CN220261541U - 一种晶圆裂片装置及晶圆加工*** - Google Patents

Abstract

一种晶圆裂片装置及晶圆加工***，涉及晶圆加工技术领域。该晶圆裂片装置包括基座、设置在基座上的真空吸附机构、晶圆调节机构和用于固定晶圆的晶圆固定机构；真空吸附机构包括真空吸盘、真空管和抽真空器，真空吸盘上设有真空吸附槽，真空吸附槽通过真空管与抽真空器连通，真空吸附槽用于吸附晶圆，以使晶圆沿相邻的两条切割道断裂；晶圆调节机构包括手轮和与手轮驱动连接的旋转组件，旋转组件的旋转输出端与晶圆固定机构固定连接，旋转输出端的旋转平面平行于真空吸附机构的表面。该晶圆裂片装置能够手动调节晶圆的位置，对位精度较高，晶圆裂片的良品率高。

Description

一种晶圆裂片装置及晶圆加工***

技术领域

本实用新型涉及晶圆加工技术领域，具体而言，涉及一种晶圆裂片装置及晶圆加工***。

背景技术

晶圆是指硅半导体集成电路制作所用的硅晶片，通常作为半导体集成电路的基底。在半导体加工过程中，经常需要将晶圆分割成多个小块，目前行业内比较普遍的做法是采用激光对整块的晶圆进行切割，在晶圆表面形成多条纵横交错的切割道，再利用晶圆裂片装置在切割道处将晶圆***为多个小块。

激光切割后的晶圆固定在晶圆裂片装置上，需调整晶圆的位置，使晶圆上的切割道与晶圆裂片装置的真空吸盘上的真空吸附槽平行，再通过真空吸附槽的吸附作用使晶圆沿其切割道断裂。但是，现有的晶圆裂片装置对位精度较低，不易控制，会降低晶圆裂片的良品率。

实用新型内容

本实用新型的目的在于提供一种晶圆裂片装置及晶圆加工***，能够手动调节晶圆的位置，对位精度较高，晶圆裂片的良品率高。

本实用新型的实施例是这样实现的：

本实用新型实施例提供一种晶圆裂片装置，包括基座、设置在基座上的真空吸附机构、晶圆调节机构和用于固定晶圆的晶圆固定机构；真空吸附机构包括真空吸盘、真空管和抽真空器，真空吸盘上设有真空吸附槽，真空吸附槽通过真空管与抽真空器连通，真空吸附槽用于吸附晶圆，以使晶圆沿相邻的两条切割道断裂；晶圆调节机构包括手轮和与手轮驱动连接的旋转组件，旋转组件的旋转输出端与晶圆固定机构固定连接，旋转输出端的旋转平面平行于真空吸附机构的表面。

可选地，旋转组件包括齿轮和与齿轮啮合的圆弧形齿条，齿轮与手轮驱动连接，圆弧形齿条与晶圆固定机构连接并与晶圆同心设置。

可选地，旋转组件还包括减速器，齿轮通过减速器与手轮驱动连接。

可选地，基座上还设有与晶圆同心设置的圆弧形刻度盘，晶圆固定机构上设有指针，指针指向圆弧形刻度盘以显示晶圆固定机构的旋转角度。

可选地，真空吸附机构还包括第一直线驱动组件、第二直线驱动组件和第一安装板，第一直线驱动组件设置在基座上，第一安装板与第一直线驱动组件的输出端固定连接，第二直线驱动组件设置在第一安装板上，第二直线驱动组件的输出端与真空吸盘固定连接；第一直线驱动组件的输出端垂直于真空吸盘的表面，第二直线驱动组件的输出端平行于真空吸盘的表面；或者，第一直线驱动组件的输出端平行于真空吸盘的表面，第二直线驱动组件的输出端垂直于真空吸盘的表面。

可选地，第一直线驱动组件包括第一电机、与第一电机连接的第一丝杆和与第一丝杆配合的第一滑块，第一安装板与第一滑块固定连接；第二直线驱动组件包括第二电机、与第二电机连接的第二丝杆和与第二丝杆配合的第二滑块，真空吸盘与第二滑块固定连接。

可选地，真空吸附机构还包括固定设置在第一安装板上的第二安装板，第二安装板位于真空吸盘和第一安装板之间，第二安装板上设有直线导轨，真空吸盘上设有与直线导轨配合的第三滑块。

可选地，真空吸附机构还包括固定设置在基座上的导向杆，导向杆包括四个且呈矩形分布，第一安装板同时套设在四个导向杆上并在第一直线驱动组件的驱动下沿导向杆往复滑动。

可选地，晶圆固定机构包括晶圆定位板和与晶圆定位板转动连接的晶圆压板，晶圆定位板用于定位晶圆，晶圆压板用于将晶圆的钢环压紧在晶圆定位板上；晶圆定位板上和晶圆压板上均设有通孔，通孔用于将晶圆的表面露出。

本实用新型实施例还提供一种晶圆加工***，包括如上任意一项的晶圆裂片装置。

本实用新型实施例的有益效果包括：

本实用新型实施例提供的晶圆裂片装置，包括基座、设置在基座上的真空吸附机构、晶圆调节机构和用于固定晶圆的晶圆固定机构；真空吸附机构包括真空吸盘、真空管和抽真空器，真空吸盘上设有真空吸附槽，真空吸附槽通过真空管与抽真空器连通，真空吸附槽用于吸附晶圆，以使晶圆沿相邻的两条切割道断裂；晶圆调节机构包括手轮和与手轮驱动连接的旋转组件，旋转组件的旋转输出端与晶圆固定机构固定连接，旋转输出端的旋转平面平行于真空吸附机构的表面。上述晶圆裂片装置能够手动调节晶圆的位置，操作员可根据实际情况或需求对晶圆进行调整，对位精度较高；再通过真空吸盘抽真空处理形成压差，使晶圆断裂，裂片的稳定性、精准度较高，有效提高了晶圆裂片的良品率。上述晶圆裂片装置还可以根据不同尺寸晶圆更换对应的真空吸盘，能够对更多尺寸的晶圆进行裂片加工。

附图说明

为了更清楚地说明本实用新型实施例的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，应当理解，以下附图仅示出了本实用新型的某些实施例，因此不应被看作是对范围的限定，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相关的附图。

图1为本实用新型实施例提供的晶圆裂片装置的结构示意图；

图2为激光切割后的晶圆固定在晶圆承载框上的示意图；

图3为本实用新型实施例提供的晶圆裂片装置中真空吸盘的结构示意图；

图4为本实用新型实施例提供的晶圆裂片装置中真空吸盘的局部剖视图；

图5为本实用新型实施例提供的晶圆裂片装置中晶圆固定机构和晶圆调节机构的结构示意图；

图6为本实用新型实施例提供的晶圆裂片装置中晶圆调节机构的结构示意图；

图7本实用新型实施例提供的晶圆裂片装置的局部结构示意图；

图8为本实用新型实施例提供的晶圆裂片装置中真空吸附机构的结构示意图；

图9为本实用新型实施例提供的晶圆裂片装置中真空吸附机构的局部结构示意图。

图标：100-晶圆裂片装置；110-基座；120-晶圆固定机构；121-晶圆定位板；122-晶圆压板；123-通孔；130-真空吸附机构；131-真空吸盘；1311-真空吸附槽；132-第一安装板；1331-第一电机；1332-第一丝杆；1333-第一滑块；1341-第二电机；1342-第二丝杆；1343-第二滑块；135-第二安装板；1351-条形孔；136-直线导轨；137-第三滑块；138-导向杆；140-晶圆调节机构；141-手轮；142-齿轮；143-圆弧形齿条；144-减速器；151-圆弧形刻度盘；152-指针；200-晶圆；210-横向切割道；220-纵向切割道；300-晶圆承载框；310-绷膜框；320-薄膜。

具体实施方式

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。通常在此处附图中描述和示出的本实用新型实施例的组件可以以各种不同的配置来布置和设计。

因此，以下对在附图中提供的本实用新型的实施例的详细描述并非旨在限制要求保护的本实用新型的范围，而是仅仅表示本实用新型的选定实施例。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。

应注意到：相似的标号和字母在下面的附图中表示类似项，因此，一旦某一项在一个附图中被定义，则在随后的附图中不需要对其进行进一步定义和解释。

在本实用新型的描述中，需要说明的是，术语“中心”、“上”、“下”、“左”、“右”、“横”、“纵”、“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，或者是该实用新型产品使用时惯常摆放的方位或位置关系，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”、“第三”等仅用于区分描述，而不能理解为指示或暗示相对重要性。

在本实用新型的描述中，还需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“设置”、“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；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相连。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实用新型中的具体含义。

请参照图1，本申请实施例提供一种晶圆裂片装置100，该晶圆裂片装置100用于将激光切割后的晶圆200***为多个小块，如图2所示，晶圆200附带晶圆承载框300，晶圆承载框300包括绷膜框310和具有一定张力的薄膜320，薄膜320粘附在绷膜框310上，晶圆200粘附在薄膜320上。激光切割后的晶圆200表面具有多条相互平行的横向切割道210和多条相互平行的纵向切割道220，横向切割道210与纵向切割道220交叉设置。

该晶圆裂片装置100包括晶圆固定机构120、真空吸附机构130和晶圆调节机构140。其中，请结合参照图3和图4，真空吸附机构130包括真空吸盘131、真空管和抽真空器，真空吸盘131上设有真空吸附槽1311，真空吸附槽1311沿直线延伸，并通过真空管与抽真空器连通。真空吸附槽1311用于吸附晶圆200，以使晶圆200沿相邻的两条切割道断裂；真空吸附槽1311的宽度根据相邻的两条切割道之间的距离确定，使其吸附时不会对晶圆200上相邻的两条切割道之间的区域造成损坏。示例地，真空吸附槽1311的槽底呈弧形。晶圆固定机构120转动设置在基座110上，用于定位并固定上述晶圆200，固定后的晶圆200表面平行于真空吸盘131的表面。请结合参照图5和图6，晶圆调节机构140包括手轮141和与手轮141驱动连接的旋转组件，旋转组件的旋转输出端与晶圆固定机构120固定连接，旋转输出端的旋转平面平行于真空吸附机构130(晶圆200)的表面。操作员操控手轮141旋转，即可通过旋转组件间接驱动晶圆固定机构120旋转，进而调整晶圆200的位置，使晶圆200上的切割道(横向切割道210或纵向切割道220)与真空吸盘131上的真空吸附槽1311平行。

上述晶圆裂片装置100的使用方法如下：将激光切割后的晶圆200固定在晶圆固定机构120内，并通过旋转手轮141调整晶圆200的位置，使晶圆200上的切割道(横向切割道210或纵向切割道220)与真空吸盘131上的真空吸附槽1311平行；真空吸附槽1311对准晶圆200上相邻两条切割道之间的区域，开启抽真空器使真空吸附槽1311内处于负压状态，真空吸附使晶圆200沿切割道断裂，与该真空吸附槽1311对应的一排晶圆200及薄膜320被吸入真空吸附槽1311内；再次旋转手轮141，将晶圆200旋转90°，使晶圆200上的切割道(纵向切割道220或横向切割道210)与真空吸盘131上的真空吸附槽1311平行，然后继续重复真空裂片过程。

优选的，真空吸附槽1311包括相互平行的多个，每个真空吸附槽1311均可真空独立控制，晶圆200表面同一方向上，每相邻的两个切割道均可对应一个真空吸附槽1311。如此设置，可根据产品调整裂片工艺，选择性的开启真空吸附槽1311进行裂片，可提高裂片效果与效率。

需要说明的是，第一，晶圆固定机构120应能够将晶圆200的表面完整露出以便于真空吸盘131吸附晶圆200；第二，真空吸附槽1311的宽度应等于或略大于晶圆200上相邻的两条切割道之间的距离，以保证晶圆200能够顺利沿切割道断裂；第三，可以通过控制真空吸盘131或晶圆固定机构120的位置，使真空吸附槽1311对准晶圆200上相邻两条切割道之间的区域。

上述晶圆裂片装置100能够手动调节晶圆200的位置，操作员可根据实际情况或需求对晶圆200进行调整，对位精度较高；再通过真空吸盘131抽真空处理形成压差，使晶圆200断裂，裂片的稳定性、精准度较高，有效提高了晶圆200裂片的良品率。上述晶圆裂片装置100还可以根据不同尺寸晶圆200更换对应的真空吸盘131，能够对更多尺寸的晶圆200进行裂片加工。

请参照图1、图5和图6，可选的，本实用新型实施例的一种可实现的方式中，旋转组件包括齿轮142和与齿轮142啮合的圆弧形齿条143，齿轮142与手轮141驱动连接，圆弧形齿条143与晶圆固定机构120连接并与晶圆200同心设置。

手轮141和齿轮142均转动设置在基座110上，旋转手轮141即可驱动齿轮142转动，进而驱动圆弧形齿条143绕其所在圆弧的圆心转动。圆弧形齿条143固定在晶圆固定机构120上，且圆弧形齿条143所在圆弧的圆心与晶圆200的圆心重合，圆弧形齿条143转动可带动晶圆固定机构120一起转动，进而使晶圆200绕其中心旋转。

可选的，本实用新型实施例的一种可实现的方式中，旋转组件还包括减速器144，齿轮142通过减速器144与手轮141驱动连接。

减速器144的输入端与手轮141连接、输出端与齿轮142连接，减速器144在降速的同时能够提高输出扭矩，既可以实现对晶圆200位置的微调，还能够为晶圆固定机构120提供较大的驱动力以驱使其旋转，降低操作员的劳动强度。

请参照图7，可选的，本实用新型实施例的一种可实现的方式中，基座110上还设有与晶圆200同心设置的圆弧形刻度盘151，晶圆固定机构120上设有指针152，指针152指向圆弧形刻度盘151以显示晶圆固定机构120的旋转角度。

圆弧形刻度盘151固定在基座110上，其上设有能够显示角度的刻度。指针152固定在晶圆固定机构120上，并指向圆弧形刻度盘151上的刻度。圆弧形刻度盘151所在圆弧的圆心和指针152的旋转中心均与晶圆200的圆心重合，操作员通过观察指针152在圆弧形刻度盘151上所指刻度的变化，即可得知晶圆200的旋转角度。同时，圆弧形刻度盘151的最边缘的两个刻度值还可以作为晶圆200旋转角度的极限显示，以避免晶圆200旋转过度。

请参照图1和图8，可选的，本实用新型实施例的一种可实现的方式中，真空吸附机构130还包括第一直线驱动组件、第二直线驱动组件和第一安装板132，第一直线驱动组件设置在基座110上，第一安装板132与第一直线驱动组件的输出端固定连接，第二直线驱动组件设置在第一安装板132上，第二直线驱动组件的输出端与真空吸盘131固定连接；第一直线驱动组件的输出端垂直于真空吸盘131的表面，第二直线驱动组件的输出端平行于真空吸盘131的表面；或者，第一直线驱动组件的输出端平行于真空吸盘131的表面，第二直线驱动组件的输出端垂直于真空吸盘131的表面。

第一直线驱动组件和第二直线驱动组件通过第一安装板132实现联动，使第一直线驱动组件和第二直线驱动组件的运动均可转化为真空吸盘131的运动。第一直线驱动组件和第二直线驱动组件中的一个用于控制真空吸盘131靠近或远离晶圆200，使真空吸盘131与处在不同作业高度的晶圆200配合进行裂片；另一个用于控制真空吸盘131沿晶圆200的表面往复移动，使真空吸盘131上的真空吸附槽1311对准晶圆200上相邻两条切割道之间的区域。真空吸盘131在晶圆200底部自动切换位置，对晶圆200进行真空吸附裂片。使用时，手动旋转手轮141调节晶圆200，使晶圆200的切割道与真空吸盘131上的真空吸附槽1311平行，第一直线驱动组件和第二直线驱动组件驱动真空吸盘131自动顶起并自动切换位置，将晶圆200裂片吸附到真空吸附槽1311内。

请结合参照图9，可选的，本实用新型实施例的一种可实现的方式中，第一直线驱动组件包括第一电机1331、与第一电机1331连接的第一丝杆1332和与第一丝杆1332配合的第一滑块1333，第一安装板132与第一滑块1333固定连接；第二直线驱动组件包括第二电机1341、与第二电机1341连接的第二丝杆1342和与第二丝杆1342配合的第二滑块1343，真空吸盘131与第二滑块1343固定连接。

第一丝杆1332和第二丝杆1342中的一个的轴线垂直于真空吸盘131的表面，另一个平行于真空吸盘131的表面。第一滑块1333和第二滑块1343中的一个用于带动真空吸盘131靠近或远离晶圆200，另一个用于带动真空吸盘131沿晶圆200表面往复运动。丝杆滑块结构成本低，可同时兼具高精度、可逆性和高效率，且具备自锁功能，停机后可以防止真空吸盘131受重力或外力发生移位。

可选的，本实用新型实施例的一种可实现的方式中，真空吸附机构130还包括固定设置在第一安装板132上的第二安装板135，第二安装板135位于真空吸盘131和第一安装板132之间，第二安装板135上设有直线导轨136，真空吸盘131上设有与直线导轨136配合的第三滑块137。

第二安装板135靠近真空吸盘131设置，用于安装直线导轨136，以对真空吸盘131的运动起到导向作用，避免真空吸盘131在移动过程中出现晃动。可以裂解，直线导轨136的延伸方向应平行于第二直线驱动组件输出端的运动方向。

示例地，第二安装板135的中部设有条形孔1351，第二直线驱动组件的输出端穿过条形孔1351后与真空吸盘131固定连接，并在条形孔1351内往复移动；直线导轨136包括两个，两个直线导轨136对称设置在条形孔1351的两侧，并与条形孔1351平行，第三滑块137包括四个，四个第三滑块137均匀分布在真空吸盘131的下表面，其中两个第三滑块137与一个直线导轨136配合，另外两个第三滑块137与另一直线导轨136配合。

可选的，本实用新型实施例的一种可实现的方式中，真空吸附机构130还包括固定设置在基座110上的导向杆138，导向杆138包括四个且呈矩形分布，第一安装板132同时套设在四个导向杆138上并在第一直线驱动组件的驱动下沿导向杆138往复滑动。

导向杆138的轴线与第一丝杆1332的轴线平行，四个导向杆138同时对第一安装板132的运动进行导向，以避免第一支撑板在运动过程中发生晃动或倾斜。示例地，第一安装板132呈矩形，第一安装板132的四角分别套设在四个导向杆138上，第一滑块1333与第一安装板132的中心固定连接，第一丝杆1332穿过第一安装板132的中心。

可选的，本实用新型实施例的一种可实现的方式中，晶圆固定机构120包括晶圆定位板121和与晶圆定位板121转动连接的晶圆压板122，晶圆定位板121用于定位晶圆200，晶圆压板122用于将晶圆200的钢环压紧在晶圆定位板121上；晶圆定位板121上和晶圆压板122上均设有通孔123，通孔123用于将晶圆200的表面露出，以方便真空吸盘131对晶圆200进行裂片。

示例地，晶圆定位板121上设有定位孔，定位孔用于定位绷膜框310，晶圆压板122将绷膜框310压紧在定位孔内以间接定位和固定晶圆200。

本实施例还提供一种晶圆200加工***，包括如上任意一项的晶圆裂片装置100。

该晶圆200加工***包含与前述实施例中的晶圆裂片装置100相同的结构和有益效果。晶圆裂片装置100的结构和有益效果已经在前述实施例中进行了详细描述，在此不再赘述。

以上所述仅为本实用新型的优选实施例而已，并不用于限制本实用新型，对于本领域的技术人员来说，本实用新型可以有各种更改和变化。凡在本实用新型的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种晶圆裂片装置，其特征在于，包括基座、设置在所述基座上的真空吸附机构、晶圆调节机构和用于固定晶圆的晶圆固定机构；所述真空吸附机构包括真空吸盘、真空管和抽真空器，所述真空吸盘上设有真空吸附槽，所述真空吸附槽通过所述真空管与所述抽真空器连通，所述真空吸附槽用于吸附所述晶圆，以使所述晶圆沿相邻的两条切割道断裂；所述晶圆调节机构包括手轮和与所述手轮驱动连接的旋转组件，所述旋转组件的旋转输出端与所述晶圆固定机构固定连接，所述旋转输出端的旋转平面平行于所述真空吸附机构的表面。

2.根据权利要求1所述的晶圆裂片装置，其特征在于，所述旋转组件包括齿轮和与所述齿轮啮合的圆弧形齿条，所述齿轮与所述手轮驱动连接，所述圆弧形齿条与所述晶圆固定机构连接并与所述晶圆同心设置。

3.根据权利要求2所述的晶圆裂片装置，其特征在于，所述旋转组件还包括减速器，所述齿轮通过所述减速器与所述手轮驱动连接。

4.根据权利要求1所述的晶圆裂片装置，其特征在于，所述基座上还设有与所述晶圆同心设置的圆弧形刻度盘，所述晶圆固定机构上设有指针，所述指针指向所述圆弧形刻度盘以显示所述晶圆固定机构的旋转角度。

5.根据权利要求1所述的晶圆裂片装置，其特征在于，所述真空吸附机构还包括第一直线驱动组件、第二直线驱动组件和第一安装板，所述第一直线驱动组件设置在所述基座上，所述第一安装板与所述第一直线驱动组件的输出端固定连接，所述第二直线驱动组件设置在所述第一安装板上，所述第二直线驱动组件的输出端与所述真空吸盘固定连接；

所述第一直线驱动组件的输出端垂直于所述真空吸盘的表面，所述第二直线驱动组件的输出端平行于所述真空吸盘的表面；或者，所述第一直线驱动组件的输出端平行于所述真空吸盘的表面，所述第二直线驱动组件的输出端垂直于所述真空吸盘的表面。

6.根据权利要求5所述的晶圆裂片装置，其特征在于，所述第一直线驱动组件包括第一电机、与所述第一电机连接的第一丝杆和与所述第一丝杆配合的第一滑块，所述第一安装板与所述第一滑块固定连接；

所述第二直线驱动组件包括第二电机、与所述第二电机连接的第二丝杆和与所述第二丝杆配合的第二滑块，所述真空吸盘与所述第二滑块固定连接。

7.根据权利要求5所述的晶圆裂片装置，其特征在于，所述真空吸附机构还包括固定设置在所述第一安装板上的第二安装板，所述第二安装板位于所述真空吸盘和所述第一安装板之间，所述第二安装板上设有直线导轨，所述真空吸盘上设有与所述直线导轨配合的第三滑块。

8.根据权利要求5所述的晶圆裂片装置，其特征在于，所述真空吸附机构还包括固定设置在所述基座上的导向杆，所述导向杆包括四个且呈矩形分布，所述第一安装板同时套设在四个所述导向杆上并在所述第一直线驱动组件的驱动下沿所述导向杆往复滑动。

9.根据权利要求1所述的晶圆裂片装置，其特征在于，所述晶圆固定机构包括晶圆定位板和与所述晶圆定位板转动连接的晶圆压板，所述晶圆定位板用于定位所述晶圆，所述晶圆压板用于将所述晶圆的钢环压紧在所述晶圆定位板上；所述晶圆定位板上和所述晶圆压板上均设有通孔，所述通孔用于将所述晶圆的表面露出。

10.一种晶圆加工***，其特征在于，包括如权利要求1至9中任意一项所述的晶圆裂片装置。