晶圆分片系统及其分片方法与流程

本发明涉及晶圆测试领域，更具体的涉及一种晶圆分片系统及其分片方法。

背景技术：

目前，半导体行业的后段制程，需要将晶圆切割封装，都需要使用一种晶舟，这种晶舟作为业界标准已广泛应用多年。标准晶舟主要由两侧带卡槽的主体、提手部份和挡条三个主要组成部份，标准晶舟每侧含有25个卡槽，每个卡槽对应安装一片晶圆。

在晶圆测试过程中，由于测试异常或特殊作业需求，部分设备的机械手臂过厚，晶舟的槽位间隙不支持机械手取放晶圆，需要将同一个晶舟内的晶圆分开至两个晶舟或多个晶舟内，增加晶圆间隙来满足测试，这个过程也称分片测试。

现阶段通常采用晶圆分片的技术有：(1)使用真空吸笔吸住晶圆背面进行分片，该技术虽然可避免人为污染，但是由于真空吸笔的取放过程人为不可控，掉片、破片风险大，手动操作吸笔的稳定性差，晶圆划伤风险大，取放晶圆需要依次进行，不可从中间进行取放，需要多次转移调整片位，且作业繁琐且容易造成刮伤、破片、混料等品质异常。(2)使用满足厚度的机械手制作分片设备，虽然分片过程中稳定性强，不易对产品造成损坏，然而对机械手的精度要求高，还需要开发软件，导致设备成本很高。

因此，本申请发明人经过长时间的一线经验积累和研发，设计一台晶圆分片系统以克服上述缺陷。

技术实现要素：

本发明的目的之一在于提供一种操作简单、成本较低和稳定性强的晶圆分片系统。

本发明的目的之二在于提供一种晶圆的分片方法。该方法操作简单、分片效率高、成本较低和分片过程稳定性强，尤其是可对晶圆进行拆分转移。

为实现上述目的，本发明提供一种晶圆分片系统，用于将待分晶舟里的晶圆进行分片，包括：

辅助晶舟，包括晶舟本体和卡条，所述晶舟本体两侧设有卡槽，所述卡条对应设置于所述卡槽，所述卡条被操作可卡合或释锁所述卡槽内的晶圆；

辅助平台，包括分片平台和手臂装置，所述辅助晶舟固定于所述分片平台，所述手臂装置安装于所述分片平台的一端，所述待分晶舟安装于所述手臂装置和所述辅助晶舟之间的所述分片平台上，且所述辅助晶舟与所述待分晶舟开口相对并合拢设置，所述手臂装置于所述分片平台上可进行伸缩往复移动。

与现有技术相比，本申请的晶圆分片系统在晶舟本体两侧的卡槽对应设置卡条，即每个卡槽均设有对应的卡条，卡条被操作可卡合或释锁晶圆，在晶圆分片的过程中可针对指定的晶圆进行卡合或释锁，实现指定晶圆的转移。同时，利用手臂装置将待分晶舟里的晶圆推移至辅助晶舟里，此时待分晶舟为空晶舟，然后晶圆随着抵接手臂装置，随着手臂装置的后退到达待分晶舟里，整个过程稳定性强，效率高。

较佳的，晶舟本体和待分晶舟属于标准晶舟，因此，应用范围不受限制。

较佳的，所述辅助晶舟还包括若干控制件，每个所述控制件连接于若干所述卡条，以控制若干所述卡条对相应地所述晶圆的卡合或释锁。

较佳的，所述手臂装置包括推板、连接于所述推板的悬臂件和连接于所述悬臂件的伸缩装置，所述伸缩装置带动所述悬臂件沿所述分片平台进行伸缩往复运动。

较佳的，所述伸缩装置包括驱动部和连接于所述驱动部的伸缩部，所述伸缩部连接于所述悬臂件，所述伸缩部为齿轮板或滑轨，所述驱动部为对应的齿轮驱动装置或滑轨驱动装置。

较佳的，所述分片平台上设置有定位柱和挡板，所述定位柱和所述挡板用于固定所述辅助晶舟和所述待分晶舟。

相应地，本发明还提供一种采用上述晶圆分片系统对晶圆分片的方法，包括步骤：

(1)辅助晶舟的制备：提供标准晶舟，于所述标准晶舟的每个卡槽对应设置卡条，得到辅助晶舟，其中，所述卡条被操作可卡合或释锁对应所述卡槽内的晶圆；

(2)辅助平台的制备：提供分片平台，于所述分片平台的一端设置手臂装置，所述手臂装置于所述分片平台上可进行伸缩往复移动；

(3)晶圆分片系统的制备：将所述辅助晶舟固定于所述分片平台，将待分晶舟安装于所述手臂装置和所述辅助晶舟之间的所述分片平台上，且所述辅助晶舟与所述待分晶舟开口相对并合拢设置；

(4)控制所述卡条处于释锁状态，所述手臂装置朝所述辅助晶舟方向移动，将所述待分晶舟里的晶圆推移至所述辅助晶舟，并控制所述卡条处于卡合状态；

(5)将所述分片平台倾斜一定角度，且所述辅助晶舟位于所述待分晶舟上方，控制需分片的晶圆对应所述卡槽内的所述卡条处于释锁状态，所述手臂装置朝所述待分晶舟方向收缩，所述晶圆抵接所述手臂装置并跟随所述手臂装置到达所述待分晶舟，以实现所述晶圆的转移。

与现有技术相比，本申请的分片方法可实现指定晶圆的转移，同时辅助晶舟与待分晶舟开口相对合拢，避免人为影响，不受外界影响，稳定性强。整个分片过程仅在分片平台上进行，操作简单。

较佳的，晶圆分片的方法还包括步骤(6)：移开所述待分晶舟，在所述待分晶舟处安装空的标准晶舟，所述手臂装置朝所述辅助晶舟方向移动至相应位置，控制指定所述卡槽内的所述卡条处于释锁状态，所述手臂装置朝所述待分晶舟方向收缩，对应所述卡槽内的晶圆抵接所述手臂装置并跟随所述手臂装置到达所述待分晶舟，实现所述晶圆的转移，循环进行步骤(6)直至将所述晶圆完成分片。

较佳的，步骤(5)中，所述角度≤40度。

附图说明

图1为本申请晶圆分片系统的立体结构示意图。

图2为待分晶舟的正视图，展示卡槽的位置。

图3为本发明辅助晶舟的正视图，展示卡槽与卡条的位置关系。

图4为本发明晶圆分片系统隐藏了辅助晶舟和待分晶舟的部分结构的示意图，展示晶圆被推移到辅助晶舟的状态。

图5为图4所示晶圆分片系统倾斜一定角度的结构示意图。

图6展示晶圆被分片到待分晶舟的状态结构示意图。

图7为本发明晶圆分片系统的俯视图，展示待分晶舟包含晶圆的状态结构示意图。

图8展示晶圆处于辅助晶舟的状态结构示意图，展示卡条处于卡合状态。

图9展示晶圆处于辅助晶舟的状态结构示意图，展示卡条处于释锁状态。

图10为本发明晶圆分片系统中手臂装置的结构示意图。

元件符号说明：

100晶圆分片系统，10辅助晶舟，11晶舟本体，111卡槽，13卡条，20待分晶舟，21镂空部，30辅助平台，31分片平台，33手臂装置，331推板，333悬臂件，335伸缩装置，3351驱动部，3353伸缩部，35定位柱，37挡板，40晶圆。

具体实施方式

下面结合给出的说明书附图对本发明的较佳实施例作出描述。

请参考图1，本发明的晶圆分片系统100包括辅助晶舟10和辅助平台30，用于将待分晶舟20里的晶圆40进行分片。待分晶舟20是指标准晶舟且含有晶圆40，等待分片。利用辅助晶舟10和辅助平台30可将待分晶舟20里的晶圆40实现转移并将指定的晶圆40拆分出来。需要说明的是，本申请实施例均采用的是标准晶舟进行阐述，但是不排除为针对特殊型号而设置的晶舟。

具体地，请参考图2-图3，图2是待分晶舟20(即标准晶舟)的正视图，图3是本申请辅助晶舟10的正视图。从图3可知，辅助晶舟10包括晶舟本体11(即标准晶舟)和卡条13，晶舟本体11两侧设有卡槽111，卡条13对应设置于卡槽111，卡条13被操作可卡合或释锁晶圆40。如图3所示，从上往下，上面两个卡条13均处于卡合晶圆40状态，而第三个卡条13处于释锁晶圆40状态。同样，如图8所示，卡条13处于卡合状态，晶圆40无法滑出；如图9所示，卡条13处于释锁状态，晶圆40可正常滑出。其中，晶舟本体11和待分晶舟20均采用标准晶舟，以方便待分晶舟20与辅助晶舟10对接，更符合行业的发展。

请参考图1和图4-图5，辅助平台30包括分片平台31和手臂装置33，辅助晶舟10固定于分片平台31，手臂装置33安装于分片平台31的一端，待分晶舟20可安装于手臂装置33和辅助晶舟10之间的分片平台31上，且辅助晶舟10与待分晶舟20开口相对合拢(如图7-图9所示状态)，手臂装置33可由待分晶舟20朝辅助晶舟10方向往复移动。也就是说，手臂装置33可沿待分晶舟20的镂空部21伸入以推动待分晶舟20里的晶圆40到达辅助晶舟10里(如图4或图8-图9所示状态)，也可以由辅助晶舟10朝待分晶舟20方向收缩至初始位置(如图6所示状态)。

继续参考图4，分片平台31上设置有定位柱35和挡板37，定位柱35和挡板37用于卡合辅助晶舟10和待分晶舟20，以使辅助晶舟10和待分晶舟20稳定的安装于分片平台31。定位柱35和挡板37的在分片平台31设置的具体位置根据标准晶舟的长宽进行设定，在此不做具体描述。

继续参考图4-图10，手臂装置33包括推板331、连接于推板331的悬臂件333和连接于悬臂件333的伸缩装置335，伸缩装置335带动悬臂件333沿分片平台31进行伸缩运动。进一步，如图10所示，伸缩装置335包括驱动部3351和连接于驱动部3351的伸缩部3353，伸缩部3353连接于悬臂件333，伸缩部3353为齿轮板或滑轨，驱动部3351为对应的齿轮驱动装置和滑轨驱动装置。齿轮驱动装置和滑轨驱动装置可为本领域的常规装置，在此不进行说明。在本实施例中，采用伸缩部3353为齿轮板，驱动部3351为齿轮驱动装置，通过齿轮配合带动悬臂件333沿分片平台31进行伸缩往复运动，也就是悬臂件333能由待分晶舟20朝辅助晶舟10方向移动，也能由辅助晶舟10朝待分晶舟20收缩。当然也可采用滑轨和滑轨驱动装置进行配合以实现伸缩运动，在此不做具体限制。

进一步，晶舟本体11属于标准晶舟，两侧设有25个卡槽111，因此，于卡槽111内对应设置25个卡条13，也就是需要对每个卡槽111设置卡条13。辅助晶舟10还包括若干控制件(图未示)，每个控制件连接于若干卡条13，以控制若干卡条13对相应地晶圆40的卡合或释锁。比如，辅助晶舟10包括两控制件，其中之一者的控制件与单号卡条13连接，可控制单号卡条13对晶圆40的卡合或释锁；另一者的控制件与双号卡条13连接，可控制双号卡条13对晶圆40的卡合或释锁。由于大部分的测试分单双测试，因此，采用控制件用于控制单号和双号晶圆40的分片，极大的提高了分片效率。当然还可以设置开关(图未示)，开关可根据实际需要控制需分片的晶圆40对应卡槽111处的卡条13，以满足多种分片要求。但不以此为限，具体可根据需要使得控制件连接于对应的卡条13，以实现对应的晶圆40的转移。

本发明还提供一种采用上述晶圆分片系统100进行晶圆40分片的方法，包括步骤：

(1)辅助晶舟10的制备：提供标准晶舟，将标准晶舟的每个卡槽111内对应设置卡条13，得到辅助晶舟10，其中，卡条13被操作可卡合或释锁对应卡槽111内的晶圆40；

(2)辅助平台30的制备：提供分片平台31，于分片平台31的一端设置手臂装置33，手臂装置33沿分片平台31方向可往复移动；

(3)晶圆分片系统100的制备：将辅助晶舟10固定于分片平台31，待分晶舟20安装于手臂装置33和辅助晶舟10之间的分片平台31上，且辅助晶舟10与待分晶舟20开口相对合拢；

(4)控制卡条13处于释锁状态，手臂装置33朝辅助晶舟10方向移动，将待分晶舟20里的晶圆40推移至辅助晶舟10，控制卡条13处于卡合状态；由于待分晶舟20具有镂空部21，手臂装置33可从镂空部21伸入将待分晶舟20里的晶圆40推移至辅助晶舟10里。

(5)将分片平台31倾斜一定角度，且辅助晶舟10位于待分晶舟20上方，控制指定卡槽111内对应设置的卡条13处于释锁状态，手臂装置33朝待分晶舟20方向后退，对应卡槽111内的晶圆40抵接手臂装置33从而跟随手臂装置33到达待分晶舟20，实现指定晶圆40的转移。其中，倾斜角度≤40度，比如倾斜角度为10度、20度、30度和40度。若倾斜角度超过40度则导致晶圆40在分片的转移的过程中不稳定。

进一步，晶圆40分片的方法还包括步骤(6)：移开待分晶舟20，在待分晶舟20处安装空的标准晶舟，手臂装置33朝辅助晶舟10方向移动至抵接晶圆40的位置，控制指定卡槽111内对应设置的卡条13处于释锁状态，手臂装置33朝待分晶舟20方向收缩，对应卡槽111内的晶圆40抵接手臂装置33从而跟随手臂装置33到达待分晶舟20，实现指定晶圆40的转移，循环进行步骤(6)直至将晶圆40完成分片。

下面详细阐述采用本发明晶圆分片系统100进行晶圆40分片的方法。

将待分晶舟20安装于手臂装置33和辅助晶舟10之间的分片平台31上，且辅助晶舟10与待分晶舟20开口相对合拢，控制辅助晶舟10的25个卡条13为释锁，利用手臂装置33从待分晶舟20的镂空部21伸入并将待分晶舟20里的晶圆40整体推移至辅助晶舟10里，控制辅助晶舟10的25个卡条13为卡合状态，将辅助晶舟10里的晶圆40卡合(如图4和图8所示状态)；

将分片平台31倾斜一定角度，且辅助晶舟10位于待分晶舟20上方，控制指定卡槽111内对应设置的卡条13处于释锁状态(如图5和图9所示状态)，也就是将不需要分出的晶圆40利用卡条13进行卡合，驱动手臂装置33朝待分晶舟20方向后退，处于释锁状态的晶圆40抵接手臂装置33从而跟随手臂装置33到达待分晶舟20，手臂装置33回到起始位置，实现指定晶圆40的转移，(如图6所示状态)；

恢复平台处于水平位置，将待分晶舟20移走，在该位置处安装空的标准晶舟，然后重复上述步骤，如此循环，即可完成晶圆40的分片工作。

与现有技术相比，本申请在晶舟本体11两侧的卡槽111对应设置卡条13，即每个卡槽111均设有对应的卡条13，卡条13被操作可卡合或释锁晶圆40，在晶圆40分片的过程中可针对指定的晶圆40进行卡合或释锁，实现指定晶圆40的转移。同时，利用手臂装置33将待分晶舟20里的晶圆40推移至辅助晶舟10里，待分晶舟20为空晶舟，然后晶圆40随着抵接手臂装置33，随着手臂装置33的后退到达待分晶舟20里，整个过程稳定性强，效率高。此外，晶舟本体11和待分晶舟20属于标准晶舟，因此，应用范围不受限制。

应当指出，以上具体实施方式仅用于说明本发明而不用于限制本发明的范围，在阅读了本发明之后，本领域技术人员对本发明的各种等价形式的修改均落入本申请所附权利要求限定的范围。