CN219534503U - 晶圆双面工艺的保护装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型提供一种晶圆双面工艺的保护装置，包括：载环，所述载环用于承载晶圆的边缘区域并能落座于底座，并使落座后的晶圆下表面与底座之间留有间隙；所述载环设有一缺口；压环，设置于所述载环上方，所述压环用于压住落座后的晶圆的边缘区域；顶托件，围绕所述载环设置，所述顶托件的顶端用于顶托压环，所述顶托件的内侧壁设有侧台阶，用于顶托载环。本实用新型实施例提供的晶圆双面工艺的保护装置能够在晶圆转移时避免损伤晶圆下表面的工艺结构区，以及在对晶圆的上表面进行工艺时，能够固定住晶圆而不损伤晶圆下表面的工艺结构区。

Description

晶圆双面工艺的保护装置

技术领域

本实用新型涉及半导体技术领域，尤其是一种晶圆双面工艺的保护装置。

背景技术

随着半导体产业的快速发展，芯片的高度集成化需求的不断提高，在同一晶圆实现更多层的电路设计需求也在不断提高。随之产生了晶圆双面工艺，该双面工艺在刻蚀领域与传统的单面刻蚀相比，出现了更多的挑战；存在的已知主要问题包括：

首先，晶圆在传输过程中，通过顶针的升降来实现晶圆与传输手臂（可以是一薄板）的分离，顶针会与晶圆下表面接触，晶圆存在下表面工艺结构区受损的风险；其次，传统固定晶圆的方式多为，通过负压使得晶圆吸附在ESC（静电卡盘）表面，而负压所引起的高压也存在对晶圆下表面损伤的风险。

为此，传统双面工艺在对晶圆上表面刻蚀时，例如此时上表面为正面，需要在晶圆另一个表面例如背面先覆盖保护胶层，但是后续需要增加剥离工艺，而且剥离工艺中可能存在晶圆表面受损的风险。

发明内容

为解决现有技术中的至少一个技术问题，本实用新型实施例提供了一种晶圆双面工艺的保护装置，以在晶圆转移时避免损伤晶圆下表面的工艺结构区，以及在对晶圆的上表面进行工艺时，能够固定住晶圆而不损伤晶圆下表面的工艺结构区。为实现以上技术目的，本实用新型实施例采用的技术方案是：

本实用新型实施例提供了一种晶圆双面工艺的保护装置，包括：

载环，所述载环用于承载晶圆的边缘区域并能落座于底座，并使落座后的晶圆下表面与底座之间留有间隙；所述载环设有一缺口；

压环，设置于所述载环上方，所述压环用于压住落座后的晶圆的边缘区域；

顶托件，围绕所述载环设置，所述顶托件的顶端用于顶托压环，所述顶托件的内侧壁设有侧台阶，用于顶托载环。

进一步地，所述载环内侧壁设有用于承载晶圆边缘区域的定位台，所述压环内边缘下端设有与定位台相对应的凸缘，用于在压环与载环接触时压住定位台上的晶圆边缘区域。

更进一步地，所述载环内侧壁的定位台之上设有第一导向斜面。

进一步地，所述底座上表面边缘区域设有座槽，用于载环落座，底座上座槽的深度小于载环上定位台高度。

更进一步地，所述载环内侧壁下部与座槽侧壁分别设有相互配合的第二导向斜面和第三导向斜面。

进一步地，所述顶托件包括至少三个相连的竖臂，各竖臂围绕载环间隔设置；所述侧台阶位于竖臂的内侧。

更进一步地，所述各竖臂通过连接架一起连接一根中间轴。

可选地，所述顶托件为一个筒体，筒体内壁设有侧台阶，筒体上设有缺口。

进一步地，所述顶托件内侧壁的侧台阶上设有卡槽，所述载环外侧壁下部设有与卡槽相配合的卡凸。

进一步地，所述压环的下表面设有与竖臂顶端相配合的定位槽。

本实用新型实施例提供的技术方案带来的有益效果是：

1）能够在晶圆传输过程中，有效防止晶圆下表面中间的工艺结构区受到损伤。

2）晶圆通过压环与载环的配合能够被牢靠地固定，且晶圆与底座之间留有间隙，不需要使用现有的负压吸附固定方式，避免了对晶圆下表面的工艺结构区可能造成的损伤。

3）自然而然的取消了晶圆表面覆盖保护胶层和剥离保护胶层的步骤，能够简化工艺步骤。

附图说明

图1为本实用新型实施例中的保护装置的立体图。

图2为本实用新型实施例中的保护装置剖视图。

图3为本实用新型实施例中的保护装置的局部放大图。

图4为本实用新型实施例中的保护装置承接晶圆示意图。

图5为本实用新型实施例中的保护装置载环落座于底座示意图。

图6为本实用新型实施例中的保护装置压环压住晶圆边缘区域示意图。

图7为本实用新型实施例中的保护装置顶托件与压环分离示意图。

具体实施方式

为了使本实用新型的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本实用新型进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅用以解释本实用新型，并不用于限定本实用新型。

如图1、图2和图3所示，本实用新型实施例提出的一种晶圆双面工艺的保护装置，包括：

载环1，所述载环1用于承载晶圆a的边缘区域并能落座于底座b，并使落座后的晶圆a下表面与底座b之间留有间隙；所述载环1设有一缺口；

压环2，设置于所述载环1上方，所述压环2用于压住落座后的晶圆a的边缘区域；

顶托件3，围绕所述载环1设置，所述顶托件3的顶端用于顶托压环2，所述顶托件3的内侧壁设有侧台阶301，用于顶托载环1。

在本实用新型提出的实施例中，底座b可以是传统工艺中的ESC（静电卡盘），而无需对现有设备做较多改造，晶圆a的传输手臂可以是一片薄板；当传输手臂托住晶圆a进入到载环1上方时，顶托件3会带动载环1和压环2一起上升，以使得载环1自下而上接触到晶圆a的边缘区域，将晶圆a向上托起，与传输手臂分离；由于晶圆a的工艺结构区域通常位于晶圆a的正面和/或背面的中间区域，晶圆a的正面与背面的边缘区域均没有工艺结构，由此载环1在向上托起晶圆a时，就不会接触到晶圆a的工艺结构区域，避免损伤晶圆a下表面的工艺结构区，由于载环1设有缺口，可以在载环1上升时，通过其缺口避开传输手臂而托起晶圆a；在一个实施例中，载环1可以是一个C型环，具有天然的缺口；当传输手臂退出，顶托件3带动载环1和压环2下降时，首先载环1带着承载的晶圆会落座在底座b上，然后当顶托件3继续下降时，压环2继续下降就可以压住晶圆a的边缘区域，对晶圆a进行固定；并且，由于落座后的晶圆a下表面与底座b之间留有间隙，就不会对晶圆a下表面的工艺结构区造成损伤；由此，通过以上实施例提出的保护装置，就无需在对晶圆a上表面例如正面进行工艺之前，预先对晶圆a下表面例如背面涂覆保护胶层，自然而然地也就取消了保护胶层的剥离工艺，避免剥离工艺中可能存在晶圆表面受损的风险；

作为本实施例的优化，所述载环1内侧壁设有定位台101，所述压环2内边缘下端设有与定位台101相对应的凸缘201，用于在压环2与载环1接触时压住定位台101上的晶圆a边缘区域；在载环1上升时，晶圆a的边缘区域可以承载于定位台101上，顶托件3下降时，再通过下降后压环2的凸缘201压住晶圆a的边缘区域，凸缘201和定位台101相配合能够防止晶圆a在水平方向和垂直方向发生移位；

作为本实施例的进一步优化，所述载环1内侧壁的定位台101之上设有第一导向斜面102；第一导向斜面102可以在压环2下降时，使得压环2内边缘下端的凸缘201顺利落在定位台101之上的晶圆a边缘区域；

作为本实施例的优化，所述底座b上表面边缘区域设有座槽b1，用于载环1落座，底座b上座槽b1的深度小于载环1上定位台101高度，以使得载环1落座后晶圆a下表面与底座b之间留有间隙，座槽b1的设置可以使得落座后的载环1比较稳定，防止载环1发生移位；

作为本实施例的进一步优化，所述载环1内侧壁下部与座槽b1侧壁分别设有相互配合的第二导向斜面103和第三导向斜面b2；第二导向斜面103和第三导向斜面b2相配合能够使得载环1下降时顺利落座于底座b；

在本实施例中，所述顶托件3包括至少三个相连的竖臂302，各竖臂302围绕载环1间隔设置；所述侧台阶301位于竖臂302的内侧；各竖臂302可以通过连接架303一起连接一根中间轴304，在中间轴304的带动下，竖臂302可以上升或下降；竖臂302之间的间隔可以供传输手臂通过；

在其它的实施例中，所述顶托件3也可以是一个筒体，筒体内壁设有侧台阶301，筒体上设有供传输手臂通过的缺口；

作为本实施例的优化，所述顶托件3内侧壁的侧台阶301上设有卡槽305，所述载环1外侧壁下部设有与卡槽305相配合的卡凸104；在顶托件3顶托载环1向上运动时，载环外侧壁的卡凸104会卡入顶托件3内侧壁的卡槽305，可以防止载环1发生位移或晃动；

作为本实施例的优化，所述压环2的下表面设有与竖臂302顶端相配合的定位槽202；在竖臂302顶托压环2时，通过与定位槽202的配合，可以防止压环2发生横向位移或从竖臂302上跌落；

以下介绍本实用新型实施例提出的晶圆双面工艺的保护装置的具体应用；

如图4所示，首先传输手臂托住晶圆a进入到载环1上方，顶托件3向上运动，带动载环1和压环2一起上升，使得载环1的定位台101自下而上接触到晶圆a的边缘区域，将晶圆a向上托起，与传输手臂分离；完成将晶圆a从传输手臂接过的步骤；

如图5所示，接着传输手臂退出，顶托件3下降，带动载环1和压环2一起下降，直至载环1与底座b接触，完成载环1带着承载的晶圆a落座在底座b的步骤；落座后的晶圆a下表面与底座b之间留有间隙；

如图6所示，然后顶托件3继续下降，带动压环2继续下降直至压环2接触载环1，下降后压环2的凸缘201压住晶圆a的边缘区域；完成固定晶圆a的步骤；

如图7所示，顶托件3继续下降，与压环2分离；

在以上应用中，晶圆在传输过程中，通过载环的定位台接触晶圆的边缘区域从而将晶圆托起，能够避免损伤晶圆下表面中间的工艺结构区，且晶圆在载环的定位台上通过压环内边缘下端的凸缘压住，有效防止了晶圆移位情况；载环与底座上的座槽相配合，可以防止载环发生移位，也就避免了晶圆因为载环偏移而出现移位；固定后的晶圆下表面与底座之间留有间隙，能够避免损伤晶圆下表面中间的工艺结构区。

最后所应说明的是，以上具体实施方式仅用以说明本实用新型的技术方案而非限制，尽管参照实施例对本实用新型进行了详细说明，本领域的普通技术人员应当理解，可以对本实用新型的技术方案进行修改或者等同替换，而不脱离本实用新型技术方案的精神和范围，其均应涵盖在本实用新型的权利要求范围当中。

Claims (10)

1.一种晶圆双面工艺的保护装置，其特征在于，包括：

载环(1)，所述载环(1)用于承载晶圆(a)的边缘区域并能落座于底座(b)，并使落座后的晶圆(a)下表面与底座(b)之间留有间隙；所述载环(1)设有一缺口；

压环(2)，设置于所述载环(1)上方，所述压环(2)用于压住落座后的晶圆(a)的边缘区域；

顶托件(3)，围绕所述载环(1)设置，所述顶托件(3)的顶端用于顶托压环(2)，所述顶托件(3)的内侧壁设有侧台阶(301)，用于顶托载环(1)。

2.如权利要求1所述的晶圆双面工艺的保护装置，其特征在于，

所述载环(1)内侧壁设有用于承载晶圆(a)边缘区域的定位台(101)，所述压环(2)内边缘下端设有与定位台(101)相对应的凸缘(201)，用于在压环(2)与载环(1)接触时压住定位台(101)上的晶圆(a)边缘区域。

3.如权利要求2所述的晶圆双面工艺的保护装置，其特征在于，

所述载环(1)内侧壁的定位台(101)之上设有第一导向斜面(102)。

4.如权利要求1所述的晶圆双面工艺的保护装置，其特征在于，

所述底座(b)上表面边缘区域设有座槽(b1)，用于载环(1)落座，底座(b)上座槽(b1)的深度小于载环(1)上定位台(101)高度。

5.如权利要求4所述的晶圆双面工艺的保护装置，其特征在于，

所述载环(1)内侧壁下部与座槽(b1)侧壁分别设有相互配合的第二导向斜面(103)和第三导向斜面(b2)。

6.如权利要求1所述的晶圆双面工艺的保护装置，其特征在于，

所述顶托件(3)包括至少三个相连的竖臂(302)，各竖臂(302)围绕载环(1)间隔设置；所述侧台阶(301)位于竖臂(302)的内侧。

7.如权利要求6所述的晶圆双面工艺的保护装置，其特征在于，

所述各竖臂(302)通过连接架(303)一起连接一根中间轴(304)。

8.如权利要求1所述的晶圆双面工艺的保护装置，其特征在于，

所述顶托件(3)为一个筒体，筒体内壁设有侧台阶(301)，筒体上设有缺口。

9.如权利要求1所述的晶圆双面工艺的保护装置，其特征在于，

所述顶托件(3)内侧壁的侧台阶(301)上设有卡槽(305)，所述载环(1)外侧壁下部设有与卡槽(305)相配合的卡凸(104)。

10.如权利要求1所述的晶圆双面工艺的保护装置，其特征在于，

所述压环(2)的下表面设有与竖臂(302)顶端相配合的定位槽(202)。