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TWI879236B - 用於晶圓鍵合對準及偵測之裝置及方法 - Google Patents

用於晶圓鍵合對準及偵測之裝置及方法 Download PDF

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TWI879236B
TWI879236B TW112144697A TW112144697A TWI879236B TW I879236 B TWI879236 B TW I879236B TW 112144697 A TW112144697 A TW 112144697A TW 112144697 A TW112144697 A TW 112144697A TW I879236 B TWI879236 B TW I879236B
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light
light beam
polarizer
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TW112144697A
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TW202427665A (zh
Inventor
李璇
馬雙義
王晨
Original Assignee
中國大陸商拓荊鍵科(海寧)半導體設備有限公司
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    • H10P72/50
    • H10P74/00

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  • Container, Conveyance, Adherence, Positioning, Of Wafer (AREA)
  • Testing Or Measuring Of Semiconductors Or The Like (AREA)

Abstract

本申請案係關於用於晶圓鍵合對準及偵測之裝置及方法。在本申請案之一實施例中,用於晶圓鍵合對準及偵測之裝置包含:光源,其經組態以產生光束,上述光束傾斜射向第一晶圓表面上之標識;以及成像裝置,其經組態以藉由接收上述光束在上述標識處產生之至少一部分漫反射光來拍攝上述標識。

Description

用於晶圓鍵合對準及偵測之裝置及方法
本申請案係關於半導體加工領域,尤其係關於用於晶圓鍵合對準及偵測之裝置及方法。
晶圓整體鍵合在半導體晶片生產中發揮日益重要的作用。晶圓鍵合技術可將兩片同質或異質晶圓在外力作用下使其分子成鍵從而結合成一個整體。
對晶圓鍵合技術而言,晶圓鍵合對準精度係一項重要表徵參數。隨著晶片技術的發展,晶片之整合度愈來愈高,對於晶圓鍵合對準精度之要求亦逐漸提高。在晶圓鍵合完成後,亦有必要對兩個晶圓之鍵合對準精度進行偵測。
晶圓之鍵合面上通常有對準標識。對準標識所在之表面亦可稱為該晶圓之「面側」,與「面側」相對的、無標識的表面亦可稱為該晶圓之「背側」。晶圓鍵合對準及偵測技術需要對晶圓表面上之對準標識進行成像,例如,該技術可對上下兩片晶圓上之對準標識分別進行影像採集定位,獲取兩個標識之位置差以對晶圓實施對準,且可在鍵合完成後對兩個標識進行影像採集定位來偵測晶圓之對準偏移程度。
在對標識進行影像採集定位時,可採用背光式照明,但其應用場景受限。例如,當晶圓背側鍍有透光率低之膜層時,背光式照明將無法使用。採用明場照明可解決上述場景受限問題,但在採用明場照明 時,晶圓上表面產生之反射光及鍵合面產生之反射光均會進入成像裝置,而晶圓上表面產生之反射光之光強遠大於鍵合面產生之反射光之光強,此將導致成像裝置無法對鍵合面上之對準標識清晰成像。
因此,有必要開發一種用於晶圓鍵合對準及偵測之裝置及方法,以解決上述問題。
本申請案至少提供一種用於晶圓鍵合對準及偵測之裝置及方法,以獲得晶圓標識之清晰成像且應用場景不受限制。
本申請案之一些實施例提供一種用於晶圓鍵合對準及偵測之裝置,其包含:光源,其經組態以產生光束,上述光束傾斜射向第一晶圓表面上之標識;以及成像裝置,其經組態以藉由接收上述光束在上述標識處產生之至少一部分漫反射光來拍攝上述標識。
根據本申請案之一些實施例,上述光源為紅外光源。
根據本申請案之一些實施例,上述裝置進一步包含會聚透鏡或會聚透鏡組,上述會聚透鏡或會聚透鏡組經組態以會聚自上述光源射出之上述光束。
根據本申請案之一些實施例,經會聚之上述光束大體上聚焦於上述標識。
根據本申請案之一些實施例,上述裝置進一步包含第一偏振片及第二偏振片,其中上述光束穿過第二晶圓表面後射向上述標識,上述第一偏振片經組態以使入射至上述第二晶圓表面之上述光束為線偏振光,且上述第二偏振片經組態以至少部分地阻擋上述光束在上述第二晶圓表面上產生之鏡面反射光進入上述成像裝置。
根據本申請案之一些實施例,上述第二偏振片之偏振化方向與上述鏡面反射光之偏振方向垂直。
根據本申請案之一些實施例,上述裝置進一步包含一或多個輔助光源,上述一或多個輔助光源經組態以產生相應的一或多個輔助光束,上述一或多個輔助光束中之各者傾斜射向上述標識。
根據本申請案之一些實施例,上述一或多個輔助光源與上述光源相對上述成像裝置呈環形佈置。
本申請案之另一些實施例提供一種用於晶圓鍵合對準及偵測之方法,其包含:提供晶圓,其具有第一晶圓表面上之標識;提供光源,其經組態以產生光束,上述光束傾斜射向上述標識;以及提供成像裝置,其經組態以藉由接收上述光束在上述標識處產生之至少一部分漫反射光來拍攝上述標識。
根據本申請案之一些實施例,上述方法進一步包括在拍攝上述標識後,採集上述標識之影像採集定位資訊。
根據本申請案之一些實施例,上述晶圓係第一晶圓,上述標識係第一標識,上述光束係第一光束,上述方法進一步包括:提供第二晶圓,其具有第二晶圓表面上之第二標識,其中上述第二晶圓表面與上述第一晶圓表面相對設置;由上述光源產生傾斜射向上述第二標識之第二光束;以及由上述成像裝置接收上述第二光束在上述第二標識處產生之至少一部分漫反射光來拍攝上述第二標識。
根據本申請案之一些實施例,上述方法進一步包括:將拍攝之上述第一標識與上述第二標識進行比對;以及基於比對結果,調整上述第一晶圓與上述第二晶圓之相對位置,使上述第一標識與上述第二標識 相互對準。
根據本申請案之一些實施例,上述晶圓係已鍵合之第一晶圓及第二晶圓,上述第一晶圓表面係上述第一晶圓及上述第二晶圓之間的鍵合面,上述標識包括上述第一晶圓之第一標識及上述第二晶圓之第二標識。
根據本申請案之一些實施例,上述方法進一步包括:將拍攝之上述第一標識與上述第二標識進行比對;以及基於比對結果,計算上述第一晶圓與上述第二晶圓鍵合對準之偏移量。
根據本申請案之一些實施例,上述光源為紅外光源。
根據本申請案之一些實施例,上述方法進一步包含提供會聚透鏡或會聚透鏡組,以使上述光束會聚後射向上述標識。
根據本申請案之一些實施例,經會聚之上述光束大體上聚焦於上述標識。
根據本申請案之一些實施例,上述方法進一步包含提供第一偏振片及第二偏振片,其中上述光束穿過第二晶圓表面後射向上述標識,上述第一偏振片經組態以使入射至上述第二晶圓表面之上述光束為線偏振光,且上述第二偏振片經組態以至少部分地阻擋上述光束在上述第二晶圓表面上產生之鏡面反射光進入上述成像裝置。
根據本申請案之一些實施例,上述第二偏振片之偏振化方向與上述鏡面反射光之偏振方向垂直。
根據本申請案之一些實施例,上述方法進一步包含提供一或多個輔助光源以產生相應的一或多個輔助光束,上述一或多個輔助光束中之各者傾斜射向上述標識。
根據本申請案之一些實施例,上述一或多個輔助光源與上述光源相對上述成像裝置呈環形佈置。
在以下附圖及描述中闡述本申請案之一或多個實例之細節。其他特徵、目標及優勢將根據上述描述及附圖以及申請專利範圍而顯而易見。
100:系統
101:第一晶圓
101':第一標識
102:第二晶圓
102':第二標識
103:膜層
104:光源
104':光束
105:成像裝置
200:系統
201:第一晶圓
201':第一標識
202:第二晶圓
2022:上表面
202':第二標識
203':光束
203":反射光
204:半反半透鏡
300:系統
301:第一晶圓
301':第一標識
302:第二晶圓
302':第二標識
3022:上表面
303:光源
303':光束
304:會聚透鏡或/聚透鏡組
304':會聚光束
304":漫反射光
304''':鏡面反射光
305:成像裝置
306:輔助光源
306a:第一偏振片
306b:第二偏振片
307:會聚透鏡/會聚透鏡組
307':會聚光束
401:晶圓
401':標識
402:晶圓
402':標識
403:光源
404:光束
405:成像裝置
本說明書中之揭示內容提及且包含以下各圖:圖1顯示用於晶圓鍵合對準及偵測之背光式照明系統示意圖。
圖2顯示用於晶圓鍵合對準及偵測之明場照明系統示意圖。
圖3A顯示根據本申請案之一實施例之晶圓鍵合對準及偵測系統示意圖。
圖3B顯示根據本申請案之另一實施例之晶圓鍵合對準及偵測系統示意圖。
圖3C顯示根據本申請案之又一實施例之晶圓鍵合對準及偵測系統示意圖。
圖4A及4B顯示根據本申請案之一實施例之晶圓鍵合對準及偵測方法示意圖。
根據慣例,圖示中所說明之各種特徵可能並非按比例繪製。因此,為了清晰起見,可能任意擴大或減小各種特徵之尺寸。圖示中所說明之各部件之形狀僅為例示性形狀,並非限定部件之實際形狀。另外,為了清楚起見,可能簡化圖示中所說明之實施方案。因此,圖示可能並未說明給定設備或裝置之全部組件。最後,可貫穿說明書及圖示使用相同參考標號來 表示相同特徵。
為更好地理解本申請案之精神,以下結合本申請案之部分實施例對其作進一步說明。
在本說明書中,除非經特別指定或限定之外,相對性的用詞(例如「中央的」、「縱向的」、「側向的」、「前方的」、「後方的」、「右方的」、「左方的」、「內部的」、「外部的」、「較低的」、「較高的」、「水平的」、「垂直的」、「高於」、「低於」、「上方」、「下方」、「頂部的」、「底部的」等等)以及其衍生性的用詞(例如「水平地」、「向下地」、「向上地」等等)應該解釋成引用在討論中所描述或在附圖中所描示之方向。此等相對性的用詞僅用於描述上的方便,且並不要求將本申請案以特定的方向建構或操作。
以下詳細地討論本申請案之各種實施方式。儘管討論了具體的實施,但應理解,此等實施方式僅用於示出之目的。熟習相關技術者將認識到,在不偏離本申請案之精神及保護範圍之情況下,可使用其他部件及組態。本申請案之實施可不必包含說明書所描述之實施例中之所有部件或步驟,亦可根據實際應用而調節各步驟之執行順序。
圖1顯示用於晶圓鍵合對準及偵測之背光式照明系統示意圖。如圖1所示,晶圓鍵合對準及偵測系統100包含有待實施鍵合對準或偵測之第一晶圓101及第二晶圓102,其中第一晶圓101包含第一標識101',且第二晶圓102包含第二標識102'。第一標識101'大體位於第一晶圓101之上表面,且第二標識102'大體位於第二晶圓102之下表面。
進一步地,晶圓鍵合對準及偵測系統100包含位於第一晶 圓101下表面下方之光源104,以及位於第二晶圓102上表面上方之成像裝置105(例如相機),其中光源104可朝向第一晶圓101之下表面發射光束104',該光束依次照射第一標識101'及第二標識102',最終自第二晶圓102之上表面射出並抵達成像裝置105,以允許成像裝置105對第一標識101'及第二標識102'進行拍攝,進而實施晶圓鍵合對準或偵測。由於用於照明之光束104'係自第一晶圓101之背側射入,因此,圖1所示之照明方式可稱作背光式照明。
然而,背光式照明應用場景受限。例如,當第一晶圓101之下表面鍍有透光率低(例如至少針對光源104之波長範圍內之光透過率低)之膜層103時,光束104'將無法穿透膜層103,導致成像裝置105無法有效地成像,因此,圖1所示之背光式照明無法用於此情形。
圖2顯示用於晶圓鍵合對準及偵測之明場照明系統示意圖。如圖2所示,晶圓鍵合對準及偵測系統200包含有待實施鍵合對準或偵測之第一晶圓201及第二晶圓202,其中第一晶圓201包含第一標識201',且第二晶圓202包含第二標識202'。第一標識201'大體位於第一晶圓201之上表面,且第二標識202'大體位於第二晶圓202之下表面。
區別於圖1所示之背光式照明系統,圖2所示之晶圓鍵合對準及偵測系統200不包含背光源,而是在第二晶圓202之上表面2022上方安置光源203,自光源203射出之光束203'經半反半透鏡204反射後垂直入射至第二晶圓202之上表面2022。
一部分入射至第二晶圓202上表面2022之光將穿透第二晶圓202之上表面2022而照射第二標識202'及第一標識201'並產生相應的反射光(未圖示),在第二標識202'及第一標識201'處產生之反射光將自第二 晶圓202之上表面2022射出,並進一步穿過半反半透鏡204抵達成像裝置205(例如相機),以便成像裝置205對第一標識201'及第二標識202'進行拍攝,進而實施晶圓鍵合對準或偵測。另一部分入射至第二晶圓202上表面2022之光則被第二晶圓202之上表面2022直接反射而產生反射光203",反射光203"穿過半反半透鏡204進入成像裝置205,可在成像裝置205中產生明亮的視場,因此,圖2所示之照明方式可稱作明場照明。僅為了清晰起見,圖2將反射光203"顯示為與相應的入射光間隔開一定距離,熟習此項技術者應知曉反射光203"實際的位置及方向。成像裝置205接收到的第二晶圓202之上表面2022處產生之反射光之光強遠大於第一標識201'及第二標識202'處產生之反射光之光強,此將導致成像裝置205無法對第一標識201'及第二標識202'進行清晰成像。
因此,儘管圖2所示的明場照明系統可應用於背側鍍有低透光率膜層之晶圓對準,從而突破圖1所示之背光式照明系統之應用場景限制,卻將受到第二晶圓202上表面2022強反光的影響而無法獲得清晰的成像。
圖3A顯示根據本申請案之一實施例之晶圓鍵合對準及偵測系統示意圖。如圖3A所示,晶圓鍵合對準及偵測系統300包含有待實施鍵合對準或偵測之第一晶圓301及第二晶圓302,其中第一晶圓301包含第一標識301',且第二晶圓302包含第二標識302'。第一標識301'大體位於第一晶圓301之上表面,且第二標識302'大體位於第二晶圓302之下表面。進一步地,晶圓鍵合對準及偵測系統300包含光源303,其位於第二晶圓302之上表面3022上方。光源303經組態以朝向第二晶圓302上之第二標識302'傾斜地射出光束303'。應可理解,傾斜射出光束303'表示光束303'與第二 晶圓302之上表面3022夾角不等於90度。
在一實施例中,傾斜射出之光束303'可經由會聚透鏡或會聚透鏡組304會聚,從而產生會聚光束304',會聚光束304'可大體聚焦於第二標識302'處。然而,應可理解,傾斜射出之光束303'亦可直接射向第二標識302',而不必經由會聚透鏡或會聚透鏡組304進行會聚。在一些實施例中,光源104可為紅外光源或任意適宜照明之光源。
仍參見圖3A,傾斜射向第二標識302'之會聚光束304'中之一部分光束將穿透第二晶圓302之上表面3022照射至第二標識302'處。第二標識302'對光線有散射作用,從而可在此處產生漫反射光(如圖3A虛線所示),此等漫反射光中之部分漫反射光304"可穿透第二晶圓302之上表面3022抵達成像裝置305(例如相機)。而會聚光束304'中之另一部分光束則被第二晶圓302平整光滑的上表面3022傾斜向外反射形成鏡面反射光304'''。成像裝置305大體上對準第二標識302',且其接收光之方向與鏡面反射光304'''之傳播方向不一致,例如,成像裝置305接收光之方向可與第二晶圓302之上表面3022大體上垂直。雖然鏡面反射光304'''之光強遠大於來自第二標識302'處產生之漫反射光304"之光強,但因其傾斜向外反射而大部分甚至全部不會抵達成像裝置305,故不會對第二標識302'之清晰成像造成不利影響。
應可理解,亦可調整光源303及/或會聚透鏡或會聚透鏡組304之位置及/或朝向,使得傾斜射出之光束303'傾斜射向第一晶圓301上之第一標識301'產生漫反射光,以便成像裝置305對第一標識301'進行拍攝。成像裝置305大體上對準第一標識301'。由於光束303'傾斜地射向第一標識301',光束303'被第二晶圓302之上表面3022傾斜向外反射所形成 之鏡面反射光大部分甚至全部不會抵達成像裝置305,因而亦不會對第一標識301'之清晰成像造成不利影響。
圖3B顯示根據本申請案另一實施例之晶圓鍵合對準及偵測系統示意圖。圖3B所示之晶圓鍵合對準及偵測系統300與圖3A大體相似,其中相同的組件採用相同的參考標號來表示。與圖3A相比,圖3B所示之晶圓鍵合對準及偵測系統300進一步包含第一偏振片306a及第二偏振片306b。
第一偏振片306a(亦稱作起偏器)可位於光源303或會聚透鏡或會聚透鏡組304之輸出處,且可經組態以使得入射至第二晶圓302之上表面3022之光束304'為線偏振光。光束304'之一部分被第二晶圓302之上表面3022傾斜向外反射形成鏡面反射光304''',該鏡面反射光304'''仍為線偏振光。第二偏振片306b(亦稱作檢偏器)可位於第二晶圓302與成像裝置305之間,且可經組態以至少部分地阻擋鏡面反射光304'''(例如,藉由使第二偏振片306b之偏振化方向與鏡面反射光304'''之偏振方向垂直可幾乎完全阻擋鏡面反射光304''';藉由使第二偏振片306b之偏振化方向與鏡面反射光304'''之偏振方向成大於0度且小於90度之夾角可部分阻擋鏡面反射光304'''),因而可進一步減少進入成像裝置305之鏡面反射光304'''。
另一方面,光束304'之另一部分則穿透第二晶圓302之上表面3022照射至第二晶圓302之第二標識302'(或第一晶圓301之第一標識301')處,且產生漫反射光。漫反射光之偏振特性類似於自然光,可具有各個方向之偏振分量。因此,漫反射光中偏振方向與第二偏振片306b之偏振化方向一致的偏振分量能夠穿過第二偏振片306b抵達成像裝置305(如圖3B所示之漫反射光304")。
以此方式,圖3B所示之晶圓鍵合對準及偵測系統300能夠獲得更加清晰的成像效果。
圖3C顯示根據本申請案之又一實施例之晶圓鍵合對準及偵測系統示意圖。圖3C所示之晶圓鍵合對準及偵測系統300與圖3A大體相似,其中相同的組件採用相同的參考標號來表示。與圖3A相比,圖3C所示之晶圓鍵合對準及偵測系統300進一步包含位於第二晶圓302之上表面3022上方之輔助光源306以及輔助會聚透鏡或會聚透鏡組307。輔助光源306以及輔助會聚透鏡或會聚透鏡組307可與光源303以及會聚透鏡或會聚透鏡組304大體對稱地置於成像裝置305之兩側。
與光源303類似,輔助光源306可經組態以朝向第二晶圓302之第二標識302'(或第一晶圓301之第一標識301')傾斜地射出光束,該光束可經由輔助會聚透鏡或會聚透鏡組307會聚產生會聚光束307',會聚光束307'可大體聚焦於第二晶圓302之第二標識302'(或第一晶圓301之第一標識301')處。應可理解,由輔助光源306傾斜射出之光束亦可直接射向第二標識302'(或第一標識301'),而不必經由輔助會聚透鏡或會聚透鏡組307進行會聚。
仍應可理解,光源303及輔助光源306並不限於如圖3C所示之以對稱方式分佈於成像裝置305之兩側,而是可靈活擺放在任意適宜位置,僅需確保光源303及輔助光源306之出射光束能夠自不同位置傾斜射向第二標識302'(或第一標識301')即可。並且,光源數目可不限於圖3C所示之兩者,而可為任意多者。作為一實施例,可將多個光源相對成像裝置305呈環形佈置,以進一步增加入射至成像裝置305之漫反射光強。在一些實施例中,針對各光源可設置相應的會聚透鏡或會聚透鏡組。根據本 申請案之一些實施例,圖3B所示之起偏器及檢偏器亦可應用於具有多個光源之示例中,例如,可針對各光源設置相應的起偏器。
圖4A及4B顯示根據本申請案之一實施例之晶圓鍵合對準及偵測方法示意圖。該方法可利用圖3A所示晶圓鍵合對準及偵測系統來實施。
參見圖4A,首先,提供晶圓402,其具有位於晶圓402下表面之標識402'。
其次,在晶圓402之上表面上方提供光源403,以產生傾斜射向標識402'之光束404。在一些實施例中,可進一步提供會聚透鏡或會聚透鏡組,使光束404會聚後射向標識402'。在一些實施例中,會聚的光束404可大體上聚焦於標識402'處。
然後,在晶圓402之上表面上方提供成像裝置405(例如相機),以接收標識402'處產生之漫反射光,從而對標識402'進行拍攝。由於光束404以傾斜方式射向標識402',因而允許成像裝置405僅接收來自標識402'之漫反射光,而不接收來自晶圓402上表面處產生之鏡面反射光。作為一實施例,可在對標識402'進行拍攝後,進一步獲取該標識402'之影像採集定位資訊(例如(但不限於)座標),以用於後續對準操作。
進一步參見圖4B,在晶圓402下方提供具有標識401'之晶圓401,其中標識401'位於晶圓401之上表面處,且晶圓401之上表面與晶圓402之下表面相對設置。儘管圖4A中未示出晶圓401,應可理解,在對晶圓402進行拍攝之前,可能已在晶圓402下方提供晶圓401。
接下來,調整光源403之角度,使光束404傾斜射向標識401'。在一些實施例中,可進一步調節用於彙聚光束404之會聚透鏡或會 聚透鏡組,使光束404大體上聚焦於標識401'處。在一些實施例中,可能不需要進行調整光源403角度或調節會聚透鏡或會聚透鏡組的操作。
然後,由成像裝置405接收標識401'處產生之漫反射光,以對標識401'進行拍攝。作為一實施例,可在對標識401'進行拍攝後,進一步獲取該標識401'之影像採集定位資訊,以用於後續的對準操作。在一些實施例中,亦可先對標識401'進行拍攝,再對標識402'進行拍攝。
隨後,將拍攝之標識402'與標識401'進行比對(例如,將獲取之標識402'之影像採集定位資訊與標識401'之影像採集定位資訊進行比對),且基於比對結果來調整晶圓402與晶圓401之相對位置,使標識402'與標識401'相互對準,進而將晶圓401與晶圓402進行鍵合。
應可理解,上述晶圓鍵合對準過程並不限於單次操作,而可藉由反覆執行上述操作來不斷調整標識之相對位置,以最終實現晶圓對準。
在完成晶圓鍵合後,亦可藉由類似的方法偵測晶圓鍵合品質。
首先,提供已鍵合之晶圓401及晶圓402,其中晶圓401在晶圓402下方,晶圓402之下表面具有標識402',晶圓401之上表面具有標識401'。接下來,在晶圓402之上表面上方提供光源403,以產生傾斜射向標識401'及標識402'之光束404。在一些實施例中,可進一步提供會聚透鏡或會聚透鏡組,使光束404會聚後射向標識401'及標識402'。在一些實施例中,會聚之光束404可大體上聚焦於標識401'及標識402'處。然後,在晶圓402之上表面上方提供成像裝置405(例如相機),以接收標識401'及標識402'處產生之漫反射光,從而同時對標識401'及標識402'進行拍攝。 作為一實施例,可在對標識401'及標識402'進行拍攝後,進一步獲取標識401'及標識402'之影像採集定位資訊(例如(但不限於)座標)。隨後,將拍攝之標識402'與標識401'進行比對(例如,將獲取之標識402'之影像採集定位資訊與標識401'之影像採集定位資訊進行比對),且基於比對結果來計算晶圓402與晶圓401鍵合對準之偏移量。
仍應可理解,亦可藉助圖3B或圖3C所示之晶圓鍵合對準及偵測系統來實施圖4A及4B所示之晶圓鍵合對準及偵測方法,以進一步改善成像效果,促進晶圓鍵合之對準及偵測操作。例如,該方法可進一步包括提供第一偏振片及第二偏振片,上述第一偏振片經組態以使入射至第二晶圓402之上表面之光束404為線偏振光,且上述第二偏振片經組態以至少部分地阻擋光束404在第二晶圓402之上表面上產生之鏡面反射光進入成像裝置405。再例如,該方法可進一步包括提供一或多個輔助光源以產生相應的一或多個輔助光束,上述一或多個輔助光束中之各者傾斜射向標識401'及/或標識402'。此外,圖3A至圖4B所示各實施例在完成晶圓鍵合後,上下兩片晶圓之間的縫隙將不復存在,兩片晶圓結合成一個整體。
本申請案之各實施例所提供之晶圓鍵合對準及偵測裝置及方法藉由設置光源傾斜照射晶圓標識,允許成像裝置僅接收來自晶圓標識處產生之漫反射光,而不接收到晶圓表面產生之傾斜向外反射之鏡面反射光。因此,本申請案各實施例所提供之晶圓鍵合對準及偵測裝置及方法能夠有效地消除鏡面反射光對晶圓標識成像之干擾,增加成像之訊雜比及清晰度,從而獲得更優異的晶圓鍵合對準及偵測精度。不僅如此,本申請案之各實施例所提供之晶圓鍵合對準及偵測裝置及方法在晶圓背側鍍有低透光率膜層時仍然可以正常使用,應用場景不受限制。
本申請案之技術內容及技術特點已由上述相關實施例加以描述,然而上述實施例僅為實施本申請案之範例。熟習此項技術者仍可基於本申請案之教示及揭示而作出各種不背離本申請案精神之替換及修飾。因此,本申請案已揭示之實施例並未限制本申請案之範疇。相反地,包含於申請專利範圍之精神及範疇之修改及均等設置均包括於本申請案之範疇內。
300:系統
301:第一晶圓
301':第一標識
302:第二晶圓
302':第二標識
3022:上表面
303:光源
303':光束
304:會聚透鏡或/聚透鏡組
304':會聚光束
304":漫反射光
304''':鏡面反射光
305:成像裝置

Claims (19)

  1. 一種用於晶圓鍵合對準及偵測之裝置,其包含:光源,其經組態以產生光束,上述光束傾斜射向第一晶圓表面上之標識;成像裝置,其經組態以藉由接收上述光束在上述標識處產生之至少一部分漫反射光來拍攝上述標識;以及第一偏振片及第二偏振片,其中上述光束穿過第二晶圓表面後射向上述標識,上述第一偏振片經組態以使入射至上述第二晶圓表面之上述光束為線偏振光,且上述第二偏振片經組態以至少部分地阻擋上述光束在上述第二晶圓表面上產生之鏡面反射光進入上述成像裝置。
  2. 如請求項1之裝置,其中上述光源為紅外光源。
  3. 如請求項1之裝置,其進一步包含會聚透鏡或會聚透鏡組,上述會聚透鏡或會聚透鏡組經組態以會聚自上述光源射出之上述光束。
  4. 如請求項3之裝置,其中經會聚之上述光束大體上聚焦於上述標識。
  5. 如請求項1之裝置,其中上述第二偏振片之偏振化方向與上述鏡面反射光之偏振方向垂直。
  6. 如請求項1之裝置,其進一步包含一或多個輔助光源,上述一或多個 輔助光源經組態以產生相應的一或多個輔助光束,上述一或多個輔助光束中之各者傾斜射向上述標識。
  7. 如請求項6之裝置,其中上述一或多個輔助光源與上述光源相對上述成像裝置呈環形佈置。
  8. 一種用於晶圓鍵合對準及偵測之方法,其包含:提供晶圓,其具有第一晶圓表面上之標識;提供光源,其經組態以產生光束,上述光束傾斜射向上述標識;提供成像裝置,其經組態以藉由接收上述光束在上述標識處產生之至少一部分漫反射光來拍攝上述標識;以及提供第一偏振片及第二偏振片,其中上述光束穿過第二晶圓表面後射向上述標識,上述第一偏振片經組態以使入射至上述第二晶圓表面之上述光束為線偏振光,且上述第二偏振片經組態以至少部分地阻擋上述光束在上述第二晶圓表面上產生之鏡面反射光進入上述成像裝置。
  9. 如請求項8之方法,其進一步包括在拍攝上述標識後,採集上述標識之影像採集定位資訊。
  10. 如請求項8之方法,其中上述晶圓係第一晶圓,上述標識係第一標識,上述光束係第一光束,上述方法進一步包括:提供第二晶圓,其具有第二晶圓表面上之第二標識,其中上述第二晶圓表面與上述第一晶圓表面相對設置; 由上述光源產生傾斜射向上述第二標識之第二光束;以及由上述成像裝置接收上述第二光束在上述第二標識處產生之至少一部分漫反射光來拍攝上述第二標識。
  11. 如請求項10之方法,其進一步包括:將拍攝之上述第一標識與上述第二標識進行比對;以及基於比對結果,調整上述第一晶圓與上述第二晶圓之相對位置,使上述第一標識與上述第二標識相互對準。
  12. 如請求項8之方法,其中上述晶圓係已鍵合之第一晶圓及第二晶圓,上述第一晶圓表面係上述第一晶圓及上述第二晶圓之間的鍵合面,上述標識包括上述第一晶圓之第一標識及上述第二晶圓之第二標識。
  13. 如請求項12之方法,其進一步包括:將拍攝之上述第一標識與上述第二標識進行比對;以及基於比對結果,計算上述第一晶圓與上述第二晶圓鍵合對準之偏移量。
  14. 如請求項8之方法,其中上述光源為紅外光源。
  15. 如請求項8之方法,其進一步包含提供會聚透鏡或會聚透鏡組,以使上述光束會聚後射向上述標識。
  16. 如請求項15之方法,其中經會聚之上述光束大體上聚焦於上述標識。
  17. 如請求項8之方法,其中上述第二偏振片之偏振化方向與上述鏡面反射光之偏振方向垂直。
  18. 如請求項8之方法,其進一步包含提供一或多個輔助光源以產生相應的一或多個輔助光束,上述一或多個輔助光束中之各者傾斜射向上述標識。
  19. 如請求項18之方法,其中上述一或多個輔助光源與上述光源相對上述成像裝置呈環形佈置。
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Families Citing this family (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN115714103B (zh) * 2022-11-25 2023-11-24 拓荆键科(海宁)半导体设备有限公司 用于晶圆键合对准及检测的装置和方法
CN117650086B (zh) * 2024-01-29 2024-04-05 深圳市泰达智能装备有限公司 键合辅助系统及键合机

Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20170301592A1 (en) * 2016-04-13 2017-10-19 Disco Corporation Wafer processing method
TW202001677A (zh) * 2018-06-27 2020-01-01 大陸商昆山國顯光電有限公司 標記識別裝置、標記識別方法及假壓對位設備
TW202002149A (zh) * 2018-06-22 2020-01-01 台灣積體電路製造股份有限公司 對準的方法、處理工具以及用於晶圓級對準的方法
CN111584415A (zh) * 2020-06-22 2020-08-25 中国科学院长春光学精密机械与物理研究所 一种用于晶圆键合的对准系统

Family Cites Families (19)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4937459A (en) * 1984-11-16 1990-06-26 Canon Kabushiki Kaisha Alignment signal detecting device
JPH0834240B2 (ja) * 1986-09-22 1996-03-29 株式会社ニコン アライメント装置
JPH0684755A (ja) * 1992-09-04 1994-03-25 Sony Corp アライメントマークの検出装置とその検出方法
JP3235782B2 (ja) * 1997-02-28 2001-12-04 住友重機械工業株式会社 位置検出方法及び半導体基板と露光マスク
US6731384B2 (en) * 2000-10-10 2004-05-04 Hitachi, Ltd. Apparatus for detecting foreign particle and defect and the same method
DE10330005B4 (de) * 2003-07-03 2006-12-21 Leica Microsystems Semiconductor Gmbh Vorrichtung zur Inspektion eines Wafers
JP2007180200A (ja) * 2005-12-27 2007-07-12 Yamaha Corp 識別マークの読取方法及び識別マークの読取装置
JP2009010054A (ja) * 2007-06-26 2009-01-15 Yamaha Corp 識別マークの読取装置及び識別マークの読取方法
JP4719284B2 (ja) * 2008-10-10 2011-07-06 トヨタ自動車株式会社 表面検査装置
EP2339331A1 (en) * 2009-12-23 2011-06-29 Nanda Technologies GmbH Inspection and positioning systems and methods
CA2817190C (en) * 2010-11-26 2016-12-06 Yoshihiro Ohba Optical sensor and image forming apparatus
JP5548848B2 (ja) * 2011-07-12 2014-07-16 レーザーテック株式会社 検査装置、検査方法、及び半導体装置の製造方法
US9885671B2 (en) * 2014-06-09 2018-02-06 Kla-Tencor Corporation Miniaturized imaging apparatus for wafer edge
CN108598032B (zh) * 2018-05-23 2020-09-11 华天慧创科技(西安)有限公司 一种晶圆接合对准系统及对准方法
CN109904105B (zh) * 2019-01-29 2021-03-30 长江存储科技有限责任公司 晶圆键合装置以及晶圆对准方法
US11309202B2 (en) * 2020-01-30 2022-04-19 Kla Corporation Overlay metrology on bonded wafers
WO2023070272A1 (zh) * 2021-10-25 2023-05-04 长江存储科技有限责任公司 晶圆键合设备及方法
CN114778563B (zh) * 2022-03-25 2024-08-13 合肥工业大学 高速线扫描激光暗场散射晶圆表面缺陷检测装置及其方法
CN115714103B (zh) * 2022-11-25 2023-11-24 拓荆键科(海宁)半导体设备有限公司 用于晶圆键合对准及检测的装置和方法

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20170301592A1 (en) * 2016-04-13 2017-10-19 Disco Corporation Wafer processing method
TW202002149A (zh) * 2018-06-22 2020-01-01 台灣積體電路製造股份有限公司 對準的方法、處理工具以及用於晶圓級對準的方法
TW202001677A (zh) * 2018-06-27 2020-01-01 大陸商昆山國顯光電有限公司 標記識別裝置、標記識別方法及假壓對位設備
CN111584415A (zh) * 2020-06-22 2020-08-25 中国科学院长春光学精密机械与物理研究所 一种用于晶圆键合的对准系统

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