本發(fā)明涉及半導(dǎo)體制造領(lǐng)域，特別涉及一種解鍵合裝置和方法。

背景技術(shù)：

硅片鍵合技術(shù)是指通過化學(xué)和物理作用將硅片與硅片、硅片與玻璃片或其它材料緊密地結(jié)合起來的方法，而與之相反的工藝為解鍵合技術(shù)。

解鍵合的工作原理為：鍵合片是由玻璃片、硅片和連接兩者的膠層三部分組成。解鍵合就是通過切斷鍵合片中連接的膠層將玻璃片和硅片分離開來。

其中一種解鍵合方法是通過加熱將膠層融化使其失去粘性，然后再通過兩個(gè)吸盤分別吸附玻璃片和硅片。當(dāng)兩個(gè)吸盤沿鍵合片徑向做相對運(yùn)動(dòng)時(shí)產(chǎn)生一個(gè)剪切力就能將玻璃片和硅片分解開來。

但由于一般均采用上、下吸盤同時(shí)加熱的分離工藝，導(dǎo)致硅片和上、下吸盤及其周圍溫度較高(加熱器加熱吸盤的溫度達(dá)到260℃)，這樣使硅片與玻璃片之間的中間膠層完全融化從而給解鍵合過程造成問題與困難，具體有以下幾點(diǎn)：

1.由于中間膠層受熱全部融化，則其對于膠層上方的硅片或者玻 璃片的支撐力大大降低，在上吸盤給予的向下的壓力作用下，中間膠層厚度變薄，使鍵合片上、下兩部分在解片運(yùn)動(dòng)時(shí)接觸發(fā)生摩擦，由此可造成硅片表面磨損而帶來質(zhì)量風(fēng)險(xiǎn)；

2.中間膠層受到上、下加熱的同時(shí)作用完全融化后成膠水后，在受到上吸盤的給予的向下壓力作用下，上述膠水容易從鍵合片四周溢出，從而與吸盤粘連，造成取片困難；

3.上、下吸盤同時(shí)加熱對其周圍零部件工作穩(wěn)定性都有影響，需要對上、下熱源附近的零部件進(jìn)行隔熱處理，從而增加了設(shè)備結(jié)構(gòu)的復(fù)雜性，使成本增加。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本發(fā)明提供了一種解鍵合裝置和方法，用于解決上述技術(shù)問題。

為解決上述問題，本發(fā)明提出了一種解鍵合裝置，包括

上吸盤，用于吸附鍵合片上表面；

下吸盤，用于吸附鍵合片下表面；

所述上吸盤上安裝有加熱器，所述下吸盤上具有恒溫結(jié)構(gòu)。

作為優(yōu)選，所述恒溫結(jié)構(gòu)為分布于所述下吸盤上的冷卻物質(zhì)循環(huán)孔，所有的冷卻物質(zhì)循環(huán)孔內(nèi)的冷卻物質(zhì)形成循環(huán)回路。

作為優(yōu)選，所述冷卻物質(zhì)為冷卻水或冷卻油或者冷卻氣體。

作為優(yōu)選，還包括一運(yùn)動(dòng)機(jī)構(gòu)，其通過所述加熱器與所述上吸盤固定，帶動(dòng)所述上吸盤在垂直方向與水平方向上移動(dòng)。

作為優(yōu)選，所述加熱器與運(yùn)動(dòng)機(jī)構(gòu)之間還安裝有隔熱板。

作為優(yōu)選，所述運(yùn)動(dòng)機(jī)構(gòu)為垂向運(yùn)動(dòng)機(jī)構(gòu)，所述垂向運(yùn)動(dòng)機(jī)構(gòu)與所述隔熱板之間連接有上安裝板，所述垂向運(yùn)動(dòng)機(jī)構(gòu)與所述下吸盤之間連接有下安裝板。

作為優(yōu)選，還包括一上層水平向運(yùn)動(dòng)導(dǎo)軌和一下層水平向運(yùn)動(dòng)導(dǎo)軌，所述上安裝板位于所述上層水平向?qū)к壣喜?dòng)所述上吸盤沿著所述上層水平向運(yùn)動(dòng)導(dǎo)軌運(yùn)動(dòng)，所述下安裝板位于所述下層水平向運(yùn)動(dòng)導(dǎo)軌上并帶動(dòng)所述下吸盤沿著所述下層水平向運(yùn)動(dòng)導(dǎo)軌運(yùn)動(dòng)。

作為優(yōu)選，所述運(yùn)動(dòng)機(jī)構(gòu)安裝在橫梁上，所述橫梁是由支撐柱支撐，所述支撐柱位于基板臺(tái)上。

作為優(yōu)選，還包括自動(dòng)調(diào)平機(jī)構(gòu)，位于所述上安裝板與所述隔熱板之間，用于保持所述上吸盤平行于所述下吸盤。

本發(fā)明還提供一種解鍵合方法，包括以下步驟：

步驟一：在需要解鍵合的鍵合片兩側(cè)各設(shè)置一個(gè)吸盤，分別為上吸盤和下吸盤，在上吸盤一側(cè)固定有用于加熱上吸盤的加熱器，在下吸盤一側(cè)設(shè)置能夠保持所述下吸盤溫度恒定恒溫結(jié)構(gòu)；

步驟二：所述上吸盤與所述下吸盤各自吸附所述鍵合片的一側(cè)，使用所述加熱器加熱所述上吸盤，同時(shí)使用所述恒溫結(jié)構(gòu)保持所述下吸盤一側(cè)溫度恒定；

步驟三：所述下吸盤帶動(dòng)鍵合片作水平向運(yùn)動(dòng)，完成解鍵合。

與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明的有益效果是：

本發(fā)明由于在需要解鍵合的鍵合片兩側(cè)上設(shè)置上吸盤和下吸盤，在其中上吸盤上設(shè)置加熱器加熱鍵合片的一側(cè)，在下吸盤上的恒溫結(jié) 構(gòu)可以防止鍵合片的該側(cè)保持恒溫冷卻，這樣防止鍵合片內(nèi)的膠層全部融化，避免由于膠層全部融化而產(chǎn)生的厚度變小、溢出以及膠層對硅片產(chǎn)生的磨損等問題。

附圖說明

圖1為本發(fā)明提供的解鍵合裝置結(jié)構(gòu)示意圖；

圖2為鍵合片的結(jié)構(gòu)示意圖；

圖3為下吸盤結(jié)構(gòu)示意圖。

圖中：1-基板臺(tái)、2-支撐柱、3-橫梁、4-垂向運(yùn)動(dòng)機(jī)構(gòu)、41-上層水平向運(yùn)動(dòng)導(dǎo)軌、42-下層水平向運(yùn)動(dòng)導(dǎo)軌、43-上安裝板、5-自動(dòng)調(diào)平機(jī)構(gòu)、6-上吸盤、61-隔熱板、62-加熱器、7-下吸盤、71-真空吸附孔、72-冷卻物質(zhì)循環(huán)孔、8-下安裝板、9-鍵合片、91-玻璃片、92-膠層、93-硅片。

具體實(shí)施方式

為使本發(fā)明的上述目的、特征和優(yōu)點(diǎn)能夠更加明顯易懂，下面結(jié)合附圖對本發(fā)明的具體實(shí)施方式做詳細(xì)的說明。

請參照圖1，本發(fā)明提出了一種解鍵合裝置，包括

一外部框架，該外部框架主要包括用于支撐解鍵合裝置的基板臺(tái)1，在基板臺(tái)1四周設(shè)置若干根支撐柱2，上述支撐柱2頂部具有橫梁3，該橫梁3由支撐柱2支撐。

在橫梁3上安裝有上層水平向運(yùn)動(dòng)導(dǎo)軌41，解鍵合裝置具有垂 向運(yùn)動(dòng)機(jī)構(gòu)4，該垂向運(yùn)動(dòng)機(jī)構(gòu)4通過上安裝板43安裝在上層水平向運(yùn)動(dòng)導(dǎo)軌41上，并且通過上安裝板43在上層水平向運(yùn)動(dòng)導(dǎo)軌41上作水平向運(yùn)動(dòng)。

垂直運(yùn)動(dòng)機(jī)構(gòu)4與上吸盤6連接，在兩者之間還連接有自動(dòng)調(diào)平機(jī)構(gòu)5，當(dāng)垂直運(yùn)動(dòng)機(jī)構(gòu)4帶動(dòng)上吸盤6移動(dòng)時(shí)，自動(dòng)調(diào)平機(jī)構(gòu)5可以保持上吸盤6的下表面與下吸盤7的上表面始終平行。

用于解鍵合的主要部件為上吸盤6和下吸盤7，從上至下垂直排列，上吸盤6與下吸盤7之間放置鍵合片9，上吸盤6上安裝有加熱器62，加熱器62用于加熱上吸盤6，使得上吸盤6加熱鍵合片9靠近上吸盤6的一側(cè)。

同時(shí)在加熱器62上安裝有隔熱板61，該隔熱板61也可為水冷板，隔熱板61用于保護(hù)加熱器62周圍的零件，避免周圍的零件受到加熱器62的影響而發(fā)生損壞。

請參照圖3，在下吸盤7上，除了具有用于吸附鍵合片9而設(shè)置的真空吸附孔71，還設(shè)置了冷卻物質(zhì)循環(huán)孔72，冷卻物質(zhì)循環(huán)孔72為一個(gè)循環(huán)回路，在該循環(huán)回路中，冷卻物質(zhì)在其中流動(dòng)，帶走鍵合片9表面的熱氣，從而使得鍵合片9在該側(cè)保持恒定的溫度。冷卻物質(zhì)可以為冷卻水、冷卻油或者冷卻氣體。

在下吸盤7下部還設(shè)置有下安裝板8，下安裝板8位于下層水平向運(yùn)動(dòng)導(dǎo)軌42上，下安裝板8可帶動(dòng)下吸盤7沿著下層水平向運(yùn)動(dòng)導(dǎo)軌42作水平向運(yùn)動(dòng)。該下層水平向運(yùn)動(dòng)導(dǎo)軌42放置于基板臺(tái)1上。

本發(fā)明還提供一種解鍵合方法，包括以下步驟：

步驟一：提供如圖1所示的解鍵合裝置，將鍵合片9放置在上吸盤6和下吸盤7之間；

步驟二：垂直運(yùn)動(dòng)機(jī)構(gòu)4控制著上吸盤6向下運(yùn)動(dòng)，使得上吸盤6緊貼在鍵合片9上表面，在這過程中，自動(dòng)調(diào)平機(jī)構(gòu)5控制著上吸盤6的下表面始終保持與下吸盤7的上表面平行，打開加熱器62，加熱器62給予上吸盤6提供熱量使其升溫，上吸盤6的熱量傳遞至鍵合片9上，在本實(shí)施例中，玻璃片91位于硅片93的上方，也即玻璃片91與上吸盤6接觸，硅片93與下吸盤7接觸，則上吸盤6加熱玻璃片91，玻璃片91與硅片93之間的膠層92吸收熱量，在本實(shí)施例中，玻璃片91、膠層92和硅片93皆具有一定的厚度，如玻璃片91的厚度為200μm，膠層92的厚度約為20μm～100μm，硅片93的厚度控制在50μm～200μm，因此玻璃片91受到上吸盤6傳遞的熱量后，膠層92在靠近玻璃片91的一側(cè)才能吸收到玻璃片91傳遞的熱量，發(fā)生熔化；同時(shí)下吸盤7上的冷卻物質(zhì)循環(huán)孔中的冷卻物質(zhì)不斷循環(huán)，當(dāng)熱量在膠層92內(nèi)傳遞至硅片93一側(cè)時(shí)，不斷循環(huán)的冷卻物質(zhì)帶走該側(cè)的熱量，使得膠層92在該側(cè)的部分保持恒定的溫度，保持其不發(fā)生熔化。

步驟三：加熱器62加熱上吸盤6一段時(shí)間后，使用下安裝板8帶動(dòng)下吸盤7沿著下層水平向運(yùn)動(dòng)導(dǎo)軌42作水平向運(yùn)動(dòng)，此時(shí)由于上吸盤6吸附著玻璃片91，而膠層92靠近玻璃片91的部分熔化，下吸盤7帶動(dòng)著硅片93以及硅片93上未熔化的膠層92作水平向運(yùn)動(dòng)從而與玻璃片91分離，則解鍵合完成。

使用本發(fā)明提供的解鍵合裝置進(jìn)行解鍵合仿真實(shí)驗(yàn)，使用的鍵合片9的參數(shù)如下表所示：

表1鍵合片9的參數(shù)

該仿真試驗(yàn)中，設(shè)定加熱器62的溫度為365℃，下吸盤7保持在22℃，在加熱器62加熱一段時(shí)間后，測量膠層92靠近上吸盤6即上表面的溫度，以及靠近下吸盤7即下表面的溫度，則此次仿真試驗(yàn)得到的結(jié)果如下表所示：

表2仿真結(jié)果

從上述仿真結(jié)果可知，使用本發(fā)明提供的解鍵合裝置以及方法，在加熱器62加熱上吸盤6一段時(shí)間后，膠層92的下表面的溫度能夠低于上表面溫度至少40℃，這樣可以避免膠層92全部熔化，從而產(chǎn)生一系列由于膠層92熔化造成的厚度變薄、膠水溢出等問題。

顯然本領(lǐng)域的技術(shù)人員可以對發(fā)明進(jìn)行各種改動(dòng)和變型而不脫離本發(fā)明的精神和范圍。這樣，倘若本發(fā)明的這些修改和變型屬于本發(fā)明權(quán)利要求及其等同技術(shù)的范圍之內(nèi)，則本發(fā)明也意圖包括這些改動(dòng)和變型在內(nèi)。