本發(fā)明涉及晶圓封裝領(lǐng)域，具體涉及對準裝置及對準方法。

背景技術(shù)：

1、隨著電子產(chǎn)業(yè)的發(fā)展，芯片的功能越來越復(fù)雜，尺寸越來越小，適應(yīng)該需求的新的半導(dǎo)體技術(shù)不斷涌現(xiàn)，如晶圓級封裝、3d芯片堆疊、3d器件、絕緣體上硅晶圓等等，這些技術(shù)的發(fā)展驅(qū)動了晶圓鍵合技術(shù)的發(fā)展。

2、晶圓鍵合是通過晶圓界面處的原子在外界能量的作用下，通過范德華力、分子力甚至原子力使晶圓鍵合成為一體的技術(shù)?，F(xiàn)有的晶圓鍵合工藝有許多種，其中直接晶圓鍵合因不需要粘結(jié)劑、在常壓下進行、耐高溫、具有較高的產(chǎn)出而被廣泛應(yīng)用。晶圓鍵合中，上、下晶圓通常需要建立導(dǎo)線之間的連接，以在兩個或更多個晶圓上實現(xiàn)完整的器件。

3、上、下晶圓之間對準的程度是晶圓鍵合一個非常重要的參數(shù)。

4、現(xiàn)有技術(shù)中，晶圓對準通常存在誤差較大、絕對精度不夠的問題，并且對準操作受基準版透過率的影響。

技術(shù)實現(xiàn)思路

1、因此，為了克服上述現(xiàn)有技術(shù)的缺點，本發(fā)明提供一種對準裝置及對準方法，該對準裝置實現(xiàn)第一基準版和第二基準版的高精度對準。

2、為了實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明提供如下技術(shù)方案：

3、一種對準裝置，用于將第一基準版與第二基準版直接進行相對定位，包括：第一準直單元、第一折射單元、第二準直單元、第二折射單元、合束分光棱鏡、成像收集單元；所述第一準直單元將第一光束進行準直，并通過所述第一折射單元后折射到所述第一基準版，從所述第一基準版反饋的第一反射光經(jīng)過所述合束分光棱鏡，照射到所述成像收集單元構(gòu)成第一光路；所述第二準直單元將第二光束進行準直，并通過所述第二折射單元后折射到所述第二基準版，從所述第二基準版反饋的第二反射光經(jīng)過所述合束分光棱鏡，照射到所述成像收集單元構(gòu)成第二光路；所述第一反射光到成像系統(tǒng)的光程和第二反射光到成像系統(tǒng)的光程一致。

4、具體地，還包括光程補償結(jié)構(gòu)，所述第一反射光經(jīng)過所述合束分光棱鏡的傾斜面時先90度反射，到達所述分光棱鏡表面后進行180度反射，再透過所述合束分光棱鏡的傾斜面入射至所述成像收集單元；所述第二反射光先進入光程補償結(jié)構(gòu)，再經(jīng)過所述合束分光棱鏡的傾斜面直接反射進入所述成像收集單元。

5、具體地，所述光程補償結(jié)構(gòu)為補償棱鏡，設(shè)置于所述第二折射單元和所述合束分光棱鏡之間，用于補償?shù)诙瓷涔庠谒龊鲜止饫忡R中比第一反射光少反射一次的光程差，使得所述第一反射光到成像系統(tǒng)的光程和第二反射光到成像系統(tǒng)的光程一致。

6、具體地，所述光程補償結(jié)構(gòu)和所述第二折射單元組成第一棱鏡組，用于補償?shù)诙瓷涔庠谒龊鲜止饫忡R中比第一反射光少反射一次的光程差，使得所述第一反射光到成像系統(tǒng)的光程和第二反射光到成像系統(tǒng)的光程一致。

7、具體地，所述光程補償結(jié)構(gòu)和所述合束分光棱鏡組成第二棱鏡組，用于補償?shù)诙瓷涔庠谒龊鲜止饫忡R中比第一反射光少反射一次的光程差，使得所述第一反射光到成像系統(tǒng)的光程和第二反射光到成像系統(tǒng)的光程一致。

8、具體地，所述第一光路或第二光路形成的圖像為科勒照明圖像或臨界照明圖像。

9、具體地，還包括控制單元和微動平臺，所述控制單元連接至成像收集單元，所述微動平臺與兩側(cè)基準版分別連接，所述成像收集單元收集的信息傳送至控制單元，當判斷圖像沒有對準時，所述控制單元驅(qū)動所述微動平臺移動所述第一基準版和第二基準版中至少一個，使第一基準版和第二基準版對準。

10、具體地，還包含兩個二分之一玻片，所述二分之一玻片分別位于第一折射單元與合束分光棱鏡之間、第二折射單元與合束分光棱鏡之間；所述二分之一玻片將p光轉(zhuǎn)變?yōu)閟光；所述合束分光棱鏡為pbs合束分光棱鏡，用于吸收p光反射s光；所述二分之一玻片和所述pbs合束分光棱鏡為成像收集單元提供單一光。

11、具體地，所述第一準直單元包括：第一光源和第一準直透鏡；第一折射單元包括：第一分光棱鏡和第一成像透鏡；第二準直單元包括：第二光源和第一準直透鏡；第二折射單元包括：第二分光棱鏡和第二成像透鏡；成像收集單元包括：第三成像透鏡和相機；所述第一成像子透鏡和第二成像子透鏡分別包含倍率補償元件和像質(zhì)補償元件，用于補償兩個光路之間的性能差異。

12、具體地，所述第三成像子透鏡包含倍率補償元件和像質(zhì)補償元件，用于補償整個光學(xué)系統(tǒng)的倍率和像差。

13、與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明的優(yōu)點在于：通過設(shè)置準直單元和折射單元，使得光束照亮兩個基準版，且第一反射光到成像系統(tǒng)的光程和第二反射光到成像系統(tǒng)的光程一致，通過圖像比對，就可以判斷兩個基準版是否對準；成像收集單元同時采集兩個圖案，兩個圖案采集之間不存在響應(yīng)誤差。并且該裝置不受標記材料的限制，標記的清晰度以及準確度不受影響，可以實現(xiàn)較高精度的測量。該對準裝置可以實現(xiàn)晶圓和晶圓、芯片與芯片之間的高精度對準。

技術(shù)特征：

1.一種對準裝置，用于將第一基準版與第二基準版直接進行相對定位，其特征在于，包括：第一準直單元、第一折射單元、第二準直單元、第二折射單元、合束分光棱鏡、成像收集單元；

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的對準裝置，其特征在于，還包括光程補償結(jié)構(gòu)，所述第一反射光經(jīng)過所述合束分光棱鏡的傾斜面時先90度反射，到達所述分光棱鏡表面后進行180度反射，再透過所述合束分光棱鏡的傾斜面入射至所述成像收集單元；所述第二反射光先進入光程補償結(jié)構(gòu)，再經(jīng)過所述合束分光棱鏡的傾斜面直接反射進入所述成像收集單元。

3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的對準裝置，其特征在于，所述光程補償結(jié)構(gòu)為補償棱鏡，設(shè)置于所述第二折射單元和所述合束分光棱鏡之間，用于補償?shù)诙瓷涔庠谒龊鲜止饫忡R中比第一反射光少反射一次的光程差，使得所述第一反射光到成像系統(tǒng)的光程和第二反射光到成像系統(tǒng)的光程一致。

4.根據(jù)權(quán)利要求2所述的對準裝置，其特征在于，所述光程補償結(jié)構(gòu)和所述第二折射單元組成第一棱鏡組，用于補償?shù)诙瓷涔庠谒龊鲜止饫忡R中比第一反射光少反射一次的光程差，使得所述第一反射光到成像系統(tǒng)的光程和第二反射光到成像系統(tǒng)的光程一致。

5.根據(jù)權(quán)利要求2所述的對準裝置，其特征在于，所述光程補償結(jié)構(gòu)和所述合束分光棱鏡組成第二棱鏡組，用于補償?shù)诙瓷涔庠谒龊鲜止饫忡R中比第一反射光少反射一次的光程差，使得所述第一反射光到成像系統(tǒng)的光程和第二反射光到成像系統(tǒng)的光程一致。

6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的對準裝置，其特征在于，所述第一光路或第二光路形成的圖像為科勒照明圖像或臨界照明圖像。

7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的對準裝置，其特征在于，還包括控制單元和微動平臺，所述控制單元連接至成像收集單元，所述微動平臺與兩側(cè)基準版分別連接，所述成像收集單元收集的信息傳送至控制單元，當判斷圖像沒有對準時，所述控制單元驅(qū)動所述微動平臺移動所述第一基準版和第二基準版中至少一個，使第一基準版和第二基準版對準。

8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的對準裝置，其特征在于，還包含兩個二分之一玻片，所述二分之一玻片分別位于第一折射單元與合束分光棱鏡之間、第二折射單元與合束分光棱鏡之間；所述二分之一玻片將p光轉(zhuǎn)變?yōu)閟光；所述合束分光棱鏡為pbs合束分光棱鏡，用于吸收p光反射s光；所述二分之一玻片和所述pbs合束分光棱鏡為成像收集單元提供單一光。

9.根據(jù)權(quán)利要求1所述的對準裝置，其特征在于，所述第一準直單元包括：第一光源和第一準直透鏡；第一折射單元包括：第一分光棱鏡和第一成像透鏡；第二準直單元包括：第二光源和第一準直透鏡；第二折射單元包括：第二分光棱鏡和第二成像透鏡；成像收集單元包括：第三成像透鏡和相機；所述第一成像子透鏡和第二成像子透鏡分別包含倍率補償元件和像質(zhì)補償元件，用于補償兩個光路之間的性能差異。

10.根據(jù)權(quán)利要求9所述的對準裝置，其特征在于，所述第三成像子透鏡包含倍率補償元件和像質(zhì)補償元件，用于補償整個光學(xué)系統(tǒng)的倍率和像差。

11.權(quán)利要求1至10中任意一項所述的對準裝置的對準方法，其特征在于，包括下列步驟：

技術(shù)總結(jié)
本發(fā)明提供了一種對準裝置及其方法，屬于晶圓封裝技術(shù)領(lǐng)域，具體包括第一準直單元、第一折射單元、第二準直單元、第二折射單元、合束分光棱鏡、成像收集單元。其中，兩反射光到達成像收集單元的光程一致。通過本申請的處理方案，提高了標記成像的清晰度，成像收集單元的響應(yīng)速度，減小了響應(yīng)的誤差，實現(xiàn)了兩基準版之間的高精度對準。

技術(shù)研發(fā)人員：請求不公布姓名,請求不公布姓名,請求不公布姓名
受保護的技術(shù)使用者：智慧星空（上海）工程技術(shù)有限公司
技術(shù)研發(fā)日：
技術(shù)公布日：2025/4/7