CN220041807U - 一种半导体治具 - Google Patents

Abstract

本实用新型提供一种半导体治具，包括：第一结构和第二结构；所述第一结构和所述第二结构分别位于料盒窗口的相对两侧边，且所述第一结构与所述第二结构相对的两表面上均设置有多个第二卡槽；所述第二卡槽延伸至料盒内，并层叠于所述料盒内的第一卡槽的表面，以使晶圆能够同时位于所述第一卡槽和所述第二卡槽内。可见，在取放晶圆的过程中，所述第一结构和所述第二结构上的第二卡槽能够起到位置导向的作用，以引导晶圆进入正确的放置位置。以及，层叠于所述第一卡槽的表面的所述第二卡槽缩短了用于承载同一晶圆的两个相对的卡槽的间距，有利于阻挡晶圆错位放置，避免了因错位而导致的晶圆污染和晶圆划伤等问题，从而大幅度提高晶圆的良率。

Description

一种半导体治具

技术领域

本实用新型涉及半导体器械制造领域，特别涉及一种半导体治具。

背景技术

在晶圆的生产及运输的过程中，一般会将晶圆存储于晶圆料盒中，以尽可能避免晶圆被污染或损伤。其中，晶圆料盒内部设置有呈对称分布的多个卡槽，以能够承接晶圆的相对两边，并使得邻接的两个晶圆相间隔，避免出现晶圆与晶圆直接接触造成晶圆污染。然而，在晶圆料盒的实际应用中，还是不可避免地会出现晶圆错位放置、相邻晶圆叠置以及刮伤晶圆表面等问题。尤其是工作人员在抽检晶圆后，需要人工将晶圆放置回晶圆料盒中，很容易在将晶圆放置回料盒时，使得晶圆两边不在同一水平卡槽上，造成晶圆错位，影响机台自动作业时的单片晶圆抓取，甚至还会因错位放置造成晶圆表面的刮伤，严重影响晶圆良率。

实用新型内容

本实用新型的目的在于提供一种半导体治具，以解决如何避免晶圆放置时出现错位，以及如何避免晶圆因取放而导致刮伤中的至少一个问题。

为解决上述技术问题，本实用新型提供一种半导体治具，用于辅助取放晶圆于料盒；其中，所述料盒具有一窗口，所述晶圆经所述窗口进出所述料盒，且所述料盒的相对两内侧壁上设置有多个第一卡槽，以承载所述晶圆；其特征在于，所述半导体治具包括：第一结构和第二结构；所述第一结构和所述第二结构分别位于所述窗口的相对两侧边上，且所述第一结构与所述第二结构相对的两表面上均设置有多个第二卡槽；其中，所述第二卡槽延伸至所述料盒内，并层叠于所述第一卡槽的表面，以使所述晶圆能够同时位于所述第一卡槽和所述第二卡槽内。

可选的，在所述的半导体治具中，所述第二卡槽的延伸方向与所述第一卡槽的延伸方向相同；且每个所述第二卡槽与一个所述第一卡槽相对应，以使相对应的所述第一卡槽和所述第二卡槽能够同时承载所述晶圆。

可选的，在所述的半导体治具中，所述第一结构和所述第二结构中的所述第二卡槽一一对应，且所述第一结构和所述第二结构中的多个所述第二卡槽沿所述晶圆的叠置方向等间距排布。

可选的，在所述的半导体治具中，所述第二卡槽的槽距和槽间距之和是所述第一卡槽的槽距和槽间距之和的若干倍。

可选的，在所述的半导体治具中，所述第二卡槽的槽距小于所述第一卡槽的槽距；以及，所述第二卡槽的槽距小于两倍的所述晶圆的厚度。

可选的，在所述的半导体治具中，在所述第二卡槽的延伸方向上，所述第二卡槽覆盖所述第一卡槽的长度小于所述第一卡槽的长度。

可选的，在所述的半导体治具中，所述第二卡槽的开口处的槽壁呈弧形，以至少使所述第二卡槽远离所述料盒的一侧的开口呈扩口状。

可选的，在所述的半导体治具中，所述第一结构和所述第二结构均设置有定位槽；所述定位槽相对所述窗口的侧边设置，以使所述窗口的侧边能够卡接于所述定位槽内。

可选的，在所述的半导体治具中，所述定位槽呈“I”形、“L”形或“凵”字形，且至少部分所述定位槽沿所述第二卡槽的排布方向延伸。

可选的，在所述的半导体治具中，所述半导体治具还包括若干个连接杆，所述连接杆的相对两端分别连接所述第一结构和所述第二结构。

综上所述，本实用新型提供一种半导体治具，包括：第一结构和第二结构；所述第一结构和所述第二结构分别位于料盒的窗口的相对两侧边上，且所述第一结构与所述第二结构相对的两表面上均设置有多个第二卡槽；所述第二卡槽延伸至所述料盒内，并层叠于所述料盒内的第一卡槽的表面，以使所述晶圆能够同时位于所述第一卡槽和所述第二卡槽内。可见，在取放所述晶圆的过程中，所述第一结构和所述第二结构上的第二卡槽能够起到位置导向的作用，以引导所述晶圆进入正确的放置位置。以及，层叠于所述第一卡槽的表面的所述第二卡槽缩短了用于承载同一晶圆的两个相对的卡槽的间距，有利于阻挡晶圆错位放置，避免了因错位而导致的晶圆污染和晶圆划伤等问题，从而大幅度提高晶圆的良率。

附图说明

本领域的普通技术人员将会理解，提供的附图用于更好地理解本实用新型，而不对本实用新型的范围构成任何限定。其中：

图1是本实用新型实施例中料盒的结构示意图。

图2是本实用新型实施例中半导体治具的结构示意图。

图3是本实用新型实施例中设置有半导体治具的料盒内的部分仰视图。

图4是本实用新型实施例中晶圆错层放置的示意图。

图5是本实用新型实施例中半导体治具的俯视图。

图6是本实用新型实施例中图5中A-A处的截面图。

图7是本实用新型实施例中半导体治具的仰视图。

图8是本实用新型实施例中半导体治具的侧视图。

附图中：

10-料盒；101-内侧壁；102-窗口；

20-半导体治具；201-第一结构；202-第二结构；203-连接杆；

S1-第一卡槽；S2-第二卡槽；S3-定位槽；M1-第一标记；M2-第二标记。

具体实施方式

为使本实用新型的目的、优点和特征更加清楚，以下结合附图和具体实施例对本实用新型作进一步详细说明。需说明的是，附图均采用非常简化的形式且未按比例绘制，仅用以方便、明晰地辅助说明本实用新型实施例的目的。此外，附图所展示的结构往往是实际结构的一部分。特别的，各附图需要展示的侧重点不同，有时会采用不同的比例。还应当理解的是，除非特别说明或者指出，否则说明书中的术语“第一”、“第二”、“第三”等描述仅仅用于区分说明书中的各个组件、元素、步骤等，而不是用于表示各个组件、元素、步骤之间的逻辑关系或者顺序关系等。说明书中的“以上”、“以下”均包括本数。以及，说明书中的X轴方向、Y轴方向和Z轴方向为空间坐标系中相互垂直的三个方向。

需要说明的是，图1所示的料盒10用于存储晶圆W。其中，所述料盒10的相对两内侧壁101上设置有多个第一卡槽S1，多个所述第一卡槽S1在对应的所述内侧壁101上均是等间距排布，且一一对应，从而令平行的两个相对的所述第一卡槽S1共同承载一片晶圆W。此外，所述料盒10还具有一窗口102，以便于所述晶圆W进出所述料盒10。

请参阅图1和图2，由于现有的料盒10在取放所述晶圆W的过程中容易导致晶圆W的错位、刮伤或污染等问题。因此，本实施例提供一种半导体治具20，用于辅助取放晶圆W于料盒10。所述半导体治具20包括：第一结构201和第二结构202；所述第一结构201和所述第二结构202分别位于所述窗口102的相对两侧边上，且所述第一结构201与所述第二结构202相对的两表面上均设置有多个第二卡槽S2；其中，所述第二卡槽S2延伸至所述料盒10内，并层叠于所述第一卡槽S1的表面，以使所述晶圆W能够同时位于所述第一卡槽S1和所述第二卡槽S2内。

可见，在取放所述晶圆W的过程中，所述第一结构201和所述第二结构202上的第二卡槽S2能够起到位置导向的作用，以引导所述晶圆W进入正确的放置位置。以及，层叠于所述第一卡槽S1的表面的所述第二卡槽S2缩短了用于承载同一晶圆W的两个相对的所述第一卡槽S1的间距，有利于阻挡晶圆W错位放置，避免了因错位而导致的晶圆W污染和晶圆W划伤等问题，从而大幅度提高晶圆W的良率。

以下结合图1～图8具体说明本实施例提供的所述半导体治具20。

请继续参阅图1和图2，所述半导体治具20包括：第一结构201和第二结构202。所述第一结构201和所述第二结构202是对称的两个部件，分别设置于所述料盒10的窗口102的相对两侧边。具体的，所述第一结构201和所述第二结构202分别位于所述料盒10中设置有所述第一卡槽S1的两个内侧壁101上。进一步的，所述第一结构201与所述第二结构202相对的两个表面上均设置有多个第二卡槽S2，用于承载晶圆W。换言之，所述第一结构201上的所述第二卡槽S2与所述第二结构202上的所述第二卡槽S2是相对设置，且一一对应。即，与所述料盒10中的两个内侧壁101上的所述第一卡槽S1的设置方式一样，均可以使得平行的两个相对的所述第二卡槽S2共同承载一片晶圆W。

为实现承载晶圆W，所述第一结构201和所述第二结构202中的所述第二卡槽S2的数据、尺寸以及排布方式均是相同的，以使所述第一结构201中的一个所述第二卡槽S2在所述第二结构202上存在一个平行的相对应的所述第二卡槽S2。优选的，所述第一结构201和所述第二结构202中的多个所述第二卡槽S2沿所述晶圆W的叠置方向，即Y轴方向，等间距排布。进一步的，所述第二卡槽S2的开槽方向与所述第一卡槽S1的开槽方向相同，且延伸方向也相同。具体的，如图1所示，假设所述第一卡槽S1为矩形槽，则两个内侧壁101所在平面形成槽底，与对应所述内侧壁101相对Y轴和Z轴所在平面形成开口，且所述开口沿Z轴方向延伸；以及，所述矩形槽中相对的两个X轴和Y轴所在平面也形成有开口，所述矩形槽中相对的两个X轴和Z轴所在平面形成有槽壁。同样，如图2所示，所述第二卡槽S2的槽底位于Y轴和Z轴所在平面，与槽底对应的Y轴和Z轴所在平面上设置有开口，且所述开口沿Z轴方向延伸；以及，所述第二卡槽S2中相对的两个X轴和Y轴所在平面也形成有开口，所述第二卡槽S2中相对的两个X轴和Z轴所在平面形成有槽壁。

进一步的，所述第二卡槽S2朝向所述料盒10延伸，且延伸至所述料盒10内。即，所述第二卡槽S2的槽壁沿Z轴方向延伸至所述料盒10内，并层叠于所述料盒10内的第一卡槽S1的表面。其中，在Z轴方向上，所述第二卡槽S2覆盖所述第一卡槽S1的长度小于所述第一卡槽S1的长度，则所述第二卡槽S2仅仅覆盖部分所述第一卡槽S1，以便于在拆卸所述半导体治具20时，不影响所述料盒20内的所述晶圆W。进一步的，如图3所示，在所述半导体治具20中相对应的两个所述第二卡槽S2与所述料盒10内的相对应的两个所述第一卡槽S1位于同一水平线上，即位于同一条X轴方向的直线上。需要说明的是，对应的两个所述第二卡槽S2是指所述第一结构201中的一个所述第二卡槽S2与所述第二结构202中的一个所述第二卡槽S2在同一条X轴方向的直线上，以同时承载晶圆W。同样，对应的两个所述第一卡槽S1是指所述料盒10的一个内侧壁101上的一个所述第一卡槽S1与另一个内侧壁101上的一个所述第一卡槽S1是在同一条X轴方向的直线上，以同时承载晶圆W。基于此，当所述晶圆W沿着所述第二卡槽S2朝向所述料盒10内推送时，所述第二卡槽S2引导所述晶圆W从所述第二卡槽S2伸入，当继续推送所述晶圆W，所述晶圆W能够同时插于相对应的两个所述第一卡槽S1和两个相对应的所述第二卡槽S2中。

由上述可以理解的是，层叠设置于所述第一卡槽S1上的所述第二卡槽S2不仅能够在取放所述晶圆W时起到导向的作用，还缩短了用于承载同一晶圆W的两个相对的卡槽的间距；即，所述料盒10两侧边用于承载晶圆W的卡槽之间的距离由L1缩短至L2，从而避免在取放晶圆W的过程中造成晶圆错位；同时，也避免了因错位导致的晶圆W划伤和污染等问题。需要说明的是，错位是指一片晶圆W呈倾斜状放置，且斜插于非对应的两个的卡槽中，易刮伤晶圆W以及与其他晶圆W相接触造成晶圆W污染(如图4所示)。L1是指相对应的两个所述第一卡槽S1的间距。L2是指相对应的两个所述第二卡槽S2的间距。优选的，在X轴方向上，层叠于所述第一卡槽S1上的所述第二卡槽S2与对应的所述第一卡槽S1之间存有一定的间隙L3，以避免所述第二卡槽S2直接与所述第一卡槽S1相接触，造成相互磨损。

请继续参阅图3和图4，为进一步避免晶圆W取放过程中出现错位的问题，所述第二卡槽S2的尺寸设计满足勾股定理的要求，以使所述晶圆W无法错层插入。具体的，所述第二卡槽S2的槽距d2小于所述第一卡槽S1的槽距d1，且所述第二卡槽S2的槽距d2小于两倍的所述晶圆W的厚度，则两片所述晶圆W无法重叠插入同一个所述第二卡槽S2。以及，所述晶圆W在X轴方向上的长度H应该大于图示中的临界长度。可以理解的是，临界长度是所述晶圆W同时接触到点O1和点O2的最大截面长度。其中，点O1和点O2是所述晶圆W所在第二卡槽S2的邻接的第二卡槽S2的端点。可以理解的是，所述晶圆W截面长度的临界状态为：

因此，所述第二卡槽S2的尺寸同时满足如下限定：

L1≥(L2+2*L4)

其中，D2为所述第二卡槽S2的槽间距，即所述第二卡槽S2在Y轴方向上的槽壁的厚度；d2为所述第二卡槽S2在Y轴方向上的槽距；L2为相对应的两个所述第二卡槽S2在X轴方向上的间距；L4为所述第二卡槽S2在X轴方向上的宽度；L1为相对应的两个所述第一卡槽S1在X轴方向上的间距；H为所述晶圆W在Y轴方向和X轴方向所在平面的截面长度，且L5>H>L1。L5是所述料盒10在X轴方向上的宽度。需要说明的是，上述临界状态的计算中晶圆W的厚度忽略不计。

进一步的，为尽可能保持料盒10中的各个晶圆W相互独立，避免接触污染，所述第二卡槽S2的槽距d2和槽间距D2之和是所述第一卡槽S1的槽距d1和槽间距D1之和的若干倍。示例性的，如图3所示，(d2+D2)＝2(d1+D1)，则所述料盒10内的相邻的所述晶圆W之间间隔一个所述第一卡槽S1，降低了接触污染的风险。进一步的，如图5所示，因所述第一卡槽S1与所述第二卡槽S2的数量和位置不一定是一一对应的，故为了标识所述第二卡槽S2相对应于所述第一卡槽S1的位置，可以在所述第一结构201和所述第二结构202远离所述料盒10的表面上，将所述第二卡槽S2对应于所述第一卡槽S1的位置号进行标记，以形成第一标记M1。优选的，还可以将所述半导体治具20相对所述料盒10的插入方向进行标记，以形成第二标记M2，以便于人工识别操作。

请参阅图1、图2和图5～图7，所述第一结构201和所述第二结构202还均设置有定位槽S3，用于在将所述第一结构201和所述第二结构202安装于所述料盒10上时，起到定位和连接的作用。进一步的，所述定位槽S3设置于所述第一结构201和所述第二结构202相背的一侧；即，所述定位槽S3位于多个所述第二卡槽S2的一侧边，且相对所述窗口102的侧边设置，以使所述窗口102的侧边能够卡接于所述定位槽S3内。基于此，为实现所述窗口102的侧边稳定地卡接于所述定位槽S3内，所述定位槽S3沿所述第二卡槽S2的排布方向延伸。换言之，所述定位槽S3沿所述窗口102的侧边延伸方向而延伸，以尽可能多地容置所述窗口102的侧边。优选的，所述定位槽S3的形貌呈“I”形，以包覆全部或部分所述窗口102的侧边。或者，所述定位槽S3的形貌呈“L”形；即，所述定位槽S3还在所述窗口102的侧边的一头端设置有容置所述头端的凹槽，以同步包覆所述窗口102的侧边的一头端，提高定位效果，增加连接稳定性。亦或者，所述定位槽S3的形貌呈“凵”字形；即，所述定位槽S3在所述窗口102的侧边的相对的两个头端均设置有容置所述头端的凹槽，以同步包覆所述窗口102的侧边的两个头端，避免在取放晶圆W时，所述半导体治具20出现晃动，进一步提高定位效果。

请参阅图1～图2和图7～图8，因所述第二卡槽S2的槽距较小，故为避免在插入所述晶圆W至所述第二卡槽S2的过程中所述第二卡槽S2的槽壁划伤所述晶圆，所述第二卡槽S2远离所述料盒10的一侧的开口呈扩口状。换言之，所述第二卡槽S2朝向操作者的一面的开口呈扩口状，以便于插入所述晶圆W，同时也避免划伤晶圆W。优选的，所述第二卡槽S2的所有面的开口均呈扩口状，且扩口状的所述开口对应的槽壁呈弧形，以进一步避免磨损所述晶圆W，防止撞击导致承载晶圆W的贴片环变形等问题。其中，本实施例不限定呈扩口状的所述开口的角度，可选的，所述角度α的范围为40度～50度。

进一步的，为便于装卸所述第一结构201和所述第二结构202，所述半导体治具20还包括若干个连接杆203。所述连接杆203的相对两端分别连接所述第一结构201和所述第二结构202，以便于操作者同步提拉所述第一结构201和所述第二结构202。本实施例不限定所述连接杆203的数量和分布位置，优选的，所述连接杆203位于所述第一结构201和所述第二结构202远离所述料盒10的一侧边，不影响所述晶圆W的取放，且在设置多个所述连接杆203时，各个所述连接杆203均匀分布。示例性的，所述半导体治具20设置两根所述连接杆203，且两根所述连接杆203对称设置于所述第一结构201和所述第二结构202的两侧，以在提拉操作时，所述第一结构201和所述第二结构202均匀受力。

进一步的，所述第一结构201和所述第二结构202为硬质材料的板块，优选的为金属材料。所述第二卡槽S2和所述定位槽S3是在所述板块上一体刻制成型的。或者，所述第一结构201和所述第二结构202由多个板件组合而成，且多个所述板件拼接组合成多个所述第二卡槽S2和所述定位槽S3。

基于此，放置晶圆W至所述料盒10的过程如下：通过抓握所述连接杆203将所述半导体治具20安装于所述料盒10的窗口102上，即，所述第一结构201和所述第二结构202上的定位槽S3与所述窗口102的两侧边定位卡接，然后，将所述晶圆W插入对应的标号的所述第二卡槽S2中，再慢慢推送所述晶圆W至所述料盒10内，以使所述晶圆W同时被两个所述第二卡槽S2和两个所述第一卡槽S1承载。最后，继续朝向所述料盒10推送所述晶圆W，以使所述晶圆W完全脱离所述半导体治具20，则所述晶圆W由所述料盒10内对应的两个所述第一卡槽S1承载。从所述料盒10内取出所述晶圆W的过程如下：先将所述半导体治具20安装至所述料盒10的窗口102上，然后从对应的所述第二卡槽S2的间隙中穿过并握持所述晶圆W的贴片环，慢慢朝料盒10外拉出所述晶圆W，以使所述晶圆W依次经所述第一卡槽S1承载，所述第一卡槽S1和所述第二卡槽S2共同承载，以及脱离所述第一卡槽S1且由所述第二卡槽S2承载。最后，所述晶圆W脱离所述第二卡槽S2，则完成所述晶圆W的取出。

综上所述，本实施例提供的所述半导体治具20中设置有多个所述第二卡槽S2，以在取放所述晶圆W的过程中，所述第二卡槽S2能够起到位置导向的作用，以引导所述晶圆W进入正确的放置位置。此外，所述第二卡槽S2还层叠于所述料盒10的第一卡槽S1的表面，这种设置方式缩短了用于承载同一晶圆W的两个相对的卡槽的间距，有利于阻挡晶圆W错位放置，避免了因错位W而导致的晶圆污染、晶圆划伤以及等问题，从而大幅度提高晶圆W的良率。且经申请人实验验证，在使用所述半导体治具20之后取放晶圆W均保持零刮伤记录，避免每月上百颗芯片的失效，降低了经济损失，大幅度提高产品的良率。

上述描述仅是对本实用新型较佳实施例的描述，并非对本实用新型范围的任何限定，本实用新型领域的普通技术人员根据上述揭示内容做的任何变更、修饰，均属于本实用新型技术方案的保护范围。

Claims (10)

1.一种半导体治具，用于辅助取放晶圆于料盒；其中，所述料盒具有一窗口，所述晶圆经所述窗口进出所述料盒，且所述料盒的相对两内侧壁上设置有多个第一卡槽，以承载所述晶圆；其特征在于，所述半导体治具包括：第一结构和第二结构；所述第一结构和所述第二结构分别位于所述窗口的相对两侧边上，且所述第一结构与所述第二结构相对的两表面上均设置有多个第二卡槽；其中，所述第二卡槽延伸至所述料盒内，并层叠于所述第一卡槽的表面，以使所述晶圆能够同时位于所述第一卡槽和所述第二卡槽内。

2.根据权利要求1所述的半导体治具，其特征在于，所述第二卡槽的延伸方向与所述第一卡槽的延伸方向相同；且每个所述第二卡槽与一个所述第一卡槽相对应，以使相对应的所述第一卡槽和所述第二卡槽能够同时承载所述晶圆。

3.根据权利要求1所述的半导体治具，其特征在于，所述第一结构和所述第二结构中的所述第二卡槽一一对应，且所述第一结构和所述第二结构中的多个所述第二卡槽沿所述晶圆的叠置方向等间距排布。

4.根据权利要求1所述的半导体治具，其特征在于，所述第二卡槽的槽距和槽间距之和是所述第一卡槽的槽距和槽间距之和的若干倍。

5.根据权利要求1所述的半导体治具，其特征在于，所述第二卡槽的槽距小于所述第一卡槽的槽距；以及，所述第二卡槽的槽距小于两倍的所述晶圆的厚度。

6.根据权利要求1所述的半导体治具，其特征在于，在所述第二卡槽的延伸方向上，所述第二卡槽覆盖所述第一卡槽的长度小于所述第一卡槽的长度。

7.根据权利要求1所述的半导体治具，其特征在于，所述第二卡槽的开口处的槽壁呈弧形，以至少使所述第二卡槽远离所述料盒的一侧的开口呈扩口状。

8.根据权利要求1所述的半导体治具，其特征在于，所述第一结构和所述第二结构均设置有定位槽；所述定位槽相对所述窗口的侧边设置，以使所述窗口的侧边能够卡接于所述定位槽内。

9.根据权利要求8所述的半导体治具，其特征在于，所述定位槽呈“I”形、“L”形或“凵”字形，且至少部分所述定位槽沿所述第二卡槽的排布方向延伸。

10.根据权利要求1所述的半导体治具，其特征在于，所述半导体治具还包括若干个连接杆，所述连接杆的相对两端分别连接所述第一结构和所述第二结构。