CN220233102U - 晶圆减薄设备 - Google Patents

Abstract

本申请公开了一种晶圆减薄设备，其包括：晶圆存储单元，用于存储减薄前的晶圆和减薄后的晶圆；晶圆减薄单元，用于对晶圆进行减薄；晶圆传送单元，用于在所述晶圆存储单元和所述晶圆减薄单元之间传送减薄前的晶圆和减薄后的晶圆；吹扫单元，用于对所述晶圆传送单元进行吹扫，以去除所述晶圆传送单元上的微粒。根据本申请晶圆减薄设备，可以有效提升产品良率。

Description

晶圆减薄设备

技术领域

本申请涉及晶圆加工技术领域，具体而言涉及一种晶圆减薄设备。

背景技术

目前，晶圆减薄设备的中的晶圆传送单元会交叉接触减薄前的晶圆和减薄后的晶圆。由于减薄前的晶圆通常无微粒(particle，例如灰尘或其它固体颗粒物)管控，因此，来自减薄前的晶圆的微粒可能会粘附在晶圆传送单元上，而减薄后的晶圆厚度较薄，其在与晶圆传送单元上粘附的灰尘接触时极易产生诸如十字裂纹之类的缺陷，从而影响产品的良率。

因此需要进行改进，以至少部分地解决上述问题。

实用新型内容

在实用新型内容部分中引入了一系列简化形式的概念，这将在具体实施方式部分中进一步详细说明。本实用新型的实用新型内容部分并不意味着要试图限定出所要求保护的技术方案的关键特征和必要技术特征，更不意味着试图确定所要求保护的技术方案的保护范围。

为了至少部分地解决上述问题，本实用新型提供了一种晶圆减薄设备，其包括：

晶圆存储单元，用于存储减薄前的晶圆和减薄后的晶圆；

晶圆减薄单元，用于对晶圆进行减薄；

晶圆传送单元，用于在所述晶圆存储单元和所述晶圆减薄单元之间传送减薄前的晶圆和减薄后的晶圆；

吹扫单元，用于对所述晶圆传送单元进行吹扫，以去除所述晶圆传送单元上的微粒。

示例性地，所述晶圆传送单元包括机械手；

所述机械手包括承载面和真空吸附组件，所述承载面用于承载晶圆，所述真空吸附组件用于真空吸附位于所述承载面上晶圆。

示例性地，所述吹扫单元包括风刀，所述风刀用于对所述承载面进行吹扫。

示例性地，所述吹扫单元还包括风扇；

所述风刀的出风口与所述风扇的进风口相对设置；

所述承载面能够移动至所述风刀的出风口与所述风扇的进风口之间。

示例性地，所述晶圆减薄设备还包括腔室；

所述风刀和所述风扇位于所述腔室内，其中，所述风扇的出风口与所述腔室的外部连通。

示例性地，所述机械手还包括第一检测器件，所述第一检测器件用于检测所述承载面上是否存在晶圆；

所述晶圆减薄设备还包括第二检测器件和控制器；

所述第二检测器件用于检测所述承载面是否位于所述风刀的出风口与所述风扇的进风口之间；

所述控制器与所述第一检测器件、所述第二检测器件、所述风刀和所述风扇连接，用于在所述承载面上不存在晶圆且所述承载面位于所述风刀的出风口与所述风扇的进风口之间时，启动所述风刀和所述风扇。

示例性地，所述第一检测器件包括真空传感器；

所述第二检测器件包括光电传感器。

示例性地，所述风刀的进风口连接氮气气源。

示例性地，所述晶圆减薄单元包括晶圆磨削组件、晶圆抛光组件和晶圆清洗组件。

示例性地，所述晶圆存储单元包括至少两个晶圆盒。

根据本实用新型的晶圆减薄设备，通过设置吹扫单元对晶圆传送单元进行吹扫，可以有效去除晶圆传送单元上粘附的微粒，避免晶圆传送单元上粘附的微粒与减薄后的晶圆接触造成减薄后的晶圆产生诸如十字裂纹之类的缺陷，可以有效提升产品良率。

附图说明

本申请的下列附图在此作为本申请的一部分用于理解本申请。附图中示出了本申请的实施例及其描述，用来解释本申请的装置及原理。在附图中，

图1为根据本申请一实施例的晶圆减薄设备的结构示意图。

附图标记说明：

100-第一晶圆盒，200-第二晶圆盒，300-晶圆减薄单元，400-晶圆传送单元，410-承载面，500-风刀，600-风扇，700-腔室。

具体实施方式

在下文的描述中，给出了大量具体的细节以便提供对本申请更为彻底的理解。然而，对于本领域技术人员而言显而易见的是，本申请可以无需一个或多个这些细节而得以实施。在其他的例子中，为了避免与本申请发生混淆，对于本领域公知的一些技术特征未进行描述。

应当理解的是，本申请能够以不同形式实施，而不应当解释为局限于这里提出的实施例。相反地，提供这些实施例将使公开彻底和完全，并且将本申请的范围完全地传递给本领域技术人员。在附图中，为了清楚，层和区的尺寸以及相对尺寸可能被夸大。自始至终相同附图标记表示相同的元件。

应当明白，尽管可使用术语第一、第二、第三等描述各种元件、部件、区、层和/或部分，这些元件、部件、区、层和/或部分不应当被这些术语限制。这些术语仅仅用来区分一个元件、部件、区、层或部分与另一个元件、部件、区、层或部分。因此，在不脱离本申请教导之下，下面讨论的第一元件、部件、区、层或部分可表示为第二元件、部件、区、层或部分。

空间关系术语例如“在...下”、“在...下面”、“下面的”、“在...之下”、“在...之上”、“上面的”等，在这里可为了方便描述而被使用从而描述图中所示的一个元件或特征与其它元件或特征的关系。应当明白，除了图中所示的取向以外，空间关系术语意图还包括使用和操作中的器件的不同取向。

在此使用的术语的目的仅在于描述具体实施例并且不作为本申请的限制。在此使用时，单数形式的“一”、“一个”和“所述/该”也意图包括复数形式，除非上下文清楚指出另外的方式。还应明白术语“组成”和/或“包括”，当在该说明书中使用时，确定所述特征、整数、步骤、操作、元件和/或部件的存在，但不排除一个或更多其它的特征、整数、步骤、操作、元件、部件和/或组的存在或添加。在此使用时，术语“和/或”包括相关所列项目的任何及所有组合。

本申请实施例提供一种晶圆减薄设备，其包括：

晶圆存储单元，用于存储减薄前的晶圆和减薄后的晶圆；

晶圆减薄单元，用于对晶圆进行减薄；

晶圆传送单元，用于在晶圆存储单元和晶圆减薄单元之间传送减薄前的晶圆和减薄后的晶圆；

吹扫单元，用于对晶圆传送单元进行吹扫，以去除晶圆传送单元上的微粒。

根据本实用新型的晶圆减薄设备，通过设置吹扫单元对晶圆传送单元进行吹扫，可以有效去除晶圆传送单元上粘附的微粒，避免晶圆传送单元上粘附的微粒与减薄后的晶圆接触造成减薄后的晶圆产生诸如十字裂纹之类的缺陷，可以有效提升产品良率。

参照附图1对根据本申请一实施例的晶圆减薄设备进行示例性说明，该晶圆减薄设备包括晶圆存储单元、晶圆减薄单元300、晶圆传送单元400和吹扫单元。

晶圆存储单元用于存储减薄前的晶圆和减薄后的晶圆。在本申请实施例中，晶圆存储单元包括第一晶圆盒100和第二晶圆盒200。第一晶圆盒100和第二晶圆盒200均可以为前开式晶圆传送盒或其它结构形式的晶圆盒，本领域技术人员可以根据需要进行选择。在其它一些实施例中，晶圆存储单元可以包括一个、三个或更多个用于存储减薄前的晶圆和减薄后的晶圆的晶圆盒。

晶圆减薄单元300用于对晶圆进行减薄。具体地，在本申请实施例中，晶圆减薄单元300用于将厚度为725μm左右的晶圆减薄至60～100μm。晶圆减薄单元300可以包括晶圆磨削组件、晶圆抛光组件和晶圆清洗组件。晶圆磨削单元用于实现晶圆的磨削，其可以包括工作台、设置在工作台上的吸盘以及与吸盘位置对应的磨削砂轮。在一些实施例中，磨削砂轮可以有两个，两个磨削砂轮分别用于实现粗磨削和精磨削，吸盘可以有三个，可在粗磨工位、精磨工位和装卸工位之间轮转。晶圆抛光组件用于对完成磨削的晶圆进行化学机械抛光(Chemical Mechanical Polishing，CMP)，其可以包括工作台、抛光垫、晶圆承载器和抛光液供给结构等，其具体结构及工作原理对于本领域技术人员是已知的，这里不再详细说明。晶圆清洗组件用于对抛光后的晶圆进行清洗和干燥，其可以包括转动轴、气管、水管等，转动轴用于带动晶圆转动，气管和水管分别用于向晶圆喷射气体和清水，以使晶圆在转动的同时实现清洗，转动轴还用于在清洗完成后带动晶圆进行高速旋转，以将晶圆上的残留水滴甩干，以使晶圆保持清洁干燥的状态。晶圆清洗组件还可以包括对晶圆进行刷洗的刷洗件，例如毛刷等，其具体结构及设置方式对于本领域技术人员是已知的，这里不再详细说明。晶圆减薄单元300还可以包括在晶圆磨削组件、晶圆抛光组件和晶圆清洗组件之间传送晶圆的多个机械手，该机械手例如可以为六轴机械手。

晶圆传送单元400用于在晶圆存储单元和晶圆减薄单元300之间传送减薄前的晶圆和减薄后的晶圆。具体地，晶圆传送单元400可以将第一晶圆盒100中存储的减薄前的晶圆传送至晶圆减薄单元300(例如传送至晶圆减薄单元300中的晶圆磨削组件)，以通过晶圆减薄单元300对晶圆进行减薄。晶圆传送单元400还可以将来自晶圆减薄单元300(例如来自晶圆减薄单元300中的晶圆清洗组件)的减薄后的晶圆传送至第一晶圆盒100中存放减薄前的该晶圆的位置进行存储(也即减薄后的晶圆存放在同一晶圆减薄前处于晶圆盒中的位置)。当第一晶圆盒100中存储的晶圆全部为减薄后的晶圆后，晶圆传送单元400可以将第二晶圆盒200中存储的减薄前的晶圆传送至晶圆减薄单元300进行减薄，并将来自晶圆减薄单元300的减薄后的晶圆传送至第二晶圆盒200中存放减薄前的该晶圆的位置进行存储，在此过程中时，工作人员可以将装满减薄后的晶圆的第一晶圆盒100替换为另一装满减薄前的晶圆的第一晶圆盒100，从而，晶圆减薄设备可以实现连续作业，提升生产效率。在本申请实施例中，晶圆传送单元400包括机械手，该机械手可旋转、伸展或折叠收缩，以进行晶圆的传送。该机械手可以包括承载面410和真空吸附组件，承载面410可以为圆形或其它合适形状的平坦表面，用于承载晶圆，真空吸附组件用于真空吸附位于承载面410上的晶圆。具体地，承载面410上设置有多个吸附槽，吸附槽在承载面410承载晶圆时被晶圆覆盖，真空吸附组件可以包括真空发生器，其通过管路与吸附槽连接，可以在吸附槽处抽真空以使晶圆真空吸附于承载面410上，从而使晶圆在机械手移动时能够稳定地保持在承载面410上。

吹扫单元用于对晶圆传送单元400进行吹扫，以去除晶圆传送单元400上的微粒。由于晶圆传送单元400会交叉接触减薄前的晶圆和减薄后的晶圆，而减薄前的晶圆通常无微粒管控，因此，来自减薄前的晶圆的微粒可能会粘附在晶圆传送单元400的承载面410上。减薄后的晶圆厚度较薄，其在真空吸附的作用下与承载面410粘附的灰尘接触时，极易产生诸如十字裂纹之类的缺陷。通过吹扫单元对晶圆传送单元400的承载面410进行吹扫，可以使承载面410上的微粒与承载面410分离，从而实现承载面410上微粒的去除，避免微粒对减薄后的晶圆造成诸如十字裂纹之类的缺陷。吹扫单元可以被配置为在晶圆传送单元400每次将第一晶圆盒100中存储的减薄前的晶圆传送至晶圆减薄单元300后，对其进行吹扫。

在本申请实施例中，吹扫单元包括风刀500(也称为气刀)，其用于将使通过其进风口进入的压缩气体通过其出风口以气流薄片的形式高速吹出，形成一面薄薄的高强度、大气流的冲击气幕，该冲击气幕可以在与承载面410接触时对其上的微粒形成强烈冲击，使微粒与承载面410脱离，并随冲击气幕一同离开承载面410。在本申请实施例中，风刀500的进风口可以连接氮气气源，例如压缩氮气储罐等，以通过氮气进行吹扫。在其它一些实施例中，风刀500的进风口可以与洁净的压缩空气气源连接，以通过压缩空气进行吹扫。在其它一些实施例中，该风刀500也可替换成用于喷射高速气流的喷嘴或其它合适的吹扫器件，只要其能够通过气流吹扫使承载面410上的微粒从承载面410脱离即可。

在本申请实施例中，吹扫单元还包括风扇600，风刀500的出风口与风扇600的进风口相对设置，也即，风刀500的出风口朝向风扇600的进风口设置，使得风刀500吹出的风可以进入风扇600，并被风扇600吹向远离风刀500的地方。风扇600的出风口可以位于风扇600远离风刀500的一侧。从而，当承载面410位于风刀500的出风口和风扇600的进风口之间时，风刀500产生的冲击气幕可以作用在承载面410上，携带承载面410上的微粒进入风扇600的进风口，并被风扇600吹向远离承载面410的地方，避免微粒再落到承载面410上。需要说明的是，风刀500的风速(或者单位时间的出风量)配置为小于风扇600的风速(或者单位时间的进风量)，使得风刀500吹出的气体在携带微粒后可以全部或近乎全部地进入风扇600。

在本申请实施例中，晶圆减薄设备还包括腔室700，风刀500和风扇600位于腔室700内，机械手位于腔室700内，但可以通过腔室700上的开口伸出至腔室700外，以从腔室700外的第一晶圆盒100取减薄前的晶圆或将减薄后的晶圆放入腔室700外的第二存储单元中。风扇600可以固定于腔室700的侧壁上，腔室700的侧壁上设置有与风扇600的出风口对应的通孔，风扇600的出风口通过该通孔与腔室700的外部连通，从而，风扇600可以将风刀500吹出的通过承载面410后携带有微粒的气体排至腔室700外部，使该微粒难以再次粘附到承载面410上，实现了更好的吹扫效果。在其它一些实施例中，第一晶圆盒100和第二晶圆盒200也可以位于腔室700内部。

在本申请实施例中，机械手还包括第一检测器件，第一检测器件用于检测承载面410上是否存在晶圆。具体地，第一检测器件可以为真空传感器，器可以设置在连接真空发生器与吸附槽的管路中，当真空发生器工作且承载面410上存在晶圆时，该管路中产生负压，真空传感器可以在检测到一定负压值时判定承载面410上存在晶圆。真空传感器可以在真空发生器工作时根据检测到的负压值判定承载面410上是否存在晶圆。在一些实施例中，第一检测器件可以为光电传感器，其可以通过承载面410上的通孔发出检测信号(光线信号)，当承载面410上存在晶圆时，该检测信号会被晶圆遮挡而返回光电传感器，被光电传感器接收；当承载面410上不存在晶圆时，该检测信号无法返回，无法被光电传感器接收。从而，光电传感器可以根据是否接收到返回的检测信号判定承载面410上是否存在晶圆。

晶圆减薄设备还包括第二检测器件，第二检测器件用于检测承载面410是否位于风刀500的出风口与风扇600的进风口之间。在本申请实施例中，第二检测器件包括第一光电传感器和第二光电传感器，第一光电传感器位于风刀500和风扇600之间的区域，用于在承载面410位于风刀500的出风口与风扇600的进风口之间时触发(这里的触发是指光电传感器发出的检测信号会被机械手遮挡而返回光电传感器，被光电传感器接收)，第二光电传感器位于风刀500和风扇600之间的区域之外，例如位于靠近第一晶圆盒100和第二晶圆盒200的位置，用于在承载面410离开风刀500的出风口与风扇600的进风口之间的区域时触发。当第一光电传感器触发、第二光电传感器未触发时，承载面410位于风刀500的出风口与风扇600的进风口之间；当第一光电传感器未触发、第二光电传感器触发时，承载面410不位于风刀500的出风口与风扇600的进风口之间。在其它一些实施例中，第二检测器件可以仅包括位于风刀500和风扇600之间的区域中的第一光电传感器。在其它一些实施例中，第二检测器件可以由光电传感器替换为其它形式的接近传感器或能够对承载面410位置进行检测的传感器，本领域技术人员可以根据需要进行选择。

控制器与第一检测器件、第二检测器件、风刀500和风扇600连接，用于在承载面410上不存在晶圆且承载面410位于风刀500的出风口与风扇600的进风口之间时(也即通过第一检测器件检测到承载面410上不存在晶圆，且通过第二检测器件检测到承载面410位于风刀500的出风口与风扇600的进风口之间时)，启动风刀500和风扇600，以对承载面410进行吹扫；在承载面410上存在晶圆或承载面410不位于风刀500的出风口与风扇600的进风口之间时，关闭风刀500和风扇600。从而，可以实现承载面410的自动吹扫。控制器可以为单片机或其它合适的控制器件。在一些实施例中，机械手可以被配置为每次将晶圆存储单元中存储的减薄前的晶圆传送至晶圆减薄单元300后，移动承载面410至风刀500的出风口与风扇600的进风口之间进行吹扫，然后再进行后续的晶圆传送。在一些实施例中，控制器可以与真空吸附组件中的真空发生器连接，用于在通过第一检测器件检测到承载面410上不存在晶圆时，控制真空发生器停止工作，从而，保证风刀500和风扇600启动时，真空发生器是不工作的，避免吹扫的微粒被吸入真空发生器。

尽管这里已经参考附图描述了示例实施例，应理解上述示例实施例仅仅是示例性的，并且不意图将本申请的范围限制于此。本领域普通技术人员可以在其中进行各种改变和修改，而不偏离本申请的范围和精神。所有这些改变和修改意在被包括在所附权利要求所要求的本申请的范围之内。

本领域普通技术人员可以意识到，结合本文中所公开的实施例描述的各示例的单元及算法步骤，能够以电子硬件、或者计算机软件和电子硬件的结合来实现。这些功能究竟以硬件还是软件方式来执行，取决于技术方案的特定应用和设计约束条件。专业技术人员可以对每个特定的应用来使用不同方法来实现所描述的功能，但是这种实现不应认为超出本申请的范围。

在本申请所提供的几个实施例中，应该理解到，所揭露的设备和方法，可以通过其它的方式实现。例如，以上所描述的设备实施例仅仅是示意性的，例如，所述单元的划分，仅仅为一种逻辑功能划分，实际实现时可以有另外的划分方式，例如多个单元或组件可以结合或者可以集成到另一个设备，或一些特征可以忽略，或不执行。

在此处所提供的说明书中，说明了大量具体细节。然而，能够理解，本申请的实施例可以在没有这些具体细节的情况下实践。在一些实例中，并未详细示出公知的方法、结构和技术，以便不模糊对本说明书的理解。

类似地，应当理解，为了精简本申请并帮助理解各个实用新型方面中的一个或多个，在对本申请的示例性实施例的描述中，本申请的各个特征有时被一起分组到单个实施例、图、或者对其的描述中。然而，并不应将该本申请的方法解释成反映如下意图：即所要求保护的本申请要求比在每个权利要求中所明确记载的特征更多的特征。更确切地说，如相应的权利要求书所反映的那样，其发明点在于可以用少于某个公开的单个实施例的所有特征的特征来解决相应的技术问题。因此，遵循具体实施方式的权利要求书由此明确地并入该具体实施方式，其中每个权利要求本身都作为本申请的单独实施例。

本领域的技术人员可以理解，除了特征之间相互排斥之外，可以采用任何组合对本说明书(包括伴随的权利要求、摘要和附图)中公开的所有特征以及如此公开的任何方法或者设备的所有过程或单元进行组合。除非另外明确陈述，本说明书(包括伴随的权利要求、摘要和附图)中公开的每个特征可以由提供相同、等同或相似目的替代特征来代替。

此外，本领域的技术人员能够理解，尽管在此所述的一些实施例包括其它实施例中所包括的某些特征而不是其它特征，但是不同实施例的特征的组合意味着处于本申请的范围之内并且形成不同的实施例。例如，在权利要求书中，所要求保护的实施例的任意之一都可以以任意的组合方式来使用。

应该注意的是上述实施例对本申请进行说明而不是对本申请进行限制，并且本领域技术人员在不脱离所附权利要求的范围的情况下可设计出替换实施例。

Claims (10)

1.一种晶圆减薄设备，其特征在于，包括：

晶圆存储单元，用于存储减薄前的晶圆和减薄后的晶圆；

晶圆减薄单元，用于对晶圆进行减薄；

晶圆传送单元，用于在所述晶圆存储单元和所述晶圆减薄单元之间传送减薄前的晶圆和减薄后的晶圆；

吹扫单元，用于对所述晶圆传送单元进行吹扫，以去除所述晶圆传送单元上的微粒。

2.根据权利要求1所述的晶圆减薄设备，其特征在于，

所述晶圆传送单元包括机械手；

所述机械手包括承载面和真空吸附组件，所述承载面用于承载晶圆，所述真空吸附组件用于真空吸附位于所述承载面上的晶圆。

3.根据权利要求2所述的晶圆减薄设备，其特征在于，

所述吹扫单元包括风刀，所述风刀用于对所述承载面进行吹扫。

4.根据权利要求3所述的晶圆减薄设备，其特征在于，

所述吹扫单元还包括风扇；

所述风刀的出风口与所述风扇的进风口相对设置；

所述承载面能够移动至所述风刀的出风口与所述风扇的进风口之间。

5.根据权利要求4所述的晶圆减薄设备，其特征在于，

所述晶圆减薄设备还包括腔室；

所述风刀和所述风扇位于所述腔室内，其中，所述风扇的出风口与所述腔室的外部连通。

6.根据权利要求4所述的晶圆减薄设备，其特征在于，

所述机械手还包括第一检测器件，所述第一检测器件用于检测所述承载面上是否存在晶圆；

所述晶圆减薄设备还包括第二检测器件和控制器；

所述第二检测器件用于检测所述承载面是否位于所述风刀的出风口与所述风扇的进风口之间；

所述控制器与所述第一检测器件、所述第二检测器件、所述风刀和所述风扇连接，用于在所述承载面上不存在晶圆且所述承载面位于所述风刀的出风口与所述风扇的进风口之间时，启动所述风刀和所述风扇。

7.根据权利要求6所述的晶圆减薄设备，其特征在于，

所述第一检测器件包括真空传感器；

所述第二检测器件包括光电传感器。

8.根据权利要求3所述的晶圆减薄设备，其特征在于，

所述风刀的进风口连接氮气气源。

9.根据权利要求1所述的晶圆减薄设备，其特征在于，

所述晶圆减薄单元包括晶圆磨削组件、晶圆抛光组件和晶圆清洗组件。

10.根据权利要求1所述的晶圆减薄设备，其特征在于，

所述晶圆存储单元包括至少两个晶圆盒。