卡盘装置的制作方法

本实用新型涉及半导体制造领域，尤其涉及一种卡盘装置，以提高晶圆键合的精度。

背景技术：

随着半导体集成电路的集成度越来越高，为增加IC芯片上所包含的芯片数目，晶圆与晶圆的键合工艺显得十分重要，晶圆键合技术可以将不同材料的晶圆结合在一起，实现了半导体器件的垂直堆叠，提高了半导体器件密度。

晶圆键合是实现3D堆叠器件的关键工艺。然而，实现互连器件间良好的电气接触以及减少键合界面的互连面积，都需要晶圆间的精确对准及套刻精度，以便给在晶圆上制造器件留出更多的空间。

现有技术通过红外光透射键合晶圆的方式读取点标记图案以计算补偿值精确度，但是当红外光穿过键合晶圆时会被机台卡盘上的真空吸附带区域遮挡住，导致量测读取的点标记图案部分缺失，影响了对当前晶圆键合精度的判断，从而无法补偿后续的晶圆键合，因此无法实现更高的晶圆键合精度。

技术实现要素：

本实用新型的目的在于，提供一种卡盘装置，以提高晶圆键合的精度。

本实用新型所解决的技术问题可以采用以下技术方案来实现：

一种卡盘装置，其中，包括，

一透明卡盘，用以将待键合晶圆固定在所述透明卡盘的表面；

一组夹具，设置于所述透明卡盘的所述表面周向边缘，用以可操作地固定以及松开所述待键合晶圆。

优选地，所述透明卡盘上还设置有一组通孔，用以供相应的传送支撑柱穿过所述透明卡盘。

优选地，所述传送支撑柱与一第一气缸连接，所述第一气缸用以驱动所述传送支撑柱的上下移动。

优选地，所述夹具为夹片。

优选地，每一所述夹片连接一第二气缸，所述第二气缸用以驱动所述夹片保持于一固定所述待键合晶圆的第一位置，以及一松开所述待键合晶圆的第二位置。

优选地，所有所述第二气缸通过一分支气路与一总气路连接。

优选地，所述夹片设置有四个，四个所述夹片均布于所述透明卡盘的所述表面周向边缘。

优选地，所述透明卡盘的材质为玻璃。

优选地，所述透明卡盘的外径超过所述待键合晶圆的外径至少2mm。

优选地，所述待键合晶圆为6英寸晶圆，或8英寸晶圆，或12英寸晶元，或18英寸晶圆。

有益效果：由于采用以上技术方案，通过设置一透明卡盘和一组夹具，有效避免了机台卡盘造成的量测盲区，通过对键合晶圆所有点标记图案的读取，可以更加精确的计算出补偿值，从而提高晶圆键合的精度。

附图说明

图1为本实用新型的一种具体实施方式下夹具处于工作状态第一位置时卡盘主视图

图2为本实用新型的一种具体实施方式下夹具处于非工作状态第二位置时卡盘主视图

图3为本实用新型的一种具体实施方式下处于工作状态时的夹具内部结构示意图

图4为本实用新型的一种具体实施方式下处于非工作状态时的夹具内部结构示意图

图5为本实用新型的一种具体实施方式下夹具与卡盘的结构连接示意图

图6为本实用新型的一种具体实施方式的传送支撑柱结构连接示意图。

具体实施方式

下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动的前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。

需要说明的是，在不冲突的情况下，本实用新型中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。

下面结合附图和具体实施例对本实用新型作进一步说明，但不作为本实用新型的限定。

如图1、图2、图3、图4、图5和图6所示，一种卡盘装置，其中，包括，

一透明卡盘1，用以将待键合晶圆7固定在透明卡盘1的表面；

一组夹具2，设置于透明卡盘1的表面周向边缘，用以可操作地固定以及松开待键合晶圆7。

上述技术方案，通过采用透明卡盘1以及设置于透明卡盘1周向边缘的夹具2来固定待键合晶圆7，使晶圆键合工艺中红外光透射键合晶圆读取点标记图案时不再有盲区，从而可以计算获得更精确的补偿值。

作为本实用新型的一种优选的实施例，透明卡盘1上还设置有一组通孔11，用以供相应的传送支撑柱A穿过透明卡盘1。

作为本实用新型的一种优选的实施例，传送支撑柱A与一第一气缸B连接，第一气缸B用以驱动传送支撑柱A的上下移动。进一步的，传送支撑柱A在第一气缸B的作用下可以上下移动通过透明卡盘1，一额外的机械臂将待键合晶圆7传送到传送支撑柱A的上表面后，承载着待键合晶圆7的传送支撑柱A在第一气缸B的作用下向下移动，直至将待键合晶圆7传送到透明卡盘1的上表面。

作为本实用新型的一种优选的实施例，夹具2为夹片。作为可选的实施方式，夹片可以采用铁氟龙材质，夹具2也可以是橡胶柱。

作为本实用新型的一种优选的实施例，每一夹具2连接一第二气缸2c，第二气缸2c用以驱动夹具2保持于一固定待键合晶圆7的第一位置，以及一松开待键合晶圆7的第二位置。

弹簧2f的一端连接弹簧固定块2e，另一端与夹片固定块2g连接为夹片固定块2g的前后移动提供一支点，处于工作状态下的夹片2b在第二气缸2c和气缸推动杆2d的作用下通过夹片固定块2g的前后移动于透明卡盘1的边缘处产生一定角度的旋转以固定待键合晶圆7，此时，夹片2b处于第一位置，气缸推动杆2d和弹簧2f处于伸长状态；当气体阀门6关闭时，非工作状态下的夹片2a处于第二位置，与第二气缸2c连接的气缸推动杆2d处于原长状态，弹簧2f也处于原长状态，对夹片固定块2g没有力的作用以松开待键合晶圆7。

作为本实用新型的一种优选的实施例，所有第二气缸通过一分支气路3与一总气路4连接。进一步的，分支气路3通过气管转接头5与总气路4连接，总气路4上设置有一气体阀门6，用以控制压缩气体进出所有第二气缸。

作为本实用新型的一种优选的实施例，夹具2设置有四个，四个夹具2均布于透明卡盘1的表面周向边缘。

作为本实用新型的一种优选的实施例，透明卡盘1的材质为玻璃。作为可选的实施方式，透明卡盘1也可以采用亚克力材料制成。

作为本实用新型的一种优选的实施例，透明卡盘1的外径超过待键合晶圆的外径至少2mm，由于透明卡盘1的外径超过待键合晶圆的外径至少2mm，使透明卡盘1的任意边缘至少突出待键合晶圆外1mm，夹具2可利用该至少1mm的边缘实现伸出固定待键合晶圆，以及缩回松开待键合晶圆。

作为本实用新型的一种优选的实施例，待键合晶圆为6英寸晶圆，或8英寸晶圆，或12英寸晶元，或18英寸晶圆。

本实用新型在晶圆键合工艺制程开始前，在两片待键合晶圆7的表面均制作有对准标记图案，待键合晶圆7的正下方有一红外发射器C，正上方有一接收镜头D，红外发射器C向外发射出的红外线透射过透明卡盘1和待键合晶圆7以将对准标记图案的位置反馈给接收镜头D从而判断键合晶圆的对准精度，实现更高精度的晶圆键合。

通过弹簧2f的一端连接弹簧固定块2e，另一端与夹片固定块2g连接为夹片固定块2g的前后移动提供一支点，处于工作状态下的夹片2b在第二气缸2c和气缸推动杆2d的作用下通过夹片固定块2g的前后移动于透明卡盘1的边缘处产生一定角度的旋转以固定待键合晶圆7，此时，夹片2b处于第一位置，气缸推动杆2d和弹簧2f处于伸长状态；当气体阀门6关闭时，非工作状态下的夹片2a处于第二位置，与第二气缸2c连接的气缸推动杆2d处于原长状态，弹簧2f也处于原长状态，对夹片固定块2g没有力的作用以松开待键合晶圆7。

采用透明卡盘1以及设置于透明卡盘1周向边缘的夹具2来固定待键合晶圆，使晶圆键合工艺中红外光透射键合晶圆读取点标记图案时不再有盲区，从而可以计算获得更精确的补偿值。

以上仅为本实用新型较佳的实施例，并非因此限制本实用新型的实施方式及保护范围，对于本领域技术人员而言，应当能够意识到凡运用本实用新型说明书及图示内容所作出的等同替换和显而易见的变化所得到的方案，均应当包含在本实用新型的保护范围内。