一种晶圆对准识别结构、晶圆键合设备及晶圆对准方法与流程

本发明涉及半导体，尤其涉及一种晶圆对准识别结构、晶圆键合设备及晶圆对准方法。

背景技术：

1、在半导体晶圆熔融键合工艺中，待键合的上晶圆通常为裸硅片，表面未预先加工专用的对准标记点。由于熔融键合工艺本身对对准精度的要求相对较低，因此通常采用对准相机识别上下晶圆边缘的方式完成晶圆间的对位，该方式无需额外制备对准标记，可有效简化工艺流程、提升机台产能。与此同时，为避免机械手传片过程中出现位置偏差，防止晶圆偏离吸盘中心进而导致吸附后的边缘面型突变，需保障晶圆与吸盘之间的同心度，该环节同样采用边缘对准的方式实现位置校准。

2、然而现有技术中，对准相机直接观察晶圆边缘的成像方式存在明显缺陷：受晶圆边缘粗糙度、环境光路干扰、成像景深限制等因素影响，直接采集的晶圆边缘图像质量较差，存在轮廓模糊、对比度低、边缘特征不清晰等问题，导致系统无法准确识别晶圆的真实边缘位置，定位精度不足，难以满足熔融键合工艺的对准需求，最终影响键合对位精度与键合质量。

技术实现思路

1、本发明实施例提供了一种晶圆对准识别结构、晶圆键合设备及晶圆对准方法，解决现有晶圆键合过程中晶圆对准识别精度低，影响晶圆键合质量的问题。

2、本发明提供了一种晶圆对准识别结构，其包括：

3、视觉检测组件；

4、安装在所述视觉检测组件对侧的第一吸盘，所述第一吸盘的边缘处设有多个安装孔，所述多个安装孔沿所述第一吸盘的周向间隔设置，所述安装孔内安装有光源，所述光源用于提高所述视觉检测组件的光照环境。

5、在本发明提供的晶圆对准识别结构中，所述第一吸盘包括吸附区和边缘区，所述吸附区用于吸附晶圆，所述边缘区相邻环设在所述吸附区外侧，所述安装孔设于所述边缘区靠近所述吸附区的一侧。

6、在本发明提供的晶圆对准识别结构中，所述吸附区邻近所述边缘区的边缘处设有密封圈。

7、在本发明提供的晶圆对准识别结构中，所述安装孔靠近所述密封圈的一侧为缺口结构，所述光源的内侧壁与所述密封圈的外侧壁抵接。

8、在本发明提供的晶圆对准识别结构中，所述安装孔的内边缘和外边缘均为圆弧结构。

9、在本发明提供的晶圆对准识别结构中，所述安装孔的内边缘到所述第一吸盘中心的半径r1的范围为145-150mm；和/或，所述安装孔的外边缘到所述第一吸盘中心的半径r2的范围为155-165mm。

10、在本发明提供的晶圆对准识别结构中，所述安装孔的孔长l的范围为10-20mm。

11、在本发明提供的晶圆对准识别结构中，所述视觉检测组件和所述安装孔的数量一致，且二者对应设置。

12、在本发明提供的晶圆对准识别结构中，所述晶圆对准识别结构还包括与所述第一吸盘间隔设置的第二吸盘，所述第二吸盘安装在所述视觉检测组件的同侧且靠近所述第一吸盘，所述第二吸盘设有贯通其两侧的避让口，所述避让口、所述视觉检测组件和所述光源三者对应设置。

13、本发明还提供一种晶圆键合设备，其包括：

14、晶圆对准识别结构，所述晶圆对准识别结构为上述晶圆对准识别结构。

15、本发明还提供一种晶圆对准方法，其包括：

16、检测到晶圆传递至接片手指，开启光源，控制视觉检测组件识别吸盘和晶圆的边缘轮廓；

17、基于预设对准算法根据所述吸盘和所述晶圆的边缘轮廓计算所述吸盘和所述晶圆的圆心坐标，并根据二者的圆心坐标计算二者的偏差值；

18、基于所述偏差值控制所述接片手指移动所述晶圆直至所述晶圆和所述吸盘的圆心重合。

19、本申请通过在所述第一吸盘的边缘周向布置所述光源，所述光源位于所述晶圆和所述第一吸盘上表面的下方，为所述视觉检测组件提供了主动式辅助照明，保证在进行视觉检测时的光源照度充足，在所述晶圆与所述第一吸盘的边缘位置形成高对比度的明暗轮廓，提高边缘区域的成像清晰度与特征辨识度，解决现有技术中识别晶圆边缘时轮廓模糊、边缘特征不清晰导致晶圆对准识别精度低的问题，使所述视觉检测组件可精准识别所述晶圆与所述第一吸盘的真实边缘位置，充分满足熔融键合工艺的对准精度要求，提高晶圆键合质量。

1.一种晶圆对准识别结构，其特征在于，包括：

2.根据权利要求1所述的晶圆对准识别结构，其特征在于，所述第一吸盘包括吸附区和边缘区，所述吸附区用于吸附晶圆，所述边缘区相邻环设在所述吸附区外侧，所述安装孔设于所述边缘区靠近所述吸附区的一侧。

3.根据权利要求2所述的晶圆对准识别结构，其特征在于，所述吸附区邻近所述边缘区的边缘处设有密封圈。

4.根据权利要求3所述的晶圆对准识别结构，其特征在于，所述安装孔靠近所述密封圈的一侧为缺口结构，所述光源的内侧壁与所述密封圈的外侧壁抵接。

5.根据权利要求1所述的晶圆对准识别结构，其特征在于，所述安装孔的内边缘和外边缘均为圆弧结构。

6.根据权利要求5所述的晶圆对准识别结构，其特征在于，所述安装孔的内边缘到所述第一吸盘中心的半径r1的范围为145-150mm；和/或，所述安装孔的外边缘到所述第一吸盘中心的半径r2的范围为155-165mm。

7.根据权利要求1所述的晶圆对准识别结构，其特征在于，所述安装孔的孔长l的范围为10-20mm。

8.根据权利要求1所述的晶圆对准识别结构，其特征在于，所述视觉检测组件和所述安装孔的数量一致，且二者对应设置。

9.根据权利要求8所述的晶圆对准识别结构，其特征在于，所述晶圆对准识别结构还包括与所述第一吸盘间隔设置的第二吸盘，所述第二吸盘安装在所述视觉检测组件的同侧且靠近所述第一吸盘，所述第二吸盘设有贯通其两侧的避让口，所述避让口、所述视觉检测组件和所述光源三者对应设置。

10.一种晶圆键合设备，其特征在于，包括：

11.一种晶圆对准方法，其特征在于，包括：