本發(fā)明涉及半導(dǎo)體生產(chǎn)，特別涉及一種晶圓溢膠修邊設(shè)備及方法。

背景技術(shù)：

1、隨著晶圓加工工藝技術(shù)的不斷發(fā)展，晶圓鍵合工藝應(yīng)用越來越廣泛。在對(duì)晶圓鍵合前，需對(duì)晶圓層壓后的溢膠進(jìn)行修邊處理，晶圓邊緣的溢膠易導(dǎo)致晶圓鍵合過程中上下兩片晶圓對(duì)齊不均勻，notch口對(duì)齊困難。目前為有效解決晶圓層壓后的溢膠問題，人工采用刀片對(duì)一片片晶圓邊緣溢膠和notch口進(jìn)行修邊，勞動(dòng)強(qiáng)度大，晶圓受力不均勻，易出現(xiàn)碎片隱裂，同時(shí)也有安全隱患。

2、于是，有如中國(guó)專利cn?115213974?b公開的一種晶圓周圍溢膠修除裝置及方法；該方案中，設(shè)有旋轉(zhuǎn)吸附治具、定位夾具和修膠刀機(jī)構(gòu)，其通過定位夾具將晶圓定位到旋轉(zhuǎn)吸附治具上，再由旋轉(zhuǎn)吸附裝置帶著晶圓等速旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)，配合修膠刀具機(jī)構(gòu)的進(jìn)刀實(shí)現(xiàn)修邊；但是該方案中，定位夾具較難以將晶圓的圓心與旋轉(zhuǎn)吸附治具的圓心進(jìn)行精確的定位，因此晶圓無法實(shí)現(xiàn)跟隨旋轉(zhuǎn)吸附治具進(jìn)行同心轉(zhuǎn)動(dòng)，而因?yàn)檫M(jìn)刀的位置是固定的，導(dǎo)致晶圓的部分邊緣可能無法接觸到修邊刀具機(jī)構(gòu)而無法實(shí)現(xiàn)修邊目的。而且該方案中針對(duì)的是解鍵合后的膠已經(jīng)固化后的晶圓進(jìn)行溢膠修除，修除量較?。欢以摲桨钢袩o法自動(dòng)對(duì)notch口進(jìn)行修邊，還需要手動(dòng)修邊。

3、同時(shí)為了滿足晶圓后道生產(chǎn)工藝的精度要求，往往需要對(duì)晶圓溢膠量進(jìn)行把控，保證溢膠不突出晶圓或者盡量控制在絲米級(jí)內(nèi)。而目前的自動(dòng)修邊技術(shù)往往無法控制溢膠修邊的均勻度，更無法實(shí)現(xiàn)晶圓溢膠的內(nèi)修（即溢膠修邊后溢膠比晶圓直徑?。?。最終導(dǎo)致解鍵合后邊緣崩膠，電鍍工序因?yàn)橐缒z不均勻?qū)е戮A裂片。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路

1、本發(fā)明的目的在于提供一種晶圓溢膠修邊設(shè)備及方法，具有保證晶圓溢膠修邊后晶圓邊緣的溢膠均勻度；同時(shí)可以進(jìn)行內(nèi)修，保證溢膠不突出晶圓邊緣，提高晶圓鍵合的良率，避免安全隱患的優(yōu)點(diǎn)。

2、為了達(dá)成上述目的，本發(fā)明的解決方案是：

3、一種晶圓溢膠修邊設(shè)備，包括旋轉(zhuǎn)吸附裝置、刀具裝置、移動(dòng)裝置和定位裝置；

4、所述旋轉(zhuǎn)吸附裝置包括用于吸附并帶動(dòng)晶圓旋轉(zhuǎn)的晶圓載臺(tái)，所述晶圓載臺(tái)的直徑小于晶圓的直徑；

5、所述刀具裝置安裝于移動(dòng)裝置上，移動(dòng)裝置位于旋轉(zhuǎn)吸附裝置的外周，該移動(dòng)裝置用于帶動(dòng)刀具裝置靠近或遠(yuǎn)離晶圓載臺(tái)上的晶圓周緣；

6、所述刀具裝置包括旋轉(zhuǎn)組件和浮動(dòng)刀頭組件，該浮動(dòng)刀頭組件的刀頭能夠自適應(yīng)地前后伸縮活動(dòng)，該旋轉(zhuǎn)組件用于調(diào)節(jié)浮動(dòng)刀頭組件的旋轉(zhuǎn)角度和傾斜角度；

7、所述定位裝置包括兩個(gè)設(shè)于旋轉(zhuǎn)吸附裝置外周并周向間隔的視覺定位組件，所述視覺定位組件包括朝上進(jìn)行視覺檢測(cè)的檢測(cè)窗口，并且檢測(cè)窗口位于晶圓載臺(tái)上的晶圓下方。

8、進(jìn)一步的，兩個(gè)視覺定位組件周向間隔90°。

9、進(jìn)一步的，所述視覺定位組件包括視覺組件和視覺移動(dòng)組件，所述檢測(cè)窗口設(shè)置于視覺組件靠近旋轉(zhuǎn)吸附裝置的頂部；視覺移動(dòng)組件控制視覺組件的檢測(cè)窗口沿著晶圓載臺(tái)的徑向方向進(jìn)行移動(dòng)。

10、進(jìn)一步的，所述移動(dòng)裝置為xy移動(dòng)組件，xy移動(dòng)組件用于帶動(dòng)刀具裝置沿著xy方向進(jìn)行往復(fù)運(yùn)動(dòng)。

11、進(jìn)一步的，所述旋轉(zhuǎn)吸附裝置還包括吸附平臺(tái)、載臺(tái)旋轉(zhuǎn)組件和真空吸附組件；所述晶圓載臺(tái)可轉(zhuǎn)動(dòng)地安裝于吸附平臺(tái)頂部，所述載臺(tái)旋轉(zhuǎn)組件用于驅(qū)動(dòng)晶圓載臺(tái)轉(zhuǎn)動(dòng)；所述真空吸附組件包括連通于晶圓載臺(tái)頂面的真空管路。

12、進(jìn)一步的，所述刀具裝置的旋轉(zhuǎn)組件包括安裝板、旋轉(zhuǎn)座、水平旋轉(zhuǎn)驅(qū)動(dòng)器、刀具安裝座和傾斜旋轉(zhuǎn)驅(qū)動(dòng)器；所述安裝板安裝連接于所述移動(dòng)裝置，所述旋轉(zhuǎn)座和水平旋轉(zhuǎn)驅(qū)動(dòng)器均安裝于安裝板上，水平旋轉(zhuǎn)驅(qū)動(dòng)器驅(qū)動(dòng)旋轉(zhuǎn)座在安裝板上水平轉(zhuǎn)動(dòng)；所述傾斜旋轉(zhuǎn)驅(qū)動(dòng)器和刀具安裝座均安裝于旋轉(zhuǎn)座上，傾斜旋轉(zhuǎn)驅(qū)動(dòng)器驅(qū)動(dòng)刀具安裝座在旋轉(zhuǎn)座上相對(duì)水平面傾斜轉(zhuǎn)動(dòng)；所述浮動(dòng)刀頭組件安裝于刀具安裝座上。

13、進(jìn)一步的，所述浮動(dòng)刀頭組件包括刀頭、刀頭座和刀頭彈簧；所述刀頭可拆地安裝于刀頭座靠近晶圓載臺(tái)的一端，刀頭座的另一端能夠往復(fù)滑動(dòng)地安裝限位于刀具安裝座上，并且刀頭座遠(yuǎn)離刀頭的端面和刀具安裝座之間設(shè)置所述刀頭彈簧。

14、進(jìn)一步的，還包括抽屑裝置，該抽屑裝置包括擋屑罩、抽屑盒、抽吸組件和升降組件；所述擋屑罩罩設(shè)于浮動(dòng)刀頭組件刀頭遠(yuǎn)離晶圓載臺(tái)的一側(cè)而形成導(dǎo)屑腔，并且所述導(dǎo)屑腔底部開口，同時(shí)刀頭內(nèi)部具有通孔連通導(dǎo)屑腔；所述抽屑盒頂部敞口形成集屑槽，集屑槽位于浮動(dòng)刀頭組件和晶圓接觸的修邊點(diǎn)下方；所述抽吸組件具有連通于集屑槽的抽吸通道；所述升降組件驅(qū)動(dòng)抽屑盒上下升降。

15、本發(fā)明還提供一種晶圓溢膠修邊方法，采用上述的修邊設(shè)備對(duì)晶圓的溢膠進(jìn)行修邊，包括如下步驟：

16、步驟1：晶圓上料；通過人工或機(jī)械手將晶圓放置在旋轉(zhuǎn)吸附裝置的晶圓載臺(tái)上，并將晶圓吸附在晶圓載臺(tái)上；

17、步驟2：晶圓定位；利用定位裝置的視覺定位組件對(duì)晶圓下表面無溢膠的邊緣進(jìn)行視覺檢測(cè)，獲得晶圓圓心坐標(biāo)；

18、步驟3：計(jì)算晶圓修邊起始點(diǎn)；將步驟2獲得的晶圓圓心坐標(biāo)與晶圓載臺(tái)的載臺(tái)圓心坐標(biāo)進(jìn)行對(duì)比，并計(jì)算獲得晶圓修邊起始點(diǎn)；

19、步驟4：刀具裝置修邊準(zhǔn)備；通過刀具裝置的旋轉(zhuǎn)組件調(diào)整浮動(dòng)刀頭組件的旋轉(zhuǎn)角度和傾斜角度，調(diào)整好角度后，通過移動(dòng)裝置將浮動(dòng)刀頭組件的刀頭移動(dòng)到步驟3中計(jì)算得到的晶圓修邊起始點(diǎn)；

20、步驟5：刀具裝置隨動(dòng)對(duì)晶圓溢膠進(jìn)行修邊；晶圓在晶圓載臺(tái)的帶動(dòng)下旋轉(zhuǎn)并做至少一圈的圓周軌跡或者凸輪軌跡的運(yùn)動(dòng)，相應(yīng)的移動(dòng)裝置帶動(dòng)刀具裝置跟隨晶圓的軌跡進(jìn)行適配運(yùn)動(dòng)，該適配運(yùn)動(dòng)用以保持浮動(dòng)刀頭組件的刀頭始終與晶圓邊緣貼近，確保兩者間距始終一致，實(shí)現(xiàn)對(duì)晶圓邊緣溢膠的修除；同時(shí)，晶圓修邊過程中，視覺定位組件進(jìn)行視覺檢測(cè)，以獲得晶圓修邊結(jié)束時(shí)的notch口坐標(biāo)；修邊結(jié)束后，移動(dòng)裝置和刀具裝置復(fù)位到初始位置；

21、步驟6：修notch口處溢膠；步驟5結(jié)束后，旋轉(zhuǎn)吸附裝置的晶圓載臺(tái)根據(jù)步驟5獲得的notch口坐標(biāo)對(duì)晶圓進(jìn)行旋轉(zhuǎn)，將notch口旋轉(zhuǎn)到預(yù)設(shè)的修notch口起始位置，隨后刀具裝置調(diào)整浮動(dòng)刀頭組件的角度，并通過移動(dòng)裝置帶動(dòng)浮動(dòng)刀頭組件靠近修notch口起始位置做notch口仿形動(dòng)作，以沿著notch口的形狀將notch口內(nèi)的溢膠去除；

22、步驟7：晶圓下料；在溢膠全部修除后，旋轉(zhuǎn)吸附裝置斷開對(duì)晶圓的吸附，人工或者機(jī)械手將修除溢膠后的晶圓取走。

23、進(jìn)一步的，所述修邊方法還包括步驟8：刀具磨損檢測(cè)；通過刀具裝置的旋轉(zhuǎn)組件調(diào)整浮動(dòng)刀頭組件的角度，同時(shí)移動(dòng)裝置將刀具裝置移動(dòng)到視覺定位組件的上方，視覺定位組件對(duì)浮動(dòng)刀頭組件的刀頭進(jìn)行視覺檢測(cè)，判斷刀頭的磨損程度；檢測(cè)結(jié)束后，移動(dòng)裝置和刀具裝置復(fù)位到初始位置，并根據(jù)磨損程度提示是否需要對(duì)刀頭進(jìn)行更換。

24、進(jìn)一步的，所述步驟2晶圓定位中，視覺定位組件對(duì)晶圓下表面無溢膠的邊緣進(jìn)行多次視覺檢測(cè)，以獲得多個(gè)晶圓圓心坐標(biāo)；具體的，每次視覺檢測(cè)后就利用晶圓載臺(tái)帶動(dòng)晶圓轉(zhuǎn)動(dòng)預(yù)定的角度后再進(jìn)行下一次的視覺檢測(cè)；最后，取多個(gè)晶圓圓心坐標(biāo)的平均值，作為最終的晶圓圓心坐標(biāo)。

25、進(jìn)一步的，在執(zhí)行步驟6之前，調(diào)整浮動(dòng)刀頭組件的傾斜角度，隨后重復(fù)步驟2到步驟5，實(shí)現(xiàn)對(duì)晶圓的邊緣溢膠的內(nèi)修；所述修邊設(shè)備還包括抽屑裝置；在步驟5和步驟6中，抽屑裝置同步工作對(duì)修除的膠屑進(jìn)行抽吸。

26、采用上述技術(shù)方案后，通過設(shè)置有旋轉(zhuǎn)吸附裝置、定位裝置、移動(dòng)裝置和刀具裝置。具有高度靈活性，可以實(shí)現(xiàn)刀具與晶圓的間距時(shí)時(shí)跟隨，修邊刀頭不傷晶圓，溢膠修邊均勻，刀頭磨損可控，并且可以實(shí)現(xiàn)對(duì)notch口的自動(dòng)除膠，便于后續(xù)工序中的晶圓定位等。同時(shí)可以對(duì)解鍵合前溢膠量較大的晶圓進(jìn)行修膠，還可以進(jìn)行內(nèi)修，保證溢膠不突出晶圓邊緣，提高晶圓鍵合的良率，避免安全隱患。與人工相比，避免人工修邊受力不均對(duì)晶圓的損傷和污染，有效提高生產(chǎn)效率和產(chǎn)品的良率。