一种晶圆吸附装置及晶圆处理设备的制作方法

    专利查询2025-11-11  20


    本发明涉及晶圆加工,具体为一种晶圆吸附装置及晶圆处理设备。


    背景技术:

    1、晶圆级封装(wafer level packaging,缩写wlp)是一种先进的封装技术,因其具有尺寸小、电性能优良、散热好、成本低等优势,近年来发展迅速。随着晶圆级封装技术的快速发展,晶圆类型也随之增多。

    2、晶圆的制造过程中,机械手从装载晶圆盒(loadport)取出晶圆并将其传送至工艺腔处,工艺腔中设有真空式吸盘,吸盘通过抽真空的方式吸附晶圆,在工艺腔中对晶圆进行相应的工艺处理。

    3、传统的真空式吸盘的中心设有通孔,抽真空装置通过通孔将晶圆吸附在吸盘上。不同类型的晶圆所需要的吸附力是不一样的。例如,对于厚度小于300um的晶圆,如果吸附力太大会导致晶圆变形甚至碎片,对于某些关键工艺如湿法刻蚀,晶圆变形会影响其刻蚀的均匀性。对于厚度大于300um的晶圆,如果吸附力太小,晶圆在吸盘上高速旋转时存在掉落的风险。

    4、基于此,目前急需要一种能够兼容不同类型晶圆的真空吸盘。


    技术实现思路

    1、针对上述存在的问题,本发明的目的在于提供一种晶圆吸附装置及晶圆处理设备,该晶圆吸附装置能够兼容不同类型的晶圆。

    2、为实现上述目的,本发明提供如下技术方案:

    3、一种晶圆吸附装置,包括底盘、密封圈、抽真空模块和控制器,所述密封圈设置在所述底盘的上表面,所述抽真空模块与所述控制器连接;所述密封圈用于放置晶圆,所述晶圆放置于密封圈上时,所述晶圆、所述密封圈和所述底盘共同形成吸附腔室,所述抽真空模块与所述吸附腔室连通;所述控制器用于根据预设程序实时控制所述抽真空模块工作,使所述抽真空模块通过所述吸附腔室向所述晶圆施加吸附力,并将所述吸附力调节在预设范围内。

    4、一种晶圆处理设备,包括工艺处理装置和所述的晶圆吸附装置,所述底盘固定设置在所述工艺处理装置上。

    5、与现有技术相比,本发明具有以下有益效果:

    6、本发明提供的晶圆吸附装置通过晶圆、密封圈和底盘共同形成吸附腔室,吸附腔室与抽真空模块连通,针对不同类型的晶圆,控制器根据预设程序实时控制抽真空模块工作,抽真空模块通过吸附腔室向晶圆施加吸附力,并使吸附力被控制在适于该晶圆的预设范围内,从而使该晶圆吸附装置能够兼容不同类型的晶圆。



    技术特征:

    1.一种晶圆吸附装置,其特征在于,包括底盘(1)、密封圈(2)、抽真空模块(3)和控制器(4),所述密封圈(2)设置在所述底盘(1)的上表面,所述抽真空模块(3)与所述控制器(4)连接;

    2.根据权利要求1所述的晶圆吸附装置,其特征在于,所述底盘(1)的上表面开设有凹槽(12),所述凹槽(12)与所述吸附腔室连通;

    3.根据权利要求2所述的晶圆吸附装置,其特征在于,所述凹槽(12)包括n个支路槽,相邻支路槽之间的夹角*n=360°,其中,n是大于等于2的正整数。

    4.根据权利要求3所述的晶圆吸附装置,其特征在于,所述凹槽(12)包括四个支路槽,所述凹槽(12)的横截面呈十字形。

    5.根据权利要求1所述的晶圆吸附装置,其特征在于,所述底盘(1)的上表面开设有环形卡槽,所述密封圈(2)固定在所述环形卡槽内,所述密封圈(2)的上表面与所述底盘(1)的上表面之间存在高度差。

    6.根据权利要求5所述的晶圆吸附装置,其特征在于,所述晶圆(5)的晶圆翘曲度为正值时,所述高度差与所述晶圆翘曲度呈正相关;其中,所述晶圆(5)的边缘向其背面弯曲、中间凸起,则判断所述晶圆翘曲度为负值,所述晶圆(5)的边缘向其正面弯曲、中间凹陷,则判断所述晶圆翘曲度为正值。

    7.根据权利要求6所述的晶圆吸附装置,其特征在于,所述吸附力与所述晶圆翘曲度的绝对值呈正相关。

    8.根据权利要求1所述的晶圆吸附装置,其特征在于,所述预设程序包括第一对应关系,所述第一对应关系包括所述吸附力与晶圆类型之间的关系。

    9.根据权利要求8所述的晶圆吸附装置,其特征在于,所述晶圆类型依据晶圆参数不同分类,所述晶圆参数包括晶圆尺寸、晶圆重量、晶圆翘曲度等中的一个或任意个的组合。

    10.根据权利要求2所述的晶圆吸附装置,其特征在于,所述抽真空模块(3)包括真空管路(35)、真空电磁阀(31)、大气控制阀(32)和进气支路(36),所述真空管路(35)与所述通孔(11)连通,所述真空电磁阀(31)设置在所述真空管路(35)的路径上,所述进气支路(36)接入至所述真空管路(35)上,所述大气控制阀(32)设置在所述进气支路(36)的路径上;

    11.根据权利要求10所述的晶圆吸附装置,其特征在于,所述预设程序包括第二对应关系,所述第二对应关系包括所述吸附力与大气控制阀(32)的开度值之间的关系。

    12.根据权利要求11所述的晶圆吸附装置,其特征在于,所述吸附力与所述大气控制阀(32)的开度值之间呈负相关。

    13.根据权利要求1所述的晶圆吸附装置,其特征在于,所述预设程序包括函数关系,所述函数关系如下:

    14.根据权利要求10所述的晶圆吸附装置,其特征在于,所述抽真空模块(3)还包括真空检测感应器(33),所述真空检测感应器(33)连接到所述真空管路(35),所述真空检测感应器(33)与所述控制器(4)连接,所述真空检测感应器(33)用于检测所述真空管路(35)内的真空度并反馈至所述控制器(4)。

    15.根据权利要求14所述的晶圆吸附装置,其特征在于,所述预设程序包括第三对应关系,所述第三对应关系包括所述吸附力与所述真空度之间的关系。

    16.根据权利要求15所述的晶圆吸附装置,其特征在于,所述吸附力与所述真空度之间呈正相关。

    17.根据权利要求10所述的晶圆吸附装置,其特征在于,所述抽真空模块(3)还包括总阀(34),所述总阀(34)设置在所述真空管路(35)的路径上,所述总阀(34)用于控制所述真空管路(35)的开闭。

    18.根据权利要求10所述的晶圆吸附装置,其特征在于,所述进气支路(36)上设置有流量控制模块,所述流量控制模块与所述控制器(4)连接,所述控制器(4)用于通过所述流量控制模块控制所述进气支路(36)的充气流量。

    19.一种晶圆处理设备,其特征在于,包括工艺处理装置和如权利要求1-18任一项所述的晶圆吸附装置,所述底盘(1)固定设置在所述工艺处理装置上。

    20.根据权利要求19所述的晶圆处理设备,其特征在于,所述工艺处理装置为旋转机构,所述旋转机构用于驱动所述底盘(1)旋转。

    21.根据权利要求19所述的晶圆处理设备,其特征在于,还包括测量装置,所述测量装置与所述控制器(4)连接,所述测量装置用于测量所述晶圆(5)的重量并反馈至所述控制器(4)。

    22.根据权利要求19所述的晶圆处理设备,其特征在于,还包括红外传感器,所述红外传感器与所述控制器(4)连接,所述红外传感器用于检测所述晶圆(5)的翘曲度以及所述晶圆(5)的尺寸并反馈至所述控制器(4)。


    技术总结
    本发明涉及晶圆封装技术领域,具体为一种晶圆吸附装置及晶圆处理设备。晶圆吸附装置包括底盘、密封圈、抽真空模块和控制器,所述密封圈设置在所述底盘的上表面,所述抽真空模块与所述控制器连接;所述密封圈用于放置晶圆,所述晶圆放置于密封圈上时晶圆、密封圈和底盘共同形成吸附腔室,所述抽真空模块与所述吸附腔室连通;所述控制器用于根据预设程序实时控制所述抽真空模块工作,使所述抽真空模块通过所述吸附腔室向所述晶圆施加吸附力,并将吸附力调节在预设范围内。晶圆、密封圈和底盘形成吸附腔室,针对不同类型的晶圆,控制器根据预设程序实时控制抽真空模块工作,从而使该晶圆吸附装置能够兼容不同类型的晶圆。

    技术研发人员:严超,宗源,胡海波,张晓燕,王坚
    受保护的技术使用者:盛美半导体设备(上海)股份有限公司
    技术研发日:
    技术公布日:2024/11/26
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