一种高度集成化的减薄设备制造技术

本公开涉及一种高度集成化的减薄设备，包括：设备前端模块，设置在所述减薄设备的前端；磨削模块，设置在所述减薄设备的末端；抛光模块，设置在所述设备前端模块与所述磨削模块之间；所述抛光模块包括用于对化学机械抛光后的基板进行后处理的后处理单元，所述后处理单元包括沿所述减薄设备的宽度方向相邻设置的水平刷洗装置和单腔清洗装置。本公开通过将磨削、化学机械抛光和清洗干燥工艺相结合，提供了一种加工基板的最为经济有效的技术路线，结构紧凑、集成度高，可为超高密度的半导体堆叠制程提供技术保障，是半导体高密度封装发展等的重要组成。

【技术实现步骤摘要】
一种高度集成化的减薄设备
本公开涉及半导体基板加工
，尤其涉及一种高度集成化的减薄设备。
技术介绍
在集成电路/半导体(IntegratedCircuit，简称“IC”)制造的后道制程阶段，为了降低封装贴装高度，减小芯片封装体积，改善芯片的热扩散效率、电气性能、机械性能，以及减轻芯片的加工量，基板在后续封装之前需要进行背面减薄，背面减薄后的芯片厚度甚至可以达到初始厚度的5％以下。随着IC制造技术的飞速发展，为了增大IC芯片产量，降低单元制造成本，基板趋向大直径化。而现有设备多用于加工小尺寸的基板，已不能满足加工大直径基板的要求。随着基板趋向大直径化，用于加工基板的设备也随之趋于大型化，往往超出可提供的场地面积，难于运输和安装。同时，随着IC性能的提高对基板品质提出了更高要求，要求基板的面型精度和表面完整性、表面粗糙度、表面损伤程度等都需符合很高的标准。但是，基板尺寸增大后带来基板容易产生翘曲变形、面型精度和表面粗糙度要求不易保证、加工效率低等一系列问题，现有的加工工艺和设备不能满足要求。并且，由于基板加工厂厂房造价高，对空间占用率有很高要求，设备尺寸过大会造成空间浪费，而使生产成本增加。总而言之，现有技术中对大尺寸基板的减薄工艺存在加工效果差、表面质量低、生产成本高的问题。
技术实现思路
本公开提供了一种高度集成化的减薄设备，旨在至少解决现有技术中存在的技术问题之一。本公开提供了一种高度集成化的减薄设备，其包括：设备前端模块，用于实现基板的进出，设置在所述减薄设备的前端；磨削模块，用于对所述基板进行粗磨削和精磨削，设置在所述减薄设备的末端；抛光模块，用于在完成磨削之后利用能够根据所述基板的厚度分布分区调节加载压力的承载头对所述基板进行化学机械抛光，所述抛光模块设置在所述设备前端模块与所述磨削模块之间；所述抛光模块包括用于对化学机械抛光后的基板进行后处理的后处理单元，所述后处理单元包括沿所述减薄设备的宽度方向相邻设置的水平刷洗装置和单腔清洗装置，其中，所述水平刷洗装置和单腔清洗装置具有一个共同的侧壁。在一个实施例中，所述设备前端模块包括位于设备前端的基板存储单元和用于取出基板的第一传输单元；所述抛光模块还包括第二传输单元、第三传输单元、和化学机械抛光单元；所述水平刷洗装置的相对两侧分别与第二传输单元和单腔清洗装置沿所述减薄设备的宽度方向相邻，水平刷洗装置的另一侧与第三传输单元沿所述减薄设备的长度方向相邻，水平刷洗装置的再一侧与所述第一传输单元相邻；所述单腔清洗装置与化学机械抛光单元沿所述减薄设备的长度方向相邻。在一个实施例中，所述第二传输单元位于所述减薄设备的长边一侧并分别与所述设备前端模块和所述磨削模块相邻；所述第三传输单元分别与第二传输单元、水平刷洗装置、单腔清洗装置、和化学机械抛光单元均相邻。在一个实施例中，所述水平刷洗装置的相对所述第三传输单元的侧壁上具有用于基板进出的开合窗口；在一个实施例中，所述单腔清洗装置的相对所述第三传输单元的与减薄设备长度方向之间夹角为锐角的竖直壁上具有用于基板进入的开合窗口，所述单腔清洗装置的相对所述第一传输单元的竖直壁上具有用于基板取出的开合窗口。在一个实施例中，所述水平刷洗装置包括：基板固定组件，用于水平支撑并固定基板；第一水平清洗刷，可绕其沿水平方向的中轴自转，用于对基板正面进行水平刷洗；第二水平清洗刷，可绕其沿水平方向的中轴自转，用于对基板背面进行水平刷洗；以及，清洗槽，用于容纳所述基板固定组件、第一水平清洗刷、和第二水平清洗刷，并使基板浸没于清洗液中。在一个实施例中，所述基板固定组件包括固定座和设于所述固定座上的多个支撑滚轮，所述多个支撑滚轮配合作业以水平支撑基板边缘并带动基板沿周向水平旋转。在一个实施例中，所述第一传输单元分别与所述第二传输单元、所述水平刷洗装置、和所述单腔清洗装置沿减薄设备长度方向相邻，所述第二传输单元、所述水平刷洗装置、和所述单腔清洗装置沿减薄设备长度方向平行布置。在一个实施例中，所述第二传输单元包括能双向移动的移动缓存部，所述移动缓存部能够将所述基板从靠近所述设备前端模块的第一位置运送至靠近所述磨削模块的第二位置并从所述第二位置运送回所述第一位置；所述移动缓存部与所述化学机械抛光单元沿减薄设备长度方向平行布置。本专利技术实施例提供的高度集成化的减薄设备通过将磨削、化学机械抛光和清洗干燥工艺相结合，具有多种基板处理功能，且各个功能模块结构紧凑，设备集成度高、占地小，可实现对基板的超精密的平整化加工，可为超高密度的半导体堆叠制程提供技术保障，是半导体高密度封装发展的重要组成。附图说明通过结合以下附图所作的详细描述，本公开的优点将变得更清楚和更容易理解，但这些附图只是示意性的，并不限制本公开的保护范围，其中：图1至2分别以示意性俯视图和立体图示出了根据本公开的一种优选实施例的减薄设备；图3示意性示出了图1至2所示的减薄设备的操作流程；图4至5分别以示意性立体图和俯视图示出了减薄设备的磨削模块；图6以示意性立体图示出了用于减薄设备的第一传输单元，其包括干机械手；图7以示意性立体图示出了用于减薄设备的第三传输单元，其包括干机械手和湿机械手；图8以示意性立体图示出了减薄设备的化学机械抛光单元；图9以示意性剖视图示出了化学机械抛光单元的承载头；图10以示意性立体图示出了用于减薄设备的单腔清洗装置。具体实施方式下面结合具体实施例及其附图，对本专利技术所述技术方案进行详细说明。在此记载的实施例为本专利技术的特定的具体实施方式，用于说明本专利技术的构思；这些说明均是解释性和示例性的，不应理解为对本专利技术实施方式及本专利技术保护范围的限制。除在此记载的实施例外，本领域技术人员还能够基于本申请权利要求书及其说明书所公开的内容采用显而易见的其它技术方案，这些技术方案包括采用对在此记载的实施例的做出任何显而易见的替换和修改的技术方案。应当理解的是，除非特别予以说明，为了便于理解，以下对本专利技术具体实施方式的描述都是建立在相关设备、装置、部件等处于原始静止的未给与外界控制信号和驱动力的自然状态下描述的。本公开实施例提供的基板减薄技术主要应用于基板的背面减薄，这里所说的背面是指基板未铺设有器件的一面，一般为衬底，衬底材料可以为硅、氧化硅、氮化硅、碳化硅、蓝宝石等。图1和图2分别示意性俯视图和立体图示出了本公开一个实施例的减薄设备。所述减薄设备包括设备前端模块1、用于对基板进行粗磨削和精磨削的磨削模块3和用于在完成粗磨削和精磨削之后对基板进行化学机械抛光以及基板传输的抛光模块2。设备前端模块1设置在减薄设备的前端一侧，是实现将基板从外部搬送到设备机台内部的过渡模块，用于实现基板进出，以实现基板的“干进干出”。磨削模块3设置在减薄设备的末端，用于实现对基板进行磨削，例如进行粗磨削和精磨本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种高度集成化的减薄设备，其包括：/n设备前端模块，用于实现基板的进出，设置在所述减薄设备的前端；/n磨削模块，用于对所述基板进行粗磨削和精磨削，设置在所述减薄设备的末端；/n抛光模块，用于在完成磨削之后利用能够根据所述基板的厚度分布分区调节加载压力的承载头对所述基板进行化学机械抛光，所述抛光模块设置在所述设备前端模块与所述磨削模块之间；/n所述抛光模块包括用于对化学机械抛光后的基板进行后处理的后处理单元，所述后处理单元包括沿所述减薄设备的宽度方向相邻设置的水平刷洗装置和单腔清洗装置，其中，所述水平刷洗装置和单腔清洗装置具有一个共同的侧壁。/n

【技术特征摘要】
1.一种高度集成化的减薄设备，其包括：
设备前端模块，用于实现基板的进出，设置在所述减薄设备的前端；
磨削模块，用于对所述基板进行粗磨削和精磨削，设置在所述减薄设备的末端；
抛光模块，用于在完成磨削之后利用能够根据所述基板的厚度分布分区调节加载压力的承载头对所述基板进行化学机械抛光，所述抛光模块设置在所述设备前端模块与所述磨削模块之间；
所述抛光模块包括用于对化学机械抛光后的基板进行后处理的后处理单元，所述后处理单元包括沿所述减薄设备的宽度方向相邻设置的水平刷洗装置和单腔清洗装置，其中，所述水平刷洗装置和单腔清洗装置具有一个共同的侧壁。


2.根据权利要求1所述的减薄设备，其特征在于，所述设备前端模块包括位于设备前端的基板存储单元和用于取出基板的第一传输单元；
所述抛光模块还包括第二传输单元、第三传输单元、和化学机械抛光单元；
所述水平刷洗装置的相对两侧分别与第二传输单元和单腔清洗装置沿所述减薄设备的宽度方向相邻，水平刷洗装置的另一侧与第三传输单元沿所述减薄设备的长度方向相邻，水平刷洗装置的再一侧与所述第一传输单元相邻；
所述单腔清洗装置与化学机械抛光单元沿所述减薄设备的长度方向相邻。


3.根据权利要求2所述的减薄设备，其特征在于，所述第二传输单元位于所述减薄设备的长边一侧并分别与所述设备前端模块和所述磨削模块相邻；
所述第三传输单元分别与第二传输单元、水平刷洗装置、单腔清洗装置、和化学机械抛光单元均相邻。


4.根据权利要求2所述的减薄设备，其特征在于，所述水平刷洗装置的面对所述第三传输单元的侧壁上具有用于基板进...

【专利技术属性】
技术研发人员：赵德文，刘远航，路新春，李长坤，吴云龙，
申请(专利权)人：清华大学，华海清科股份有限公司，
类型：发明
国别省市：北京;11