[发明专利]一种键合设备、键合波的检测方法及系统

说明书

本发明提供一种键合设备、键合波的检测方法及系统，其中键合设备包括上卡盘、顶针和下卡盘，在上卡盘的第二表面上设置有多个光感装置，每个光感装置包括光发射单元和光接收单元，在光感装置下设置有贯通上卡盘的光通路，各光感装置的光发射单元可以用于沿相应的光通路发射垂直与上卡盘的第一表面的光线，光接收单元可以用于接收沿相应的光通路返回的反射光，在上卡盘吸附第一晶圆时，各光感装置获得的反射光的光强度变化状态可以反映第一晶圆和上卡盘的相对位置，从而用于第一晶圆上的键合波的检测，进而可以在实际操作中准确的确定与键合波的移动匹配的上晶圆真空释放时间，从而提高键合控制的精确度，降低晶圆键合成本。

技术领域

本发明涉及半导体器件及其制造领域，特别涉及一种键合设备、键合波的检测方法及系统。

背景技术

随着半导体技术的不断发展，晶圆键合技术得到了广泛的应用，晶圆键合技术是通过键合技术将两片晶圆粘合在一起，实现两片晶圆的垂直互联。

目前，主要是通过键合设备进行晶圆键合，键合设备主要包括上卡盘和下卡盘，分别用于上晶圆和下晶圆的吸附，在键合过程中，上卡盘中部由顶针向上晶圆施加压力，上晶圆形变过程中，键合波从晶圆中心向边缘移动，进而由中心至边缘依次释放上晶圆的吸附真空，使得两晶圆在键合波作用下完成键合。

其中，上晶圆真空释放时间和键合波的移动的匹配度会直接影响晶圆键合的对准精度和扭曲度，而目前是在产品键合工艺之前，通过大量的不同条件的实验来寻找与键合波相匹配的真空释放时间控制参数，一方面无法保证控制的精确性，另一方面不同的产品在键合过程中键合波的移动速度都是不同的，需要花费大量人力以及设备时间获得该控制参数，制造成本高。

发明内容

有鉴于此，本发明的目的在于提供一种键合设备、键合波的检测方法及系统，用于提高晶圆键合质量，降低键合成本。

为实现上述目的，本发明有如下技术方案：

本申请实施例提供了一种键合设备，包括：

上卡盘和顶针，所述顶针沿其轴向穿过所述上卡盘，所述上卡盘具有相对的第一表面和第二表面，所述第一表面上设置有多个第一吸附区，所述多个第一吸附区以所述顶针为中心向四周沿径向依次分布；

下卡盘，所述下卡盘具有第二吸附区，所述第二吸附区与所述第一吸附区相对设置；

位于所述第二表面上的多个光感装置，所述光感装置沿所述上卡盘的径向依次分布，每个光感装置包括光发射单元和光接收单元；

位于所述光感装置下且贯通所述上卡盘的光通路；

其中，各所述光感装置的光发射单元用于沿相应的光通路发射垂直于所述第一表面的光线、光接收单元用于接收沿所述相应的光通路返回的反射光，各光感装置获得的反射光的光强度变化状态用于键合波的检测，所述光强度变化状态为光强度变小。

可选的，所述光发射单元和光接收单元分别为红外发射器和红外感应器。

可选的，多个所述光感装置沿所述上卡盘的多条径向依次分布。

可选的，以所述顶针所在区域为中心点，多个所述光感装置呈均匀分布。

可选的，所述第一吸附区为两个。

可选的，所述顶针为活塞。

本申请实施例还提供了一种键合波的检测方法，利用所述的键合设备进行检测，在上卡盘和下卡盘上分别吸附第一晶圆和第二晶圆，且顶针向第一晶圆施加键合压力之后，进行键合波的检测，所述检测的方法包括：

持续获得各光感装置的光强度；

根据光强度变小的变化状态，判断键合波的到达时间。

可选的，所述根据光强度变小的变化状态，判断键合波的到达时间，包括：