晶圆键合设备及方法与流程

1.本技术涉及半导体制造领域，涉及但不限于一种晶圆键合设备及方法。


背景技术：

2.近年来，闪存(flash memory)存储器的发展尤为迅速。闪存存储器的主要特点是在不加电的情况下能长期保持存储的信息，且具有集成度高、存储速度快、易于擦除和重写等优点。为了进一步提高闪存存储器的位密度(bit density)，同时减少位成本(bit cost)，三维的闪存存储器(3d nand flash)技术得到了迅速发展。
3.目前，在芯片制造行业，特别是3d nand flash制造领域中，晶圆键合技术作为一种新型技术正被行业广泛应用。晶圆键合技术是通过识别两片功能不同的晶圆(wafer)上的标记(mark)，进行对准之后，将这两片晶圆直接贴合在一起的过程。在现有技术中，对准过程容易产生位置误差，导致键合失败。


技术实现要素：

4.本技术实施例提供一种晶圆键合方法，包括：
5.利用第一类光束，确定第一晶圆上的第一对准标记的第一位置参数；
6.利用所述第一类光束，确定第二晶圆上的第二对准标记的第二位置参数；
7.根据所述第一位置参数和所述第二位置参数，将所述第一晶圆和所述第二晶圆移动至相对位置，使所述第一对准标记和所述第二对准标记进行第一次对准；
8.利用第二类光束，调整所述第一晶圆和所述第二晶圆的相对位置，使所述第一对准标记和所述第二对准标记进行第二次对准；
9.键合所述第一晶圆与所述第二晶圆。
10.在一些实施例中，所述利用第二类光束，调整所述第一晶圆和所述第二晶圆的相对位置，使所述第一对准标记和所述第二对准标记进行第二次对准之前，所述方法还包括：
11.调整所述第一晶圆和所述第二晶圆的相对距离，使所述相对距离满足预定的键合距离。
12.在一些实施例中，所述调整所述第一晶圆和所述第二晶圆的相对距离，使所述相对距离满足预定的键合距离，包括：
13.在垂直于所述第一晶圆和/或所述第二晶圆的方向上，调整所述第一晶圆的位置和/或所述第二晶圆的位置，直至所述第一晶圆与所述第二晶圆之间的相对距离满足预定的键合距离。
14.在一些实施例中，所述利用第二类光束，调整所述第一晶圆和所述第二晶圆的相对位置，使所述第一对准标记和所述第二对准标记进行第二次对准，包括：
15.利用所述第二类光束，确定所述第一对准标记和所述第二对准标记的相对位置参数；
16.根据所述相对位置参数，调整所述第一晶圆和所述第二晶圆的相对位置，使所述
第一对准标记和所述第二对准标记进行第二次对准。
17.在一些实施例中，所述相对位置参数，包括：所述第一对准标记与所述第二对准标记在平行于所述第一晶圆和/或所述第二晶圆的方向上的相对位置参数；
18.所述根据所述相对位置参数，调整所述第一晶圆和所述第二晶圆的相对位置，使所述第一对准标记和所述第二对准标记进行第二次对准，包括：
19.根据所述相对位置参数，在平行于所述第一晶圆和/或所述第二晶圆的方向上，调整所述第一晶圆的位置和/或调整所述第二晶圆的位置，使所述第一对准标记和所述第二对准标记进行第二次对准。
20.在一些实施例中，所述利用第二类光束，调整所述第一晶圆和所述第二晶圆的相对位置，使所述第一对准标记和所述第二对准标记进行第二次对准，包括：
21.在垂直于所述第一晶圆和/或所述第二晶圆的方向上，调整所述第一晶圆的位置和/或所述第二晶圆的位置，并同步利用所述第二类光束，在平行于所述第一晶圆和/或所述第二晶圆的方向上，调整所述第一晶圆的位置和/或所述第二晶圆的位置，使所述第一对准标记和所述第二对准标记进行第二次对准，并使所述第一晶圆和所述第二晶圆的相对距离满足预定的键合距离。
22.在一些实施例中，所述利用第二类光束，调整所述第一晶圆和所述第二晶圆的相对位置，使所述第一对准标记和所述第二对准标记进行第二次对准，包括：
23.利用第二类光束照射所述第一对准标记和所述第二对准标记的相对位置；
24.在所述第二类光束透过所述第一晶圆和所述第二晶圆的一侧，获取所述第一对准标记和所述第二对准标记的第一透射图像；
25.根据所述第一透射图像，调整所述第一晶圆和所述第二晶圆的相对位置，使所述第一对准标记和所述第二对准标记进行第二次对准。
26.在一些实施例中，所述第一透射图像包括：
27.所述第一对准标记的第一投影图像和所述第二对准标记的第二投影图像。
28.在一些实施例中，所述利用第二类光束，调整所述第一晶圆和所述第二晶圆的相对位置，使所述第一对准标记和所述第二对准标记进行第二次对准，包括：
29.利用第二类光束照射所述第一对准标记和第二对准标记的相对位置；
30.在所述第二类光束照射所述第一晶圆的一侧，获取所述第一对准标记和所述第二对准标记反射形成的第一反射图像；
31.根据所述第一反射图像，调整所述第一晶圆和所述第二晶圆的相对位置，使所述第一对准标记和所述第二对准标记进行第二次对准。
32.在一些实施例中，所述第一反射图像包括：
33.所述第一对准标记的第三投影图像和所述第二对准标记第四投影图像。
34.在一些实施例中，所述第一对准标记包括第一对准参考点，所述第二对准标记包括第二对准参考点，使所述第一对准标记和所述第二对准标记进行第一次对准，包括：
35.使所述第一对准参考点与所述第二对准参考点在第一方向上的第一距离小于或等于第一距离阈值；和/或
36.使所述第一对准参考点与所述第二对准参考点在第二方向上的第二距离小于或等于第二距离阈值；
37.使所述第一对准标记和所述第二对准标记进行第二次对准，包括：
38.使所述第一对准参考点与所述第二对准参考点在第一方向上的第三距离小于或等于第三距离阈值；和/或
39.使所述第一对准参考点与所述第二对准参考点在第二方向上的第四距离小于或等于第四距离阈值；
40.其中，所述第一方向和所述第二方向为平行于所述第一晶圆和/或所述第二晶圆的方向上相互垂直的两个方向；
41.所述第一距离阈值大于所述第三距离阈值；所述第二距离阈值大于所述第四距离阈值。
42.在一些实施例中，所述利用第一类光束，确定第一晶圆上的第一对准标记的第一位置参数，包括：
43.利用第一类光束照射所述第一晶圆；
44.获取第一类光束在所述第一对准标记所在位置反射形成的第二反射图像；
45.根据所述第二反射图像，确定所述第一位置参数。
46.在一些实施例中，所述利用第一类光束，确定第二晶圆上的第二对准标记的第二位置参数，包括：
47.利用第一类光束照射所述第二晶圆；
48.获取第一类光束在所述第二对准标记所在位置反射形成的第三反射图像；
49.根据所述第三反射图像，确定所述第二位置参数。
50.在一些实施例中，所述第一位置参数为所述第一晶圆相对于预定的第一坐标系的坐标参数；
51.所述第二位置参数为所述第二晶圆相对于预定的第二坐标系的坐标参数。
52.在一些实施例中，所述第一类光束为红光，所述第二类光束为红外光。
53.本技术实施例还提供一种晶圆键合设备，包括：
54.第一承载台，用于固定第一晶圆；所述第一晶圆上具有至少一个第一对准标记；
55.第二承载台，与所述第一承载台相对，用于固定第二晶圆；所述第二晶圆上具有至少一个第二对准标记；
56.第一对位组件，位于所述第一承载台承载所述第一晶圆的一侧，用于利用第一类光束，确定第一晶圆上的第一对准标记的第一位置参数；
57.第二对位组件，位于所述第二承载台承载所述第二晶圆的一侧，用于利用所述第一类光束，确定第二晶圆上的第二对准标记的第二位置参数；
58.移动组件，连接所述承载台，用于根据所述第一位置参数和所述第二位置参数，将所述第一晶圆和所述第二晶圆移动至相对位置，使所述第一对准标记和所述第二对准标记进行第一次对准；
59.第三对位组件，位于所述第一承载台和/或所述第二承载台的一侧，用于利用第二类光束，控制所述移动组件调整所述第一晶圆和所述第二晶圆的相对位置，使所述第一对准标记和所述第二对准标记进行第二次对准；
60.键合组件，连接所述第一承载台和所述第二承载台，用于键合所述第一晶圆与所述第二晶圆。
61.在一些实施例中，所述第一承载台包括至少一个第一通光口，位于与所述第一对准标记对应的位置；
62.所述第二承载台包括至少一个第二通光口，位于与所述第二对准标记对应的位置。
63.在一些实施例中，所述第三对位组件，包括：
64.第一发光单元，位于所述第一承载台或所述第二承载台的一侧，用于发射所述第二类光束；其中，所述第二类光束透过所述第一晶圆和所述第二晶圆；
65.第一接收单元，位于与所述第一发光单元相对的一侧，用于接收透过所述第一晶圆和所述第二晶圆的所述第二类光束。
66.在一些实施例中，所述第一发光单元位于与所述第一对位组件相同的一侧，所述第一接收单元位于与所述第二对位组件相同的一侧；或
67.所述第一发光单元位于与所述第二对位组件相同的一侧，所述第一接收单元位于与所述第一对位组件相同的一侧。
68.在一些实施例中，所述第三对位组件，包括：
69.第二发光单元，位于所述第一承载台或所述第二承载台的一侧，用于发射所述第二类光束；其中，所述第二类光束在所述第一晶圆和所述第二晶圆上反射；
70.第二接收单元，位于与所述第二发光单元相同的一侧，用于接收在所述第一晶圆和所述第二晶圆上反射的所述第二类光束。
71.在一些实施例中，所述第二发光单元和所述第二接收单元位于与所述第一对位组件相同的一侧；或
72.所述第二发光单元和所述第二接收单元位于与所述第二对位组件相同的一侧。
73.在一些实施例中，所述第一对位组件包括：
74.第三发光单元，位于所述第一承载台承载所述第一晶圆的一侧，用于发射所述第一类光束，照射所述第一晶圆；
75.第三接收单元，位于所述第一承载台承载所述第一晶圆的一侧，用于获取所述第一类光束在所述第一对准标记所在位置反射形成的第一反射图像；
76.第一处理单元，连接所述第三接收单元，用于根据所述第一反射图像，确定所述第一位置参数。
77.在一些实施例中，所述第二对位组件包括：
78.第四发光单元，位于所述第二承载台承载所述第二晶圆的一侧，用于发射所述第一类光束，照射所述第二晶圆；
79.第四接收单元，位于所述第二承载台承载所述第二晶圆的一侧，用于获取所述第一类光束在所述第二对准标记所在位置反射形成的第二反射图像；
80.第二处理单元，连接所述第四接收单元，用于根据所述第二反射图像，确定所述第二位置参数。
81.本技术实施例提供了一种晶圆键合设备及方法，所述方法利用第一类光束将第一晶圆和第二晶圆进行一次对准，并在第一晶圆和第二晶圆的键合操作之前，利用第二类光束将第一晶圆和第二晶圆进行第二次对准。这样可以减少晶圆移动过程中产生的位置误差，提高晶圆键合的准确度，提升产品可靠性。
附图说明
82.一个或多个实施例通过与之对应的附图中的图片进行示例性说明，除非有特别申明，附图中的图不构成比例限制。
83.图1为本技术一实施例提供的晶圆键合方法的流程图；
84.图2a为本技术一实施例提供的固定晶圆的承载台的一种可选的结构示意图；
85.图2b为本技术一实施例提供的第一对准标记和第二对准标记的一种可选的结构示意图；
86.图3为本技术一实施例提供的确定第一位置参数的结构示意图；
87.图4为本技术一实施例提供的确定第二位置参数的结构示意图；
88.图5为本技术一实施例提供的相对位置的结构示意图；
89.图6为现有技术中产生位置误差的结构示意图；
90.图7a和图7b为本技术一实施例提供的根据透射图像确定相对位置参数的结构示意图；
91.图8a和图8b为本技术一实施例提供的根据反射图像确定相对位置参数的结构示意图；
92.图9为本技术一实施例提供的晶圆键合设备的结构示意图；
93.图10a至图11c为本技术一实施例提供的第三对位组件的可选的结构示意图；
94.图11d为本技术一实施例提供的观察镜中的反射图像的一种可选的结构示意图；
95.图12为本技术一实施例提供的第一对位组件的可选的结构示意图；
96.图13为本技术一实施例提供的第二对位组件的可选的结构示意图。
具体实施方式
97.下面将参照附图更详细地描述本技术公开的示例性实施方式。虽然附图中显示了本技术的示例性实施方式，然而应当理解，可以以各种形式实现本技术，而不应被这里阐述的具体实施方式所限制。相反，提供这些实施方式是为了能够更透彻地理解本技术，并且能够将本技术公开的范围完整的传达给本领域的技术人员。
98.空间关系术语例如“在
……
下”、“在
……
下面”、“下面的”、“在
……
之下”、“在
……
之上”、“上面的”等，在这里可为了方便描述而被使用从而描述图中所示的一个元件或特征与其它元件或特征的关系。应当明白，除了图中所示的取向以外，空间关系术语意图还包括使用和操作中的器件的不同取向。例如，如果附图中的器件翻转，然后，描述为“在其它元件下面”或“在其之下”或“在其下”元件或特征将取向为在其它元件或特征“上”。因此，示例性术语“在
……
下面”和“在
……
下”可包括上和下两个取向。器件可以另外地取向(旋转90度或其它取向)并且在此使用的空间描述语相应地被解释。
99.在此使用的术语的目的仅在于描述具体实施例并且不作为本技术的限制。在此使用时，单数形式的“一”、“一个”和“所述/该”也意图包括复数形式，除非上下文清楚指出另外的方式。还应明白术语“组成”和/或“包括”，当在该说明书中使用时，确定所述特征、整数、步骤、操作、元件和/或部件的存在，但不排除一个或更多其它的特征、整数、步骤、操作、元件、部件和/或组的存在或添加。在此使用时，术语“和/或”包括相关所列项目的任何及所有组合。
100.为了彻底理解本技术，将在下列的描述中提出详细的步骤以及详细的结构，以便阐释本技术的技术方案。本技术的较佳实施例详细描述如下，然而除了这些详细描述外，本技术还可以具有其他实施方式。
101.如图1所示，本技术实施例提供了一种晶圆键合方法，包括：
102.步骤s101、利用第一类光束，确定第一晶圆上的第一对准标记的第一位置参数；
103.步骤s102、利用所述第一类光束，确定第二晶圆上的第二对准标记的第二位置参数；
104.步骤s103、根据所述第一位置参数和所述第二位置参数，将所述第一晶圆和所述第二晶圆移动至相对位置，使所述第一对准标记和所述第二对准标记进行第一次对准；
105.步骤s104、利用第二类光束，调整所述第一晶圆和所述第二晶圆的相对位置，使所述第一对准标记和所述第二对准标记进行第二次对准；
106.步骤s105、键合所述第一晶圆与所述第二晶圆。
107.需要说明的是，本技术实施例涉及的第一晶圆和第二晶圆需要根据实际生产需求确定，这里的晶圆可以是制造半导体电路所用的单晶硅片，也可以是经过加工后搭载有器件或电路的硅片，或者本领域技术人员所知的使用其他材料的制成的芯片基体。
108.晶圆键合时的对准过程可以通过光学对准实现。具体地，通过将一个晶圆相对于另一个晶圆定位，并利用光学物镜观察到的键合对准标记来对准两个晶圆，可以实现晶圆之间的对准。示例性地，在本技术实施例中，可以通过电荷耦合器件(charge coupled device，ccd)观察镜来进行观察。这里的ccd观察镜可以与光源集成，也可以分开设置。光源可以被配置为发射第一类光束或第二类光束，ccd则可以被配置为接收第一类光束或第二类光束。
109.需要说明的是，如图2a所示，本技术实施例涉及的第一晶圆110和第二晶圆120可以被固定在对应的第一承载台100和第二承载台200上。其中，上述承载台可以包括但不限于真空吸盘、卡盘或机械手臂等，并且承载台可以按照需求自由移动，这样可以调整第一晶圆和第二晶圆的相对位置实现对准，也可以将第一晶圆和第二晶圆相对移动实现键合。
110.在本技术实施例中，可以利用第一类光束将第一晶圆和第二晶圆进行第一次对准。示例性地，在第一晶圆和第二晶圆上都可以具有图案化的对准标记，且对准标记可以包括透光部分和不透光部分。其中，不透光部分可以采用金属、陶瓷或其他不透光材料制成；透光部分可以镂空并暴露晶圆表面，不覆盖上述不透光材料。这里，如图2b所示，第一晶圆上的第一对准标记120和第二晶圆上的第二对准标记220可以包括具有相同尺寸(例如周长、表面积和形状等)或不同尺寸的多个不透光图案121和221。此外，第一对准标记上的不透光图案可以为轴对称或中心对称的图案，并且具有第一对准参考点，第一对准参考点可以为该图案的对称中心也可以为便于识别的边缘的交点等；第二对准标记上的不透光图案也可以为对称图案，并且具有第二对准参考点。进一步地，可以通过观察镜获取第一对准标记和第二对准标记的对准参考点在观察镜中的投影，并且比较两个对准参考点在观察镜中的相对位置是否达到预先设定的位置范围内，便可以判断第一晶圆和第二晶圆是否对准。本技术实施例中的第一对准标记和第二对准标记所选的对准参考点可以根据实际生产需求确定，并可以选择多个第一对准参考点和与之相应的第二对准参考点进行相对位置参数的计算，这样可以提高对准的精度，从而提升产品可靠性。
111.在一些实施例中，所述利用第一类光束，确定第一晶圆上的第一对准标记的第一位置参数，包括：
112.利用所述第一类光束照射所述第一晶圆；
113.获取所述第一类光束在所述第一对准标记所在位置反射形成的第二反射图像；
114.根据所述第二反射图像，确定所述第一位置参数。
115.在本技术实施例中，可以利用一个集成了光源和观察镜的镜头来发射和接收上述第一类光束。示例性地，如图3所示，可以在第一晶圆110的一侧放置第一晶圆对准镜头410，并保持固定，随后发射第一类光束300。这里的第一类光束300可以是均匀的平行光，即在垂直于第一晶圆110表面的方向上衰减较小且相互平行的光束，并且可以被第一对准标记120反射以及被第一晶圆110吸收。这样，发射的第一类光束300可以照射到第一晶圆110上。若照射到第一对准标记，则可以通过光的反射在观察镜上得到第一对准标记所在位置的反射图像，即上述第二反射图像。然后，可以根据第二反射图像判断第一晶圆是否与上述镜头对准，并确定第一位置参数。需要说明的是，上述第一晶圆对准镜头410可以包括至少两个，且分别位于上述第一承载台100的两侧，这样可以方便实际操作中根据第一承载台100不同的承载面来确定上述第一位置参数。
116.需要说明的是，本技术中的第一晶圆可以被固定在第一承载台任一表面，例如，如图3所示，第一晶圆可以被固定在第一承载台的上表面，此时，第一晶圆对准镜头可以对应的位于第一承载台上表面的一侧；若第一晶圆被固定在第一承载台的下表面，此时，第一晶圆对准镜头可以对应的位于第一承载台下表面的一侧。本技术实施例涉及的光源或观察镜用于检测其对应位置上的第一对准标记和第二对准标记是否对准。若第一晶圆上存在多个第一对准标记，则需要设置多组光源和观察镜或多个集成了光源和观察镜的上述第一晶圆对准镜头来分别对每个位置上的第一对准标记进行对准检测。
117.在一些实施例中，所述利用第一类光束，确定第二晶圆上的第二对准标记的第二位置参数，包括：
118.利用所述第一类光束照射所述第二晶圆；
119.获取所述第一类光束在所述第二对准标记所在位置反射形成的第三反射图像；
120.根据所述第三反射图像，确定所述第二位置参数。
121.同理地，在本技术实施例中，可以在第二晶圆的一侧也放置一个集成了光源和观察镜的镜头来发射和接收上述第一类光束。示例性地，如图4所示，在固定第二晶圆对准镜头420后，可以发射第一类光束300。相应地，这里的第一类光束300也可以是均匀的平行光，即在垂直于第二晶圆200表面的方向上衰减较小且相互平行的光束，并且可以被第二对准标记220反射以及被第二晶圆210吸收。这样，发射的第一类光束300可以照射到第二晶圆210上。若照射到第二对准标记，则可以通过光的反射在观察镜上得到第二对准标记所在位置的反射图像，即上述第三反射图像。然后，可以根据第三反射图像判断第二晶圆是否与上述镜头对准，并确定第二位置参数。需要说明的是，上述第二晶圆对准镜头420也可以包括至少两个，且分别位于上述第二承载台200的两侧，这样可以方便实际操作中根据第二承载台200不同的承载面来确定上述第二位置参数。
122.需要说明的是，本技术中的第二晶圆也可以被固定在第二承载台任一表面，例如，如图4所示，若第一晶圆被固定在第一承载台的上表面(图中未示出)，则第二晶圆可以相应
地被固定在第二承载台的下表面，此时，第二晶圆对准镜头可以对应的位于第二承载台下表面的一侧；若第一晶圆被固定在第一承载台的下表面，则第二晶圆可以相应地被固定在第二承载台的上表面，此时，第二晶圆对准镜头可以对应的位于第二承载台下表面的一侧。同样地，在本技术实施例中，若第二晶圆上存在多个第二对准标记，则需要设置多组光源和观察镜或多个集成了光源和观察镜的上述第二晶圆对准镜头来分别对每个位置上的第二对准标记进行对准检测。
123.在本技术实施例中，确定第一位置参数的第一晶圆对准镜头与确定第二位置参数的第二晶圆对准镜头可以是两组镜头。其中一组朝向第一晶圆的表面方向，另一组朝向第二晶圆的表面方向。在确定上述第一位置参数以及第二位置参数的过程中，第一晶圆与第二晶圆位于不同位置，相互之间在垂直于第一晶圆/第二晶圆表面的方向上没有遮挡。通过上述两组镜头可以分别确定第一位置参数与第二位置参数，例如，第一对准标记相对于设备预定坐标系的坐标值以及第二对准标记相对于设备预定坐标系的坐标值。然后，根据第一位置参数与第二位置参数，可以计算出第一晶圆与第二晶圆对准所需要移动的方向和距离。然后，在平行于晶圆表面的方向上移动承载台使得第一晶圆与第二晶圆在竖直方向上对齐，即实现了第一次对准。
124.本技术实施例可以采用多组集成了光源和观察镜的镜头对多组对准标记进行对准操作，这样可以减少对准误差，增加对准精度，改善器件良率。
125.在一些实施例中，所述第一位置参数为所述第一晶圆相对于预定的第一坐标系的坐标参数；
126.所述第二位置参数为所述第二晶圆相对于预定的第二坐标系的坐标参数。
127.在本技术实施例中，上述第一位置参数和第二位置参数可以是坐标参数。具体地，可以以用于对准第一晶圆的第一晶圆对准镜头为预定的第一坐标系的参考原点，并建立上述第一坐标系。这里的第一坐标系可以是空间直角坐标系，即以平行于第一晶圆的平面为坐标系的xy平面，以垂直于第一晶圆的方向为z轴。此时，对准第一晶圆的过程其实就是将第一对准标记移动到对应的坐标点的过程，而第一位置参数也就是预定位置的坐标参数。这里的第一位置参数可以根据第一晶圆对准镜头与第一晶圆的距离和其他实际需求进行选择，于是，对准过程就是将与反射图像中对准标记的中心移动到z轴上即可。
128.同理地，第二坐标系也可以是空间直角坐标系，其坐标原点是用于对准第二晶圆的第二晶圆对准镜头。因此，这里的第二位置参数也是可以根据第二晶圆对准镜头与第二晶圆的距离和其他实际需求选择的。
129.本技术实施例采用坐标参数来确定对准标记的位置，从而便于确定在第一次对准时所需移动的方向和距离。
130.如图5所示，本技术实施例在分别确定第一晶圆110和第二晶圆210上对准标记的位置参数后，可以通过移动第一承载台100和/或第二承载台200来将第一晶圆110和第二晶圆210移动至相对位置。这里的相对位置可以根据实际需求确定，例如，保持第一晶圆不动，移动第二晶圆，使第二坐标系与第一坐标系重合；或保持第二晶圆不动，移动第一晶圆，使第一坐标系与第二坐标系重合；或移动第一晶圆和第二晶圆，使第一坐标系与第二坐标系在空间中某一位置重合等。移动完成后，第一晶圆上的第一对准标记与第二晶圆上对应位置的第二对准标记在xy平面内的都可以具有投影。需要说明的是，第一对准标记在xy平面
内的投影可以具有第一对准参考点，第二对准标记在xy平面内的投影可以具有第二对准参考点。这里的第一对准参考点和第二对准参考点是分别相对于第一对准标记和第二对准标记的图案确认的。例如，若第一对准标记为单个均匀图案，则第一对准参考点为图案的中心；若第一对准标记为多个图案，则第一对准参考点为上述多个图案的中心，第二对准参考点同理。这里，在观察镜中获得的第一对准参考点和第二对准参考点可以位于同一坐标位置，也可以位于不同的坐标位置，判断是否对准还需要根据实际的预定对准条件来确定。
131.需要说明的是，本技术实施例中第一次对准采用的第一类光束不能透过第一晶圆和第二晶圆，因此，在分别对准第一晶圆和第二晶圆的过程中，需要将光源和观察镜设置在晶圆的键合面的一侧，这样可以通过光的反射来进行对准。进一步的，在平行于第一晶圆和/或第二晶圆表面的方向上移动，并进行第一次对准的过程中，上述发射第一类光束的光源可以关闭，发射第二类光束的光源可以开启。这样，可以利用两种不同的光束进行两次对准操作，从而提高了对准的精度，提升了产品可靠性。
132.在一些实施例中，所述利用第二类光束，调整所述第一晶圆和所述第二晶圆的相对位置，使所述第一对准标记和所述第二对准标记进行第二次对准之前，所述方法还包括：
133.调整所述第一晶圆和所述第二晶圆的相对距离，使所述相对距离满足预定的键合距离。
134.在本技术实施例中，若上述第一坐标系与第二坐标系未重合，则需要进行位置补偿，即继续调整第一晶圆和第二晶圆的相对位置，直到第一坐标系与第二坐标系重合。然后，进行完上述第一次对准过程后便可以进行键合操作。示例性地，调整第一晶圆与第二晶圆的相对距离，即沿坐标轴z方向相对移动上述第一晶圆与第二晶圆至待键合位置，使得第一晶圆与第二晶圆之间满足预定的键合距离，最后再键合第一晶圆与第二晶圆。但是，如图6所述，在相关技术，在将第一晶圆110与第二晶圆210移动至待键合位置(键合距离d)的过程中可能出现一定的位置偏差，即第一坐标系与第二坐标系不再重合，这样会导致键合效果降低，从而影响产品性能。因此，本技术实施例在上述过程中可以采用第二类光束进行第二次对准，这样可以大大提高对准的精度，提高产品可靠性。
135.需要说明的是，本技术实施例中涉及的相对位置参数也是基于上述第一坐标系和第二坐标系的坐标参数，第一对准标记的位置参数仍可以基于第一坐标系确定，第二对准标记的位置参数仍可以基于第二坐标系确定。
136.在一些实施例中，所述调整所述第一晶圆和所述第二晶圆的相对距离，使所述相对距离满足预定的键合距离，包括：
137.在垂直于所述第一晶圆和/或所述第二晶圆的方向上，调整所述第一晶圆的位置和/或所述第二晶圆的位置，直至所述第一晶圆与所述第二晶圆之间的相对距离满足预定的键合距离。
138.在本技术实施例中，可以在控制第一承载台和/或第二承载台沿着垂直于所述第一晶圆和/或所述第二晶圆的方向移动，从而使得第一晶圆与所述第二晶圆之间的相对距离满足预定的键合距离。例如，保持第一承载台不动，移动第二承载台，使第二晶圆与第一晶圆的相对距离减小，直至满足预定的键合距离；或保持第二承载台不动，移动第一承载台，使第一晶圆与第二晶圆的相对距离减小，直至满足预定的键合距离；或移动第一承载台和第二承载台，使第一晶圆与第二晶圆的相对距离减小，直至满足预定的键合距离等。
139.需要说明的是，上述预定的键合距离需要根据实际的键合条件和生产需求来确定，并且在移动承载台的过程中，可以保持上述第一类光束的光源关闭，从而节约成本，减少器件的损耗。在第一晶圆和所述第二晶圆的相对距离满足预定的键合距离后再开启第二类光束的光源进行后续的第二次对准。
140.在一些实施例中，所述利用第二类光束，调整所述第一晶圆和所述第二晶圆的相对位置，使所述第一对准标记和所述第二对准标记进行第二次对准，包括：
141.利用所述第二类光束，确定所述第一对准标记和所述第二对准标记的相对位置参数；
142.根据所述相对位置参数，调整所述第一晶圆和所述第二晶圆的相对位置，使所述第一对准标记和所述第二对准标记进行第二次对准。
143.在本技术实施例中，第一次对准是将第一晶圆的键合面和第二晶圆的键合面移动至相对位置的过程；第二次对准是在第一晶圆与第二晶圆键合面相对的基础上，减少因相对距离改变而产生的相对位置误差，并在键合操作之前再次将第一对准参考点和第二对准参考点调整至满足对准条件的过程。
144.如图7a所示，在本技术实施例中，可以通过位于第一晶圆110或第二晶圆210一侧的光源510发射第二类光束600，并通过承载台上的通光口710或720照射上述相对位置。需要说明的是，由于承载台通常不透光，因此需要根据晶圆上对准标记的位置参数来设置相应的通光口，使得第二类光束能照射到第一晶圆和第二晶圆。这里的通光口对应于特定的对准标记设置，且一个通光口可以对应一个对准标记和一组光学元件。通光口可以使得第二类光束充分照射到第一晶圆和/或第二晶圆的表面，并且在开口的面积范围内可以暴露出第一对准标记和第二对准标记，从而使得观察镜能充分观察到对应的对准标记。进一步地，在第一晶圆以及第二晶圆分别放置在承载台后，对准标记需要位于通光口的覆盖范围内，可以位于通光口的中心或任意位置，只要通过观察镜能够识别到即可。另一方面，上述第二类光束可以通过第一次对准过程中的光源发射，也可以通过其他光源发射。示例性地，若采用上述第一对准过程中的光源发射，则需要在对应的镜头中设置光源切换模块，即在第一次对准完成后，将第一类光束切换为第二类光束并发射；若采用其他光源发射，则其他光源可以位于第一次对准镜头的旁边，这样，在完成上述第一次对准过程后，可以将承载台在xy平面移动较少距离，使得第二类光束穿过通光口，从而减少调整晶圆位置的时间。
145.在一些实施例中，所述相对位置参数，包括：所述第一对准标记与所述第二对准标记在平行于所述第一晶圆和/或所述第二晶圆的方向上的相对位置参数；
146.所述根据所述相对位置参数，调整所述第一晶圆和所述第二晶圆的相对位置，使所述第一对准标记和所述第二对准标记进行第二次对准，包括：
147.根据所述相对位置参数，在平行于所述第一晶圆和/或所述第二晶圆的方向上，调整所述第一晶圆的位置和/或调整所述第二晶圆的位置，使所述第一对准标记和所述第二对准标记进行第二次对准。
148.本技术实施例中涉及的位置参数和相对位置参数可以是在观察镜平面获取到的坐标参数，且上述观察镜平面为平行于所述第一晶圆和/或所述第二晶圆的平面，因此，对应的相对位置参数也是在平行于所述第一晶圆和/或所述第二晶圆的方向上相对坐标参数。示例性地，若第一承载台和第二承载台位于水平方向上，则上述平行于所述第一晶圆
和/或所述第二晶圆的方向即水平方向，上述垂直于所述第一晶圆和/或所述第二晶圆的方向即竖直方向。在第一晶圆和第二晶圆在竖直方向上的相对距离满足预定的键合距离后，可以打开光源，利用上述第二类光束检测水平方向是否对准。若没有对准，则可以根据相对位置参数继续控制第一承载台和/或第二承载台在水平方向调整第一晶圆和第二晶圆的相对位置，直至第一对准标记和第二对准标记进行第二次对准。
149.本技术实施例在第一次对准后，可以先关闭光源，调整第一晶圆和第二晶圆的相对距离；再在对准前，打开光源，利用第二类光束调整第一晶圆和第二晶圆的相对位置，进行第二次对准。这样可以减少光源的使用，节约成本。
150.在一些实施例中，所述利用第二类光束，调整所述第一晶圆和所述第二晶圆的相对位置，使所述第一对准标记和所述第二对准标记进行第二次对准，包括：
151.在垂直于所述第一晶圆和/或所述第二晶圆的方向上，调整所述第一晶圆的位置和/或所述第二晶圆的位置，并同步利用所述第二类光束，在平行于所述第一晶圆和/或所述第二晶圆的方向上，调整所述第一晶圆的位置和/或所述第二晶圆的位置，使所述第一对准标记和所述第二对准标记进行第二次对准，并使所述第一晶圆和所述第二晶圆的相对距离满足预定的键合距离。
152.在本技术实施例中，还可以在调整第一晶圆和第二晶圆的相对距离时，保持光源的开启，利用第二类光束进行实时的对准操作。这里的实时是指在调整的过程中，可以在观察镜中连续采集第一对准标记和第二对准标记在平行于所述第一晶圆和/或所述第二晶圆的方向上的位置坐标，并实时根据两个晶圆位置坐标对应的相对位置参数，控制第一承载台和/或第二承载台在平行于所述第一晶圆和/或所述第二晶圆的方向上进行调整。需要说明的是，若第一承载台和第二承载台位于水平方向上，则上述调整过程包括在水平方向使得第一晶圆和第二晶圆进行第二次对准，和在竖直方向使得第一晶圆和第二晶圆的相对距离满足预定的键合距离，且上述操作可以同步地进行，即在竖直方向上减小第一晶圆和第二晶圆相对距离的同时，可以在水平方向上调整第一晶圆和第二晶圆的相对位置，以使第一对准标记和第二对准标记进行第二次对准。
153.本技术实施例在第一次对准后可以保持光源开启，利用第二类光束进行实时地对准检测和动态调整，减少在竖直方向上移动晶圆的过程中带来的对准偏移，从而可以提高对准的精度，提高产品可靠性。
154.在一些实施例中，所述利用第二类光束，调整所述第一晶圆和所述第二晶圆的相对位置，使所述第一对准标记和所述第二对准标记进行第二次对准，包括：
155.利用第二类光束照射所述第一对准标记和第二对准标记的相对位置；
156.在所述第二类光束透过所述第一晶圆和所述第二晶圆的一侧，获取所述第一对准标记和所述第二对准标记的第一透射图像；
157.根据所述第一透射图像，调整所述第一晶圆和所述第二晶圆的相对位置，使所述第一对准标记和所述第二对准标记进行第二次对准。
158.需要说明的是，本技术实施例中设计的第二类光束也可以是均匀的平行光，并且可以被对准标记反射以及透射晶圆。这样，光源发射的第二类光束可以垂直于通光口入射到第一晶圆和第二晶圆表面，并照射到少部分投影重合的第一对准标记和第二对准标记的相对位置。示例性地，如图7a所示，在第一晶圆110和第二晶圆210的两侧分别设置有一个用
于第二次对准的镜头510和520，这两个镜头可以位于坐标系的z轴方向上，且镜头510和520的连线与第一晶圆110和第二晶圆210的表面垂直。并且，其中一个镜头可以作为光源发射上述第二类光束，另一镜头可以作为观察镜接收上述第二类光束。由于第二类光束可以透射晶圆，因此在光源相对的一侧的观察镜上可以接收到透过第一晶圆和第二晶圆的第二类光束，并获取到第一对准标记和所述第二对准标记的透射图像，即上述第一透射图像。这里的第一透射图像，是指第二类光束透过第一晶圆和第二晶圆后，在对侧采集到的图像，该图像包含有第一晶圆中第一对准标记的第一投影图像，也同时包含有第二晶圆中的第二对准标记的第二投影图像。也就是说，发射第二类光束的光源与采集第一透射图像的镜头分别位于晶圆的两侧。
159.需要说明的是，在一些实施例中，如图7b所示，上述用于对准的镜头可以包括至少一组，其中，每组包括多个用于第一次对准和第二次对准的镜头。这里的每组镜头都对应于第一晶圆和第二晶圆上的一组对准标记，即通过相应的第一对准标记和第二对准标记在对应位置形成的第一透射图像来确定相对位置参数。示例性地，在对准标记位于晶圆边缘的情况下，上述一组镜头也位于承载台对应晶圆边缘的位置上；当对准标记位于晶圆中心的情况下，上述一组镜头也位于承载台对应晶圆中心的位置上。
160.然后，根据观察镜中的透射图像，可以确定第一对准标记和第二对准标记在第一坐标系和第二坐标系下的相对位置参数，这里的相位位置参数可以是坐标参数。
161.在一些实施例中，所述第一透射图像包括：
162.所述第一对准标记的第一投影图像和所述第二对准标记的第二投影图像。
163.在本技术实施例中，当第二类光束透过第一晶圆时，第一对准标记不透光，使得第一对准标记在第一坐标系下的xy平面上有一投影，即上述第一投影图像。同样地，当第二类光束透过第二晶圆时，第二对准标记不透光，使得第二对准标记在第二坐标系下的xy平面上有一投影，即上述第二投影图像。示例性地，若第二类光束照射到第一晶圆表面，并从第二晶圆的照射面的背面出射，则上述第一投影图像是第二类光束相对于第一对准标记的照射面在透过第一晶圆和第二晶圆后，并可以在观察镜中获取的投影图像；上述第二投影图像是第二类光束相对于第二对准标记的照射面在透过第二晶圆后，并可以在观察镜中获取的投影图像。
164.需要说明的是，这里的第一透射图像需要根据第一对准标记和第二对准标记的图案来确定。若第一投影图像和第二投影图像存在重叠，则在观察镜中获取的是重叠后的投影图像。
165.在一些实施例中，所述利用第二类光束，调整所述第一晶圆和所述第二晶圆的相对位置，使所述第一对准标记和所述第二对准标记进行第二次对准，包括：
166.利用第二类光束照射所述至少部分投影重合的第一对准标记和第二对准标记的相对位置；
167.在所述第二类光束照射所述第一晶圆的一侧，获取所述第一对准标记和所述第二对准标记反射形成的第一反射图像；
168.根据所述第一反射图像，调整所述第一晶圆和所述第二晶圆的相对位置，使所述第一对准标记和所述第二对准标记进行第二次对准。
169.如图8a所示，在本技术实施例中，还可以在第一晶圆110或第二晶圆210的一侧设
置一个用于第二次对准的镜头530，该镜头可以位于坐标系的z轴方向上。并且，该镜头可以集成光源与观察镜，因此既可以发射第二类光束600，也可以接受第二类光束600。这里，示例性地，第二类光束可以照射到第二晶圆表面，其中，一部分光束在第二对准标记上被反射回观察镜中，另一部分光束可以透射第二晶圆，照射到第一晶圆上，并在第一对准标记上反射，最后也被光源相同的一侧的观察镜接收到。上述经过第一对准标记和第二对准标记反射的反射图像，即第一反射图像。需要说明的是，这里的第一反射图像是在第二类光束照射第一晶圆和第二晶圆后，被第一对准标记和第二对准标记反射，最终在光源的一侧接收到的的图像。这个图像包括第一对准标记不透光部分在观察镜中的反射投影图像和第二对准标记不透光部分在观察镜中的反射投影图像。
170.在一些实施例中，如图8b所示，上述用于对准的镜头可以包括至少一组，其中，每组包括多个用于第一次对准和第二次对准的镜头。这里的每组镜头都对应于第一晶圆和第二晶圆上的一组对准标记，即通过相应的第一对准标记和第二对准标记在对应位置形成的第一反射图像来确定相对位置参数。示例性地，在对准标记位于晶圆边缘的情况下，上述一组镜头也位于承载台对应晶圆边缘的位置上；当对准标记位于晶圆中心的情况下，上述一组镜头也位于承载台对应晶圆中心的位置上。
171.同样地，根据观察镜中的反射图像，可以确定第一对准标记和第二对准标记在第一坐标系和第二坐标系下的相对位置参数，这里的相位位置参数可以是坐标参数。
172.在一些实施例中，所述第一反射图像包括：
173.所述第一对准标记的第三投影图像和所述第二对准标记的第四投影图像。
174.在本技术实施例中，当第二类光束在第一晶圆上的第一对准标记反射时，可以在第一坐标系下的xy平面上有一投影，即上述第三投影图像。同样地，当第二类光束在第二晶圆上的第二对准标记反射时，可以在第二坐标系下的xy平面上有一投影，即上述第四投影图像。示例性地，若第二类光束照射到第一晶圆表面，则上述第三投影图像是第二类光束在第一对准标记的照射面反射，并可以在观察镜中获取的投影图像；上述第四投影图像是第二类光束透过第一晶圆后，在第二对准标记的照射面上反射，并可以在观察镜中获取的投影图像。
175.需要说明的是，这里的第一反射图像需要根据第一对准标记和第二对准标记的图案来确定。若第一对准标记与第二对准标记的尺寸和图案相同，则在第一晶圆和第二晶圆进行第二次对准后，上述观察镜中可以只获取到靠近发射第二类光束光源一侧的对准标记的反射投影图像。
176.在一些实施例中，其中，所述第一对准标记包括第一对准参考点，所述第二对准标记包括第二对准参考点，使所述第一对准标记和所述第二对准标记进行第一次对准，包括：
177.使所述第一对准参考点与所述第二对准参考点在第一方向上的第一距离小于或等于第一距离阈值；和/或
178.使所述第一对准参考点与所述第二对准参考点在第二方向上的第二距离小于或等于第二距离阈值；
179.使所述第一对准标记和所述第二对准标记进行第二次对准，包括：
180.使所述第一对准参考点与所述第二对准参考点在第一方向上的第三距离小于或等于第三距离阈值；和/或
181.使所述第一对准参考点与所述第二对准参考点在第二方向上的第四距离小于或等于第四距离阈值；
182.其中，所述第一方向和所述第二方向为平行于所述第一晶圆和/或所述第二晶圆的方向上相互垂直的两个方向；
183.所述第一距离阈值大于所述第三距离阈值；所述第二距离阈值大于所述第四距离阈值。
184.本技术实施例中涉及的位置参数可以是坐标参数，因此，上述相对位置参数可以是第一对准标记与第二对准标记相对的坐标参数。示例性地，第一对准标记的图案可以具有第一对准参考点，第二对准标记的图案可以具有第二对准参考点，这里的对准参考点可以根据实际需求选择，例如可以选择图案的中心或图案中的一个特定点等。在观察镜中可以建立平面直角坐标系，在相同的坐标系下，第一对准参考点可以具有第一坐标点，第二对准参考点可以具有第二坐标点且第一对准参考点和第二对准参考点在该坐标系中的同一方向(x方向或y方向)可以具有对应的距离长度。
185.示例性地，上述第一方向可以是坐标系的x方向，则第一对准参考点和第二对准参考点的x坐标的差值的绝对值即上述第一距离；上述第二方向可以是坐标系的y方向，则第一对准参考点和第二对准参考点的y坐标的差值的绝对值即上述第二距离。若第一距离大于第一距离阈值，说明第一晶圆和第二晶圆未对准；若第二距离大于第二距离阈值，也说明第一晶圆和第二晶圆未对准。因此，使所述第一对准标记和所述第二对准标记进行第一次对准的过程就是调整调整第一晶圆和第二晶圆的相对位置，使第一距离小于或等于第一距离阈值，和/或使第二距离小于或等于第二距离阈值的过程。
186.需要说明的是，上述对准条件需要根据实际需求确定。例如，上述第一次对准过程可以是粗对准，即采用较大的第一距离阈值和第二距离阈值作为对准条件，这样可以减少对准的步骤，节约成本。若要求第一距离和第二距离都满足小于或等于对应的距离阈值，则需要调整第一晶圆和第二晶圆在x方向和y方向上的相对位置参数；若要求第一距离或第二距离中的一个小于或等于对应的距离阈值，则只需调整第一晶圆和第二晶圆在对应的坐标方向上的相对位置参数即可。这里，调整相对位置参数可以是保持第一晶圆不动，调整第二晶圆；或保持第二晶圆不动，调整第一晶圆；或同时调整第一晶圆和第二晶圆，直至第一对准标记和第二对准标记进行第一次对准。
187.同样地，在进行第二次对准的过程中，可以再次建立平面直角坐标系，这样，第一对准参考点的第三坐标点与第二对准参考点的第四坐标点在坐标系中x方向可以具有第三距离，在坐标系中y方向可以具有第四距离。示例性地，若第二次对准要求第三距离和第四距离都满足小于或等于对应的距离阈值，则需要调整第一晶圆和第二晶圆在x方向和y方向上的相对位置参数；若要求第三距离或第四距离中的一个小于或等于对应的距离阈值，则只需调整第一晶圆和第二晶圆在对应的坐标方向上的相对位置参数即可。这里，上述第二次对准过程可以是精对准，即采用较小的第三距离阈值和第四距离阈值作为对准条件，这样可以在第一次对准的基础上提高对准的精度和键合效率，从而提升产品可靠性。这里，调整相对位置参数也可以是保持第一晶圆不动，调整第二晶圆；或保持第二晶圆不动，调整第一晶圆；或同时调整第一晶圆和第二晶圆，直至第一对准标记和第二对准标记进行第二次对准。
188.需要说明的是，本技术实施例可以选择第一距离或第二距离中的一种作为相对位置参数，也可以选择第一距离或第二距离一起作为相对位置参数，这样可以通过多次计算取平均值的方法减小上述相对位置参数的误差。并且上述第一方向和第二方向可以是平行于所述第一晶圆和/或所述第二晶圆的方向上相互垂直的两个方向，例如坐标系的x方向和y方向，这样可以方便计算第一距离和第二距离的数值，提高计算的准度，从而提高第二次对准的精度。另一方面，上述第一距离阈值可以大于所述第三距离阈值，第二距离阈值可以大于所述第四距离阈值，这样可以将第一次对准作为粗对准，将第二次对准作为精对准，从而在第一次对准的过程中减少对准步骤，节约成本；在第二次对准的过程中提高对准精度和键合效率，提高产品可靠性。
189.在一些实施例中，所述第一类光束为红光，所述第二类光束为红外光。
190.在本技术实施例中，根据实际情况，第一类光束可以被晶圆吸收并且被对准标记反射，这里可以选择红光(波段在600nm至700nm)。这是因为红光作为可见光，是均匀的平行光，并且相对于其他可见光而言，波长最长，可以更清楚地观察到晶圆上对准标记的位置；另一方面，产生红光的成本较低，可以作为第一次对准过程中的光束，并提高晶圆键合的效率。
191.根据实际情况，第二类光束可以透过晶圆并且被对准标记反射，这里可以选择红外光(波段在700nm至4000nm)。这是因为红外光的波长大于红光，具有更好的穿透能力，可以作为第二次对准过程中的光束，并提高对准的精度。
192.综上所述，本技术实施例提供的晶圆键合方法可以利用第一类光束将第一晶圆和第二晶圆进行一次对准，并在第一晶圆和第二晶圆移动至键合距离后，利用第二类光束将第一晶圆和第二晶圆进行第二次对准。这样可以减少晶圆移动过程中产生的位置误差，提高晶圆键合的准确度，提升产品可靠性。
193.如图9所示，本技术实施例还提供了一种晶圆键合设备，包括：
194.第一承载台10，用于固定第一晶圆；所述第一晶圆上具有至少一个第一对准标记；
195.第二承载台20，与所述第一承载台相对，用于固定第二晶圆；所述第二晶圆上具有至少一个第二对准标记；
196.第一对位组件30，位于所述第一承载台10承载所述第一晶圆的一侧，用于利用第一类光束，确定第一晶圆上的第一对准标记的第一位置参数；
197.第二对位组件40，位于所述第二承载台20承载所述第二晶圆的一侧，用于利用所述第一类光束，确定第二晶圆上的第二对准标记的第二位置参数；
198.移动组件50，连接所述承载台，用于根据所述第一位置参数和所述第二位置参数，将所述第一晶圆和所述第二晶圆移动至相对位置，使所述第一对准标记和所述第二对准标记进行第一次对准；
199.第三对位组件60，位于所述第一承载台10和/或所述第二承载台20的一侧，用于利用第二类光束，控制所述移动组件50调整所述第一晶圆和所述第二晶圆的相对位置，使所述第一对准标记和所述第二对准标记进行第二次对准；
200.键合组件80，连接所述第一承载台10和所述第二承载台20，用于键合所述第一晶圆与所述第二晶圆。
201.本技术实施例涉及的承载台可以包括但不限于真空吸盘、卡盘或机械手臂等，并
且可以根据操作者需求自由移动。其中，第一承载台与第二承载台的类型和尺寸可以相同或不同。示例性地，第一承载台可以是卡盘，将第一晶圆卡住并进行自由移动；第二承载台可以是机械手臂，将第二晶圆夹持并进行自由移动。需要说明的是，上述第一承载台和第二承载台在晶圆对准和键合的过程中相对设置，且第一承载台可以位于第二承载台的下方，也可以位于第二承载台的上方。
202.本技术实施例涉及的第一对位组件、第二对位组件和第三对位组件都可以包括光源、观察镜或其他可对位的光学组件中的一种或多种，并且可以是集成包括了光源和观察镜的光学组件。上述第一对位组件和第二对位组件可以位于承载台承载晶圆的一侧或相背的一侧；第三对位组件可以位于承载台承载晶圆的一侧或相背的一侧，也可以包含有分别位于承载台和晶圆两侧的光源和观察镜。在实际对准过程中可以以上述对位组件为坐标原点来建立空间直角坐标系，这样可以将晶圆上的对准标记的位置参数转换为坐标参数，并且可以利用坐标之间的距离来控制晶圆的移动距离。具体地，本技术实施例包括移动组件来连接上述承载台从而控制晶圆的移动，使得第一晶圆和第二晶圆上的对准标记相互对准，并且在对应的坐标系上的投影至少部分的重合。示例性地，本技术实施例中的第一对位组件和第二对位组件可以利用第一类光束进行第一次对准，第三对位组件可以利用第二类光束进行第二次对准。
203.在本技术实施例中，移动组件可以控制承载台进行第一次对准，并且在对准后将第一晶圆和第二晶圆移动至待键合的位置。所述移动组件还可以调整承载台来改变第一对准标记和第二对准标记的相对位置参数，从而进行第二次对准。键合组件可以在二次对准后，将满足键合条件(位于待键合位置且对准)的第一晶圆和第二晶圆键合。
204.因此，本技术实施例提供的键合设备可以在键合操作之前，通过第一对位组件和第二对位组件，利用第一类光束进行第一次对准；通过第三对位组件，利用第二类光束进行第二次对准。需要说明的是，上述第一次对准是将第一晶圆的键合面和第二晶圆的键合面移动至相对位置的过程；第二次对准是在第一晶圆与第二晶圆键合面相对的基础上，减少因相对距离改变而产生的相对位置误差，并在键合操作之前再次将第一对准参考点和第二对准参考点调整至满足对准条件的过程。这样可以减少晶圆移动过程中产生的位置误差，提高晶圆键合的准确度，提升产品可靠性。
205.在一些实施例中，如图9所示，所述第一承载台10包括至少一个第一通光口91，位于与所述第一对准标记对应的位置；
206.所述第二承载台20包括至少一个第二通光口92，位于与所述第二对准标记对应的位置。
207.在本技术实施例中，承载台可以具有不透光性，因此，可以在第一承载台和第二承载台上设置至少一个图案化的通光口，使得第一类光束和第二类光束可以通过上述通光口照射到晶圆的表面。需要说明的是，多个通光口的图案和尺寸可以相同，间距可以相等。示例性地，在进行第一次对准时，第一承载台上的第一通光口可以与第二承载台上的第二通光口位于所述第一类光束的光轴上；在进行第二次对准时，第一承载台上的第一通光口可以与第二承载台上的第二通光口位于所述第二类光束的光轴上。这样可以使得对位组件更加准确地得到相应的对准标记的位置参数。
208.在一些实施例中，如图10a所示，所述第三对位组件60，包括：
209.第一发光单元61，位于所述第一承载台10或所述第二承载台20的一侧，用于发射所述第二类光束；其中，所述第二类光束透过所述第一晶圆和所述第二晶圆；
210.第一接收单元62，位于与所述第一发光单元61相对的一侧，用于接收透过所述第一晶圆和所述第二晶圆的所述第二类光束。
211.在本技术实施例中，第三对位组件可以位于承载台的两侧或其中的任意一侧，这里的一侧是指背离承载台承载晶圆的一侧。需要说明的是，第三对位组件可以包括发射第二类光束的第一发光单元，和接收第二类光束的第一接收单元。可以根据实际需求将第二类光束平行照射到晶圆表面，因此，上述第一发光单元和第一接收单元可以位于上述通光口所在的光路上。
212.示例性地，如图10a所示，第一发光单元和第一接收单元可以位于第一承载台和第二承载台的两侧，这样可以使得第二光束从第一发光单元射入，通过上述通光口照射到第一晶圆和第二晶圆表面，并将第一对准标记和第二对准标记投影，最后再通过通光口射出并被第一接收单元接收。
213.在一些实施例中，如图10b所示，所述第一发光单元61位于与所述第一对位组件30相同的一侧，所述第一接收单元62位于与所述第二对位组件40相同的一侧；或
214.如图10c所示，所述第一发光单元61位于与所述第二对位组件40相同的一侧，所述第一接收单元62位于与所述第一对位组件30相同的一侧。
215.在本技术实施例中，第一对位组件位于第一承载台承载第一晶圆的一侧，即第二承载台承载面相背的一侧；第二对位组件位于第二承载台承载第人晶圆的一侧，即第一承载台承载面相背的一侧。因此，本技术实施例中的第一发光单元和第一接收单元可以根据实际需求放置于第一对位组件不同的两侧，这样可以获取第二类光束在第一晶圆和第二晶圆上的透射图像。
216.在一些实施例中，如图11a所示，所述第三对位组件60，包括：
217.第二发光单元63，位于所述第一承载台10或所述第二承载台20的一侧，用于发射所述第二类光束；其中，所述第二类光束在所述第一晶圆和所述第二晶圆上反射；
218.第二接收单元64，位于与所述第二发光单元63相同的一侧，用于接收在所述第一晶圆和所述第二晶圆上反射的所述第二类光束。
219.在本技术实施例中，第三对位组件还可以包括发射第二类光束的第二发光单元，和接收第二类光束的第二接收单元。同样地，可以根据实际需求将第一发光单元和第一接收单元可以设置在上述通光口所在的光路上。示例性地，如图11a所示，第二发光单元和第二接收单元可以位于承载台相同的一侧，这样可以使得第二光束从第二发光单元射入，通过上述通光口照射到第一晶圆和第二晶圆表面，并在第一对准标记和第二对准标记反射，从而生成反射投影图像，最后再通过入射的通光口射出，并被第二接收单元接收。
220.在一些实施例中，如图11b所示，所述第二发光单元63和所述第二接收单元64位于与所述第一对位组件30相同的一侧；或
221.如图11c所示，所述第二发光单元63和所述第二接收单元64位于与所述第二对位组件40相同的一侧。
222.在本技术实施例中，第二发光单元和第二接收单元还可以根据实际需求放置于第一对位组件相同的一侧或第二对位组件相同的一侧，这样可以获取第二类光束在第一晶圆
和第二晶圆上的反射图像。需要说明的是，上述第一对准标记和第二对准标记可以包括透光部分和不透光部分，在第二接收单元中获得的反射图像可以如图11d所示。其中，第一对准标记和第二对准标记上分别具有多个不透光图案121和221，在不透光图案以外的部分为透光部分。示例性地，若第二对准标记相对于第一对准标记靠近上述光源与观察镜，则从第二发光单元发射的第二类光束，其中一部分会照射到第二对准标记的不透光部分，被反射回第二接收单元；另一部分则会照射到第二对准标记的透光部分，从而穿过第二晶圆并照射到第一对准标记的不透光部分上，并反射回第二接收单元。这样，便可以在观察镜中获取到第一对准标记和第二对准标记反射的投影图像。
223.在一些实施例中，如图12所示，所述第一对位组件30包括：
224.第三发光单元31，位于所述第一承载台10承载所述第一晶圆的一侧，用于发射所述第一类光束，照射所述第一晶圆；
225.第三接收单元32，位于所述第一承载台10承载所述第一晶圆的一侧，用于获取所述第一类光束在所述第一对准标记所在位置反射形成的第一反射图像；
226.第一处理单元33，连接所述第三接收单元32，用于根据所述第一反射图像，确定所述第一位置参数。
227.在本技术实施例中，第一对位组件包括的第三发光单元和第三接收单元可以位于第一承载台承载第一晶圆的一侧。示例性地，第一承载台位于水平方向上，第一晶圆位于第一承载台的上表面。这样，从第三发光单元发出的第一类光束可以照射到第一晶圆上，并被第一对准标记反射，再通过第三接收单元获得反射形成的第一反射图像。
228.进一步地，可以通过连接第三接收单元的第一处理单元来获取第一反射图像中的坐标操作，从而确定第一对准标记的第一位置参数。这里的坐标参数是以第一对位组件为坐标原点建立的坐标系中的坐标参数。
229.在一些实施例中，如图13所示，所述第二对位组件40包括：
230.第四发光单元41，位于所述第二承载台20承载所述第二晶圆的一侧，用于发射所述第一类光束，照射所述第二晶圆；
231.第四接收单元42，位于所述第二承载台20承载所述第二晶圆的一侧，用于获取所述第一类光束在所述第二对准标记所在位置反射形成的第二反射图像；
232.第二处理单元43，连接所述第四接收单元42，用于根据所述第二反射图像，确定所述第二位置参数。
233.在本技术实施例中，第二对位组件包括的第四发光单元和第四接收单元可以位于第二承载台承载第二晶圆的一侧。示例性地，第二承载台位于水平方向上，第二晶圆位于第二承载台的下表面。这样，可以使得第一晶圆的键合面与第二晶圆的键合面相对，并且从第四发光单元发出的第一类光束可以照射到第二晶圆上，从而被第二对准标记反射，再通过第四接收单元获得反射形成的第二反射图像。
234.进一步地，可以通过连接第四接收单元的第二处理单元来获取第二反射图像中的坐标操作，从而确定第二对准标记的第二位置参数。这里的坐标参数是以第二对位组件为坐标原点建立的坐标系中的坐标参数。
235.需要说明的是，本技术所提供的几个方法或设备实施例中所揭露的特征，在不冲突的情况下可以任意组合，得到新的方法实施例或设备实施例。
236.以上所述，仅为本技术的具体实施方式，但本技术的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本技术揭露的技术范围内，可轻易想到变化或替换，都应涵盖在本技术的保护范围之内。因此，本技术的保护范围应以所述权利要求的保护范围为准。