CN109786263A - 晶圆的接合方法 - Google Patents

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camera lens
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陈建置
杨宗毅
洪忠义
郑穆韩
陈慈信
叶书佑
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Taiwan Semiconductor Manufacturing Co TSMC Ltd
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Abstract

一种晶圆的接合方法，其特征在于，包含以下步骤。将第一晶圆耦接至接合装置的第一支撑座，并将第二晶圆耦接至接合装置的第二支撑座。在第一晶圆耦接至第一支撑座的情况下，将第二晶圆接合至第一晶圆。探测是否有气泡存在于接合装置中该第一晶圆与第二晶圆之间。

Description

晶圆的接合方法
技术领域
本发明实施例是关于一种晶圆的接合方法。
背景技术
通过在半导体装置中增加所形成的集成电路的密度，已可达成制造集成电路(IC)的目的，且所进行的集成电路制程可通过更精密的设计规则达成，以允许形成布线密度更大的集成电路装置。尽管如此，在增加集成电路装置(例如像是晶体管)的密度的同时，由于减少了特征的尺寸，故亦会增加处理流程的复杂性。
发明内容
本揭露内容中的实施例是关于一种晶圆的接合方法，其特征在于，包含以下步骤。将第一晶圆耦接至接合装置的第一支撑座，并将第二晶圆耦接至接合装置的第二支撑座。在第一晶圆耦接至第一支撑座的情况下，将第二晶圆接合至第一晶圆。探测是否有气泡存在于接合装置中该第一晶圆与第二晶圆之间。
附图说明
图1为根据本揭露内容的部分实施方式绘示接合装置的方块图；
图2为根据本揭露内容的部分实施方式绘示接合模块的侧视图；
图3A绘示图2的第一晶圆座的第一晶圆设置侧的平面图；
图3B绘示图2的第二晶圆座的第二晶圆设置侧的平面图；
图4至图6绘示将晶圆透过图2的接合模块接合至一起的方法于不同阶段的侧视图；
图7为根据本揭露内容的部分实施方式绘示接合装置中的晶圆所进行的步骤S10-S60的流程图；
图8为根据本揭露内容的部分实施方式绘示接合模块的侧视图；
图9为根据本揭露内容的部分实施方式绘示接合模块的侧视图；
图10为根据本揭露内容的部分实施方式绘示接合装置的方块图；
图11为根据本揭露内容的部分实施方式绘示接合装置的侧视图。
具体实施方式
以下揭示内容提供众多不同的实施例或实例以用于实施本揭露内容提供的标的物的不同特征。下文中描述组件及排列的特定实例以简化本揭露内容。此等组件及排列当然仅为实例，及不意欲进行限制。例如，在下文的描述中，第一特征在第二特征上方或之上的形成可包含其中第一特征与第二特征以直接接触方式形成的实施例，及亦可包含其中在第一特征与第二特征之间形成额外特征以使得第一特征与第二特征无法直接接触的实施例。此外，本揭露内容在多个实例中可重复元件符号及/或字母。此重复用于实现简化与明晰的目的，及其自身并不规定所论述的多个实施例及/或配置之间的关系。
此外，本揭露内容中可使用诸如“在...之下”，“在...之下”，“下方”，“在...之上”，“上方”等等的空间相对术语在以便于描述，以描述一个元件或特征与另一或更多个元件或特征的关系，如附图中所图示。空间相对术语意亦包含在使用或操作中的装置除附图中绘示的定向以外的不同定向。设备可经定向(旋转90度或其他定向)，及本揭露内容中使用的空间相对描述词同样可相应地进行解释。
图1为根据本揭露内容的部分实施方式绘示接合装置100A的方块图。接合装置100A包含至少一晶圆传送盒(front opening unified pod；FOUP)工作台202、电浆模块204、清洁模块205、接合模块206A、传送空间207以及传递模块208。于部分实施方式中，传递模块208包含移动装置，其可用以将晶圆自一模块移动至另一模块。
于部分实施方式中，电浆模块204可透过传递模块208接收自晶圆传送盒工作台202上的晶圆传送盒传递过来的半导体晶圆W，以进行电浆程序。于部分实施方式中，于进行电浆程序之后，半导体晶圆W可透过传递模块208传递至清洁模块205，以进行清洁程序。于部分实施方式中，于进行清洁程序之后，半导体晶圆W可传递至接合模块206A。接合模块206A可用以进行对准程序以及接合程序，以将一个半导体晶圆接合至另一个晶圆上。于部分实施方式中，接合装置100A包含腔体102，其中腔体102位于接合模块206A内，且半导体晶圆W可传递至腔体102，以进行对准程序与接合程序。于部分实施方式中，传递模块208可用以将完成接合的晶圆自接合模块206A透过传送空间207移动至晶圆传送盒工作台202。于部分实施方式中，传递模块208为用以将完成接合的晶圆自接合模块206A透过传送空间207移动至晶圆承载台。
图2为根据本揭露内容的部分实施方式绘示接合模块206A的侧视图。如图2所示，接合模块206A包含腔体102、第一阶台110、第一晶圆座112、第二阶台120、第二晶圆座122、第一镜头130、第二镜头132、显示单元134、调整装置140、测量装置142以及控制器160。第一阶台110、第一晶圆座112、第二阶台120、第二晶圆座122、第一镜头130、第二镜头132、调整装置140、测量装置142位于腔体102内。于部分实施方式中，腔体102可做为反应腔体使用，其可允许接合程序于其内进行。
第一晶圆座112可固定在或附着至第一阶台110上，而第二晶圆座122可固定在或附着至第二阶台120上。第一阶台110与第一晶圆座112可共同做为第一晶圆支撑座114使用，其可用以固定晶圆。第二阶台120与第二晶圆座122可共同做为第二晶圆支撑座124使用，其可用以固定晶圆。第一晶圆支撑座114与第二晶圆支撑座124彼此相对。第一晶圆支撑座114在此也可称作为下晶圆支撑座，而第二晶圆支撑座124在此也可称作为上晶圆支撑座。第一晶圆座112可适于支撑第一晶圆(例如图4的第一晶圆150)，而第二晶圆座122可适于支撑第二晶圆(例如图4的第二晶圆152)。第二晶圆座122包含形成于其中的孔径126，其中孔径126自第二晶圆座122的一侧延伸至另一侧。孔径126的设置位置大致为第二晶圆座122中央区域。孔径126可适于容纳插销件(例如图4的插销件144)。在对第一晶圆与第二晶圆进行接合程序的期间，可使用插销件144透过孔径126施加压力在第二晶圆152上。于部分实施方式中，第一晶圆座112与第二晶圆座122可包含真空吸孔119与129(例如图3A与图3B的真空吸孔119与129)。
于部分实施方式中，第一晶圆座112与第二晶圆座122实质上具可透光性。举例来说，第一晶圆座112与第二晶圆座122可包含玻璃、石英或其他类型的具可透光性材料。于部分实施方式中，第一晶圆座112与第二晶圆座122可包含半透光或不透光材料。于部分实施方式中，第一晶圆座112实质上具可透光性，而第二晶圆座122为半透光或不透光，反之亦然。于部分实施方式中，在第二晶圆座122至少实质上具可透光性的情况下，由于增加了第一晶圆与第二晶圆上的接合对准标记的可视性，故可提升第一晶圆与第二晶圆所进行的对准程序的良率。
于部分实施方式中，第一晶圆座112与第二晶圆座122包含棋盘式图案于其上。棋盘式图案可位于第一晶圆座112的第一晶圆设置侧117上以及位于第二晶圆座122的第二晶圆设置侧127上，如图3A与图3B所示，图3A绘示图2的第一晶圆座112的第一晶圆设置侧117的平面图，而图3B绘示图2的第二晶圆座122的第二晶圆设置侧127的平面图。
如图3A与图3B所示，棋盘式图案包含棋盘式格线118与128，其设置为阵列形式，像是XY格线图案。于部分实施方式中，棋盘式格线118与128可设置为其他形式或图案。于部分实施方式中，包含棋盘式格线118与128的棋盘式图案可便于施加均匀的真空予第一晶圆与第二晶圆。于部分实施方式中，所施加的真空可用于将第一晶圆与第二晶圆固定在第一晶圆座112与第二晶圆座122上，其中所施加的真空可透过接合装置100A的真空泵浦104a与104b提供。于部分实施方式中，第一晶圆座112与第二晶圆座122为分别连接不同的真空泵浦。于部分实施方式中，第一晶圆座112与第二晶圆座122也可连接相同的真空泵浦。于部分实施方式中，真空泵浦104a与104b为与真空吸孔119与129连通。所施加的真空可分别透过真空吸孔119与129施加在第一晶圆与第二晶圆上。真空吸孔119可延伸并穿过第一晶圆座112的互相相对的主表面，真空吸孔129可延伸并穿过第二晶圆座122的互相相对的主表面，其如图3A与图3B所示。
请回到图2，根据部分实施方式，用于监看第一晶圆与第二晶圆的第一镜头130与第二镜头132可设置为邻近于第二晶圆支撑座124之处，因此，第一镜头130与第二镜头132中的任一者的设置位置会高过第一晶圆支撑座114与第二晶圆支撑座124。
于部分实施方式中，第一镜头130与第二镜头132为朝着第一晶圆支撑座114与第二晶圆支撑座124之间的空间对准。于部分实施方式中，第一镜头130与第二镜头132为用以监看第一晶圆与第二晶圆的状态，像是监看第一晶圆与第二晶圆的对位以及监看是否有缺陷存在于完成接合后的第一晶圆与第二晶圆之间。
于部分实施方式中，第一镜头130与第二镜头132的其中至少一者包含远红外光式感光耦合元件(charge coupled device；CCD)显微镜。于部分实施方式中，在第一镜头130与第二镜头132的其中至少一者包含远红外光式感光耦合元件显微镜的情况下，远红外光式感光耦合元件显微镜可用于探测波长介于约800纳米至约2500纳米的红外光。因此，第一镜头130与第二镜头132的其中至少一者在此也可称做远红外光式镜头。于部分实施方式中，第一镜头130与第二镜头132的其中至少一者所包含的远红外光式感光耦合元件显微镜包含适于发射反射式红外光或穿透式红外光能量的红外光即时感光耦合元件。于部分实施方式中，第一镜头130与第二镜头132的其中至少一者可以包括其他类型的监看设备和探测设备。
于部分实施方式中，显示单元134可耦合于第一镜头130与第二镜头132。于部分实施方式中，第一镜头130与第二镜头132为电性连接至显示单元134，以使显示单元134显示出由第一镜头130与第二镜头132所撷取的影像。于部分实施方式中，由显示单元134所显示的影像为第一晶圆与第二晶圆在腔体102中的即时影像。于部分实施方式中，显示单元134在此也可称做为显示屏幕。于部分实施方式中，显示单元134透过灰阶模式显示影像。
于部分实施方式中，用于调整第一晶圆支撑座114的调整装置140为耦合至第一晶圆支撑座114。于部分实施方式中，调整装置140可耦合至第二晶圆支撑座124而未耦合至第一晶圆支撑座114，以调整第二晶圆支撑座124的高度。于部分实施方式中，调整装置140可耦合至第一晶圆支撑座114与第二晶圆支撑座124。于部分实施方式中，调整装置140包含压电式马达或线性马达。于部分实施方式中，调整装置140可以包含其他类型的马达。于部分实施方式中，调整装置140可适于控制第一晶圆支撑座114的旋转和/或平移，以便调整第一晶圆支撑座114的x位置、y位置、z位置和/或角度方向上的位置。
于部分实施方式中，测量装置142为耦合在第一晶圆支撑座114与第二晶圆支撑座124之间，以便于将第一晶圆与第二晶圆接合之前测量第一晶圆支撑座114与第二晶圆支撑座124之间的距离。于部分实施方式中，测量装置142可用以测量第一晶圆支撑座114与第二晶圆支撑座124之间的空间的高度。于部分实施方式中，第一晶圆支撑座114与第二晶圆支撑座124可透过测量装置142进行校正。于部分实施方式中，测量装置142为贴附至第一晶圆支撑座114与第二晶圆支撑座124。于部分实施方式中，在进行将第一晶圆与第二晶圆贴合的程序初始，可将测量装置142自第一晶圆支撑座114与第二晶圆支撑座124之间的空间移除。
于部分实施方式中，控制器160包含信号发射器162、驱动器164与探测器166。信号发射器162为电性连接至第一镜头130与第二镜头132的其中至少一者。于部分实施方式中，信号发射器162为用以传递驱动信号至第一镜头130与第二镜头132的其中至少一者，以驱动第一镜头130与第二镜头132的其中至少一者，从而使第一镜头130与第二镜头132的其中至少一者撷取其视野内的影像。举例来说，于进行接合程序后，信号发射器162可传递驱动信号至第一镜头130，以驱动第一镜头130并使其撷取完成接合的第一晶圆与第二晶圆的影像。
于部分实施方式中，信号发射器162为电性连接驱动器164，而探测器166为电性连接驱动器164，且探测器166也电性连接真空泵浦104b。于部分实施方式中，控制器160为用以控制真空泵浦104b。举例来说，控制器160可用以控制真空泵浦104b，以产生吸力至真空吸孔(例如119及/或129)。或者，真空泵浦104b也可以被关辟，以中止所施予的吸力。于部分实施方式中，探测器166可用以探测自真空泵浦104b产生的吸力是否有下降。根据探测器166的探测结果，驱动器164可用以控制信号发射器162发射驱动信号至第一镜头130及/或第二镜头132。举例来说，当自真空泵浦104b的吸力被探测为下降，驱动器164可用以控制信号发射器162传递驱动信号至第一镜头130或第二镜头132，以致动或是驱动第一镜头130或第二镜头132撷取影像。亦即，控制器160可用以降低真空泵浦104b产生的吸力，使得第二晶圆支撑座124上的第二晶圆是由被吸力固定的状态转为被释放。于降低吸力并将第二晶圆释放后，控制器160接着再控制镜头去撷取第一晶圆与第二晶圆的影像。
图4至图6绘示将晶圆透过图2的接合模块206A接合至一起的方法于不同阶段的侧视图。图4至图6中，将第一晶圆150与第二晶圆152接合于一起的方法，可透过图2所绘的接合模块206A来进行。于部分实施方式中，在将第一晶圆150放置到第一晶圆支撑座114与将第二晶圆152放置到第二晶圆支撑座124之前，第一晶圆150与第二晶圆152可先经由电浆模块204进行电浆程序。电浆程序可活化晶圆的表面使其有利于进行接合程序。于部分实施方式中，第一晶圆150与第二晶圆152可在电浆程序后，于清洁模块205进行清洁程序。举例来说，清洁程序可包含使用清洁臂、排水系统以及旋涂模块维持晶圆表面的清洁与其被活化的效果。例如，清洁溶剂包含去离子水、酸性物及/或碱性物，其可用于保护或是清洁欲接合的表面。于部分实施方式中，也可使用其他类的清洁溶剂或是清洁程序。
如图4所示，第一晶圆150可放置或耦接在第一晶圆支撑座114上，而第二晶圆152可放置或耦接在第二晶圆支撑座124上。于部分实施方式中，第一晶圆150在此也可称为下晶圆，而第二晶圆在此也可称为上晶圆。于部分实施方式中，第一晶圆150与第二晶圆152可分别被固定或固持在第一晶圆支撑座114与第二晶圆支撑座124上，且此固定或固持可透过施加在图3A的真空吸孔119与图3B的真空吸孔129的吸力达成。于部分实施方式中，其他方法或装置也可用于将第一晶圆150与第二晶圆152固定在第一晶圆支撑座114与第二晶圆支撑座124上。如图4所示，第二晶圆支撑座124为倒置并设置在第一晶圆支撑座114之上。插销件144可透过孔径126于第二晶圆座122内延伸。于部分实施方式中，第一晶圆150包含形成于其上的第一接合对准标记151，而第二晶圆152包含形成于其上的第二接合对准标记153。
于部分实施方式中，第一镜头130与第二镜头132可被驱动以发射红外光能量133，此红外光能量133依序会穿过第二晶圆座122、第二晶圆152、第二晶圆152上的第二接合对准标记153以及第一晶圆150上的第一接合对准标记151。于部分实施方式中，调整装置140可接收关于第一接合对准标记151相对第一镜头130与第二镜头132的位置，并调整第一晶圆150相对第二晶圆152的位置，借以进行对第一晶圆150与第二晶圆152的初始粗略对准程序。接着，第二晶圆支撑座124会朝着第一晶圆支撑座114下降，直至第二晶圆152接触到第一晶圆150为止，如图5所示。
于部分实施方式中，透过第一镜头130与第二镜头132持续发射红外光能量133，精确对准程序可接着施行于第二晶圆152与第一晶圆150上。于部分实施方式中，调整装置140可适于调整第一晶圆支撑座114的位置，像是调整第一晶圆支撑座114上的x位置、y位置、z位置和/或角度方向上的位置。
如图5所示，可使用调降插销件144，并透过第二晶圆座122内的孔径126，施加一力量于第二晶圆152的实质上中央区域。于部分实施方式中，力量125可施加在插销件144上，以产生抵住第二晶圆152的压力并致使第二晶圆152开始朝着第一晶圆150弯曲或呈弓形，如图5的第二晶圆152的弓形区域154所示。为了助于了解，图5所绘的第二晶圆152的弓形区域154的呈弓形程度可能较实际状况强烈。于部分实施方式中，第二晶圆152的弓形区域154的呈弓形程度在视觉上可能不显得明显。于部分实施方式中，施加在插销件144上的力量125可使插销件144推抵在第二晶圆152与第一晶圆150上。
当压力于对第一晶圆150与第二晶圆152进行接合程序期间被施加时，第二晶圆152对着第一晶圆150的精确对准程序可持续使用第一镜头130、第二镜头132与调整装置140。于部分实施方式中，持续使用第一镜头130、第二镜头132与调整装置140使第二晶圆152对准第一晶圆150的程序包含于接合程序期间所进行的即时且位于接合处的对准补偿程序。插销件144的压力可致使第二晶圆152压抵第一晶圆150，并有利于第一晶圆150与第二晶圆152的接合程序。于部分实施方式中，第二晶圆152可被压抵在第一晶圆150持续一段时间。于部分实施方式中，第一晶圆150与第二晶圆152于施加力量125的其间可透过热源(未绘示)而被加热。
如图6所示，于施加压力的预定时间后，热源可停止对第一晶圆150与第二晶圆152的加热，且第二晶圆152可自第二晶圆支撑座124释放。于部分实施方式中，可降低自真空泵浦104b的吸力，并因此第二晶圆152可自第二晶圆支撑座124释放。接着，自第二晶圆支撑座124释放的第二晶圆152会落下至第一晶圆150，且第一晶圆150与第二晶圆152会接着接合于一体成为接合晶圆156。于部分实施方式中，于接合期间，在第二晶圆152与第一晶圆150接合于一体时，第一晶圆150为耦接在第一晶圆支撑座114上。于部分实施方式中，插销件144可自接合晶圆156的第二晶圆152上缩回，以终止将第二晶圆152压抵在第一晶圆150上。
于部分实施方式中，于将第一晶圆150与第二晶圆152接合于一体成为接合晶圆156之后，第一镜头130与第二镜头132可用以探测是否有气泡存在在接合晶圆156的第一晶圆150与第二晶圆152之间。于部分实施方式中，第一镜头130与第二镜头132为用以探测直径大于约0.1毫米的气泡。当有气泡被第一镜头130与第二镜头132探测到具有超过约15毫米的直径时，第一晶圆150与第二晶圆152将会当作废弃物处理，从而避免后续制程产生成本耗损。当第一镜头130与第二镜头132有探测到气泡，且此气泡的直径小于约15毫米的时候，第一晶圆150与第二晶圆152可接着进行后续程序。举例来说，于部分实施方式中，第一晶圆150与第二晶圆152存在有气泡的部分可以被切除掉。于部分实施方式中，所进行的探测可于接合晶圆156的第一晶圆150与第二晶圆152在耦接在第一晶圆支撑座114的期间进行。举例来说，所进行的探测可自第二晶圆152自第二晶圆支撑座124移除后开始进行，并持续至将第一晶圆150自第一晶圆支撑座114移除为止。于部分实施方式中，接合程序与探测程序可以是在同地方进行。举例来说，将第一晶圆150与第二晶圆152接合于一起以及探测是否有气泡存在在第一晶圆150与第二晶圆152之间是在同一个腔体102内进行。
于部分实施方式中，侦测是否有气泡存在在接合晶圆156的第一晶圆150与第二晶圆152之间的程序是接续进行在降低供予第二晶圆152的吸力之后。于部分实施方中，降低供予第二晶圆152的吸力包含将真空泵浦104b关闭。举例来说，当自真空泵浦104b的吸力调降后，可由探测器166探测真空泵浦104b的状态，而驱动器164则可以控制信号发射器162发射驱动信号至第一镜头130与第二镜头132，借以驱动第一镜头130与第二镜头132去探测是否有气泡存在于接合晶圆156的第一晶圆150与第二晶圆152之间。
于部分实施方式中，所进行的探测可通过撷取接合晶圆156的第一晶圆150与第二晶圆152的影像来达成。于部分实施方式中，撷取接合晶圆156的第一晶圆150与第二晶圆152的影像为接续在将第一晶圆150自第一晶圆支撑座114移除后进行。亦即，于部分实施方式中，信号发射器162可传递驱动信号至第一镜头130与第二镜头132，借以驱动第一镜头130与第二镜头132去撷取影像。举例来说，当自真空泵浦104b的吸力调降后，可由探测器166探测真空泵浦104b的状态，而驱动器164则可以控制信号发射器162发射驱动信号至对应的第一镜头130与第二镜头132，借以驱动第一镜头130与第二镜头132去撷取接合晶圆156的第一晶圆150与第二晶圆152的影像。因此，探测是否有气泡存在于接合晶圆156的第一晶圆150与第二晶圆152之间可通过撷取接合晶圆156的第一晶圆150与第二晶圆152的影像来达成，且撷取影像的程序可于真空泵浦104b的吸力调降后进行。
于部分实施方式中，所进行的探测是光学式探测。举例来说，所进行的探测可通过傅里叶转换红外光谱(Fourier transform infrared microscopy；FTIR)、X光反射(xrayreflection；XRR)、核反应分析(nuclear reaction analysis；NRA)或其组合来达成。于部分实施方式中，影像的视野深度可包含接合晶圆156的第一晶圆150与第二晶圆152之间的交界面处。
于部分实施方式中，接合晶圆156的第一晶圆150与第二晶圆152的影像可由第一镜头130与第二镜头132的其中至少一者撷取。由于所进行的探测是由第一镜头130与第二镜头132的其中至少一者撷取接合晶圆156的第一晶圆150与第二晶圆152的影像来达成，此所进行的探测可称做为一种非接触式探测。举例来说，第一镜头130与第二镜头132的其中至少一者在此可被称做是光学探测器，且于探测期间，此光学探测器未接触接合晶圆156的第一晶圆150与第二晶圆152。于部分实施方式中，于撷取接合晶圆156的第一晶圆150与第二晶圆152的影像的时间，第一镜头130与第二镜头132的其中至少一者为聚焦在接合晶圆156的第一晶圆150与第二晶圆152之间的交界面处。
于部分实施方式中，在第一镜头130与第二镜头132是设置在靠近第二晶圆支撑座124位置处的情况下，由第一镜头130与第二镜头132的其中至少一者所进行的探测包含自高于第二晶圆152的位置处撷取接合晶圆156的第一晶圆150与第二晶圆152的影像。于部分实施方式中，由于第一镜头130与第二镜头132的其中至少一者包含红外光式感光耦合元件，故撷取影像可使用红外光达成。
于部分实施方式中，在第二晶圆座122包含具有可透光性的情况下，可透光性的第二晶圆座122可提升红外光能量133的可辨性。于部分实施方式中，在第一晶圆座112与第二晶圆座122包含玻璃、石英的情况下，可将良好的透光性提供予红外光能量133，以使红外光能量133可视得接合晶圆156的第一晶圆150与第二晶圆152之间的交界面处。于部分实施方式中，接合晶圆156的第一晶圆150与第二晶圆152的影像可由被传递至显示单元134，以将接合晶圆156的第一晶圆150与第二晶圆152的影像显示出来，从而确认是否有气泡存在于接合晶圆156的第一晶圆150与第二晶圆152之间。于部分实施方式中，接合晶圆156的第一晶圆150与第二晶圆152的影像可以灰阶模式显示在显示单元134中。
于部分实施方式中，于探测结束且确认是否有气泡存在于接合晶圆156的第一晶圆150与第二晶圆152之间之后，若探测结果为没有气泡存在于接合晶圆156的第一晶圆150与第二晶圆152之间，则接合晶圆156的第一晶圆150与第二晶圆152可自第一晶圆支撑座114卸下并自接合模块206A移除。接着，可将接合晶圆156移动至接续程序的装置或腔体。此外，另一对待接合的晶圆也会被允许放入至接合模块206A之中，且前述所提的接合程序也会施行在此另一对待接合的晶圆上。通过探测并确认是否有气泡，可提升晶圆制造的良率。
于部分实施方式中，于探测结束且确认是否有气泡存在于接合晶圆156的第一晶圆150与第二晶圆152之间之后，若探测结果为有气泡存在于接合晶圆156的第一晶圆150与第二晶圆152之间，则另一对待接合的晶圆就不会被允许放入至接合模块206A之中。再者，当在接合晶圆156的第一晶圆150与第二晶圆152之间有探测到气泡的时候，可进行清洁程序，且接合晶圆156可被传递至清洁模块205，以进行清洁。于部分实施方式中，于清洁程序进行的期间，第一晶圆支撑座114与第二晶圆支撑座124的其中至少一者可被清洁，以移除污染物，像是将污染物自第一晶圆支撑座114与第二晶圆支撑座124的表面上移除。于部分实施方式中，当在第一晶圆150与第二晶圆152之间侦测到气泡时，由接合模块206A所进行的程序将中止。举例来说，真空泵浦104a会被中止或暂停，且因此也不会有吸力施加在第一晶圆150上。此外，当接合模块206A所进行的程序中止时，不会有其他晶圆被送入至接合模块206A。于部分实施方式中，在进行清洁程序后，另一对待进行接合程序的晶圆可被置入于容置第一晶圆支撑座114与第二晶圆支撑座124于其中的腔体102内。举例来说，可待清洁程序完成后再将第三晶圆置入。
图7为根据本揭露内容的部分实施方式绘示接合装置中的晶圆所进行的步骤S10-S60的流程图。步骤S10涉及将晶圆耦合至晶圆支撑座。步骤S20涉及将晶圆接合于一起。步骤S30涉及撷取接合晶圆的影像。步骤S40涉及确认是否有气泡存在于接合晶圆之间。步骤S50涉及将接合晶圆自接合模块移出。步骤S60涉及检查接合模块。
于步骤S10之中，超过一个的晶圆会被置入于接合装置的腔体内，并接着分别耦合至晶圆支撑座。于步骤S10之后，晶圆将会分别具有朝向彼此的表面。于步骤S20之中，将晶圆接合。于步骤S20之后，接合于一起的晶圆成为接合晶圆，且此接合晶圆会与其中一个晶圆支撑座接触。
于步骤S30之中，接合晶圆的影像可由红外光镜头撷取，其中红外光镜头于接合晶圆尚耦合在晶圆支撑座上之时撷取影像。于步骤S30之后，由红外光镜头所撷取的接合晶圆的影像可被传送至显示单元。于步骤S40之中，可依据接合晶圆的影像判断有无气泡存在于接合晶圆之中。举例来说，气泡可透过其在影像中的不同对比度而被分辨出来。于步骤S40之后，若影像显示出接合晶圆为可接受的，则接续进入步骤S50。举例来说，若影像显示为没有气泡，则接合晶圆为可接受的。于步骤S50之中，接合晶圆会自接合模块的腔体移出，使得接合晶圆可被传递至进行接续制程的装置、腔体或空间。于步骤S40之后，若影像显示为存在气泡，则接续进入步骤S60。于步骤S60之中，会对接合装置进行检查。举例来说，接合模块可被检查，以确认是有存在任何颗粒吸附在晶圆支撑座的其中一者的表面上，并接着进行清洁程序来移除颗粒。
图8绘示另一个接合模块，其标记为接合模块206B，接合模块206B可具有接合模块206A的部分特征。具体来说，接合模块206B包含第一镜头130与第二镜头132，其实质上是与前述接合模块206A的镜头相同。与前述的差异为，接合模块206B的第一镜头130与第二镜头132为设置在邻近于第一晶圆支撑座114之处。第一镜头130与第二镜头132之中的任一者的位置为低于第一晶圆支撑座114以及第二晶圆支撑座124。对此，由第一镜头130与第二镜头132的其中至少一者所进行的探测包含自第一晶圆150之下的位置撷取接合晶圆156的第一晶圆150与第二晶圆152的影像。
图9绘示另一个接合模块，其标记为接合模块206C，接合模块206C可具有接合模块206A的部分特征。具体来说，接合模块206C包含第一镜头130与第二镜头132，其实质上是与前述接合模块206A的镜头相同。与前述的差异为，接合模块206C还包含第三镜头136，其可用以撷取接合晶圆156的第一晶圆150与第二晶圆152的影像。于部分实施方式中，第三镜头136为红外光镜头。于部分实施方式中，由第三镜头136所撷取的接合晶圆156的第一晶圆150与第二晶圆152的影像会被传送至显示单元134，以将其显示。于部分实施方式中，接合模块206C的第一镜头130与第二镜头132于接合程序期间被驱动，而接合模块206C的第三镜头136为于接合程序之后被驱动。举例来说，镜头控制单元例如像是电子计算机，可用以控制第一镜头130与第二镜头132的启动程序早于第三镜头136的启动程序。于部分实施方式中，第三镜头136透过镜头控制单元电性连接至控制器160的信号发射器162，而控制器160的信号发射器162可传送驱动信号至第三镜头136，以启动或驱动第三镜头136去撷取接合晶圆156的第一晶圆150与第二晶圆152的影像。
图10绘示另一个接合装置，其标记为接合装置100B，接合装置100B可具有接合装置100A的部分特征。具体来说，接合装置100B包含接合模块206A，其实质上是与前述接合装置100A的模块相同。与前述的差异为，第三镜头136与控制器180为位于传送空间207内并位于接合模块206A的腔体102之外。
于部分实施方式中，控制器180包含信号发射器182、驱动器184以及探测器186。信号发射器182电性连接至第三镜头136与驱动器184，而驱动器184电性连接至探测器186。于部分实施方式中，探测器186为用以探测接合晶圆156是否位于传送空间207内。当接合晶圆156被探测到是位于传送空间207内之时，驱动器184可用以控制信号发射器182去将驱动信号发送至第三镜头136。于部分实施方式中，探测器186包含光学感测器，且探测器186可依据光学感测器的视野探测接合晶圆156是否位于传送空间207内。于部分实施方式中，探测器186包含压力感测器，且探测器186可依据压力感测器自传递模块208的移动装置感测到的压力去探测接合晶圆156是否位于传送空间207内。
于部分实施方式中，在接合晶圆156形成于腔体102内之后，接合晶圆156可由传递模块208的移动装置移动，并自腔体102透过传送空间207移动至晶圆传送盒工作台202。于部分实施方式中，在接合晶圆156形成于腔体102内之后，接合晶圆156可由传递模块208的移动装置移动，并自腔体102透过传送空间207移动至晶圆承载台。当接合晶圆156移动至传送空间时，接合晶圆156可由探测器186探测，且接合晶圆156接着会在传送空间207内停留一段预定时间。在此预定时间内，接合晶圆156会在传送空间207内受到探测。接着，信号发射器182可发送驱动信号至第三镜头136，以驱动第三镜头136去撷取接合晶圆156的影像。因此，探测是否有气泡存在于接合晶圆156的晶圆间的步骤是在接合晶圆156位于传送空间207内进行。于部分实施方式中，当第三镜头136撷取接合晶圆156的影像的时候，接合晶圆156为静止于传送空间207内。于部分实施方式中，当第三镜头136撷取接合晶圆156的影像的时候，接合晶圆156是由传递模块208的移动装置固定住。于部分实施方式中，在撷取接合晶圆156的影像之后，接合晶圆156可由传递模块208的移动装置移动至晶圆传送盒工作台202或晶圆承载台。
图11绘示另一个接合模块，其标记为接合模块206D，接合模块206D可具有接合模块206A的部分特征。具体来说，接合模块206D包含第一镜头130与第二镜头132，其实质上是与前述接合模块206A的镜头相同。与前述的差异为，接合模块206D还包含光学发射器137，其位置为高于第一晶圆支撑座114与第二晶圆支撑座124，且接合模块206D还包含光学接受器138，其位置为低于第一晶圆支撑座114与第二晶圆支撑座124。因此，第一晶圆支撑座114与第二晶圆支撑座124会位于光学发射器137与光学接受器138之间。光学发射器137可用以发射红外光能量至光学接受器138。由于第一晶圆支撑座114与第二晶圆支撑座124会位于光学发射器137与光学接受器138之间，故红外光能量会穿过接合晶圆156的第一晶圆150与第二晶圆152。接着，光学接受器138会接受穿过接合晶圆的红外光能量，并因此光学接受器138可将接合晶圆156的第一晶圆150与第二晶圆152的其中至少一者的影像接收于其中。于部分实施方式中，形成于光学接受器138之中的接合晶圆156的第一晶圆150与第二晶圆152的影像会被传送至显示单元134，以将其显示。于部分实施方式中，接合模块206D的第一镜头130与第二镜头132会于接合期间被驱动，而接合模块206D的光学发射器137与光学接受器138是于接合程序后驱动。举例来说，镜头控制单元172例如像是电子计算机，可用以控制第一镜头130与第二镜头132的启动程序早于光学发射器137与光学接受器138的启动程序。于部分实施方式中，光学发射器137透过镜头控制单元172电性连接至信号发射器162，而信号发射器162可传送信号至光学发射器137，以启动光学发射器137去朝着光学接受器138发射红外光能量。
综上所述，当接合晶圆尚耦合于晶圆支撑座的时候，接合晶圆的影像可由镜头撷取，以探测是否有气泡存在于接合晶圆之间。若影像显示为未有气泡存在于接合晶圆之间，则可将接合晶圆移动至后续程序的装置或腔体内，从而提升接合晶圆于后续程序的良率。另一方面，若影像显示为有气泡存在于接合晶圆之间，则可对接合装置进行清洁程序，以防止气泡形成于接续放入的进行接合的晶圆之间。
根据本揭露内容的多个实施例，其提供一种晶圆的接合方法，包含以下步骤。将第一晶圆耦接至接合装置的第一支撑座，并将第二晶圆耦接至接合装置的第二支撑座。在第一晶圆耦接至第一支撑座的情况下，将第二晶圆接合至第一晶圆。探测是否有气泡存在于接合装置中该第一晶圆与第二晶圆之间。
于部分实施方式中，所进行的探测包含进行光学式探测。
于部分实施方式中，所进行的探测通过傅里叶转换红外光谱、X光反射、核反应分析或其组合来进行。
于部分实施方式中，方法还包含当探测到有气泡存在在接合的第一晶圆与第二晶圆之间时，清洁接合装置的腔体，其中腔体用以容置第一支撑座与第二支撑座。
于部分实施方式中，方法还包含待清洁程序完成后再将第三晶圆置入。
于部分实施方式中，所进行的探测包含透过红外光镜头撷取接合的第一晶圆与第二晶圆的影像。
于部分实施方式中，所进行的接合包含将第二晶圆自第二支撑座释放，使得第二晶圆接合至第一晶圆，其中所进行的探测的时序为在所进行的释放之后。
于部分实施方式中，所进行的探测是在接合的第一晶圆与第二晶圆尚耦和于第一支撑座的情况下进行。
于部分实施方式中，接合的第一晶圆与第二晶圆自第一支撑座透过接合装置内的传送空间移动至晶圆承载台，且所进行的探测是在接合的第一晶圆与第二晶圆位于传送空间内的情况下进行。
于部分实施方式中，所进行的探测是使用光学式探测器进行，且于探测期间，光学式探测器未接触接合的第一晶圆与第二晶圆。
根据本揭露内容的多个实施例，其提供一种晶圆的接合方法，包含以下步骤。将第一晶圆耦接至第一支撑座，并将第二晶圆耦接至第二支撑座。在第一晶圆耦接至第一支撑座的情况下，将第二晶圆接合至第一晶圆。撷取接合的第一晶圆与第二晶圆的影像。于撷取后，将接合的第一晶圆与第二晶圆移动至晶圆承载台。
于部分实施方式中，所进行的接合包含将第二晶圆自第二支撑座释放，使得第二晶圆接合至第一晶圆，其中所进行的撷取的时序为在所进行的释放之后。
于部分实施方式中，影像的景深包含取接合的第一晶圆与第二晶圆之间的交界面处。
于部分实施方式中，方法还包含当有气泡被撷取于影像中的时候，清洁第一支撑座。
于部分实施方式中，方法还包含当有气泡被撷取于影像中的时候，清洁第二支撑座。
于部分实施方式中，所撷取的影像为透过使用红外光形成。
根据本揭露内容的多个实施例，其提供一种装置，包含第一晶圆支撑座、第二晶圆支撑座、红外光镜头以及控制器。第一晶圆支撑座用以固定第一晶圆。第二晶圆支撑座相对第一晶圆支撑座设置，且第二晶圆支撑座用以固定以及释放第二晶圆。控制器用以控制红外线相机，以使红外线相机在第二晶圆支撑座释放第二晶圆后，撷取第一晶圆与第二晶圆的影像。
于部分实施方式中，红外光相机为朝着第一晶圆支撑座与第二晶圆支撑座之间的空间对准。
于部分实施方式中，第二晶圆支撑座具有至少一孔洞以及连通孔洞的真空泵浦。控制器用以降低自真空泵浦的吸力，以释放第二晶圆，并用以控制红外光镜头，以使红外线相机在真空泵浦的吸力降低后，撷取第一晶圆与第二晶圆的影像。
于部分实施方式中，装置还包含腔体，腔体容置第一晶圆支撑座与第二晶圆支撑座，且红外光镜头为位于腔体之外。
虽然本发明实施例已以多种实施方式揭露如上，然其并非用以限定本发明实施例任何熟悉此技艺者，在不脱离本发明实施例的精神和范围内，当可作各种的更动与润饰，因此本发明实施例的保护范围当视所附的权利要求书所界定的范围为准。

Claims (1)

1.一种晶圆的接合方法，其特征在于，包含：
将一第一晶圆耦接至一接合装置的一第一支撑座，并将一第二晶圆耦接至该接合装置的一第二支撑座；
在该第一晶圆耦接至该第一支撑座的情况下，将该第二晶圆接合至该第一晶圆；以及
探测是否有气泡存在于该接合装置中的该第一晶圆与该第二晶圆之间。
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