一种晶圆对位装置的制作方法

1.本实用新型属于半导体集成电路制造设备技术领域，特别是涉及一种晶圆对位装置。


背景技术：

2.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。
3.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。


技术实现要素：

4.鉴于以上所述现有技术的缺点，本实用新型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。
5.为实现上述目的及其他相关目的，本实用新型提供以下技术方案：
6.本实用新型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；
7.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；
8.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；
9.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；
10.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；
11.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；
12.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。
13.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。
14.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。
15.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。
16.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。
17.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。
18.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。
19.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。
20.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。
21.可选地，所述三向运动台包括检测气浮基座、检测第一运动组件、检测第二运动组件、检测第三运动组件；所述检测气浮基座与所述底部基座之间形成气浮区；所述检测第一运动组件与所述检测气浮基座连接，驱动所述检测气浮基座沿所述第一方向运动；所述检测第二运动组件与所述检测气浮基座连接，驱动所述检测气浮基座沿所述第二方向运动；所述检测第三组件与所述检测组件连接，驱动所述检测组件沿所述第三方向运动。
22.如上所述，本实用新型的晶圆对位装置，具有以下有益效果：
23.本实用新型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；
24.本实用新型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；
25.本实用新型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；
26.本实用新型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。
附图说明
27.图1显示为本实用新型实施例中的晶圆对位装置的立体示意图。
28.图2显示为本实用新型实施例中的晶圆对位装置的正视图示意图。
29.图3显示为本实用新型实施例中的基座组件的立体示意图。
30.图4显示为本实用新型实施例中的基座组件的正视图示意图。
31.图5显示为本实用新型实施例中基座组件上的第一运动系统的立体示意图。
32.图6显示为本实用新型实施例中基座组件上的第一运动系统的正视图示意图。
33.图7显示为本实用新型实施例中基座组件上的第一运动系统的左视图示意图。
34.图8显示为本实用新型实施例中基座组件上的第二运动系统的立体示意图。
35.图9显示为本实用新型实施例中的第一运动系统的立体细节示意图。
36.图10显示为本实用新型实施例中上运动台的背面立体细节示意图。
37.图11显示为本实用新型实施例中的对准检测系统的立体示意图。
38.图12显示为本实用新型实施例中的对准检测系统的左视图示意图。
39.图13显示为本实用新型实施例中的对准检测系统的俯视图示意图。
40.图14显示为本实用新型实施例中的到位检测系统的立体示意图。
41.图15显示为本实用新型实施例中基座组件上的到位检测系统的左视图示意图。
42.元件标号说明
43.100、基座组件；101、底部基座；102、第一导向基座；103、第二导向基座；104、初级台阶；105、次级台阶；
44.200、第一运动系统；201、下运动载台；202、下运动台；2031、下第一方向电机定子；2032、下第一方向电机动子；2033、下到位传感器；204、第一晶圆；205、第三方向下驱动组件；
45.300、第二运动系统；301、上运动台；3021、上第二方向气浮一板；3022、上第二方向气浮二板；3023、上第一方向导块；303、上精调台；3041、第一精调驱动器；3042、第二精调驱动器；305、柔性铰链；306、第二晶圆；
46.400、对准检测系统；401、c型支撑梁；402、第一检测组件；403、第二检测组件；404、检测第一运动组件；405、检测第二运动组件；406、检测第三运动组件；
47.500、到位检测系统；501、到位驱动模组；502、到位检测组件；503、光学检测镜头。
具体实施方式
48.以下通过特定的具体实例说明本实用新型的实施方式，本领域技术人员可由本说明书所揭露的内容轻易地了解本实用新型的其他优点与功效。本实用新型还可以通过另外不同的具体实施方式加以实施或应用，本说明书中的各项细节也可以基于不同观点与应用，在没有背离本实用新型的精神下进行各种修饰或改变。
49.如在详述本实用新型实施例时，为便于说明，表示装置结构的示意图会不依一般比例作局部放大，而且所述示意图只是示例，其在此不应限制本实用新型保护的范围。此外，在实际制作中应包含长度、宽度及深度的三维空间尺寸。
50.为了方便描述，此处可能使用诸如“之下”、“下方”、“低于”、“下面”、“上方”、“上”等的空间关系词语来描述附图中所示的一个元件或特征与其他元件或特征的关系。将理解到，这些空间关系词语意图包含使用中或操作中的器件的、除了附图中描绘的方向之外的其他方向。
51.在本技术的上下文中，所描述的第一特征在第二特征“之上”的结构可以包括第一和第二特征形成为直接接触的实施例，也可以包括另外的特征形成在第一和第二特征之间的实施例这样第一和第二特征可能不是直接接触。
52.需要说明的是，本实施例中所提供的图示仅以示意方式说明本实用新型的基本构想，遂图示中仅显示与本实用新型中有关的组件而非按照实际实施时的组件数目、形状及尺寸绘制其实际实施时各组件的型态、数量及比例可为一种随意的改变，且其组件布局型态也可能更为复杂。
53.如图1-图15所示，本实用新型提供一种晶圆对位装置，晶圆对位装置包括：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；
54.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；下运动载台201固定设置于基座组件100上；下运动台202设置于下运动载台201上并与下运动载台201可活动地连接，以承载并移动置于下运动台202上的第一晶圆204；下气浮组件沿第一方向对称地设置于下运动台202的底面两侧，以驱动并限制下运动台202在下运动载台201上沿所述第一方向运动；
55.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；上运动台301气浮连接于基座组件100并设置于下运动载台201的上方；上运动台301与下运动台202在第三方向上间隔预设距离；上二维运动系统设置在上运动台301，用于驱动上运动台301在基座组件100上做第一平面上的二维运动；上精调台303可活动地设置在上运动台301上，第二晶圆306设置在上精调台303上；
56.对准检测系统400包括检测组件、c型支撑梁401、三向运动台；检测组件固定设置于c型支撑梁401上，用于检测第一晶圆204和第二晶圆306在所述第三方向的对准状态；c型支撑梁401设置在三向运动台上；三向运动台设置于基座组件100上；三向运动台用于移动c型支撑梁401，以使c型支撑梁401上的检测组件跟随第一晶圆204或第二晶圆306移动；
57.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，到位检测组件502包括受到位驱动模组501驱动沿第三方向直线运动的光学检测镜头503，光学检测镜头503与到位驱动模组501可动地连接；
58.到位驱动模组501、到位检测组件502均设置两组；两组到位驱动模组501沿第二方向对称设置于底座的两侧；每一组到位驱动模组501对应连接一组到位检测组件502；底座固定设置于基座组件100；到位检测系统500设置于下运动台202的下方；下运动台202的下表面预设至少两个到位标记；
59.第一方向、第二方向和第三方向两两相互垂直。第一方向和第二方向均平行于第一平面，第三方向垂直于第一平面。本实施例中，第一方向为y方向，第二方向为x方向，第三方向为z方向。
60.本实用新型通过下运动载台201和下运动台202之间的气浮连接提高了第一运动系统200的运动到位精度；通过第二运动系统300的上二维运动系统和上精调台303的配合使用提高了第一运动系统200的运动到位精度；通过对准检测系统400和使用光学检测镜头503进行检测的到位检测系统500配合使用，提高了晶圆对位装置的检测精度；运动到位精度与检测精度的同时提高，实现了晶圆对位装置的对准到位精度的显著提升；同时可多维度运动的双晶圆运动平台设计提高了晶圆对位装置的控制灵活性。
61.具体地，上运动台301底面与下运动台202顶面在第三方向上间隔预设距离，以避免第一运动系统200和第二运动系统300发生干涉。
62.作为示例，如图3-图4所示，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；第一导向基座102和第二导向基座103沿第一方向对称地固定在底部基座101上；第一导向基座102和第二导向基座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，初级台阶104设置上第一方向电机定子，次级台阶105设置上第一方向到位传感器。本实用新型通过基座组件100的二级阶梯设计及内部架空设计，减少了晶圆对位装置的纵向高度，使其结构更紧凑，提高了晶圆对位装置的使用空间灵活性。
63.在另一示例中，上第一方向电机定子设置于次级台阶105，上第一方向到位传感器设置于初级台阶104。
64.作为示例，如图6所示，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；第三方向下驱动组件205设置在基座组件100底面，穿过基座组件100与下运动载台201可活动地连接；第三方向下驱动组件205用以驱动下运动载台201在第三方向运动并保持下运动载台201与第一平面平行。本实用新型通过多组不共面的第三方向下驱动组件205的设计，使第一运动系统200不仅可以在第三方向运动，还可以在运动过程中保证下运动台202平行于第一平面，从而保证了下运动平台在第三方向的平稳运动，避免由于下运动台202的微小倾斜影响对准到位的检测精度。
65.作为示例，如图5-图7所示，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；下运动载台201沿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，一级台阶设置下第一方向电机定子2031，二级台阶设置下到位传感器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第二内侧面，第一内侧面与下侧面气浮模块一侧面形成第一气浮区，第二内侧面与下侧面气浮模块另一侧面形成第二气浮区。
66.可选地，可以仅设置下平面气浮模块与所述下运动载台201的顶面形成气浮区，不设置下侧面气浮模块，省去第一气浮区和第二气浮区；或仅设置下侧面气浮模块，形成第一气浮区和第二气浮区，不设置下平面气浮模块，省去下平面气浮模块和下运动载台201的顶面形成的气浮区。具体地，从业人员可以根据实际应用的气浮吸附紧密程度需要及装置空间条件来调整具体的气浮面位置设置。
67.具体地，下运动载台201还包括两个外侧面分别为第一外侧面和第二外侧面。
68.优选地，第一内侧面与下侧面气浮模块一侧面形成一气浮区，第二内侧面与下侧面气浮模块另一侧面形成另一气浮区，两个气浮轴承组分别设置在两个气浮区且与对应的侧面形成气浮连接。上述气浮区的设计既能使气浮连接起到导向的作用，同时可以在下运动载台201的外侧面留出足够的空间安装传感器、光栅尺等其他器件，从而进一步缩小整个装置的尺寸实现扁平化。
69.在另一示例中，第一外侧面与下侧面气浮模块一侧面形成一气浮区，第二外侧面与下侧面气浮模块另一侧面形成另一气浮区，两个气浮轴承组分别设置在两个气浮区且与对应的侧面形成气浮连接。
70.在另一示例中，第一内侧面与下侧面气浮模块一侧面形成一气浮区，第二内侧面与下侧面气浮模块另一侧面形成一气浮区，第一外侧面与下侧面气浮模块一侧面形成一气浮区，第二外侧面与下侧面气浮模块另一侧面形成另一气浮区，四个气浮轴承组分别设置在四个气浮区且与对应的侧面形成气浮连接。
71.可选地，下运动台202可以沿第一方向作直线运动、沿第二方向作直线运动或在第一平面做微量旋转运动。
72.具体地，如图5所示，与下平面气浮模块相对的下运动载台201顶面在沿第二方向对称的两端各形成一个载台气浮面，下运动台202在下运动载台201上沿第二方向运动时，其运动行程为一个载台气浮面在第二方向的长度的一半，因此从业人员在设计下运动载台201时，需要根据所需的下运动台202在第二方向所需的运动行程决定其尺寸。可选地，载台气浮面可以很窄，此时下运动台202只在第一方向作直线运动。
73.具体地，当设置第一运动系统200需要在第一平面可以微量旋转运动时，根据其需要进行旋转的角度设计上述载台气浮面的形状，使载台气浮面在旋转范围内都可以与下运动台202的气浮面保持气浮连接。
74.具体地，当下运动台202在第一方向处于驱动状态时，下侧面气浮模块与下运动载台201之间的第一气浮区和第二气浮区均通正压，下平面气浮模块和下运动载台201之间的气浮区通负压和正压，使下运动台202被限制在第一方向运动，第二方向不偏移；当下运动台202在第二方向处于驱动状态时，下侧面气浮模块与下运动载台201之间的第一气浮区和第二气浮区一组通正压，一组不通气，，下平面气浮模块和下运动载台201之间的气浮区通正压，使下运动台202可在第二方向运动；当下运动台202处于非驱动状态时，下侧面气浮模块与下运动载台201之间的第一气浮区和第二气浮区均不通气、下平面气浮模块和下运动载台201之间的气浮区通负压，使下运动台202被吸附在下运动载台201上，而不会受干扰产生滑动或偏移。
75.本实用新型通过下第一方向电机动子2032和下第一方向电机定子2031之间的气浮连接、下平面气浮模块和下运动载台201之间的气浮连接设计，提高了运动的速度和稳定性，同时避免了下运动台202在非驱动状态下相对于下运动载台201滑动，提高了晶圆到位后的位置准确性。
76.作为示例，第一气浮区设置下第一气浮轴承，第二气浮区设置下第二气浮轴承；下第一气浮轴承为球面式气浮轴承，下第二气浮轴承为带活塞平面空气轴承；或下第一气浮轴承为带活塞平面空气轴承，下第二气浮轴承为球面式气浮轴承；下第一气浮轴承和下第二气浮轴承配合以限制下运动台202在第一方向运动。本实用新型通过球面式气浮轴承和带活塞平面空气轴承的配合使用，可以避免驱动方向偏差或受干扰导致驱动轨道偏离，以提高第一运动系统200的运动稳定性。
77.可选地，下运动台202上设置下吸盘，以吸附第一晶圆204，避免第一晶圆204在运动过程中相对于下运动台202产生偏移，提高第一运动系统200对第一晶圆204位置调节的准确性。
78.作为示例，如图8和图10所示，上二维运动系统还包括上第一方向运动模块；上第一方向运动模块包括上第一方向导块组、上第二方向气浮一板3021、上第二方向气浮二板3022；上第二方向气浮一板3021和上第二方向气浮二板3022沿第二方向对称地设置在上运动台301上；每个上第一方向导块组包括两个上第一方向导块3023，每个上第一方向导块组中的两个上第一方向导块3023沿第一方向对称地固定于上第二方向气浮一板3021的底部或/和上第二方向气浮二板3022的底部，并分别架设在第一导向基座102和第二导向基座103上，以限制上运动台301沿第一方向运动。具体地，上二维运动系统设置在上运动台301，用于驱动上运动台301在基座组件100上做第一平面上的直线运动或中心旋转运动。
79.具体地，当上运动台301在第一方向处于驱动状态时，多个上第一方向导块组与第
一导向基座102、第二导向基座103之间形成的气浮区通正压，上第一方向气浮一板、上第二方向气浮二板3022与上运动台301之间的气浮区通负压，使上运动台301被限制在第一方向运动，第二方向不偏移；当上运动台301在第二方向处于驱动状态时，多个上第一方向导块组与第一导向基座102、第二导向基座103之间形成的气浮区通负压，上第一方向气浮一板、上第二方向气浮二板3022与上运动台301之间的气浮区通正压，使上运动台301被限制在第二方向运动，第一方向不偏移；当上运动台301处于非驱动状态时，上第一方向气浮一板和上第二方向气浮二板3022与上运动台301之间的气浮区及多个上第一方向导块组、第一导向基座102和第二导向基座103之间的气浮区均通负压，使第一方向气浮一板和上第二方向气浮二板3022被吸附在上运动台301上，同时多个上第一方向导块组均被吸附在第一导向基座102和第二导向基座103上，而不会受干扰产生滑动或偏移。
80.具体地，如图10所示，多个上第一方向导块组与第一导向基座102、第二导向基座103的内侧面形成两个第三气浮区，多个上第一方向导块组与第一导向基座102、第二导向基座103的外侧面形成两个第四气浮区。本实用新型通过上第一方向气浮一板和上第二方向气浮二板3022分别与上运动台301之间的气浮连接设计、多个上第一方向导块组和第一导向基座102之间的气浮设计及多个上第一方向导块组和第二导向基座103之间的气浮设计，避免非驱动状态下上运动台301的偏移，实现上运动台301的二维气浮运动精准控制。
81.可选地，第一导向基座102上的上第一方向电机定子有一个第三内侧面、一个第三外侧面，第二导向基座103上的上第一方向电机定子有一个第四内侧面，一个第四外侧面。每个上第一方向导块组中的两个上第一方向导块3023分别设置与第三内侧面、第四内侧面形成气浮连接。在另一示例中，每个上第一方向导块组中的两个上第一方向导块3023可以分别设置与第三外侧面、第四外侧面形成气浮连接，或者每个上第一方向导块组中的两个上第一方向导块3023分别设置与第三内侧面和第三外侧面形成气浮连接，或者每个上第一方向导块组中的两个上第一方向导块3023分别设置与第四内侧面和第四外侧面形成气浮连接。
82.可选地，多个上第一方向导块组可以替换为类似第一气浮区和第二气浮区的轴承结构。具体地，第三气浮区设置上第一气浮轴承，第四气浮区设置上第二气浮轴承；上第一气浮轴承为球面式气浮轴承，上第二气浮轴承为带活塞平面空气轴承；或上第一气浮轴承为带活塞平面空气轴承，上第二气浮轴承为球面式气浮轴承；上第一气浮轴承和上第二气浮轴承配合以限制上运动台301在第一方向运动。本实用新型通过球面式气浮轴承和带活塞平面空气轴承的配合使用，可以避免驱动方向偏差或受干扰导致驱动轨道偏离，以提高第二运动系统300的运动稳定性。
83.作为示例，如图9所示，上二维运动系统还包括上第二方向运动模块；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；上第二方向驱动件、轴承、楔形座、弹性件均设置两组，两组沿第二方向对称地设置在上运动台301；两组上第二方向驱动件分别固定在上第二方向气浮一板3021和上第二方向气浮二板3022；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上运动台301，以限制上运动台301在第一平面做中心旋转运动；弹性件连接楔形座和轴承。
84.本实用新型通过上第二方向驱动件的驱动方向设计，使上运动台301可以在第一平面做中心旋转运动，且配合楔形座和轴承的连接设置，避免上运动台301自由滑动导致旋
转运动失去控制，以实现平稳的上运动中心旋转运动。
85.在另一示例中，上述任意一种或一种以上的气浮连接设计根据实际应用需求都可以替换为机械连接设计。
86.作为示例，第二运动系统300还包括第一精调驱动器3041、第二精调驱动器3042；上精调台303沿第二方向对称的两侧各设置至少一组第一精调驱动器3041，以驱动上精调台303沿第一方向直线运动；上精调台303沿第一方向对称的两侧各设置一组第二精调驱动器3042，以驱动上精调台303沿第二方向直线运动或在第一平面做中心旋转运动。具体地，第一精调驱动器3041、第二精调驱动器3042均分别连接上运动台301和上精调台303；第一精调驱动器3041和第二精调驱动器3042的尺寸小、轻薄化且位置调整精度高，能够实现对上精调台303沿第一方向直线运动、沿第二方向直线运动和以第三方向为轴旋转运动的驱动快速响应，提高上精调台303沿第一方向直线运动、沿第二方向直线运动和以第三方向为轴旋转的运动精度。第一精调驱动器3041和第二精调驱动器3042的结构相同，以第一精调驱动器3041为例进行结构说明：第一精调驱动器3041包括：压电驱动件、柔性片、预紧弹簧，压电驱动件的固定端连接上运动台301，压电驱动件的活动端连接柔性片，柔性片分别连接上精调台303和预紧弹簧。预紧弹簧与上运动台301连接。
87.本实用新型通过上精调台303在上运动台301位置的基础上进行再次精调，使上精调台303上承载的第二晶圆306的位置精度进一步提高。具体地，上精调台303可活动地设置在上运动台301上，以精调置于上精调台303上的第二晶圆306位置，上精调台303设置定位传感器用于检测上精调台303是否被驱动到预设位置。
88.具体地，如图9所示，上精调台303通过柔性铰链305与上运动台301形成柔性连接，以使上精调台303可以相对于上运动台301进行微量运动。本实用新型通过柔性铰链305的连接设计，利用其运动灵敏度高的特点提高了上精调台303的运动精度，而其无机械摩擦、无间隙的特点有利于提高晶圆对位装置制造的工艺精度，使晶圆对位装置结构紧凑，同时由于柔性铰链305结构可以整版成型，使晶圆对位装置制造效率更高。
89.可选地，柔性铰链305为直梁型柔性铰链305或圆弧型柔性铰链305。具体地，直梁型柔性铰链305运动精度更高但只能实现微小幅度转动，圆弧型柔性铰链305转动范围更大但精度较差，从业人员可根据具体的精度要求选择柔性铰链305的种类。优选地，使用直梁型柔性铰链305。
90.可选地，上精调台303上设置上吸盘，以吸附第二晶圆306，避免第二晶圆306在运动过程中相对于上精调台303产生偏移，提高第二运动系统300对第二晶圆306位置调节的准确性，同时提高第一晶圆204和第二晶圆306的对准精度。
91.在另一示例中，下运动台202上也可以设置精调台，其具体设置与上精调台303类似，以进一步提高下运动台202的到位精度。
92.作为示例，如图11-图13所示，对准检测系统400的检测组件包括一组第一检测组件402和一组第二检测组件403，第一检测组件402和第二检测组件403每组分别设置至少两个检测件；第一检测组件402设置在c型支撑梁401的下臂，第二检测组件403设置在c型支撑梁401的上臂；第一晶圆204下表面设置第一检测点，第二晶圆306上表面设置第二检测点，第一检测组件402用于检测第一检测点，第二检测组件403用于检测第二检测点。具体地，检测组件固定设置于c型支撑梁401上，用于检测第一晶圆204和第二晶圆306在第三方向的对
准状态。
93.优选地，第一检测组件402和第二检测组件403每组分别设置至少两个检测件，第一检测组件402中每组中的两个检测件之间的连线过第一晶圆204，第二检测组件403中每组中的两个检测件之间的连线过第二晶圆306，以提高第一晶圆204和第二晶圆306在第三方向的对准精度。
94.具体地，第二检测组件403和第一检测组件402存在一共焦面，第二晶圆306的下表面与共焦面在同一平面；第一检测组件402的两个检测件所在的平面为第一检测面，第二检测组件403的两个检测件所在平面为第二检测面，在第一检测面和第二检测面之间且与第一检测面和第二检测面距离相等的平面为共焦面。由于检测组件在共焦面上的成像最清晰，第二晶圆306的下表面与共焦面在同一平面时能够以检测组件的最大精度对第一晶圆204、第二晶圆306进行对准。
95.本实用新型通过对准检测系统400上下分别检测对准的方式，提高了第一晶圆204和第二晶圆306在第三方向上的对准精度，第二晶圆306下表面在共焦面的设置进一步提高了对准检测系统400的对准精度。
96.作为示例，如图12所示，三向运动台包括检测气浮基座、检测第一运动组件404、检测第二运动组件405、检测第三运动组件406；检测气浮基座与底部基座101之间形成气浮区；检测第一运动组件404与检测气浮基座连接，驱动检测气浮基座沿第一方向运动；检测第二运动组件405与检测气浮基座连接，驱动检测气浮基座沿第二方向运动；检测第三组件与检测组件连接，驱动检测组件沿第三方向运动。具体地，三向运动台用于移动c型支撑梁401，以使c型支撑梁401上的检测组件跟随第一晶圆204或第二晶圆306移动。
97.本实用新型通过检测第一运动组件404、检测第二运动组件405、检测第三运动组件406平铺式的排布，减小了晶圆对位装置在第三方向的高度，提高了晶圆对位装置的空间使用率同时减少了不同维度的运动组件之间的相互限制。
98.作为示例，如图14-图15所示，到位检测系统500的光学检测镜头503用于检测下运动台202的下表面设置的到位标记，以检测第一晶圆204与预设第一平面位置的对准状态；到位驱动模组501用于驱动光学检测镜头503移动到可以检测到到位标记的位置或检测到位标记的最清晰位置，以保证到位检测精度。具体地，到位标记至少设置两个，通过两个到位标记即可确认第一晶圆204在第一平面的位置是否与预设位置重合。优选地，设置四个到位标记，以保证到位精度的同时最大程度减少光学检测镜头503的数据处理量，以提高检测效率。
99.具体地，光学检测镜头503可以选择可见光成像镜头、短波红外成像镜头或紫外成像镜头中的一种。可见光成像镜头成本低且镜片要求低，短波红外成像镜头图像识别清晰度高且安装结构简便，紫外成像镜头响应灵敏度、成像直观简单且不受外界环境或光照影响。从业人员可根据具体的应用需求(比如成本、结构空间、精度、灵敏度、抗干扰性等)选择合适的光学检测镜头503。不同的光学检测镜头503需要匹配不同光学性质的到位标记以得到高精度的到位检测结果。
100.优选地，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中用于检测相应部件位置的各组传感器中至少有一组采用电容传感器。电容传感器结构简单、安装方便、动态响应好。
101.在另一示例中，各组传感器中一部分也可以使用光栅尺，光栅尺测量精度高但安装结构较复杂。
102.具体地，当晶圆对位装置处于对准工位时，到位检测系统500的到位检测组件502检测到位标记的位置，光学检测镜头503无法同时检测到所有的到位标记时到位驱动模组501驱动光学检测镜头503移动直到光学检测镜头503可以检测到所有的到位标记；光学检测镜头503检测到到位标记未与预设位置重合时，第一运动系统200通过移动下运动平台调节第一晶圆204的位置直到到位标记与预设位置重合；对准检测系统400的三向运动台调节检测组件的位置直到第一检测组件402与第二检测组件403之间的共焦面和第二晶圆306的下表面共面；第一检测组件402检测第一检测点，第二检测组件403检测第二检测点，当检测组件检测到第一检测点或/和第二检测点未与预设位置重合时，第二运动系统300通过移动上运动台301和上精调台303调节第二晶圆306的位置直到第一检测点和第二检测点均与其各自的预设位置重合；在对准第一检测点和第二检测点的过程中，到位检测系统500实时的检测第一晶圆204的到位状态，并实时反馈调节第一晶圆204的位置，直到对准检测系统400检测到第一晶圆204和第二晶圆306对准，且到位检测系统500检测到第一晶圆204与预设第一平面位置重合。
103.具体地，当晶圆对位装置处于传输工位时，第一运动系统200移动下运动台202，第二运动系统300移动上运动台301，使下运动台202和上运动台301在第三方向的位置无重合区域，避免传输过程中上运动台301和下运动台202发生干涉。
104.综上所述，本实用新型的晶圆对位装置，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。
105.所以，本实用新型有效克服了现有技术中的种种缺点而具高度产业利用价值。
106.上述实施例仅例示性说明本实用新型的原理及其功效，而非用于限制本实用新型。任何熟悉此技术的人士皆可在不违背本实用新型的精神及范畴下，对上述实施例进行修饰或改变因此，举凡所属技术领域中具有通常知识者在未脱离本实用新型所揭示的精神与技术思想下所完成的一切等效修饰或改变，仍应由本实用新型的权利要求所涵盖。