一种晶圆分离装置及方法与流程

本发明涉及半导体技术领域，尤其涉及一种晶圆分离装置及方法。

背景技术：

在当前的半导体技术中，为增加芯片的颗数，晶圆与晶圆的键合工艺是核心重点。在晶圆键合技术中，晶圆键合间产生的键合缝隙以及键合的对准精度是无法彻底解决的两大难题。

晶圆键合间产生的键合缝隙，尤其是大尺寸的键合缝隙在后端研磨工艺中会破掉，造成晶圆刮伤报废，并且影响后面正常的产品。晶圆键合的对准精度也会严重影响工艺的后段制成，更进一步会影响电路的连接，会降低晶圆的良率。

在当前的工艺过程中，晶圆键合完成后会进行对准精度量测和键合缝隙检测，如果发现晶圆键合对准精度出现偏移或者存在很大尺寸的键合缝隙，则采用键合晶圆分离设备就行分离实现晶圆的再工艺。

当前的键合晶圆分离设备采用的是上下卡盘真空吸附好晶圆，再在一个点通过马达把楔形塑料刀片插入键合晶圆的边缘，使空气进入键合界面。在通过马达控制上下卡盘向两个方向移动，拉开两片晶圆，完成分离。由于是采用马达将楔形刀片直接插入，经常会在插入的两片晶圆表面造成刮伤，最终影响这部分区域的良率，杀伤有效芯片，严重时可能造成晶圆形成不可改变的形变。

技术实现要素：

针对上述问题，本发明提出了一种晶圆分离装置，应用于键合有第一晶圆和第二晶圆的键合晶圆，其中，包括：

一第一分离组件和一第二分离组件；

所述第一分离组件包括用于固定所述第一晶圆的第一固定装置，以及用于带动所述第一固定装置和所述第一晶圆向一第一方向进行运动的第一运动单元；

所述第二分离组件包括用于固定所述第二晶圆的第二固定装置，以及用于带动所述第二固定装置和所述第二晶圆向一第二方向进行运动的第二运动单元；

风刀生成组件，包括若干气流输出嘴，所述气流输出嘴朝向所述键合晶圆的键合处设置；

其中，所述第一方向和所述第二方向互为反向。

上述的晶圆分离装置，其中，若干所述气流输出嘴以所述键合晶圆为中心，均匀分布于所述键合晶圆的键合处的四周。

上述的晶圆分离装置，其中，所述气流输出嘴的数量为4个。

上述的晶圆分离装置，其中，所述风刀生成组件还包括一空气压缩机，所述空气压缩机与每个所述气流输出嘴连接，用于产生压缩空气输出至每个所述气流输出嘴。

上述的晶圆分离装置，其中，每个所述气流输出嘴的顶端呈长条形，宽度为0.03～0.07mm。

上述的晶圆分离装置，其中，所述第一运动单元包括用于产生动力的第一马达；以及

所述第二运动单元包括用于产生动力的第二马达。

上述的晶圆分离装置，其中，所述第一固定装置和/或所述第二固定装置为卡盘。

一种晶圆分离方法，其中，包括：

步骤s1，提供包括一第一晶圆和一第二晶圆的一键合晶圆，且通过一第一固定装置固定所述第一晶圆，以及通过一第二固定装置固定所述第二晶圆；

步骤s2，提供一风刀生成组件，并启动所述风刀生成组件，以通过所述风刀生成组件的所述气流输出嘴在所述键合晶圆的键合处形成用于切割的风刀；

步骤s3，提供一第一运动单元和一第二运动单元，并分别启动所述第一运动单元和所述第二运动单元，以带动所述第一固定装置和所述第一晶圆向所述第一方向进行运动，以及带动所述第二固定装置和所述第二晶圆向所述第二方向进行运动；

步骤s4，持续所述步骤s3，直到所述第一晶圆和所述第二晶圆完全分离后，结束；

其中，所述第一方向和所述第二方向互为反向。

上述的晶圆分离方法，其中，所述风刀的厚度为0.03～0.07mm。

上述的晶圆分离方法，其中，所述第一固定装置和/或所述第二固定装置为卡盘。

有益效果：本发明提出的一种晶圆分离装置及方法，能够避免在对键合晶圆进行分离的过程中使晶圆损伤和形变，从而保证晶圆产品的良率。

附图说明

图1为本发明一实施例中晶圆分离装置的结构原理图；

图2为本发明一实施例中晶圆分离方法的步骤流程图。

具体实施方式

下面结合附图和实施例对本发明进行进一步说明。

实施例一

如图1所示，在一个较佳的实施例中，提出了一种晶圆分离装置，应用于键合有第一晶圆10和第二晶圆20的键合晶圆1，其中，可以包括：

一第一分离组件100和一第二分离组件200；

第一分离组件100包括用于固定第一晶圆10的第一固定装置110，以及用于带动第一固定装置110和第一晶圆10向一第一方向进行运动的第一运动单元120；

第二分离组件200包括用于固定第二晶圆20的第二固定装置210，以及用于带动第二固定装置210和第二晶圆20向一第二方向进行运动的第二运动单元220；

风刀生成组件，包括若干气流输出嘴310，气流输出嘴310朝向键合晶圆1的键合处设置；

其中，第一方向和第二方向互为反向。

上述技术方案中，气流输出嘴310用于产生具有切割力的风刀，风刀的形成原理为：通过科恩达效应原理以及风刀的几何形状形成高于环境空气几十倍的大气流冲击风幕，即高速输出的气流薄片；科恩达效应，即流体由离开本来的流动方向，改为随着凸出的物体表面流动的倾向，当流体与它流过的物体表面之间存在表面摩擦时，只要曲率不大，流体会顺着物体表面流动，利用这种效应，通过对气流输出嘴310进行设计就可以获得预期的风刀形状和效果；优选地，第一方向和第二方向垂直于键合晶圆1的键合面，从而提供最大的拉应力将第一晶圆10与第二晶圆20拉开；风刀生成组件还可以包括生成高速输出的气流的其他部件，在此不再赘述。

在一个较佳的实施例中，若干气流输出嘴310以键合晶圆1为中心，均匀分布于键合晶圆1的键合处的四周，从而在形成风刀时使得键合晶圆1的键合力的削减情况在晶圆晶圆1上是均匀的。

在一个较佳的实施例中，气流输出嘴310的数量可以为4个，在其他实施例中，还可以是其他数量的气流输出嘴310。

在一个较佳的实施例中，风刀生成组件还包括一空气压缩机，空气压缩机与每个气流输出嘴310连接，用于产生压缩空气输出至每个气流输出嘴310。

在一个较佳的实施例中，每个气流输出嘴的顶端呈长条形，宽度为0.03～0.07mm(毫米)，举例来说，可以是0.04mm，或0.045mm，或0.05mm，或0.055mm，或0.06mm等。

在一个较佳的实施例中，第一运动单元120可以包括用于产生动力的第一马达；以及

第二运动单元220可以包括用于产生动力的第二马达。

上述技术方案中，第一运动单元120和第二运动单元220中还可以包括辅助进行运动控制的线性运动机构，如滚珠丝杆等。

在一个较佳的实施例中，第一固定装置110和/或第二固定装置210可以为卡盘。

实施例二

如图2所示，在一个较佳的实施例中，还提出了一种晶圆分离方法，可以采用如上任一的晶圆分离装置，其中，可以包括：

步骤s1，提供包括一第一晶圆和一第二晶圆的一键合晶圆，且通过一第一固定装置固定第一晶圆，以及通过一第二固定装置固定第二晶圆；

步骤s2，提供一风刀生成组件，并启动风刀生成组件，以通过风刀生成组件的气流输出嘴在键合晶圆的键合处形成用于切割的风刀；

步骤s3，提供一第一运动单元和一第二运动单元，并分别启动第一运动单元和第二运动单元，以带动第一固定装置和第一晶圆向第一方向进行运动，以及带动第二固定装置和第二晶圆向第二方向进行运动；

步骤s4，持续步骤s3，直到第一晶圆和第二晶圆完全分离后，则结束；

其中，第一方向和第二方向互为反向。

上述技术方案中，第一方向和第二方向可以垂直于键合晶圆的键合面，从而提供最大的拉应力将第一晶圆与第二晶圆拉开。

在一个较佳的实施例中，风刀的厚度为0.03～0.07mm，举例来说，可以是0.04mm，或0.045mm，或0.05mm，或0.055mm，或0.06mm等。

在一个较佳的实施例中，第一固定装置110和/或第二固定装置210可以为卡盘。

综上所述，本发明提出的一种晶圆分离装置，应用于键合有第一晶圆和第二晶圆的键合晶圆，其中，包括：一第一分离组件和一第二分离组件；第一分离组件包括用于固定第一晶圆的第一固定装置，以及用于带动第一固定装置和第一晶圆向一第一方向进行运动的第一运动单元；第二分离组件包括用于固定第二晶圆的第二固定装置，以及用于带动第二固定装置和第二晶圆向一第二方向进行运动的第二运动单元；风刀生成组件，包括若干气流输出嘴，气流输出嘴朝向键合晶圆的键合处设置；其中，第一方向和第二方向互为反向；能够避免在对键合晶圆进行分离的过程中使晶圆损伤和形变，从而保证晶圆产品的良率。

通过说明和附图，给出了具体实施方式的特定结构的典型实施例，基于本发明精神，还可作其他的转换。尽管上述发明提出了现有的较佳实施例，然而，这些内容并不作为局限。

对于本领域的技术人员而言，阅读上述说明后，各种变化和修正无疑将显而易见。因此，所附的权利要求书应看作是涵盖本发明的真实意图和范围的全部变化和修正。在权利要求书范围内任何和所有等价的范围与内容，都应认为仍属本发明的意图和范围内。