一种晶圆预对准装置

本技术涉及到半导体生产和加工领域，特别是涉及一种晶圆预对准装置。

背景技术：

1、随着半导体行业的发展，半导体生产和加工的设备越来越多样化，半导体制造涉及到研磨、光刻、氧化、刻蚀、封装等工艺，对于晶圆生产的要求越来越高，晶圆的尺寸日趋加大化和减薄，精度也达到了纳米级。晶圆预对准装置是晶圆制造中重要环节，装置的精确定位程度对生产出晶圆的良率直接影响。

2、目前已有的预对准系统一般有几种对准方法：中国专利cn116525519b采用机械装置通过精密且复杂的机构直接接触晶圆定位，主要应用于传输精度要求较低的设备，定位精度受机械结构制造和安装精度影响。中国专利cn103811387b采用光学对准有通过线阵ccd传感器或者相机来获取晶圆表面信息，通过x、y、θ以及z四个自由度来控制晶圆进行寻边和对准，引入的装置较多，结构尺寸大，预对准时间长，安装要求和成本高。

3、因此，亟需一种晶圆预对准装置来解决上述存在的技术问题。

技术实现思路

1、本实用新型的目的在于提供一种晶圆预对准平台，既能以够短时间按照晶圆对准精度和对准时间的要求，完成晶圆预对准，解决上述背景技术中提出的问题。

2、为实现上述的目的，本实用新型提供如下的技术方案：一种晶圆预对准装置，包括机械预对心模块、升降模块、视觉模块、真空吸盘、旋转平台、x轴位移平台；所述真空吸盘位于装置中部对晶圆吸附，所述视觉模块位于真空吸盘后方，所述旋转平台位于真空吸盘下方，所述x轴位移平台位于旋转平台下方与底板固接，所述机械预对心模块与真空吸盘同心安装，通过连杆连接对心基座和对心转盘，所述z轴升降平台位于真空吸盘一侧与底板连接，z轴升降平台与带有支撑立柱的支撑板固接。

3、优选的，所述机械预对心模块中对心基座与支撑螺柱固接，所述对心基座与对心转盘活动连接，所述对心转盘与方形套活动连接，所述方形套中间有连杆穿过连接对心基座和对心转盘，所述连杆靠近真空吸盘一侧表面附着柔性材料，连杆上表面与真空吸盘上表面共平面，所述对心转盘凸出圆环部分连接拉杆，所述拉杆另一端连接电动推杆，电动推杆尾端与活动铰链连接，活动铰链固接铰链固定件，铰链固定件固定于支撑螺柱。

4、优选的，所述升降模块中z轴升降平台固接于底板，z轴升降平台的滑台与支撑板连接，所述支撑板靠近真空吸盘一侧呈u型结构，底部有加强筋，支撑板上方安装四个支撑立柱，所述支撑立柱上表面与真空吸盘上表面共平面，支撑立柱上表面附着柔性材料，z轴升降平台采用高精度直线滚珠导轨。

5、优选的，所述视觉模块分为激光发射器和激光接收器，上下安装距离控制在50～1500mm，激光发射器和的激光接收器固接于传感器连接板，传感器连接板固定安装在底板。

6、优选的，所述旋转平台采用高精度直驱伺服电机带编码器，底部与x轴位移平台固接，上方与真空吸盘同轴心连接，所述x轴位移平台固定安装在底板，采用高精度直线滚珠导轨。

7、优选的，所述电动推杆内部装有力传感器，根据连杆表面柔性材料与晶圆接触时的反馈，及时做出干预，停止移动拉杆。

8、优选的，所述真空吸盘采用，圆形结构，表面均匀分布小孔。

9、与现有技术相比，本实用新型的优点在于：

10、(1)本装置减少y方向的自由度，预对准模块由两个直线运动和一个转动组成，减短了对准时间，降低机构复杂程度，进而降低成本；

11、(2)引入机械预对心模块，结构简单，方便操作，双重对准方法，减少光学对准后，实际晶圆需要移动的时间，提高了对准效率；

12、(3)电动推杆安装有行星减速器、力传感器、伺服传感器和绝对位移传感器，具有精确的位移控制，实时反馈对晶圆接触时的夹持力大小，保护晶圆，避免碎片；

13、(4)本装置外形尺寸为400×400×250mm3，易于安装，节约空间；

14、(5)旋转平台通过高精度直驱伺服电机和编码器控制，提高对准精度；

15、(6)机械预对准模块提前介入，可以降低传感器的测量范围，节约成本；

16、(7)光学对准模块采用高精度线阵激光传感器，能有效提高测量精度；

17、(8)定位精度相比较于传统机械对准方法大大提高，机械预对心模块安装要求较低。

技术特征：

1.一种晶圆预对准装置，包括机械预对心模块、升降模块、视觉模块、真空吸盘(40)、旋转平台(50)、x轴位移平台(60)，其特征在于：所述真空吸盘(40)位于装置中部对晶圆吸附，所述视觉模块位于真空吸盘(40)后方，固定在底板(71)，所述旋转平台(50)位于真空吸盘(40)下方，所述x轴位移平台(60)位于旋转平台(50)下方与底板(71)固接，所述机械预对心模块与真空吸盘(40)同心安装，通过连杆(22)连接对心基座(20)和对心转盘(21)，电动推杆(26)伸缩调节同心圆大小，所述升降模块包括z轴升降平台(30)位于真空吸盘(40)右侧与底板(71)连接，z轴升降平台(30)与带有支撑立柱(32)的支撑板(31)固接。

2.根据权利要求1所述的晶圆预对准装置，其特征在于：所述机械预对心模块中对心基座(20)与支撑螺柱(70)固接，所述对心基座(20)与对心转盘(21)活动连接，所述对心转盘(21)与方形套(23)活动连接，所述方形套(23)中间有连杆(22)穿过连接对心基座(20)和对心转盘(21)，所述连杆(22)靠近真空吸盘(40)一侧表面附着柔性材料(25)，连杆(22)上表面与真空吸盘(40)上表面共平面，所述对心转盘(21)凸出圆环部分连接拉杆(24)，所述拉杆(24)另一端连接电动推杆(26)，电动推杆(26)尾端与活动铰链(27)连接，活动铰链(27)固接铰链固定件(28)，铰链固定件(28)固定于支撑螺柱(70)。

3.根据权利要求1所述的晶圆预对准装置，其特征在于：所述升降模块中z轴升降平台(30)固接于底板(71)，z轴升降平台(30)的滑台与支撑板(31)连接，所述支撑板(31)靠近真空吸盘(40)一侧呈u型结构，底部有加强筋，支撑板(31)上方安装四个支撑立柱(32)，所述支撑立柱(32)上表面与真空吸盘(40)上表面共平面，支撑立柱(32)上表面附着柔性材料(25)，z轴升降平台(30)采用高精度直线滚珠导轨。

4.根据权利要求1所述的晶圆预对准装置，其特征在于：所述视觉模块分为激光发射器(10)和激光接收器(11)，上下安装距离控制在50～1500mm，激光发射器(10)和激光接收器(11)固接于传感器连接板(72)，传感器连接板(72)固定安装在底板(71)。

5.根据权利要求1所述的晶圆预对准装置，其特征在于：所述旋转平台(50)采用高精度直驱伺服电机带编码器，底部与x轴位移平台(60)固接，上方与真空吸盘(40)同轴心连接，所述x轴位移平台(60)固定安装在底板(71)，采用高精度直线滚珠导轨。

6.根据权利要求2所述的晶圆预对准装置，其特征在于：电动推杆(26)内部装有力传感器，根据连杆(22)表面柔性材料(25)与晶圆接触时的反馈，及时做出干预，停止移动拉杆(24)。

7.根据权利要求1所述的晶圆预对准装置，其特征在于：所述真空吸盘(40)为圆形结构，表面均匀分布小孔。

技术总结本技术公开了一种晶圆预对准装置，包括真空吸盘、视觉模块、旋转平台、X轴位移平台、机械预对心模块、Z轴升降平台，所述真空吸盘对晶圆实现吸附，所述视觉模块位于真空吸盘后方，所述旋转平台位于真空吸盘下方，所述X轴位移平台位于旋转平台下方与底板固定，所述机械预对心模块与真空吸盘同心安装，所述Z轴升降平台位于真空吸盘的右侧与底板连接。该晶圆预对准装置通过调节机械预对心模块对晶圆预对心，控制旋转平台、Z轴升降平台和X轴位移平台可实现晶圆预对准，减少光学对准后运动机构介入数量及X轴位移平台移动距离，提高预对准效率和稳定性，降低成本。技术研发人员：郎叶威,蒋志韬,冯金武受保护的技术使用者：中国计量大学技术研发日：20231222技术公布日：2024/7/29