CN216054643U - 一种晶圆平面的校正装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及晶圆校正领域，特别涉及一种晶圆平面的校正装置。该装置包括上环模组、下环模组、限高导柱、举升驱动机构、模组夹紧机构，举升驱动机构的一端连接上环模组、其另一端连接下环模组，模组夹紧机构连接下环模组并位于举升驱动机构下方，限位导柱一端固定连接在上环模组、其另一端依次穿过举升驱动机构和模组夹紧机构，下环模组连接有晶圆支撑柱，校正操作时举升驱动机构带动上环模组向上顶升，到达指定高度后模组夹紧机构夹住限高导柱，校正结束上环模组下降复位后，晶圆支撑柱顶起晶圆。本装置用缓冲机构有效避免晶圆受力及压伤，垂直导向机构可避免晶圆上升时的偏移；能将测高和校正功能结合，实现功能简化及稳定流程。

Description

一种晶圆平面的校正装置

技术领域

本实用新型涉及晶圆校正领域，特别涉及一种晶圆平面的校正装置。

背景技术

目前现有的晶圆校正机构有以下两种：

（1）球座式校正机构，利用半圆球式的机构使晶圆与光罩校正，但这种校正机构中晶圆直径大过球座，容易产生受力不均，导致校正不平；

（2）以激光测距的方式测量晶圆与光罩表面之间的距离，但是激光测距成本较高，晶圆表面如果有对光影响的结构或物质，会影响到校正的精准度。

实用新型内容

本实用新型提供一种晶圆平面的校正装置，旨在解决现有校正机构校正效果差，精准度低的问题。

本实用新型提供一种晶圆平面的校正装置，包括上环模组、下环模组、限高导柱、举升驱动机构、模组夹紧机构，所述上环模组和下环模组的外圈均匀设置有多组举升驱动机构，所述举升驱动机构的一端连接上环模组、其另一端连接下环模组，所述模组夹紧机构连接下环模组并位于举升驱动机构下方，所述限位导柱一端固定连接在上环模组、其另一端依次穿过举升驱动机构和模组夹紧机构，所述下环模组连接有晶圆支撑柱，所述晶圆支撑柱穿过上环模组的中心，校正操作时所述举升驱动机构带动上环模组向上顶升，到达指定高度后所述模组夹紧机构夹住限高导柱，校正结束所述上环模组下降复位后，所述晶圆支撑柱顶起晶圆。

作为本实用新型的进一步改进，所述举升驱动机构包括举升进气头、第一举升块、第二举升块、缓冲块，所述第一举升块固定连接上环模组，所述第二举升块固定连接下环模组，所述第一举升块和第二举升块连接并构成充气缸体，所述举升进气头连接充气缸体，所述缓冲块连接在第一举升块和第二举升块之间，校正操作时所述充气缸体通过举升进气头充气使第一举升块相对于第二举升块向上顶起。

作为本实用新型的进一步改进，所述缓冲块为低阻尼的缓冲结构或空气弹簧。

作为本实用新型的进一步改进，所述举升驱动机构包括第一感应器、第二感应器、感应体，所述第一举升块、第二举升块上均设有感应器槽位，所述第一感应器设置在第一举升块的感应槽位内，所述第二感应器设置在第二举升块的感应槽位内，所述感应体设置在充气缸体内，校正操作时所述感应体随气压增加向上升起至与第一感应器发生感应，下降复位时所述感应体随气压减少向下降落至与第二感应器发生感应。

作为本实用新型的进一步改进，所述感应体为磁性块，所述第一感应器和第二感应器均为磁传感器。

作为本实用新型的进一步改进，该校正装置包括垂直导向机构，所述上环模组和下环模组的外圈均匀设置有多组垂直导向机构，所述垂直导向机构的两端分别连接上环模组和下环模组，所述上环模组沿着垂直导向机构的轨迹向上顶升或向下降落复位。

作为本实用新型的进一步改进，所述垂直导向机构包括垂直导轨、导轮、导向块，所述垂直导轨连接在上环模组的侧面，所述导向块连接在下环模组的侧面，所述导轮滑动连接在导向块的末端，所述导轮与垂直导轨滚动连接。

作为本实用新型的进一步改进，所述模组夹紧机构包括第一夹片、第二夹片、充气头，所述第一夹片、第二夹片分别连接充气头，校正移动到指定高度后往所述充气头里充气使第一夹片和第二夹片夹紧限高导柱。

作为本实用新型的进一步改进，所述第一夹片和第二夹片均为金属片。

作为本实用新型的进一步改进，该校正装置包括微调组件，所述微调组件包括微调螺栓、微调弹簧，所述上环模组设有微调孔，所述微调弹簧套在微调螺栓的外部，所述微调螺栓和微调弹簧均穿过微调孔并且微调螺栓的一端与下环模组螺纹连接，所述微调弹簧一端顶住微调螺栓的螺帽处、其另一端顶住下环模组的外壁。

本实用新型的有益效果是：本装置通过多组举升驱动机构使上环模组和下环模组之间保持水平，校正时多组举升驱动机构同时顶升，受力均匀，同时在上环模组顶升到指定高度后，通过多组模组夹紧机构将上环模组固定在指定高度，使上环模组顶升后依旧可以保持水平，以保证校正的平整。

附图说明

图1是本实用新型一种晶圆平面校正装置的结构主视图；

图2是本实用新型一种晶圆平面校正装置的结构俯视图；

图3是本实用新型一种晶圆平面校正装置的结构侧视图；

图4是本实用新型中限高导柱、举升驱动机构、模组夹紧机构三者的连接结构图。

具体实施方式

为了使本实用新型的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本实用新型进行进一步详细说明。

如图1至图4所示，本实用新型的一种晶圆平面的校正装置，包括上环模组1、下环模组2、限高导柱3、举升驱动机构4、模组夹紧机构5，上环模组1和下环模组2的外圈均匀设置有多组举升驱动机构4，举升驱动机构4的一端连接上环模组1、其另一端连接下环模组2，模组夹紧机构5连接下环模组2并位于举升驱动机构4下方，限位导柱3一端固定连接在上环模组1、其另一端依次穿过举升驱动机构4和模组夹紧机构5，下环模组2连接有晶圆支撑柱8，晶圆支撑柱8穿过上环模组1的中心，校正操作时举升驱动机构4带动上环模组1向上顶升，到达指定高度后模组夹紧机构5夹住限高导柱3，校正结束上环模组1下降复位后，晶圆支撑柱8顶起晶圆。

上环模组1和下环模组2通过举升驱动机构4进行连接，该校正装置的在操作时，上环模组1的上端会放置由晶圆，需要对晶圆进行水平校正后顶升到与其他工件平面贴合，因此在顶升过程中需保证上环模组1是水平的，通过多组举升驱动机构4均匀地分布在上环模组1和下环模组2的圆周上，优选为三组举升驱动机构4，对应地也设有三组模组夹紧机构5和三根限高导柱3，使整体为垂直90度上升或下降，不产生偏差。整个上升和下降过程中，限高导柱3会随着上环模组1同步进行上移或下移，模组夹紧机构5的位置固定不变，此时限高导柱3相对于模组夹紧机构5在进行移动，当移动到制定的高度后，控制系统会控制模组夹紧机构5夹住限高导柱3，上环模组1停止到制定的高度位置，此时晶圆刚好与其他工件贴合。在贴合完成后模组夹紧机构5松开限高导柱，上环模组1下降复位，而此时晶圆支撑柱8高出上环模组1表面，并顶起贴合后的晶圆，便于后续工位机器手臂的抓取。

如图4，举升驱动机构4包括举升进气头41、第一举升块42、第二举升块43、缓冲块，第一举升块42固定连接上环模组1，第二举升块43固定连接下环模组2，第一举升块42和第二举升块43连接并构成充气缸体，举升进气头41连接充气缸体，缓冲块连接在第一举升块42和第二举升块43之间，校正操作时充气缸体通过举升进气头充气41使第一举升块42相对于第二举升块43向上顶起。缓冲块优选为低阻尼的缓冲结构或空气弹簧。

在对上环模具1进行顶升进行校正操作时，控制外界的气体通过举升进气头41进入充气缸体内，但缸内气压达到一定程度时，第一举升块42和第二举升块43之间的距离会拉开，第二举升块43是被固定住的，即第一举升块42就相对与第二举升块43进行上升的操作，从而带动上环模组1向上顶起；但上环模组1需要复位时，只需控制停止往举升进气头41里充气或让举升进气头41放气的方式，使缸内的气压逐渐变小，上环模组1在重力的作用下带动第一举升块42下降到第二举升块43的位置。缓冲块可以是连接在两个举升块之间增加两者摩擦力的低阻尼的缓冲结构，也可以是利用空气弹簧的原理，在充入气体后产生弹性来对两个举升块之间施加弹力，来起到缓冲的作用，避免了在上升过程中，上环模组1顶升过快而撞击晶圆，或上环模组1复位时下降过快而撞击下环模组2。

如图4，举升驱动机构4包括第一感应器44、第二感应器45、感应体46，第一举升块42、第二举升块43上均设有感应器槽位47，第一感应器44设置在第一举升块42的感应槽位47内，第二感应器设45置在第二举升块43的感应槽位47内，感应体46设置在充气缸体内，校正操作时感应体46随气压增加向上升起至与第一感应器44发生感应，下降复位时感应体46随气压减少向下降落至与第二感应器45发生感应。感应体46优选为磁性块，第一感应器44和第二感应器45均优选为磁传感器。

第一感应器44固定在第一举升块42上，第二感应器45固定在第二举升块43上，当往充气缸体内充气时，第一感应器44随着第一举升块42被顶升，而此时感应体46随着气压的增加也被缓慢向上顶升，当感应体46顶升到第一感应器44附近时，通过磁性传导，第一感应器44亮起即到达指定高度工位，并反馈给控制系统控制模组夹紧机构5夹住限高导柱3，停止上环模组1的上升；当复位时，感应体46随着气压的降低而缓慢下降，当下降到第二感应器45附近时，通过磁性传导，第二感应器45亮起即到达指定复位工位，并反馈给控制系统执行下一工位的步骤。

如图1至图3所示，晶圆平面的校正装置包括垂直导向机构6，上环模组1和下环模组2的外圈均匀设置有多组垂直导向机构6，垂直导向机构6的两端分别连接上环模组1和下环模组2，上环模组1沿着垂直导向机构6的轨迹向上顶升或向下降落复位。举升驱动机构4通过与限位导柱3配合连接，限定了上环模组1上升或下降的大体方向，但为了避免在垂直上升或下降过程中，上环模组1发生水平偏转来影响到校正效果，增加了垂直导向机构6，限定了其垂直运动的轨迹，避免发生偏差，同时也使上环模组1在上升或下降过程更加流畅。

如图1，垂直导向机构6包括垂直导轨61、导轮62、导向块63，垂直导轨61连接在上环模组1的侧面，导向块63连接在下环模组2的侧面，导轮62滑动连接在导向块63的末端，导轮62与垂直导轨61滚动连接。垂直导轨61限制了顶升运动的垂直轨迹，通过与导轮62的配合，使上环模组1和下环模组2在相对运动方向保持垂直。本平面校正机构为多自由度设计，优选利用三个垂直导向机构6设计，限制垂直方向的运动，不偏移。

如图4，模组夹紧机构5包括第一夹片51、第二夹片52、充气头53，第一夹片51、第二夹片52分别连接充气头53，校正移动到指定高度后往充气头53里充气使第一夹片51和第二夹片52夹紧限高导柱3。第一夹片51和第二夹片52均优选为金属片。第一夹片51和第二夹片52均为金属片。当两块金属片利用充气头53充气后，夹持限高导柱3，使平面校正机构在到达工作位置后，固定不动；模组夹紧机构5放松后，平面校正机构再复位。

如图1至图3，该晶圆平面的校正装置包括微调组件7，微调组件7包括微调螺栓、微调弹簧，上环模组1设有微调孔，微调弹簧套在微调螺栓的外部，微调螺栓和微调弹簧均穿过微调孔并且微调螺栓的一端与下环模组2螺纹连接，微调弹簧一端顶住微调螺栓的螺帽处、其另一端顶住下环模组2的外壁。该校正装置均匀设置三组微调组件，分别从三个点来调节上环模组1和下环模组2的平齐度，通过旋拧微调螺栓在下环模组2内的深度，在微调弹簧的弹性作用下，微调下环模组2和上环模组1某一位置的角度，使高度一致，且齐平。

此实用新型的晶圆平面水平校正装置，透过Z轴载台上升时晶圆与光罩接触时，使用三个低阻尼机构的缓冲结构或空气弹簧，可保持缓冲及弹性功能，避免晶圆承受较大的接触作用力。同时三组垂直导向机构6使整体为垂直90度上升或下降，不产生偏差。在光罩表面或其他工件平面与晶圆平面接触后，利用模组夹紧机构5的夹片固定住限高导柱将其固定不动。使保持晶圆与或其他工件平面能保持平行度。

本校正装置对2寸~12寸晶圆的表面与光罩之间的进行校准，校准后的晶圆与光罩之间为平行，且晶圆上升或下降的距离可任意调整，调整后的平行度维持不变。用低阻尼机构缓冲结构的举升驱动机构有效避免晶圆受力及压伤，垂直导向机构6可避免晶圆上升时的偏移。本校正装置能将测高和校正功能结合，实现功能简化及稳定流程。

以上内容是结合具体的优选实施方式对本实用新型所作的进一步详细说明，不能认定本实用新型的具体实施只局限于这些说明。对于本实用新型所属技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本实用新型构思的前提下，还可以做出若干简单推演或替换，都应当视为属于本实用新型的保护范围。

Claims (10)

1.一种晶圆平面的校正装置，其特征在于，包括上环模组、下环模组、限高导柱、举升驱动机构、模组夹紧机构，所述上环模组和下环模组的外圈均匀设置有多组举升驱动机构，所述举升驱动机构的一端连接上环模组、其另一端连接下环模组，所述模组夹紧机构连接下环模组并位于举升驱动机构下方，所述限高导柱一端固定连接在上环模组、其另一端依次穿过举升驱动机构和模组夹紧机构，所述下环模组连接有晶圆支撑柱，所述晶圆支撑柱穿过上环模组的中心，校正操作时所述举升驱动机构带动上环模组向上顶升，到达指定高度后所述模组夹紧机构夹住限高导柱，校正结束所述上环模组下降复位后，所述晶圆支撑柱顶起晶圆。

2.根据权利要求1所述晶圆平面的校正装置，其特征在于，所述举升驱动机构包括举升进气头、第一举升块、第二举升块、缓冲块，所述第一举升块固定连接上环模组，所述第二举升块固定连接下环模组，所述第一举升块和第二举升块连接并构成充气缸体，所述举升进气头连接充气缸体，所述缓冲块连接在第一举升块和第二举升块之间，校正操作时所述充气缸体通过举升进气头充气使第一举升块相对于第二举升块向上顶起。

3.根据权利要求2所述晶圆平面的校正装置，其特征在于，所述缓冲块为低阻尼的缓冲结构或空气弹簧。

4.根据权利要求2所述晶圆平面的校正装置，其特征在于，所述举升驱动机构包括第一感应器、第二感应器、感应体，所述第一举升块、第二举升块上均设有感应器槽位，所述第一感应器设置在第一举升块的感应槽位内，所述第二感应器设置在第二举升块的感应槽位内，所述感应体设置在充气缸体内，校正操作时所述感应体随气压增加向上升起至与第一感应器发生感应，下降复位时所述感应体随气压减少向下降落至与第二感应器发生感应。

5.根据权利要求4所述晶圆平面的校正装置，其特征在于，所述感应体为磁性块，所述第一感应器和第二感应器均为磁传感器。

6.根据权利要求1所述晶圆平面的校正装置，其特征在于，包括垂直导向机构，所述上环模组和下环模组的外圈均匀设置有多组垂直导向机构，所述垂直导向机构的两端分别连接上环模组和下环模组，所述上环模组沿着垂直导向机构的轨迹向上顶升或向下降落复位。

7.根据权利要求6所述晶圆平面的校正装置，其特征在于，所述垂直导向机构包括垂直导轨、导轮、导向块，所述垂直导轨连接在上环模组的侧面，所述导向块连接在下环模组的侧面，所述导轮滑动连接在导向块的末端，所述导轮与垂直导轨滚动连接。

8.根据权利要求1所述晶圆平面的校正装置，其特征在于，所述模组夹紧机构包括第一夹片、第二夹片、充气头，所述第一夹片、第二夹片分别连接充气头，校正移动到指定高度后往所述充气头里充气使第一夹片和第二夹片夹紧限高导柱。

9.根据权利要求8所述晶圆平面的校正装置，其特征在于，所述第一夹片和第二夹片均为金属片。

10.根据权利要求1所述晶圆平面的校正装置，其特征在于，包括微调组件，所述微调组件包括微调螺栓、微调弹簧，所述上环模组设有微调孔，所述微调弹簧套在微调螺栓的外部，所述微调螺栓和微调弹簧均穿过微调孔并且微调螺栓的一端与下环模组螺纹连接，所述微调弹簧一端顶住微调螺栓的螺帽处、其另一端顶住下环模组的外壁。

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