CN220710286U - 用于负压吸附的载盘、负压吸附的承载装置以及剥离平台 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及一种用于负压吸附的载盘、负压吸附的承载装置以及剥离平台，载盘是板体，包括有承载面以及底面。载盘内部形成气体通道，连通承载面以及底面，并且气体通道于承载面上形成多个通气开口。所述多个通气开口于承载面的开口总面积，小于50％的载盘的面积，且大于0.2％的载盘的面积。载盘的导热系数大于100W/mK；其中，W为瓦特，m为公尺，K为绝对温标。

Description

用于负压吸附的载盘、负压吸附的承载装置以及剥离平台

技术领域

本实用新型涉及晶圆片减薄工艺，特别是涉及一种在晶圆片剥离作业中用于对载体基板进行负压吸附的载盘、承载装置以及剥离平台。

背景技术

现有的晶圆工艺是朝向薄型化的趋势发展，但现有的晶圆减薄过程中，逐渐减薄的晶圆片应力强度不足，容易发生破片。因此，在减薄工艺之前，会先将晶圆片黏合于载体基板，用于提升机械强度后，再对晶圆片实施化学机械研磨等减薄工艺。

于减薄工艺之后，需要针对晶圆片与载体基板加热，以减弱黏合的强度，再以真空载体基板剥离装置将载体基板剥离，接着将载体基板放置于冷却平台进行冷却，以回收利用。

在上述过程中，晶圆片同样需要被固定于载盘上。对于晶圆片固定，必须是均匀地对晶圆片的外侧面施力，以使得晶圆片在剥离载体基板的过程中均匀受力，避免晶圆片发生翘曲或者破片。

实用新型内容

基于上述技术课题，本实用新型提出一种用于负压吸附的载盘、负压吸附的承载装置以及剥离平台，可对薄片制品施予均匀分布的负压吸附力。

本实用新型提出一种用于负压吸附的载盘，载盘是板体，包括有承载面以及底面。载盘内部形成气体通道，连通承载面以及底面，并且气体通道于承载面上形成多个通气开口。所述多个通气开口于承载面的开口总面积，小于50％的载盘的面积，且大于0.2％的载盘的面积。载盘的导热系数大于100W/mK；其中，W为瓦特，m为公尺，K为绝对温标。

优选地，载盘的材质是多孔介质(Porous medium)，并且多孔介质的空隙至少部分连通形成气体通道。

优选地，多孔介质是烧结材料。

优选地，载盘的材质是不透气，且载盘还包括有多个穿孔，所述多个穿孔连通承载面以及底面以作为气体通道，且所述多个穿孔于承载面上形成所述多个通气开口。

优选地，载盘还包括有多个沟槽，所述多个沟槽延伸于承载面上，并且至少延伸至一个穿孔，所述多个穿孔与所述多个沟槽共同于承载面上形成所述多个通气开口。

本实用新型还提出一种用于负压吸附的承载装置，包括有承载台以及如前所述的载盘。承载台的顶面具有安装凹槽。载盘可升降地设置于承载台的安装凹槽。

进一步地，用于负压吸附的承载装置还包括有吸附组件，设置于安装凹槽，吸附组件是用于连接于抽气装置的真空吸附孔以及连通所述真空吸附孔的导气沟。

本实用新型还提出一种剥离平台，用于将晶圆片由载体基板剥离，包括有基座、承载装置、冷却板以及载体基板剥离装置。基座的相对二侧边设置有二移动导引件。承载装置设置于基座上，且位于二移动导引件之间。承载装置具有承载台以及如前所述的载板。承载台的顶面具有安装凹槽。载板，可升降地设置于承载台的安装凹槽，且承载面用以承载结合于载体基板的晶圆片。冷却板设置于基座上，且位于二移动导引件之间。载体基板剥离装置包括有移动座以及真空吸盘。移动座可移动地结合于二移动导引件；真空吸盘可移动地设置于移动座，用于吸附于载体基板，以由晶圆片剥离载体基板，并移动载体基板至冷却板。

优选地，各移动导引件上设置导引槽，且移动座包括有二支柱以及连接二支柱的支架，二支柱分别插入各导引槽而使得移动座可移动地结合于移动导引件，且真空吸盘可移动地设置于支架。

优选地，剥离平台还包括有第一线性驱动器以及第二线性驱动器；第一线性驱动器设置于基座，且连接于二支柱其中之一，用于驱动各二支柱沿着各导引槽位移；真空吸盘通过第二线性驱动器连接于支架，用于驱动真空吸盘朝向基座前进或远离基座。

优选地，通过本实用新型提出的剥离平台，载体基板的底面的黏胶产生的正向黏着力不会，避免后续移转载体基板的过程中对载体基板发生拾取失败的问题发生，减少剥离作业的错误率，而可有效地提升产率。

附图说明

图1是本实用新型实施例的应用例1中，用于负压吸附的载盘的剖面示意图以及俯视图。

图2是图1中，局部区域的放大剖面示意图。

图3是本实用新型实施例的应用例2中，用于负压吸附的载盘的剖面示意图以及俯视图。

图4是图3中，局部区域的放大剖面示意图。

图5是本实用新型实施例的应用例3中，用于负压吸附的载盘的剖面示意图以及俯视图。

图6是图5中，局部区域的放大剖面示意图。

图7是本实用新型实施例中，剥离平台的立体图，揭示载盘分离的状态。

图8是本实用新型实施例中，剥离平台的立体图。

图9与图10是本实用新型实施例中，载板、待进行剥离的晶圆片以及其载体基板的剖面示意图。

图11至图15是本实用新型实施例中，剥离平台的立体图，用于揭示载体基板剥离的过程。

附图标记说明：1-剥离平台；110-载盘；110a-承载面；110b-底面；110c-气体通道；110d-通气开口；114-沟槽；120-加热装置；210-基座；212-侧边；220-承载装置；222-承载台；222a-安装凹槽；223-吸附组件；223a-真空吸附孔；223b-导气沟；222a；安装凹槽；224-顶杆；225-加热器；230-冷却板；240-载体基板剥离装置；242-移动座；244-真空吸盘；260-第一线性驱动器；250-移动导引件；252-导引槽；270-第二线性驱动器。

具体实施方式

请参阅图1至图7所示，是本实用新型实施例所揭露的一种用于负压吸附的载盘110，用于设置于剥离平台1。

图1至图6所示者分别是应用例1(图1与图2)、应用例2(图3、图4与图7)以及应用例3(图5与图6)。载盘110是板体，具有承载面110a以及底面110b。载盘110用于供薄片制品被放置于其上。薄片制品可以是减薄晶圆(晶圆片3结合于载体基板4)，也可以是其他的晶圆半成品/成品。

如图1至图7所示，载盘110内部形成气体通道110c，连通承载面110a以及底面110b，并且气体通道110c于承载面110a上形成多个通气开口110d。载盘110的导热特性是导热系数(k值)大于100W/mK(k>100WmK)；其中前述物理单位包括有：W为瓦特，m为公尺，K为绝对温标。具体而言，载盘110会连接至加热装置120。加热装置120可以是电热丝、陶瓷电热管等，固定于底面110b或是通过导热组件(例如金属杆、金属块)连接至载盘110的底面110b。加热装置120可快速地对载盘110加热。导热系数k>100WmK的大导热系数有助于快速提升载盘110的温度，加速剥离载体基板4工序的进行。同时大导热系数使得载盘110上的温度分布更均均匀，避免载盘110出现过大的温度梯度造成减薄晶圆受热不均而破裂的问题。

此外，通气开口110d于承载面110a的开口总面积(C)，小于50％的承载面110a的载盘110面积(A)，且大于0.2％的载盘110面积(A)(50％*A>C>0.2％*A)，亦即承载面110a的开口率(OA)为：50％>OA>0.2％。前述通气开口110d是指在气体通道110c于承载面110a形成的孔洞及凹陷部分，包括有在承载面110a上水平延伸的沟槽、凹槽部分，并非限定于穿透载盘110而连通承载面110a与底面110b的孔洞。

如图1与图2所示，应用例1的载盘110的材质是多孔介质(Porous medium)，并且多孔介质的空隙至少部分连通形成气体通道，而使得承载面110a以及底面110b之间可以通透气流。多孔介质可以是烧结材料，例如SiC，通过高温加热烧结材料的粉末，使得粉末结合是载盘110。SiC相较于一般陶瓷材料有较高的导热系数、耐氧化特性等。烧结材料不排除金属，亦即载盘110可以通过粉末冶金制程。需说明是，开口率(OA)为50％>OA>0.2％，是指承载面110a的开口率(OA)，亦即承载面110a上未构成平面的部分的比例，而非指多孔介质的整体孔隙率。

如图3与图4所示，应用例2的载盘110的材质是不透气，例如金属。载盘110还包括有多个穿孔，所述多个穿孔连通承载面110a以及底面110b以作为气体通道110c。同时，穿孔即为应用例2的气体通道110c，穿孔于承载面110a上形成所述多个通气开口110d。

如图5与图6所示，应用例3的载盘110的材质是不透气，例如金属。载盘110还包括有多个穿孔以及沟槽114，所述多个穿孔连通承载面110a以及底面110b以作为气体通道110c。沟槽114延伸于承载面110a上，并且至少延伸至一个穿孔。穿孔与沟槽114共同于承载面110a上形成所述多个通气开口110d。

参阅图7、图8与图9所示，基于上述的减薄晶圆的载盘110，本实用新型提出一种减薄晶圆的剥离平台1。剥离平台1包括有基座210、承载装置220、冷却板230以及载体基板剥离装置240。

如图7与图8所示，基座210的相对二侧边212设置有二移动导引件250，且移动导引件250上设置导引槽252。承载装置220设置于基座210上，且位于二移动导引件250之间。

如图7与图8所示，承载装置220具有承载台222、吸附组件223、前述减薄晶圆的载盘110以及多个顶杆224。载盘110用于供待进行剥离的晶圆片3以及其载体基板4放置于其承载面110a。

如图7、图9与图10所示，承载台222的顶面上设有安装凹槽222a，用于供载盘110可升降地设置于其上。安装凹槽222a为一浅凹槽，载盘110是以底面110b朝向安装凹槽222a，且安装凹槽222a的深度大致上与载盘110的厚度相同。承载台222的顶面也可以不配置安装凹槽222a，使载盘110直接可升降地设置于承载台222的顶面。承载台222附加电热管等加热器225，以对载盘110进行加热，而间接地对放置于载盘110的晶圆片3以及载体基板4进行加热。

如图7、图9与图10所示，吸附组件223以及顶杆224设置于安装凹槽222a。吸附组件223可以是连接于抽气装置的真空吸附孔223a以及连通真空吸附孔的导气沟223b，藉以产生负压。

如图7、图9与图10所示，顶杆224设置于安装凹槽222a中。载盘110的底面110b直接或间接地连接于顶杆224，并且承载面110a朝上。多个顶杆224是可升降地设置于承载台222，而可相对于承载台222上升或下降，以抬升或降下载盘110。亦即，载盘110是可升降地设置于承载台222的安装凹槽222a。

如图10所示，当多个顶杆224相对于承载台222下降，使载盘110下降至安装凹槽222a，底面110b贴合于安装凹槽222a。此时，以抽气装置对真空吸附孔223a进行抽气，真空吸附孔223a以及连通真空吸附孔223a的导气沟223b可产生负压吸引气流通过载板，而在载板的承载面产生负压，即可吸附放置于载盘110的晶圆片3以及载体基板4。此时，再以加热器225对承载台222加热，就可以通过载盘110间接加热晶圆片3以及载体基板4。

如图7与图8所示，冷却板230设置于基座210上，且位于二移动导引件250之间。冷却板230是相邻于承载装置220，用以供待冷却的载体基板4放置于其上。

如图7与图8所示，载体基板剥离装置240包括有移动座242以及真空吸盘244。移动座242包括有二支柱2421以及连接二支柱2421的支架2422。二支柱2421分别插入二导引槽252而使得移动座242可移动地结合于移动导引件250，使得移动座242可以于一长轴方向上相对于基座210移动。同时，剥离平台1还包括有第一线性驱动器260，设置于基座210，且连接于移动座242，特别是连接于二支柱2421其中之一。

如图7与图8所示，真空吸盘244可移动地设置于移动座242的支架2422，且通过第二线性驱动器270连接于支架2422。真空吸盘244用于吸附于载体基板4，第二线性驱动器270用于驱动真空吸盘244朝向基座210前进(下降)或远离基座210(上升)。同时，通过第一线性驱动器260的驱动二支柱2421沿着导引槽252位移，可带动真空吸盘244沿着长轴方向位移。

请参阅图8至图15所示，是载体基板4由晶圆片3剥离流程。载体基板4表面有黏合剂，晶圆片3先被暂时性地贴合(键合)于载体基板4。载体基板4可以是但不限定于玻璃基板，载体基板4用于增强晶圆片3的机械强度。晶圆片3再连同载体基板4放置于减薄设备，以化学机械研磨等方式对晶圆片3的表面进行研磨加工，以减薄晶圆片3的厚度，并且使得晶圆片3的表面进行平坦化。载体基板4增强机械强度，避免晶圆片3在减薄过程中发生翘曲。

如图8与图9所示，承载装置220的多个顶杆224先上升而带动载盘110上升，而待进行剥离的晶圆片3以及其载体基板4是由机械手臂或其他搬运设备进行移动，放置于载盘110上，并且以晶圆片3朝向载盘110的上表面110a。

如图10与图11所示，接着，顶杆224下降而使得载盘110的上表面110a大致与承载台222齐平。如图10所示，抽气装置对真空吸附孔223a抽气，而经由气体通道110c而在通气开口110d产生负压吸引力，以吸附晶圆片3。同时，承载台222也间接地通过载盘110开始对晶圆片3与载体基板4加热，使得贴合(键合)结构弱化，例如使用于贴合的黏合剂软化。

如图12与图13所示，第二线性驱动器270驱动真空吸盘244下降接触载体基板4，真空吸盘244以真空吸附载体基板4。第二线性驱动器270驱动真空吸盘244上升，由晶圆片3剥离载体基板4。

如图14与图15所示，第一线性驱动器260的驱动二支柱2421沿着导引槽252位移，而移动真空吸盘244与载体基板4至板体冷却板230，而将载体基板4放置冷却板230。此时，通过设置于冷却板230内部或外部的冷却装置，例如对冷却板230进行液冷的液冷装置，或是对冷却板230提供冷却气流的气冷装置，以冷却载体基板4。

完成冷却的载体基板4，可由其他的机械手臂、载体基板剥离装置进行拾取，而移动至移转盘上。同样地，位于载盘110的晶圆片3可由其他的机械手臂、载体基板剥离装置进行拾取，而移动至其移转盘上。

如前所述，通气开口110d是均匀地设置于承载面110a，可以均匀地对晶圆片3产生吸附，使得晶圆片3受力均匀而不会在剥离载体基板4时发生翘曲、破片。通气开口110d的开口总面积(C)，小于50％的承载面110a的载盘110面积(A)，且大于0.2％的载盘110面积(A)(50％*A>C>0.2％*A)。因此，可对晶圆片3产生足够且均匀的吸附力。

通过本实用新型提出的用于负压吸附的载盘110、负压吸附的承载装置220以及剥离平台1，于固定薄片制品如减薄晶圆时，可以对薄片制品施加更均匀分布的负压吸附力，避免薄片制品受力集中。因此，本实用新型可以有效避免薄片制品在制程进行中，例如将由晶圆片3剥离载体基板4时，薄片制品发生翘曲、破片的问题。

以上所述者，仅是本实用新型的一实施例而已，并非用来限定本实用新型实施的范围，即凡依本实用新型权利要求所述的形状、构造、特征及精神所为的等同变化与修饰，均应包括有于本实用新型请求保护的范围内。

Claims (10)

1.一种用于负压吸附的载盘，所述载盘是板体，包括有承载面以及底面，其特征在于：

所述载盘内部形成气体通道，连通所述承载面以及所述底面，并且所述气体通道于所述承载面上形成多个通气开口；

所述多个通气开口于所述承载面的开口总面积，小于50％的所述载盘的面积，且大于0.2％的所述载盘的面积；以及

所述载盘的导热系数大于100W/mK；其中，W为瓦特，m为公尺，K为绝对温标。

2.根据权利要求1所述的用于负压吸附的载盘，其特征在于，所述载盘的材质是多孔介质，并且该多孔介质的空隙至少部分连通形成所述气体通道。

3.根据权利要求2所述的用于负压吸附的载盘，其特征在于，该多孔介质为烧结材料。

4.根据权利要求1所述的用于负压吸附的载盘，其特征在于，所述载盘的材质是不透气，且所述载盘还包括有多个穿孔，所述多个穿孔连通所述承载面以及所述底面以作为所述气体通道，且所述多个穿孔于所述承载面上形成所述多个通气开口。

5.根据权利要求4所述的用于负压吸附的载盘，其特征在于，所述载盘还包括有多个沟槽，所述多个沟槽延伸于所述承载面上，并且至少延伸至一个穿孔，所述多个穿孔与所述多个沟槽共同于所述承载面上形成所述多个通气开口。

6.一种用于负压吸附的承载装置，其特征在于，包括有：

承载台，其顶面具有安装凹槽；以及

如权利要求1至权利要求5任一项所述的载盘，可升降地设置于所述承载台的所述安装凹槽。

7.根据权利要求6所述的用于负压吸附的承载装置，其特征在于，还包括有吸附组件，设置于所述安装凹槽，所述吸附组件是用于连接于抽气装置的真空吸附孔以及连通所述真空吸附孔的导气沟。

8.一种剥离平台，用于将晶圆片由载体基板剥离，其特征在于，包括有：

基座，其相对二侧边设置有二移动导引件；

承载装置，设置于所述基座上，且位于所述二移动导引件之间；所述承载装置具有：

承载台，其顶面具有安装凹槽；以及

如权利要求1至权利要求5任一项所述的载盘，可升降地设置于所述承载台的所述安装凹槽，且所述承载面用以承载结合于所述载体基板的所述晶圆片；

冷却板，设置于所述基座上，且位于所述二移动导引件之间；

载体基板剥离装置，包括有移动座以及真空吸盘；其中，所述移动座可移动地结合于所述二移动导引件；所述真空吸盘可移动地设置于所述移动座，用于吸附于所述载体基板，以由所述晶圆片剥离所述载体基板，并移动所述载体基板至所述冷却板。

9.根据权利要求8所述的剥离平台，其特征在于，每一所述移动导引件上设置导引槽，且所述移动座包括有二支柱以及连接二支柱的支架，所述二支柱分别插入每一所述导引槽而使得所述移动座可移动地结合于所述移动导引件，且所述真空吸盘可移动地设置于所述支架。

10.根据权利要求9所述的剥离平台，其特征在于，还包括有第一线性驱动器以及第二线性驱动器；所述第一线性驱动器设置于所述基座，且连接于所述二支柱其中之一，用于驱动每一所述二支柱沿着每一所述导引槽位移；所述真空吸盘通过所述第二线性驱动器连接于所述支架，用于驱动所述真空吸盘朝向所述基座前进或远离所述基座。