CN112687592B - 半导体器件解理装置及解理方法 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种半导体器件解理装置及解理方法，涉及半导体器件的技术领域，该半导体器件解理装置包括用于盛放保护液的容腔、在所述容腔内设置有浸入保护液内的用于半导体器件解理的解理台和位于所述解理台的一侧并能够接收从解理台上滑落的巴条的夹具。本发明提供的半导体器件解理装置能够在常压下使用，不需要超真空；当半导体器件需要解理的时候，将半导体器件浸入到保护液中，在保护液中进行解理，从而使解理的新鲜的腔面与空气的水、氧等其他杂质隔离，避免腔面吸附氧气氧化和吸附气体等，且保护液覆盖腔面并能够使腔面上形成保护膜，并移动蒸镀腔室内以后，经过处理能够使腔面上的保护膜去除，得到新鲜的腔面。

Description

半导体器件解理装置及解理方法

技术领域

本发明涉及半导体器件技术领域，尤其是涉及一种半导体器件解理装置及解理方法。

背景技术

半导体芯片在解理后形成巴条，巴条具有新鲜解理的腔面，但新鲜解理的腔面较为活跃，极其容易吸附空气中的水、氧等其他杂质。

为了避免腔面暴露在空气中容易吸附氧气氧化或者吸附气体和颗粒脏污等，当前采用的方法有在超高真空环境下进行腔面解理，然后钝化一层保护膜进行腔面保护，但这种方法对环境条件要求苛刻，需要超高真空的环境，成本较高并且不容易大批量操作。

另外一种采用的方法为在大气中进行腔面解理，然后使用一些特殊溶液进行腔面熏蒸（硫化）；但这种方法需要在腔面暴露大气后，尽快的进行腔面熏蒸，一旦熏蒸不及时，则会导致腔面暴露时间过长，则腔面熏蒸会失效，另外进行腔面熏蒸则需要使解理的腔面装入特殊的夹具中，这样很容易在过程中引入污染，造成产品损失。

发明内容

本发明的目的在于提供半导体器件解理装置及解理方法，以缓解现有的半导体器件解理装置不易操作，易引入污染的技术问题。

本发明提供的一种半导体器件解理装置，包括用于盛放保护液的容腔、在所述容腔内设置有浸入保护液内的用于半导体器件解理的解理台、位于所述解理台的一侧并能够接收从解理台上滑落的巴条的夹具、位于所述容腔用于操作的机械手组和用于与解理台配合使半导体器件依次解理的驱动机构；

所述解理台具有用于解理的第一平面和用于使解理后的巴条导向夹具的第二斜面；在所述第一平面上设置有凸起结构；所述驱动机构使半导体器件在所述凸起结构上移动并能够使所述半导体器件上的解理线依次与凸起结构对齐；

所述机械手组包括第一机械手、第二机械手和第三机械手，所述第一机械手与所述驱动机构配合使半导体器件依次解理为巴条，解理后的巴条掉落在第二斜面上并沿第二斜面滑向夹具；所述第二机械手使解理后的巴条依次排列在所述夹具内；所述第三机械手用于将夹具移出容腔。

进一步地，还包括氮气吹扫装置，所述氮气吹扫装置用于对待浸入到保护液的半导体器件进行吹扫。

进一步地，还包括摄像对准装置，所述摄像对准装置用于使所述半导体器件的解理线与所述凸起结构对齐。

进一步地，所述凸起结构的长度大于所述解理线的长度。

进一步地，还包括加热机构，所述加热机构用于使夹具处具有易于使巴条的腔面上形成保护膜的温度。

进一步地，所述容腔具有用于保护液进入的进液口和用于将保护液排出的排液口；

所述进液口的水平高度高于半导体器件浸入保护液内所需的液面高度；所述排液口的水平高度低于解理台的第一平面的水平高度。

进一步地，所述驱动机构包括位于所述容腔外的驱动装置和位于所述容腔内并能够夹持所述半导体器件在凸起结构上移动的夹持件，所述夹持件与所述驱动装置连接。

本发明还提供一种半导体器件解理方法，该方法应用于上述所述半导体器件解理装置，包括以下步骤：

S1，利用第一机械手将待解理的半导体器件浸入到保护液内并放置在解理台的第一平面上；

S2，利用驱动机构使待解理的半导体器件在第一平面上移动，并使半导体器件的解理线与凸起结构对齐，并利用第一机械手使半导体器件在第一平面上依次解理，且解理后的巴条沿第二斜面依次向夹具移动；

S3，利用第二机械手使解理后的巴条依次排列在所述夹具内；

S4，升高夹具处保护液的温度，使巴条的腔面上形成保护膜；

S5，当巴条的腔面上形成保护膜后，利用第三机械手将夹具移出容腔。

进一步地，所述半导体器件解理装置还包括氮气吹扫装置，所述氮气吹扫装置用于将待浸入到保护液的半导体器件进行吹扫；

在步骤S1之前还包括S01：利用氮气吹扫装置对半导体器件进行吹扫。

进一步地，在步骤S1中，第一机械手使半导体器件的平面与保护液的液面成锐角浸入到保护液内。

进一步地，所述半导体器件解理装置还包括摄像对准装置；

在步骤S2中，所述驱动机构与摄像对准装置配合使半导体器件上的解理线与凸起结构对齐。

进一步地，还包括步骤S6：第三机械手将没有巴条的夹具移入容腔。

本发明提供的半导体器件解理装置能够在常压下使用，不需要超真空；当半导体器件需要解理的时候，将半导体器件浸入到保护液中，在保护液中进行解理，从而使解理的新鲜的腔面与空气的水、氧等其他杂质隔离，避免腔面吸附氧气氧化和吸附气体等，且保护液覆盖腔面并能够使腔面上形成保护膜，即使解理后的巴条从保护液中拿出，也能够避免其吸附氧气等；并当移动至蒸镀腔室内以后，经过处理能够使腔面上的保护膜去除，得到新鲜的腔面，有利于后续的蒸镀操作。

本发明提供的半导体器件解理方法应用于半导体器件解理装置，包括以下步骤：S1，利用第一机械手将待解理的半导体器件浸入到保护液内并放置在解理台的第一平面上；S2，利用驱动机构使待解理的半导体器件在第一平面上移动，并使半导体器件的解理线与凸起结构对齐，并利用第一机械手使半导体器件在第一平面上依次解理，且解理后的巴条沿第二斜面依次向夹具移动；S3，利用第二机械手使解理后的巴条依次排列在所述夹具内；S4，升高夹具处保护液的温度，使巴条的腔面上形成保护膜；S5，当巴条的腔面上形成保护膜后，利用第三机械手将夹具移出容腔。本发明的半导体器件的解理方法，将半导体器件直接在保护液内解理，并且在将半导体器件放入到保护液中之前，先用氮气对半导体器件的表面进行吹扫，这样可以将半导体器件表面的附着的氧、水汽或一些其他杂质吹走，并且将半导体器件放置进保护液时，将半导体器件的平面与保护液的水平面以一锐角的角度放置到保护液中，这样可以进一步赶走半导体器件表面的附着气体或杂质。

解理后的巴条的腔面被保护液覆盖并形成保护膜，避免腔面吸附空气中的水、氧等其他杂质，且形成的保护膜在巴条移动到蒸镀腔室以后经过处理能够去除，得到新鲜的腔面。

相比于在超真空下解理，本发明提供的半导体器件的解理方法不需要超真空的环境，降低了操作的难度，且能够进行大批量操作，提高了解理效率；

相比于采用腔面熏蒸的方法，在腔面上形成的保护膜需要在蒸镀腔室内经过处理后才能够将腔面上的保护膜去除，不用担心腔面暴露时间长，而导致保护膜失效，使其操作过程，能够有条不紊的进行，且不需要特殊的夹具，也避免了引入污染，造成产品损失。

附图说明

为了更清楚地说明本发明具体实施方式或现有技术中的技术方案，下面将对具体实施方式或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本发明的一些实施方式，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本发明实施例提供的半导体器件解理装置的结构示意图；

图2为图1所示半导体器件解理装置的解理台的结构示意图；

图3为本发明实施例提供的半导体器件解理方法的流程图。

图标：100-解理台；101-第一平面；102-第二斜面；200-进液口；300-排液口；400-容腔；500-机械手组；600-驱动机构；700-夹具；800-半导体器件；801-解理线；900-凸起结构。

具体实施方式

下面将结合实施例对本发明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发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

如图1-图2所示，本发明提供的一种半导体器件解理装置，包括用于盛放保护液的容腔400、在所述容腔400内设置有浸入保护液内的用于半导体器件800解理的解理台100、位于所述解理台100的一侧并能够接收从解理台100上滑落的巴条的夹具700、位于所述容腔400用于操作的机械手组500和用于与解理台100配合使半导体器件800依次解理的驱动机构600；

所述解理台100具有用于解理的第一平面101和用于使解理后的巴条导向夹具700的第二斜面102；在所述第一平面101上设置有凸起结构900；所述驱动机构600使半导体器件800在所述凸起结构900上移动并能够使所述半导体器件800上的解理线801依次与凸起结构900对齐；

所述机械手组500包括第一机械手、第二机械手和第三机械手，所述第一机械手与所述驱动机构600配合使半导体器件800依次解理为巴条，解理后的巴条掉落在第二斜面102上并沿第二斜面102滑向夹具700；所述第二机械手使解理后的巴条依次排列在所述夹具700内；所述第三机械手用于将夹具700移出容腔400。

在一些实施例中，保护液一般采用硫化铵（NH₄S）溶液或者氟化铵（NH₄F）溶液，且硫化铵（NH₄S）溶液或者氟化铵（NH₄F）溶液浓度＜10%，有机溶剂为无水状态。

保护液加入到容腔400内以后，该保护液的液面高度高于半导体器件800放置在解理台100上的高度，且半导体器件800一般为半导体芯片。

在解理台100上的第一平面101上进行解理，解理后的巴条掉落在第二斜面102，在巴条的自身的重力的条件下，巴条向夹具700移动；驱动装置能够使半导体器件800在凸起结构900上移动，从而半导体器件800上的巴条依次解理，并且解理后的巴条沿第二斜面102向夹具700移动，机械手组500将解理后的巴条排列在夹具700内。

本发明提供的半导体器件解理装置能够在常压下使用，不需要超真空；当半导体器件800需要解理的时候，将半导体器件800浸入到保护液中，在保护液中进行解理，从而使解理的新鲜的腔面与空气的水、氧等其他杂质隔离，避免腔面吸附氧气氧化和吸附气体等且保护液覆盖腔面并能够使腔面上形成保护膜，即使解理后的巴条从保护液中拿出，也能够避免其吸附氧气等；并当移动至蒸镀腔室内以后，经过处理能够使腔面上的保护膜去除，得到新鲜的腔面，有利于后续的蒸镀操作。

为了避免半导体器件800在浸入到保护液前，半导体器件800上存有氧气或水汽，进一步地，还包括氮气吹扫装置，所述氮气吹扫装置用于对待浸入到保护液的半导体器件800进行吹扫。

氮气吹扫装置能够将半导体器件800上的氧气、水汽等吹走，从而使待浸入到保护液内的半导体器件800上不存在氧气和水汽，避免由于半导体器件800自身携带的氧气和水汽等，影响半导体器件800解理后的巴条的腔面。

为了更好的使半导体器件800进行解理，进一步地，还包括摄像对准装置，所述摄像对准装置用于使所述半导体器件800的解理线801与所述凸起结构900对齐。

驱动机构600能够使半导体器件800沿着凸起结构900移动，并通过与摄像对准装置配合，使半导体器件800上的解理线801与凸起结构900对齐，并在机械手组500的作用下，半导体器件800的解理线801处解理断裂，从而半导体器件800上解理下一个巴条；驱动机构600使半导体器件800继续在凸起结构900上移动，使半导体器件800上的其他解理线801依次与凸起结构900对齐，从而使半导体器件800解理成多个巴条。

如图2所示，摄像对准装置并未画出，为了更方便的利用摄像对准装置观察解理线801与凸起结构900是否对齐，进一步地，所述凸起结构900的长度大于所述解理线801的长度。

所述凸起结构900的长度大于解理线801的长度，半导体器件800沿着凸起结构900的宽度方向移动，从而半导体器件800上的解理线801能够与凸起结构900对齐，从而使半导体器件800能够在解理线801处解理出多个巴条。

其中，摄像对准装置和氮气吹扫装置均为现有结构，在此处不在赘述。

为了使夹具700处具有易使巴条的腔面上形成保护膜的温度，进一步地，还包括加热机构，所述加热机构用于使夹具700处具有易于使巴条的腔面上形成保护膜的温度。

加热机构一般为温控管道，温控管道使夹具700处的保护液具有一定的温度，一般该温度小于100°，根据保护液的不同，夹具700处的保护液具有的温度也不相同；控制加热机构，使夹具700处具有合适的温度，以使巴条的腔面易形成保护膜。

为了方便保护液进入和排出容腔400，进一步地，所述容腔400具有用于保护液进入的进液口200和用于将保护液排出的排液口300；

所述进液口200的水平高度高于半导体器件800浸入保护液内所需的液面高度；所述排液口300的水平高度低于解理台100的第一平面101的水平高。

保护液一般从进液口200进入到容腔400内，一般进液口200的高度高于半导体器件800在解理台100上解理时的高度，从而确保当满足半导体器件800浸入保护液进行解理的情况下，保护液不能进入到进液口200中。

排液口300用于将容腔400内的保护液排出，以方便对容腔400内机械手组500等进行保养，容腔400内进行清洁。

为了使驱动机构600有更长的使用寿命，进一步地，所述驱动机构600包括位于所述容腔400外的驱动装置和位于所述容腔400内并能够夹持所述半导体器件800并使半导体器件800在凸起结构900上移动的夹持件，所述夹持件与所述驱动装置连接。

驱动装置位于容腔400外，从而避免保护液与驱动装置接触，夹持件能够使半导体器件800移动，以使半导体器件800能够在解理线801处依次解理。

如图3所示，本发明还提供一种半导体器件解理方法，该方法应用于上述所述半导体器件解理装置，包括以下步骤：

S1，利用第一机械手将待解理的半导体器件800浸入到保护液内并放置在解理台100的第一平面101上。

本实施例中，利用第一机械手将半导体器件800浸入到保护液以内，一般保护液的液面高于半导体器件800的上表面，且一般还比浸入保护液内的半导体器件800的上表面高出一部分，避免保护液出现液面动荡，半导体器件800裸露在空气中。

S2，利用驱动机构600使待解理的半导体器件800在第一平面101上移动，并使半导体器件800的解理线801与凸起结构900对齐，并利用第一机械手使半导体器件800在第一平面101上依次解理，且解理后的巴条沿第二斜面102依次向夹具700移动。

在一些实施例中，驱动机构600使半导体器件800在凸起结构900上移动，在第一机械手的配合下，使半导体器件800在与凸起结构900的对齐处断裂，从而实现巴条从半导体器件800上解理，随着驱动机构600的移动，使半导体器件800上的巴条依次解理。

S3，利用第二机械手使解理后的巴条依次排列在所述夹具700内。

在一些实施例中，利用第二机械手将解理后的巴条放置在夹具700内，一般夹具700内设置有用于巴条摆放的凹槽，使巴条依次间隔的摆放在夹具700内，方便了后续进入到蒸镀腔室内，利用氮气将腔面上形成的保护膜去除，从而露出新鲜的腔面。

S4，升高夹具700处保护液的温度，使巴条的腔面上形成保护膜；

为了使巴条的腔面易形成保护膜，升高夹具700出的保护液的问题，根据保护液的不同，升高到不同的温度，以使巴条的腔面易于形成保护膜。

S5，当巴条的腔面上形成保护膜后，利用第三机械手将夹具700移出容腔400。

当巴条的腔面上形成保护膜以后，巴条从保护液取出，巴条的腔面有保护膜的保护，腔面不会吸附空气中的氧、水分等杂质；装载有巴条的夹具700移动到蒸镀腔室内，在蒸镀腔室内，利用加热和氮气的吹气，或等离子方式去除保护膜，获得新鲜的腔面，以便于后续的蒸镀钝化膜。

本发明提供的半导体器件解理方法应用于半导体器件解理装置，包括以下步骤：利用第一机械手将待解理的半导体器件800浸入到保护液内并放置在解理台100的第一平面101上；利用驱动机构600使待解理的半导体器件800在第一平面101上移动，并使半导体器件800的解理线801与凸起结构900对齐，并利用第一机械手使半导体器件800在第一平面101上依次解理，且解理后的巴条沿第二斜面102依次向夹具700移动；利用第二机械手使解理后的巴条依次排列在所述夹具700内；升高夹具700处保护液的温度，使巴条的腔面上形成保护膜；当巴条的腔面上形成保护膜后，利用第三机械手将夹具700移出容腔400。本发明的半导体器件800的解理方法，将半导体器件800直接在保护液内解理，使解理后的巴条的腔面被保护液覆盖并形成保护膜，避免腔面吸附空气中的水，氧等其他杂质，且形成的保护膜能够在巴条移动到蒸镀腔室以后经过处理能够去除，得到新鲜的腔面。

相比于在超真空下解理，本发明提供的半导体器件解理方法不需要超真空的环境，降低了操作的难度，且能够进行大批量操作，提高了解理效率；

相比于采用腔面熏蒸的方法，在腔面上形成的保护膜需要在蒸镀腔室内经过处理后才能够将腔面上的保护膜去除，不担心腔面暴露时间长，而导致保护膜失效，使其操作的过程中，能够有条不紊的进行，且不需要特殊的夹具700，也避免了引入污染，造成产品损失。

为了避免半导体器件800自身携带氧气或者水汽进入到保护液内，导致解理的巴条的腔面吸附异物。进一步地，所述半导体器件解理装置还包括氮气吹扫装置，所述氮气吹扫装置用于对待浸入到保护液的半导体器件800进行吹扫；

在步骤S1之前还包括S01：利用氮气吹扫装置对半导体器件800进行吹扫。

利用氮气将半导体器件800上的氧气和水分等吹去，从而使半导体器件800不携带氧气等进入到保护液内。

进一步地，在步骤S1中，第一机械手使半导体器件800的平面与保护液的液面成锐角浸入到保护液内。

半导体器件800的平面与保护液的水平面以一锐角的角度放置到保护液中，这样可以进一步赶走半导体器件800表面的附着气体或杂质。进一步地，所述半导体器件解理装置还包括摄像对准装置；

在步骤S2中，所述驱动机构600与摄像对准装置配合使半导体器件800上的解理线801与凸起结构900对齐。

摄像头对准装置使半导体器件800的解理线801与凸起结构900对齐，从而利用第一机械手产生正应力作用的时候，半导体器件800能够在解理线801处断裂。

进一步地，还包括步骤S6：第三机械手将没有巴条的夹具700移入容腔400。

为了提高半导体器件800解理的效率，当利用第三机械手将装载有巴条的夹具700取出的时候，将未装载有巴条的空的夹具700放入到原夹具700的位置。

一般夹具700上放置的巴条的数量为60个，当夹具700摆放60个巴条以后，通过机械手将该装载巴条的夹具700放入到蒸镀腔室内，在蒸镀腔室内进行蒸镀钝化膜等。

最后应说明的是：以上各实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述各实施例对本发明进行了详细的说明，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发明各实施例技术方案的范围。

Claims (11)

1.一种半导体器件解理装置，其特征在于，包括用于盛放保护液的容腔（400）、在所述容腔（400）内设置有浸入保护液内的用于半导体器件（800）解理的解理台（100）、位于所述解理台（100）的一侧并能够接收从解理台（100）上滑落的巴条的夹具（700）、位于所述容腔（400）用于操作的机械手组（500）和用于与解理台（100）配合使半导体器件（800）依次解理的驱动机构（600）；

所述解理台（100）具有用于解理的第一平面（101）和用于使解理后的巴条导向夹具（700）的第二斜面（102）；在所述第一平面（101）上设置有凸起结构（900）；所述驱动机构（600）使半导体器件（800）在所述凸起结构（900）上移动并能够使所述半导体器件（800）上的解理线（801）依次与凸起结构（900）对齐；

所述机械手组（500）包括第一机械手、第二机械手和第三机械手，所述第一机械手与所述驱动机构（600）配合使半导体器件（800）依次解理为巴条，解理后的巴条掉落在第二斜面（102）上并沿第二斜面（102）滑向夹具（700）；

所述第二机械手使解理后的巴条依次排列在所述夹具（700）内；

所述第三机械手用于将夹具（700）移出容腔（400）；

加热机构，所述加热机构用于使夹具（700）处具有易于使巴条的腔面上形成保护膜的温度。

2.根据权利要求1所述的半导体器件解理装置，其特征在于，还包括氮气吹扫装置，所述氮气吹扫装置用于对待浸入到保护液的半导体器件（800）进行吹扫。

3.根据权利要求1所述的半导体器件解理装置，其特征在于，还包括摄像对准装置，所述摄像对准装置用于使所述半导体器件（800）的解理线（801）与所述凸起结构（900）对齐。

4.根据权利要求3所述的半导体器件解理装置，其特征在于，所述凸起结构（900）的长度大于所述解理线（801）的长度。

5.根据权利要求1所述的半导体器件解理装置，其特征在于，所述容腔（400）具有用于保护液进入的进液口（200）和用于将保护液排出的排液口（300）；

所述进液口（200）的水平高度高于半导体器件（800）浸入保护液内所需的液面高度；

所述排液口（300）的水平高度低于解理台（100）的第一平面（101）的水平高度。

6.根据权利要求1所述的半导体器件解理装置，其特征在于，所述驱动机构（600）包括位于所述容腔（400）外的驱动装置和位于所述容腔（400）内并能够夹持所述半导体器件（800）在凸起结构（900）上移动的夹持件，所述夹持件与所述驱动装置连接。

7.一种半导体器件解理方法，该方法应用于权利要求1-6任一项所述半导体器件解理装置，其特征在于，包括以下步骤：

S1，利用第一机械手将待解理的半导体器件（800）浸入到保护液内并放置在解理台（100）的第一平面（101）上；

S2，利用驱动机构（600）使待解理的半导体器件（800）在第一平面（101）上移动，并使半导体器件（800）的解理线（801）与凸起结构（900）对齐，并利用第一机械手使半导体器件（800）在第一平面（101）上依次解理，且解理后的巴条沿第二斜面（102）依次向夹具（700）移动；

S3，利用第二机械手使解理后的巴条依次排列在所述夹具（700）内；

S4，升高夹具（700）处保护液的温度，使巴条的腔面上形成保护膜；

S5，当巴条的腔面上形成保护膜后，利用第三机械手将夹具（700）移出容腔（400）。

8.根据权利要求7所述的半导体器件解理方法，其特征在于，所述半导体器件解理装置还包括氮气吹扫装置，所述氮气吹扫装置用于对待浸入到保护液的半导体器件（800）进行吹扫；

在步骤S1之前还包括S01：利用氮气吹扫装置对半导体器件（800）进行吹扫。

9.根据权利要求8所述的半导体器件解理方法，其特征在于，在步骤S1中，第一机械手使半导体器件（800）的平面与保护液的液面成锐角浸入到保护液内。

10.根据权利要求7所述的半导体器件解理方法，其特征在于，所述半导体器件解理装置还包括摄像对准装置；

在步骤S2中，所述驱动机构（600）与摄像对准装置配合使半导体器件（800）上的解理线（801）与凸起结构（900）对齐。

11.根据权利要求7所述的半导体器件解理方法，其特征在于，还包括步骤S6:第三机械手将没有巴条的夹具（700）移入容腔（400）。

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