CN213781993U - 一种用于半导体衬底晶片的全自动液体蜡上蜡系统 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开一种用于半导体衬底晶片的全自动液体蜡上蜡系统，包括第一导轨、衬底晶片存放区、机械手臂、旋转器、滴蜡枪、烘焙装置、可翻转机械手臂、粘接平台、冷却装置和第二导轨；衬底晶片存放区、旋转器、烘焙装置和可翻转机械手臂顺次间隔设置在第一导轨一侧，机械手臂设在第一导轨上，机械手臂行程在衬底晶片存放区、旋转器、烘焙装置和可翻转机械手臂之间；滴蜡枪设在旋转器上方；粘接平台和冷却台间隔设置在第二导轨一侧，冷却装置包括活动吸附装置和冷却平台，可翻转吸附平台的翻转行程在机械手臂和粘接平台之间；本实用新型使晶片抛光时受力均匀，极大地提升了上蜡效率；节省了液体蜡的用量，符合工业化生产要求。

Description

一种用于半导体衬底晶片的全自动液体蜡上蜡系统

技术领域

本实用新型涉及一种用于半导体衬底晶片的全自动液体蜡上蜡系统，属于抛光技术领域。

背景技术

随着半导体行业的不断发展，在后端外延过程中对衬底晶片的平整度有着越来越高的要求。而评估平整度的重要参数TTV与晶片加工过程中镜面抛光工序有重要的关系。目前，由于抛光、清洗工艺限制，部分高端应用衬底晶片抛光过程还需使用上蜡抛光。为利于晶片镜面抛光工序的顺利进行，一般利用固体蜡加热后融化，冷却后凝固的特性，将晶片固定在陶瓷盘上。然而，使用固体蜡时，通常需要用人工将固体蜡涂布在陶瓷盘上，不但劳动强度高工作效率低，而且因为固体蜡在陶瓷盘上的附着力不够或不均衡容易造成抛光产品平整度不好，表面质量差。为解决此问题，利用液体蜡的特性：常温下呈液态、流动性好，适合于用自动喷涂装置和微调控制装置进行喷涂，可获得超级平整的蜡层以制作高精度的衬底晶片。

实用新型内容

为克服现有技术不足，本实用新型旨于提供一种用于半导体衬底晶片的全自动液体蜡上蜡系统。

为解决上述技术问题，本实用新型所采用的技术方案如下：

一种用于半导体衬底晶片的全自动液体蜡上蜡系统，包括第一导轨、衬底晶片存放区、机械手臂、旋转器、滴蜡枪、烘焙装置、可翻转机械手臂、粘接平台、冷却装置和第二导轨；所述第一导轨和第二导轨相对设置，衬底晶片存放区、旋转器、烘焙装置和可翻转机械手臂顺次间隔设置在第一导轨一侧，机械手臂设在第一导轨上，机械手臂行程在衬底晶片存放区、旋转器、烘焙装置和可翻转机械手臂之间；滴蜡枪设在旋转器上方；粘接平台和冷却台间隔设置在第二导轨一侧，冷却装置包括活动吸附装置和冷却平台，活动吸附装置与第二导轨连接，行程在粘接平台和冷却平台之间；可翻转吸附平台的翻转行程在机械手臂和粘接平台之间。

工作原理:本实用新型用于半导体衬底晶片的全自动液体蜡上蜡系统，通过机械手臂将衬底晶片存放区的衬底晶片吸取转移至旋转器上，旋转器转动同时通过滴液枪将液体蜡滴到衬底晶片中心位置；通过控制滴蜡枪滴蜡时间和旋转器转速获得超薄超均匀的蜡层；通过机械手臂将涂有蜡层的衬底晶片转移至烘焙装置上，通过加热除去蜡层中的易挥发物质；通过机械手臂将烘焙装置上的衬底晶片转移至翻转机械手臂上，通过翻转机械手臂翻转180°将衬底晶片粘接至粘接平台加热好的陶瓷盘上；通过粘接平台将衬底晶片与陶瓷盘紧密贴合；通过冷却装置的活动吸附装置将整个陶瓷盘转移至冷却平台上，将陶瓷盘完全冷却。

优选，还包括密封框架和FFU风机过滤机组，FFU风机过滤机组设在密封框架顶部，第一导轨、衬底晶片存放区、机械手臂、旋转器、滴蜡枪、烘焙装置、可翻转机械手臂、粘接平台、冷却装置和第二导轨均设在密封框架内；能通过增加密封框架和FFU风机过滤机组，极大改善了上蜡环境，避免了过程中因环境中的落尘导致返工提高了成品率。

优选，密封框架四周均设有活动门，能方便取放衬底晶片。

所述机械手臂包括第一升降轴和抓手，第一升降轴一端与第一导轨相接，另一端与抓手相接，抓手上设有真空吸孔；能方便抓取衬底晶片，通过真空吸孔吸住衬底晶片。

所述旋转器包括带电机的吸附盘和环形挡板，环形挡板设在带电机的吸附盘外周；能吸附住衬底晶片，防止衬底晶片高速旋转时脱落。

所述滴蜡枪包括滴蜡针、第一气泵和升降平台，第一气泵设在升降平台上方，滴蜡针与第一气泵连接，滴蜡针出蜡口设在带电机的吸附盘正上方，能控制液体蜡出蜡量。

所述烘焙装置包括真空吸附平台和加热器，加热器设在真空吸附平台正上方；能吸附主衬底晶片进行加热，通过加热器除去蜡层中的易挥发物质。

所述可翻转吸附平台包括顺次相接的第二升降轴、翻转轴和移动杆，移动杆一端端头设有真空吸盘，能方便将加热后的衬底晶片运送到粘接平台。

所述粘接平台包括可旋转加热平台和热压装置，热压装置设在可旋转加热平台正上方；可旋转加热平台包括可升降旋转轴和热压台，热压台设在可旋转轴顶部；热压装置包括由上至下顺次相接的第三升降轴、第二气泵和硅胶气囊，硅胶气囊位于热压台正上方；能通过第三升降轴施加一定压力，将充加一定量气体的硅胶气囊压到衬底晶片上，挤压出衬底晶片与陶瓷盘间的气体，使衬底晶片与陶瓷盘紧密贴合；通过加热平台可升降旋转轴，带动陶瓷盘一起转动设定角度，保证每一片衬底等距粘接，直至完成设定片数的粘接

所述活动吸附装置包括由上至下顺次相接的导轨接头、第四升降轴和真空吸头，真空吸头位于冷却平台正上方，冷却平台底部设有冷却水管；能快速将衬底晶片冷却。

本实用新型未提及的技术均参照现有技术。

本实用新型用于半导体衬底晶片的全自动液体蜡上蜡系统，通过实现衬底加工时液体蜡上蜡的自动化，过程稳定，能隔绝外界环境的影响，保证上蜡环境的洁净度；亦可以精确控制衬底上蜡时的蜡层厚度，获得了超级平整的蜡层，最终蜡层厚度小于1um，保证了蜡层一致性；同时可以精确控制贴片完成时衬底间贴附间距、角度的一致性，使晶片抛光时受力均匀，制作出高精度的晶片，最终抛光后的产品TTV≤3um；避免了人工上蜡带来的不稳定因素造成的平整度超标、未磨好、划伤多等缺陷，同时极大地提升了上蜡效率；节省了液体蜡的用量，符合工业化生产要求。

附图说明

图1为本实用新型用于半导体衬底晶片的全自动液体蜡上蜡系统的结构示意图；

图2为机械手臂结构示意图；

图3为旋转器结构示意图；

图4为滴蜡枪结构示意图；

图5为烘焙装置俯视结构示意图；

图6为烘焙装置侧视结构示意图；

图7为可翻转吸附平台结构示意图；

图8为粘接平台结构示意图；

图9为冷却装置结构示意图；

图10为密封框架结构示意图；

图中，1为衬底晶片存放区，2为机械手臂，21为第一升降轴，22为抓手，23为真空吸孔，3为旋转器，31为带电机的吸附盘，32为环形挡板，4为滴蜡枪，41为滴蜡针， 42为第一气泵，43为升降平台，5为烘焙装置，51为真空吸附平台，52为加热器，6为可翻转机械手臂，61为真空吸盘，62为移动杆，63为翻转轴，64为第二升降轴，7为粘接平台，71为可升降旋转轴，72为热压台，73为第三升降轴，74为第二气泵，75为硅胶气囊，8为冷却装置，81为导轨接头，82为第四升降轴，83为真空吸头，84为冷却平台，85为冷却水管，9为第一导轨，10为第二导轨，11为密封框架，12为FFU风机过滤机组，13为活动门。

具体实施方式

为了更好地理解本实用新型，下面结合实施例进一步阐明本实用新型的内容，但本实用新型的内容不仅仅局限于下面的实施例。

实施例1

如图1-9所示，本实用新型用于半导体衬底晶片的全自动液体蜡上蜡系统，包括第一导轨、衬底晶片存放区、机械手臂、旋转器、滴蜡枪、烘焙装置、可翻转机械手臂、粘接平台、冷却装置和第二导轨；所述第一导轨和第二导轨相对设置，衬底晶片存放区、旋转器、烘焙装置和可翻转机械手臂顺次间隔设置在第一导轨一侧，机械手臂设在第一导轨上，机械手臂行程在衬底晶片存放区、旋转器、烘焙装置和可翻转机械手臂之间；滴蜡枪设在旋转器上方；粘接平台和冷却台间隔设置在第二导轨一侧，冷却装置包括活动吸附装置和冷却平台，活动吸附装置与第二导轨连接，行程在粘接平台和冷却平台之间；可翻转吸附平台的翻转行程在机械手臂和粘接平台之间；机械手臂包括第一升降轴和抓手，第一升降轴一端与第一导轨相接，另一端与抓手相接，抓手上设有真空吸孔；旋转器包括带电机的吸附盘和环形挡板，环形挡板设在带电机的吸附盘外周；滴蜡枪包括滴蜡针、第一气泵和升降平台，第一气泵设在升降平台上方，滴蜡针与第一气泵连接，滴蜡针出蜡口设在带电机的吸附盘正上方；烘焙装置包括真空吸附平台和加热器，加热器设在真空吸附平台正上方；可翻转吸附平台包括顺次相接的第二升降轴、翻转轴和移动杆，移动杆一端端头设有真空吸盘；粘接平台包括可旋转加热平台和热压装置，热压装置设在可旋转加热平台正上方；可旋转加热平台包括可升降旋转轴和热压台，热压台设在可旋转轴顶部；热压装置包括由上至下顺次相接的第三升降轴、第二气泵和硅胶气囊，硅胶气囊位于热压台正上方；活动吸附装置包括由上至下顺次相接的导轨接头、第四升降轴和真空吸头，真空吸头位于冷却平台正上方，冷却平台底部设有冷却水管。

本实用新型用于半导体衬底晶片晶片的全自动液体蜡上蜡系统，通过机械手臂将衬底晶片存放区的晶片吸取转移至旋转器上，旋转器转动同时通过滴液枪将液体蜡滴到衬底晶片中心位置；通过控制滴蜡枪滴蜡时间和旋转器转速获得超薄超均匀的蜡层；通过机械手臂将涂有蜡层的衬底晶片转移至烘焙装置的真空吸附盘上，通过加热器除去蜡层中的易挥发物质；通过机械手臂将烘焙装置上的衬底晶片转移至翻转机械手臂上的真空吸附盘上，通过翻转机械手臂翻转180°将衬底晶片粘接至粘接平台加热好的陶瓷盘上；粘接平台上第三升降轴施加一定压力将充加一定量气体的硅胶气囊，压到衬底晶片上挤压出衬底晶片与陶瓷盘间的气体，使衬底晶片与陶瓷盘紧密贴合；通过热压台下面的可升降旋转轴，带动陶瓷盘一起转动设定角度，保证每一片衬底晶片等距粘接，直至完成设定片数的粘接；通过冷却平台上真空吸头将整个陶瓷盘转移至冷却平台上，将陶瓷盘完全冷却。

实施例2

与实施例基本相同，所不同的是：如图10所示，还包括密封框架和FFU风机过滤机组，FFU风机过滤机组设在密封框架顶部，第一导轨、衬底晶片存放区、机械手臂、旋转器、滴蜡枪、烘焙装置、可翻转机械手臂、粘接平台、冷却装置和第二导轨均设在密封框架内；密封框架四周均设有活动门。能通过增加密封框架和FFU风机过滤机组，极大改善了上蜡环境，避免了过程中因环境中的落尘导致返工提高了成品率。

本实用新型用于半导体衬底晶片的全自动液体蜡上蜡系统，通过实现衬底加工时液体蜡上蜡的自动化，过程稳定，能隔绝外界环境的影响，保证上蜡环境的洁净度；亦可以精确控制衬底上蜡时的蜡层厚度，获得了超级平整的蜡层，最终蜡层厚度小于1um，保证了蜡层一致性；同时可以精确控制贴片完成时衬底间贴附间距、角度的一致性，使晶片抛光时受力均匀，制作出高精度的晶片，最终抛光后的产品TTV≤3um；避免了人工上蜡带来的不稳定因素造成的平整度超标、未磨好、划伤多等缺陷，同时极大地提升了上蜡效率；节省了液体蜡的用量，符合工业化生产要求。

Claims (10)

1.一种用于半导体衬底晶片的全自动液体蜡上蜡系统，其特征在于：包括第一导轨、衬底晶片存放区、机械手臂、旋转器、滴蜡枪、烘焙装置、可翻转机械手臂、粘接平台、冷却装置和第二导轨；所述第一导轨和第二导轨相对设置，衬底晶片存放区、旋转器、烘焙装置和可翻转机械手臂顺次间隔设置在第一导轨一侧，机械手臂设在第一导轨上，机械手臂行程在衬底晶片存放区、旋转器、烘焙装置和可翻转机械手臂之间；滴蜡枪设在旋转器上方；粘接平台和冷却台间隔设置在第二导轨一侧，冷却装置包括活动吸附装置和冷却平台，活动吸附装置与第二导轨连接，行程在粘接平台和冷却平台之间；可翻转吸附平台的翻转行程在机械手臂和粘接平台之间。

2.如权利要求1所述的用于半导体衬底晶片的全自动液体蜡上蜡系统，其特征在于：还包括密封框架和FFU风机过滤机组，FFU风机过滤机组设在密封框架顶部，第一导轨、衬底晶片存放区、机械手臂、旋转器、滴蜡枪、烘焙装置、可翻转机械手臂、粘接平台、冷却装置和第二导轨均设在密封框架内。

3.如权利要求2所述的用于半导体衬底晶片的全自动液体蜡上蜡系统，其特征在于：密封框架四周均设有活动门。

4.如权利要求1-3任意一项所述的用于半导体衬底晶片的全自动液体蜡上蜡系统，其特征在于：所述机械手臂包括第一升降轴和抓手，第一升降轴一端与第一导轨相接，另一端与抓手相接，抓手上设有真空吸孔。

5.如权利要求1-3任意一项所述的用于半导体衬底晶片的全自动液体蜡上蜡系统，其特征在于：所述旋转器包括带电机的吸附盘和环形挡板，环形挡板设在带电机的吸附盘外周。

6.如权利要求5所述的用于半导体衬底晶片的全自动液体蜡上蜡系统，其特征在于：所述滴蜡枪包括滴蜡针、第一气泵和升降平台，第一气泵设在升降平台上方，滴蜡针与第一气泵连接，滴蜡针出蜡口设在带电机的吸附盘正上方。

7.如权利要求1-3任意一项所述的用于半导体衬底晶片的全自动液体蜡上蜡系统，其特征在于：所述烘焙装置包括真空吸附平台和加热器，加热器设在真空吸附平台正上方。

8.如权利要求1-3任意一项所述的用于半导体衬底晶片的全自动液体蜡上蜡系统，其特征在于：所述可翻转吸附平台包括顺次相接的第二升降轴、翻转轴和移动杆，移动杆一端端头设有真空吸盘。

9.如权利要求1-3任意一项所述的用于半导体衬底晶片的全自动液体蜡上蜡系统，其特征在于：所述粘接平台包括可旋转加热平台和热压装置，热压装置设在可旋转加热平台正上方；可旋转加热平台包括可升降旋转轴和热压台，热压台设在可旋转轴顶部；热压装置包括由上至下顺次相接的第三升降轴、第二气泵和硅胶气囊，硅胶气囊位于热压台正上方。

10.如权利要求1-3任意一项所述的用于半导体衬底晶片的全自动液体蜡上蜡系统，其特征在于：所述活动吸附装置包括由上至下顺次相接的导轨接头、第四升降轴和真空吸头，真空吸头位于冷却平台正上方，冷却平台底部设有冷却水管。

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