本發(fā)明涉及半導(dǎo)體制造，具體而言，涉及一種晶圓鍵合對(duì)準(zhǔn)方法及裝置。

背景技術(shù)：

1、在現(xiàn)有的晶圓鍵合對(duì)準(zhǔn)工藝中，一般是在上下晶圓載盤承載的上下晶圓的鍵合面制作標(biāo)記圖案，然后通過(guò)上下鏡頭分別對(duì)標(biāo)記圖案進(jìn)行識(shí)別并獲取對(duì)準(zhǔn)信息，然后根據(jù)對(duì)準(zhǔn)信息移動(dòng)晶圓載盤，從而實(shí)現(xiàn)上下晶圓的對(duì)準(zhǔn)。然而，在鍵合對(duì)準(zhǔn)過(guò)程中，需要多次移動(dòng)晶圓載盤，使得多次移動(dòng)之間容易產(chǎn)生誤差，且無(wú)法同時(shí)獲取兩個(gè)標(biāo)記圖案的對(duì)準(zhǔn)信息，影響最終的對(duì)準(zhǔn)精度。此外，標(biāo)記圖案的制作工藝包含較復(fù)雜的光刻和刻蝕工藝，導(dǎo)致整個(gè)晶圓鍵合對(duì)準(zhǔn)工藝復(fù)雜，使得晶圓鍵合對(duì)準(zhǔn)效率較低，也增加了生產(chǎn)成本。

2、由上可知，現(xiàn)有技術(shù)存在晶圓鍵合對(duì)準(zhǔn)效率較低的問(wèn)題。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路

1、本發(fā)明的主要目的在于提供一種晶圓鍵合對(duì)準(zhǔn)方法及裝置，以解決現(xiàn)有技術(shù)中晶圓鍵合對(duì)準(zhǔn)效率較低的問(wèn)題。

2、為了實(shí)現(xiàn)上述目的，根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)方面，提供了一種晶圓鍵合對(duì)準(zhǔn)方法，包括：移動(dòng)上晶圓載盤和/或下晶圓載盤，使其上的上晶圓和下晶圓在豎直方向上大致重疊；將位于上晶圓載盤上方或下晶圓載盤下方的對(duì)準(zhǔn)模塊分別對(duì)準(zhǔn)上晶圓和下晶圓上間隔設(shè)置的v形缺口和邊緣對(duì)準(zhǔn)點(diǎn)，并通過(guò)上晶圓載盤或下晶圓載盤上的避讓孔分別獲取上下對(duì)應(yīng)的v形缺口和邊緣對(duì)準(zhǔn)點(diǎn)的坐標(biāo)；根據(jù)上下對(duì)應(yīng)的各組坐標(biāo)數(shù)據(jù)，移動(dòng)上晶圓和/或下晶圓，以使上下對(duì)應(yīng)的各組v形缺口和邊緣對(duì)準(zhǔn)點(diǎn)的坐標(biāo)誤差均縮小至第一預(yù)設(shè)范圍內(nèi)，實(shí)現(xiàn)上晶圓和下晶圓對(duì)準(zhǔn)；對(duì)上晶圓和下晶圓進(jìn)行鍵合。

3、進(jìn)一步地，在對(duì)準(zhǔn)模塊分別對(duì)準(zhǔn)v形缺口和邊緣對(duì)準(zhǔn)點(diǎn)之前，晶圓鍵合對(duì)準(zhǔn)方法還包括：將位于上晶圓載盤上方或下晶圓載盤下方的預(yù)對(duì)準(zhǔn)模塊對(duì)準(zhǔn)v形缺口和/或至少一個(gè)邊緣對(duì)準(zhǔn)點(diǎn)對(duì)應(yīng)的避讓孔并發(fā)射光束，當(dāng)光束同時(shí)穿過(guò)上下對(duì)應(yīng)的兩個(gè)v形缺口和/或兩個(gè)邊緣對(duì)準(zhǔn)點(diǎn)時(shí)，完成預(yù)對(duì)準(zhǔn)操作。

4、進(jìn)一步地，晶圓鍵合對(duì)準(zhǔn)方法還包括：當(dāng)光束無(wú)法同時(shí)穿過(guò)上下對(duì)應(yīng)的兩個(gè)v形缺口和/或兩個(gè)邊緣對(duì)準(zhǔn)點(diǎn)時(shí)，移動(dòng)上晶圓和/或下晶圓，直至光束能夠同時(shí)穿過(guò)上下對(duì)應(yīng)的兩個(gè)v形缺口和/或兩個(gè)邊緣對(duì)準(zhǔn)點(diǎn)。

5、進(jìn)一步地，在上晶圓和下晶圓對(duì)準(zhǔn)之后，晶圓鍵合對(duì)準(zhǔn)方法還包括：通過(guò)上晶圓載盤和下晶圓載盤上分別對(duì)應(yīng)設(shè)置的校準(zhǔn)模塊分別測(cè)量在水平方向上校準(zhǔn)模塊與上晶圓的邊緣和下晶圓的邊緣之間的距離，當(dāng)兩個(gè)距離之間的差值位于第二預(yù)設(shè)范圍內(nèi)時(shí)，完成校準(zhǔn)操作。

6、進(jìn)一步地，晶圓鍵合對(duì)準(zhǔn)方法還包括：當(dāng)兩個(gè)距離之間的差值大于第二預(yù)設(shè)范圍時(shí)，移動(dòng)上晶圓和/或下晶圓，直至兩個(gè)距離之間的差值縮小至第二預(yù)設(shè)范圍內(nèi)。

7、根據(jù)本發(fā)明的另一個(gè)方面，還提供了一種晶圓鍵合對(duì)準(zhǔn)裝置，采用晶圓鍵合對(duì)準(zhǔn)裝置執(zhí)行上述的晶圓鍵合對(duì)準(zhǔn)方法，晶圓鍵合對(duì)準(zhǔn)裝置包括：上晶圓載盤和下晶圓載盤；上晶圓和下晶圓，上晶圓和下晶圓分別設(shè)置于上晶圓載盤和下晶圓載盤，上晶圓和下晶圓分別對(duì)應(yīng)具有間隔設(shè)置的v形缺口和邊緣對(duì)準(zhǔn)點(diǎn)，邊緣對(duì)準(zhǔn)點(diǎn)為多個(gè)；對(duì)準(zhǔn)模塊，對(duì)準(zhǔn)模塊為至少一個(gè)，至少一個(gè)對(duì)準(zhǔn)模塊位于上晶圓載盤的上方或下晶圓載盤的下方；上晶圓載盤或下晶圓載盤對(duì)應(yīng)v形缺口和邊緣對(duì)準(zhǔn)點(diǎn)的位置開設(shè)有避讓孔，以使對(duì)準(zhǔn)模塊通過(guò)避讓孔獲取各v形缺口和邊緣對(duì)準(zhǔn)點(diǎn)的坐標(biāo)。

8、進(jìn)一步地，邊緣對(duì)準(zhǔn)點(diǎn)為兩個(gè)，兩個(gè)邊緣對(duì)準(zhǔn)點(diǎn)為v形缺口的兩側(cè)邊延長(zhǎng)線與晶圓邊緣的兩個(gè)交點(diǎn)。

9、進(jìn)一步地，邊緣對(duì)準(zhǔn)點(diǎn)為三個(gè)，三個(gè)邊緣對(duì)準(zhǔn)點(diǎn)和v形缺口沿上晶圓和下晶圓的周向等間隔設(shè)置。

10、進(jìn)一步地，對(duì)準(zhǔn)模塊為一個(gè)，對(duì)準(zhǔn)模塊可移動(dòng)地設(shè)置；或者對(duì)準(zhǔn)模塊為多個(gè)，多個(gè)對(duì)準(zhǔn)模塊分別與v形缺口和邊緣對(duì)準(zhǔn)點(diǎn)一一對(duì)應(yīng)設(shè)置。

11、進(jìn)一步地，避讓孔的孔徑大于v形缺口所在圓的直徑和邊緣對(duì)準(zhǔn)點(diǎn)的外徑。

12、進(jìn)一步地，晶圓鍵合對(duì)準(zhǔn)裝置還包括預(yù)對(duì)準(zhǔn)模塊，預(yù)對(duì)準(zhǔn)模塊為至少一個(gè)，預(yù)對(duì)準(zhǔn)模塊位于上晶圓載盤的上方或下晶圓載盤的下方，用于在對(duì)準(zhǔn)模塊執(zhí)行對(duì)準(zhǔn)操作前對(duì)上晶圓和下晶圓進(jìn)行預(yù)對(duì)準(zhǔn)操作。

13、進(jìn)一步地，預(yù)對(duì)準(zhǔn)模塊為一個(gè)，預(yù)對(duì)準(zhǔn)模塊可移動(dòng)地設(shè)置；或者預(yù)對(duì)準(zhǔn)模塊為一個(gè)，預(yù)對(duì)準(zhǔn)模塊與v形缺口對(duì)應(yīng)設(shè)置；或者預(yù)對(duì)準(zhǔn)模塊為多個(gè)，多個(gè)預(yù)對(duì)準(zhǔn)模塊分別與v形缺口和至少一個(gè)邊緣對(duì)準(zhǔn)點(diǎn)一一對(duì)應(yīng)設(shè)置。

14、進(jìn)一步地，對(duì)準(zhǔn)模塊包括鏡頭，鏡頭拍攝獲取v形缺口和邊緣對(duì)準(zhǔn)點(diǎn)的圖像坐標(biāo)；和/或預(yù)對(duì)準(zhǔn)模塊為紅外模塊、激光模塊或有色光模塊中的至少一個(gè)，預(yù)對(duì)準(zhǔn)模塊發(fā)射的光束同時(shí)穿過(guò)避讓孔、上下對(duì)應(yīng)的兩個(gè)v形缺口和/或兩個(gè)邊緣對(duì)準(zhǔn)點(diǎn)，以完成預(yù)對(duì)準(zhǔn)操作。

15、進(jìn)一步地，晶圓鍵合對(duì)準(zhǔn)裝置還包括校準(zhǔn)模塊，上晶圓載盤和下晶圓載盤上分別對(duì)應(yīng)設(shè)置有至少一個(gè)校準(zhǔn)模塊，校準(zhǔn)模塊與上晶圓和下晶圓間隔設(shè)置，用于在水平方向上測(cè)量與晶圓邊緣的距離。

16、進(jìn)一步地，校準(zhǔn)模塊為鏡頭、測(cè)距雷達(dá)或紅外測(cè)距模塊中的至少一個(gè)。

17、應(yīng)用本發(fā)明的技術(shù)方案，晶圓鍵合對(duì)準(zhǔn)方法包括：移動(dòng)上晶圓載盤和/或下晶圓載盤，使其上的上晶圓和下晶圓在豎直方向上大致重疊；將位于上晶圓載盤上方或下晶圓載盤下方的對(duì)準(zhǔn)模塊分別對(duì)準(zhǔn)上晶圓和下晶圓上間隔設(shè)置的v形缺口和邊緣對(duì)準(zhǔn)點(diǎn)，并通過(guò)上晶圓載盤或下晶圓載盤上的避讓孔分別獲取上下對(duì)應(yīng)的v形缺口和邊緣對(duì)準(zhǔn)點(diǎn)的坐標(biāo)；根據(jù)上下對(duì)應(yīng)的各組坐標(biāo)數(shù)據(jù)，移動(dòng)上晶圓和/或下晶圓，以使上下對(duì)應(yīng)的各組v形缺口和邊緣對(duì)準(zhǔn)點(diǎn)的坐標(biāo)誤差均縮小至第一預(yù)設(shè)范圍內(nèi)，實(shí)現(xiàn)上晶圓和下晶圓對(duì)準(zhǔn)；對(duì)上晶圓和下晶圓進(jìn)行鍵合，采用上述對(duì)準(zhǔn)方法能夠同時(shí)獲取上下晶圓的對(duì)應(yīng)的v形缺口和邊緣對(duì)準(zhǔn)點(diǎn)的坐標(biāo)，避免了多次移動(dòng)晶圓產(chǎn)生的誤差，提高了對(duì)準(zhǔn)精度，也簡(jiǎn)化了對(duì)準(zhǔn)步驟，且利用晶圓自帶的v形缺口而無(wú)需額外制作標(biāo)記圖案，在容易識(shí)別的同時(shí)省去了標(biāo)記圖案所需的制作工藝，從而大大減少了整體晶圓鍵合對(duì)準(zhǔn)工藝，提高了晶圓鍵合對(duì)準(zhǔn)效率，也降低了生產(chǎn)成本，解決了現(xiàn)有技術(shù)中晶圓鍵合對(duì)準(zhǔn)效率較低的問(wèn)題。

技術(shù)特征：

1.一種晶圓鍵合對(duì)準(zhǔn)方法，其特征在于，包括：

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的晶圓鍵合對(duì)準(zhǔn)方法，其特征在于，在所述對(duì)準(zhǔn)模塊(70)分別對(duì)準(zhǔn)所述v形缺口(50)和所述邊緣對(duì)準(zhǔn)點(diǎn)(60)之前，所述晶圓鍵合對(duì)準(zhǔn)方法還包括：

3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的晶圓鍵合對(duì)準(zhǔn)方法，其特征在于，所述晶圓鍵合對(duì)準(zhǔn)方法還包括：

4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的晶圓鍵合對(duì)準(zhǔn)方法，其特征在于，在所述上晶圓(30)和所述下晶圓(40)對(duì)準(zhǔn)之后，所述晶圓鍵合對(duì)準(zhǔn)方法還包括：

5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的晶圓鍵合對(duì)準(zhǔn)方法，其特征在于，所述晶圓鍵合對(duì)準(zhǔn)方法還包括：

6.一種晶圓鍵合對(duì)準(zhǔn)裝置，其特征在于，采用所述晶圓鍵合對(duì)準(zhǔn)裝置執(zhí)行權(quán)利要求1至5中任一項(xiàng)所述的晶圓鍵合對(duì)準(zhǔn)方法，所述晶圓鍵合對(duì)準(zhǔn)裝置包括：

7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的晶圓鍵合對(duì)準(zhǔn)裝置，其特征在于，所述邊緣對(duì)準(zhǔn)點(diǎn)(60)為兩個(gè)，兩個(gè)所述邊緣對(duì)準(zhǔn)點(diǎn)(60)為所述v形缺口(50)的兩側(cè)邊延長(zhǎng)線與晶圓邊緣的兩個(gè)交點(diǎn)。

8.根據(jù)權(quán)利要求6所述的晶圓鍵合對(duì)準(zhǔn)裝置，其特征在于，所述邊緣對(duì)準(zhǔn)點(diǎn)(60)為三個(gè)，三個(gè)所述邊緣對(duì)準(zhǔn)點(diǎn)(60)和所述v形缺口(50)沿所述上晶圓(30)和所述下晶圓(40)的周向等間隔設(shè)置。

9.根據(jù)權(quán)利要求6所述的晶圓鍵合對(duì)準(zhǔn)裝置，其特征在于，

10.根據(jù)權(quán)利要求6所述的晶圓鍵合對(duì)準(zhǔn)裝置，其特征在于，所述避讓孔(11)的孔徑大于所述v形缺口(50)所在圓的直徑和所述邊緣對(duì)準(zhǔn)點(diǎn)(60)的外徑。

11.根據(jù)權(quán)利要求6所述的晶圓鍵合對(duì)準(zhǔn)裝置，其特征在于，所述晶圓鍵合對(duì)準(zhǔn)裝置還包括預(yù)對(duì)準(zhǔn)模塊(80)，所述預(yù)對(duì)準(zhǔn)模塊(80)為至少一個(gè)，所述預(yù)對(duì)準(zhǔn)模塊(80)位于所述上晶圓載盤(10)的上方或所述下晶圓載盤(20)的下方，用于在所述對(duì)準(zhǔn)模塊(70)執(zhí)行對(duì)準(zhǔn)操作前對(duì)所述上晶圓(30)和所述下晶圓(40)進(jìn)行預(yù)對(duì)準(zhǔn)操作。

12.根據(jù)權(quán)利要求11所述的晶圓鍵合對(duì)準(zhǔn)裝置，其特征在于，

13.根據(jù)權(quán)利要求11所述的晶圓鍵合對(duì)準(zhǔn)裝置，其特征在于，

14.根據(jù)權(quán)利要求6所述的晶圓鍵合對(duì)準(zhǔn)裝置，其特征在于，所述晶圓鍵合對(duì)準(zhǔn)裝置還包括校準(zhǔn)模塊(90)，所述上晶圓載盤(10)和所述下晶圓載盤(20)上分別對(duì)應(yīng)設(shè)置有至少一個(gè)所述校準(zhǔn)模塊(90)，所述校準(zhǔn)模塊(90)與所述上晶圓(30)和所述下晶圓(40)間隔設(shè)置，用于在水平方向上測(cè)量與晶圓邊緣的距離。

15.根據(jù)權(quán)利要求14所述的晶圓鍵合對(duì)準(zhǔn)裝置，其特征在于，所述校準(zhǔn)模塊(90)為鏡頭、測(cè)距雷達(dá)或紅外測(cè)距模塊中的至少一個(gè)。

技術(shù)總結(jié)
本發(fā)明提供了一種晶圓鍵合對(duì)準(zhǔn)方法及裝置。晶圓鍵合對(duì)準(zhǔn)方法包括：移動(dòng)上晶圓載盤和/或下晶圓載盤，使其上的上晶圓和下晶圓在豎直方向上大致重疊；將位于上晶圓載盤上方或下晶圓載盤下方的對(duì)準(zhǔn)模塊分別對(duì)準(zhǔn)上晶圓和下晶圓上間隔設(shè)置的V形缺口和邊緣對(duì)準(zhǔn)點(diǎn)，并通過(guò)上晶圓載盤或下晶圓載盤上的避讓孔分別獲取上下對(duì)應(yīng)的V形缺口和邊緣對(duì)準(zhǔn)點(diǎn)的坐標(biāo)；根據(jù)上下對(duì)應(yīng)的各組坐標(biāo)數(shù)據(jù)，移動(dòng)上晶圓和/或下晶圓，以使上下對(duì)應(yīng)的各組V形缺口和邊緣對(duì)準(zhǔn)點(diǎn)的坐標(biāo)誤差均縮小至第一預(yù)設(shè)范圍內(nèi)，實(shí)現(xiàn)上晶圓和下晶圓對(duì)準(zhǔn)；對(duì)上晶圓和下晶圓進(jìn)行鍵合。本發(fā)明解決了現(xiàn)有技術(shù)中晶圓鍵合對(duì)準(zhǔn)效率較低的問(wèn)題。

技術(shù)研發(fā)人員：王思維,方士偉,張學(xué)友
受保護(hù)的技術(shù)使用者：星鑰（珠海）半導(dǎo)體有限公司
技術(shù)研發(fā)日：
技術(shù)公布日：2024/12/30