一种晶圆沟道的直写填充装备

本发明属于晶圆沟道填充设备，更具体地，涉及一种晶圆沟道的直写填充装备。

背景技术：

1、在半导体行业中，通常需要在晶圆沟道中沉积氧化硅，以形成沟道隔离结构、金属制程前介电质层或者是金属层间介电质层。目前行业内普遍采用的pecvd等离子体增强化学气相沉积技术来进行沟道填充，该方式因为是整面进行无差别填充，所以会在整面晶圆上形成一层氧化硅薄膜，然后进行后续打磨，将沟道上方的一层薄膜去除掉，留下沟道中的氧化硅隔离结构。

2、但是，这种pecvd的方式对填充材料的利用率较低，很浪费材料，同时，采用无差别填充，由于晶圆表面和晶圆沟道的结构不同，晶圆表面和晶圆沟道的填充状态不同，晶圆沟道的填充精度无法保证，通过后续打磨工艺对填充状态进行调整，耗时较长且对打磨精度要求很高，增加了加工难度，生产效率低。

技术实现思路

1、针对现有技术的缺陷，本发明的目的在于提供一种晶圆沟道的直写填充装备，旨在解决现有技术中晶圆沟道填充材料利用率低、精度低、生产效率低的问题。

2、为实现上述目的，本发明提供了一种晶圆沟道的直写填充装备，包括有工作台、机架、移动载物台、十字模组、激光检测系统、视觉实时监控系统、直写填充装置、填充视觉监测系统；

3、所述工作台作为安装载体；

4、所述机架位于所述工作台上，且跨设在所述移动载物台上方；

5、所述十字模组安装在所述机架上，且能带动所述激光检测系统、所述视觉实时监控系统、直写填充装置沿所述机架长度方向和竖直方向运动；

6、所述移动载物台位于所述工作台上，用于装载晶圆，带动晶圆运动至直写填充位置，并对晶圆的装载位置进行调整；

7、所述激光检测系统位于所述移动载物台上方，用于对晶圆进行整体扫描，获得晶圆的实时位置；

8、所述视觉实时监控系统位于所述激光检测系统右侧，用于对沟道的填充过程进行实时监控，并对直写填充装置的针头到晶圆沟道的间距进行实时测量；

9、所述直写填充装置位于所述视觉实时监控系统右侧，且倾斜设置，用于加装填充材料，并对晶圆沟道进行直写填充；

10、所述填充视觉监测系统位于所述移动载物台右侧，且固定设置在所述工作台上，用于监测所述直写填充装置的填充高度。

11、更进一步地，所述机架上还设有针头清洗区和试打印区，所述针头清洗区用于对所述直写填充装置的针头进行清洗，所述试打印区用于对所述直写填充装置进行试用，确保所述直写填充装置的针头出料顺畅。

12、更进一步地，所述移动载物台包括有垂直所述机架长度方向设置的直线模组，所述直线模组的输出端上设有旋转基台，所述旋转基台上设有用于吸附固定晶圆的真空卡盘。

13、更进一步地，所述视觉实时监控系统包括有三轴微动台，所述三轴微动台的输出端竖直设有观测相机。

14、更进一步地，所述直写填充装置包括倾斜设置的横移模组，所述横移模组的输出端设有旋转电机，所述旋转电机的输出端设有直写填充组件。

15、更进一步地，所述填充视觉监测系统包括自动滑台，所述自动滑台的输出端设有监测相机，所述自动滑台能带动所述监测相机自动升降。

16、更进一步地，所述工作台和所述机架均采用000级精度等级的大理石制作，且所述工作台和所述机架的垂直度的公差等级小于等于5级。

17、更进一步地，所述试打印区的平面度小于等于1um。

18、更进一步地，所述直写填充装置还能对锡膏、银浆以及无机纳米材料进行直写填充。

19、总体而言，通过本发明所构思的以上技术方案与现有技术相比，具有以下有益效果：

20、(1)本发明提供的晶圆沟道直写填充装置，自动化程度高，能够将填充材料直接填充到晶圆沟道中，大大的减少了填充材料的使用量，同时由于只是对沟道进行了填充，所以在后续打磨工艺中也大大减少了需要打磨的面积，提高了生产效率，节约了生产成本；

21、(2)此外，设有激光检测系统，确保晶圆每次填充时实现精准定位；配合视觉实时监控系统，对直写填充装置的填充过程同步监测，确保沟道填充过程顺畅，判断沟道直写填充状态的好坏；同时，通过填充视觉监测系统对直写填充装置的直写填充高度进行精准调控，从而确保沟道的整个填充过程稳定，填充精度高，降低了后续打磨难度，进一步提升了生产效率。

技术特征：

1.一种晶圆沟道的直写填充装备，其特征在于：包括有工作台(100)、机架(200)、移动载物台(300)、十字模组(400)、激光检测系统(500)、视觉实时监控系统(600)、直写填充装置(700)、填充视觉监测系统(800)；

2.如权利要求1所述的晶圆沟道的直写填充装备，其特征在于：所述机架(200)上还设有针头清洗区(201)和试打印区(202)，所述针头清洗区(201)用于对所述直写填充装置(700)的针头进行清洗，所述试打印区(202)用于对所述直写填充装置(700)进行试用，确保所述直写填充装置(700)的针头出料顺畅。

3.如权利要求1所述的晶圆沟道的直写填充装备，其特征在于：所述移动载物台(300)包括有垂直所述机架(200)长度方向设置的直线模组(301)，所述直线模组(301)的输出端上设有旋转基台(302)，所述旋转基台(302)上设有用于吸附固定晶圆的真空卡盘(303)。

4.如权利要求1所述的晶圆沟道的直写填充装备，其特征在于：所述视觉实时监控系统(600)包括有三轴微动台(601)，所述三轴微动台(601)的输出端竖直设有观测相机(602)。

5.如权利要求1所述的晶圆沟道的直写填充装备，其特征在于：所述直写填充装置(700)包括倾斜设置的横移模组(701)，所述横移模组(701)的输出端设有旋转电机(702)，所述旋转电机(702)的输出端设有直写填充组件(703)。

6.如权利要求1所述的晶圆沟道的直写填充装备，其特征在于：所述填充视觉监测系统(800)包括自动滑台(801)，所述自动滑台(801)的输出端设有监测相机(802)，所述自动滑台(801)能带动所述监测相机(802)自动升降。

7.如权利要求1所述的晶圆沟道的直写填充装备，其特征在于：所述工作台(100)和所述机架(200)均采用000级精度等级的大理石制作，且所述工作台(100)和所述机架(200)的垂直度的公差等级小于等于5级。

8.如权利要求2所述的晶圆沟道的直写填充装备，其特征在于：所述试打印区(202)的平面度小于等于1um。

9.如权利要求1所述的晶圆沟道的直写填充装备，其特征在于：所述直写填充装置(700)还能对锡膏、银浆以及无机纳米材料进行直写填充。

技术总结
本发明公开了一种晶圆沟道的直写填充装备，属于晶圆沟道填充设备技术领域，包括有工作台、机架、移动载物台、十字模组、激光检测系统、视觉实时监控系统、直写填充装置、填充视觉监测系统；所述十字模组安装在所述机架上；所述移动载物台位于所述工作台上，带动晶圆运动至直写填充位置；所述视觉实时监控系统用于对沟道的填充过程进行实时监控；所述直写填充装置用于对晶圆沟道进行直写填充；所述填充视觉监测系统用于监测所述直写填充装置的填充高度。本发明提供的晶圆沟道的直写填充装备，自动化程度高，减少了填充材料的使用量，减少了打磨面积，提高了生产效率，节约了生产成本。

技术研发人员：尹周平,吴豪,徐洲龙,谢斌
受保护的技术使用者：华中科技大学
技术研发日：
技术公布日：2024/1/15