细描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
41.在本发明的描述中，需要说明的是，术语“中心”、“上”、“下”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。其中，术语“第一位置”和“第二位置”为两个不同的位置。
42.在本发明的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。
43.实施例一
44.本实施例提供一种复合基板的制备装置，如图1至图4所示，包括物理气相沉积腔室1、键合腔室3及移动组件(图中未示出)，物理气相沉积腔室1为第一真空腔室且其内设有物理气相沉积组件，物理气相沉积组件能够对基板本体100的表面进行物理气相沉积并形
成镀层，键合腔室3能够与物理气相沉积腔室1连通或者隔绝，且键合腔室3为第二真空腔室，键合腔室3内设有加压组件4，移动组件能够将物理气相沉积腔室1内带镀层的基板本体100转移至键合腔室3内，加压组件4能够将至少两个镀膜后的基板本体100键合形成复合基板。加压组件4对基板本体100施加压力的过程中，无需加热基板，降低了加热过程中镀层的晶体结构发生改变而影响复合基板的特性的概率，提高了复合基板的成品率。
45.需要说明的是，本实施例的复合基板的制备装置还包括两个真空抽吸件(图中未示出)和两个真空检测件(图中未示出)，两个真空吸附件分别与物理气相沉积腔室1和键合腔室3连通，两个真空检测件分别用于检测物理气相沉积腔室1和键合腔室3的真空度。
46.本实施例提供的复合基板的制备装置，由于物理气相沉积组件在第一真空腔室内对基板本体100的表面进行镀膜，使得基板本体100的表面形成镀层，降低了基板本体100损坏或者镀层被污染的可能性，提高了镀膜时所使用的材料的利用率，与现有的喷溅方法相比，稳定性更好，通过加压组件4将至少两个基板本体100进行键合连接，增加了基板本体100之间的连接强度，提高了复合基板的成品率。
47.具体地，如图1至图4所示，本实施例的复合基板的制备装置还包括第一连通阀81，第一连通阀81被配置为物理气相沉积组件在基板本体100上进行镀膜时关闭，以隔绝物理气相沉积腔室1和键合腔室3，第一连通阀81还被配置为移动组件转移带镀层的基板本体100时开启，以连通物理气相沉积腔室1和键合腔室3。也就是说，当物理气相沉积组件对基板本体100进行镀膜时，第一连通阀81处于关闭状态，以防止气态的金属物料200进入键合腔室3。当基板本体100需要从物理气相沉积腔室1移动至键合腔室3内时，打开第一连通阀81，移动组件将基板本体100进行转移，此时物理气相沉积腔室1为第一真空腔室，键合腔室3为第二真空腔室，防止外界空气、颗粒或者其他气体进入物理气相沉积腔室1和键合腔室3，降低了镀层的物理特性或者化学特性发生变化的可能性。
48.如图1至图4所示，本实施例的物理气相沉积组件包括盛料件21、电子枪22及偏转线圈(图中未示出)，盛料件21用于盛放金属物料200，电子枪22能够发射电子束300，偏转线圈产生的磁场能够改变电子束300的移动方向以使电子束300进入盛料件21内，电子束300能够气化金属物料200以使基板本体100正对盛料件21的一侧形成镀层。具体地，本实施例的盛料件21为坩埚，基板本体100为半导体基板，电子束300进入坩埚内后能够融化金属材料，融化后的金属材料在第一真空腔室内形成金属蒸汽，金属蒸汽在半导体基板上形成镀层。在其他实施例中，还可以不设置偏转线圈，电子枪22产生的电子束300直接进入盛料件21内融化金属物料200，具体根据实际需要设置。
49.本实施例的偏转线圈产生的磁场包括第一磁场和第二磁场，第一磁场能够使电子束300在预设平面内偏转预设角度，第二磁场能够使电子束300沿垂直于预设平面的方向移动。进一步地，本实施例的预设平面为纸面所确定的竖直平面，第二磁场能够改变电子束300沿垂直于预设平面的方向移动，使电子束300在盛料件21内进行扫描，电子束300在盛料件21内扫描的频率位于5hz-500hz之间，从而均匀消耗盛料件21内的金属材料，避免局部消耗过多而出现挖孔的现象，本实施例的预设角度为270
°
。在其他实施例中，该预设角度还可以为180
°
或者其他角度，预设平面还可以为其他平面，具体根据实际需要选定设置。
50.本实施例的电子枪22至少包含阴极、聚束极和阳极，阴极、聚束极与负电位连接，阳极接地，电子束300被阴极和阳极之间的电场加速，负电位的电压在1kv-100kv之间。阴极
还能够与直流电源连接，阴极被电流加热至高温从而释放电子束300，通过改变阴极加热电流的大小可以改变电子束300的电流大小。通过改变与电子枪22电连接的负电位的电压、与阴极连接的直流电源的加热电流的大小，可以改变镀膜的效率，通过控制镀膜的时长，可以改变镀层的厚度。
51.本实施例的物理气相沉积组件还包括转动组件(图中未示出)，转动组件包括旋转动力件和转盘，旋转动力件的输出端与转盘的中心相连，转盘上设有至少两个沿自身的周向均匀排布的盛料件21，即这些盛料件21之间均匀间隔排布且位于以转盘的中心为圆心的同一个圆上，每个盛料件21内均装有不同的金属材料，旋转动力件能够通过转盘带动盛料件21旋转，从而实现电子束300进入不同的盛料件21内，实现镀膜时金属材料的改变。
52.如图1至图4所示，本实施例的加压组件4包括加压件41、基座42、上支座43及下支座44，加压件41的输出端设有上支座43，下支座44设置在基座42上，上支座43和下支座44正对设置，上支座43能够与一个基板本体100固定连接，两者之间可以是粘接或者磁吸连接等，另一个基板本体100能够定位在下支座44上，两个基板本体100带有镀层的一侧正对设置，加压件41通过上支座43带动一个基板本体100朝向靠近另一个基板本体100的方向移动并进行加压，使得两个基板本体100之间通过压合实现固定连接。
53.本实施例还提供一种复合基板的制备方法，采用以上技术方案所述的复合基板的制备装置，包括：
54.s1、如图2所示，物理气相沉积组件将物理气相沉积腔室1内的基板本体100进行镀膜，此时物理气相沉积腔室1和键合腔室3处于隔绝状态；
55.s2、连通物理气相沉积腔室1和键合腔室3，移动组件将带镀层的基板本体100转移至键合腔室3；
56.s3、重复s1和s2；
57.s4、如图3所示，加压组件4将两个基板本体100进行键合，形成复合基板，如图4所示。
58.需要说明的是，若是进行三个基板本体100的复合，在s4之后还包括：
59.s5、移动组件将复合基板转移至物理气相沉积腔室1；
60.s6、物理气相沉积组件将物理气相沉积腔室1内的复合基板进行镀膜，此时物理气相沉积腔室1和键合腔室3处于隔绝状态；
61.s7、连通物理气相沉积腔室1和键合腔室3，移动组件将复合基板转移至键合腔室3；
62.s8、物理气相沉积组件将物理气相沉积腔室1内的第三个基板本体100进行镀膜，此时物理气相沉积腔室1和键合腔室3处于隔绝状态；
63.s9、连通物理气相沉积腔室1和键合腔室3，移动组件将带镀层的基板本体100转移至键合腔室3；
64.s10、加压组件4将基板本体100与上述复合基板进行键合，形成产品。
65.在其他实施例中，三个基板本体100之间复合时，还可以首先在第一个基板本体100的相对两个表面分别进行镀膜，形成镀层，然后对第二个基板本体100的一个表面和第三基板本体100的一个表面进行镀膜，加压组件4首先将第二个基板本体100与第一个基板本体100的一个带有镀层的表面进行固定连接，然后再将第三个基板本体100与第一个基板
本体100的另一个带有镀层的表面进行连接，实现三个基板本体100之间的复合。
66.本实施例提供的复合基板的制备方法，具有稳定性好、材料的利用率高及成品率高的特点。
67.具体地，不同基板本体100的镀层由相同的金属材料或者不同的金属材料进行物理沉积而成。进一步地，基板本体100的镀层包括第一镀层和第二镀层，第一镀层和第二镀层的金属材料不同。
68.实施例二
69.如图5所示，本实施例与实施例一的不同之处在于，该复合基板的制备装置还包括位于物理气相沉积腔室1和键合腔室3之间的表面处理腔室5，表面处理腔室5内设有第一表面处理组件，第一表面处理组件包括至少一个第一表面处理件6，第一表面处理件6为粒子源或者光源，每个第一表面处理件6均能够对至少一个基板本体100的镀层进行表面处理，以除去镀层表面的污物并激活镀层内的金属材料，表面处理腔室5为第三真空腔室，移动组件能够将物理气相沉积腔室1内带镀层的基板本体100转移至表面处理腔室5，还能够将表面处理后的基板本体100转移至键合腔室3。需要说明的是，对基板本体100的镀层进行表面处理时需要保证镀层一直处于真空环境中。
70.如图5所示，该复合基板的制备装置不包括第一连通阀81，但包括第二连通阀82和第三连通阀83，第二连通阀82位于物理气相沉积腔室1和表面处理腔室5之间，以控制两者之间的通断，第三连通阀83位于表面处理腔室5和键合腔室3之间，以控制两者之间的通断。
71.本实施例的移动组件可以将物理气相沉积腔室1内的基板本体100移动至表面处理腔室5进行表面处理，还能够将表面处理过的基板本体100移动至键合腔室3，从而实现基板本体100之间的固定连接。
72.本实施例的复合基板的制备方法与实施例一的不同之处在于，将基板本体100移动至键合腔室3之前，首先将基板本体100移动至表面处理腔室5，使得第一表面处理件6对镀层进行表面处理，然后才能将表面处理后的基板本体100移动至键合腔室3内，实现至少两个基板本体100的复合。
73.实施例三
74.如图6所示，本实施例与实施例一的不同之处在于，该键合腔室3内设有第二表面处理组件，第二表面处理组件包括至少一个第二表面处理件7，第二表面处理件7为粒子源或者光源，每个第二表面处理件7均能够对至少一个基板本体100的镀层进行表面处理，加压组件4能够对表面处理后的基板本体100进行连接，使得基板本体100之间实现复合。
75.本实施例的复合基板的制备方法与实施例一的不同之处在于，将基板本体100移动至键合腔室3时，首先第二表面处理件7对镀层进行表面处理，然后加压组件4才能将表面处理后的基板本体100进行施加压力，实现至少两个基板本体100的复合。
76.注意，上述仅为本发明的较佳实施例及所运用技术原理。本领域技术人员会理解，本发明不限于这里所述的特定实施例，对本领域技术人员来说能够进行各种明显的变化、重新调整和替代而不会脱离本发明的保护范围。因此，虽然通过以上实施例对本发明进行了较为详细的说明，但是本发明不仅仅限于以上实施例，在不脱离本发明构思的情况下，还可以包括更多其他等效实施例，而本发明的范围由所附的权利要求范围决定。