一种晶圆磨抛设备及磨抛加工方法与流程

本发明涉及半导体制造设备，特别是涉及一种晶圆磨抛设备及磨抛加工方法。

背景技术：

1、集成电路的制造过程通常分为：硅片制造、前道工艺和后道工艺。后道工艺的主要目的是将生长有电路器件的整张晶圆制作成一个个独立的成品芯片。后道工艺的制程大致可以分为：背面减薄、晶圆切割、晶圆贴装、引线键合、塑封、激光打印、切筋成型和成品测试等8个主要步骤。晶圆的背面减薄(grinding)指对封装前的硅晶片或化合物半导体等多种材料进行高精度磨削，使其厚度减少至合适的超薄形态。

2、晶圆磨抛设备中需要集成磨削、化学机械抛光(cmp)、晶圆清洗、晶圆转移等功能部件。因晶圆的尺寸规格、材质、设计等不同，对晶圆进行加工的工艺液不同，例如磨削减薄的工艺不同、化学机械抛光工艺不同、清洗干燥的工艺不同，从而导致晶圆在对应工位的停留时长也会发生变化。由于晶圆流转的工位较多，流转的路径较长，各个工位所需的处理时长不同，从而各个工位间的生产节拍难以协调，导致工艺扩展性较差，无法适应多种生产工艺。

技术实现思路

1、基于此，有必要针对现有技术中由于晶圆流转的工位较多，流转的路径较长，各个工位所需的处理时长不同，各个工位间的生产节拍难以协调，导致工艺扩展性较差，无法适应多种工艺生产的问题，提供一种改善上述缺陷的晶圆磨抛设备及磨抛加工方法。

2、一种晶圆磨抛设备，包括：

3、供料装置，用于提供晶圆；

4、磨削装置，与所述供料装置沿第一预设方向布设，所述磨削装置用于对晶圆进行磨削加工；

5、至少两个抛光装置，布置在所述供料装置与所述磨削装置之间，各个所述抛光装置沿所述第一预设方向布设，用于对晶圆进行化学机械抛光；及

6、转移装置，布置在所述供料装置与所述磨削装置之间，用于在所述供料装置、所述磨削装置和各个所述抛光装置之间转移晶圆。

7、在其中一个实施例中，所述转移装置包括第一搬运机构及传送平台，所述第一搬运机构布置在所述磨削装置朝向所述供料装置的一侧，所述传送平台布置在所述第一搬运机构与所述供料装置之间，用于承接由所述供料装置提供的晶圆，并在所述供料装置与所述第一搬运机构之间移动，所述第一搬运机构用于将所述传送平台上的晶圆转移至所述磨削装置上。

8、在其中一个实施例中，所述转移装置还包括缓存平台及第二搬运机构，所述第一搬运机构还用于将所述磨削装置上的晶圆转移至所述缓存平台上，所述第二搬运机构用于将所述缓存平台上的晶圆转移至任一所述抛光装置。

9、在其中一个实施例中，所述晶圆磨抛设备还包括布置在所述供料装置朝向所述第二搬运机构的一侧的清洗干燥装置，所述第二搬运机构还用于将任一所述抛光装置上的晶圆转移至所述清洗干燥装置，所述清洗干燥装置用于对晶圆进行清洗和干燥；所述供料装置还用于转移所述清洗干燥装置上的晶圆。

10、在其中一个实施例中，每一所述抛光装置包括抛光机构和承载杯，所述承载杯布置在所述抛光机构朝向所述第二搬运机构的一侧；所述第二搬运机构用于将所述缓存平台上的晶圆转移至所述承载杯上，所述抛光机构用于拾取所述承载杯上的晶圆，并对拾取的晶圆进行化学机械抛光，所述抛光机构还用于将完成化学机械抛光的晶圆释放至所述承载杯上，所述第二搬运机构还用于将所述承载杯上的晶圆转移至所述清洗干燥装置。

11、在其中一个实施例中，所述晶圆磨抛设备具有均位于所述供料装置与所述磨削装置之间的抛光区、转移区和传送区；

12、所述抛光区、所述转移区和所述传送区依次沿第二预设方向布设，所述第二预设方向与所述第一预设方向垂直；各个所述抛光装置均布置在所述抛光区，所述第一搬运机构、所述缓存平台、所述第二搬运机构和所述清洗干燥装置均布置在所述转移区，所述传送平台布置在所述传送区。

13、在其中一个实施例中，所述供料装置包括晶圆盒和第三搬运机构，所述晶圆盒用于装载晶圆，所述第三搬运机构用于将晶圆在所述晶圆盒、所述传送平台和所述清洗干燥装置之间转移。

14、在其中一个实施例中，所述晶圆磨抛设备还包括视觉定位器，所述视觉定位器布置在所述传送平台的移动路径上，用于对途经的所述传送平台上的晶圆进行对中定位。

15、在其中一个实施例中，所述晶圆磨抛设备还包括清洗装置，所述第一搬运机构还用于将所述传送平台上的晶圆转移至所述清洗装置，所述清洗装置用于对晶圆的待磨削加工的表面进行清洗，所述第一搬运机构还用于将所述清洗装置上的晶圆转移至所述磨削装置。

16、一种应用如上任一实施例中所述的晶圆磨抛设备的磨抛加工方法，包括以下步骤：

17、所述供料装置提供待进行磨削加工的晶圆；

18、所述转移装置承接由所述供料装置提供的晶圆，并将承接的晶圆转移至所述磨削装置上；

19、所述磨削装置对转移的晶圆进行磨削加工；

20、所述转移装置将所述磨削装置上的晶圆转移至任一所述抛光装置上；

21、所述抛光装置对转移的晶圆进行化学机械抛光。

22、上述晶圆磨抛设备及磨抛加工方法，在实际使用时，首先，供料装置提供晶圆，转移装置承接由供料装置提供的晶圆，并将承接的晶圆转移至磨削装置上。然后，磨削装置对该晶圆进行磨削加工，使得晶圆的厚度减薄至所需厚度。再然后，转移装置将磨削装置上的晶圆转移至任一抛光装置上，使得该抛光装置对该晶圆进行化学机械抛光。再然后，转移装置将抛光装置上的晶圆转移至供料装置上，此时完成对该晶圆的加工处理。循环执行上述步骤，以完成对批量晶圆的磨削和化学机械抛光加工。

23、由于设置了至少两个抛光装置，各个抛光装置均能够对晶圆进行化学机械抛光。因此在同一时间段可选择性地对一个、两个甚至更多个晶圆进行化学机械抛光，从而能够协调转移装置在各个抛光装置上游和下游进行晶圆转移的节拍，大大提升了设备的工艺扩展性，能够适应多种生产工艺。与此同时，还不会延长晶圆的等待时间，确保生产效率处于较高水平。

技术特征：

1.一种晶圆磨抛设备，其特征在于，包括：

2.根据权利要求1所述的晶圆磨抛设备，其特征在于，所述转移装置包括第一搬运机构(42)及传送平台(41)，所述第一搬运机构(42)布置在所述磨削装置(20)朝向所述供料装置(10)的一侧，所述传送平台(41)布置在所述第一搬运机构(42)与所述供料装置(10)之间，用于承接由所述供料装置(10)提供的晶圆，并在所述供料装置(10)与所述第一搬运机构(42)之间移动，所述第一搬运机构(42)用于将所述传送平台(41)上的晶圆转移至所述磨削装置(20)上。

3.根据权利要求2所述的晶圆磨抛设备，其特征在于，所述转移装置还包括缓存平台(43)及第二搬运机构(44)，所述第一搬运机构(42)还用于将所述磨削装置(20)上的晶圆转移至所述缓存平台(43)上，所述第二搬运机构(44)用于将所述缓存平台(43)上的晶圆转移至任一所述抛光装置(30)。

4.根据权利要求3所述的晶圆磨抛设备，其特征在于，所述晶圆磨抛设备还包括布置在所述供料装置(10)朝向所述第二搬运机构(44)的一侧的清洗干燥装置(60)，所述第二搬运机构(44)还用于将任一所述抛光装置(30)上的晶圆转移至所述清洗干燥装置(60)，所述清洗干燥装置(60)用于对晶圆进行清洗和干燥；所述供料装置(10)还用于转移所述清洗干燥装置(60)上的晶圆。

5.根据权利要求4所述的晶圆磨抛设备，其特征在于，每一所述抛光装置(30)包括抛光机构(31)和承载杯(32)，所述承载杯(32)布置在所述抛光机构(31)朝向所述第二搬运机构(44)的一侧；所述第二搬运机构(44)用于将所述缓存平台(43)上的晶圆转移至所述承载杯(32)上，所述抛光机构(31)用于拾取所述承载杯(32)上的晶圆，并对拾取的晶圆进行化学机械抛光，所述抛光机构(31)还用于将完成化学机械抛光的晶圆释放至所述承载杯(32)上，所述第二搬运机构(44)还用于将所述承载杯(32)上的晶圆转移至所述清洗干燥装置(60)。

6.根据权利要求5所述的晶圆磨抛设备，其特征在于，所述晶圆磨抛设备具有均位于所述供料装置(10)与所述磨削装置(20)之间的抛光区(a1)、转移区(a2)和传送区(a3)；

7.根据权利要求5所述的晶圆磨抛设备，其特征在于，所述供料装置(10)包括晶圆盒(11)和第三搬运机构(12)，所述晶圆盒(11)用于装载晶圆，所述第三搬运机构(12)用于将晶圆在所述晶圆盒(11)、所述传送平台(41)和所述清洗干燥装置(60)之间转移。

8.根据权利要求2所述的晶圆磨抛设备，其特征在于，所述晶圆磨抛设备还包括视觉定位器(70)，所述视觉定位器(70)布置在所述传送平台(41)的移动路径上，用于对途经的所述传送平台(41)上的晶圆进行对中定位。

9.根据权利要求2所述的晶圆磨抛设备，其特征在于，所述晶圆磨抛设备还包括清洗装置(50)，所述第一搬运机构(42)还用于将所述传送平台(41)上的晶圆转移至所述清洗装置(50)，所述清洗装置(50)用于对晶圆的待磨削加工的表面进行清洗，所述第一搬运机构(42)还用于将所述清洗装置(50)上的晶圆转移至所述磨削装置(20)。

10.一种应用如权利要求1至9任一项所述的晶圆磨抛设备的磨抛加工方法，其特征在于，包括以下步骤：

技术总结
本发明涉及一种晶圆磨抛设备及磨抛加工方法。该晶圆磨抛设备包括：供料装置，用于提供晶圆；磨削装置，与供料装置沿第一预设方向布设，磨削装置用于对晶圆进行磨削加工；至少两个抛光装置，布置在供料装置与磨削装置之间，各个抛光装置沿所述第一预设方向布设，用于对晶圆进行化学机械抛光；及转移装置，布置在供料装置与磨削装置之间，用于在供料装置、磨削装置和各个抛光装置之间转移晶圆。如此，在同一时间段可选择性地对一个、两个甚至更多个晶圆进行化学机械抛光，从而能够协调转移装置在各个抛光装置上游和下游进行晶圆转移的节拍，大大提升了设备的工艺扩展性，能够适应多种生产工艺。

技术研发人员：庞金明,周智鹏,张鹏飞
受保护的技术使用者：吉姆西半导体科技（无锡）股份有限公司
技术研发日：
技术公布日：2024/5/10