[发明专利]一种晶圆接合对准系统及对准方法

权利要求书

1.一种晶圆接合对准系统，包括：

第一晶圆和第二晶圆，第一晶圆和第二晶圆上分别设有N个对应的定位标记，N为≥1的整数；

视觉检测系统，配置为检测从各晶圆对应定位标记反射的图像，视觉检测系统的数量与每个晶圆上定位标记的数量相同，视觉检测系统包括用于提供测量光的光源；视觉检测系统包括以下结构：

准直透镜，配置为准直光源发出的光；

分划板，配置为在待成像物体上叠加图案，该图案作为位置参考，并能够对准待成像物体；

分束器，配置为将准直后的每束光分束成两个光路；

透镜A，配置为采集分划板上的图案，并将光路聚焦在第一晶圆和第二晶圆对应的定位标记上；

透镜B，配置为采集从第一晶圆和第二晶圆定位标记上反射的分划板图案；

图像传感器，配置为捕捉从透镜B采集的分划板图案的投影图像数据；

驱动机构，配置为调整第一晶圆和第二晶圆的相对位置，进行晶圆对准补偿；

控制器，配置为控制驱动机构的运行；

计算机，配置为处理视觉检测系统输出的图像，计算对准校正数据，并执行控制器的操作程序；

其特征在于：视觉检测系统中光源产生的测量光路为变焦投影系统，通过在测量光路中配置可调光延迟器实现变焦功能。

2.根据权利要求1所述的一种晶圆接合对准系统，其特征在于：定位标记包括晶圆表面凸起或凹陷或平面的透镜，或者上述透镜的结合；或者包括与所在晶圆材质相同、与上述透镜形状相同的光学反射结构。

3.根据权利要求1所述的一种晶圆接合对准系统，其特征在于：分划板图案是固定的。

4.根据权利要求1所述的一种晶圆接合对准系统，其特征在于：分划板图案是变化的，为多个固定图案分划板，通过机械装置切换。

5.根据权利要求1所述的一种晶圆接合对准系统，其特征在于：在视觉检测系统的投影光路中配置有第二光延迟器。

6.一种晶圆接合对准方法，包括以下步骤：

一、提供第一晶圆和第二晶圆，第一晶圆和第二晶圆上分别设有N个对应的定位标记，N为≥1的整数；

二、视觉检测系统中光源发出的测量光经光延迟器调制光程差，将分划板图案在各晶圆定位标记表面的反射图像成像到图像传感器上；

三、图像传感器输出的图像经计算机处理后，得到上述反射图像在两个晶圆坐标系中的位置；

四、对比不同定位标记反射图像，通过计算机计算定位标记对准校正数据，若对准校正数据在预定距离范围内，判断两个晶圆定位标记对准，执行晶圆接合操作；若对准校正数据大于预定距离范围，判断两个晶圆定位标记非对准，则执行下一步骤；

五、计算机将对准校正数据检测结果反馈至控制器，由控制器控制驱动机构运行，调整第一晶圆或第二晶圆或者两者的位置，进行晶圆对准补偿，重复步骤二至步骤四，直至两个晶圆对准。

7.根据权利要求6所述的一种晶圆接合对准方法，其特征在于：步骤二中，光源发出的测量光通过分划板，分划板上的图案在不同时间投影到不同晶圆的定位标记表面，图案在各晶圆定位标记表面的反射图像被视觉检测系统收集后成像在图像传感器上。

8.根据权利要求6所述的一种晶圆接合对准方法，其特征在于：图像传感器在测量光投影到上下晶圆定位标记表面的不同时刻，分别拍照，得到两张照片，分别来自不同晶圆定位标记表面的反射图像。

9.根据权利要求6所述的一种晶圆接合对准方法，其特征在于：图像传感器延长曝光时间，将测量光投影到上下晶圆定位标记表面的反射图像记录在同一张照片中。