【技術(shù)實(shí)現(xiàn)步驟摘要】
本專利技術(shù)涉及晶圓鍵合，尤其涉及一種用于晶圓鍵合設(shè)備中的烘烤裝置。
技術(shù)介紹
1、晶圓鍵合，即通過化學(xué)和物理作用將兩塊已鏡面拋光的同質(zhì)或異質(zhì)的晶片緊密地結(jié)合起來，實(shí)現(xiàn)3d集成與先進(jìn)封裝中的垂直堆疊以及電氣互連的過程。烘烤是晶圓鍵合預(yù)處理中極為重要的一步，主要作用是除去晶體微觀腔體內(nèi)壁以及晶圓表面的粘滯氣體分子，進(jìn)一步增強(qiáng)晶圓真空度，從而增強(qiáng)晶圓鍵合強(qiáng)度并降低晶圓鍵合空洞率。晶圓烘烤需在真空環(huán)境中進(jìn)行。
2、現(xiàn)有晶圓烘烤裝置在使用時(shí)一般配置有真空操作腔，真空操作腔與烘烤腔體通過插板閥連接，真空操作腔內(nèi)設(shè)有機(jī)械手，機(jī)械手拾取晶圓并通過插板閥將晶圓送至烘烤腔體內(nèi)，然后機(jī)械手收回，最后關(guān)閉插板閥進(jìn)行烘烤。但由于機(jī)械手還需對(duì)接視覺對(duì)位裝置、鍵合裝置等結(jié)構(gòu)，受結(jié)構(gòu)成本、空間尺寸等因素的制約，機(jī)械手的豎直活動(dòng)范圍較小，烘烤腔體內(nèi)一般僅設(shè)有與機(jī)械手對(duì)接的一個(gè)工位，即烘烤腔體僅能單片進(jìn)行烘烤，烘烤效率較低。
技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路
1、為克服現(xiàn)有晶圓烘烤裝置效率較低的技術(shù)缺陷，本專利技術(shù)提供了一種用于晶圓鍵合設(shè)備中的烘烤裝置。
2、本專利技術(shù)提供的用于晶圓鍵合設(shè)備中的烘烤裝置，包括：
3、機(jī)架；
4、烘烤箱，其固定在所述機(jī)架上，所述烘烤箱的前側(cè)壁設(shè)有用以避讓機(jī)械手的操作窗口，且所述操作窗口設(shè)有開閉閥門；
5、抽真空機(jī)構(gòu)，其固定于所述機(jī)架上且與所述烘烤箱的內(nèi)腔連通；
6、熱盤載箱，其安裝在所述烘烤箱內(nèi)且能沿豎直方向滑動(dòng)，所述熱盤載箱的前側(cè)敞
7、第一升降桿，其密封貫穿所述烘烤箱的底壁且與所述熱盤載箱的底壁連接，所述第一升降桿連接有用以驅(qū)動(dòng)其升降的第一驅(qū)動(dòng)件，所述第一驅(qū)動(dòng)件通過第一升降桿帶動(dòng)所述熱盤載箱升降以使每個(gè)加熱板皆能與所述操作窗口對(duì)齊；
8、頂撐機(jī)構(gòu)，其包括安裝在所述烘烤箱內(nèi)且能沿豎直方向滑動(dòng)的安裝架，所述安裝架上設(shè)有多個(gè)頂撐組件，多個(gè)頂撐組件與所述加熱板一一對(duì)應(yīng)設(shè)置，所述熱盤載箱的后側(cè)壁對(duì)應(yīng)多個(gè)頂撐組件開設(shè)有多個(gè)避讓窗口，所述頂撐組件包括安裝板，所述安裝板的后端固定連接在所述安裝架上，所述安裝板的前端通過對(duì)應(yīng)避讓窗口伸入所述熱盤載箱內(nèi)且位于對(duì)應(yīng)加熱板的下方，所述安裝板的前端上方固定有頂針，所述加熱板對(duì)應(yīng)所述頂針的位置開設(shè)有通孔；
9、第二升降桿，其密封貫穿所述烘烤箱的底壁且位于所述安裝架的正下方，所述第二升降桿連接有用以驅(qū)動(dòng)其升降的第二驅(qū)動(dòng)件，所述第二驅(qū)動(dòng)件通過第二升降桿頂升所述頂撐機(jī)構(gòu)以使所述頂針能貫穿對(duì)應(yīng)通孔并頂升對(duì)應(yīng)晶圓。
10、可選的，所述烘烤箱內(nèi)設(shè)有位于所述安裝架后側(cè)的固定架，所述固定架的前側(cè)固定有兩組豎直布置的導(dǎo)軌，所述安裝架和熱盤載箱分別滑動(dòng)連接在兩組導(dǎo)軌上。
11、可選的，所述第一升降桿和第二升降桿皆通過滑動(dòng)密封組件貫穿所述烘烤箱的底壁，所述滑動(dòng)密封組件包括套設(shè)在所述第一升降桿的外側(cè)或第二升降桿的外側(cè)的波紋管，所述波紋管的兩端皆設(shè)有連接盤，所述波紋管上端的連接盤密封連接在所述烘烤箱的底壁下表面，所述波紋管下端的連接盤密封連接有法蘭盤，所述法蘭盤的上表面設(shè)有安裝槽，所述第一升降桿的底端或第二升降桿的底端套接固定在所述安裝槽內(nèi)。
12、可選的，所述滑動(dòng)密封組件還包括無油襯套，所述無油襯套設(shè)于所述烘烤箱的底壁內(nèi)，所述第一升降桿或第二升降桿滑動(dòng)套接在所述無油襯套內(nèi)。
13、可選的，所述第一驅(qū)動(dòng)件和第二驅(qū)動(dòng)件皆為電機(jī)絲杠副，所述電機(jī)絲杠副包括位于所述烘烤箱下方的固定板，所述固定板與所述烘烤箱通過豎直布置的導(dǎo)向桿固定連接，所述電機(jī)絲杠副還包括螺桿，所述螺桿的底端轉(zhuǎn)動(dòng)連接在所述固定板上，所述螺桿的頂端連接有用以驅(qū)動(dòng)其旋轉(zhuǎn)的伺服電機(jī)，所述伺服電機(jī)的殼體固定于所述烘烤箱的底壁下表面，所述螺桿上螺接有螺母件，所述螺母件與所述法蘭盤固定連接且滑動(dòng)套接在所述導(dǎo)向桿上。
14、可選的，所述開閉閥門為插板閥。
15、可選的，所述熱盤載箱的頂壁內(nèi)側(cè)、底壁內(nèi)側(cè)、左側(cè)壁內(nèi)側(cè)、右側(cè)壁內(nèi)側(cè)以及后側(cè)壁內(nèi)側(cè)皆設(shè)有第一熱反射屏，所述烘烤箱的前側(cè)壁內(nèi)側(cè)設(shè)有第二熱反射屏。
16、可選的，位于左右兩側(cè)的第一熱反射屏的內(nèi)側(cè)皆固定有豎板，所述豎板的內(nèi)表面對(duì)應(yīng)加熱板設(shè)有沿豎直方向間隔分布的多個(gè)卡槽，所述加熱板的左右兩端卡接在對(duì)應(yīng)豎板的卡槽內(nèi)。
17、可選的，所述烘烤箱的外側(cè)設(shè)有冷卻管道。
18、可選的，所述抽真空機(jī)構(gòu)連接于所述烘烤箱的后側(cè)壁，所述烘烤箱的后側(cè)壁外側(cè)、左側(cè)壁外側(cè)以及右側(cè)壁外側(cè)皆設(shè)有所述冷卻管道，所述烘烤箱的頂壁設(shè)有真空規(guī)管以及用以連接檢測設(shè)備的轉(zhuǎn)接頭。
19、本專利技術(shù)提供的技術(shù)方案與現(xiàn)有技術(shù)相比具有如下優(yōu)點(diǎn)：
20、本專利技術(shù)提供的用于晶圓鍵合設(shè)備中的烘烤裝置，設(shè)有烘烤箱，烘烤箱的前側(cè)壁設(shè)有操作窗口，烘烤箱內(nèi)設(shè)有可獨(dú)立升降的熱盤載箱和頂撐機(jī)構(gòu)，熱盤載箱的前側(cè)敞口且與烘烤箱的前側(cè)壁對(duì)接形成烘烤腔體，熱盤載箱內(nèi)設(shè)有多個(gè)加熱板，通過熱盤載箱的升降能夠使不同層的加熱板與操作敞口對(duì)齊，機(jī)械手通過操作窗口配合頂撐機(jī)構(gòu)將晶圓放置在對(duì)應(yīng)的加熱板上，如此能夠?qū)崿F(xiàn)多個(gè)晶圓的同時(shí)烘烤，大幅提高了晶圓的烘烤效率。同時(shí)，本烘烤裝置采用加熱板與晶圓直接接觸的方式進(jìn)行烘烤，更利于保證烘烤時(shí)的溫度均勻性，也利于保證退火時(shí)的熱適配性，避免因異質(zhì)晶圓的熱膨脹系數(shù)不同導(dǎo)致的晶圓開裂。
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1.一種用于晶圓鍵合設(shè)備中的烘烤裝置，其特征在于，包括：
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的用于晶圓鍵合設(shè)備中的烘烤裝置，其特征在于，所述烘烤箱（2）內(nèi)設(shè)有位于所述安裝架（61）后側(cè)的固定架（23），所述固定架（23）的前側(cè)固定有兩組豎直布置的導(dǎo)軌（24），所述安裝架（61）和熱盤載箱（4）分別滑動(dòng)連接在兩組導(dǎo)軌（24）上。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的用于晶圓鍵合設(shè)備中的烘烤裝置，其特征在于，所述第一升降桿（5）和第二升降桿（7）皆通過滑動(dòng)密封組件（8）貫穿所述烘烤箱（2）的底壁，所述滑動(dòng)密封組件（8）包括套設(shè)在所述第一升降桿（5）的外側(cè)或第二升降桿（7）的外側(cè)的波紋管（81），所述波紋管（81）的兩端皆設(shè)有連接盤（82），所述波紋管（81）上端的連接盤（82）密封連接在所述烘烤箱（2）的底壁下表面，所述波紋管（81）下端的連接盤（82）密封連接有法蘭盤（83），所述法蘭盤（83）的上表面設(shè)有安裝槽（831），所述第一升降桿（5）的底端或第二升降桿（7）的底端套接固定在所述安裝槽（831）內(nèi)。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的用于晶圓鍵合設(shè)備中的烘烤裝置，其特征在
5.根據(jù)權(quán)利要求3所述的用于晶圓鍵合設(shè)備中的烘烤裝置，其特征在于，所述第一驅(qū)動(dòng)件（51）和第二驅(qū)動(dòng)件（71）皆為電機(jī)絲杠副（9），所述電機(jī)絲杠副（9）包括位于所述烘烤箱（2）下方的固定板（91），所述固定板（91）與所述烘烤箱（2）通過豎直布置的導(dǎo)向桿（92）固定連接，所述電機(jī)絲杠副（9）還包括螺桿（93），所述螺桿（93）的底端轉(zhuǎn)動(dòng)連接在所述固定板（91）上，所述螺桿（93）的頂端連接有用以驅(qū)動(dòng)其旋轉(zhuǎn)的伺服電機(jī)（94），所述伺服電機(jī)（94）的殼體固定于所述烘烤箱（2）的底壁下表面，所述螺桿（93）上螺接有螺母件（95），所述螺母件（95）與所述法蘭盤（83）固定連接且滑動(dòng)套接在所述導(dǎo)向桿（92）上。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的用于晶圓鍵合設(shè)備中的烘烤裝置，其特征在于，所述開閉閥門（22）為插板閥。
7.根據(jù)權(quán)利要求1至6任一項(xiàng)所述的用于晶圓鍵合設(shè)備中的烘烤裝置，其特征在于，所述熱盤載箱（4）的頂壁內(nèi)側(cè)、底壁內(nèi)側(cè)、左側(cè)壁內(nèi)側(cè)、右側(cè)壁內(nèi)側(cè)以及后側(cè)壁內(nèi)側(cè)皆設(shè)有第一熱反射屏，所述烘烤箱（2）的前側(cè)壁內(nèi)側(cè)設(shè)有第二熱反射屏。
8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的用于晶圓鍵合設(shè)備中的烘烤裝置，其特征在于，位于左右兩側(cè)的第一熱反射屏的內(nèi)側(cè)皆固定有豎板（44），所述豎板（44）的內(nèi)表面對(duì)應(yīng)加熱板（41）設(shè)有沿豎直方向間隔分布的多個(gè)卡槽（441），所述加熱板（41）的左右兩端卡接在對(duì)應(yīng)豎板（44）的卡槽（441）內(nèi)。
9.根據(jù)權(quán)利要求1至6任一項(xiàng)所述的用于晶圓鍵合設(shè)備中的烘烤裝置，其特征在于，所述烘烤箱（2）的外側(cè)設(shè)有冷卻管道（10）。
10.根據(jù)權(quán)利要求9所述的用于晶圓鍵合設(shè)備中的烘烤裝置，其特征在于，所述抽真空機(jī)構(gòu)（3）連接于所述烘烤箱（2）的后側(cè)壁，所述烘烤箱（2）的后側(cè)壁外側(cè)、左側(cè)壁外側(cè)以及右側(cè)壁外側(cè)皆設(shè)有所述冷卻管道（10），所述烘烤箱（2）的頂壁設(shè)有真空規(guī)管（26）以及用以連接檢測設(shè)備的轉(zhuǎn)接頭（27）。
...【技術(shù)特征摘要】
1.一種用于晶圓鍵合設(shè)備中的烘烤裝置，其特征在于，包括：
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的用于晶圓鍵合設(shè)備中的烘烤裝置，其特征在于，所述烘烤箱（2）內(nèi)設(shè)有位于所述安裝架（61）后側(cè)的固定架（23），所述固定架（23）的前側(cè)固定有兩組豎直布置的導(dǎo)軌（24），所述安裝架（61）和熱盤載箱（4）分別滑動(dòng)連接在兩組導(dǎo)軌（24）上。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的用于晶圓鍵合設(shè)備中的烘烤裝置，其特征在于，所述第一升降桿（5）和第二升降桿（7）皆通過滑動(dòng)密封組件（8）貫穿所述烘烤箱（2）的底壁，所述滑動(dòng)密封組件（8）包括套設(shè)在所述第一升降桿（5）的外側(cè)或第二升降桿（7）的外側(cè)的波紋管（81），所述波紋管（81）的兩端皆設(shè)有連接盤（82），所述波紋管（81）上端的連接盤（82）密封連接在所述烘烤箱（2）的底壁下表面，所述波紋管（81）下端的連接盤（82）密封連接有法蘭盤（83），所述法蘭盤（83）的上表面設(shè)有安裝槽（831），所述第一升降桿（5）的底端或第二升降桿（7）的底端套接固定在所述安裝槽（831）內(nèi)。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的用于晶圓鍵合設(shè)備中的烘烤裝置，其特征在于，所述滑動(dòng)密封組件（8）還包括無油襯套（84），所述無油襯套（84）設(shè)于所述烘烤箱（2）的底壁內(nèi)，所述第一升降桿（5）或第二升降桿（7）滑動(dòng)套接在所述無油襯套（84）內(nèi)。
5.根據(jù)權(quán)利要求3所述的用于晶圓鍵合設(shè)備中的烘烤裝置，其特征在于，所述第一驅(qū)動(dòng)件（51）和第二驅(qū)動(dòng)件（71）皆為電機(jī)絲杠副（9），所述電機(jī)絲杠副（9）包括位于所述烘烤箱（2）下方的固定板（91），所述固定板（91）與所述烘烤箱（2）通過豎直布置的...
【專利技術(shù)屬性】
技術(shù)研發(fā)人員：王成君，楊曉東，薛志平，喬麗，段晉勝，李文浩，王濤，王玉亮，
申請(qǐng)(專利權(quán))人：西北電子裝備技術(shù)研究所中國電子科技集團(tuán)公司第二研究所，
類型：發(fā)明
國別省市：
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