一种键合片多功能补胶装置及方法与流程

1.本发明涉及半导体设备领域，具体为一种键合片多功能补胶装置及方法。


背景技术：

2.在晶圆键合过程中，键合片间的边缘区域会出现空隙，目前采用手动补胶的方式来弥补空隙，但是，手动补胶存在容易导致溢胶的问题，并且，溢出的胶会流至键合片的背面，为后续工序带来干扰，影响加工难度，同时，由于手动补胶量的波动性，无法保证完全填满空隙，后工序加工时仍存在产品质量隐患。
3.因此，现亟需一种新型补胶方式。


技术实现要素：

4.针对现有技术中手动补胶质量和效率存在的问题，本发明提供一种键合片多功能补胶装置及方法，采用补胶装置替代手动补胶，有效减少键合片在补胶过程中发生的溢胶现象。
5.本发明是通过以下技术方案来实现：
6.一种键合片多功能补胶装置，包括上料台、补胶模块、供胶模块和传送模块，所述补胶模块和供胶模块连接设置，所述补胶模块和上料台之间通过传送模块连接，所述供胶模块的内部设置加热装置，所述补胶模块上设置检控系统，实现补胶监控。
7.进一步的，所述补胶模块包括吸盘、加热装置电机和转轴，所述补胶模块的上方设置吸盘，所述吸盘的连接设置加热装置，所述加热装置连接电机，所述吸盘下方设置转轴。
8.进一步的，所述检控系统包括终点检测系统、图像识别与三维建模模块以及补胶喷嘴，所述终点检测系统、图像识别与三维建模模块以及补胶喷嘴和吸盘连接。
9.进一步的，所述上料台的下方设置升降装置，所述升降装置上方设置载具。
10.进一步的，所述吸盘的内部设置传感器和温控系统。
11.一种键合片多功能补胶方法，该补胶方法包括以下步骤：
12.取待加工键合片放置于补胶模块上；
13.对待加工键合片进行加热，并提前对供胶模块进行预热；
14.对待加工键合片分析并确定补胶量；
15.在待加工键合片温度达到要求后开始补胶，直至补胶完成。
16.进一步的，通过图像识别与三维建模模块对待加工键合片分析，并确定补胶量。
17.进一步的，对待加工键合片进行加热时，通过温控系统及传感器对加热器进行控制监测。
18.进一步的，通过终点检测系统对补胶进行监测，
19.当监测到键合片边缘空隙的最低点，通过控制补胶喷嘴开始进行喷胶；
20.当监测到键合片边缘检测到补胶与键合片边缘平齐时，补胶终止。
21.进一步的，所述供胶模块预热温度为62-68℃。
22.与现有技术相比，本发明具有以下有益的技术效果：
23.本发明通过提供一种键合片多功能补胶装置及方法，采用补胶装置替代手动补胶，有效减少键合片在补胶过程中发生的溢胶现象。
24.进一步的，通过图像识别与三维建模、温度控制、终点检测系统协同作用，赋予了该装置精确控制补胶量、补胶与胶固化同步进行的能力，避免了溢胶问题及晶圆表面残胶擦拭动作，保证了工艺精度的同时提高了工作效率，为后续工序提供了可靠的质量保证。
25.进一步的，通过图像识别与三维建模实现建模，通过温度控制对实际加工过程进行控制，通过终点检测保证加工效果。
26.进一步的，根据计算得出的键合片间隙体积，通过微流量泵，实现对出胶量的精确控制，同时由于胶在通过微流量泵之前进行预热，在其被喷涂在空隙内之后，可以很轻易的被加热器加热至更高的温度，在高温状态下胶迅速的完成初步固化，实现了补胶和胶固化同步进行，避免了溢胶问题及晶圆表面残胶擦拭动作。
27.进一步的，补胶的终点将通过一组摄像头进行图像识别，用于控制补胶喷嘴的上下移动，保证了工艺精度的同时提高了工作效率。
附图说明
28.为了更清楚地说明本技术实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本技术的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
29.图1为本发明实施例提供的一种键合片多功能补胶装置的整体结构示意图；
30.图2为本发明实施例提供的一种键合片多功能补胶装置的吸盘结构的结构连接示意图；
31.图3为本发明实施例提供的一种键合片多功能补胶装置在使用过程中吸盘旋转至与上料台垂直的示意图；
32.图4为本发明实施例提供的一种键合片多功能补胶装置在使用中键合片的补胶过程不同状态的示意图；
33.图4(a)；键合片开始补胶；
34.图4(b)；键合片补胶过程中；
35.图4(c)；键合片完成补胶；
36.图中：上料台1、机械手2、补胶模块3、供胶模块4、加热器5、吸盘6、温控系统7、电机8、转轴9、终点检测系统10、图像识别与三维建模模块11、补胶喷嘴12。
具体实施方式
37.在下文中，仅简单地描述了某些示例性实施例。正如本领域技术人员可认识到的那样，在不脱离本发明的精神或范围的情况下，可通过各种不同方式修改所描述的实施例。因此，附图和描述被认为本质上是示例性的而非限制性的。
38.在本发明的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“长度”、“宽度”、“厚度”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”、“顺时
针”、“逆时针”、“轴向”、“径向”、“周向”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发明和简化描述，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发明的限制。
39.在本发明中，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”、“固定”等术语应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或成一体；可以是机械连接，也可以是电连接，还可以是通信；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发明中的具体含义。
40.在本发明中，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”可以包括第一和第二特征直接接触，也可以包括第一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上方和斜上方，或仅仅表示第一特征水平高度小于第二特征。
41.下面结合附图对本发明的实施例进行详细说明。
42.如图1所示，本发明实施例提供一种键合片多功能补胶装置，该装置由上料台1、补胶模块3、机械手2、供胶模块4，通过上述四部分组成，其中，所述机械手2作为连接上料台1与补胶模块3的传送模块。
43.所述补胶模块3主要由吸盘6、电机8、加热器5、温控系统7、终点检测系统10、图像识别与三维建模模块11等组成。
44.所述加热装置采用加热器5，通过加热装置的存在，补胶模块3在补胶完成后，将键合片处于加热状态，所述上料台1上方设置的载具采用金属晶圆料盒，防止由于高温所造成的各种异常，便于产品的取放。
45.如图1所示，所述上料台1下方设有升降装置，所述升降装置的设置能够有效方便机械手2从晶圆料盒的不同槽位进行取待加工键合片，取待加工键合片后通过机械手2放置于补胶模块3的吸盘6，通过吸盘6进行吸附固定。
46.所述吸盘6需要具备良好导热性能和微孔加工能力的材料。
47.在本实施例中，所述吸盘6采用多孔陶瓷材质，在实际的应用中，吸盘6的材质不限于此。
48.为方便实现补胶与胶固化同步进行，所述供胶模块4内部设置加热装置，能够将内部储存的胶液预热至65℃。
49.在机械手2将键合片由上料台1传送至吸盘6之前，通过加热器5将吸盘6加热至90℃，所述加热器5的控制与温度的监测由传感器以及温控系统7实现完成，所述吸盘6内部设置有4个传感器和温控系统7。
50.当吸盘6通过转轴9，由原本平行于上料台1表面的状态旋转至与上料台1表面垂直。
51.当吸盘旋转至与地面垂直状态后，所述补胶模块3在进行补胶之前，首先吸盘6吸附待加工键合片由电机9带动匀速转动一圈，这一过程由吸盘6边缘部分的图像识别与三维建模模块11进行识别与建模，并通过计算机计算出边缘空隙的体积，从而确定所需胶量的
体积。
52.进一步的，通过终点检测系统10检测到键合片边缘空隙的最低点，控制补胶喷嘴12下探至空隙上方准备开始喷胶。
53.进一步的，在温控系统7确定键合片表面温度达到要求后，补胶正式开始。
54.进一步的，通过电机8带动吸盘进行匀速旋转，供胶模块4将胶液提供给喷嘴，通过微流量泵，以一定的流量进行喷涂，由于胶液从供胶模块4出来时已被预加热至65℃，在其被喷涂至空隙内，接触到表面温度90℃的键合片后，会迅速发生初步固化，避免了流出空隙，造成键合片表面污染的风险。
55.当终点检测系统10检测到空隙被填满时，补胶结束，转轴9控制吸盘旋转至与上料台平面平行状态，随后由机械手2拿取放回至上料台1的载具晶圆料盒中。
56.如图4所示，当键合片的补胶及终点监测过程中，补胶喷嘴的高度随着补胶进程的进行，由终点检测系统10控制逐步升高，当终点检测系统检测到胶与边缘平齐时，补胶终止，加工完成。
57.以上显示和描述了本发明的基本原理和主要特征和本发明的优点,对于本领域技术人员而言，显然本发明不限于上述示范性实施例的细节，而且在不背离本发明的精神或基本特征的情况下，能够以其他的具体形式实现本发明。因此，无论从哪一点来看，均应将实施例看作是示范性的，而且是非限制性的，本发明的范围由所附权利要求而不是上述说明限定，因此旨在将落在权利要求的等同要件的含义和范围内的所有变化囊括在本发明内。不应将权利要求中的任何附图标记视为限制所涉及的权利要求。
58.此外，应当理解，虽然本说明书按照实施方式加以描述，但并非每个实施方式仅包含一个独立的技术方案，说明书的这种叙述方式仅仅是为清楚起见，本领域技术人员应当将说明书作为一个整体，各实施例中的技术方案也可以经适当组合，形成本领域技术人员可以理解的其他实施方式。以上内容仅为说明本发明的技术思想，不能以此限定本发明的保护范围，凡是按照本发明提出的技术思想，在技术方案基础上所做的任何改动，均落入本发明权利要求书的保护范围之内。