一种调平装置的制作方法

1.本实用新型涉及晶圆加工技术领域，尤其涉及一种调平装置。


背景技术：

2.电子产品的生产和制造离不开芯片，通过对晶圆片进行多层次的复杂工艺处理，以提供符合电子产品要求的芯片。晶圆片在进入设备接受工艺处理时，需要有专门的固定载具对其进行定位和固持，以保证工艺效果。由于晶圆片对精度要求极高，在加工之前，需要将晶圆片调整至水平状态以保证晶圆片的合格率。
3.现有技术中，通常是将晶圆片放置于具有调平功能的固定载具，通过固定载具将晶圆片固定后进行调平，然后进行刻蚀。然而，现有的固定载具大多是利用三维水平仪来测量水平度并校准，但利用三维水平仪进行水平度调节时，需要先选择两个调节点作为调节基准，而调节基准往往选择不合适，导致调节速度慢，且由于三位水平仪距离调节点较远，导致调节精度差。
4.针对上述问题，需要开发一种调平装置，以解决上述问题。


技术实现要素：

5.本实用新型的目的在于提出一种调平装置，能够快速调节承载台的水平度，而且调节精度高。
6.为达此目的，本实用新型采用以下技术方案：
7.一种调平装置，包括：
8.基座，所述基座的上方设置有承载台，所述承载台具有三个不共线的调节部；
9.测量组件，包括至少两个水平仪，其中一个所述水平仪设置于两个所述调节部之间且能够测量两个所述调节部的水平度，其他所述水平仪的测量方向与两个所述调节部之间的所述水平仪的测量方向呈夹角设置；
10.三个调平机构，所述调平机构与所述调节部一一对应，所述调平机构能够调节所述调节部与所述基座之间的距离。
11.优选地，所述测量组件包括两个所述水平仪，两个所述水平仪的测量方向相互垂直。
12.优选地，所述测量组件包括三个所述水平仪，每两个所述调节部之间均设置有一个所述水平仪，每个所述水平仪能够测量自身两端朝向的所述调节部的水平度。
13.优选地，所述水平仪为长条状，所述水平仪的长度方向即为测量方向。
14.优选地，每两个所述调节部之间的距离均相等。
15.优选地，三个所述调节部与所述承载台的边缘之间的距离均相等。
16.优选地，所述调平机构包括螺杆，所述螺杆转动设置于所述承载台，所述螺杆与所述基座螺纹连接。
17.优选地，所述调平机构还包括驱动件，所述驱动件能够驱动所述螺杆转动。
18.优选地，所述调平机构还包括联轴器，所述联轴器能够传动连接所述驱动件与所述螺杆。
19.优选地，所述调平机构还包括减速器，所述驱动件通过所述减速器传动连接于所述联轴器。
20.本实用新型的有益效果：
21.本实用新型提供了一种调平装置。该调平装置中，设置于两个调节部之间的水平仪能够快速测量出这两个调节部之间的水平度，而后利用连接于这两个调节部的调平机构将这两个调节部调平。然后再根据另外的水平仪的测量结果来调节第三个调节部的高度，使第三个调节部与前两个调节部等高，从而完成承载台的调平。
22.该调平装置能够快速调节承载台的水平度，而且调节精度高。
附图说明
23.图1是本实用新型第一实施例提供的调平装置的俯视图；
24.图2是本实用新型第一实施例提供的调平装置的剖视图；
25.图3是本实用新型第二实施例提供的调平装置的俯视图。
26.图中：
27.1、基座；2、承载台；3、测量组件；4、调平机构；
28.21、调节部；31、水平仪；41、螺杆；42、驱动件；43、联轴器；44、减速器。
具体实施方式
29.下面详细描述本实用新型的实施例，实施例的示例在附图中示出，其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，旨在用于解释本实用新型，而不能理解为对本实用新型的限制。
30.在本实用新型的描述中，需要说明的是，术语“中心”、“上”、“下”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本实用新型和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本实用新型的限制。此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。其中，术语“第一位置”和“第二位置”为两个不同的位置。
31.除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”、“固定”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通或两个元件的相互作用关系。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本实用新型中的具体含义。
32.除非另有明确的规定和限定，第一特征在第二特征之“上”或之“下”可以包括第一特征和第二特征直接接触，也可以包括第一特征和第二特征不是直接接触而是通过它们之间的另外的特征接触。而且，第一特征在第二特征“之上”、“上方”和“上面”包括第一特征在第二特征正上方和斜上方，或仅仅表示第一特征水平高度高于第二特征。第一特征在第二
特征“之下”、“下方”和“下面”包括第一特征在第二特征正下方和斜下方，或仅仅表示第一特征水平高度小于第二特征。
33.下面结合附图并通过具体实施方式来进一步说明本实用新型的技术方案。
34.电子产品的生产和制造离不开芯片，通过对晶圆片进行多层次的复杂工艺处理，以提供符合电子产品要求的芯片。晶圆片在进入设备接受工艺处理时，需要有专门的固定载具对其进行定位和固持，以保证工艺效果。由于晶圆片对精度要求极高，在加工之前，需要将晶圆片调整至水平状态以保证晶圆片的合格率。
35.现有技术中，通常是将晶圆片放置于具有调平功能的固定载具，通过固定载具将晶圆片固定后进行调平，然后进行刻蚀。然而，现有的固定载具大多是利用三维水平仪来测量水平度并校准，但利用三维水平仪进行水平度调节时，需要先选择两个调节点作为调节基准，而调节基准往往选择不合适，导致调节速度慢，且由于三位水平仪距离调节点较远，导致调节精度差。
36.为解决上述问题，本实施例提供了一种调平装置。如图1和图2所示，该调平装置包括基座1、测量组件3及三个调平机构4。基座1的上方设置有承载台2，承载台2具有三个不共线的调节部21。测量组件3包括至少两个水平仪31，其中一个水平仪31设置于两个调节部21之间且能够测量两个调节部21的水平度，其他水平仪31的测量方向与两个调节部21之间的水平仪31的测量方向呈夹角设置。调平机构4与调节部21一一对应，调平机构4能够调节调节部21与基座1之间的距离。
37.该调平装置中，设置于两个调节部21之间的水平仪31能够快速测量出这两个调节部21之间的水平度，而后利用连接于这两个调节部21的调平机构4将这两个调节部21调平。然后再根据另外的水平仪31的测量结果来调节第三个调节部21的高度，使第三个调节部21与前两个调节部21等高，从而完成承载台2的调平。
38.该调平装置能够利用其中一个水平仪31的测量结果快速将其中两个调节部21调平，再根据这两个调节部21作为调节基准调节第三个调节部21，从而快速调节承载台2的水平度。
39.如图1所示，测量组件3包括两个水平仪31，两个水平仪31的测量方向相互垂直。可以理解的是，其中一个水平仪31设置于两个调节部21之间，以便于操作人员调节这两个调节部21之间的水平度。当调节完毕后，由于两个水平仪31的测量方向相互垂直，故第二个水平仪31测量的水平度即为第三个调节部21与两个调节部21之间的连线之间的水平度，操作人员能够直观的根据水平仪31的数据来确定需要将第三个调节部21调节多少高度，操作简单，调节效率高。
40.如图1所示，水平仪31为长条状，水平仪31的长度方向即为测量方向，水平仪31沿长度方向的两端分别朝向与水平仪31相邻的两个调节部21。可以理解的是，水平仪31在测量方向上的尺寸越长，其越能够感知到水平仪31两端在该方向上的高度差，也就是测量精度越高，从而大大提高了该调平装置的精度。
41.如图1所示，每两个调节部21之间的距离均相等。可以理解的是，调节部21之间距离相等，使得三个调节部21两两之间的连线围成等边三角形。也就是说，无论以哪两个调节部21作为调节基准，第三个调节部21与作为调节基准的两个调节部21的连线之间的距离都相等，从而排除了因调节基准的选择而导致最终的调节精度不同。
42.如图1所示，三个调节部21与承载台2的边缘之间的距离均相等。承载台2为圆形，三个调节部21与承载台2的边缘之间的距离均相等，能够保证三个调节部21围成的等边三角形的中心与承载台2的圆心重合。也就是说，三个调节部21在调节承载台2的水平度时，能够确保承载台2不会因调节部21偏向一边而导致对另一边的调节精度变差。
43.如图2所示，调平机构4包括螺杆41，螺杆41转动设置于承载台2，螺杆41与基座1螺纹连接。当螺杆41相对于承载台2转动时，基座1与承载台2之间的距离也发生变化，从而达到调节承载台2的调节部21的高度的作用。
44.具体地，例如螺杆41是m3的，则螺距是0.35mm。也就是说，螺杆41每转动一周，承载台2与基座1之间的距离变化0.35mm。若以螺杆41每旋转10
°
作为一个档位调节，那么螺杆41每旋转10
°
，承载台2与基座1之间的距离就会变化9.7μm。
45.如图2所示，调平机构4还包括驱动件42，驱动件42能够驱动螺杆41转动。当需要调节承载台2的水平度时，可以通过驱动件42转动相应的螺杆41，从而大大提高了调节效率，降低了操作人员的工作量。
46.可以理解的是，由于晶圆片的加工精度极高，使得调平装置的螺杆41与基座1或承载台2的螺纹之间几乎没有间隙，否则调平装置就无法达到精度要求，这就导致当承载台2处于倾斜的状态时，螺杆41会与基座1或承载台2的螺纹卡死而无法转动。为解决这个问题，调平机构4还包括联轴器43，联轴器43能够传动连接驱动件42与螺杆41。联轴器43能够实现驱动件42与螺杆41之间的柔性连接，防止螺杆41卡死。在其他实施例中，可以不设置联轴器43，而是通过其他结构实现防止螺杆41与基座1或承载台2的螺纹卡死。
47.优选地，驱动件42为抱闸电机。抱闸电机在工作时能够驱动螺杆41转动以调节承载台2的水平度，当抱闸电机关闭时，能够锁定抱闸电机的输出轴，从而对相应的调平机构4实现锁紧。
48.如图2所示，调平机构4还包括减速器44，驱动件42通过减速器44传动连接于联轴器43。减速器44能够大幅降低螺杆41的转动速度，进而提高调节精度，还能够提高调节过程中的稳定性。
49.具体地，减速器44为谐波减速器。谐波减速器能够提供至少1:50的传动比，实现对调节部21的微调，精度可以控制在0.001mm以内，实现精密调平。
50.水平仪31为电子水平仪，水平仪31具有头部与尾部，当头部比尾部高时，水平仪31读数为正值，当尾部比头部高时，水平仪31读数为负值，故根据水平仪31的读数大小与正负关系，即可判断水平仪31两端的高度差。其中，电子水平仪的精度在0.001mm，当水平仪31的读数的绝对值小于0.003mm时，认为已经调平。
51.该调平装置的操作流程如下：
52.s1：读取两个调节部21之间的水平仪31的读数，并判断读数的绝对值是否大于0.003mm，若是，则执行s2；
53.s2：控制该水平仪31两端的调平机构4通过对应的调节部21进行调平；
54.此时该水平仪31两端的调节部21处于同一高度。
55.s3：读取另一个水平仪31的读数，并判断读数的绝对值是否大于0.003mm，若是，则执行s4；
56.s4：控制第三个调平机构4通过对应的调节部21进行调平；
57.s5：重复s1～s4，直到两个水平仪31的读数的绝对值均小于0.003mm。
58.可以理解的是，当第三个调平机构4调平结束后，另一个水平仪31的读数可能会发生变化，但会比初始值小，故重复s1～s4,多次后，最终两个水平仪31的读数均会小于0.003mm，完成调平。
59.其中，步骤s1中，若否，则直接执行s3。步骤s3中，若否，则完成调平。
60.第二实施例
61.本实施例是在第一实施例的基础上，对测量组件3的结构进行了改变。
62.如图3所示，在本实施例中，测量组件3包括三个水平仪31，每两个调节部21之间均设置有一个水平仪31，每个水平仪31能够测量自身两端朝向的调节部21的水平度。
63.该调平装置中，在每两个调节部21之间设置一个水平仪31，能够通过水平仪31来测量承载台2在任意两个调节部21的水平情况，并根据三个水平仪31测量的数据确定水平差最小的两个相邻的调节部21，然后利用调平机构4根据水平仪31的测量结果对两个调节部21进行调平。此时两个调节部21之间的连线处于水平状态，然后再根据另外两个水平仪31的测量结果来调节第三个调节部21的高度，使第三个调节部21与前两个调节部21等高，从而完成承载台2的调平。
64.该调平装置能够根据三个水平仪31的测量结果快速确定作为调节基准的两个调节部21并对其进行调平，再根据调节基准调节第三个调节部21，从而快速调节承载台2的水平度，而且水平仪31较为接近其测量的两个调节部21，调节精度高。
65.以上内容仅为本实用新型的较佳实施例，对于本领域的普通技术人员，依据本实用新型的思想，在具体实施方式及应用范围上均会有改变之处，本说明书内容不应理解为对本实用新型的限制。