自動晶圓鍵合對準機是實現半導體晶圓高精度對準與鍵合一體化的關鍵設備，其核心功能在于通過納米級對準精度和可控的鍵合工藝，將兩片或多片晶圓牢固結合，形成復雜的三維結構或功能器件。
其原理基于精密機械控制、光學對準技術與物理/化學鍵合工藝的協同作用，旨在將兩片或多片晶圓在納米級精度下完成對準并牢固結合，廣泛應用于3D集成電路、MEMS器件和封裝等領域。
自動晶圓鍵合對準機的工作流程可分為以下幾個關鍵步驟：
晶圓裝載與基準建立
第一片晶圓（通常為底部晶圓）面朝下置于對準卡盤，并由頂部傳輸夾具通過真空吸附固定。該晶圓作為后續對準的基準面，確定所有運動的起始位置。
對準標記識別
每片晶圓邊緣預設有對準標記（如十字形、圓形等），顯微鏡系統移動至標記區域進行聚焦與圖像采集。系統通過圖像識別算法準確定位標記中心坐標。
高精度對準調節
第二片晶圓面朝上載入可移動對準臺，該臺具備X/Y平移、θ旋轉及Z軸升降功能。控制系統根據上下晶圓標記的位置偏差，驅動對準臺進行納米級微調，直至標記重合。
預鍵合與主鍵合
對準完成后，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，完成預鍵合。隨后送入鍵合腔室，在準確控制的溫度、壓力、氣氛（如真空或惰性氣體）條件下進行主鍵合，實現結合。
后處理與質量檢測
鍵合結束后進行冷卻、解鍵合（如臨時鍵合場景）及質量評估，常用紅外檢查站或聲學掃描顯微鏡（SAM）檢測界面空洞、對準偏移等問題。
