CN117817469A - 一种基板减薄系统和基板减薄方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种基板减薄系统和基板减薄方法，所述基板减薄系统包括：转盘，其上设置有多个吸盘工作台；减薄模块，其通过砂轮加工装载于吸盘工作台的基板；防护组件，其设置于转盘上方，以形成减薄作业空间；所述防护组件包括盖板，其罩设于转盘的上方；所述盖板的下方配置有挡板，其设置于相邻吸盘工作台之间；喷淋组件，邻接于所述挡板设置，以朝向挡板喷射流体；以及控制部，其至少执行以下动作：当装载有基板的吸盘工作台切换作业位置之前，所述喷淋组件朝向挡板喷射气体；当减薄模块的砂轮加工基板时，所述喷淋组件朝向挡板喷射液体。

Description

一种基板减薄系统和基板减薄方法

技术领域

本发明属于基板减薄技术领域，具体而言，涉及一种基板减薄系统和基板减薄方法。

背景技术

集成电路产业是信息技术产业的核心，在助推制造业向数字化、智能化转型升级的过程中发挥着关键作用。芯片是集成电路的载体，芯片制造涉及集成电路设计、晶圆制造、晶圆加工、电性测量、切割封装和测试等工艺流程。

在集成电路制造的后道制程阶段，为了降低封装贴装高度，减小芯片封装体积，改善芯片的热扩散效率、电气性能、机械性能，以及减轻芯片的加工量，基板在后续封装之前需要进行基板减薄处理，减薄后的芯片厚度甚至可以达到初始厚度的5％以下。

基板减薄处理是在基板减薄系统中实现的，而基板减薄系统通常包括转盘、多个吸盘工作台及多个减薄模块，以按照工艺要求依次完成粗磨削、精磨削及超精磨削。为了防止相邻加工工序的相互影响，需要将工作工位相对分割，以形成相对独立的作业空间。

现有技术中，在转盘的上方设置护罩，再在相邻吸盘工作台之间设置固定于护罩下方的防护板。即防护板和护罩合围形成基板减薄作业空间。

但由于转盘需要相对于护罩转动，即防护板与转盘之间需要设置有间隙，而磨削加工形成的磨削屑、废液及废气可能会经由该间隙在护罩内部流动。具体地，磨削屑等污染物可能会在作业空间相互飞散，如粗磨削产生的大尺寸颗粒漂移至精磨削工位，这会影响基板减薄加工的质量。此外，加工产生的微小颗粒可能附着于防护板表面而结晶，结晶可能会在转盘转动时掉落于基板和/或吸盘工作台表面而引起加工缺陷。

发明内容

本发明实施例提供了一种基板减薄系统和基板减薄方法，旨在至少解决现有技术中存在的技术问题之一。

本发明实施例的第一方面提供了一种基板减薄系统，其包括：

转盘，其上设置有多个吸盘工作台；

减薄模块，其通过砂轮加工装载于吸盘工作台的基板；

防护组件，其设置于转盘上方，以形成减薄作业空间；所述防护组件包括盖板，其罩设于转盘的上方；所述盖板的下方配置有挡板，其设置于相邻吸盘工作台之间；

喷淋组件，邻接于所述挡板设置，以朝向挡板喷射流体；

以及控制部，其至少执行以下动作：

当装载有基板的吸盘工作台切换作业位置之前，所述喷淋组件朝向挡板喷射气体；

当减薄模块的砂轮加工基板时，所述喷淋组件朝向挡板喷射液体。

在一些实施例中，所述防护组件还包括立板，其设置于吸盘工作台之间并位于挡板的下方，所述立板的设置位置与所述挡板的设置位置相匹配。

在一些实施例中，所述挡板由橡胶制成，其与立板之间设置有间隙。

在一些实施例中，所述喷淋组件包括喷杆，其与外部的流体源连通；所述喷杆表面配置有朝向所述挡板设置的流体孔。

在一些实施例中，所述流体孔的数量为多个，其沿所述喷杆的轴向和/或圆周方向间隔设置。

在一些实施例中，所述流体孔的截面形状为圆形、椭圆形或长条形。

在一些实施例中，所述喷淋组件朝向挡板喷射的液体，能够在挡板与立板之间的间隙形成液帘。

在一些实施例中，所述喷淋组件还包括调速接头，其设置于所述喷杆的端部，以调节喷射流体的流量。

在一些实施例中，所述喷淋组件的数量为多个，其间隔设置于吸盘工作台之间；临近装载工位配置的喷淋组件的流量大于减薄工位配置的喷淋组件的流量。

本发明实施例的第二方面提供了一种基板减薄方法，其使用上面所述的基板减薄系统，包括：

S1，将待处理基板放置于装载工位的吸盘工作台，喷淋组件朝向防护组件的挡板喷射气体；

S2，转盘带动装载有基板的吸盘工作台朝向减薄工位移动，所述吸盘工作台到达作业位置后，喷淋组件朝向防护组件的挡板喷射液体。

本发明的有益效果包括：

a.为防护组件的挡板配置喷淋组件，喷淋组件的喷杆朝向挡板设置，以朝向挡板喷射流体，进而保证挡板表面的洁净度，防止挡板表面附着的颗粒物结晶掉落而影响基板的加工质量；

b.朝向挡板喷射液体的喷杆能够在挡板与转盘的立板之间形成液帘，以对挡板与立板之间的间隙形成密封，防止减薄产生的磨削屑等污染物在相邻作业空间飞散而影响加工质量；

c.装载有基板的吸盘工作台朝向减薄工位移动之前，启动喷淋组件并朝向挡板喷射气体，以清洁挡板表面，防止转盘移动过程中，挡板表面的污染物掉落于基板和/或吸盘工作台；在基板加工过程中，启动喷淋组件并朝向挡板喷射液体，清洁及保湿挡板表面，以防止颗粒物附着于挡板表面而结晶。

附图说明

通过结合以下附图所作的详细描述，本发明的优点将变得更清楚和更容易理解，这些附图只是示意性的，并不限制本发明的保护范围，其中：

图1是本发明一实施例提供的基板减薄系统的示意图；

图2是本发明一实施例提供的喷淋组件的示意图；

图3是本发明一实施例提供的减薄作业空间的纵向剖视图；

图4是图3中A处的局部放大图；

图5是本发明一实施例提供的喷杆的示意图；

图6是本发明另一实施例提供的喷杆的示意图；

图7是本发明另一实施例提供的基板减薄系统的示意图；

图8是本发明一实施例提供的基板减薄方法的流程图。

具体实施方式

下面结合具体实施例及其附图，对本发明所述技术方案进行详细说明。在此记载的实施例为本发明的特定的具体实施方式，用于说明本发明的构思；这些说明均是解释性和示例性的，不应理解为对本发明实施方式及本发明保护范围的限制。除在此记载的实施例外，本领域技术人员还能够基于本申请权利要求书及其说明书所公开的内容采用显而易见的其它技术方案，这些技术方案包括采用对在此记载的实施例的做出任何显而易见的替换和修改的技术方案。

本说明书的附图为示意图，辅助说明本发明的构思，示意性地表示各部分的形状及其相互关系。应当理解的是，为了便于清楚地表现出本发明实施例的各部件的结构，各附图之间并未按照相同的比例绘制，相同的参考标记用于表示附图中相同的部分。

在本发明中，基板(Substrate)也称晶圆(Wafer,W)，其含义和实际作用等同。术语“包括”及其类似用语应当理解为开放性包含，即“包括但不限于”。术语“基于”应当理解为“至少部分地基于”。术语“一个实施例”或“该实施例”应当理解为“至少一个实施例”。术语“第一”、“第二”等等可以指代不同的或相同的对象，并且仅用于区分所指代的对象，而不暗示所指代的对象的特定空间顺序、时间顺序、重要性顺序，等等。在一些实施例中，取值、过程、所选择的项目、所确定的项目、设备、装置、手段、部件、组件等被称为“最佳”、“最低”、“最高”、“最小”、“最大”等等。应当理解，这样的描述旨在指示可以在许多可使用的功能选择中进行选择，并且这样的选择不需要在另外的方面或所有方面比其他选择更好、更低、更高、更小、更大或者以其他方式优选。

图1是本发明一实施例提供的一种基板减薄系统100的示意图，基板减薄系统100包括：

转盘10，其设置于基板减薄系统100的机体上，转盘10的上方配置有多个吸盘工作台20；图1所示的实施例中，转盘10上均匀分布有4个吸盘工作台20，待处理的基板通过真空吸附的方式装载于吸盘工作台20的表面；

减薄模块30，其设置于转盘10的外侧，减薄模块30的下方配置有砂轮，砂轮设置于吸盘工作台20的上方，以对装载于吸盘工作台20表面的基板进行薄化处理；

防护组件40，其设置于转盘10上方，以形成相对封闭的减薄作业空间；具体地，防护组件40包括盖板41(图3示出)，盖板41固定于基板减薄系统100的机体上并罩设于转盘10的上方；盖板41的上方设置有工艺孔，而工艺孔的设置位置与吸盘工作台20的位置相对应，使得减薄模块30的砂轮能够与吸盘工作台20表面的基板抵接，以去除基板表面的材料；

进一步地，盖板41的下方配置有挡板42，如图3所示，挡板42设置于相邻吸盘工作台20之间；具体的，挡板42垂直设置于盖板41的下方，以将转盘10上的吸盘工作台20分隔在不同的减薄作业空间中。

图1所示的实施例中，基板减薄系统100还包括喷淋组件50，喷淋组件50邻接于挡板42设置，以朝向挡板42喷射流体。具体地，喷淋组件50能够朝向挡板42喷射去离子水等流体，以冲洗基板减薄过程中附着于挡板42表面的磨削屑等污染物；同时，喷淋组件50喷射的流体分散在挡板42的表面，以实现挡板42表面的保湿，抑制磨削屑等污染物附着于挡板42表面而结晶。

进一步地，基板减薄系统100还包括控制部60，控制部60即为基板减薄系统100配置的电控系统，控制部60至少执行以下动作：

当装载有基板的吸盘工作台20切换作业位置之前，喷淋组件50朝向挡板42喷射气体，以去除挡板42表面的液体等污染物，避免液体在重力作用下夹带着磨削屑朝向下移并掉落于吸盘工作台20或基板表面，防止吸盘工作台20表面平面度差而影响基板减薄质量或基板表面形成划伤缺陷。即在转盘10带动吸盘工作台20在作业位置切换之前，需要保证位于吸盘工作台20之间挡板42的表面是洁净干燥的，以防止挡板42表面形成的结晶或夹杂有磨削屑的液体朝向下方掉落而影响基板加工质量。

进一步地，控制部60还执行以下动作：当减薄模块30的砂轮加工基板时，喷淋组件50朝向挡板42喷射液体，以在基板减薄加工过程中，保证挡板42表面处于湿润状态，以避免磨削屑等污染物的附着；同时，喷射的液体也能够清理掉落于挡板42表面的磨削屑等污染物，防止磨削屑在挡板42的表面形成结晶。

图1所示的实施例中，防护组件40还包括立板43，立板43设置于转盘10的上方；进一步地，立板43设置于相邻吸盘工作台20之间并位于挡板42的下方。具体的，立板43的设置位置与挡板42的设置位置相对，两者组合，以将吸盘工作台20设置于相对密封的腔室中，以为基板减薄加工提供良好的减薄作业空间，避免不同减薄模块30加工作业的相互影响；即避免减薄产生的磨削屑等污染物在不同作业空间飞散，进而保证基板的加工质量。

进一步地，挡板42由橡胶制成，其与立板43之间设置有间隙，使得设置于挡板42下方的转盘10能够带动吸盘工作台20及立板43沿转盘10的中轴线转动，以将吸盘工作台20与不同的减薄模块30对正。即挡板42与转盘10之间是相对动密封，以保证每个吸盘工作台20所处的作业空间的相对密封。

在一些实施例中，挡板42由氟橡胶制成，其可拆卸地安装于盖板41的下方；挡板42与转盘10上的立板43组合，使得吸盘工作台20处于相对密封的作业环境中。

同时，若喷淋组件50朝下挡板42喷射液体，则邻接于挡板42设置的喷淋组件50能够在挡板42与立板43之间形成液帘，以进一步避免磨削屑等污染物经由挡板42与立板43之间的间隙在相邻作业空间飞散，进而构建良好的作业环境，保证基板减薄的加工质量。

图2是本发明一实施例提供的喷淋组件50的示意图，为了更好地体现喷淋组件50的结构及安装位置，特意将其中一个减薄模块30的主体结构隐藏，以减少部件遮挡。喷淋组件50包括喷杆51，其与外部的流体源(未示出)连通，以为喷淋组件50的运行提供气体和/或液体。

进一步地，喷杆51表面配置流体孔51a(图4示出)，流体孔51a朝向挡板42设置，以朝下挡板42喷射气体和/或液体，保证挡板42表面的洁净度。

进一步地，喷淋组件50还包括连接管52，其设置于相邻喷杆51之间，使得相邻喷杆51形成L形结构，使得喷淋组件50能够整体设置于一个吸盘工作台20所处的作业空间中。在一些实施例中，连接管52为自由调节形状的软管，以便调整喷杆51的安装位置。

喷淋组件50还包括夹持件53，夹持件53为单端开口的U形夹，其将喷杆51固定于防护组件40的盖板41上。

在一些实施例中，喷淋组件50还包括调速接头54，其设置于喷杆51的端部，以调节喷射流体的流量，进而调整流体孔51a喷射的流体的流速，清洁挡板42表面的污染物。

图3是本发明一实施例提供的减薄作业空间的纵向剖视图，图4是图3中A处的局部放大图。

喷淋组件50的喷杆51通过夹持件53固定于盖板41的侧面。具体的，首先，将夹持件53固定于盖板41的侧方，接着，再将具有一定硬度的喷杆51卡接于夹持件53的U形开口处；最后，调整喷杆51上的流体孔51a的设置方位，使得流体孔51a朝下挡板42的表面设置，以便喷杆51朝下挡板42喷射流体。

本实施例中，设置于转盘10上方的立板43沿转盘10的圆周方向具有一定厚度，使得旋转的转盘10与挡板42存在一定的重叠时间，以保证挡板42与立板43之间的动密封效果；同时，在基板减薄加工过程中，喷杆51喷射的液体能够沿着挡板42的侧面朝向立板43掉落，再经由立板43流通至转盘10的上方并排出。

图4中，喷淋组件50的喷杆51设置于挡板42竖向位置的上方，以在挡板42的表面形成自上而下的液帘。即在冲洗挡板42表面的同时实现挡板42与立板43之间的密封。

作为本发明的一个实施例，设置于喷杆51的流体孔51a的数量为多个，如图5所示。流体孔51a沿喷杆51的轴向间隔设置，以便在挡板42的长度方向实现清洁并形成液帘，实现挡板42与立板53之间的动密封。即在减薄模块30加工装载于吸盘工作台20的基板时，控制部60控制喷淋组件50朝下挡板42喷射液体，以在挡板42与立板43之间形成密封的液帘。

作为本实施例的一个方面，流体孔51a也可以沿喷杆51的圆周方向间隔设置，使得经由流体孔51a喷射的流体能够尽量覆盖挡板42的表面，以实现良好的清洁效果。即喷杆51喷射的流体能够覆盖挡板42所在位置的平面，该平面不仅包括挡板42的侧面，还包括盖板41朝向下方延伸设置的平面(图4示出)，以避免减薄形成的磨削屑等污染物在挡板42所在平面结晶。

图4中，在喷杆51的圆周方向设置两排流体孔51a，流体孔51a与喷杆51中心轴的连线形成的夹角θ为30-60°；优选地，流体孔51a与喷杆51中心轴的连线形成的夹角为45°，使得经由流体孔51a喷射的流体能够尽量覆盖挡板42所在的平面，以清洁挡板42表面附着的污染物。

本发明中，流体孔51a的截面形状可以为圆形，如图5所示。喷杆51的圆周方向设置两排流体孔51a，并且，相邻流体孔51a沿喷杆51的长度方向相互交错设置，使得流体孔51a喷射的流体能够无间隙覆盖挡板42的表面。

作为本实施例的一个变体，流体孔51a的截面形状可以为椭圆，如图6所示，椭圆的长轴与喷杆51的轴线一致；可以理解的是，椭圆的流体孔51a的长轴也可以与喷杆51的轴线存在一定夹角，如两者之间的夹角为10-40°，以调节流体的喷射角度，使得流体尽量覆盖挡板42的侧面。

需要说明的是，喷杆51上的流体孔51a也可以为其他形状，如长方形、三角形等，以适当调整喷射流体的覆盖面积，有效清洁挡板42表面的磨削屑等污染物。

本发明中，喷淋组件50的数量为多个，其间隔设置于吸盘工作台20之间。具体的，喷淋组件50至少设置于减薄模块30对应的减薄作业空间的内部，使得减薄加工产生的磨削屑等污染物不会在相邻作业空间飞散，尤其避免粗加工产生的磨削屑飞散至精加工作业空间中，这不利于保证基板的加工质量。

图7是本发明另一实施例提供的基板减薄系统100的示意图，该实施例中，基板减薄系统100包括3个减薄模块30，即第一减薄模块31、第二减薄模块32和第三减薄模块33。

进一步地，转盘10设置于基板减薄系统100的机体上，转盘10的上方设置有四个吸盘工作台20，即分别对应3个减薄工位(Grinding Station,GS)和1个装载工位(LoadingStation,LS)。

防护组件40的盖板41罩设于基板减薄系统100的机体上方，盖板41为缺少一角的矩形罩结构，使得吸盘工作台20可以在装载工位LS与未示出的基板传输装置交互，实现基板的装载与卸载。

为了保证减薄模块30在相对密封的环境中运行，避免磨削屑等污染物在相邻作业空间内飞散，需要在每个作业空间中配置喷淋组件50。即在防护组件40的盖板41的下方配置多个喷淋组件50，以有效清洁作业空间中的挡板42表面的污染物，避免挡板42的表面形成结晶，同时，在挡板42与转盘10上的立板43之间形成液帘，以实现良好的动密封，避免污染物在相邻作业空间飞散。

进一步地，临近装载工位LS配置的喷淋组件50的流量要大于减薄工位GS配置的喷淋组件50的流量，以防止基板减薄系统外部的污染物飞散至减薄模块30所处的作业空间中。

本发明中，相邻减薄工位GS之间设置有共用的挡板42，为了保证挡板42表面的清洁效果，设置于挡板42两侧的喷淋组件50的喷杆51上配置的流体孔51a相互交错设置，以在挡板42的侧面形成自上而下的液帘。即位于挡板42两侧的喷杆51上的流体孔51a沿轴线方向交错设置，以在挡板42的长度方向形成完整的液帘。

此外，本发明还提供了一种基板减薄方法，其使用上面图1及图7示出的基板减薄系统100，该基板减薄方法的流程图，如图8所示，其包括：

S1，将待处理基板放置于装载工位LS的吸盘工作台20，喷淋组件50朝向防护组件40的挡板42喷射气体；

具体地，当吸盘工作台20转动至装载工位LS后，基板传输装置将待减薄的基板放置于吸盘工作台20，以等待转盘10带动装载有基板的吸盘工作台20移动至第一减薄模块31(图7示出)；

为了防止防护组件40上的挡板42表面存在残留的液体、磨削屑等污染物，需要控制部60启动喷淋组件50，使得喷淋组件50的喷杆51朝向挡板42的表面喷射干燥气体，以清洁挡板42的表面，尤其是清除挡板42表面残留的液体污染物，防止液体在重力作用下掉落于基板和/或吸盘工作台20的表面。

可以理解的是，步骤S1中，可以在清洁处理初期朝向挡板42喷射液体与气体的混合物，再清洁处理的后期再朝向挡板42喷射气体，以保证挡板42表面的洁净度。

S2，转盘10带动装载有基板的吸盘工作台20朝向减薄工位GS移动，吸盘工作台20到达作业位置后，喷淋组件50朝向防护组件40的挡板42喷射液体。

具体的，装载有基板的吸盘工作台20朝向第一减薄模块31对应的减薄工位GS移动，在第一减薄模块31对基板进行磨削加工的过程中，控制部60再次启动喷淋组件50，使得喷杆51朝向挡板42表面喷射如去离子水的液体，以清洁挡板42表面并保持表面的润湿，防止磨削屑附着于挡板42的表面；同时，在挡板42与立板43之间形成液帘，以进一步密封挡板42与立板43之间的间隙，有效防止污染物在相邻作业空间飞散。

可以理解的是，步骤S2中，为提升喷淋组件50的清洁效果，喷杆51可以喷射气体和液体的混合物，混合的气体为氮气等惰性气体，以减少喷淋气体对基板减薄加工的影响。

当基板在第一减薄模块31完成加工后，转盘10继续带动吸盘工作台20移动，使得装载有基板的吸盘工作台20移动至第二减薄模块32对应的减薄工位GS；在此过程中，重复上面所述步骤S1和步骤S2，以防止污染物在挡板42表面结晶，同时避免污染物在相邻作业空间飞散，以保证基板的加工效果。

尽管已经示出和描述了本发明的实施例，本领域的普通技术人员可以理解：在不脱离本发明的原理和宗旨的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本发明的范围由权利要求及其等同物限定。

Claims (10)

1.一种基板减薄系统，其特征在于，包括：

转盘，其上设置有多个吸盘工作台；

减薄模块，其通过砂轮加工装载于吸盘工作台的基板；

防护组件，其设置于转盘上方，以形成减薄作业空间；所述防护组件包括盖板，其罩设于转盘的上方；所述盖板的下方配置有挡板，其设置于相邻吸盘工作台之间；

喷淋组件，邻接于所述挡板设置，以朝向挡板喷射流体；

以及控制部，其至少执行以下动作：

当装载有基板的吸盘工作台切换作业位置之前，所述喷淋组件朝向挡板喷射气体；

当减薄模块的砂轮加工基板时，所述喷淋组件朝向挡板喷射液体。

2.如权利要求1所述的基板减薄系统，其特征在于，所述防护组件还包括立板，其设置于吸盘工作台之间并位于挡板的下方，所述立板的设置位置与所述挡板的设置位置相匹配。

3.如权利要求2所述的基板减薄系统，其特征在于，所述挡板由橡胶制成，其与立板之间设置有间隙。

4.如权利要求1所述的基板减薄系统，其特征在于，所述喷淋组件包括喷杆，其与外部的流体源连通；所述喷杆表面配置有朝向所述挡板设置的流体孔。

5.如权利要求4所述的基板减薄系统，其特征在于，所述流体孔的数量为多个，其沿所述喷杆的轴向和/或圆周方向间隔设置。

6.如权利要求4所述的基板减薄系统，其特征在于，所述流体孔的截面形状为圆形、椭圆形或长条形。

7.如权利要求3所述的基板减薄系统，其特征在于，所述喷淋组件朝向挡板喷射的液体，能够在挡板与立板之间的间隙形成液帘。

8.如权利要求4所述的基板减薄系统，其特征在于，所述喷淋组件还包括调速接头，其设置于所述喷杆的端部，以调节喷射流体的流量。

9.如权利要求1所述的基板减薄系统，其特征在于，所述喷淋组件的数量为多个，其间隔设置于吸盘工作台之间；临近装载工位配置的喷淋组件的流量大于减薄工位配置的喷淋组件的流量。

10.一种基板减薄方法，其特征在于，使用权利要求1至9任一项所述的基板减薄系统，包括：

S1，将待处理基板放置于装载工位的吸盘工作台，喷淋组件朝向防护组件的挡板喷射气体；

S2，转盘带动装载有基板的吸盘工作台朝向减薄工位移动，所述吸盘工作台到达作业位置后，喷淋组件朝向防护组件的挡板喷射液体。