CN214542172U - 一种吸附式载具 - Google Patents

Abstract

一种吸附式载具，包括具有承载面的基体以及均匀分布在基体上的多个凸点和多个吸附孔；其中，凸点凸出承载面，吸附孔则贯穿承载面和/或凸点，吸附孔用于吸附包括晶圆在内的待载工件，以使待载工件与凸点相抵。利用均匀分布的凸点对待载工件进行支撑，不但可以为提升载具本身的平面度创造条件，而且可以使得载具与工件表面之间形成全区域的点接触效果，有利于减少对工件的划伤、损害；同时，利用均匀分布的吸附孔所产生的吸附作用力以及在凸点的配合下，可确保工件受力的均匀性，避免因工件受力不均匀而发生局部区域的翘曲、下垂等问题，从而有利于提高承载工件的平面度，使其能够更好地适应制造、检测等工序的工艺要求。

Description

一种吸附式载具

技术领域

本实用新型涉及半导体领域，具体涉及一种吸附式载具。

背景技术

周知，在如晶圆（即：wafer）、集成芯片、平面显示器件以及其他微型或精密半导体器件的制造、测试等过程中，通常需要利用载具为半导体器件提供必要的承载和固定，进而通过载送半导体器件，实现对半导体器件的姿态或工位的转换。

以承载工件（或对象）是晶圆为例，在晶圆的制造（如切割、划片、研磨、抛光等）、传输或者测试过程中，载具可采用吸附、卡压、承接等方式为晶圆提供必要的承载。现有的载具在对晶圆进行承载固定时，受晶圆受力不均匀、载具结构缺陷等因素的影响，经常发生晶圆翘曲、下垂、甚至破损等现象，从而导致晶圆的平面度偏低，对晶圆的制造、检测等造成了严重的不良影响，尤其是在以下对晶圆的平面度要求较高的场合。

实用新型内容

本实用新型主要解决的技术问题是提供一种吸附式载具，以提升对待载工件的承载固定的效果。

一种实施例中提供一种吸附式载具，包括：

基体，具有承载面；

多个凸点，均匀地分布在所述基体上，且所述凸点凸出承载面；以及

多个吸附孔，均匀地分布在所述基体上，且所述吸附孔贯穿承载面和/或凸点，用于吸附待载工件，以使待载工件与所述凸点相抵。

一个实施例中，还包括环状凸缘，所述环状凸缘围绕设置在承载面的边缘，所述凸点和吸附孔均位于环状凸缘所围设的区域内，且所述环状凸缘的高度大于等于凸点的高度。

一个实施例中，所述基体为圆形或正多边形，所述环状凸缘与基体的形状相同。

一个实施例中，还包括汇流孔和流体腔，所述基体还具有结合面，所述结合面与承载面相对；其中：

所述汇流孔位于基体的中心并贯穿结合面，用以连接负压源；

所述流体腔位于基体内，用于连通所述吸附孔和汇流孔。

一个实施例中，所述流体腔包括若干条围绕汇流孔呈放射状分布的径向流道，所述吸附孔沿径向流道的分布轨迹布置，以使每条所述径向流道均对应地连通若干个吸附孔，且所述径向流道邻近汇流孔的一端连通汇流孔。

一个实施例中，所述径向流道由基体的边缘直线延伸至基体的中心。

一个实施例中，沿所述汇流孔的圆周方向分布的若干个吸附孔呈等间距排列，与同一条所述径向流道相连通的若干个吸附孔呈等间距排列。

一个实施例中，所述吸附孔贯穿承载面，且所述吸附孔位于由至少两个相邻的凸点所构成的间隙内。

一个实施例中，所述凸点具有用于供待载工件抵靠的接触端，所述接触端为半球状结构。

一个实施例中，所述基体为由非金属材料制成的盘状结构。

依据上述实施例的吸附式载具，包括具有承载面的基体以及均匀分布在基体上的多个凸点和多个吸附孔；其中，凸点凸出承载面，吸附孔则贯穿承载面和/或凸点，吸附孔用于吸附包括晶圆在内的待载工件，以使待载工件与凸点相抵。利用均匀分布的凸点对待载工件进行支撑，不但可以为提升载具本身的平面度创造条件，而且可以使得载具与工件表面之间形成全区域的点接触效果，有利于减少对工件的划伤、损害；同时，利用均匀分布的吸附孔所产生的吸附作用力以及在凸点的配合下，可确保工件受力的均匀性，避免因工件受力不均匀而发生局部区域的翘曲、下垂等问题，从而有利于提高承载工件的平面度，使其能够更好地适应制造、检测等工序的工艺要求。

附图说明

图1为一种实施例的吸附式载具在承载面侧的结构示意图。

图2为一种实施例的吸附式载具在结合面侧的结构示意图。

图3为一种实施例的吸附式载具的平面结构示意图。

图4为图3中A-A向的结构剖面示意图。

图5为图3中B-B向的结构剖面示意图。

图6为图3中的径向流道结构布局示意图。

图7为一种实施例的吸附式载具的径向流道的结构布局示意图（一）。

图8为一种实施例的吸附式载具的径向流道的结构布局示意图（二）。

图中：10、基体；20、凸点；21、基础端；22、接触端；30、吸附孔；40、环状凸缘；50、汇流孔；60、径向流道。

具体实施方式

下面通过具体实施方式结合附图对本实用新型作进一步详细说明。其中不同实施方式中类似元件采用了相关联的类似的元件标号。在以下的实施方式中，很多细节描述是为了使得本申请能被更好的理解。然而，本领域技术人员可以毫不费力的认识到，其中部分特征在不同情况下是可以省略的，或者可以由其他元件、材料、方法所替代。在某些情况下，本申请相关的一些操作并没有在说明书中显示或者描述，这是为了避免本申请的核心部分被过多的描述所淹没，而对于本领域技术人员而言，详细描述这些相关操作并不是必要的，他们根据说明书中的描述以及本领域的一般技术知识即可完整了解相关操作。

另外，说明书中所描述的特点、操作或者特征可以以任意适当的方式结合形成各种实施方式。同时，方法描述中的各步骤或者动作也可以按照本领域技术人员所能显而易见的方式进行顺序调换或调整。因此，说明书和附图中的各种顺序只是为了清楚描述某一个实施例，并不意味着是必须的顺序，除非另有说明其中某个顺序是必须遵循的。

本文中为部件所编序号本身，例如“第一”、“第二”等，仅用于区分所描述的对象，不具有任何顺序或技术含义。而本申请所说“连接”、“联接”，如无特别说明，均包括直接和间接连接（联接）。

请参考图1至图8，一种实施例提供的一种吸附式载具，主要是基于负压吸附的原理，通过产生的负压吸附力（或真空吸力），实现对待载工件的承载固定；其中，待载工件包括但不限于晶圆、集成芯片、平面显示器件、其他微型或精密半导体器件或者其他非半导体器件；作为该载具的一种具体应用场景，本实施例以待载工件为晶圆作为示例。该载具包括基体10、凸点20、吸附孔30和环状凸缘40；下面分别说明。

请参阅图1至图8，基体10属于整个载具的基础结构件，可为其他结构件的成型、布置提供必要的结构空间，而根据载具的具体应用场景，如在一些要求晶圆不能受到金属污染的应用场合下，基体10可采用如陶瓷等非金属材料；当然，在其他应用场合下，依应用场合的实际需求，基体10也可采用如铝合金等金属材料。同时，基体10的形状构造可根据晶圆的形状构造进行适配性选择，一般情况下，因为晶圆的形状通常为圆形，此时基体10最好选择中心对称图形的盘状结构，如圆形盘体结构（请参阅图1、图2、图3和图6）或者如正方形（请参阅图7）、正六边形（请参阅图8）等正多边形盘体结构；一方面，基于10的盘状结构可自然形成相对的上表面（即：顶面）和下表面（即：底面），以上表面作为承载面，为晶圆的承载固定提供便利，以下表面作为结合面，为其他外围部件（如载具的支撑机构、驱动机构、负压管路等）与基体10的组合装配提供便利，如通过在结合面上设置凹槽工位，既可以为外围部件的装配提供结构便利，又可以为降低载具的自身负重创造条件；另一方面，利用中心对称图形的几何特点，可为凸点20和吸附孔30在基体10上的均匀布局创造结构条件。

其他实施例中，在包括晶圆在内的待载工件的形状为其他规则或不规则几何形状时，基体10的形状最好与待载工件的形状吻合配合（亦可理解为：两者的形状尺寸相同或相近），以适应待载工件的结构特点，确保待载工件能够最终被稳固地吸附固定在基体10上。

请参阅图1和图3，凸点20主要用于供晶圆进行抵靠接触，以起到对晶圆的支撑作用，其可以通过增料或减料等工艺手段形成于基体10上；凸点20的数量为多个并且根据基体10的轮廓形状或者承载面的面域情况，以诸如环形阵列、矩形阵列等排布方式等间距且均匀分布在基体10上，利用基体10或者承载面与晶圆之间的对位关系，可使得均匀分布的凸点20能够在与晶圆相抵时，在晶圆上形成多个均匀分布的施力点，保证晶圆能够较为均匀地受力，使晶圆的平面度（或平整度）得到保障；同时，凸点20凸出于承载面，使得晶圆能够通过与凸点20的接触抵靠，被支撑承接在基体10的承载面侧，实现晶圆表面与凸点20之间的点接触效果，从而可避免因晶圆直接与承载面发生大面积接触，而容易在吸附力的作用下发生变形的问题。本实施例中，凸点20包括一体成型于基体10的承载面上的基础端21和接触端22；其中，基础端21属于接触端22与承载面相结合的衔接部分，其主要为具有一定高度的结构体，如柱体结构，以使得接触端22与承载面之间具有一定的间隔距离，而接触端22则为形成于基础端21远离承载面的一端的半球状结构，从而利用球状结构的球面所具有的如平滑、接触面积小等特点，可在凸点20与待载工件之间建立点接触关系，可以有效减少对晶圆表面的划伤、损害。

其他实施例中，凸点20可省略基础端21，使半球状结构的接触端22直接形成于承载面上，以减小凸点20的顶端与承载面之间的间隔距离，为调整吸附孔30的吸附力大小、变更或改变载具的结构形态及尺寸等创造条件；也可省略接触端22或者改变接触端22的形状，以增加凸点20与包括晶圆在内的待载工件之间的接触面积或接触关系，从而使载具能够满足不同应用场景的需求。

请参阅图1以及图4至图8，吸附孔30主要用于在基体10的承载面侧产生负压吸附力，使晶圆在与凸点20相抵后，能够被稳固地吸附在基体10上；吸附孔30的数量为多个并且根据基体10的轮廓形状或者承载面的面域情况，均匀地分布在基体10并贯穿承载面，此时，吸附孔30则相当于位于由两个或多个的凸点30所构成的结构间隙内；吸附孔30的数量、排布方式等可根据实际情况进行选择设置，如数量少于凸点20的数量，又如以环形阵列、矩形阵列、放射状等形式等间距均匀排布；同时，吸附孔30可以采用微孔结构，以在保证吸附力的前提下，降低因吸附孔30的设置而对基体10的本身结构（如平面度等）的不利影响。在具体实施例时，可将诸如真空泵等负压源与吸附孔30进行管路连通，以使吸附孔30产生负压吸附力；当将晶圆由基体10的承载面侧放置在基体10上后，晶圆的表面即会与均匀分布的凸点20相抵，使得凸点20对其产生支撑作用；而后，在负压源的作用下使吸附孔30产生负压吸附力，从而在基体10的承载面侧形成负压作用区域，以最终将晶圆稳固地固定在基体10上，实现对晶圆的承载固定。其他实施例中，吸附孔30也可同时或单独贯穿凸点20设置，亦可将包括晶圆在内的承载工件承载固定在基体10上。

请参阅图1和图3，环状凸缘40可以采用如研磨、增料、减料等工艺手段形成于基体10上，并且环状凸缘40围绕设置在承载面的边缘，以在承载面的配合下，在基体10的承载面侧形成槽腔结构，而凸点20和吸附孔30则均位于环状凸缘40所围设的区域内；同时，以承载面为基准，所有凸点20的高度均等于环状凸缘40的高度；在吸附孔30贯穿承载面的实施例下，当将晶圆放置基体10上后，晶圆的表面即会抵靠凸点20的顶端和环状凸缘40的顶面，使得由环状凸缘40在基体10上所围设成型的槽腔结构被封闭，形成封闭腔室，而该封闭腔室则相当于真空腔或负压腔，在吸附孔30产生吸附力后，即会对晶圆产生具有足够强度且均匀的吸附力，使晶圆被稳固地承载固定。另一个实施例中，环状凸缘40的高度也可大于凸点20的高度，而吸附孔30则可贯穿承载面和/或凸点20；此时，可在环状凸缘40的形状与包括晶圆在内的待载工件的轮廓形状相同、尺寸相近的情况下，通过朝基体10方向下压待载工件，即可使待载工件的周向表面与环状凸缘40的内环周壁贴附接触，并抵靠在凸点20上，从而亦可以在晶圆与载具之间形成封闭的负压腔或真空腔，以最终完成对待载工件的承载固定。

其他实施例中，在吸附孔30所产生的吸附力较大或者待载工件对吸附力大小要求不高的场景下，也可省略环状凸缘40。另外，需要指出的是，环状凸缘40形状最好与基体10的形状相同，以充分利用基体10的结构空间，并保证整个载具的结构构造的一致性和均匀性；当然，在一些情况下，环状凸缘40的形状也可与包括晶圆在内的待载工件的形状相同。

基于此，其一，利用均匀分布且呈点状的凸点20对晶圆进行支撑，可减少晶圆与载具之间的接触面积，形成与晶圆表面全区域的点接触效果，不但可以最大限度减少对晶圆的划伤、损害，而且有利于维持或提升载具本身的平面度，降低晶圆与载具之间相配合或相适应的工况要求。其二，通过将吸附孔30均匀布设在基体10上，尤其是吸附孔30位于凸点20的结构间隙中时，可利用凸点30在晶圆的表面形成多个均匀分布的支撑点，而利用吸附孔30则可在晶圆的表面区域均匀地施加吸附力，从而实现对晶圆的全区域吸附效果，能够有效确保晶圆受力的均匀性，避免因晶圆受力不均匀而发生局部区域的翘曲、下垂等问题，进而有利于增强晶圆被承载固定后的平面度，为后续晶圆制造、检测等创造有利条件。其三，基于整个载具的结构构造以及功能原理，使得载具还可以用于对除晶圆以外的其他半导体器件或非半导体器件的承载固定。

请参阅图2以及图4至图8，一种实施例提供的一种吸附式载具，还包括汇流孔50和流体腔；其中，汇流孔50主要用于连接诸如真空泵等负压源，其位于基体10的中心并贯穿结合面；流体腔则设置在基体10内，主要用于连通汇流孔50和吸附孔30，以为诸如空气等流体提供流通通道，使吸附孔30能够产生吸附力。通过将负压源与汇流孔50进行对接连通，在将包括晶圆在内的待载工件放置在基体10上后，负压源即可通过流体腔和吸附孔30在基体10的承载面与待载工件之间形成负压效应或真空效应，使得载具对待载工件产生吸附力，进而完成对待载工件的承载固定。本实施例中，汇流孔50仅为一个，以在载具上形成一个单一的负压源管路连接点，使经由所有吸附孔30进入的流体通过流体腔被集中于汇流孔50一处，并最终被排出，不但有利于降低负压源与载具管路连接的复杂性，直接将负压源与汇流孔50进行对接即可，而且便于对所有吸附孔30的吸附力进行统一的管理调控，以在基体10的承载面侧形成均匀的负压吸附或作用区域。同时，基于基体10结构选择的不同，流体腔可以以不同的方式形成或存在，如基体10可以为一体式结构，即由诸如陶瓷等坯料板制作成型，此时，可采用打孔等工艺手段在基体10的内部形成流体腔；又如基体10也可采用诸如3D打印等工艺手段制成，从而直接在基体10内部形成中空腔室或者管路网络，以作为流体腔；再如，基体10也可采用分体式结构，如由至少两层坯料板以胶接、热封等手段组合而成，通过预先在坯料板的表面设置如凹槽等结构，使得坯料板组合后，在两者之间（即：基体10的内部）形成中空腔室或者管路网络，以该中空腔室或管路网络作为流体腔。

一个实施例中，流体腔采用管路网络结构，具体地，请参阅图4至图8，流体腔由若干条围绕汇流孔50呈放射状均匀分布的径向流道60组合而成，吸附孔30沿对应的径向流道60的分布轨迹布置，从而使得每条径向流道60均能够对应地连通有若干个吸附孔30，并且每条径向流道60邻近汇流孔50的一端均连通汇流孔50。利用呈放射状均匀分布在基体10内的径向流道60，可以对吸附孔30的排布方式以及排布数量进行约束，既可以为各个吸附孔30能够产生均一的吸附力创造条件，又可以使吸附孔30均匀地分布在基体10上，以保证能够产生足够的吸附力，在凸点30的配合下，使得整个载具能够吸附承载晶圆的全部区域，有利于提高承载晶圆的平面度。本实施例中，径向流道60由基体10的边缘（如圆周表面）直线延伸至基体10的中心，可以理解为径向流道60为直线状，如此不但便于流体腔的制作，如从基体10的四周向内打出工艺孔道，通过将工艺孔道的外端端口的封堵，即可形成径向流道60，而且有利于降低因流体腔的设置对基体10的结构强度、平面度等造成不利影响。其他实施例中，也可根据实际需求，将径向流道60设置为诸如弧线状、波浪线状等，或者利用衔接流道将两两相邻的径向流道60进行连通，以在基体10内构成可供流体流动及汇集的管路网络。

一个实施例中，请参阅图6、图7和图8，为确保能够均匀分布在基体10上，以在配合凸点20实现对晶圆的全区域吸附，以汇流孔50的中心线为基准，沿汇流孔50的圆周方向分布的若干个吸附孔30（可以理解的是，该若干个吸附孔30是分布在同一圆周轨迹上的）呈等间距排列，同时，与同一条径向流道60相连通的若干个吸附孔30（即：每条径向流道60所连通的若干个吸附孔30）之间亦呈等间距排列；从而在吸附孔30数量有限的情况下，可以最大限度地确保多个吸附孔30能够被均匀地布设在基体10上。

以上应用了具体个例对本实用新型进行阐述，只是用于帮助理解本实用新型，并不用以限制本实用新型。对于本实用新型所属技术领域的技术人员，依据本实用新型的思想，还可以做出若干简单推演、变形或替换。

Claims (10)

1.一种吸附式载具，其特征在于，包括：

基体，具有承载面；

多个凸点，均匀地分布在所述基体上，且所述凸点凸出承载面；以及

多个吸附孔，均匀地分布在所述基体上，且所述吸附孔贯穿承载面和/或凸点，用于吸附待载工件，以使待载工件与所述凸点相抵。

2.如权利要求1所述的吸附式载具，其特征在于，还包括环状凸缘，所述环状凸缘围绕设置在承载面的边缘，所述凸点和吸附孔均位于环状凸缘所围设的区域内，且所述环状凸缘的高度大于等于凸点的高度。

3.如权利要求2所述的吸附式载具，其特征在于，所述基体为圆形或正多边形，所述环状凸缘与基体的形状相同。

4.如权利要求1所述的吸附式载具，其特征在于，还包括汇流孔和流体腔，所述基体还具有结合面，所述结合面与承载面相对；其中：

所述汇流孔位于基体的中心并贯穿结合面，用以连接负压源；

所述流体腔位于基体内，用于连通所述吸附孔和汇流孔。

5.如权利要求4所述的吸附式载具，其特征在于，所述流体腔包括若干条围绕汇流孔呈放射状分布的径向流道，所述吸附孔沿径向流道的分布轨迹布置，以使每条所述径向流道均对应地连通若干个吸附孔，且所述径向流道邻近汇流孔的一端连通汇流孔。

6.如权利要求5所述的吸附式载具，其特征在于，所述径向流道由基体的边缘直线延伸至基体的中心。

7.如权利要求6所述的吸附式载具，其特征在于，沿所述汇流孔的圆周方向分布的若干个吸附孔呈等间距排列，与同一条所述径向流道相连通的若干个吸附孔呈等间距排列。

8.如权利要求1所述的吸附式载具，其特征在于，所述吸附孔贯穿承载面，且所述吸附孔位于由至少两个相邻的凸点所构成的间隙内。

9.如权利要求1所述的吸附式载具，其特征在于，所述凸点具有用于供待载工件抵靠的接触端，所述接触端为半球状结构。

10.如权利要求1所述的吸附式载具，其特征在于，所述基体为由非金属材料制成的盘状结构。

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