柔性定位机构的制作方法

文档序号:39153262发布日期:2024-08-22 12:21阅读:81来源:国知局

本技术涉及半导体设备,更具体涉及柔性定位机构。


背景技术:

1、晶圆键合是晶圆级封装技术。在同尺寸的同质晶圆或者异质晶圆键合场景中,两片晶圆无论是在外力托持下还是借助重力下落的过程并最终贴合后,均存在两片晶圆边缘发生轻微偏移,从而导致在贴合前已经对准的两片晶圆在贴合后彼此的圆心及边缘发生错位,并对后续的键合工艺造成前置性不利影响。虽然现有技术中也存在沿晶圆径向方向抵持晶圆边缘以对两片晶圆进行校准的技术手段,但现有技术受限于气缸运动精度较低的客观因素,因此通过包含气缸的定位机构对两片同尺寸晶圆执行同心度对准过程中存在的同心度对准精度较低及对晶圆边缘冲击较大的技术缺陷。

2、公开号为cn110660723a的中国发明专利公开了一种机械手、键合腔体、晶圆键合系统及键合方法。该现有技术揭示了环形均匀排布的固定在托盘上的三个晶圆定位柱和三个第一晶圆间隔机构,并旨在利用三个晶圆定位柱将承载晶圆进行外形定位,将承载晶圆固定在托盘上。在前述现有技术中,由于三个晶圆定位柱与托盘固定连接,因此当连续传入两片同尺寸晶圆时,对传送晶圆的机械臂的传送精度要求过于苛刻,且事实上如果采用该现有技术的话,会导致两片晶圆无法被完全重合地被三个晶圆定位柱所限制,甚至在机械臂传入晶圆的过程中,晶圆会受到晶圆定位柱的阻挡而形成倾斜姿态,从而使得键合后的两片晶圆的键合面上容易存在空洞。同时,该现有技术还存在第一晶圆间隔片对因伸缩运动对晶圆边缘造成冲击较大以及第一晶圆间隔片因旋转运动对晶圆边缘造成划伤的技术问题。

3、有鉴于此,有必要对现有技术中的晶圆键合前执行边缘对准以对两片晶圆执行同心度对准的定位机构以改进,以解决上述问题。


技术实现思路

1、本实用新型的目的在于公开一种柔性定位机构,用以减少两片晶圆在键合前执行同心度对准过程中存在的上述技术缺陷,并尤其地旨在提高两片晶圆的同心度对准效果,降低对键合前的两片晶圆执行同心度对准过程中对晶圆边缘造成的冲击与划伤,以提高同心度对准效果。

2、为实现上述目的,本实用新型提供了一种柔性定位机构,用于对晶圆键合设备的热盘所承托的相互贴合的第一晶圆与第二晶圆的边缘进行定位;所述柔性定位机构包括:

3、立柱,自立柱向所述热盘弯折并形成收容通道的折弯部,沿所述收容通道伸缩的顶杆,与所述收容通道旋接的调节螺母,水平抵持于所述调节螺母与顶杆之间的第一弹性件,形成导引面的导引支架,形成于所述立柱底部并沿所述导引面滑动的滚动体,与所述立柱横向活动分离与贴合的支座,抵持板,水平贯穿支座并与立柱连接的导向轴,被所述抵持板与支座水平夹持并套设于所述导向轴外侧的第二弹性件;所述导向轴贯穿所述支座并水平刚性连接立柱与抵持板,当所述导引支架沿垂直方向作升降运动时,所述滚动体沿所述导引面滑动,所述第二弹性件被抵持于所述支座并向抵持板施加弹力以驱动抵持板相对于所述支座作接近或者远离运动,所述导向轴带动折弯部沿水平方向相对于所述热盘作径向伸缩运动,以由所述顶杆对贴合后的第一晶圆与第二晶圆的边缘执行对准。

4、作为本实用新型的进一步改进,还包括:嵌入所述支座并供导向轴插入的导套,所述立柱形成嵌置所述导套的嵌入孔,所述导向轴横向贯穿导套并垂直连接所述立柱与所述抵持板,所述第二弹性件被抵持于所述导套并向抵持板施加弹力。

5、作为本实用新型的进一步改进,所述顶杆包括沿所述收容通道伸缩的顶杆本体及延伸出所述折弯部的抵持柱,所述抵持柱远离折弯部的自由端形成与第一晶圆或者第二晶圆的边缘相切且垂直于水平面的第一抵持端面;所述折弯部远离立柱的自由端形成与第一晶圆或者第二晶圆的边缘相切且垂直于水平面的第二抵持端面。

6、作为本实用新型的进一步改进,所述顶杆对贴合后的第一晶圆与第二晶圆的边缘执行对准时,所述第一抵持端面沿水平方向覆盖相互贴合后的第一晶圆与第二晶圆所形成的键合面。

7、作为本实用新型的进一步改进,所述导引面自上而下依次形成连续的具设定斜率的平直面与圆弧面。

8、作为本实用新型的进一步改进,所述支座在所述折弯部沿水平方向相对于所述热盘作径向伸缩运动过程中被保持静止;所述柔性定位机构包括两个上下平行设置的导向轴,所述热盘形成指向热盘圆心的限位槽,所述第二弹性件整体驱动折弯部沿水平方向相对于所述热盘作径向伸缩运动过程中,所述折弯部被所述限位槽所导引。

9、作为本实用新型的进一步改进,所述热盘底部形成承托热盘的支撑板,所述支座横向设置两个安装座,所述支撑板形成于所述限位槽沿俯视角度呈相互重合的固定槽,所述支座垂直部分嵌入所述固定槽,并通过安装座将支座固定设置于所述支撑板的上表面,所述固定槽与所述限位槽的宽度相等。

10、作为本实用新型的进一步改进,所述导向轴两端端部分别形成第一盲孔与第二盲孔,所述抵持板形成上下排布并与所述第一盲孔对应设置的第一通孔,所述立柱形成上下排布并与所述第二盲孔对应设置的第二通孔,并使用螺栓贯穿第一通孔并旋入第一盲孔内,使用螺栓贯穿第二通孔并旋入第二盲孔内。

11、作为本实用新型的进一步改进,所述立柱的底部形成相互分离并夹持所述滚动体的叉臂,所述叉臂形成第三通孔,所述滚动体横向形成延伸入所述第三通孔的轴体,所述轴体沿其延伸方向形成定位面,所述叉臂形成与所述第三通孔垂直且连通的定位孔,以通过定位件连续贯穿所述定位孔并抵持于所述定位面,所述滚动体为轴承。

12、作为本实用新型的进一步改进,所述导引支架形成限制叉臂移动的条形孔,所述条形孔的底部镂空;当所述第二弹性件整体驱动折弯部沿水平方向相对于所述热盘作径向伸缩运动过程中,所述叉臂始终被所述条形孔所导引,并通过所述条形孔限制所述叉臂沿所述条形孔的宽度方向发生位移。

13、与现有技术相比,本实用新型的有益效果是:

14、在本申请中,当导引支架沿垂直方向作升降运动时,滚动体沿导引面滑动,第二弹性件被抵持于支座并向抵持板施加弹力以驱动抵持板相对于支座作接近或者远离运动,导向轴带动折弯部沿水平方向相对于热盘作径向伸缩运动,以由顶杆对贴合后的第一晶圆与第二晶圆的边缘执行对准。由于顶杆能够在折弯部所形成的收容通道中受第一弹性件所施加的弹力,当顶杆与第一晶圆及第二晶圆的边缘接触时,能够以较为柔和的对准方式对第一晶圆与第二晶圆的边缘执行对准,从而完成第一晶圆与第二晶圆的同心度对准操作,从而降低了对第一晶圆与第二晶圆的边缘造成的冲击与划伤,提高了同心度对准效果。



技术特征:

1.一种柔性定位机构,用于对晶圆键合设备的热盘所承托的相互贴合的第一晶圆与第二晶圆的边缘进行定位;其特征在于,所述柔性定位机构包括:

2.根据权利要求1所述的柔性定位机构,其特征在于,还包括:嵌入所述支座并供导向轴插入的导套,所述立柱形成嵌置所述导套的嵌入孔,所述导向轴横向贯穿导套并垂直连接所述立柱与所述抵持板,所述第二弹性件被抵持于所述导套并向抵持板施加弹力。

3.根据权利要求2所述的柔性定位机构,其特征在于,所述顶杆包括沿所述收容通道伸缩的顶杆本体及延伸出所述折弯部的抵持柱,所述抵持柱远离折弯部的自由端形成与第一晶圆或者第二晶圆的边缘相切且垂直于水平面的第一抵持端面;所述折弯部远离立柱的自由端形成与第一晶圆或者第二晶圆的边缘相切且垂直于水平面的第二抵持端面。

4.根据权利要求3所述的柔性定位机构,其特征在于,所述顶杆对贴合后的第一晶圆与第二晶圆的边缘执行对准时,所述第一抵持端面沿水平方向覆盖相互贴合后的第一晶圆与第二晶圆所形成的键合面。

5.根据权利要求3所述的柔性定位机构,其特征在于,所述导引面自上而下依次形成连续的具设定斜率的平直面与圆弧面。

6.根据权利要求2所述的柔性定位机构,其特征在于,所述支座在所述折弯部沿水平方向相对于所述热盘作径向伸缩运动过程中被保持静止;所述柔性定位机构包括两个上下平行设置的导向轴,所述热盘形成指向热盘圆心的限位槽,所述第二弹性件整体驱动折弯部沿水平方向相对于所述热盘作径向伸缩运动过程中,所述折弯部被所述限位槽所导引。

7.根据权利要求6所述的柔性定位机构,其特征在于,所述热盘底部形成承托热盘的支撑板,所述支座横向设置两个安装座,所述支撑板形成于所述限位槽沿俯视角度呈相互重合的固定槽,所述支座垂直部分嵌入所述固定槽,并通过安装座将支座固定设置于所述支撑板的上表面,所述固定槽与所述限位槽的宽度相等。

8.根据权利要求1至7中任一项所述的柔性定位机构,其特征在于,所述导向轴两端端部分别形成第一盲孔与第二盲孔,所述抵持板形成上下排布并与所述第一盲孔对应设置的第一通孔,所述立柱形成上下排布并与所述第二盲孔对应设置的第二通孔,并使用螺栓贯穿第一通孔并旋入第一盲孔内,使用螺栓贯穿第二通孔并旋入第二盲孔内。

9.根据权利要求8所述的柔性定位机构,其特征在于,所述立柱的底部形成相互分离并夹持所述滚动体的叉臂,所述叉臂形成第三通孔,所述滚动体横向形成延伸入所述第三通孔的轴体,所述轴体沿其延伸方向形成定位面,所述叉臂形成与所述第三通孔垂直且连通的定位孔,以通过定位件连续贯穿所述定位孔并抵持于所述定位面,所述滚动体为轴承。

10.根据权利要求9所述的柔性定位机构,其特征在于,所述导引支架形成限制叉臂移动的条形孔,所述条形孔的底部镂空;当所述第二弹性件整体驱动折弯部沿水平方向相对于所述热盘作径向伸缩运动过程中,所述叉臂始终被所述条形孔所导引,并通过所述条形孔限制所述叉臂沿所述条形孔的宽度方向发生位移。


技术总结
本技术提供了柔性定位机构,包括立柱,形成收容通道的折弯部,沿收容通道伸缩的顶杆,形成导引面的导引支架,沿导引面滑动的滚动体,与立柱横向活动分离与贴合的支座,抵持板,水平贯穿支座并与立柱连接的导向轴及第二弹性件;导向轴贯穿支座并水平刚性连接立柱与抵持板,当导引支架沿垂直方向作升降运动时,滚动体沿导引面滑动,第二弹性件被抵持于支座并向抵持板施加弹力以驱动抵持板相对于支座作接近或者远离运动,导向轴带动折弯部沿水平方向相对于热盘作径向伸缩运动,以由顶杆对贴合后的第一晶圆与第二晶圆的边缘执行对准。本申请降低了对第一晶圆与第二晶圆的边缘造成的冲击与划伤,提高了同心度对准效果。

技术研发人员:时磊,张羽成
受保护的技术使用者:苏州芯睿科技有限公司
技术研发日:20240103
技术公布日:2024/8/21
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