CN217485425U - 一种晶圆夹具 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及半导体生产技术领域，公开了一种晶圆夹具。该晶圆夹具包括承载盘、多个夹具组件和多个隔离组件，承载盘用于承载晶圆，多个夹具组件沿承载盘的周向间隔且均匀设置于承载盘上，用于将晶圆夹紧于承载盘上；多个隔离组件沿承载盘的周向间隔且均匀设置于承载盘上，并且多个夹具组件与多个隔离组件沿周向依次交替设置且均匀分布于承载盘上，多个隔离组件用于将相邻两个晶圆分隔。本实用新型提供的晶圆夹具，能够限制更多的自由度，减少晶圆偏移，又能防止局部压力过大导致的晶圆裂片，且隔离组件在抽离时，由于多个夹具组件的限制，不会造成晶圆压合后偏移，提升了产品良率。

Description

一种晶圆夹具

技术领域

本实用新型涉及半导体生产技术领域，具体涉及一种晶圆夹具。

背景技术

随着现代化设备的不断发展，各种智能产品也层出不穷，例如常见的语音助手、指纹识别、图像识别等设备。各种各样功能的实现都需要芯片去配合实现，单张芯片上晶圆的数量越来越多，芯片也朝小型化、轻薄化发展，因此晶圆级封装得到社会各界的关注。在晶圆级封装中，为实现线路间的微米级互联，多个晶圆压合前都必须进行预对位。为实现量产经济性，各封装厂均采用对位机和压合机配合的模式，首先利用晶圆夹具辅助对位机对多个晶圆进行对位，然后采用晶圆夹具将对位后的晶圆转移至压合机下，进行晶圆压合。

现有技术中的晶圆夹具，多采用两点式夹持和三点式夹持方式。其中，三点夹持方式的隔离垫片与夹具距离过近，容易造成局部压力过大从而导致晶圆裂片，晶圆报废，造成经济损失，或者隔离垫片抽离时晶圆发生偏移，导致良率损失，费时费力。同样地，两点式夹持方式的两个夹具与三个隔离垫片之间角度分配不均，在夹持较薄晶圆时，也容易造成局部压力过大从而导致晶圆裂片，且隔离垫片抽离时带动晶圆，造成晶圆压合后偏移，同时两个夹具限制的自由度太少转移时也容易造成晶圆偏移，导致良率损失。

因此，亟需提供一种晶圆夹具，以解决上述问题。

实用新型内容

本实用新型的目的在于提供一种晶圆夹具，能够限制更多自由度，减少晶圆偏移，又能防止局部压力过大导致的晶圆裂片，提升了产品良率。

为达上述问题，本实用新型通过以下技术方案实现：

一种晶圆夹具，包括：

承载盘，用于承载晶圆；

多个夹具组件，多个所述夹具组件沿所述承载盘的周向间隔且均匀设置于所述承载盘上，多个所述夹具组件用于将所述晶圆夹紧于所述承载盘上；

多个隔离组件，多个所述隔离组件沿所述承载盘的周向间隔且均匀设置于所述承载盘上，并且多个所述夹具组件与多个所述隔离组件沿周向依次交替设置且均匀分布于所述承载盘上，多个所述隔离组件用于将相邻两个所述晶圆分隔。

作为一种晶圆夹具的优选方案，所述夹具组件的数量设置为三个，三个所述夹具组件沿所述承载盘的周向间隔且均匀设置于所述承载盘上；

所述隔离组件的数量设置为三个，三个所述隔离组件沿所述承载盘的周向间隔且均匀设置于所述承载盘上，并且三个所述夹具组件与三个所述隔离组件沿周向依次交替设置且均匀分布于所述承载盘上。

作为一种晶圆夹具的优选方案，所述夹具组件包括：

第一转轴，转动设置于所述承载盘上且能相对于所述承载盘沿竖直方向移动；

压紧件，设置于所述第一转轴上，转动所述压紧件能够使其在避让所述晶圆和压紧所述晶圆的位置之间切换。

作为一种晶圆夹具的优选方案，所述隔离组件包括：

第二转轴，设置于所述承载盘上；

隔离件，转动连接于所述第二转轴上，转动所述隔离件能够使其在避让所述晶圆和分隔所述晶圆的位置之间切换。

作为一种晶圆夹具的优选方案，所述承载盘上设置有容纳槽，所述容纳槽能够容纳所述隔离组件，所述容纳槽相对的两个槽壁上均开设有转轴孔，所述第二转轴的两端分别穿设于两个所述转轴孔内。

作为一种晶圆夹具的优选方案，所述承载盘包括：

载盘本体，所述晶圆放置于所述载盘本体上；

载盘边部，沿周向围设且连接于所述载盘本体外，所述载盘边部与所述载盘本体间隙设置，所述夹具组件和所述隔离组件均设置于所述载盘边部上。

作为一种晶圆夹具的优选方案，所述载盘本体上开设有真空槽，所述真空槽与真空设备连通，用于吸附位于底部的所述晶圆。

作为一种晶圆夹具的优选方案，所述载盘边部上开设有两个握持凹槽，两个所述握持凹槽关于所述载盘边部的中心对称。

作为一种晶圆夹具的优选方案，所述载盘本体上开设有对位孔。

作为一种晶圆夹具的优选方案，所述对位孔的数量设置为两个，两个所述对位孔关于所述载盘本体的中心对称。

本实用新型的有益效果为：

本实用新型提供的晶圆夹具，结构简单，操作方便。其中，承载盘用于承载晶圆，提升了晶圆的受力均匀性；通过设置多个夹具组件，能够限制晶圆更多自由度，减少晶圆偏移，通过设置多个隔离组件，用于将相邻两个晶圆分离，以保证后续对位吸附晶圆时，能够满足真空要求，以方便晶圆吸附，并且多个夹具组件与多个隔离组件均沿周向依次交替且平均分布于承载盘上，使得晶圆受力均匀，防止局部压力过大导致晶圆裂片，且隔离组件在抽离时，由于多个夹具组件的限制，不会造成晶圆压合后偏移，提升了产品良率。

附图说明

为了更明显易懂的说明本实用新型的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做一简单介绍，下面描述的附图是本实用新型的一些实施例，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它的附图。

图1是本实用新型实施例提供的晶圆夹具在第一视角下的结构示意图；

图2是图1中A处的局部放大图；

图3是本实用新型实施例提供的晶圆夹具在第二视角下的结构示意图；

图4是图3中B处的局部放大图。

图中：

1、承载盘；11、载盘本体；111、真空槽；112、握持凹槽；113、对位孔；12、载盘边部；121、容纳槽；

2、夹具组件；21、第一转轴；22、压紧件；

3、隔离组件；31、隔离件。

具体实施方式

下面结合附图和实施例对本实用新型作进一步的详细说明。可以理解的是，此处所描述的具体实施例仅仅用于解释本实用新型，而非对本实用新型的限定。另外还需要说明的是，为了便于描述，附图中仅示出了与本实用新型相关的部分而非全部结构。

在本实用新型的描述中，除非另有明确的规定和限定，术语“相连”、“连接”、“固定”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或成一体；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通或两个元件的相互作用关系。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本实用新型中的具体含义。

在本实用新型中，除非另有明确的规定和限定，第一特征在第二特征之“上”或之“下”可以包括第一和第二特征直接接触，也可以包括第一和第二特征不是直接接触而是通过它们之间的另外的特征接触。而且，第一特征在第二特征“之上”、“上方”和“上面”包括第一特征在第二特征正上方和斜上方，或仅仅表示第一特征水平高度高于第二特征。第一特征在第二特征“之下”、“下方”和“下面”包括第一特征在第二特征正下方和斜下方，或仅仅表示第一特征水平高度小于第二特征。

在本实施例的描述中，术语“上”、“下”、“左”、“右”等方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述和简化操作，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本实用新型的限制。此外，术语“第一”、“第二”仅仅用于在描述上加以区分，并没有特殊的含义。

本实施例提供一种晶圆夹具，用于在压合前辅助对位机对晶圆进行对位，并对对位后的晶圆进行转移。

具体而言，参考图1，本实施例提供的晶圆夹具包括承载盘1、多个夹具组件2和多个隔离组件3，承载盘1用于承载晶圆；多个夹具组件2沿承载盘1的周向间隔且均匀设置于承载盘1上，用于将晶圆夹紧于承载盘1上；多个隔离组件3沿承载盘1的周向间隔且均匀设置于承载盘1上，并且多个夹具组件2与多个隔离组件3沿周向依次交替设置且平均分布于承载盘1上，多个隔离组件3用于将相邻两个晶圆分隔。

本实用新型提供的晶圆夹具，结构简单，操作方便。其中，承载盘1用于承载晶圆，提升了晶圆的受力均匀性；通过设置多个夹具组件2，能够限制晶圆的多个自由度，减少晶圆偏移，通过设置多个隔离组件3，能够将相邻两个晶圆分隔，防止两个晶圆贴设在一起，保证后续对位吸附晶圆时，能够满足真空要求，以方便晶圆吸附，多个夹具组件2与多个隔离组件3通过沿周向依次交替设置且平均分布于承载盘1上，使得晶圆受力均匀，防止局部压力过大导致晶圆裂片，且隔离组件3在抽离时，由于多个夹具组件2的限制，不会造成晶圆压合后偏移，提升了产品良率。

现有技术中，承载盘1通常设置为圆环状，中心位置无载盘，因此压合机为了吸附位于底部的晶圆，压合机的下压盘上通常需要掏空开孔，用于真空吸附位于底部的晶圆，而在压合过程中，下压盘的掏空部位无压力，承载盘1的中心位置又无载盘，无法为晶圆提供承载力，导致两个晶圆的中心位置未压合造成良率损失；另外，操作人员拿持时还容易从承载盘1的下方误触晶圆造成晶圆偏移。

为解决上述问题，如图1所示，承载盘1包括载盘本体11和载盘边部12，晶圆放置于载盘本体11上；载盘边部12沿周向围设且连接于载盘本体11外，且载盘边部12与载盘本体11之间间隙设置，夹具组件2和隔离组件3均设置于载盘边部12上。其中，载盘本体11为圆形的薄板结构，可以充当压合机的下压盘，晶圆放置于载盘本体11上，能够为晶圆提供一定的支撑力和保护作用，避免压合时下压盘开孔位置无压力造成的良率损失，防止在转移过程中其他物体或者操作人员的手指从下方误触造成晶圆偏移或者顶裂晶圆。载盘边部12也为圆形的薄板结构，围设于载盘本体11的外周，与载盘本体11同圆心。载盘边部12和载盘本体11之间三点连接且之间具有一定的间隙，能够在一定程度上减轻承载盘1的重量，实现轻量化设计，方便操作人员进行转移。

优选地，夹具组件2的数量设置为三个，三个夹具组件2沿承载盘1的周向间隔且均匀设置于载盘边部12上；隔离组件3的数量设置为三个，三个隔离组件3沿承载盘1的周向间隔且均匀设置于承载盘1上，并且三个夹具组件2与三个隔离组件3均周向依次交替设置且平均分布于承载盘1上。

参考图1，需要说明的是，三个夹具组件2分别位于二点、六点和十点方向，三个隔离组件3分别位于十二点、四点和八点方向。当然，三个夹具组件2和三个隔离组件3的位置可以互换，相邻的夹具组件2和隔离组件3之间的夹角均为60度。通过采用这种设置，能够节省制造成本，三个夹具组件2能够限制晶圆的三点位置，减少晶圆的偏移，并且三个夹具组件2与三个隔离组件3的位置设置，使得晶圆受力均匀，防止局部压力过大导致晶圆裂片，隔离组件3在抽离时，由于三个夹具组件2的限制，不会造成晶圆压合后偏移，提升了产品良率。

具体而言，如图4所示，夹具组件2包括第一转轴21和压紧件22，第一转轴21转动设置于载盘本体11上并且能够相对于载盘本体11沿竖直方向移动；压紧件22设置于第一转轴21上，转动压紧件22能够在避让晶圆和压紧晶圆的位置之间切换。需要说明的是，对位之前，压紧件22处于避让晶圆的位置，即压紧件22与载盘本体11的直径垂直；对位后，压紧件22处于压紧晶圆的位置，即转动并提升三个压紧件22，使其与载盘本体11直径重合，然后垂直下落以压紧与晶圆上。在本实施例中，第一转轴21优选为销轴或者螺栓。

进一步地，如图2所示，隔离组件3包括第二转轴和隔离件31，第二转轴设置于载盘本体11上；隔离件31转动连接于第二转轴上，转动隔离件31能够使其在避让晶圆和分隔晶圆的位置之间切换。这种设置结构简单，操作方便，只需通过简单的转动过程，就能够实现隔离件31的位置切换。在本实施例中，隔离件31为Z字型的片状结构，其一端连接于第二转轴上，另一端能够插入两个晶圆之间，以将两个晶圆分隔，防止两个晶圆贴附在一起，在后续对位过程中吸附晶圆时，使晶圆能够满足真空要求，以方便晶圆吸附。

优选地，如图2所示，载盘边部12上设置有容纳槽121，容纳槽121能够容纳隔离组件3，容纳槽121相对的两个槽壁上均开设有转轴孔，第二转轴的两端分别穿设于两个转轴孔内。需要说明的是，在对位时，隔离件31处于分隔晶圆的位置，即三个隔离件31均绕第二转轴向靠近晶圆的方向转动，以分别插入两个晶圆之间，实现晶圆的分隔；对位后在压合之前，需要将隔离件31抽出，使其处于避让晶圆的位置，即三个隔离件31均绕第二转轴向远离晶圆的方向转动，避让晶圆，以完成晶圆的压合过程。另外，在其他实施例中，还可以将隔离件31设置为滑动连接于载盘边部12的方式，通过滑动的方式，使隔离件31在避让晶圆和分隔晶圆的位置之间切换。

优选地，如图1所示，载盘边部12上开设有两个握持凹槽112，两个握持凹槽112关于载盘边部12的中心对称。具体而言，两个握持凹槽112分别位于载盘边部12的三点和九点方向，以避开夹具组件2和隔离组件3的位置，在操作人员拿持时，大拇指握住握持凹槽112，四根手指握住载盘边部12的背面，方便操作人员拿持转移，大幅降低了人为造成的晶圆偏移，提高产品良率。

进一步地，继续参考图1，载盘本体11上开设有真空槽111，真空槽111与真空设备连通，用于吸附位于底部的晶圆。在对位时，真空设备将真空槽111抽至真空状态，用于吸附位于底部的晶圆，避免晶圆损坏。在本实施例中，真空槽111的深度为1mm。真空槽111的形状设置为两个圆环形槽以及连通两个圆环形槽的十字形槽。当然，真空槽111的深度和形状不局限于上述限定，在其他实施例，真空槽111的深度和数量还可以根据实际需求进行适应性选择。

优选地，继续参考图1，载盘本体11上开设有对位孔113。进一步优选地，对位孔113的数量设置为两个，两个对位孔113关于载盘本体11的中心对称，且与两个握持凹槽112位于通一条直线上。具体而言，两个对位孔113也分别位于三点和九点方向，当对位机只有底部对准镜头时，通过载盘本体11上的两个对位孔113，使其分别与基准对齐，以进行底部晶圆的对准，增加了设备的兼容性。对位完成后，还需要将承载盘1转移至底部显微镜，通过两个对位孔113，便于底部显微镜进行无接触晶圆偏移检验，观察对位效果，便于规避异常，从而提高产品良率。

参考图1，以两个晶圆为例，本实施例提供的晶圆夹具的工作过程为：

首先，在对位之前，三个压紧件22均位于避让晶圆的位置，三个隔离件31分别插入晶圆与晶圆之间。对位时，真空槽111将底部的晶圆吸附于载盘本体11上固定，顶部的晶圆吸附于对位机上，利用载盘本体11的两个对位孔113进行对位。对位后，三个压紧件22旋转抬起，指向圆心后垂直下落压紧于顶部的晶圆上。然后操作人员手拿持握持凹槽112转移至底部显微镜，通过两个对位孔113进行偏移检验。之后操作人员手拿持握持凹槽112再转移至压合机上，机台加压前首先将三个隔离件31进行抽离，使其处于避让晶圆的位置，之后压盘下压完成晶圆键合。

显然，本实用新型的上述实施例仅仅是为了清楚说明本实用新型所作的举例，而并非是对本实用新型的实施方式的限定。对于所属领域的普通技术人员来说，在上述说明的基础上还可以做出其它不同形式的变化或变动。这里无需也无法对所有的实施方式予以穷举。凡在本实用新型的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本实用新型权利要求的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种晶圆夹具，其特征在于，包括：

承载盘(1)，用于承载晶圆；

多个夹具组件(2)，多个所述夹具组件(2)沿所述承载盘(1)的周向间隔且均匀设置于所述承载盘(1)上，多个所述夹具组件(2)用于将所述晶圆夹紧于所述承载盘(1)上；

多个隔离组件(3)，多个所述隔离组件(3)沿所述承载盘(1)的周向间隔且均匀设置于所述承载盘(1)上，并且多个所述夹具组件(2)与多个所述隔离组件(3)沿周向依次交替设置且均匀分布于所述承载盘(1)上，多个所述隔离组件(3)用于将相邻两个所述晶圆分隔。

2.根据权利要求1所述的晶圆夹具，其特征在于，所述夹具组件(2)的数量设置为三个，三个所述夹具组件(2)沿所述承载盘(1)的周向间隔且均匀设置于所述承载盘(1)上；

所述隔离组件(3)的数量设置为三个，三个所述隔离组件(3)沿所述承载盘(1)的周向间隔且均匀设置于所述承载盘(1)上，并且三个所述夹具组件(2)与三个所述隔离组件(3)沿周向依次交替设置且均匀分布于所述承载盘(1)上。

3.根据权利要求2所述的晶圆夹具，其特征在于，所述夹具组件(2)包括：

第一转轴(21)，转动设置于所述承载盘(1)上且能相对于所述承载盘(1)沿竖直方向移动；

压紧件(22)，设置于所述第一转轴(21)上，转动所述压紧件(22)能够使其在避让所述晶圆和压紧所述晶圆的位置之间切换。

4.根据权利要求2所述的晶圆夹具，其特征在于，所述隔离组件(3)包括：

第二转轴，设置于所述承载盘(1)上；

隔离件(31)，转动连接于所述第二转轴上，转动所述隔离件(31)能够使其在避让所述晶圆和分隔所述晶圆的位置之间切换。

5.根据权利要求4所述的晶圆夹具，其特征在于，所述承载盘(1)上设置有容纳槽(121)，所述容纳槽(121)能够容纳所述隔离组件(3)，所述容纳槽(121)相对的两个槽壁上均开设有转轴孔，所述第二转轴的两端分别穿设于两个所述转轴孔内。

6.根据权利要求1所述的晶圆夹具，其特征在于，所述承载盘(1)包括：

载盘本体(11)，所述晶圆放置于所述载盘本体(11)上；

载盘边部(12)，沿周向围设且连接于所述载盘本体(11)外，所述载盘边部(12)与所述载盘本体(11)间隙设置，所述夹具组件(2)和所述隔离组件(3)均设置于所述载盘边部(12)上。

7.根据权利要求6所述的晶圆夹具，其特征在于，所述载盘本体(11)上开设有真空槽(111)，所述真空槽(111)与真空设备连通，用于吸附位于底部的所述晶圆。

8.根据权利要求6所述的晶圆夹具，其特征在于，所述载盘边部(12)上开设有两个握持凹槽(112)，两个所述握持凹槽(112)关于所述载盘边部(12)的中心对称。

9.根据权利要求8所述的晶圆夹具，其特征在于，所述载盘本体(11)上开设有对位孔(113)。

10.根据权利要求9所述的晶圆夹具，其特征在于，所述对位孔(113)的数量设置为两个，两个所述对位孔(113)关于所述载盘本体(11)的中心对称。

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