【技術實現步驟摘要】
本專利技術涉及半導體制造，尤其涉及一種鍵合對準系統、一種鍵合設備，以及一種鍵合方法。
技術介紹
1、在半導體制造
，采用鍵合技術可以實現半導體器件的三維集成。即通過將兩個或者多個功能相同或者不同的半導體結構進行鍵合，可以提高芯片的性能。在此，鍵合制程可以按照鍵合對象區分，包括晶圓到晶圓(wafer?to?wafer，w2w)鍵合、芯片到晶圓鍵合(die?to?wafer，d2w)以及芯片到芯片鍵合(die?to?die，d2d)。
2、對于芯片到晶圓鍵合制程的對準步驟中，光學顯微系統需要對芯片和晶圓的標靶成像，以計算二者對準偏差。現有技術中，采用在芯片的承載頭上設計玻璃標靶的方式進行對準。玻璃標靶位于芯片同一平面的側邊，在玻璃標靶和芯片標靶位置標定完后，玻璃標靶就可以與晶圓正對位置的標靶進行標定。然而，由于兩個標靶有一定的豎直距離，顯微物鏡景深無法覆蓋，而且該距離會因芯片厚度不同而不同。適配不同芯片進行鍵合時，需要位移顯微鏡來對玻璃標靶和晶圓標靶進行成像。因此，該機械位移帶來的重復性和精度誤差，將會影響芯片和晶圓的鍵和精度。
3、為了克服現有技術存在的上述缺陷，本專利技術提供一種鍵合對準技術，利用簡化的裝置結構快速標定對準偏差量，從而提升鍵合對準的效率。
技術實現思路
1、以下給出一個或多個方面的簡要概述以提供對這些方面的基本理解。此概述不是所有構想到的方面的詳盡綜覽，并且既非旨在指認出所有方面的關鍵性或決定性要素亦非試圖界定任何或所有方面的范圍。其唯
2、為了克服現有技術存在的上述缺陷，本專利技術提供一種鍵合對準系統、一種鍵合設備，以及一種鍵合方法，利用簡化的裝置結構快速標定對準偏差量，從而提升鍵合對準的效率。
3、具體來說，根據本專利技術第一方面提供的鍵合對準系統包括：第一標靶，其上設有第一靶點，以標定晶圓的第一位置；透明的第二標靶，位于所述第一標靶與圖像采集裝置之間，其上設有第二靶點，以標定待鍵合件的第二位置；所述圖像采集裝置，用于經由光學補償組件采集帶有所述第一靶點的第一圖像，以及帶有所述第二靶點的第二圖像，以指示所述第一位置及所述第二位置之間的對準偏差量；以及所述光學補償組件，位于所述第二標靶與所述圖像采集裝置之間，并包括多個光程區，其中，所述光學補償組件將其第一光程區移動到所述圖像采集裝置與所述第一標靶之間，以供所述圖像采集裝置經由所述第一光程區聚焦所述第一標靶，所述光學補償組件還將其第二光程區移動到所述圖像采集裝置與所述第二標靶之間，以供所述圖像采集裝置經由所述第二光程區聚焦所述第二標靶。
4、進一步地，在本專利技術的一些實施例中，所述多個光程區被設于一轉盤，所述光學補償組件通過旋轉所述轉盤，切換所述第一光程區和所述第二光程區。
5、進一步地，在本專利技術的一些實施例中，所述的鍵合對準系統還包括：顯微物鏡，其中，所述第二光程區為空區，所述圖像采集裝置經由所述顯微物鏡聚焦所述第二靶點，所述第一光程區中設有補償所述第一標靶與所述第二標靶之間的光程差的光程片，以供所述圖像采集裝置經由所述顯微物鏡、所述光程片及所述第二標靶聚焦所述第一靶點。
6、進一步地，在本專利技術的一些實施例中，所述光程片采用平面玻璃，其折射率及厚度與所述光程差的關系被表示為：l＝d-d/n，其中，l為所述光程差，n為所述光程片的折射率，d為所述光程片的厚度。
7、進一步地，在本專利技術的一些實施例中，所述鍵合對準系統適配多種帶有不同厚度的待鍵合件，所述轉盤上設有多個具有對應的第一光程的第一光程區。
8、進一步地，在本專利技術的一些實施例中，所述第二靶點及所述待鍵合件靠近所述圖像采集裝置的第一表面，皆與所述圖像采集裝置保持適配所述第二光程區的第二光程，所述第一靶點適應所述待鍵合件遠離所述圖像采集裝置的第二表面的位置，而與所述圖像采集裝置保持對應的第一光程，所述光學補償組件被配置為：根據所述第一光程，將對應的第一光程區移動到所述圖像采集裝置與所述第一標靶之間，以供所述圖像采集裝置經由所述第一光程區聚焦所述第一標靶。
9、進一步地，在本專利技術的一些實施例中，所述待鍵合件的厚度介于40微米～600微米，其對應的第一光程區的光程片被根據折射率而分成多組，其中，各組所述光程片之間皆具有不同的折射率，而每組所述光程片皆具有相同的折射率及不同的厚度。
10、進一步地，在本專利技術的一些實施例中，所述第一標靶上設有多個所述第一靶點，所述第二標靶上設有多個對應的第二靶點，所述圖像采集裝置經由所述光學補償組件采集帶有多個所述第一靶點的第一圖像，以及帶有多個對應的第二靶點的第二圖像，以提升對所述第一位置及所述第二位置的對準偏差量的探測精度。
11、此外，根據本專利技術第二方面提供的鍵合設備包括：如本專利技術第一方面中任一項所述的鍵合對準系統，用于檢測待鍵合的晶圓的第一位置及待鍵合件的第二位置之間的對準偏差量；第一鍵合頭，其上設有所述鍵合對準系統的第一標靶，用于吸附晶圓；以及第二鍵合頭，其上設有所述鍵合對準系統的第二標靶，用于吸附待鍵合件，并配合所述第一鍵合頭來補償所述對準偏差量，以將所述晶圓的第一位置鍵合到所述待鍵合件的第二位置。
12、此外，根據本專利技術第三方面提供的鍵合方法包括以下步驟：經由如本專利技術第二方面所述的鍵合設備的第一鍵合頭吸附待鍵合的晶圓，并經由其第二鍵合頭吸附待鍵合件；將所述鍵合設備的鍵合對準系統的光學補償組件的第一光程區移動到圖像采集裝置與所述第一鍵合頭的第一標靶之間，以控制所述圖像采集裝置經由所述第一光程區聚焦所述第一標靶，并采集帶有其第一靶點的第一圖像；將所述光學補償組件的第二光程區移動到所述圖像采集裝置與所述第二鍵合頭的第二標靶之間，以控制所述圖像采集裝置經由所述第二光程區聚焦所述第二標靶，并采集帶有其第二靶點的第二圖像；根據所述第一靶點與所述第二靶點在對應圖像中的位置差異，確定所述第一位置及所述第二位置之間的對準偏差量；以及經由所述第一鍵合頭和/或所述第二鍵合頭補償所述對準偏差量，并將所述晶圓的第一位置鍵合到所述待鍵合件的第二位置。
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1.一種鍵合對準系統，其特征在于，包括：
2.如權利要求1所述的鍵合對準系統，其特征在于，所述多個光程區被設于一轉盤，所述光學補償組件通過旋轉所述轉盤，切換所述第一光程區和所述第二光程區。
3.如權利要求2所述的鍵合對準系統，其特征在于，還包括：
4.如權利要求3所述的鍵合對準系統，其特征在于，所述光程片采用平面玻璃，其折射率及厚度與所述光程差的關系被表示為：
5.如權利要求4所述的鍵合對準系統，其特征在于，所述鍵合對準系統適配多種帶有不同厚度的待鍵合件，所述轉盤上設有多個具有對應的第一光程的第一光程區。
6.如權利要求5所述的鍵合對準系統，其特征在于，所述第二靶點及所述待鍵合件靠近所述圖像采集裝置的第一表面，皆與所述圖像采集裝置保持適配所述第二光程區的第二光程，所述第一靶點適應所述待鍵合件遠離所述圖像采集裝置的第二表面的位置，而與所述圖像采集裝置保持對應的第一光程，所述光學補償組件被配置為：
7.如權利要求5所述的鍵合對準系統，其特征在于，所述待鍵合件的厚度介于40微米～600微米，其對應的第一光程區的光程
8.如權利要求1所述的鍵合對準系統，其特征在于，所述第一標靶上設有多個所述第一靶點，所述第二標靶上設有多個對應的第二靶點，所述圖像采集裝置經由所述光學補償組件采集帶有多個所述第一靶點的第一圖像，以及帶有多個對應的第二靶點的第二圖像，以提升對所述第一位置及所述第二位置的對準偏差量的探測精度。
9.一種鍵合設備，其特征在于，包括：
10.一種鍵合方法，其特征在于，包括以下步驟：
...【技術特征摘要】
1.一種鍵合對準系統，其特征在于，包括：
2.如權利要求1所述的鍵合對準系統，其特征在于，所述多個光程區被設于一轉盤，所述光學補償組件通過旋轉所述轉盤，切換所述第一光程區和所述第二光程區。
3.如權利要求2所述的鍵合對準系統，其特征在于，還包括：
4.如權利要求3所述的鍵合對準系統，其特征在于，所述光程片采用平面玻璃，其折射率及厚度與所述光程差的關系被表示為：
5.如權利要求4所述的鍵合對準系統，其特征在于，所述鍵合對準系統適配多種帶有不同厚度的待鍵合件，所述轉盤上設有多個具有對應的第一光程的第一光程區。
6.如權利要求5所述的鍵合對準系統，其特征在于，所述第二靶點及所述待鍵合件靠近所述圖像采集裝置的第一表面，皆與所述圖像采集裝置保持適配所述第二光程區的第二光程，所述第一靶點適應所述待鍵合件遠離...
【專利技術屬性】
技術研發人員：王晨，王照偉，
申請(專利權)人：拓荊鍵科海寧半導體設備有限公司，
類型：發明
國別省市：
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