CN115889318A - 用于硅片脱胶的装置及设备 - Google Patents

Abstract

本发明实施例公开了一种用于硅片脱胶的装置及设备，所述装置包括：顶部敞开的容纳模块，用于容纳清洗液和经过线切割并仍由胶粘连的硅片队列；设置在容纳模块内的用于支承硅片队列的支承模块；支承模块包括：设置在容纳模块的底部上的支承板，使得当硅片队列以各个硅片竖立的方式放置在支承板上时，硅片队列的带胶部分能够被容纳模块中的清洗液浸没，支承板包括沿支承板的长度方向的第一端部和第二端部；垂直于支承板设置在支承板上的止挡板；支承板设置成能够绕第一端部相对于容纳模块在第一位置与第二位置之间旋转，在第二位置，支承板的第二端部相对于容纳模块的底部升起预定高度，使得每个硅片朝向止挡板的方向倾斜。

Description

用于硅片脱胶的装置及设备

技术领域

本发明实施例涉及硅片加工技术领域，尤其涉及用于硅片脱胶的装置及设备。

背景技术

硅片作为半导体电路制程载体，其品质对集成电路形成具有决定性的影响。目前，在硅片的初步成型过程中的主要工序包括：硅棒切割，物理、化学研磨，化学刻蚀，物理化学抛光等。硅棒切割是硅片成型工艺中的核心工艺之一，其主要包括多线砂浆(SiC)切割和内圆切割。目前采用的主流工艺为多线切割，因为相对于内圆切割，多线切割具有效率高、质量好、出片率高等优势。

多线切割是目前先进的切片加工技术，其原理是将切割线依次缠绕在彼此间隔开地形成于线轴的周向表面上的导引槽内以使切割线形成切割线段阵列，在导引槽的导引作用下，利用切割线的高速往复运动把磨料带入待切割工件(比如硅棒)的加工区域进行研磨，而待切割工件则经由树脂条粘接在工作台上，并通过工作台的升降实现垂直方向的进给，以此将工件同时切割成若干个所需尺寸形状的薄片(比如晶圆)。

被切割后的工件并非立即彼此分开而是仍通过胶而与树脂条粘接在一起，因此需要将工件和树脂条一同从工作台上取下并将二者共同放入专用脱胶装置中进行处理，以使工件能够顺利与树脂条上的胶分离，并且还将线切割操作残留在工件上的杂质清洗掉。

发明内容

有鉴于此，本发明实施例期望提供用于硅片脱胶的装置及设备；能够在硅片容纳在其中时对硅片提供合理的支撑，从而避免硅片发生倾塌、碰撞。

本发明实施例的技术方案是这样实现的：

第一方面，本发明实施例提供了一种用于硅片脱胶的装置，所述装置包括：

顶部敞开的容纳模块，用于容纳清洗液和经过线切割并仍由胶粘连的硅片队列；

设置在所述容纳模块内的用于支承所述硅片队列的支承模块；

其中，

所述支承模块包括：

支承板，所述支承板设置在所述容纳模块的底部上，使得当所述硅片队列以各个硅片竖立的方式放置在所述支承板上时，所述硅片队列的带胶部分能够被所述容纳模块中的所述清洗液浸没，所述支承板包括沿所述支承板的长度方向的第一端部和第二端部；

止挡板，所述止挡板垂直于所述支承板设置在所述支承板上；

其中，所述支承板设置成能够绕所述第一端部相对于所述容纳模块在第一位置与第二位置之间旋转，在所述第一位置，所述支承板水平地位于所述容纳模块的底部上，在所述第二位置，所述支承板的所述第二端部相对于所述容纳模块的底部升起预定高度，使得每个硅片朝向所述止挡板的方向倾斜。

第二方面，本发明实施例提供了一种用于硅片脱胶的设备，所述设备包括：

根据第一方面的用于硅片脱胶的装置；

取片机械手，所述取片机械手用于拾取所述硅片队列中的硅片以使所述硅片与所述硅片队列分离并将所述硅片从所述装置移走。

本发明实施例提供了一种用于硅片脱胶的装置和设备；该装置包括用于容纳清洗液和硅片队列的容纳模块，当硅片队列放置在容纳模块中时，硅片队列的带胶部分被浸没在清洗液中，由此可以通过清洗液渗入胶体中来使胶软化并分解，在胶被软化和分解至一定程度之后就可以通过对硅片队列中的各个硅片施加适当的力而使硅片与胶分离，为了防止硅片在浸泡过程中因自行脱胶发生倾倒而破裂，该装置的支承模块包括能够绕一个端部在第一位置与第二位置之间转动的支承板和垂直地设置于支承板上的止挡板，在第一位置，支承板水平放置于容纳模块的底部上以便于将硅片队列放置于其上，当开始对硅片队列进行浸泡时，可以使支承板绕一个端部相对于容纳模块向上旋转一定角度以使另一端部向上升起对应的高度，使得位于支承板上的硅片队列中的各个硅片朝向

止挡件略微倾斜，这样，一旦有硅片提前自行脱胶而发生倾斜时，止挡件可以5抵挡住发生倾斜甚至移动的硅片，从而避免硅片彻底倾倒而破裂的情况发生。

附图说明

图1为一种常规的线切割设备的示意图。

图2为另一种常规的线切割设备的示意图。

图3为本发明实施例提供的用于硅片脱胶的装置的示意图。

图4为本发明实施例提供的用于硅片脱胶的装置的另一示意图。

图5为本发明另一实施例提供的用于硅片脱胶的装置的示意图。

图6为图5示出的用于硅片脱胶的装置的局部示意图。

图7为本发明又一实施例提供的用于硅片脱胶的装置的示意图。

图8为本发明再一实施例提供的用于硅片脱胶的装置的示意图。

图9为本发明另一实施例提供的用于硅片脱胶的装置的示意图。

图10为图9示出的用于硅片脱胶的装置的局部示意图。

图11为本发明又一实施例提供的用于硅片脱胶的装置的示意图。

图12为本发明实施例提供的用于硅片脱胶的设备的示意图。

具体实施方式

0下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清

楚、完整地描述。

参见图1，其示出了一种常规的线切割设备1的示意图，可以理解地，图1所示结构仅用于进行原理性说明，并不表示本领域技术人员不会根据具体的实

施状态在图1所示的组成结构上增加或减少组件，本发明实施例对此不做具体5限制。由图1所示，线切割设备1可以包括线切割单元11和承载单元12；线切割单元11可以在一些示例中如图1所示置于承载单元12的竖直方向下方，也可以在一些示例中如图2所示置于承载单元12的竖直方向上方。具体而言，线切割单元11可以包括多个线轴111以及切割线112，切割线112缠绕于线轴111上以形成由相互平行的切割线段构成的阵列；在图1中，线轴111的数量以2个为例进行说明，并且线轴111和切割线112朝向和远离承载单元12的往复运动方向如图1中的实线箭头所示，往复运动速度示例性地可以为10m/s至15m/s。承载单元12用于装载并固定待加工硅棒2，在图1和图2所示的示例中，承载单元12可以包括基台121以及中间件122，中间件122可以将待加工硅棒2固定至基台121，例如，中间件122可以为长条形的树脂条，待加工硅棒可以通过其周向表面利用胶粘接至树脂条，其中，树脂条的长度方向与待加工硅棒的轴向方向平行，树脂条再固定至基台的下表面(图1)或上表面(图2)，从而将待加工硅棒和树脂条一起固定至基台。

对于图1、2中所示的线切割设备1，可以通过移动线切割单元11或者承载单元12以使切割线112与待加工硅棒2之间沿竖直方向的相向运动，待切割线112与待加工硅棒2相互接触之后，利用切割线112沿其延伸方向的运动实现对待加工硅棒2的切割。在如图1所示的示例中，可以将线切割单元11沿黑色箭头所示方向移动，也可以将承载单元12沿虚线白色箭头方向移动，以实现切割线112与待加工硅棒2之间沿竖直方向的相向运动。在如图2所示的示例中，可以将承载单元12沿黑色箭头所示方向移动，也可以将线切割单元11沿虚线白色箭头方向移动，以实现切割线112与待加工硅棒2之间沿竖直方向的相向运动。需要说明的是，本发明实施例通过加装升降装置(图中未示出)以实现线切割单元11或者承载单元12的移动，可以理解地，本领域技术人员还可以根据实际需要及实施场景通过其他方式实现线切割单元11或者承载单元12的移动，本发明实施例对此不做赘述。

由于待加工硅棒是通过其周向表面利用胶粘接至基台，当硅棒被线切割之后并非立即成为零散的硅片掉落在地上，而是仍共同被胶粘接在中间件上形成彼此同轴地连接的硅片队列，这种情况下需要将中间件和硅片队列共同放置在专用的脱胶装置中进行浸泡、清洗以使硅片与胶分离，并且也需要清理掉残余在硅片上的污染物，例如砂浆、硅渣等。

常规的脱胶装置大致呈顶部开口的槽状，中间件和硅片队列以中间件位于下方并且以各硅片保持竖立的方式被整体放入脱胶装置中，然后，向脱胶装置中填充清洗液，以通过浸泡、喷淋等方式使胶软化、分解，并清洗掉硅片上的杂质，最后通过取片机械手逐个地对硅片施力而使硅片脱胶进而与中间件分离，并将硅片移出脱胶装置，清洗操作结束。

较为理想的是，在预定的时间内，胶仅被部分地软化、分解并且还能对硅片提供一定的保持力，使得硅片仍能够竖立在脱胶装置中，然后再由取片机械手或操作人员夹持硅片并施加适当的力来使硅片与胶分离，整个过程都不会对硅片造成损坏。然而，在实际操作中，胶的软化分解状态并不能被严格地把控，可能发生胶在预定时间内被清洗液过度软化、分解从而失去对硅片的保持作用的情况，一旦硅片与胶自行脱开可能在重力作用下发生倾倒。但是，常规的脱胶装置内部结构较为简单，没有对硅片提供额外的支承，使得硅片在提前自行脱胶之后会发生倾塌、碰撞，导致硅片破损。

鉴于上述情况，本发明实施例期望提供用于硅片脱胶的装置及设备；能够在硅片容纳在其中时对硅片提供合理的支撑，从而避免硅片发生倾塌、碰撞。

参见图3和图4，其示出了本发明实施例提供的一种用于硅片脱胶的装置20，所述装置20包括：

顶部敞开的容纳模块21，用于容纳清洗液和经过线切割并仍由胶粘连的硅片队列SY；

设置在所述容纳模块21内的用于支承所述硅片队列SY的支承模块22；

其中，

所述支承模块22包括：

支承板221，所述支承板221设置在所述容纳模块21的底部上，使得当所述硅片队列SY以各个硅片S竖立的方式放置在所述支承板221上时，所述硅片队列SY的带胶部分能够被所述容纳模块21中的所述清洗液浸没，所述支承板221包括沿所述支承板221的长度方向的第一端部221a和第二端部221b；

止挡板222，所述止挡板222垂直于所述支承板221设置在所述支承板221上；

其中，所述支承板221设置成能够绕所述第一端部221a相对于所述容纳模块21在第一位置与第二位置之间旋转，如图4所示，在所述第一位置，所述支承板221水平地位于所述容纳模块21的底部上，如图3所示，在所述第二位置，所述支承板221的所述第二端部221b相对于所述容纳模块21的底部升起预定高度，使得每个硅片S朝向所述止挡板222的方向倾斜。

如图3所示，用于硅片脱胶的装置20包括容纳模块21和设置在容纳模块21内的支承模块22，清洗液和待脱胶的硅片队列SY容置在容纳模块中，其中，如上文中针对常规线切割设备所描述的，硅片队列SY此时还经由胶与中间件122粘接成一体，因此，二者也将一起被放入容置模块21中。支承模块22包括设置在容纳模块的底部处的支承板221和垂直地设置于支承板221上的止挡板222。当将通过对硅棒进行线切割获得的硅片队列SY放置于容纳模块21中时，可以将硅片队列SY以带胶部分和中间件122向下的方式放置在支承板221上，此时，支承板221可以处于水平位置，即，处于第一位置，如图4所示，以便于将硅片队列SY稳定地放置在支承板221上。然后，可以向容纳模块21中充入清洗液，清洗液不需要将硅片队列完全浸没，而是可以仅将带胶部分浸没即可，清洗液浸入胶中可以使胶软化、分解，从而使胶逐步失去对硅片的粘性。

可以在将硅片队列SY平稳放置在支承板221上之后，例如，可以在充入清洗液之后，将支承板221调整至与容纳模块21的底部成一定角度的倾斜位置，即，使支承板221调整至如图3所示的第二位置，以使硅片队列SY中的各个硅片朝向止挡板222倾斜，由此，在浸泡过程中以及在后续的取片过程中，一旦胶失去对硅片的粘性导致硅片与胶脱开，硅片可以依靠在止挡板222上，而不会因朝向任意方向侵塌而破裂。

应当指出的是，在所述第二位置时，支承板221的第二端部221b相对于所述容纳模块21的底部升起的高度，即支承板221的倾斜程度，可以根据实际操作需要确定和调节，例如可以根据硅片队列中的硅片的尺寸、硅片数量等确定和调节，因此装置20可以适用于更多的应用场合。

在胶被软化和分解至一定程度之后，由操作人员手动或经由取片机械手R对硅片队列SY中的各个硅片S施加适当的力，并且借助于硅片队列中其他硅片以及中间件122的重力，可以使硅片逐一与胶和中间件122分离。

本发明实施例提供了一种用于硅片脱胶的装置20；该装置20包括用于容纳清洗液和硅片队列SY的容纳模块21，当硅片队列SY放置在容纳模块21中时，硅片队列SY的带胶部分被浸没在清洗液中，由此可以通过清洗液渗入胶体中来使胶软化并分解，在胶被软化和分解至一定程度之后就可以通过对硅片队列SY中的各个硅片S施加适当的力而使硅片与胶分离，为了防止硅片在浸泡过程中因自行脱胶发生倾倒而破裂，该装置的支承模块包括能够绕一个端部在第一位置与第二位置之间转动的支承板和垂直地设置于支承板上的止挡板，在第一位置，支承板水平放置于容纳模块的底部上以便于将硅片队列放置于其上，当开始对硅片队列进行浸泡时，可以使支承板绕一个端部相对于容纳模块向上旋转一定角度以使另一端部向上升起对应的高度，使得位于支承板上的硅片队列中的各个硅片朝向止挡件略微倾斜，这样，一旦有硅片提前自行脱胶而发生倾斜时，止挡件可以抵挡住发生倾斜甚至移动的硅片，从而避免硅片彻底倾倒而破裂的情况发生。

在采用取片机械手使硅片脱胶的操作中，硅片队列在脱胶装置中浸泡达预定的时间之后，由取片机械手例如利用负压吸附硅片队列中最靠外侧的硅片的朝向外侧的表面，然后朝向离开胶的方向提起该硅片以使其脱胶，并彻底离开硅片队列，最终离开脱胶装置。然而，正如上文中所提及的，在常规脱胶操作中，为脱胶而实施的浸泡并不能被准确地控制，也有可能出现浸泡后胶未被适当软化、分解的情况，导致脱胶时遇到阻碍，特别是在取片机械手的施力阈值已经被设定时，可能出现取片机械手无法使硅片脱胶的情况。针对上述情况，为了对硅片的脱胶操作进行辅助，优选地，参见图5，所述支承模块22还包括：设置在所述支承板221上的托举模块23，所述托举模块23设置成能够从下方托举所述硅片队列SY中的一个硅片，以使所述硅片S能够与所述硅片队列SY上的胶分离。

进一步优选地，如图5所示，所述托举模块23包括：夹持单元231和驱动单元232，所述夹持单元231用于从下方夹持所述硅片S，所述驱动单元232用于驱动所述夹持单元231向上运动以使所夹持的硅片S与所述硅片队列上的胶分离。

参见图5，例如，夹持单元231可以呈U形状，硅片可以卡入夹持单元231的U形缺口中，为了能够稳定地托起硅片，参见图6，可以设置有一对夹持单元，这一对夹持单元可以在单个硅片的下方关于单个硅片的圆心对称地设置在两侧，即设置在硅片带胶部分的两侧，当夹持单元231在驱动单元232的驱动下将向上升起的同时，也将硅片向上托起直至硅片与胶脱开。驱动单元232例如可以为液压驱动单元、气压驱动单元、电驱动单元等。

可以理解的是，托举模块23可以独立地工作以使硅片脱胶，也可以与取片机械手R配合工作，即，在取片机械手R吸附了硅片准备将硅片提离胶时，托举模块23也开始工作，以辅助取片机械手将硅片取走。

为了实现支承板在第一位置与第二位置之间的切换，优选地，参见图7，所述支承模块还包括提升机构223，用于使所述支承板221绕所述第一端部221a在所述第一位置与所述第二位置之间旋转。在图7示出的示例中，提升机构223为在支承板221的下方设置在第二端部221b附近的升缩杆，通过升缩杆的伸缩来实现支承板的第二端部的高度变化。当然，可以理解的是，提升机构223也可以为设置在支承板221的上方，并通过对支承板221的第二端部221b的向上提拉来实现支承板的第二端部的高度变化。

为了稳定支承板在支承模块内的水平位置，尤其是在支承板在第一位置与第二位置之间切换时防止支承板在支承模块的底部上发生滑动，优选地，参见图8，所述支承板221在所述第一端部221a处经由铰链224连接至所述容纳模块21的所述底部，由此可以在不影响支承板在第一位置与第二位置之间切换的同时，防止支承板发生水平移位。

由于装置20需要与取片机械手进行配合，例如脱胶后的硅片需要取片机械手拾取离开装置20或者装置20将配合取片机械手执行硅片脱胶，而在实际的应用中，为了节约生产升本，取片机械手的姿态和位置往往都是经设定的，也就是说在固定的位置执行预定的操作，而对硅片队列执行脱胶操作时，一次只能对单个硅片执行操作，但是，显然，硅片队列中的各个硅片的位置是不同的，因此需要在脱胶操作过程中不断移动硅片队列的位置，对此，优选地，参见图9，所述装置20还包括：位移控制模块24，所述位移控制模块24用于控制所述止挡板222和所述硅片队列SY在所述支承板221上朝向所述支承板221的所述第二端部221b移动，以使所述硅片队列SY中的指定硅片能够移位至预定位置。

在图9中示出的示例中，取片机械手R在所述支承板221的所述第二端部221b附近对硅片队列SY进行取片操作，可以将该位置确定为取片位置。通过位移控制模块24，可以将待操作的硅片S移动至该取片位置，例如可以按照从硅片队列的外侧向内侧的顺序取片，具体而言，当对硅片队列的浸泡时间已经达到预定时间，可以通过位移控制模块24首先将硅片队列SY移位成最外侧的一片硅片到达取片位置，待最外侧的硅片被取走之后，位移控制模块24再次移动硅片队列，以使原本为从外侧向内侧数第二片目前却已经位于最外侧的硅片到达取片位置，以此类推，直至取片机械手R将所有的硅片取走。这样，不需要调整取片机械手R的位置或姿态，只需要由位移控制模块24将待处理的硅片移动至取片位置即可。

另外，应当指出的是，在硅片队列的移动过程中，硅片更有可能因受力的变化而发生倾斜，因此，在使硅片队列的移动时，可以使支承板221转换至第二位置，并且使止挡板222连同硅片队列一起移动，这样即使硅片在外力作用下倾倒也只会朝向止挡板222倾倒，并且可以依靠在止挡板222上，避免了硅片倒塌引起的破损。

对于止挡板与支承板的连接，优选地，参见图9，所述止挡板222以能够在所述支承板221上滑动的方式设置在所述支承板221上，并且所述位移控制模块24包括动力单元241，所述动力单元241用于向所述止挡板222施加力，以经由所述止挡板222推动所述硅片队列SY在所述支承板221上朝向所述支承板221的所述第二端部221b移动。如图10所示，止挡板222可以以滑块-滑轨的方式连接至支承板221，其中，支承板221可以呈滑轨的形式，止挡板222则“骑跨”在该支承板221上，使得能够沿支承板221滑动。可以设想到，止挡板222也可以以其他方式连接至支承板221，这些等同变形方案均落入本发明的保护范围内。

为了防止硅片队列中的硅片沿其他方向倾斜，优选地，参见图11，所述装置20还包括：防护模块25，所述防护模块25在所述容纳模块21内沿水平方向设置在所述硅片队列SY的两侧。如图11所示，防护模块25可以例如呈板条形状，并且在容纳模块21内沿水平方向固定在硅片队列SY的两侧，从而一旦硅片自行脱胶并趋向于沿其径向方向倾斜时，可以立即由防护模块25阻挡，而不会倾塌而破损。

根据本发明的优选实施例，参见图11，所述装置还包括喷淋模块26，所述喷淋模块26用于向所述硅片队列SY喷淋清洗液，以对所述硅片队列中的硅片进行清洗。

参见图12，本发明实施例还提供了一种用于硅片脱胶的设备30，所述设备包括：

根据上文限定的用于硅片脱胶的装置20；

取片机械手R，所述取片机械手R用于拾取所述硅片队列中的硅片以使所述硅片与所述硅片队列分离并将所述硅片从所述装置移走。

需要说明的是：本发明实施例所记载的技术方案之间，在不冲突的情况下，可以任意组合。

以上所述，仅为本发明的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，可轻易想到变化或替换，都应涵盖在本发明的保护范围之内。因此，本发明的保护范围应以所述权利要求的保护范围为准。

Claims (10)

1.一种用于硅片脱胶的装置，其特征在于，所述装置包括：

顶部敞开的容纳模块，用于容纳清洗液和经过线切割并仍由胶粘连的硅片队列；

设置在所述容纳模块内的用于支承所述硅片队列的支承模块；

其中，

所述支承模块包括：

支承板，所述支承板设置在所述容纳模块的底部上，使得当所述硅片队列以各个硅片竖立的方式放置在所述支承板上时，所述硅片队列的带胶部分能够被所述容纳模块中的所述清洗液浸没，所述支承板包括沿所述支承板的长度方向的第一端部和第二端部；

止挡板，所述止挡板垂直于所述支承板设置在所述支承板上；

其中，所述支承板设置成能够绕所述第一端部相对于所述容纳模块在第一位置与第二位置之间旋转，在所述第一位置，所述支承板水平地位于所述容纳模块的底部上，在所述第二位置，所述支承板的所述第二端部相对于所述容纳模块的底部升起预定高度，使得每个硅片朝向所述止挡板的方向倾斜。

2.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，所述支承模块还包括：设置在所述支承板上的托举模块，所述托举模块设置成能够从下方托举所述硅片队列中的一个硅片，以使所述硅片能够与所述硅片队列上的胶分离。

3.根据权利要求2所述的装置，其特征在于，所述托举模块包括：夹持单元和驱动单元，所述夹持单元用于从下方夹持所述硅片，所述驱动单元用于驱动所述夹持单元向上运动以使所夹持的硅片与所述硅片队列上的胶分离。

4.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，所述支承模块还包括提升机构，用于使所述支承板绕所述第一端部在所述第一位置与所述第二位置之间旋转。

5.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，所述支承板在所述第一端部处经由铰链连接至所述容纳模块的所述底部。

6.根据权利要求1至5中的任一项所述的装置，其特征在于，所述装置还包括：位移控制模块，所述位移控制模块用于控制所述止挡板和所述硅片队列在所述支承板上朝向所述支承板的所述第二端部移动，以使所述硅片队列中的指定硅片能够移位至预定位置。

7.根据权利要求6所述的装置，其特征在于，所述止挡板以能够在所述支承板上滑动的方式设置在所述支承板上，并且所述位移控制模块包括动力单元，所述动力单元用于向所述止挡板施加力，以经由所述止挡板推动所述硅片队列在所述支承板上朝向所述支承板的所述第二端部移动。

8.根据权利要求1至5中的任一项所述的装置，其特征在于，所述装置还包括：防护模块，所述防护模块在所述容纳模块内沿水平方向设置在所述硅片队列的两侧。

9.根据权利要求1至5中的任一项所述的装置，其特征在于，所述装置还包括喷淋模块，所述喷淋模块用于向所述硅片队列喷淋清洗液，以对所述硅片队列中的硅片进行清洗。

10.一种用于硅片脱胶的设备，其特征在于，所述设备包括：

根据权利要求1至9中的任一项所述的用于硅片脱胶的装置；

取片机械手，所述取片机械手用于拾取所述硅片队列中的硅片以使所述硅片与所述硅片队列分离并将所述硅片从所述装置移走。

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