用于晶圆键合对准检测的装置及方法与流程

本技术大体上涉及半导体设备领域，且更具体来说，涉及用于晶圆键合对准检测的装置及方法。

背景技术：

1、在半导体设备制造工艺中，当晶圆键合完成后，需检测晶圆键合的对准精度。通常的做法是，对键合的两个晶圆上的标识进行显微成像，然后计算两个晶圆上的标识之间的偏差。在成像过程中，光线在各晶圆表面和内部的多层反射会造成对图像的干扰，这种干扰会降低图像对比度，影响检测图像的清晰度，进而影响检测精度。

2、上述多层反射对图像造成的干扰程度与照明装置和光线收集装置(也可称为成像装置)之间的位置关系有关。然而，现有的晶圆键合对准检测装置没有特别考虑为了获得清晰的标识图像以实现精确检测，照明装置和光线收集装置之间应具有怎样的位置关系以及如何实现这样的位置关系。

技术实现思路

1、本技术提出了一种用于晶圆键合对准检测的装置，其可通过简单的操作实现照明装置与光线收集装置之间的准直调节，而且可重复性高。

2、在一个方面中，本技术提供一种用于晶圆键合对准检测的装置，其包括成像部和光源部。所述成像部包括：成像组件；第一微调滑台，其用以调节所述成像组件与x轴的夹角；及第二微调滑台，其用以调节所述成像组件与y轴的夹角。所述光源部与所述成像部在z轴方向上相对设置且包括：光源组件；第三微调滑台，其用以调节所述光源组件与所述x轴的夹角；及第四微调滑台，其用以调节所述光源组件与所述y轴的夹角。其中，所述x轴、所述y轴和所述z轴中的任意两轴都互相垂直，所述光源组件经配置以对安置于所述成像组件和所述光源组件之间的晶圆进行照明，所述成像组件经配置以对所述晶圆进行显微成像以获得图像，其中所述成像部和所述光源部中的至少一者进一步包括第五微调滑台，所述第五微调滑台用以调节所述成像组件和所述光源组件中的至少一者在所述z轴方向上的位移。

3、在一些实施例中，所述装置进一步包括直线运动系统，其用以驱动所述成像部和所述光源部中的至少一者在所述x轴和/或所述y轴方向上移动。

4、在一些实施例中，所述成像部进一步包括第一角度滑台转接板，所述第一角度滑台转接板包括相互垂直的第一安装板和第二安装板，所述第一微调滑台安装于所述第一安装板上，所述第二微调滑台安装于所述第二安装板上。

5、在一些实施例中，所述成像组件安装在所述第一微调滑台和所述第二微调滑台中的一者上。

6、在一些实施例中，所述第五微调滑台连接在所述第一微调滑台和所述第二微调滑台中的另一者上。

7、在一些实施例中，所述光源部进一步包括第二角度滑台转接板，所述第二角度滑台转接板包括相互垂直的第三安装板和第四安装板，所述第三微调滑台安装于所述第三安装板上，所述第四微调滑台安装于所述第四安装板上。

8、在一些实施例中，所述光源组件安装在所述第三微调滑台和所述第四微调滑台中的一者上。

9、在一些实施例中，所述第五微调滑台连接在所述第三微调滑台和所述第四微调滑台中的另一者上。

10、在一些实施例中，所述第一微调滑台包括第一调节手柄和第一调节平面，所述第一调节平面经配置以随着所述第一调节手柄的旋转而相应地绕与所述第一调节手柄的轴垂直的轴旋转，所述第二微调滑台包括第二调节手柄和第二调节平面，所述第二调节平面经配置以随着所述第二调节手柄的旋转而相应地绕与所述第二调节手柄的轴垂直的轴旋转，所述第三微调滑台包括第三调节手柄和第三调节平面，所述第三调节平面经配置以随着所述第三调节手柄的旋转而相应地绕与所述第三调节手柄的轴垂直的轴旋转，所述第四微调滑台包括第四调节手柄和第四调节平面，所述第四节平面经配置以随着所述第四调节手柄的旋转而相应地绕与所述第四调节手柄的轴垂直的轴旋转。

11、在一些实施例中，所述第一微调滑台进一步包括第一锁紧旋钮，在所述第一锁紧旋钮被旋紧时，所述第一调节手柄无法旋转，所述第二微调滑台进一步包括第二锁紧旋钮，在所述第二锁紧旋钮被旋紧时，所述第二调节手柄无法旋转，所述第三微调滑台进一步包括第三锁紧旋钮，在所述第三锁紧旋钮被旋紧时，所述第三调节手柄无法旋转，所述第四微调滑台进一步包括第四锁紧旋钮，在所述第四锁紧旋钮被旋紧时，所述第四调节手柄无法旋转。

12、在一些实施例中，所述第五微调滑台包括调节手柄和调节板，所述调节板经配置以随着所述调节手柄的旋转而相应地沿所述调节手柄的轴方向移动。

13、在一些实施例中，所述第五微调滑台进一步包括锁紧旋钮，在所述锁紧旋钮被旋紧时，所述调节手柄无法旋转。

14、在一些实施例中，所述装置进一步包括与所述成像组件相连的图像处理装置，所述图像处理装置经配置以从所述成像组件接收所述图像并对所述图像进行处理。

15、在一些实施例中，所述装置进一步包括显示装置，所述显示装置与所述成像组件和所述图像处理装置中的至少一者相连。

16、在另一方面中，本技术提供一种使用根据本技术任一实施例的用于晶圆键合对准检测的装置进行晶圆键合对准检测的方法，其包括：将具有参考标识的参考晶圆放置于所述成像组件与所述光源组件之间；使所述成像组件和所述光源组件对准所述参考标识；调节所述成像组件与所述光源组件的位置关系；在调节所述成像组件与所述光源组件的位置关系的过程中，通过所述成像组件对所述参考标识进行显微成像以获得一系列参考图像，每一参考图像对应一个位置关系；将所述一系列参考图像逐一实时传送给图像处理装置以计算所述一系列参考图像的对比度；确定与所述一系列参考图像的对比度中的最佳对比度对应的最佳位置关系；使所述成像组件与所述光源组件锁定在所述最佳位置关系；将待检测晶圆放置于所述成像组件与所述光源组件之间，所述待检测晶圆包括经键合的第一晶圆和第二晶圆，所述第一晶圆上具有第一标识，所述第二晶圆上具有第二标识；使所述成像组件和所述光源组件对准所述第一标识和所述第二标识；及通过所述成像组件对所述第一标识和所述第二标识进行显微成像以获得所述待检测晶圆的对准图像。

17、在一些实施例中，使所述成像组件和所述光源组件对准所述参考标识包括通过直线运动系统驱动所述成像部和所述光源部中的至少一者。

18、在一些实施例中，通过以下步骤中的至少一者来调节所述成像组件与所述光源组件的位置关系：通过所述第一微调滑台来调节所述成像组件与所述x轴的夹角；通过所述第二微调滑台来调节所述成像组件与所述y轴的夹角；通过所述第三微调滑台来调节所述光源组件与所述x轴的夹角；通过所述第四微调滑台来调节所述光源组件与所述y轴的夹角；或通过所述第五微调滑台来调节所述成像组件和所述光源组件中的至少一者在所述z轴方向上的位移。

19、在一些实施例中，通过旋转所述第一微调滑台的第一调节手柄来调节所述成像组件与所述x轴的夹角，通过旋转所述第二微调滑台的第二调节手柄来调节所述成像组件与所述y轴的夹角，通过旋转所述第三微调滑台的第三调节手柄来调节所述光源组件与所述x轴的夹角，通过旋转所述第四微调滑台的第四调节手柄来调节所述光源组件与所述y轴的夹角，通过旋转所述第五微调滑台的第五调节手柄来调节所述成像组件和所述光源组件中的至少一者在所述z轴方向上的位移。

20、在一些实施例中，使所述成像组件与所述光源组件锁定在所述最佳位置关系包括在将所述成像组件与所述光源组件调节到所述最佳位置关系后：旋紧所述第一微调滑台的锁紧旋钮使所述第一调节手柄无法旋转；旋紧所述第二微调滑台的锁紧旋钮使所述第二调节手柄无法旋转；旋紧所述第三微调滑台的锁紧旋钮使所述第三调节手柄无法旋转；旋紧所述第四微调滑台的锁紧旋钮使所述第四调节手柄无法旋转；及旋紧所述第五微调滑台的锁紧旋钮使所述第五调节手柄无法旋转。

21、在一些实施例中，使所述成像组件和所述光源组件对准所述第一标识和所述第二标识包括通过直线运动系统驱动所述成像部与所述光源部同步移动。

22、在一些实施例中，所述反复进一步包括：移除所述待检测晶圆；及在所述成像组件与所述光源组件维持所述最佳位置关系的情况下，将另一待检测晶圆放置于所述成像组件与所述光源组件之间进行晶圆键合对准检测。

23、在以下附图及描述中阐述本技术的一或多个实例的细节。其它特征、目标及优势将根据所述描述及附图以及权利要求书而显而易见。