CN208938940U - 边缘修剪装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型提供一种边缘修剪装置，包括刀具、限位驱动模块及边缘限定模块；刀具用于对基底的边缘进行修剪作业；限位驱动模块与刀具相连接，用于驱动刀具沿基底的周向转动；边缘限定模块与刀具及限位驱动模块相连接；刀具对基底的边缘进行修剪作业时，边缘限定模块贴置于基底的边缘，并于限位驱动模块的驱动下与刀具一起沿基底的周向移动。本实用新型的边缘修剪装置，能够将刀具和基底的边缘限定在预设间距进行边缘修剪作业，在修剪作业过程中，刀具和基底的边缘始终维持在该预设间距，因而即便是基底传送到载台后有错位及/或所述载台发生了偏移也不会产生修剪误差，可以有效避免工艺缺陷事故的产生，有助于提高工艺生产良率。

Description

边缘修剪装置

技术领域

本实用新型属于半导体制造设备领域，特别是涉及一种边缘修剪装置。

背景技术

半导体芯片制造过程中，为消除晶圆边缘缺陷而对晶圆边缘进行修剪(trim)是一种常用方法。比如在背照式(backside illuminated，简称BSI)图像传感器的制造过程中，在键合(bonding)工艺段，通常需要通过修剪以去除晶圆边缘的气泡和脱胶等不良，否则这些带有边缘缺陷的产品流入后续制程中，会影响产品品质及产品良率，因而对晶圆边缘修剪以消除晶圆边缘缺陷非常重要。

现有的消除晶圆边缘缺陷的手段包括手工作业和机械作业。手工作业是将存在边缘缺陷的晶圆交由工程师进行再作业(rework)处理，其作业工具就是一把美工刀，工程师将晶圆放在无尘布上，然后用手按住晶圆，用美工刀把晶圆边缘的缺陷处刮掉。这种手工作业存在不少问题，比如按压晶圆时容易对晶圆造成污染、美工刀容易对人体产生伤害、以及容易造成晶圆有效区域的刮伤等。而另一种机械作业方式是通过机械手臂将晶圆放置到一载台上，利用固定在载台上方的刀具对晶圆边缘进行修剪，修剪作业过程中，晶圆在载台的带动下进行旋转。这种方式存在的问题是，由于刀具的位置固定不变，而机械手臂在传送晶圆的过程中容易发生错位及/或载台在旋转过程中可能发生偏移。比如如图1中所示，晶圆4’放在载台1上的位置出现了错位，由于刀具的位置固定，因而载台1带动晶圆4’旋转后导致刀具在晶圆4’上的修剪轨迹如图1中的虚线部分所示，虚线外围的部分都被修剪掉，可以看到这个修剪尺寸在晶圆4’各处都不一样，导致晶圆4’边缘修剪精度下降甚至引发工艺缺陷事故，造成严重的经济损失。

实用新型内容

鉴于以上所述现有技术的缺点，本实用新型的目的在于提供一种边缘修剪装置，用于解决现有的边缘修剪装置容易因传送手臂的传送错位及/或载台的旋转移位造成晶圆边缘修剪精度下降甚至引发工艺缺陷事故等问题。

为实现上述目的及其他相关目的，本实用新型提供一种边缘修剪装置，用于对基底的边缘进行修剪，其包括刀具、限位驱动模块及边缘限定模块；所述刀具用于对基底的边缘进行修剪作业，所述限位驱动模块与所述刀具相连接，用于驱动所述刀具沿所述基底的周向转动，所述边缘限定模块与所述刀具及所述限位驱动模块相连接；所述刀具对所述基底的边缘进行修剪作业时，所述边缘限定模块贴置于所述基底的边缘，并于所述限位驱动模块的驱动下与所述刀具一起沿所述基底的周向移动。

可选地，所述刀具包括圆形陶瓷刀具、圆形金刚石刀具或圆形硬质合金刀具。

可选地，所述限位驱动模块包括驱动单元、滑块、第一连接杆及第二连接杆；所述第一连接杆一端与所述驱动单元相连接；所述滑块套置于所述第一连接杆上，且可沿所述第一连接杆的长度方向滑动；所述第二连接杆一端与所述滑块相连接，另一端与所述边缘限定模块相连接，所述刀具与所述第二连接杆相连接。

更可选地，所述限位驱动模块还包括弹性部件及气缸；所述弹性部件一端与所述驱动单元相连接，另一端与所述滑块相连接；所述气缸与所述滑块相连接，用于驱动所述滑块沿所述第一连接杆的长度方向滑动，所述弹性部件和所述气缸平行设置于所述驱动单元和所述滑块之间。

可选地，所述弹性部件包括弹簧，所述驱动单元包括马达。

可选地，所述限位驱动模块还包括刀架，所述刀架与所述第二连接杆相连接，所述刀具经由所述刀架与所述第二连接杆相连接。

可选地，所述边缘限定模块包括滚珠和支撑板，所述支撑板沿基底的周向分布，所述滚珠位于所述支撑板的内侧；所述支撑板的外侧与所述第二连接杆相连接；所述边缘限定模块沿所述基底周向移动的转动过程中，所述滚珠沿基底的边缘转动。

更可选地，所述支撑板内侧设置有凹槽，所述滚珠部分位于所述凹槽内。

可选地，所述支撑板呈圆弧形，所述支撑板的曲率与所述基底的边缘的曲率相同。

可选地，所述边缘修剪装置还包括载台，用于在边缘修剪作业过程中承载基底。

如上所述，本实用新型的边缘修剪装置，具有以下有益效果：本实用新型的边缘修剪装置可以将刀具和基底的边缘限定在预设间距进行基底的边缘修剪作业，在修剪作业过程中，刀具和基底的边缘始终维持在该预设间距，因而即便是基底传送到载台后有错位及/或所述载台发生了偏移也不会产生修剪误差，可以有效避免工艺缺陷事故的产生，有助于提高工艺生产良率。

附图说明

图1显示为现有技术中发生晶圆边缘修剪误差的示意图。

图2显示为本实用新型的边缘修剪装置的结构示意图。

图3显示为本实用新型的边缘修剪装置的边缘限定模块的俯视结构示意图。

图4显示为本实用新型的边缘修剪装置的边缘修剪作业效果示意图。

元件标号说明

1 载台

2 基底

21 基底上部

22 基底下部

31 刀具

32 边缘限定模块

321 滚珠

322 支撑板

33 限位驱动模块

331 驱动单元

332 滑块

333 第一连接杆

334 第二连接杆

335 弹性部件

336 气缸

337 刀架

4’ 晶圆

θ 角度

具体实施方式

以下由特定的具体实施例说明本实用新型的实施方式，熟悉此技术的人士可由本说明书所揭露的内容轻易地了解本实用新型的其他优点及功效。

请参阅图2至图4。须知，本说明书所附图式所绘示的结构、比例、大小等，均仅用以配合说明书所揭示的内容，以供熟悉此技术的人士了解与阅读，并非用以限定本实用新型可实施的限定条件，故不具技术上的实质意义，任何结构的修饰、比例关系的改变或大小的调整，在不影响本实用新型所能产生的功效及所能达成的目的下，均应仍落在本实用新型所揭示的技术内容得能涵盖的范围内。同时，本说明书中所引用的如“上”、“下”、“左”、“右”、“中间”及“一”等的用语，亦仅为便于叙述的明了，而非用以限定本实用新型可实施的范围，其相对关系的改变或调整，在无实质变更技术内容下，当亦视为本实用新型可实施的范畴。

如图2至图4所示，本实用新型提供一种边缘修剪装置，用于对基底2的边缘进行修剪，其包括刀具31、限位驱动模块33及边缘限定模块32；所述刀具31用于对基底2的边缘进行修剪作业，所述限位驱动模块33与所述刀具31相连接，用于驱动所述刀具31沿所述基底2的周向转动，所述边缘限定模块32与所述刀具31及所述限位驱动模块33相连接；所述刀具31对所述基底2的边缘进行修剪作业时，所述边缘限定模块32贴置于所述基底2的边缘，并于所述限位驱动模块33的驱动下与所述刀具31一起沿所述基底2的周向移动。本实用新型的边缘修剪装置，能够将刀具和基底的边缘限定在预设间距进行修剪作业，在修剪作业过程中，刀具和基底的边缘始终维持在该预设间距，因而即便是基底传送到载台后有错位及/或载台发生了偏移也不会产生修剪误差，可以有效避免工艺缺陷事故的产生，有助于提高工艺生产良率。

在修剪作业过程中，所述基底2需固定，为便于修剪作业过程中所述边缘限定模块32能沿所述基底2的周向转动，作为示例，所述边缘修剪装置包括载台1，用于在边缘修剪作业过程中承载基底2，所述载台1可以是真空吸附载台或静电吸附载台，以在修剪作业过程中将所述基底2牢牢吸附在其表面。所述载台1通常有一定高度，以便于所述边缘修剪装置的调整作业。

所述预设间距通常是需要修剪掉的边缘尺寸，具体由每个半导体厂根据工艺需要确定，比如如图1中所示的基底2已经经过边缘修剪作业，可以看到该基底的上部21和下部22呈现出一阶差，两者在径向上的差值的二分之一，即图示中可以看到的所述下部22比所述上部21宽出的部分即为需要修剪掉的边缘尺寸，该尺寸一般小于1cm，比如介于1～6mm之间。需要说明的是，半导体芯片制造过程中的边缘修剪作业通常分全部修剪和部分修剪，即将边缘部分连同晶圆基底边缘全部切除；或只将边缘的部分结构，比如有气泡或脱胶的不良膜层去除而将晶圆基底边缘仍然保留，本实施例中示意的是后者，即仅将不良的膜层去除，当然本实施例的边缘修剪装置也完全适用于完全的边缘修剪作业，只是在修剪的力度上和刀具的选择上需做适应性调整。

所述基底2可以是任何需要进行边缘修剪作业的基底，即本实用新型的边缘修剪装置可用于多种基底的边缘修剪作业，但尤其适合像晶圆这样的圆形基底的边缘修剪，可以确保圆形基底边缘各处修剪精度的一致。

所述刀具31的材质和规格可以根据待修剪的基底2而定，在修剪晶圆时，优选陶瓷刀具、金刚石刀具或硬质合金刀具，且所述刀具31优选圆形刀具，便于所述刀具31在修剪过程中转动。在选择圆形刀具时，所述刀具31的直径不宜过大或过小，过小会导致修剪效率低，而过大则会导致所述刀具31转速过快影响到修剪质量，且直径过大还容易导致修剪过程中出现碎片，优选介于1～5cm之间。所述刀具31的厚度以不大于所述预设间距为宜，比如小于1cm，从而确保所述刀具31在修剪作业过程中能完全位于所述基底2上，避免因所述刀具31过大使得所述基底2受力不均而引发所述基底2碎片。

作为示例，所述限位驱动模块33包括驱动单元331、滑块332、第一连接杆333及第二连接杆334；所述第一连接杆333一端与所述驱动单元331相连接；所述滑块332套置于所述第一连接杆333上，且可沿所述第一连接杆333的长度方向滑动；所述第二连接杆334一端与所述滑块332相连接，另一端与所述边缘限定模块32相连接，所述刀具31与所述第二连接杆334相连接；通过所述驱动单元331驱动所述滑块332移动以将所述刀具31和待修剪的基底2的边缘限定在预设间距，并驱动所述边缘限定模块32进行转动。

作为示例，所述第一连接杆333与所述载台1的水平面平行，以利于所述滑块332的滑动，而所述第二连接杆334与所述载台1的水平面垂直，以利于对所述刀具31和基底2的间距进行平移调整。当然，在其他实施例中，所述第一连接杆333和所述第二连接杆334的设置还可以有其他选择，本实施例中不做严格限制。

作为示例，所述限位驱动模块33还包括弹性部件335及气缸336，所述弹性部件335一端与所述驱动单元331相连接，另一端与所述滑块332相连接；所述气缸336与所述滑块332相连接，用于驱动所述滑块332沿所述第一连接杆333的长度方向滑动，所述弹性部件335和所述气缸336平行设置于所述驱动单元331和所述滑块332之间，且优选与所述第一连接杆333平行；所述驱动单元331驱动所述气缸336放气的过程中，所述弹性部件335拉动所述滑块332沿所述第一连接杆333朝所述载台1的中心上方移动，由此带动所述第二连接杆334移动以将所述刀具31和待修剪的基底2的边缘限定在预设间距，之后在所述驱动单元331的驱动下使所述刀具31沿图2中箭头所示方向转动。通过调整所述滑块332在所述第一连接杆333上的位置，可以调整所述刀具31和基底2的边缘的距离。当然，在其他实施例中，所述限位驱动模块33也可以通过所述驱动单元331的移动来带动所述滑块332的移动，且所述限位驱动模块33的具体结构还可以有其他选择，比如可以通过卡槽进行限位，通过一连接所述刀具31的移动支架以调整所述刀具31和基底2的边缘的间距，本实施例中不做严格限制。

所述弹性部件335可以是在外力驱动下产生弹性形变的多种类型的部件，在本实施例中，所述弹性部件335优选弹簧，因为安装和使用方便且经济，而所述驱动单元331优选旋转马达以带动所述刀具31旋转。

所述刀具31可以固定于所述第二连接杆334上，只要所述第二连接杆334的移动范围能够满足所述刀具31所需调整的距离即可。本实施例中，作为示例，所述限位驱动模块33还包括刀架337，所述刀架337与所述第二连接杆334相连接，所述刀具31经由所述刀架337与所述第二连接杆334相连接。所述刀具31优选与所述刀架337可拆卸连接，在作业过程中通过螺栓之类的紧固件紧固即可，以根据需要可以更换使用不同型号的刀具31或在所述刀具31破损时及时更换。

作为示例，所述边缘限定模块32包括滚珠321和支撑板322，所述支撑板322沿所述基底2的周向分布，即沿所述基底2的侧表面分布，所述滚珠321位于所述支撑板322的内侧，所述支撑板322的外侧与所述第二连接杆334相连接；所述边缘限定模块32沿所述基底2的周向的转动过程中，所述滚珠321沿所述基底2的边缘转动。且作为示例，所述支撑板322内侧设置有凹槽，所述滚珠321部分位于所述凹槽内，以避免所述滚珠321在滚动过程中脱落。当然，在其他示例中，也可以于所述支撑板322的内侧设置滚珠321架，将所述滚珠321置于所述滚珠321架内，本实施例中不做严格限制。所述支撑板322的规格可以依需要而定，其高度以不超过所述载台1的高度为宜，避免转动过程中被所述载台1所牵绊。所述支撑板322和滚珠321可以定制使其与待修剪的基底2的尺寸相匹配。本实施例中，作为示例，如图3所示，所述支撑板322呈圆弧形，所述支撑板322的曲率与所述基底2的边缘的曲率相同且所述支撑板322的圆心角θ小于90°，这样的设置有利于使所述边缘限定模块32的转速保持平稳。所述滚珠321的数量同样依需要而定，当然更重要的是依所述支撑板322的规格而定，其直径以略大于所述基底2的高度且不超过所述载台1的高度为宜，以确保转动过程中能紧贴所述基底2的侧表面转动，所述滚珠321的材质可以是蓝宝石之类的硬质材质，避免沿所述基底2的过程中被所述基底2刮伤以影响其转动，当然，考虑到所述基底2通常是晶圆之类的硬质材料，因而所述滚珠321的磨损是难以避免的，故对所述滚珠321可定期更换，确保所述边缘修剪装置的工作性能能一直保持在较佳状态。当然，所述边缘限定模块32的具体结构还可以有其他选择，本实施例中不做严格限制。

为使本实用新型的技术方案和优点更加突出，下面结合附图2对本实用新型的边缘修剪装置的作业过程做一示例性简要说明：

准备工作：所述气缸336推动所述滑块332向外(远离所述载台1的方向)，带动所述刀具31远离所述载台1，待修剪的基底2通过一机械手臂传送到所述载台1上并被吸附在所述载台1表面；

修剪间距调节阶段：整个所述边缘修剪装置向下移动，使所述边缘限定模块32位于所述基底2的外围，之后所述气缸336缓慢放气，所述弹性部件335拉动所述滑块332向里运动(即所述载台1的中心上方)，由此带动与所述滑块332相连接的所述第二连接杆334沿所述基底2的方向移动，从而实现所述刀具31的移动并最终将所述刀具31和所述基底2的边缘限制在需要修剪的预设间距；

边缘修剪作业阶段：所述驱动单元331带动所述边缘限定模块32沿所述基底2的边缘转动由此带动所述刀具31沿所述基底2的周向转动以对所述基底2的边缘进行修剪作业；

修剪作业完成阶段：边缘修剪作业全部完成，关闭所述驱动单元331，所述刀具31停止转动，所述气缸336启动并向外推动所述滑块332以使整个所述边缘修剪装置向上，整个边缘修剪作业结束。

图4示意了所述边缘限定模块32在修剪作业过程中的位置，图4中的虚线部分示意了修剪作业过程中所述刀具31的转动轨迹，可以看到这个转动轨迹与所述基底2同心，因而即便所述基底2被传送到所述载台1上时位置发生了偏移及/或所述载台1发生了偏移，所述刀具31仍能确保对所述基底2各处的修剪精度一致并将该修剪精度严格控制在所需的预设间距，可以有效避免工艺缺陷事故的产生，有助于提高工艺生产良率。当然，上述修剪作业过程只是示例性的，而不能理解为对本实用新型的限制。

综上所述，本实用新型提供一种边缘修剪装置，包括刀具、限位驱动模块及边缘限定模块；所述刀具用于对基底的边缘进行修剪作业，所述限位驱动模块与所述刀具相连接，用于驱动所述刀具沿所述基底的周向转动，所述边缘限定模块与所述刀具及所述限位驱动模块相连接；所述刀具对所述基底的边缘进行修剪作业时，所述边缘限定模块贴置于所述基底的边缘，并于所述限位驱动模块的驱动下与所述刀具一起沿所述基底的周向移动。本实用新型的边缘修剪装置，能够将刀具和基底的边缘限定在预设间距进行修剪作业，在修剪作业过程中，刀具和基底的边缘始终维持在该预设间距，因而即便基底传送到载台后有错位及/或所述载台发生了偏移也不会产生修剪误差，可以有效避免工艺缺陷事故的产生，有助于提高工艺生产良率。所以，本实用新型有效克服了现有技术中的种种缺点而具高度产业利用价值。

上述实施例仅例示性说明本实用新型的原理及其功效，而非用于限制本实用新型。任何熟悉此技术的人士皆可在不违背本实用新型的精神及范畴下，对上述实施例进行修饰或改变。因此，举凡所属技术领域中具有通常知识者在未脱离本实用新型所揭示的精神与技术思想下所完成的一切等效修饰或改变，仍应由本实用新型的权利要求所涵盖。

Claims (10)

1.一种边缘修剪装置，其特征在于，包括：

刀具，用于对基底的边缘进行修剪作业；

限位驱动模块，与所述刀具相连接，用于驱动所述刀具沿所述基底的周向转动；及

边缘限定模块，与所述刀具及所述限位驱动模块相连接；所述刀具对所述基底的边缘进行修剪作业时，所述边缘限定模块贴置于所述基底的边缘，并于所述限位驱动模块的驱动下与所述刀具一起沿所述基底的周向移动。

2.根据权利要求1所述的边缘修剪装置，其特征在于：所述刀具包括圆形陶瓷刀具、圆形金刚石刀具或圆形硬质合金刀具。

3.根据权利要求1所述的边缘修剪装置，其特征在于：所述限位驱动模块包括驱动单元、滑块、第一连接杆及第二连接杆；所述第一连接杆一端与所述驱动单元相连接；所述滑块套置于所述第一连接杆上，且可沿所述第一连接杆的长度方向滑动；所述第二连接杆一端与所述滑块相连接，另一端与所述边缘限定模块相连接，所述刀具与所述第二连接杆相连接。

4.根据权利要求3所述的边缘修剪装置，其特征在于：所述限位驱动模块还包括弹性部件及气缸；所述弹性部件一端与所述驱动单元相连接，另一端与所述滑块相连接；所述气缸与所述滑块相连接，用于驱动所述滑块沿所述第一连接杆的长度方向滑动，所述弹性部件和所述气缸平行设置于所述驱动单元和所述滑块之间。

5.根据权利要求4所述的边缘修剪装置，其特征在于：所述弹性部件包括弹簧，所述驱动单元包括马达。

6.根据权利要求3所述的边缘修剪装置，其特征在于：所述限位驱动模块还包括刀架，所述刀具经由所述刀架与所述第二连接杆相连接。

7.根据权利要求3所述的边缘修剪装置，其特征在于：所述边缘限定模块包括滚珠和支撑板，所述支撑板沿基底的周向分布，所述滚珠位于所述支撑板的内侧；所述支撑板的外侧与所述第二连接杆相连接；所述边缘限定模块沿所述基底周向移动的过程中，所述滚珠沿基底的边缘转动。

8.根据权利要求7所述的边缘修剪装置，其特征在于：所述支撑板内侧设置有凹槽，所述滚珠部分位于所述凹槽内。

9.根据权利要求7所述的边缘修剪装置，其特征在于：所述支撑板呈圆弧形，所述支撑板的曲率与所述基底的边缘的曲率相同。

10.根据权利要求1至9任一项所述的边缘修剪装置，其特征在于：所述边缘修剪装置还包括载台，用于在边缘修剪作业过程中承载基底。