[發(fā)明專利]晶圓鍵合設備及晶圓鍵合的方法

在審

• 申請?zhí)枺?/td>: 202010867405.0
• 申請日: 2020-08-25
• 公開（公告）號: CN112018002A
• 公開（公告）日: 2020-12-01
• 發(fā)明（設計）人: 陶超
• 申請（專利權(quán)）人: 武漢新芯集成電路制造有限公司
• 主分類號: H01L21/67
• 分類號: H01L21/67;H01L21/68;H01L21/18
• 代理公司: 上海思微知識產(chǎn)權(quán)代理事務所(普通合伙) 31237
• 代理人: 曹廷廷

本發(fā)明提供一種晶圓鍵合設備和晶圓鍵合方法，由于在晶圓鍵合設備的第二固定裝置上設有至少一個通孔，故使得標記讀取器發(fā)出的光能夠穿過所述通孔，以讀取所述第二晶圓上的第二標記。如此一來，通過一個標記讀取器即可完成整個晶圓對準過程中，對設置在晶圓上的標記的讀取，避免了使用兩個標記讀取器讀取標記，以及對準過程中多次移動而導致的機械運動誤差以及校準誤差，進而導致晶圓鍵合精度較低的問題。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及半導體技術(shù)領(lǐng)域，特別涉及一種晶圓鍵合設備及晶圓鍵合的方法。

背景技術(shù)

半導體鍵合技術(shù)是指將兩片同質(zhì)或異質(zhì)半導體材料經(jīng)過表面清洗和活化處理后，在一定的條件下直接結(jié)合，通過范德華力、分子力甚至原子力使晶片鍵合成為一體的技術(shù)。在現(xiàn)有的半導體技術(shù)中，為了增加晶圓的良率，晶圓與晶圓的鍵合工藝成為了核心的重點。在晶圓的鍵合技術(shù)中，晶圓對準精度和鍵合后的晶圓扭曲度是表征晶圓鍵合工藝好壞的重要參數(shù)；如果晶圓鍵合工藝中對準精度存在缺陷，將會嚴重影響到該工藝的后段制程，進而會影響到晶圓結(jié)合后電路的連接和功能性，并降低晶圓的良率，尤其是在鍵合的新工藝銅對銅的鍵合中，晶圓對準精度顯得更為關(guān)鍵。

目前晶圓鍵合工藝中的晶圓對準系統(tǒng)中，通常會設置兩組鏡頭組件以分別識別兩個晶圓上的對準標記，而在對兩個晶圓進行對準時，主要有兩種方法。一種是：兩組鏡頭組件固定，兩個晶圓以兩組鏡頭組件為基準來對準；另一種是以兩個晶圓其中一個為基準，兩組鏡頭組件和另一個晶圓運動來對準。而不論是哪種對準方法，設置兩組鏡頭組件的對準系統(tǒng)均存在不可測量的機械運動誤差，影響著最終的對準精度，同時，兩組鏡頭在校準過程中還會形成位置差異，造成對準誤差，更進一步的影響對準精度。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的在于提供一種晶圓鍵合設備，以解決現(xiàn)有晶圓鍵合過程中，晶圓鍵合設備對準誤差較大，而導致的晶圓對準精度較低的問題。

為解決上述問題，本發(fā)明提供一種晶圓鍵合設備，可移動且相對平行設置的第一固定裝置和第二固定裝置，其中，所述第二固定裝置上具有至少一個通孔，所述第一固定裝置用于固定設有至少一個第一標記的第一晶圓，所述第二固定裝置用于固定設有至少一個第二標記的第二晶圓；

標記讀取器，用于讀取所述第一固定裝置移動至第一對準位置時所述第一晶圓上的所述第一標記；以及，還用于在所述第二固定裝置移動至第二對準位置時，使所述標記讀取器發(fā)出的光穿過所述通孔，以讀取所述第二晶圓上的所述第二標記。

可選的，所述通孔和所述第二標記的數(shù)量分別為兩個，兩個所述通孔分別用于使所述標記讀取器發(fā)出的光穿過所述通孔，以使所述標記讀取器讀取兩個所述第二標記。

可選的，所述標記讀取器包括至少兩個鏡頭組件，所述鏡頭組件與所述通孔一一對應設置。

可選的，所述第二固定裝置包括：基座、位置可調(diào)的調(diào)整臺以及與所述調(diào)整臺固定連接且用于固定所述第二晶圓的卡盤，所述基座上設置有第一通孔、所述調(diào)整臺上設置有第二通孔以及所述卡盤上設置有第三通孔，所述第一通孔、所述第二通孔和所述第三通孔貫通以構(gòu)成所述通孔。

可選的，所述調(diào)整臺的材質(zhì)為壓電陶瓷。

可選的，所述標記讀取器發(fā)出的光為遠紅外光。

可選的，所述晶圓鍵合設備還包括至少一個氣浮裝置，至少一個所述氣浮裝置用于使所述第一固定裝置和/或所述第二固定裝置氣懸浮，以調(diào)整所述第一固定裝置和/或第二固定裝置的位置。

可選的，所述第一標記和所述第二標記為金屬材質(zhì)。

為解決上述問題，本發(fā)明還提供一種晶圓鍵合的方法，

提供如上述任意一項所述的晶圓鍵合設備，并將所述第一晶圓固定在所述第一固定裝置上，以及將所述第二晶圓固定在所述第二固定裝置上；