TWI774590B - 晶圓治具、晶圓結構及晶圓的加工方法 - Google Patents

晶圓治具、晶圓結構及晶圓的加工方法 Download PDF

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Abstract

一種晶圓治具，包括一環狀支撐部及至少一延伸部。延伸部從環狀支撐部的內緣延伸出且具有一環狀接觸面，其中環狀接觸面具有一傾斜角度而不平行於一水平面。此外，一種晶圓結構及晶圓的加工方法亦被提及。

Description

晶圓治具、晶圓結構及晶圓的加工方法
本發明是有關於一種治具、包含此治具的結構及加工方法，且特別是有關於一種晶圓治具、包含此晶圓治具的晶圓結構及晶圓的加工方法。
碳化矽的價格非常昂貴，為了盡可能將碳化矽材料製造成多片碳化矽晶圓以達到節省成本的目的，碳化矽晶圓的薄化非常重要。然而，碳化矽晶圓容易在進行薄化加工的過程中破裂損壞。在碳化矽晶圓貼附背膠可強化其結構，但此舉僅能強化碳化矽晶圓的背面而無助於碳化矽晶圓之邊緣的強化，故仍難以避免碳化矽晶圓之邊緣在加工過程中破裂。此外，特定尺寸的晶圓(如6吋晶圓)可能不符合加工機台的規格(如對應於8吋晶圓的規格)，而產生晶圓與機台不相容的問題。
本發明提供一種晶圓治具、晶圓結構及晶圓的加工方法，可避免晶圓之邊緣破裂且可解決晶圓與機台不相容的問題。
本發明的晶圓治具包括一環狀支撐部及至少一延伸部。延伸部從環狀支撐部的內緣延伸出且具有一環狀接觸面，其中環狀接觸面具有一傾斜角度而不平行於一水平面。
在本發明的一實施例中，上述的環狀接觸面為平面或弧面。
在本發明的一實施例中，上述的環狀支撐部的外徑為環狀支撐部的內徑的至少1.2倍。
在本發明的一實施例中，上述的環狀支撐部及延伸部的熔點大於或等於攝氏120度。
在本發明的一實施例中，上述的延伸部具有一承載面，承載面連接於環狀接觸面而被環狀接觸面圍繞，承載面適於承載晶圓。
在本發明的一實施例中，在垂直於承載面的方向上，環狀支撐部的頂部至承載面的距離小於或等於晶圓的厚度的0.95倍。
在本發明的一實施例中，上述的環狀支撐部的一頂面從環狀支撐部的內緣往環狀支撐部的外緣向下傾斜。
在本發明的一實施例中，上述的晶圓治具包括兩延伸部，其中一延伸部的環狀接觸面與另一延伸部的環狀接觸面彼此相向，晶圓被限位於兩環狀接觸面之間。
本發明的晶圓結構包括一晶圓治具及一晶圓。晶圓治具包括一環狀支撐部及至少一延伸部。延伸部從環狀支撐部的內緣延伸出且具有一環狀接觸面，其中環狀接觸面具有一傾斜角度而不平行於一水平面。晶圓被支撐於環狀支撐部內，其中晶圓具有一底面、一側面及一延伸面，延伸面連接於底面與側面之間且接觸環狀接觸面。
在本發明的一實施例中，上述的環狀接觸面為平面或弧面。
在本發明的一實施例中，上述的環狀支撐部的外徑為環狀支撐部的內徑的至少1.2倍。
在本發明的一實施例中，上述的環狀支撐部及延伸部的熔點大於或等於攝氏120度。
在本發明的一實施例中，上述的延伸部具有一承載面，承載面連接於環狀接觸面而被環狀接觸面圍繞，承載面適於承載晶圓。
在本發明的一實施例中，在垂直於承載面的方向上，環狀支撐部的頂部至承載面的距離小於或等於晶圓的厚度的0.95倍。
在本發明的一實施例中，上述的環狀支撐部的一頂面從環狀支撐部的內緣往環狀支撐部的外緣向下傾斜。
在本發明的一實施例中，上述的晶圓治具包括兩延伸部，其中一延伸部的環狀接觸面與另一延伸部的環狀接觸面彼此相向，晶圓被限位於兩環狀接觸面之間。
本發明的晶圓的加工方法包括以下步驟。提供一晶圓治具，其中晶圓治具包括一環狀支撐部及一第一延伸部，第一延伸部從環狀支撐部的內緣延伸出且具有一環狀接觸面，環狀接觸面具有一傾斜角度而不平行於一水平面。將一晶圓支撐於環狀支撐部內，其中晶圓具有一底面、一側面及一延伸面，延伸面連接於底面與側面之間且接觸環狀接觸面。對晶圓進行薄化。將晶圓分離於晶圓治具。
在本發明的一實施例中，提供晶圓治具的步驟包括：提供一基材。移除基材的局部以獲得一環狀結構。移除環狀結構的內緣的局部以獲得環狀接觸面。
在本發明的一實施例中，將晶圓支撐於環狀支撐部內的步驟包括：切割晶圓治具以使晶圓治具的多個部分彼此分離。將晶圓治具的多個部分接合於晶圓的外緣。
在本發明的一實施例中，上述的晶圓的加工方法包括以下步驟。在環狀支撐部的內緣及環狀接觸面上形成一接合層，接合層位於晶圓與環狀接觸面之間且適於固定晶圓。
基於上述，在本發明的晶圓治具中，環狀支撐部的內緣延伸出延伸部，且延伸部具有傾斜的環狀接觸面。藉此，晶圓的底面與側面之間的延伸面可被晶圓治具的環狀接觸面支撐，以達到強化晶圓之邊緣的效果，而可避免晶圓之邊緣在薄化加工過程中破裂。此外，本發明的晶圓治具與晶圓共同構成了晶圓結構，此晶圓結構的尺寸(即晶圓治具的尺寸，例如是8吋)大於晶圓本身的尺寸(例如是6吋)。據此，即使加工機台的規格(如對應於8吋晶圓的規格)與晶圓本身的尺寸不相容，晶圓治具與晶圓共同構成的晶圓結構仍能相容於所述加工機台的規格。
圖1A是本發明一實施例的晶圓結構的剖面示意圖。圖1B是圖1A的晶圓結構的局部放大圖。圖1C是圖1A的晶圓治具的剖面示意圖。圖2是圖1A的晶圓結構的俯視示意圖。圖3是圖1A的晶圓治具的俯視圖。請參考圖1A至圖3，本實施例的晶圓結構100包括一晶圓治具110及一晶圓120，晶圓治具110用以承載晶圓120。晶圓治具110上的晶圓120可藉由研磨製程或其他適當製程而進行薄化加工。
晶圓治具110包括一環狀支撐部112及一延伸部114。延伸部114從環狀支撐部112的內緣延伸出且具有一環狀接觸面114a及一承載面114b，承載面114b平行於一水平面S，環狀接觸面114a具有一傾斜角度θ1(標示於圖1B)而不平行於水平面S，傾斜角度θ1可為11度、22度或其他適當角度。亦即，環狀接觸面114a傾斜於環狀支撐部112的軸向A。環狀接觸面112可為平面或弧面(圖1A繪示為平面)，本發明不對此加以限制。
晶圓120被支撐於環狀支撐部112內。其中，晶圓120具有一底面120a、一側面120b及一延伸面120c，延伸面120c連接於底面120a與側面120b之間。承載面114b承載晶圓120的底面120a，且晶圓120的延伸面120c接觸環狀接觸面114a而獲得支撐。如上述般使晶圓120的延伸面120c被晶圓治具110的環狀接觸面114a支撐，可達到強化晶圓120之邊緣的效果，而可避免晶圓120之邊緣在薄化加工過程中破裂。
此外，在本實施例中，環狀支撐部112的外徑D1例如為環狀支撐部112的內徑D3的至少1.2倍。從而，晶圓治具110與晶圓120共同構成的晶圓結構100的外徑(即環狀支撐部112的外徑D1，例如是8吋)大於晶圓120本身的外徑D2(例如是6吋)。據此，即使加工機台的規格(如對應於8吋晶圓的規格)與晶圓本身的尺寸不相容，晶圓治具與晶圓共同構成的晶圓結構仍能相容於所述加工機台的規格。
如圖1A所示，在垂直於承載面114b的方向(即環狀支撐部112的軸向A的延伸方向)上，環狀支撐部112的頂部至承載面114b的距離H1小於晶圓的厚度H2。藉此，在從晶圓120的上側研磨晶圓120的過程中，環狀支撐部112不會被研磨到，以使晶圓治具110可回收再使用。具體而言，所述距離H1例如小於或等於晶圓的厚度H2的0.95倍，然本發明不以此為限。
此外，在本實施例中，環狀支撐部112的一頂面112a從環狀支撐部112的內緣往環狀支撐部112的外緣向下傾斜，其傾斜角度θ2(標示於圖1B)例如為30~60度。藉此，晶圓120被研磨而產生的碎屑可藉由頂面112a的導引而排出，避免碎屑累積於晶圓結構100上。
本實施例的晶圓結構100更包括一接合層130，其例如為蠟層。部分接合層130位於晶圓120的延伸面120c與晶圓治具110的環狀接觸面114a之間，另一部分接合層130位於晶圓120的底面120a與晶圓治具110的承載面114b之間。接合層130可固定晶圓120並在晶圓120與晶圓治具110之間提供緩衝與保護效果。
承上，環狀支撐部112及延伸部114的材質例如為玻璃纖維、聚醚醚酮等熔點大於或等於攝氏120度的材料，使得環狀支撐部112及延伸部114的熔點大於接合層130的熔點。藉此，當對晶圓結構100加熱以使接合層130接合於晶圓治具110及晶圓120時，可避免環狀支撐部112及延伸部114熔化。
圖4是本發明另一實施例的晶圓結構的剖面示意圖。圖5是圖4的晶圓結構的俯視示意圖。在圖4及圖5的晶圓結構200中，晶圓治具210、環狀支撐部212、頂面212a、延伸部214、環狀接觸面214a、晶圓220、底面220a、側面220b、延伸面220c、接合層230的配置與作用方式相同或相似於圖1A的晶圓治具110、環狀支撐部112、頂面112a、延伸部114、環狀接觸面114a、晶圓120、底面120a、側面120b、延伸面120c、接合層130的配置與作用方式，於此不加以贅述。晶圓結構200與晶圓結構100的不同處在於，晶圓治具210的延伸部214的數量為兩個，一延伸部214的環狀接觸面214a與另一延伸部214的環狀接觸面214a彼此相向，且晶圓220被限位於兩環狀接觸面214a之間。並且，晶圓治具210不具有圖1A所示的承載面114b。
在此配置方式之下，當從晶圓220的上側研磨晶圓220時，晶圓220上方的延伸部214會被研磨到。因此，本實施例的晶圓治具210的材質可為矽，使其能夠與晶圓220一起被研磨。
以下以圖4的晶圓結構200為例，說明晶圓的加工方法。圖6A至圖6E是圖4的晶圓的加工方法流程圖，其中圖6A、圖6B及圖6E的視角對應於圖5的視角，圖6C及圖6D的視角對應於圖4的視角。首先，如圖6A至6D所示提供晶圓治具210。其中，例如是先如圖6A所示提供一基材M並移除基材M的局部以獲得一環狀結構M’。然後，如圖6C至圖6D所示藉由砂輪W或其他適當研磨裝置移除環狀結構M’的內緣的局部而形成晶圓治具210及其環狀支撐部212、延伸部214，以獲得環狀接觸面214a。
接著，如圖4及圖5所示將晶圓220支撐於環狀支撐部212內，使晶圓220的延伸面220c接觸晶圓治具210的環狀接觸面214a。其中，例如是先如圖6E所示切割晶圓治具210以使晶圓治具210的兩個部分彼此分離，以便於如圖4及圖5所示將晶圓治具210的這兩個部分接合於晶圓220的外緣。
於上述流程中，在形成環狀接觸面214a之後以及將晶圓220置於環狀支撐部212內之前，可在環狀支撐部212的內緣及環狀接觸面214a上形成接合層230，以藉其固定晶圓120並在晶圓120與晶圓治具110之間提供緩衝與保護效果。
在如圖4及圖5所示將晶圓治具210的這兩個部分接合於晶圓220的外緣之後，可將晶圓治具210與晶圓220構成的晶圓結構200置於加工機台，開始以研磨的方式對晶圓220進行薄化，並於完成薄化後將晶圓220分離於晶圓治具210。
圖7是本發明另一實施例的晶圓結構的剖面示意圖。圖7的晶圓結構200’與圖4的晶圓結構200的不同處在於，晶圓結構200’的晶圓治具210’只具有一延伸部214。晶圓220被支撐於此延伸部214上，而非如圖4的晶圓220般被限位於上下兩延伸部214之間。在此配置方式之下，於加工過程中不需要如圖6E所示將晶圓治具210分離成兩個部分，就可以直接將晶圓220由上往下置於晶圓治具210’中。
綜上所述，在本發明的晶圓治具中，環狀支撐部的內緣延伸出延伸部，且延伸部具有傾斜的環狀接觸面。藉此，晶圓的底面與側面之間的延伸面可被晶圓治具的環狀接觸面支撐，以達到強化晶圓之邊緣的效果，而可避免晶圓之邊緣在薄化加工過程中破裂。此外，本發明的晶圓治具與晶圓共同構成了晶圓結構，此晶圓結構的尺寸(即晶圓治具的尺寸，例如是8吋)大於晶圓本身的尺寸(例如是6吋)。據此，即使加工機台的規格(如對應於8吋晶圓的規格)與晶圓本身的尺寸不相容，晶圓治具與晶圓共同構成的晶圓結構仍能相容於所述加工機台的規格。
100、200、200’:晶圓結構 110、210、210’:晶圓治具 112、212:環狀支撐部 112a、212a:頂面 114、214:延伸部 114a、214a:環狀接觸面 114b:承載面 120、220:晶圓 120a、220a:底面 120b、220b:側面 120c、220c:延伸面 130、230:接合層 A:軸向 D1、D2:外徑 D3:內徑 H1:距離 H2:厚度 M:基材 M’:環狀結構 S:水平面 W:砂輪 θ1、θ2:傾斜角度
圖1A是本發明一實施例的晶圓結構的剖面示意圖。 圖1B是圖1A的晶圓結構的局部放大圖。 圖1C是圖1A的晶圓治具的剖面示意圖。 圖2是圖1A的晶圓結構的俯視示意圖。 圖3是圖1A的晶圓治具的俯視圖。 圖4是本發明另一實施例的晶圓結構的剖面示意圖。 圖5是圖4的晶圓結構的俯視示意圖。 圖6A至圖6E是圖4的晶圓的加工方法流程圖。 圖7是本發明另一實施例的晶圓結構的剖面示意圖。
100:晶圓結構
110:晶圓治具
112:環狀支撐部
112a:頂面
114:延伸部
114a:環狀接觸面
114b:承載面
120:晶圓
120a:底面
120b:側面
120c:延伸面
130:接合層
A:軸向
D1、D2:外徑
D3:內徑
H1:距離
H2:厚度
S:水平面

Claims (20)

  1. 一種晶圓治具，包括： 一環狀支撐部；以及 至少一延伸部，從該環狀支撐部的內緣延伸出且具有一環狀接觸面，其中該環狀接觸面具有一傾斜角度而不平行於一水平面。
  2. 如請求項1所述的晶圓治具，其中該環狀接觸面為平面或弧面。
  3. 如請求項1所述的晶圓治具，其中該環狀支撐部的外徑為該環狀支撐部的內徑的至少1.2倍。
  4. 如請求項1所述的晶圓治具，其中該環狀支撐部及該延伸部的熔點大於或等於攝氏120度。
  5. 如請求項1所述的晶圓治具，其中該延伸部具有一承載面，該承載面連接於該環狀接觸面而被該環狀接觸面圍繞，該承載面適於承載該晶圓。
  6. 如請求項5所述的晶圓治具，其中在垂直於該承載面的方向上，該環狀支撐部的頂部至該承載面的距離小於或等於該晶圓的厚度的0.95倍。
  7. 如請求項1所述的晶圓治具，其中該環狀支撐部的一頂面從該環狀支撐部的內緣往該環狀支撐部的外緣向下傾斜。
  8. 如請求項1所述的晶圓治具，包括兩該延伸部，其中一該延伸部的該環狀接觸面與另一該延伸部的該環狀接觸面彼此相向，該晶圓被限位於該兩環狀接觸面之間。
  9. 一種晶圓結構，包括： 一晶圓治具，包括： 一環狀支撐部；以及 至少一延伸部，從該環狀支撐部的內緣延伸出且具有一環狀接觸面，其中該環狀接觸面具有一傾斜角度而不平行於一水平面；以及 一晶圓，被支撐於該環狀支撐部內，其中該晶圓具有一底面、一側面及一延伸面，該延伸面連接於該底面與該側面之間且接觸該環狀接觸面。
  10. 如請求項9所述的晶圓結構，其中該環狀接觸面為平面或弧面。
  11. 如請求項9所述的晶圓結構，其中該環狀支撐部的外徑為該環狀支撐部的內徑的至少1.2倍。
  12. 如請求項9所述的晶圓結構，其中該環狀支撐部及該延伸部的熔點大於或等於攝氏120度。
  13. 如請求項9所述的晶圓結構，其中該延伸部具有一承載面，該承載面連接於該環狀接觸面而被該環狀接觸面圍繞，該承載面適於承載該晶圓。
  14. 如請求項13所述的晶圓結構，其中在垂直於該承載面的方向上，該環狀支撐部的頂部至該承載面的距離小於或等於該晶圓的厚度的0.95倍。
  15. 如請求項9所述的晶圓結構，其中該環狀支撐部的一頂面從該環狀支撐部的內緣往該環狀支撐部的外緣向下傾斜。
  16. 如請求項9所述的晶圓結構，其中該晶圓治具包括兩該延伸部，一該延伸部的該環狀接觸面與另一該延伸部的該環狀接觸面彼此相向，該晶圓被限位於該兩環狀接觸面之間。
  17. 一種晶圓的加工方法，包括： 提供一晶圓治具，其中該晶圓治具包括一環狀支撐部及一第一延伸部，該第一延伸部從該環狀支撐部的內緣延伸出且具有一環狀接觸面，該環狀接觸面具有一傾斜角度而不平行於一水平面； 將一晶圓支撐於該環狀支撐部內，其中該晶圓具有一底面、一側面及一延伸面，該延伸面連接於該底面與該側面之間且接觸該環狀接觸面； 對該晶圓進行薄化；以及 將該晶圓分離於該晶圓治具。
  18. 如請求項17所述的晶圓的加工方法，其中提供該晶圓治具的步驟包括： 提供一基材，移除該基材的局部以獲得一環狀結構；以及 移除該環狀結構的內緣的局部以獲得該環狀接觸面。
  19. 如請求項17所述的晶圓的加工方法，其中將該晶圓支撐於該環狀支撐部內的步驟包括： 切割該晶圓治具以使該晶圓治具的多個部分彼此分離；以及 將該晶圓治具的該多個部分接合於該晶圓的外緣。
  20. 如請求項17或19所述的晶圓的加工方法，包括在該環狀支撐部的內緣及該環狀接觸面上形成一接合層，該接合層位於該晶圓與該環狀接觸面之間且適於固定該晶圓。
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