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专利名称：一种晶圆载具

专利类型：发明专利

专利申请号：CN202210660691.2

专利申请（专利权）人：华羿微电子股份有限公司
权利人地址：陕西省西安市未央区经济技术开发区草滩生态产业园尚稷路8928号

专利发明（设计）人：王锋博,张世东,刘旭昌,陈宏明

专利摘要：本发明公开了一种晶圆载具，涉及半导体器件封装技术领域。用以解决现有减薄后的晶圆在装入花篮时，存在操作困难以及晶圆蚀刻背面蚀刻清洗过程因水流、气流扰动及轻微震动导致晶圆裂片的问题。晶圆载具，包括：晶圆固定装置，其用于对真空吸笔吸取的晶圆进行固定；盒子，包括一对相对设置的侧壁，两个侧壁上对称设置多对卡槽，一对所述卡槽用于设置一个所述晶圆固定装置。

主权利要求：
1.一种晶圆载具，其特征在于，包括：
晶圆固定装置，其用于对真空吸笔吸取的晶圆进行固定；
盒子，包括一对相对设置的侧壁，两个侧壁上对称设置多对卡槽，一对所述卡槽用于设置一个所述晶圆固定装置；
所述晶圆固定装置包括承片环，压环以及多个固定块；
所述承片环的上表面设置晶圆槽，晶圆槽用于设置通过真空吸笔吸取的晶圆；
所述压环设置在所述晶圆槽上，用于对设置在所述晶圆槽内的所述晶圆进行固定；
所述固定块设置在所述承片环的上方，所述固定块远离圆心一侧的下表面与所述承片环的上表面相接触，靠近圆心一侧的下表面与所述承片环的上表面存在间隙；
所述压环的外侧设置多个凸起部，所述固定块的下表面和所述承片环的上表面之间的距离大于凸起部的厚度，所述压环与所述承片环为两个彼此分开的个体，通过旋转所述压环，将其固定在所述承片环上；
所述侧壁包括上半部分和下半部分，其上半部分用于设置所述卡槽，下半部分中间镂空，且下半部分与上半部分之间的夹角大于90度，当两个所述侧壁相对设置时，两个所述侧壁的下半部分之间的间距小于上半部分的间距，两个所述侧壁的下半部的底边对设置的所述晶圆固定装置进行支撑。
2.如权利要求1所述的晶圆载具，其特征在于，一个所述晶圆槽内设置一个所述晶圆。
3.如权利要求1所述的晶圆载具，其特征在于，所述固定块包括两个时，两个所述固定块对称设置在所述承片环上，所述凸起部包括两个，两个所述凸起部对称设置在所述压环的外侧；或者所述固定块包括三个时，三个所述固定块均匀分布在所述承片环上，所述凸起部包括三个，三个所述凸起部均匀分布在所述压环的外侧。
4.如权利要求1所述的晶圆载具，其特征在于，还包括分隔条，两个所述侧壁的相对面上间隔设置所述分隔条，相邻两个所述分隔条形成一个卡槽。
5.如权利要求4所述的晶圆载具，其特征在于，多个所述分隔条将所述侧壁均匀分割形成15个卡槽。
6.如权利要求1所述的晶圆载具，其特征在于，所述卡槽的宽度至少等于承片环的厚度。
7.如权利要求1所述的晶圆载具，其特征在于，所述盒子还包括前面板和后面板；
所述前面板和所述后面板的形状一致，且所述前面板和所述后面板对称设置在两个所述侧壁之间。 说明书 : 一种晶圆载具技术领域[0001] 本发明涉及半导体器件封装技术领域，更具体的涉及一种晶圆载具。背景技术[0002] 晶圆背面研磨和背面金属化(BGBM，英文为：BackSideGrindBackSideMetallization)技术是针对功率器件晶圆背面的工艺制程，其过程是将厚度为725μm的厚晶圆从背面研磨至厚度为100?150μm的薄片，然后用背面湿法蚀刻的方法粗化背面和去除背面研磨时产生的机械应力，最后采用高真空背面蒸镀的方法蒸镀金属的制程过程。经过BGBM加工的芯片能够有效降低器件的热阻，提升工作散热和冷却性能，在封装尺寸减小等各个方面实现很大的改善。[0003] 目前在BGBM过程，对于晶圆背面的蚀刻主要有两种类型的设备，第一种是单片蚀刻设备，第二种就是槽式蚀刻设备。槽式蚀刻设备要求将减薄后的晶圆装入专用PFA(中文为：可熔性聚四氟乙烯)材质的Cassette(花篮)中进行晶圆的蚀刻、清洗和干燥。[0004] 一般情况下减薄至100μm左右的晶圆或多或少都会有一定的翘曲，翘曲严重时可到达15?20mm。晶圆产生翘曲之后，会产生以下问题：一种情况，晶圆在完成减薄后需要手动放入腐蚀用的花篮中，由于减薄后的晶圆边缘比较锋利，再加上一定程度的翘曲，在放入或取出晶圆时，其边缘经常会割入花篮导致晶圆被卡主造成裂片；另一情况：翘曲的晶圆在装入花篮后在蚀刻设备中蚀刻清洗时，由于操作过程中的不稳定和清洗过程中的震动，很容易造成晶圆裂片，导致产品报废和后续无法继续加工。[0005] 综上所述，现有技术中，减薄后的晶圆在装入花篮时，存在操作困难以及晶圆蚀刻背面蚀刻清洗过程因水流、气流扰动及轻微震动导致晶圆裂片的问题。发明内容[0006] 本发明实施例提供一种晶圆载具，用以解决减薄后的晶圆在装入花篮时，存在操作困难以及晶圆蚀刻背面蚀刻清洗过程因水流、气流扰动及轻微震动导致晶圆裂片的问题。[0007] 本发明实施例提供一种晶圆载具，包括：[0008] 晶圆固定装置，其用于对真空吸笔吸取的晶圆进行固定；[0009] 盒子，包括一对相对设置的侧壁，两个侧壁上对称设置多对卡槽，一对所述卡槽用于设置一个所述晶圆固定装置。[0010] 优选地，所述晶圆固定装置包括承片环，压环；[0011] 所述承片环的上表面设置晶圆槽，晶圆槽用于设置通过真空吸笔吸取的晶圆；[0012] 所述压环设置在所述晶圆槽上，用于对设置在所述晶圆槽内的所述晶圆进行固定。[0013] 优选地，一个所述晶圆槽内设置一个所述晶圆。[0014] 优选地，所述晶圆固定装置还包括多个固定块；[0015] 所述固定块设置在所述承片环的上方，所述固定块远离圆心一侧的下表面与所述承片环的上表面相接触，靠近圆心一侧的下表面与所述承片环的上表面存在间隙；[0016] 所述压环的外侧设置多个凸起部，当所述压环设置在所述晶圆槽上时，旋转所述压环，所述压环的凸起部固定在所述固定块下。[0017] 优选地，所述固定块包括两个时，两个所述固定块对称设置在所述承片环上，所述凸起部包括两个，两个所述凸起部对称设置在所述压环的外侧；或者[0018] 所述固定块包括三个时，三个所述固定块均匀分布在所述承片环上，所述凸起部包括三个，三个所述凸起部均匀分布在所述压环的外侧。[0019] 优选地，还包括分隔条，两个所述侧壁的相对面上间隔设置所述分隔条，相邻两个所述分隔条形成一个卡槽。[0020] 优选地，多个所述分隔条将所述侧壁均匀分割形成15个卡槽。[0021] 优选地，所述卡槽的宽度至少等于承片环的厚度。[0022] 优选地，所述侧壁包括上半部分和下半部分，其上半部分用于设置所述卡槽，下半部分中间镂空，且下半部分与上半部分之间的夹角大于90度。[0023] 优选地，所述盒子还包括前面板和后面板；[0024] 所述前面板和所述后面板的形状一致，且所述前面板和所述后面板对称设置在两个所述侧壁之间。[0025] 本发明实施例提供一种晶圆载具，包括：晶圆固定装置，其用于对真空吸笔吸取的晶圆进行固定；盒子，包括一对相对设置的侧壁，两个侧壁上对称设置多对卡槽，一对所述卡槽用于设置一个所述晶圆固定装置。该载具包括的晶圆固定装置可以通过真空吸笔将晶圆放置到晶圆固定装置内并进行固定，避免了现有技术中需要手动将晶圆放置到花篮中，降低了对作业人员的技术要求，同时降低了此过程操作失误率，降低了晶圆的裂片率；再者，将晶圆固定装置设置到盒子的进行后续操作，避免晶圆在移动过程中因震动和碰撞，以及晶圆在背面刻蚀清洗烘干过程中水流、气流扰动引起的晶圆摆动，从而提升了晶圆抗裂片的能力；晶圆固定装置设置在盒子的卡槽内，避免了晶圆刻蚀清洗过程中用于翘曲造成相邻晶圆贴合在一起造成背面刻蚀和清洗不良的问题。附图说明[0026] 为了更清楚地说明本发明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发明的一些实施例，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。[0027] 图1为本发明实施例提供的一种晶圆载具结构示意图；[0028] 图2为本发明实施例提供的盒子结构示意图；[0029] 图3为本发明实施例提供的晶圆固定装置结构示意图；[0030] 其中，晶圆固定装置1；盒子2；侧壁3；分隔条4；前面板5?1、后面板5?2；固定螺丝6；压环7；承片环8；固定块9。具体实施方式[0031] 下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。[0032] 图1为本发明实施例提供的一种晶圆载具结构示意图；图2为本发明实施例提供的盒子结构示意图；图3为本发明实施例提供的晶圆固定装置结构示意图；以下结合图1～图3为例，详细介绍本发明实施例提供的晶圆载具。[0033] 如图1所示，该晶圆载具主要包括晶圆固定装置1和盒子2。具体地，晶圆固定装置1其用对通过真空吸笔吸取的晶圆进行固定，通过上述方法可以降低晶圆固定过程中的操作难度；进一步地，当晶圆设置在晶圆固定装置1之后，可以将晶圆固定装置1设置在盒子2中。[0034] 在本发明实施例中，如图2所示，盒子2包括一对相对设置的侧壁3，两个侧壁3相对面上对称设置多对卡槽。需要说明的是，两个侧壁3相对面上设置的卡槽的数量一致，且相对的两个卡槽相互平行，通过上述相互平行的卡槽可以设置晶圆固定装置1。进一步地，当将晶圆固定装置1设置到卡槽之后，即将晶圆固定装置1固定到盒子2中，盒子2和晶圆固定装置1组合之后形成晶圆载具。[0035] 本发明实施例中，晶圆通过真空吸笔吸取之后，放置到晶圆固定装置1上，相对于现有技术中人工方式将晶圆放置到盒子2的方式，降低了减薄后翘曲较大晶圆装入料盒的难度，降低了对操作人员作业技术的要求，进而可以降低在该过程中因操作引起的失误率，提高了晶圆的成品率。进一步地，将固定晶圆的晶圆固定装置1设置在盒子2中，通过盒子2的移动，减少了晶圆传递过程中因震动和碰撞而导致晶圆裂片几率。[0036] 示例地，如图3所示，本发明实施例提供的晶圆固定装置1，其包括承片环8和压环7。具体地，承片环8用于设置通过真空吸笔吸取的晶圆。[0037] 在本发明实施例中，承片环8最大可以承载的晶圆尺寸为8英寸，该晶圆的长度和宽度都可以为223mm；承片环8上设置晶圆槽，晶圆槽的直径可以根据6英寸晶圆或者8英寸晶圆直径大小进行设计。在实际应用中，将承片环8水平放置在相应工作台上，用真空吸笔吸取晶圆，缓慢将晶圆水平移至承片环8上的晶圆槽中，确保晶圆的边缘完全卡入晶圆槽内部，且晶圆的边缘全部置于晶圆槽内台阶上。然后缓慢压平晶圆，将压环7缓慢压入晶圆槽内，将晶圆压平，需要说明的是，压环7下表设置有与晶圆槽匹配的匹配槽，即压环7设置在承片环8上之后，可以将晶圆固定在承片环8上。[0038] 在实际应用中，压环7一方面用于将晶圆固定在承片环8内的晶圆槽内，另一方面，晶圆设置在晶圆槽内之后，压环7还用于将晶圆的翘曲边压平。[0039] 进一步地，为了能够将压环7固定在承片环8上，优选地，晶圆固定装置1还包括有多个固定块9，固定块9设置在承片环8上表面，固定块9远离承片环8的圆心一侧的下表面与承片环8的上表面相接触，而靠近承片环8的圆心一侧的下表面与承片环8的上表面之间存在间隙；相应地，压环7的外侧设置多个凸起部，当压环7设置在晶圆槽上时，可以顺时针旋转压环7或者逆时针旋转压环7，将压环7的凸起部旋转至固定块9的下方，从而可以通过固定块9和凸起部的结合，将压环7固定到承片环8上。[0040] 需要说明的是，在实际应用中，承片环8上设置的固定块9的数量可以包括两个，两个固定块9对称设置在承片环8上，相应地，压环7上包括两个凸起部也对称设置在压环7的外侧，通过旋转压环7，可以将压环7包括的凸起部设置在承片环8包括的固定块9上，从而将压环7固定在承片环8上。[0041] 进一步地，承片环8上设置的固定块9的数量可以为三个，三个固定块9均匀分布在承片环8上，相应地，压环7上也包括三个凸起部，三个凸起部均匀分布在压环7上，通过旋转压环7，可以将压环7包括的凸起部设置在承片环8包括的固定块9上，从而将压环7固定在承片环8上。[0042] 需要说明的是，在实际应用中，压环7包括的凸起部需要设置在承片环8包括的固定块9的下方，因此，固定块9的下表面和承片环8的上表面之间的距离应该大于凸起部的厚度。[0043] 在本发明实施例中，每个固定装置上设置1片晶圆。晶圆固定装置1内设置一个晶圆之后，可以插如到盒子2的卡槽内。每个盒子2内最多可以放置15个晶圆固定装置1。[0044] 示例地，如图2所示，盒子2还包括有分隔条4，在两个侧壁3的相对面上设置多个分隔条4，两个相邻分隔条4形成一个卡槽。在本发明实施例中，将晶圆固定装置1设置在盒子2上时，晶圆固定装置1可以在放置的卡槽内自由下滑，因此，卡槽的宽度最少要等于承片环8的厚度。进一步地，因为晶圆固定装置1内设置有晶圆，而当盒子2在移动时，为了避免晶圆固定装置1在移动过程中震动或者碰撞，晶圆在背面蚀刻清洗烘干过程中水流、气流扰动引起的晶圆摆动，一方面，设置两个侧壁3之间的距离等于承片环8的直径；另一方面，在两个侧壁3上设置分隔条4之后，仍然保留两个侧壁3，即通过分隔条4形成的卡槽，其一侧开口，另一侧封闭，同时，还需要确保卡槽的宽度至少等于承片环8的厚度，只有满足上述设置，晶圆固定装置1才可以稳定的设在卡槽内；在一方面，确保分隔条4之间的间距，相邻两个分隔条4形成一个卡槽时，两个相邻卡槽之间需要保留有间距，即相邻的两个卡槽上同时设置晶圆固定装置1时，当盒子2上下移动时，两个相邻的晶圆固定装置1不会相接触而产生碰撞；再者，通过上述设置，还可以避免晶圆蚀刻清洗过程中由于翘曲造成的相邻晶圆固定装置1贴合在一起造成的背面蚀刻和清洗不良问题。[0045] 在本发明实施例中，分隔条4可以将两个侧壁3分割成15个卡槽。[0046] 示例地，本发明实施例包括的两个侧壁3，其包括上半部分和下半部分，上半部分通过设置分隔条4形成多个卡槽，下半部分中间镂空，且侧壁包括的上半部分和下半部分之间的夹角大于90，即当两个侧壁3相对设置时，两个侧壁的下半部分之间的间距小于上半部分的间距，通过上述设置，两个侧壁3的下半部的底边可以对设置的晶圆固定装置1起到支撑作用。[0047] 进一步地，盒子2还包括前面板5?1和后面板5?2，由于两个相对设置的侧壁3的形状并非为矩形，因此，对称设置在两个侧壁3之间的前面板5?1和后面板5?2的形状也不规则，为了便于蚀刻清洗过程中水流和气流的循环流动，确保蚀刻、清洗和烘干的效果，优选地，前面板5?1和后面板5?2可以为镂空面板。在实际应用中，前表板5?1、后面板5?2和两个侧壁3通过圆头十字固定螺丝6链接固定，形成盒子2的整体框架。[0048] 为了更清楚介绍本发明实施例提供的晶圆载具，以下介绍晶圆载具的使用方法：[0049] 步骤101：拿取晶圆固定装置，从承片环上将压环拆下，将承片环放在相应的操作平台上。[0050] 步骤102：使用真空吸笔吸取减薄后的晶圆，将晶圆缓慢放入承片环上表面的晶圆槽内，确保晶圆边缘全部卡入晶圆槽内，且晶圆边缘全部置于晶圆槽内台阶上。当放入承片环内的晶圆有翘曲时，用手轻轻将晶圆压平，拿压环轻轻卡入晶圆槽内，将晶圆固定在承片环和压环之间。[0051] 步骤103：根据压环外侧设置的凸起部的位置，顺时针或逆时针缓慢转动压环，将压环外侧的凸起部位卡入承片环的固定块下，完成晶圆在晶圆固定装置中的固定。[0052] 步骤104：拿取晶圆固定装置，将确认好的晶圆固定装置，竖直缓慢插入两个侧壁上的卡槽内，当两个侧壁上包括多个卡槽时，可以安装设顺序由左向右在卡槽内依次插入晶圆固定装置，直到插满。需要说明的是，若将多个晶圆固定装置依次插入多个卡槽时，插入时将晶圆固定装置包括的压环的一侧固定一个相同方向。[0053] 步骤105：卡槽内插入晶圆固定装置时应确保插入过程顺畅，即晶圆固定装置放入对应的卡槽时，其应该可以自由下滑，如果过程有任何不顺畅或阻力，应立即取出，不应强行插入固定装置。[0054] 步骤106：待盒子内插满晶圆固定装置之后，双手沿盒子两个侧壁边缘，拿取盒子放于传递车上传递到背面蚀刻清洗工序。[0055] 综上所述，本发明实施例提供一种晶圆载具，包括：晶圆固定装置，其用于对真空吸笔吸取的晶圆进行固定；盒子，包括一对相对设置的侧壁，两个侧壁上对称设置多对卡槽，一对所述卡槽用于设置一个所述晶圆固定装置。该载具包括的晶圆固定装置可以通过真空吸笔将晶圆放置到晶圆固定装置内并进行固定，避免了现有技术中需要手动将晶圆放置到花篮中，降低了对作业人员的技术要求，同时降低了此过程操作失误率，降低了晶圆的裂片率；再者，将晶圆固定装置设置到盒子的进行后续操作，避免晶圆在移动过程中因震动和碰撞，以及晶圆在背面刻蚀清洗烘干过程中水流、气流扰动引起的晶圆摆动，从而提升了晶圆抗裂片的能力；晶圆固定装置设置在盒子的卡槽内，避免了晶圆刻蚀清洗过程中用于翘曲造成相邻晶圆贴合在一起造成背面刻蚀和清洗不良的问题。[0056] 尽管已描述了本发明的优选实施例，但本领域内的技术人员一旦得知了基本创造性概念，则可对这些实施例作出另外的变更和修改。所以，所附权利要求意欲解释为包括优选实施例以及落入本发明范围的所有变更和修改。[0057] 显然，本领域的技术人员可以对本发明进行各种改动和变型而不脱离本发明的精神和范围。这样，倘若本发明的这些修改和变型属于本发明权利要求及其等同技术的范围之内，则本发明也意图包含这些改动和变型在内。

专利地区：陕西

专利申请日期：2022-06-10

专利公开日期：2024-11-29

专利公告号：CN115020304B