晶圆弹性应变测量装置、测量方法及晶圆键合方法制造方法及图纸

本发明专利技术涉及半导体制造技术领域，尤其涉及一种晶圆弹性应变测量装置、测量方法及晶圆键合方法。所述晶圆弹性应变测量装置包括：承载部，具有晶圆承载面和位于所述晶圆承载面的充气孔；设置于所述承载部并围绕所述充气孔的固定部，所述固定部用于将晶圆的表面边缘固定并贴合在所述晶圆承载面上，使得在向所述充气孔内通入气体时能使晶圆发生形变并与所述晶圆承载面之间形成腔体；检测部，用于测量通入气体后所述晶圆的形变量。本发明专利技术实现了对晶圆在特定压力下的形变量检测，从而能够对键合前晶圆的弹性应变特性进行准确的测量，提高了晶圆键合的质量，确保了三维存储器的性能。

【技术实现步骤摘要】
晶圆弹性应变测量装置、测量方法及晶圆键合方法
本专利技术涉及半导体制造
，尤其涉及一种晶圆弹性应变测量装置、测量方法及晶圆键合方法。
技术介绍
随着平面型闪存存储器的发展，半导体的生产工艺取得了巨大的进步。但是最近几年，平面型闪存的发展遇到了各种挑战：物理极限、现有显影技术极限以及存储电子密度极限等。在此背景下，为解决平面闪存遇到的困难以及追求更低的单位存储单元的生产成本，各种不同的三维(3D)闪存存储器结构应运而生，例如3DNOR(3D或非)闪存和3DNAND(3D与非)闪存。其中，3DNAND存储器以其小体积、大容量为出发点，将存储单元采用三维模式层层堆叠的高度集成为设计理念，生产出高单位面积存储密度、高效存储单元性能的存储器，已经成为新兴存储器设计和生产的主流工艺。晶圆键合工艺由于能够实现三维器件更高层数的堆叠，因而引起了越来越多的关注。但是，由于晶圆键合工艺发展历史较短，键合工艺的良率受前制程影响较大，而目前对于前制程的监测系统并不完善，导致晶圆键合质量较差，严重影响三维存储器的性能。因此，如何改善晶圆键合质量，确保三维存储器性能的稳定性，是目前亟待解决的技术问题。
技术实现思路
本专利技术提供一种晶圆弹性应变测量装置、测量方法及晶圆键合方法，用以解决现有技术不能对键合前晶圆的弹性应变特性进行准确测量而导致的晶圆键合质量较差的问题，以确保三维存储器性能的稳定性。为了解决上述问题，本专利技术提供了一种晶圆弹性应变测量装置，包括：承载部，具有晶圆承载面和位于所述晶圆承载面的充气孔；设置于所述承载部并围绕所述充气孔的固定部，所述固定部用于将晶圆的表面边缘固定并贴合在所述晶圆承载面上，使得在向所述充气孔内通入气体时能使晶圆发生形变并与所述晶圆承载面之间形成腔体；检测部，用于测量通入气体后所述晶圆的形变量。优选的，所述承载部为吸盘。优选的，所述固定部为若干呈环状间隔排布的吸附孔。优选的，所述吸附孔与所述承载部中心之间的距离为140mm～150mm。优选的，还包括：位于所述晶圆承载面上的凹槽，所述充气孔位于所述凹槽的底部，所述固定部位于所述凹槽的外侧。优选的，还包括：传感器，用于检测所述腔体内的气压；控制器，用于根据所述气压调整通入所述充气孔的气体量。优选的，所述晶圆中具有至少一键合标记；所述检测部包括：镜头，朝向所述晶圆承载面设置，用于识别所述键合标记，并获取与所述键合标记对应的所述镜头的焦距；处理器，用于根据所述充气孔通入气体前后由所述键合标记确定的所述镜头的焦距计算所述晶圆的形变量。优选的，至少一键合标记包括多个键合标记；所述检测部还包括：支架，所述镜头安装于所述支架上并能够沿所述支架移动，以分别获取与多个所述键合标记一一对应的所述镜头的多个焦距。优选的，还包括：外壳，所述固定部位于由所述外壳围绕而成的容纳腔内。为了解决上述问题，本专利技术还提供了一种晶圆弹性应变测量方法，包括如下步骤：提供一晶圆；固定所述晶圆的边缘；通过气体向所述晶圆的一侧表面施加压力，使所述晶圆发生形变；测量所述晶圆的形变量。优选的，所述晶圆中具有至少一键合标记；测量所述晶圆的形变量的具体步骤包括：提供一镜头；通过所述镜头搜索所述键合标记；分别检测所述气体向所述晶圆的一侧表面施加压力前识别所述键合标记时所对应的所述镜头的第一焦距、以及所述气体向所述晶圆的一侧表面施加压力后识别所述键合标记时所对应的所述镜头的第二焦距；根据所述第一焦距与所述第二焦距计算所述晶圆的形变量。优选的，至少一键合标记包括多个键合标记；测量所述晶圆的形变量的具体步骤还包括：分别测量与多个键合标记一一对应的晶圆形变量。优选的，还包括如下步骤：调整所述气体向所述晶圆一侧表面施加的压力，以测量所述晶圆在不同压力下的形变量。为了解决上述问题，本专利技术还提供了一种晶圆键合方法，包括如下步骤：提供两片预键合的晶圆；分别检测两片晶圆的弹性应变特性，检测晶圆的弹性应变特性时将所述晶圆边缘固定，通过气体向所述晶圆的一侧表面施加压力，使所述晶圆发生形变，并测量所述晶圆的形变量；至少调整一晶圆的键合前段制程，使得两片晶圆在相同压力下的形变量相等；键合两片所述晶圆。优选的，所述晶圆中具有至少一键合标记；测量所述晶圆的形变量的具体步骤包括：提供一镜头；通过所述镜头搜索所述键合标记；分别检测所述气体向所述晶圆的一侧表面施加压力前识别所述键合标记时所对应的所述镜头的第一焦距、以及所述气体向所述晶圆的一侧表面施加压力后识别所述键合标记时所对应的所述镜头的第二焦距；根据所述第一焦距与所述第二焦距计算所述晶圆的形变量。优选的，至少一键合标记包括多个键合标记；测量所述晶圆的形变量的具体步骤还包括：分别测量与多个键合标记一一对应的晶圆形变量。优选的，分别检测两片晶圆的弹性应变特征还包括如下步骤：调整所述气体向所述晶圆一侧表面施加的压力，以测量所述晶圆在不同压力下的形变量。优选的，至少调整一晶圆的键合前段制程，使得两片晶圆在相同压力下的形变量相等的具体步骤包括：形成弹性膜于一晶圆的所述一侧表面，改善所述晶圆的弹性应变特性，使得两片晶圆在相同压力下的形变量相等。本专利技术提供的晶圆弹性应变测量装置、测量方法及晶圆键合方法，通过将晶圆边缘固定，并向晶圆的一侧表面施加压力，使晶圆发生形变，实现了对晶圆在特定压力下的形变量检测，从而能够对键合前晶圆的弹性应变特性进行准确的测量，提高了晶圆键合的质量，确保了三维存储器的性能。附图说明附图1是本专利技术具体实施方式中晶圆弹性应变测量装置充气前的结构示意图；附图2是本专利技术具体实施方式中晶圆弹性应变测量装置充气后的结构示意图；附图3是本专利技术具体实施方式中晶圆弹性应变测量方法的流程图；附图4是本专利技术具体实施方式中晶圆键合方法的流程图。具体实施方式下面结合附图对本专利技术提供的晶圆弹性应变测量装置及晶圆键合方法的具体实施方式做详细说明。晶圆键合工艺由于其制程的特点，晶圆键合的前段制程对晶圆键合工艺良率的影响较大。具体来说，两片晶圆在进行键合工艺前经历不同的前段制程，当这两片晶圆到达实施晶圆键合工艺的站点时，两片晶圆在相同的压力下，其形变量往往并不相同。但是对于键合机台本身来说，由于其工艺条件的限制，往往无法准确的衡量两片晶圆在相同压力下各自的形变量；或者通过特定的工艺手段强行将两片晶圆的平均形变量调整为一致，但是这种强行调整的方式，必然导致两片晶圆在局部区域形变量差异的增大。因此，因无法准确度量晶圆的形变量导致晶圆键合质量较差。为了解决这一问题，本具体实施方式提供了一种晶圆弹性应变测量装置，附图1是本专利技术具体实施方式中晶圆弹性应变测量装置充气前的结构示意图，附图2是本专利技术具体实施方式中晶圆弹性应变测量装置充气后的结构示意图。如图1、图2所示，本具体实施方式提供的晶圆弹性应变测量装置，包括：承载部11、固定部111和检测部17。所述承载部11，具有晶圆承载面12和位于所述晶圆承载面12的充气孔112；所述固定部111设置于所述承载部11并围绕所述充气孔112，所述固定部111用于将晶圆13的表面边缘固定并贴合在所述晶圆承载面12上，使得在向所述充气孔112内通入气体时能使所述晶圆13发生形变并与所述晶圆承载面之间形成腔体20；所述检测部17，用于测量通入气体后所述晶圆13的形变量。具体本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种晶圆弹性应变测量装置，其特征在于，包括：承载部，具有晶圆承载面和位于所述晶圆承载面的充气孔；设置于所述承载部并围绕所述充气孔的固定部，所述固定部用于将晶圆的表面边缘固定并贴合在所述晶圆承载面上，使得在向所述充气孔内通入气体时能使晶圆发生形变并与所述晶圆承载面之间形成腔体；检测部，用于测量通入气体后所述晶圆的形变量。

【技术特征摘要】
1.一种晶圆弹性应变测量装置，其特征在于，包括：承载部，具有晶圆承载面和位于所述晶圆承载面的充气孔；设置于所述承载部并围绕所述充气孔的固定部，所述固定部用于将晶圆的表面边缘固定并贴合在所述晶圆承载面上，使得在向所述充气孔内通入气体时能使晶圆发生形变并与所述晶圆承载面之间形成腔体；检测部，用于测量通入气体后所述晶圆的形变量。2.根据权利要求1所述的晶圆弹性应变测量装置，其特征在于，所述承载部为吸盘。3.根据权利要求1所述的晶圆弹性应变测量装置，其特征在于，所述固定部为若干呈环状间隔排布的吸附孔。4.根据权利要求3所述的晶圆弹性应变测量装置，其特征在于，所述吸附孔与所述承载部中心之间的距离为140mm～150mm。5.根据权利要求1所述的晶圆弹性应变测量装置，其特征在于，还包括：位于所述晶圆承载面上的凹槽，所述充气孔位于所述凹槽的底部，所述固定部位于所述凹槽的外侧。6.根据权利要求1所述的晶圆弹性应变测量装置，其特征在于，还包括：传感器，用于检测所述腔体内的气压；控制器，用于根据所述气压调整通入所述充气孔的气体量。7.根据权利要求1所述的晶圆弹性应变测量装置，其特征在于，所述晶圆中具有至少一键合标记；所述检测部包括：镜头，朝向所述晶圆承载面设置，用于识别所述键合标记，并获取与所述键合标记对应的所述镜头的焦距；处理器，用于根据所述充气孔通入气体前后由所述键合标记确定的所述镜头的焦距计算所述晶圆的形变量。8.根据权利要求7所述的晶圆弹性应变测量装置，其特征在于，至少一键合标记包括多个键合标记；所述检测部还包括：支架，所述镜头安装于所述支架上并能够沿所述支架移动，以分别获取与多个所述键合标记一一对应的所述镜头的多个焦距。9.根据权利要求1所述的晶圆弹性应变测量装置，其特征在于，还包括：外壳，所述固定部位于由所述外壳围绕而成的容纳腔内。10.一种晶圆弹性应变测量方法，其特征在于，包括如下步骤：提供一晶圆；固定所述晶圆的边缘；通过气体向所述晶圆的一侧表面施加压力，使所述晶圆发生形变；测量所述晶圆的形变量。11.根据权利要求10所述的晶圆弹性应变测量方法，其特征在于，所述晶圆中具有至少一键合标记；测量所述晶圆的形变量的具体步骤包括：提供一镜头；通过所述镜头...

【专利技术属性】
技术研发人员：郭帅，
申请(专利权)人：长江存储科技有限责任公司，
类型：发明
国别省市：湖北,42