CN217588872U - 一种晶圆移动扩张平台 - Google Patents

Abstract

公开了一种晶圆移动扩张平台，包括扩张模组和定位模组，定位模组包括定位X轴、定位Y轴、定位θ轴，扩张模组包括晶圆治具、扩张Z轴和分离式驱动机构，扩张模组集成设置在定位模组上，带有铁环的晶圆蓝膜在扩张模组中实现了晶圆蓝膜的扩张绷紧，定位模组带动晶圆蓝膜上的晶粒在定位X轴、定位Y轴、定位θ轴上进行位移，本平台将扩张模组和定位模组集成，简化工序有效的节省了空间，驱动机构的分离式设计，降低移动平台的重量，使得定位更加准确，压板与扣板相对应设置，防止压板变形，实现重复工作。

Description

一种晶圆移动扩张平台

技术领域

本实用新型涉及半导体晶圆加工技术领域，具体是一种晶圆移动扩张平台。

背景技术

晶圆进行切片工艺切割成分离的晶粒后，晶粒的位置往往不准确且有可能边沿靠在一起，因此需要对切割后的晶粒进行分隔和定位，当前的做法是先将晶圆放置在蓝膜上进行切割，再将蓝膜在特定机器上进行扩张使各晶粒完全分隔开，最后再对分隔开的各晶粒进行定位分选，现有的晶圆切割分选的工艺流程为：切割→搬运至扩张模组→扩张→搬运至定位模组→定位，存在工艺流程复杂、设备占用空间大、成本高等问题。

实用新型内容

本实用新型提出了一种晶圆移动扩张平台，以解决上述背景技术提出的问题，为实现上述目的，本实用新型提供如下技术方案：

根据本实用新型实施例的一种晶圆移动扩张平台包括扩张模组和定位模组，定位模组包括定位X轴、定位Y轴、定位θ轴，定位模组设置于定位X轴或定位Y轴中的一个的底板上，定位X轴与定位Y轴相互配合以驱动定位模组沿X轴和/或Y轴位移，定位θ轴设置于定位模组的底板上以驱动扩张模组转动，扩张模组上还设置有晶圆治具、扩张Z轴和分离式驱动机构，分离式驱动机构驱使所述晶圆治具和扩张Z轴沿Z轴方向位移并作用于晶圆蓝膜的铁环使得晶圆蓝膜扩张绷紧。

扩张模组集成设置在定位模组上，将带有铁环的晶圆蓝膜放置在扩张模组上，扩张模组中的分离式驱动机构带动晶圆治具和扩张Z轴沿着Z轴方向位移并作用于晶圆蓝膜外部设置的铁环也沿着Z轴方向位移，从而使得晶圆蓝膜在扩张模组上实现了绷紧扩张，定位模组包括定位X轴、定位Y轴和定位θ轴，定位X轴和定位Y轴用于驱动定位模组沿着X轴和/或Y轴位移，定位θ轴用于驱动扩张模组转动，通过定位X轴、定位Y轴和定位θ轴带动晶圆蓝膜上的晶圆至定位相机下方，通过视觉系统算出X/Y/θ三个方向的偏移量后，通过定位X轴、定位Y轴和定位θ轴进行补正。扩张模组和定位模组的集成化设计，简化了晶圆切割后进行扩张和定位补正的工艺流程，缩小了设备的占用空间，降低了成本；定位的实现方法为三轴补正平台，不仅能在前后左右方向上进行位置的调整，还能够进行角度的偏转，能够更准确的实现晶圆的定位和补正；驱动机构与扩张Z轴采取分离式设计，有效降低整组移动机构的重量，减小了惯性，使得扩张和定位更加准确。

在具体的实施例中，定位X轴包括X轴底板、丝杆、伺服电机和联轴器，伺服电机和丝杆固定在X轴底板上，伺服电机和丝杆通过联轴器联结，丝杆将旋转转化成X方向的直线运动。

定位X轴能够在X轴方向进行位移运动是通过伺服电机和丝杆的配合完成的，伺服电机与丝杆通过联轴器联结，伺服电机工作时带动设置在X轴方向上的丝杆进行直线运动，于是实现了定位X轴在X轴方向上的位移，伺服电机能够控制速度，位置精度较为准确，通过丝杆转化，能够控制X轴方向位移速度的快慢。

在具体的实施例中，定位Y轴包括Y轴底板、丝杆、伺服电机、联轴器，伺服电机和丝杆固定在Y轴底板上，伺服电机和丝杆通过联轴器联结，丝杆将旋转转化成Y方向的直线运动。

定位Y轴能够在Y轴方向进行位移运动是通过伺服电机和丝杆的配合完成的，伺服电机与丝杆通过联轴器联结，伺服电机工作时带动设置在Y轴方向上的丝杆进行直线运动，于是实现了定位Y轴在Y轴方向上的位移，伺服电机能够控制速度，位置精度较为准确，通过丝杆转化，能够控制Y轴方向位移速度的快慢。

在具体的实施例中，定位θ轴包括θ轴底板、轴圈、同步带、同步轮和步进电机，轴圈、步进电机固定在所述θ轴底板上，所述同步轮安装在所述步进电机上，所述同步轮与所述轴圈通过所述同步带联结，所述步进电机直接驱动所述轴圈做旋转运动。

步进电机固定在θ轴底板上，同步轮安装在步进电机上，步进电机工作时，带动同步轮旋转，同步轮旋转时带动通过同步带联结的轴圈做旋转运动，从而带动定位θ轴上的扩张模组转动。

在具体的实施例中，定位Y轴设置在定位X轴上，定位θ轴置于定位Y轴上，扩张Z轴置于定位θ轴上。

定位θ轴带动扩张Z轴和晶圆治具在θ轴方向上进行转动，定位Y轴带动定位θ轴沿着Y轴方向进行位移，定位X轴带动定位Y轴沿着X轴方向位移，四轴之间存在联动关系，晶圆移动平台的四轴模块化设计使得晶圆蓝膜的扩张和晶圆的定位可以在一套装置上完成，简化了工序。

在具体的实施例中，晶圆治具包括压板和扩张环，所述扩张Z轴包括Z轴底板、定位板和扣板，所述定位板设置在所述Z轴底板上，所述压板设置在所述定位板上，所述扩张环居中设置在所述Z轴底板上，所述扣板设置在所述压板的开口处。

将带铁环的晶圆蓝膜放置在定位板上，压板压住晶圆蓝膜外圈的铁环，扣板用于固定压板在运动过程中不会翘曲，扩张环设置在晶圆蓝膜和铁环之间的空白区域，扩张Z轴沿着Z轴方向下降时，压板带动铁环下压，下降到一定位置时，晶圆蓝膜被扩张环顶住，铁环在压板的带动下继续下压，晶圆蓝膜在扩张环上绷紧扩张。

在进一步的实施例中，晶圆治具可选用12寸晶圆治具、8寸晶圆治具和6寸晶圆治具。

根据晶圆的尺寸设置不同尺寸的晶圆治具，由于扩张模组设置在定位模组上，只需要更换晶圆治具便可满足不同尺寸晶圆的扩张和定位需求。

在具体的实施例中，扩张Z轴包括主动同步带轮、从动同步带轮、同步带和丝杆，主动同步带轮、从动同步带轮固定在Z轴底板上，主动同步带轮和从动同步带轮通过同步带环绕连接，丝杆与从动同步带轮连接，主动同步带轮在分离式驱动机构的驱动下旋转，丝杆将旋转转换成直线运动。

扩张Z轴在Z轴方向进行位移是通过同步带轮和丝杆的联结实现的，分离式驱动机构驱动主动同步带轮进行旋转。从而带动从动同步带轮旋转，从而使得丝杆沿着Z轴方向运动，实现了扩张Z轴整体在Z轴方向上的位移，通过分离式驱动机构驱动扩张Z轴的位移和晶圆治具中压板下压和扩张环的支撑，晶圆蓝膜在扩张模组中实现了扩张绷紧。

在具体的实施例中，定位X轴还包括限位块和极限原点传感器，所述限位块和极限原点传感器固定在所述X轴底板上。

极限原点传感器和限位块的设置用于调节定位X轴在X轴方向上进行位移时的停止位置。

在具体的实施例中，定位Y轴还包括限位块和极限原点传感器，所述限位块和极限原点传感器固定在所述Y轴底板上。

极限原点传感器和限位块的设置用于调节定位Y轴在Y轴方向上进行位移时的停止位置。

在具体的实施例中，扩张模组还包括分离式平推机构，分离式平推机构设置在扣板外侧。

分离式平推机构用于推动扣板翻转打开，扣板打开后将晶圆蓝膜放置在扩张Z轴和晶圆治具之间，分离式平推机构退出后，扣板翻转扣在压板上，扩张Z轴带动压板下降的时候，扣板为压板提供了支撑，使得扩张工作可以稳定地进行，也保证了压板使用的重复性。

本申请的晶圆移动扩张平台，包括扩张模组和定位模组，定位模组包括定位X轴、定位Y轴和定位θ轴，扩张模组包括扩张Z轴、分离式驱动机构、晶圆治具，带有铁环的晶圆蓝膜放置在扩张Z轴上，分离式驱动机构带动扩张Z轴沿着Z轴方向下降，在晶圆治具的配合下实现了晶圆蓝膜的扩张，定位X轴、定位Y轴和定位θ轴分别实现晶圆在X/Y/θ轴方向上的位移，便于将晶圆移动至定位相机下方并进行补正。本实用新型将扩张模组集成至定位模组上，在一个平台上实现了晶圆蓝膜的扩张和晶圆的定位，优化了晶圆切割分选过程中的工艺流程，简化了机构，缩小设备的占用空间，降低了成本，分离式的设计减小了惯量，使得定位更准。

附图说明

包括附图以提供对实施例的进一步理解并且附图被并入本说明书中并且构成本说明书的一部分。附图图示了实施例并且与描述一起用于解释本实用新型的原理。将容易认识到其它实施例和实施例的很多预期优点，因为通过引用以下详细描述，它们变得被更好地理解。附图的元件不一定是相互按照比例的。同样的附图标记指代对应的类似部件。

图1为本实用新型技术方案的一种晶圆移动扩张平台的立体图；

图2为本实用新型技术方案的一种晶圆移动扩张平台的结构爆炸示意图；

图3为本实用新型技术方案的一种晶圆移动扩张平台的扩张模组结构示意图；

图4为本实用新型技术方案的一种晶圆移动扩张平台的定位θ轴结构示意图；

图5为本实用新型技术方案的一种晶圆移动扩张平台的定位Y轴结构示意图。

具体实施方式

在以下详细描述中，参考附图，该附图形成详细描述的一部分，并且通过其中可实践本实用新型的说明性具体实施例来示出。对此，参考描述的图的取向来使用方向术语，例如“顶”、“底”、“左”、“右”、“上”、“下”等。因为实施例的部件可被定位于若干不同取向中，为了图示的目的使用方向术语并且方向术语绝非限制。应当理解的是，可以利用其他实施例或可以做出逻辑改变，而不背离本实用新型的范围。因此以下详细描述不应当在限制的意义上被采用，并且本实用新型的范围由所附权利要求来限定。

如图1所示，本实用新型技术方案的一种晶圆移动扩张平台，包括扩张模组和定位模组，定位模组包括定位X轴1、定位Y轴2和定位θ轴3，扩张模组包括扩张Z轴4、晶圆治具5和分离式驱动平台6，定位模组设置在定位X轴1或定位Y轴2中的一个的底板上，定位Y轴2设置在定位X轴1上，定位X轴1带动定位Y轴2沿着X轴的方向位移，定位θ轴3设置在定位Y轴2上，定位Y轴2带动定位定位θ轴3沿着Y轴的方向位移，扩张Z轴4设置在定位θ轴3上，定位θ轴3带动扩张Z轴4沿着θ轴位移；将带有铁环的晶圆蓝膜放置在扩张Z轴4上，扩张Z轴4和晶圆治具5在分离式驱动机构6的带动下沿Z轴方向位移，作用于晶圆蓝膜的铁环使得晶圆蓝膜扩张绷紧，使得晶圆蓝膜上切割的晶粒边沿分隔开，扩张模组集成设置在定位模组上，晶圆蓝膜在扩张模组扩张绷紧后，定位模组通过定位X轴、定位Y轴、定位θ轴的位移，带动晶圆蓝膜上的晶圆至定位相机下方，通过视觉系统算出X/Y/θ三个方向的偏移量后，通过定位X轴、定位Y轴和定位θ轴进行补正。

图2示出了根据本申请实施例一种晶圆移动扩张平台的结构爆炸示意图，本申请的晶圆移动扩张平台包括定位X轴1、定位Y轴2、定位θ轴3和扩张Z轴4、晶圆治具5和分离式驱动平台6，定位X轴1用于驱动定位模组上的晶圆沿着X轴的方向位移，定位Y轴用于驱动定位模组上的晶圆沿着Y轴的方向位移，定位定位θ轴用于驱动定位模组上的晶圆沿着θ轴的方向位移，定位模组实现了晶圆在X/Y/θ三个方向上的位移，扩张模组包括分离式驱动机构6、晶圆治具5和扩张Z轴4，通过三者的配合完成了晶圆蓝膜在扩张模组上的绷紧扩张。

图3示出了根据本申请实施例一种晶圆移动扩张平台的扩张模组结构示意图，晶圆治具5(晶圆治具5在图1中示出)包括压板51和扩张环52，扩张Z轴4(扩张Z轴4在图1中示出)包括Z轴底板41、定位板42、主动同步带轮43、同步带44、从动同步带轮45、丝杆46和扣板47，Z轴底板41设置在定位θ轴3(定位θ轴3在图1中示出)上，定位板42、主动同步带轮43、从动同步带轮45和扣板47固定在Z轴底板41上，同步带44环绕在主动同步带轮43和从动同步带轮45上，丝杆46与从动同步带轮45连接，扩张环52居中固定在Z轴底板41上，压板51设置在定位板42上，扣板47对应设置在压板51的开口处，扩张Z轴4上述部件的设置，使得扩张Z轴4整体能够Z轴进行位移，驱动机构的分离式设置减轻了扩张工作平推的重量，减小了惯量，也使得后续进行晶圆定位的时候更加准确，扩张环52和压板51作用于晶圆蓝膜，一方面带动晶圆蓝膜外圈的铁环下降，一方面为晶圆蓝膜提供支撑，在下压和支撑的配合中实现了晶圆蓝膜的扩张，扣板47的设置用于为压板51进行支撑，使得压板51在工作时不会变形，保证了扩张工作具有重复性和稳定性。

晶圆移动扩张平台的扩张模组的整体工作流程如下：将带有铁环的晶圆蓝膜放置在定位板42上，分离式驱动机构6运动时，驱动主动同步带轮43旋转，通过同步带44的连接带动从动同步带轮45转动由此带动丝杆46在Z轴方向进行升降，实现了扩张Z轴4在Z轴上的位移，丝杆46沿着Z轴方向下降时，带动定位板42和定位板42相关的部件一同下降，压板51压住晶圆蓝膜外圈的铁环，扣板47扣住压板51，扩张环52对晶圆蓝膜进行支撑，压板51带动铁环继续下压，实现了晶圆蓝膜在扩张环52上的绷紧扩张。

在进一步的实施例中，本申请晶圆移动扩张平台还包括分离式平推机构7，分离式平推机构7对应设置在扣板47的外侧，分离式平推机构7工作时，推动扣板47翻转打开，分离式平推机构7退出后，扣板47扣住压板51。分离式平推机构7实现了扣板打开和扣紧的自动化，且分离式的设置减轻了扩张工作平台的重量，减小了惯量。

图4示出了根据本申请实施例一种晶圆移动扩张平台的定位θ轴结构示意图，定位θ轴3(定位θ轴3在图1中示出)包括θ轴底板31、步进电机32、同步轮33、同步带34和轴圈35，θ轴底板31固定在定位Y轴2(定位Y轴2在图1中示出)上，步进电机32和轴圈35固定在θ轴底板31上，同步轮33安装在所述步进电机32上，同步轮33与轴圈35通过同步带34联结，所述步进电机32直接驱动轴圈35做旋转运动，由此定位θ轴实现了晶圆在扩张模组上沿着θ轴进行位移，能够对晶圆的位置和角度进行调整。

图5示出了根据本申请实施例一种晶圆移动扩张平台的定位Y轴结构示意图，定位Y轴2(定位Y轴2在图1中示出)包括Y轴底板21、伺服电机22、丝杆23和联轴器24，Y轴底板21设置在定位X轴(定位X轴在图1中示出)上，伺服电机22和丝杆23固定在Y轴底板21上，伺服电机22和丝杆23通过联轴器24联结，伺服电机22工作时驱动丝杆23在Y轴方向上直线运动，从而实现定位模组在Y轴方向上的整体位移。

在进一步的实施例中，定位Y轴2还包括极限原点传感器25和限位块26，限位块26和极限原点传感器25固定在Y轴底板21上，极限原点传感器25和限位块26的设置用于调节定位模组在Y轴方向上进行位移时的停止位置。

在进一步的实施例中，定位X轴1的结构与定位Y轴2相同，也是通过伺服电机与丝杆的连接，将伺服电机的转动转化成X轴方向上的直线运动，从而带动定位模组在X轴方向上的位移，定位X轴1中同样设置有极限原点传感器和限位块用于位置的调停。

晶圆移动扩张平台的定位模组的整体工作流程如下：定位X轴、定位Y轴中的伺服电机驱动丝杆实现在X和/或Y轴上的位移，定位θ轴通过步进电机带动轴圈进行旋转从而驱动扩张模组转动，定位X轴、定位Y轴和定位θ轴存在层级间的固定连接关系，能够带动定位模组上的晶圆进行X/Y/θ方向的位移，带动晶圆至定位相机下，并进行位置的补正。

本实用新型的一种晶圆移动扩张平台，将扩张模组集成至于定位模组上，在一套装置中完成了晶圆的扩张和定位，晶圆的定位是通过定位X轴、定位Y轴和定位θ轴的联立设置完成的，实现了定位模组在X/Y/θ方向上的位移，实现了晶圆的位置定位和调整，将带有晶圆的蓝膜放置在扩张模组上，在分离式驱动机构的驱动下实现了晶圆治具和扩张Z轴在Z轴方向上的位移，从而实现了晶圆蓝膜的扩张，使得切割后的晶粒边沿分隔开，本申请的晶圆移动扩张平台，减少了晶圆切割分选的工艺流程，简化了机构，降低成本且操作方便，驱动结构的分离式设置减小了惯量，使得定位更加准确，扣板的设置有效防止了扩张工作中结构的变形，提高了稳定性和重复性。

显然，本领域技术人员在不偏离本实用新型的精神和范围的情况下可以作出对本实用新型的实施例的各种修改和改变。以该方式，如果这些修改和改变处于本实用新型的权利要求及其等同形式的范围内，则本实用新型还旨在涵盖这些修改和改变。词语“包括”不排除未在权利要求中列出的其它元件或步骤的存在。某些措施记载在相互不同的从属权利要求中的简单事实不表明这些措施的组合不能被用于获利。权利要求中的任何附图标记不应当被认为限制范围。

Claims (10)

1.一种晶圆移动扩张平台，其特征在于，包括扩张模组和定位模组，所述定位模组包括定位X轴、定位Y轴、定位θ轴，所述定位模组设置于所述定位X轴或所述定位Y轴中的一个的底板上，所述定位X轴与所述定位Y轴相互配合以驱动所述定位模组沿X轴和/或Y轴位移，所述定位θ轴设置于所述定位模组的底板上以驱动所述扩张模组转动，所述扩张模组上设置有晶圆治具、扩张Z轴和分离式驱动机构，所述分离式驱动机构驱使所述扩张Z轴和所述晶圆治具沿Z轴方向位移并作用于晶圆蓝膜的铁环使得所述晶圆蓝膜扩张绷紧。

2.根据权利要求1所述的一种晶圆移动扩张平台，其特征在于，所述定位X轴包括X轴底板、丝杆、伺服电机和联轴器，所述伺服电机和所述丝杆固定在所述X轴底板上，所述伺服电机和所述丝杆通过所述联轴器联结，所述丝杆将旋转转化成X方向的直线运动。

3.根据权利要求1所述的一种晶圆移动扩张平台，其特征在于，所述定位Y轴包括Y轴底板、丝杆、伺服电机、联轴器，所述伺服电机和所述丝杆固定在所述Y轴底板上，所述伺服电机和所述丝杆通过所述联轴器联结，所述丝杆将旋转转化成Y方向的直线运动。

4.根据权利要求1所述的一种晶圆移动扩张平台，其特征在于，所述定位θ轴包括θ轴底板、轴圈、同步带、同步轮和步进电机，所述轴圈、步进电机固定在所述θ轴底板上，所述同步轮安装在所述步进电机上，所述同步轮与所述轴圈通过所述同步带联结，所述步进电机直接驱动所述轴圈做旋转运动。

5.根据权利要求1所述的一种晶圆移动扩张平台，其特征在于，所述定位Y轴设置在所述定位X轴上，所述定位θ轴置于所述定位Y轴上，所述扩张Z轴置于所述定位θ轴上。

6.根据权利要求1所述的一种晶圆移动扩张平台，其特征在于，所述晶圆治具包括压板和扩张环，所述扩张Z轴包括Z轴底板、定位板和扣板，所述定位板设置在所述Z轴底板上，所述压板设置在所述定位板上，所述扩张环居中设置在所述Z轴底板上，所述扣板设置在所述压板的开口处。

7.根据权利要求1所述的一种晶圆移动扩张平台，其特征在于，所述扩张Z轴包括主动同步带轮、从动同步带轮、同步带和丝杆，所述主动同步带轮、从动同步带轮固定在所述Z轴底板上，所述主动同步带轮和所述从动同步带轮通过所述同步带环绕连接，所述丝杆与所述从动同步带轮连接，所述主动同步带轮在所述分离式驱动机构的驱动下旋转，带动所述丝杆将旋转转换成直线运动。

8.根据权利要求2所述的一种晶圆移动扩张平台，其特征在于，所述定位X轴还包括限位块和极限原点传感器，所述限位块和极限原点传感器固定在所述X轴底板上。

9.根据权利要求3所述的一种晶圆移动扩张平台，其特征在于，所述定位Y轴还包括限位块和极限原点传感器，所述限位块和极限原点传感器固定在所述Y轴底板上。

10.根据权利要求6所述的一种晶圆移动扩张平台，其特征在于，所述扩张模组还包括分离式平推机构，所述分离式平推机构设置在所述扣板外侧。

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