[发明专利]一种基于莫尔条纹的晶圆键合对准系统及方法

权利要求书

1.一种基于莫尔条纹的晶圆键合对准系统，其特征在于，包括：光路装置、数据处理装置和控制装置；

所述光路装置包括光源组件、上光路组件和下光路组件；所述上光路组件和所述下光路组件的光器件均包括反光镜、透射式光栅、透镜和光电接收器；所述上光路组件用于和下晶圆构建上光路，所述上光路用于获取第一莫尔条纹；所述下光路组件用于和上晶圆构建下光路，所述下光路用于获取第二莫尔条纹；所述上晶圆和所述下晶圆均包括反射式光栅且所述反射式光栅嵌于晶圆键合面；所述上光路和所述下光路分时工作；

在所述上光路中以及在所述下光路中，来自所述光源组件的光线的传播路径均为：所述光线以设定角度入射到所述反光镜，且经所述反光镜反光后以所述设定角度入射到所述反射式光栅，且经所述反射式光栅反射后以所述设定角度入射到所述透射式光栅并得到莫尔条纹，所述莫尔条纹经所述透镜折射后垂直进入所述光电接收器；所述光电接收器用于将光信号转换为电信号并提供给所述数据处理装置；

所述数据处理装置与所述光电接收器相连，所述数据处理装置用于根据所述第一莫尔条纹的所述电信号确定所述下晶圆的第一位置，以及用于根据所述第二莫尔条纹的所述电信号确定所述上晶圆的第二位置；

所述控制装置与所述数据处理装置相连，所述控制装置用于将所述上晶圆载入并与所述下光路组件构建所述下光路，以及用于将所述下晶圆载入并与所述上光路组件构建所述上光路；所述控制装置还用于根据所述第一位置和所述第二位置对所述下晶圆和所述上晶圆的位置进行调整以对准所述下晶圆和所述上晶圆。

2.根据权利要求1所述的晶圆键合对准系统，其特征在于，

所述光源组件包括激光光源和棱镜；所述棱镜用于将所述激光光源发射的光束分为上偏振光和下偏振光以提供给所述上光路和所述下光路；

所述设定角度为45度角；

所述反射式光栅和所述透射式光栅的光栅常数相匹配；所述光线经过所述反射式光栅和所述透射式光栅后叠加生成所述莫尔条纹；

所述光电接收器包括光电二极管或CCD或PSD；

所述晶圆包括纳米级晶圆。

3.根据权利要求1所述的晶圆键合对准系统，其特征在于，所述上光路组件和所述下光路组件均还包括光阑，所述光阑用于对所述透镜折射后的所述莫尔条纹进行滤波，经滤波后的所述莫尔条纹被所述光电接收器接收。

4.根据权利要求1所述的晶圆键合对准系统，其特征在于，

在所述光电接收器中增加电子细分板，所述电子细分板集成在所述光电接收器中，所述电子细分板用于对所述电信号进行细分以提升对准精度；所述电子细分板对所述电信号进行细分包括：直接细分、移项电阻链法细分、鉴相细分或幅值分割法细分。

5.根据权利要求1所述的晶圆键合对准系统，其特征在于，在所述上晶圆和/或所述下晶圆的所述键合面嵌入压电模块，所述压电模块用于在调整所述上晶圆和所述下晶圆的纵向位置时通过压电信息判断所述上晶圆和所述下晶圆之间是否达到极窄间距。

6.根据权利要求1所述的晶圆键合对准系统，其特征在于，所述光源组件包括采用笼式结构进行位置校准的两个激光光源。