CN117612980A - 晶圆键合装置 - Google Patents
晶圆键合装置 Download PDFInfo
- Publication number
- CN117612980A CN117612980A CN202410090057.9A CN202410090057A CN117612980A CN 117612980 A CN117612980 A CN 117612980A CN 202410090057 A CN202410090057 A CN 202410090057A CN 117612980 A CN117612980 A CN 117612980A
- Authority
- CN
- China
- Prior art keywords
- wafer
- station
- positioning
- driving
- sputtering
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Granted
Links
- 235000012431 wafers Nutrition 0.000 claims abstract description 165
- 230000007246 mechanism Effects 0.000 claims abstract description 129
- 238000000034 method Methods 0.000 claims abstract description 55
- 230000008569 process Effects 0.000 claims abstract description 53
- 238000004544 sputter deposition Methods 0.000 claims abstract description 40
- 230000004913 activation Effects 0.000 claims abstract description 14
- 230000003213 activating effect Effects 0.000 claims abstract description 10
- 238000003825 pressing Methods 0.000 claims description 29
- 230000001681 protective effect Effects 0.000 claims description 13
- 230000000007 visual effect Effects 0.000 claims description 13
- 230000006835 compression Effects 0.000 claims description 10
- 238000007906 compression Methods 0.000 claims description 10
- 238000012546 transfer Methods 0.000 claims description 9
- 230000005540 biological transmission Effects 0.000 claims description 6
- 238000004891 communication Methods 0.000 claims description 3
- 239000011248 coating agent Substances 0.000 claims description 2
- 238000000576 coating method Methods 0.000 claims description 2
- 230000009471 action Effects 0.000 abstract description 9
- 238000012545 processing Methods 0.000 abstract description 7
- 238000003754 machining Methods 0.000 abstract 1
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 4
- 238000007599 discharging Methods 0.000 description 4
- XUIMIQQOPSSXEZ-UHFFFAOYSA-N Silicon Chemical compound [Si] XUIMIQQOPSSXEZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 3
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 description 3
- 229910052710 silicon Inorganic materials 0.000 description 3
- 239000010703 silicon Substances 0.000 description 3
- 230000008859 change Effects 0.000 description 2
- 230000003028 elevating effect Effects 0.000 description 2
- 238000005516 engineering process Methods 0.000 description 2
- 238000001125 extrusion Methods 0.000 description 2
- 241000219793 Trifolium Species 0.000 description 1
- 238000005299 abrasion Methods 0.000 description 1
- 230000009286 beneficial effect Effects 0.000 description 1
- 239000000969 carrier Substances 0.000 description 1
- 238000012937 correction Methods 0.000 description 1
- 238000005260 corrosion Methods 0.000 description 1
- 230000007797 corrosion Effects 0.000 description 1
- 230000005496 eutectics Effects 0.000 description 1
- 230000006870 function Effects 0.000 description 1
- 230000004927 fusion Effects 0.000 description 1
- 238000010438 heat treatment Methods 0.000 description 1
- 230000006872 improvement Effects 0.000 description 1
- 230000010354 integration Effects 0.000 description 1
- 230000003993 interaction Effects 0.000 description 1
- 230000007774 longterm Effects 0.000 description 1
- 239000000463 material Substances 0.000 description 1
- 239000002184 metal Substances 0.000 description 1
- 230000004048 modification Effects 0.000 description 1
- 238000012986 modification Methods 0.000 description 1
- 239000002245 particle Substances 0.000 description 1
- 230000008707 rearrangement Effects 0.000 description 1
- 239000004065 semiconductor Substances 0.000 description 1
- 238000001179 sorption measurement Methods 0.000 description 1
- 239000000126 substance Substances 0.000 description 1
- 238000006467 substitution reaction Methods 0.000 description 1
- 230000007723 transport mechanism Effects 0.000 description 1
Classifications
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
- H01L21/00—Processes or apparatus adapted for the manufacture or treatment of semiconductor or solid state devices or of parts thereof
- H01L21/67—Apparatus specially adapted for handling semiconductor or electric solid state devices during manufacture or treatment thereof; Apparatus specially adapted for handling wafers during manufacture or treatment of semiconductor or electric solid state devices or components ; Apparatus not specifically provided for elsewhere
- H01L21/67005—Apparatus not specifically provided for elsewhere
- H01L21/67011—Apparatus for manufacture or treatment
- H01L21/67121—Apparatus for making assemblies not otherwise provided for, e.g. package constructions
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
- H01L21/00—Processes or apparatus adapted for the manufacture or treatment of semiconductor or solid state devices or of parts thereof
- H01L21/67—Apparatus specially adapted for handling semiconductor or electric solid state devices during manufacture or treatment thereof; Apparatus specially adapted for handling wafers during manufacture or treatment of semiconductor or electric solid state devices or components ; Apparatus not specifically provided for elsewhere
- H01L21/677—Apparatus specially adapted for handling semiconductor or electric solid state devices during manufacture or treatment thereof; Apparatus specially adapted for handling wafers during manufacture or treatment of semiconductor or electric solid state devices or components ; Apparatus not specifically provided for elsewhere for conveying, e.g. between different workstations
- H01L21/67703—Apparatus specially adapted for handling semiconductor or electric solid state devices during manufacture or treatment thereof; Apparatus specially adapted for handling wafers during manufacture or treatment of semiconductor or electric solid state devices or components ; Apparatus not specifically provided for elsewhere for conveying, e.g. between different workstations between different workstations
- H01L21/6773—Conveying cassettes, containers or carriers
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
- H01L21/00—Processes or apparatus adapted for the manufacture or treatment of semiconductor or solid state devices or of parts thereof
- H01L21/67—Apparatus specially adapted for handling semiconductor or electric solid state devices during manufacture or treatment thereof; Apparatus specially adapted for handling wafers during manufacture or treatment of semiconductor or electric solid state devices or components ; Apparatus not specifically provided for elsewhere
- H01L21/68—Apparatus specially adapted for handling semiconductor or electric solid state devices during manufacture or treatment thereof; Apparatus specially adapted for handling wafers during manufacture or treatment of semiconductor or electric solid state devices or components ; Apparatus not specifically provided for elsewhere for positioning, orientation or alignment
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
- H01L21/00—Processes or apparatus adapted for the manufacture or treatment of semiconductor or solid state devices or of parts thereof
- H01L21/67—Apparatus specially adapted for handling semiconductor or electric solid state devices during manufacture or treatment thereof; Apparatus specially adapted for handling wafers during manufacture or treatment of semiconductor or electric solid state devices or components ; Apparatus not specifically provided for elsewhere
- H01L21/68—Apparatus specially adapted for handling semiconductor or electric solid state devices during manufacture or treatment thereof; Apparatus specially adapted for handling wafers during manufacture or treatment of semiconductor or electric solid state devices or components ; Apparatus not specifically provided for elsewhere for positioning, orientation or alignment
- H01L21/681—Apparatus specially adapted for handling semiconductor or electric solid state devices during manufacture or treatment thereof; Apparatus specially adapted for handling wafers during manufacture or treatment of semiconductor or electric solid state devices or components ; Apparatus not specifically provided for elsewhere for positioning, orientation or alignment using optical controlling means
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Physics & Mathematics (AREA)
- Condensed Matter Physics & Semiconductors (AREA)
- General Physics & Mathematics (AREA)
- Manufacturing & Machinery (AREA)
- Computer Hardware Design (AREA)
- Microelectronics & Electronic Packaging (AREA)
- Power Engineering (AREA)
- Container, Conveyance, Adherence, Positioning, Of Wafer (AREA)
Abstract
本发明属于晶圆加工技术领域，公开了晶圆键合装置。该装置包括工艺腔和设置在工艺腔内的传送机构、工位切换机构、活化溅射机构和加压键合机构；传送机构设于工艺腔内；工位切换机构上设有载具，工位切换机构能带动载具转动，传送机构能将晶圆上料至载具或从载具下料，工位切换机构用于带动载具依次置于上料工位、活化溅射工位、加压键合工位和下料工位；活化溅射机构对应于活化溅射工位，用于实现晶圆的溅射活化，且设于工艺腔内；加压键合机构对应于加压键合工位，用于实现晶圆的键合，且设于工艺腔内。通过本发明，能提升装置整体结构紧凑性，工位更加集中，减少复杂工装夹具和搬运传输系统的使用，简化设备动作，提升加工效率。
Description
技术领域
本发明涉及晶圆加工技术领域，尤其涉及一种晶圆键合装置。
背景技术
晶圆是指制作硅半导体电路所用的硅晶片，初始材料是硅，而晶圆的键合是将两片晶圆通过抽真空挤压等方式贴合连接的一种成型手段。
晶圆键合机是实现晶圆的键合过程的微型化和集成化的关键工艺设备，尤其是目前先进的MEMS制造和MOEMS制造的关键设备之一。键合工艺主要包括阳极键合、共晶键合以及熔融键合等。
目前的键合机需要高温加热、化学腐蚀、精密对准等机构的联动辅助，才可以实现高精度的键合效果，整个键合机的结构较为复杂；另外，现有键合机的各个工位较为分散，需要依靠复杂的工装夹具和搬运传输系统来实现晶圆的传输及定位，动作复杂且加工效率降低。
发明内容
本发明的目的在于提供一种晶圆键合装置，用于使装置整体结构紧凑，并集中工位，减少复杂工装夹具和搬运传输系统的使用，简化设备动作，提升加工效率。
为达此目的，本发明采用以下技术方案：
晶圆键合装置，包括工艺腔，还包括：
传送机构，设于所述工艺腔内；
工位切换机构，所述工位切换机构上设有载具，所述工位切换机构能带动所述载具转动，所述传送机构能将晶圆上料至所述载具或从所述载具下料，所述工位切换机构用于带动所述载具依次置于上料工位、活化溅射工位、加压键合工位和下料工位；
活化溅射机构，对应于所述活化溅射工位，用于实现所述晶圆的溅射活化，且设于所述工艺腔内；
加压键合机构，对应于所述加压键合工位，用于实现所述晶圆的键合，且设于所述工艺腔内。
作为一种晶圆键合装置的可选方案，所述工位切换机构包括分度盘和与所述分度盘驱动连接的第一驱动件，所述分度盘沿其周向连接有多个基座，所述基座用于连接所述载具，所述第一驱动件用于驱动所述分度盘转动。
作为一种晶圆键合装置的可选方案，所述工位切换机构每带动所述载具转动90°，所述上料工位、所述活化溅射工位、所述加压键合工位和所述下料工位之间能切换一个工位。
作为一种晶圆键合装置的可选方案，所述载具包括相对设置的上压板和下压板，以及，
上固定盘，连接于所述上压板的下底面，所述上固定盘用于吸附一片所述晶圆；
下固定盘，连接于所述下压板的上顶面，所述下固定盘用于吸附另一片所述晶圆；
导向轴，依次穿设于所述上压板和所述下压板。
作为一种晶圆键合装置的可选方案，所述上固定盘上设有多个定位孔，对应每个所述定位孔，在所述下固定盘上设有相应的定位柱，所述定位柱用于插设于对应的所述定位孔，以使所述上固定盘和所述下固定盘相对定位。
作为一种晶圆键合装置的可选方案，所述晶圆键合装置包括设于所述上压板上方的第一定位机构和设于所述下压板的下方的第二定位机构，所述第一定位机构包括多个第一定位销和分别与所述第一定位销驱动连接的多个第一电磁铁，所述第二定位机构包括多个第二定位销和分别与所述第二定位销驱动连接的多个第二电磁铁，所述第一电磁铁和所述第二电磁铁分别用于驱动所述第一定位销和所述第二定位销沿着竖直方向穿入所述上固定盘和所述下固定盘之间，所述第一定位销能用于与对应所述上固定盘的所述晶圆抵接，所述第二定位销能用于与对应所述下固定盘的所述晶圆抵接。
作为一种晶圆键合装置的可选方案，所述晶圆键合装置还包括设于所述工艺腔内的视觉定位机构，所述视觉定位机构与所述传送机构信号连接，所述视觉定位机构能通过分析所述晶圆的棱边或缺口，以控制所述传送机构对分别位于所述上固定盘和所述下固定盘的所述晶圆周向定位。
作为一种晶圆键合装置的可选方案，所述晶圆键合装置还包括装载腔，所述装载腔与所述工艺腔能选择性连通，所述装载腔内设有晶圆盒和与所述晶圆盒传动连接的升降机构，所述升降机构能带动晶圆盒升降，所述晶圆盒内依次叠放所述晶圆，所述传送机构用于将所述晶圆盒内的所述晶圆依次输送至所述载具。
作为一种晶圆键合装置的可选方案，所述装载腔由外框围设形成，所述外框与真空泵连接，所述真空泵用于对所述装载腔抽真空，所述装载腔与所述工艺腔的连通位置设有真空阀。
作为一种晶圆键合装置的可选方案，所述活化溅射机构还包括：
主体；
第二驱动件，与所述主体驱动连接，所述第二驱动件用于带动所述主体置于所述上固定盘和所述下固定盘的两个所述晶圆之间，所述主体能对所述晶圆的被键合表面进行活化和溅射镀膜处理；以及，
防护套筒，能围设在所述主体和所述晶圆的外周；
第三驱动件，与所述防护套筒驱动连接，用于驱动所述防护套筒升降。
有益效果：
在发明中，通过设于工艺腔的传送机构能够对晶圆执行拾取，摆放和输送的功能，实现晶圆从一个位置到另一个位置的变化；具体地，传送机构能够将晶圆拾取，并将晶圆传送至上料工位，此时，通过工位切换机构带动使载具置于上料工位，并将晶圆放置在载具上，进一步地，通过工位切换机构转动载具到达活化溅射工位，活化溅射机构开始对晶圆溅射活化，进一步地，通过工位切换机构转动载具到达加压键合工位，加压键合机构执行晶圆的加压键合工序，完成加压键合后，工位切换机构还能进一步转动载具到达下料工位，此时可以通过传送机构再将载具上的晶圆卸料。本装置将晶圆键合的各个工序设置在工艺腔不同工位上，通过工位切换机构转动切换工位，来实现对晶圆键合在不同的工位执行不同的工序内容，提升了装置整体结构紧凑性，工位更加集中，减少复杂工装夹具和搬运传输系统的使用，简化设备动作，提升加工效率。
附图说明
图1是本发明实施例提供的晶圆键合装置的剖视图；
图2是本发明实施例提供的晶圆键合装置的内部的俯视图；
图3是本发明实施例提供的晶圆键合装置的内部的侧视图；
图4是本发明实施例提供的四个工位的分布图；
图5是本发明实施例提供的载具的主视图；
图6是本发明实施例提供的视觉定位机构与传送机构的结构示意图；
图7是本发明实施例提供的加压键合机构保压过程的结构示意图；
图8是本发明实施例提供的上固定盘和下固定盘的结构示意图；
图9是图1在A处的局部放大图；
图10是本发明实施例提供的三个第一定位销定位晶圆的结构示意图；
图11是本发明实施例提供的三个第一定位销实现多规格晶圆定位的结构示意图；
图12是本发明实施例提供的活化溅射机构的结构示意图。
图中：
100、工艺腔；200、上料工位；300、活化溅射工位；400、加压键合工位；500、下料工位；600、装载腔；610、外框；
1、传送机构；2、工位切换机构；21、分度盘；22、第一驱动件；23、基座；3、活化溅射机构；31、主体；32、第二驱动件；33、防护套筒；34、第三驱动件；4、加压键合机构；41、上压机；42、下压机；5、载具；51、上压板；52、下压板；53、上固定盘；531、定位孔；54、下固定盘；541、定位柱；55、导向轴；61、第一定位机构；611、第一定位销；612、第一电磁铁；613、第四驱动件；614、第一支撑板；62、第二定位机构；621、第二定位销；622、第二电磁铁；623、第五驱动件；624、第二支撑板；63、视觉定位机构；71、晶圆盒；72、升降机构；8、真空泵；9、真空阀。
具体实施方式
下面结合附图和实施例对本发明作进一步的详细说明。可以理解的是，此处所描述的具体实施例仅仅用于解释本发明，而非对本发明的限定。另外还需要说明的是，为了便于描述，附图中仅示出了与本发明相关的部分而非全部结构。
在本发明的描述中，除非另有明确的规定和限定，术语“相连”、“连接”、“固定”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或成一体；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通或两个元件的相互作用关系。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。
在本发明中，除非另有明确的规定和限定，第一特征在第二特征之“上”或之“下”可以包括第一和第二特征直接接触，也可以包括第一和第二特征不是直接接触而是通过它们之间的另外的特征接触。而且，第一特征在第二特征“之上”、“上方”和“上面”包括第一特征在第二特征正上方和斜上方，或仅仅表示第一特征水平高度高于第二特征。第一特征在第二特征“之下”、“下方”和“下面”包括第一特征在第二特征正下方和斜下方，或仅仅表示第一特征水平高度小于第二特征。
在本实施例的描述中，术语“上”、“下”、“右”、等方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述和简化操作，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。此外，术语“第一”、“第二”仅仅用于在描述上加以区分，并没有特殊的含义。
请参阅附图1-附图3，本实施例涉及一种晶圆键合装置（以下简称“装置”），该装置包括工艺腔100和设置在工艺腔100内的传送机构1、工位切换机构2、活化溅射机构3和加压键合机构4；传送机构1设于工艺腔100内；工位切换机构2上设有载具5，工位切换机构2能带动载具5转动，传送机构1能将晶圆上料至载具5或从载具5下料，工位切换机构2用于带动载具5依次置于上料工位200、活化溅射工位300、加压键合工位400和下料工位500；活化溅射机构3对应于活化溅射工位300，用于实现晶圆的溅射活化，且设于工艺腔100内；加压键合机构4对应于加压键合工位400，用于实现晶圆的键合，且设于工艺腔100内。
在本实施例中，工艺腔100为长方体腔室，晶圆键合的主要核心工序均在工艺腔100内部实现，其中，通过设于工艺腔100的传送机构1能够对晶圆执行拾取，摆放和输送的动作，实现晶圆从一个位置到另一个位置的变化；具体地，传送机构1能够将晶圆拾取，并将晶圆传送至上料工位200，此时，通过工位切换机构2带动载具5置于上料工位200，并将晶圆放置在载具5上，进一步地，通过工位切换机构2转动载具5到达活化溅射工位300，活化溅射机构3开始对晶圆溅射活化，进一步地，通过工位切换机构2转动载具5到达加压键合工位400，加压键合机构4执行晶圆的加压键合工序，完成加压键合后，工位切换机构2还能进一步转动载具5到达下料工位500，此时可以通过传送机构1再将载具5上的晶圆卸料。
本装置将晶圆键合的各个工序设置在工艺腔100不同工位上，通过工位切换机构2转动切换工位，来实现对晶圆键合在不同的工位执行不同的工序内容，提升了装置整体结构紧凑性，工位更加集中，减少复杂工装夹具和搬运传输系统的使用，简化设备动作，提升加工效率。
可选地，在本实施例中，传送机构1可以选用机械手，机械手的执行端设置有能固定晶圆的定位槽，保证晶圆在传送过程中保持稳定，机械手的具体结构可以选用现有的晶圆输送手臂。
请参附图1和附图4，可选地，工位切换机构2包括分度盘21和与分度盘21驱动连接的第一驱动件22，分度盘21沿其周向连接有多个基座23，基座23用于连接载具5，第一驱动件22用于驱动分度盘21转动。
在本实施例中，第一驱动件22可以采用旋转液压缸或者旋转电机，通过第一驱动件22按照既定程序设置，带动分度盘21转动一定角度到达某一工位后停止。具体地，第一驱动件22的驱动端与分度盘21的中心连接，分度盘21沿着周向设有四个基座23，基座23用于连接载具5，通过分度盘21按照既定角度转动从而带动载具5依次通过上料工位200、活化溅射工位300、加压键合工位400和下料工位500，利用分度盘21带动四个基座23连续流转，有效提升加工效率。
请继续参阅附图4，进一步地，工位切换机构2每带动载具5转动90°，上料工位200、活化溅射工位300、加压键合工位400和下料工位500之间能切换一个工位。
在本实施例中，分度盘21在竖直平面上呈四叶草状，且沿着周向每隔90°延伸出一个基座23，通过将四个工位等分实现分度盘21每转动90°完成两个相邻工位的切换，工位之间具有充足的空间位置。
请参阅附图5，可选地，载具5包括相对设置的上压板51和下压板52，以及上固定盘53和下固定盘54，上固定盘53连接于上压板51的下底面，上固定盘53用于吸附一片晶圆；下固定盘54连接于下压板52的上顶面，下固定盘54用于吸附另一片晶圆；导向轴55依次穿设于上压板51和下压板52。
请参阅附图6和附图7，本实施例中，上压板51与基座23连接，加压键合机构4的上压机41能向下运动并抵压在上压板51的上顶面，加压键合机构4的下压机42能向下运动抵压在下压板52的下底面，并能进一步地带动下压板52向上移动，实现对上固定盘53和下固定盘54进行加压，达到预设的加压位置后，保持下压机42不动，保压一端时间，当两片晶圆的键合结束后，上压机41和下压机42复位，取出键合后的晶圆。在本实施示例中，上固定盘53螺接在上压板51的下底面，下固定盘54螺接在下压板52的上顶面，上固定盘53和下固定盘54相对于上压板51和下压板52的厚度较薄，同时在上固定盘53和下固定盘54上设有吸附孔或者静电吸盘，用于将两片晶圆分别抽真空吸附或通电吸附在上固定盘53和下固定盘54上；本实施例的导向轴55采用花键轴，通过导向轴55的导向作用，保证上压板51和下压板52在竖直方向的挤压精度。
请参阅附图3和附图6，可选地，本装置还包括设于工艺腔100内的视觉定位机构63，视觉定位机构63与传送机构1信号连接，视觉定位机构63能通过分析晶圆的棱边或缺口，以控制传送机构1对分别位于上固定盘53和下固定盘54的晶圆周向定位。
在本实施例中，该视觉定位机构63设置在工艺腔100的上顶面上，用于对晶圆的周向完成角度修正，实现晶圆周向定位，视觉定位机构63通过分析晶圆的棱边或缺口的位置，再通过PLC将控制信号传递给传送机构1，通过传送机构1对晶圆周向的角度进行精确修正，从而保证晶圆装载到上固定盘53和下固定盘54的安装方向保持一致，从而有效保证上下两片晶圆的对准精度。
请参阅附图8，可选地，上固定盘53上设有多个定位孔531，对应每个定位孔531，在下固定盘54上设有相应的定位柱541，定位柱541用于插设于对应的定位孔531，以使上固定盘53和下固定盘54相对定位。
本实施例中，为了进一步保证定位效果，同时也为了避免装置在长期使用过程中，由于导向轴55磨损导致定位不准确的问题产生，本实施例还在下固定盘54上设置了多个定位柱541，对应的在上固定盘53上设置了定位孔531，当下压板52带动下固定盘54向上移动的过程中，会插设在定位孔531内，进一步实现导向，完成上固定盘53和下固定盘54相对定位。在其他实施例中，也可以在上固定盘53上设置定位柱541，下固定盘54上设置定位孔531，也能达到相同的定位效果。本实施例中，定位柱541与下固定盘54过盈连接。
请参阅附图1、附图9和附图10，进一步地，本装置包括设于上压板51上方的第一定位机构61和设于下压板52的下方的第二定位机构62，第一定位机构61包括多个第一定位销611和分别与第一定位销611驱动连接的多个第一电磁铁612，第二定位机构62包括多个第二定位销621和分别与第二定位销621驱动连接的多个第二电磁铁622，第一电磁铁612和第二电磁铁622分别用于驱动第一定位销611和第二定位销621沿着竖直方向穿入上固定盘53和下固定盘54之间，第一定位销611能用于与对应上固定盘53的晶圆抵接，第二定位销621能用于与与对应下固定盘54的晶圆抵接。
本实施例可以通过第一定位机构61实现晶圆相对于上固定盘53的定位，通过第二定位机构62实现晶圆相对于下固定盘54的定位。具体地，当传送机构1将晶圆放置在上固定盘53和下固定盘54之间时，晶圆相对于上固定盘53和下固定盘54的位置可以通过分别抵接在第一定位销611和第二定位销621的外壁来实现。示例性地，首先晶圆位于上固定盘53和下固定盘54之间，第一电磁铁612会带动多个第一定位销611伸入上固定盘53和下固定盘54之间，在本实施例中，三个第一定位销611呈不共线的三点分布，当传送机构1将晶圆抵接在三个第一定位销611的外壁上时，能够实现晶圆相对于上固定盘53的定位，同样地，第二电磁铁622能驱动第二定位销621伸入上固定盘53和下固定盘54之间，三个第二定位销621呈不共线的三点分布，当传送机构1将晶圆抵接在三个第二定位销621的外壁上时，能够实现晶圆相对于下固定盘54的定位。
请参阅附图11，本领域的技术人员可以理解，相对于上固定盘53和下固定盘54可以实现多种规格晶圆的定位，仅需要在对应的周向位置设置多个第一定位销611和第二定位销621即可，因此，通过适当调整，能够实现全系列的晶圆定位方案。
在本实施例中，对应于上压板51和上固定盘53上分别设有用于第一定位销611通过的通孔，对应于下压板52和下固定盘54上分别设有用于第二定位销621通过的通孔。
在本实施例中，第一定位机构61还包括第四驱动件613，第四驱动件613用于带动第一支撑板614沿着竖直方向移动，第一电磁铁612固定在第一支撑板614上，在定位前，通过第四驱动件613能带动第一电磁铁612以及第一定位销611到达预定位位置。第二定位机构62还包括第五驱动件623，第五驱动件623用于带动第二支撑板624沿着竖直方向移动，第二电磁铁622固定在第二支撑板624上，在定位前，通过第五驱动件623能带动第二电磁铁622以及第二定位销621到达预定位位置。
请继续参阅附图1，可选地，本装置还包括装载腔600，装载腔600与工艺腔100能选择性连通，装载腔600内设有晶圆盒71和与晶圆盒71传动连接的升降机构72，升降机构72能带动晶圆盒71升降，晶圆盒71内依次叠放晶圆，传送机构1用于将晶圆盒71内的晶圆依次输送至载具5。
在本实施例中，装载腔600用于放置晶圆盒71，晶圆盒71为了适应晶圆的的薄片状结构，晶圆盒71作为晶圆载体能够实现批量装卸料，晶圆盒71能方便传送机构1的拾取晶圆，装载腔600的外壁设有出口，传送机构1能从出口将晶圆取出，进一步地，升降机构72设置在装载腔600的底部外壁上，通过升降机构72机构带动晶圆盒71不断抬升高度，以适应传送机构1不断拾取相同高度的晶圆。升降机构72可以直接选择直线电机或者直线气缸以减少中间传动缓解，当然也可以采用旋转驱动件带动丝杠螺母机构实现，本实施例对于具体传动机构不做限定。
请参阅附图1和附图2，进一步地，装载腔600由外框610围设形成，外框610与真空泵8连接，真空泵8用于对装载腔600抽真空，装载腔600与工艺腔100的连通位置设有真空阀9。
在本实施例中，装载腔600由金属外框610围设形成长方形腔室，外框610的外壁上连接真空泵8，真空泵8用于对装载腔600抽真空，并进一步在装载腔600与工艺腔100的连通位置设有真空阀9，能实现装载腔600和工艺腔100的真空环境选择性隔离。
具体地，通过真空阀9将出口封闭，满载晶圆的晶圆盒71被放入装载腔600的预定位置后，此时由于装载腔600装入晶圆盒71的动作，导致真空环境被破坏，但是工艺腔100的真空环境并不受影响，进一步地，通过真空泵8对装载腔600抽真空，达到预定的真空度后，打开出口，使传送机构1开始从晶圆盒71内取出晶圆，由于装载腔600和工艺腔100此时连通，但是两者真空度相当，并不会对工艺腔100的真空度造成影响；当晶圆盒71内的晶圆已经被完全取完后，需要配置新的晶圆盒71时，通过真空阀9再次将出口封闭，实现装载腔600和工艺腔100的环境隔离，然后，对装载腔600破真空，补充新的晶圆盒71，再重复启动真空泵8对装载腔600抽真空，并重复以上动作。
请参阅附图12，可选地，活化溅射机构3包括主体31、第二驱动件32、防护套筒33和第三驱动件34，第二驱动件32与主体31驱动连接，第二驱动件32用于带动主体31置于上固定盘53和下固定盘54的两个晶圆之间，主体31能对晶圆的被键合表面进行活化和溅射镀膜处理；防护套筒33能围设在主体31和晶圆的外周；第三驱动件34与防护套筒33驱动连接，用于驱动防护套筒33升降。
在本实施例中，第二驱动件32可以采用气缸，通过气缸带动主体31置于上固定盘53和下固定盘54的两个晶圆的间隙中，主体31可以按照工艺需求对上下晶圆的被键合表面进行活化或溅射镀膜，在活化溅射过程中，通过第三驱动件34的驱动端上升，带动防护套筒33围设在主体31和晶圆的外周，然后将活化溅射工位300包覆，有效防止电离出的粒子扩散至活化溅射工位300之外，待活化溅射结束后，气缸缩回，防护套筒33脱离该活化溅射工位300，该晶圆载具5流转至下一加压键合工位400。
显然，本发明的上述实施例仅仅是为了清楚说明本发明所作的举例，而并非是对本发明的实施方式的限定。对于所属领域的普通技术人员来说，能够进行各种明显的变化、重新调整和替代而不会脱离本发明的保护范围。这里无需也无法对所有的实施方式予以穷举。凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明权利要求的保护范围之内。
Claims (10)
1.晶圆键合装置，包括工艺腔（100），其特征在于，还包括：
传送机构（1），设于所述工艺腔（100）内；
工位切换机构（2），所述工位切换机构（2）上设有载具（5），所述工位切换机构（2）能带动所述载具（5）转动，所述传送机构（1）能将晶圆上料至所述载具（5）或从所述载具（5）下料，所述工位切换机构（2）用于带动所述载具（5）依次置于上料工位（200）、活化溅射工位（300）、加压键合工位（400）和下料工位（500）；
活化溅射机构（3），对应于所述活化溅射工位（300），用于实现所述晶圆的溅射活化，且设于所述工艺腔（100）内；
加压键合机构（4），对应于所述加压键合工位（400），用于实现所述晶圆的键合，且设于所述工艺腔（100）内。
2.根据权利要求1所述的晶圆键合装置，其特征在于，所述工位切换机构（2）包括分度盘（21）和与所述分度盘（21）驱动连接的第一驱动件（22），所述分度盘（21）沿其周向连接有多个基座（23），所述基座（23）用于连接所述载具（5），所述第一驱动件（22）用于驱动所述分度盘（21）转动。
3.根据权利要求1所述的晶圆键合装置，其特征在于，所述工位切换机构（2）每带动所述载具（5）转动90°，所述上料工位（200）、所述活化溅射工位（300）、所述加压键合工位（400）和所述下料工位（500）之间能切换一个工位。
4.根据权利要求1所述的晶圆键合装置，其特征在于，所述载具（5）包括相对设置的上压板（51）和下压板（52），以及，
上固定盘（53），连接于所述上压板（51）的下底面，所述上固定盘（53）用于吸附一片所述晶圆；
下固定盘（54），连接于所述下压板（52）的上顶面，所述下固定盘（54）用于吸附另一片所述晶圆；
导向轴（55），依次穿设于所述上压板（51）和所述下压板（52）。
5.根据权利要求4所述的晶圆键合装置，其特征在于，所述上固定盘（53）上设有多个定位孔（531），对应每个所述定位孔（531），在所述下固定盘（54）上设有相应的定位柱（541），所述定位柱（541）用于插设于对应的所述定位孔（531），以使所述上固定盘（53）和所述下固定盘（54）相对定位。
6.根据权利要求5所述的晶圆键合装置，其特征在于，所述晶圆键合装置包括设于所述上压板（51）上方的第一定位机构（61）和设于所述下压板（52）的下方的第二定位机构（62），所述第一定位机构（61）包括多个第一定位销（611）和分别与所述第一定位销（611）驱动连接的多个第一电磁铁（612），所述第二定位机构（62）包括多个第二定位销（621）和分别与所述第二定位销（621）驱动连接的多个第二电磁铁（622），所述第一电磁铁（612）和所述第二电磁铁（622）分别用于驱动所述第一定位销（611）和所述第二定位销（621）沿着竖直方向穿入所述上固定盘（53）和所述下固定盘（54）之间，所述第一定位销（611）能用于与对应所述上固定盘（53）的所述晶圆抵接，所述第二定位销（621）能用于与对应所述下固定盘（54）的所述晶圆抵接。
7.根据权利要求4所述的晶圆键合装置，其特征在于，所述晶圆键合装置还包括设于所述工艺腔（100）内的视觉定位机构（63），所述视觉定位机构（63）与所述传送机构（1）信号连接，所述视觉定位机构（63）能通过分析所述晶圆的棱边或缺口，以控制所述传送机构（1）对分别位于所述上固定盘（53）和所述下固定盘（54）的所述晶圆周向定位。
8.根据权利要求1所述的晶圆键合装置，其特征在于，所述晶圆键合装置还包括装载腔（600），所述装载腔（600）与所述工艺腔（100）能选择性连通，所述装载腔（600）内设有晶圆盒（71）和与所述晶圆盒（71）传动连接的升降机构（72），所述升降机构（72）能带动晶圆盒（71）升降，所述晶圆盒（71）内依次叠放所述晶圆，所述传送机构（1）用于将所述晶圆盒（71）内的所述晶圆依次输送至所述载具（5）。
9.根据权利要求8所述的晶圆键合装置，其特征在于，所述装载腔（600）由外框（610）围设形成，所述外框（610）与真空泵（8）连接，所述真空泵（8）用于对所述装载腔（600）抽真空，所述装载腔（600）与所述工艺腔（100）的连通位置设有真空阀（9）。
10.根据权利要求4所述的晶圆键合装置，其特征在于，所述活化溅射机构（3）还包括：
主体（31）；
第二驱动件（32），与所述主体（31）驱动连接，所述第二驱动件（32）用于带动所述主体（31）置于所述上固定盘（53）和所述下固定盘（54）的两个所述晶圆之间，所述主体（31）能对所述晶圆的被键合表面进行活化和溅射镀膜处理；以及，
防护套筒（33），能围设在所述主体（31）和所述晶圆的外周；
第三驱动件（34），与所述防护套筒（33）驱动连接，用于驱动所述防护套筒（33）升降。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN202410090057.9A CN117612980B (zh) | 2024-01-23 | 2024-01-23 | 晶圆键合装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN202410090057.9A CN117612980B (zh) | 2024-01-23 | 2024-01-23 | 晶圆键合装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| CN117612980A true CN117612980A (zh) | 2024-02-27 |
| CN117612980B CN117612980B (zh) | 2024-04-02 |
Family
ID=89944722
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| CN202410090057.9A Active CN117612980B (zh) | 2024-01-23 | 2024-01-23 | 晶圆键合装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| CN (1) | CN117612980B (zh) |
Citations (9)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| EP0244950A2 (en) * | 1986-04-04 | 1987-11-11 | Materials Research Corporation | Method and apparatus for handling and processing wafer-like materials |
| JPH0711442A (ja) * | 1993-06-28 | 1995-01-13 | Fuji Electric Co Ltd | 半導体装置製造用スパッタ装置 |
| EP1469467A2 (de) * | 2003-04-17 | 2004-10-20 | Singulus Technologies AG | Vorrichtung und Verfahren zum Herstellen von Verbundsubstraten |
| KR20190138204A (ko) * | 2018-06-04 | 2019-12-12 | 한화정밀기계 주식회사 | 본딩 장치 |
| KR20200119971A (ko) * | 2019-04-11 | 2020-10-21 | 주식회사 지와이엘테크놀로지 | 반도체 본딩 장치 및 그 방법 |
| DE112019006554T5 (de) * | 2018-12-27 | 2021-10-14 | Sumco Corporation | Gasphasenabscheidungsvorrichtung und träger zur verwendung in derselben |
| CN114709152A (zh) * | 2022-03-31 | 2022-07-05 | 北京工业大学 | 一种基于磁对准的全自动晶圆键合机 |
| CN116092953A (zh) * | 2023-03-07 | 2023-05-09 | 天津中科晶禾电子科技有限责任公司 | 一种晶圆键合装置、方法及复合衬底组件 |
| CN117153733A (zh) * | 2023-09-21 | 2023-12-01 | 大连皓宇电子科技有限公司 | 工艺腔室独立调度方法 |
-
2024
- 2024-01-23 CN CN202410090057.9A patent/CN117612980B/zh active Active
Patent Citations (9)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| EP0244950A2 (en) * | 1986-04-04 | 1987-11-11 | Materials Research Corporation | Method and apparatus for handling and processing wafer-like materials |
| JPH0711442A (ja) * | 1993-06-28 | 1995-01-13 | Fuji Electric Co Ltd | 半導体装置製造用スパッタ装置 |
| EP1469467A2 (de) * | 2003-04-17 | 2004-10-20 | Singulus Technologies AG | Vorrichtung und Verfahren zum Herstellen von Verbundsubstraten |
| KR20190138204A (ko) * | 2018-06-04 | 2019-12-12 | 한화정밀기계 주식회사 | 본딩 장치 |
| DE112019006554T5 (de) * | 2018-12-27 | 2021-10-14 | Sumco Corporation | Gasphasenabscheidungsvorrichtung und träger zur verwendung in derselben |
| KR20200119971A (ko) * | 2019-04-11 | 2020-10-21 | 주식회사 지와이엘테크놀로지 | 반도체 본딩 장치 및 그 방법 |
| CN114709152A (zh) * | 2022-03-31 | 2022-07-05 | 北京工业大学 | 一种基于磁对准的全自动晶圆键合机 |
| CN116092953A (zh) * | 2023-03-07 | 2023-05-09 | 天津中科晶禾电子科技有限责任公司 | 一种晶圆键合装置、方法及复合衬底组件 |
| CN117153733A (zh) * | 2023-09-21 | 2023-12-01 | 大连皓宇电子科技有限公司 | 工艺腔室独立调度方法 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| CN117612980B (zh) | 2024-04-02 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| JP4997292B2 (ja) | 一方の面にドーピングされるウエハ、特にソーラウエハのスタックの形成方法、及びプロセスボートに複数のウエハバッチを積み込むハンドリングシステム | |
| JPH11288995A (ja) | 搬送システム及び処理装置 | |
| JPWO2012147343A1 (ja) | 基板貼り合わせ装置、基板保持装置、基板貼り合わせ方法、基盤保持方法、積層半導体装置および重ね合わせ基板 | |
| WO2011074274A1 (ja) | 基板ホルダ対、デバイスの製造方法、分離装置、基板の分離方法、基板ホルダおよび基板位置合わせ装置 | |
| US11404299B2 (en) | Substrate transfer mechanism, substrate processing apparatus, and substrate processing method | |
| CN102412177B (zh) | 晶圆传送系统和晶圆传送方法 | |
| KR101409752B1 (ko) | 기판 이송 로봇을 이용한 멀티 챔버 기판 처리 장치 | |
| CN110660723B (zh) | 一种机械手、键合腔体、晶圆键合系统及键合方法 | |
| CN117612980B (zh) | 晶圆键合装置 | |
| JP5447110B2 (ja) | 基板貼り合わせ装置、積層半導体の製造方法、積層半導体及び基板貼り合わせ方法 | |
| JP2002043395A (ja) | ウエハ搬送システム及びその搬送方法 | |
| JP2016134419A (ja) | 接合方法および接合システム | |
| JP5459025B2 (ja) | 基板貼り合わせ装置、積層半導体装置製造方法、積層半導体装置、基板貼り合わせ方法及び積層半導体装置の製造方法 | |
| KR20210101822A (ko) | 웨이퍼 디본딩 유닛 및 이를 포함하는 웨이퍼 분리 장치 | |
| CN111312649A (zh) | 真空载台、半导体机台以及贴膜装置 | |
| CN107579029B (zh) | 片盒定位装置、片盒装卸载系统及半导体加工设备 | |
| JP2023130880A (ja) | 基板処理室内に配置される部材を搬送する装置、基板処理システム及び前記部材を搬送する方法 | |
| JP5493713B2 (ja) | 基板ホルダ、基板貼り合わせ装置、基板ホルダ対および搬送装置 | |
| JP6602495B2 (ja) | 成膜装置 | |
| WO2013073202A1 (ja) | 研磨システム | |
| JP2002359280A (ja) | プレートアセンブリおよびこれを有する加工装置 | |
| JP5851099B2 (ja) | 真空処理装置の運転方法 | |
| KR20040100030A (ko) | 반도체 기판 이송 장치 및 이를 구비하는 반도체 기판가공 장치 | |
| JPH0727952B2 (ja) | ウエハ搬送装置 | |
| CN219418991U (zh) | 晶圆承载装置 |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| PB01 | Publication | ||
| PB01 | Publication | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| GR01 | Patent grant | ||
| GR01 | Patent grant |