CN110303609A - 晶圆切削机台及晶圆边缘切削方法 - Google Patents

Abstract

该发明涉及一种晶圆切削机台及晶圆边缘切削方法，其中所述晶圆切削机台包括：至少两种尺寸的切削片，用于对晶圆进行切削，且各切削片的切削宽度各不相同；转动头，包括用于朝向待切削的晶圆设置的第一面，所有切削片可拆卸的安装于所述第一面，且所述转动头能够绕一垂直于所述第一面的直线转动，从而改变切削晶圆的切削片。以上晶圆切削机台及晶圆边缘切削方法具有至少两个切削片，能够在同一机台内完成多种晶圆边缘切削需求，满足晶圆制程多样化的需求，提升机台效能。并且在切削时能够及时检测晶圆的边缘切削情况，只有切削后的晶圆边缘情况符合要求后才拿出，因此不会对后续的晶圆制程造成影响。

Description

晶圆切削机台及晶圆边缘切削方法

技术领域

本发明涉及晶圆加工制造领域，具体涉及一种晶圆切削机台及晶圆边缘切削方法。

背景技术

随着3D芯片时代的来临，边缘削减(edge trimming)技术也日益重要。

在现有技术中，需要使用研磨、抛光、蚀刻等技术手段，将晶圆薄化为数微米的厚度，而在薄化过程中，很容易发生晶圆的破片、降低晶圆的良率。发生这种问题的很大一部分原因在于晶圆的外缘与圆周附近和承载基板之间的接合不良所造成的。由于上述边缘附近与承载基板之间的接合不良，晶圆无法得到来自承载基板的足够的支撑以抵抗来自于研磨或传送过程中的应力，使接合不良的边缘区域发生破裂。并且，在晶圆破片时，也会产生许多颗粒物杂质，损坏位于晶圆其他部分的装置，若是在制程中未将颗粒物杂质去除，颗粒物杂质还有可能会刮伤没有发生破片的晶圆，从而造成更大的制程损失。

因此，现有技术中，通常需要对晶圆的边缘进行削减，从而解决晶圆边缘异常的问题。并且，在一些场合下，还需要对晶圆的边缘进行切削，将晶圆的边缘切削成直角，以防止晶圆薄化的过程中裂纹往晶圆中央延伸。

然而，现有的商业用晶圆切削机台功能单一，仅包含晶圆边缘削减单元及晶圆清洗单元。但产品的设计及制程条件各有不同，导致现有晶圆切削机台无法满足产品多样化的需求。例如，在产品的设计及制程条件不同时，会要求不同的晶圆有不一样的边缘削减的宽度，但现行的商业用晶圆切削机台同时间只能挂上单一尺寸的切削片(Dicing blade)，切换边缘削减的宽度时，可能需要更换机台，或者对机台所挂的切削片进行更换，机台效能不佳。

并且，现有技术中的晶圆切削机台处理过的晶圆良率都较低，十分影响后续的晶圆处理流程。

发明内容

本发明的目的在于提供一种晶圆切削机台及晶圆边缘切削方法，能够将运动轨迹和心率结合在一起，便于用户获取运动信息。

为了解决以上技术问题，以下提供了一种晶圆切削机台，包括：至少两种尺寸的切削片，用于对晶圆进行切削，且各切削片的切削宽度各不相同；转动头，包括用于朝向待切削的晶圆设置的第一面，所有切削片可拆卸的安装于所述第一面，且所述转动头能够绕一垂直于所述第一面的直线转动，从而改变切削晶圆的切削片。

可选的，还包括转动头驱动器，连接至所述转动头，用于驱动所述转动头转动，从而改变切削晶圆的切削片。

可选的，还包括主驱动器，连接至所述转动头，用于驱动所述转动头移动，以改变所述切削片切削晶圆时的作用位置。

可选的，还包括控制器，连接至所述转动头驱动器和所述主驱动器，用于控制所述切削片转动，使所需的一切削片切削晶圆的边缘，并控制所述转动头移动，以改变所述切削片切削晶圆时的作用位置。

可选的，还包括：检测仪，连接至所述控制器，用于检测晶圆切削后的边缘情况，并将晶圆切削后的边缘情况传送给所述控制器。

可选的，还包括：报警器，连接至所述控制器，用于在所述控制器判断晶圆切削后的边缘情况不符合切削要求时，根据所述控制器的控制发出警报。

可选的，所述切削片的数目至少为3个，分别对应不同的切削宽度，且各切削片的长度方向相互平行。

为了解决以上技术问题，以下还提供了一种晶圆边缘切削方法，使用所述的晶圆切削机台来切削晶圆，包括以下步骤：使用一切削片对晶圆边缘进行切削；检测切削后的晶圆边缘情况，并在晶圆边缘情况不符合切削要求时再次切削。

可选的，使用一切削片对晶圆边缘进行切削时，包括以下步骤：驱动所述转动头绕垂直于所述第一面的直线转动至目标切削片转动至与晶圆接触。

可选的，在检测切削后的晶圆边缘情况前，还包括以下步骤：清洗切削后的晶圆。

可选的，在晶圆边缘情况不符合切削要求时发出警报。

可选的，再次切削晶圆边缘时，手动调控切削晶圆所用的晶圆切削参数。

以上晶圆切削机台及晶圆边缘切削方法具有至少两个切削片，能够在同一机台内完成多种晶圆边缘切削需求，满足晶圆制程多样化的需求，提升机台效能。并且在切削时能够及时检测晶圆的边缘切削情况，只有切削后的晶圆边缘情况符合要求后才拿出，因此不会对后续的晶圆制程造成影响。

附图说明

图1为本发明的一种具体实施方式中的晶圆切削机台的结构示意图。

图2为本发明的一种具体实施方式中的晶圆切削机台的切削片和转动头的结构示意图。

图3为本发明的一种具体实施方式中的晶圆切削机台的连接关系示意图。

图4为本发明的一种具体实施方式中的晶圆边缘切削方法的步骤示意图。

具体实施方式

以下结合附图和具体实施方式对本发明提出的一种晶圆切削机台及晶圆边缘切削方法作进一步详细说明。

请参阅图1至3，其中图1为本发明的一种具体实施方式中的晶圆切削机台的结构示意图，图2为本发明的一种具体实施方式中的晶圆切削机台的切削片和转动头的结构示意图，图3为本发明的一种具体实施方式中的晶圆切削机台的连接关系示意图。

在该具体实施方式中，提供了一种晶圆切削机台，包括：至少两种尺寸的切削片101，用于对晶圆105进行切削，且各切削片101的切削宽度各不相同；转动头102，包括用于朝向待切削的晶圆105设置的第一面201，所有切削片101可拆卸的安装于所述第一面201，且所述转动头102能够绕一垂直于所述第一面201的直线转动，从而改变切削晶圆105的切削片101。

在一种具体实施方式中，所述晶圆切削机台还包括转动头驱动器103，连接至所述转动头102，用于驱动所述转动头102转动，从而改变切削晶圆105的切削片101。

在一种具体实施方式中，所述转动驱动器包括旋转电机，输出轴连接到所述转动头102。在一种具体实施方式中，所述转动头驱动器103的输出轴与所述转动头102的转动轴重合。

在一种具体实施方式中，所述切削片101的种类包括：片宽为1mm的切削片101、片宽为2mm的切削片101、片宽为3mm的切削片101、片宽为5mm的切削片101以及片宽为6mm的切削片101等。在将所述切削片101安装到所述第一面201时，用户可自由组合。

在一种具体实施方式中，可根据需要设置更多种类的切削片101，以适应更多的需求。

在一种具体实施方式中，所述晶圆切削机台还包括主驱动器104，连接至所述转动头102，用于驱动所述转动头102移动，以改变所述切削片101切削晶圆105时的作用位置。

在一种具体实施方式中，所述转动驱动器包括马达，所述马达通过传动手臂连接到所述转动头102，驱动所述转动头102运动，改变所述切削片101切削晶圆105时的作用位置。在一种具体实施方式中，所述传动手臂为可伸缩的传动手臂，因此，可以控制所述转动头102的竖直高度，从而改变切削片101的位置。

将连接到所述转动头102。在一种具体实施方式中，所述转动头驱动器103的输出轴与所述转动头102的转动轴重合。

在一种具体实施方式中，所述晶圆切削机台还包括控制器301，连接至所述转动头驱动器103和所述主驱动器104，用于控制所述切削片101转动，使所需的一切削片101切削晶圆105的边缘，并控制所述转动头102移动，以改变所述切削片101切削晶圆105时的作用位置。

研究发现，现有的商业用晶圆切削机台良率过低是因为，现有的商业用晶圆切削机台没有及时检测晶圆105的切边情况的功能，若遇切边异常的情况，则必须等到晶圆105出晶圆切削机台后，利用其他的检测机台检测发现，但切边异常通常伴随严重的颗粒物杂质污染(Particle)、剥落(Peeling)以及芯片缺陷(Chipping defect)，所以若不能在机台内就发现切边异常，并进行及时处理，则颗粒物杂质污染、剥落和芯片缺陷都将对晶圆105后续制程及生产线造成十分不良的影响，严重影响晶圆105的良率。

因此，在一种具体实施方式中，所述晶圆切削机台还包括：检测仪302，连接至所述控制器301，用于检测晶圆105切削后的边缘情况，并将晶圆105切削后的边缘情况传送给所述控制器301。

在一种具体实施方式中，所述检测仪302包括光电检测仪302，通过向被切削的晶圆105出射光线，来获取到被切削的晶圆105的边缘情况，如被切削的边缘的宽度、被切削的边缘的深度、晶圆105表面是否还有其他位置发生剥落等。

实际上，也可将摄像头与图像分析算法结合，构成所述检测仪302。在该具体实施方式中，通过摄像头摄取晶圆105切削后的边缘情况照片，并使用图像分析算法分析获取到被切削的晶圆105的边缘的情况。

在一种具体实施方式中，所述晶圆切削机台还包括：报警器303，连接至所述控制器301，用于在所述控制器301判断晶圆105切削后的边缘情况不符合切削要求时，根据所述控制器301的控制发出警报。

在一种具体实施方式中，所述报警器303包括蜂鸣器和LED灯中的至少一种。在发出警报时，所述蜂鸣器鸣叫，所述LED灯发出光亮。在一种更优的具体实施方式中，可根据控制器301判断的晶圆105切削后的边缘情况的具体类别，控制所述蜂鸣器发出不同节奏或音调的鸣叫，所述LED灯发出不同颜色的光，或LED灯以特定的节奏闪烁，这样，在根据晶圆105切削后的边缘情况操控所述晶圆切削机台对不符合切削要求的晶圆105进行二次切削时，用户可以在不破坏晶圆105所处环境，如气体环境，的基础下，根据报警器303发出的警报的类别，对二次切削的切削参数进行设定。这样，可以在不拿出晶圆105的情况下将晶圆105切削至符合切削要求。

在一种具体实施方式中，所述切削片101的数目至少为3个，分别对应不同的切削宽度，且各切削片101的长度方向相互平行。请参阅图2，在图2中安装于第一面201的3个切削片101的尺寸各不相同，从左至右对应至切削片101的片宽分别为2mm、3mm和1mm，对应于在晶圆105的边缘切削2mm、3mm和1mm，实际上，也可根据需要设置切削片101的宽度以及不同宽度的切削片101的组合。在图2所示的具体实施方式中，所述切削片101能够达到的切削宽度范围为1mm至5mm，对应至使用1mm的切削片101切削1mm，或依次使用2mm的切削片101与3mm的切削片101共同切削5mm。

请参阅图4，为本发明的一种具体实施方式中的晶圆105边缘切削方法的步骤示意图。

在该具体实施方式中，还提供了一种晶圆105边缘切削方法，使用所述的晶圆切削机台来切削晶圆105，包括以下步骤：使用一切削片101对晶圆105边缘进行切削；检测切削后的晶圆105边缘情况，并在晶圆105边缘情况不符合切削要求时再次切削。

在一种具体实施方式中，所述晶圆切削机台还包括转动头驱动器103，连接至所述转动头102，用于驱动所述转动头102转动，从而改变切削晶圆105的切削片101。

在一种具体实施方式中，所述转动驱动器包括旋转电机，输出轴连接到所述转动头102。在一种具体实施方式中，所述转动头驱动器103的输出轴与所述转动头102的转动轴重合。

在一种具体实施方式中，所述切削片101的种类包括：片宽为1mm的切削片101、片宽为2mm的切削片101、片宽为3mm的切削片101、片宽为5mm的切削片101以及片宽为6mm的切削片101等。在将所述切削片101安装到所述第一面201时，用户可自由组合。

在一种具体实施方式中，可根据需要设置更多种类的切削片101，以适应更多的需求。

在一种具体实施方式中，所述晶圆切削机台还包括主驱动器104，连接至所述转动头102，用于驱动所述转动头102移动，以改变所述切削片101切削晶圆105时的作用位置。

在一种具体实施方式中，所述转动驱动器包括马达，所述马达通过传动手臂连接到所述转动头102，驱动所述转动头102运动，改变所述切削片101切削晶圆105时的作用位置。在一种具体实施方式中，所述传动手臂为可伸缩的传动手臂，因此，可以控制所述转动头102的竖直高度，从而改变切削片101的位置。

将连接到所述转动头102。在一种具体实施方式中，所述转动头驱动器103的输出轴与所述转动头102的转动轴重合。

在一种具体实施方式中，使用一切削片101对晶圆105边缘进行切削时，包括以下步骤：驱动所述转动头102绕垂直于所述第一面201的直线转动至目标切削片101转动至与晶圆105接触。

在一种具体实施方式中，所述晶圆切削机台还包括控制器301，连接至所述转动头驱动器103和所述主驱动器104，用于控制所述切削片101转动，使所需的一切削片101切削晶圆105的边缘，并控制所述转动头102移动，以改变所述切削片101切削晶圆105时的作用位置。需要注意的是，在驱动所述转动头102绕垂直于所述第一面201的直线转动至目标切削片101转动至与晶圆105接触的同时，也通过所述主驱动器104改变所述转动头102的水平位置和竖直位置，以使得切削片101的位置适宜。

在一种具体实施方式中，所述晶圆切削机台切削的晶圆105是放置在可旋转的晶圆放置台106上的，并且晶圆放置台106能给所述晶圆105提供吸力，使得所述晶圆放置台106和所述晶圆105之间无相对运动。

因此，在对晶圆105进行切削时，只需调整切削刀与晶圆105接触、且接触宽度为所需宽度即可，其余只需要控制所述晶圆放置台106旋转，即可完成对晶圆105边缘的切削。在一种具体实施方式中，所述晶圆放置台106包括静电吸盘。

在一种具体实施方式中，在检测切削后的晶圆105边缘情况前，还包括以下步骤：清洗切削后的晶圆105。

在该具体实施方式中，由于切削后晶圆105周围有很多切削物形成的颗粒物杂质，因此在清洗后才能获取到真实的切削后的晶圆105情况。

在一种具体实施方式中，在晶圆105边缘情况不符合切削要求时发出警报。

在一种具体实施方式中，所述晶圆切削机台还包括：报警器303，连接至所述控制器301，用于在所述控制器301判断晶圆105切削后的边缘情况不符合切削要求时，根据所述控制器301的控制发出警报。

在一种具体实施方式中，所述报警器303包括蜂鸣器和LED灯中的至少一种。在发出警报时，所述蜂鸣器鸣叫，所述LED灯发出光亮。在一种更优的具体实施方式中，可根据控制器301判断的晶圆105切削后的边缘情况的具体类别，控制所述蜂鸣器发出不同节奏或音调的鸣叫，所述LED灯发出不同颜色的光，或LED灯以特定的节奏闪烁，这样，在根据晶圆105切削后的边缘情况操控所述晶圆切削机台对不符合切削要求的晶圆105进行二次切削时，用户可以在不破坏晶圆105所处环境，如气体环境，的基础下，根据报警器303发出的警报的类别，对二次切削的切削参数进行设定。这样，可以在不拿出晶圆105的情况下将晶圆105切削至符合切削要求。

因此，在该具体实施方式中，在晶圆105边缘情况不符合切削要求时，使用报警器303发出警报。

在一种具体实施方式中，再次切削晶圆105边缘时，手动调控切削晶圆105所用的晶圆105切削参数。

在一种具体实施方式中，用户手动调控再次切削晶圆105所用的切削参数是因为这样能够更灵活的根据当前的晶圆105边缘切削情况设定设置的再加工参数。实际上，也可根据需要预存一些处理方法，在再加工时将检测到的晶圆105边缘切削情况匹配到一些预设条件中，并根据预设条件对应的处理方法进行再加工。

例如，检测到晶圆105边缘的切削情况为晶圆105表面仍有剥落的情况，且在距离晶圆105边缘2mm处发生剥落，则控制器301在将“剥落”、“剥落位置”等参数匹配到相应的预设条件后，根据该预设条件对应的处理方法对晶圆105进行再加工。在该具体实施方式中，所述处理方法为使用对应的切削片101对晶圆105进行宽度大于等于2mm的切削。

在一种具体实施方式中，只有当检测到切削后晶圆105的边缘情况符合切削需求，才能将所述晶圆105取出并投入到下一工艺流程中。这保证了投入到下一工艺流程中的晶圆105一定是切削合格的晶圆105，而没有切削不合格的晶圆105。

以上晶圆切削机台及晶圆105边缘切削方法具有至少两个切削片101，能够在同一机台内完成多种晶圆105边缘切削需求，满足晶圆105制程多样化的需求，提升机台效能。并且在切削时能够及时检测晶圆105的边缘切削情况，只有切削后的晶圆105边缘情况符合要求后才拿出，因此不会对后续的晶圆105制程造成影响。

以上所述仅是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员，在不脱离本发明原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。

Claims (12)

1.一种晶圆切削机台，其特征在于，包括：

至少两种尺寸的切削片，用于对晶圆进行切削，且各切削片的切削宽度各不相同；

转动头，包括用于朝向待切削的晶圆设置的第一面，所有切削片可拆卸的安装于所述第一面，且所述转动头能够绕一垂直于所述第一面的直线转动，从而改变切削晶圆的切削片。

2.根据权利要求1所述的晶圆切削机台，其特征在于，还包括转动头驱动器，连接至所述转动头，用于驱动所述转动头转动，从而改变切削晶圆的切削片。

3.根据权利要求2所述的晶圆切削机台，其特征在于，还包括主驱动器，连接至所述转动头，用于驱动所述转动头移动，以改变所述切削片切削晶圆时的作用位置。

4.根据权利要求3所述的晶圆切削机台，其特征在于，还包括控制器，连接至所述转动头驱动器和所述主驱动器，用于控制所述切削片转动，使所需的一切削片切削晶圆的边缘，并控制所述转动头移动，以改变所述切削片切削晶圆时的作用位置。

5.根据权利要求4所述的晶圆切削机台，其特征在于，还包括：

检测仪，连接至所述控制器，用于检测晶圆切削后的边缘情况，并将晶圆切削后的边缘情况传送给所述控制器。

6.根据权利要求5所述的晶圆切削机台，其特征在于，还包括：

报警器，连接至所述控制器，用于在所述控制器判断晶圆切削后的边缘情况不符合切削要求时，根据所述控制器的控制发出警报。

7.根据权利要求1所述的晶圆切削机台，其特征在于，所述切削片的数目至少为3个，分别对应不同的切削宽度，且各切削片的长度方向相互平行。

8.一种晶圆边缘切削方法，其特征在于，使用如权利要求1至7中任一项所述的晶圆切削机台来切削晶圆，包括以下步骤：

使用一切削片对晶圆边缘进行切削；

检测切削后的晶圆边缘情况，并在晶圆边缘情况不符合切削要求时再次切削。

9.根据权利要求8所述的晶圆边缘切削方法，其特征在于，使用一切削片对晶圆边缘进行切削时，包括以下步骤：

驱动所述转动头绕垂直于所述第一面的直线转动至目标切削片转动至与晶圆接触。

10.根据权利要求8所述的晶圆边缘切削方法，其特征在于，在检测切削后的晶圆边缘情况前，还包括以下步骤：

清洗切削后的晶圆。

11.根据权利要求8所述的晶圆边缘切削方法，其特征在于，在晶圆边缘情况不符合切削要求时发出警报。

12.根据权利要求8所述的晶圆边缘切削方法，其特征在于，再次切削晶圆边缘时，手动调控切削晶圆所用的晶圆切削参数。