一种大尺寸超薄晶圆的夹持装置的制造方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及大尺寸晶圆加工设备技术领域，具体为一种大尺寸超薄晶圆的夹持装置。
【背景技术】
[0002]为获得小尺寸、轻质量、高性能、低功耗以及宽带宽的3D IC集成和3D Si集成技术产品，芯片/转接板晶圆的厚度必须非常薄。对于存储芯片堆叠，其中每个芯片厚度不超过50微米，并且最终要减薄到20微米。无论是有源还是无源转接板，其厚度通常不超过200微米。
[0003]晶圆减薄不是太困难，绝大多数晶圆背面磨削机均可以胜任此项工作，并可以将晶圆磨削到5微米厚。然而，在整个半导体加工和组装过程中，薄晶圆的拿持是个难题。通常在对芯片/转接板晶圆进行背面磨削露出TSV-Cu之前，需将其临时键合到另一载体晶圆上，然后完成后续的半导体制程，如金属化、钝化、凸点下金属层制作以及封装工艺。以上过程结束后，需将薄晶圆从载体晶圆上移除，然后对器件晶圆进行后续检测。对于超薄晶圆，由于磨削损伤使晶圆产生较大的弯曲变形，后续检测过程中，已不可能通过人工手工进行晶圆传输，否则会使晶圆破碎，大大增加成本。
[0004]为解决上述问题，需设计一种晶圆的夹持装置以实现对大尺寸超薄晶圆的无损伤传输。
【发明内容】
[0005]为解决以上问题，本发明提出了一种大尺寸超薄晶圆的夹持装置，可实现对大尺寸超薄晶圆的无损伤传输。其结构简单，且设备的成本低。
[0006]本发明采用如下技术方案:
[0007]一种大尺寸超薄晶圆的夹持装置，其特征在于，包括支撑底座1、吸盘部分、提手部分和电机驱动部分；其中支撑底座I能绕固定于吸盘侧壁上的旋转轴18旋转；吸盘部分包括吸盘表面凹槽2、填充物3、吸孔4、第一腔室7、轻质阀门6、进气阀门8、开关9、管道19和真空发生器20 ;凹槽顶端高于吸盘表面，吸孔4位于凹槽中心，吸孔4由填充物3填充；吸盘设有第一腔室7和第二腔室23，第一腔室7呈圆柱形，第二腔室23呈圆环形，两个腔室由轻质阀门6隔开；吸盘底端安置真空发生器20，真空发生器进气口 15外接压缩空气，真空发生器排气口 16连通空气，真空发生器真空口 17位于第一腔室7内；吸盘侧壁设有进气阀门8，进气阀门8由管道19和开关9组成；吸盘底端与提手11通过螺钉10连接，提手11与把手侧臂24固结，把手侧臂24与把手12固结；驱动电机13位于把手侧臂形成的空腔内，由电机支撑臂14支撑。
[0008]进一步，填充物3为带孔透气物质。轻质阀门6就是材质密度较为轻容易被推开而已。
[0009]本发明可以取得如下有益效果:
[0010]1、本发明吸盘部分可对翘曲晶圆进行分区吸附，通过进气阀门充气可释放晶圆，从而实现对晶圆的夹持与传输。
[0011]2、本发明支撑底座可实现对装置的支撑，可避免吸盘上的凹槽直接接触到外界支撑物体，避免凹槽损坏和堵塞。
[0012]3、本发明夹持装置的提手部分便于装置的拿持与移动。
[0013]4、本发明夹持装置结构简单、使用可靠。
【附图说明】
[0014]图1为设备结构示意图；
[0015]图2为设备吸附晶圆不意图；
[0016]图3为设备放置示意图。
[0017]图中:
[0018]I一支撑底座，2 —凹槽，3—填充物，4一吸孔，5—吸盘，6—轻质阀门，7—第一腔室，8—进气阀门，9—开关，10 —螺钉，11—提手，12—把手，13 —电机，14 —电机支撑臂，15—真空发生器进气孔，16—真空发生器排气孔，17—真空发生器真空口，18—支座旋转轴，19一管道，20—真空发生器，21—支撑物，22—晶圆，23—第二腔室。
【具体实施方式】
[0019]下面结合附图对本发明进行详细说明:
[0020]图1为本装置的结构示意图，包括支撑底座1、吸盘部分、提手部分和电机驱动部分。其中支撑底座I可绕旋转轴18进行旋转，使用设备时将支撑底座旋转到吸盘的侧壁位置，不使用设备时将支撑底座旋转到吸盘表面，设备放置时可支撑设备以免支撑物接触到吸盘部分。吸盘部分由吸盘表面凹槽2、填充物3、吸孔4、第一腔室7、轻质阀门6、进气阀门8、开关9、管道19、真空发生器20构成；凹槽顶端高于吸盘表面，凹槽由多孔物质填充可防止颗粒堵塞吸孔；吸盘的腔室由轻质阀门隔开可实现对大尺寸翘曲晶圆的分区吸附；吸盘底端安置真空发生器20，真空发生器进气口 15外接压缩空气，真空发生器排气口 16连通空气，真空发生器真空口 17位于第一腔室7内；吸盘侧壁设有进气阀门8，进气阀门8由管道19和开关9组成，打开开关9 ;吸盘底端与提手11通过螺钉10连接，提手11与把手侧臂15固结，把手侧臂15与把手12固结；驱动电机13位于把手侧臂形成的空腔内，由电机支撑臂14支撑。
[0021]图2为设备吸附晶圆示意图，使用设备时，开启电机，真空发生器20的真空口 17在吸盘腔室7产生真空，首先对晶圆22中心区域进行吸附，随着第一腔室7真空度的增加，在气压作用下轻质阀门6打开，此时第二腔室23产生真空可对晶圆22边缘区域进行吸附；需要释放晶圆22时，关闭电机13，打开进气阀门8的开关9，空气首先由管道19进入第二腔室23，从而释放晶圆边缘区域，然后空气进入第一腔室7真空消失，晶圆中心区域得到释放。
[0022]图3为设备放置示意图，不使用设备时，将支撑底座I旋转到吸盘表面，支撑设备，以免支撑物21接触到吸盘。
[0023]对本发明的实施例的描述是出于有效说明和描述本发明的目的，并非用以限定本发明，任何所属本领域的技术人员应当理解:在不脱离本发明的发明构思和范围的条件下，可对上述实施例进行变化。故本发明并不限定于所披露的具体实施例，而是覆盖权利要求所定义的本发明的实质和范围内的修改。
【主权项】
1.一种大尺寸超薄晶圆的夹持装置，其特征在于，包括支撑底座(I)、吸盘部分、提手部分和电机驱动部分；其中支撑底座(I)能绕固定于吸盘侧壁上的旋转轴(18)旋转；吸盘部分包括吸盘表面凹槽(2)、填充物(3)、吸孔(4)、第一腔室(7)、轻质阀门(6)、进气阀门(8)、开关(9)、管道(19)和真空发生器(20);凹槽顶端高于吸盘表面，吸孔(4)位于凹槽中心，吸孔⑷由填充物⑶填充；吸盘设有第一腔室(7)和第二腔室(23)，第一腔室(7)呈圆柱形，第二腔室(23)呈圆环形，两个腔室由轻质阀门(6)隔开；吸盘底端安置真空发生器(20)，真空发生器进气口(15)外接压缩空气，真空发生器排气口(16)连通空气，真空发生器真空口(17)位于第一腔室(7)内；吸盘侧壁设有进气阀门(8)，进气阀门(8)由管道(19)和开关(9)组成；吸盘底端与提手(11)通过螺钉(10)连接，提手(11)与把手侧臂(24)固结，把手侧臂(24)与把手(12)固结；驱动电机(13)位于把手侧臂形成的空腔内，由电机支撑臂(14)支撑。2.根据权利要求1所述的一种大尺寸超薄晶圆的夹持装置，其特征在于，填充物(3)为带孔透气物质。
【专利摘要】一种大尺寸超薄晶圆的夹持装置涉及半导体制造设备技术领域。其结构简单，操作方便。包括设备支撑底座、吸盘部分、提手部分和电机驱动部分。其特征在于：所述支撑底座位于吸盘边缘且可进行旋转；所述吸盘由二个腔室组成，腔室之间通过可旋转轻质阀门隔开，两侧腔室侧壁各设进气阀门，吸盘上吸附结构由吸孔、凹槽和填充物质构成，吸盘底安置真空发生器；所述提手部分由提手臂和把手构成，提手臂与吸盘底部通过禁锢螺钉连接，把手与提手臂焊接连接；所述电机位于把手形成的空腔内部并由支撑臂支撑。可实现对超薄晶圆的拾取与传输，降低晶圆破片率。
【IPC分类】H01L21/683
【公开号】CN104992921
【申请号】CN201510420092
【发明人】秦飞, 孙敬龙, 安彤, 陈沛, 宇慧平, 王仲康, 唐亮
【申请人】北京工业大学
【公开日】2015年10月21日
【申请日】2015年7月16日