[發(fā)明專利]鍵合工具的檢測方法

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201210393136.4
• 申請日: 2012-10-16
• 公開（公告）號(hào): CN103727884A
• 公開（公告）日: 2014-04-16
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 顧佳玉;李夏
• 申請（專利權(quán)）人: 中芯國際集成電路制造（上海）有限公司
• 主分類號(hào): G01B11/03
• 分類號(hào): G01B11/03;B81C3/00
• 代理公司: 北京集佳知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理有限公司 11227
• 代理人: 駱蘇華

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及微電子技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及MEMS鍵合工藝領(lǐng)域。

背景技術(shù)

微機(jī)電系統(tǒng)（Microelectro?Mechanical?Systems，簡稱MEMS）是在微電子技術(shù)基礎(chǔ)上發(fā)展起來的多學(xué)科交叉的前沿研究領(lǐng)域，是一種采用半導(dǎo)體工藝制造微型機(jī)電器件的技術(shù)。在MEMS加工工藝中，鍵合技術(shù)是其中的關(guān)鍵工藝，在鍵合技術(shù)中的金屬鍵合技術(shù)是常用鍵合技術(shù)。金屬鍵合是指通過純金屬或合金，依靠金屬鍵、金屬與MEMS器件表面間的擴(kuò)散、金屬熔融等作用使兩個(gè)MEMS器件面對面地鍵合在一起。

但是，使用現(xiàn)有技術(shù)的鍵合工具，進(jìn)行金屬鍵合技術(shù)而得到的MEMS器件會(huì)出現(xiàn)性能不佳的情形。而且在現(xiàn)有技術(shù)中，只有當(dāng)某批次MEMS器件出來后，通過對產(chǎn)品抽樣調(diào)查來得到該批次產(chǎn)品的合格率，若合格率較低，就必須丟掉該批次產(chǎn)品，造成產(chǎn)品浪費(fèi)。因此，若現(xiàn)有技術(shù)不能在鍵合之前進(jìn)行金屬鍵合技術(shù)中的鍵合工具的檢測，以確定該鍵合工具的整體性能是否良好，即鍵合工具是否合格，也就無法判斷使用該鍵合工具的后續(xù)金屬鍵合技術(shù)是否能夠得到合格率較高的MEMS器件。

更多關(guān)于鍵合技術(shù)的介紹，請參見2008年6月11日公開的，公開號(hào)為CN100517623C，名稱為“晶片壓焊鍵合方法及其結(jié)構(gòu)”的中國發(fā)明專利申請。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明解決的問題是現(xiàn)有技術(shù)不能在鍵合之前進(jìn)行金屬鍵合技術(shù)中的鍵合工具是否合格的檢測，也就無法判斷使用該鍵合工具的后續(xù)金屬鍵合過程是否能夠得到合格率較高的MEMS器件。

為解決上述問題，本發(fā)明一種新的鍵合工具的檢測方法，包括：

提供具有第一對齊圖形的第一晶圓、具有第二對齊圖形的第二晶圓，所述第一對齊圖形位于所述第一晶圓的正面，所述第二對齊圖形位于所述第二晶圓的背面，所述第二對齊圖形在第二晶圓上的位置與所述第一對齊圖形在第一晶圓上的位置相應(yīng)，將第一晶圓的正面和第二晶圓的背面貼合時(shí)，所述第一對齊圖形嵌入所述第二對齊圖形圍成的區(qū)域；

提供鍵合工具，使用鍵合技術(shù)將所述第一晶圓的正面和所述第二晶圓的正面進(jìn)行鍵合；

將所述第一晶圓和第二晶圓鍵合后，使用可以穿透第一晶圓、第二晶圓的光線照射所述第二晶圓的背面或所述第一晶圓的背面，在屏幕上得到第一圖像和第二圖像，所述第一圖像對應(yīng)所述第一對齊圖形，所述第二圖像對應(yīng)所述第二對齊圖形；

獲取第一圖像和第二圖像之間的偏移距離；

重復(fù)所述提供第一晶圓和第二晶圓、鍵合第一晶圓和第二晶圓、獲取第一圖像和第二圖像之間偏移距離的步驟多次，獲得多個(gè)偏移距離；

根據(jù)所有獲得的偏移距離判定所述鍵合工具是否合格。

可選的，所述光線為紅外光。

可選的，根據(jù)所述所有獲得的偏移距離判定所述鍵合工具是否合格的方法包括：根據(jù)所述所有獲得的偏移距離得到的不良率判定鍵合工具是否合格。

可選的，在完成一次偏移距離的獲取后，將鍵合的第一晶圓和第二晶圓分離，分離后的第一晶圓和第二晶圓作為重復(fù)提供的第一晶圓和第二晶圓。

可選的，在形成第一對齊圖形和形成第二對齊圖形之后，使用鍵合技術(shù)將所述第一晶圓的正面和所述第二晶圓的正面進(jìn)行鍵合之前，還包括：在所述第一晶圓的正面形成第一氮化硅層，在所述第二晶圓的正面形成第二氮化硅層；

通過將鍵合后的所述第一氮化硅層和所述第二氮化硅層分離，實(shí)現(xiàn)將鍵合的第一晶圓和第二晶圓分離。

可選的，所述第一氮化硅層和所述第二氮化硅層的厚度的范圍均為100～300um。

可選的，重復(fù)步驟的次數(shù)10-30次。

可選的，重復(fù)所述提供第一晶圓和第二晶圓為重新提供新的第一晶圓和第二晶圓。

可選的，所述第一對齊圖形為╋字形，所述第二對齊圖形為字形。

可選的，在所述╋字上形成有坐標(biāo)系，所述坐標(biāo)系以╋字的中心為原心，以╋字的兩個(gè)邊為x軸和y軸；

使用紅外光照射所述第二晶圓的背面或所述第一晶圓的背面時(shí)，所述坐標(biāo)系也成像在所述屏幕上形成坐標(biāo)圖像；

獲取第一圖像和第二圖像之間的偏移距離的方法包括：根據(jù)所述坐標(biāo)圖像，獲得所述第一圖像和第二圖像之間在y軸方向的偏移距離，在x軸方向的偏移距離；

所述所有獲得的偏移距離包括所有y軸方向的偏移距離和x軸方向的偏移距離；