一种用于超薄晶圆去环的控制方法和系统与流程

文档序号:36449334发布日期:2023-12-21 14:31阅读:25来源:国知局

本发明属于超薄晶圆去环,具体涉及一种用于超薄晶圆去环的控制方法和系统。


背景技术:

1、在加工芯片时,由于芯片对应的晶圆本身厚度较薄(几十微米级),在搬运薄的晶圆时可能会因为设备或人的抖动、操作不当导致晶圆破裂。为此,普遍将晶圆中间加工至较薄厚度,而剩余的外围(即外周)则仍保持几百微米的较厚厚度(称为厚环),从而加强晶圆的强度;并通常在晶圆的表面设置胶膜以保护晶圆在搬运等过程中不受划伤。但是在实际使用时需要将厚环去除,获得较薄晶圆。

2、然而,对于超薄晶圆,在对厚环的去环加工过程中需要切割、去环等多个过程,而超薄晶圆经现有技术的去环方法加工后,会出现无法完全去除厚环的问题,则会导致厚环在移除过程中产生断裂;去环时如果厚环断裂则容易导致当前产品报废,还会导致后续产品去环时被断裂的晶圆或厚环的碎片划伤的问题等。且,超薄晶圆在去环加工时,在去环过程中更容易出现由于工作台表面不平或解胶不正常等导致断裂甚至报废的风险。

3、需要说明的是,本发明的该部分内容仅提供与本发明有关的背景技术,而并不必然构成现有技术或公知技术。


技术实现思路

1、本发明的目的是为了克服现有技术存在的昂贵超薄晶圆的去环过程多而容易出现断裂、晶圆划伤等问题,导致产品报废风险大,出现严重经济损失的缺陷,提供一种用于超薄晶圆去环的控制方法和系统,该控制方法能够实现对各个操作过程中可能存在的故障情况进行及时干预处理,进行全方位全流程的故障监测和处理,同时将各类故障情况进行了不同的处理,能够兼顾大部分故障情形并能够安全快速地处置不同操作中对应区域的故障,显著降低产品因断裂、划伤等问题而报废的风险,有效降低了超薄晶圆去环的故障率,最大化避免经济损失。

2、为了实现上述目的,本发明提供了一种用于超薄晶圆去环的控制方法,包括依次执行切割操作、清洗操作、uv解胶操作、去环操作,以及在去环操作完成后,执行的厚环转移至废料盒的操作和将超薄晶圆转移至合格晶片盒的操作,以及根据获取到的任一操作指令而触发的搬送指令,搬送指令在执行相应操作指令之前进行。

3、且所述用于超薄晶圆去环的控制方法还包括以下步骤:

4、在执行搬送指令过程中,实时获取用于吸附超薄晶圆的真空吸盘内的当前时刻真空值;基于当前时刻真空值以及预设真空下限值,实时判断当前时刻真空值是否低于预设真空下限值,若是,则发出第一报警信号,并执行搬送臂发生故障处置工序指令,并在搬送臂发生故障处置工序指令完成后,则标记为当前搬送指令完成;

5、在执行uv解胶操作过程中,实时获取当前时刻uv能量值;基于所述当前时刻uv能量值以及预设uv能量下限值,实时判断该当前时刻uv能量值是否低于预设uv能量下限值,若是,则发出第二报警信号,并执行uv解胶失败处置工序指令,在uv解胶失败处置工序指令完成后,则标记为当前uv解胶操作完成;

6、在执行去环操作和厚环转移至废料盒的操作过程中,均实时获取厚环至少三个位置处的当前时刻反射光束强度,基于当前时刻反射光束强度与预设反射光束强度范围,实时判断当前时刻反射光束强度是否符合预设反射光束强度范围,若不符合,则发出第三报警信号,并执行相应操作失败处置工序指令,在相应操作失败处置工序指令完成后,则标记为当前操作完成;其中,相应操作失败处置工序指令包括去环失败处置工序指令或厚环转移失败处置工序指令。

7、在本发明的一些优选实施方式中,所述搬送臂发生故障处置工序指令包括先执行相应操作重试指令、后执行手动操作指令。

8、在本发明的一些优选实施方式中,所述uv解胶失败处置工序指令包括先执行uv重试指令、后执行手动转移指令,手动转移指令包括手动取下当前时刻的超薄晶圆并转移至解胶失败晶片盒。

9、在本发明的一些优选实施方式中,所述去环失败处置工序指令包括先执行去环重试指令,根据实时获取的至少三个位置处的当前时刻反射光束强度以及预设反射光束强度范围,当其中至少一个位置的当前时刻反射光束强度不符合预设反射光束强度范围时,则标记为厚环断裂,并在厚环断裂时执行手动去环指令。

10、在本发明的一些优选实施方式中,所述厚环转移失败处置工序指令包括重启照射光束,根据厚环不同位置处的当前时刻反射光束强度以及预设反射光束强度范围,当厚环至少两个位置处的当前时刻反射光束强度均符合预设反射光束强度范围时,则标记为误报警,同时继续执行当前操作,若否则执行手动转移厚环指令、厚环转移重试指令。

11、在本发明的一些优选实施方式中,所述执行搬送臂发生故障处置工序指令的过程包括:

12、s101、关闭真空吸盘的真空,并驱动搬送臂沿远离超薄晶圆的方向作提升移动;

13、s102、之后执行搬送重试指令,搬送重试指令包括:转移搬送臂至目标吸附位置,并打开真空吸盘的真空对超薄晶圆进行再次吸附;并在再次吸附的过程中实时获取真空吸盘内的当前时刻真空值;

14、基于当前时刻真空值以及预设真空下限值,实时判断当前时刻真空值是否低于预设真空下限值;

15、若是,则先执行s101-s102的重试操作,并在两次执行该重试操作之后当前时刻真空值仍低于预设真空下限值的情况下执行手动模式指令,该手动模式指令包括等待手动搬送,并实时获取用户发出的手动搬送完成指令;

16、若否,则继续执行当前搬送指令至完成。

17、在本发明的一些优选实施方式中,所述执行uv解胶失败处置工序指令的过程包括:

18、s201、关闭uv照射灯源;

19、s202、之后执行uv重试指令,uv重试指令包括重新开启uv照射灯源进行再次照射;并在再次照射的过程中实时获取当前时刻uv能量值;基于当前时刻uv能量值以及预设uv能量下限值,实时判断该当前时刻uv能量值是否低于预设uv能量下限值;

20、若是,则先执行s201,之后执行手动转移指令,该手动转移指令包括手动取下当前时刻的超薄晶圆并转移至解胶失败晶片盒,并在完成后标记uv解胶失败处置工序指令完成;

21、若否,则继续执行当前uv解胶指令至完成。

22、在本发明的一些优选实施方式中,所述去环失败处置工序指令的过程包括:

23、s301、关闭照射于厚环上的光束,之后重新开启照射于厚环上的光束,然后执行去环重试指令;并在执行去环重试指令过程中实时获取厚环的至少三个位置处的当前时刻反射光束强度;

24、s302、基于当前时刻反射光束强度与预设反射光束强度范围,实时判断任一位置处的当前时刻反射光束强度是否均符合预设反射光束强度范围;

25、若至少一个位置的当前时刻反射光束强度不符合,则标记为厚环断裂,并执行手动去环指令,手动去环指令包括等待手动去环,并实时获取用户发出的手动去环完成指令;

26、若均符合,则继续执行当前去环指令至完成。

27、在本发明的一些优选实施方式中,所述厚环转移失败处置工序指令的过程包括:

28、s401、关闭照射于厚环上的光束,之后重新开启照射于厚环上的光束,实时获取厚环的至少三个位置处的当前时刻反射光束强度;

29、s402、基于当前时刻反射光束强度与预设反射光束强度范围,实时判断是否至少两个位置处的当前时刻反射光束强度均符合预设反射光束强度范围;

30、若是,则标记为误报警,并继续执行厚环转移至废料盒的操作至当前厚环转移完成;

31、反之,则标记为厚环掉落,并先执行手动转移厚环指令,手动转移厚环指令包括等待用户手动转移厚环、获取用户发出的手动转移完成指令,在获取手动转移完成指令之后,执行厚环转移重试指令,并在执行厚环转移重试指令过程中实时获取厚环相应位置处的当前时刻反射光束强度以及执行s402,直至当前厚环转移指令完成;其中,厚环转移重试指令包括再次执行去环操作、厚环转移至废料盒的操作。

32、在本发明的一些具体实施方式中,所述超薄晶圆的厚度t在30-400微米,超薄晶圆的外周设置厚环且厚环的厚度在600-720微米。

33、本发明还提供一种用于超薄晶圆去环的系统,包括:

34、搬送模块,其包括搬送臂和在搬送臂上设置的若干真空吸盘,真空吸盘用于真空吸附固定超薄晶圆,用于执行搬送指令;

35、模拟量传感器,其设置在所述真空吸盘的供气管路上,用于实时获取真空吸盘的真空值;

36、报警模块,其用于发出第一报警信号、第二报警信号或第三报警信号;

37、切割模块,其包括切割刀和切割驱动机构,用于对超薄晶圆外周的厚环部分进行切割;

38、清洗模块,其包括清洗区,用于对切割后的超薄晶圆进行清洗;

39、uv解胶模块,其包括uv照射灯源,用于对切割清洗后的超薄晶圆上的胶膜进行紫外照射解胶;

40、光照传感器,其靠近所述uv照射灯源设置,用于实时检测uv能量值;

41、去环模块,其包括去环臂,用于将uv解胶后的超薄晶圆上的厚环进行剥离;

42、反射传感器,其为至少三个且间隔设置在所述去环臂的靠近厚环头部的圆周方向上,用于实时检测厚环不同位置的反射光束强度,以判断厚环在不同位置处是否断裂;

43、废料盒和合格晶片盒;

44、控制系统,其分别与搬送模块、报警模块、切割模块、清洗模块、uv解胶模块、光照传感器、去环模块、反射传感器进行电连接,且其执行如前面所述的用于超薄晶圆去环的控制方法。

45、有益效果:

46、本发明经研究发现,切割超薄晶圆的厚环时采用包括切割模块、清洗模块、uv解胶模块、去环模块的系统能够实现批量便捷的去环,然而由于晶圆的尺寸为微米级且昂贵,在去环的多个过程中,出现受力稍不均匀或加工不当等情况,容易出现厚环断裂和/或脱落、超薄晶圆掉落等各种不同的故障,尤其是在超薄晶圆的搬送过程中,由于晶圆超薄且尺寸较小,在真空吸附过程中容易出现脱落、在去环各个过程中更易出现断裂等问题;而任一故障都可能影响晶圆的合格生产,造成严重损失。而对于如何降低去环加工过程的故障率,现有技术中未见报道。基于此,经进一步研究而提出本发明。

47、本发明针对超薄晶圆,通过上述技术方案,尤其是在去环的各个操作过程中均进行相应执行情况的实时监测,从而实现对各个操作过程中可能存在的故障情况进行及时干预处理,进行全方位全流程的故障监测,同时将各类故障情况进行了不同的处理,能够兼顾大部分故障情形并能够安全快速地处置不同操作中对应区域的故障,显著降低产品因断裂、划伤等问题而报废的风险,有效降低了超薄晶圆去环的故障率,最大化避免经济损失。

48、其中,尤其是基于本发明的大量研究发现的可能存在故障及其原因分析(如,uv解胶操作过程中由于使用uv照射灯源,uv照射灯源可能发生损坏,例如uv控制器故障、uv灯管损坏;或者uv照射灯源上的uv罩板没有打开或关闭成功,而导致监测到的uv能量值低于预设uv能量下限值;去环时,厚环有可能因为参数设置不当或加工不良导致断裂的情况;搬运时若采用真空吸附而真空吸附不达标可能导致的搬送途中脱落问题),针对性的在不同操作过程监测不同的参数指标,例如,在搬送过程中实时监测真空吸盘内的真空值,在uv解胶操作过程中实时监测uv能量值,在去环操作和厚环回收操作的过程中实时监测厚环至少三个位置处的当前时刻反射光束强度,其能够精准的实时衡量、监测不同操作的真实情况,利于高效及时监测是否出现故障,并及时针对性处理,从而大大降低去环加工过程的故障率。其中,针对uv解胶操作中的及时故障检测和处置,能够将解胶失败的产品分拣出来,避免其进一步导致无法完全去除厚环而导致断裂的风险,还能避免后续产品去环时被断裂的晶圆碎片划伤的风险,从而提升去环加工的超薄晶圆的合格率。

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