[发明专利]对准装置及其方法

说明书

本发明提供了一种对准装置及其方法，所述对准装置包括：光源、照明组件、光转向组件、成像组件及探测器；所述光源发出的光束经过所述照明组件之后被所述光转向组件分为第一光束与第二光束，第一光束射入至上硅片，第二光束入射至下硅片，被上硅片与下硅片反射之后分别经过光转向组件及成像组件，将上硅片与下硅片上的对准标记成像于所述探测器上，通过移动下硅片使得两个对准标记在探测器上所成像相对称，达到对准上硅片与下硅片的目的，降低了对准成本，提高了效率，并消除了探测器热漂移引起的测量误差，方便校准并降低了校准的频率。

技术领域

本发明涉及半导体技术领域，具体涉及一种对准装置及其方法。

背景技术

随着人们生活水平不断提高及半导体技术的日益发展，未来半导体市场对半导体封装器件的智能化和小型化的程度要求将不断提高，如相机、手机、PDA等数码产品不仅要求体积小便于携带，更要求其功能多样化且性价比高。为了实现封装器件智能化和小型化的发展要求，出现了对多晶片(硅片)封装解决方案的需要。多晶片封装是一种将两个或多个平面器件堆叠并连接起来的硅片级封装方法，该封装方法也称为三维(3D)封装。3D封装实现方式目前主要有三种：引线键合(Wire Bonding)、倒装芯片键合(Flip Chip Bonding)和贯穿硅片通孔(TSV：Through Silicon Via)。

倒装芯片键合是指将两片硅片(或芯片与硅片)合并的过程，两片硅片相对位置偏差是需要控制的关键指标。机械方式通常只能达到毫米级精度，光学方法可达到亚微米甚至更高的精度。

在SUSS公司的键合设备中(US2009/0251699)，对准装置如图1所示，其原理是：光源211a发出的光经过透镜212a及双面反射镜215照射到硅片80上，反射光经过双面反射镜215及透镜212a返回到CCD相机213a上，这样可知硅片80在CCD相机213a坐标系中的位置。同理，光源211b发出的光经过透镜212b及双面反射镜215照射到硅片90上，反射光经过双面反射镜215及透镜212b返回到CCD相机213b，由此硅片90在CCD相机213b坐标系中的位置可知。该系统使用2个CCD相机，使得硬件成本及开发成本较高。更严重的是，两个CCD相机互相独立，热漂移将引起测量误差，需要频繁的校准。

本质上，上述方案使用了两套独立的成像系统分别测量上下两个硅片，而两套测量系统之间相对位置关系未知，无法给出上下硅片的相对偏差。为了解决这一问题，SUSS在上下分别安装了位置关系已知的、固定的参考标记。但问题是获取参考标记的位置关系仍需要借助其它光学系统。另外，在工作中两个参考标记本身漂移也将引起测量误差，并且在线校准十分不便。

基此，如何改善现有技术中对准装置的成本高，使用相互独立的相机产生热漂移引起误差以及校准不方便、参考标记漂移引入误差且不能在线校准的问题已经成为本领域技术人员亟需解决的技术问题。

发明内容

本发明的目的在于提供一种对准装置及其方法，解决现有技术中对准装置的成本高，使用相互独立的相机产生热漂移引起误差以及校准不方便、参考标记漂移引入误差且不能在线校准的问题。

为实现上述目的及其他相关目的，本发明提供一种对准装置，用于上硅片与下硅片的对准，所述上硅片与下硅片上均设置有对准标记，包括：光源、照明组件、光转向组件、成像组件及探测器；所述光源发出的光束经过所述照明组件之后被所述光转向组件分为第一光束与第二光束，所述第一光束入射至所述上硅片，被所述上硅片反射之后经过所述光转向组件及成像组件，将所述上硅片上的对准标记成像于所述探测器上；所述第二光束入射至所述下硅片，被所述下硅片反射之后经过所述光转向组件及成像组件，将所述下硅片上的对准标记成像于所述探测器上。

可选的，所述上硅片与下硅片上的对准标记的形状相同。

可选的，所述光转向组件包括分光棱镜，所述分光棱镜将入射至所述光转向组件的光束分为第一光束与第二光束。