用于晶圓級植球機的搭載平臺的制作方法
用于晶圓級植球機的搭載平臺的制作方法
【專利摘要】一種用于晶圓級植球機的搭載平臺，包括底部X軸運動系統(tǒng)、底部Y軸運動系統(tǒng)、底部Z軸運動系統(tǒng)、外圈Z軸運動機構(gòu)、內(nèi)圈Z軸運動機構(gòu)、晶圓支撐柱、搭載平臺外圈和搭載平臺內(nèi)圈，在搭載平臺外圈、搭載平臺內(nèi)圈和晶圓支撐柱上分別設(shè)有真空吸附孔。本實用新型采用高精密絲杠傳動，具有高精度高穩(wěn)定性，晶圓級植球機最小植球球徑可達到φ0.1mm。本實用新型采用內(nèi)外圈搭載平臺結(jié)構(gòu)及晶圓支撐柱結(jié)構(gòu)，可用機械手進行晶圓的自動上下料，最大限度的提高了設(shè)備的自動化程度，提高了生產(chǎn)效率，并提高了產(chǎn)品的穩(wěn)定性。通過更換治具，能夠?qū)?yīng)6英寸、8英寸和12英寸晶圓，具有高度的適用性。
【專利說明】用于晶圓級植球機的搭載平臺
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實用新型涉及一種半導(dǎo)體生產(chǎn)設(shè)備，尤其涉及一種用于晶圓級植球機的搭載平臺。
【背景技術(shù)】
[0002]隨著半導(dǎo)體行業(yè)的飛速發(fā)展，半導(dǎo)體工業(yè)也在高速的成長。半導(dǎo)體后道工序中，WLP(wafer level package晶圓級封裝)封裝方式已成為市場主流，WLP封裝以其高密度、體積小、散熱好、電性能優(yōu)異等優(yōu)點正在大量應(yīng)用在大規(guī)模集成電路方面。WLP封裝技術(shù)的一個核心工藝就是植球。未來市場上植球主流是晶圓級植球，而晶圓級植球設(shè)備中的晶圓搭載平臺的搭載方式直接關(guān)系到植球的成功率；目前晶圓級植球機的搭載平臺搭載方式主要以手動方式放置晶圓在搭載平臺上，機構(gòu)多采用XYZ三軸機構(gòu)，為追求精度，有些設(shè)備XY軸采用直線電機驅(qū)動。這些搭載平臺臺主要存在以下一些缺陷:
[0003]1、雖然X、Y軸采用直線電機進行驅(qū)動，但搭載平臺的整體定位精度并沒有太大提高,造成成本的極大浪費。
[0004]2、Z軸采用單絲杠加導(dǎo)向柱方式驅(qū)動，導(dǎo)致機構(gòu)不穩(wěn)定，精度較低。現(xiàn)有搭載平臺定位精度較低，無法應(yīng)用在Φ0.3mm球徑以下植球設(shè)備中，植球效果差,不符合目前半導(dǎo)體行業(yè)植球日趨小徑錫球的發(fā)展趨勢。
[0005]3、現(xiàn)有搭載平臺大部分采用人工放置晶圓至搭載平臺，自動化程度低，生產(chǎn)效率低下。
實用新型內(nèi)容
[0006]本實用新型的目的，就是為了解決上述實際生產(chǎn)中的問題，提供一種用于晶圓級植球機的搭載平臺。
[0007]為了達到上述目的，本實用新型采用了以下技術(shù)方案:一種用于晶圓級植球機的搭載平臺，包括底部X軸運動系統(tǒng)、底部Y軸運動系統(tǒng)和底部Z軸運動系統(tǒng)；還包括外圈Z軸運動機構(gòu)、內(nèi)圈Z軸運動機構(gòu)、晶圓支撐柱、搭載平臺外圈和搭載平臺內(nèi)圈，外圈Z軸運動機構(gòu)、內(nèi)圈Z軸運動機構(gòu)和晶圓支撐柱分別安裝在Z軸運動系統(tǒng)上，搭載平臺外圈安裝在外圈Z軸運動機構(gòu)上，搭載平臺內(nèi)圈安裝在內(nèi)圈Z軸運動機構(gòu)上，晶圓支撐柱設(shè)置在搭載平臺內(nèi)圈下方并可穿過搭載平臺內(nèi)圈向上伸出；所述底部X軸運動系統(tǒng)、底部Y軸運動系統(tǒng)、底部Z軸運動系統(tǒng)、外圈Z軸運動機構(gòu)和內(nèi)圈Z軸運動機構(gòu)分別采用伺服電機驅(qū)動和精密絲杠傳動，在搭載平臺外圈、搭載平臺內(nèi)圈和晶圓支撐柱上分別設(shè)有真空吸附孔。
[0008]所述底部Z軸運動系統(tǒng)包括底部Z軸伺服電機和四個底部Z軸傳動絲杠，四個底部Z軸傳動絲杠分別設(shè)置在底部Y軸運動系統(tǒng)的四角上方，四個底部Z軸傳動絲杠通過底部同步齒形帶與底部Z軸伺服電機同步傳動相連。
[0009]所述外圈Z軸運動機構(gòu)包括外圈Z軸伺服電機和四個外圈Z軸絲杠，四個外圈Z軸絲杠分別設(shè)置在搭載平臺外圈的四角下方，四個外圈Z軸絲杠通過外圈同步齒形帶與外圈Z軸伺服電機同步傳動相連。
[0010]所述內(nèi)圈Z軸運動機構(gòu)包括內(nèi)圈Z軸伺服電機和四個內(nèi)圈Z軸絲杠，四個內(nèi)圈Z軸絲杠分別設(shè)置在搭載平臺內(nèi)圈的下方，四個內(nèi)圈Z軸絲杠通過內(nèi)圈同步齒形帶與內(nèi)圈Z軸伺服電機同步傳動相連。
[0011]所述搭載平臺內(nèi)圈呈圓形，搭載平臺外圈呈外方內(nèi)圓形，其內(nèi)圓與搭載平臺內(nèi)圈相適配，搭載平臺內(nèi)圈與搭載平臺外圈之間可作相對穿插運動。
[0012]還包括DD馬達和Θ旋轉(zhuǎn)平臺，DD馬達安裝在底部Z軸運動系統(tǒng)上，Θ旋轉(zhuǎn)平臺和DD馬達傳動相連并與搭載平臺內(nèi)圈相連，可帶動搭載平臺內(nèi)圈作Θ旋轉(zhuǎn)。
[0013]所述精密絲杠的移動精度為I微米，所述搭載平臺的定位精度為10微米。
[0014]所述晶圓支撐柱為三個，三個晶圓支撐柱等分在Φ60分度圓周上。
[0015]與現(xiàn)有技術(shù)相比，本實用新型具有以下的優(yōu)點和特點:
[0016]1、本實用新型高精密搭載平臺的XY軸采用高精密絲杠傳動，相對于采用直線電機驅(qū)動，即達到了搭載平臺的高精度，也有效地降低了成本。
[0017]2、本實用新型高精密搭載平臺具有高精度高穩(wěn)定性，應(yīng)用該高精密搭載平臺，晶圓級植球設(shè)備最小植球球徑可達到Φ0.1mm。
[0018]3、本實用新型高精密搭載平臺采用搭載平臺內(nèi)外圈雙Z軸及晶圓支撐柱結(jié)構(gòu)，可用機械手進行晶圓的自動上下料，最大限度的提高了設(shè)備的自動化程度，提高了生產(chǎn)效率，并提聞了廣品的穩(wěn)定性。
[0019]4、本實用新型高精密搭載平臺通過更換治具，能夠?qū)?yīng)6英寸、8英寸和12英寸晶圓，具有高度的適用性。
【專利附圖】
【附圖說明】
[0020]圖1是本實用新型用于晶圓級植球機的搭載平臺的立體結(jié)構(gòu)示意圖；
[0021]圖2是本實用新型用于晶圓級植球機的搭載平臺的正視結(jié)構(gòu)示意圖；
[0022]圖3是本實用新型用于晶圓級植球機的搭載平臺的側(cè)視結(jié)構(gòu)示意圖。
【具體實施方式】
[0023]參見圖1、圖2、圖3，本實用新型的用于晶圓級植球機的搭載平臺，包括底部X軸運動系統(tǒng)、底部Y軸運動系統(tǒng)、底部Z軸運動系統(tǒng)、外圈Z軸運動機構(gòu)、內(nèi)圈Z軸運動機構(gòu)、晶圓支撐柱、搭載平臺外圈和搭載平臺內(nèi)圈。上述底部X軸運動系統(tǒng)、底部Y軸運動系統(tǒng)、底部Z軸運動系統(tǒng)、外圈Z軸運動機構(gòu)和內(nèi)圈Z軸運動機構(gòu)分別采用伺服電機驅(qū)動和精密絲杠傳動，在搭載平臺外圈11、搭載平臺內(nèi)圈16和晶圓支撐柱18上分別設(shè)有真空吸附孔。圖中12所示為設(shè)置在搭載平臺外圈11上的真空吸附孔。
[0024]底部X軸運動系統(tǒng)包括X軸驅(qū)動電機I和X軸傳動絲杠2 ;底部Y軸運動系統(tǒng)架設(shè)在底部X軸運動系統(tǒng)上，包括Y軸驅(qū)動電機3和Y軸傳動絲杠4 ;底部Z軸運動系統(tǒng)架設(shè)在底部Y軸運動系統(tǒng)上，包括底部Z軸伺服電機5和四個底部Z軸傳動絲杠7，四個底部Z軸傳動絲杠7分別設(shè)置在底部Y軸運動系統(tǒng)的四角上方，四個底部Z軸傳動絲杠通過底部同步齒形帶6與底部Z軸伺服電機同步傳動相連。
[0025]外圈Z軸運動機構(gòu)、內(nèi)圈Z軸運動機構(gòu)和晶圓支撐柱分別安裝在Z軸運動系統(tǒng)上，其中外圈Z軸運動機構(gòu)包括外圈Z軸伺服電機8和四個外圈Z軸絲杠10，四個外圈Z軸絲杠10分別設(shè)置在搭載平臺外圈的四角下方，四個外圈Z軸絲杠通過外圈同步齒形帶9與外圈Z軸伺服電機同步傳動相連。內(nèi)圈Z軸運動機構(gòu)包括內(nèi)圈Z軸伺服電機13和四個內(nèi)圈Z軸絲杠15，四個內(nèi)圈Z軸絲杠分別設(shè)置在搭載平臺內(nèi)圈的下方，四個內(nèi)圈Z軸絲杠通過內(nèi)圈同步齒形帶14與內(nèi)圈Z軸伺服電機同步傳動相連。晶圓支撐柱18為三個，該晶圓支撐柱設(shè)置在搭載平臺內(nèi)圈下方并可穿過搭載平臺內(nèi)圈向上伸出，三個晶圓支撐柱等分設(shè)置在Φ60分度圓周上。
[0026]搭載平臺外圈11安裝在外圈Z軸運動機構(gòu)上，搭載平臺內(nèi)圈16安裝在內(nèi)圈Z軸運動機構(gòu)上，搭載平臺內(nèi)圈16呈圓形，搭載平臺外圈11呈外方內(nèi)圓形，其內(nèi)圓與搭載平臺內(nèi)圈相適配，搭載平臺內(nèi)圈與搭載平臺外圈之間可作相對穿插運動。
[0027]還包括DD馬達17和Θ旋轉(zhuǎn)平臺(未標示出來)，DD馬達安裝在底部Z軸運動系統(tǒng)上，Θ旋轉(zhuǎn)平臺和DD馬達傳動相連并與搭載平臺內(nèi)圈相連，可帶動搭載平臺內(nèi)圈作Θ旋轉(zhuǎn)。
[0028]本實用新型中的精密絲杠的移動精度為I微米，搭載平臺的定位精度為10微米。
[0029]本實用新型的工作原理可結(jié)合【專利附圖】
【附圖說明】如下:
[0030]本實用新型高精密搭載平臺通過底部X軸運動系統(tǒng)和底部Y軸運動系統(tǒng)的驅(qū)動，實現(xiàn)在各個工位的位置切換和搭載平臺在X、Y方向的定位；通過底部Z軸運動系統(tǒng)驅(qū)動搭載平臺進行Z軸的大行程運動，以實現(xiàn)Z軸工作面定位和必要的位置規(guī)避；搭載平臺外圈在外圈Z軸運動機構(gòu)的作用下能夠?qū)崿F(xiàn)小行程的Z軸升降，并有真空吸附功能，來實現(xiàn)對網(wǎng)版的支撐和吸附；搭載平臺內(nèi)圈在Θ旋轉(zhuǎn)平臺和內(nèi)圈Z軸運動機構(gòu)的作用下能夠?qū)崿F(xiàn)θ旋轉(zhuǎn)和小行程的Z軸升降，在搭載平臺內(nèi)圈下方有3個晶圓支撐柱，當(dāng)搭載平臺內(nèi)圈下降到規(guī)避位置時，可以使3個晶圓支撐柱突出在搭載平臺內(nèi)圈工作面之上，這時可通過晶圓機械手把晶圓放置在3個晶圓支撐柱上，晶圓支撐柱真空開啟吸住晶圓，然后搭載平臺內(nèi)圈工作面上升，3個晶圓支撐柱關(guān)閉真空，工作平臺吸附住晶圓；然后通過底部X軸運動系統(tǒng)、底部Y軸運動系統(tǒng)、底部Z軸運動系統(tǒng)及Θ旋轉(zhuǎn)平臺進行晶圓在各個工位的對位以及各個工位的切換。
[0031]運用于晶圓級植球機時的動作實例如下:首先在底部X軸運動系統(tǒng)、底部Y軸運動系統(tǒng)的驅(qū)動下，搭載平臺運動到上料位；搭載平臺外圈11在外圈Z軸伺服電機8、外圈同步齒形帶9及外圈Z軸絲杠10的作用下，下降處于規(guī)避位置；搭載平臺內(nèi)圈16在內(nèi)圈Z軸伺服電機13、內(nèi)圈同步齒形帶14及內(nèi)圈Z軸絲杠15的帶動下，也下降到規(guī)避位置，使三個晶圓支撐柱18露出搭載平臺的搭載面；此時搭載平臺處于晶圓上料準備位置，機械手把晶圓盒內(nèi)的晶圓取出，放置在3個晶圓支撐柱18上，晶圓支撐柱18的真空系統(tǒng)開啟，吸附住晶圓；然后搭載平臺內(nèi)圈在內(nèi)圈Z軸伺服電機13、內(nèi)圈同步齒形帶14及內(nèi)圈Z軸絲杠15的作用下上升托住晶圓，同時晶圓支撐柱18的真空關(guān)閉，搭載平臺內(nèi)圈的真空系統(tǒng)開啟，吸附住晶圓；同時搭載平臺外圈也上升到工作位置。
[0032]搭載平臺上料準備完畢后，通過CO) (charge coupled device,電荷稱合元件,一種圖像處理元器件)定位，在X軸驅(qū)動電機I及Y軸驅(qū)動電機3的驅(qū)動下，運動到印刷位置；搭載平臺外圈11在外圈Z軸伺服電機8、外圈同步齒形帶9及外圈Z軸絲杠10的作用下，上升至網(wǎng)版支撐位置支撐網(wǎng)版，同時搭載平臺外圈11的真空系統(tǒng)開啟，通過網(wǎng)版真空吸附孔12吸附住網(wǎng)版；搭載平臺內(nèi)圈16在內(nèi)圈Z軸伺服電機13、內(nèi)圈同步齒形帶14及內(nèi)圈Z軸絲杠15的作用下上升到印刷位置，準備印刷。
[0033]印刷完畢后，搭載平臺外圈11和搭載平臺內(nèi)圈16下降到規(guī)避位置之后，通過CCD(charge coupled device,電荷稱合元件,一種圖像處理元器件)定位后,在X軸驅(qū)動電機I及Y軸驅(qū)動電機3的驅(qū)動下，運動到植球位置；搭載平臺外圈11在外圈Z軸伺服電機8、外圈同步齒形帶9及外圈Z軸絲杠10的作用下，上升至網(wǎng)版支撐位置支撐網(wǎng)版，同時搭載平臺外圈11的真空系統(tǒng)開啟，通過網(wǎng)版真空吸附孔12吸附住網(wǎng)版；搭載平臺內(nèi)圈16在內(nèi)圈Z軸伺服電機13、內(nèi)圈同步齒形帶14及內(nèi)圈Z軸絲杠15的作用下上升到植球位置，開始植球。
[0034]植球完畢后，搭載平臺在X軸驅(qū)動電機I及Y軸驅(qū)動電機3的驅(qū)動下，運動到晶圓下料位置；搭載平臺外圈11和內(nèi)圈16下降到規(guī)避位置；晶圓支撐柱18開啟真空系統(tǒng)，支撐并吸附住植完球的晶圓，等待機械手進行晶圓的下料。
【權(quán)利要求】
1.一種用于晶圓級植球機的搭載平臺，包括底部X軸運動系統(tǒng)、底部Y軸運動系統(tǒng)和底部Z軸運動系統(tǒng)；其特征在于，還包括外圈Z軸運動機構(gòu)、內(nèi)圈Z軸運動機構(gòu)、晶圓支撐柱、搭載平臺外圈和搭載平臺內(nèi)圈，外圈Z軸運動機構(gòu)、內(nèi)圈Z軸運動機構(gòu)和晶圓支撐柱分別安裝在Z軸運動系統(tǒng)上，搭載平臺外圈安裝在外圈Z軸運動機構(gòu)上，搭載平臺內(nèi)圈安裝在內(nèi)圈Z軸運動機構(gòu)上，晶圓支撐柱設(shè)置在搭載平臺內(nèi)圈下方并可穿過搭載平臺內(nèi)圈向上伸出；所述底部X軸運動系統(tǒng)、底部Y軸運動系統(tǒng)、底部Z軸運動系統(tǒng)、外圈Z軸運動機構(gòu)和內(nèi)圈Z軸運動機構(gòu)分別采用伺服電機驅(qū)動和精密絲杠傳動，在搭載平臺外圈、搭載平臺內(nèi)圈和晶圓支撐柱上分別設(shè)有真空吸附孔。
2.如權(quán)利要求1所述的用于晶圓級植球機的搭載平臺，其特征在于:所述底部Z軸運動系統(tǒng)包括底部Z軸伺服電機和四個底部Z軸傳動絲杠，四個底部Z軸傳動絲杠分別設(shè)置在底部Y軸運動系統(tǒng)的四角上方，四個底部Z軸傳動絲杠通過底部同步齒形帶與底部Z軸伺服電機同步傳動相連。
3.如權(quán)利要求1所述的用于晶圓級植球機的搭載平臺，其特征在于:所述外圈Z軸運動機構(gòu)包括外圈Z軸伺服電機和四個外圈Z軸絲杠，四個外圈Z軸絲杠分別設(shè)置在搭載平臺外圈的四角下方，四個外圈Z軸絲杠通過外圈同步齒形帶與外圈Z軸伺服電機同步傳動相連。
4.如權(quán)利要求1所述的用于晶圓級植球機的搭載平臺，其特征在于:所述內(nèi)圈Z軸運動機構(gòu)包括內(nèi)圈Z軸伺服電機和四個內(nèi)圈Z軸絲杠，四個內(nèi)圈Z軸絲杠分別設(shè)置在搭載平臺內(nèi)圈的下方，四個內(nèi)圈Z軸絲杠通過內(nèi)圈同步齒形帶與內(nèi)圈Z軸伺服電機同步傳動相連。
5.如權(quán)利要求1所述的用于晶圓級植球機的搭載平臺，其特征在于:所述搭載平臺內(nèi)圈呈圓形，搭載平臺外圈呈外方內(nèi)圓形，其內(nèi)圓與搭載平臺內(nèi)圈相適配，搭載平臺內(nèi)圈與搭載平臺外圈之間可作相對穿插運動。
6.如權(quán)利要求1所述的用于晶圓級植球機的搭載平臺，其特征在于:還包括DD馬達和Θ旋轉(zhuǎn)平臺，DD馬達安裝在底部Z軸運動系統(tǒng)上，Θ旋轉(zhuǎn)平臺和DD馬達傳動相連并與搭載平臺內(nèi)圈相連，可帶動搭載平臺內(nèi)圈作0旋轉(zhuǎn)。
7.如權(quán)利要求1所述的用于晶圓級植球機的搭載平臺，其特征在于:所述精密絲杠的移動精度為I微米，所述搭載平臺的定位精度為10微米。
8.如權(quán)利要求1所述的用于晶圓級植球機的搭載平臺，其特征在于:所述晶圓支撐柱為三個，三個晶圓支撐柱等分在Φ60分度圓周上。
【文檔編號】H01L21/687GK203690277SQ201420024876
【公開日】2014年7月2日 申請日期:2014年1月15日 優(yōu)先權(quán)日:2014年1月15日
【發(fā)明者】王鶴, 謝旭波 申請人:上海微松工業(yè)自動化有限公司
【專利摘要】一種用于晶圓級植球機的搭載平臺，包括底部X軸運動系統(tǒng)、底部Y軸運動系統(tǒng)、底部Z軸運動系統(tǒng)、外圈Z軸運動機構(gòu)、內(nèi)圈Z軸運動機構(gòu)、晶圓支撐柱、搭載平臺外圈和搭載平臺內(nèi)圈，在搭載平臺外圈、搭載平臺內(nèi)圈和晶圓支撐柱上分別設(shè)有真空吸附孔。本實用新型采用高精密絲杠傳動，具有高精度高穩(wěn)定性，晶圓級植球機最小植球球徑可達到φ0.1mm。本實用新型采用內(nèi)外圈搭載平臺結(jié)構(gòu)及晶圓支撐柱結(jié)構(gòu)，可用機械手進行晶圓的自動上下料，最大限度的提高了設(shè)備的自動化程度，提高了生產(chǎn)效率，并提高了產(chǎn)品的穩(wěn)定性。通過更換治具，能夠?qū)?yīng)6英寸、8英寸和12英寸晶圓，具有高度的適用性。
【專利說明】用于晶圓級植球機的搭載平臺
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實用新型涉及一種半導(dǎo)體生產(chǎn)設(shè)備，尤其涉及一種用于晶圓級植球機的搭載平臺。
【背景技術(shù)】
[0002]隨著半導(dǎo)體行業(yè)的飛速發(fā)展，半導(dǎo)體工業(yè)也在高速的成長。半導(dǎo)體后道工序中，WLP(wafer level package晶圓級封裝)封裝方式已成為市場主流，WLP封裝以其高密度、體積小、散熱好、電性能優(yōu)異等優(yōu)點正在大量應(yīng)用在大規(guī)模集成電路方面。WLP封裝技術(shù)的一個核心工藝就是植球。未來市場上植球主流是晶圓級植球，而晶圓級植球設(shè)備中的晶圓搭載平臺的搭載方式直接關(guān)系到植球的成功率；目前晶圓級植球機的搭載平臺搭載方式主要以手動方式放置晶圓在搭載平臺上，機構(gòu)多采用XYZ三軸機構(gòu)，為追求精度，有些設(shè)備XY軸采用直線電機驅(qū)動。這些搭載平臺臺主要存在以下一些缺陷:
[0003]1、雖然X、Y軸采用直線電機進行驅(qū)動，但搭載平臺的整體定位精度并沒有太大提高,造成成本的極大浪費。
[0004]2、Z軸采用單絲杠加導(dǎo)向柱方式驅(qū)動，導(dǎo)致機構(gòu)不穩(wěn)定，精度較低。現(xiàn)有搭載平臺定位精度較低，無法應(yīng)用在Φ0.3mm球徑以下植球設(shè)備中，植球效果差,不符合目前半導(dǎo)體行業(yè)植球日趨小徑錫球的發(fā)展趨勢。
[0005]3、現(xiàn)有搭載平臺大部分采用人工放置晶圓至搭載平臺，自動化程度低，生產(chǎn)效率低下。
實用新型內(nèi)容
[0006]本實用新型的目的，就是為了解決上述實際生產(chǎn)中的問題，提供一種用于晶圓級植球機的搭載平臺。
[0007]為了達到上述目的，本實用新型采用了以下技術(shù)方案:一種用于晶圓級植球機的搭載平臺，包括底部X軸運動系統(tǒng)、底部Y軸運動系統(tǒng)和底部Z軸運動系統(tǒng)；還包括外圈Z軸運動機構(gòu)、內(nèi)圈Z軸運動機構(gòu)、晶圓支撐柱、搭載平臺外圈和搭載平臺內(nèi)圈，外圈Z軸運動機構(gòu)、內(nèi)圈Z軸運動機構(gòu)和晶圓支撐柱分別安裝在Z軸運動系統(tǒng)上，搭載平臺外圈安裝在外圈Z軸運動機構(gòu)上，搭載平臺內(nèi)圈安裝在內(nèi)圈Z軸運動機構(gòu)上，晶圓支撐柱設(shè)置在搭載平臺內(nèi)圈下方并可穿過搭載平臺內(nèi)圈向上伸出；所述底部X軸運動系統(tǒng)、底部Y軸運動系統(tǒng)、底部Z軸運動系統(tǒng)、外圈Z軸運動機構(gòu)和內(nèi)圈Z軸運動機構(gòu)分別采用伺服電機驅(qū)動和精密絲杠傳動，在搭載平臺外圈、搭載平臺內(nèi)圈和晶圓支撐柱上分別設(shè)有真空吸附孔。
[0008]所述底部Z軸運動系統(tǒng)包括底部Z軸伺服電機和四個底部Z軸傳動絲杠，四個底部Z軸傳動絲杠分別設(shè)置在底部Y軸運動系統(tǒng)的四角上方，四個底部Z軸傳動絲杠通過底部同步齒形帶與底部Z軸伺服電機同步傳動相連。
[0009]所述外圈Z軸運動機構(gòu)包括外圈Z軸伺服電機和四個外圈Z軸絲杠，四個外圈Z軸絲杠分別設(shè)置在搭載平臺外圈的四角下方，四個外圈Z軸絲杠通過外圈同步齒形帶與外圈Z軸伺服電機同步傳動相連。
[0010]所述內(nèi)圈Z軸運動機構(gòu)包括內(nèi)圈Z軸伺服電機和四個內(nèi)圈Z軸絲杠，四個內(nèi)圈Z軸絲杠分別設(shè)置在搭載平臺內(nèi)圈的下方，四個內(nèi)圈Z軸絲杠通過內(nèi)圈同步齒形帶與內(nèi)圈Z軸伺服電機同步傳動相連。
[0011]所述搭載平臺內(nèi)圈呈圓形，搭載平臺外圈呈外方內(nèi)圓形，其內(nèi)圓與搭載平臺內(nèi)圈相適配，搭載平臺內(nèi)圈與搭載平臺外圈之間可作相對穿插運動。
[0012]還包括DD馬達和Θ旋轉(zhuǎn)平臺，DD馬達安裝在底部Z軸運動系統(tǒng)上，Θ旋轉(zhuǎn)平臺和DD馬達傳動相連并與搭載平臺內(nèi)圈相連，可帶動搭載平臺內(nèi)圈作Θ旋轉(zhuǎn)。
[0013]所述精密絲杠的移動精度為I微米，所述搭載平臺的定位精度為10微米。
[0014]所述晶圓支撐柱為三個，三個晶圓支撐柱等分在Φ60分度圓周上。
[0015]與現(xiàn)有技術(shù)相比，本實用新型具有以下的優(yōu)點和特點:
[0016]1、本實用新型高精密搭載平臺的XY軸采用高精密絲杠傳動，相對于采用直線電機驅(qū)動，即達到了搭載平臺的高精度，也有效地降低了成本。
[0017]2、本實用新型高精密搭載平臺具有高精度高穩(wěn)定性，應(yīng)用該高精密搭載平臺，晶圓級植球設(shè)備最小植球球徑可達到Φ0.1mm。
[0018]3、本實用新型高精密搭載平臺采用搭載平臺內(nèi)外圈雙Z軸及晶圓支撐柱結(jié)構(gòu)，可用機械手進行晶圓的自動上下料，最大限度的提高了設(shè)備的自動化程度，提高了生產(chǎn)效率，并提聞了廣品的穩(wěn)定性。
[0019]4、本實用新型高精密搭載平臺通過更換治具，能夠?qū)?yīng)6英寸、8英寸和12英寸晶圓，具有高度的適用性。
【專利附圖】
【附圖說明】
[0020]圖1是本實用新型用于晶圓級植球機的搭載平臺的立體結(jié)構(gòu)示意圖；
[0021]圖2是本實用新型用于晶圓級植球機的搭載平臺的正視結(jié)構(gòu)示意圖；
[0022]圖3是本實用新型用于晶圓級植球機的搭載平臺的側(cè)視結(jié)構(gòu)示意圖。
【具體實施方式】
[0023]參見圖1、圖2、圖3，本實用新型的用于晶圓級植球機的搭載平臺，包括底部X軸運動系統(tǒng)、底部Y軸運動系統(tǒng)、底部Z軸運動系統(tǒng)、外圈Z軸運動機構(gòu)、內(nèi)圈Z軸運動機構(gòu)、晶圓支撐柱、搭載平臺外圈和搭載平臺內(nèi)圈。上述底部X軸運動系統(tǒng)、底部Y軸運動系統(tǒng)、底部Z軸運動系統(tǒng)、外圈Z軸運動機構(gòu)和內(nèi)圈Z軸運動機構(gòu)分別采用伺服電機驅(qū)動和精密絲杠傳動，在搭載平臺外圈11、搭載平臺內(nèi)圈16和晶圓支撐柱18上分別設(shè)有真空吸附孔。圖中12所示為設(shè)置在搭載平臺外圈11上的真空吸附孔。
[0024]底部X軸運動系統(tǒng)包括X軸驅(qū)動電機I和X軸傳動絲杠2 ;底部Y軸運動系統(tǒng)架設(shè)在底部X軸運動系統(tǒng)上，包括Y軸驅(qū)動電機3和Y軸傳動絲杠4 ;底部Z軸運動系統(tǒng)架設(shè)在底部Y軸運動系統(tǒng)上，包括底部Z軸伺服電機5和四個底部Z軸傳動絲杠7，四個底部Z軸傳動絲杠7分別設(shè)置在底部Y軸運動系統(tǒng)的四角上方，四個底部Z軸傳動絲杠通過底部同步齒形帶6與底部Z軸伺服電機同步傳動相連。
[0025]外圈Z軸運動機構(gòu)、內(nèi)圈Z軸運動機構(gòu)和晶圓支撐柱分別安裝在Z軸運動系統(tǒng)上，其中外圈Z軸運動機構(gòu)包括外圈Z軸伺服電機8和四個外圈Z軸絲杠10，四個外圈Z軸絲杠10分別設(shè)置在搭載平臺外圈的四角下方，四個外圈Z軸絲杠通過外圈同步齒形帶9與外圈Z軸伺服電機同步傳動相連。內(nèi)圈Z軸運動機構(gòu)包括內(nèi)圈Z軸伺服電機13和四個內(nèi)圈Z軸絲杠15，四個內(nèi)圈Z軸絲杠分別設(shè)置在搭載平臺內(nèi)圈的下方，四個內(nèi)圈Z軸絲杠通過內(nèi)圈同步齒形帶14與內(nèi)圈Z軸伺服電機同步傳動相連。晶圓支撐柱18為三個，該晶圓支撐柱設(shè)置在搭載平臺內(nèi)圈下方并可穿過搭載平臺內(nèi)圈向上伸出，三個晶圓支撐柱等分設(shè)置在Φ60分度圓周上。
[0026]搭載平臺外圈11安裝在外圈Z軸運動機構(gòu)上，搭載平臺內(nèi)圈16安裝在內(nèi)圈Z軸運動機構(gòu)上，搭載平臺內(nèi)圈16呈圓形，搭載平臺外圈11呈外方內(nèi)圓形，其內(nèi)圓與搭載平臺內(nèi)圈相適配，搭載平臺內(nèi)圈與搭載平臺外圈之間可作相對穿插運動。
[0027]還包括DD馬達17和Θ旋轉(zhuǎn)平臺(未標示出來)，DD馬達安裝在底部Z軸運動系統(tǒng)上，Θ旋轉(zhuǎn)平臺和DD馬達傳動相連并與搭載平臺內(nèi)圈相連，可帶動搭載平臺內(nèi)圈作Θ旋轉(zhuǎn)。
[0028]本實用新型中的精密絲杠的移動精度為I微米，搭載平臺的定位精度為10微米。
[0029]本實用新型的工作原理可結(jié)合【專利附圖】
【附圖說明】如下:
[0030]本實用新型高精密搭載平臺通過底部X軸運動系統(tǒng)和底部Y軸運動系統(tǒng)的驅(qū)動，實現(xiàn)在各個工位的位置切換和搭載平臺在X、Y方向的定位；通過底部Z軸運動系統(tǒng)驅(qū)動搭載平臺進行Z軸的大行程運動，以實現(xiàn)Z軸工作面定位和必要的位置規(guī)避；搭載平臺外圈在外圈Z軸運動機構(gòu)的作用下能夠?qū)崿F(xiàn)小行程的Z軸升降，并有真空吸附功能，來實現(xiàn)對網(wǎng)版的支撐和吸附；搭載平臺內(nèi)圈在Θ旋轉(zhuǎn)平臺和內(nèi)圈Z軸運動機構(gòu)的作用下能夠?qū)崿F(xiàn)θ旋轉(zhuǎn)和小行程的Z軸升降，在搭載平臺內(nèi)圈下方有3個晶圓支撐柱，當(dāng)搭載平臺內(nèi)圈下降到規(guī)避位置時，可以使3個晶圓支撐柱突出在搭載平臺內(nèi)圈工作面之上，這時可通過晶圓機械手把晶圓放置在3個晶圓支撐柱上，晶圓支撐柱真空開啟吸住晶圓，然后搭載平臺內(nèi)圈工作面上升，3個晶圓支撐柱關(guān)閉真空，工作平臺吸附住晶圓；然后通過底部X軸運動系統(tǒng)、底部Y軸運動系統(tǒng)、底部Z軸運動系統(tǒng)及Θ旋轉(zhuǎn)平臺進行晶圓在各個工位的對位以及各個工位的切換。
[0031]運用于晶圓級植球機時的動作實例如下:首先在底部X軸運動系統(tǒng)、底部Y軸運動系統(tǒng)的驅(qū)動下，搭載平臺運動到上料位；搭載平臺外圈11在外圈Z軸伺服電機8、外圈同步齒形帶9及外圈Z軸絲杠10的作用下，下降處于規(guī)避位置；搭載平臺內(nèi)圈16在內(nèi)圈Z軸伺服電機13、內(nèi)圈同步齒形帶14及內(nèi)圈Z軸絲杠15的帶動下，也下降到規(guī)避位置，使三個晶圓支撐柱18露出搭載平臺的搭載面；此時搭載平臺處于晶圓上料準備位置，機械手把晶圓盒內(nèi)的晶圓取出，放置在3個晶圓支撐柱18上，晶圓支撐柱18的真空系統(tǒng)開啟，吸附住晶圓；然后搭載平臺內(nèi)圈在內(nèi)圈Z軸伺服電機13、內(nèi)圈同步齒形帶14及內(nèi)圈Z軸絲杠15的作用下上升托住晶圓，同時晶圓支撐柱18的真空關(guān)閉，搭載平臺內(nèi)圈的真空系統(tǒng)開啟，吸附住晶圓；同時搭載平臺外圈也上升到工作位置。
[0032]搭載平臺上料準備完畢后，通過CO) (charge coupled device,電荷稱合元件,一種圖像處理元器件)定位，在X軸驅(qū)動電機I及Y軸驅(qū)動電機3的驅(qū)動下，運動到印刷位置；搭載平臺外圈11在外圈Z軸伺服電機8、外圈同步齒形帶9及外圈Z軸絲杠10的作用下，上升至網(wǎng)版支撐位置支撐網(wǎng)版，同時搭載平臺外圈11的真空系統(tǒng)開啟，通過網(wǎng)版真空吸附孔12吸附住網(wǎng)版；搭載平臺內(nèi)圈16在內(nèi)圈Z軸伺服電機13、內(nèi)圈同步齒形帶14及內(nèi)圈Z軸絲杠15的作用下上升到印刷位置，準備印刷。
[0033]印刷完畢后，搭載平臺外圈11和搭載平臺內(nèi)圈16下降到規(guī)避位置之后，通過CCD(charge coupled device,電荷稱合元件,一種圖像處理元器件)定位后,在X軸驅(qū)動電機I及Y軸驅(qū)動電機3的驅(qū)動下，運動到植球位置；搭載平臺外圈11在外圈Z軸伺服電機8、外圈同步齒形帶9及外圈Z軸絲杠10的作用下，上升至網(wǎng)版支撐位置支撐網(wǎng)版，同時搭載平臺外圈11的真空系統(tǒng)開啟，通過網(wǎng)版真空吸附孔12吸附住網(wǎng)版；搭載平臺內(nèi)圈16在內(nèi)圈Z軸伺服電機13、內(nèi)圈同步齒形帶14及內(nèi)圈Z軸絲杠15的作用下上升到植球位置，開始植球。
[0034]植球完畢后，搭載平臺在X軸驅(qū)動電機I及Y軸驅(qū)動電機3的驅(qū)動下，運動到晶圓下料位置；搭載平臺外圈11和內(nèi)圈16下降到規(guī)避位置；晶圓支撐柱18開啟真空系統(tǒng)，支撐并吸附住植完球的晶圓，等待機械手進行晶圓的下料。
【權(quán)利要求】
1.一種用于晶圓級植球機的搭載平臺，包括底部X軸運動系統(tǒng)、底部Y軸運動系統(tǒng)和底部Z軸運動系統(tǒng)；其特征在于，還包括外圈Z軸運動機構(gòu)、內(nèi)圈Z軸運動機構(gòu)、晶圓支撐柱、搭載平臺外圈和搭載平臺內(nèi)圈，外圈Z軸運動機構(gòu)、內(nèi)圈Z軸運動機構(gòu)和晶圓支撐柱分別安裝在Z軸運動系統(tǒng)上，搭載平臺外圈安裝在外圈Z軸運動機構(gòu)上，搭載平臺內(nèi)圈安裝在內(nèi)圈Z軸運動機構(gòu)上，晶圓支撐柱設(shè)置在搭載平臺內(nèi)圈下方并可穿過搭載平臺內(nèi)圈向上伸出；所述底部X軸運動系統(tǒng)、底部Y軸運動系統(tǒng)、底部Z軸運動系統(tǒng)、外圈Z軸運動機構(gòu)和內(nèi)圈Z軸運動機構(gòu)分別采用伺服電機驅(qū)動和精密絲杠傳動，在搭載平臺外圈、搭載平臺內(nèi)圈和晶圓支撐柱上分別設(shè)有真空吸附孔。
2.如權(quán)利要求1所述的用于晶圓級植球機的搭載平臺，其特征在于:所述底部Z軸運動系統(tǒng)包括底部Z軸伺服電機和四個底部Z軸傳動絲杠，四個底部Z軸傳動絲杠分別設(shè)置在底部Y軸運動系統(tǒng)的四角上方，四個底部Z軸傳動絲杠通過底部同步齒形帶與底部Z軸伺服電機同步傳動相連。
3.如權(quán)利要求1所述的用于晶圓級植球機的搭載平臺，其特征在于:所述外圈Z軸運動機構(gòu)包括外圈Z軸伺服電機和四個外圈Z軸絲杠，四個外圈Z軸絲杠分別設(shè)置在搭載平臺外圈的四角下方，四個外圈Z軸絲杠通過外圈同步齒形帶與外圈Z軸伺服電機同步傳動相連。
4.如權(quán)利要求1所述的用于晶圓級植球機的搭載平臺，其特征在于:所述內(nèi)圈Z軸運動機構(gòu)包括內(nèi)圈Z軸伺服電機和四個內(nèi)圈Z軸絲杠，四個內(nèi)圈Z軸絲杠分別設(shè)置在搭載平臺內(nèi)圈的下方，四個內(nèi)圈Z軸絲杠通過內(nèi)圈同步齒形帶與內(nèi)圈Z軸伺服電機同步傳動相連。
5.如權(quán)利要求1所述的用于晶圓級植球機的搭載平臺，其特征在于:所述搭載平臺內(nèi)圈呈圓形，搭載平臺外圈呈外方內(nèi)圓形，其內(nèi)圓與搭載平臺內(nèi)圈相適配，搭載平臺內(nèi)圈與搭載平臺外圈之間可作相對穿插運動。
6.如權(quán)利要求1所述的用于晶圓級植球機的搭載平臺，其特征在于:還包括DD馬達和Θ旋轉(zhuǎn)平臺，DD馬達安裝在底部Z軸運動系統(tǒng)上，Θ旋轉(zhuǎn)平臺和DD馬達傳動相連并與搭載平臺內(nèi)圈相連，可帶動搭載平臺內(nèi)圈作0旋轉(zhuǎn)。
7.如權(quán)利要求1所述的用于晶圓級植球機的搭載平臺，其特征在于:所述精密絲杠的移動精度為I微米，所述搭載平臺的定位精度為10微米。
8.如權(quán)利要求1所述的用于晶圓級植球機的搭載平臺，其特征在于:所述晶圓支撐柱為三個，三個晶圓支撐柱等分在Φ60分度圓周上。
【文檔編號】H01L21/687GK203690277SQ201420024876
【公開日】2014年7月2日 申請日期:2014年1月15日 優(yōu)先權(quán)日:2014年1月15日
【發(fā)明者】王鶴, 謝旭波 申請人:上海微松工業(yè)自動化有限公司
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