CN212517122U - 一种基板剥离系统 - Google Patents

Abstract

本实用新型实施例公开了一种基板剥离系统。该基板剥离系统包括：光源、第一平台和机械分离装置；所述光源用于照射待剥离产品，使所述待剥离产品中的粘结层的粘结力弱化，其中，所述待剥离产品包括依次层叠的待剥离基板、粘结层和产品基板；所述第一平台用于固定产品基板；所述机械分离装置用于在所述光源照射所述待剥离产品后向待剥离基板施加剥离力以将所述待剥离基板由所述产品基板上剥离。本实用新型实施例可以避免剥离过程损坏产品基板。

Description

一种基板剥离系统

技术领域

本实用新型实施例涉及半导体技术，尤其涉及一种基板剥离系统。

背景技术

为满足计算机、汽车、智能手机、服务器、人工智能以及传感器等产业的高性能、小型化、低成本以及高效率等要求,以硅通孔技术(Through Silicon Via，TSV)技术为平台应用2.5D或3D积层封装(2.5D or 3D Stacking Package Technology)技术成为行业内的主流技术。

为了保证产品基板物理尺寸的最小化，需要将产品基板做薄，在此应用的技术称为晶圆承载系统(Wafer Support System，WSS)工程。WSS工程由以下几步组成：利用粘合物将两个基板进行临时粘合，粘合后产品基板做薄,然后将临时粘合的产品基板和支撑基板进行分离，并进行清洗。

然而，现有技术中在进行两基板的分离时容易损坏产品基板。

实用新型内容

本实用新型提供一种基板剥离系统，以避免剥离过程损坏产品基板。

第一方面，本实用新型实施例提供了一种基板剥离系统，包括：

光源、第一平台和机械分离装置；

所述光源用于照射待剥离产品，使所述待剥离产品中的粘结层的粘结力弱化，其中，所述待剥离产品包括依次层叠的待剥离基板、粘结层和产品基板；

所述第一平台用于固定产品基板；

所述机械分离装置用于在所述光源照射所述待剥离产品后向待剥离基板施加剥离力以将所述待剥离基板由所述产品基板上剥离。

可选的，所述机械分离装置包括移动滚轴、抬升滚轴、滚轴控制器和第二平台；

所述第二平台用于固定所述待剥离基板；

所述滚轴控制器用于向所述移动滚轴和所述抬升滚轴施加设定大小的力，并控制所述移动滚轴和所述抬升滚轴沿平行于产品基板表面的方向以及垂直于产品基板表面的方向运动，以在进行待剥离基板剥离时使抬升滚轴位于待剥离基板邻近产品基板的一侧，移动滚轴位于待剥离基板远离产品基板的一侧，并使抬升滚轴和移动滚轴以预设高度差沿平行于产品基板表面的方向运动，以使所述待剥离基板沿着移动滚轴的移动轨迹由所述产品基板上剥离。

可选的，所述滚轴控制器包括滚轴支撑结构和滚轴驱动器；

所述滚轴支撑结构用于支撑所述抬升滚轴和所述移动滚轴；

所述滚轴驱动器用于向所述移动滚轴和所述抬升滚轴施加设定大小的力，并控制所述移动滚轴和所述抬升滚轴沿平行于产品基板表面的方向以及垂直于产品基板表面的方向运动。

可选的，该系统还包括：

位置传感器和压力传感器；

所述位置传感器用于检测所述抬升滚轴和所述移动滚轴的位置；

所述压力传感器用于检测所述抬升滚轴和所述移动滚轴向所述待剥离基板施加的力以及调整所述移动滚轴和所述抬升滚轴的位置。

可选的，所述滚轴驱动器还用于根据所述位置传感器和所述压力传感器测得的数据调整向所述移动滚轴和所述抬升滚轴施加的力。

可选的，所述抬升滚轴包括至少两个子滚轴，所述至少两个子滚轴沿所述移动滚轴的长度方向依次排列。

可选的，所述第二平台包括基座、支撑台和可移动固定板；

所述支撑台固定于所述基座；

所述可移动固定板连接于所述支撑台，所述支撑台包括滑轨，所述可移动固定板可沿所述滑轨运动；

所述可移动固定板用于固定所述待剥离基板。

可选的，所述第一平台包括真空卡盘，所述真空卡盘用于固定所述产品基板。

可选的，该系统还包括：

压力检测器，用于检测所述真空卡盘与所述产品基板之间的真空压力，以及所述可移动固定板与所待剥离基板之间的真空压力。

可选的，所述光源为激光光源或紫外光源。

本实用新型实施例的方案先采用光源照射待剥离产品，弱化粘结层的粘结力后，再采用机械分离装置对待剥离基板和产品基板进行分离，使得机械分离装置采用较小的剥离力即可将两基板分离，可以避免只采用光学方法分离时由于粘结力弱化程度不够导致分离失败，或者只采用物理方法分离时剥离力不好控制导致分离剥离力较大破坏产品基板。

附图说明

图1是本实施提供的一种基板剥离系统的示意图；

图2是本实施提供的又一种基板剥离系统的示意图；

图3是本实施提供的基板剥离过程示意图；

图4是本实施提供的又一个基板剥离示意图；

图5是本实施例提供的基板剥离完成后的示意图；

图6是剥离力等于粘合力的剥离示意图；

图7是剥离力小于粘合力的剥离示意图；

图8是剥离力大于粘合力的剥离示意图；

图9是本实施例提供的抬升滚轴和移动滚轴的示意图；

图10是本实施例提供的又一种基板剥离系统的示意图。

具体实施方式

下面结合附图和实施例对本实用新型作进一步的详细说明。可以理解的是，此处所描述的具体实施例仅仅用于解释本实用新型，而非对本实用新型的限定。另外还需要说明的是，为了便于描述，附图中仅示出了与本实用新型相关的部分而非全部结构。

本实施例提供了一种基板剥离系统，图1是本实施提供的一种基板剥离系统的示意图，参考图1，该系统包括：

光源700、第一平台200和机械分离装置800；

光源700用于照射待剥离产品，使待剥离产品中的粘结层102的粘结力弱化，其中，待剥离产品包括依次层叠的待剥离基板101、粘结层102和产品基板103；

第一平台200用于固定产品基板103；

机械分离装置800用于在光源700照射待剥离产品后向待剥离基板101施加剥离力以将待剥离基板101由产品基板103上剥离。

具体的，待剥离基板101可以包括用于支撑产品基板103的支撑基板，还可以包括其他膜层，如位于支撑基板和粘结层102之间的接合层，待剥离基板101的具体膜层数本实施例并不做具体限定，只要在分离工序中需要从产品基板103上剥离的膜层都可以归为待剥离基板101。第一平台200为真空固定平台，通过真空吸附的方式固定产品基板103。在光源700照射待剥离产品时，可以通过移动第一平台200来移动待剥离产品，使光源700对粘结层102的所有部分均照射到，使整个粘结层102的粘结力弱化，还可以移动光源700，使光源700对粘结层102的所有部分均照射到。在光源700扫描照射完整个待剥离产品后，可以将待剥离产品移动至机械分离装置800处进行剥离；也可以将光源700移走，将机械分离装置800移动至待剥离产品处进行剥离。

本实施例的方案先采用光源照射待剥离产品，弱化粘结层102的粘结力后，再采用机械分离装置800对待剥离基板101和产品基板103进行分离，使得机械分离装置800采用较小的剥离力即可将两基板分离，可以避免只采用光学方法分离时由于粘结力弱化程度不够导致分离失败，或者只采用物理方法分离时剥离力不好控制导致分离剥离力较大破坏产品基板103。

可选的，光源700可以为紫外光源或激光光源。光源700的具体类型可以通过粘结层102的材料确定，只要能够较好的弱化粘结层102的粘结力即可。

图2是本实施提供的又一种基板剥离系统的示意图，参考图2，机械剥离装置包括第二平台100、移动滚轴111、抬升滚轴112和滚轴控制器300；

第二平台100用于固定待剥离基板101；

滚轴控制器300用于向移动滚轴111和抬升滚轴112施加设定大小的力，并控制移动滚轴111和抬升滚轴112沿平行于产品基板103表面的方向以及垂直于产品基板103表面的方向运动，以在进行待剥离基板101剥离时使抬升滚轴112位于待剥离基板101邻近产品基板103的一侧，移动滚轴111位于待剥离基板101远离产品基板103的一侧，并使抬升滚轴112和移动滚轴111以预设高度差沿平行于产品基板表面103的方向运动，以使待剥离基板101沿着移动滚轴111的移动轨迹由产品基板103上剥离。

其中，第二平台100可以包括一可移动固定板105，可移动固定板105在待剥离基板101剥离时跟随待剥离基板101运动，当待剥离基板101完全从产品基板103上剥离下来时，待剥离基板101可以随可移动固定板105移走。预设高度差可以根据剥离情况调节。

图3是本实施提供的基板剥离过程示意图，图4是本实施提供的又一个基板剥离示意图，图5是本实施例提供的基板剥离完成后的示意图，参考图2-图4，在剥离之前产品基板103和待剥离基板101通过粘结层102粘结在一起，产品基板103固定在第一平台200，可移动固定板105向下移动与待剥离基板101接触并固定，固定完成即完成剥离前准备工作。

参考图3，做好准备剥离工作后，滚轴控制器300控制抬升滚轴112和移动滚轴111移动至剥离支点附近，移动滚轴111向下移动，可移动固定板105以一定力度按压。此时的按压力度是事前根据工程及产品条件设定或能动性选择的，示例性的按压力度可以为400-600N。滚轴控制器300控制抬升滚轴112上升，对移动固定板105施加负载力度，负载力度也可以根据工程环境及资材条件进行事前设定或能动性选择所需值。

参考图4，抬升滚轴112上升至预设位置后，移动滚轴111和抬升滚轴112沿平行产品基板103表面的方向运动，开始剥离待剥离基板101。剥离无异常时移动滚轴111和抬升滚轴112以稳定的位置状态移动，以均衡的力度分离待剥离基板101和产品基板103。

参考图5，剥离结束后解除加载在移动滚轴111和抬升滚轴112上的力，回归原位，完成剥离的待剥离基板101吸附在移动固定板105回归原位，完成剥离工程。

具体的，在剥离过程中，剥离支点位于移动滚轴111的下方，通过调节移动滚轴111的位置可以调节剥离支点的位置，通过控制移动滚轴111和抬升滚轴112的移动速度调节剥离速度，根据剥离情况调节抬升滚轴112和移动滚轴111的相对位置，从而调节待剥离基板的剥离角度，并通过调节施加到抬升滚轴112的力，调节剥离力度，本实施例的方案可以根据不同的产品的粘合情况精确快速的调节剥离支点的位置、剥离角度和剥离力度，可进行精密的剥离控制，根据资材及环境的变化可以使用最佳、最小的力度剥离多种产品，提高了剥离效率。且本实施例的方案在基板剥离过程中可以根据基板间粘合力大小实时调节移动滚轴和抬升滚轴的力度和位置，预防产品基板103的损伤。

可选的，参考图2-图5，滚轴控制器300包括滚轴支撑结构113和滚轴驱动器114；

滚轴支撑结构113用于支撑抬升滚轴112和移动滚轴111；

滚轴驱动器114用于向移动滚轴111和抬升滚轴112施加设定大小的力，并控制移动滚轴111和抬升滚轴112沿平行于产品基板103表面的方向以及垂直于产品基板103表面的方向运动。

具体的，滚轴支撑结构113也可以在滚轴驱动器114的驱动下沿平行于产品基板103的表面和垂直于产品基板103表面的方向运动，在需要移动滚轴111和抬升滚轴112同步运动时，可以直接驱动支撑结构113运动带动移动滚轴111和抬升滚轴112同步运动。滚轴驱动器114也可以单独驱动移动滚轴111和抬升滚轴112运动。

图中仅示例性的示出了滚轴驱动器114的位置，并非对本实用新型的限定。

可选的，参考图2，第二平台100包括基座125、支撑台115和可移动固定板105；

支撑台115固定于基座125；

可移动固定板105连接于支撑台115，支撑台115包括滑轨，可移动固定板105可沿滑轨运动；

可移动固定板105用于固定待剥离基板101。

具体的，可移动固定板105可以通过真空压力固定待剥离基板101，在剥离待剥离基板101时，可移动固定板105随被剥离下来的待剥离基板101运动，直接待剥离基板101完全被剥离下来。示例性的，参考图3和图4，待剥离基板101被剥离下来的部分与可移动固定板105位置升高。

可选的，第一平台200包括真空卡盘104，真空卡盘104用于固定产品基板103。

具体的，真空卡盘104通过真空压力固定产品基板103，可以较好的避免产品基板103受到损伤。

可选的，参考图5，基板剥离系统还包括：

位置传感器400和压力传感器500；

位置传感器400用于检测抬升滚轴112和移动滚轴111的位置；

压力传感器500用于检测抬升滚轴112和移动滚轴111向待剥离基板101施加的力。

具体的，位置传感器400可以为激光位置传感器或超声波位置传感器等光学位置传感器，还可以为其他类型的位置传感器，例如还可以为相机，通过拍摄图像确定抬升滚轴112和移动滚轴111的位置，本实施例并不做具体限定。压力传感器500可以通过检测滚轴驱动器114向抬升滚轴112和移动滚轴111施加的力确定抬升滚轴112和移动滚轴111向待剥离基板101施加的力，此时，压力传感器500可以设置于抬升滚轴112和移动滚轴111与滚轴驱动器114之间。压力传感器500也可以直接检测抬升滚轴112和移动滚轴111向待剥离基板101施加的力，此时压力传感器500可以直接设置于抬升滚轴112和移动滚轴111的表面。

需要说明的是，本实施例仅示例性的示出了位置传感器400和压力传感器500的位置，并非对本实用新型的限定，位置传感器400和压力传感器500的具体位置可以根据需要设定。

可选的，滚轴驱动器114还用于根据位置传感器400和压力传感器500测得的数据调整向移动滚轴111和抬升滚轴112施加的力以及调整移动滚轴111和抬升滚轴112的位置。

具体的，滚轴驱动器114可以根据位置传感器400测得的数据确定当前的基板剥离状态。图6是剥离力等于粘合力的剥离示意图，图7是剥离力小于粘合力的剥离示意图，图8是剥离力大于粘合力的剥离示意图。如图6所示，剥离力等于粘合力时，剥离支点在移动滚轮111下方，移动滚轮111和抬升滚轮112以稳定的相对位置移动。如图7所示，粘合力与剥离力存在差异时，如角度及滚轴的位置变化及力度调节失灵，粘合力比剥离力高时，抬升滚轴112无法到达设定位置，剥离支点在移动滚轴111的抬升滚轴112之间。相反，如图8所示，剥离力大于残留的粘合力时，粘合力大于移动滚轴111的下压力度，剥离位置在移动滚轴111远离抬升滚轴112的一侧。

示例性的，当剥离力等于粘合力时无需调整向移动滚轴111和抬升滚轴112施加的力，当剥离力大于粘合力时，可以减小向抬升滚轴112施加的力，并调整抬升滚轴112和移动滚轴111的相对位置以减小剥离角度。当剥离力小于粘合力时，可以增大向抬升滚轴112施加的力，并调整抬升滚轴112和移动滚轴111的相对位置以增大剥离角度。

图9是本实施例提供的抬升滚轴和移动滚轴的示意图。可选的，参考图9，抬升滚轴包括至少两个子滚轴1121，至少两个子滚轴1121沿移动滚轴111的长度方向依次排列。

具体的，每一个子滚轴1121对应待剥离基板101的部分区域，用于剥离该部分的待剥离基板101，至少两个子滚轴1121可以单独控制，可以更精确的控制剥离力度。且对于产品基板103和待剥离基板101不同区域粘结力度不同的产品，也可以通过调节各子滚轴1121的位置和力度对待剥离基板101进行剥离，避免剥离力度不足或剥离力度过大。

图10是本实施例提供的又一种基板剥离系统的示意图，可选的，参考图10，基板剥离系统还包括：

压力检测器600，用于检测真空卡盘104与产品基板103之间的真空压力，以及可移动固定板105与所待剥离基板101之间的真空压力。

具体的，通过检测真空卡盘104与产品基板103之间的真空压力，以及可移动固定板105与待剥离基板101之间的真空压力可以确定真空卡盘104对产品基板103的固定稳固性以及可移动固定板105对待剥离基板101的固定稳固性，当固定无异常时开始剥离过程，避免在剥离过程中由于固定有问题产品基板103或待剥离基板101掉落。

注意，上述仅为本实用新型的较佳实施例及所运用技术原理。本领域技术人员会理解，本实用新型不限于这里所述的特定实施例，对本领域技术人员来说能够进行各种明显的变化、重新调整、相互结合和替代而不会脱离本实用新型的保护范围。因此，虽然通过以上实施例对本实用新型进行了较为详细的说明，但是本实用新型不仅仅限于以上实施例，在不脱离本实用新型构思的情况下，还可以包括更多其他等效实施例，而本实用新型的范围由所附的权利要求范围决定。

Claims (10)

1.一种基板剥离系统，其特征在于，包括：

光源、第一平台和机械分离装置；

所述光源用于照射待剥离产品，使所述待剥离产品中的粘结层的粘结力弱化，其中，所述待剥离产品包括依次层叠的待剥离基板、粘结层和产品基板；

所述第一平台用于固定产品基板；

所述机械分离装置用于在所述光源照射所述待剥离产品后向待剥离基板施加剥离力以将所述待剥离基板由所述产品基板上剥离。

2.根据权利要求1所述的系统，其特征在于：

所述机械分离装置包括移动滚轴、抬升滚轴、滚轴控制器和第二平台；

所述第二平台用于固定所述待剥离基板；

所述滚轴控制器用于向所述移动滚轴和所述抬升滚轴施加设定大小的力，并控制所述移动滚轴和所述抬升滚轴沿平行于产品基板表面的方向以及垂直于产品基板表面的方向运动，以在进行待剥离基板剥离时使抬升滚轴位于待剥离基板邻近产品基板的一侧，移动滚轴位于待剥离基板远离产品基板的一侧，并使抬升滚轴和移动滚轴以预设高度差沿平行于产品基板表面的方向运动，以使所述待剥离基板沿着移动滚轴的移动轨迹由所述产品基板上剥离。

3.根据权利要求2所述的系统，其特征在于：

所述滚轴控制器包括滚轴支撑结构和滚轴驱动器；

所述滚轴支撑结构用于支撑所述抬升滚轴和所述移动滚轴；

所述滚轴驱动器用于向所述移动滚轴和所述抬升滚轴施加设定大小的力，并控制所述移动滚轴和所述抬升滚轴沿平行于产品基板表面的方向以及垂直于产品基板表面的方向运动。

4.根据权利要求3所述的系统，其特征在于，还包括：

位置传感器和压力传感器；

所述位置传感器用于检测所述抬升滚轴和所述移动滚轴的位置；

所述压力传感器用于检测所述抬升滚轴和所述移动滚轴向所述待剥离基板施加的力。

5.根据权利要求4所述的系统，其特征在于：

所述滚轴驱动器还用于根据所述位置传感器和所述压力传感器测得的数据调整向所述移动滚轴和所述抬升滚轴施加的力以及调整所述移动滚轴和所述抬升滚轴的位置。

6.根据权利要求2所述的系统，其特征在于：

所述抬升滚轴包括至少两个子滚轴，所述至少两个子滚轴沿所述移动滚轴的长度方向依次排列。

7.根据权利要求2所述的系统，其特征在于：

所述第二平台包括基座、支撑台和可移动固定板；

所述支撑台固定于所述基座；

所述可移动固定板连接于所述支撑台，所述支撑台包括滑轨，所述可移动固定板可沿所述滑轨运动；

所述可移动固定板用于固定所述待剥离基板。

8.根据权利要求7所述的系统，其特征在于：

所述第一平台包括真空卡盘，所述真空卡盘用于固定所述产品基板。

9.根据权利要求8所述的系统，其特征在于，还包括：

压力检测器，用于检测所述真空卡盘与所述产品基板之间的真空压力，以及所述可移动固定板与所待剥离基板之间的真空压力。

10.根据权利要求1所述的系统，其特征在于：

所述光源为激光光源或紫外光源。

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