用于晶圆减薄后移片的治具及治具组件的制作方法

1.本实用新型特别涉及一种用于晶圆减薄后移片的治具及治具组件，属于晶圆转移载具技术领域。

背景技术：

2.晶圆在减薄抛光后，需要将晶圆背移至卡塞盒中进行批量清洗。由于晶圆厚度很薄。操作人员使用镊子进行手工移片时，非常容易发生裂片、碎片，从而导致生产成本上升并降低生产效率。

技术实现要素：

3.本实用新型的主要目的在于提供一种用于晶圆减薄后移片的治具及治具组件，主要用于进行晶圆清洗前等工艺过程中的移片，从而克服现有技术中的不足。
4.为实现前述实用新型目的，本实用新型采用的技术方案包括：
5.本实用新型提供了一种用于晶圆减薄后移片的治具，包括：
6.片托，用于承载晶圆，所述片托包括转接部和片托主体部，所述转接部沿第一方向固定设置在所述片托主体部的一端，所述片托主体部具有沿第二方向背对设置的第一表面和第二表面，所述片托内部设置有真空流道，所述真空流道能够与真空发生机构连接，所述片托主体部的第一表面设置有至少一吸附孔，所述吸附孔与所述真空流道相连通，晶圆能够通过真空吸附的方式被可分离地固定在所述第一表面，所述第二方向与第一方向交叉；
7.操作把手，所述操作把手与所述片托的转接部可拆卸地固定连接，所述片托能够与所述操作把手分离更换。
8.本实用新型还提供了一种用于晶圆减薄后移片的治具组件，包括所述的用于晶圆减薄后移片的治具，并且，所述治具组件包括多个片托，多个片托的连接部的结构和尺寸相同，而多个片托的片托主体部的结构相同而尺寸不同，多个片托的片托主体部分别用于放置不同尺寸的晶圆。
9.与现有技术相比，本实用新型的优点包括：
10.1)本实用新型提供的一种用于晶圆减薄后移片的治具，结构简单，且片托可以更换，从而使每一治具可以匹配并用于多种尺寸晶圆的转移；
11.2)本实用新型提供的一种用于晶圆减薄后移片的治具，通过真空吸附的方式将晶圆吸附在片托表面，同时，在片托的表面所在的平面方向上，通过设置与晶圆周缘轮廓匹配的弧形限位面可以对晶圆进行放置定位和限位，确保移片时可以精确的被放置在片托表面，以及保证晶圆不会掉落；
12.3)采用本实用新型提供的一种用于晶圆减薄后移片的治具进行晶圆清洗前的移片，可降低裂片风险、降低生产成本并提高生产效率及良率的目的。
附图说明
13.为了更清楚地说明本技术实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本技术中记载的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
14.图1是本实用新型实施例1中提供的一种用于晶圆减薄后移片的治具的结构示意图；
15.图2是本实用新型实施例1中提供的一种用于晶圆减薄后移片的治具的侧视图；
16.图3是本实用新型实施例1中提供的一种用于晶圆减薄后移片的治具的片托的内部结构示意图；
17.图4是本实用新型实施例1中提供的一种用于晶圆减薄后移片的治具的片托的俯视图；
18.图5是本实用新型实施例1中提供的一种用于晶圆减薄后移片的治具的片托的侧视图；
19.图6是本实用新型实施例2中提供的一种用于晶圆减薄后移片的治具的片托的侧视图。
具体实施方式
20.鉴于现有技术中的不足，本案发明人经长期研亢和大量实践，得以提出本实用新型的技术方案。如下将对该技术方案、其实施过程及原理等作进一步的解释说明。
21.本实用新型提供了一种用于晶圆减薄后移片的治具，包括：
22.片托，用于承载晶圆，所述片托包括转接部和片托主体部，所述转接部沿第一方向固定设置在所述片托主体部的一端，所述片托主体部具有沿第二方向背对设置的第一表面和第二表面，所述片托内部设置有真空流道，所述真空流道能够与真空发生机构连接，所述片托主体部的第一表面设置有至少一吸附孔，所述吸附孔与所述真空流道相连通，晶圆能够通过真空吸附的方式被可分离地固定在所述第一表面，所述第二方向与第一方向交叉；
23.操作把手，所述操作把手与所述片托的转接部可拆卸地固定连接，所述片托能够与所述操作把手分离更换。
24.进一步的，所述用于晶圆减薄后移片的治具还包括：转换连接组件，所述转换连接组件与所述操作把手固定连接、与所述片托的转接部可拆卸地固定连接。
25.进一步的，所述转换连接组件包括至少一转换连接块和至少一螺纹连接件，所述转换连接块以及片托的连接部上均设置有与所述螺纹连接件相匹配的连接孔，所述螺纹连接件同轴设置在所述转换连接块以及片托的连接部上的连接孔内并与所述连接部螺纹连接。
26.进一步的，所述转换连接块以及片托的连接部上的连接孔均为与所述螺纹连接件匹配的螺纹孔。
27.进一步的，所述操作把手沿第二方向设置在面向片托主体部第一表面的一侧。
28.进一步的，所述片托主体部具有沿第一方向相对设置的第一端和第二端，所述第一端与所述连接部固定连接，所述片托主体部的第二表面靠近第二端的区域还具有一避让
斜面，所述避让斜面与第一表面之间的厚度沿趋向第二端的方向逐渐减小。
29.进一步的，所述第一表面为矩形面，所述第一表面包括沿第一方向依次远离连接部的第一区域和第二区域，所述第二区域与第一区域在第二方向上具有高度差，所述吸附孔设置在所述第二区域，
30.所述第二区域整体作为单个晶圆放置面，所述第二区域的面积小于所要放置的晶圆的面积，所述第一区域和第二区域之间还具有一段弧形的限位侧面，所述限位侧面与所述晶圆放置面垂直，所述限位侧面于第三方向上的宽度与所述第一表面的宽度相同，且所述限位侧面的曲率半径与放置在所述晶圆放置面上的晶圆的半径相等，所述第三方向与第一方向垂直。
31.进一步的，所述第一表面为矩形面，所述第一表面包括沿第一方向依次远离连接部的第一区域和第二区域，
32.所述第二区域具有沿第一方向依次远离第一区域的多个晶圆放置面，所述晶圆放置面与第一区域以及相邻两个晶圆放置面在第二方向上均具有高度差，且在所述晶圆放置面与第一区域之间以及相邻两个晶圆放置面之间均形成有一段弧形的限位侧面，所述限位侧面与所述晶圆放置面垂直，所述限位侧面于第三方向上的宽度与所述第一表面的宽度相同，且所述限位侧面的曲率半径与放置在与之对应的晶圆放置面上的晶圆的半径相等，所述第三方向与第一方向垂直。
33.进一步的，所述晶圆放置面上设置有多个吸附孔，多个吸附孔沿所述晶圆放置面的周向方向间隔设置。
34.进一步的，所述晶圆放置面的面积小于放置于该晶圆放置面上的晶圆的面积。
35.进一步的，所述第二区域还设置有一避让缺口，所述晶圆放置面环绕所述避让缺口设置。
36.进一步的，所述避让缺口还与所述片托主体部的第二端相连通，所述晶圆放置面为非闭合的环形面，所述片托主体部为非闭合的环形结构。
37.本实用新型还提供了一种用于晶圆减薄后移片的治具组件，包括所述的用于晶圆减薄后移片的治具，并且，所述治具组件包括多个片托，多个片托的连接部的结构和尺寸相同，而多个片托的片托主体部的结构相同而尺寸不同，多个片托的片托主体部分别用于放置不同尺寸的晶圆。
38.如下将结合附图以及具体实施案例对该技术方案、其实施过程及原理等作进一步的解释说明，需要说明的是，本实用新型实施例意在解释和说明该一种用于晶圆减薄后移片的治具的结构构成，除非特别说明的之外，该用于晶圆减薄后移片的治具各组成部分的材质、尺寸以及加工工艺等在此不做具体的限定，本领域技术人员可以根据具体需求进行选择调整。
39.实施例1
40.请参阅图1-图5，一种用于晶圆减薄后移片的治具，主要用于100微米至200微米厚度晶圆的移片，所述用于晶圆减薄后移片的治具包括片托100和操作把手200，所述操作把手200经转换连接组件与片托100固定连接，其中，所述片托100用于放置和固定晶圆，至少所述转换连接组件与片托100是通过可拆卸地固定连接结构进行固定连接的，从而使所述片托100可以被更换，从而被用于不同尺寸晶圆的转移。
41.在本实施例中，所述片托100包括转接部120和片托主体部110，所述转接部120沿第一方向固定设置在所述片托主体部110的一端，所述片托主体部110用于放置和固定晶圆，所述连接部120与转换连接组件固定连接。
42.在本实施例中，所述片托主体部110和连接部120整体均为长方体结构，所述第一方向可以是所述片托主体部110的长度方向，在第三方向上，所述连接部120的宽度小于片托主体部110的宽度，所述第三方向为所述片托主体部110的宽度方向。
43.在本实施例中，所述转换连接组件与所述操作把手200、片托100的转接部120可拆卸地固定连接，所述转换连接组件包括两个沿第三方向间隔设置在转换连接块300和多个螺纹连接件，所述转换连接块300、片托100的连接部120、操作把手200上均设置有与所述螺纹连接件相匹配的连接孔310，所述螺纹连接件同轴设置在所述转换连接块300与片托100的连接部120上的连接孔310内并与所述连接部120螺纹连接，转换连接块300与操作把手200的连接结构和方式与述转换连接块300与片托100的连接部120的连接结构和方式相同，即通过拆卸所述螺纹连接件即可实现片托100的更换。可以理解的，所述转换连接块300以及片托100的连接部120、操作把手200上的连接孔310均为与所述螺纹连接件匹配的螺纹孔。
44.在本实施例中，请再次参阅图1、图3和图4，所述片托主体部110具有沿第二方向背对设置的第一表面1010和第二表面1020，所述片托100内部设置有真空流道111，所述真空流道111能够与真空发生机构连接，所述片托主体部110的第一表面1010设置有多个吸附孔112，所述吸附孔112与所述真空流道111相连通，晶圆能够通过真空吸附的方式被可分离地固定在所述第一表面1010，所述第二方向与第一方向垂直交叉，具体的，所述第二方向可以是片托主体部110的厚度方向。
45.在本实施例中，多个所述吸附孔112是沿所述第一表面的周向方向依次间隔设置的，从而可以使对晶圆的吸附区域分布的更加均匀，且可以提高对晶圆吸附固定的稳定性。
46.在本实施例中，所述真空流道111可以设置有一条或多条，可以理解的，可以是一条真空流道同时与多个吸附孔相连通，也可以是多条真空流道111分别与多个吸附孔相连通，其中，关于真空流道和吸附孔的数量设置和布局等可以根据具体的需求进行设置，以及，所述真空流道可以仅设置在所述片托主体部110内部，也可以同时设置在所述片托主体部110和连接部120内部。
47.在本实施例中，所述真空流道111的气口设置在所述连接部120上，且所述真空流道111的气口处还固定设置有气管接头400，所述气管接头400用于与真空发生机构的气管进行连接，其中，所述真空发生机构可以是真空泵等，以及，所述气管上还可以设置有机械脚阀，通过控制所述机械脚阀可以控制所述真空发生机构和真空流道之间形成的真空气流回路的开启和关闭，从而使晶圆被吸附固定在片托主体部110的第一表面，或者，解除对晶圆的吸附，从而使所述片托主体部110的第一表面上的晶圆可以被转移，需要说明的是，所述机械脚阀以及真空泵等均为可以市购获得的现有功能机构。
48.需要说明的是，当所述片托主体部110内的真空流道是通过后续打孔工艺制作形成的，其侧面可能存在与真空流道相连通的孔，此时需要在相应的孔处设置堵头以封堵该孔，而仅保留一个所需的孔作为与真空发生机构得连接孔；当然，这仅仅是某些具体的制作工艺所可能存在的可以克服的问题，当采用诸如3d打印以及其他制作工艺时，即不存在该
问题。
49.在本实施例中，所述片托主体部110的宽度小于能够放置在所述第一表面1010上晶圆的直径，即当晶圆被放置、固定在第一表面1010上时，至少所述晶圆的周缘部的部分是伸出片托主体部110的外部而不与第一表面接触的，不仅降低了片托的体积、减少了制作成本，同时，由于晶圆的边缘伸出片托外部，使得晶圆更容易被再次抓取转移以及实现片托与晶圆的分离。
50.在实施例中，所述第一表面1010为矩形面，所述第一表面1010包括沿第一方向依次远离连接部120的第一区域1011和第二区域1012，所述第二区域1012为晶圆放置和固定的区域，所述吸附孔112设置在所述第二区域1012，以及，所述第二区域1012与第一区域1011在第二方向上具有高度差，即所述第二区域1012与第一区域1011形成台阶结构，所述第二区域1012与第一区域1011之间的连接处为与第二区域1012、第一区域1011垂直的限位侧面1013，放置在第二区域1012的晶圆的周缘部能够与所述限位侧面1013相接触，因此，该限位侧面1013也作为放置在第二区域1012的晶圆于第二区域所在平面方向上的限位面或限位结构。
51.可以理解的，所述第二区域1012可以是第一表面1010的部分沿第二方向凹陷形成的。
52.在实施例中，所述第二区域1012整体作为单个晶圆放置面或放置区域，所述第二区域1012的面积小于所要放置的晶圆的面积，并且，所述限位侧面1013是一段曲率半径与放置在所述晶圆放置面上的晶圆的半径相等的圆弧形面，即放置在所述第二区域1012上的晶圆的周缘侧面可以与所述限位侧面1013相贴合。
53.在本实施例中，所述第二区域1012还设置有一避让缺口113，所述晶圆放置面环绕所述避让缺口113设置，相应的，多个吸附孔112也环绕所述避让缺口113设置，以及，所述避让缺口113还与所述片托主体部110外周侧面相连通，即所述片托主体部110为非闭合的环形结构，所述晶圆放置面为非闭合的环形面，通过设置避让缺口113，可以将该片托100避开用于放置晶圆的原承载机构，直接将片托设置在晶圆的底部，并使片托的晶圆放置面自下而上与晶圆接触并将晶圆固定在晶圆放置面上，从而实现晶圆的固定、转移。
54.在本实施例中，所述片托主体部110具有沿第一方向相对设置的第一端和第二端，所述第一端与所述连接部120固定连接，所述第二端作为远离连接部120的前端，所述避让缺口113与位于片托主体部110第二端的外周侧面(可以理解为第二端面)相连通，在具体操作时，所述片托主体部110的第二端作为前端。
55.在本实施例中，所述片托主体部110的第二表面1020靠近第二端的区域还具有一避让斜面1021，所述避让斜面1021与第一表面1010之间的厚度沿趋向第二端的方向逐渐减小，所述第二端作为片托主体部110的前端，将片托主体部110的前端的第二表面的部分设置为斜面，在将片托置于晶圆底部进行转移时，可以避免与承载晶圆的原机构中的结构接触或避免原机构中的结构对片托造成的阻挡，同样的，在将片托上的晶圆放置于新的承载机构上时，避让斜面1021同样也具有相似的避让作用；示例性的，所述避让斜面与第一表面之间的夹角为锐角，例如可以是20-30
°
，优选为25
°
。
56.在本实施例中，本实施例提供的一种用于晶圆减薄后移片的治具还可以组合形成一种用于晶圆减薄后移片的治具组件，该治具组件包括多个片托100，多个片托100的连接
部120的结构和尺寸均相同，从而可以经一转换连接块300与同一操作把手进行固定配合，其中多个片托的结构相同而尺寸不同，多个片托分别可以用于放置和固定不同尺寸的晶圆，即多个片托分别具有不同尺寸的第二区域；例如，该多个片托分别与4寸、6寸、8寸的晶圆相匹配。
57.实施例2
58.本实施例中的一种用于晶圆减薄后移片的治具的结构与实施例1基本相同，在此不再对两者相同的部分进行赘述，两者的不同之处在于：
59.请参阅图6，在本实施例中，所述第二区域1012具有沿第一方向依次远离第一区域1011的多个晶圆放置面，所述晶圆放置面与第一区域1011以及相邻两个晶圆放置面在第二方向上均具有高度差，且在所述晶圆放置面与第一区域1011之间以及相邻两个晶圆放置面之间均形成有一段圆弧形的限位侧面1013，所述限位侧面1013与所述晶圆放置面垂直，所述限位侧面1013于第三方向上的宽度与所述第一表面1010的宽度相同，且所述限位侧面1013的曲率半径与放置在与之对应的晶圆放置面上的晶圆的半径相等。
60.可以理解的，所述片托主体部110的第一表面1010具有沿第一方向依次设置的多个台阶结构，该多个台阶结构是由第一表面1010的多个区域逐级沿第二方向凹陷形成的；示例性的，所述第二区域可以设置有三个晶圆放置面，该三个晶圆放置面分别可用于放置8寸、6寸、4寸的晶圆。
61.本实用新型提供的一种用于晶圆减薄后移片的治具，结构简单，每一治具可以匹配并用于多种尺寸晶圆的转移，或者，该治具的片托可以更换，从而适配不同尺寸晶圆的转移；以及，本实用新型提供的一种用于晶圆减薄后移片的治具，通过真空吸附的方式将晶圆吸附在片托表面，同时，在片托的表面所在的平面方向上，通过设置与晶圆周缘轮廓匹配的弧形限位面可以对晶圆进行放置定位和限位，确保移片时可以精确的被放置在片托表面，以及保证晶圆不会掉落。另外，采用本实用新型提供的一种用于晶圆减薄后移片的治具进行晶圆清洗前的移片，可降低裂片风险、降低生产成本并提高生产效率及良率的目的。
62.应当理解，上述实施例仅为说明本实用新型的技术构思及特点，其目的在于让熟悉此项技术的人士能够了解本实用新型的内容并据以实施，并不能以此限制本实用新型的保护范围。凡根据本发明精神实质所作的等效变化或修饰，都应涵盖在本实用新型的保护范围之内。

技术特征：

1.一种用于晶圆减薄后移片的治具，其特征在于，包括：片托，用于承载晶圆，所述片托包括转接部和片托主体部，所述转接部沿第一方向固定设置在所述片托主体部的一端，所述片托主体部具有沿第二方向背对设置的第一表面和第二表面，所述片托内部设置有真空流道，所述真空流道能够与真空发生机构连接，所述片托主体部的第一表面设置有至少一吸附孔，所述吸附孔与所述真空流道相连通，晶圆能够通过真空吸附的方式被可分离地固定在所述第一表面，所述第二方向与第一方向交叉；操作把手，所述操作把手与所述片托的转接部可拆卸地固定连接，所述片托能够与所述操作把手分离更换。2.根据权利要求1所述用于晶圆减薄后移片的治具，其特征在于，还包括：转换连接组件，所述转换连接组件与所述操作把手固定连接、与所述片托的转接部可拆卸地固定连接。3.根据权利要求2所述用于晶圆减薄后移片的治具，其特征在于：所述转换连接组件包括至少一转换连接块和至少一螺纹连接件，所述转换连接块以及片托的连接部上均设置有与所述螺纹连接件相匹配的连接孔，所述螺纹连接件同轴设置在所述转换连接块以及片托的连接部上的连接孔内并与所述连接部螺纹连接；和/或，所述转换连接块以及片托的连接部上的连接孔均为与所述螺纹连接件匹配的螺纹孔。4.根据权利要求2所述用于晶圆减薄后移片的治具，其特征在于：所述操作把手沿第二方向设置在面向片托主体部第一表面的一侧。5.根据权利要求1所述用于晶圆减薄后移片的治具，其特征在于：所述片托主体部具有沿第一方向相对设置的第一端和第二端，所述第一端与所述转接部固定连接，所述片托主体部的第二表面靠近第二端的区域还具有一避让斜面，所述避让斜面与第一表面之间的厚度沿趋向第二端的方向逐渐减小。6.根据权利要求5所述用于晶圆减薄后移片的治具，其特征在于：所述第一表面为矩形面，所述第一表面包括沿第一方向依次远离连接部的第一区域和第二区域，所述第二区域与第一区域在第二方向上具有高度差，所述吸附孔设置在所述第二区域，所述第二区域整体作为单个晶圆放置面，所述第二区域的面积小于所要放置的晶圆的面积，所述第一区域和第二区域之间还具有一段弧形的限位侧面，所述限位侧面与所述晶圆放置面垂直，所述限位侧面于第三方向上的宽度与所述第一表面的宽度相同，且所述限位侧面的曲率半径与放置在所述晶圆放置面上的晶圆的半径相等，所述第三方向与第一方向垂直。7.根据权利要求5所述用于晶圆减薄后移片的治具，其特征在于：所述第一表面为矩形面，所述第一表面包括沿第一方向依次远离连接部的第一区域和第二区域，所述第二区域具有沿第一方向依次远离第一区域的多个晶圆放置面，所述晶圆放置面与第一区域以及相邻两个晶圆放置面在第二方向上均具有高度差，且在所述晶圆放置面与第一区域之间以及相邻两个晶圆放置面之间均形成有一段弧形的限位侧面，所述限位侧面与所述晶圆放置面垂直，所述限位侧面于第三方向上的宽度与所述第一表面的宽度相同，且所述限位侧面的曲率半径与放置在与之对应的晶圆放置面上的晶圆的半径相等，所述第三方向与第一方向垂直。8.根据权利要求6或7所述用于晶圆减薄后移片的治具，其特征在于：所述晶圆放置面
上设置有多个吸附孔，多个吸附孔沿所述晶圆放置面的周向方向间隔设置；和/或，所述晶圆放置面的面积小于放置于该晶圆放置面上的晶圆的面积。9.根据权利要求6或7所述用于晶圆减薄后移片的治具，其特征在于：所述第二区域还设置有一避让缺口，所述晶圆放置面环绕所述避让缺口设置；和/或，所述避让缺口还与所述片托主体部的第二端相连通，所述晶圆放置面为非闭合的环形面，所述片托主体部为非闭合的环形结构。10.一种用于晶圆减薄后移片的治具组件，其特征在于包括权利要求1-9中任一项所述的用于晶圆减薄后移片的治具，并且，所述治具组件包括多个片托，多个片托的连接部的结构和尺寸相同，而多个片托的片托主体部的结构相同而尺寸不同，多个片托的片托主体部分别用于放置不同尺寸的晶圆。

技术总结

本实用新型公开了一种用于晶圆减薄后移片的治具及治具组件。所述治具包括：片托，用于承载晶圆，所述片托包括转接部和片托主体部，所述转接部沿第一方向固定设置在所述片托主体部的一端，所述片托主体部具有沿第二方向背对设置的第一表面和第二表面，所述片托内部设置有真空流道，所述片托主体部的第一表面设置有至少一吸附孔，所述吸附孔与所述真空流道相连通，晶圆能够通过真空吸附的方式被可分离地固定在所述第一表面；操作把手，所述操作把手与所述片托的转接部可拆卸地固定连接，所述片托能够与所述操作把手分离更换。采用本实用新型提供的治具进行晶圆清洗前的移片，可降低裂片风险、降低生产成本并提高生产效率及良率的目的。目的。目的。