CN218498041U - 一种晶圆承载装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种晶圆承载装置。该晶圆承载装置包括承载盘，所述承载盘包括从上至下依次连接的承片单元和气路单元；所述承片单元包括相互拼接的承载部和隔环，所述承载部与所述隔环之间设置有黏附环；所述承载部的外缘周向均匀间隔设置有若干气孔，所述气路单元提供气体通入所述气孔。本实用新型的晶圆承载装置，结构简单，无需晶圆与承载部直接接触将晶圆固定，可有效解决晶圆被胶粘附导致的碎片问题，提高了晶圆的产能。

Description

一种晶圆承载装置

技术领域

本实用新型属于晶圆领域，具体涉及一种晶圆承载装置。

背景技术

晶圆承载装置的主要作用是对晶圆进行固定承载并带动晶圆运动。

晶圆的固定方式可以分为三种，第一种为夹持式固定，通过物理接触对晶圆位置进行限制，这种夹持方式的优点是可以最大程度保证晶圆位置的准确，缺点是夹持利用的是机械机构的运动来实现固定，长时间机械机构的运动会对其本身产生磨损，从而使机械结构成为耗材；第二种为真空吸附方式固定，真空吸附固定的优点是位置固定方便，真空是直接提供的，不会对机台产生损耗，缺点是对于颗粒较细的药液本身会将其吸进吸附口，从而堵塞真空口，导致受力不均的情况出现，在晶圆承载装置运动过程中会有甩飞的风险；第三种方式为伯努利吸附固定，这种方式无论是对于大颗粒还是细微颗粒，都可通过压差保证晶圆的水平和位置稳定。

现有晶圆承载装置包括真空吸盘、静电吸盘和气浮吸盘等，其中，真空吸盘需与晶圆紧密接触，通过真空吸附方式使得晶圆被固定在晶圆承载装置上，晶圆固定变得十分牢固，但是对于喷胶工艺来说便成为导致碎片和撞片的最大影响因素。

现有技术中使用较为广泛的一种为真空吸盘式的晶圆承载装置。晶圆级封测中，针对深沟道匀胶，使用的最为成熟的方案便是使用喷胶来实现，但是喷胶机产生的颗粒较小，因此，喷出的颗粒胶很容易附着在真空吸盘式的承载盘上，承载盘本身会有加热装置，承载盘上附着的胶体经加热后粘性增大，使得晶圆局部被胶体粘附，从而在工艺结束取片过程中导致晶圆的机械性碎片。

现有技术中，为了解决晶圆被胶体粘附的问题，需要人工将晶圆拆卸下来进行清洗，每天花费在清洗上面的时间在2-3小时，对于晶圆的量产无疑是一个极大的产能浪费。

CN114388419A公开了一种承载装置，该承载装置包括承载盘，该承载盘用于承载待承载对象，该承载盘具有承载面，且承载盘设有排气孔，排气孔与外界连通，该排气孔用于排除承载面与待承载对象之间的至少部分气体；该排气孔设置在承载面的中心区域，且排气孔在承载面的正投影位于承载面的中心区域内。通过以上设置，可以有效排出承载面与待承载对象之间的中心区域的气体，使得中心区域与其他区域尤其是边缘区域的气压保持一致，防止被承载对象发生形变。

CN106960810A公开了一种晶圆承载装置，用于承载一晶圆，该晶圆承载装置包括一基座以及一承载盘。该承载盘固定于该基座上并包括一底盘、一出气盘、以及若干个限位单元。该底盘包括若干个连接部，各连接部包括若干个气孔。该出气盘设置于该底盘上且包括若干个多孔性薄膜。这些限位单元固定在该底盘之周围。该发明能解决现有技术中晶圆在清洗或蚀刻制程中容易破裂以及晶圆不需要清洗或蚀刻的表面受到破坏的问题。

CN112447571A公开了一种晶圆承载装置及采用该晶圆承载装置的晶圆清洗装置，所述晶圆承载装置包括承载盘，所述承载盘具有承载面，所述承载面划分为中心区域及边缘区域，所述中心区域设置有第一气孔，所述边缘区域设置有第二气孔，晶圆与所述承载面之间具有气垫层，所述气垫层由气体通过所述第一气孔及所述第二气孔吹出而形成。该发明的优点在于，采用所述晶圆承载装置承载晶圆进行工艺制程后，不会在所述晶圆表面形成环形图案缺陷。

但是，上述晶圆承载装置很难解决晶圆容易被胶粘附导致的碎片问题。

实用新型内容

针对现有技术的不足，本实用新型的目的在于提供一种晶圆承载装置，结构简单，无需晶圆与承载部直接接触将晶圆固定，可有效解决晶圆被胶粘附导致的碎片问题，提高了晶圆的产能。

为达此目的，本实用新型采用以下技术方案：

一种晶圆承载装置包括承载盘，所述承载盘包括从上至下依次连接的承片单元和气路单元；所述承片单元包括相互拼接的承载部和隔环，所述承载部与所述隔环之间设置有黏附环；所述承载部的外缘周向均匀间隔设置有若干气孔，所述气路单元提供气体通入所述气孔。

本实用新型的承片单元包括承载部和隔环，以及设置于承载部和隔环之间的黏附环，黏附环为环状包围，喷胶时环状处容易粘附晶圆，本实用新型通过气孔的设置使其可以形成稳定气流，从而形成压差，无需晶圆与承载部直接接触将晶圆固定，可有效解决晶圆被胶粘附导致的碎片问题，作为一种新的晶圆吸附方式，保证晶圆吸附的稳定性。

其中，所述气孔包括第一气孔和第二气孔，所述第一气孔与所述第二气孔沿所述承载部的径向分布。

其中，所述气孔的宽度由所述承载部的远心端向近心端逐渐减小，且气孔的两端均为弧形。这种设置可以使气路单元通入的气体向承载部的边缘分流，形成稳定的气流，不至于气流往承载部的中心部聚集将晶圆吹起。

其中，所述气孔的两端均为半弧形。

其中，所述气路单元与所述承片单元垂直设置。

其中，所述气路单元沿轴向设置有相互平行的第一气路和第二气路，所述第一气路的出口与所述第一气孔相连通，所述第二气路的出口与所述第二气孔相连通。气路单元的第一气路和第二气路中通入的气体可以是氮气。

其中，所述承载部沿周向还设置有若干支撑柱，所述支撑柱设置于所述气孔的内侧。支撑柱可以在所述承载部的表面上下自由伸缩，用于晶圆的收放。

其中，所述支撑柱为至少三个，例如可以是3个、4个、5个等。至少三个支撑柱可以保证晶圆收放时的稳定性。

其中，所述气路单元采用的气体为氮气。

本实用新型的晶圆承载装置工作时，承载装置的顶部设置有过滤装置，过滤装置吸取外部空气过滤之后，向下吹风形成向下压力形成下压气流V2，V2是只能大范围的覆盖，而气路单元提供的气体(例如可以是氮气)向上形成气流V1，V1覆盖范围可控，且过滤装置形成的下压气流V2小于背部承载装置的气路单元提供的气体气流V1，因此通过晶圆两侧的压差本身会形成一个吸引力，从而无需晶圆与承载部直接接触将晶圆固定，避免了喷胶后黏附环上的胶体粘附于晶圆进而导致晶圆碎片的问题。

与现有技术相比，本实用新型的有益效果为：

本实用新型的晶圆承载装置，结构简单，无需晶圆与承载部直接接触将晶圆固定，可有效解决晶圆被胶粘附导致的碎片问题，提高了晶圆的产能，而且采用本实用新型的承载装置进行后续喷胶工艺时喷胶均匀，极大的保证了晶圆的作业均匀性，提高了产品良率。

附图说明

图1为本实用新型的晶圆承载装置的结构示意图；

图2为图1的承载单元的结构示意图；

图3为晶圆固定时的气流示意图；

图4为图3的气孔的形状示意图；

附图标记如下：

1-承片单元；2-气路单元；21-第一气路；22-第二气路；11-承载部；12-隔环；13-黏附环；3-气孔；31-第一气孔；32-第二气孔；4-支撑柱。

具体实施方式

下面结合图1至图4并通过具体实施方式来进一步说明本实用新型的技术方案。

如图1、图2所示，本实用新型的一种晶圆承载装置包括承载盘，承载盘包括从上至下依次连接的承片单元1和气路单元2；承片单元1包括相互拼接的承载部11和隔环12，承载部11与隔环12之间设置有黏附环13；承载部11的外缘周向均匀间隔设置有若干气孔3，气路单元2提供气体通入气孔3。

本实用新型的晶圆承载装置，结构简单，无需晶圆与承载部直接接触将晶圆固定，可有效解决晶圆被胶粘附导致的碎片问题，提高了晶圆的产能，而且采用本实用新型的承载装置进行后续喷胶工艺时喷胶均匀，极大的保证了晶圆的作业均匀性，提高了产品良率。

其中，承片单元1包括相互拼接的承载部11和隔环12，拼接方式例如为承载部上设置有L型台阶，隔环上相对承载部的连接处对应设置有L型台阶从而完成承载部与隔环的拼接。隔环的设置，一方面可以扩展承载部的尺寸，使其可以承载更大尺寸的晶圆，满足不同尺寸晶圆的加工的需求，另一方面，隔环作为承载部的延伸部分可以对晶圆起到保护作用。

本实用新型的黏附环13为环状包围，可以通过套设设置于承载部和隔环的连接处，喷胶时环状处容易粘附晶圆，本实用新型通过气孔3的设置使其可以形成稳定气流，从而形成压差，作为一种新的晶圆吸附方式，保证晶圆吸附的稳定性。

作为优选方案，气孔3包括第一气孔31和第二气孔32，第一气孔31与第二气孔32沿承载部11的径向分布，如图3所示。例如边缘一圈的气孔，相邻两个气孔与承载部表面圆心的连线之间的夹角为15°。

气孔3的宽度由承载部11的远心端向近心端逐渐减小，且气孔的两端均为弧形。这种设置可以使气路单元通入的气体向承载部的边缘分流，形成稳定的气流，不至于气流往承载部的中心部聚集将晶圆吹起。

作为一种具体实施方式，气孔3的两端均为半弧形，承载部远心端半弧形的直径大于承载部近心端的半弧形的直径，可以使气路单元通入的气体向承载部的边缘分流，如图4所示。

本实用新型中，气路单元2与承片单元1垂直设置。其中，气路单元2沿轴向设置有相互平行的第一气路21和第二气路22，第一气路21的出口与第一气孔31相连通，第二气路22的出口与第二气孔32相连通。

作为本实用新型的优选方案，承载部11沿周向还设置有若干支撑柱4，支撑柱可以在所述承载部的表面上下自由伸缩，用于晶圆的收放。支撑柱4设置于气孔3的内侧。支撑柱为至少三个，可以保证晶圆收放时的稳定性，如图2所示。

本实用新型的晶圆承载装置工作时的机理如下：

根据伯努利方程p+ρgh+(1/2)*ρv²＝c(式中，p为流体中某点的压强，v为流体该点的流速，ρ为流体密度，g为重力加速度，h为该点所在高度，c为一个常量。)

承载装置的顶部设置有过滤装置，过滤装置吸取外部空气过滤之后，向下吹风形成向下压力形成下压气流V2，V2是只能大范围的覆盖，而气路单元提供的气体(例如可以是氮气)向上形成气流V1，V1覆盖范围可控，且过滤装置形成的下压气流V2小于背部承载装置的气路单元提供的气体气流V1，因此通过晶圆两侧的压差本身会形成一个吸引力，如图3所示，从而无需晶圆与承载部直接接触将晶圆固定，避免了喷胶后黏附环上的胶体粘附于晶圆进而导致晶圆碎片的问题。

本实用新型的晶圆承载装置，利于后续的喷胶工艺，喷胶工艺是通过一次喷胶完成，进行90°旋转后再次喷涂，循环4次或8次，完成一次作业，而且承载装置四周喷胶均匀，极大的保证了晶圆的作业均匀性，提高了产品良率。

作为本实用新型的优选方案，气路单元还设置有电路单元，电路单元设置于气路单元的轴线位置，电路单元的一端与承载单元连接，电路单元的另一端与电机相连，电机驱动承载盘的旋转以及支撑柱的上下伸缩，便于晶圆的取放以及喷胶工序。

本实用新型通过上述实施例来说明本实用新型的详细工艺设备和工艺流程，但本实用新型并不局限于上述详细工艺设备和工艺流程，即不意味着本实用新型必须依赖上述详细工艺设备和工艺流程才能实施。所属技术领域的技术人员应该明了，对本实用新型的任何改进，对本实用新型产品各原料的等效替换及辅助成分的添加、具体方式的选择等，均落在本实用新型的保护范围和公开范围之内。

以上详细描述了本实用新型的优选实施方式，但是，本实用新型并不限于上述实施方式中的具体细节，在本实用新型的技术构思范围内，可以对本实用新型的技术方案进行多种简单变型，这些简单变型均属于本实用新型的保护范围。

另外需要说明的是，在上述具体实施方式中所描述的各个具体技术特征，在不矛盾的情况下，可以通过任何合适的方式进行组合，为了避免不必要的重复，本实用新型对各种可能的组合方式不再另行说明。

此外，本实用新型的各种不同的实施方式之间也可以进行任意组合，只要其不违背本实用新型的思想，其同样应当视为本实用新型所公开的内容。

Claims (9)

1.一种晶圆承载装置，其特征在于，包括承载盘，所述承载盘包括从上至下依次连接的承片单元和气路单元；所述承片单元包括相互拼接的承载部和隔环，所述承载部与所述隔环之间设置有黏附环；所述承载部的外缘周向均匀间隔设置有若干气孔，所述气路单元提供气体通入所述气孔。

2.根据权利要求1所述的晶圆承载装置，其特征在于，所述气孔包括第一气孔和第二气孔，所述第一气孔与所述第二气孔沿所述承载部的径向分布。

3.根据权利要求1所述的晶圆承载装置，其特征在于，所述气孔的宽度由所述承载部的远心端向近心端逐渐减小，且气孔的两端均为弧形。

4.根据权利要求3所述的晶圆承载装置，其特征在于，所述气孔的两端均为半弧形。

5.根据权利要求1所述的晶圆承载装置，其特征在于，所述气路单元与所述承片单元垂直设置。

6.根据权利要求2所述的晶圆承载装置，其特征在于，所述气路单元沿轴向设置有相互平行的第一气路和第二气路，所述第一气路的出口与所述第一气孔相连通，所述第二气路的出口与所述第二气孔相连通。

7.根据权利要求1所述的晶圆承载装置，其特征在于，所述承载部沿周向还设置有若干支撑柱，所述支撑柱设置于所述气孔的内侧。

8.根据权利要求7所述的晶圆承载装置，其特征在于，所述支撑柱为至少三个。

9.根据权利要求1所述的晶圆承载装置，其特征在于，所述气路单元采用的气体为氮气。

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