一种晶圆自动背刮装置的制作方法

1.本实用新型涉及晶圆制造领域，特别涉及一种晶圆自动背刮装置。


背景技术：

2.晶圆生产过程中，传统的晶圆分离方法为：在晶圆上用刀轮切割机按晶粒大小进行切割，切割时刀轮切割的深度约为晶圆厚度的三分之二，没有完全切透，切割后晶圆上的晶粒与晶粒之间未完全断裂开，还一定程度粘连在一块。为了使晶粒与晶粒之间互相分离开，需要对晶圆，尤其是晶圆上分布的未切穿的刀痕施加外力，使晶粒与晶粒之间完全断裂开。
3.现有的对晶圆施加外力的方式是采用人工进行晶圆背刮。晶圆片贴附在有蓝膜的铁环框上，人工用手拿取铁环框，将晶圆片的背面在固定住的圆形铁片刮件上来回刮擦。
4.采用上述人工背刮作业。由于人员不容易控制施力的大小及方向，人工刮的力度难以均匀一致，使得有些晶粒与晶粒之间未全部断裂开，而且由于刮的位置不固定，很多地方存在漏刮的现象，导致不良率很高；而且人工作业工作效率低，消耗人力资源。
5.申请号cn201810122367.9、申请日为20180207的中国专利申请，公开了一种刮膜装置，该刮膜装置包括一承载机构、一驱动机构以及一刮膜机构。驱动机构耦接承载机构以带动承载机构旋转。刮膜机构配置于承载机构的一侧，当具有一残胶的一晶圆置放于承载机构上，且刮膜机构抵接残胶时，驱动机构带动承载机构旋转，以使刮膜机构与晶圆相对移动而刮除残胶。该刮膜装置通过旋转晶圆，使与晶圆抵接的刮膜机构刀片刮除晶圆残胶，其仅适用于晶圆边缘的残胶刮除。


技术实现要素：

6.为解决采用人工作业进行晶圆背刮，导致的晶圆不良率高的问题。
7.本实用新型提供一种晶圆自动背刮装置，其包括承载机构，所述承载机构包括用于承接粘合于晶圆背面的粘性膜的框环；还包括驱动机构以及刮擦机构；所述驱动机构包括双方向直线运动机构组合，双方向直线运动机构组合包括x轴直线运动机构以及y轴直线运动机构；刮擦机构配置于框环下方，并与所述驱动机构耦接，所述刮擦机构抵接晶圆背面粘性膜时，双方向直线运动机构组合带动刮擦机构在x轴或y轴方向上移动，以使刮擦机构背刮所述晶圆。
8.在上述方案的基础上，进一步地，所述驱动机构还包括旋转运动机构，所述刮擦机构为圆环片状结构的刮擦件；所述旋转运动机构耦接双方向直线运动机构组合以及刮擦件，双方向直线运动机构组合通过带动旋转运动机构移动，以带动刮擦件在x轴或y轴方向移动，且所述旋转运动机构带动刮擦件旋转。
9.在上述方案的基础上，进一步地，所述驱动机构还包括z轴直线运动机构；所述z轴直线运动机构耦接双方向直线运动机构组合以及旋转运动机构，双方向直线运动机构组合通过带动z轴直线运动机构移动，以带动旋转运动机构在x轴或y轴方向移动，所述z轴直线
运动机构带动旋转运动机构在z轴方向上移动，以使与旋转运动机构耦接的刮擦件在x轴或y轴或z轴方向上移动。
10.在上述方案的基础上，进一步地，所述x轴直线运动机构为x轴丝杆模组，所述y轴直线运动机构为y轴丝杆模组。
11.在上述方案的基础上，进一步地，所述x轴直线运动机构与y轴直线运动机构相互垂直。
12.在上述方案的基础上，进一步地，还包括固定机构，所述固定机构用于夹持框环以固定晶圆。
13.在上述方案的基础上，进一步地，所述承载机构还包括机台，所述机台台面为环状框体，用于承载所述框环；所述固定机构为设置于环状框体上的定位气缸，以使框环装配在机台台面的环状框体上时，定位气缸向下移动与环状框体配合上下夹持框环。
14.在上述方案的基础上，进一步地，分别设置两个定位气缸于环状框体的左右两侧。
15.在上述方案的基础上，进一步地，所述框环的中部开口的面积大于晶圆面积，以使晶圆背面全部暴露于开口中。
16.在上述方案的基础上，进一步地，所述刮擦件为铁质材料制成。
17.本实用新型提供的晶圆自动背刮装置，与现有技术相比，具有以下有益效果：
18.该晶圆自动背刮装置取代人工背刮作业方式，有效提高了晶圆的良品率，解决了人工作业中存在漏刮和人工背刮力度方向难以控制，导致产品不良率高的问题；且其自动化程度高，显著提高生产效率。
附图说明
19.为了更清楚地说明本实用新型实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作一简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本实用新型的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
20.图1为本实用新型提供的实施例1的晶圆自动背刮装置立体结构示意图；
21.图2为本实用新型提供的实施例1中晶圆和框环的立体结构示意图；
22.图3为本实用新型提供的实施例1中承载机构立体结构示意图。
23.附图标记：
24.100晶圆
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200粘性膜
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300承载机构
25.400固定机构
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500刮擦机构
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600驱动机构
26.310框环
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320机台
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321环状框体
27.610x轴直线运动机构
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620y轴直线运动机构
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630z轴直线运动机构
28.640旋转运动机构
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311开口
具体实施方式
29.为使本实用新型实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施
例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。
30.在本实用新型的描述中，需要说明的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”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实用新型和简化描述，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实用新型的限制。此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。
31.本实用新型提供如图1
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3所示的一种晶圆100自动背刮装置，其包括承载机构300，所述承载机构300包括用于承接粘合于晶圆100背面的粘性膜200的框环310；还包括驱动机构600以及刮擦机构500；所述驱动机构600包括双方向直线运动机构组合，双方向直线运动机构组合包括x轴直线运动机构610以及y轴直线运动机构620；刮擦机构500配置于框环310下方，并与所述驱动机构600耦接，所述刮擦机构500抵接晶圆100背面粘性膜200时，双方向直线运动机构组合带动刮擦机构500在x轴或y轴方向上移动，以使刮擦机构500背刮所述晶圆100。
32.具体地，使用时，将晶圆100贴附在粘性膜200上，将粘性膜200贴膜在框环310上，刮擦机构500配置于框环310下方，所述框环310为中空的框环310结构，则刮擦机构500配置于粘性膜200下方，可与粘性膜200抵接；所述刮擦机构500抵接晶圆100背面粘性膜200时，刮擦机构500对贴附在粘性膜200上方的晶圆100施力；刮擦机构500与所述驱动机构600耦接，驱动机构600的双方向直线运动机构中的x轴直线运动机构610以及y轴直线运动机构620带动刮擦机构500在x轴或y轴方向上移动，先通过双方向直线运动机构带动，使得刮擦机构500在晶圆100的x轴方向的每个区域进行均匀背刮，晶圆100片x轴方向的区域背刮完成后，通过双方向直线运动机构变换刮擦机构500的位置，使得刮擦机构500在晶圆100的y轴方向的每个区域进行均匀背刮。
33.通过双方向直线运动机构带动刮擦机构500移动，采用双方向刮擦，先在晶圆100的x轴方向的每个区域进行均匀背刮，而后在晶圆100的y轴方向的每个区域进行均匀背刮，即完成背刮。如此，刮擦区域基本遍布了晶圆100每个区域且刮擦路径分布均匀，刮擦均匀，且有效避免了漏刮现象，可以使晶粒与晶粒之间完全断裂开分离，能够显著提高晶圆100良品率。相比使用刮擦路径为转动旋转式的刮擦方式，本实用新型采用了x轴方向与y轴方向皆均匀刮擦的方式，其刮擦路径在晶圆100上排布更为均匀，避免了采用转动旋转式的刮擦方式时，容易出现的刮擦路径重叠，刮擦不均匀等问题。
34.该装置能够自动化进行晶圆100背刮，其相对人工刮擦，刮擦施力均匀一致，有效控制了施力的大小，稳定性高；且晶圆100的每个区域刮擦均匀，避免了刮擦不均匀以及漏刮现象，能够使晶粒与晶粒之间完全断裂开分离，从而显著提高晶圆100的良品率。
35.其中，所述x轴直线运动机构610与y轴直线运动机构620为现有的直线运动机构，本领域技术人员根据上述设计构思，可采用如曲柄滑块机构、齿轮齿条机构、丝杠螺母机构、气/液压缸、同步带等直线运动机构,包括但不限于上述直线运动机构。
36.优选地，所述x轴直线运动机构610为x轴丝杆模组，所述y轴直线运动机构620为y轴丝杆模组。
37.采用x轴丝杆模组与y轴丝杆模组作为x轴直线运动机构610和y轴直线运动机构620。丝杆模组具有如下特性和优点：摩擦损失小，传动效率高；动作灵敏，低速时无爬行现象；磨损小，精度保持性好；可消除轴向间隙，轴向刚度高，其常用于需要精确定位的机器中。丝杆模组具有的上述优势有利于提高刮擦机构500在晶圆100上的刮擦路径精度，从而使得刮擦准确性好且精密度高、刮擦分布均匀，使晶粒与晶粒之间完全断裂开分离，从而进一步提高晶圆100良品率。
38.优选地，所述x轴直线运动机构610与y轴直线运动机构620相互垂直。
39.所述x轴直线运动机构610与y轴直线运动机构620相互垂直，则刮擦路径为x轴与y轴方向的刮擦路径相互垂直，均为十字刮擦，如此，刮擦排布更为均匀。
40.优选地，所述驱动机构600还包括旋转运动机构640，所述刮擦机构500为圆环片状结构的刮擦件；所述旋转运动机构640耦接双方向直线运动机构组合以及刮擦件，双方向直线运动机构组合通过带动旋转运动机构640移动，以带动刮擦件在x轴或y轴方向移动，且所述旋转运动机构640带动刮擦件旋转。
41.刮擦机构500为圆环片状结构的刮擦件，其结构使得在刮擦过程中晶圆100背面的刮擦受力位置力度均匀，装置可通过调整x轴方向刮擦路径的相邻间隔，来调整刮擦路径密度，如此能够有效提高刮擦的均匀性。使用时，圆环片状结构的刮擦件先通过双方向直线运动机构带动，在晶圆100的x轴方向的每个区域进行均匀背刮，而后通过旋转运动机构640带动圆环片状结构的刮擦件90度旋转，刮擦件再通过双方向直线运动机构带动，在晶圆100的y轴方向的每个区域进行均匀背刮，即完成背刮。
42.其中，所述旋转运动机构640为现有旋转运动机构640。本实施例1中，所述旋转运动机构640采用旋转气缸带动刮擦件旋转。根据上述设计构思，本领域技术人员可选择其他类型的旋转运动机构640，包括但不限于上述旋转运动机构640。
43.优选地，所述驱动机构600还包括z轴直线运动机构630；所述z轴直线运动机构630耦接双方向直线运动机构组合以及旋转运动机构640，双方向直线运动机构组合通过带动z轴直线运动机构630移动，以带动旋转运动机构在x轴或y轴方向移动，所述z轴直线运动机构630带动旋转运动机构640在z轴方向上移动，以使与旋转运动机构640耦接的刮擦件在x轴或y轴或z轴方向上移动。
44.通过设置z轴直线运动机构630，当进行背刮工序前，z轴直线运动机构630带动刮擦件向下运动，以便于将晶圆100和粘性膜200装载在框环310上；装载好晶圆100和粘性膜200，z轴直线运动机构630带动刮擦件向上运动，使刮擦机构500抵接晶圆100背面粘性膜200，对其进行施力，即可进行背刮作业。设置z轴直线运动机构630，方便人们使用操作。
45.其中，所述z轴直线运动机构630为现有直线运动机构。本实施例1中，所述z轴直线运动机构630采用气缸以带动刮擦件上下移动。根据上述设计构思，本领域技术人员可选择其他类型的直线运动机构，例如可采用如曲柄滑块机构、齿轮齿条机构、丝杠螺母机构、气/液压缸、同步带等直线运动机构,包括但不限于上述直线运动机构。
46.优选地，还包括固定机构400，所述固定机构400用于夹持框环310以固定晶圆100。
47.通过固定机构400夹持框环310，从而固定装载在框环310上的粘性膜200，以使晶圆100固定，避免刮擦过程中框环310不稳定导致晶圆100移动。
48.优选地，所述承载机构300还包括机台320，所述机台320台面为环状框体321，用于
承载所述框环310；所述固定机构400为设置于环状框体321上的定位气缸，以使所述框环310装配在机台320台面的环状框体321上时，定位气缸向下移动与环状框体配合上下夹持框环310。
49.进行背刮工序前，将框环310装配在机台320台面，即环状框体321上，所述环状框体为中空的环状框体结构。而后，所述固定机构400，即定位气缸下降，与环状框体配合上下夹持框环310，则将框环310位置固定住，而后进行背刮作业。
50.优选地，分别设置两个定位气缸于环状框体321的左右两侧。
51.通过环状框体321的左右两侧设置定位气缸来左右夹持框环310，进一步保障框环310位置稳定。
52.根据上述设计构思，本领域技术人员可根据需求，可选择其他合适数量的定位气缸和合适位置进行定位气缸设置，包括但不限于上述方案。
53.优选地，所述框环310的中部开口311的面积大于晶圆100面积，以使晶圆100背部全部暴露于开口311中。
54.所述框环310的中部开口311的面积大于晶圆100面积，晶圆100背部全部暴露于开口311中，防止晶圆100边缘受阻刮擦不到位。其中，晶圆100的固定主要在于与粘性膜200相互粘合，通过框环310承装固定粘性膜200使晶圆100位置固定。
55.本实施例1中，所述框环310为圆环形框环310，所述开口311为圆形开口，所述圆环形框环310的内部圆形开口311面积大于晶圆100面积。根据上述设计构思，本领域技术人员可采用其他形状的框环310，包括但不限于上述形状的框环310。
56.优选地，所述刮擦件为铁质材料制成。
57.所述刮擦件采用铁质材料，铁质材料刮擦件的性能适用于晶圆100背面刮擦。
58.优选地，所述粘性膜200为蓝膜。
59.所述蓝膜为现有的晶圆100粘合膜，适用于粘合固定所述晶圆100。
60.尽管本文中较多的使用了诸如粘性膜、框环、驱动机构、刮擦机构等术语，但并不排除使用其它术语的可能性。使用这些术语仅仅是为了更方便地描述和解释本实用新型的本质；把它们解释成任何一种附加的限制都是与本实用新型精神相违背的。
61.最后应说明的是：以上各实施例仅用以说明本实用新型的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述各实施例对本实用新型进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分或者全部技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本实用新型各实施例技术方案的范围。