本技术涉及半导体材料加工技术领域，具体涉及一种基于PLC控制的晶圆键合平台。平台包括：由伺服电机驱动的下压组件，下压组件上设有上键合室，上键合室内载有第一晶圆；由移动平台驱动的下键合室，下键合室内载有第二晶圆；视觉检测模块，用于检测第一晶圆与第二晶圆的相对位置；压力采集模块，用于采集第一晶圆与第二晶圆间的键合压力；PLC控制模块，用于控制下压组件和/或移动平台移动，使第一晶圆与第二晶圆以预设压力对位键合。以晶圆本身作为参照物，通过PLC控制模块、纳米级移动平台、视觉检测模块的协同作业，以纳米级微调实现晶圆间的高精度动态对位，相对于传统采用固点定位方式，对位精度更高。
【技术实现步骤摘要】
本技术涉及半导体材料加工，具体涉及一种基于plc控制的晶圆键合平台。
技术介绍
1、晶圆键合指通过特定的工艺处理将两块同质或异质晶片紧密地结合起来，从而实现微电子材料、光电材料及其纳米等级微机电元件的电气互联、功能集成和器件封装。
2、晶圆键合过程中对晶圆的对位精度、键合温度、键合压力等工艺参数精度要求很高，相关的工艺参数越精准，产品的键合质量越高。相反，键合过程中若有参数出现异常，将直接影响键合质量，甚至导致键合失效产生废品。
3、因此，在键合过程中如何提升相关工艺参数的控制精度，尤其是提升晶圆键合前的对位精度尤为重要。
技术实现思路
1、本技术的目的在于提供一种基于plc控制的晶圆键合平台，用以提升键合过程相关工艺参数的控制精度，提升晶圆键合质量。
2、为达此目的，本技术采用以下技术方案：提供一种基于plc控制的晶圆键合平台，其特征在于，包括：由伺服电机驱动的下压组件，所述下压组件上设有上键合室，所述上键合室内载有第一晶圆；
3、由移动平台驱动的下键合室，所述下键合室内载有第二晶圆；
4、视觉检测模块，用于检测所述第一晶圆与所述第二晶圆的相对位置；
5、压力采集模块，用于采集所述第一晶圆与所述第二晶圆间的键合压力；
6、plc控制模块，用于控制所述下压组件和/或所述移动平台移动，使所述第一晶圆与所述第二晶圆以预设压力对位键合。
7、优选地，所述视觉检测模块包括ccd相机。
>8、下压组件以伺服电机进行力的输出，通过下压杆将伺服电机的旋转扭矩转化为垂直方向的下压力。在下压组件上设置高精度压力传感器与高精度独立运算模拟量采集模块组合，实时采集压力值，高精度独立运算模拟量采集模块能够独立进行运算，只需将最终运算结果反馈至plc控制模块，以提升运算效率，提升控制精度。plc控制模块根据高精度压力传感器采集的压力数据进行逻辑判断，控制伺服电机的旋转扭矩，进而控制下压组件向第一晶圆与第二晶圆施加的键合压力，以达到精准控制键合压力的效果。9、优选地，所述移动平台由三台步进电机驱动的承载板构成。
10、优选地，所述移动平台的移动单位为纳米。
11、通过三台步进电机的协同驱动下，承载板在平面内进行纳米级移动和旋转，实现设置其上的下键合室的纳米级微量移动，从而进行第一晶圆与第二晶圆的高精度对位。
12、优选地，所述移动平台上设有晶圆放置台。
13、优选地，还包括承载台，所述承载台用于承载所述移动平台。
14、优选地，所述承载台上设有移动平台驱动组件，用于驱动所述移动平台相对所述承载台的移动。
15、优选地，所述上键合室和/或所述下键合室内设有吸附盘，所述吸附盘用于吸附晶圆；
16、所述吸附盘包括真空吸附盘。
17、移动平台上设置的晶圆放置台用于放置待键合的晶圆，准备键合时，由移动平台驱动组件驱动移动平台整体相对承载台移动，使晶圆放置台移动到下压组件下方，与上键合室对位。上键合室下移，通过真空吸附盘将晶圆放置台上的晶圆吸附在上键合室中。
18、优选地，所述上键合室和/或所述下键合室内设有加热模块；
19、所述加热模块包括温控器、功率控制器、加热器；
20、所述加热器为陶瓷加热器，同体积下能量密度更高。
21、温控器通过热电偶采集加热盘的实时温度，温控器每10ms向功率控制器输出一次加热盘的加热功率。当功率控制器接收到功率输出信号后，立即调整加热盘的加热功率，从而实现加热盘的温度控制，控温精度达±0.1℃，无过冲量。温控器与plc控制模块实时通讯并采取闭环控制，保障了温度控制效果的同时也保护了加热模块。控温的过程由温控器独立完成，减轻了plc控制模块的cpu占用率。使加热过程具备了高响应、精准控温和高稳定性的特点。
22、优选地，所述上键合室和/或所述下键合室内设有气体交换装置，所述气体交换装置包括由阀岛控制的气路和气泵；
23、所述气泵包括真空泵。
24、使用支持ethercat（以太网控制自动化技术）协议的阀岛，减少了繁杂的接线，提高了阀门响应速度。气路系统整合了晶圆吸附气压、真空键合气压、键合气氛制备，可达到晶圆键合全过程对气氛、气压的要求。
25、控制模式支持远程的i/o模块控制，可以根据现场实际情况布置在任何地方，只需要连接通讯网线和供电线路，大大提高了布线的灵活性。
26、本技术的有益效果：
27、本技术提供的基于plc控制的晶圆键合平台，采用plc来实现键合设备的自动化控制，具有通讯速度快、抗干扰能力强、可靠性高、运行稳定等特点。在晶圆对位、温度控制、键合压力控制、键合气氛环境提供等方面实现高精度自动化作业，极大提高了晶圆键合质量。尤其在晶圆对位过程中，以晶圆本身作为参照物，通过plc控制模块、纳米级移动平台、视觉检测模块的协同作业，以纳米级微调实现晶圆间的动态对位，相对于传统采用固点定位方式，对位精度更高。
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【技术保护点】
1.基于PLC控制的晶圆键合平台，其特征在于，包括：由伺服电机驱动的下压组件，所述下压组件上设有上键合室，所述上键合室内载有第一晶圆；
2.根据权利要求1所述的基于PLC控制的晶圆键合平台，其特征在于：所述移动平台由步进电机驱动。
3.根据权利要求1所述的基于PLC控制的晶圆键合平台，其特征在于：所述移动平台的移动单位为纳米。
4.根据权利要求1所述的基于PLC控制的晶圆键合平台，其特征在于：所述移动平台上设有晶圆放置台。
5.根据权利要求1所述的基于PLC控制的晶圆键合平台，其特征在于：还包括承载台，所述承载台用于承载所述移动平台。
6.根据权利要求5所述的基于PLC控制的晶圆键合平台，其特征在于：所述承载台上设有移动平台驱动组件，用于驱动所述移动平台相对所述承载台的移动。
7.根据权利要求1所述的基于PLC控制的晶圆键合平台，其特征在于：所述上键合室和/或所述下键合室内设有加热模块；
8.根据权利要求1所述的基于PLC控制的晶圆键合平台，其特征在于：所述上键合室和/或所述下键合室内设有吸附盘，所述吸附盘用于吸附晶圆；
9.根据权利要求1所述的基于PLC控制的晶圆键合平台，其特征在于：所述上键合室和/或所述下键合室内设有气体交换装置，所述气体交换装置包括由阀岛控制的气路和气泵；
10.根据权利要求1所述的基于PLC控制的晶圆键合平台，其特征在于：所述视觉检测模块包括CCD相机。
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【技术特征摘要】
1.基于plc控制的晶圆键合平台，其特征在于，包括：由伺服电机驱动的下压组件，所述下压组件上设有上键合室，所述上键合室内载有第一晶圆；
2.根据权利要求1所述的基于plc控制的晶圆键合平台，其特征在于：所述移动平台由步进电机驱动。
3.根据权利要求1所述的基于plc控制的晶圆键合平台，其特征在于：所述移动平台的移动单位为纳米。
4.根据权利要求1所述的基于plc控制的晶圆键合平台，其特征在于：所述移动平台上设有晶圆放置台。
5.根据权利要求1所述的基于plc控制的晶圆键合平台，其特征在于：还包括承载台，所述承载台用于承载所述移动平台。
6.根据权利要求5所述的基于plc控制的晶圆键合平台...
【专利技术属性】
技术研发人员：张晓康，高智伟，母凤文，郭超，
申请(专利权)人：天津中科晶禾电子科技有限责任公司，
类型：新型
国别省市：
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