晶圆键合装置的制作方法

本发明涉及半导体，尤其涉及一种晶圆键合装置。

背景技术：

1、半导体器件生产过程中需要经过数百道工艺，当晶圆加工完毕后还需进行氧化、光刻、刻蚀、薄膜沉积等步骤。

2、在摩尔定律步伐放缓的大背景下，晶圆技术更是向着高密度、超薄、超小和更高性能的方向突破。随着超薄晶圆技术的蓬勃发展，行业内对超薄晶圆的拿持问题提出了新的挑战。在这种需求的驱动下，产生了将晶圆与玻璃圆片键合后再进行加工处理的解决方案。

3、但现有技术中，晶圆与玻璃圆片之间难以精准地进行键合，当晶圆和玻璃圆片键合过程中发生错位时，将会因应力不均发生碎裂，严重影响后续的工艺步骤。

4、因此，有必要开发一种新型晶圆键合装置，以改善现有技术中存在的上述部分问题。

技术实现思路

1、本发明的目的在于提供一种晶圆键合装置，能够改善晶圆和玻璃圆片在键合过程中发生错位的问题。

2、为实现上述目的，本发明提供的晶圆键合装置，包括：腔室、承片台、位置传感器、视觉传感器和调整机构；所述承片台设置于所述腔室内，用于放置晶圆和玻璃圆片；所述位置传感器设置于所述承片台，用于检测所述承片台上的所述晶圆的放置位置；所述视觉传感器设置于所述腔室上方，用于检测所述玻璃圆片与所述晶圆的相对位置；所述调整机构设置于所述承片台，用于调整所述晶圆和玻璃圆片的位置，使所述玻璃圆片和所述晶圆重合后进行键合。

3、本发明提供的晶圆键合装置的有益效果在于：当晶圆和玻璃圆片在承片台上键合时，先通过位置传感器准确地将所述晶圆定位在目标位置上，再通过所述视觉传感器获取所述晶圆和所述玻璃圆片的相对位置，使用所述调整机构根据两者的相对位置进行位置调整，使所述晶圆和所述玻璃圆片的位置重合后再键合，有利于减少所述晶圆和所述玻璃圆片之间的错位，降低所述晶圆发生碎裂的风险；此外，在所述晶圆和所述玻璃圆片键合的过程中，所述位置传感器能够实时监测所述晶圆的位置，若键合时发生偏移，能够及时通过所述位置传感器获知偏移情况进行及时调整或停止键合，避免晶圆碎裂造成损失。

4、可选的，所述调整机构包括第一调整机构，所述第一调整机构设置于所述承片台，用于调整所述晶圆的位置。

5、可选的，所述调整机构包括第二调整机构，所述第二调整机构用于调整所述玻璃圆片的位置。

6、可选的，所述承片台包括台面和若干定位件，所述定位件设置于所述台面上，用于所述晶圆在所述台面上定位。其有益效果在于：通过所述定位件可以较为准确地将晶圆放置在目标位置，缩短后续所述调整机构根据所述位置传感器的数据进行位置再调整的时间，有利于提高工艺效率。

7、可选的，所述定位件在所述承片台上围成晶圆放置区，所述位置传感器为激光测距传感器，所述位置传感器相对设置与所述晶圆放置区的两侧，用于获取所述晶圆分别至两侧所述位置传感器的距离。其有益效果在于：所述晶圆放置在所述晶圆放置区内，使用所述位置传感器同时获取所述晶圆分别至两侧所述位置传感器的距离，进而能够准确地定位晶圆。

8、可选的，所述承片台包括承托件，所述承托件设置于所述定位件背离所述台面的一侧，用于承托所述玻璃圆片；其中，所述承托件与所述定位件之间活动连接，所述承托件移动时可使所述玻璃圆片在重力作用下与所述晶圆键合。其有效果在于：所述承托件承托所述玻璃圆片使所述晶圆和所述玻璃圆片之间的分离，在两者分离的条件下，便于所述调整机构调整两者的相对位置，当所述视觉传感器检测到所述晶圆和所述玻璃圆片重合后，所述承托件移动脱离所述玻璃圆片不再承托，所述玻璃圆片在重力作用下和所述晶圆键合。

9、可选的，所述腔室包括透明顶盖，所述视觉传感器可通过所述透明顶盖获取所述腔室内玻璃圆片的与所述晶圆的相对位置。其有益效果在于：透明的顶盖便于光线通过，使得所述视觉传感器能够获取所述腔室内部的所述晶圆与所述玻璃圆片的相对位置。

10、可选的，所述承片台上设置有卡扣件，所述透明顶盖上设置有嵌入件，所述嵌入件与所述卡扣件相配合使所述透明顶盖与所述承片台之间卡合。

11、可选的，所述承片台包括加热模块，用于对所述晶圆加热。其有益效果在于：有利于所述晶圆和所述玻璃圆片之间的粘合剂融化对所述晶圆和所述玻璃圆片进行粘合。

12、可选的，所述台面上设置有气孔，所述气孔通过抽气通道连通真空泵，用于在所述腔室内形成负压。

技术特征：

1.一种晶圆键合装置，其特征在于，包括：

2.根据权利要求1所述的晶圆键合装置，其特征在于，所述调整机构包括第一调整机构，所述第一调整机构设置于所述承片台，用于调整所述晶圆的位置。

3.根据权利要求2所述的晶圆键合装置，其特征在于，所述调整机构包括第二调整机构，所述第二调整机构用于调整所述玻璃圆片的位置。

4.根据权利要求1所述的晶圆键合装置，其特征在于，所述承片台包括台面和若干定位件，所述定位件设置于所述台面上，用于所述晶圆在所述台面上定位。

5.根据权利要求4所述的晶圆键合装置，其特征在于，所述定位件在所述承片台上围成晶圆放置区，所述位置传感器为激光测距传感器，所述位置传感器相对设置与所述晶圆放置区的两侧，用于获取所述晶圆分别至两侧所述位置传感器的距离。

6.根据权利要求5所述的晶圆键合装置，其特征在于，所述承片台包括承托件，所述承托件设置于所述定位件背离所述台面的一侧，用于承托所述玻璃圆片；其中，所述承托件与所述定位件之间活动连接，所述承托件移动时可使所述玻璃圆片在重力作用下与所述晶圆键合。

7.根据权利要求1所述的晶圆键合装置，其特征在于，所述腔室包括透明顶盖，所述视觉传感器可通过所述透明顶盖获取所述腔室内玻璃圆片的与所述晶圆的相对位置。

8.根据权利要求7所述的晶圆键合装置，其特征在于，所述承片台上设置有卡扣件，所述透明顶盖上设置有嵌入件，所述嵌入件与所述卡扣件相配合使所述透明顶盖与所述承片台之间卡合。

9.根据权利要求1所述的晶圆键合装置，其特征在于，所述承片台包括加热模块，用于对所述晶圆加热。

10.根据权利要求4所述的晶圆键合装置，其特征在于，所述台面上设置有气孔，所述气孔通过抽气通道连通真空泵，用于在所述腔室内形成负压。

技术总结
本发明提供了一种晶圆键合装置，包括：腔室、承片台、位置传感器、视觉传感器和调整机构；所述承片台设置于所述腔室内，用于放置晶圆和玻璃圆片；所述位置传感器设置于所述承片台，用于检测所述承片台上的所述晶圆的放置位置；所述视觉传感器设置于所述腔室上方，用于检测所述玻璃圆片与所述晶圆的相对位置；所述调整机构设置于所述承片台，用于调整所述晶圆和玻璃圆片的位置，使所述玻璃圆片和所述晶圆重合后进行键合。所述晶圆键合装置能够减少所述晶圆和所述玻璃圆片之间的错位，降低所述晶圆发生碎裂的风险。

技术研发人员：刘大宇,史海军,蔡小虎
受保护的技术使用者：上海集成电路研发中心有限公司
技术研发日：20221227
技术公布日：2024/1/12