CN220762205U - 一种晶圆片单面研磨夹具 - Google Patents

Abstract

本实用新型提供了一种晶圆片单面研磨夹具，涉及晶圆研磨领域。该晶圆片单面研磨夹具包括圆盘形的夹具本体，夹具本体的两侧面分别设有耐磨层，夹具本体的外周缘设有外齿环；夹具本体上开设有研磨盲孔和排液通孔，研磨盲孔、排液通孔的孔轴线分别平行于夹具本体的轴线方向设置；研磨盲孔的径向截面与待研磨晶圆片的平面轮廓凹凸配合，研磨盲孔的孔底部设置有弹性部，弹性部的上表面用于与待研磨晶圆片贴合；弹性部的上表面与夹具本体的对应侧面之间的轴向距离构成盲孔深度，盲孔深度小于待研磨晶圆片的厚度。研磨盲孔满足了晶圆单面研磨的工艺需求，弹性部对晶圆片进行弹性支撑，在研磨过程中保护晶圆片不被损坏，确保晶圆片与研磨材料充分接触。

Description

一种晶圆片单面研磨夹具

技术领域

本实用新型涉及晶圆研磨技术领域，特别是涉及一种晶圆片单面研磨夹具。

背景技术

在晶圆制造中，通常需要对晶圆的边缘和表面进行抛光处理，这个过程是研磨晶圆的双面。前端工艺结束后，还会对晶圆背面进行单面研磨，以去除在前端工艺中受化学污染的部分，并减小芯片厚度。

现有的晶圆研磨夹具多用于双面研磨，使用时晶圆的两面都会被研磨减薄。常见的晶圆研磨夹具为圆盘形，盘体上贯穿设有多个抛光孔，待研磨的晶圆片放置抛光孔中，盘体相对于抛光材料运动，晶圆片的两面分别与抛光材料摩擦接触，从而实现对晶圆片双面研磨抛光的目的。

但是，对于仅需单面研磨晶圆的情况，使用现有双面研磨夹具会造成半导体材料浪费的问题，双面研磨夹具无法满足晶圆单面研磨的工艺需求。

实用新型内容

为了解决上述问题，本实用新型的目的在于提供一种晶圆片单面研磨夹具，以解决使用双面研磨夹具会造成半导体材料浪费的问题，双面研磨夹具无法满足晶圆单面研磨的工艺需求的问题。

本实用新型的晶圆片单面研磨夹具的技术方案为：

晶圆片单面研磨夹具包括夹具本体，所述夹具本体的形状为圆盘形，所述夹具本体的两侧面分别设有耐磨层，所述夹具本体的外周缘设置有外齿环；

所述夹具本体上开设有研磨盲孔和排液通孔，所述研磨盲孔、所述排液通孔的孔轴线分别平行于所述夹具本体的轴线方向设置；

所述研磨盲孔的径向截面与待研磨晶圆片的平面轮廓凹凸配合，所述研磨盲孔的孔底部设置有弹性部，所述弹性部的上表面用于与待研磨晶圆片贴合配合；

所述弹性部的上表面与所述夹具本体的对应侧面之间的轴向距离构成盲孔深度，所述盲孔深度小于待研磨晶圆片的厚度。

进一步的，所述夹具本体包括第一耐磨层、中间弹性层和第二耐磨层，所述第一耐磨层、所述中间弹性层和所述第二耐磨层依次叠合相连，所述研磨盲孔贯穿于所述第一耐磨层设置，且所述第一耐磨层的厚度等于所述盲孔深度。

进一步的，所述第一耐磨层、所述第二耐磨层均为环氧树脂层，所述中间弹性层为弹性聚氨酯层。

进一步的，所述第一耐磨层的厚度为150μm至1000μm之间的任意尺寸。

进一步的，所述中间弹性层的厚度为300μm至500μm之间的任意尺寸。

进一步的，所述第二耐磨层的厚度为100μm至300μm之间的任意尺寸。

进一步的，所述排液通孔贯穿于所述第一耐磨层、所述中间弹性层和所述第二耐磨层设置，且所述排液通孔的孔壁设有环氧树脂保护壁。

进一步的，所述研磨盲孔设置有多个，多个所述研磨盲孔关于所述夹具本体的中心呈周向间隔分布，所述排液通孔设有多个，所述排液通孔位于相邻两个所述研磨盲孔之间以及所述夹具本体的中心位置。

进一步的，所述外齿环为环氧树脂材料制成的外齿环，所述外齿环与所述第一耐磨层、所述第二耐磨层为一体成型结构。

有益效果：该晶圆片单面研磨夹具采用了圆盘型的夹具本体的结构设计，在夹具本体的两侧面分别设有耐磨层，耐磨层可增加夹具本体的表面耐磨性，有效延长夹具的使用寿命。夹具本体的外周缘设有外齿环，在研磨加工过程中，外齿环与驱动设备的齿轮相配合，从而带动夹具本体均匀旋转运动，夹具本体上的晶圆片与机器压片发生滑动摩擦，从而实现研磨抛光的加工目的。

其中，夹具本体开设有研磨盲孔和排液通孔，研磨盲孔的孔底部设有弹性部，研磨加工前，将待研磨晶圆片放置于研磨盲孔中，使待研磨晶圆片与底部的弹性部相贴合，研磨盲孔满足了晶圆单面研磨的工艺需求，避免双面研磨造成半导体材料浪费的问题，弹性部对晶圆片起到了弹性支撑的作用。并且，由于盲孔深度小于待研磨晶圆片的厚度，弹性部在研磨过程中能保护晶圆片不被损坏，可确保晶圆片的上表面与研磨材料之间形成充分接触。另外，排液通孔可将研磨废液及时地排出，避免了过多研磨废液聚集在夹具本体中，减少了废液中杂质对晶圆片可能造成的损伤。

附图说明

图1为本实用新型的晶圆片单面研磨夹具的具体实施例中晶圆片单面研磨夹具的立体示意图；

图2为本实用新型的晶圆片单面研磨夹具的具体实施例中晶圆片单面研磨夹具的俯视示意图；

图3为本实用新型的晶圆片单面研磨夹具的具体实施例中夹具本体在研磨盲孔处的局部剖视示意图。

图中：1-夹具本体、10-中间弹性层、11-第一耐磨层、12-第二耐磨层、2-外齿环、3-研磨盲孔、4-排液通孔。

具体实施方式

下面结合附图和实施例，对本实用新型的具体实施方式作进一步详细描述。以下实施例用于说明本实用新型，但不用来限制本实用新型的范围。

本实用新型的晶圆片单面研磨夹具的具体实施例1，如图1至图3所示，晶圆片单面研磨夹具包括夹具本体1，夹具本体1的形状为圆盘形，夹具本体1的两侧面分别设有耐磨层，夹具本体1的外周缘设置有外齿环2；夹具本体1上开设有研磨盲孔3和排液通孔4，研磨盲孔3、排液通孔4的孔轴线分别平行于夹具本体1的轴线方向设置。

研磨盲孔3的径向截面与待研磨晶圆片的平面轮廓凹凸配合，研磨盲孔3的孔底部设置有弹性部，弹性部的上表面用于与待研磨晶圆片贴合配合；弹性部的上表面与夹具本体1的对应侧面之间的轴向距离构成盲孔深度，盲孔深度小于待研磨晶圆片的厚度。

该晶圆片单面研磨夹具采用了圆盘型的夹具本体1的结构设计，在夹具本体1的两侧面分别设有耐磨层，耐磨层可增加夹具本体1的表面耐磨性，有效延长夹具的使用寿命；夹具本体1的外周缘设有外齿环2，在研磨加工过程中，外齿环2与驱动设备的齿轮相配合，从而带动夹具本体1均匀旋转运动。夹具本体1上的晶圆片与机器压片发生滑动摩擦，从而实现研磨抛光的加工目的。

其中，夹具本体1开设有研磨盲孔3和排液通孔4，研磨盲孔3的孔底部设有弹性部，研磨加工前，将待研磨晶圆片放置于研磨盲孔3中，使待研磨晶圆片与底部的弹性部相贴合，研磨盲孔3满足了晶圆单面研磨的工艺需求，避免双面研磨造成半导体材料浪费的问题，弹性部对晶圆片起到了弹性支撑的作用。并且，由于盲孔深度小于待研磨晶圆片的厚度，弹性部在研磨过程中能保护晶圆片不被损坏，可确保晶圆片的上表面与研磨材料之间形成充分接触。另外，排液通孔4可将研磨废液及时地排出，避免了过多研磨废液聚集在夹具本体1中，减少了废液中杂质对晶圆片可能造成的损伤。

在本实施例中，夹具本体1包括第一耐磨层11、中间弹性层10和第二耐磨层12，第一耐磨层11、中间弹性层10和第二耐磨层12依次叠合相连，研磨盲孔3贯穿于第一耐磨层11设置，且第一耐磨层11的厚度等于盲孔深度。具体的，第一耐磨层11、第二耐磨层12均为环氧树脂层，中间弹性层10为弹性聚氨酯层。

夹具本体1采用三层式结构设计，第一耐磨层11、第二耐磨层12均为环氧树脂层，可起到保护夹具本体1表面的作用，减少研磨过程中夹具本体1的表面磨损，提高了耐用性和可靠性。中间弹性层10为弹性聚氨酯层，中间弹性层10对应研磨盲孔3的部分构成了弹性部，其具有良好的弹性支撑性，可有效地保护晶圆片不被损坏。

作为进一步的优选方案，第一耐磨层11的厚度为150μm至1000μm之间的任意尺寸。中间弹性层10的厚度为300μm至500μm之间的任意尺寸。第二耐磨层12的厚度为100μm至300μm之间的任意尺寸。在其他实施例中，可根据实际需求灵活地调整各层的厚度，以满足不同晶圆片的研磨需求。

排液通孔4贯穿于第一耐磨层11、中间弹性层10和第二耐磨层12设置，且排液通孔4的孔壁设有环氧树脂保护壁。通过环氧树脂保护壁使排液通孔4的内部形成了完整的孔壁，避免因废液渗入而导致夹具本体1出现分层破坏的问题。

其中，研磨盲孔3设置有多个，多个研磨盲孔3关于夹具本体1的中心呈周向间隔分布，排液通孔4设有多个，排液通孔4位于相邻两个研磨盲孔3之间以及夹具本体1的中心位置。具体的，研磨盲孔3设有四个，四个研磨盲孔3关于夹具本体1的中心呈90°圆心角分布，相邻两个研磨盲孔3之间的间隔处设有一个排液通孔4，且夹具本体1的中心位置也设置有一个排液通孔4。

另外，外齿环2为环氧树脂材料制成的外齿环2，外齿环2与第一耐磨层11、第二耐磨层12为一体成型结构，通过环氧树脂的外齿环2可提高其结构强度，避免因传动过程发生破坏，保证了整个研磨夹具的耐用性。

以上所述仅是本实用新型的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本实用新型技术原理的前提下，还可以做出若干改进和替换，这些改进和替换也应视为本实用新型的保护范围。

Claims (9)

1.一种晶圆片单面研磨夹具，其特征是，包括夹具本体，所述夹具本体的形状为圆盘形，所述夹具本体的两侧面分别设有耐磨层，所述夹具本体的外周缘设置有外齿环；

所述夹具本体上开设有研磨盲孔和排液通孔，所述研磨盲孔、所述排液通孔的孔轴线分别平行于所述夹具本体的轴线方向设置；

所述研磨盲孔的径向截面与待研磨晶圆片的平面轮廓凹凸配合，所述研磨盲孔的孔底部设置有弹性部，所述弹性部的上表面用于与待研磨晶圆片贴合配合；

所述弹性部的上表面与所述夹具本体的对应侧面之间的轴向距离构成盲孔深度，所述盲孔深度小于待研磨晶圆片的厚度。

2.根据权利要求1所述的晶圆片单面研磨夹具，其特征是，所述夹具本体包括第一耐磨层、中间弹性层和第二耐磨层，所述第一耐磨层、所述中间弹性层和所述第二耐磨层依次叠合相连，所述研磨盲孔贯穿于所述第一耐磨层设置，且所述第一耐磨层的厚度等于所述盲孔深度。

3.根据权利要求2所述的晶圆片单面研磨夹具，其特征是，所述第一耐磨层、所述第二耐磨层均为环氧树脂层，所述中间弹性层为弹性聚氨酯层。

4.根据权利要求2所述的晶圆片单面研磨夹具，其特征是，所述第一耐磨层的厚度为150μm至1000μm之间的任意尺寸。

5.根据权利要求2所述的晶圆片单面研磨夹具，其特征是，所述中间弹性层的厚度为300μm至500μm之间的任意尺寸。

6.根据权利要求2所述的晶圆片单面研磨夹具，其特征是，所述第二耐磨层的厚度为100μm至300μm之间的任意尺寸。

7.根据权利要求2所述的晶圆片单面研磨夹具，其特征是，所述排液通孔贯穿于所述第一耐磨层、所述中间弹性层和所述第二耐磨层设置，且所述排液通孔的孔壁设有环氧树脂保护壁。

8.根据权利要求1所述的晶圆片单面研磨夹具，其特征是，所述研磨盲孔设置有多个，多个所述研磨盲孔关于所述夹具本体的中心呈周向间隔分布，所述排液通孔设有多个，所述排液通孔位于相邻两个所述研磨盲孔之间以及所述夹具本体的中心位置。

9.根据权利要求3所述的晶圆片单面研磨夹具，其特征是，所述外齿环为环氧树脂材料制成的外齿环，所述外齿环与所述第一耐磨层、所述第二耐磨层为一体成型结构。