CN212062456U - 运输设备 - Google Patents

Abstract

本实用新型提供了一种运输设备。运输设备用于将晶圆输送至预设位置处，运输设备包括：承载结构，用于承载晶圆；电磁组件，位于至少部分承载结构的外围，电磁组件用于通电后向承载结构施加电磁力，以使承载结构处于悬浮状态；驱动组件，与承载结构连接；驱动组件用于在承载结构处于悬浮状态时驱动承载结构运动至预设位置处。本实用新型有效地解决了现有技术中下平台的运行不稳定而影响上、下晶圆的对准精度的问题。

Description

运输设备

技术领域

本实用新型涉及半导体技术领域，具体而言，涉及一种运输设备。

背景技术

目前，晶圆键合技术用于将两块经过抛光的晶圆紧密粘结在一起，且被广泛应用于3D集成电路和微机械系统中。具体地，在晶圆键合的工艺流程中，当上晶圆对准后，需要使用下平台带动下晶圆移动至指定位置处，以与上晶圆进行键合。其中，通常通过滚轮驱动下平台运动。具体地，电动马达驱动滚轮转动，滚轮与下平台接触，以带动下平台滑动。

然而，由于滚轮与下平台直接接触，长时间使用易造成滚轮和下平台磨损而影响下平台的正常使用，甚至影响下晶圆与上晶圆的对准精度。

实用新型内容

本实用新型的主要目的在于提供一种运输设备及晶圆运输方法，以解决现有技术中下平台的运行不稳定而影响上、下晶圆的对准精度的问题。

为了实现上述目的，本实用新型提供了一种运输设备，用于将晶圆输送至预设位置处，运输设备包括：承载结构，用于承载晶圆；电磁组件，位于至少部分承载结构的外围，电磁组件用于通电后向承载结构施加电磁力，以使承载结构处于悬浮状态；驱动组件，与承载结构连接；驱动组件用于在承载结构处于悬浮状态时驱动承载结构运动至预设位置处。

进一步地，运输设备还包括机架，电磁组件设置在机架上。

进一步地，电磁组件包括：第一电磁结构，位于承载结构的下方，第一电磁结构向承载结构施加朝上的电磁力；第二电磁结构，位于承载结构的上方且与第一电磁结构相对设置，第二电磁结构向承载结构施加朝上或朝下的电磁力。

进一步地，各组电磁组件还包括：第三电磁结构，位于承载结构的一侧，第三电磁结构向承载结构的第一侧施加朝向或远离承载结构的第二侧的电磁力；第一侧与第二侧背对设置。

进一步地，电磁组件为两组，一组电磁组件包覆至少部分承载结构的第一侧，另一组电磁组件包覆至少部分承载结构的第二侧；其中，第一侧和第二侧相对设置。

进一步地，机架为两个，两个机架与两组电磁组件一一对应地设置，两个机架分别位于承载结构的两侧；其中，驱动组件驱动承载结构沿预设方向运动，各机架沿预设方向延伸。

进一步地，机架包括：第一板体，第一电磁结构设置在第一板体上；第二板体，第一板体与第二板体的一端连接，第一板体与第二板体呈第一夹角设置，第三电磁结构设置在第二板体上；第三板体，第三板体与第二板体的另一端连接，第三板体与第二板体呈第二夹角设置，第二电磁结构设置在第三板体上。

进一步地，运输设备还包括控制模块，控制模块与电磁组件连接，以控制电磁组件所在电路的通断，驱动组件包括：驱动装置，与承载结构连接，驱动装置驱动承载结构运动；控制模块与驱动装置连接，以控制驱动装置的启停动作。

进一步地，控制模块还用于控制电磁组件所在电路处于通路状态且控制驱动装置处于停止运行状态，以使运输设备处于承接状态，承载结构对晶圆进行承载；待承载结构承载晶圆后，控制模块再控制驱动装置处于启动状态，驱动装置驱动承载结构带动晶圆运动。

进一步地，驱动装置为气缸或液压缸，气缸或液压缸的活塞杆与承载结构连接，以通过活塞杆驱动承载结构运动。应用本实用新型的技术方案，当需要运输设备对晶圆进行运输时，将晶圆放置在承载结构上，给电磁组件通电，电磁组件向承载结构施加电磁力，以使承载结构处于悬浮状态。之后，启动驱动组件，驱动组件驱动承载结构运动至预设位置处，以使上、下晶圆对准，便于上、下晶圆进行键合。

与现有技术中下平台的运行不稳定相比，本申请中的运输设备采用磁悬浮技术对承载结构和晶圆进行支撑，进而使得承载结构的悬浮状态更加稳定，也使得承载结构的运行更加稳定，进而解决了现有技术中下平台的运行不稳定而影响上、下晶圆的对准精度的问题，提升了上、下晶圆的对准精度，进而提升了晶圆键合质量。

附图说明

构成本申请的一部分的说明书附图用来提供对本实用新型的进一步理解，本实用新型的示意性实施例及其说明用于解释本实用新型，并不构成对本实用新型的不当限定。在附图中：

图1示出了根据本实用新型的运输设备的实施例的主视图。

其中，上述附图包括以下附图标记：

10、晶圆；20、承载结构；30、电磁组件；31、第一电磁结构；32、第二电磁结构；33、第三电磁结构；50、机架；51、第一板体；52、第二板体；53、第三板体。

具体实施方式

需要说明的是，在不冲突的情况下，本申请中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。下面将参考附图并结合实施例来详细说明本实用新型。

需要指出的是，除非另有指明，本申请使用的所有技术和科学术语具有与本申请所属技术领域的普通技术人员通常理解的相同含义。

在本实用新型中，在未作相反说明的情况下，使用的方位词如“上、下”通常是针对附图所示的方向而言的，或者是针对竖直、垂直或重力方向上而言的；同样地，为便于理解和描述，“左、右”通常是针对附图所示的左、右；“内、外”是指相对于各部件本身的轮廓的内、外，但上述方位词并不用于限制本实用新型。

为了解决现有技术中下平台的运行不稳定而影响上、下晶圆的对准精度的问题，本申请提供了一种运输设备。

如图1所示，运输设备用于将晶圆10输送至预设位置处，运输设备包括承载结构20、电磁组件30及驱动组件。其中，承载结构20用于承载晶圆10。电磁组件30位于至少部分承载结构20的外围，电磁组件30用于通电后向承载结构20施加电磁力，以使承载结构20处于悬浮状态。驱动组件与承载结构20连接。驱动组件用于在承载结构20处于悬浮状态时驱动承载结构20运动至预设位置处。

应用本实施例的技术方案，当需要运输设备对晶圆10(下晶圆)进行运输时，将晶圆10放置在承载结构20上，给电磁组件30通电，电磁组件30向承载结构20施加电磁力，以使承载结构20处于悬浮状态。之后，启动驱动组件，驱动组件驱动承载结构20运动至预设位置处，以使上、下晶圆对准，便于上、下晶圆进行键合。

与现有技术中下平台的运行不稳定相比，本实施例中的运输设备采用磁悬浮技术对承载结构20和晶圆10进行支撑，进而使得承载结构20的悬浮状态更加稳定，也使得承载结构20的运行更加稳定，进而解决了现有技术中下平台的运行不稳定而影响上、下晶圆的对准精度的问题，提升了上、下晶圆的对准精度，进而提升了晶圆键合质量。

在本实施例中，当承载结构20处于悬浮状态时，承载结构20在电磁力的作用下不会与电磁组件30接触，且与电磁组件30之间具有预设间隙。

需要说明的是，运输设备运输的物品不限于此，也可以用于运输晶圆以外的其他物件。

在本实施例中，承载结构20由金属材质制成。驱动组件带动承载结构20进行精准移动，从而实现高精准、无接触悬浮运动。这样，通过磁悬浮控制承载结构20，无接触、无摩擦、不用润滑、高精度，且使用寿命长等特点，进而提升了上、下晶圆的对准精度，相较于现有技术中采用气动悬浮运动模式时气流控制不够精准，本实施例采用磁悬浮控制，以使运输设备对晶圆10的输送更加精准、高效。

如图1所示，运输设备还包括机架50，电磁组件30设置在机架50上，电磁组件30为两组，一组电磁组件30包覆至少部分承载结构20的第一侧，另一组电磁组件30包覆至少部分承载结构20的第二侧。其中，第一侧和第二侧相对设置。这样，电磁组件30对承载结构20的第一侧和第二侧同时施加电磁力，以使承载结构20受力均匀，便于驱动组件驱动承载结构20运动，也使得承载结构20的运动更加平稳，提升了运输设备的运输效率。同时，上述结构的结构简单，容易加工、实现，降低了运输设备的加工成本。

具体地，承载结构20为板状结构，一组电磁组件30向承载结构20的第一侧施加电磁力，另一端电磁组件30向承载结构20的第二侧施加电磁力，以使承载结构20的受力更加均匀，承载结构20在电磁力的作用下处于悬浮状态。之后，驱动组件驱动承载结构20带动晶圆10运动，以实现运输设备对晶圆10的输送。其中，给电磁组件30通电后，电磁组件30作用在承载结构20上的电磁力较为恒定，以确保承载结构20始终处于预设高度位置处，避免承载结构20运动过程中与电磁组件30发生碰撞而影响运输设备的正常使用。

如图1所示，电磁组件30包括第一电磁结构31。其中，第一电磁结构31位于承载结构20的下方，第一电磁结构31向承载结构20施加朝上的电磁力。这样，给第一电磁结构31通电后，第一电磁结构31向承载结构20施加朝上的电磁力，以使承载结构20克服其自身重力和晶圆10的重力并处于悬浮状态，进而提升了运输设备的使用可靠性。

如图1所示，电磁组件30还包括第二电磁结构32。其中，第二电磁结构32位于承载结构20的上方且与第一电磁结构31相对设置，第二电磁结构32向承载结构20施加朝上的电磁力。这样，沿承载结构20的高度方向，第一电磁结构31和第二电磁结构32均向承载结构20施加向上的电磁力，以减小第一电磁结构31和第二电磁结构32分部施加在承载结构20上的电磁力，即使第一电磁结构31和第二电磁结构32所在电路上的电流较小，也能够实现承载结构20的悬浮，减小了运输设备的能耗。

在附图中未示出的其他实施方式中，第二电磁结构向承载结构施加朝下的电磁力。这样，沿承载结构的高度方向，第一电磁结构向承载结构施加朝上的电磁力，第二电磁结构向承载结构施加朝下的电磁力，以确保承载结构处于悬浮状态且不会与第一电磁结构或第二电磁结构发生接触而影响承载结构的运动，提升了运输设备的使用可靠性。

如图1所示，电磁组件30还包括第三电磁结构33。其中，第三电磁结构33位于承载结构20的一侧，第三电磁结构33向承载结构20的第一侧施加朝向或远离承载结构20的第二侧的电磁力。第一侧与第二侧背对设置。这样，在承载结构20带动晶圆10运动的过程中，第三电磁结构33的上述设置能够避免承载结构20在运动过程中发生偏移而影响承载结构20的正常运动，提升了运输设备的运行可靠性。

具体地，给电磁组件30通电后，第一电磁结构31向承载结构20施加朝上的电磁力，第二电磁结构32向承载结构20施加朝上的电磁力，第三电磁结构33向承载结构20的第一侧施加朝向或远离承载结构20的第二侧的电磁力，一方面确保承载结构20能够实现悬浮，另一方面避免承载结构20在运动过程中发生左右偏移而与第三电磁结构33发生碰撞，进而确保承载结构20能够沿预设方向滑动。

在本实施例中，机架50为两个，两个机架50与两组电磁组件30一一对应地设置，两个机架50分别位于承载结构20的两侧。其中，驱动组件驱动承载结构20沿预设方向运动，各机架50沿预设方向延伸。这样，上述设置避免机架50与晶圆10发生结构干涉而影响运输设备的正常运行，提升了运输设备的使用可靠性。同时，上述结构的结构简单，容易加工、实现，降低了运输设备的加工成本。

在本实施例中，机架50的长度与承载结构20的长度一致，以确保承载结构20始终悬浮于水平位置处。

如图1所示，机架50包括第一板体51、第二板体52及第三板体53。其中，第一电磁结构31设置在第一板体51上。第一板体51与第二板体52的一端连接，第一板体51与第二板体52呈第一夹角设置，第三电磁结构33设置在第二板体52上。第三板体53与第二板体52的另一端连接，第三板体53与第二板体52呈第二夹角设置，第二电磁结构32设置在第三板体53上。这样，机架50的横截面为U形结构，进一步避免机架50与晶圆10和承载结构20发生结构干涉而影响运输设备的运行可靠性。同时，上述设置使得机架50的结构简单，容易加工、实现，降低了机架50的加工成本。

如图1所示，运输设备还包括控制模块，控制模块与电磁组件30连接，以控制电磁组件30所在电路的通断，驱动组件包括驱动装置。其中，驱动装置与承载结构连接，驱动装置驱动承载结构运动。控制模块与驱动装置连接，以控制驱动装置的启停动作。这样，通过控制模块对电磁组件30和驱动装置进行控制，降低了工作人员对运输设备的操作难度，降低了工作人员的劳动强度，也实现了运输设备的智能化控制。

在本实施例中，控制模块还用于控制电磁组件30所在电路处于通路状态且控制驱动装置处于停止运行状态，以使运输设备处于承接状态，承载结构20对晶圆10进行承载。待承载结构20承载晶圆10后，控制模块再控制驱动装置处于启动状态，驱动装置驱动承载结构20带动晶圆10运动。

可选地，驱动装置为气缸或液压缸，气缸或液压缸的活塞杆与承载结构20连接，以通过活塞杆驱动承载结构20运动。这样，上述设置使得承载结构20的运动更加容易、简便，降低了运输设备的加工成本。

在本实施例中，驱动装置为气缸。气缸的活塞杆与承载结构20连接，以通过活塞杆带动承载结构20沿预设方向滑动。

需要说明的是，驱动装置的类型不限于此。可选地，驱动装置为液压缸或电缸。

在附图中未示出的其他实施方式中，驱动组件还包括牵引件。牵引件与驱动装置和承载结构均连接，驱动装置的驱动端与牵引件的一端连接，牵引件的另一端与承载结构连接，以牵引承载结构沿预设方向滑动。

具体地，当需要运输设备对晶圆10进行运输时，可以先给电磁组件30通电，以使电磁组件30所在电路处于通路状态，承载结构20处于悬浮状态。之后，再将晶圆10放置在承载结构20上。控制模块控制驱动装置处于启动状态，驱动装置通过传动装置驱动承载结构20带动晶圆10运动。或者，当需要运输设备对晶圆10进行运输时，先将晶圆10放置在承载结构20上，再给电磁组件30通电，以使电磁组件30所在电路处于通路状态，承载结构20处于悬浮状态。之后，控制模块控制驱动装置处于启动状态，驱动装置通过传动装置驱动承载结构20带动晶圆10运动。

本申请还提供了一种晶圆运输方法，适用于上述的运输设备，晶圆运输方法包括：

控制运输设备的电磁组件所在电路处于通路状态，以使运输设备的承载结构处于悬浮状态，承载结构对晶圆进行承载；

待承载结构承载晶圆后，控制运输设备的驱动组件处于运行状态，驱动组件驱动承载结构和晶圆运动至预设位置处。

具体地，当需要运输设备对晶圆10进行运输时，将晶圆10放置在承载结构20上，给电磁组件30通电，电磁组件30向承载结构20施加电磁力，以使承载结构20处于悬浮状态。之后，启动驱动组件，驱动组件驱动承载结构20运动至预设位置处，以使上、下晶圆对准，便于上、下晶圆进行键合。由于本实施例中的运输设备采用磁悬浮技术对承载结构20和晶圆10进行支撑，进而使得承载结构20的悬浮状态更加稳定，也使得承载结构20的运行更加稳定，进而解决了现有技术中下平台的运行不稳定而影响上、下晶圆的对准精度的问题，提升了上、下晶圆的对准精度，进而提升了晶圆键合质量。

从以上的描述中，可以看出，本实用新型上述的实施例实现了如下技术效果：

当需要运输设备对晶圆进行运输时，将晶圆放置在承载结构上，给电磁组件通电，电磁组件向承载结构施加电磁力，以使承载结构处于悬浮状态。之后，启动驱动组件，驱动组件驱动承载结构运动至预设位置处，以使上、下晶圆对准，便于上、下晶圆进行键合。

与现有技术中下平台的运行不稳定相比，本申请中的运输设备采用磁悬浮技术对承载结构和晶圆进行支撑，进而使得承载结构的悬浮状态更加稳定，也使得承载结构的运行更加稳定，进而解决了现有技术中下平台的运行不稳定而影响上、下晶圆的对准精度的问题，提升了上、下晶圆的对准精度，进而提升了晶圆键合质量。

显然，上述所描述的实施例仅仅是本实用新型一部分的实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都应当属于本实用新型保护的范围。

需要注意的是，这里所使用的术语仅是为了描述具体实施方式，而非意图限制根据本申请的示例性实施方式。如在这里所使用的，除非上下文另外明确指出，否则单数形式也意图包括复数形式，此外，还应当理解的是，当在本说明书中使用术语“包含”和/或“包括”时，其指明存在特征、步骤、工作、器件、组件和/或它们的组合。

需要说明的是，本申请的说明书和权利要求书及上述附图中的术语“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。应该理解这样使用的数据在适当情况下可以互换，以便这里描述的本申请的实施方式能够以除了在这里图示或描述的那些以外的顺序实施。

以上所述仅为本实用新型的优选实施例而已，并不用于限制本实用新型，对于本领域的技术人员来说，本实用新型可以有各种更改和变化。凡在本实用新型的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种运输设备，用于将晶圆输送至预设位置处，其特征在于，所述运输设备包括：

承载结构，用于承载所述晶圆；

电磁组件，位于至少部分所述承载结构的外围，所述电磁组件用于通电后向所述承载结构施加电磁力，以使所述承载结构处于悬浮状态；

驱动组件，与所述承载结构连接；所述驱动组件用于在所述承载结构处于所述悬浮状态时驱动所述承载结构运动至所述预设位置处。

2.根据权利要求1所述的运输设备，其特征在于，所述运输设备还包括机架，所述电磁组件设置在所述机架上。

3.根据权利要求2所述的运输设备，其特征在于，所述电磁组件包括：

第一电磁结构，位于所述承载结构的下方，所述第一电磁结构向所述承载结构施加朝上的电磁力；

第二电磁结构，位于所述承载结构的上方且与所述第一电磁结构相对设置，所述第二电磁结构向所述承载结构施加朝上或朝下的电磁力。

4.根据权利要求3所述的运输设备，其特征在于，所述电磁组件还包括：

第三电磁结构，位于所述承载结构的一侧，所述第三电磁结构向所述承载结构的第一侧施加朝向或远离所述承载结构的第二侧的电磁力；所述第一侧与所述第二侧背对设置。

5.根据权利要求2所述的运输设备，其特征在于，所述电磁组件为两组，一组所述电磁组件包覆至少部分所述承载结构的第一侧，另一组所述电磁组件包覆至少部分所述承载结构的第二侧；其中，所述第一侧和所述第二侧背对设置。

6.根据权利要求5所述的运输设备，其特征在于，所述机架为两个，两个所述机架与两组所述电磁组件一一对应地设置，两个所述机架分别位于所述承载结构的两侧；其中，所述驱动组件驱动所述承载结构沿预设方向运动，各所述机架沿所述预设方向延伸。

7.根据权利要求4所述的运输设备，其特征在于，所述机架包括：

第一板体，所述第一电磁结构设置在所述第一板体上；

第二板体，所述第一板体与所述第二板体的一端连接，所述第一板体与所述第二板体呈第一夹角设置，所述第三电磁结构设置在所述第二板体上；

第三板体，所述第三板体与所述第二板体的另一端连接，所述第三板体与所述第二板体呈第二夹角设置，所述第二电磁结构设置在所述第三板体上。

8.根据权利要求1所述的运输设备，其特征在于，所述运输设备还包括控制模块，所述控制模块与所述电磁组件连接，以控制所述电磁组件所在电路的通断，所述驱动组件包括：

驱动装置，与所述承载结构连接，所述驱动装置驱动所述承载结构运动；所述控制模块与所述驱动装置连接，以控制所述驱动装置的启停动作。

9.根据权利要求8所述的运输设备，其特征在于，所述控制模块还用于控制所述电磁组件所在电路处于通路状态且控制所述驱动装置处于停止运行状态，以使所述运输设备处于承接状态，所述承载结构对所述晶圆进行承载；待所述承载结构承载所述晶圆后，所述控制模块再控制所述驱动装置处于启动状态，所述驱动装置驱动所述承载结构带动所述晶圆运动。

10.根据权利要求8所述的运输设备，其特征在于，所述驱动装置为气缸或液压缸，所述气缸或所述液压缸的活塞杆与所述承载结构连接，以通过所述活塞杆驱动所述承载结构运动。

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