[发明专利]一种晶圆调平方法、芯片键合方法、芯片键合设备及光刻系统

说明书

本发明属于光刻技术领域，具体公开了一种晶圆调平方法、芯片键合方法、芯片键合设备及光刻系统。其中晶圆调平方法包括：在调平区域中选择调平检测点；对每一调平检测点，获取调平检测点的X和Y坐标，键合头沿Z坐标方向靠近调平检测点的过程中，实时检测键合头内部流量变化，获取调平检测点的Z坐标；拟合得到拟合调平平面，求得调平区域的整体倾斜度；调整晶圆台。芯片调平方法在进行芯片键合前，先对晶圆采用上述晶圆调平方法进行调平；芯片键合设备采用芯片键合方法进行键合，光刻系统包括芯片键合设备。本发明提供的晶圆调平方法、芯片键合方法、芯片键合设备及光刻系统，能够提高芯片与晶圆键合质量，提高芯片键合高度一致性。

技术领域

本发明涉及光刻技术领域，尤其涉及一种晶圆调平方法、芯片键合方法、芯片键合设备及光刻系统。

背景技术

芯片-晶圆(chip-to-wafer，C2W)键合技术是MEMS技术发展和实用化的关键技术之一，其能通过化学和物理作用将多个芯片键合在整张晶圆上，以制备形成高级程度及小体积的微型控制器、微型传感器等。

现有技术提供的芯片键合设备通常采用键合头垂直吸取待键合芯片后移送至晶圆的上方，使芯片与晶圆通过键合胶键合呈一体。芯片键合完成后，后续需要再次进行光刻生产其他图形。由于光刻机的焦深一般有限，因此，芯片键合后的高度一致性直接影响光刻机的光刻精度，在有些工艺情况下，单个芯片的高度差要求不超过1微米甚至更低。

影响芯片贴合后的高度偏差的因素非常多，包括键合胶的厚度一致性、晶圆形貌以及晶圆表面和键合头的垂直度等，其中，键合胶的厚度一致性及晶圆形貌受来料影响较大，在键合过程中难以控制，从而使键合头与晶圆表面的垂直度控制成为调控高度偏差的重要因素。而现有技术调节键合头与晶圆表面垂直度的方法操作麻烦，成本较高，且效率较低，难以实现对晶圆表面平整度的快速调节。

发明内容

本发明的一个目的在于提供一种晶圆调平方法，能够实现对晶圆的快速调平，操作简单，成本低，效率高。

本发明的另一个目的在于提供一种芯片键合方法，提高键合质量，降低键合成本。

本发明的又一目的在于提供一种芯片键合设备，提高芯片键合质量，降低芯片键合成本。

本发明的再一目的在于提供一种光刻系统，提高光刻质量和光刻效率。

为实现上述目的，本发明采用下述技术方案：

一种晶圆调平方法，包括如下步骤：

在晶圆的调平区域中选择至少三个不在同一直线上的调平检测点；

对每一所述调平检测点，键合头正对所述调平检测点，获取所述调平检测点的X坐标和Y坐标，所述键合头沿Z坐标方向靠近所述调平检测点的过程中，实时检测所述键合头内部流量变化，当所述内部流量的检测值保持不变或在预设范围内上下波动时，记录所述键合头的当前高度位置为Z坐标；

根据所述至少三个调平检测点的所述X坐标、所述Y坐标及所述Z坐标，拟合得到拟合调平平面，求得所述调平区域的整体倾斜度；

根据所述整体倾斜度，对晶圆台上端面进行绕X轴和/或绕Y轴调节

作为一种晶圆调平方法的优选技术方案，所述Z坐标方向为所述键合头的竖直升降方向，所述XY平面与所述键合头的吸附面平行。

作为一种晶圆调平方法的优选技术方案，所述晶圆调平方法还包括：根据所述晶圆的上表面状态，确定所述晶圆上的所述调平区域的个数。

作为一种晶圆调平方法的优选技术方案，确定所述晶圆上的所述调平区域的个数具体包括：

在所述晶圆的上表面确定三个以上不在同一直线上的预检测点；