[发明专利]一种晶圆键合的设备及方法

说明书

本发明涉及半导体制造技术领域，尤其涉及一种晶圆键合的设备，包括：仅可沿X轴、Y轴方向移动的第一固定装置，用于固定待键合的第一晶圆，第一晶圆上设有一第一校准标志；参照标志，设置于第一固定装置上；可沿X轴、Y轴、Z轴方向移动的第二固定装置，与第一固定装置相对设置；旋转装置，设置于第二固定装置朝向第一固定装置的一面，用于固定待键合的一第二晶圆，第二晶圆上设有一第二校准标志；对相对设置且可同步的沿X轴、Y轴、Z轴移动的图像采集装置，分别用于采集第一校准标志和第二校准标志；一参照标志采集装置，用于读取参照标志。有益效果：可以确保图像采集装置同时清晰的采集到第一校准标志和第二校准标志，提高晶圆键合精度。

技术领域

本发明涉及半导体制造技术领域，尤其涉及一种晶圆键合的设备及方法，以提高晶圆键合的精度。

背景技术

晶圆对准是晶圆键合制程中影响键合精度最关键的因素，晶圆对准主要由固定晶圆的卡盘(Table)的机械运动和读取晶圆上的对准标志(Mark)的镜头来获取晶圆坐标共同来实现。

两片键合的晶圆分为上晶圆和下晶圆，分别读取两片晶圆对准标志的镜头分为独立式和一体式。独立式为读取上晶圆和下晶圆的镜头是彼此独立的，最后将两个镜头获取的标志坐标转换到一个坐标系中来计算出两片晶圆的相对位置；一体式为读取上晶圆和下晶圆的镜头是固定在同一个移动机构上，两个镜头不能相对运动，可以在一个坐标系中直接算出两片晶圆的相对位置。一体式镜头较独立式镜头少了中间坐标系转换，相对精度更高。

在现有技术之后，上下镜头校准，确定上下镜头之间的间距，是手动调节读取同一个晶圆的校准标志，在镜头景深范围都可以读取到，与标准焦距相比存在误差；导致一体式镜头读取下晶圆的对准标志最清晰时，经常会在后面读取上晶圆的对准标志不清晰。而且，由于上卡盘无法在Z轴方向垂直移动，在读取上晶圆的对准标志时，镜头和上卡盘无法相对运动，若晶圆厚度存在差异，也会导致读取上晶圆的对准标志不清晰。

发明内容

针对现有技术中存在的上述问题，现提供一种晶圆键合的设备及方法。

具体技术方案如下：

本发明包括一种晶圆键合的设备，包括：

一仅可沿X轴、Y轴方向移动的第一固定装置，用于使一待键合的第一晶圆键合面朝下的固定于所述第一固定装置上，所述第一晶圆上设有一第一校准标志；

一参照标志，设置于所述第一固定装置上；

一可沿X轴、Y轴、Z轴方向移动的第二固定装置，与所述第一固定装置相对设置；

一旋转装置，设置于所述第二固定装置朝向所述第一固定装置的一面，用于固定待键合的一第二晶圆，所述第二晶圆上设有一第二校准标志；

一对相对设置，且可同步的沿X轴、Y轴、Z轴移动的图像采集装置，分别用于采集所述第一校准标志和所述第二校准标志，以使所述第一晶圆和所述第二晶圆对准；

一参照标志采集装置，用于读取所述参照标志，从而采集所述第一固定装置的实时位置作为一参照坐标。

优选的，所述旋转装置为一卡盘。

优选的，所述第一固定装置上设有至少一个传感器，用于检测所述第一固定装置与所述第二固定装置之间的距离以获得一基准位置。

优选的，所述设备包括一沿Z轴方向设置，且可沿X轴、Y轴、Z轴方向移动的支架，一对所述图像采集装置分别设置于所述支架的上下两端。

优选的，一对所述图像采集装置包括：

一第一图像采集装置，设置于所述支架上端，且采集方向向下，用以采集所述第二校准标志；

一第二图像采集装置，设置于所述支架上端，且采集方向向上，用以采集所述第一校准标志。