一种晶圆减薄系统及减薄方法转让专利
申请号 : CN202311194843.5
文献号 : CN116922183B
文献日 : 2023-12-19
发明人 : 李国强 , 衣新燕
申请人 : 广州市艾佛光通科技有限公司
摘要 :
权利要求 :
1.一种晶圆减薄系统,其特征在于,所述晶圆减薄系统包括依次设置的第一转移机构、第一输送机构、第二转移机构,以及依次设置在所述第一输送机构上的粗打磨机构、精打磨机构及检测机构;
所述晶圆减薄系统还包括多个用于承载晶圆的承载机构、首尾两端与所述第一转移机构和所述第二转移机构连接的第二输送机构以及控制器;
所述控制器用于控制所述第一输送机构步进式输送多个所述承载机构,并控制粗打磨机构、精打磨机构及检测机构依次对所述承载机构上的晶圆进行粗打磨、精打磨及厚度检测处理;
所述控制器还用于在晶圆厚度超出预设厚度范围时,控制所述第二转移机构、所述第二输送机构及所述第一转移机构配合将持有厚度超出预设厚度范围的晶圆的承载机构回传至所述第一输送机构的入料端,并在第一输送机构步进输送该承载机构时,控制所述精打磨机构对该承载机构上的晶圆再次进行精打磨处理及控制所述检测机构对该承载机构上的晶圆再次进行厚度检测处理;
所述检测机构包括顶升分离组件和检测组件;
所述顶升分离组件用于顶升分离位于检测机构内的承载机构上的晶圆,以配合所述检测组件对该晶圆进行厚度检测处理;
所述检测组件包括检测底板、多个固定在检测底板底面的检测电极及固定在所述检测底板下方的弹性片,所述弹性片与所述检测电极之间具有间隙;
所述控制器用于在弹性片压紧晶圆产生形变时,根据所述检测电极产生的电容值计算获取该晶圆的厚度偏差信息;所述承载机构具有电子标签,所述检测机构具有标签编辑器,所述粗打磨机构具有标签识别器;
所述控制器还用于在晶圆厚度超出预设厚度范围时,基于所述标签编辑器标记该晶圆所在承载机构的电子标签,以使所述粗打磨机构基于标签识别器识别该电子标签而跳过粗打磨处理。
2.根据权利要求1所述的晶圆减薄系统,其特征在于,所述承载机构设有多个通孔,所述顶升分离组件包括多个能穿过所述通孔的顶针和用于驱动所述顶针升降的第一升降机构;
所述控制器用于根据预设高度信息控制所述第一升降机构驱动顶针顶升分离晶圆以使所述检测组件测取该晶圆的厚度偏差信息。
3.根据权利要求1或2所述的晶圆减薄系统,其特征在于,所述控制器还用于在厚度偏差信息过大时,根据厚度偏差信息生成补偿厚度信息,并根据所述补偿厚度信息控制所述精打磨机构对相应晶圆再次进行精打磨处理。
4.根据权利要求1所述的晶圆减薄系统,其特征在于,所述晶圆减薄系统还包括抬升组件,所述抬升组件为两个,分别设置在所述粗打磨机构下方和所述精打磨机构下方,用于抬升所述第一输送机构上的承载机构以分别配合所述粗打磨机构完成粗打磨处理和配合所述精打磨机构完成精打磨处理。
5.根据权利要求4所述的晶圆减薄系统,其特征在于,所述晶圆减薄系统还包括吹扫组件,所述吹扫组件设置在所述抬升组件一侧;所述控制器用于控制所述吹扫组件对非抬升状态的抬升组件进行吹扫。
6.根据权利要求1所述的晶圆减薄系统,其特征在于,所述第一转移机构和所述第二转移机构一致,所述第一转移机构包括升降组件、双向输送机构;所述升降组件用于驱动所述双向输送机构升降以使其一端对接所述第一输送机构或所述第二输送机构。
说明书 :
一种晶圆减薄系统及减薄方法
技术领域
背景技术
磨机构对晶圆进行快速减薄,第二步需要利用配备小砂砾精磨砂轮的精打磨机构对晶圆进
行高精度减薄,以将晶圆抛光磨削至预设厚度;现有的两步打磨工序为分开独立进行且需
要进行分步检测,严重制约了晶圆的减薄处理效率。
发明内容
磨机构、精打磨机构及检测机构;
度检测处理;
构回传至所述第一输送机构的入料端,并在第一输送机构步进输送该承载机构时,控制所
述精打磨机构对该承载机构上的晶圆再次进行精打磨处理及控制所述检测机构对该承载
机构上的晶圆再次进行厚度检测处理。
打磨处理及厚度检测处理,实现对晶圆的连续化减薄加工,并在晶圆厚度超出预设厚度范
围时,基于第二转移机构、第二输送机构及第一转移机构组合的回传作用返回第一输送机
构的入料端以对该承载机构上的晶圆进二次精打磨处理以提高晶圆减薄处理的良品率。
检测处理的可靠性,从而进一步提高晶圆减薄处理的良品率。
间隙;
次进行精打磨处理。
构上的承载机构以分别配合所述粗打磨机构完成粗打磨处理和配合所述精打磨机构完成
精打磨处理。
吹扫。
过粗打磨处理。
以使其一端对接所述第一输送机构或所述第二输送机构。
依次设置在所述第一输送机构上的粗打磨机构、精打磨机构及检测机构;所述晶圆减薄系
统还包括多个用于承载晶圆的承载机构以及首尾两端与所述第一转移机构和所述第二转
移机构连接的第二输送机构;
输送机构的入料端,并在第一输送机构步进输送该承载机构时,控制所述精打磨机构对该
承载机构上的晶圆再次进行精打磨处理及控制所述检测机构对该承载机构上的晶圆再次
进行厚度检测处理。
范围时,基于第二转移机构、第二输送机构及第一转移机构组合的回传作用返回第一输送
机构的入料端以对该承载机构上的晶圆进二次精打磨处理以提高晶圆减薄处理的良品率。
的多个承载机构上的晶圆能依次进行粗打磨处理、精打磨处理及厚度检测处理,实现对晶
圆的连续化减薄加工,并在晶圆厚度超出预设厚度范围时,基于第二转移机构、第二输送机
构及第一转移机构组合的回传作用返回第一输送机构的入料端以对该承载机构上的晶圆
进二次精打磨处理以提高晶圆减薄处理的良品率。
附图说明
组件;12、吹扫组件;13、标签编辑器;14、标签识别器;61、顶升分离组件;62、检测组件;71、
承载台;72、工件槽;73、电子标签;101、限位升降机构;102、限位板;111、抬升驱动机构;
112、抬升板;611、顶针;612、第一升降机构;621、检测底板;622、检测电极;623、弹性片;
711、通孔。
具体实施方式
考附图描述的实施方式是示例性的,仅用于解释本发明,而不能理解为对本发明的限制。
定的方位构造和操作,因此不能理解为对本发明的限制。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或者隐含指明所指示的技术特征的数量。
由此,限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个所述特征。在
本发明的描述中,“多个”的含义是两个或两个以上,除非另有明确具体的限定。
以是机械连接,也可以是电连接或可以相互通讯;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。
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下方和斜下方,或仅仅表示
第一特征水平高度小于第二特征。
且目的不在于限制本发明。此外,本发明可以在不同例子中重复参考数字和/或参考字母,
这种重复是为了简化和清楚的目的,其本身不指示所讨论各种实施方式和/或设置之间的
关系。此外,本发明提供了的各种特定的工艺和材料的例子,但是本领域普通技术人员可以
意识到其他工艺的应用和/或其他材料的使用。
第一输送机构2上的粗打磨机构4、精打磨机构5及检测机构6;
理;
输送机构2的入料端,并在第一输送机构2步进输送该承载机构7时,控制精打磨机构5对该
承载机构7上的晶圆再次进行精打磨处理及控制检测机构6对该承载机构7上的晶圆再次进
行厚度检测处理。
加工处理工序,以粗糙度较大的砂轮将晶圆厚度减薄至接近目标厚度,精打磨处理为对晶
圆进行高精度减薄的精加工处理工序,以粗糙度较小的砂轮将晶圆厚度减薄至目标厚度并
使晶圆表面具有合格的光滑度。
例的粗打磨机构4与精打磨机构5之间的间距和精打磨机构5与检测机构6之间的间距相同,
使得第一输送机构2在对多个承载机构7同时进行输送时,承载机构7能在统一步进行程下
移动至下一个工位,如一个承载机构7从粗打磨机构4移动至精打磨机构5进行精打磨加工
时,存在另一承载机构7从精打磨机构5移动至检测机构6进行厚度检测处理,从而使得本申
请实施例的晶圆减薄系统实现了对晶圆的高效连续化减薄加工。
圆厚度,因此,粗打磨机构4和精打磨机构5均基于预设升降行程对晶圆进行减薄;其中,晶
圆在经历粗打磨处理和精打磨处理后的厚度必然符合粗打磨处理的要求(低于粗打磨处理
设定的厚度值),但可能由于承载机构7位置偏移、承载机构7底部磨损、砂轮磨损、粗打磨机
构4和精打磨机构5的高度偏差等原因,晶圆厚度未必符合精打磨处理的要求(与精打磨处
理设定的厚度之间的偏差值大于预期),这些晶圆属于残次品;其中,若晶圆厚度大于预期,
则可以对这类晶圆再次进行磨削减薄以提高产品良品率,若晶圆厚度小于预期,则这类晶
圆被视为加工失败的废品;本申请实施例晶圆减薄系统旨在通过回传加工这一类晶圆进行
二次精打磨以提高晶圆减薄处理的良品率;其中,经历粗打磨处理和精打磨处理的晶圆无
需进行二次粗打磨,故控制器9控制粗打磨机构4跳过对回传的承载机构7上的晶圆的粗打
磨处理,以降低设备能耗。
机构3背离第一输送机构2的一侧设有下料机构,该下料机构用于接收来自第二转移机构3
送入的携带有减薄处理合格的晶圆或废品的承载结构以进行下料处理;其中,上料机构和
下料机构优选为滚筒输送机。
载机构7输送至下料机构,在晶圆厚度超出预设厚度范围时,则控制第二转移机构3将该承
载机构7输送至第二输送机构8上,并利用第二输送机构8和第一转移机构回传至第一输送
机构2的入料端,以再次进行步进式输送。
第一输送机构2完成对承载机构7的步进式输送。
打磨处理、精打磨处理及厚度检测处理,实现对晶圆的连续化减薄加工,并在晶圆厚度超出
预设厚度范围时,基于第二转移机构3、第二输送机构8及第一转移机构1组合的回传作用返
回第一输送机构2的入料端以对该承载机构7上的晶圆进二次精打磨处理以提高晶圆减薄
处理的良品率。
可靠性,因此,本申请实施例的晶圆减薄系统先利用检测机构6中的顶升分离组件61来分离
承载机构7上的晶圆,再利用检测组件62对晶圆进行厚度检测处理,确保获取的厚度数据更
精准,以提高厚度检测处理的可靠性,从而进一步提高晶圆减薄处理的良品率。
预设高度信息的高度处,即位移至预设的检测位置中,其后通过检测组件62获取位于检测
位置处的晶圆的厚度数据,并根据该厚度数据分析该晶圆与预设厚度(预设厚度范围为预
设厚度结合厚度公差确定的范围)之间的差值,即厚度偏差信息,控制器9根据该厚度偏差
信息即可判断该晶圆厚度是否符合预设厚度,即确定该晶圆厚度是否在预设厚度范围内。
7上。
之间具有间隙;
检测精度不足的缺点;因此,本申请实施例设计一种采用检测电极622的进行检测的检测方
式,在该实施例方式,顶针611采用高精度的电动线性模组驱动升降以确保晶圆准确抬升至
检测位置,且顶面压紧弹性片623使得弹性片623产生向上凸出的形变,进而改变弹性片623
上表面与检测电极622之间的距离,使得弹性片623与检测电极622构成薄膜电容检测器,其
中,弹性片623上表面与检测电极622之间的距离会影响检测电极622产生的电容值,而晶圆
在顶针611抬升作用下上升至特定高度,晶圆的厚度值和检测电极622的电容值之间的关系
已预先标定,使得控制器9能根据检测电极622产生的电容值计算该晶圆的厚度偏差信息。
基于不同位置的厚度信息的均值进行计算,能有效提高厚度检测的准确度、可靠性。
磨处理。
实施例的晶圆减薄系统还通过分析厚度偏差信息生成补偿厚度信息,以该补偿厚度信息补
偿二次精打磨处理的加工参数,即基于该补偿厚度信息增大精打磨机构5的行程,以确保该
晶圆的厚度能减薄至预设厚度范围内,从而提高精打磨处理效果。
之差确定。
输送机构2和限位机构10实现承载机构7的步进式输送。
于检测承载机构7是否输送到位的感应探头,该感应探头优选为设置在限位板102板面上的
感应开关。
应探头判断各个工位上的承载机构7是否输送到位,从而确保了承载机构7能顺利、准确抵
达各个工位处。
以分别配合粗打磨机构4完成粗打磨处理和配合精打磨机构5完成精打磨处理。
易产生位置偏移影响减薄处理效果;因此,本申请实施例的晶圆减薄系统设置抬升组件11,
以使承载机构7抵达粗打磨机构4或精打磨机构5下方时,利用该抬升组件11抬起承载机构7
以进行粗打磨处理或精打磨处理,并在处理结束后,利用抬升组件11将承载机构7下放回第
一输送机构2以继续进行输送。
响晶圆减薄处理效果,因此,本申请实施例的晶圆减薄系统设置吹扫组件12对非抬升状态
(即抬升板112高度低于第一输送机构2输送面高度的状态)的抬升组件11进行吹扫,以确保
抬升组件11在对承载机构7进行抬升前保持表明整洁,保证减薄处理到位。
过粗打磨处理。
负荷。
73并写入补偿厚度信息,以使精打磨机构5根据补偿厚度信息对相应晶圆再次进行精打磨
处理。
逻辑,并降低控制器9的分析负荷。
输送机构2或第二输送机构8。
接的状态中进行切换。
2、第二转移机构3,以及依次设置在第一输送机构2上的粗打磨机构4、精打磨机构5及检测
机构6;晶圆减薄系统还包括多个用于承载晶圆的承载机构7以及首尾两端与第一转移机构
1和第二转移机构3连接的第二输送机构8;
入料端,并在第一输送机构2步进输送该承载机构7时,控制精打磨机构5对该承载机构7上
的晶圆再次进行精打磨处理及控制检测机构6对该承载机构7上的晶圆再次进行厚度检测
处理。
设厚度范围时,基于第二转移机构3、第二输送机构8及第一转移机构1组合的回传作用返回
第一输送机构2的入料端以对该承载机构7上的晶圆进二次精打磨处理以提高晶圆减薄处
理的良品率。
式输送的多个承载机构7上的晶圆能依次进行粗打磨处理、精打磨处理及厚度检测处理,实
现对晶圆的连续化减薄加工,并在晶圆厚度超出预设厚度范围时,基于第二转移机构3、第
二输送机构8及第一转移机构1组合的回传作用返回第一输送机构2的入料端以对该承载机
构7上的晶圆进二次精打磨处理以提高晶圆减薄处理的良品率。
具体特征、结构、材料或者特点包含于本发明的至少一个实施方式或示例中。在本说明书
中,对上述术语的示意性表述不一定指的是相同的实施方式或示例。而且,描述的具体特
征、结构、材料或者特点可以在任何的一个或多个实施方式或示例中以合适的方式结合。
围。