CN110289222B - 一种键合设备、键合波的检测方法及系统 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种键合设备、键合波的检测方法及系统，其中键合设备包括上卡盘、顶针和下卡盘，在上卡盘的第二表面上设置有多个光感装置，每个光感装置包括光发射单元和光接收单元，在光感装置下设置有贯通上卡盘的光通路，各光感装置的光发射单元可以用于沿相应的光通路发射垂直与上卡盘的第一表面的光线，光接收单元可以用于接收沿相应的光通路返回的反射光，在上卡盘吸附第一晶圆时，各光感装置获得的反射光的光强度变化状态可以反映第一晶圆和上卡盘的相对位置，从而用于第一晶圆上的键合波的检测，进而可以在实际操作中准确的确定与键合波的移动匹配的上晶圆真空释放时间，从而提高键合控制的精确度，降低晶圆键合成本。

Description

一种键合设备、键合波的检测方法及系统

技术领域

本发明涉及半导体器件及其制造领域，特别涉及一种键合设备、键合波的检测方法及系统。

背景技术

随着半导体技术的不断发展，晶圆键合技术得到了广泛的应用，晶圆键合技术是通过键合技术将两片晶圆粘合在一起，实现两片晶圆的垂直互联。

目前，主要是通过键合设备进行晶圆键合，键合设备主要包括上卡盘和下卡盘，分别用于上晶圆和下晶圆的吸附，在键合过程中，上卡盘中部由顶针向上晶圆施加压力，上晶圆形变过程中，键合波从晶圆中心向边缘移动，进而由中心至边缘依次释放上晶圆的吸附真空，使得两晶圆在键合波作用下完成键合。

其中，上晶圆真空释放时间和键合波的移动的匹配度会直接影响晶圆键合的对准精度和扭曲度，而目前是在产品键合工艺之前，通过大量的不同条件的实验来寻找与键合波相匹配的真空释放时间控制参数，一方面无法保证控制的精确性，另一方面不同的产品在键合过程中键合波的移动速度都是不同的，需要花费大量人力以及设备时间获得该控制参数，制造成本高。

发明内容

有鉴于此，本发明的目的在于提供一种键合设备、键合波的检测方法及系统，用于提高晶圆键合质量，降低键合成本。

为实现上述目的，本发明有如下技术方案：

本申请实施例提供了一种键合设备，包括：

上卡盘和顶针，所述顶针沿其轴向穿过所述上卡盘，所述上卡盘具有相对的第一表面和第二表面，所述第一表面上设置有多个第一吸附区，所述多个第一吸附区以所述顶针为中心向四周沿径向依次分布；

下卡盘，所述下卡盘具有第二吸附区，所述第二吸附区与所述第一吸附区相对设置；

位于所述第二表面上的多个光感装置，所述光感装置沿所述上卡盘的径向依次分布，每个光感装置包括光发射单元和光接收单元；

位于所述光感装置下且贯通所述上卡盘的光通路；

其中，各所述光感装置的光发射单元用于沿相应的光通路发射垂直于所述第一表面的光线、光接收单元用于接收沿所述相应的光通路返回的反射光，各光感装置获得的反射光的光强度变化状态用于键合波的检测，所述光强度变化状态为光强度变小。

可选的，所述光发射单元和光接收单元分别为红外发射器和红外感应器。

可选的，多个所述光感装置沿所述上卡盘的多条径向依次分布。

可选的，以所述顶针所在区域为中心点，多个所述光感装置呈均匀分布。

可选的，所述第一吸附区为两个。

可选的，所述顶针为活塞。

本申请实施例还提供了一种键合波的检测方法，利用所述的键合设备进行检测，在上卡盘和下卡盘上分别吸附第一晶圆和第二晶圆，且顶针向第一晶圆施加键合压力之后，进行键合波的检测，所述检测的方法包括：

持续获得各光感装置的光强度；

根据光强度变小的变化状态，判断键合波的到达时间。

可选的，所述根据光强度变小的变化状态，判断键合波的到达时间，包括：

将与前一时刻反射光的强度基本相同的时刻点以第一状态信号表征，将比前一时刻反射光的强度更小的时刻点以第二状态信号表征，由所述第一状态信号转变为第二状态信号的时刻点即为键合波到达的时间。

本申请实施例还提供了一种键合波的检测系统，包括：

所述的键合设备；以及，

检测单元，用于持续获得各光感装置的光强度；根据光强度变小的变化状态，判断键合波的到达时间。

可选的，所述检测单元中，所述根据光强度变小的变化状态，判断键合波的到达时间，包括：

将与前一时刻反射光的强度基本相同的时刻点以第一状态信号表征，将比前一时刻反射光的强度更小的时刻点以第二状态信号表征，由所述第一状态信号转变为第二状态信号的时刻点即为键合波到达的时间。

本发明实施例提供了一种键合设备、键合波的检测方法及系统，其中键合设备包括上卡盘、顶针和下卡盘，在上卡盘的第二表面上设置有多个光感装置，每个光感装置包括光发射单元和光接收单元，在光感装置下设置有贯通上卡盘的光通路，各光感装置的光发射单元可以用于沿相应的光通路发射垂直与上卡盘的第一表面的光线，光接收单元可以用于接收沿相应的光通路返回的反射光，在上卡盘吸附第一晶圆时，各光感装置获得的反射光的光强度变化状态可以反映第一晶圆和上卡盘的相对位置，从而用于第一晶圆上的键合波的检测，这里的光强度变化状态为光强度变小。这样，可以实现键合波的实时检测，进而可以在实际操作中准确的确定与键合波的移动匹配的上晶圆真空释放时间，从而提高键合控制的精确度，提高键合质量，降低晶圆键合成本。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其它的附图。

图1示出了本申请实施例提供的一种键合设备的剖面结构示意图；

图2示出了本申请实施例提供的一种键合设备中的上卡盘的俯视图；

图3示出了根据本申请实施例的键合波的检测方法的流程示意图；

图4示出了采用本申请实施例提供的键合设备进行晶圆键合时的剖面示意图；

图5示出了采用本申请实施例提供的一种键合设备中的光感装置对键合波进行检测的一种原理示意图；

图6示出了采用本申请实施例提供的一种键合设备中的光感装置对键合波进行检测的另一种原理示意图；

图7示出了根据本申请实施例的键合波的检测系统的结构示意图。

具体实施方式

为使本发明的上述目的、特征和优点能够更加明显易懂，下面结合附图对本发明的具体实施方式做详细的说明。

在下面的描述中阐述了很多具体细节以便于充分理解本发明，但是本发明还可以采用其它不同于在此描述的其它方式来实施，本领域技术人员可以在不违背本发明内涵的情况下做类似推广，因此本发明不受下面公开的具体实施例的限制。

其次，本发明结合示意图进行详细描述，在详述本发明实施例时，为便于说明，表示器件结构的剖面图会不依一般比例作局部放大，而且所述示意图只是示例，其在此不应限制本发明保护的范围。此外，在实际制作中应包含长度、宽度及深度的三维空间尺寸。

正如背景技术中的描述，键合设备可以包括上卡盘和下卡盘，分别用于上晶圆和下晶圆的吸附，在键合过程中，上卡盘中部由顶针向上晶圆施加压力，使上晶圆的中部向下晶圆方向靠近并接触，在上晶圆形变过程中，键合波从晶圆中心向边缘移动，进而由中心至边缘依次释放上晶圆的吸附真空，从而使上晶圆和下晶圆在键合波作用下完成键合。

在此过程中，上晶圆真空释放时间和键合波的移动的匹配度会直接影响晶圆键合的对准精度和扭曲度，而目前没有对键合波的实时检测方法，只能在产品键合工艺之前，通过大量的不同条件的实验来寻找与键合波相匹配的真空释放时间控制参数，例如可以设置不同的真空释放时间来得到不同对准精度和扭曲度，从而键合较准确的真空释放时间，然而这种方式无法得到最优的真空释放时间，同时，对于不同的产品，其键合过程中键合波的移动速度不一定相同，因此需要针对不同产品进行大量的不同条件的实验，需要花费大量人力以及设备时间从而得到合适的控制参数，导致晶圆的制造成本较高。此外，在实验的过程中，需要通过产品来验证，造成大量产品报废的情况，进一步增大了晶圆的制造成本。

基于以上技术问题，本申请实施例提供了一种键合设备、键合波的检测方法及系统，其中键合设备包括上卡盘、顶针和下卡盘，在上卡盘的第二表面上设置有多个光感装置，每个光感装置包括光发射单元和光接收单元，在光感装置下设置有贯通上卡盘的光通路，各光感装置的光发射单元可以用于沿相应的光通路发射垂直与上卡盘的第一表面的光线，光接收单元可以用于接收沿相应的光通路返回的反射光，在上卡盘吸附第一晶圆时，各光感装置获得的反射光的光强度变化状态可以反映第一晶圆和上卡盘的相对位置，从而用于第一晶圆上的键合波的检测，这里的光强度变化状态为光强度变小。这样，可以实现键合波的实时检测，进而可以在实际操作中准确的确定与键合波的移动匹配的上晶圆真空释放时间，从而提高键合控制的精确度，提高键合质量，降低晶圆键合成本，以及降低晶圆制造成本。

为了更好地理解本申请的技术方案和技术效果，以下将结合附图对具体的实施例进行详细的描述。

参考图1和图2所示，为本申请实施例提供的一种键合设备的示意图，包括：上卡盘100、顶针110和下卡盘200。

其中，上卡盘100用于上晶圆的固定，具体的，上卡盘100可以具有相对的第一表面1001和第二表面1002，其中第一表面1001上可以设置有多个第一吸附区102、104，多个第一吸附区102、104以顶针110为中心向四周沿径向依次分布，顶针110沿其轴向穿过上卡盘100，参考图2所示为键合设备的上卡盘100的俯视图，其中图1中的上卡盘100可以为图2中的AA向的剖视图。

第一吸附区102、104通过吸附力固定晶圆，吸附力可以由真空吸力来提供，顶针110所在区域可以为中心点，这样在中心和边缘区域分别形成可以独立控制的吸附区，使得各个第一吸附区102、104分别处于吸附或解吸附状态，这些独立的吸附区可以为以顶针110为中心的同心圆环区域。第一吸附区的数量可以根据实际需要来设定，举例来说，第一吸附区的数量可以为两个，即中心吸附区102和边缘吸附区104分别对应被吸附的上晶圆的中心区域和边缘区域，参考图2所示。

在本申请实施例中，第一吸附区102、104可以通过间隔的气密腔室提供的真空吸附来实现。具体的，参考图1所示，上卡盘100包括第一腔体101和第一腔体101中的第一闭环挡板120，第一闭环挡板120将第一腔体101分隔为以顶针110为中心向四周沿径向依次分布的多个第一子腔室103、105，相邻的子腔室是气密的；各第一子腔室103、105的第一表面1001上设置有吸附孔(图未示出)、另一个相对的第二表面1002上设置有抽气孔(图未示出)，以构成各第一吸附区102、104。

第一腔体101可以为圆形腔体，该第一腔体101为空腔结构，以顶针110为中心点，沿径向设置一个或多个第一闭环挡板120，这样，就将整体的空腔分隔为多个独立的子腔室，子腔室的个数由第一闭环挡板120的个数来确定，当需要形成两个第一吸附区时，可以设置一个第一闭环挡板120，将腔体分隔为中心区域的子腔室103和边缘区域的子腔室105。在各第一子腔室103、105的第一个表面上设置有吸附孔，吸附孔为通孔，第二表面1002上设置有抽气孔，抽气孔可以连接抽气装置，如气泵，带有抽气孔和吸附孔的子腔室就构成了吸附区，吸附孔所在的表面则为吸附区的吸附表面，这样，通过抽气装置使得子腔室内的压力变为负压，从而通过吸附孔将晶圆通过负压吸附而固定。不同的子腔室的抽气孔可以连接不同的抽气装置或者单独控制的抽气气路，以实现各吸附区的独立吸附控制。

穿过上卡盘100的顶针110可以用于向固定于上卡盘100的上晶圆施加轴向向下的压力，顶针110提供的压力方向与第一吸附区的吸附力的方向相反，使得上晶圆的中部区域发生形变，顶针110可以由驱动装置来驱动并轴向伸缩，以提供轴向的压力，在具体应用中，顶针110例如可以为活塞。

下卡盘200用于下晶圆的固定，下卡盘200上具有多个第二吸附区202、204，第二吸附区与第一吸附区相对设置，参考图1所示。具体的，第二吸附区202、204以中心向四周沿径向依次分布，且第二吸附区的分布与第一吸附区的分布一致，第二吸附区和第一吸附区具有相同的数量。

同样地，第二吸附区202、204也可以通过间隔的气密腔室来实现。具体的，参考图1所示，下卡盘200包括第二腔体201和第二闭环挡板220，所述第二闭环挡板220将所述第二腔体200分隔为沿径向依次同心分布的多个第二子腔室203、205；各第二子腔室203、205的与上卡盘100相对的表面上设置有吸附孔、另一个表面上设置有抽气孔，以构成各第二吸附区202、204。

第二腔体201可以为圆形腔体，该第二腔体201为空腔结构，以该第二腔体201的中心为中心点，沿径向设置两个或更多个第二闭环挡板220，这样，就将整体的空腔分隔为多个独立的子腔室，子腔室的个数由第二闭环挡板220的个数来确定，当需要形成两个第二吸附区时，可以设置一个第二闭环挡板220，将腔体分隔为中心区域的子腔室203和边缘区域的子腔室205。

其中，对于中心区域的子腔室203和边缘区域的子腔室205，他们的朝向上卡盘100的表面上设置有吸附孔，吸附孔为通孔，远离上卡盘100的表面上设置有抽气孔，抽气孔可以连接抽气装置，如气泵，带有抽气孔和吸附孔的子腔室就构成了吸附区，吸附孔所在的表面则为吸附区的吸附表面，这样，通过抽气装置使得子腔室内的压力变为负压，从而通过吸附孔将下晶圆通过负压吸附而固定。不同的子腔室的抽气孔可以连接不同的抽气装置或者单独控制的抽气气路，以实现各吸附区的独立吸附控制。

在具体实施时，上卡盘100和下卡盘200是对中的，即中心对准，也就是说，上卡盘100和下卡盘200沿中心点的轴向方向是重合的，上卡盘100设置于下卡盘200的上方，且上卡盘100与下卡盘200之间具有一定间隔，用于固定上晶圆和下晶圆。

第一吸附区的吸附表面朝向下卡盘200的第二吸附区的吸附表面而设置，这样，在上晶圆固定于上卡盘100，下晶圆固定于下卡盘200时，上晶圆朝向下晶圆，以便进行键合工艺。同时，第二吸附区和第一吸附区相对设置，也就是说，沿轴向方向，不同区域的第一吸附区分别对应不同区域的第二吸附区，这样，在进行键合工艺时，可以通过对相应区域的第一吸附区和第二吸附区进行相同的解吸附操作，使得上晶圆和下晶圆对应的区域的解吸附之后可以结合在一起。具体的，上卡盘100的中心吸附区102在轴向上与下卡盘200的中心吸附区202基本重叠，上卡盘100的边缘吸附区104在轴向上与下卡盘200的边缘吸附区204基本重叠，实现各第一吸附区的吸附表面朝向各第二吸附区的吸附表面对应设置。

在顶针110对上晶圆施加压力时，上晶圆发生形变，键合波从晶圆中心向边缘移动，此时可以同时由中心至边缘依次释放上晶圆的吸附真空，使得两晶圆在键合波作用下完成键合，而上晶圆真空释放时间和键合波的移动的匹配度将直接影响晶圆键合的对准精度和扭曲度，例如可以在键合波传播到固定位置时，释放上晶圆上该位置的吸附真空，实现较合适的对准精度和扭曲度，因此实时进行键合波的检测是非常重要的。

在本申请实施例中，还可以在上卡盘100的第二表面1002设置多个光感装置130，光感装置130可以沿上卡盘100的径向依次分布，具体的，可以沿上卡盘100的多条径向依次分布，在顶针110所在区域为中心点时，多个光感装置130可以呈均匀分布，参考图2所示，为本申请实施例提供的一种键合设备中的上卡盘100的俯视图。

每个光感装置130可以包括光发射单元和光接收单元，光发射单元可以用于发射光线，光接收单元可以用于接收光线。具体的，光发射单元可以为红外发生器，光接收单元可以为红外感应器，红外发生器用于发出红外光线，这样，无需设置特殊的光路环境；当然，光发射单元也可以是激光器，而光接收单元可以是光电传感器，激光器是强度较强的光，也无需设置特殊的光路环境。在本申请实施例中，光发射单元和光接收单元也可以是其他形式设备，在此不做限定。

在光感装置130下，可以形成有贯通上卡盘100的光通路140，光通路传输媒介可以是空气，也可以是其他透光介质。这样，各个光感装置130的光发射单元可以用于沿相应的光通路140发射垂直于第一表面1001的光线，光接收单元可以用于接收沿相应的光通路返回的反射光。

具体操作时，在将上晶圆吸附在上卡盘100的第一表面1001后，上卡盘100上的光发射单元可以通过相应的光通路140发射垂直于第一表面1001的光线，若此时键合波还未移动到该光感装置130下的上晶圆的位置，则该位置的上晶圆的表面与第一表面1001平行，则光发射单元发出的光垂直于上晶圆的表面，在上晶圆表面经过反射被光接收单元接收，此时，由于光线的反射原理，光线沿原路返回，则光接收单元接收到的光的强度与光发射单元发射的光的强度几乎相等。

而若此时键合波移动到该光感装置130下的上晶圆的位置，则该位置的上晶圆在键合波的作用下发生形变，该位置的上晶圆的表面与第一表面1001不再平行，而是存在微小的角度，则光发射单元发出的光不再垂直于上晶圆的表面，在上晶圆表面经过发射后，大部分的光将不再通过光通道返回，因此，光接收单元接收到的反射光将减弱，因此，光接收单元接收到的光的强度将小于光发射单元发射的光的强度。

也就是说，各光感装置130获得的反射光的光强度变化状态可以用于键合波的检测，具体来说，光强度变化状态为光强度变小。可以将光强度与前一时刻反射光的强度基本相同的时刻点以第一状态信号表征，将比前一时刻反射光的强度更小的时刻点以第二状态信号表征，由第一状态信号转变为第二状态信号的时刻点即为键合波到达的时间。

这样，可以及时检测到键合波到达上晶圆的指定位置的时间点，对于不同的上晶圆、或者不同的上卡盘100，均可以通过该方式得到键合波的移动特征，从而能够根据键合波的移动特征控制上晶圆的真空释放时间，以使上晶圆的真空释放时间与键合波匹配，提高晶圆键合的对准精度和扭曲度，减少控制参数测试成本。

以上对本申请实施例的卡盘装置进行了详细的描述，其中键合设备包括上卡盘、顶针和下卡盘，在上卡盘的第二表面上设置有多个光感装置，每个光感装置包括光发射单元和光接收单元，在光感装置下设置有贯通上卡盘的光通路，各光感装置的光发射单元可以用于沿相应的光通路发射垂直与上卡盘的第一表面的光线，光接收单元可以用于接收沿相应的光通路返回的反射光，在上卡盘吸附第一晶圆时，各光感装置获得的反射光的光强度变化状态可以反映第一晶圆和上卡盘的相对位置，从而用于第一晶圆上的键合波的检测，这里的光强度变化状态为光强度变小。在实现键合波的实时检测，进而可以在实际操作中准确的确定与键合波的移动匹配的上晶圆真空释放时间，从而提高键合质量，减少晶圆键合成本，减少晶圆制造成本。

此外，参考图3所示，本申请还提供了利用上述卡盘装置进行晶圆的键合的方法，参考图4所示，示出了采用本申请实施例提供的键合设备进行晶圆键合时的剖面示意图，在上卡盘100和下卡盘200上分别吸附第一晶圆310和第二晶圆320，且顶针110向第一晶圆310施加键合压力之后，可以对键合波进行实时检测，具体的，晶圆的键合方法包括：

S101，持续获得各光感装置130的光强度。

可以理解的是，在进行晶圆的键合之前，需要键合的两晶圆上已经形成有所需的器件，器件可以为存储器件、晶体管器件和/或电容、电阻等无源器件等，在晶圆上还分别形成有键合层，键合层用于两晶圆之间的粘合，键合层例如可以为被等离子体轰击而活化的氧化硅层，可以在沉积氧化硅层之后，利用高速等离子体对该氧化硅硅层进行轰击，使得Si-O键打开并活化，形成键合层，这样的键合层在一定的距离下，可以通过原子之间的范德华力而键合在一起。

在整个的键合过程中，顶针110都保持提供一定的压力，以提供给第一晶圆310一个预设大小的压力。该步骤中，先将所有的第一吸附区102、104都启动吸附，第一晶圆310被吸附至第一卡盘100的吸附表面上，由于吸附力与顶针110提供的压力为相反方向的力，在第一晶圆310被吸附之后，在压力的作用下，第一晶圆310的中部区域朝向第二晶圆320产生形变。参考图4所示，可以使得第一晶圆310和第二晶圆320的中部区域的键合层相结合在一起，相结合是指两晶圆的中部区域为基本贴合的状态，二者具有一定的范德华结合力。在一些实施例中，预设压力的范围可以为1.5-3.5N，在一个典型的应用中，预设压力可以为3N，第一吸附区和第二吸附区由真空吸附提供吸附力，真空的负压可以为-500mbar。

S102，根据光强变小的变化状态，判断键合波的到达时间。

第一晶圆310的中部区域产生形变后，相应的产生键合波从中心区域向边缘区域移动，则通过上卡盘100的光感装置130进行键合波的实时检测。

具体的，在将第一晶圆310吸附在上卡盘100的第一表面1001后，上卡盘100上的光发射单元可以通过相应的光通路140发射垂直于第一表面1001的光线，若此时键合波还未移动到该光感装置130下的第一晶圆310的位置，则该位置的第一晶圆310的表面与第一表面1001平行，则光发射单元发出的光垂直于第一晶圆310的表面，在第一晶圆310表面经过反射被光接收单元接收，此时，由于光线的反射原理，光线沿原路返回，参考图5所示，为本申请实施例提供的一种利用本申请的键合设备中的光感装置对键合波进行检测的一种原理示意图，则光接收单元接收到的光的强度与光发射单元发射的光的强度几乎相等。

而若此时键合波移动到该光感装置130下的第一晶圆310的位置，则该位置的第一晶圆310在键合波的作用下发生形变，该位置的第一晶圆310的表面与第一表面1001不再平行，而是存在微小的角度，则光发射单元发出的光不再垂直于第一晶圆310的表面，在第一晶圆310表面经过发射后，大部分的光将不再通过光通道，参考图6所示，为本申请实施例提供的一种利用本申请的键合设备中的光感装置对键合波进行检测的另一种原理示意图，因此，光接收单元只能接收到部分反射的光线，因此，光接收单元接收到的光的强度将小于光发射单元发射的光的强度。

也就是说，各光感装置130获得的反射光的光强度变化状态可以用于键合波的检测，具体来说，光强度变化状态为光强度变小。可以将光强度与前一时刻反射光的强度基本相同的时刻点以第一状态信号表征，将比前一时刻反射光的强度更小的时刻点以第二状态信号表征，由第一状态信号转变为第二状态信号的时刻点即为键合波到达的时间。

这样，可以及时检测到键合波到达第一晶圆310的指定位置的时间点，对于不同的第一晶圆310、或者不同的上卡盘100，均可以通过该方式得到键合波的移动特征，从而能够根据键合波的移动特征，从中心到边缘依次释放第一吸附区以及第二吸附区，以使第一晶圆310的真空释放时间与键合波匹配，在释放吸附区之后，即将该吸附区进行解吸附，从而使晶圆慢慢键合在一起，由于释放第一晶圆310的真空释放时间与键合波匹配，因此这种方式可以提高晶圆键合的对准精度和扭曲度，减少控制参数测试成本。

具体的，以两个吸附区的实施例为例进行各吸附区的键合的说明。首先，在检测到键合波到达中心区域时，可以释放上卡盘100的中心吸附区102以及下卡盘200的中心吸附区202的吸附，也就是解除真空吸附，在一定时间后，中心吸附区对应区域的第一晶圆310和第二晶圆320慢慢键合在一起，其键合波延伸至边缘吸附区。当然，在检测到键合波到达边缘吸附区后，可以释放上卡盘100的边缘吸附区104以及下卡盘200的边缘吸附区204的吸附，也就是解除真空吸附，在键合波的作用下，边缘吸附区对应区域的第一晶圆310和第二晶圆320慢慢键合在一起，从而完成了整个晶圆的键合。

可以理解的是，此处以两个吸附区为例进行键合的说明，在具有更多吸附区的实施例中，同样地，可以根据键合波的移动特性依次进行各吸附区的释放，即可实现整个晶圆的键合。

在本申请实施例中，光感装置可以用于发射光线和接收反射光线，在上卡盘吸附第一晶圆时，各光感装置获得的反射光的光强度变化状态可以反映第一晶圆和上卡盘的相对位置，从而用于第一晶圆上的键合波的检测，这里的光强度变化状态为光强度变小。在实现键合波的实时检测，进而可以在实际操作中准确的确定与键合波的移动匹配的第一晶圆310真空释放时间，从而提高键合质量，减少晶圆键合成本，减少晶圆制造成本。

以上对本申请实施例提供的晶圆的键合方法进行了详细的描述，此外，本申请实施例还提供了实现上述方法的晶圆的键合系统，参考图7所示，包括上述的键合设备，以及检测单元，检测单元用于持续获得各光感装置130的光强度，根据光强度变小的变化状态，判断键合波的到达时间。

具体的，可以将与前一时刻反射光的强度基本相同的时刻点以第一状态信号表征，将比前一时刻反射光的强度更小的时刻点以第二状态信号表征，由所述第一状态信号转变为第二状态信号的时刻点即为键合波到达的时间。

本说明书中的各个实施例均采用递进的方式描述，各个实施例之间相同相似的部分互相参见即可，每个实施例重点说明的都是与其它实施例的不同之处。尤其，对于检测方法及检测系统实施例而言，由于其具有与键合设备实施例相同的部分，所以描述得比较简单，相关之处参见方法实施例的部分说明即可。

另外，在本申请各个实施例中的各功能单元可以集成在一个处理单元中，也可以是各个单元单独物理存在，也可以两个或两个以上单元集成在一个单元中。上述集成的单元既可以采用硬件的形式实现，作为在键合设备之外设置的处理单元，也可以采用软件功能单元的形式实现，软件功能单元例如可以设置于光感装置中。

所述集成的单元如果以软件功能单元的形式实现并作为独立的产品时，可以存储在一个计算机可读取存储介质中。基于这样的理解，本申请的技术方案可以以软件产品的形式体现出来，该计算机软件产品可以存储在存储介质中，如只读存储器(英文：read-onlymemory，ROM)/RAM、磁碟、光盘等，包括若干指令用以使得一台计算机设备(可以是个人计算机，服务器，或者诸如路由器等网络通信设备)执行本申请各个实施例或者实施例的某些部分所述的方法。

以上所述仅是本发明的优选实施方式，虽然本发明已以较佳实施例披露如上，然而并非用以限定本发明。任何熟悉本领域的技术人员，在不脱离本发明技术方案范围情况下，都可利用上述揭示的方法和技术内容对本发明技术方案做出许多可能的变动和修饰，或修改为等同变化的等效实施例。因此，凡是未脱离本发明技术方案的内容，依据本发明的技术实质对以上实施例所做的任何的简单修改、等同变化及修饰，均仍属于本发明技术方案保护的范围内。

Claims (10)

1.一种键合设备，其特征在于，包括：

上卡盘和顶针，所述顶针沿其轴向穿过所述上卡盘，所述上卡盘具有相对的第一表面和第二表面，所述第一表面上设置有多个第一吸附区，所述多个第一吸附区以所述顶针为中心向四周沿径向依次分布；所述多个第一吸附区通过第一闭环挡板分隔第一腔体得到；

下卡盘，所述下卡盘具有多个第二吸附区，所述第二吸附区与所述第一吸附区相对设置；所述上卡盘和所述下卡盘上分别吸附第一晶圆和第二晶圆，通过对相应区域的第一吸附区和第二吸附区进行相同的解吸附操作，使得所述第一晶圆和所述第二晶圆对应的区域的解吸附之后结合在一起；

位于所述第二表面上的多个光感装置，所述光感装置沿所述上卡盘的径向依次分布，每个光感装置包括光发射单元和光接收单元；

位于所述光感装置下且贯通所述上卡盘的光通路；所述光通路设置在所述多个第一吸附区内；每个所述第一吸附区具有至少一个光感装置；

其中，各所述光感装置的光发射单元用于沿相应的光通路发射垂直于所述第一表面的光线、光接收单元用于接收沿所述相应的光通路返回的反射光，各光感装置获得的反射光的光强度变化状态用于键合波的检测，所述光强度变化状态为光强度变小。

2.根据权利要求1所述的键合设备，其特征在于，所述光发射单元和光接收单元分别为红外发射器和红外感应器。

3.根据权利要求1所述的键合设备，其特征在于，多个所述光感装置沿所述上卡盘的多条径向依次分布。

4.根据权利要求3所述的键合设备，其特征在于，以所述顶针所在区域为中心点，多个所述光感装置呈均匀分布。

5.根据权利要求1所述的键合设备，其特征在于，所述第一吸附区为两个。

6.根据权利要求1所述的键合设备，其特征在于，所述顶针为活塞。

7.一种键合波的检测方法，其特征在于，利用如权利要求1-6中任一项所述的键合设备进行检测，在上卡盘和下卡盘上分别吸附第一晶圆和第二晶圆，且顶针向第一晶圆施加键合压力之后，进行键合波的检测，所述检测的方法包括：

持续获得各光感装置的光强度；

根据光强度变小的变化状态，判断键合波的到达时间。

8.根据权利要求7所述的检测方法，其特征在于，所述根据光强度变小的变化状态，判断键合波的到达时间，包括：

将与前一时刻反射光的强度基本相同的时刻点以第一状态信号表征，将比前一时刻反射光的强度更小的时刻点以第二状态信号表征，由所述第一状态信号转变为第二状态信号的时刻点即为键合波到达的时间。

9.一种键合波的检测系统，其特征在于，包括：

如权利要求1-6中任一项所述的键合设备；以及，

检测单元，用于持续获得各光感装置的光强度；根据光强度变小的变化状态，判断键合波的到达时间。

10.根据权利要求9所述的检测系统，其特征在于，所述检测单元中，所述根据光强度变小的变化状态，判断键合波的到达时间，包括：

将与前一时刻反射光的强度基本相同的时刻点以第一状态信号表征，将比前一时刻反射光的强度更小的时刻点以第二状态信号表征，由所述第一状态信号转变为第二状态信号的时刻点即为键合波到达的时间。

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