TW201423893A - 鍵合設備潛望式正面對位方法 - Google Patents

Abstract

本案為一種鍵合設備潛望式正面對位方法，包含：一上基座，藉以將一第一板體固定於該上基座之下方；一下基座，藉以將一第二板體固定於該下基座之上方；一固定臂；一第一反射鏡，係設於該固定臂之上側，藉以反射該第一板體之影像；一第一影像擷取單元，係設於該固定臂之上側，並朝向該第一反射鏡，藉以從該第一反射鏡擷取該第一板體之影像；一第二反射鏡，係設於該固定臂之下側，藉以反射該第二板體之影像；一第二影像擷取單元，係設於該固定臂之下側，並朝向該第二反射鏡，藉以從該第二反射鏡擷取該第二板體之影像；一控制單元，係電性連接該第一影像擷取單元與該第二影像擷取單元；其中，該第一影像擷取單元係經由該第一反射鏡擷取該第一板體之影像，並傳送至該控制單元；該第二影像擷取單元係經由該第二反射鏡擷取該第二板體之影像，並傳送至該控制單元；藉此利用所擷取之該第一板體之影像及該第二板體之影像，對該第一板體與該第二板體進行鍵合製程前之對位操作。

Description

鍵合設備潛望式正面對位方法

本案為一種鍵合設備潛望式正面對位方法，尤指利用潛望式鏡頭擷取晶片影像，藉此進行對位操作之鍵合設備潛望式正面對位方法。

習用的晶圓鍵合技術(Wafer Bonding Technology)係透過外加能量方式，促使兩個單晶或多晶形態之晶片接合面的原子能產生反應，令兩個晶片的鍵合面能達到特定之鍵合強度，形成共價鍵而結合成一體。

在鍵合設備中，係透過上基座及下基座分別固定欲鍵合之兩晶片，上基座下方係固定夾持一第一晶片，下基座上方則固定夾持一第二晶片，該第一晶片的正面係向下朝向該第二晶片，該第二晶片的正面係向上朝向該第一晶片。為了讓兩個晶片能準確地結合在一起，於製程中會預先進行晶片對位(Alignment)操作。習用的對位技術主要包含下列幾種：(1)透過電荷耦合元件(Charge-coupled Device,CCD)從晶片背面進行對位；當其中一晶片為透明材質時，設置在該透明晶片背面的CCD可以穿透該透明晶片擷取位於該透明晶片正面方向之另一晶片之位置，藉此對位二晶片；然而，此對位方 法僅適用於至少一晶片為透明材質之情況下；(2)透過紅外線技術進行對位；當兩晶片都非透明材質時，可以透過紅外線穿透晶片進行對位；然而，此對位方法僅適用於非金屬材質之晶片；(3)透過電荷耦合元件(Charge-coupled Device,CCD)從晶片正面進行對位；於一固定臂的上側及下側分別設置一組影像擷取裝置，並將固定臂伸入兩晶片之間，再分別透過上側的影像擷取裝置擷取夾持在上基座的晶片影像，以及透過下側的影像擷取裝置擷取夾持在下基座的晶片影像，藉此經由擷取到的影像進行對位操作；然而，此對位方法中的二組影像擷取裝置必需採取垂直式之配置模式，意即設於固定臂上側的影像擷取裝置必需向上立起將鏡頭朝向上方的晶片，下側的影像擷取裝置則必需向下立起將鏡頭朝向下方的晶片；由於鏡頭本身即具備一定的長度，因此二組影像擷取裝置立起後，晶片之間的間距誓必需要拉大才能容納二組鏡頭之長度以及足夠之對焦距離，而晶片之間的間距越大不僅會需要更多的製程空間，更會加大鍵合作業時之誤差率。

習用的技術具有下列缺點：1.習用透過CCD從晶片背面進行對位之方法，只適用於至少一晶片為透明材質之情況下；2.習用透過紅外線技術進行對位之方法，只適用於非金屬材 質之晶片；3.習用透過CCD從晶片正面進行對位之方法，會加大晶片之間之間距，導致鍵合作業時之誤差率提高。

因此，如何改進上述習用的缺點，令對位方法能適用於各種材質之晶片，並同時避免提高鍵合作業之誤差率，係為本案所關注者。

本案的目的在於提出一新穎且進步的鍵合設備潛望式正面對位方法，採用水平配置之影像擷取裝置，並透過反射鏡以潛望方式擷取晶片之影像，藉此最小化晶片之間之間距，並能適用於各種材質之晶片對位作業。

為達上述目的，本案提出一種鍵合設備潛望式正面對位方法，包含：一上基座，藉以將一第一板體固定於該上基座之下方；一下基座，藉以將一第二板體固定於該下基座之上方；一固定臂；一第一反射鏡，係設於該固定臂之上側，藉以反射該第一板體之影像；一第一影像擷取單元，係設於該固定臂之上側，並朝向該第一反射鏡，藉以從該第一反射鏡擷取該第一板體之影像； 一第二反射鏡，係設於該固定臂之下側，藉以反射該第二板體之影像；一第二影像擷取單元，係設於該固定臂之下側，並朝向該第二反射鏡，藉以從該第二反射鏡擷取該第二板體之影像；一控制單元，係電性連接該第一影像擷取單元與該第二影像擷取單元；其中，該第一影像擷取單元係經由該第一反射鏡擷取該第一板體之影像，並傳送至該控制單元；該第二影像擷取單元係經由該第二反射鏡擷取該第二板體之影像，並傳送至該控制單元；藉此利用所擷取之該第一板體之影像及該第二板體之影像，對該第一板體與該第二板體進行鍵合製程前之對位操作。

如所述之鍵合設備潛望式正面對位方法，其中該第一板體係為一晶片。

如所述之鍵合設備潛望式正面對位方法，其中該第二板體係為一晶片。

如所述之鍵合設備潛望式正面對位方法，其中該第一影像擷取單元係為一電荷耦合元件(Charge-coupled Device,CCD)。

如所述之鍵合設備潛望式正面對位方法，其中該第二影像擷取單元係為一電荷耦合元件(Charge-coupled Device,CCD)。

參照第一圖為本案較佳實施例之鍵合設備潛望式正面對位方 法，其中包含了上基座11、晶片12、15、反射鏡13、14、下基座16、影像擷取單元17、19及固定臂18。上基座11具有夾持裝置，可將晶片12固定夾持在上基座11的下方；下基座16同樣具有夾持裝置，可將晶片15固定夾持在下基座16的上方。晶片12的正面係向下朝往晶片15；晶片15的正面係向上朝往晶片12。在固定臂18的一端具有反射鏡13及反射鏡14，且反射鏡13係設於固定臂18的上側；反射鏡14則設於固定臂18的下側。影像擷取單元17係設於固定臂18之上側，且鏡頭係朝向反射鏡13，藉以透過反射鏡13擷取晶片12之影像；另一方面，影像擷取單元19係設於固定臂18之下側，且鏡頭係朝向反射鏡14，藉以透過反射鏡14擷取晶片15之影像。因此，控制單元透過比對影像擷取單元17及19所擷取到之晶片12及晶片15之影像，即可進行對位操作，準確調整晶片12及晶片15對應之位置關係。

本案所提出的鍵合設備潛望式正面對位方法係透過潛望方式擷取晶片影像，所以如CCD裝置等之影像擷取單元17及19可採用水平配置方式，意即鏡頭長度朝向水平方式延伸，可大為縮小對於晶片12及晶片15之間之間距需求，縮短晶片鍵合時所需之行進距離，進而達到減少晶片12與晶片15鍵合時之誤差率之效果。

本案具有下列優點：

1.本案所提出的鍵合設備潛望式正面對位方法，可適用於任 何材質之晶片對位作業；

2.本案所提出的鍵合設備潛望式正面對位方法，可大為縮小晶片之間之間距，進而達到減少晶片鍵合時誤差率之效果。

綜上所述，本案所提之鍵合設備潛望式正面對位方法，透過潛望方式擷取晶片影像進行對位，進步新穎且實用，如其變更設計，例如應用至各種晶片之對位操作、採用各種影像擷取單元或是變化反射鏡及影像擷取單元之配置位置及角度等，只要是透過反射鏡擷取晶片影像進行對位者，皆為本案所欲揭露及保護者。

本案所揭露之技術，得由熟習本技術人士據以實施，而其前所未有之作法亦具備專利性，爰依法提出專利之申請。惟上述之實施例尚不足以涵蓋本案所欲保護之專利範圍，因此，提出申請專利範圍如附。

11‧‧‧上基座

12、15‧‧‧晶片

13、14‧‧‧反射鏡

16‧‧‧下基座

17、19‧‧‧影像擷取單元

18‧‧‧固定臂

第一圖為本案較佳實施例之鍵合設備潛望式正面對位方法示意圖。

11‧‧‧上基座

12、15‧‧‧晶片

13、14‧‧‧反射鏡

16‧‧‧下基座

17、19‧‧‧影像擷取單元

18‧‧‧固定臂

Claims (5)

1. 一種鍵合設備潛望式正面對位方法，包含：一上基座，藉以將一第一板體固定於該上基座之下方；一下基座，藉以將一第二板體固定於該下基座之上方；一固定臂；一第一反射鏡，係設於該固定臂之上側，藉以反射該第一板體之影像；一第一影像擷取單元，係設於該固定臂之上側，並朝向該第一反射鏡，藉以從該第一反射鏡擷取該第一板體之影像；一第二反射鏡，係設於該固定臂之下側，藉以反射該第二板體之影像；一第二影像擷取單元，係設於該固定臂之下側，並朝向該第二反射鏡，藉以從該第二反射鏡擷取該第二板體之影像；一控制單元，係電性連接該第一影像擷取單元與該第二影像擷取單元；其中，該第一影像擷取單元係經由該第一反射鏡擷取該第一板體之影像，並傳送至該控制單元；該第二影像擷取單元係經由該第二反射鏡擷取該第二板體之影像，並傳送至該控制單元；藉此利用所擷取之該第一板體之影像及該第二板體之影像，對該第一板體與該第二板體進行鍵合製程前之對位操作。
2. 如申請專利範圍第1項所述之鍵合設備潛望式正面對位方法，其中該第一板體係為一晶片。
3. 如申請專利範圍第1項所述之鍵合設備潛望式正面對位方法，其中該第二板體係為一晶片。
4. 如申請專利範圍第1項所述之鍵合設備潛望式正面對位方法，其中該第一影像擷取單元係為一電荷耦合元件(Charge-coupled Device,CCD)。
5. 如申請專利範圍第1項所述之鍵合設備潛望式正面對位方法，其中該第二影像擷取單元係為一電荷耦合元件(Charge-coupled Device,CCD)。