[發(fā)明專利]晶圓鍵合裝置及方法

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201910935165.0
• 申請日: 2019-09-29
• 公開（公告）號: CN112582296B
• 公開（公告）日: 2023-06-02
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 郭聳;朱鷙;趙濱
• 申請（專利權(quán)）人: 上海微電子裝備（集團(tuán)）股份有限公司
• 主分類號: H01L21/67
• 分類號: H01L21/67;H01L21/18
• 代理公司: 上海思捷知識產(chǎn)權(quán)代理有限公司 31295
• 代理人: 王宏婧

1.一種晶圓鍵合裝置，其特征在于，包括：

承載模塊，用于承載晶圓；

輔助鍵合模塊，包括沿所述承載模塊周向設(shè)置的若干晶圓定位單元和若干晶圓分隔單元，所述晶圓定位單元用于夾持所述承載模塊上的晶圓，所述晶圓分隔單元用于分隔所述承載模塊上重合的兩個晶圓；

驅(qū)動模塊，同步驅(qū)動所述晶圓定位單元和所述晶圓分隔單元按照一設(shè)定時序沿所述承載模塊的徑向往復(fù)移動，以完成晶圓的定位和夾持；

所述驅(qū)動模塊包括驅(qū)動組件和凸輪組件，所述凸輪組件包括同軸設(shè)置的定位驅(qū)動凸輪和分隔驅(qū)動凸輪，所述驅(qū)動組件驅(qū)動所述定位驅(qū)動凸輪和所述分隔驅(qū)動凸輪同步旋轉(zhuǎn)；

其中，所述定位驅(qū)動凸輪用于驅(qū)動所述晶圓定位單元沿所述承載模塊的徑向移動，所述分隔驅(qū)動凸輪用于驅(qū)動所述晶圓分隔單元沿所述承載模塊的徑向移動。

2.如權(quán)利要求1所述的晶圓鍵合裝置，其特征在于，所述輔助鍵合模塊至少包括三個所述晶圓分隔單元和三個所述晶圓定位單元。

3.如權(quán)利要求1或2所述的晶圓鍵合裝置，其特征在于，所述晶圓分隔單元沿所述承載模塊的周向均勻設(shè)置，所述晶圓定位單元沿所述承載模塊的周向均勻設(shè)置。

4.如權(quán)利要求1所述的晶圓鍵合裝置，其特征在于，所述定位驅(qū)動凸輪和所述分隔驅(qū)動凸輪具有一設(shè)定轉(zhuǎn)角。

5.如權(quán)利要求1所述的晶圓鍵合裝置，其特征在于，所述分隔驅(qū)動凸輪和所述定位驅(qū)動凸輪均為三角凸輪。

6.如權(quán)利要求1所述的晶圓鍵合裝置，其特征在于，所述定位驅(qū)動凸輪和分隔驅(qū)動凸輪的轉(zhuǎn)速為5轉(zhuǎn)/分鐘～10轉(zhuǎn)/分鐘。

7.如權(quán)利要求1所述的晶圓鍵合裝置，其特征在于，所述驅(qū)動組件包括真空電機(jī)和渦輪蝸桿結(jié)構(gòu)，所述渦輪蝸桿結(jié)構(gòu)包括相嚙合的渦輪和蝸桿，所述真空電機(jī)的轉(zhuǎn)軸與所述蝸桿連接，所述渦輪與所述分隔驅(qū)動凸輪和所述定位驅(qū)動凸輪同軸設(shè)置，所述真空電機(jī)驅(qū)動所述蝸桿旋轉(zhuǎn)時，帶動所述分隔驅(qū)動凸輪和所述定位驅(qū)動凸輪同步旋轉(zhuǎn)。

8.如權(quán)利要求7所述的晶圓鍵合裝置，其特征在于，所述真空電機(jī)的轉(zhuǎn)矩小于2N·m，且所述渦輪蝸桿結(jié)構(gòu)的速比大于1:50。

9.如權(quán)利要求1所述的晶圓鍵合裝置，其特征在于，所述驅(qū)動組件包括真空電機(jī)，所述分隔驅(qū)動凸輪和所述定位驅(qū)動凸輪套接在所述真空電機(jī)的轉(zhuǎn)軸外，所述真空電機(jī)直接驅(qū)動所述分隔驅(qū)動凸輪和所述定位驅(qū)動凸輪同步旋轉(zhuǎn)。

10.如權(quán)利要求9所述的晶圓鍵合裝置，其特征在于，所述真空電機(jī)的轉(zhuǎn)矩大于或等于2N·m。

11.如權(quán)利要求1所述的晶圓鍵合裝置，其特征在于，所述晶圓定位單元包括定位支架及定位頂針，所述定位頂針的一端設(shè)置于所述定位支架的頂部，另一端伸出所述定位支架并指向所述承載模塊的徑向；所述晶圓分隔單元包括分隔支架及分隔片，所述分隔片的一端設(shè)置于所述分隔支架的頂部，另一端伸出所述分隔支架并指向所述承載模塊的徑向。

12.如權(quán)利要求11所述的晶圓鍵合裝置，其特征在于，所述定位頂針的所述一端與所述定位支架之間通過一阻尼結(jié)構(gòu)連接。

13.如權(quán)利要求11所述的晶圓鍵合裝置，其特征在于，所述定位支架及所述分隔支架均設(shè)置于直線導(dǎo)軌上，所述直線導(dǎo)軌沿所述承載模塊的徑向設(shè)置，且所述直線導(dǎo)軌遠(yuǎn)離所述承載模塊中心的一端對應(yīng)零位，靠近所述承載模塊中心的一端對應(yīng)工作位。

14.如權(quán)利要求13所述的晶圓鍵合裝置，其特征在于，所述定位支架及所述分隔支架上均設(shè)置有一感應(yīng)片，所述直線導(dǎo)軌工作位上設(shè)置有感應(yīng)器，所述定位支架或所述分隔支架從零位沿對應(yīng)的直線導(dǎo)軌移動至所述感應(yīng)器感應(yīng)到所述感應(yīng)片時，所述定位頂針或所述分隔片到達(dá)工作位，所述感應(yīng)器發(fā)出到位信號。