晶圆键合设备及其机械手臂的制作方法

文档序号:16090241发布日期:2018-11-27 22:55阅读:269来源:国知局

本实用新型涉及晶圆键合及传送技术领域,特别是涉及一种晶圆键合设备及其机械手臂。



背景技术:

现有的晶圆键合设备的机械手臂在感知机械臂上是否存在晶圆时,通过机械臂上用于吸住晶圆的吸孔的吸附压力来确定晶圆是否在机械臂上。当晶圆吸附在机械臂上时,压力传感器将压力值传送给控制系统,控制系统根据传送的压力值判断是否有晶圆在机械臂上。如图1所示,机械手臂上包括吸附装置200,吸附装置200上设置有吸孔201,当晶圆100被吸附装置200上的吸孔201吸附时,用于感知吸附压力的压力传感器(未示出)会感测压力值并传送至控制系统,由控制系统判断是否晶圆在机械臂上。然而,晶圆键合工艺存在其自身的特点,当两片晶圆键合完成后,两片晶圆堆叠在一起,在键合结合力足够的情况下,只需要能探测到下面一片晶圆即可,但某些情况下,当两片晶圆结合力不够时,在由机械手臂传送已经键合的晶圆时,上面的晶圆可能会掉下来,但由于下面晶圆与机械臂接触良好,机械臂感知不到上面的晶圆掉落,而选择继续工作,仅有底部晶圆继续进入了下一个站点的制程。再次参见图1,晶圆100包括键合在一起的位于上面的第一晶圆101以及位于下面的第二晶圆102,当第一晶圆101掉落时,第二晶圆102由于继续吸附在吸孔201上,因此吸附压力未发生变化,系统不会意识到第一晶圆已经掉落。



技术实现要素:

为克服现有技术中存在的上述问题,本实用新型提供了一种新型晶圆键合设备的机械手臂,其可感知在传送过程中键合的晶圆是否掉落,从而减少错误发生的几率。

为实现以上目的,本实用新型提出一种晶圆键合设备的机械手臂,所述机械手臂包括连接部及承载部,其中所述连接部将承载部与机械手臂的其他部件连接在一起,承载部用于承载键合的晶圆;所述承载部上设置有吸附装置;所述吸附装置包括至少一个吸附单元,所述吸附单元包括有吸附端、传导部以及重力传感器;其中所述吸附端上设置有用于吸附晶圆的吸孔,所述重力传感器位于所述吸附端下方,所述传导部连接在吸附端和重力传感器之间,用于将吸附端吸附的晶圆的重量传递至重力传感器。

根据本实用新型的一个方面,所述吸附端突出于承载部表面之上以吸附晶圆;所述重力传感器沉陷于承载部内。

根据本实用新型的一个方面,所述承载部包括两个伸出端以及两个伸出端的交叉部,所述吸附装置包含三个吸附单元,每个伸出端上设置一个吸附单元,交叉部上设置一个吸附单元。

根据本实用新型的一个方面,每个吸附单元具有对吸孔的吸附压力进行感测的压力传感器。

本实用新型还提出了一种晶圆键合设备,包含晶圆机台和机械手臂,其中所述机械手臂包括连接部及承载部,其中所述连接部将承载部与晶圆机台连接在一起,承载部用于承载键合的晶圆;所述承载部上设置有吸附装置;所述吸附装置包括至少一个吸附单元,所述吸附单元包括有吸附端、传导部以及重力传感器;其中所述吸附端上设置有用于吸附晶圆的吸孔,所述重力传感器位于所述吸附端下方,所述传导部连接在吸附端和重力传感器之间,用于将吸附端吸附的晶圆的重量传递至重力传感器。

根据本实用新型的一个方面,所述吸附端突出于承载部表面之上以吸附晶圆;所述重力传感器沉陷于承载部内。

根据本实用新型的一个方面,所述承载部包括两个伸出端以及两个伸出端的交叉部,所述吸附装置包含三个吸附单元,每个伸出端上设置一个吸附单元,交叉部上设置一个吸附单元。

根据本实用新型的一个方面,每个吸附单元具有对吸孔的吸附压力进行感测的压力传感器。

由此可见,本实用新型提出的新型晶圆键合设备的机械手臂利用置于承载部的多个吸附装置吸附键合的晶圆,并通过位于吸附装置底部的重力传感器感测吸附的晶圆的重量以判断是否上部晶圆滑落,从而避免晶圆掉落后给设备本身带来影响,并防止晶圆掉落没有被发现而进入下一个制程环节,带来更多的损失。

附图说明

图1是根据现有技术的晶圆键合设备的机械手臂的吸附原理图;

图2示出了根据本实用新型的晶圆键合设备及其机械手臂的整体架构;

图3示出了根据本实用新型的晶圆键合设备的机械手臂的吸附单元的具体结构。

具体实施方式

以下所述为本实用新型的较佳实施例,并不因此而限定本实用新型的保护范围。附图中所使用的相同的附图标记表示相同或相似的元件。

如图2所示,本实用新型提出的晶圆键合设备包含晶圆机台(未示出)和机械手臂,所述机械手臂包括连接部302及承载部301,其中连接部302将承载部301与晶圆键合设备的其他部件(例如,晶圆机台)连接在一起,承载部301用于承载需要键合的晶圆100。所述承载部301上设置有吸附装置。

根据本发明的一个实施例,如图2所示,所述承载部301成叉状,并包括两个伸出端以及两个伸出端的交叉部。所述吸附装置可包括至少一个吸附单元200。例如,所述吸附装置包括三个吸附单元200,每个伸出端上设置一个吸附单元,交叉部上设置一个吸附单元。

如图3所示,每一个所述吸附单元200包括有吸附端,且吸附端上设置有用于吸附晶圆的吸孔201,所述吸附端突出于承载部表面之上以吸附晶圆;还包括位于吸附端下方的重力传感器202,所述重力传感器沉陷于承载部内;在吸附端和重力传感器之间连接有传导部203,传导部用于将吸附端吸附的晶圆的重量传递至重力传感器。

由此可见,在机械臂的晶圆吸孔的下方加装重力感应装置,晶圆在实现键合后,机械臂抓取后,其承受的两片晶圆的重量而不是一片晶圆,当上部晶圆在传送过程中滑落时,机械臂上的重量立即会发生变化,这一变化会迅速被重力传感器感知到,而将信息传送给控制系统,控制系统及时停止机械臂装置的移动,避免对设备产生影响。若采用如图2所示的结构,至少一个(例如,三个)吸附单元的重力传感器感测的质量总和即为键合的晶圆的重量,当有晶圆掉落时,重量会突然减少,若减少的重量为上部晶圆的重量,这时便可断定上部晶圆掉落。当然,如果全部掉落,减少的重量为键合的晶圆的重量之和,这样也可省去对吸附压力进行感测的压力传感器。此外,本发明也可包括对吸孔的吸附压力进行感测的压力传感器,以更快速地确定是否有晶圆滑落。

由此可见,本实用新型提出的技术方案实现了机械臂对晶圆键合后上部晶圆的感知功能,在上部晶圆在机械臂传送过程中掉落后,及时停止机台的后续的动作,减小机台设备因晶圆掉落带来的影响,例如上部晶圆碎片可能会散落在机械臂传送轨道上。

应注意,本实用新型所提出的具体实施方式及应用领域仅为说明的目的,并不作为对本实用新型保护范围的限制,本领域技术人员可对本实用新型的多种具体实施方式进行随意组合、修改并应用于不同的实际应用中。

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