CN112201610A - 一种非接触式晶片支撑装置 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种非接触式晶片支撑装置，包括第二构件，所述第二构件为中空的圆锥形结构，且所述第二构件的上表面直径大于下表面直径，所述第二构件内容纳有第一构件，所述第一构件为圆锥形结构，且所述第一构件的上表面直径大于下表面直径，所述第一构件的外表面与第二构件的内壁具有间隙，第二构件的内表面与第一构件留以预定间隙容纳，本发明用以不接触晶片的方式支撑的同时使在晶片的表面上形成的压力分布的不均匀最小化，根据本发明的非接触晶片支撑装置控制空气的注入压力和吸入压力，这样，可以在没有直接接触的情况下支撑晶片，并且还可以防止晶片脱离，因此，可以使在半导体制造过程中对晶片的损坏最小化。
Description
技术领域
本发明涉及晶片支撑装置技术领域，具体是一种非接触式晶片支撑装置。
背景技术
在半导体生产过程中将晶圆转移、蚀刻、thinning时需要一个固定或支撑的设备。通常，广泛地使用用于固定晶片的径向端的装置，但是在某些过程中，必须支撑表面而不是晶片的端部。此时，如果使用接触式支撑装置，则由于要在其上形成晶片电路的表面与支撑装置之间的物理直接接触而导致晶片损坏的可能性。随着要求晶片的密度和高集成度，这种可能性逐渐增加。
近来，半导体以薄板的形式应用于产品，例如智能卡和存储卡。除了高密度和高集成之外，还需要更大的面积和薄膜。因此，近来，必须处理厚度为70μm至150μm的大面积晶片。然而，根据现有技术的晶片支撑设备不适合支撑由于大面积和薄化而具有小机械刚度的晶片。即，通过从晶片的中心注入的空气和从晶片的径向端吸入的空气，在晶片的整个表面上的压力分布中发生不均匀，这导致晶片的变形，从而导致对晶片的额外损坏的问题出现了。
发明内容
本发明的目的在于提供一种非接触式晶片支撑装置，以解决上述背景技术中提出的问题。
为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：
一种非接触式晶片支撑装置，包括第二构件，所述第二构件为中空的圆锥形结构，且所述第二构件的上表面直径大于下表面直径，所述第二构件内容纳有第一构件，所述第一构件为圆锥形结构，且所述第一构件的上表面直径大于下表面直径，所述第一构件的外表面与第二构件的内壁具有间隙，第二构件的内表面与第一构件留以预定间隙容纳，从而不接触第一构件的外表面，所述间隙为第三空气通道，所述第一构件的上表面由凸部及凹部构成，所述第二构件上表面位于第一构件上表面的上方，所述第一构件上表面设置有硅片，每个所述凸部上均设置有呈圆周阵列分布的第一空气通道，所述第一空气通道贯穿第一构件，每个所述凹部上均设置有呈圆周阵列分布的第二空气通道，所述第二空气通道贯穿第一构件，所述第二构件的下方分别设置有第一空气注气泵、第二空气注气泵及吸气泵，所述第一空气注气泵通过由第一构件的凸部形成的第一空气通道朝第一构件顶部的方向注入，所述吸气泵通过从第一构件的凹部形成的第二空气通道向第一构件的底部吸入空气，所述第二空气注气泵通过形成在第一构件和第二构件之间的第三空气通道注入，当第二空气通道连接到一个空气泵的进气侧，而第一空气通道和空气泵连接到排气侧时，可以仅使用一个空气泵来形成第一空气注气泵、第二空气注气泵和吸气泵的功能，图中的虚线所示的路径是指从气泵连接到第一空气通道，第二空气通道和第三空气通道的空气管道。
作为本发明进一步的方案：所述凸部与凹部呈环状径向交替分布，从上方观察，凸部和凹部是具有预定宽度的环状，并且沿着上表面的径向交替地布置，即，当从垂直于第一构件的上表面的方向观看时，凸部和凹部形成直径逐渐增大的环形同心地布置的形状。
作为本发明再进一步的方案：所述第一构件的上表面的直径优选小于或等于硅片的直径。
作为本发明再进一步的方案：所述第一空气通道的开口为第一空气通道的排出口a。
作为本发明再进一步的方案：所述第二空气通道的的开口为第二空气通道的进气口a，由于第一空气通道的排出口a和第二空气通道的进气口a用作向被支撑的硅片施加力的点，因此从第一构件上表面向下看时应每个保持相等的间隔并且分布在第一构件的整个上表面上。
作为本发明再进一步的方案：所述第二构件的内径与第一构件的顶面相同的平面上逐步扩大，且所述第二构件上端的内径大于硅片的直径。
与现有技术相比，本发明的有益效果是：
本发明用以不接触晶片的方式支撑的同时使在晶片的表面上形成的压力分布的不均匀最小化，根据本发明的非接触晶片支撑装置控制空气的注入压力和吸入压力，这样，可以在没有直接接触的情况下支撑晶片，并且还可以防止晶片脱离，因此，可以使在半导体制造过程中对晶片的损坏最小化，另外，通过在晶片的整个表面上分布多个排出口和进气口，可以尽可能均匀地维持晶片的整个表面上的压力分。因此，即使对于薄晶片，也可以在使晶片的变形最小化的同时进行必要的处理。
附图说明
图1为一种非接触式晶片支撑装置的结构示意图。
图2为图1的AA线剖视图。
图3为表示图1的实施例的使用状态的剖视图。
图中：50、硅片；100、第一构件；110、凸部；111、第一空气通道；120、凹部；121、第二空气通道；200、第二构件；210、第三空气通道；310、第一空气注气泵；320、第二空气注气泵；400、吸气泵；111a、排出口；121a、进气口。
具体实施方式
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。
请参阅图1～3，本发明实施例中，一种非接触式晶片支撑装置，包括第二构件200，所述第二构件200为中空的圆锥形结构，且所述第二构件200的上表面直径大于下表面直径，所述第二构件200内容纳有第一构件100，所述第一构件100为圆锥形结构，且所述第一构件100的上表面直径大于下表面直径，所述第一构件100的外表面与第二构件200的内壁具有间隙，第二构件200的内表面与第一构件100留以预定间隙容纳，从而不接触第一构件100的外表面，所述间隙为第三空气通道210，所述第一构件100的上表面由凸部110及凹部120构成，所述第二构件200上表面位于第一构件100上表面的上方，所述第一构件100上表面设置有硅片50，每个所述凸部110上均设置有呈圆周阵列分布的第一空气通道111，所述第一空气通道111贯穿第一构件100，每个所述凹部120上均设置有呈圆周阵列分布的第二空气通道121，所述第二空气通道121贯穿第一构件100，所述第二构件200的下方分别设置有第一空气注气泵310、第二空气注气泵320及吸气泵400，所述第一空气注气泵310通过由第一构件100的凸部110形成的第一空气通道111朝第一构件100顶部的方向注入，所述吸气泵400通过从第一构件100的凹部120形成的第二空气通道121向第一构件100的底部吸入空气，所述第二空气注气泵320通过形成在第一构件100和第二构件200之间的第三空气通道210注入，当第二空气通道121连接到一个空气泵的进气侧，而第一空气通道111和空气泵连接到排气侧时，可以仅使用一个空气泵来形成第一空气注气泵310、第二空气注气泵320和吸气泵400的功能，图2中的虚线所示的路径是指从气泵连接到第一空气通道111，第二空气通道121和第三空气通道210的空气管道。
所述凸部110与凹部120呈环状径向交替分布。
从上方观察，凸部110和凹部120是具有预定宽度的环状，并且沿着上表面的径向交替地布置，即，当从垂直于第一构件100的上表面的方向观看时，凸部110和凹部120形成直径逐渐增大的环形同心地布置的形状。
所述第一构件100的上表面的直径优选小于或等于硅片50的直径。
所述第一空气通道111的开口为第一空气通道111的排出口111a。
所述第二空气通道121的的开口为第二空气通道121的进气口121a。
由于第一空气通道111的排出口111a和第二空气通道121的进气口121a用作向被支撑的硅片50施加力的点，因此从第一构件100上表面向下看时应每个保持相等的间隔并且分布在第一构件100的整个上表面上。
所述第二构件200的内径与第一构件100的顶面相同的平面上逐步扩大，且所述第二构件200上端的内径大于硅片50的直径。
在下文中参考图1的实施例的使用状态的剖视图图3，说明本发明的非接触晶片支撑装置的作用，图3中的箭头指示空气的流动方向。
被支撑的硅片50被布置成在第一构件100上方与第一构件100间隔开，由于第二构件200的上端从第一构件100的上表面向上突出，并且上端的直径大于硅片50的直径，因此硅片50在第二构件200的上端被容纳，结果，如图3所示，形成在第一构件100与第二构件200之间的第三空气通道210延伸至硅片50的侧表面的程度。
当第一空气注气泵310喷射空气时，硅片50因形成在每个突凸部110中的第一空气通道111的排出口111a喷出的气压，硅片50与第一构件100之间的气压高于大气压，该压力以使硅片50与第一构件100脱离的力作用在硅片50上，这时，吸气泵400吸入空气时，空气从形成在每个凹部120中的第二空气通道121的吸入口121a吸入并排放到外部，从而硅片50和凹部120空气压力变得低于大气压力，该负压力导致以使硅片50接近第一构件100侧壁的力作用在硅片50上；
如果凸部110和凹部120之间没有高度差，则从第一空气通道111的排出口111a供应的气可以直接到达第二空气通道121的吸入口121a侧，随着硅片50保持静止的稳定状态持续长时间时这种趋势可能会加剧，特别地，当硅片50和第一构件100之间的间隙较大时，或者当在排出口111a处的空气喷射压力低于在吸入口121a处的空气抽吸压力时，会发生这种现象，结果显示与目标相比，作用在其上的力明显减小，出现该结果是因为从排出口111a喷射的空气流仅改变流路而没有任何明显的能量损失，并且立即进入吸入口121a，因此，通过在凸部110和凹部120之间设置高度差，从第一空气通道111的排出口111a喷射的空气直接进入第二空气通道121的吸入口121a的程度被最小化；
另外，当第二空气注气泵320注入空气时，空气沿着在第一构件100和第二构件200之间的第三空气通道210流动，当进入的空气越过硅片50的径向端时，它离开第二构件200的上端侧，此时，通过伯努利效应，硅片50与第一构件100之间的空气被一起排出，如图3所示，如果第一构件100的上表面的直径小于硅片50，则通过第三空气通道210注入的空气直接推动硅片50的径向端，因此，在需要增加将硅片50从第一构件100分离的力时有用，通过第三空气通道210注入的空气起到与将空气排放到外部以在硅片50和第一构件100之间形成负压的第二空气通道121相对应的作用，因此，优选的是，在第一构件100的上表面的径向最外侧部分中形成凸部110而不是形成凹部120，另外，通过第三空气通道210供应并穿过硅片50并沿着第二构件200的上端排出的空气是硅片50的径向端和第二构件200的上端的内表面间形成有气流，因此可以防止硅片50的端部接触第二构件200，在上文中，如果根据需要调节第一空气注气泵310，第二空气注气泵320和吸气泵400的空气注入压力和空气吸入压力，则硅片50偏离和第一构件100的接近可以协调想要成为的力量，即使不调节每个气泵的压力，如果用于硅片50的第一构件100的直径设计不同，也可以通过注入第三空气通道210的空气来控制施加到硅片50的力，取决于要支撑的晶片的尺寸和支撑晶片的工艺环境，在需要更改设计时，设计人员可以有多种选择。
以上所述，仅为本发明较佳的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，根据本发明的技术方案及其发明构思加以等同替换或改变，都应涵盖在本发明的保护范围之内。
Claims (6)
1.一种非接触式晶片支撑装置，包括第二构件(200)，其特征在于，所述第二构件(200)为中空的圆锥形结构，且所述第二构件(200)的上表面直径大于下表面直径，所述第二构件(200)内容纳有第一构件(100)，所述第一构件(100)为圆锥形结构，且所述第一构件(100)的上表面直径大于下表面直径，所述第一构件(100)的外表面与第二构件(200)的内壁具有间隙，所述间隙为第三空气通道(210)，所述第一构件(100)的上表面由凸部(110)及凹部(120)构成，所述第二构件(200)上表面位于第一构件(100)上表面的上方，所述第一构件(100)上表面设置有硅片(50)，每个所述凸部(110)上均设置有呈圆周阵列分布的第一空气通道(111)，所述第一空气通道(111)贯穿第一构件(100)，每个所述凹部(120)上均设置有呈圆周阵列分布的第二空气通道(121)，所述第二空气通道(121)贯穿第一构件(100)，所述第二构件(200)的下方分别设置有第一空气注气泵(310)、第二空气注气泵(320)及吸气泵(400)，所述第一空气注气泵(310)通过由第一构件(100)的凸部(110)形成的第一空气通道(111)朝第一构件(100)顶部的方向注入，所述吸气泵(400)通过从第一构件(100)的凹部(120)形成的第二空气通((121)向第一构件(100)的底部吸入空气，所述第二空气注气泵(320)通过形成在第一构件(100)和第二构件(200)之间的第三空气通道(210)注入。
2.根据权利要求1所述的一种非接触式晶片支撑装置，其特征在于，所述凸部(110)与凹部(120)呈环状径向交替分布。
3.根据权利要求1所述的一种非接触式晶片支撑装置，其特征在于，所述第一构件(100)的上表面的直径优选小于或等于硅片(50)的直径。
4.根据权利要求1所述的一种非接触式晶片支撑装置，其特征在于，所述第一空气通道(111)的开口为第一空气通道(111)的排出口(111)a。
5.根据权利要求1所述的一种非接触式晶片支撑装置，其特征在于，所述第二空气通道(121)的的开口为第二空气通道(121)的进气口(121)a。
6.根据权利要求1所述的一种非接触式晶片支撑装置，其特征在于，所述第二构件(200)的内径与第一构件(100)的顶面相同的平面上逐步扩大，且所述第二构件(200)上端的内径大于硅片(50)的直径。
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