[发明专利]晶圆到晶圆接合方法及晶圆到晶圆接合设备

说明书

在晶圆到晶圆接合方法中，第一晶圆被真空吸附在下平台的第一表面上，并且第二晶圆被真空吸附在上平台的第二表面上。通过下推动杆将压力施加到第一晶圆的中间部分，并且通过上推动杆将压力施加到第二晶圆的中间部分。第一晶圆和第二晶圆的接合径向向外传播。检测第一晶圆和第二晶圆的接合传播位置。下推动杆的突出长度和上推动杆的突出长度的比率根据接合传播位置而改变。

相关申请的交叉引用

本申请要求于2019年7月2日在韩国知识产权局(KIPO)提交的No.10-2019-0079283韩国专利申请的优先权，所述申请的内容通过引用其全部合并于此。

技术领域

一些示例实施例涉及晶圆到晶圆接合方法和晶圆到晶圆接合设备。更具体地，一些示例实施例涉及将晶圆彼此接合以制造具有三维连接结构的半导体装置的方法以及用于执行该方法的晶圆到晶圆接合设备。

背景技术

在制造诸如CIS(CMOS图像传感器)、HBM(高带宽存储器)等电子产品时，两个晶圆可以彼此接合，从而提高每晶圆的生产率。晶圆到晶圆接合工艺可以包括O₂等离子体活化步骤、水合步骤、晶圆对齐步骤、晶圆接合步骤、退火步骤等。由于在晶圆接合步骤中，晶圆的中间区域可能变形而突出，并且然后可能从中间区域到外围区域逐渐地结合，所以在晶圆的接合传播期间，晶圆可能由于自重而变形，使得晶圆在粘合点处的曲率彼此不对称，从而导致对齐误差。

发明内容

一些示例实施例提供了一种能够防止晶圆到晶圆未对齐的晶圆到晶圆接合方法。

一些示例实施例提供了一种用于执行晶圆到晶圆接合方法的晶圆到晶圆接合设备。

根据一些示例实施例，一种晶圆接合设备可以包括：真空泵；下平台，其具有第一表面并且包括第一表面中的多个第一吸附孔，其中，下平台被配置为基于真空压力从真空泵被供应到多个第一吸附孔来将第一晶圆真空吸附在第一表面上；上平台，其具有第二表面并且包括第二表面中的多个第二吸附孔，其中，上平台被配置为基于真空压力从真空泵被供应到多个第二吸附孔来将第二晶圆真空吸附在第二表面上；下推动杆，其能够移动穿过下平台的中间部分中的第一中心孔，以接触第一晶圆的与第一中心孔重叠的中间区域并向第一晶圆的中间区域施加压力；上推动杆，其能够移动穿过上平台的中间部分中的第二中心孔，以接触第二晶圆的与第二中心孔重叠的中间区域并向第二晶圆的中间区域施加压力；位置检测传感器，其被配置为基于通过下平台和上平台中的至少一个平台中的检测孔检测第一晶圆和第二晶圆中的至少一个，来生成指示第一晶圆和第二晶圆的接合传播位置的晶圆位置信息；平台驱动器，其被配置为使下平台和上平台相对于彼此移动；推动杆驱动器，其被配置为在竖直方向上移动下推动杆和上推动杆；其中，真空泵被配置为将真空压力选择性地供应至第一吸附孔和第二吸附孔两者；以及处理电路，其通信地耦接到平台驱动器、推动杆驱动器和真空泵，处理电路被配置为对平台驱动器、推动杆驱动器和真空泵的操作进行控制，处理电路还被配置为对晶圆位置信息进行处理以检测接合传播位置，处理电路还被配置为根据接合传播位置来改变下推动杆的突出长度与上推动杆的突出长度的比率和上平台的吸附面积与下平台的吸附面积的比率中的至少一个。