[發(fā)明專利]真空裝置、基片對準(zhǔn)設(shè)備及形成預(yù)鍵合片的方法

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201611089554.9
• 申請日: 2016-11-30
• 公開（公告）號: CN108122808B
• 公開（公告）日: 2020-12-25
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 高玉英;魏巍;霍志軍
• 申請（專利權(quán)）人: 上海微電子裝備（集團(tuán)）股份有限公司
• 主分類號: H01L21/67
• 分類號: H01L21/67;H01L21/68
• 代理公司: 上海思微知識產(chǎn)權(quán)代理事務(wù)所(普通合伙) 31237
• 代理人: 屈蘅;李時(shí)云

本發(fā)明提供了一種真空裝置、基片對準(zhǔn)設(shè)備及形成預(yù)鍵合片的方法，所述真空裝置包括：上固定模塊、下固定模塊和真空模塊，所述真空模塊被設(shè)置成在上基片與下基片對準(zhǔn)之后在上固定模塊和下固定模塊之間形成真空腔體；其中所述真空模塊包括殼體、密封模塊和真空接口，所述殼體具有一開口并被配置成開口向上地套設(shè)在上固定模塊和下固定模塊外側(cè)，所述密封模塊設(shè)置在上固定模塊和殼體之間以密封上固定模塊與殼體形成密封腔，所述真空接口貫穿設(shè)置在殼體的側(cè)壁中并為密封腔提供真空輸入形成真空腔體。本發(fā)明省去了兩基片間的間隔片結(jié)構(gòu)，避免了使用間隔片引入的一系列對準(zhǔn)、鍵合誤差。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及半導(dǎo)體制造技術(shù)領(lǐng)域，特別是涉及晶圓生產(chǎn)工藝設(shè)備中的真空裝置、基片對準(zhǔn)設(shè)備及形成預(yù)鍵合片的方法。

背景技術(shù)

目前行業(yè)內(nèi)應(yīng)用的主要鍵合工藝為真空環(huán)境中加熱、加壓、或加熱加壓。為使被鍵合的兩片基片上的標(biāo)記在一定對準(zhǔn)精度范圍內(nèi)有效鍵合，即在實(shí)現(xiàn)兩基片鍵合動(dòng)作前兩基片需完成一定精度對準(zhǔn)動(dòng)作。基片對準(zhǔn)技術(shù)是基片鍵合工藝中關(guān)鍵的技術(shù)，實(shí)現(xiàn)在進(jìn)行鍵合工藝前將兩片基片對準(zhǔn)的功能，滿足一定的對準(zhǔn)精度。而對準(zhǔn)功能的實(shí)現(xiàn)需要有顯微鏡的應(yīng)用，通常的顯微鏡(CCD(電荷耦合器件)、鏡頭等)在高真空、高溫的環(huán)境下無法正常工作，或需要更高的成本。

因此，業(yè)內(nèi)所采用的做法是將對準(zhǔn)、鍵合功能分開實(shí)現(xiàn)，即在對準(zhǔn)設(shè)備中完成對準(zhǔn)功能，再將對好后的兩基片送到鍵合設(shè)備中完成鍵合功能，這樣實(shí)現(xiàn)了一定精度的鍵合工藝，又大大降低對準(zhǔn)設(shè)備的配置需求，降低成本、設(shè)計(jì)難度。

目前，常用的用于實(shí)現(xiàn)基片對準(zhǔn)的方法為：先將兩片基片的相對放置，通過顯微物鏡，檢測出兩片基片上對準(zhǔn)標(biāo)記的位置，再通過執(zhí)行器補(bǔ)償檢測出的兩片基片上對準(zhǔn)標(biāo)記的相對位置偏差。由于目前基片鍵合工藝要求兩片基片間不能有氣泡，為了滿足該要求，在對準(zhǔn)設(shè)備執(zhí)行完對準(zhǔn)操作后，在兩片基片間設(shè)置一間隔片以保證兩片基片在鍵合前不接觸。如圖1所示，為保證兩基片不貼合使最大產(chǎn)率最大化，基片1和基片2之間設(shè)置有間隔片3。接著，在進(jìn)入鍵合設(shè)備后，抽取真空、加熱、撤離間隔片，然后進(jìn)行鍵合工藝。通過抽取真空的步驟使得兩片基片處于真空環(huán)境下，但是，間隔片的引入會(huì)帶來一系列問題，例如，由于自重的作用，上片可能會(huì)凹陷與下片接觸，在鍵合設(shè)備中抽真空時(shí)仍會(huì)有局部氣泡；在鍵合設(shè)備中撤離間隔片時(shí)容易使對準(zhǔn)好的基片偏移，以致不能滿足對準(zhǔn)精度。

中國專利申請公開CN104937652A提供了一種貼合器件的制造裝置，通過提供一種封閉結(jié)構(gòu)，實(shí)現(xiàn)兩工件的貼合。在實(shí)施例1中，工件W1、 W2從搬運(yùn)機(jī)構(gòu)B運(yùn)送到交接部件5，再從交接部件5運(yùn)送到保持部件2 或3，多次交接后由保持部件2及3帶著工件相對W1、W2靠近運(yùn)動(dòng)；在實(shí)施例2中，工件W1、W2從搬運(yùn)機(jī)構(gòu)B運(yùn)送到交接部件5，從交接部件 5運(yùn)送到保持部件2或3，進(jìn)行一次180°旋轉(zhuǎn)，之后真空腔體10(b)垂向運(yùn)行一次，保持部件3垂向運(yùn)行一次。在這些一系列的運(yùn)動(dòng)后無對位機(jī)構(gòu)，無法保證兩工件的相對位置，即為無精度鍵合。雖然在實(shí)施例3中引入了對位機(jī)構(gòu)9，僅在水平向X、Y、θ對準(zhǔn)之后，其中一真空腔體(包括對位后的工件)進(jìn)行一次180°的翻轉(zhuǎn)，并且同實(shí)施例2一樣翻轉(zhuǎn)后再進(jìn)行兩次垂向運(yùn)動(dòng)，大大降低了對準(zhǔn)精度，無法實(shí)現(xiàn)高精度鍵合。

在該公開文獻(xiàn)中，封閉件6在變壓室的底壁或頂棚部移動(dòng)并產(chǎn)生摩擦，這導(dǎo)致顆粒進(jìn)入密封腔而影響工件的潔凈度；以及交接件5與變壓腔壁間安裝軸承，這對多個(gè)銷結(jié)構(gòu)的交接件5的安裝平行度要求極高，結(jié)構(gòu)不合理。

此外，第一工件W1和第二工件W2先貼合再抽真空，此舉會(huì)在第一工件W1和第二工件W2兩者間引入氣泡。在該貼合器件的制造裝置中完成了鍵合工藝，這適合使用如光固化型粘接劑的不需要加壓及加熱的密封膠。而且，各實(shí)施例中的密封模塊均較復(fù)雜，實(shí)現(xiàn)難度大。

因此，需要一種用于基片對準(zhǔn)設(shè)備中的真空裝置、基片對準(zhǔn)設(shè)備及形成預(yù)鍵合片的方法。

需要說明的是，公開于該發(fā)明背景技術(shù)部分的信息僅僅旨在加深對本發(fā)明的一般背景技術(shù)的理解，而不應(yīng)當(dāng)被視為承認(rèn)或以任何形式暗示該信息構(gòu)成已為本領(lǐng)域技術(shù)人員所公知的現(xiàn)有技術(shù)。