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CN114523210A - 晶圆保护膜旋转切除装置及其切除方法 - Google Patents

晶圆保护膜旋转切除装置及其切除方法 Download PDF

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CN114523210A
CN114523210A CN202011217124.7A CN202011217124A CN114523210A CN 114523210 A CN114523210 A CN 114523210A CN 202011217124 A CN202011217124 A CN 202011217124A CN 114523210 A CN114523210 A CN 114523210A
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CN
China
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cutting
wafer
assembly
protective film
cutting head
Prior art date
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Application number
CN202011217124.7A
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童灿钊
李迁
巫礼杰
仰瑞
贺少鹏
刘盛
高云峰
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Shenzhen Hans Semiconductor Equipment Technology Co Ltd
Original Assignee
Han s Laser Technology Industry Group Co Ltd
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Publication date
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Abstract

本发明属于晶圆制造技术领域，特别是涉及一种晶圆保护膜旋转切除装置。该晶圆保护膜旋转切除装置包括主体箱、载物台、旋转组件、切除组件以及移动机构；移动机构包括用于带动切除组件沿竖直方向移动的竖向移动组件，以及用于带动切除组件沿水平方向移动的横向移动组件；旋转组件包括安装在主体箱和移动机构之间的第一旋转件或/和安装在主体箱和载物台之间的第二旋转件；切除组件包括切割头；旋转组件用于带动载物台和切除组件相对旋转，以使得切割头将放置在载物台上的晶圆上的保护膜切除。本发明中，该晶圆保护膜旋转切除装置可用于切割晶圆周围多余的保护膜，从而提高了晶圆的生产效率和质量。

Description

晶圆保护膜旋转切除装置及其切除方法
技术领域
本发明属于晶圆制造技术领域，特别是涉及一种晶圆保护膜旋转切除装置及其切除方法。
背景技术
随着电子技术的不断发展，对芯片的需求量越来越高；而晶圆作为芯片的基本材料，可以用激光刻蚀技术在晶圆上刻蚀出所需的各种复杂的电路，从而完成芯片的制作。在晶圆制作的过程中，部分晶圆边缘需要覆盖一层保护膜，在晶圆制作完成后，多余的保护膜会伸出晶圆的边缘，多余的保护膜会对晶圆后续的加工过程产生影响，所以晶圆制作完成后，需要剔除伸出晶圆边缘的保护膜。但是，现有技术中，晶圆边缘的保护膜都是通常是通过人工剔除，这种人工剔除晶圆边缘保护膜的方式，存在着加工效率低、加工质量差等问题。
发明内容
本发明解决了现有技术中人工剔除晶圆边缘保护膜的存在的加工效率低、加工质量差等技术问题，提供了一种晶圆保护膜旋转切除装置及其切除方法。
鉴于以上问题，本发明实施例提供的一种晶圆保护膜旋转切除装置包括主体箱、载物台、旋转组件、切除组件以及安装在所述主体箱上的移动机构；
所述移动机构包括用于带动所述切除组件沿竖直方向移动的竖向移动组件，以及用于带动所述切除组件沿水平方向移动的横向移动组件；所述旋转组件包括安装在所述主体箱和所述移动机构之间的第一旋转件或/和安装在所述主体箱和所述载物台之间的第二旋转件；
所述切除组件包括切割头；所述旋转组件用于带动所述载物台和所述切除组件相对旋转，以使得所述切割头将放置在所述载物台上的晶圆上的保护膜切除。
可选地，所述切割头为切刀；
所述切除组件还包括安装座、连接杆以及用于检测所述切割头的压力的测力件；所述连接杆的一端连接所述安装座，所述连接杆的另一端连接所述切割头；所述安装座安装在所述横向移动组件上；
当所述测力件检测到所述切割头与所述晶圆之间的切割力小于或等于预设切力时，通过所述旋转组件带动所述切割头将所述晶圆的保护膜切除；
当所述测力件检测到所述切割头与所述晶圆之间的切割力大于所述预设切力时，控制所述旋转组件静止。
可选地，所述切除组件还包括安装在所述安装座上且用于吹除所述载物台上废屑的吹气件。
可选地，所述晶圆保护膜旋转切除装置还包括用于连接电路和气路的线路对接集装束；所述安装座上设有用于安装所述线路对接集装束的安装空间。
可选地，所述切除组件还包括防撞感应器；所述防撞感应器用于检测所述切除组件上的预设位置与所述载物台上的待切割件之间的距离；所述晶圆保护膜旋转切除装置还包括安装在所述主体箱上且连接所述防撞感应器的报警装置；
当所述防撞感应器检测到所述预设位置与所述待切割件之间的距离小于预设安全距离时，所述报警装置发出危险警报。
可选地，所述主体箱包括竖臂以及连接在所述竖臂相对两端的第一横臂和第二横臂；所述竖向移动组件安装在所述第一横臂上，所述载物台安装在所述第二横臂上；所述竖臂、所述第一横臂以及所述第二横臂之间围成C型操作空间。
可选地，所述切割头为激光头。
可选地，所述晶圆保护膜旋转切除装置还包括安装在所述主体箱上的且用于触发紧急制动的起停按钮。
可选地，所述载物台为圆形载物台；所述圆形载物台的中心定位点上设有用于定位安装待切割件的定位部。
本发明另一实施例还提供了一种上述的晶圆保护膜旋转切除装置的切割方法，包括：
获取晶圆的预设加工尺寸，通过横向移动组件根据所述预设加工尺寸带动切除组件沿水平方向移动，直至切割头与安装在所述载物台上的晶圆的切割环线对齐；所述切割环线为所述晶圆上将要通过切割头进行切割且尺寸与所述预设加工尺寸一致的环形切割线路；所述晶圆的切割环线的中心点和与安装该晶圆的所述载物台的中心定位点重合；
通过竖向移动组件带动所述切除组件沿竖直方向移动，直至所述切割头与所述切割环线之间的距离等于预设切割距离；
通过旋转组件带动所述切除组件与所述载物台相对转动，直至所述切割头与位于所述切割环线上的预设切割起点对齐；
控制所述旋转组件带动所述切割头进行旋转切割，以通过所述切割头将放置在所述载物台上的晶圆切割为与所述预设加工尺寸匹配的圆形。
本发明中，所述移动机构包括用于带动所述切除组件沿竖直方向移动的竖向移动组件，以及用于带动所述切除组件沿水平方向移动的横向移动组件；所述旋转组件包括安装在所述主体箱和所述水平移动机构之间的第一旋转件或/和安装在所述主体箱和所述载物台之间的第二旋转件；所述旋转组件用于带动所述载物台和所述切除组件相对旋转，以使得所述切割头将放置在所述载物台上的待切割件切割为圆形。该晶圆保护膜旋转切除装置可用于切割晶圆周围多余的保护膜，从而提高了晶圆的生产效率和质量，保证了晶圆后续加工的正常进行。另外，所述横向移动组件的设计，可以切割不同尺寸的待切割件，从而提高了晶圆保护膜旋转切除装置的通用性。
附图说明
下面结合附图和实施例对本发明进一步说明。
图1为本发明一实施例提供的晶圆保护膜旋转切除装置的结构示意图；
图2为本发明另一实施例提供的晶圆保护膜旋转切除装置的局部结构示意图；
图3为本发明一实施例提供的晶圆保护膜旋转切除装置的切除组件的结构示意图；
图4为本发明一实施例提供的晶圆保护膜旋转切除装置的切除组件的另一视角的结构示意图；
图5为本发明另一实施例提供的待切割件的主视图；
图6为图5中A-A向的剖视图。
说明书中的附图标记如下：
1、主体箱；11、竖臂；12、第一横臂；13、第二横臂；2、载物台；3、旋转组件；4、切除组件；41、切割头；42、安装座；421、安装空间；43、连接杆；44、测力件；45、防撞感应器；46、吹气件；5、移动机构；51、竖向移动组件；52、横向移动组件；6、报警装置；7、线路对接集装束；8、起停按钮；100、晶圆；101、保护膜。
具体实施方式
为了使本发明所解决的技术问题、技术方案及有益效果更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本发明进行进一步的详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。
需要理解的是，术语“上”、“下”、“左”、“右”、“前”、“后”、“中部”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，因此不能理解为本发明的限制。
如图1和图2所示，本发明一实施例提供的晶圆保护膜旋转切除装置，包括主体箱1、载物台2、旋转组件3、切除组件4以及安装在所述主体箱1上的移动机构5；可以理解地，所述主体箱1可用于承载载物台2、所述旋转组件3、所述切除组件4以及所述移动机构5等，可方便用于取拿该晶圆保护膜旋转切除装置。
所述移动机构5包括用于带动所述切除组件4沿竖直方向移动的竖向移动组件51，以及用于带动所述切除组件4沿水平方向移动的横向移动组件52；所述旋转组件3包括安装在所述主体箱1和所述移动机构5之间的第一旋转件或/和安装在所述主体箱1和所述载物台2之间的第二旋转件；可以理解地，所述横向移动组件52和所述竖向移动组件51可以为直线电机、气压缸、液压缸等直线运动件；所述旋转组件3可以为旋转电机等驱动件。进一步地，所述横向移动组件52安装在所述竖向移动组件51和所述切除组件4之间，此时，所述竖向移动组件51带动所述横向移动组件52和所述切除组件4一起沿竖直方向移动之后，所述横向移动组件52带动所述切除组件4沿水平方向移动。
在另一实施例中，述竖向移动组件51可安装在所述横向移动组件52和所述切除组件4之间，此时，所述横向移动组件52带动所述竖向移动组件51和所述切除组件4一起沿水平方向移动之后，所述竖向移动组件51再带动所述切除组件4沿竖直方向移动。
所述切除组件4包括切割头41；所述旋转组件3用于带动所述载物台2和所述切除组件4相对旋转，以使得所述切割头41将放置在所述载物台2上的晶圆100上的保护膜101切除。可以理解地，所述旋转组件3只需带动所述旋转台与所述切除组件4发生相对转动，所述切割头41即可围绕所述晶圆100旋转并将所述晶圆100上凸出的保护膜101切除(也即将所述晶圆100切除为圆形)。
具体地，该晶圆保护膜旋转切除装置可以只包括安装在主体箱1和所述水平移动机构5之间的第一旋转件，所述第一旋转件带动所述切除组件4旋转；也可以只包括安装在所述体箱和所述载物台2之间的第二旋转件，所述第二旋转件带动所述载物台2旋转；亦可以包括所述第一旋转件和所述第二旋转件，可根据实际需求所述切除组件4或所述载物台2旋转。
需要说明地，该晶圆保护膜旋转切除装置切除的待加工件并不局限于晶圆100等，还可用于切除其它结构件。
具体地，该晶圆保护膜旋转切除装置的工作步骤为：首先将所述晶圆100固定并定位在所述载物台2上；通过所述横向移动组件52移动所述切除组件4，确定所述晶圆100的待切割件的尺寸；通过所述旋转组件3将所述切割头41调整至所述晶圆100的的切割起点；通过所述竖向移动组件51将所述切割头41移动至所述晶圆100的切割高度处，启动所述旋转组件3，通过所述切割头41与所述晶圆100的相对转动，将凸出所述晶圆100周围的保护膜101切除。
本发明中，所述移动机构5包括用于带动所述切除组件4沿竖直方向移动的竖向移动组件51，以及用于带动所述切除组件4沿水平方向移动的横向移动组件52；所述旋转组件3包括安装在所述主体箱1和所述水平移动机构5之间的第一旋转件或/和安装在所述主体箱1和所述载物台2之间的第二旋转件；所述旋转组件3用于带动所述载物台2和所述切除组件4相对旋转，以使得所述切割头41将放置在所述载物台2上的晶圆100上的保护膜101切除。该晶圆保护膜旋转切除装置可用于切割晶圆100周围多余的保护膜101，从而提高了晶圆100的生产效率和质量，保证了晶圆100后续加工的正常进行。另外，所述横向移动组件52的设计，可以切割不同尺寸的晶圆100，从而提高了该晶圆保护膜旋转切除装置的通用性。
在一实施例中，如图3和图4所示，所述切割头41为切刀；
所述切除组件4还包括安装座42、连接杆43以及用于检测所述切割头41的压力的测力件44；所述连接杆43的一端连接所述安装座42，所述连接杆43的另一端连接所述切割头41；所述安装座42安装在所述横向移动组件52上；可以理解的，所述测力件44可以安装在所述切割头41上，也可以安装在所述连接杆43与所述安装座42之间，用于检测所述切割头41与所述待切割件之间的作用力。
当所述测力件44检测到所述切割头41与所述晶圆100之间的切割力小于或等于预设切力时，通过所述旋转组件3带动所述切割头41将所述晶圆100的保护膜101切除；可以理解地，可以通过所述切割头41与所述晶圆100之间的切割力来控制所述切割头41切割的深度，且所述预设切力可以根据实际需求而设定。
当所述测力件44检测到所述切割头41与所述晶圆100之间的切割力大于所述预设切力时，控制所述旋转组件3静止。可以理解地，当切割力小于预设切力是，通过控制所述旋转组件3的静止来控制所述切割头41不进行切割；本发明中。所述测力件44的设计，可以保证所述切割头41切割晶圆100的过程中，不至于损坏晶圆100。另外，该晶圆保护膜旋转切除装置的结构简单，制造成本低。
在一实施例中，如图3和图4所示，所述切除组件4还包括安装在所述安装座42上且用于吹除所述载物台2上废屑的吹气件46。可以理解地，在所述切割头41切割所述晶圆100上保护膜101的过程中，所述吹气件46可以不断地向所述载物台2上吹出气体，防止切割所述保护膜101所产生的废屑损害所述晶圆100，从而进一步提升了所述晶圆100的切割质量。
在一实施例中，如图1和图4所示，所述晶圆保护膜旋转切除装置还包括用于连接电路和气路的线路对接集装束7；所述安装座42上设有用于安装所述线路对接集装束7的安装空间421。可以理解地，所述线路对接集装束7的设计，可以实现该晶圆保护膜旋转切除装置中电路和气路的集中对接，实现模块化和即插即用的设计，使得该晶圆保护膜旋转切除装置的维修更加方便。
在一实施例中，如图3所示，所述切除组件4还包括防撞感应器45；所述防撞感应器45用于检测所述切除组件4上的预设位置与所述载物台2上的待切割件之间的距离；所述晶圆保护膜旋转切除装置还包括安装在所述主体箱1上且连接所述防撞感应器45的报警装置6；可以理解地，所述预设位置为所述安装座42的最低点；可以理解地，所述防撞感应器45安装在所述安装座42的最下方，可用于检测所述安装座42与所述晶圆100之间的距离。
当所述防撞感应器45检测到所述预设位置与所述待切割件之间的距离小于预设安全距离时，所述报警装置6发出危险警报。具体地，当所述防撞感应器45检测出所述切除组件4与所述晶圆100之间的距离不在安全距离范围内(即距离过小)时，所述报警装置6显示出危险警报(例如，显示红灯，播报危险语音等)；进一步地，当所述防撞感应器检测出所述切除组件4与所述晶圆100之间的距离在安装距离范围内时，所述报警装置6显示出安全警报(例如，显示绿灯，播报安全语音等)。所述报警装置6的设计，保证了所述晶圆100不被所述切割头61损伤，提升了晶圆100的质量。
在一实施例中，如图1所示，所述主体箱1包括竖臂11以及连接在所述竖臂11相对两端的第一横臂12和第二横臂13；所述竖向移动组件51安装在所述第一横臂12上，所述载物台2安装在所述第二横臂13上；所述竖臂11、所述第一横臂12以及所述第二横臂13之间围成C型操作空间。可以理解地，所述第一横臂12安装在所述竖臂11的上方，所述第二横臂13安装在所述竖臂11的下方；且所述载物台2、所述切除组件4等安装在所述“C型”操作空间中。本发明中，所述主体箱1的设计，便于按晶圆保护膜旋转切除装置的搬运和安装。
在一实施例中，所述切割头41为激光头。通过激光切割的方式，加快了所述晶圆100的加工效率，提高了晶圆100的切割质量。
在一实施例中，如图1所示，所述晶圆保护膜旋转切除装置还包括安装在所述主体箱1上的且用于触发紧急制动的起停按钮8。可以理解地，所述急停按钮可以保证该晶圆保护膜旋转切除装置发生故障时，起到紧急制动的效果，从而保证了该晶圆保护膜旋转切除装置的正常运行。
在一实施例中，如图1所示，所述载物台2为圆形载物台2；所述圆形载物台2的中心定位点上设有用于定位安装待切割件的定位部(图未示)。可以理解地，所述圆形载物台2的中心与所述旋转组件3的旋转轴在同一条直线上；所述定位部的设计，方便客户定位安装所述待焊接件。
本发明另一实施例还提供了上述的晶圆保护膜旋转切除装置的切割方法，包括：
S1、获取晶圆100的预设加工尺寸，通过横向移动组件52根据所述预设加工尺寸带动切除组件4沿水平方向移动，直至切割头41与安装在所述载物台2上的晶圆100的切割环线对齐；所述切割环线为所述晶圆100上将要通过切割头41进行切割且尺寸与所述预设加工尺寸一致的环形切割线路；所述晶圆100的切割环线的中心点和与安装该晶圆100的所述载物台2的中心定位点重合；可以理解地，通过所述横向移动组件52带动所述切除组件4的移动，从而所述切割头41可用于切除不同尺寸的晶圆100；需要说明地，在所述切割头41切割的过程中，所述切割同相当于绕所述载物台2的中心线旋转。
S2、通过竖向移动组件51带动所述切除组件4沿竖直方向移动，直至所述切割头41与所述切割环线之间的距离等于预设切割距离；可以理解地，当所述切割头41为切刀时，所述预设切割距离等于零；当所述切割头41为激光头时，所述预设切割距离可以根据实际需求而设定。
S3、通过旋转组件3带动所述切除组件4与所述载物台2相对转动，直至所述切割头41与位于所述切割环线上的预设切割起点对齐；可以理解地。为了保证晶圆100的切割质量，在切割之前，需要保证所述切割头41的切割起点。
S4、控制所述旋转组件3带动所述切割头41进行旋转切割，以通过所述切割头41将放置在所述载物台2上的晶圆100切割为与所述预设加工尺寸匹配的圆形。也即，将在所述环形切割线之外的所述保护膜101切除，等到一个完整的圆形的晶圆100。
进一步地，当所述旋转组件3安装在所述横向移动组件52和所述竖向移动组件51之间时，首先要将所述旋转组件3的旋转轴与所述载物台2的中心定位点对其之后，旋转组件3才能带动切割头41实现切割；且所述切割头41移动至旋转轴与所述切割头41之间的距离达到与晶圆100的加工尺寸中的晶圆100半径相等。
本发明中。该晶圆保护膜旋转切除装置可用于切割晶圆100周围多余的保护膜101，从而调高了待切割件的生产效率和质量，保证了晶圆100后续加工的正常进行。另外，所述横向移动组件52的设计，可以切割不同尺寸的待切割件，从而提高了该晶圆保护膜旋转切除装置的通用性。可理解地，本发明的晶圆保护膜旋转切除装置的切割方法为上述晶圆保护膜旋转切除装置用于切除晶圆保护膜时的方法；该方法与上述晶圆保护膜旋转切除装置一一对应，在此不再赘述。
以上仅为本发明较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种晶圆保护膜旋转切除装置，其特征在于，包括主体箱、载物台、旋转组件、切除组件以及安装在所述主体箱上的移动机构；
所述移动机构包括用于带动所述切除组件沿竖直方向移动的竖向移动组件，以及用于带动所述切除组件沿水平方向移动的横向移动组件；所述旋转组件包括安装在所述主体箱和所述移动机构之间的第一旋转件或/和安装在所述主体箱和所述载物台之间的第二旋转件；
所述切除组件包括切割头；所述旋转组件用于带动所述载物台和所述切除组件相对旋转，以使得所述切割头将放置在所述载物台上的晶圆上的保护膜切除。
2.根据权利要求1所述的晶圆保护膜旋转切除装置，其特征在于，所述切割头为切刀；
所述切除组件还包括安装座、连接杆以及用于检测所述切割头的压力的测力件；所述连接杆的一端连接所述安装座，所述连接杆的另一端连接所述切割头；所述安装座安装在所述横向移动组件上；
当所述测力件检测到所述切割头与所述晶圆之间的切割力小于或等于预设切力时，通过所述旋转组件带动所述切割头将所述晶圆的保护膜切除；
当所述测力件检测到所述切割头与所述晶圆之间的切割力大于所述预设切力时，控制所述旋转组件静止。
3.根据权利要求2所述的晶圆保护膜旋转切除装置，其特征在于，所述切除组件还包括安装在所述安装座上且用于吹除所述载物台上废屑的吹气件。
4.根据权利要求2所述的晶圆保护膜旋转切除装置，其特征在于，所述晶圆保护膜旋转切除装置还包括用于连接电路和气路的线路对接集装束；所述安装座上设有用于安装所述线路对接集装束的安装空间。
5.根据权利要求1所述的晶圆保护膜旋转切除装置，其特征在于，所述切除组件还包括防撞感应器；所述防撞感应器用于检测所述切除组件上的预设位置与所述载物台上的待切割件之间的距离；所述晶圆保护膜旋转切除装置还包括安装在所述主体箱上且连接所述防撞感应器的报警装置；
当所述防撞感应器检测到所述预设位置与所述待切割件之间的距离小于预设安全距离时，所述报警装置发出危险警报。
6.根据权利要求1所述的晶圆保护膜旋转切除装置，其特征在于，所述主体箱包括竖臂以及连接在所述竖臂相对两端的第一横臂和第二横臂；所述竖向移动组件安装在所述第一横臂上，所述载物台安装在所述第二横臂上；所述竖臂、所述第一横臂以及所述第二横臂之间围成C型操作空间。
7.根据权利要求1所述的晶圆保护膜旋转切除装置，其特征在于，所述切割头为激光头。
8.根据权利要求1所述的晶圆保护膜旋转切除装置，其特征在于，所述晶圆保护膜旋转切除装置还包括安装在所述主体箱上的且用于触发紧急制动的起停按钮。
9.根据权利要求1所述的晶圆保护膜旋转切除装置，其特征在于，所述载物台为圆形载物台；所述圆形载物台的中心定位点上设有用于定位安装待切割件的定位部。
10.一种如权利要求1至9任意一项所述的晶圆保护膜旋转切除装置的切割方法，其特征在于，包括：
获取晶圆的预设加工尺寸，通过横向移动组件根据所述预设加工尺寸带动切除组件沿水平方向移动，直至切割头与安装在所述载物台上的晶圆的切割环线对齐；所述切割环线为所述晶圆上将要通过切割头进行切割且尺寸与所述预设加工尺寸一致的环形切割线路；所述晶圆的切割环线的中心点和与安装该晶圆的所述载物台的中心定位点重合；
通过竖向移动组件带动所述切除组件沿竖直方向移动，直至所述切割头与所述切割环线之间的距离等于预设切割距离；
通过旋转组件带动所述切除组件与所述载物台相对转动，直至所述切割头与位于所述切割环线上的预设切割起点对齐；
控制所述旋转组件带动所述切割头进行旋转切割，以通过所述切割头将放置在所述载物台上的晶圆切割为与所述预设加工尺寸匹配的圆形。
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