一种晶圆对准装置及其对准方法制造方法及图纸

本发明专利技术涉及半导体芯片制造技术领域，目的是提供一种晶圆对准装置及其对准方法，对准精确度高，操作方法简便。上述晶圆对准装置包括基座(1)以及设置于所述基座(1)上的上晶圆运动系统、下晶圆运动系统、位置记录系统、视觉检测系统以及控制系统，所述视觉检测系统设置于所述上晶圆运动系统和所述下晶圆运动系统的两侧，所述上晶圆运动系统设置有精动对准调节装置，所述上晶圆运动系统或所述下晶圆运动系统设置有平行度检测元件；在所述控制系统的控制下，通过所述视觉检测系统、所述上晶圆运动系统和所述下晶圆运动系统的配合使所述上晶圆(2)和所述下晶圆(3)对准。本发明专利技术解决了现有晶圆对准装置对准误差大、精度低的问题。

【技术实现步骤摘要】
一种晶圆对准装置及其对准方法
本专利技术涉及半导体芯片制造
，特别是涉及一种晶圆对准装置及其对准方法。
技术介绍
现代技术对芯片功能的需求不断提高，通过缩小晶体管尺寸来提高性能的方式却愈发困难，因此集成电路技术逐渐由2D平面向3D集成方向发展。在3D集成技术中，晶圆级键合是实现该技术中最为重要的一个环节。在两片晶圆键合之前，需要对晶圆上的电路进行精确对准，一旦发生图案错位将导致键合后线路串行和短路等问题。而且，随着半导体工艺的发展和进步，刻线精度越来越高，晶圆上的电路图案不断缩小，因此对晶圆对准精度的要求也不断提高。晶圆对准过程需要利用晶圆对准装置来实现，现有的晶圆对准装置采用的是上、下晶圆在两个不同位置取像的方式，对准基准不唯一，而两个基准之间的误差是固有存在的，而且这个误差在后续操作过程中无法消除或弥补，该误差会一直带入到对准的最终结果，严重影响了晶圆对准的精确度，对后续晶圆键合等工艺造成不利影响。
技术实现思路
为此，本专利技术所要解决的技术问题在于现有技术的晶圆对准装置对准误差大、精度低，而提供一种对准本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种晶圆对准装置，其特征在于：包括基座(1)以及设置于所述基座(1)上用于带动上晶圆(2)移动的上晶圆运动系统、用于带动下晶圆(3)移动的下晶圆运动系统、用于记录所述下晶圆(3)初始识别位置信息的位置记录系统、视觉检测系统以及控制系统，所述视觉检测系统设置于所述上晶圆运动系统和所述下晶圆运动系统的两侧，所述上晶圆运动系统设置有精动对准调节装置，所述上晶圆运动系统或所述下晶圆运动系统设置有用于检测所述上晶圆(2)与所述下晶圆(3)平行度的平行度检测元件；在所述控制系统的控制下，通过所述视觉检测系统、所述上晶圆运动系统和所述下晶圆运动系统的配合使所述上晶圆(2)和所述下晶圆(3)对准。/n

【技术特征摘要】
20200703 CN 20201063673441.一种晶圆对准装置，其特征在于：包括基座(1)以及设置于所述基座(1)上用于带动上晶圆(2)移动的上晶圆运动系统、用于带动下晶圆(3)移动的下晶圆运动系统、用于记录所述下晶圆(3)初始识别位置信息的位置记录系统、视觉检测系统以及控制系统，所述视觉检测系统设置于所述上晶圆运动系统和所述下晶圆运动系统的两侧，所述上晶圆运动系统设置有精动对准调节装置，所述上晶圆运动系统或所述下晶圆运动系统设置有用于检测所述上晶圆(2)与所述下晶圆(3)平行度的平行度检测元件；在所述控制系统的控制下，通过所述视觉检测系统、所述上晶圆运动系统和所述下晶圆运动系统的配合使所述上晶圆(2)和所述下晶圆(3)对准。


2.根据权利要求1所述的晶圆对准装置，其特征在于：
所述上晶圆运动系统包括上运动台(4)以及控制所述上运动台(4)在X、Y、θZ方向往复运动的上运动台控制机构，所述上运动台(4)的上部设置有上承载台(27)，所述上承载台(27)上设置所述精动对准调节装置，所述精动对准调节装置上设置有适于放置所述上晶圆(2)的上卡盘(28)，所述上卡盘(28)接触所述上晶圆(2)的表面具有真空吸附环槽；
所述下晶圆运动系统包括下运动台(6)以及控制所述下运动台(6)在θX、θY和Z方向往复运动的下运动台控制机构，所述下运动台(6)的上部设置有下承载台(7)，所述下承载台(7)上设置有适于放置所述下晶圆(3)的下卡盘(29)，所述下卡盘(29)接触所述下晶圆(3)的表面具有真空吸附环槽；
所述上卡盘(28)和所述下卡盘(29)的Y方向中心线在同一竖直平面内平行；在对准工位时，所述上卡盘(28)的中心与所述下卡盘(29)的中心在同一水平面上的投影重合。


3.根据权利要求2所述的晶圆对准装置，其特征在于：所述精动对准调节装置为纳米定位运动台(5)，所述上卡盘(28)上设置有所述平行度检测元件，所述平行度检测元件为电容传感器。


4.根据权利要求3所述的晶圆对准装置，其特征在于：
所述上运动台控制机构包括上运动台X方向运动组件和上运动台Y方向运动组件；
所述上运动台X方向运动组件包括固定于所述上运动台(4)下部的连接块(22)、安装在基座安装架(24)上的第一电推杆(23)以及第一复位弹簧，所述基座安装架(24)固定设置于所述基座(1)上，所述第一电推杆(23)的伸缩杆沿X方向设置，所述第一电推杆(23)的伸缩杆端部适于推动所述连接块(22)沿X方向移动，所述连接块(22)和所述基座安装架(24)分别连接所述第一复位弹簧的两端；
所述上运动台Y方向运动组件包括固定于所述上运动台(4)下部的第二电推杆(25)、第三电推杆(26)以及第二复位弹簧和第三复位弹簧，所述第二电推杆(25)和第三电推杆(26)的伸缩杆相互平行且均沿Y方向设置，所述第二电推杆(25)和第三电推杆(26)的伸缩杆适于抵住所述基座安装架(24)带动所述上运动台(4)沿Y方向的反方向移动，所述上运动台(4)下部安装所述第二电推杆(25)的位置与所述基座安装架(24)分别连接所述第二复位弹簧的两端，所述上运动台(4)下部安装所述第三电推杆(26)的位置与所述基座安装架(24)分别连接所述第三复位弹簧的两端；
所述下运动台控制机构包括至少三个设置于所述下运动台(6)底部的Z方向致动器，所述Z方向致动器安装于所述基座(1)上。


5.根据权利要求4所述的晶圆对准装置，其特征在于：所述视觉检测系统靠近所述对准工位设置，所述视觉检测系统包括左视觉检测系统和右视觉检测系统；
所述左视觉检测系统包括左侧安装架(8)，所述左侧安装架(8)的下部通过左视觉系统运动机构与所述基座(1)连接，所述左侧安装架(8)的上部具有左侧伸出架(9)，所述左侧伸出架(9)上下对应的位置分别设置有左上物镜(10)和左下物镜(11)，所述上承载台(27)和所述下承载台(7)适于在所述左上物镜(10)和所述左下物镜(11)之间沿Y方向及Y方向的反方向往复移动；
所述右视觉检测系统包括右侧安装架(12)，所述右侧安装架(12)的下部通过右视觉系统运动机构与所述基座(1)连接，所述右侧安装架(12)的上部具有右侧伸出架(13)，所述右侧伸出架(13)上下对应的位置分别设置有右上物镜(14)和右下物镜(15)，所述上承载台(27)和所述下承载台...

【专利技术属性】
技术研发人员：杨光，司伟，
申请(专利权)人：北京华卓精科科技股份有限公司，
类型：发明
国别省市：北京;11