CN117621279B - 一种半导体晶圆加工用裂片机 - Google Patents

Abstract

本申请涉及晶圆制造技术领域，且公开了一种半导体晶圆加工用裂片机，为了解决芯片晶粒成品率较低，导致晶圆裂片效果受影响的问题。本发明通过一号转动机构、二号转动机构与内接触杆的设置，当气囊带动晶圆向上形变之后，二号转动机构带动内接触杆接触气囊的内侧面，并对接触的部分施加一定的向外作用力，之后，通过一号转动机构与二号转动机构的配合，使得内接触杆与气囊的内侧面且对应晶圆的部分接触，通过上述动作，使得气囊外侧的晶圆受到内接触杆施加的作用力，由于该作用力的施力面小，且当上述作用力作用在晶圆上时，该部分晶圆的形变大于其余部分晶圆的形变，进而促使最终芯片晶粒的成品率提高。

Description

一种半导体晶圆加工用裂片机

技术领域

本申请涉及晶圆制造技术领域，尤其涉及一种半导体晶圆加工用裂片机。

背景技术

晶圆是指制作半导体集成电路的硅晶片，而晶圆在制作过程中，需要使用裂片机来对表面形成沟槽的晶圆进行裂片，进而令晶圆分裂成若干芯片晶粒。

现有的一些裂片机主要由上压板、下压板与气囊组成，在使用时，将上下两侧覆有薄膜的晶圆放置在上下压板之间，之后，令上压板下移，并配合下压板将上述薄膜的边缘压紧，然后，令下压板内部的气囊充气膨胀，膨胀的气囊接触晶圆下侧面的中心位置，使得晶圆首先从中心位置向上形变，并且形变部位逐渐向晶圆的边缘延伸，通过上述动作，进而令晶圆沿表面的沟槽裂片成若干芯片晶粒。

但是在上述过程中，由于气囊对晶圆的施力面较大，且气囊对晶圆的各处施力近似相同，使得晶圆容易裂片成小部分芯片晶粒的集合体，而不易进一步裂片，最终影响晶圆的裂片效果。

发明内容

本申请提出了一种半导体晶圆加工用裂片机，具备提高芯片晶粒的成品率的优点，用以解决芯片晶粒成品率较低，导致晶圆裂片效果受影响的问题。

为达到上述目的，本申请采用如下技术方案：一种半导体晶圆加工用裂片机，包括：

上压板，所述上压板的上侧面固定安装有上导杆，所述上导杆与升降机构连接，所述上压板的下方设置有下压板，通过上压板与下压板夹紧晶圆边缘位置的薄膜；

空槽，所述下压板内部的中心位置开设有空槽，所述空槽的底面固定安装有气囊，所述空槽的底面且位于气囊的内侧位置固定安装有导气机构，所述导气机构连通气囊与外界环境；

压槽，开设在上压板底面的中心位置，所述压槽与向上形变的晶圆贴合；

一号转动机构，所述空槽的底面中心且位于气囊的内侧位置转动安装有一号转动机构，所述一号转动机构的上侧面固定有安装座，所述安装座的内部转动安装有二号转动机构，所述安装座的内部且位于二号转动机构的上侧位置转动安装有转轴，所述转轴与二号转动机构形成转动连接，所述转轴的周向侧固定有连接杆，所述连接杆的外侧设置有内接触杆，用于接触气囊的内侧面。

进一步，所述空槽的侧壁且位于气囊的外侧位置固定有环件，所述环件的内侧面与工作状态的气囊贴合。

进一步，所述内接触杆的内端与连接杆的内部形成活动卡接，所述连接杆的内部且位于内接触杆的内侧位置设置有弹性件，所述弹性件的两端分别固定连接内接触杆的内端与连接杆。

进一步，所述连接杆的周向侧固定安装有一号触头，所述安装座的内部且位于二号转动机构的一侧位置固定安装有二号触头，所述二号触头为压力传感器，初始状态时，所述一号触头与二号触头接触，所述二号触头与导气机构形成通信连接。

进一步，还包括有：

转槽，所述上压板的内部且位于压槽的外侧位置连通开设有转槽，所述转槽内活动安装有旋转件，所述上压板上侧面的中心位置固定安装有动力机构，所述动力机构的输出轴与旋转件固定连接，所述旋转件的内部活动卡接有外接触杆，所述旋转件的内部设置有移动机构，所述移动机构与外接触杆均为电控伸缩杆，所述移动机构的输出端与外接触杆固定连接。

进一步，所述内接触杆向气囊中心位置的移动方向与外接触杆向气囊中心位置的移动方向相对。

进一步，所述内接触杆的外端与外接触杆的内端均为滚珠头设置。

本申请具备如下有益效果：

本申请提供的一种半导体晶圆加工用裂片机，通过一号转动机构、二号转动机构与内接触杆的设置，当气囊带动晶圆向上形变之后，二号转动机构带动内接触杆接触气囊的内侧面，并对接触的部分施加一定的向外作用力，之后，通过一号转动机构与二号转动机构的配合，使得内接触杆与气囊的内侧面且对应晶圆的部分接触，通过上述动作，使得气囊外侧的晶圆受到内接触杆施加的作用力，由于该作用力的施力面小，且当上述作用力作用在晶圆上时，该部分晶圆的形变大于其余部分晶圆的形变，进而促使最终芯片晶粒的成品率提高。

通过内接触杆、一号触头、二号触头与导气机构的设置，在上述内接触杆接触气囊的内侧面的过程中，一号触头与二号触头分离，进而向导气机构输送信号，使得导气机构将气囊内部的气体抽离出少部分，使得晶圆随之向下复位一定程度，通过上述动作，使得内接触杆对晶圆的作用力增加，从而进一步提高芯片晶粒的成品率。

附图说明

构成说明书的一部分的附图描述了本申请公开的实施例，并且连同说明书一起用于解释本申请公开的原理。

参照附图，根据下面的详细描述，可以更加清楚地理解本申请，其中：

图1为本发明整体结构示意图；

图2为本发明实施例一中上压板与下压板内部结构示意图；

图3为本发明图2中A处结构局部放大示意图；

图4为本发明图2中B处结构局部放大示意图；

图5为本发明实施例二中上压板与下压板内部结构示意图；

图6为本发明图5中C处结构局部放大示意图。

图中：1、上压板；2、上导杆；3、下压板；4、空槽；5、气囊；6、导气机构；7、环件；8、压槽；9、一号转动机构；10、安装座；11、二号转动机构；12、转轴；13、连接杆；14、内接触杆；15、弹性件；16、一号触头；17、二号触头；18、转槽；19、旋转件；20、动力机构；21、外接触杆。

具体实施方式

下面将结合本申请实施例中的附图，对本申请实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本申请一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本申请中的实施例，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，都属于本申请保护的范围。

实施例一

请参阅图1-图4，一种半导体晶圆加工用裂片机，包括上压板1，上压板1的上侧面固定安装有上导杆2，上导杆2与升降机构（现有技术，如机械臂，图中未示出）连接，上压板1的下方设置有下压板3，通过上压板1与下压板3夹紧晶圆边缘位置的薄膜（晶圆的上下两侧均覆有薄膜，且薄膜的面积大于晶圆的面积，后续所述晶圆均为晶圆与薄膜的组合），下压板3内部的中心位置开设有空槽4，空槽4的底面固定安装有气囊5，空槽4的底面且位于气囊5的内侧位置固定安装有导气机构6（如现有技术中的抽气机），导气机构6连通气囊5与外界环境，空槽4的侧壁且位于气囊5的外侧位置焊接有环件7，环件7的内侧面与工作状态的气囊5贴合，上压板1底面的中心位置开设有压槽8，压槽8与向上形变的晶圆贴合，空槽4的底面中心且位于气囊5的内侧位置转动安装有一号转动机构9（如现有技术中的电控转台），一号转动机构9的上侧面焊接有安装座10，安装座10的内部转动安装有二号转动机构11（如现有技术中的电机与齿轮的组合），安装座10的内部且位于二号转动机构11的上侧位置转动安装有转轴12，转轴12与二号转动机构11形成转动连接，转轴12的周向侧焊接有连接杆13，连接杆13的外侧设置有内接触杆14。

在使用时，将上下两侧覆有薄膜的晶圆放置在下压板3的上侧，之后，令上压板1下移，并配合下压板3将上述薄膜的边缘压紧，然后，导气机构6向气囊5的内部充气，使得气囊5膨胀，膨胀的气囊5接触晶圆下侧面的中心位置，使得晶圆首先从中心位置向上形变，并且形变部位逐渐向晶圆的边缘延伸，通过上述动作，进而令晶圆沿表面的沟槽裂片成若干芯片晶粒，之后，二号转动机构11带动转轴12转动，使得连接杆13带动内接触杆14接触气囊5的内侧面，并对接触的部分施加一定的向外作用力，之后，一号转动机构9带动内接触杆14周向转动一圈，二号转动机构11带动内接触杆14向气囊5的中心位置转动一个角度值（该角度值可根据芯片晶粒的距离进行相应调整），如此往复，直至内接触杆14处于竖直状态（如图2所示），通过上述动作，使得气囊5外侧的晶圆受到内接触杆14施加的作用力，由于该作用力的施力面小，且当上述作用力作用在晶圆上时，该部分晶圆的形变大于其余部分晶圆的形变，进而促使最终芯片晶粒的成品率提高，之后，当晶圆裂片完毕后，二号转动机构11带动内接触杆14复位，然后，升降机构带动上压板1上移，令工作人员取下晶圆，最后，导气机构6抽离气囊5内部的气体，使得气囊5收缩复位。

请参阅图1-图4，内接触杆14的内端与连接杆13的内部形成滑动卡接，连接杆13的内部且位于内接触杆14的内侧位置设置有弹性件15，弹性件15的两端分别固定连接内接触杆14的内端与连接杆13。

由于连接杆13的内端不处于工作状态的气囊5的圆心位置，进而通过弹性件15的设置，延长内接触杆14与连接杆13的长度，使得二号转动机构11带动内接触杆14移动时，内接触杆14始终能与气囊5的内侧面接触。

内接触杆14的外端为滚珠头设置（图中未示出）。

通过上述设置，减小内接触杆14与气囊5接触时的摩擦力，使得气囊5在长时间的使用中，不易发生撕裂现象。

请参阅图1-图4，连接杆13的周向侧固定安装有一号触头16，安装座10的内部且位于二号转动机构11的一侧位置固定安装有二号触头17，二号触头17为压力传感器，初始状态时，一号触头16与二号触头17接触，二号触头17与导气机构6形成通信连接（当一号触头16与二号触头17分离时，二号触头17向导气机构6输出一次信号，使得导气机构6反向运行较短时间）。

在上述内接触杆14接触气囊5的内侧面的过程中，一号触头16与二号触头17分离，使得二号触头17向导气机构6输送一次信号，使得导气机构6将气囊5内部的气体抽离出少部分，使得晶圆随之向下复位一定程度，通过上述动作，使得内接触杆14对晶圆的作用力增加，从而进一步提高芯片晶粒的成品率。

实施例二

请参阅图2-图6，本实施例是对实施例一（不包括一号触头16与二号触头17的相应设置）的进一步改进，其改进之处在于：上压板1的内部且位于压槽8的外侧位置连通开设有转槽18，转槽18内滑动安装有旋转件19，上压板1上侧面的中心位置固定安装有动力机构20（如电机），动力机构20的输出轴与旋转件19固定连接，旋转件19的内部滑动卡接有外接触杆21，旋转件19的内部设置有移动机构（图中未示出），移动机构与外接触杆21均为电控伸缩杆，移动机构的输出端与外接触杆21固定连接。

在内接触杆14通过气囊5对晶圆施加作用力的过程中，外接触杆21同步伸长，并接触晶圆的外侧面，使得受接触的晶圆受到向内的作用力，同时，动力机构20带动旋转件19转动一圈，移动机构带动外接触杆21向气囊5的中心位置移动一个角度值（该角度值可根据芯片晶粒的距离进行相应调整），如此往复，直至外接触杆21移动到最接近气囊5的中心位置（移动到极限位置的外接触杆21不与移动到极限位置的内接触杆14处于同一纵向路径），通过上述动作，使得气囊5外侧的晶圆受到外接触杆21施加的作用力，由于该作用力的施力面小，使得上述作用力作用在晶圆上时，晶圆更易裂片成芯片晶粒，进而促使最终芯片晶粒的成品率提高。

请参阅图2与图6，内接触杆14向气囊5中心位置的移动方向与外接触杆21向气囊5中心位置的移动方向相对。

通过上述设置，由于内接触杆14对晶圆施加向外的作用力，而外接触杆21对晶圆施加向内的作用力，使得同一周向路径上的晶圆受到两种力的交替作用，进而发生往复弯折动作，使得晶圆更易裂片成芯片晶粒，进而促使最终芯片晶粒的成品率提高。

外接触杆21的内端为滚珠头设置（图中未示出）。

通过上述设置，减小外接触杆21与晶圆表面薄膜接触时的摩擦力，使得薄膜不易发生撕裂现象，进而保护晶圆。

Claims (7)

1.一种半导体晶圆加工用裂片机，其特征在于，包括：

上压板（1），所述上压板（1）的上侧面固定安装有上导杆（2），所述上导杆（2）与升降机构连接，所述上压板（1）的下方设置有下压板（3），通过上压板（1）与下压板（3）夹紧晶圆边缘位置的薄膜；

空槽（4），所述下压板（3）内部的中心位置开设有空槽（4），所述空槽（4）的底面固定安装有气囊（5），所述空槽（4）的底面且位于气囊（5）的内侧位置固定安装有导气机构（6），所述导气机构（6）连通气囊（5）与外界环境；

压槽（8），开设在上压板（1）底面的中心位置，所述压槽（8）与向上形变的晶圆贴合；

一号转动机构（9），所述空槽（4）的底面中心且位于气囊（5）的内侧位置转动安装有一号转动机构（9），所述一号转动机构（9）的上侧面固定有安装座（10），所述安装座（10）的内部转动安装有二号转动机构（11），所述安装座（10）的内部且位于二号转动机构（11）的上侧位置转动安装有转轴（12），所述转轴（12）与二号转动机构（11）形成转动连接，所述转轴（12）的周向侧固定有连接杆（13），所述连接杆（13）的外侧设置有内接触杆（14），用于接触气囊（5）的内侧面。

2.根据权利要求1所述的一种半导体晶圆加工用裂片机，其特征在于，所述空槽（4）的侧壁且位于气囊（5）的外侧位置固定有环件（7），所述环件（7）的内侧面与工作状态的气囊（5）贴合。

3.根据权利要求2所述的一种半导体晶圆加工用裂片机，其特征在于，所述内接触杆（14）的内端与连接杆（13）的内部形成活动卡接，所述连接杆（13）的内部且位于内接触杆（14）的内侧位置设置有弹性件（15），所述弹性件（15）的两端分别固定连接内接触杆（14）的内端与连接杆（13）。

4.根据权利要求3所述的一种半导体晶圆加工用裂片机，其特征在于，所述连接杆（13）的周向侧固定安装有一号触头（16），所述安装座（10）的内部且位于二号转动机构（11）的一侧位置固定安装有二号触头（17），所述二号触头（17）为压力传感器，初始状态时，所述一号触头（16）与二号触头（17）接触，所述二号触头（17）与导气机构（6）形成通信连接。

5.根据权利要求3所述的一种半导体晶圆加工用裂片机，其特征在于，还包括有：

转槽（18），所述上压板（1）的内部且位于压槽（8）的外侧位置连通开设有转槽（18），所述转槽（18）内活动安装有旋转件（19），所述上压板（1）上侧面的中心位置固定安装有动力机构（20），所述动力机构（20）的输出轴与旋转件（19）固定连接，所述旋转件（19）的内部活动卡接有外接触杆（21），所述旋转件（19）的内部设置有移动机构，所述移动机构与外接触杆（21）均为电控伸缩杆，所述移动机构的输出端与外接触杆（21）固定连接。

6.根据权利要求5所述的一种半导体晶圆加工用裂片机，其特征在于，所述内接触杆（14）向气囊（5）中心位置的移动方向与外接触杆（21）向气囊（5）中心位置的移动方向相对。

7.根据权利要求6所述的一种半导体晶圆加工用裂片机，其特征在于，所述内接触杆（14）的外端与外接触杆（21）的内端均为滚珠头设置。