一种电缸驱动的晶圆键合装置及键合方法制造方法及图纸

本发明专利技术涉及半导体技术领域，具体为一种电缸驱动的晶圆键合装置及键合方法

【技术实现步骤摘要】
一种电缸驱动的晶圆键合装置及键合方法


[0001]本专利技术涉及半导体
，特别是涉及一种电缸驱动的晶圆键合装置及键合方法
。

技术介绍

[0002]随着经济的发展
、
社会的进步，人类对精密电子仪器的需求日益增长，集成电路的发展尤为迅速，晶圆作为集成电路的一种基础材料，在现代生产过程中发挥着越来越重要的作用
。
晶圆键合是芯片加工工艺中重要的一环，对整个芯片加工质量起着至关重要的影响
。
[0003]晶圆与晶圆的键合工艺具体而言，为上
、
下卡盘分别吸附两片晶圆，顶针朝向位于上方的晶圆运动，以对该晶圆进行顶推，直至该晶圆的中心发生形变并与位于其下方的晶圆接触，形成键合波后由中心向边缘运动，完成键合
。
[0004]传统键合设备的压力均是由液压系统提供，而液压系统所需的模块多，不仅会增加整个设备的加工难度，其主要难度体现在油缸的制造
、
安装等方面；而且，液压系统很容易造成油泄漏和油污染，这对芯片加工工艺的危害是致命的
。

技术实现思路

[0005]本专利技术的目的在于提供一种电缸驱动的晶圆键合装置及键合方法
。
[0006]为了解决上述技术问题，本申请提供了如下技术方案：
[0007]一种电缸驱动的晶圆键合装置，包括压力系统单元，所述压力系统单元包括压力单元支撑筒，所述压力单元支撑筒的上部设有压力单元上盖，所述压力单元上盖上固定有执行电缸
。
[0008]进一步的，所述压力单元上盖与执行电缸的法兰盘固定在一起；所述执行电缸的引出轴上固定有防转限位板，所述防转限位板位于压力单元支撑筒内；所述执行电缸的法兰盘的上表面一侧固定有限位轴固定板，限位轴穿过所述限位轴固定板与所述防转限位板固定
。
[0009]进一步的，所述限位轴位于限位轴固定板上方的部分固定有限位开关挡板，所述限位轴固定板的上部固定有限位开关固定板，所述限位开关固定板上装有光电开关
。
[0010]进一步的，所述执行电缸的引出轴上还固定有传感器连接轴
)
，所述传感器连接轴位于所述防转限位板的下方，所述传感器连接轴上固定有压力传感器，所述压力传感器上固定有活塞杆；所述传感器连接轴和压力传感器均位于压力单元支撑筒内
。
[0011]进一步的，所述传感器连接轴通过第一备紧螺母与所述执行电缸的引出轴固定连接；所述压力传感器通过第二备紧螺母和垫片与所述传感器连接轴固定连接；所述活塞杆通过第二备紧螺母和垫片与压力传感器固定连接
。
[0012]进一步的，所述压力单元支撑筒的下部设有压力单元下盖，所述压力单元上盖
、
压力单元支撑筒和压力单元下盖相互固定连接，所述活塞杆从压力单元下盖穿出
。
[0013]进一步的，所述光电开关的数量为三个，由上至下排列；其中，位于上方和下方的两个光电开关用于限位保护，位于中间的光电开关用于零位标记
。
[0014]进一步的，所述压力系统单元的下方依次设有上盖组件
、
真空系统功能单元和底部框架；所述活塞杆穿过上盖组件，与真空系统功能单元中的上加热盘固定连接
。
[0015]进一步的，还包括可移动碳化硅盘，所述可移动碳化硅盘上设有上晶圆与下晶圆；工作时，可移动碳化硅盘移动至真空系统功能单元内
。
[0016]采用本专利技术所述的电缸驱动的晶圆键合装置的键合方法，包括：
[0017](1)
当需执行电缸动作时，执行电缸先走一个快行程，使真空系统功能单元中的上加热盘快速移动到可移动碳化硅盘的上方，然后切换至低速模式；其中，限位轴
、
防转限位板和限位轴固定板共同作用进而限制执行电缸的引出轴的周向运动，从而限制上晶圆与下晶圆之间角度方向的相对位置变化；
[0018](2)
当上加热盘与上晶圆相抵触的时候，压力传感器开始有示数，控制程序根据压力传感器的示数与设定压力之间的比例关系来调整执行电缸移动的速度；
[0019](3)
当达到设定压力，保压
3min
后，执行电缸带动上加热盘升至初始位置
。
[0020]与现有技术相比，本专利技术电缸驱动的晶圆键合装置及键合方法至少具有以下有益效果：
[0021]本专利技术的晶圆键合装置采用电缸驱动，具有位置可控，速度可调，结构简单的优点
。
因采用高制造精度的电缸
、
高分辨率的控制单元以及高分辨率的压力传感器，经过试验证明，可以实现在数百牛顿力以上任意力的保压，并且压力精度可以控制
±2％范围内
。
[0022]本专利技术的晶圆键合装置采用的电缸加工制造精度高，同时本电缸配备了防转结构和限位开关，防转结构在晶圆键合装置中可以防止上下晶圆片的位置转动，光电开关可以起到位置保护的作用
。
[0023]下面结合附图对本专利技术的电缸驱动的晶圆键合装置及键合方法作进一步说明
。
附图说明
[0024]图1为本专利技术的电缸驱动的晶圆键合装置的主视图；
[0025]图2为本专利技术的电缸驱动的晶圆键合装置的立体示意图；
[0026]图3为压力系统单元的主视截面图；
[0027]图4为压力单元支撑筒处的主视截面图；
[0028]图5为压力系统单元的立体示意图
。
[0029]其中，1‑
压力系统单元；2‑
上盖组件；3‑
真空系统功能单元；4‑
底部框架；5‑
可移动碳化硅盘；
[0030]11
‑
执行电缸；
12
‑
限位开关挡板；
13
‑
限位开关固定板；
14
‑
光电开关；
15
‑
限位轴固定板；
16
‑
限位轴；
17
‑
防转限位板；
18
‑
传感器连接轴；
19
‑
压力传感器；
110
‑
活塞杆；
111
‑
压力单元上盖；
112
‑
压力单元支撑筒；
113
‑
压力单元下盖；
114
‑
第一备紧螺母；
115
‑
第二备紧螺母；
116
‑
垫片
。
具体实施方式
[0031]如图1‑5所示，一种电缸驱动的晶圆键合装置，包括压力系统单元1，所述压力系统
单元1包括压力单元支撑筒
112
，所述压力单元支撑筒
112
的上部设有压力单元上盖
111
，所述压力单元上盖<本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.
一种电缸驱动的晶圆键合装置，其特征在于：包括压力系统单元
(1)
，所述压力系统单元
(1)
包括压力单元支撑筒
(112)
，所述压力单元支撑筒
(112)
的上部设有压力单元上盖
(111)
，所述压力单元上盖
(111)
上固定有执行电缸
(11)。2.
根据权利要求1所述的电缸驱动的晶圆键合装置，其特征在于：所述压力单元上盖
(111)
与执行电缸
(11)
的法兰盘固定在一起；所述执行电缸
(11)
的引出轴上固定有防转限位板
(17)
，所述防转限位板
(17)
位于压力单元支撑筒
(112)
内；所述执行电缸
(11)
的法兰盘的上表面一侧固定有限位轴固定板
(15)
，限位轴
(16)
穿过所述限位轴固定板
(15)
与所述防转限位板
(17)
固定
。3.
根据权利要求2所述的电缸驱动的晶圆键合装置，其特征在于：所述限位轴
(16)
位于限位轴固定板
(15)
上方的部分固定有限位开关挡板
(12)
，所述限位轴固定板
(15)
的上部固定有限位开关固定板
(13)
，所述限位开关固定板
(13)
上装有光电开关
(14)。4.
根据权利要求3所述的电缸驱动的晶圆键合装置，其特征在于：所述执行电缸
(11)
的引出轴上还固定有传感器连接轴
(18)
，所述传感器连接轴
(18)
位于所述防转限位板
(17)
的下方，所述传感器连接轴
(18)
上固定有压力传感器
(19)
，所述压力传感器
(19)
上固定有活塞杆
(110)
；所述传感器连接轴
(18)
和压力传感器
(19)
均位于压力单元支撑筒
(112)
内
。5.
根据权利要求4所述的电缸驱动的晶圆键合装置，其特征在于：所述传感器连接轴
(18)
通过第一备紧螺母
(114)
与所述执行电缸
(11)
的引出轴固定连接；所述压力传感器
(19)
通过第二备紧螺母
...

【专利技术属性】
技术研发人员：王艳涛，邢浩，
申请(专利权)人：北京华卓精科科技股份有限公司，
类型：发明
国别省市：