[发明专利]晶圆弹性应变测量装置、测量方法及晶圆键合方法

说明书

本发明涉及半导体制造技术领域，尤其涉及一种晶圆弹性应变测量装置、测量方法及晶圆键合方法。所述晶圆弹性应变测量装置包括：承载部，具有晶圆承载面和位于所述晶圆承载面的充气孔；设置于所述承载部并围绕所述充气孔的固定部，所述固定部用于将晶圆的表面边缘固定并贴合在所述晶圆承载面上，使得在向所述充气孔内通入气体时能使晶圆发生形变并与所述晶圆承载面之间形成腔体；检测部，用于测量通入气体后所述晶圆的形变量。本发明实现了对晶圆在特定压力下的形变量检测，从而能够对键合前晶圆的弹性应变特性进行准确的测量，提高了晶圆键合的质量，确保了三维存储器的性能。

技术领域

本发明涉及半导体制造技术领域，尤其涉及一种晶圆弹性应变测量装置、测量方法及晶圆键合方法。

背景技术

随着平面型闪存存储器的发展，半导体的生产工艺取得了巨大的进步。但是最近几年，平面型闪存的发展遇到了各种挑战：物理极限、现有显影技术极限以及存储电子密度极限等。在此背景下，为解决平面闪存遇到的困难以及追求更低的单位存储单元的生产成本，各种不同的三维(3D)闪存存储器结构应运而生，例如3D NOR(3D或非)闪存和3D NAND(3D与非)闪存。

其中，3D NAND存储器以其小体积、大容量为出发点，将存储单元采用三维模式层层堆叠的高度集成为设计理念，生产出高单位面积存储密度、高效存储单元性能的存储器，已经成为新兴存储器设计和生产的主流工艺。

晶圆键合工艺由于能够实现三维器件更高层数的堆叠，因而引起了越来越多的关注。但是，由于晶圆键合工艺发展历史较短，键合工艺的良率受前制程影响较大，而目前对于前制程的监测系统并不完善，导致晶圆键合质量较差，严重影响三维存储器的性能。

因此，如何改善晶圆键合质量，确保三维存储器性能的稳定性，是目前亟待解决的技术问题。

发明内容

本发明提供一种晶圆弹性应变测量装置、测量方法及晶圆键合方法，用以解决现有技术不能对键合前晶圆的弹性应变特性进行准确测量而导致的晶圆键合质量较差的问题，以确保三维存储器性能的稳定性。

为了解决上述问题，本发明提供了一种晶圆弹性应变测量装置，包括：

承载部，具有晶圆承载面和位于所述晶圆承载面的充气孔；

设置于所述承载部并围绕所述充气孔的固定部，所述固定部用于将晶圆的表面边缘固定并贴合在所述晶圆承载面上，使得在向所述充气孔内通入气体时能使晶圆发生形变并与所述晶圆承载面之间形成腔体；

检测部，用于测量通入气体后所述晶圆的形变量。

优选的，所述承载部为吸盘。

优选的，所述固定部为若干呈环状间隔排布的吸附孔。

优选的，所述吸附孔与所述承载部中心之间的距离为140mm～150mm。

优选的，还包括：位于所述晶圆承载面上的凹槽，所述充气孔位于所述凹槽的底部，所述固定部位于所述凹槽的外侧。

优选的，还包括：

传感器，用于检测所述腔体内的气压；

控制器，用于根据所述气压调整通入所述充气孔的气体量。

优选的，所述晶圆中具有至少一键合标记；所述检测部包括：

镜头，朝向所述晶圆承载面设置，用于识别所述键合标记，并获取与所述键合标记对应的所述镜头的焦距；

处理器，用于根据所述充气孔通入气体前后由所述键合标记确定的所述镜头的焦距计算所述晶圆的形变量。

优选的，至少一键合标记包括多个键合标记；所述检测部还包括：