晶圆加工装置及供料解胶一体装置的制作方法

1.本实用新型涉及晶圆加工领域，尤其涉及一种晶圆加工装置及供料解胶一体装置。


背景技术：

2.taiko减薄工艺是一种在晶片背面研削的晶片加工技术，通常包含贴膜，减薄，揭膜，背面工艺，切割膜贴附，环切，取环等步骤。因此，现有的晶圆加工设备根据晶圆的不同加工工艺分别设置不同的加工工位，晶圆在加工过程中被输送至不同的加工工位，如中国专利公布号为cn114582713a，专利名称为《晶圆加工方法及晶圆加工装置》的发明专利，其晶圆加工装置包括工作台、供料机构、取料机构、环切工位、清洗工位、移载机构、uv解胶工位、剥离工位以及定心移动机构，通过定心移动机构将晶圆从供料机构取出，并自工作台移动至各工位，然而，由于晶圆的加工工艺复杂，加工工位也较多，因此增加了整机体积和占用空间。
3.解胶工位是晶圆加工设备中的其中一个加工工位，解胶工艺主要是利用uv灯照射使晶圆废料环底部以及晶圆废料环与晶圆膜架之间的薄膜上的胶固化失去粘性，从而便于后续去掉晶圆废料环，在解胶工艺中，晶圆成品、晶圆废料环以及晶圆膜架的定位精准度会影响解胶位置，从而影响解胶效果和后续的去环效果，因此，在解胶工位中晶圆各部分的精准定位尤其重要，同时，解胶效率也会影响解胶效果和加工效率。


技术实现要素：

4.因此，为解决上述问题，本实用新型提供了一种晶圆加工装置。
5.本实用新型是通过以下技术方案实现的：
6.一种晶圆加工装置，包括机械爪以及用于支撑晶圆的预对准工位，所述预对准工位的四周分别设置有：用于供料和解胶的供料解胶一体工位，用于对晶圆进行环切加工的切割工位，用于清洗切割后的晶圆的清洗工位以及用于将切环后的晶圆废料环取走的取环工位，所述供料解胶一体工位包括料盒，所述料盒的底部设置有uv解胶机构，所述uv解胶机构的一侧设置有用于进出料的开口，所述开口与所述预对准工位相对。
7.优选的，所述供料解胶一体工位包括用于支撑所述料盒和uv解胶机构的支架，所述支架的垂直方向上设置有模组，所述料盒和uv解胶机构设置在所述支架上，并随支架沿模组在供料解胶一体工位上做升降运动。
8.优选的，所述uv解胶机构包括工作台以及设置在所述工作台底部的uv灯层，所述工作台包括工作盘以及等高度地设置在所述工作盘外周，用于放置晶圆膜架的工作台外框，所述工作台外框中部设置有通孔，所述工作盘共轴设置在通孔内，且工作盘与工作台外框间隔设置，并在工作盘与工作台外框之间形成供uv灯照射的解胶区域。
9.优选的，所述工作盘底部设置有底座，所述工作盘和底座之间设置有玻璃盘，所述玻璃盘的直径大于等于所述通孔的直径。
10.优选的，所述工作台外框在所述uv解胶机构的开口所在一侧设置有用于避让机械爪的避让槽，所述避让槽自开口处沿晶圆的进入方向向工作台内部延伸，并与所述通孔相通。
11.优选的，所述工作台外框上设置有用于对晶圆膜架进行限位的限位块，所述限位块设置在所述通孔的外周。
12.优选的，所述限位块包括设置在所述通孔两侧用于限定晶圆膜架进入方向的第一限位块，以及设置在所述通孔外周与所述避让槽相对的位置，用于限定晶圆膜架的到位位置的第二限位块。
13.优选的，所述工作盘顶部设置有用于感应晶圆废料环所在位置的光电传感器，所述光电传感器设置在所述解胶区域与工作盘外周的交界处的正上方。
14.优选的，所述工作盘的顶部还设置有加热盘，所述加热盘的外径大于等于所述通孔的直径。
15.供料解胶一体装置，包括料盒，所述料盒的底部设置有uv解胶机构，所述料盒与uv解胶机构在同一侧设置用于上下料的开口，所述料盒和uv解胶机构均设置在一支架上，所述支架的垂直方向上设置有模组，所述支架沿模组的高度方向往复移动，所述uv解胶机构包括工作台以及设置在所述工作台底部的uv灯层，所述工作台包括工作盘以及等高度地设置在所述工作盘外周的工作台外框，所述工作盘与工作台外框间隔设置，并在工作盘与工作台外框之间形成供uv灯照射的解胶区域，所述工作盘底部设置有玻璃盘，所述玻璃盘的直径大于等于所述通孔的直径，所述工作台外框上设置有避让槽，所述避让槽自uv解胶机构的开口处向工作盘方向延伸，并与所述解胶区域相通，所述工作台外框上设置有用于对晶圆膜架进行限位的限位块，所述限位块设置在所述解胶区域的外周，所述工作盘顶部设置有加热盘以及用于感应晶圆废料环所在位置的光电传感器，所述加热盘的外径大于等于所述通孔的直径。
16.本实用新型技术方案的有益效果主要体现在：
17.1、供料解胶一体工位将料盒与uv解胶机构集为一体，从而减少了整机体积和占用空间，各加工工位分别设置在预对准工位四周，便于晶圆在预对准工位和各加工工位之间的输送，提高了加工效率。
18.2、在解胶区域与uv灯层之间设置磨砂玻璃盘，提高固化的均匀度，此外，在uv灯层工作的同时利用加热盘加热，从而缩短解胶时间，进一步提高解胶效率。
19.3、在uv解胶机构的工作台外框上分别设置用于限定、引导晶圆膜架的进入方向的第一限位块，和用于限定晶圆膜架的到位位置的第二限位块，通过精准定位晶圆膜架确保晶圆到位。
20.4、为进一步确定晶圆的定位精确性，在所述工作盘顶部还设置有用于感应晶圆废料环所在位置的光电传感器，光电传感器通过多点定位确保晶圆废料环与工作盘同心。
附图说明
21.图1是晶圆加工装置各工位的位置布置示意图；
22.图2是供料解胶一体工位的立体图；
23.图3是供料解胶一体工位的局部剖视图；
24.图4是uv解胶机构的工作台结构的示意图（包括光电传感器）；
25.图5是晶圆放置在工作台上时的状态示意图；
26.图6是uv解胶机构的顶部结构的仰视图。
具体实施方式
27.为使本实用新型的目的、优点和特点能够更加清楚、详细地展示，将通过下面优选实施例的非限制性说明进行图示和解释。该实施例仅是应用本实用新型技术方案的典型范例，凡采取等同替换或者等效变换而形成的技术方案，均落在本实用新型要求保护的范围之内。
28.本实用新型揭示了一种晶圆加工装置，包括机械爪1以及用于支撑晶圆的预对准工位2，所述预对准工位2的四周分别设置有：用于供料和解胶的供料解胶一体工位3，所述供料解胶一体工位3包括料盒8和uv解胶机构，用于对晶圆进行环切加工的切割工位4，用于清洗切割后的晶圆的清洗工位5以及用于将切环后的晶圆废料环103取走的取环工位6，所述机械爪1在各工序前后抓取晶圆在各工位间移动，并将晶圆输送至各工位进行加工，每完成一道工序后，均需将晶圆放置在预对准平台上。
29.具体地，如图1所示，图内的箭头代表晶圆在各工位间的输送方向，所述晶圆在各工位间的加工工艺步骤包括：首先，机械爪1将晶圆自料盒8取出，并将晶圆放置在预对准工位2上；其次，机械爪1将放置在预对准工位2上的晶圆输送至切割工位4进行切割，切割完成后再次将晶圆放置在预对准工位2上；随后，机械爪1将放置在预对准工位2上的晶圆输送至清洗工位5进行清洗，清洗完成后再次将晶圆放置在预对准工位2上；之后，机械爪1将放置在预对准工位2上的晶圆输送至uv解胶机构并通过uv照射将晶圆废料环103底部以及晶圆废料环103与晶圆膜架101之间的膜上的胶固化去除粘性，将晶圆放置在预对准工位2上；然后，机械爪1将放置在预对准工位2上的晶圆输送至取环工位6并将晶圆外周的晶圆废料环103与晶圆成品102分离；最后，将去除晶圆废料环103的晶圆成品102再次放至预对准工位2上后将晶圆成品102输出晶圆加工装置。
30.在一些实施例中，所述取环工位6的一侧设置有用于收集晶圆废料环103的废料盒7，在晶圆去环后，将去除晶圆废料环103的晶圆成品102放至预对准工位2上，并将晶圆废料环103输送到废料盒7内。
31.所述供料解胶一体工位3包括料盒8，所述料盒8在预对准工位2所在一侧设置有出料口，机械爪1自出料口将料盒8内的待加工晶圆取出，在一些实施例中，所述料盒8的内壁上沿其高度方向上设置有多排用于放置待加工晶圆的限位槽801，所述晶圆膜架101部分卡设在限位槽801内，并将晶圆固定在料盒8内部；在另外一些实施例中，所述料盒8内还可以设置多层用于放置待加工晶圆的隔层。
32.所述料盒8的底部设置有uv解胶机构，所述uv解胶机构包括用于放置晶圆的工作台，以及设置在所述工作台底部的uv灯层905，所述uv灯层905内排列多个uv灯管，具体地，为增加解胶的均匀度，相邻两个uv灯管之间的间隔距离相同，在一优选实施例中，为提高解胶效果，所述uv灯层905内设置集成式的led灯组，所述集成式的led灯组的结构为现有技术，在此不做赘述；所述uv解胶机构的一侧设置有用于进出料的开口，所述开口与所述预对准工位2相对，便于机械爪1自开口进入uv解胶机构并将晶圆放置在uv解胶机构内。
33.在一些实施例中，所述供料解胶一体工位3还包括用于支撑所述料盒8和uv解胶机构的支架11，所述支架11的垂直方向上设置有模组10，所述料盒8和uv解胶机构设置在所述支架上，并随支架11由驱动机构驱动沿模组10在供料解胶一体工位3上做升降运动，所述驱动机构可以是任意可以实现直线运动的驱动装置，如：直线电机、气缸等，具体地，当需要取料时，驱动机构驱动支架11沿模组10下降，直至所述料盒8内的待加工晶圆中的其中一者位于取料位置，此时机械爪1将位于取料位置的待加工晶圆取出，并放置在预对准工位2上；当晶圆切割、清洗完毕后放置在预对准工位2上时，驱动机构驱动支架11沿模组10上升，直至所述uv解胶机构的工作台位于进料位置，此时机械爪1将位于预对准工位2上的晶圆输送至所述uv解胶机构的工作台上。
34.在另外一些实施例中，所述机械爪1具备升降功能，所述uv解胶机构和料盒8固定设置在预对准工位2的一侧，且所述uv解胶机构中，工作台的高度不低于所述预对准工位2上用于放置晶圆的平台的高度，所述料盒8设置在uv解胶机构的顶部，当需要取料时，机械爪1上升直至正好夹取所述料盒8内的待加工晶圆中的其中一者，机械爪1将该待加工晶圆取出后下降，并将该待加工晶圆放置在预对准工位2上；当晶圆切割、清洗完毕后放置在预对准工位2上时，机械爪1抓取预对准工位2上的晶圆后移动至所述uv解胶机构的工作台的一侧，并将位于预对准工位2上的晶圆输送至所述uv解胶机构的工作台上。
35.其中，所述工作台包括工作盘902以及等高度地设置在所述工作盘902外周，用于放置晶圆膜架101的工作台外框901，所述工作台外框901中部设置有通孔，所述工作盘902共轴设置在通孔内，以确保所述工作盘902与所述通孔同心，所述工作盘902与工作台外框901间隔设置，并在工作盘902与工作台外框901之间形成供uv灯照射的解胶区域9011，具体地，在一些实施例中，所述通孔的孔径小于等于所述晶圆膜架101的内径，优选的，所述通孔的孔径等于所述晶圆膜架101的内径，所述工作盘902的直径小于等于所述晶圆成品102的直径，优选的，所述工作盘902的直径等于所述晶圆成品102的直径，确保晶圆膜架101能够放置在工作台外框901上的同时使晶圆废料环103底部的膜完全位于所述解胶区域9011内。
36.所述uv解胶机构包括外壳，所述工作台外框901固定在所述外壳的内壁上，所述工作盘902底部设置有底座903，所述底座903固定设置在uv解胶机构内且所述工作盘902固定在底座903上，所述工作盘902和底座903之间设置有玻璃盘904，所述玻璃盘904通过被夹在工作盘902和底座903之间进行固定，所述玻璃盘904的直径大于等于所述通孔的直径，以确保uv灯管发出的紫外线灯光必须经过玻璃盘904后照射到解胶区域9011，在一优选实施例中，为提高uv灯照射在胶上的均匀程度，所述玻璃盘904由磨砂玻璃制成。
37.为防止机械爪1在输送晶圆过程中磕碰到工作台，所述工作台外框901在所述uv解胶机构的开口所在一侧设置有用于避让输送晶圆的机械爪1的避让槽9012，所述避让槽9012自开口处沿晶圆的进入方向向工作台内部延伸，并与所述通孔相通，确保机械爪1在送料和取料过程中，均不会磕碰到工作台。
38.所述工作台外框901上设置有用于对晶圆膜架101进行限位的限位块，所述限位块设置在所述通孔的外周。
39.在一优选实施例中，所述限位块包括设置在所述通孔两侧，用于限定晶圆膜架101进入方向的第一限位块906，以及设置在所述通孔外周与所述避让槽9012相对的位置，用于限定晶圆膜架101的到位位置的第二限位块907，第一限位块906对称设置在所述通孔的两
侧，具体地，当机械爪1将晶圆自uv解胶机构的开口处进入后，第一限位块906位于晶圆膜架101的外周两侧，并引导所述晶圆进入到uv解胶机构内，直至所述晶圆膜架101的一端与第二限位块907抵接时，晶圆到位，机械爪1停止移动。
40.由于晶圆膜架101的尺寸可能存在轻微差异，且晶圆膜架101在触碰到限位块时以及机械爪1放开晶圆时可能产生位移，因此为进一步确定晶圆定位的精确性，在所述工作盘902顶部还设置有用于感应晶圆废料环103所在位置的光电传感器909，由于晶圆精确定位在工作台上时，晶圆废料环103正好位于所述解胶区域9011与工作盘902外周的交界处，因此所述光电传感器909设置在所述解胶区域9011与工作盘902外周的交界处的正上方，使晶圆放置在工作台上时，光电传感器发射光线的部分位于晶圆废料环103的正上方，所述光电传感器909可以为自反射式光电传感器909，也可以是对射传感器，在本实用新型的优选实施例中，所述光电传感器909为自反射式光电传感器909，所述光点传感器的类型和工作方式为现有技术，在此不做赘述。
41.在一优选实施例中，所述光电传感器909有两个，且两个光电传感器909均设置在与晶圆废料环103的正上方，优选的，两个光电传感器909设置在工作盘902上同一直径与解胶区域的两个交界点上，且两个光电传感器909之间的连线经过工作盘902的轴心，当两个光电传感器909发射的光线均被晶圆废料环103遮挡时，所述晶圆废料环103与工作盘902同心，由于晶圆成品102与晶圆废料环103同心，因此，当所述晶圆废料环103正好遮挡所述光电传感器909发射的光线时，所述晶圆成品102也与工作盘902同心。
42.在另一优选实施例中，所述光电传感器909有三个，且三个光电传感器909均设置在与晶圆废料环103的正上方，进一步地，三个光电传感器909设置在工作盘902与避让槽9012相对的半个圆周与解胶区域9011的交界处的任意三点的正上方，当所述晶圆废料环103正好遮挡所述光电传感器909发射的光线时，所述晶圆废料环103与工作盘902同心，由于晶圆成品102与晶圆废料环103同心，因此，当所述晶圆废料环103正好遮挡所述光电传感器909发射的光线时，所述晶圆成品102也与工作盘902同心。
43.为进一步提高解胶效率，所述工作盘902的顶部还设置有加热盘908，所述加热盘908的外径大于等于所述通孔的直径，确保加热盘908的加热区域完全覆盖所述晶圆废料环103与晶圆膜架101之间的膜。
44.本实用新型还揭示了一种供料解胶一体装置，包括料盒8，所述料盒8的底部设置有uv解胶机构9，所述料盒8与uv解胶机构9在同一侧设置用于上下料的开口，所述料盒和uv解胶机构均设置在一支架11上，所述支架11的垂直方向上设置有模组10，所述支架11沿模组10的高度方向往复移动，所述uv解胶机构9包括工作台以及设置在所述工作台底部的uv灯层905，所述工作台包括工作盘902以及等高度地设置在所述工作盘902外周的工作台外框901，所述工作盘902与工作台外框901间隔设置，并在工作盘902与工作台外框901之间形成供uv灯照射的解胶区域9011，所述工作盘902底部设置有玻璃盘904，所述玻璃盘904的直径大于等于所述解胶区域9011的外径，所述工作台外框上设置有避让槽，所述避让槽自uv解胶机构的开口处向工作盘方向延伸，并与所述解胶区域相通，所述工作台外框上设置有用于对晶圆膜架进行限位的限位块，所述限位块设置在所述解胶区域9011的外周，所述工作盘902顶部设置有加热盘908以及用于感应晶圆废料环103所在位置的光电传感器909，所述加热盘908的外径大于等于所述解胶区域9011的外径。
45.在一些实施例中，所述供料解胶一体装置上料盒8的结构以及uv解胶机构内限位块和光电传感器909的数量和布置与上述晶圆加工装置中的供料解胶一体装置中料盒8的结构以及uv解胶机构9内限位块和光电传感器909的数量和布置一致。
46.本实用新型尚有多种实施方式，凡采用等同变换或者等效变换而形成的所有技术方案，均落在本实用新型的保护范围之内。