对准方法、压印方法和晶圆堆叠方法技术

本发明专利技术提供一种对准方法，包括以下步骤：1)将配置有若干个第一对准标记的第一板状元件和配置有若干个第二对准标记的第二板状元件上下相对放置；第一板状元件与第二板状元件之间分布有可固化材料；2)间隙控制；3)对准控制；4)相对移动第一板状元件和第二板状元件，将第一板状元件的下表面朝向可固化材料压下后，进行固化处理，在可固化材料完全固化之前，对第一板状元件和第二板状元件再进行间隙控制操作和对准控制操作；5)固化处理至可固化材料完全固化成型，完成第一板状元件与第二板状元件的对准。同时提供一种压印方法和晶圆堆叠方法，通过在可固化材料固化过程中进行间隙控制操作和对准控制操作，提高了晶圆级光学元件的对准精度。

Alignment method, embossing method and wafer stacking method

The invention provides an alignment method, which includes the following steps: 1) relative placement of the first plate element with several first alignment marks and the second plate element with several second alignment marks; distribution of curable materials between the first plate element and the second plate element; 2) gap control; 3) alignment control; 4) relative movement of the first plate element and the second plate element. Plate element, the lower surface of the first plate element is pressed down toward the solidifying material, then cured. Before the solidifying material is completely solidified, the first plate element and the second plate element are controlled by clearance control and alignment control. 5) The solidified material is completely solidified and the alignment of the first plate element and the second plate element is completed. At the same time, an embossing method and wafer stacking method are provided to improve the alignment accuracy of wafer-level optical elements by gap control and alignment control during solidification of solidified materials.

【技术实现步骤摘要】
对准方法、压印方法和晶圆堆叠方法
本专利技术涉及对准方法、压印方法和晶圆堆叠方法，尤其涉及一种晶圆级光学原件的对准方法、压印方法和晶圆堆叠方法。
技术介绍
晶圆级光学元件是在整片玻璃晶圆上，用半导体工艺批量复制加工镜头，多个镜头晶圆压合在一起，然后切割成单颗镜头。在晶圆规模组装程序中，例如纳米压印技术、晶圆堆叠等工艺中，晶圆各组件需要满足高精度的对准要求，以保证晶圆级光学元件良好的性能。纳米压印技术在晶圆级光学原件的制造中应用广泛，纳米压印技术是指在基板涂覆可固化树脂材料形成树脂层，通过具有期望压印图案的压印模具压印在上述树脂层上，然后进行固化处理，使树脂层固化成型，由此，在基板上形成期望的结构。为了保证后续形成晶圆级光学原件的固化树脂层的性能，在压印过程中，需要校正基板与压印模具之间的相对位置，以确保基板与压印模具位置是对准的。现有技术中，通常是在树脂层曝光固化之前，将压印模具和基板分别固定，通过光学成像进行对准，对准之后再进行固化处理，即对准操作是在树脂层开始固化前完成的。但是，由于树脂层在固化过程中会产生不均匀收缩，应力被施加到压印模具上，引起基板与压印模具之间的相对错位，导致基板与压印模具之间没有对准或对准不精确，成品良率大幅下降。在晶圆堆叠工艺中，待堆叠元件先对准后再通过可固化黏合剂进行接合，同样存在黏合剂在固化过程中产生不均匀收缩而导致的晶圆之间对准精度差的问题。
技术实现思路
为了解决现有技术中存在的上述问题，本专利技术的第一方面，提供一种对准方法，所述对准方法包括以下步骤：1)将配置有若干个第一对准标记的第一板状元件和配置有若干个第二对准标记的第二板状元件上下相对放置；第一板状元件、第二板状元件各具有一上表面及一下表面，第一板状元件与第二板状元件之间分布有可固化材料；2)间隙控制：利用间隙控制系统实现第一板状元件与第二板状元件保持预定的平行度；3)对准控制：利用对准控制系统实现第一板状元件与第二板状元件的对准；4)相对移动第一板状元件和第二板状元件，将第一板状元件的下表面朝向可固化材料压下后，进行固化处理，在可固化材料完全固化之前，对第一板状元件和第二板状元件再进行间隙控制操作和对准控制操作；5)固化处理至可固化材料完全固化成型，完成第一板状元件与第二板状元件的对准。该对准方法一优选方案为，步骤1)中，第一板状元件可以但不限于是晶圆、光学元器件、模具、间隔件；第二板状元件可以但不限于是晶圆、光学元器件、基板、间隔件。第一板状元件由第一板状元件支撑部固定，第二板状元件由第二板状元件支撑部固定。该对准方法一优选方案为，步骤1)中，可固化材料为热固化材料或光固化材料；对应的步骤4)、5)中，固化处理为热固化处理或光固化处理；更优选地，光固化处理为紫外光照射处理。该对准方法一优选方案为，步骤2)中，间隙控制系统包括间隙传感器、计算机、控制器、提升降低机构，间隙控制的具体操作方法为：间隙传感器检测第一板状元件与第二板状元件之间的间隙，通过计算机计算第一板状元件与第二板状元件的间隙校正数据并将该数据发送至控制器，由控制器驱动提升降低机构执行第一板状元件和/或第二板状元件在Z轴方向的间隙调整，实现第一板状元件与第二板状元件保持预定的平行度。该对准方法一优选方案为，步骤3)中，对准控制系统包括光学对准设备、图像传感器、计算机、控制器、平面移动机构，对准控制的具体操作方法为：利用光学对准设备检测上述第一对准标记和第二对准标记在图像传感器反射形成的图像，通过计算机计算第一板状元件与第二板状元件的错位数据并将该数据发送至控制器，根据该错位数据，由控制器驱动平面移动机构执行第一板状元件和/或第二板状元件在X、Y轴方向的移动，实现两者的对准修正。该对准方法一优选方案为，步骤4)中，持续固化处理可固化材料，并在固化过程中某一时刻或某一时段内对第一板状元件和第二板状元件依次执行间隙控制操作和对准控制操作。该对准方法另一优选方案为，步骤4)中，持续固化处理可固化材料一段时间后停止固化处理，然后对第一板状元件和第二板状元件依次进行间隙控制操作和对准控制操作。该对准方法又一优选方案为，步骤4)中，持续固化处理可固化材料一段时间后停止固化处理，对第一板状元件和第二板状元件依次进行间隙控制操作和对准控制操作；再对可固化材料进行持续固化处理，一段时间后停止固化处理，继续对第一板状元件和第二板状元件依次进行间隙控制操作和对准控制操作，上述步骤循环操作。该对准方法又一优选方案为，步骤4)中，持续固化处理可固化材料一段时间后停止固化处理，该操作称为分段固化；在可固化材料完全固化之前，一次或多次执行分段固化操作、间隙控制操作、对准控制操作两者或三者的任意组合。本专利技术的第二方面，将上述对准方法应用在纳米压印工艺中，即提供一种纳米压印方法，所述纳米压印方法包括以下步骤：1)将配置有若干个第一对准标记的压印模具和配置有若干个第二对准标记的基板相对放置；其中压印模具包括一成型面，该成型面上设有预定的压印图案；在基板与压印模具之间分布有可固化树脂材料形成的树脂层；2)间隙控制：利用间隙控制系统实现压印模具与基板保持预定的平行度；3)对准控制：利用对准控制系统实现压印模具与基板的对准；4)相对移动压印模具和基板，将压印模具的成型面朝向树脂层压下后，对树脂层进行固化处理，在树脂层完全固化之前，对压印模具和基板再进行间隙控制操作和对准控制操作；5)固化处理至树脂层完全固化成型后，压印模具与固化的树脂层分离。该纳米压印方法一优选方案为，步骤1)中，可固化树脂材料为为热固化树脂材料或光固化树脂材料；对应的步骤4)、5)中，固化处理为热固化处理或光固化处理；更优选地，光固化处理为紫外光照射处理。该纳米压印方法一优选方案为，步骤1)中，压印模具由模具支撑部固定，基板由基板支撑部固定；该纳米压印方法一优选方案为，步骤1)中，压印模具由紫外线可通过的材料形成；该纳米压印方法另一优选方案为，步骤1)中，压印模具材质为PDMS。该纳米压印方法一优选方案为，步骤2)中，间隙控制系统包括间隙传感器、计算机、控制器、提升降低机构，间隙控制的具体操作方法为：间隙传感器检测压印模具与基板之间的间隙，通过计算机计算压印模具与基板的间隙校正数据并将该数据发送至控制器，由控制器驱动提升降低机构执行基板和/或压印模具在Z轴方向的间隙调整，实现压印模具与基板保持预定的平行度。该纳米压印方法一优选方案为，步骤3)中，对准控制系统包括光学对准设备、图像传感器、计算机、控制器、平面移动机构，对准控制的具体操作方法为：利用光学对准设备检测上述第一对准标记和第二对准标记在图像传感器反射形成的图像，通过计算机计算压印模具与基板的错位数据并将该数据发送至控制器，根据该错位数据，由控制器驱动平面移动机构执行基板和/或压印模具在X、Y轴方向的移动，实现两者的对准修正。该纳米压印方法一优选方案为，步骤4)中，持续固化处理树脂层，在某一时段内对压印模具和基板依次执行间隙控制操作和对准控制操作。该纳米压印方法另一优选方案为，步骤4)中，持续固化处理树脂层一段时间后停止固化处理，然后对压印模具和基板依次进行间隙控制操作和对准控制操作。该纳米压印方法又一优选方案为，步骤4)中，持续固化处理树脂层一段时间后停止固本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种对准方法，包括以下步骤：1)将配置有若干个第一对准标记的第一板状元件和配置有若干个第二对准标记的第二板状元件上下相对放置；第一板状元件、第二板状元件各具有一上表面及一下表面，第一板状元件与第二板状元件之间分布有可固化材料；2)间隙控制：利用间隙控制系统实现第一板状元件与第二板状元件保持预定的平行度；3)对准控制：利用对准控制系统实现第一板状元件与第二板状元件的对准；4)相对移动第一板状元件和第二板状元件，将第一板状元件的下表面朝向可固化材料压下后，进行固化处理，在可固化材料完全固化之前，对第一板状元件和第二板状元件再进行间隙控制操作和对准控制操作；5)固化处理至可固化材料完全固化成型，完成第一板状元件与第二板状元件的对准。

【技术特征摘要】
1.一种对准方法，包括以下步骤：1)将配置有若干个第一对准标记的第一板状元件和配置有若干个第二对准标记的第二板状元件上下相对放置；第一板状元件、第二板状元件各具有一上表面及一下表面，第一板状元件与第二板状元件之间分布有可固化材料；2)间隙控制：利用间隙控制系统实现第一板状元件与第二板状元件保持预定的平行度；3)对准控制：利用对准控制系统实现第一板状元件与第二板状元件的对准；4)相对移动第一板状元件和第二板状元件，将第一板状元件的下表面朝向可固化材料压下后，进行固化处理，在可固化材料完全固化之前，对第一板状元件和第二板状元件再进行间隙控制操作和对准控制操作；5)固化处理至可固化材料完全固化成型，完成第一板状元件与第二板状元件的对准。2.根据权利要求1所述的对准方法，其特征在于：步骤1)中，第一板状元件为晶圆、光学元器件、模具或间隔件；第二板状元件为晶圆、光学元器件、基板或间隔件。3.根据权利要求1所述的对准方法，其特征在于：步骤2)中，间隙控制系统包括间隙传感器、计算机、控制器、提升降低机构，间隙控制的具体操作方法为：间隙传感器检测第一板状元件与第二板状元件之间的间隙，通过计算机计算第一板状元件与第二板状元件的间隙校正数据并将该数据发送至控制器，由控制器驱动提升降低机构执行第一板状元件和/或第二板状元件在Z轴方向的间隙调整，实现第一板状元件与第二板状元件保持预定的平行度。4.根据权利要求1所述的对准方法，其特征在于：步骤3)中，对准控制系统包括光学对准设备、图像传感器、计算机、控制器、平面移动机构，对准控制的具体操作方法为：利用光学对准设备检测上述第一对准标记和第二对准标记在图像传感器反射形成的图像，通过计算机计算第一板状元件与第二板状元件的错位数据并将该数据发送至控制器，根据该错位数据，由控制器驱动平面移动机构执行第一板状元件和/或第二板状元件在X、Y轴方向的移动，实现两者的对准修正。5.根据权利要求1-4任一项所述的对准方法，其特征在于：步骤4)中，持续固化处理可固化材料，并在固化过程中对第一板状元件和第二板状元件依次执行间隙控制操作和对准控制操作。6.根据权利要求1-4任一项所述的对准方法，其...

【专利技术属性】
技术研发人员：李凡月，王林，肖艳芬，
申请(专利权)人：华天慧创科技西安有限公司，
类型：发明
国别省市：陕西,61