一种晶圆与玻璃分离装置的制作方法

本实用新型属于半导体芯片制造设备技术领域,尤其涉及一种将晶圆片从与它胶合的玻璃片上分离开来的装置。

背景技术：

指纹芯片的制造过程中有一环节是将带功能的晶圆片从与它胶合的玻璃片上分离开来。在现有技术中，是先通过治具对芯片玻璃晶圆胶合体加热，然后人工进行分离。由于人工操作力道大小和方向随意性太大、力道掌握不均匀，所以破片率高；同样的原因造成人工操作时连续性不好，所以需要人工干预,影响了效率。

技术实现要素：

本实用新型所要解决的技术问题是提供一种分离晶圆和玻璃安全性高、破片率低、分离效率高的晶圆与玻璃分离装置，以克服现有技术存在的不足。

为解决上述技术问题，本实用新型采用如下的技术方案：

一种晶圆与玻璃分离装置，其特征在于；包括机架、上吸盘组件、位于上吸盘组件下方的下吸盘组件，所述下吸盘组件包括固定不动的下吸盘、贴合在下吸盘下的下加热器、穿设在下吸盘中能够升降的多根支撑柱，所述上吸盘组件包括上吸盘，贴合在上吸盘上的上加热器，所述机架上还设有能够驱动所述上吸盘组件竖向及左右移动的驱动组件，所述支撑柱的顶面具有真空吸嘴，所述上吸盘组件中具有压力传感器，所述上加热器和所述下加热器中均具有温度传感器。

采用上述技术方案，本实用新型能够实现将玻璃和晶圆片进行分离，具有安全性高、分离效率高、破损率低、具有较高自动化的优点。

附图说明

下面结合附图和具体实施方式对本实用新型进行详细说明：

图1为本实用新型的立体结构示意图。

图2为下吸盘组件的结构示意图；

图3为上吸盘组件的结构示意图；

图4为上吸盘组件在另一视角下的结构示意图；

图5A-图5D为分离方法各步骤的动作示意图。

具体实施方式

如图1所示，本实用新型的晶圆与玻璃分离装置，包括机架100、底座200、上吸盘组件300、下吸盘组件400以及驱动组件500。

如图2所示，下吸盘组件400包括有下吸盘410、下加热器420、四根支撑柱430。其中，下吸盘410和下加热器420均为圆盘状且均固定在底座200上，下加热器420位于下吸盘410的下方并贴合在一起。下吸盘410的上表面分布有多个吸气孔601、并具有同心分布的多个环形吸气槽602以及将吸气孔601与环形吸气槽602连通的条形吸气槽603。

在下吸盘410和下加热器420上还周向阵列有四个通孔431，四根支撑柱430分别穿设在该四个通孔431中，在底座200内部设有驱动支撑柱430的升降驱动装置(被底座200遮挡，图中未显示)。升降驱动装置可以为气动装置(如气缸)或液压装置(如油缸)或电动装置(如电机)。支撑柱430的顶端具有吸气嘴，该吸气嘴由开设在支撑柱430顶面的吸气孔构成。

如图3和图4所示，上吸盘组件300包括有上吸盘310、上加热器320、微动座330、支撑梁340、连接架350以及压力传感器360。

其中，上吸盘310和上加热器320均为圆盘状且固定在微动座330的下方，上吸盘310位于上加热器320下方并贴合在一起。同样，上吸盘310的下表面也分布有多个吸气孔、并具有同心分布的多个环形吸气槽以及将吸气孔与环形吸气槽连通的条形吸气槽。

支撑梁340为十字架梁，在两侧具有侧架341，该侧架341通过弹簧342将微动座330悬吊在支撑梁340的下方，侧架341的横梁上设有与弹簧342连接的调节螺栓343。

支撑梁340四个方向的梁体上分别设有直线轴承344，在微动座330的上表面对应直线轴承344位置具有导向柱331，导向柱331位于直线轴承344中，在微动座330上下微动过程中起到导向作用。

连接架350由竖板351和连接竖板351下端的底板352构成，底板352固定在支撑梁340上表面的中心位置。

在微动座330的中心位置具有中心架332，支撑梁340的中心位置两侧具有通孔345，中心架332的立柱穿设在通孔345中，立柱的下端连接微动座330，中心架332的横梁位于支撑梁340和底板352的上方。底板352的上表面设有凸台353，中心架332的横梁上设有支撑螺栓354，支撑螺栓354的下端作用在凸台353上。通过调节该支撑螺栓354，使得微动座330能够被支撑梁340所支撑并且调节微动座330和支撑梁340的间距。

支撑梁340的下表面中心位置设有压力传感器360，使得压力传感器360的形变球朝下，在微动座330的上表面中心位置还设有凸起块333。

上加热器320和下加热器420均为金属材质，内部通有加热管。上加热器320和下加热器420中均具有温度传感器。

上吸盘310、下吸盘410以及支撑柱430上的吸气孔均通过气管连接到可控真空源。

在如图1所示，驱动组件500包括横向驱动机构和竖向驱动机构。横向驱动机构包括横向滑轨501，横向滑座502、横向电机503、横向丝杆螺母组件504；竖向驱动机构包括竖向滑轨506、竖向滑座507、竖向电机508、竖向丝杆螺母组件509。其中，横向滑轨410固定在机架100上，横向滑座502位于横向滑轨501上，横向电机503位于横向滑块410的端头并通过横向丝杆螺母组件504传动来驱动横向滑座502做横向左右运动。竖向滑轨506固定在横向滑座502上，竖向滑座502位于竖向滑轨上且与连接架350连接，竖向电机508位于竖向滑轨506的上端并通过竖向丝杆螺母组件504的传动来驱动竖向滑座507在竖向滑轨506上做竖向上下运动。

在本实用新型中，压力传感器360、各加热管、各温度传感器、竖向电机508、横向电机503、驱动支撑柱升降的气缸、控制可控真空源的各个控制阀均与控制器电连接，实现压力、温度的自动反馈监测以及加热器的加热控制、驱动组件的竖向上下动作控制、横向左右动作控制、支撑柱的升降动作控制，上、下吸盘以及支撑柱的吸附动作控制。

在本实用新型中，通过调节调节螺栓343和支撑螺栓354可调节使得压力传感器350的形变球恰好与凸起块333有接触并且形变量刚好为零，此时压力传感器的压力值为零。调好后，当上吸盘310接触并下压玻璃晶圆胶合体时，压力传感器360的压力值即是上吸盘组件300对玻璃晶圆片的压力，该压力数据可以实时输出到控制器，控制器对竖向运动机构可以进行安全调控，保证玻璃晶圆胶合体不破片。

以上就是本实用新型的晶圆与玻璃分离装置，其工作方式为：

初始时，上吸盘组件300位于下吸盘组件400的上方；

首先，升降柱430升起，由机械手将玻璃晶圆胶合体10输送至升降柱430上，升降柱430上端面的吸气孔将玻璃晶圆胶合体10吸附住，如图5A所示。然后升降柱430慢慢下降，最终玻璃晶圆胶合体10放置于下吸盘410上并被下吸盘410真空吸附固定住，如图5B所示。驱动组件驱动上吸盘组件300下降并贴合吸附住胶合体10的上表面，在压力传感器360数据反馈和控制器监测下，控制驱动组件向玻璃晶圆胶合体施加压力，精确控制上吸盘310施加于胶合体上的压力，使之避免破片,如图5C所示。再然后上加热器320和下加热器420同时加热，待加热器中的温度传感器温度达到设定温度，并在该温度保持设定时间待玻璃晶圆胶合体10中间的固态胶融化并胶合力降到预定程度后，控制驱动组件带动上吸盘310吸住玻璃做横向水平运动从而将玻璃和晶圆分离；上吸盘310吸住玻璃放置到下料处，如图5D所示。分离后的晶圆被4根支撑柱升起，被机械手送回到上料处。

通过上述详细描述，可以看出，本实用新型能够实现将玻璃和晶圆片进行安全分离，具有分离效率高、破损率低的优点。

但是，本技术领域中的普通技术人员应当认识到，以上的实施例仅是用来说明本实用新型，而并非用作为对本实用新型的限定，只要在本实用新型的实质精神范围内，对以上所述实施例的变化、变型都将落在本实用新型的权利要求书范围内。