CN114005777B - 键合装置和键合方法 - Google Patents

Abstract

本公开实施例公开了一种键合系统和键合方法。键合系统包括：键合组件，包括：键合头以及贯穿键合头的第一光通路；第一对准组件，用于在键合头位于第一位置时，确定拾取面相较于水平面的偏移量；键合组件，还用于根据偏移量，驱动键合头移动至平行于水平面的第二位置；第一对准组件，还用于在键合头位于第二位置时，通过第一光通路的第二端向第一端发射检测光信号；第一对准组件，还用于接收检测光信号经第一待键合管芯反射的反射光信号，并根据接收的反射光信号确定第一待键合管芯的当前位置与第一目标位置之间的第一偏差值；第二对准组件，用于确定晶圆上第二待键合管芯的当前位置与第二目标位置的第二偏差值。

Description

键合装置和键合方法

技术领域

本公开实施例涉及但不限于半导体制造领域，尤其涉及一种键合装置和键合方法。

背景技术

在半导体制造领域，采用键合技术可实现半导体器件的三维集成。通过将两个或多个功能相同或不同的半导体结构进行键合，可以提高芯片的性能，同时也可以大幅度缩短待键合对象之间的金属互连，减小发热、功耗和延迟。

键合制程可按键合对象区分，包括晶圆到晶圆（wafer to wafer）键合、芯片（或称为管芯）到晶圆（die to wafer）键合以及芯片到芯片（die to die）键合。

发明内容

根据本公开实施例的第一方面，提供一种键合装置，包括：

键合组件，包括：键合头以及贯穿所述键合头的第一光通路；其中，所述第一光通路的第一端位于所述键合头拾取所述第一待键合管芯的拾取面；

晶圆承载台，用于承载晶圆；

第一对准组件，用于在所述键合头位于第一位置时，确定所述拾取面相较于水平面的偏移量；

所述键合组件，还用于根据所述偏移量，驱动所述键合头移动至平行于水平面的第二位置；

所述第一对准组件，还用于在所述键合头位于第二位置时，通过所述第一光通路的第二端向所述第一端发射检测光信号；其中，拾取的所述第一待键合管芯覆盖所述第一端并反射所述检测光信号；

所述第一对准组件，还用于接收所述检测光信号经所述第一待键合管芯反射的反射光信号，并根据接收的所述反射光信号确定所述第一待键合管芯的当前位置与第一目标位置之间的第一偏差值；

第二对准组件，位于所述晶圆承载台相对远离所述键合组件的一侧，用于确定所述晶圆上第二待键合管芯的当前位置与第二目标位置的第二偏差值；

所述晶圆承载台，还用于根据所述第一偏差值和所述第二偏差值，驱动承载的所述晶圆相对所述拾取面移动，以使所述第二待键合管芯对准所述第一待键合管芯；或者，所述键合组件，还用于根据所述第一偏差值和所述第二偏差值，驱动拾取所述第一待键合管芯的所述拾取面相对所述晶圆承载台移动，以使所述第一待键合管芯对准所述第二待键合管芯；

所述键合组件，还用于键合所述第一待键合管芯和所述第二待键合管芯。

在一些实施例中，所述键合头包括：垂直于所述拾取面的侧面、平行于所述拾取面的顶面、以及至少三个校准标记；其中，所述至少三个校准标记位于所述侧面或所述顶面，所述至少三个校准标记所在的平面平行于所述拾取面；

所述第一对准组件，具体用于根据所述至少三个校准标记和预设位置之间的子偏差，确定所述偏移量。

在一些实施例中，所述第一对准组件，具体用于在所述键合头位于所述第一位置时，获取包括第一个校准标记的第一图像，并根据第一图像确定第一个校准标记的位置与预设位置之间的第一子偏差；

所述键合组件，还用于驱动键合头旋转第一角度，以使所述第一对准组件能够获取到包括第二个所述校准标记的第二图像；

所述第一对准组件，具体还用于根据获取的所述第二图像，确定第二个所述校准标记的位置与所述预设位置之间的第二子偏差；

所述键合组件，还用于驱动所述键合头旋转第二角度，以使所述第一对准组件能够获取到包括第三个所述校准标记的第三图像；

所述第一对准组件，具体还用于根据获取的所述第三图像，确定第三个所述校准标记的位置与所述预设位置之间的第三子偏差，并根据所述第一子偏差、所述第二子偏差和所述第三子偏差，确定所述偏移量。

在一些实施例中，所述第一对准组件包括：至少三个对准器，每个所述对准器用于获取一个所述校准标记与预设位置之间的子偏差；

所述第一对准组件，具体用于根据至少三个所述子偏差确定所述偏移量。

在一些实施例中，所述键合头包括：垂直于所述拾取面的侧面、从所述侧面贯穿所述键合头的至少两条校准光通路；其中，所述至少两条校准光通路所在的平面平行于所述拾取面；

所述第一对准组件，具体用于根据所述至少两条校准光通路与水平面之间的子偏移，确定所述偏移量。

在一些实施例中，所述第一对准组件包括：一个发射单元和一个接收单元；

其中，在所述键合头位于所述第一位置时，所述发射单元与第一条所述校准光通路的一端对准，所述接收单元与第一条所述校准光通路的另一端的至少部分区域对准；所述发射单元用于向第一条所述校准光通路的一端发射校准光信号；所述接收单元，用于根据接收的经第一条所述校准光通路传输的校准光信号，确定第一子偏移；

所述键合组件，还用于驱动所述键合头旋转，以使第二条所述校准光通路的一端对准所述发射单元；其中，所述接收单元与第二条所述校准光通路的另一端的至少部分区域对准；

所述发射单元，还用于向所述第二条所述校准光通路的一端发射校准光信号；所述接收单元，还用于根据接收的经第二条所述校准光通路传输的校准光信号，确定第二子偏移；

所述第一对准组件，具体用于根据所述第一子偏移和所述第二子偏移，确定所述偏移量。

在一些实施例中，所述第一对准组件包括：

两个发射单元和两个接收单元；

在所述键合头位于所述第一位置时，第一个所述发射单元与第一条所述校准光通路的一端对准，第一个所述接收单元与第一条所述校准光通路的另一端的至少部分区域对准，第二个所述发射单元与第二条所述校准光通路的一端对准，第二个所述接收单元与第二条所述校准光通路的另一端的至少部分区域对准；

第一个所述发射单元，用于向第一条所述校准光通路的一端发射校准光信号；

第一个所述接收单元，用于根据接收的经第一条所述校准光通路传输的校准光信号，确定第一子偏移；

第二个所述发射单元，用于向第二条所述校准光通路的一端发射校准光信号；

第二个所述接收单元，用于根据接收的经第二条所述校准光通路传输的校准光信号，确定第二子偏移；

所述第一对准组件，具体用于根据所述第一子偏移和所述第二子偏移，确定所述偏移量。

根据本公开实施例的第二方面，提供一种键合方法，所述键合方法应用于第一待键合管芯与位于晶圆的第二待键合管芯的键合，所述键合方法包括：

在拾取有第一待键合管芯的键合头位于第一位置时，确定所述键合头拾取所述第一待键合管芯的拾取面相较于水平面的偏移量；

根据所述偏移量，驱动所述键合头移动至平行于所述水平面的第二位置；

在所述键合头位于所述第二位置时，确定拾取的所述第一待键合管芯的当前位置与第一目标位置之间的第一偏差值，确定所述第二待键合管芯的当前位置与第二目标位置之间的第二偏差值；

根据所述第一偏差值和所述第二偏差值，移动所述晶圆或所述第一待键合管芯，以对准所述第一待键合管芯和所述第二待键合管芯；

在所述第一待键合管芯和所述第二待键合管芯对准后，键合所述第一待键合管芯和所述第二待键合管芯。

在一些实施例中，所述键合头包括：垂直于所述拾取面的侧面、平行于所述拾取面的顶面、以及至少三个校准标记；其中，所述至少三个校准标记位于所述侧面或所述顶面，所述至少三个校准标记所在的平面平行于所述拾取面；

所述确定所述键合头的拾取面相较于水平面的偏移量，包括：

获取包括第一个校准标记的第一图像；

根据所述第一图像，确定所述第一个校准标记的位置与预设位置之间的第一子偏差；

在获取所述第一图像后，驱动所述键合头旋转第一角度；

在所述键合头旋转第一角度后，获取包括第二个校准标记的第二图像；

根据所述第二图像，确定所述第二个校准标记的位置与所述预设位置之间的第二子偏差；

在获取所述第二图像后，驱动所述键合头旋转第二角度；

在所述键合头旋转第二角度后，获取包括第三个校准标记的第三图像；

根据所述第三图像，确定所述第三个校准标记的位置与所述预设位置之间的第三子偏差；

根据所述第一子偏差、所述第二子偏差和所述第三子偏差，确定所述偏移量。

在一些实施例中，所述键合头包括：垂直于所述拾取面的侧面、平行于所述拾取面的顶面、以及至少三个校准标记；其中，所述至少三个校准标记位于所述侧面或所述顶面，所述至少三个校准标记所在的平面平行于所述拾取面；

所述确定所述键合头的拾取面相较于水平面的偏移量，包括：

同时获取所述至少三个校准标记与预设位置之间的子偏差；

根据至少三个所述子偏差确定所述偏移量。

在一些实施例中，所述键合头包括：垂直于所述拾取面的侧面、从所述侧面贯穿所述键合头的至少两条校准光通路；其中，所述至少两条校准光通路所在的平面平行于所述拾取面；

所述确定所述键合头的拾取面相较于水平面的偏移量，包括：

向第一条所述校准光通路的一端发射校准光信号；

根据接收的经第一条所述校准光通路传输的校准光信号，确定第一子偏移；

在确定所述第一子偏移后，驱动所述键合头旋转；

在所述键合头旋转之后，向第二条所述校准光通路的一端发射校准光信号；

根据接收的经第二条所述校准光通路传输的校准光信号，确定第二子偏移；

根据所述第一子偏移和所述第二子偏移，确定所述偏移量。

在一些实施例中，所述键合头包括：垂直于所述拾取面的侧面、从所述侧面贯穿所述键合头的至少两条校准光通路；其中，所述至少两条校准光通路所在的平面平行于所述拾取面；

所述确定所述键合头的拾取面相较于水平面的偏移量，包括：

向第一条所述校准光通路的一端发射校准光信号，并向第二条所述校准光通路的一端发射校准光信号；

根据接收的经第一条所述校准光通路传输的校准光信号，确定第一子偏移；

根据接收的经第二条所述校准光通路传输的校准光信号，确定第二子偏移；

根据所述第一子偏移和所述第二子偏移，确定所述偏移量。

本公开实施例中，通过设置第一对准组件，可确定键合头的拾取面相较于水平面的偏移量，键合组件根据该偏移量可驱动键合头移动至平行于水平面。即在管芯到晶圆键合前，可将拾取的管芯调整至平行于水平面，有利于减小管芯键合时因局部受力不均而破损的概率，提高管芯到晶圆键合的良率。

在将管芯调整至平行于水平面后，还可通过第一对准组件确定第一待键合管芯的当前位置与第一目标位置之间的第一偏差值，以及通过设置第二对准组件，可确定晶圆上第二待键合管芯的当前位置与第二目标位置的第二偏差值，根据第一偏差值和第二偏差值来调整晶圆或第一待键合管芯，可使得第一待键合管芯与第二待键合管芯精确对准，有利于提高管芯到晶圆的键合精度，进而可降低管芯到晶圆的键合难度。

附图说明

图1是根据一示例性实施例示出的一种晶圆到晶圆键合过程的示意图；

图2a是根据一示例性实施例示出的一种芯片到晶圆键合的示意图一；

图2b是根据一示例性实施例示出的一种芯片到晶圆键合的示意图二；

图3a是根据本公开实施例示出的一种键合装置的示意图一；

图3b是根据本公开实施例示出的一种键合装置的光路示意图一；

图3c是根据本公开实施例示出的一种键合装置的光路示意图二；

图4a是根据本公开实施例示出的一种键合装置的示意图二；

图4b是根据本公开实施例示出的一种键合装置的光路示意图三；

图5a是根据本公开实施例示出的一种键合装置的示意图三；

图5b是根据本公开实施例示出的一种键合装置的光路示意图四；

图6是根据本公开实施例示出的一种键合装置的示意图四；

图7是根据本公开实施例示出的一种键合装置的示意图五；

图8是根据本公开实施例示出的一种键合装置的示意图六；

图9是根据本公开实施例示出的一种键合方法的流程示意图；

图10a是根据本公开实施示出的一种键合方法的过程示意图一；

图10b是根据本公开实施示出的一种键合方法的过程示意图二；

图10c是根据本公开实施示出的一种键合方法的过程示意图三；

图10d是根据本公开实施示出的一种键合方法的过程示意图四；

图11是根据本公开实施例示出的一种管芯到晶圆结构的示意图。

具体实施方式

下面将结合附图和实施例对本公开的技术方案进一步详细阐述。虽然附图中显示了本公开的示例性实施方法，然而应当理解，可以以各种形式实现本公开而不应被这里阐述的实施方式所限制。相反，提供这些实施方式是为了能够更透彻的理解本公开，并且能够将本公开的范围完整的传达给本领域的技术人员。

在下列段落中参照附图以举例方式更具体的描述本公开。根据下面说明和权利要求书，本公开的优点和特征将更清楚。需说明的是，附图均采用非常简化的形式且均使用非精准的比例，仅用以方便、明晰地辅助说明本公开实施例的目的。

在本公开实施例中，术语“第一”、“第二”等是用于区别类似的对象，而不必用于描述特定的顺序或先后次序。

需要说明的是，本公开实施例所记载的技术方案之间，在不冲突的情况下，可以任意组合。

图1是根据一示例性实施例示出的一种晶圆到晶圆键合过程的示意图，参照图1所示，在将上晶圆101与下晶圆102键合前，需进行水平调节和视觉对位。具体地，水平调节包括将上晶圆101和下晶圆102分别调节至平行于水平面，视觉对位包括在垂直于水平面的铅垂方向上对准上晶圆101和下晶圆102。

需要指出的是，由于晶圆的尺寸较大，承载晶圆的晶圆承载台（stage）的尺寸也较大，通常可在晶圆承载台中整合部件，以实现晶圆的水平度检测及水平调节。例如，可通过设置于晶圆承载台中的部件量测晶圆承载台（stage）表面多个位置的高度偏差来实现，方式简单且精度要求较低。

在将上晶圆101和下晶圆102调节至平行于水平面后，利用上镜头识别下晶圆102顶面的对位标记位置，并记录为（x₂，y₂），上镜头位于上晶圆101相对远离下晶圆102的一侧。利用下镜头识别上晶圆101底面的对位标记位置，并记录为（x₁，y₁），下镜头位于下晶圆102相对远离上晶圆101的一侧。上晶圆101底面的对位标记与下晶圆102顶面的对位标记之间的理论对位偏差即为（x₁-x₂，y₁-y₂）。

需要指出的是，在利用下镜头识别上晶圆101底面的对位标记位置时，需将下晶圆102移开（例如，将下晶圆从102’所在的位置移动至102所在的位置），以避免下晶圆102阻挡下镜头的视野。类似地，在利用上镜头识别下晶圆102顶面的对位标记位置时，需将上晶圆101移开，以避免上晶圆101阻挡上镜头的视野。

在移开下晶圆或上晶圆的过程中，还可能产生移动误差。具体地，在进行晶圆到晶圆键合时，由于晶圆的尺寸相对较大，只需利用上镜头/下镜头分别识别下晶圆102/上晶圆101的对位标记位置，并记录最后一次晶圆的移动误差（Δx，Δy），该移动误差可根据吸附晶圆的静电吸盘的位移偏差来监控。因此，上晶圆101底面的对位标记与下晶圆102顶面的对位标记之间的实际对位偏差即为（x₁-x₂+Δx，y₁-y₂+Δy），根据该实际对位偏差进行校正对位，并将上晶圆101的底面与下晶圆102的顶面键合。

芯片到晶圆键合与晶圆到晶圆键合不同。具体地，在晶圆到晶圆键合的制程中，顶部键合对象为晶圆，而在芯片到晶圆键合的制程中，顶部键合对象为芯片，芯片的尺寸远小于晶圆的尺寸。因此，芯片到晶圆键合的键合装置相较于晶圆到晶圆键合的键合装置会有很大的区别。例如，来料接收、水平调节、视觉对位、向下键合方式等。

图2a和图2b是根据一示例性实施例示出的一种芯片到晶圆键合的示意图，参照图2a和图2b所示，在将上芯片201与下晶圆202键合前，需进行水平调节和视觉对位。具体地，先将上芯片201和下晶圆202分别调节至平行于水平面，再将上芯片201的对位标记与下晶圆202中待键合管芯的对位标记对位。

相较于传统的晶圆到晶圆键合，芯片到晶圆键合的精度要求更高、键合难度更大。在水平调节方面，由于芯片的尺寸远小于晶圆的尺寸，拾取芯片的键合头的尺寸也远小于拾取晶圆的部件的尺寸，在键合头中整合较多的部件，将会增加键合头的重量，导致键合头的惯性增加。因此，芯片到晶圆键合的水平度检测及水平调节成为难题。并且当拾取芯片的键合头处于非水平位置时，芯片的局部由于受力不均极易破损，导致芯片到晶圆的键合失败。

需要指出的是，由于下晶圆202以及承载下晶圆202的晶圆承载台的惯性较大，下晶圆202难以做到在竖直方向上高频率、高精度地运动。为了满足芯片到晶圆键合的高频需求，通常采用键合头竖直向下移动，以实现管芯到晶圆的键合。因此，需保证键合头足够轻巧才不至于惯性过大。

在视觉对位方面，在将上芯片201移动至与下晶圆202中待键合管芯对准位置的过程中，由于下晶圆202对于下镜头的阻挡范围较大，上芯片201移动到与下晶圆202中待键合管芯对准位置而产生的位移误差，下镜头也难以识别记录，芯片到晶圆的键合精度较低。

有鉴于此，本公开实施例提供一种键合装置和键合方法。

图3a至图3c是根据本公开实施例示出的一种键合装置300的示意图，图3a表示的是键合装置300的结构示意图，图3b和图3c表示的是键合装置300的局部示意图，参照图3a所示，键合装置300包括：

键合组件，包括：键合头301以及贯穿键合头301的第一光通路302；其中，第一光通路302的第一端302a位于键合头301拾取第一待键合管芯11的拾取面301b；

晶圆承载台303，用于承载晶圆20；

第一对准组件304，用于在键合头301位于第一位置时，确定拾取面301b相较于水平面的偏移量；

键合组件，还用于根据偏移量，驱动键合头301移动至平行于水平面的第二位置；

第一对准组件304，还用于在键合头301位于第二位置时，通过第一光通路302的第二端302b向第一端302a发射检测光信号；其中，拾取的第一待键合管芯11覆盖第一端302a并反射检测光信号；

第一对准组件304，还用于接收检测光信号经第一待键合管芯11反射的反射光信号，并根据接收的反射光信号确定第一待键合管芯11的当前位置与第一目标位置之间的第一偏差值；

第二对准组件305，位于晶圆承载台303相对远离键合组件的一侧，用于确定晶圆20上第二待键合管芯21的当前位置与第二目标位置的第二偏差值；

晶圆承载台303，还用于根据第一偏差值和第二偏差值，驱动承载的晶圆20相对拾取面301b移动，以使第二待键合管芯21对准第一待键合管芯11；或者，键合组件，还用于根据第一偏差值和第二偏差值，驱动拾取第一待键合管芯11的拾取面301b相对晶圆承载台303移动，以使第一待键合管芯11对准第二待键合管芯21；

键合组件，还用于键合第一待键合管芯11和第二待键合管芯21。

示例性地，在键合组件的键合头301拾取第一待键合管芯11后，键合组件可沿水平方向（例如，x方向或y方向）和/或竖直方向（例如z方向）移动，将键合头301调整至第一位置。这里，第一位置表示的是键合头301进行水平度检测和水平调节之前的位置。

在键合头301位于第一位置时，可利用第一对准组件304检测拾取面301b相较于水平面（例如，xoy平面）的偏移量，该偏移量可通过拾取面301b与水平面之间的夹角来表示，还可通过拾取面301b上多个点相较于同一水平面的高度来表示。

在确定拾取面301b相较于水平面的偏移量后，键合组件可驱动键合头301旋转，直至拾取面301b平行于水平面，并将键合头301调整至第二位置。这里，第二位置表示的是键合头301进行水平度检测和水平调节之后，并且第一光通路302的第二端302b能够接收到第一对准组件304发射的检测光信号的位置。

示例性地，参照图3a和图3c所示，在键合头301位于第二位置时，第一对准组件304发送检测光信号，检测光信号经由第一光通路302的第二端302b和第一端302a传输至第一待键合管芯11的定位标记，并形成反射光信号，反射光信号经由第一光通路302的第一端302a和第二端302b传输至第一对准组件304。

示例性地，第一对准组件304在接收到反射光信号后，可根据反射光信号确定第一待键合管芯11的当前位置（x₁，y₁）与第一目标位置（x₀，y₀）之间的第一偏差值（Δx_T，Δy_T），其中，Δx_T=x₁-x₀，Δy_T=y₁-y₀。

示例性地，参照图3a所示，可利用第二对准组件305确定晶圆20上第二待键合管芯21的当前位置（x₂，y₂）与第二目标位置（x₀’，y₀’）之间的第二偏差值（Δx_B，Δy_B），其中，Δx_B=x₂-x₀’，Δy_T=y₂-y₀’。

需要指出的是，第一目标位置和第二目标位置在水平方向上的位置相同、竖直方向上的位置不同。即x₀与x₀’相同，y₀与y₀’相同，第一目标位置和第二目标位置z方向的坐标不同，不同的附图标记仅是为了便于区分第一目标位置和第二目标位置，而不用于限制本公开。

这里，第一待键合管芯11的当前位置（x₁，y₁）、第一目标位置（x₀，y₀）、第二待键合管芯21的当前位置（x₂，y₂）以及第二目标位置（x₀’，y₀’）基于同一坐标系确定。例如，可以晶圆承载台的中心为原点建立坐标系，x方向和y方向垂直、且平行于晶圆承载台所在的平面，z方向垂直于晶圆承载台所在的平面。

在管芯到晶圆键合前，可利用标准管芯对第一对准组件、第二对准组件以及键合组件的位置进行校正，以保证第一对准组件能够与第一光通路的第二端对准、且保证第二对准组件能够与标准管芯朝向晶圆承载台的表面的定位标记对准，进而确定第一目标位置和第二目标位置。这里，第一目标位置表示的是校正后标准管芯的位置，水平方向的坐标记为（x₀，y₀），与第一目标位置竖直方向相距预设距离的位置记为第二目标位置，第二目标位置水平方向的坐标记为（x₀’，y₀’），这里，预设距离大于零。可以理解的是，第一目标位置和第二目标位置虽然水平方向（x方向和y方向）上的位置相同，但在三维空间内并不是同一位置，第一目标位置和第二目标位置在竖直方向（z方向）上的位置不同。

可以理解的是，当第一待键合管芯位于第一目标位置，第二待键合管芯位于第二目标位置时，可认为第一待键合管芯和第二待键合管芯对准。即沿铅垂线方向，第一待键合管芯在晶圆承载台的投影与第二待键合管芯重叠。

需要强调的是，第一待键合管芯11的当前位置表示的是将键合组件调整至第二位置时，第一待键合管芯11的实际位置，其相对于第一目标位置可能存在偏差。第二待键合管芯21的当前位置表示的是将晶圆20置于晶圆承载台、且确定晶圆上需要键合的管芯为第二待键合管芯时，第二待键合管芯21的实际位置，其相对于第二目标位置可能存在偏差。

在第一待键合管芯11的当前位置为第一目标位置、第二待键合管芯21的当前位置为第二目标位置时，第一偏差值和第二偏差值均为0，通过垂直向上移动晶圆或垂直向下移动第一待键合管芯，即可实现第一待键合管芯与第二待键合管的精准对位键合。

示例性地，根据第一偏差值和第二偏差值确定第一待键合管芯11和第二待键合管芯21之间的位移偏差为（Δx_T-Δx_B，Δy_T-Δy_B），可保持键合组件固定（即保持第一待键合管芯11固定），晶圆承载台303根据位移偏差驱动晶圆20水平移动（Δx_T-Δx_B，Δy_T-Δy_B），以使得第二待键合管芯21对准第一待键合管芯11，即第一待键合管芯11和第二待键合管芯21水平方向上的位置相同。

这里，可根据Δx_T-Δx_B的正负确定晶圆承载台303驱动晶圆20移动的方向，例如，在Δx_T-Δx_B为负值时，晶圆承载台303驱动晶圆20沿x轴负方向移动，移动的距离为（Δx_T-Δx_B）的绝对值。在Δx_T-Δx_B为正值时，晶圆承载台303驱动晶圆20沿x轴正方向移动，移动的距离为（Δx_T-Δx_B）。

类似地，可根据Δy_T-Δy_B的正负确定晶圆承载台303驱动晶圆20移动的方向，例如，在Δy_T-Δy_B为负值时，晶圆承载台303驱动晶圆20沿y轴负方向移动，移动的距离为（Δy_T-Δy_B）的绝对值。在Δy_T-Δy_B为正值时，晶圆承载台303驱动晶圆20沿y轴正方向移动，移动的距离为（Δy_T-Δy_B）。

示例性地，根据第一偏差值和第二偏差值确定第一待键合管芯11和第二待键合管芯21之间的位移偏差为（Δx_T-Δx_B，Δy_T-Δy_B），可保持晶圆承载台303固定（即保持第二待键合管芯21固定），键合组件根据位移偏差水平移动（Δx_T-Δx_B，Δy_T-Δy_B），以使得第一待键合管芯11对准第二待键合管芯21。

这里，可根据Δx_T-Δx_B的正负确定键合组件移动的方向，例如，在Δx_T-Δx_B为负值时，键合组件沿x轴正方向移动，移动的距离为（Δx_T-Δx_B）的绝对值。在Δx_T-Δx_B为正值时，键合组件沿x轴负方向移动，移动的距离为（Δx_T-Δx_B）。

类似地，可根据Δy_T-Δy_B的正负确定键合组件移动的方向，例如，在Δy_T-Δy_B为负值时，键合组件沿y轴正方向移动，移动的距离为（Δy_T-Δy_B）的绝对值。在Δy_T-Δy_B为正值时，键合组件沿y轴负方向移动，移动的距离为（Δy_T-Δy_B）。

本示例中，在确定第一偏差值和第二偏差值之后，可通过驱动拾取第一待键合管芯的拾取面相对于晶圆承载台移动，或，驱动承载的晶圆相对拾取面移动，以将第一待键合管芯和第二待键合管芯对准。优选地，在确定第一偏差值和第二偏差值之后，驱动承载的晶圆相对拾取面移动，以使第二待键合管芯对准第一待键合管芯。

需要指出的是，管芯以及拾取管芯的键合头尺寸相对较小，若采用键合组件相对晶圆移动，在键合组件移动的过程中，小尺寸的键合头更容易发生波动，可能相对水平面倾斜，导致键合头拾取的管芯倾斜，影响对准，降低键合精度。

相较于键合组件相对晶圆移动来对准的方式，通过驱动晶圆相对拾取面移动，由于晶圆的尺寸相对管芯的尺寸较大，在晶圆移动的过程中，晶圆的键合面在水平面发生波动的几率较小，即与第一待键合管芯键合的第二待键合管芯较为水平，有利于进一步提高管芯到晶圆的键合精度。

键合头301可通过真空吸附或静电吸附的方式吸附第一待键合管芯11。第一待键合管芯11可包括相对设置的键合面和非键合面，在进行管芯到晶圆键合时，拾取面通过吸附第一待键合管芯11的非键合面，以拾取第一待键合管芯11。

第一待键合管芯11包括：半导体芯片，例如，存储芯片，通信芯片、人工智能芯片、LED芯片、传感芯片或显示芯片等。参照图3a所示，第一待键合管芯11包括沿z方向相对设置的正面和背面，当第一待键合管芯11的正面设置有功能结构时，第一待键合管芯11的正面为键合面，第一待键合管芯11的背面为非键合面。

需要强调的是，第一待键合管芯11、晶圆20以及第二待键合管芯21并未包括在键合装置300中，图3a中第一待键合管芯11、晶圆20以及第二待键合管芯21（虚线所示）仅为示意，以便于理解在进行管芯到晶圆键合时，待键合管芯与键合头以及晶圆之间的位置关系。

第一光通路302包括第一端302a和第二端302b，第一端302a用于输出检测光信号和接收反射光信号，第二端302b用于接收检测光信号和输出反射光信号。第一光通路302允许检测光信号和反射光信号通过，可以是设置于键合头301内的透明窗口，还可以是设置于键合头301内的光传输介质，例如，光纤等。

第一对准组件和第二对准组件可以发射检测光信号，还可以接收反射光信号，还可将接收的反射光信号转化为可视化的图像。例如，第一对准组件可获取第一待键合管芯上定位标记的第一图像，根据第一图像确定第一偏差值。第二对准组件可获取第二待键合管芯上定位标记的第二图像，根据第二图像确定第二偏差值。第一对准组件和第二对准组件可以发射和接收红外光信号（例如，远红外光信号）。

晶圆承载台303可包括：卡盘（图中未示出），例如，静电吸盘（ESC chuck），用于吸附晶圆20。

在一些实施例中，晶圆承载台可相较于拾取面进行移动，以驱动晶圆相较于拾取面移动。

在另一些实施例中，晶圆承载台用于承载晶圆的台面本身不可移动，但晶圆承载台包括能够相对拾取面移动的装载针（Lift pin），通过驱动该装载针相对拾取面移动，进而可驱动晶圆相对拾取面移动，实现晶圆的位置调整。装载针上可设置有真空孔，通过真空吸附晶圆。装载针可在平行于晶圆的平面内移动，以驱动晶圆的移动，从而调整晶圆的位置。

具体地，以晶圆承载台包括静电吸盘为例，静电吸盘包括固定基板和装载针，装载针沿静电吸盘的轴向穿过固定基板，且可沿垂直于固定基板的方向和平行于固定基板的方向移动。当静电吸盘承载有晶圆时，装载针可与该晶圆接触。当装载针沿垂直于固定基板的方向朝向拾取面运动时，承载的晶圆被装载针顶起进而与固定基板分离，且承载的晶圆跟随装载针进行运动。

晶圆20包括多个第二待键合管芯21，每个第二待键合管芯21包括衬底和位于衬底上的功能结构（例如，存储阵列或功能电路），相邻的两个第二待键合管芯之间设置有切割道。

本公开实施例中，通过设置第一对准组件，可确定键合头的拾取面相较于水平面的偏移量，键合组件根据该偏移量可驱动键合头移动至平行于水平面。即在管芯到晶圆键合前，可将拾取的管芯调整至平行于水平面，有利于减小管芯键合时因局部受力不均而破损的概率，提高管芯到晶圆键合的良率。

在将管芯调整至平行于水平面的第二位置后，还可通过第一对准组件确定第一待键合管芯的当前位置与第一目标位置之间的第一偏差值，以及通过设置第二对准组件，可确定晶圆上第二待键合管芯的当前位置与第二目标位置的第二偏差值，根据第一偏差值和第二偏差值来调整晶圆或第一待键合管芯的位置，可使得第一待键合管芯与第二待键合管芯精确对准，有利于提高管芯到晶圆的键合精度。

在一些实施例中，参照图3a所示，键合头301包括：垂直于拾取面301b的侧面301c、平行于拾取面301b的顶面301a、以及至少三个校准标记；其中，至少三个校准标记位于侧面301c或顶面301a，至少三个校准标记所在的平面平行于拾取面301b；

第一对准组件304，具体用于根据至少三个校准标记和预设位置之间的子偏差，确定偏移量。

示例性地，图3a示出了位于侧面301c的校准标记m₁、m₂和m₃，校准标记m₁、m₂、m₃所构成的平面记为校准平面，校准平面平行于拾取面301b，可以理解的是，在键合头301位于第一位置时，通过确定校准平面相较于水平面的偏移量，可确定拾取面301b相较于水平面的偏移量。

虽然在本示例中仅示出了校准标记m₁、m₂和m₃位于侧面301c，但在其它示例中，校准标记m₁、m₂和m₃还可位于顶面301a。例如，位于顶面301a的边界线上。位于侧面301c或位于顶面301a的校准标记的数量也不限于三个，还可以是四个、五个甚至更多，本公开在此不作限制。

示例性地，在键合头301位于第一位置时，第一对准组件304可分别确定第一个校准标记m₁的位置（x_m1，y_m1）、第二个校准标记m₂的位置（x_m2，y_m2）以及第三个校准标记m₃的位置（x_m3，y_m3），根据三个校准标记的位置与预设位置之间的高度偏差，可确定校准平面相较于水平面的偏移量，进而确定拾取面301b相较于水平面的偏移量。

第一对准组件304包括用于确定校准标记m₁、m₂和m₃位置的取景框，这里预设位置表示的是取景框的中心位置，记为（x_c，y_c）。可以理解的是，当三个校准标记m₁、m₂和m₃与预设位置在y轴方向上的高度偏差相同，即y_m1-y_c、y_m2-y_c以及y_m3-y_c的数值大小相同且正负相同时，可确定校准平面平行于水平面，进而确定与校准平面平行的拾取面也平行于水平面。

需要强调的是，在键合头301位于第一位置时，每个校准标记的位置与预设位置之间的高度偏差可能不同。例如，当y_m1-y_c＜y_m2-y_c＜y_m3-y_c时，可确定沿z轴正方向，第三个校准标记m₃的位置高于第二个校准标记m₂的位置，第二个校准标记m₂的位置高于第一个校准标记m₁的位置，即校准平面相较于水平面倾斜，与校准平面平行的拾取面也相较于水平面倾斜。

示例性地，当校准标记m₁、m₂和m₃位于第二端302b下方时，键合组件可先根据偏移量将键合头301调整至平行于水平面的位置，再将键合头301沿z轴负方向移动至第一光通路302的第二端302b能够接收到第一对准组件304发射的检测光信号的第二位置。

类似地，当校准标记m₁、m₂和m₃位于第二端302b上方时，键合组件可先根据偏移量将键合头301调整至平行于水平面的位置，再将键合头301沿z轴正方向移动至第一光通路302的第二端302b能够接收到第一对准组件304发射的检测光信号的第二位置。

在一些实施例中，参照图3a所示，当至少三个校准标记位于侧面301c时，第一对准组件304位于键合头301的侧面，第一光通路302的第二端302b位于侧面301c。在其它实施例中，当至少三个校准标记位于顶面时，第一对准组件位于键合头之上，第一光通路的第二端位于顶面。

可以理解的是，第一对准组件可根据校准标记在键合头上的设置方式而设置，保证第一对准组件可检测到校准标记即可。类似地，第一光通路的第二端也可根据第一对准组件的设置方式而设置，保证第一对准组件可与第一光通路对准即可。本领域技术人员可根据实际需求合理设置，本公开在此不做进一步限制。

本公开实施例中，通过在键合头的侧面或顶面设置至少三个校准标记，并且三个校准标记所在的平面平行于拾取面，通过三个校准标记和预设位置之间的子偏差，可确定校准平面相较于水平面的偏移量，进而确定与校准平面平行的拾取面相较于水平面的偏移量。

在一些实施例中，参照图3a所示，第一对准组件304，具体用于在键合头301位于第一位置时，获取包括第一个校准标记m₁的第一图像，并根据第一图像确定第一个校准标记m₁的位置与预设位置之间的第一子偏差；

键合组件，还用于驱动键合头301旋转第一角度，以使第一对准组件304能够获取到包括第二个校准标记m₂的第二图像；

第一对准组件304，具体还用于根据获取的第二图像，确定第二个校准标记m₂的位置与预设位置之间的第二子偏差；

键合组件，还用于驱动键合头301旋转第二角度，以使第一对准组件304能够获取到包括第三个校准标记m₃的第三图像；

第一对准组件304，具体还用于根据获取的第三图像，确定第三个校准标记m₃的位置与预设位置之间的第三子偏差，并根据第一子偏差、第二子偏差和第三子偏差，确定偏移量。

示例性地，结合图3a和图3b所示，第一对准组件304可包括一个对准器3041，位于键合头301的一侧，在键合头301位于第一位置时，对准器3041获取包括第一个校准标记m₁的第一图像，并根据第一图像确定第一个校准标记m₁的位置（x_m1，y_m1）与预设位置（x_c，y_c）之间的第一子偏差Δy_m1=y_m1-y_c。

示例性地，参照图3a所示，键合组件还包括：固定单元307、移动单元308以及与移动单元308连接的驱动单元（图中未示出）；固定单元307固定连接键合头301和移动单元308；驱动单元用于驱动移动单元308相对晶圆承载台303移动键合头301。

示例性地，驱动单元驱动移动单元308顺时针旋转第一角度，在移动单元308转动时，固定单元307、键合头301以及第一待键合管芯11同步转动，对准器3041获取包括第二个校准标记m₂的第二图像，并根据第二图像确定第二个校准标记m₂的位置（x_m2，y_m2）与预设位置（x_c，y_c）之间的第二子偏差Δy_m2=y_m2-y_c。

然后，驱动单元驱动移动单元308顺时针旋转第二角度，对准器3041获取包括第三个校准标记m₃的第三图像，并根据第三图像确定第三个校准标记m₃的位置（x_m3，y_m3）与预设位置（x_c，y_c）之间的第三子偏差Δy_m3=y_m3-y_c。根据Δy_m1、Δy_m2和Δy_m3确定拾取面相较于水平面的偏移量。

这里，驱动单元还可驱动移动单元逆时针旋转，保证对准器旋转至能够获取包括第二个校准标记的第二图像以及能够获取包括第三个校准标记的第三图像即可，本领域技术人员可以根据实际的键合需求选择，本公开在此不作进一步地限制。

第一角度和第二角度可根据校准标记m₁、m₂和m₃的设置方式而确定。在实际的应用中，键合头的形状可为圆柱形，拾取面和校准平面的形状可为圆形，第一角度可基于校准标记m₁、校准标记m₂和校准平面圆心所构成的圆心角确定，第二角度可基于校准标记校准标记m₂、校准标记m₃和校准平面圆心所构成的圆心角确定。

例如，校准标记m₁、m₂和m₃可以等间距的方式设置于侧面301c上，则第一角度和第二角度为120°。校准标记m₁和m₃的连线经过校准平面的圆心，校准标记m₂和校准平面圆心的连线垂直于校准标记m₁和m₃的连线，则第一角度和第二角度为90°。

本公开实施例中，通过设置第一对准组件，可依次获取三个校准标记的第一图像、第二图像和第三图像，并根据获取的第一图像、第二图像和第三图像，可依次确定第一子偏差、第二子偏差和第三子偏差，有利于精确确定拾取面相较于水平面的偏移量。

在一些实施例中，第一对准组件304包括：至少三个对准器3041，每个对准器3041用于获取一个校准标记与预设位置之间的子偏差；

第一对准组件304，具体用于根据至少三个子偏差确定偏移量。

示例性地，参照图3a所示，第一个校准标记m₁和第三个校准标记m₃沿x方向并列设置，第一对准组件304包括沿x方向并列设置的两个对准器3041，位于键合头301右侧的对准器3041用于获取第一个校准标记m₁与预设位置之间的第一子偏差，位于键合头301左侧的对准器3041用于获取第三个校准标记m₃与预设位置之间的第三子偏差。第一对准组件304还包括位于键合头301朝向y轴正方向一侧的对准器（图中未示出），该对准器用于获取第二个校准标记m₂与预设位置之间的第二子偏差。第一对准组件304根据第一子偏差、第二子偏差和第三子偏差，可确定拾取面相较于水平面的偏移量。

需要指出的是，在本示例中，示出了键合头包括三个校准标记、第一对准组件包括三个对准器的情形。在其它示例中，键合头可包括至少四个校准标记，第一对准组件可包括至少四个对准器。键合头中校准标记的数量或位置的设置本公开在此不作限制，只需保证设置校准标记的平面平行于拾取面即可。

例如，在如图3a所示的基础上，键合头还包括沿y方向并列设置的两个校准标记，第一对准组件还包括沿y方向并列设置的两个对准器，通过沿y方向并列设置的两个对准器，可分别确定沿y方向并列设置的两个校准标记的第二子偏差和第四子偏差，第一对准组件304根据第一子偏差、第二子偏差、第三子偏差和第四子偏差，可确定拾取面相较于水平面的偏移量。

相较于设置第一对准组件依次获取三个校准标记的第一图像、第二图像和第三图像，本公开实施例中，通过设置三个对准器，每个对准器可独立地获取每个校准标记的图像，无需驱动键合头旋转，有利于提高三个子偏差的精确度。

并且，本公开实施例中三个对准器可同时获取三个校准标记的图像，可缩短确定偏移量的时间，进而缩短管芯到晶圆键合前水平度检测和水平调节的时间，提高键合效率。

在一些实施例中，参照图4a和图4b所示，键合头301包括：垂直于拾取面301b的侧面301c、从侧面301c贯穿键合头301的至少两条校准光通路；其中，至少两条校准光通路所在的平面平行于拾取面301b；

第一对准组件304，具体用于根据至少两条校准光通路与水平面之间的子偏移，确定偏移量。

示例性地，图4a示出了从侧面301c贯穿键合头301的一条校准光通路3111，图4b示出了沿y方向并列设置的两条校准光通路3111和3112，可以理解的，两条校准光通路3111和3112在xoz平面的投影重合。虽然在本示例中仅示出了两条校准光通路3111和3112，但在其它示例中，从侧面301c贯穿键合头301的校准光通路的数量不限于两条，还可以是三条甚至更多条，本公开在此不作限制，只需保证校准光通路与第一光通路302不重叠即可。

两条校准光通路3111和3112所构成的平面记为校准平面，校准平面平行于拾取面301b，可以理解的是，在键合头301位于第一位置时，可通过两条校准光通路3111和3112确定校准平面相较于水平面的偏移量，进而确定拾取面301b相较于水平面的偏移量。

在一些实施例中，参照图4a所示，第一对准组件304包括：一个发射单元3042和一个接收单元3043；

其中，在键合头301位于第一位置时，发射单元3042与第一条校准光通路的一端对准，接收单元3043与第一条校准光通路的另一端的至少部分区域对准；发射单元3042用于向第一条校准光通路的一端发射校准光信号；接收单元3043，用于根据接收的经第一条校准光通路传输的校准光信号，确定第一子偏移；

键合组件，还用于驱动键合头301旋转，以使第二条校准光通路的一端对准发射单元3042；其中，接收单元3043与第二条校准光通路的另一端的至少部分区域对准；

发射单元3042，还用于向第二条校准光通路的一端发射校准光信号；接收单元3043，还用于根据接收的经第二条校准光通路传输的校准光信号，确定第二子偏移；

第一对准组件304，具体用于根据第一子偏移和第二子偏移，确定偏移量。

图4b示出了沿y方向并列设置的第一条校准光通路3111和第二条校准光通路3112，发射单元3042和接收单元3043分别位于第一条校准光通路3111沿x方向相对设置的两侧。例如，发射单元3042位于第一条校准光通路3111的右侧或左侧，接收单元3043位于第一条校准光通路3111的左侧或右侧。

在键合头301位于第一位置时，发射单元3042与第一条校准光通路3111的右端3111a对准，当发射单元3042发出的校准光信号为平行光束时，校准光信号完全进入右端3111a，即发射单元3042发出的校准光信号的强度与进入右端3111a的校准光信号的强度基本相同，这里，基本相同可以是两处光信号的强度完全相同，或，两处光信号的强度相差较小、可忽略不计。

接收单元3043与第一条校准光通路3111的左端3111b的至少部分区域对准，经第一条校准光通路3111传输的校准光信号的一部分被接收单元3043所接收，即发射单元3042发出的校准光信号的强度大于接收单元3043接收的校准光信号的强度，根据两处光信号的强度的差值，可计算第一条校准光通路3111相较于水平面的偏移量。

需要指出的是，设置发射单元3042和接收单元3043的平面平行于水平面，当拾取面301b相较于水平面倾斜时，与拾取面301b平行的校准平面也相较于水平面倾斜，即第一条校准光通路3111也相较于水平面倾斜。因此，当发射单元3042右端3111a完全对准后，接收单元3043与左端3111b的部分区域对准。部分区域对准不包括完全对准。可以理解的是，当接收单元3043与左端3111b的部分区域对准时，接收单元3043仅能接收一部分校准光信号，接收单元3043接收的校准光信号的强度小于发射单元3042发出的校准光信号的强度。

当拾取面301b平行于水平面时，与拾取面301b平行的校准平面也平行于水平面，即第一条校准光通路3111也平行于水平面。因此，当发射单元3042右端3111a完全对准后，接收单元3043与左端3111b也完全对准，接收单元3043接收的校准光信号的强度与发射单元3042发出的校准光信号的强度基本相同。

发射单元3042发射的校准光信号经由第一条校准光通路3111传输至接收单元3043，接收单元3043可根据发射的校准光信号的强度I₁和接收的校准光信号的强度I₁’，确定第一子偏移。

示例性地，结合图4a和图4b所示，驱动单元可以经过校准平面的圆心的轴线为中心线，驱动键合头301旋转，直至第二条校准光通路3112的左端3112b对准发射单元3042，接收单元3043与第二条校准光通路3112的右端3112a的至少部分区域对准。

类似地，当拾取面301b相较于水平面倾斜时，第二条校准光通路3112也相较于水平面倾斜。因此，当左端3112b完全对准发射单元3042后，接收单元3043仅与右端3112a的部分区域对准。

当拾取面301b平行于水平面时，第二条校准光通路3112也平行于水平面。因此，当左端3112b完全对准发射单元3042后，接收单元3043与右端3112a也完全对准。

发射单元3042发射的校准光信号经由第二条校准光通路3112传输至接收单元3043，接收单元3043可根据发射的校准光信号的强度I₂和接收的校准光信号的强度I₂’，确定第二子偏移，第一对准组件304根据第一子偏移和第二子偏移，可确定拾取面301b相较于水平面的偏移量。

可以理解的是，本公开实施例中，通过设置一个发射单元和一个接收单元，可先通过第一条校准光通路确定第一子偏移，再通过第二条校准光通路确定第二子偏移，根据第一子偏移和第二子偏移可确定设置两条校准光通路的校准平面相较于水平面的偏移量，进而确定与校准平面平行的拾取面相较于水平面的偏移量。

在一些实施例中，第一对准组件304包括：两个发射单元3042和两个接收单元3043；

在键合头301位于第一位置时，第一个发射单元3042与第一条校准光通路的一端对准，第一个接收单元3043与第一条校准光通路的另一端的至少部分区域对准，第二个发射单元3042与第二条校准光通路的一端对准，第二个接收单元3043与第二条校准光通路的另一端的至少部分区域对准；

第一个发射单元3042，用于向第一条校准光通路的一端发射校准光信号；

第一个接收单元3043，用于根据接收的经第一条校准光通路传输的校准光信号，确定第一子偏移；

第二个发射单元3042，用于向第二条校准光通路的一端发射校准光信号；

第二个接收单元3043，用于根据接收的经第二条校准光通路传输的校准光信号，确定第二子偏移；

第一对准组件304，具体用于根据第一子偏移和第二子偏移，确定偏移量。

图4b示出了沿y方向并列设置的两个发射单元3042和沿y方向并列设置的两个接收单元3043。第一个发射单元3042和第一个接收单元3043沿x方向并列设置、且位于第一条校准光通路3111沿x方向相对设置的两侧。例如，第一个发射单元3042位于第一条校准光通路3111的右侧或左侧，第一个接收单元3043位于第一条校准光通路3111的左侧或右侧。

第二个发射单元3042和第二个接收单元3043沿x方向并列设置、且位于第二条校准光通路3112沿x方向相对设置的两侧。例如，第二个发射单元3042位于第二条校准光通路3112的右侧或左侧，第二个接收单元3043位于第二条校准光通路3112的左侧或右侧。

虽然在本示例中，示出了沿y方向并列设置的两条校准光通路，一对发射单元和接收单元分别位于一条校准光通路沿x方向相对设置的两侧。但在其它示例中，两条校准光通路还可沿x方向并列设置，一对发射单元和接收单元分别位于一条校准光通路沿y方向相对设置的两侧，两条校准光通路还可以其它方式设置，本公开在此不作限制。

第一个发射单元3042发射的校准光信号经由第一条校准光通路3111传输至第一个接收单元3043，第一个接收单元3043可根据发射的校准光信号的强度I₁和接收的校准光信号的强度I₁’，确定第一子偏移。

第二个发射单元3042发射的校准光信号经由第二条校准光通路3112传输至第二个接收单元3043，第二个接收单元3043可根据发射的校准光信号的强度I₂和接收的校准光信号的强度I₂’，确定第二子偏移，第一对准组件304根据第一子偏移和第二子偏移，可确定拾取面301b相较于水平面的偏移量。

可以理解的是，本公开实施例中，通过设置两个发射单元和两个接收单元，一对发射单元和接收单元可确定第一条校准光通路的第一子偏移，另一对发射单元和接收单元可确定第二条校准光通路的第二子偏移，无需驱动键合头旋转，有利于提高第一子偏移和第二子偏移精确度。

并且，本公开实施例中两对发射单元和接收单元可同时确定第一条校准光通的第一子偏移和第二条校准光通路的第二子偏移，可缩短确定偏移量的时间，进而缩短管芯到晶圆键合前水平度检测和水平调节的时间，提高键合效率。

在一些实施例中，结合图3a和图3c所示，第一光通路302的第二端302b设置于侧面301c；

第一光通路302包括：第一反射镜3021，用于反射在第一光通路302的第一端302a和第一光通路302的第二端302b之间传输的光信号；

第一对准组件304包括：第二光通路306以及对准器3041；其中，对准器3041用于发出检测光信号、接收反射光信号、并确定第一偏差值；

其中，在键合头301位于第二位置时，对准器3041位于第二光通路306相对远离侧面301c的一端，第二光通路306相对靠近侧面301c的一端对准第一光通路302的第二端302b。

示例性地，参照图3c所示，在键合头301位于第二位置时，对准器3041发出检测光信号，检测光信号经由第二光通路306和第一光通路302传输至第一待键合管芯11的定位标记（图3c中“十”字型所示），并形成反射光信号，反射光信号经由第一光通路302和第二光通路306传输至对准器3041。

示例性地，参照图3c所示，第一反射镜3021位于第一光通路302的第一端302a和第一光通路302的第二端302b之间，用于将第一光通路302的第二端302b接收的检测光信号反射至第一光通路302的第一端302a，并传输至第一待键合管芯11的定位标记，还用于将第一光通路302的第一端302a接收的反射光信号反射至第一光通路302的第二端302b，并传输至对准器3041。

对准器3041包括：集成有光发射器和光探测器的装置。光发射器用于发出检测光信号，光探测器用于接收反射光信号。进一步地，对准器3041还可包括与光探测器连接的图像传感器，图像传感器用于将接收的反射光信号转化为可视化的图像，根据该图像可确定第一偏差值。

本公开实施例中，通过设置第二光通路和对准器，第二光通路与第一光通路对准，且位于对准器与第一光通路之间，有利于检测光信号或反射光信号在对准器与第一待键合管芯之间地传输，可准确地定位第一待键合管芯的当前位置，有利于提高第一偏差值的精确度。

此外，通过将第一对准组件和键合组件分开设置，即第一对准组件设置于键合组件之外，不会额外增加键合组件的重量，可使得键合组件的惯性较小，并且，由于第一对准组件设置于键合组件之外，第一对准组件不会影响键合组件的移动，可保证键合组件在竖直方向上高频率、高精度地运动，提高键合精度的同时，还可提高键合效率。

在一些实施例中，参照图3a和图3c所示，在键合头301位于第二位置时，第二光通路306平行于拾取面301b。可以理解的是，在本公开实施例中，第二光通路可沿水平方向设置，检测光信号和反射光信号在第二光通路中可沿水平方向传输。

在一些实施例中，结合图5a和图5b所示，第二光通路306’包括：第一子路3061、第二子路3062以及第二反射镜3063，第一子路3061垂直于第二子路3062，第二反射镜3063位于第一子路3061与第二子路3062相交处，第二反射镜3063用于反射在第一子路3061和第二子路3062之间传输的光信号；

对准器3041’，位于第一子路3061相对远离第二子路3062的端部；

其中，在键合头301位于第二位置时，第一子路3061垂直于拾取面301b，第二子路3062平行于拾取面301b，第二子路3062相对靠近侧面301c的一端对准第一光通路302的第二端302b。

示例性地，参照图5b所示，在键合头301位于第二位置时，对准器3041’发出检测光信号，检测光信号经由第一子路3061、第二子路3062和第一光通路302传输至第一待键合管芯11的定位标记（图5b中“十”字型所示），并形成反射光信号，反射光信号经由第一光通路302、第二子路3062和第一子路3061传输至对准器3041’。

示例性地，参照图5b所示，第二反射镜3063位于第一子路3061和第二子路3062之间，用于将第一子路3061接收的检测光信号反射至第二子路3062，并传输至第一光通路302，还用于将第二子路3062接收的反射光信号反射至第一子路3061，并传输至对准器3041’。

这里，对准器3041’可与上述实施例中的对准器3041相同，本公开在此不再赘述。

可以理解的是，本公开实施例中，第二光通路可设置为“L”型，包括竖直方向的第一子路和水平方向的第二子路，在第一光通路的第二端位于键合头的侧面时，第二子路与第一光通路的第二端对准，以保证检测光信号和反射光信号在第一光通路和第二光通路中的传输，准确定位第一待键合管芯的当前位置。

此外，通过第二光通路设置为“L”型，增加了第一对准组件中光通路设置方式的多样性，在实际应用中，本领域技术人员可根据实际的键合制程需求，合理地设置第一对准组件中的光通路，本公开在此不作限制。

优选地，第二光通路沿水平方向设置（即如图3a和3b所示），相较于第二光通路设置为“L”型（即如图4a和4b所示），第二光通路沿水平方向设置，可以简化光路设计，减小检测光信号或反射光信号在第二光通路中的传输损耗，提高第一待键合管芯的定位精度，进而提高第一偏差值的精度。

在一些实施例中，参照图6所示，顶面301a包括第一区域和第二区域；

键合组件还包括：固定单元307和移动单元308；固定单元307固定连接第一区域和移动单元308；移动单元308用于相对晶圆承载台303移动键合头301；

第一光通路302’，沿垂直于拾取面301b的方向贯穿键合头301；其中，第一光通路302’的第二端302b’位于第二区域；

第一对准组件304’’，在水平方向的投影位于第二区域内，包括：第二光通路306’’和对准器3041’’；其中，对准器3041’’用于发出检测光信号、接收反射光信号、并确定第一偏差值；

其中，第二光通路306’’，垂直于拾取面301b且与第一光通路302’对准；对准器3041’’，位于第二光通路306’’相对远离键合头301的一端。

示例性地，参照图6所示，键合头301包括沿z方向相对设置的拾取面301b，和顶面301a，固定单元307位于键合头301和移动单元308之间，固定单元307的一端与键合头301的顶面301a固定连接，固定单元307的另一端与移动单元308固定连接。

这里，第一区域表示的是键合头301的顶面301a与固定单元307接触的区域，第二区域表示的是键合头301的顶面301a未与固定单元307接触的区域。可以理解的是，固定单元307在水平方向的投影位于第一区域内。

示例性地，参照图6所示，第一光通路302’贯穿键合头301，包括第一端302a’和第二端302b’。可以理解的是，第一端302a’所在的水平面与拾取面301b所在的水平面平齐，第二端302b’所在的水平面与顶面301a所在的水平面平齐、且位于第二区域内。

示例性地，参照图6所示，第一对准组件304’’位于第一光通路302’上方，第二光通路306’’沿平行于z轴方向设置，并与第一光通路302’对准，在本示例中，第一对准组件304’’可与移动单元308固定连接。

在一些实施例中，第一对准组件304’’可设置于键合头301顶面301a，保证第二光通路与第一光通路对准即可。

在一些实施例中，第一对准组件304’’可通过外部支架固定而无需与移动单元308固定连接，保证第二光通路与第一光通路对准即可，此时，用于连接移动单元308和键合头301的固定单元307可以是可伸缩装置，以避免第一对准组件304’’和外部支架阻挡键合组件上、下移动。

可以理解的是，第一对准组件304’’通过外部支架固定的方式，不会额外增加键合组件的重量，可使得键合组件的惯性较小，可保证键合组件在竖直方向上高频率、高精度地运动，提高键合精度的同时，还可提高键合效率。

相较于将第一光通路的第二端设置于键合头的侧面，本公开实施例中，通过设置贯穿键合头的第一光通路，第一光通路的第二端位于键合头的顶面，如此，检测光信号或反射光信号在第一光通路中可沿竖直方向传输，无需在第一光通路中设置第一反射镜，简化了键合组件的构造，有利于减小键合组件的制作难度，同时减少了键合组件的制作成本。

此外，由于第一光通路中无需额外增设第一反射镜，减少了检测光信号或反射光信号在第一反射镜位置处反射而造成的损耗，有利于精确定位第一待键合管芯的当前位置，进而提高第一偏差值的精确度。

在一些实施例中，键合组件包括：两个第一光通路，不同第一光通路的第一端的设置位置不同，不同第一光通路的第二端在拾取面的设置位置不同；

第一对准组件，包括一个对准器；其中，在键合头位于第二位置时，对准器与一个第一光通路的第二端对准；

键合组件还包括：驱动单元，用于驱动两个第一光通路相对对准器运动，以使对准器对准另一个第一光通路的第二端。

示例性地，在第一待键合管芯11包括沿x方向并列设置的两组定位标记时，每组定位标记包括一个定位标记或沿y方向并列设置的至少两个定位标记，参照图3a所示，键合组件可包括沿x方向并列设置的两个第一光通路302，在键合头301位于第二位置时，两个第一光通路302的第一端302a分别显露第一待键合管芯11中的两组定位标记。

示例性地，结合图3a和图3c所示，第一对准组件可包括一个对准器3041，位于键合头301的一侧，在键合头301位于第二位置时，对准器3041与第一个第一光通路302对准，以通过第一个第一光通路302，定位第一个第一光通路302显露的第一组定位标记的位置。

示例性地，驱动单元可与移动单元308连接，以驱动移动单元308相对对准器3041顺时针或逆时针转动，在移动单元308转动时，固定单元307、键合头301以及第一待键合管芯11同步转动，如此，可将第二个第一光通路302转动至与对准器3041对准的位置，使得对准器3041与第二个第一光通路302对准，通过第二个第一光通路302，定位第二个第一光通路302显露的第二组定位标记的位置。

例如，两个第一光通路302沿x方向并列设置，两个第一光通路302的第二端302b位于同一水平面，在对准器3041与第一个第一光通路302对准后，驱动单元可驱动移动单元308相对对准器3041顺时针或逆时针转动180°，以使得第二个第一光通路302与对准器3041对准。此时，第一个第一光通路302转动至第二个第一光通路302的原位置处。

需要强调的是，在移动单元转动的过程中，第一待键合管芯11也同步转动，因此，第一组定位标记的当前位置在转动后会发生改变。应当理解的是，用于定位第一目标位置以及用于定位第一组定位标记的当前位置而建立的坐标系在转动后也会发生改变。

例如，基于转动前建立的坐标系，定位第一组定位标记的当前位置为（x₃，y₃），基于顺时针或逆时针转动180°后建立的坐标系，定位第一组定位标记的当前位置为（-x₃，-y₃），第一目标位置为（-x₀，-y₀）。

在实际应用中，键合头的形状可为圆柱形，拾取面的形状可为圆形，可根据移动单元308转动的角度、转动的方向以及拾取面的半径确定转动后第一组定位标记的位置以及转动后的第一目标位置。

示例性地，基于顺时针或逆时针转动180°后建立的坐标系，第一组定位标记的当前位置为（-x₃，-y₃），第二组定位标记的当前位置为（x₄，y₄），根据第一组定位标记的当前位置和第二组定位标记的当前位置确定第一待键合管芯11的当前位置（x₁’，y₁’），其中，x₁’=（x₄-x₃）/2，y₁’=（y₄-y₃）/2。第一偏差值为（Δx_T’，Δy_T’），其中，Δx_T’=x₁’-（-x₀），Δy_T’=y₁’-（-y₀）。

可以理解的是，可基于第一个第一光通路和第二个第一光通路设置的位置，确定移动单元相对对准器转动的角度。这里，两个第一光通路沿x方向并列设置仅为示意，用以向本领域技术人员传达本公开，然而本公开并不限于此，在其它示例中，两个第一光通路还可以其它的方式设置，例如，可根据第一待键合管芯中多组定位标记的设置方式而设置。

本公开实施例中，通过设置一个对准器，可实现一个对准器与两个第一光通路分别对准，进而通过与对准器对准的第一光通路定位第一待键合管芯上的定位标记。

在一些实施例中，键合组件包括：两个第一光通路，不同第一光通路的第一端的设置位置不同，不同第一光通路的第二端在拾取面的设置位置不同；

第一对准组件包括两个对准器和两条第二光通路；其中，不同的对准器位于不同的第二光通路相对远离键合头的端部；

其中，在键合头位于第二位置时，不同的第二光通路与不同的第一光通路对准。

示例性地，参照图3a所示，键合组件可包括沿x方向并列设置的两个第一光通路302，第一对准组件304包括沿x方向并列设置的两个对准器3041和两条第二光通路306，每个对准器3041各自通过一条第二光通路306与一个第一光通路302对准。

需要指出的是，在本示例中，示出了键合组件包括两个第一光通路、第一对准组件包括两个对准器和两条第二光通路的情形。在其它示例中，键合组件可包括至少三个第一光通路，第一对准组件可包括至少三个对准器和三条第二光通路。

例如，在如图3a所示的基础上，键合组件还包括沿y方向并列设置的两个第一光通路，第一对准组件还包括沿y方向并列设置的两个对准器和沿y方向并列设置的两条第二光通路，如此，键合组件中设置有四个第一光通路，第一对准组件中设置有四个对准器和四条第二光通路，每个对准器各自通过一条第二光通路与一个第一光通路对准。

这里，键合组件中第一光通路的数量或位置的设置以及第一键合组件中对准器的数量或位置的设置，可根据第一待键合管芯中定位标记的数量或位置而设定，本公开不作进一步限制。

相较于设置一个对准器对准至少两个第一光通路，本公开实施例中，通过设置两个对准器，可实现一个对准器通过一个第二光通路对准一个第一光通路，每个对准器可独立地定位每个定位标记，有利于提高定位标记定位的精确度。

在一些实施例中，结合图3a和图7所示，键合装置300还包括：

基座309，位于键合头301的侧面301c；

第一支架310-1，平行于拾取面301b设置，用于固定连接第一个对准器3041-1和基座309；

第二支架310-2，平行于拾取面301b设置，用于固定连接第二个对准器3041-2和基座309。

图7中示出了键合装置300在xoy平面的局部俯视图，键合组件可包括沿y方向并列设置的第一个第一光通路302-1和第二个第一光通路302-2，第一对准组件可包括沿y方向并列设置的第一个对准器3041-1和第二个对准器3041-2，在键合头301位于第二位置时，第一个对准器3041-1与第一个第一光通路302-1对准，第二个对准器3041-2与第二个第一光通路302-2对准。

第一个对准器3041-1通过第一支架310-1与基座309固定连接，第二个对准器3041-2通过第二支架310-2与基座309固定连接，可以理解的是，第一个对准器3041-1和第二个对准器3041-2在xoz平面的投影重合，即第一个对准器3041-1和第二个对准器3041-2位于键合头301的同一侧。

在一些实施例中，结合图3a和图8所示，键合装置300还包括：

两个基座309，分别设置于键合头301的两侧；

第一支架310-1，平行于拾取面301b设置，用于固定连接第一个对准器3041-1和第一个基座309；

第二支架310-2，平行于拾取面301b设置，用于固定连接第二个对准器3041-2和第二个基座309。

图8中示出了键合装置300局部结构示意图，键合组件可包括沿x方向并列设置的两个第一光通路，第一对准组件可包括沿x方向并列设置的第一个对准器3041-1和第二个对准器3041-2，在键合头301位于第二位置时，第一个对准器3041-1与键合头301左侧的第一光通路对准，第二个对准器3041-2与键合头301右侧的第一光通路对准。

第一个对准器3041-1通过第一支架310-1与位于键合头左侧的基座309固定连接，第二个对准器3041-2通过第二支架310-2与位于键合头右侧的基座309固定连接，第一个对准器3041-1和第二个对准器3041-2位于键合头301的两侧。

图9是根据本公开实施例示出的一种键合方法的流程示意图，图10a至图10d是根据本公开实施示出的一种键合方法的过程示意图。该键合方法应用于第一待键合管芯11与位于晶圆的第二待键合管芯21的键合，所述方法包括以下步骤：

S100：在拾取有第一待键合管芯的键合头位于第一位置时，确定键合头拾取第一待键合管芯的拾取面相较于水平面的偏移量；

S200：根据偏移量，驱动键合头移动至平行于水平面的第二位置；

S300：在键合头位于第二位置时，确定拾取的第一待键合管芯的当前位置与第一目标位置之间的第一偏差值，确定第二待键合管芯的当前位置与第二目标位置之间的第二偏差值；

S400：根据第一偏差值和第二偏差值，移动晶圆或第一待键合管芯，以对准第一待键合管芯和第二待键合管芯；

S500：在第一待键合管芯和第二待键合管芯对准后，键合第一待键合管芯和第二待键合管芯。

在步骤S100中，参照图10a所示，在拾取有第一待键合管芯11的键合头301位于第一位置时，可利用第一对准组件304’检测拾取面相较于水平面（例如，xoy平面）的偏移量，该偏移量可通过拾取面与水平面之间的夹角来表示，还可通过拾取面上多个点相较于同一水平面的高度来表示。

在步骤S200中，参照图10b所示，在确定拾取面相较于水平面的偏移量后，键合组件可驱动键合头301旋转，直至拾取面平行于水平面，并将键合头301调整至第二位置。这里，第二位置表示的是第一光通路302能够接收到第一对准组件304’发射的检测光信号的位置。

在步骤S300中，参照图10b所示，可利用第一对准组件304’确定第一待键合管芯11的当前位置（x₁，y₁）与第一目标位置（x₀，y₀）之间的第一偏差值（Δx_T，Δy_T），其中，Δx_T=x₁-x₀，Δy_T=y₁-y₀。

在步骤S300中，参照图10c所示，在确定第一偏差值后，将晶圆20传输至承载台上，可利用第二对准组件305确定晶圆20上第二待键合管芯21的当前位置（x₂，y₂）与第二目标位置（x₀’，y₀’）之间的第二偏差值（Δx_B，Δy_B），其中，Δx_B=x₂-x₀’，Δy_T=y₂-y₀’。

需要指出的是，第一目标位置和第二目标位置在水平方向上的位置相同、竖直方向上的位置不同。即x₀与x₀’相同，y₀与y₀’相同，第一目标位置和第二目标位置z方向的坐标不同，不同的附图标记仅是为了便于区分第一目标位置和第二目标位置，而不用于限制本公开。

在步骤S400中，根据第一偏差值和第二偏差值确定第一待键合管芯11和第二待键合管芯21之间的位移偏差为（Δx_T-Δx_B，Δy_T-Δy_B），可保持键合组件固定（即保持第一待键合管芯11固定），晶圆20根据位移偏差水平移动（Δx_T-Δx_B，Δy_T-Δy_B），以使得第二待键合管芯21对准第一待键合管芯11，即第一待键合管芯11和第二待键合管芯21水平方向上的位置相同。

这里，可根据Δx_T-Δx_B的正负确定晶圆20移动的方向，例如，在Δx_T-Δx_B为负值时，晶圆20沿x轴负方向移动，移动的距离为（Δx_T-Δx_B）的绝对值。在Δx_T-Δx_B为正值时，晶圆20沿x轴正方向移动，移动的距离为（Δx_T-Δx_B）。

类似地，可根据Δy_T-Δy_B的正负确定晶圆20移动的方向，例如，在Δy_T-Δy_B为负值时，晶圆20沿y轴负方向移动，移动的距离为（Δy_T-Δy_B）的绝对值。在Δy_T-Δy_B为正值时，晶圆20沿y轴正方向移动，移动的距离为（Δy_T-Δy_B）。

在步骤S400中，根据第一偏差值和第二偏差值确定第一待键合管芯11和第二待键合管芯21之间的位移偏差为（Δx_T-Δx_B，Δy_T-Δy_B），还可保持晶圆20固定（即保持第二待键合管芯21固定），第一待键合管芯11根据位移偏差水平移动（Δx_T-Δx_B，Δy_T-Δy_B），以使得第一待键合管芯11对准第二待键合管芯21。

这里，可根据Δx_T-Δx_B的正负确定第一待键合管芯11移动的方向，例如，在Δx_T-Δx_B为负值时，第一待键合管芯11沿x轴正方向移动，移动的距离为（Δx_T-Δx_B）的绝对值。在Δx_T-Δx_B为正值时，第一待键合管芯11沿x轴负方向移动，移动的距离为（Δx_T-Δx_B）。

类似地，可根据Δy_T-Δy_B的正负确定第一待键合管芯11移动的方向，例如，在Δy_T-Δy_B为负值时，第一待键合管芯11沿y轴正方向移动，移动的距离为（Δy_T-Δy_B）的绝对值。在Δy_T-Δy_B为正值时，第一待键合管芯11沿y轴负方向移动，移动的距离为（Δy_T-Δy_B）。

在步骤S400中，确定第一偏差值和第二偏差值之后，可移动晶圆或第一待键合管芯11，以将第一待键合管芯和第二待键合管芯对准。优选地，移动晶圆，以使第二待键合管芯对准第一待键合管芯。

在步骤S500中，参照图10d所示，在第一待键合管芯11和第二待键合管芯21对准后，键合组件垂直向下移动，以将第一待键合管芯11和第二待键合管芯21键合。

需要强调的是，第一待键合管芯11是独立于晶圆存在的管芯。在半导体器件的制作过程中，通常在晶圆上形成多个管芯，这里，第一待键合管芯11指的是承载有多个管芯的晶圆切割后形成的独立管芯。可以理解的是，第一待键合管芯的尺寸远小于晶圆的尺寸。

本公开实施例中，在键合头位于第一位置时，通过确定键合头的拾取面相较于水平面的偏移量，根据该偏移量可驱动键合头移动至平行于水平面的第二位置。即在管芯到晶圆键合前，可将拾取的管芯调整至平行于水平面，有利于减小管芯键合时因局部受力不均而破损的概率，提高管芯到晶圆键合的良率。

在将管芯调整至平行于水平面的第二位置后，通过确定第一待键合管芯的当前位置与第一目标位置之间的第一偏差值，以及确定晶圆上第二待键合管芯的当前位置与第二目标位置的第二偏差值，根据第一偏差值和第二偏差值来调整晶圆或第一待键合管芯，可使得第一待键合管芯与第二待键合管芯精确对准，有利于提高管芯到晶圆的键合精度。

在一些实施例中，键合头包括：垂直于拾取面的侧面、平行于拾取面的顶面、以及至少三个校准标记；其中，至少三个校准标记位于侧面或顶面，至少三个校准标记所在的平面平行于拾取面；

确定键合头的拾取面相较于水平面的偏移量，包括：

获取包括第一个校准标记的第一图像；

根据第一图像，确定第一个校准标记的位置与预设位置之间的第一子偏差；

在获取第一图像后，驱动键合头旋转第一角度；

在键合头旋转第一角度后，获取包括第二个校准标记的第二图像；

根据第二图像，确定第二个校准标记的位置与预设位置之间的第二子偏差；

在获取第二图像后，驱动键合头旋转第二角度；

在键合头旋转第二角度后，获取包括第三个校准标记的第三图像；

根据第三图像，确定第三个校准标记的位置与预设位置之间的第三子偏差；

根据第一子偏差、第二子偏差和第三子偏差，确定偏移量。

示例性地，结合图5a和图10a所示，校准标记m₁、m₂和m₃位于侧面301c上，校准标记m₁、m₂、m₃所构成的平面记为校准平面，校准平面平行于拾取面301b。

在键合头301位于第一位置时，第一对准组件304’获取包括第一个校准标记m₁的第一图像，并根据第一图像确定第一个校准标记m₁的位置（x_m1，y_m1）与预设位置（x_c，y_c）之间的第一子偏差Δy_m1=y_m1-y_c。

驱动单元驱动移动单元308顺时针旋转第一角度，在移动单元308转动时，固定单元307、键合头301以及第一待键合管芯11同步转动，第一对准组件304’获取包括第二个校准标记m₂的第二图像，并根据第二图像确定第二个校准标记m₂的位置（x_m2，y_m2）与预设位置（x_c，y_c）之间的第二子偏差Δy_m2=y_m2-y_c。

然后，驱动单元驱动移动单元308顺时针旋转第二角度，第一对准组件304’获取包括第三个校准标记m₃的第三图像，并根据第三图像确定第三个校准标记m₃的位置（x_m3，y_m3）与预设位置（x_c，y_c）之间的第三子偏差Δy_m3=y_m3-y_c。根据Δy_m1、Δy_m2和Δy_m3确定拾取面相较于水平面的偏移量。

这里，预设位置表示的是第一对准组件304’用于确定校准标记m₁、m₂和m₃位置的取景框的中心位置，记为（x_c，y_c）。可以理解的是，当三个校准标记m₁、m₂和m₃与预设位置在y轴方向上的高度偏差相同，即y_m1-y_c、y_m2-y_c以及y_m3-y_c的数值大小相同且正负相同时，可确定校准平面平行于水平面，进而确定与校准平面平行的拾取面也平行于水平面。

驱动单元还可驱动移动单元逆时针旋转，保证对准器旋转至能够获取包括第二个校准标记的第二图像以及能够获取包括第三个校准标记的第三图像即可，本领域技术人员可以根据实际的键合需求选择，本公开在此不作进一步地限制。

第一角度和第二角度可根据校准标记m₁、m₂和m₃的设置方式而确定。在实际的应用中，键合头的形状可为圆柱形，拾取面和校准平面的形状可为圆形，第一角度可基于校准标记m₁、校准标记m₂和校准平面圆心所构成的圆心角确定，第二角度可基于校准标记校准标记m₂、校准标记m₃和校准平面圆心所构成的圆心角确定。

例如，校准标记m₁、m₂和m₃可以等间距的方式设置于侧面301c上，则第一角度和第二角度为120°。校准标记m₁和m₃的连线经过校准平面的圆心，校准标记m₂和校准平面圆心的连线垂直于校准标记m₁和m₃的连线，则第一角度和第二角度为90°。

虽然在本示例中仅示出了校准标记m₁、m₂和m₃位于侧面301c，但在其它示例中，校准标记m₁、m₂和m₃还可位于顶面301a。例如，位于顶面301a的边界线上。位于侧面301c或位于顶面301a的校准标记的数量也不限于三个，还可以是四个、五个甚至更多，本公开在此不作限制。

本公开实施例中，通过在键合头的侧面或顶面设置至少三个校准标记，并且三个校准标记所在的平面平行于拾取面，通过确定三个校准标记和预设位置之间的子偏差，可确定校准平面相较于水平面的平移量，进而确定与校准平面平行的拾取面相较于水平面的偏移量。

在一些实施例中，键合头包括：垂直于拾取面的侧面、平行于拾取面的顶面、以及至少三个校准标记；其中，至少三个校准标记位于侧面或顶面，至少三个校准标记所在的平面平行于拾取面；

确定键合头的拾取面相较于水平面的偏移量，包括：

同时获取至少三个校准标记与预设位置之间的子偏差；

根据至少三个子偏差确定偏移量。

示例性地，结合图5a和图10a所示，第一对准组件304’可包括三个对准器3041’和三条第二光通路306’。具体地：

第一个对准器3041’和第一条第二光通路306’位于第一个校准标记m₁的右侧，用于获取第一个校准标记m₁与预设位置之间的子偏差。

第二个对准器3041’和第二条第二光通路306’位于第二个校准标记m₂朝向y轴正方向的一侧，用于获取第二个校准标记m₂与预设位置之间的子偏差。

第三个对准器3041’和第三条第三光通路306’位于第三个校准标记m₃的左侧，用于获取第三个校准标记m₃与预设位置之间的子偏差。

第一对准组件304’根据三个子偏差，确定拾取面301b相较于水平面的偏移量。

需要指出的是，在本示例中，示出了键合头包括三个校准标记、第一对准组件包括三个对准器的情形。在其它示例中，键合头可包括至少四个校准标记，第一对准组件可包括至少四个对准器。键合头中校准标记的数量或位置的设置本公开在此不作限制，只需保证设置校准标记的平面平行于拾取面即可。

相较于依次获取三个校准标记的第一图像、第二图像和第三图像，本公开实施例中，无需驱动键合头旋转，即可获取至少三个校准标记与预设位置之间的子偏差，有利于提高三个子偏差的精确度。

并且，本公开实施例中可同时获取三个子偏差，可缩短确定偏移量的时间，进而缩短管芯到晶圆键合前水平度检测和水平调节的时间，提高键合效率。

在一些实施例中，键合头包括：垂直于拾取面的侧面、从侧面贯穿键合头的至少两条校准光通路；其中，至少两条校准光通路所在的平面平行于拾取面；

确定键合头的拾取面相较于水平面的偏移量，包括：

向第一条校准光通路的一端发射校准光信号；

根据接收的经第一条校准光通路传输的校准光信号，确定第一子偏移；

在确定第一子偏移后，驱动键合头旋转；

在键合头旋转之后，向第二条校准光通路的一端发射校准光信号；

根据接收的经第二条校准光通路传输的校准光信号，确定第二子偏移；

根据第一子偏移和第二子偏移，确定偏移量。

示例性地，结合图4a和图4b所示，两条校准光通路3111和3112从侧面301c贯穿键合头301，两条校准光通路3111和3112所构成的平面记为校准平面，校准平面平行于拾取面301b。

在键合头301位于第一位置时，发射单元3042向第一条校准光通路3111发射校准光信号，接收单元3043根据发射的校准光信号的强度I₁和接收的校准光信号的强度I₁’，确定第一子偏移。

驱动单元驱动键合头301旋转，直至第二条校准光通路3112对准发射单元3042，发射单元3042向第二条校准光通路3112发射校准光信号，接收单元3043根据发射的校准光信号的强度I₂和接收的校准光信号的强度I₂’，确定第二子偏移。第一对准组件根据第一子偏移和第二子偏移，可确定拾取面301b相较于水平面的偏移量。

虽然在本示例中仅示出了两条校准光通路3111和3112，但在其它示例中，从侧面301c贯穿键合头301的校准光通路的数量不限于两条，还可以是三条甚至更多条，本公开在此不作限制，只需保证校准光通路与第一光通路302不重叠即可。

在一些实施例中，键合头包括：垂直于拾取面的侧面、从侧面贯穿键合头的至少两条校准光通路；其中，至少两条校准光通路所在的平面平行于拾取面；

确定键合头的拾取面相较于水平面的偏移量，包括：

向第一条校准光通路的一端发射校准光信号，并向第二条校准光通路的一端发射校准光信号；

根据接收的经第一条校准光通路传输的校准光信号，确定第一子偏移；

根据接收的经第二条校准光通路传输的校准光信号，确定第二子偏移；

根据第一子偏移和第二子偏移，确定偏移量。

示例性地，结合图4a和图4b所示，第一对准组件304可包括两个发射单元3042和两个接收单元3043。具体地：

第一个发射单元3042和第一个接收单元3043沿x方向并列设置、且位于第一条校准光通路3111沿x方向相对设置的两侧，用于确定第一子偏移。

第二个发射单元3042和第二个接收单元3043沿x方向并列设置、且位于第二条校准光通路3112沿x方向相对设置的两侧，用于确定第二子偏移。

第一对准组件304根据第一子偏移和第二子偏移，可确定拾取面301b相较于水平面的偏移量。

图11是根据本公开实施例示出的一种管芯到晶圆结构的示意图，所述管芯到晶圆结构应用上述任一实施例中的键合装置300以及应用上述任一实施例中的键合方法制作而成，包括：

多个第一管芯11；

晶圆20，包括：多个第二管芯21；其中，每个第一管芯11与每个第二管芯21键合连接。

以上所述，仅为本公开的具体实施方式，但本公开的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本公开揭露的技术范围内，可轻易想到变化或替换，都应涵盖在本公开的保护范围之内。因此，本公开的保护范围应以 权利要求的保护范围为准。

Claims (12)

1.一种键合装置，其特征在于，包括：

键合组件，包括：键合头以及贯穿所述键合头的第一光通路；其中，所述第一光通路的第一端位于所述键合头拾取第一待键合管芯的拾取面；

晶圆承载台，用于承载晶圆；

第一对准组件，用于在所述键合头位于第一位置时，确定所述拾取面相较于水平面的偏移量；

所述键合组件，还用于根据所述偏移量，驱动所述键合头移动至平行于水平面的第二位置；

所述第一对准组件，还用于在所述键合头位于第二位置时，通过所述第一光通路的第二端向所述第一端发射检测光信号；其中，拾取的所述第一待键合管芯覆盖所述第一端并反射所述检测光信号；

所述第一对准组件，还用于接收所述检测光信号经所述第一待键合管芯反射的反射光信号，并根据接收的所述反射光信号确定所述第一待键合管芯的当前位置与第一目标位置之间的第一偏差值；

第二对准组件，位于所述晶圆承载台相对远离所述键合组件的一侧，用于确定所述晶圆上第二待键合管芯的当前位置与第二目标位置的第二偏差值；

所述晶圆承载台，还用于根据所述第一偏差值和所述第二偏差值，驱动承载的所述晶圆相对所述拾取面移动，以使所述第二待键合管芯对准所述第一待键合管芯；或者，所述键合组件，还用于根据所述第一偏差值和所述第二偏差值，驱动拾取所述第一待键合管芯的所述拾取面相对所述晶圆承载台移动，以使所述第一待键合管芯对准所述第二待键合管芯；

所述键合组件，还用于键合所述第一待键合管芯和所述第二待键合管芯。

2.根据权利要求1所述的键合装置，其特征在于，

所述键合头包括：垂直于所述拾取面的侧面、平行于所述拾取面的顶面、以及至少三个校准标记；其中，所述至少三个校准标记位于所述侧面或所述顶面，所述至少三个校准标记所在的平面平行于所述拾取面；

所述第一对准组件，具体用于根据所述至少三个校准标记和预设位置之间的子偏差，确定所述偏移量。

3.根据权利要求2所述的键合装置，其特征在于，

所述第一对准组件，具体用于在所述键合头位于所述第一位置时，获取包括第一个所述校准标记的第一图像，并根据所述第一图像确定第一个所述校准标记的位置与预设位置之间的第一子偏差；

所述键合组件，还用于驱动键合头旋转第一角度，以使所述第一对准组件能够获取到包括第二个所述校准标记的第二图像；

所述第一对准组件，具体还用于根据获取的所述第二图像，确定第二个所述校准标记的位置与所述预设位置之间的第二子偏差；

所述键合组件，还用于驱动所述键合头旋转第二角度，以使所述第一对准组件能够获取到包括第三个所述校准标记的第三图像；

所述第一对准组件，具体还用于根据获取的所述第三图像，确定第三个所述校准标记的位置与所述预设位置之间的第三子偏差，并根据所述第一子偏差、所述第二子偏差和所述第三子偏差，确定所述偏移量。

4.根据权利要求2所述的键合装置，其特征在于，

所述第一对准组件包括：至少三个对准器，每个所述对准器用于获取一个所述校准标记与预设位置之间的子偏差；

所述第一对准组件，具体用于根据至少三个所述子偏差确定所述偏移量。

5.根据权利要求1所述的键合装置，其特征在于，

所述键合头包括：垂直于所述拾取面的侧面、从所述侧面贯穿所述键合头的至少两条校准光通路；其中，所述至少两条校准光通路所在的平面平行于所述拾取面；

所述第一对准组件，具体用于根据所述至少两条校准光通路与水平面之间的子偏移，确定所述偏移量。

6.根据权利要求5所述的键合装置，其特征在于，

所述第一对准组件包括：一个发射单元和一个接收单元；

其中，在所述键合头位于所述第一位置时，所述发射单元与第一条所述校准光通路的一端对准，所述接收单元与第一条所述校准光通路的另一端的至少部分区域对准；所述发射单元用于向第一条所述校准光通路的一端发射校准光信号；所述接收单元，用于根据接收的经第一条所述校准光通路传输的校准光信号，确定第一子偏移；

所述键合组件，还用于驱动所述键合头旋转，以使第二条所述校准光通路的一端对准所述发射单元；其中，所述接收单元与第二条所述校准光通路的另一端的至少部分区域对准；

所述发射单元，还用于向所述第二条所述校准光通路的一端发射校准光信号；所述接收单元，还用于根据接收的经第二条所述校准光通路传输的校准光信号，确定第二子偏移；

所述第一对准组件，具体用于根据所述第一子偏移和所述第二子偏移，确定所述偏移量。

7.根据权利要求5所述的键合装置，其特征在于，

所述第一对准组件包括：两个发射单元和两个接收单元；

在所述键合头位于所述第一位置时，第一个所述发射单元与第一条所述校准光通路的一端对准，第一个所述接收单元与第一条所述校准光通路的另一端的至少部分区域对准，第二个所述发射单元与第二条所述校准光通路的一端对准，第二个所述接收单元与第二条所述校准光通路的另一端的至少部分区域对准；

第一个所述发射单元，用于向第一条所述校准光通路的一端发射校准光信号；

第一个所述接收单元，用于根据接收的经第一条所述校准光通路传输的校准光信号，确定第一子偏移；

第二个所述发射单元，用于向第二条所述校准光通路的一端发射校准光信号；

第二个所述接收单元，用于根据接收的经第二条所述校准光通路传输的校准光信号，确定第二子偏移；

所述第一对准组件，具体用于根据所述第一子偏移和所述第二子偏移，确定所述偏移量。

8.一种键合方法，其特征在于，所述键合方法采用如权利要求1至7任一项所述的键合装置，所述键合方法应用于第一待键合管芯与位于晶圆的第二待键合管芯的键合，所述键合方法包括：

在拾取有所述第一待键合管芯的所述键合头位于第一位置时，利用所述第一对准组件确定所述键合头拾取所述第一待键合管芯的拾取面相较于水平面的偏移量；

根据所述偏移量，利用所述键合组件驱动所述键合头移动至平行于所述水平面的第二位置；

在所述键合头位于所述第二位置时，利用所述第一对准组件确定拾取的所述第一待键合管芯的当前位置与第一目标位置之间的第一偏差值，利用所述第二对准组件确定所述第二待键合管芯的当前位置与第二目标位置之间的第二偏差值；

根据所述第一偏差值和所述第二偏差值，利用所述晶圆承载台移动所述晶圆或利用所述键合组件移动所述第一待键合管芯，以对准所述第一待键合管芯和所述第二待键合管芯；

在所述第一待键合管芯和所述第二待键合管芯对准后，利用所述键合组件键合所述第一待键合管芯和所述第二待键合管芯。

9.根据权利要求8所述的键合方法，其特征在于，所述键合头包括：垂直于所述拾取面的侧面、平行于所述拾取面的顶面、以及至少三个校准标记；其中，所述至少三个校准标记位于所述侧面或所述顶面，所述至少三个校准标记所在的平面平行于所述拾取面；

所述利用所述第一对准组件确定所述键合头的拾取面相较于水平面的偏移量，包括：

利用所述第一对准组件获取包括第一个校准标记的第一图像；

根据所述第一图像，确定所述第一个校准标记的位置与预设位置之间的第一子偏差；

在获取所述第一图像后，利用所述键合组件驱动所述键合头旋转第一角度；

在所述键合头旋转第一角度后，利用所述第一对准组件获取包括第二个校准标记的第二图像；

根据所述第二图像，确定所述第二个校准标记的位置与所述预设位置之间的第二子偏差；

在获取所述第二图像后，利用所述键合组件驱动所述键合头旋转第二角度；

在所述键合头旋转第二角度后，利用所述第一对准组件获取包括第三个校准标记的第三图像；

根据所述第三图像，确定所述第三个校准标记的位置与所述预设位置之间的第三子偏差；

根据所述第一子偏差、所述第二子偏差和所述第三子偏差，确定所述偏移量。

10.根据权利要求8所述的键合方法，其特征在于，所述键合头包括：垂直于所述拾取面的侧面、平行于所述拾取面的顶面、以及至少三个校准标记；其中，所述至少三个校准标记位于所述侧面或所述顶面，所述至少三个校准标记所在的平面平行于所述拾取面；

所述利用所述第一对准组件确定所述键合头的拾取面相较于水平面的偏移量，包括：

利用所述第一对准组件同时获取所述至少三个校准标记与预设位置之间的子偏差；

根据至少三个所述子偏差确定所述偏移量。

11.根据权利要求8所述的键合方法，其特征在于，所述键合头包括：垂直于所述拾取面的侧面、从所述侧面贯穿所述键合头的至少两条校准光通路；其中，所述至少两条校准光通路所在的平面平行于所述拾取面；

所述利用所述第一对准组件确定所述键合头的拾取面相较于水平面的偏移量，包括：

利用所述第一对准组件向第一条所述校准光通路的一端发射校准光信号；

根据接收的经第一条所述校准光通路传输的校准光信号，确定第一子偏移；

在确定所述第一子偏移后，利用所述键合组件驱动所述键合头旋转；

在所述键合头旋转之后，利用所述第一对准组件向第二条所述校准光通路的一端发射校准光信号；

根据接收的经第二条所述校准光通路传输的校准光信号，确定第二子偏移；

根据所述第一子偏移和所述第二子偏移，确定所述偏移量。

12.根据权利要求8所述的键合方法，其特征在于，所述键合头包括：垂直于所述拾取面的侧面、从所述侧面贯穿所述键合头的至少两条校准光通路；其中，所述至少两条校准光通路所在的平面平行于所述拾取面；

所述利用所述第一对准组件确定所述键合头的拾取面相较于水平面的偏移量，包括：

利用所述第一对准组件向第一条所述校准光通路的一端发射校准光信号，并向第二条所述校准光通路的一端发射校准光信号；

根据接收的经第一条所述校准光通路传输的校准光信号，确定第一子偏移；

根据接收的经第二条所述校准光通路传输的校准光信号，确定第二子偏移；

根据所述第一子偏移和所述第二子偏移，确定所述偏移量。

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