一种晶圆对位装置制造方法及图纸

本实用新型专利技术提供一种晶圆对位装置，所述装置至少包括：基座组件、第一运动系统、第二运动系统、对准检测系统、到位检测系统。本实用新型专利技术结合运动台的调节精度分级和检测系统的光学镜头的配合应用，实时反馈对准状态，提高了晶圆之间的对准精度和运动平台的到位精度；同时通过检测系统不同维度的驱动系统平铺分立，减少了不同维度的驱动系统调整时的相互影响，提高调整精度，且降低第三方向高度；另外利用气浮导向连接设计，实现了在二维平面的中心旋转运动，有利于提高对准精度，降低运动过程的阻力，减小驱动重量，提高装置运行效率；最后配合阶梯式的基台设计和驱动装置的铺排设计，减小了装置的高度，优化了空间利用。优化了空间利用。优化了空间利用。

【技术实现步骤摘要】
一种晶圆对位装置


[0001]本技术属于半导体集成电路制造设备
，特别是涉及一种晶圆对位装置。

技术介绍

[0002]随着大数据时代和5G时代的到来，数据处理的量级正在指数增长，这也对芯片的集成度要求越来越高。为满足此要求，当前的半导体集成设计的三维设计的使用也越来越频繁，而高密度、立体设计的器件制备过程中(如键合、光刻等加工过程)实现晶圆的高精度对准定位成为关键技术难题，精度不够会直接影响成品的良率和器件的工作稳定性和可靠性。
[0003]现有技术中的对准装置多采用机械式驱动，运动台受到摩擦力大，从而导致对准精度降低，同时驱动重量大，反应不灵敏。在采用气浮驱动的现有设计中多采用堆叠式，导致装置体积很大且结构复杂，难以实现在二维平面的自由旋转运动。另外目前对准装置中的检测模块多采用传统的电磁式位置传感器，传感速度会受到限制导致难以实时反馈精确对准。

技术实现思路

[0004]鉴于以上所述现有技术的缺点，本技术的目的在于提供一种晶圆对位装置，用于解决现有技术中晶圆的高精度对准定位的问题。
[0005]为实现上述目的及其他相关目的，本技术提供以下技术方案：
[0006]本技术提供一种晶圆对位装置，所述晶圆对位装置包括：基座组件、第一运动系统、第二运动系统、对准检测系统、到位检测系统；
[0007]所述第一运动系统包括下运动载台、下运动台、下气浮组件、第一晶圆；所述下运动载台固定设置于所述基座组件上；所述下运动台设置于所述下运动载台上并与所述下运动载台可活动地连接，以承载并移动置于所述下运动台上的所述第一晶圆；所述下气浮组件沿第一方向对称地设置于所述下运动台的底面两侧；
[0008]所述第二运动系统包括上运动台、上二维运动系统、上精调台、第二晶圆；所述上运动台气浮连接于所述基座组件并设置于所述下运动载台的上方；所述上运动台与所述下运动台在第三方向上间隔预设距离；所述上二维运动系统设置在所述上运动台；所述上精调台可活动地设置在所述上运动台上，所述第二晶圆设置在所述上精调台上；
[0009]所述对准检测系统包括检测组件、C型支撑梁、三向运动台；所述检测组件固定设置于所述C型支撑梁上；所述C型支撑梁设置在所述三向运动台上；所述三向运动台设置于所述基座组件上；
[0010]所述到位检测系统包括底座、到位驱动模组、到位检测组件，所述到位检测组件包括受所述到位驱动模组驱动沿第三方向直线运动的光学检测镜头，所述光学检测镜头与所述到位驱动模组可动地连接；
[0011]所述到位驱动模组、所述到位检测组件均设置两组；两组所述到位驱动模组沿第二方向对称设置于底座的两侧；每一组所述到位驱动模组对应连接一组所述到位检测组件；所述底座固定设置于所述基座组件；所述到位检测系统设置于所述下运动台的下方；所述下运动台的下表面预设至少两个到位标记；
[0012]所述第一方向、所述第二方向和所述第三方向两两相互垂直。
[0013]可选地，所述基座组件还包括底部基座、第一导向基座、第二导向基座、上第一方向电机定子、上第一方向到位传感器；所述第一导向基座和所述第二导向基座沿所述第一方向对称地固定在所述底部基座上；所述第一导向基座和所述第二导向基座的外侧面均设置为包括初级台阶和次级台阶的二级阶梯，所述初级台阶设置所述上第一方向电机定子，所述次级台阶设置所述上第一方向到位传感器。
[0014]可选地，所述第一运动系统还包括3组或3组以上不共面设置的第三方向下驱动组件；所述第三方向下驱动组件设置在所述基座组件底面，穿过所述基座组件与所述下运动载台可活动地连接。
[0015]可选地，所述第一运动系统还包括下第一方向电机定子、下到位传感器；所述下运动载台沿所述第一方向对称的两侧均设置为包括一级台阶和二级台阶的二级阶梯，所述一级台阶设置所述下第一方向电机定子，所述二级台阶设置所述下到位传感器；所述下气浮组件包括下第一方向电机动子、下平面气浮模块、下侧面气浮模块；所述第一方向电机动子设置于所述下运动台的侧面，所述下平面气浮模块设置于所述下运动台的底部；所述下平面气浮模块的底面与所述下运动载台的顶面形成气浮区；所述下运动载台呈回字形设置，其表面中央下沉或架空，形成四个内侧面，沿所述第一方向对称的两个所述内侧面分别为第一内侧面和第二内侧面；所述下侧面气浮模块设置于所述第一内侧面和所述第二内侧面，所述第一内侧面与所述下侧面气浮模块一侧面形成第一气浮区，所述第二内侧面与所述下侧面气浮模块另一侧面形成第二气浮区。
[0016]可选地，所述第一气浮区设置下第一气浮轴承，所述第二气浮区设置下第二气浮轴承；所述下第一气浮轴承为球面式气浮轴承，所述下第二气浮轴承为带活塞平面空气轴承；或所述下第一气浮轴承为带活塞平面空气轴承，所述下第二气浮轴承为球面式气浮轴承；所述第一气浮轴承和所述第二气浮轴承配合以限制所述下运动台在所述第一方向运动。
[0017]可选地，所述上二维运动系统还包括上第一方向运动模块；所述上第一方向运动模块包括多个上第一方向导块组、上第二方向气浮一板、上第二方向气浮二板、上第一方向电机动子；所述上第二方向气浮一板和所述上第二方向气浮二板沿所述第二方向对称地设置在所述上运动台上；每个所述上第一方向导块组包括两个上第一方向导块，每个所述上第一方向导块组中的两个所述上第一方向导块沿所述第一方向对称地固定于所述上第二方向气浮一板的底部或/和上第二方向气浮二板的底部，并分别架设在所述第一导向基座和所述第二导向基座上，以限制所述上运动台沿所述第一方向运动。
[0018]可选地，所述上二维运动系统还包括上第二方向运动模块；所述上第二方向运动模块包括上第二方向驱动件、轴承、楔形座、弹性件；所述上第二方向驱动件、所述轴承、所述楔形座、所述弹性件均设置两组，两组沿所述第二方向对称地设置在所述上运动台；两组所述上第二方向驱动件分别固定在所述上第二方向气浮一板和所述上第二方向气浮二板；
所述上第二方向驱动件通过相互卡合的所述楔形座和所述轴承作为活动连接件连接所述上运动台，以限制所述上运动台在所述第一平面做中心旋转运动；所述弹性件连接所述楔形座和所述轴承。
[0019]可选地，所述第二运动系统还包括第一精调驱动器、第二精调驱动器；所述上精调台沿所述第二方向对称的两侧各设置至少一组所述第一精调驱动器，以驱动所述上精调台沿所述第一方向直线运动；所述上精调台沿所述第一方向对称的两侧各设置一组所述第二精调驱动器，以驱动所述上精调台沿所述第二方向直线运动或在所述第一平面做中心旋转运动。
[0020]可选地，所述对准检测系统的所述检测组件包括一组第一检测组件和一组第二检测组件所述第一检测组件和所述第二检测组件每组分别设置至少两个检测件；所述第一检测组件设置在所述C型支撑梁的下臂，所述第二检测组件设置在所述C型支撑梁的上臂；所述第一晶圆下表面设置第一检测点，所述第二晶圆上表面设置第二检测点，所述第一检测组件用于检测所述第一检测点，所述第二检测组件用于检测所述第二检测点。本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种晶圆对位装置，其特征在于，包括：基座组件(100)、第一运动系统(200)、第二运动系统(300)、对准检测系统(400)、到位检测系统(500)；所述第一运动系统(200)包括下运动载台(201)、下运动台(202)、下气浮组件、第一晶圆(204)；所述下运动载台(201)固定设置于所述基座组件(100)上；所述下运动台(202)设置于所述下运动载台(201)上并与所述下运动载台(201)可活动地连接，以承载并移动置于所述下运动台(202)上的所述第一晶圆(204)；所述下气浮组件沿第一方向对称地设置于所述下运动台(202)的底面两侧；所述第二运动系统(300)包括上运动台(301)、上二维运动系统、上精调台(303)、第二晶圆(306)；所述上运动台(301)气浮连接于所述基座组件(100)并设置于所述下运动载台(201)的上方；所述上运动台(301)与所述下运动台(202)在第三方向上间隔预设距离；所述上二维运动系统设置在所述上运动台(301)；所述上精调台(303)可活动地设置在所述上运动台(301)上，所述第二晶圆(306)设置在所述上精调台(303)上；所述对准检测系统(400)包括检测组件、C型支撑梁(401)、三向运动台；所述检测组件固定设置于所述C型支撑梁(401)上；所述C型支撑梁(401)设置在所述三向运动台上；所述三向运动台设置于所述基座组件(100)上；所述到位检测系统(500)包括底座、到位驱动模组(501)、到位检测组件(502)，所述到位检测组件(502)包括受所述到位驱动模组(501)驱动沿第三方向直线运动的光学检测镜头(503)，所述光学检测镜头(503)与所述到位驱动模组(501)可动地连接；所述到位驱动模组(501)、所述到位检测组件(502)均设置两组；两组所述到位驱动模组(501)沿第二方向对称设置于底座的两侧；每一组所述到位驱动模组对应连接一组所述到位检测组件(502)；所述底座固定设置于所述基座组件(100)；所述到位检测系统(500)设置于所述下运动台(202)的下方；所述下运动台(202)的下表面预设至少两个到位标记；所述第一方向、所述第二方向和所述第三方向两两相互垂直。2.根据权利要求1所述的晶圆对位装置，其特征在于，所述基座组件(100)还包括底部基座(101)、第一导向基座(102)、第二导向基座(103)、上第一方向电机定子、上第一方向到位传感器；所述第一导向基座(102)和所述第二导向基座(103)沿所述第一方向对称地固定在所述底部基座(101)上；所述第一导向基座(102)和所述第二导向基座(103)的外侧面均设置为包括初级台阶(104)和次级台阶(105)的二级阶梯，所述初级台阶(104)设置所述上第一方向电机定子，所述次级台阶(105)设置所述上第一方向到位传感器。3.根据权利要求1所述的晶圆对位装置，其特征在于，所述第一运动系统(200)还包括3组或3组以上不共面设置的第三方向下驱动组件(205)；所述第三方向下驱动组件(205)设置在所述基座组件(100)底面，穿过所述基座组件(100)与所述下运动载台(201)可活动地连接。4.根据权利要求1所述的晶圆对位装置，其特征在于，所述第一运动系统(200)还包括下第一方向电机定子(2031)、下到位传感器(2033)；所述下运动载台(201)沿所述第一方向对称的两侧均设置为包括一级台阶和二级台阶的二级阶梯，所述一级台阶设置所述下第一方向电机定子(2031)，所述二级台阶设置所述下到位传感器(2033)；所述下气浮组件包括下第一方向电机动子(2032)、下平面气浮模块、下侧面气浮模块；所述第一方向电机动子(2032)设置于所述下运动台(202)的侧面，所述下平面气浮模块设
置于所述下运动台(202)的底部；所述下平面气浮模块的底面与所述下运动载台(201)的顶面形成气浮区；所述下运动载台(201...

【专利技术属性】
技术研发人员：禹洪亮，吴火亮，谢怡仁，陈椿元，
申请(专利权)人：上海隐冠半导体技术有限公司，
类型：新型
国别省市：