一种改善由晶圆键合引起晶圆变形的设备的制作方法

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1.本发明涉及半导体技术领域，特别是涉及一种改善由晶圆键合引起晶圆变形的设备。

背景技术：

2.随着cmos图像传感器技术的发展，出现了背照式(bsi)工艺。在传统的正照式(fsi)结构中，入射光首先要穿过多层绝缘介质以及金属布线层，才能进入光电二级管，部分入射光子会受到绝缘层和金属布线层的反射，造成填充因子的降低和低光照下的低灵敏度。
3.而bsi工艺则将具有光电二极管的器件晶圆片翻转后，与光板承载片进行合二为一的键合工艺，以此保障器件在后续背面减薄工艺中的机械强度。光线因此可以首先进入感光二极管，增大感光量，显著提高低光照条件下的拍摄效果。
4.在器件晶圆片a和光板承载片b进行键合过程时，一般将b片放置在a片之上，因为b片为光板片，弯曲值一般在10um以内。a片因为有一定厚度介质层，一般会呈抛物线型的值，大小在20um-40um左右。如果使用a片接触顶部的键合顶针，对a片的内部初始形变影响太大，容易影响器件结构。
5.因此，需要提出一种新的设备以解决上述问题。

技术实现要素：

6.鉴于以上所述现有技术的缺点，本发明的目的在于提供一种改善由晶圆键合引起晶圆变形的设备，用于解决现有技术中由晶圆键合引起晶圆弯曲变形的问题。
7.为实现上述目的及其他相关目的，本发明提供一种改善由晶圆键合引起晶圆变形的设备，至少包括：
8.第一、第二晶圆；所述第一、第二晶圆分别具有正面和背面；所述第一晶圆用于对所述第二晶圆进行键合；
9.第一承载台；所述第一承载台设有穿透其上下表面的键合顶针；所述键合顶针用于将所述第一晶圆的中心推向所述第二晶圆的中心；所述第一承载台设有多个真空孔；所述多个真空孔用于吸附所述第一晶圆；
10.第二承载台；所述第二承载台设有多个真空孔；所述多个真空孔用于吸附所述第二晶圆的背面；所述第二承载台还设有用于吸附所述第二晶圆背面的直流电源。
11.优选地，所述第一晶圆不设任何器件的光片板。
12.优选地，所述键合顶针用于将所述第一晶圆正面或背面的中心推向所述第二晶圆背面的中心；所述第一晶圆的正面或背面用于对所述第二晶圆的背面进行键合，所述第一晶圆用于对所述第二晶圆的背面进行键合的正面或背面形成键合面。
13.优选地，所述第二晶圆的正面设有光电二极管。
14.优选地，在所述设备中的键合纵向，所述第一承载台位于该纵向的上方位置，所述
第二承载台位于所述第一承载台的下方位置。
15.优选地，所述第一承载台和所述第二承载台均为静电卡盘。
16.优选地，所述键合顶针设置于所述第一承载台的中心位置。
17.优选地，设置于所述第一承载台上的所述多个真空孔均匀分布于所述第一承载台表面，其分布区域构成的轮廓与所述第一晶圆表面的大小一致，并且分布于所述第一承载台上的所述多个真空孔吸附所述第一晶圆时，该多个真空孔均覆盖在所述第一晶圆的所述键合面。
18.优选地，设置于所述第二承载台上的所述多个真空孔均匀分布于所述第二承载台的表面，其分布区域构成的轮廓与所述第二晶圆表面的大小一致，并且分布于所述第二承载台上的所述多个真空孔吸附所述第二晶圆的背面时，该多个真空孔均覆盖在所述第二晶圆的背面。
19.优选地，所述第二承载台上设有的用于吸附所述第二晶圆背面的所述直流电源为高压低流直流电源。
20.本发明还提供一种改善由晶圆键合引起晶圆变形的设备，至少包括：
21.第一、第二晶圆；所述第一、第二晶圆分别具有正面和背面；所述第一晶圆用于对所述第二晶圆进行键合；
22.第一承载台；所述第一承载台设有穿透其上下表面的键合顶针；所述键合顶针用于将所述第一晶圆的中心推向所述第二晶圆的中心；所述第一承载台设有多个真空孔；所述多个真空孔用于吸附所述第一晶圆；
23.第二承载台；所述第二承载台设有用于吸附所述第二晶圆背面的直流电源；所述第二承载台吸附所述第二晶圆背面的表面为吸附面，相对于该吸附面的外表面所处的环境压强低于所述吸附面的环境压强。
24.优选地，所述第二承载台相对于所述吸附面的外表面设置在封闭的低压环境中，该低压环境中的所述环境压强小于10mbar。
25.优选地，所述第一晶圆不设任何器件的光片板。
26.优选地，所述键合顶针用于将所述第一晶圆正面或背面的中心推向所述第二晶圆背面的中心；所述第一晶圆的正面或背面用于对所述第二晶圆的背面进行键合，所述第一晶圆用于对所述第二晶圆的背面进行键合的正面或背面形成键合面。
27.优选地，所述第二晶圆的正面设有光电二极管。
28.优选地，在所述设备中的键合纵向，所述第一承载台位于该纵向的上方位置，所述第二承载台位于所述第一承载台的下方位置。
29.优选地，所述第一承载台和所述第二承载台均为静电卡盘。
30.优选地，所述键合顶针设置于所述第一承载台的中心位置。
31.优选地，设置于所述第一承载台上的所述多个真空孔均匀分布于所述第一承载台表面，其分布区域构成的轮廓与所述第一晶圆表面的大小一致，并且分布于所述第一承载台上的所述多个真空孔吸附所述第一晶圆时，该多个真空孔均覆盖在所述第一晶圆的所述键合面。
32.优选地，所述第二承载台上设有的用于吸附所述第二晶圆背面的所述直流电源为高压低流直流电源。
33.如上所述，本发明的改善由晶圆键合引起晶圆变形的设备，具有以下有益效果：本发明可以进一步提升目前机台设计对底片的控制，从而进一步改善键合片有键合过程中引起的变形，提升工艺极限能力。
附图说明
34.图1显示为本发明中实施例一的改善由晶圆键合引起晶圆变形的设备结构示意图；
35.图2显示为本发明的实施例二中的改善由晶圆键合引起晶圆变形的设备结构示意图。
具体实施方式
36.以下通过特定的具体实例说明本发明的实施方式，本领域技术人员可由本说明书所揭露的内容轻易地了解本发明的其他优点与功效。本发明还可以通过另外不同的具体实施方式加以实施或应用，本说明书中的各项细节也可以基于不同观点与应用，在没有背离本发明的精神下进行各种修饰或改变。
37.请参阅图1至图2。需要说明的是，本实施例中所提供的图示仅以示意方式说明本发明的基本构想，遂图式中仅显示与本发明中有关的组件而非按照实际实施时的组件数目、形状及尺寸绘制，其实际实施时各组件的型态、数量及比例可为一种随意的改变，且其组件布局型态也可能更为复杂。
38.实施例一
39.本发明提供一种改善由晶圆键合引起晶圆变形的设备，如图1所示，图1显示为本发明中实施例一的改善由晶圆键合引起晶圆变形的设备结构示意图，该设备至少包括：第一、第二晶圆；所述第一、第二晶圆分别具有正面和背面；所述第一晶圆用于对所述第二晶圆进行键合；
40.第一承载台；所述第一承载台设有穿透其上下表面的键合顶针；所述键合顶针用于将所述第一晶圆的中心推向所述第二晶圆的中心；所述第一承载台设有多个真空孔；所述多个真空孔用于吸附所述第一晶圆；
41.第二承载台；所述第二承载台设有多个真空孔；所述多个真空孔用于吸附所述第二晶圆的背面；所述第二承载台还设有用于吸附所述第二晶圆背面的直流电源。
42.图1中的所述设备包括：第一晶圆03、第二晶圆04；所述第一、第二晶圆分别具有正面和背面；所述第一晶圆03用于对所述第二晶圆04进行键合；
43.第一承载台02；所述第一承载台02设有穿透其上下表面的键合顶针05；所述键合顶针05用于将所述第一晶圆03的中心推向所述第二晶圆04的中心；所述第一承载台02设有多个真空孔06；所述多个真空孔06用于吸附所述第一晶圆03；
44.第二承载台01；所述第二承载台01设有多个真空孔07；所述多个真空孔07用于吸附所述第二晶圆04的背面；所述第二承载台01还设有用于吸附所述第二晶圆04背面的直流电源。
45.本发明进一步地，本实施例的所述第一晶圆03不设任何器件的光片板。
46.本发明进一步地，本实施例的所述键合顶针05用于将所述第一晶圆03正面或背面
的中心推向所述第二晶圆04背面的中心；所述第一晶圆03的正面或背面用于对所述第二晶圆04的背面进行键合，所述第一晶圆03用于对所述第二晶圆04的背面进行键合的正面或背面形成键合面。
47.本发明进一步地，本实施例的所述第二晶圆04的正面设有光电二极管。
48.本发明进一步地，本实施例的在所述设备中的键合纵向，也就是图1中的纵向，上下方向为键合的方向，所述第一承载台02位于该纵向的上方位置，所述第二承载台01位于所述第一承载台03的下方位置。
49.本发明进一步地，本实施例的所述第一承载台03和所述第二承载台04均为静电卡盘。
50.本发明进一步地，本实施例的所述键合顶针05设置于所述第一承载台03的中心位置。
51.本发明进一步地，本实施例的设置于所述第一承载台03上的所述多个真空孔06均匀分布于所述第一承载台03表面，其分布区域构成的轮廓与所述第一晶圆03表面的大小一致，并且分布于所述第一承载台02上的所述多个真空孔06吸附所述第一晶圆03时，该多个真空孔06均覆盖在所述第一晶圆03的所述键合面。
52.本发明进一步地，本实施例的设置于所述第二承载台01上的所述多个真空孔07均匀分布于所述第二承载台01的表面，其分布区域构成的轮廓与所述第二晶圆04表面的大小一致，并且分布于所述第二承载台01上的所述多个真空孔07吸附所述第二晶圆04的背面时，该多个真空孔07均覆盖在所述第二晶圆04的背面。
53.本发明进一步地，本实施例的所述第二承载台01上设有的用于吸附所述第二晶圆04背面的所述直流电源为高压低流直流电源。
54.实施例二
55.本发明还提供一种改善由晶圆键合引起晶圆变形的设备，至少包括：
56.第一、第二晶圆；所述第一、第二晶圆分别具有正面和背面；所述第一晶圆用于对所述第二晶圆进行键合；
57.第一承载台；所述第一承载台设有穿透其上下表面的键合顶针；所述键合顶针用于将所述第一晶圆的中心推向所述第二晶圆的中心；所述第一承载台设有多个真空孔；所述多个真空孔用于吸附所述第一晶圆；
58.第二承载台；所述第二承载台设有用于吸附所述第二晶圆背面的直流电源；所述第二承载台吸附所述第二晶圆背面的表面为吸附面，相对于该吸附面的外表面所处的环境压强低于所述吸附面的环境压强。
59.如图2所示，图2显示为本发明的实施例二中的改善由晶圆键合引起晶圆变形的设备结构示意图，该设备包括：第一晶圆03、第二晶圆04；所述第一、第二晶圆分别具有正面和背面；所述第一晶圆03用于对所述第二晶圆04进行键合；
60.第一承载台02；所述第一承载台02设有穿透其上下表面的键合顶针05；所述键合顶针05用于将所述第一晶圆03的中心推向所述第二晶圆04的中心；所述第一承载台02设有多个真空孔06；所述多个真空孔06用于吸附所述第一晶圆03；
61.第二承载台01；所述第二承载台01设有用于吸附所述第二晶圆04背面的直流电源；所述第二承载台01吸附所述第二晶圆04背面的表面为吸附面，相对于该吸附面的外表
面所处的环境压强低于所述吸附面的环境压强。
62.本发明进一步地，本实施例的所述第二承载台01相对于所述吸附面的外表面设置在封闭的低压环境中，该低压环境中的所述环境压强小于10mbar。也就是说，相对于所述吸附面的外表面处于低压环境中使得该第二承载台承载所述第二晶圆的表面具有更低的压强环境，使得所述第二晶圆能够更紧密地吸附在所述第二承载台01上。
63.本发明进一步地，本实施例的所述第一晶圆03不设任何器件的光片板。
64.本发明进一步地，本实施例的所述键合顶针用于将所述第一晶圆03正面或背面的中心推向所述第二晶圆04背面的中心；所述第一晶圆03的正面或背面用于对所述第二晶圆04的背面进行键合，所述第一晶圆03用于对所述第二晶圆04的背面进行键合的正面或背面形成键合面。
65.本发明进一步地，本实施例的所述第二晶圆04的正面设有光电二极管。
66.本发明进一步地，本实施例的在所述设备中的键合纵向，所述第一承载台02位于该纵向的上方位置，所述第二承载台01位于所述第一承载台02的下方位置。
67.本发明进一步地，本实施例的所述第一承载台02和所述第二承载台01均为静电卡盘。
68.本发明进一步地，本实施例的所述键合顶针设置于所述第一承载台02的中心位置。
69.本发明进一步地，本实施例的设置于所述第一承载台02上的所述多个真空孔均匀分布于所述第一承载台02表面，其分布区域构成的轮廓与所述第一晶圆03表面的大小一致，并且分布于所述第一承载台02上的所述多个真空孔06吸附所述第一晶圆03时，该多个真空孔06均覆盖在所述第一晶圆03的所述键合面。
70.本发明进一步地，本实施例的所述第二承载台01上设有的用于吸附所述第二晶圆04背面的所述直流电源为高压低流直流电源。
71.综上所述，本发明可以进一步提升目前机台设计对底片的控制，从而进一步改善键合片有键合过程中引起的变形，提升工艺极限能力。所以，本发明有效克服了现有技术中的种种缺点而具高度产业利用价值。
72.上述实施例仅例示性说明本发明的原理及其功效，而非用于限制本发明。任何熟悉此技术的人士皆可在不违背本发明的精神及范畴下，对上述实施例进行修饰或改变。因此，举凡所属技术领域中具有通常知识者在未脱离本发明所揭示的精神与技术思想下所完成的一切等效修饰或改变，仍应由本发明的权利要求所涵盖。

技术特征：

1.一种改善由晶圆键合引起晶圆变形的设备，其特征在于，至少包括：第一、第二晶圆；所述第一、第二晶圆分别具有正面和背面；所述第一晶圆用于对所述第二晶圆进行键合；第一承载台；所述第一承载台设有穿透其上下表面的键合顶针；所述键合顶针用于将所述第一晶圆的中心推向所述第二晶圆的中心；所述第一承载台设有多个真空孔；所述多个真空孔用于吸附所述第一晶圆；第二承载台；所述第二承载台设有多个真空孔；所述多个真空孔用于吸附所述第二晶圆的背面；所述第二承载台还设有用于吸附所述第二晶圆背面的直流电源。2.根据权利要求1所述的改善由晶圆键合引起晶圆变形的设备，其特征在于：所述第一晶圆不设任何器件的光片板。3.根据权利要求1所述的改善由晶圆键合引起晶圆变形的设备，其特征在于：所述键合顶针用于将所述第一晶圆正面或背面的中心推向所述第二晶圆背面的中心；所述第一晶圆的正面或背面用于对所述第二晶圆的背面进行键合，所述第一晶圆用于对所述第二晶圆的背面进行键合的正面或背面形成键合面。4.根据权利要求1所述的改善由晶圆键合引起晶圆变形的设备，其特征在于：所述第二晶圆的正面设有光电二极管。5.根据权利要求1所述的改善由晶圆键合引起晶圆变形的设备，其特征在于：在所述设备中的键合纵向，所述第一承载台位于该纵向的上方位置，所述第二承载台位于所述第一承载台的下方位置。6.根据权利要求3所述的改善由晶圆键合引起晶圆变形的设备，其特征在于：所述第一承载台和所述第二承载台均为静电卡盘。7.根据权利要求6所述的改善由晶圆键合引起晶圆变形的设备，其特征在于：所述键合顶针设置于所述第一承载台的中心位置。8.根据权利要求7所述的改善由晶圆键合引起晶圆变形的设备，其特征在于：设置于所述第一承载台上的所述多个真空孔均匀分布于所述第一承载台表面，其分布区域构成的轮廓与所述第一晶圆表面的大小一致，并且分布于所述第一承载台上的所述多个真空孔吸附所述第一晶圆时，该多个真空孔均覆盖在所述第一晶圆的所述键合面。9.根据权利要求1所述的改善由晶圆键合引起晶圆变形的设备，其特征在于：设置于所述第二承载台上的所述多个真空孔均匀分布于所述第二承载台的表面，其分布区域构成的轮廓与所述第二晶圆表面的大小一致，并且分布于所述第二承载台上的所述多个真空孔吸附所述第二晶圆的背面时，该多个真空孔均覆盖在所述第二晶圆的背面。10.根据权利要求1所述的改善由晶圆键合引起晶圆变形的设备，其特征在于：所述第二承载台上设有的用于吸附所述第二晶圆背面的所述直流电源为高压低流直流电源。11.一种改善由晶圆键合引起晶圆变形的设备，其特征在于，至少包括：第一、第二晶圆；所述第一、第二晶圆分别具有正面和背面；所述第一晶圆用于对所述第二晶圆进行键合；第一承载台；所述第一承载台设有穿透其上下表面的键合顶针；所述键合顶针用于将所述第一晶圆的中心推向所述第二晶圆的中心；所述第一承载台设有多个真空孔；所述多个真空孔用于吸附所述第一晶圆；
第二承载台；所述第二承载台设有用于吸附所述第二晶圆背面的直流电源；所述第二承载台吸附所述第二晶圆背面的表面为吸附面，相对于该吸附面的外表面所处的环境压强低于所述吸附面的环境压强。12.根据权利要求11所述的改善由晶圆键合引起晶圆变形的设备，其特征在于：所述第二承载台相对于所述吸附面的外表面设置在封闭的低压环境中，该低压环境中的所述环境压强小于10mbar。13.根据权利要求11所述的改善由晶圆键合引起晶圆变形的设备，其特征在于：所述第一晶圆不设任何器件的光片板。14.根据权利要求11所述的改善由晶圆键合引起晶圆变形的设备，其特征在于：所述键合顶针用于将所述第一晶圆正面或背面的中心推向所述第二晶圆背面的中心；所述第一晶圆的正面或背面用于对所述第二晶圆的背面进行键合，所述第一晶圆用于对所述第二晶圆的背面进行键合的正面或背面形成键合面。15.根据权利要求11所述的改善由晶圆键合引起晶圆变形的设备，其特征在于：所述第二晶圆的正面设有光电二极管。16.根据权利要求11所述的改善由晶圆键合引起晶圆变形的设备，其特征在于：在所述设备中的键合纵向，所述第一承载台位于该纵向的上方位置，所述第二承载台位于所述第一承载台的下方位置。17.根据权利要求14所述的改善由晶圆键合引起晶圆变形的设备，其特征在于：所述第一承载台和所述第二承载台均为静电卡盘。18.根据权利要求17所述的改善由晶圆键合引起晶圆变形的设备，其特征在于：所述键合顶针设置于所述第一承载台的中心位置。19.根据权利要求18所述的改善由晶圆键合引起晶圆变形的设备，其特征在于：设置于所述第一承载台上的所述多个真空孔均匀分布于所述第一承载台表面，其分布区域构成的轮廓与所述第一晶圆表面的大小一致，并且分布于所述第一承载台上的所述多个真空孔吸附所述第一晶圆时，该多个真空孔均覆盖在所述第一晶圆的所述键合面。20.根据权利要求11所述的改善由晶圆键合引起晶圆变形的设备，其特征在于：所述第二承载台上设有的用于吸附所述第二晶圆背面的所述直流电源为高压低流直流电源。

技术总结

本发明提供一种改善由晶圆键合引起晶圆变形的设备，第一晶圆用于对第二晶圆进行键合；第一承载台设有穿透其上下表面的键合顶针；键合顶针用于将第一晶圆的中心推向第二晶圆的中心；第一承载台设有多个真空孔；多个真空孔用于吸附第一晶圆；第二承载台设有多个真空孔；多个真空孔用于吸附第二晶圆的背面；第二承载台还设有用于吸附第二晶圆背面的直流电源。本发明可以进一步提升目前机台设计对底片的控制，从而进一步改善键合片有键合过程中引起的变形，提升工艺极限能力。提升工艺极限能力。提升工艺极限能力。