CN219873470U - 一种晶圆吸笔 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及半导体技术领域，公开了一种晶圆吸笔，包括：吸笔本体，所述吸笔本体设有吸附孔、连接孔以及气道，所述气道连通所述吸附孔和所述连接孔，所述连接孔用于连接抽气管，所述吸附孔为适配晶圆外缘的弧形孔；本实用新型的一种晶圆吸笔，能够避开晶圆的有源区，同时充分利用晶圆外缘对应窄小的环状无源区进行吸附，进而有效增大吸附晶圆的作用面，即增大与晶圆接触后的吸附面积，从而降低晶圆因吸力过大而作用面过小产生的碎片风险，有效降低晶圆的碎片率，控制生产成本。

Description

一种晶圆吸笔

技术领域

本实用新型涉及半导体技术领域，特别是一种晶圆吸笔。

背景技术

在半导体领域，芯片的制备时常需要将托盘或放置槽内的晶圆进行取放，吸笔则是取放晶圆的专用工具，吸笔开设有吸附孔接触晶圆的表面，通过内部产生真空负压吸附晶圆，吸附孔与晶圆接触会产生挤压，由于晶圆的厚度很薄，对真空负压的精度要求太高，现有的吸笔在吸取晶圆时极易造成晶圆碎片的损失，增大了生产成本。

实用新型内容

本实用新型的目的在于：针对相关技术中的吸笔，吸取晶圆薄片时对真空负压的精度要求较高，存在吸取晶圆时极易造成碎片的问题，提供一种晶圆吸笔，能够有效降低晶圆因吸力过大造成碎片的风险，进而降低晶圆的碎片率，控制生产成本。

为了实现上述目的，本实用新型采用的技术方案为：

一种晶圆吸笔，包括：吸笔本体，所述吸笔本体设有吸附孔、连接孔以及气道，所述气道连通所述吸附孔和所述连接孔，所述连接孔用于连接抽气管，所述吸附孔为适配晶圆外缘的弧形孔。

在一些可选的实施方式中，所述吸笔本体为长条状结构件，所述吸笔本体的两端均设有吸附部，所述吸附孔位于所述吸附部的底面。

在一些可选的实施方式中，所述吸附部具有凸出所述吸笔本体的底面。

在一些可选的实施方式中，所述吸附部靠近所述晶圆外沿的一面为弧面。

在一些可选的实施方式中，所述吸附部远离所述晶圆外沿的一面为弧面。

在一些可选的实施方式中，所述连接孔位于所述吸附孔的相对面。

在一些可选的实施方式中，所述连接孔与所有所述吸附孔的间距相等。

在一些可选的实施方式中，所述气道为直线型通道。

在一些可选的实施方式中，所述吸笔本体延伸有连接部，所述连接孔位于所述连接部内。

在一些可选的实施方式中，所述晶圆吸笔是一体式结构。

综上所述，由于采用了上述技术方案，本实用新型的有益效果是：

本实用新型提供一种晶圆吸笔，使用时利用连接孔连接抽气管，将吸附孔接触晶圆外缘的区域后，抽气管可以通过气道抽取吸附孔内的空气，实现对晶圆形成真空吸附，进一步将吸附孔设计为弧形孔，能够避开晶圆的有源区，同时充分利用晶圆外缘对应窄小的环状无源区进行吸附，进而有效增大吸附晶圆的作用面，即增大与晶圆接触后的吸附面积，从而降低晶圆因吸力过大而作用面过小产生的碎片风险，有效降低晶圆的碎片率，控制生产成本。

附图说明

为了更清楚地说明本申请实施例中的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作一简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本申请的一些实施例，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他的附图。

图1是实施例所述一种晶圆吸笔的正视图；

图2是实施例所述一种晶圆吸笔的仰视图；

图3是实施例所述一种晶圆吸笔的俯视图；

图4是图3的A-A剖视图；

图5是实施例所述一种晶圆吸笔的立体图；

图中标记：100-晶圆吸笔，110-吸笔本体，120-吸附部，121-吸附孔，130-连接部，131-连接孔，140-气道。

具体实施方式

下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型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实用新型的一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。

需要说明的是，本实用新型实施例中所有方向性指示仅用于解释在某一特定姿态下各部件之间的相对位置关系、运动情况等，如果该特定姿态发生改变时，则该方向性指示也相应地随之改变。

在本实用新型中，除非另有明确的规定和限定，术语“连接”、“固定”等应做广义理解，例如，“固定”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，除非另有明确的限定。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本实用新型中的具体含义。

另外，在本实用新型中如涉及“第一”、“第二”等的描述仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示其相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括至少一个该特征。另外，各个实施例之间的技术方案可以相互结合，但是必须是以本领域普通技术人员能够实现为基础，当技术方案的结合出现相互矛盾或无法实现时应当认为这种技术方案的结合不存在，也不在本实用新型要求的保护范围之内。

下面结合附图并参考具体实施例描述本申请：

从事于半导体制造领域，芯片的制备时常需要将托盘或放置槽内的晶圆进行取放，吸笔则是取放晶圆的专用工具，吸笔开设有吸附孔接触晶圆的表面，通过内部产生真空负压吸附晶圆。

在相关技术中，一款吸笔只有一个吸附孔，通过吸附晶圆的中部取放晶圆，不可避免会接触有源区，从而引入脏污；另一款吸笔虽然有两个吸附孔，能避开有源区，但组装的节段式结构设计，吸附时的稳定性欠佳，且难以在放置槽或者托盘内取放晶圆，且两款吸笔吸取晶圆时，吸附孔与晶圆接触会产生挤压，由于晶圆的厚度很薄，对真空负压的精度要求太高，现有的吸笔在吸取晶圆时极易造成晶圆碎片的损失，增大了生产成本，为了实现在托盘或晶圆槽中取放晶圆，降低晶圆碎片率，同时避免晶圆薄片在转移过程中出现吸笔污染芯片，提供一种晶圆吸笔。

实施例

本实用新型的一种晶圆吸笔100，包括：吸笔本体110，吸笔本体110设有吸附孔121、连接孔131以及气道140，气道140连通吸附孔121和连接孔131，连接孔131用于连接抽气管，吸附孔121为适配晶圆外缘的弧形孔。

通常晶圆的中部为晶圆的有源区，晶圆外缘则是指晶圆除中部有源区以外的环状带区域，相应也是晶圆的无源区，由于大部分晶圆的无源区十分窄小，为了尽量避免吸笔接触到晶圆有源区，对晶圆造成污染，将吸附孔121设置为长条状的弧形孔，且弧形孔的弯曲程度与晶圆外缘的弯曲程度相同或相近，使得弧形的吸附孔121能够完全放置在晶圆外缘的窄小区域，且弧形孔不会伸出晶圆的外沿或伸入晶圆的有源区。

本实用新型提供一种晶圆吸笔100，使用时利用连接孔131连接抽气管，将吸附孔121接触晶圆外缘的区域后，抽气管可以通过气道140抽取吸附孔121内的空气，进而对晶圆形成真空吸附，进一步将吸附孔121设计为弧形孔，能够避开晶圆的有源区，同时充分利用晶圆外缘对应窄小的环状无源区进行吸附，进而有效增大吸附晶圆的作用面，即增大与晶圆接触后的吸附面积，从而降低晶圆因吸力过大而作用面过小产生的碎片风险，有效降低晶圆的碎片率，控制生产成本。

吸笔本体110为长条状结构件，吸笔本体110的两端均设有吸附部120，吸附孔121位于吸附部120的底面；在长条状的吸笔本体110两端，均对应有吸附部120设有吸附孔121，再结合具体工况确定吸笔本体110的长度，保证相对设置的吸附孔121具有适当的间距，进而能够实现在晶圆外缘区域的相对两侧同时进行吸附，保证取出晶圆的吸附力能够分布在晶圆两侧，增强晶圆被吸附时的受力平衡，进一步降低晶圆的碎片率。

吸附部120具有凸出吸笔本体110的底面；吸附部120的底面作为与晶圆的接触面，吸附部120的结构设计使得吸笔本体110不会在吸附晶圆时接触到晶圆中部的有源区，同时对晶圆的两侧进行吸附时有效避免污染晶圆的有源区，结构设计简单，吸笔本体110可以直接设计为便于加工的平面结构，而无需设计成曲面结构避开晶圆中部的有源区。

吸附部120靠近晶圆外沿的一面为弧面；吸附部120靠近晶圆外沿的一面属于晶圆吸笔100的外沿侧面，即相对于晶圆吸笔100是吸附部120的外侧弧面，故两端均具有吸附孔121的晶圆吸笔100在吸附晶圆时，吸附部120外侧弧面是最靠近晶圆外沿的一面，吸附部120外侧的弧面设计，使得将晶圆吸笔100置于晶圆的上方进行吸附时，便于以晶圆的圆形边沿作为参照，进而便于调整晶圆吸笔100的水平位置，使其位于晶圆的正上方，轻松实现吸附孔121完全作用于晶圆外缘的无源区域，特别是当该弧面的弯曲程度与晶圆边沿的弯曲程度相当时，更易于参照确认晶圆吸笔100的相对位置。

吸附部120远离晶圆外沿的一面为弧面；相较于平面结构，吸附部120内侧的弧面设计能够进一步优化吸附部120的结构体积，例如可以使得该弧面的弯曲程度与弧形吸附孔121的弯曲程度相当，能够最大化减少吸附部120的底面面积，进而减少与晶圆接触的占用面积，更好的适应晶圆窄小的无源区。

连接孔131位于吸附孔121的相对面；吸附孔121所在的平面是晶圆吸笔100与晶圆的接触面，将连接孔131设计在吸附孔121的相对面，即吸附孔121所在的平面若为晶圆吸笔100的正面，则连接孔131则设于晶圆吸笔100的背面，进而在连接孔131内连接抽气管时，便于能够实现抽气管不会额外增加晶圆吸笔100作业所需的水平面积，扩大了晶圆吸笔100的应用场景，例如抽气管与晶圆吸笔100的背面相互垂直时，则晶圆吸笔100所需的作业空间即为晶圆吸笔100的体积，进而便于将晶圆吸笔100置入特定大小的晶圆放置槽内对晶圆进行吸附，垂直连接的抽气管不会阻碍晶圆吸笔100以工作状态伸入各种放置槽内。

连接孔131与所有吸附孔121的间距相等；连接孔131连接抽气管，通常是通过手持抽气管来控制晶圆吸笔100进行吸附操作，将连接孔131设置在两端吸附孔121的中间位置，便于以吸笔本体110作为参照，时刻观察并通过扳动抽气管来调整晶圆吸笔100以水平状态贴近晶圆进行吸取，尽量保证两端的吸附孔121同时对晶圆的边缘进行吸附，降低晶圆损伤甚至碎片的风险。

气道140为直线型通道；适应性设计连接孔131和吸附孔121在吸笔本体110的相对位置以及开孔深度，使得气道140能够以直线型的通道结构连通连接孔131和吸附孔121，便于气道140一次性加工成型，降低加工难度。

吸笔本体110延伸有连接部130，连接孔131位于连接部130内；由于连接抽气管的连接孔131需要一定的深度保证连接强度，设置延伸出吸笔本体110的连接部130能够为连接孔131提供足够的深度，进而能够尽量降低吸笔本体110的厚度需求，易于设计成更加轻薄扁平的晶圆吸笔100。

晶圆吸笔100是一体式结构；设计制作的晶圆吸笔100一体成型，无需进行组装工序，不仅便于生产加工，控制制造成本，而且具有良好的结构强度，作为工具的耐用性好。

基于生产加工的方便以及具体工况的需求，在多种可选实施方式中进行了一定的组合，如图1-图5所示，针对常规四英寸晶圆的晶圆吸笔100，具体是将吸笔本体110设计为一体式的结构件，可以通过一次性切割成型，其中吸笔本体110的主体为扁平的长条状，长度为93mm，厚度为5mm，吸笔本体110两端为吸附部120，吸附部120的顶面与吸笔本体110的顶面齐平，吸附部120的底面凸出吸笔本体110一定的高度，两个吸附部120的底面分别开设有一个弧形的吸附孔121，两个吸附孔121的弧长约为4mm，宽度约为1mm，吸附部120适配弧形的吸附孔121也为半环状结构件，即吸附部120靠近和远离晶圆外沿的两个侧面均为弧面，且吸附部120内外侧的弧面及其内部弧形的吸附孔121均与晶圆外沿的圆弧相适配，进而极大地提高了吸附孔121在吸附部120底面面积上的占比，优化了吸附部120的结构体积，同时保证了吸附孔121进行真空吸附的作用面积，便于适应在窄小的无效区域内进行高效稳定的吸附，在吸笔本体110的顶面设有竖向的连接部130，连接部130内开设有竖向的连接孔131，吸笔本体110内开设有一条笔直的气道140，连接孔131和吸附孔121的开孔深度都能保证与气道140连通，连接部130可以位于吸笔本体110的中部，即连接孔131与晶圆吸笔100两端的吸附孔121间距相同，从而便于通过抽气管调节晶圆吸笔100的水平状态；若是用于三英寸的晶圆，将吸笔本体110的总长度相应切割成73mm即可，吸笔本体110的厚度以及吸附孔121等其它参数可以保持不变。

使用时，由于抽取空气的管道大多具有一定的刚度，例如常使用金属杆作为抽气管，将抽气管与连接部130固定后，可以直接手持抽气管对晶圆吸笔100进行吸取操作，如晶圆在退火炉托盘内，将晶圆吸笔100伸入托盘内，当吸附部120的底面快要接触晶圆时，以晶圆的外沿作参照，观察两个吸附部120弧形的外侧面与晶圆外沿的间距是否相当，同时，观察吸笔本体110底面与晶圆片的间隙大小是否均匀，进而微调晶圆吸笔100的位置与水平状态，再使得两个吸附部120近乎同时接触晶圆的外缘区域，且两个弧形的吸附孔121也能全部作用于晶圆表面进行吸附，将吸附着晶圆的晶圆吸笔100转运伸入下一个放置槽内时，按下抽气管的开关，解除晶圆吸笔100的真空状态，晶圆就会因重力自动脱落至放置槽内。

本实用新型提供的晶圆吸笔100，进行吸附时便于观察晶圆吸笔100的工作状态，进而能够有效调节晶圆吸笔100的吸附位置，提高吸附的精度，保证吸附晶圆的工作效率，还便于操控晶圆吸笔100伸入放置槽内对晶圆进行吸附，同时能够有效增大吸附晶圆时的作用面积，且增大的作用面积是充分利用晶圆边缘的无效区域，即吸附孔121的开孔扩大不会对晶圆的有效区域造成损伤，避免晶圆的污染，并降低晶圆因吸力过大造成碎片的风险，有效降低晶圆的碎片率，控制生产成本。

在本说明书的描述中，参考术语“一个实施例”、“一些实施例”、“示例”、“具体示例”、或“一些示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本实用新型的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不必须针对的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任何的一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。此外，本领域的技术人员可以将本说明书中描述的不同实施例或示例进行接合和组合。

Claims (10)

1.一种晶圆吸笔，其特征在于，包括：吸笔本体(110)，所述吸笔本体(110)设有吸附孔(121)、连接孔(131)以及气道(140)，所述气道(140)连通所述吸附孔(121)和所述连接孔(131)，所述连接孔(131)用于连接抽气管，所述吸附孔(121)为适配晶圆外缘的弧形孔。

2.根据权利要求1所述的晶圆吸笔，其特征在于，所述吸笔本体(110)为长条状结构件，所述吸笔本体(110)的两端均设有吸附部(120)，所述吸附孔(121)位于所述吸附部(120)的底面。

3.根据权利要求2所述的晶圆吸笔，其特征在于，所述吸附部(120)具有凸出所述吸笔本体(110)的底面。

4.根据权利要求2所述的晶圆吸笔，其特征在于，所述吸附部(120)靠近所述晶圆外沿的一面为弧面。

5.根据权利要求4所述的晶圆吸笔，其特征在于，所述吸附部(120)远离所述晶圆外沿的一面为弧面。

6.根据权利要求2所述的晶圆吸笔，其特征在于，所述连接孔(131)位于所述吸附孔(121)的相对面。

7.根据权利要求6所述的晶圆吸笔，其特征在于，所述连接孔(131)与所有所述吸附孔(121)的间距相等。

8.根据权利要求1所述的晶圆吸笔，其特征在于，所述气道(140)为直线型通道。

9.根据权利要求1～8任一所述的晶圆吸笔，其特征在于，所述吸笔本体(110)延伸有连接部(130)，所述连接孔(131)位于所述连接部(130)内。

10.根据权利要求9所述的晶圆吸笔，其特征在于，所述晶圆吸笔是一体式结构。