CN217562531U - 片框及晶圆夹具工装 - Google Patents

Abstract

本申请涉及一种片框及晶圆夹具工装。该片框包括间隔设置的两个立柱，两个所述立柱的相对表面分别开设有凹槽，两个所述凹槽之间用于放置晶圆，两个所述凹槽槽底之间的距离沿所述晶圆的放置方向渐缩设置，所述凹槽沿第一方向两侧设置有第一侧壁和第二侧壁，所述第一侧壁和第二侧壁向背离所述晶圆的方向凹陷形成凹陷部，所述凹陷部与所述凹槽连通。第一侧壁和第二侧壁形成凹陷部，相对于直线结构来说，减少了片框对晶圆表面的遮挡，增大晶圆表面和溶液的接触面积，二者充分接触，并且由于片框与晶圆接触面积变小，从而残留溶液较少，使得反应后的晶圆边缘不存在色差，提高芯片清洗和腐蚀工艺的均匀性，提升芯片的性能。

Description

片框及晶圆夹具工装

技术领域

本申请涉及芯片制作技术领域，特别是涉及一种片框及晶圆夹具工装。

背景技术

在半导体芯片制造过程中，清洗和湿法刻蚀是非常关键的工艺。清洗工艺可以去除晶圆表面的颗粒、有机物和自然氧化层等，保证晶圆表面的洁净。湿法刻蚀工艺在光刻工艺基础上，通过腐蚀液的作用在晶圆表面刻蚀出所设计的图形，为下一步掺杂或淀积工艺提供基础。在以上的两种工艺过程中，需要使用到耐酸碱腐蚀的片框，在满足装载晶圆的基础上，保证晶圆与清洗液和腐蚀液的充分接触反应。

现有的耐酸碱腐蚀片框，一般为片框用于放置晶圆的部分为直线形结构，多个片框沿第一方向设置，多个晶圆间隔放置在多个片框内，晶圆的左右两侧及底部与片框接触，溶液在晶圆之间的空隙流动。

现有技术方案存在如下缺点：一是在工艺过程中，直线形结构的片框与晶圆接触的位置，晶圆表面被直线形结构遮挡，与溶液的接触不充分；二是工艺结束后，因液体表面张力的作用，片框与晶圆接触的位置会残留溶液。以上两点会造成，晶圆边缘被遮挡的区域清洗不净和腐蚀的不均匀，导致晶圆边缘存在“线条状”色差，甚至造成此区域芯片性能失效。

实用新型内容

本申请旨在提供一种片框及晶圆夹具工装，旨在将晶圆边缘更多地暴露，使得晶圆各处性能均匀。

第一方面，本申请实施例提供一种片框，包括间隔设置的两个立柱，两个所述立柱的相对表面分别开设有凹槽，两个所述凹槽之间用于放置晶圆，两个所述凹槽槽底之间的距离沿所述晶圆的放置方向渐缩设置，所述凹槽沿第一方向两侧设置有第一侧壁和第二侧壁，所述第一侧壁和第二侧壁向背离所述晶圆的方向凹陷形成凹陷部，所述凹陷部与所述凹槽连通。

本申请的一种实施例中，所述凹陷部为弧形凹陷部，所述弧形凹陷部的半径小于所述晶圆的半径。

本申请的一种实施例中，所述弧形凹陷部的半径和所述晶圆的半径的比值为0.9-0.95。

本申请的一种实施例中，所述弧形凹陷部的半径和所述晶圆的半径的差值为2mm-3mm。

本申请的一种实施例中，所有所述弧形凹陷部位于同一圆形的外周，所述圆形与所述晶圆为同心圆。

本申请的一种实施例中，所述立柱包括：第一平面部；以及第二平面部，所述第一平面部和所述第二平面部形成夹角；所述凹陷部设置在所述第一平面部、第二平面部以及所述第一平面部和所述第二平面部的连接处。

本申请的一种实施例中，所述第一平面部和所述第二平面部之间具有夹角，所述夹角为120°-150°。

本申请的一种实施例中，两个所述第一平面部的相对表面分别开设有所述凹槽，两个所述凹槽槽底之间的距离与所述晶圆直径相等。

第二方面，本申请实施例提供一种晶圆夹具工装，包括：多个所述的片框，多个所述片框沿所述第一方向布置。

本申请的一种实施例中，相邻所述片框的所述第一侧壁和所述第二侧壁一体成型，或者，相邻所述片框的所述第一侧壁和所述第二侧壁可拆卸连接。

根据本申请实施例提供的一种片框及晶圆夹具工装，该片框包括相对设置的两个立柱，两个立柱的相对表面均开设有凹槽，两个凹槽用于放置晶圆，为了固定晶圆，两个凹槽之间的距离沿凹槽放置方向渐缩，进一步地，凹槽两侧的第一侧壁和第二侧壁也向背离晶圆的方向凹陷形成凹陷部，相较于直线形片框，本申请实施例减少了片框对晶圆表面的遮挡，增大晶圆表面和溶液的接触面积，二者充分接触，并且由于片框与晶圆接触面积变小，从而残留溶液液较少，使得反应后的晶圆边缘不存在色差，提高芯片清洗和腐蚀工艺的均匀性，提升芯片的性能。该晶圆夹具工装，包括上述的片框，因此具有与片框相同的技术优势，另外，多个片框沿第一方向布置，使得一个晶圆夹具工装可以通过第一侧壁和第二侧壁之间的固有间距，间隔安装多个晶圆，同时对多个晶圆同时进行清洗和湿法刻蚀，提高了晶圆的制备效率，并且各个晶圆的表面相互之间不接触，使得每个晶圆的两个表面均可以与溶液充分接触，提升产品良率。

附图说明

下面将参考附图来描述本申请示例性实施例的特征、优点和技术效果。在附图中，相同的部件使用相同的附图标记。附图并未按照实际的比例绘制，仅用于示意相对位置关系，某些部位的层厚采用了夸大的绘图方式以便于理解，附图中的层厚并不代表实际层厚的比例关系。

图1示出现有技术的片框的主视图；

图2示出现有技术的晶圆安装在片框后的主视图；

图3示出本申请第一实施例的片框的主视图；

图4示出本申请第一实施例的晶圆安装在片框后的主视图；

图5示出本申请第二实施例的晶圆夹具工装的俯视图；

图6示出本申请第二实施例的晶圆安装在晶圆夹具工装后的俯视图。

附图标记说明：

1、立柱；11、第一平面部；12、第二平面部；13、凹槽；14、第一侧壁；15、第二侧壁；16、凹陷部；17、直线形结构；2、晶圆；A、第一方向。

具体实施方式

下面将详细描述本申请的各个方面的特征和示例性实施例。在下面的详细描述中，提出了许多具体细节，以便提供对本申请的全面理解。但是，对于本领域技术人员来说很明显的是，本申请可以在不需要这些具体细节中的一些细节的情况下实施。下面对实施例的描述仅仅是为了通过示出本申请的示例来提供对本申请的更好的理解。在附图和下面的描述中，至少部分的公知结构和技术没有被示出，以便避免对本申请造成不必要的模糊；并且，为了清晰，可能夸大了区域结构的尺寸。此外，下文中所描述的特征、结构或特性可以以任何合适的方式结合在一个或更多实施例中。

图1示出现有技术的片框的主视图，图2示出现有技术的晶圆安装在片框后的主视图。

如图1-图2所示，现有技术的片框，包括两个立柱1，两个立柱1的相对表面开设有凹槽13，凹槽13之间的距离沿晶圆2放置方向呈渐缩状，各凹槽13沿第一方向两侧设有第一侧壁14和第二侧壁15，用于限位晶圆2，第一侧壁14和第二侧壁15均采用直线形结构17，在清洗和湿法刻蚀工艺过程中，晶圆2边缘位置因直线形结构17的遮挡，容易在对应的晶圆2表面出现刻蚀不均匀的问题，导致最后的成品出现表面色差，甚至影响产品的性能。

鉴于上述问题，本申请实施例提供一种片框，包括间隔设置的两个立柱，两个所述立柱的相对表面分别开设有凹槽，两个所述凹槽之间用于放置晶圆，两个所述凹槽槽底之间的距离沿所述晶圆的放置方向渐缩设置，所述凹槽沿第一方向两侧设置有第一侧壁和第二侧壁，所述第一侧壁和第二侧壁向背离所述晶圆的方向凹陷形成凹陷部，所述凹陷部与所述凹槽连通。

第一实施例

图3示出本申请第一实施例的片框的主视图，图4示出本申请第一实施例的晶圆安装在片框后的主视图。

如图3-图4所示，本申请实施例提供一种片框，包括间隔设置的两个立柱1，两个所述立柱1的相对表面分别开设有凹槽13，两个所述凹槽13之间用于放置晶圆2，两个所述凹槽13槽底之间的距离沿所述晶圆2的放置方向渐缩设置，所述凹槽13沿第一方向两侧设置有第一侧壁14和第二侧壁15，所述第一侧壁14和第二侧壁15向背离所述晶圆2的方向凹陷形成凹陷部16，所述凹陷部16与所述凹槽13连通。

根据本申请实施例提供的一种片框，包括相对设置的两个立柱1，两个立柱1的相对表面均开设有凹槽13，两个凹槽13用于放置晶圆2，为了固定晶圆2，两个凹槽13之间的距离沿凹槽13放置方向渐缩，进一步地，凹槽13两侧的第一侧壁14和第二侧壁15也向背离晶圆2的方向凹陷形成凹陷部16，相较于直线形片框，本申请实施例减少了片框对晶圆2表面的遮挡，增大晶圆2表面和溶液的接触面积，二者充分接触，并且由于片框与晶圆2接触面积变小，从而残留溶液液较少，使得反应后的晶圆2边缘不存在色差，提高芯片清洗和腐蚀工艺的均匀性，提升芯片的性能。

在一些实施例中，所述凹陷部16为弧形凹陷部16，所述弧形凹陷部16的半径小于所述晶圆2的半径。弧形凹陷部16的半径小于晶圆2的半径，使得弧形凹陷部16可以从晶圆2两个外表面限位晶圆2，防止其滑落，且相邻晶圆2之间也可通过弧形限位部分隔开，保证每个晶圆2的两个外表面都可以与溶液均匀接触。

需要说明的是，凹陷部16还可以为其他形状，例如多边形等，只要对晶圆2的遮挡小于直线型结构即可，在此不再列举。

进一步地，所有所述弧形凹陷部16处于同一圆形的外周，且所述圆形与所述晶圆2为同心圆。具体地，所述弧形凹陷部16的半径和所述晶圆2的半径的比值为0.9-0.95。更加具体地，所述弧形凹陷部16的半径和所述晶圆2的半径的差值为2mm-3mm。

对此，本领域人员需要理解的是，所有所述弧形凹陷部16处于同一圆形的外周，且所述圆形与所述晶圆2为同心圆，使得晶圆2底部轴向两侧的遮挡相互对称，通过清洗或者加工后的晶圆2底部较为均匀；且弧形凹陷部16的半径和所述晶圆2的半径的比值为0.9-0.95，若弧形凹陷部16的半径和所述晶圆2的半径的比值若小于0.9，则弧形凹陷部16会挡住晶圆2的过多部分，则无法保证晶圆2底部与溶液的充分接触，若弧形凹陷部16的半径和所述晶圆2的半径的比值若大于0.95，则弧形凹陷部16无法从晶圆2轴向两侧限位晶圆2，晶圆2制备过程中容易发生滑落等问题，因而弧形凹陷部16的半径和所述晶圆2的半径的比值取在0.9-0.95，可以在保证晶圆2不易滑落的同时增加晶圆2底部和溶液的接触；根据实际需求，弧形凹陷部16的半径和所述晶圆2的半径的差值为2mm-3mm，此处仅为举例说明，本领域人员根据实际需求，即根据晶圆2的面积，可以调整弧形凹陷部16的半径，并调整二者之间的差值。

对于立柱1而言，所述立柱1包括：第一平面部11；以及，第二平面部12，所述第一平面部11和所述第二平面部12形成夹角；所述凹陷部16设置在所述第一平面部11、第二平面部12以及所述第一平面部11和所述第二平面部12的连接处。进一步地，所述第一平面部11和所述第二平面部12之间具有夹角，所述夹角为120°-150°。为了固定晶圆2，则需使晶圆2处在一个渐缩的片框内，因此在凹槽13的深度不变的情况下，需要立柱1为渐缩状，因而，立柱1包括两个平行间隔设置的第一平面部11，在两个第一平面部11的底部向内延伸形成第二平面部12，第二平面部12与第一平面部11设有夹角，从而可以稳定晶圆2。

其中对于第一平面部11而言，两个所述第一平面部11的相对表面分别开设有所述凹槽13，两个所述凹槽13槽底之间的距离与所述晶圆2直径相等，两个第一平面部11的凹槽13对晶圆2起导向作用，因而两个第一平面部11的凹槽13槽底之间的距离与凹槽13直径相等。

其中对于第二平面部12而言，两个所述第二平面部12的相对表面分别开设有所述凹槽13，两个所述凹槽13槽底之间的最大距离小于所述晶圆2直径，两个第二平面部12对晶圆2起承载限位作用，因而两个第二平面部12的凹槽13槽底之间的距离小于凹槽13直径。

第二实施例

图5示出本申请第二实施例的晶圆夹具工装的俯视图，图6示出本申请第二实施例的晶圆安装在晶圆夹具工装后的俯视图。

如图5-图6所示，在第一实施例的基础上，本申请实施例提供一种晶圆夹具工装，包括：多个第一实施例所述的片框，多个所述片框沿所述第一方向布置。

本申请实施例提供的晶圆夹具工装，包括第一实施例的片框，因此具有与第一实施例相同的提高芯片清洗和腐蚀工艺的均匀性以及提升芯片的性能的技术优势，另外多个片框沿第一方向布置，使得一个晶圆夹具工装可以通过第一侧壁14和第二侧壁15之间的固有间距，间隔安装多个晶圆2，同时对多个晶圆2同时进行清洗和湿法刻蚀，提高了晶圆2的制备效率，并且各个晶圆2的表面相互之间不接触，使得每个晶圆2的两个表面均可以与溶液充分接触，提升产品良率。

在一些实施例中，多个所述片框一体成型。多个所述片框一体成型，即任意相邻两个片框的第一侧壁14和第二侧壁15一体成型，使得多个片框一体成型为一整个晶圆夹具工装，成型后的晶圆夹具工装结构牢固，可同时容纳多个晶圆2，且相邻晶圆2的相对表面之间还具有间隙，可同时进行清洗或者湿法刻蚀，提升制备效率以及产品良率。

或者，在另一些实施例中，多个所述片框可拆卸连接，即任意相邻两个片框的第一侧壁14和第二侧壁15之间可拆卸连接，具体可以为卡接相连，例如，第一侧壁14相对于第二侧壁15的一侧设有凸起，第二侧壁15相对于第一侧壁14的一侧设有凹槽13，凸起和凹槽13卡接配合，使得多个片框相互连接形成晶圆夹具工装，成型后的晶圆夹具工装可根据需求随时拆装，可同时容纳不用数量的晶圆2，且相邻晶圆2的相对表面之间还具有间隙，可同时进行清洗或者湿法刻蚀，提升制备效率以及产品良率。

应当容易地理解，应当按照最宽的方式解释本申请中的“在……上”、“在……以上”和“在……之上”，以使得“在……上”不仅意味着“直接处于某物上”，还包括“在某物上”且其间具有中间特征或层的含义，并且“在……以上”或者“在……之上”不仅包括“在某物以上”或“之上”的含义，还可以包括“在某物以上”或“之上”且其间没有中间特征或层(即，直接处于某物上)的含义。

最后应说明的是：以上各实施例仅用以说明本申请的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述各实施例对本申请进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分或者全部技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本申请各实施例技术方案的范围。

Claims (10)

1.一种片框，包括间隔设置的两个立柱，两个所述立柱的相对表面分别开设有凹槽，两个所述凹槽之间用于放置晶圆，两个所述凹槽槽底之间的距离沿所述晶圆的放置方向渐缩设置，其特征在于，

所述凹槽沿第一方向两侧设置有第一侧壁和第二侧壁，所述第一侧壁和第二侧壁向背离所述晶圆的方向凹陷形成凹陷部，所述凹陷部与所述凹槽连通。

2.根据权利要求1所述的片框，其特征在于，所述凹陷部为弧形凹陷部，所述弧形凹陷部的半径小于所述晶圆的半径。

3.根据权利要求2所述的片框，其特征在于，所述弧形凹陷部的半径和所述晶圆的半径的比值为0.9-0.95。

4.根据权利要求2或3所述的片框，其特征在于，所述弧形凹陷部的半径和所述晶圆的半径的差值为2mm-3mm。

5.根据权利要求2所述的片框，其特征在于，所有所述弧形凹陷部位于同一圆形的外周，所述圆形与所述晶圆为同心圆。

6.根据权利要求2所述的片框，其特征在于，所述立柱包括：

第一平面部；以及

第二平面部，所述第一平面部和所述第二平面部形成夹角；

所述凹陷部设置在所述第一平面部、第二平面部以及所述第一平面部和所述第二平面部的连接处。

7.根据权利要求6所述的片框，其特征在于，所述第一平面部和所述第二平面部之间具有夹角，所述夹角为120°-150°。

8.根据权利要求6所述的片框，其特征在于，两个所述第一平面部的相对表面分别开设有所述凹槽，两个所述凹槽槽底之间的距离与所述晶圆直径相等。

9.一种晶圆夹具工装，其特征在于，包括：多个如权利要求1-8所述的片框，多个所述片框沿所述第一方向布置。

10.根据权利要求9所述的晶圆夹具工装，其特征在于，相邻所述片框的所述第一侧壁和所述第二侧壁一体成型，或者，相邻所述片框的所述第一侧壁和所述第二侧壁可拆卸连接。

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