自動晶圓鍵合對準(zhǔn)機是實現(xiàn)半導(dǎo)體晶圓高精度對準(zhǔn)與鍵合一體化的關(guān)鍵設(shè)備，其核心功能在于通過納米級對準(zhǔn)精度和可控的鍵合工藝，將兩片或多片晶圓牢固結(jié)合，形成復(fù)雜的三維結(jié)構(gòu)或功能器件。
其原理基于精密機械控制、光學(xué)對準(zhǔn)技術(shù)與物理/化學(xué)鍵合工藝的協(xié)同作用，旨在將兩片或多片晶圓在納米級精度下完成對準(zhǔn)并牢固結(jié)合，廣泛應(yīng)用于3D集成電路、MEMS器件和封裝等領(lǐng)域。
自動晶圓鍵合對準(zhǔn)機的工作流程可分為以下幾個關(guān)鍵步驟：
晶圓裝載與基準(zhǔn)建立
第一片晶圓（通常為底部晶圓）面朝下置于對準(zhǔn)卡盤，并由頂部傳輸夾具通過真空吸附固定。該晶圓作為后續(xù)對準(zhǔn)的基準(zhǔn)面，確定所有運動的起始位置。
對準(zhǔn)標(biāo)記識別
每片晶圓邊緣預(yù)設(shè)有對準(zhǔn)標(biāo)記（如十字形、圓形等），顯微鏡系統(tǒng)移動至標(biāo)記區(qū)域進(jìn)行聚焦與圖像采集。系統(tǒng)通過圖像識別算法準(zhǔn)確定位標(biāo)記中心坐標(biāo)。
高精度對準(zhǔn)調(diào)節(jié)
第二片晶圓面朝上載入可移動對準(zhǔn)臺，該臺具備X/Y平移、θ旋轉(zhuǎn)及Z軸升降功能。控制系統(tǒng)根據(jù)上下晶圓標(biāo)記的位置偏差，驅(qū)動對準(zhǔn)臺進(jìn)行納米級微調(diào)，直至標(biāo)記重合。
預(yù)鍵合與主鍵合
對準(zhǔn)完成后，底層晶圓上升至接觸位置，在常溫或低溫下施加初步壓力形成分子間作用力，完成預(yù)鍵合。隨后送入鍵合腔室，在準(zhǔn)確控制的溫度、壓力、氣氛（如真空或惰性氣體）條件下進(jìn)行主鍵合，實現(xiàn)結(jié)合。
后處理與質(zhì)量檢測
鍵合結(jié)束后進(jìn)行冷卻、解鍵合（如臨時鍵合場景）及質(zhì)量評估，常用紅外檢查站或聲學(xué)掃描顯微鏡（SAM）檢測界面空洞、對準(zhǔn)偏移等問題。
