一种取环装置、晶圆加工设备及取环方法与流程

1.本发明涉及半导体制造技术领域，尤其涉及一种取环装置、晶圆加工设备及取环方法。


背景技术：

2.在半导体制造中，晶圆往往需要减薄以提高器件的性能，晶圆减薄后还需要对晶圆边缘的支撑环进行切割去除。晶圆减薄工艺包括太鼓(taiko)减薄工艺，太鼓减薄工艺为对晶圆的中间区域进行减薄，晶圆的边缘区域不减薄而作为支撑环，当完成对晶圆中间区域的减薄后，需要将支撑环从晶圆上切割下来，由于晶圆的背面贴附有uv膜，从晶圆上切割支撑环后，支撑环仍会粘附在uv膜上，需要利用晶圆加工设备上的取环装置实现支撑环与uv膜的分离。
3.在现有技术中，取环装置在分离支撑环与uv膜的过程中，首先需要将取环装置中的卡爪组件插入uv膜与支撑环之间的贴合位中，然后卡爪组件带动支撑环旋转或者上升，以使卡爪组件分离uv膜与支撑环。但是，由于机台组装误差、长期工作后的磨损误差或者晶圆搬运后的定位偏差等因素，卡爪组件在插入uv膜与支撑环之间的过程中，可能会挤压损伤支撑环和晶圆，或者卡爪组件无法精准插入uv膜与支撑环之间的情况，降低了取环装置分离工作的准确性和可靠性。
4.因此，亟需发明一种取环装置、晶圆加工设备及取环方法，以解决上述问题。


技术实现要素：

5.本发明的目的在于提供一种取环装置、晶圆加工设备及取环方法，以使卡爪组件精准插入uv膜与待取环之间，保证分离工作的准确性和可靠性，提高对晶圆的保护。
6.为达此目的，本发明采用以下技术方案：一种取环装置，所述取环装置包括旋转组件、卡爪组件以及驱动组件，所述驱动组件能够驱动所述卡爪组件朝靠近或远离待取环的方向移动，以使所述卡爪组件插入uv膜与所述待取环之间的贴合位，所述旋转组件能够驱动所述卡爪组件旋转，以使所述卡爪组件分离所述uv膜与所述待取环；所述取环装置还包括：压力检测组件，设置在所述卡爪组件上，被配置为检测所述卡爪组件抵接所述待取环外壁的压力值，当所述压力检测组件检测到所述压力值时，所述驱动组件驱动所述卡爪组件朝远离所述待取环的方向移动；以及高度调节组件，被配置为调节所述卡爪组件距离所述待取环的高度，以使所述卡爪组件的高度在旋转过程中和插接过程中均处于预设值。
7.作为优选方案，所述高度调节组件包括：高度检测件，被配置为检测所述卡爪组件距离所述待取环的高度值；以及第一驱动件，所述第一驱动件能够根据所述高度检测件检测的所述高度值驱动所
述卡爪组件相对所述待取环上下移动。
8.作为优选方案，所述卡爪组件包括：卡爪件，所述卡爪件能够插入所述贴合位，并且所述压力检测组件设置在所述卡爪件上；以及连接板，与所述卡爪件相连接，所述高度检测件设置在所述连接板上，所述高度检测件被配置为检测所述连接板距离所述待取环的高度值，所述第一驱动件的输出端与所述连接板相连接。
9.作为优选方案，所述卡爪件包括：连接中柱，与所述连接板相连接，所述压力检测组件设置在所述连接中柱上；上限位板以及下限位板，所述上限位板和所述下限位板沿上下方向间隔套设在所述连接中柱上，所述压力检测组件位于所述上限位板和所述下限位板之间；当所述压力检测组件检测到所述压力值时，所述驱动组件驱动所述卡爪件朝远离所述待取环的方向移动，以使所述卡爪件插入所述贴合位时，所述待取环的外壁远离所述连接中柱，并且所述待取环位于所述上限位板和所述下限位板之间。
10.作为优选方案，所述压力检测组件包括：压电传感器，设置在所述连接中柱上，并且位于所述上限位板和所述下限位板之间，所述压电传感器被配置为检测所述连接中柱与所述待取环外壁的压力值；以及导电滑环，设置在所述连接中柱上，并且与所述压电传感器电连接，所述驱动组件接收到所述导电滑环传递的所述压力值后能够驱动所述卡爪组件朝远离所述待取环的方向移动。
11.作为优选方案，所述高度调节组件还包括：导向件，被配置为引导所述卡爪组件相对所述待取环上下移动。
12.作为优选方案，所述驱动组件包括：固定板，所述第一驱动件设置在所述固定板上；以及第二驱动件，设置在所述旋转组件上，所述第二驱动件的输出端与所述固定板相连接，所述第二驱动件被配置为驱动所述固定板朝靠近或远离所述待取环的方向移动。
13.作为优选方案，所述卡爪组件至少设置有三组，所述卡爪组件沿所述旋转组件的周向间隔排布，并且每组所述卡爪组件上均设置有所述压力检测组件。
14.一种晶圆加工设备，包括如上所述的取环装置。
15.一种取环方法，包括如下步骤：第一驱动件驱动卡爪组件相对待取环上下移动；当高度检测件检测到所述卡爪组件距离所述待取环的高度达到预设值时，驱动组件驱动所述卡爪组件朝靠近所述待取环的方向移动；当压力检测组件检测到所述卡爪组件与所述待取环的外壁存在压力值时，所述驱动组件驱动所述卡爪组件朝远离所述待取环的方向移动；当所述压力检测组件未检测到所述压力值，并且所述卡爪组件插入uv膜与所述待取环之间时，旋转组件驱动所述卡爪组件旋转。
16.作为优选方案，当所述旋转组件驱动所述卡爪组件旋转时，所述高度检测件实时检测所述卡爪组件距离所述待取环的高度值，以使所述卡爪组件始终处于所述预设值。
17.作为优选方案，当所述旋转组件驱动所述卡爪组件旋转时，若所述压力检测组件检测到所述压力值，则所述驱动组件驱动所述卡爪组件朝远离所述待取环的方向移动。
18.本发明的有益效果：本发明提供了一种取环装置，该取环装置包括旋转组件、卡爪组件以及驱动组件，驱动组件能够驱动卡爪组件朝靠近或远离待取环的方向移动，以使卡爪组件插入uv膜与待取环之间的贴合位，旋转组件能够驱动卡爪组件旋转，以使卡爪组件分离uv膜与待取环。此外，该取环装置还包括压力检测组件以及高度调节组件，压力检测组件设置在卡爪组件上，压力检测组件用于检测卡爪组件抵接待取环外壁的压力值，当压力检测组件检测到压力值时，驱动组件驱动卡爪组件朝远离待取环的方向移动，避免卡爪组件挤压损伤待取环的外壁，提高对待取环和晶圆的保护，高度调节组件能够调节卡爪组件距离待取环的高度，以使插接过程和旋转过程中卡爪组件的高值始终处于预设值，保证卡爪组件精准插入uv膜与待取环之间，也避免卡爪组件在旋转中出现偏斜，提高分离工作的准确性和可靠性。
19.本发明还提供了一种晶圆加工设备，通过应用上述取环装置，能够避免卡爪组件挤压损伤待取环，提高对待取环和晶圆的保护，还能够保证卡爪组件精准插入uv膜与待取环之间，避免卡爪组件在旋转中出现偏斜，提高分离工作的准确性和可靠性。
20.本发明还提供了一种取环方法，在取环过程中，能够提高对待取环和晶圆的保护，还能够保证卡爪组件精准插入uv膜与待取环之间，提高分离工作的准确性和可靠性。
附图说明
21.图1是本发明实施例提供的部分取环装置的结构示意图；图2是本发明实施例提供的除去旋转组件的取环装置的结构示意图；图3是本发明实施例提供的卡爪组件和压力检测组件的结构示意图；图4是本发明实施例提供的取环方法的流程图。
22.图中：100、取环装置；200、待取环；1、旋转组件；2、卡爪组件；21、卡爪件；211、连接中柱；212、上限位板；213、下限位板；22、连接板；3、驱动组件；31、固定板；32、第二驱动件；4、压力检测组件；41、压电传感器；42、导电滑环；5、高度调节组件；51、高度检测件；52、第一驱动件；53、导向件；531、导轨；532、滑块。
具体实施方式
23.为使本发明解决的技术问题、采用的技术方案和达到的技术效果更加清楚，下面结合附图并通过具体实施方式来进一步说明本发明的技术方案。
24.在本发明的描述中，除非另有明确的规定和限定，术语“相连”、“连接”、“固定”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；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，可以具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。
25.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。
26.在本实施例的描述中，术语“上”、“下”、“左”、“右”等方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述和简化操作，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。此外，术语“第一”、“第二”仅仅用于在描述上加以区分，并没有特殊的含义。
27.如图1和图2所示，本实施例提供了一种取环装置100，主要用于将减薄后的晶圆外周上的支撑环从uv膜上分离下来，从而将支撑环从晶圆外周上取出。但不局限于此，该取环装置100也可以用于实现其他器件的分离工作。具体而言，该取环装置100包括旋转组件1、卡爪组件2以及驱动组件3，其中，驱动组件3能够驱动卡爪组件2朝靠近或远离待取环200的方向移动，以使卡爪组件2插入uv膜与待取环200之间的贴合位，旋转组件1能够驱动卡爪组件2和驱动组件3旋转，以使卡爪组件2分离uv膜与待取环200。
28.优选地，如图1所示，卡爪组件2设置有多组，多组卡爪组件2沿旋转组件1的周向间隔排布，每组卡爪组件2均对应设置有一组驱动组件3，当需要在uv膜上分离待取环200时，各组驱动组件3能够同步驱动对应的各个卡爪组件2朝靠近或远离待取环200的方向移动，使得多个卡爪组件2间隔插入uv膜与待取环200之间，然后旋转组件1同步驱动多组卡爪组件2旋转，从而实现待取环200与uv膜的分离。通过设置多组卡爪组件2进行分离工作，工作更加可靠稳定。在本实施例中，卡爪组件2设置有三组，三组卡爪组件2在旋转组件1的外周上均匀间隔排布。
29.在本实施例中，旋转组件1包括旋转电机以及连接架，其中，旋转电机的输出轴与连接架相连接，驱动组件3设置在连接架上，旋转电机通过输出轴驱动连接架转动，进而带动各组卡爪组件2以及驱动组件3同步旋转。需要说明的是，各组卡爪组件2以旋转电机输出轴的圆心呈圆周间隔排布。
30.结合图2对驱动组件3的具体结构进行说明，如图2所示，驱动组件3包括固定板31以及第二驱动件32，其中，第二驱动件32设置在旋转组件1的连接架上，第二驱动件32的输出端与固定板31相连接，第二驱动件32驱动固定板31朝靠近或远离待取环200的方向移动时，固定板31能够带动卡爪组件2朝靠近或远离待取环200的方向移动。具体而言，第二驱动件32可以为伺服电机，伺服电机便于控制，工作可靠。
31.但是，由于机台组装误差、长期工作后的磨损误差或者晶圆搬运后的定位偏差等因素，各组卡爪组件2存在不处于同一水平面的情况，各组卡爪组件2在插入uv膜与待取环200之间的过程中，靠近待取环200的卡爪组件2（即低于其余卡爪组件2的卡爪组件2）可能会抵压损伤待取环200和晶圆；或者各组卡爪组件2在旋转过程中，各组卡爪组件2距离待取环200的高度值发生变化导致晶圆受到损伤；或者旋转电机输出轴的中心偏移待取环200的
圆心，各组卡爪组件2朝向待取环200的径向移动时，存在卡爪组件2过度挤压待取环200的情况，不仅容易损坏待取环200和晶圆，使得卡爪组件2无法精准插入uv膜与待取环200之间，降低了取环装置100分离工作的准确性和可靠性。
32.为了解决上述问题，如图2和图3所示，本实施例提供的取环装置100还包括压力检测组件4以及高度调节组件5，其中，压力检测组件4设置在卡爪组件2上，压力检测组件4能够检测卡爪组件2抵接待取环200外壁的压力值，当压力检测组件4检测到压力值时，第二驱动件32驱动固定板31带动卡爪组件2朝远离待取环200的方向移动，避免各组卡爪组件2在插入贴合位和旋转过程中贴合挤压待取环200，提高对待取环200和晶圆的保护。此外，高度调节组件5能够调节卡爪组件2距离待取环200的高度，以使各组卡爪组件2的高度在旋转过程中和插接过程中均处于预设值，保证各组卡爪组件2均能够精准插入uv膜与待取环200之间，避免抵压损伤待取环200和晶圆，也能够保证各组卡爪组件2在旋转过程中，始终处于预设的高度值，避免在旋转中发生偏斜损伤晶圆，提高了取环装置100分离工作的准确性和可靠性。
33.结合图2对高度调节组件5的具体结构进行说明，如图2所示，高度调节组件5包括高度检测件51以及第一驱动件52，其中，高度检测件51设置在卡爪组件2上，第一驱动件52设置在固定板31上，高度检测件51用于检测卡爪组件2距离待取环200的高度值，第一驱动件52能够根据高度检测件51检测的高度值驱动卡爪组件2相对待取环200上下移动。需要说明的是，每组卡爪组件2均对应设置有高度调节组件5，保证各组卡爪组件2均处于预设高度，并且各组卡爪组件2的高度均与贴合位的高度相齐平。当高度检测件51检测的卡爪组件2距离待取环200的高度高于预设值时，第一驱动件52能够根据高度检测件51检测的高度值驱动卡爪组件2向下运动；当高度检测件51检测的卡爪组件2距离待取环200的高度低于预设值时，第一驱动件52能够根据高度检测件51检测的高度值驱动卡爪组件2向上运动。
34.具体而言，高度检测件51可以为光纤传感器，光纤传感器设置在卡爪组件2上，光线传感器能够检测卡爪组件2距离待取环200的高度值，并且光纤传感器具有便于安装，检测灵敏的优点。在其他实施例中，高度检测件51还可以为超声波传感器等其他形式的测距传感器。第一驱动件52可以为丝杠电机，丝杠电机的输出端与卡爪组件2相连接，丝杠电机具有驱动稳定，工作可靠的优点。
35.此外，如图2所示，高度调节组件5还包括导向件53，导向件53用于引导卡爪组件2相对待取环200上下移动，防止第一驱动件52在驱动卡爪组件2移动的过程中发生偏移，保证卡爪组件2移动调节地更加稳定可靠。具体而言，导向件53包括滑动连接的导轨531以及滑块532，其中，导轨531设置在固定板31上，并且导轨531沿上下方向延伸，滑块532设置在卡爪组件2上。
36.结合图2对卡爪组件2的具体结构进行说明，如图2所示，卡爪组件2包括卡爪件21以及连接板22，其中，卡爪件21能够插入贴合位，并且压力检测组件4设置在卡爪件21上，连接板22与卡爪件21相连接，高度检测件51设置在连接板22上，高度检测件51用于检测连接板22距离待取环200的高度值，第一驱动件52的输出端与连接板22相连接，第一驱动件52能够根据高度检测件51检测的连接板22距离待取环200的高度值驱动卡爪件21相对待取环200上下移动。需要说明的是，在本实施例中，滑块532设置在连接板22上。
37.在本实施例，如图2所示，卡爪件21包括连接中柱211、上限位板212以及下限位板
213，其中，连接中柱211与连接板22相连接，压力检测组件4设置在连接中柱211上，上限位板212和下限位板213沿上下方向间隔套设在连接中柱211上，压力检测组件4位于上限位板212和下限位板213之间，当压力检测组件4检测到压力值时，驱动组件3驱动卡爪件21朝远离待取环200的方向移动，以使卡爪件21插入贴合位时，待取环200的外壁远离连接中柱211，并且待取环200位于上限位板212和下限位板213之间。该设置方式不仅能够保证下限位板213插入贴合位中，实现待取环200与uv膜的分离，还能够避免连接中柱211与待取环200的外壁相接触，提高对待取环200和晶圆的保护。此外，通过设置上限位板212以及下限位板213，提高了对待取环200承载的稳定性，也便于分离待取环200与uv膜。需要说明的时，当卡爪件21插入贴合位时，待取环200的下端面与下限位板213的上端面相贴合。
38.优选地，下限位板213上设置有倾斜斜面，并且该倾斜斜面朝远离待取环200圆心的方向向上倾斜设置，该设置方式不仅便于将下限位板213插入贴合位中，当驱动组件3驱动下限位板213朝向待取环200的圆心运动时，倾斜斜面能够向上顶开待取环200，便于待取环200与uv膜的分离。
39.需要说明的是，在本实施例中，如图3所示，压力检测组件4包括压电传感器41以及导电滑环42，其中，压电传感器41设置在连接中柱211上，并且压电传感器41位于上限位板212和下限位板213之间，压电传感器41用于检测连接中柱211与待取环200外壁的压力值，导电滑环42设置在连接中柱211上，并且导电滑环42与压电传感器41电连接，驱动组件3接受到导电滑环42传递的压力值后能够驱动卡爪组件2朝远离待取环200的方向移动。通过设置压电传感器41检测连接中柱211与待取环200外壁的压力值，检测更加灵敏准确。通过设置导电滑环42实现压电传感器41与外界器件的电连接，能够避免线束发生缠绕，保证旋转组件1带动卡爪组件2相对待取环200旋转的稳定性。需要说明的是，导电滑环42的具体结构以及工作原理属于现有技术，在此便不再赘述。
40.本实施例还提供了一种晶圆加工设备，通过应用上述取环装置100，能够避免卡爪组件2过度挤压损伤待取环200和晶圆，提高对待取环200和晶圆的保护，还能够保证卡爪组件2精准插入uv膜与待取环200之间，避免卡爪组件2在旋转中出现偏斜，提高分离工作的准确性和可靠性。
41.如图4所示，本实施例还提供了一种取环方法，包括如下步骤：第一驱动件52驱动卡爪组件2相对待取环200上下移动；当高度检测件51检测到卡爪组件2距离待取环200的高度达到预设值时，驱动组件3驱动卡爪组件2朝靠近待取环200的方向移动；当压力检测组件4检测到卡爪组件2与待取环200的外壁存在压力值时，驱动组件3驱动卡爪组件2朝远离待取环200的方向移动；当压力检测组件4未检测到压力值，并且卡爪组件2插入uv膜与待取环200之间时，旋转组件1驱动卡爪组件2旋转。
42.上述取环方法能够保证卡爪组件2的高度处于预设值，保证卡爪组件2精准插入uv膜与待取环200之间，提高分离工作的准确性和可靠性。此外，还能够避免卡爪组件2贴合挤压待取环200的外壁，提高分离过程中对待取环200和晶圆的保护。
43.此外，当旋转组件1驱动卡爪组件2旋转时，高度检测件51实时检测卡爪组件2距离待取环200的高度值，以使卡爪组件2始终处于预设值。从而保证旋转组件1在带动卡爪组件
2旋转的过程中，卡爪组件2所处的高度发生变化，保证卡爪组件2的稳定性。
44.进一步地，当旋转组件1驱动卡爪组件2旋转时，若压力检测组件4检测到压力值，则驱动组件3驱动卡爪组件2朝远离待取环200的方向移动。该设置方式保证旋转组件1在带动卡爪组件2旋转的过程中始终能够避免卡爪组件2贴合挤压待取环200的外壁，提高对待取环200和晶圆的保护。
45.显然，本发明的上述实施例仅仅是为了清楚说明本发明所作的举例，而并非是对本发明的实施方式的限定。对于所属领域的普通技术人员来说，在上述说明的基础上还可以做出其它不同形式的变化或变动。这里无需也无法对所有的实施方式予以穷举。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，均应包含在本发明权利要求的保护范围之内。