一种芯片的键合装置及键合方法与流程

本技术涉及半导体制造领域，尤其是涉及一种芯片的键合装置及键合方法。

背景技术：

1、随着半导体技术进入后摩尔时代，为满足高集成度和高性能的需求，芯片结构向着三维方向发展。其中，通过键合技术实现制造堆叠芯片是“超摩尔定律”的重要技术之一。键合精度是键合工艺的重要参数，对键合工艺的应用具有重要影响。

技术实现思路

1、本技术提供一种芯片的键合装置和键合方法，以有效缩短耗时，并有利于提高键合效率，提高产率。

2、为解决上述技术问题，本技术提供的第一个技术方案为：提供一种芯片的键合装置，包括：可移动取物台、承载平台、校正组件、第一图像采集装置、第二图像采集装置；可移动取物台被配置为移动第一元件；承载平台被配置为承载并移动第二元件；校正组件被配置为提供校正标识，所述校正组件与所述第一元件或所述第二元件保持固定距离；图像采集装置被配置为读取所述第一元件的对准标识和所述校正组件的校正标识，并基于所述第一元件的对准标识和所述校正标识确定所述第一元件与所述校正组件的第一相对位置关系；以及被配置为读取所述第二元件的对准标识和所述校正组件的校正标识，并基于所述第二元件的对准标识和所述校正标识确定所述第二元件与所述校正组件的第二相对位置关系；其中，所述键合装置基于所述第一相对位置关系和所述第二相对位置关系，确定所述第一元件和所述第二元件的对准差值，并基于所述对准差值驱动所述可移动取物台和/或所述承载平台进行调整以执行对准补偿操作，使所述第一元件和所述第二元件对准并进行键合。

3、在一些实施例中，所述校正组件设置在所述可移动取物台；响应于所述键合装置执行所述对准补偿操作，所述校正组件被配置为与所述可移动取物台一起被驱动至第一位置或第二位置，使所述图像采集装置读取处于所述第一位置的所述第一元件的对准标识和所述校正组件的校正标识，以确实所述第一相对位置关系；或者使所述图像采集装置读取处于所述第二位置的所述第二元件的对准标识和所述校正组件的校正标识，以确实所述第二相对位置关系；其中，所述校正组件与所述第一元件保持固定距离。

4、在一些实施例中，所述校正组件设置在所述承载平台；响应于所述键合装置执行所述对准补偿操作，所述校正组件被配置为与所述承载平台一起被驱动至第一位置或第二位置，使所述图像采集装置读取处于所述第一位置的所述第一元件的对准标识和所述校正组件的校正标识，以确实所述第一相对位置关系；或者使所述图像采集装置读取处于所述第二位置的所述第二元件的对准标识和所述校正组件的校正标识，以确实所述第二相对位置关系；其中，所述校正组件与所述第二元件保持固定距离。

5、在一些实施例中，所述图像采集装置包括第一视场和第二视场；响应于所述键合装置执行所述对准补偿操作，所述图像采集装置被配置为在所述第一视场识别所述第一元件的对准标识和所述校正组件的校正标识，以及在所述第二视场识别所述第二元件的对准标识和所述校正组件的校正标识。

6、在一些实施例中，所述图像采集装置的第二视场同时位于所述校正组件、所述第一元件和所述第二元件的同一方向；响应于所述键合装置执行所述对准补偿操作，所述校正组件被配置为透明、半透明或具有通孔的校正片。

7、在一些实施例中，所述校正组件可拆卸的设置在所述可移动取物台或所述承载平台上。

8、在一些实施例中，所述图像采集装置包括第一图像采集装置和第二图像采集装置；响应于所述键合装置执行所述对准补偿操作，所述可移动取物台和所述校正组件被驱动至第一位置，所述第一图像采集装置被配置为在所述第一视场识别所述第一元件的对准标识和所述校正组件的校正标识；然后所述移动取物台和所述校正组件被驱动至第二位置，所述第二图像采集装置被配置为在所述第二视场识别所述第二元件的对准标识和所述校正组件的校正标识。

9、在一些实施例中，所述第一图像采集装置包括至少一个第一图像采集单元，所述至少一个第一图像采集单元确定所述第一视场；所述第二图像采集装置包括至少一个第二图像采集单元，所述至少一个第二图像采集单元确定所述第二视场。

10、在一些实施例中，响应于确定所述第一元件和所述第二元件的对准差值，所述校正组件的校正标识与所述第一元件的对准标识保持所述第一相对位置关系，将所述第一元件驱动至第二位置，所述图像采集装置被配置为识别所述第二元件的对准标识和所述校正组件的校正标识，获取所述第一元件的对准标识和所述第二元件的对准标识之间的差值，作为对准差值，以执行所述对准补偿操作；响应于确定所述第一元件和所述第二元件的对准差值，所述校正组件的校正标识与所述第二元件的对准标识保持所述第二相对位置关系，将所述第一元件驱动至第二位置，所述图像采集装置被配置为识别所述第一元件的对准标识和所述校正组件的校正标识，获取所述第一元件的对准标识和所述第二元件的对准标识之间的差值，作为对准差值，以执行所述对准补偿操作。

11、在一些实施例中，响应于所述键合装置执行键合操作，所述键合装置基于所述对准差值调整所述可移动取物平台和/或所述承载平台，以对处于所述第二位置的所述第一元件和所述第二元件进行所述对准补偿操作，然后在高度方向上移动所述可移动取物台和/或所述承载平台以使所述第一元件和所述第二元件被驱动至键合位；响应于所述键合装置执行所述键合操作，所述键合装置在所述高度方向上移动所述可移动取物平台和/或所述承载平台以使所述第一元件和所述第二元件被驱动至所述键合位的同时，基于所述对准差值调整所述可移动取物台和/或所述承载平台，以对所述第一元件和所述第二元件进行所述对准补偿操作；响应于所述键合装置执行所述键合操作，所述键合装置在所述高度方向上移动所述可移动取物平台和/或所述承载平台以使所述第一元件和所述第二元件被驱动至所述键合位，基于所述对准差值调整所述可移动取物台和/或所述承载平台，以对所述第一元件和所述第二元件进行所述对准补偿操作。

12、在一些实施例中，键合装置还包括机台；机台包括基座和机台框架，其中，所述机台框架设置在所述基座上，所述可移动取物台设置在所述机台框架上，所述承载平台设置在所述基座上，所述可移动取物台和/或所述承载平台被配置为可沿x方向、y方向、高度方向z移动,并可在垂直于水平面的竖直面中旋转，以调整所述可移动取物台和/或所述承载平台的水平状态。

13、在一些实施例中，键合装置还包括第一驱动组件和第二驱动组件，其中，第一驱动组件设置在所述机台框架上，并与所述可移动取物台连接，所述第一驱动组件被配置为携带所述可移动取物台可沿水平面的x方向、y方向、高度方向z移动，并可在垂直于水平面的竖直面中旋转；第二驱动组件设置在所述基座上，并与所述承载平台连接，所述第二驱动组件被配置为携带所述承载平台可沿水平面的x方向、y方向、高度方向z移动，并可在垂直于水平面的竖直面中旋转。

14、为解决上述技术问题，本技术提供的第二个技术方案为：提供一种键合方法，应用于键合装置，包括：获取第一元件的对准标识以及校正组件的校正标识，并根据所述第一元件的对准标识的坐标信息和所述校正标识的坐标信息，确定所述第一元件与所述校正组件的第一相对位置关系；获取第二元件的对准标识以及校正组件的校正标识，并根据所述第二元件的对准标识的坐标信息以及所述校正标识的坐标信息，确定所述第二元件与所述校正组件的第二相对位置关系，其中，所述校正组件和所述第一元件或所述第二元件保持固定距离；根据所述第一相对位置关系和所述第二相对位置关系，确定所述第一元件和所述第二元件的对准差值；所述键合装置基于所述对准差值，驱动所述第一元件和/或所述第二元件进行调整以执行对准补偿操作，使所述第一元件和所述第二元件对准并进行键合。

15、在一些实施例中，所述确定所述第一元件与所述校正组件的第一相对位置关系，包括：响应于所述键合装置执行所述对准补偿操作，驱动所述键合装置的可移动取物台和所述校正组件至第一位置，利用所述键合装置识别所述第一元件的对准标识和所述校正组件的校正标识；依据所述第一元件的对准标识的坐标信息和所述校正标识的坐标消息，确定所述第一相对位置关系。

16、在一些实施例中，利用所述键合装置的承载平台承载并移动所述第二元件；所述确定所述第二元件与所述校正组件的第二相对位置关系，包括：响应于所述键合装置执行对准补偿操作，驱动所述键合装置的承载平台和校正组件至第二位置，利用所述键合装置识别所述第二元件的对准标识和所述校正组件的校正标识；依据所述第二元件的对准标识的坐标信息和所述校正标识的坐标消息，确定所述第二相对位置关系。

17、在一些实施例中，响应于确定所述第一元件和所述第二元件的对准差值，所述校正组件的校正标识与所述第一元件的对准标识保持所述第一相对位置关系，将所述第一元件驱动至第二位置，所述图像采集装置被配置为识别所述第二元件的对准标识和所述校正组件的校正标识，获取所述第一元件的对准标识和所述第二元件的对准标识之间的差值，作为对准差值，以执行所述对准补偿操作；响应于确定所述第一元件和所述第二元件的对准差值，所述校正组件的校正标识与所述第二元件的对准标识保持所述第二相对位置关系，将所述第一元件驱动至第二位置，所述图像采集装置被配置为识别所述第一元件的对准标识和所述校正组件的校正标识，获取所述第一元件的对准标识和所述第二元件的对准标识之间的差值，作为对准差值，以执行所述对准补偿操作。

18、在一些实施例中，响应于所述键合装置执行键合操作，所述第一元件被配置为待键合的芯片或晶圆，所述第二元件被配置为待键合的晶圆或芯片；利用所述可移动取物台和/或所述承载平台移动所述第一元件和所述第二元件至第二位置，并执行对准补偿操作，以使被驱动至第二位置的所述第一元件和所述第二元件对准。

19、在一些实施例中，所述利用所述可移动取物台和/或所述承载平台移动所述第一元件和所述第二元件至第二位置，并执行对准补偿操作，以使被驱动至第二位置的所述第一元件和所述第二元件对准，包括：基于所述对准差值调整所述可移动取物台和/或所述承载平台，以对处于所述第二位置的所述第一元件和所述第二元件进行对准补偿操作，然后在高度方向上移动所述可移动取物台和/或所述承载平台以使所述第一元件和所述第二元件被驱动至键合位；或者在所述高度方向上移动所述可移动取物台和/或所述承载平台，以使所述第一元件和所述第二元件被驱动至所述键合位的同时，基于所述对准差值调整所述可移动取物台和/或所述承载平台，以对所述第一元件和所述第二元件进行对准补偿操作；或者在所述高度方向上移动所述可移动取物平台和/或所述承载平台，以使所述第一元件和所述第二元件被驱动至所述键合位，基于所述对准差值调整所述可移动取物台和/或所述承载平台，以对所述第一元件和所述第二元件进行所述对准补偿操作。

20、在一些实施例中，所述根据所述第一相对位置关系和所述第二相对位置关系，确定所述第一元件和所述第二元件的对准差值，包括：根据所述第一相对位置关系和所述第二相对位置关系，确定所述第一元件与所述第二元件和所述角度偏差；根据所述角度偏差，校正所述第一元件和所述第二元件的相对位置；根据校正的所述相对位置，确定所述第一元件和所述第二元件的对准差值。

21、区别于当前技术，本技术提供的键合装置，通过设置用于参考的校正组件，获取第一元件和校正组件的第一相对位置关系，并获取第二元件和校正组件的第二相对位置关系，进而依据第一相对位置关系和第二相关位置关系确定第一元件和第二元件的对准差值，使得键合装置基于对准差值完成第一元件和第二元件的对准并进行键合，同时也无需对每个待键合的第二元件进行多次对准，有效缩短耗时，并有利于提高键合效率，提高产率。