[发明专利]键合设备及键合过程的监控方法

说明书

本发明提供了一种键合设备，包括承载台、下卡盘、上卡盘、顶针、多组光感传感器和控制单元；所述承载台用于承载所述下卡盘，所述下卡盘用于固定第一晶圆，所述上卡盘用于固定第二晶圆，所述顶针可穿过所述上卡盘以下压所述第二晶圆；所述多组光感传感器位于所述承载台上，每个所述光感传感器的高度高于所述第一晶圆预定高度，每个光感传感器包括光发射单元和光接收单元，所述光发射单元与所述光接收单元相对设置；所述控制单元根据所述光接收单元获得的光信号判断第二晶圆的下压过程中的形变量是否正常。本发明解决了晶圆向下移动不顺畅或者移动偏心的问题，提高了晶圆键合的质量。

技术领域

本发明涉及半导体器件技术领域，特别涉及一种键合设备及键合过程的监控方法。

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。

在三维集成工艺中,晶圆键合是整个工艺流程中至关重要的核心制程，而键合力又是键合制程中的关键指标，它决定了产品边缘的缺陷和产品良率以及产品之后的可靠性。

当前晶圆键合机台能有效检测晶圆键合之前对准过程，但是关键过程晶圆键合过程却无法有效监控。

晶圆键合步骤将影响晶圆对准精度、晶圆键合强度等指标，进一步影响以后产品的可靠性指标。其中，晶圆键合步骤中，晶圆向下移动不顺畅或者移动偏心时，晶圆键合会导致两片晶圆微滑片或者晶圆畸形，从而影响晶圆键合的质量。

发明内容

本发明的目的在于提供一种键合设备及键合过程的监控方法，以解决晶圆键合步骤中，晶圆向下移动不顺畅或者移动偏心时，晶圆键合会导致两片晶圆微滑片或者晶圆畸形，影响晶圆键合的质量的问题。

为解决上述技术问题，本发明提供一种键合设备，包括：

包括承载台、下卡盘、上卡盘、顶针、多组光感传感器和控制单元；

所述承载台用于承载所述下卡盘，所述下卡盘用于固定第一晶圆，所述上卡盘用于固定第二晶圆，所述顶针可穿过所述上卡盘以下压所述第二晶圆；

所述多组光感传感器位于所述承载台上，每个所述光感传感器的高度高于所述第一晶圆预定高度，每个光感传感器包括光发射单元和光接收单元，所述光发射单元与所述光接收单元相对设置；所述光感传感器的光发射单元用于发射平行于所述第一晶圆表面的光线，所述光接收单元用于接收所述光发射单元发出的光线；

所述控制单元根据所述光接收单元获得的光信号判断第二晶圆的下压过程中的形变量是否正常。

可选的，所述光接收单元接收的图像包括阻挡区和感光区，所述控制单元根据所述光接收单元获得的光信号判断第二晶圆的下压过程中的形变量是否正常的步骤包括：

若所述阻挡区的面积在第一预设值和第二预设值之间且所述阻挡区位于所述顶针的对称的两侧，则判定第二晶圆的下压过程中的形变量正常；

若所述阻挡区的面积小于第一预设值，则判定第二晶圆的下压过程中所述顶针未下压到位，所述第二晶圆的形变未达到预设要求；

若所述阻挡区的面积大于第二预设值且偏离所述顶针的中心，则判定所述顶针下压引起所述第二晶圆不规则形变。

可选的，所述多组光感传感器环绕所述第二晶圆均匀设置。

可选的，所述预定高度为与所述第一晶圆距离为50μm -500μm。

可选的，所述光发射单元为短波发射器，所述光接收单元为短波感应器。

可选的，所述控制单元与顶针连接，用于控制顶针下压所述第二晶圆。

可选的，所述上卡盘和所述下卡盘包括装载针，所述装载针上设置有真空孔。