一种晶圆键合装置、控制方法及存储介质与流程

本发明涉及芯片制造，尤其涉及一种晶圆键合装置、一种晶圆键合装置的控制方法，以及一种计算机可读存储介质。

背景技术：

1、在芯片制造技术领域，晶圆键合装置通过将两片晶圆紧密地结合起来，实现微电子材料、光电材料及其纳米等级微机电元件的电气互联、功能集成和器件封装。在晶圆键合技术中，首先将待键合的一组晶圆进行预处理、清洗、视觉对准，进而通过不同方法实现晶圆对的键合。

2、常见的晶圆键合技术是利用上下相机对两晶圆进行对准，因此，上下相机的光学校准对键合精度至关重要。现有技术中，用于晶圆键合设备的光学校准装置安装在运动平台上，在校准晶圆键合端的同轴性时，需要将运动平台和晶圆键合端移动到特定位置才能进行。由于各个组件的移动幅度与移动次数的不可控，增加了校准时所带来的误差。此外，由于定标片是具有一定厚度的透明元件，校准时又位于上下相机的中间位置。这就导致其中一侧相机的成像会受到定标片折射的影响，从而产生误差，并降低键合精度。

3、为克服现有技术所存在的上述缺陷，本领域亟需一种晶圆键合技术，用于消除定标片折射产生的异侧差异，并减少晶圆键合端的移动幅度与次数，以减少晶圆对准误差，并提升晶圆键合精度。

技术实现思路

1、以下给出一个或多个方面的简要概述以提供对这些方面的基本理解。此概述不是所有构想到的方面的详尽综览，并且既非旨在指认出所有方面的关键性或决定性要素亦非试图界定任何或所有方面的范围。其唯一的目的是要以简化形式给出一个或多个方面的一些概念以为稍后给出的更加详细的描述之前序。

2、为克服现有技术所存在的上述缺陷，本发明提供了一种晶圆键合装置、一种晶圆键合装置的控制方法，以及一种计算机可读存储介质，通过在晶圆键合端进一步集成定标片、第一物镜以及半反半透镜，使晶圆键合装置的两个晶圆键合端从同一侧获取定标片图像，从而消除定标片折射产生的异侧差异，并通过将定标片集成在晶圆键合端，减少晶圆键合端的移动幅度与次数，从而减少由此带来的误差。

3、具体来说，根据本发明的第一方面提供的上述晶圆键合装置包括第一键合端。所述第一键合端中配置有第一相机、第一物镜、第二物镜、第一反射镜、半反半透镜及定标片，其中，所述第一相机与所述第一反射镜被分别设于所述半反半透镜的横向两侧，所述第一物镜与所述第二物镜被分别设于所述半反半透镜的纵向两侧，所述第一相机透过所述半反半透镜，获取所述定标片透过所述第一物镜，并经过所述半反半透镜的第一表面及所述第一反射镜的二次反射的第一图像，以进行光学校准。

4、优选地，在本发明的一实施例中，所述的晶圆键合装置还包括第二键合端，其中，所述第二键合端中配置有第二相机、第二反射镜及第三物镜，所述第二相机经由所述第二反射镜，获取所述定标片透过所述第一物镜、所述半反半透镜、所述第二物镜及所述第三物镜投射到所述第二反射镜的第二图像，以进行光学校准。

5、优选地，在本发明的一实施例中，所述的晶圆键合装置还包括运动平台，用于承载并移动待键合晶圆，其中，响应于键合指令，所述运动平台将待键合的第一样品及第二样品移动到所述第二物镜及所述第三物镜之间，所述第一相机经由所述半反半透镜的第二表面，获取第一样品透过所述第二物镜投射到所述半反半透镜的第三图像，所述第二相机经由所述第二反射镜，获取第二样品透过所述第三物镜投射到所述第二反射镜的第四图像，其中，所述第一样品及所述第二样品中的至少一者为待键合晶圆。

6、优选地，在本发明的一实施例中，所述定标片朝向所述第一物镜的一侧设有特征标记，所述第一图像及所述第二图像中包含所述特征标记。

7、优选地，在本发明的一实施例中，所述第一物镜上配置有安装结构，所述定标片经由所述安装结构固定连接所述第一物镜。

8、此外，根据本发明的第二方面提供的上述晶圆键合装置的控制方法包括以下步骤：控制第一相机，透过半反半透镜获取定标片透过第一物镜，并经过所述半反半透镜的第一表面及第一反射镜的二次反射的第一图像，其中，所述晶圆键合装置的第一键合端中配置有所述第一相机、所述第一物镜、第二物镜、所述第一反射镜、所述半反半透镜及所述定标片，所述第一相机与所述第一反射镜被分别设于所述半反半透镜的横向两侧，所述第一物镜与所述第二物镜被分别设于所述半反半透镜的纵向两侧；控制第二相机，经由第二反射镜获取所述定标片透过所述第一物镜、所述半反半透镜、所述第二物镜及第三物镜投射到第二反射镜的第二图像，其中，所述晶圆键合装置的第二键合端中配置有所述第二相机、所述第二反射镜及所述第三物镜；以及根据所述第一图像及所述第二图像，对所述第一键合端及所述第二键合端进行光学校准。

9、优选地，在本发明的一实施例中，所述第一物镜上配置有安装结构，所述定标片经由所述安装结构固定连接所述第一物镜，所述控制第一相机，透过半反半透镜获取定标片透过第一物镜，并经过所述半反半透镜的第一表面及第一反射镜的二次反射的第一图像的步骤包括：在获取光学校准指令之前，控制所述第一相机预先获取所述第一图像，所述控制第二相机，经由第二反射镜获取所述定标片透过所述第一物镜、所述半反半透镜、所述第二物镜及第三物镜投射到第二反射镜的第二图像的步骤包括：响应于所述光学校准指令，控制所述第二相机在线获取所述第二图像。

10、优选地，在本发明的一实施例中，所述定标片朝向所述第一物镜的一侧设有特征标记，所述第一图像及所述第二图像中包含所述特征标记。

11、优选地，在本发明的一实施例中，所述的控制方法还包括以下步骤：获取键合指令；将待键合的第一样品及第二样品移动到所述第二物镜及所述第三物镜之间，其中，所述第一样品及所述第二样品中的至少一者为待键合晶圆；控制所述第一相机经由所述半反半透镜的第二表面，获取所述第一样品透过所述第二物镜投射到所述半反半透镜的第三图像；控制所述第二相机经由所述第二反射镜，获取所述第二样品透过所述第三物镜投射到所述第二反射镜的第四图像；以及根据所述第三图像及所述第四图像，调节所述第一样品和/或所述第二样品的位置，并键合所述第一样品及所述第二样品。

12、此外，根据本发明的第三方面提供的上述计算机可读存储介质上存储有计算机指令。所述计算机指令被处理器执行时，实施上述任意一个实施例所提供的晶圆键合装置的控制方法。

技术特征：

1.一种晶圆键合装置，包括第一键合端，其特征在于，所述第一键合端中配置有第一相机、第一物镜、第二物镜、第一反射镜、半反半透镜及定标片，其中，

2.如权利要求1所述的晶圆键合装置，其特征在于，还包括第二键合端，其中，所述第二键合端中配置有第二相机、第二反射镜及第三物镜，

3.如权利要求2所述的晶圆键合装置，其特征在于，还包括运动平台，用于承载并移动待键合晶圆，其中，

4.如权利要求2所述的晶圆键合装置，其特征在于，所述定标片朝向所述第一物镜的一侧设有特征标记，所述第一图像及所述第二图像中包含所述特征标记。

5.如权利要求1所述的晶圆键合装置，其特征在于，所述第一物镜上配置有安装结构，所述定标片经由所述安装结构固定连接所述第一物镜。

6.一种晶圆键合装置的控制方法，其特征在于，包括以下步骤：

7.如权利要求6所述的控制方法，其特征在于，所述第一物镜上配置有安装结构，所述定标片经由所述安装结构固定连接所述第一物镜，

8.如权利要求6所述的控制方法，其特征在于，所述定标片朝向所述第一物镜的一侧设有特征标记，所述第一图像及所述第二图像中包含所述特征标记。

9.如权利要求6所述的控制方法，其特征在于，还包括以下步骤：

10.一种计算机可读存储介质，其上存储有计算机指令，其特征在于，所述计算机指令被处理器执行时，实施如权利要求6~9中任一项所述的晶圆键合装置的控制方法。

技术总结
本发明提供了一种晶圆键合装置、控制方法及存储介质。该晶圆键合装置包括第一键合端，其中配置有第一相机、第一物镜、第二物镜、第一反射镜、半反半透镜及定标片。第一相机与第一反射镜被分别设于半反半透镜的横向两侧。第一物镜与第二物镜被分别设于半反半透镜的纵向两侧。第一相机透过半反半透镜，获取定标片透过第一物镜，并经过半反半透镜的第一表面及第一反射镜的二次反射的第一图像，以进行光学校准。通过在晶圆键合端进一步集成定标片、第一物镜以及半反半透镜，使两个晶圆键合端从同一侧获取定标片图像，本发明可以消除定标片折射产生的异侧差异，并减少晶圆键合端的移动幅度与次数，从而减少由此带来的误差，以提升晶圆键合精度。

技术研发人员：王晨,马双义,李璇
受保护的技术使用者：拓荆键科（海宁）半导体设备有限公司
技术研发日：
技术公布日：2024/1/13