[发明专利]键合装置和键合方法

说明书

本公开实施例公开了一种键合系统和键合方法。键合系统包括：键合组件，包括：键合头以及贯穿键合头的第一光通路；第一对准组件，用于在键合头位于第一位置时，确定拾取面相较于水平面的偏移量；键合组件，还用于根据偏移量，驱动键合头移动至平行于水平面的第二位置；第一对准组件，还用于在键合头位于第二位置时，通过第一光通路的第二端向第一端发射检测光信号；第一对准组件，还用于接收检测光信号经第一待键合管芯反射的反射光信号，并根据接收的反射光信号确定第一待键合管芯的当前位置与第一目标位置之间的第一偏差值；第二对准组件，用于确定晶圆上第二待键合管芯的当前位置与第二目标位置的第二偏差值。

技术领域

本公开实施例涉及但不限于半导体制造领域，尤其涉及一种键合装置和键合方法。

背景技术

在半导体制造领域，采用键合技术可实现半导体器件的三维集成。通过将两个或多个功能相同或不同的半导体结构进行键合，可以提高芯片的性能，同时也可以大幅度缩短待键合对象之间的金属互连，减小发热、功耗和延迟。

键合制程可按键合对象区分，包括晶圆到晶圆（wafer to wafer）键合、芯片（或称为管芯）到晶圆（die to wafer）键合以及芯片到芯片（die to die）键合。

发明内容

根据本公开实施例的第一方面，提供一种键合装置，包括：

键合组件，包括：键合头以及贯穿所述键合头的第一光通路；其中，所述第一光通路的第一端位于所述键合头拾取所述第一待键合管芯的拾取面；

晶圆承载台，用于承载晶圆；

第一对准组件，用于在所述键合头位于第一位置时，确定所述拾取面相较于水平面的偏移量；

所述键合组件，还用于根据所述偏移量，驱动所述键合头移动至平行于水平面的第二位置；

所述第一对准组件，还用于在所述键合头位于第二位置时，通过所述第一光通路的第二端向所述第一端发射检测光信号；其中，拾取的所述第一待键合管芯覆盖所述第一端并反射所述检测光信号；

所述第一对准组件，还用于接收所述检测光信号经所述第一待键合管芯反射的反射光信号，并根据接收的所述反射光信号确定所述第一待键合管芯的当前位置与第一目标位置之间的第一偏差值；

第二对准组件，位于所述晶圆承载台相对远离所述键合组件的一侧，用于确定所述晶圆上第二待键合管芯的当前位置与第二目标位置的第二偏差值；

所述晶圆承载台，还用于根据所述第一偏差值和所述第二偏差值，驱动承载的所述晶圆相对所述拾取面移动，以使所述第二待键合管芯对准所述第一待键合管芯；或者，所述键合组件，还用于根据所述第一偏差值和所述第二偏差值，驱动拾取所述第一待键合管芯的所述拾取面相对所述晶圆承载台移动，以使所述第一待键合管芯对准所述第二待键合管芯；

所述键合组件，还用于键合所述第一待键合管芯和所述第二待键合管芯。

在一些实施例中，所述键合头包括：垂直于所述拾取面的侧面、平行于所述拾取面的顶面、以及至少三个校准标记；其中，所述至少三个校准标记位于所述侧面或所述顶面，所述至少三个校准标记所在的平面平行于所述拾取面；

所述第一对准组件，具体用于根据所述至少三个校准标记和预设位置之间的子偏差，确定所述偏移量。

在一些实施例中，所述第一对准组件，具体用于在所述键合头位于所述第一位置时，获取包括第一个校准标记的第一图像，并根据第一图像确定第一个校准标记的位置与预设位置之间的第一子偏差；

所述键合组件，还用于驱动键合头旋转第一角度，以使所述第一对准组件能够获取到包括第二个所述校准标记的第二图像；