TWM544115U - 用於雙面洗滌薄型晶圓之晶圓承載裝置 - Google Patents

Description

用於雙面洗滌薄型晶圓之晶圓承載裝置

本創作係關於一種薄型晶圓承載裝置，更特別的是關於一種可雙面洗滌薄型晶圓之薄型晶圓承載裝置。

隨著科技的進步，電子產品的微小化為必須的發展趨勢，因此封裝完成的IC電子元件必須達到體積最小化及密度高之要求。在縮小封裝厚度的方法上，IC電子元件在線寬及厚度已到了縮小的極限，為了更進一步實現封裝尺寸的縮小，就有必要減少晶圓的厚度。

半導體晶圓薄化的製程包括：(1)利用兩面具有黏著層的黏著膠帶或黏著劑來貼附用來保護半導體晶圓的支持板，使其包覆半導體晶圓佈置有積體電路的一表面(正面)；(2)將該半導體晶圓翻轉，利用研磨機來研削該半導體晶圓的背面以進行晶圓薄型化；(3)對經薄型化的半導體晶圓的背面進行微粒清洗或蝕刻；(4)剝離包覆該經薄型化的半導體晶圓正面的支持板；(5)對該經薄型化的半導體晶圓的正面進行殘膠清洗；(6)將該經薄型化的半導體晶圓的背面固定在一晶圓框架(tape frame)上；(7)切割該經薄型化的半導體晶圓以獲得晶粒。

上述步驟(3)及步驟(5)中，係對該經薄型化的半導體晶圓進行清洗，然而由於薄型晶圓的厚度很薄，因此在清洗的過程中很容易造成晶圓的破裂。

美國專利號US5513668及US4903717係公開一種利用伯努力原理將薄壁盤狀物固定的卡盤，其利用伯努力原理在卡盤和薄壁盤狀物之間形成一 氣墊，藉由氣墊來保持薄壁盤狀物，並透過分佈於薄壁盤狀物圓周的夾持元件來徑向定位薄壁盤狀物。台灣新型專利號M520725係揭示一種晶圓承載裝置，其係利用包括複數個多孔性薄膜的出氣盤來提供一氣體於一晶圓上，以使該晶圓漂浮於承載裝置上。然上述專利之晶圓/薄壁盤狀物承載設置方式皆只能對晶圓/薄壁盤狀物進行單面洗滌，且其定位晶圓/薄壁盤狀物之限位件皆會與晶圓接觸，如此將會影響晶圓/薄壁盤狀物之清洗品質。

本創作之一目的在於對一薄型晶圓進行雙面洗滌，並且於洗滌的過程中該薄型晶圓之外緣不與定位晶圓之構件接觸且該薄型晶圓係漂浮於一晶圓承載裝置上，從而提升該薄型晶圓之清洗品質。

為達上述目的及其他目的，本創作提出一種薄型晶圓承載裝置，用於承載及雙面洗滌一薄型晶圓，該薄型晶圓承載裝置包含：一基座，其包括一上半部及一下半部；一承載盤，其設置於該上半部之頂面，該承載盤包括：一底盤，其包括複數個通孔；以及一陶瓷薄膜，其設置於該底盤之上，該陶瓷薄膜具有複數個微孔；複數個限位件，其環設於該上半部之頂面；一旋轉驅動機構，其耦接該基座，以旋轉驅動該承載盤；一晶圓背側流體供給部，其將一第一流體噴灑於該薄型晶圓之背面；以及一晶圓表面側流體供給部，其設於該基座中，該晶圓表面側流體供給部包括一第一供給部，其透過該等通孔及該等微孔將一第二流體噴灑於該薄型晶圓之正面，以使該薄型晶圓漂浮於該陶瓷薄膜上方之一特定位置；其中，該薄型晶圓於該特定位置漂浮時，該等限位件與該薄型晶圓外緣保持一間隙。

於本創作之一實施例中，其中該晶圓表面側流體供給部還包括一第二供給部，其透過該等通孔及該等微孔將一第三流體噴灑於該薄型晶圓之正面，以使該薄型晶圓漂浮於該陶瓷薄膜上方之該特定位置。

於本創作之一實施例中，其中該特定位置為該陶瓷薄膜上方3毫米至5毫米。

於本創作之一實施例中，其中該間隙係50毫米至100毫米。

於本創作之一實施例中，其中該第一流體係氣體或液體。

於本創作之一實施例中，其中該第二流體係液體。

於本創作之一實施例中，其中該第三流體係氣體。

於本創作之一實施例中，其中該陶瓷薄膜之厚度係3毫米至10毫米。

於本創作之一實施例中，其中該第一供給部之位置係對應至該陶瓷薄膜之中央部。

於本創作之一實施例中，其中該第二供給部之位置係對應至該陶瓷薄膜之外環部。

於本創作之一實施例中，其中用於流通該第二流體之陶瓷薄膜微孔的孔徑係500微米至900微米。

於本創作之一實施例中，其中用於流通該第三流體之陶瓷薄膜微孔的孔徑係50微米至70微米。

藉此，本創作之薄型晶圓承載裝置係利用一晶圓背側流體供給部及一晶圓表面側流體供給部來提供一流體以雙面清洗並乾燥一薄型晶圓，且該晶圓表面側流體供給部提供之該流體係通過一陶瓷薄膜之微孔而均勻噴灑於該 薄型晶圓上，以達到同時進行清洗/乾燥及漂浮該薄型晶圓及防止該薄型晶圓破裂之目的。

10‧‧‧基座

11‧‧‧上半部

111‧‧‧凹槽

112‧‧‧外周

12‧‧‧下半部

20‧‧‧承載盤

21‧‧‧底盤

22‧‧‧陶瓷薄膜

30‧‧‧限位件

40‧‧‧旋轉驅動機構

50‧‧‧晶圓背側流體供給部

60‧‧‧晶圓表面側流體供給部

61‧‧‧第一供給部

62‧‧‧第二供給部

d1‧‧‧間隙

d2‧‧‧特定位置

W‧‧‧薄型晶圓

W1‧‧‧正面

W2‧‧‧背面

〔圖1〕係為本創作一實施例之薄型晶圓承載裝置的立體圖。

〔圖2〕係為圖1之承載盤的分解圖。

〔圖3A、圖3B〕係為本創作一實施例之薄型晶圓承載裝置之第一供給部及第二供給部的排列示意(下視)圖。

〔圖4〕係為本創作一實施例之薄型晶圓承載裝置之實施型態示意圖。

為充分瞭解本創作之目的、特徵及功效，茲藉由下述具體之實施例，並配合所附之圖式，對本創作做一詳細說明，說明如後：請參考圖1至圖4。圖1係圖示根據本創作一實施例之薄型晶圓承載裝置的立體圖。圖2係圖示圖1之承載盤的分解圖。圖3A及圖3B係圖示根據本創作一實施例之薄型晶圓承載裝置之第一供給部及第二供給部的排列(下視)示意圖。圖4係圖示根據本創作一實施例之薄型晶圓承載裝置之實施型態示意圖。

本創作之薄型晶圓承載裝置用於承載及雙面清洗一薄型晶圓W，更明確地說，該薄型晶圓承載裝置可用於承載及雙面清洗厚度小於300微米之薄型晶圓，較佳地為厚度小於100微米之薄型晶圓。該薄型晶圓承載裝置包含一基座10、一承載盤20、複數個限位件30、一旋轉驅動機構40、一晶圓背側流體供給 部50及一晶圓表面側流體供給部60。該薄型晶圓W具有一正面W1及一背面W2，於此實施例中，當進行該薄型晶圓W之清洗時，該正面W1係朝向該承載盤20的方向放置。

該基座10包括一上半部11及一下半部12，該上半部11相對於該下半部12係可旋轉。該上半部11之中央區域具有一凹槽111，該承載盤20係設置於該凹槽111中。該承載盤20包括一底盤21及一陶瓷薄膜22。該底盤21包括複數個通孔，該陶瓷薄膜22係設置於該底盤21上。該承載盤20還包括一鎖固件(圖未示)，以將該底盤21及該陶瓷薄膜22鎖固於該上半部11上。該陶瓷薄膜22具有複數個微孔，該陶瓷薄膜22之厚度為3至10毫米，較佳的是，該陶瓷薄膜22之厚度為5毫米。該等限位件30係固設於該上半部11之外周112上。

該旋轉驅動機構40係耦接該基座10，以旋轉驅動該基座10之上半部11，進而帶動旋轉該承載盤20。該晶圓背側流體供給部50係設置於該基座10之上方，以將一第一流體噴灑於該薄型晶圓W之背面W2。該第一流體可為氣體或液體，例如化學藥劑、氮氣或去離子水...等。該晶圓表面側流體供給部60係設於該基座10中，以將一流體(氣體或液體)噴灑於該薄型晶圓W之正面W1。

更具體地說，該晶圓表面側流體供給部60包括一第一供給部61，其提供一第二流體，該第二流體係通過該底盤21之通孔及該陶瓷薄膜22之微孔而均勻噴灑於該薄型晶圓W之正面W1，以使該薄型晶圓W漂浮於該陶瓷薄膜22上方之一特定位置，如此，可避免該薄型晶圓W之正面W1接觸該承載盤20而損傷該薄型晶圓W，同時，由於該第二流體係通過該陶瓷薄膜22的微孔而均勻噴灑於該薄型晶圓W之表面，故可防止該薄型晶圓W會因為受力不均而造成破裂。其中，該第二流體可為去離子水，但不限於此。再者，由於當利用該第一流體清洗 該薄型晶圓W之背面W2時，可能會有些許之第一流體流至該薄型晶圓W之正面W1，因此本創作之薄型晶圓承載裝置係於使用該第一流體清洗該薄型晶圓W之背面W2時，亦同時使用該第二流體(去離子水)清洗該薄型晶圓W之正面W1，如此可達到雙面清洗該薄型晶圓W之功效。因此，該第二流體除了具有能使該薄型晶圓W漂浮於該陶瓷薄膜22上方之一特定位置之功效外，亦可以同時清洗該薄型晶圓W之正面W1。

該晶圓表面側流體供給部60還可包括一第二供給部62，其提供一第三流體，該第三流體係通過該底盤21之通孔及該陶瓷薄膜22之微孔而均勻噴灑於該薄型晶圓W之正面W1，以使該薄型晶圓W漂浮於該陶瓷薄膜22上方之一特定位置，如此，可避免該薄型晶圓W之正面W1接觸該承載盤20而損傷該薄型晶圓W，同時，由於該第三流體係通過該陶瓷薄膜22的微孔而均勻噴灑於該薄型晶圓W之表面，故可防止該薄型晶圓W會因為受力不均而造成破裂。其中，該第三流體可為氣體，例如氮氣，但不限於此，如此該第三流體除了能使該薄型晶圓W漂浮於該陶瓷薄膜22上方之一特定位置，亦能夠吹乾清洗完之該薄型晶圓W的正面W1。

該特定位置係為該陶瓷薄膜22上方3毫米至5毫米。

該第一供給部61之位置係對應至該陶瓷薄膜22之中央部，該第二供給部62之位置係對應至該陶瓷薄膜22之外環部。針對該陶瓷薄膜22之外環部，更具體的說，如圖3A所示，該第二供給部62之位置可對應至該陶瓷薄膜22之中央部以外之區域，且可環繞該第一供給部61，或者，如圖3B所示，該第二供給部62之位置係對應至該陶瓷薄膜22之中央部以外之區域，且可為對稱地佈置，然而需說明的是，該第二供給部62之佈置係只要能平均噴灑該第三流體於該薄型晶 圓W上而使該薄型晶圓W能漂浮於該陶瓷薄膜22上方之一特定位置即可，例如，還可為三瓣式的佈置。

更進一步地說，用於流通該第二流體之陶瓷薄膜微孔的孔徑係500微米至900微米，較佳的孔徑為600至800微米。

更進一步地說，其中用於流通該第三流體之陶瓷薄膜微孔的孔徑係50微米至70微米，較佳的孔徑為60微米。

請參考圖1及圖4，當需要對該薄型晶圓W進行清洗或蝕刻時，首先該基座10內之晶圓表面側流體供給部60的第二供給部62提供足夠使該薄型晶圓W能漂浮於該陶瓷薄膜22上方之特定位置之第三流體，例如，氮氣，該第三流體經由該底盤21之該等通孔及該陶瓷薄膜22之該等微孔而均勻噴灑於該薄型晶圓W之正面W1。較佳而言，本創作之薄型晶圓承載裝置能承載之薄型晶圓W的厚度為35微米至180微米，並能控制該薄型晶圓W漂浮於該陶瓷薄膜22上方3毫米至5毫米(特定位置d2)。要說明的是，此時該薄型晶圓W僅漂浮於該陶瓷薄膜22上方但未旋轉。

該陶瓷薄膜22能將該第二供給部62提供的第三流體均勻的噴灑於該薄型晶圓W，使得該薄型晶圓W於特定位置漂浮時不會有破裂的情況發生。並且，該薄型晶圓W於特定位置d2漂浮時，該薄型晶圓W之外緣與該等限位件30保持一間隙d1，該間隙d1較佳為50毫米至100毫米。

該薄型晶圓W漂浮於特定位置d2後，該旋轉驅動機構40驅動該承載盤22旋轉，其轉速可為20rpm~30rpm，如此將帶動第三流體的旋轉，進而帶動漂浮於特定位置d2之該薄型晶圓W旋轉，更明確地說，該薄型晶圓W旋轉時並不與該等限位件30接觸。

接著，該基座10內之晶圓表面側流體供給部60的第一供給部61提供同樣足夠使該薄型晶圓W能漂浮於該特定位置d2之第二流體，例如，去離子水，該第二流體經由該底盤21之該等通孔及該陶瓷薄膜22之該等微孔而均勻噴灑於該薄型晶圓W之正面W1，於此時，該第二流體不僅能使該薄型晶圓W漂浮於該特定位置d2，且能清洗該薄型晶圓W之正面W1；同時，該晶圓背側流體供給部50將第一流體，例如，化學藥劑或去離子水，噴灑於該薄型晶圓W之背面W2。更明確地說，本創作之薄型晶圓承載裝置係藉由噴灑於其正面W1之第二流體及噴灑於其背面W2之第一流體而使該薄型晶圓W於旋轉時不會於徑向偏移，因此該薄型晶圓W不會接觸該等限位件30，從而達到雙面清洗該薄型晶圓W之目的，且能提升清洗之品質。要說明的是，於此旋轉清洗的階段，該第二供給部62並不提供該第三流體噴灑於該薄型晶圓W之正面W1。

最後，當結束對該薄型晶圓W的清洗或蝕刻時，該晶圓背側流體供給部50停止對該薄型晶圓之背面W2噴灑第一流體(化學藥劑或去離子水)；接著，該晶圓表面側流體供給部60的第一供給部61停止對該薄型晶圓之正面W1噴灑第二流體(去離子水)；接著，該晶圓背側流體供給部50對該薄型晶圓之背面W2噴灑第一流體(氮氣)，該晶圓表面側流體供給部60的第二供給部62對該薄型晶圓之正面W1均勻噴灑第三流體(氮氣)，以乾燥該薄型晶圓W之正面W1及背面W2；接著，該晶圓背側流體供給部50停止對該薄型晶圓之背面W2噴灑第一流體(氮氣)，該晶圓表面側流體供給部60的第二供給部62停止對該薄型晶圓W之正面W1噴灑第三流體(氮氣)；然後，該薄型晶圓W將會緩慢地平放在該承載盤22上。

綜上所述，本創作之薄型晶圓承載裝置使用之陶瓷薄膜22能提供均勻的流體(氣壓)給薄型晶圓W，使得該薄型晶圓W漂浮於特定位置d2時及使得 該薄型晶圓W清洗時不會有破裂的情況發生。再者，本創作之薄型晶圓承載裝置藉由該晶圓背側流體供給部50及該晶圓表面側流體供給部60同時對該薄型晶圓W之背面W2及正面W1提供清洗或乾燥之流體，以達到雙面清洗該薄型晶圓W之目的。並且，本創作之薄型晶圓承載裝置於旋轉該薄型晶圓W時，該薄型晶圓W之外緣並不與該等限位件30接觸，因此不會有清洗之死角，進而可提高該薄型晶圓W之清洗品質。

本創作在上文中已以較佳實施例揭露，然熟習本項技術者應理解的是，該實施例僅用於描繪本創作，而不應解讀為限制本創作之範圍。應注意的是，舉凡與該實施例等效之變化與置換，均應設為涵蓋於本創作之範疇內。因此，本創作之保護範圍當以申請專利範圍所界定者為準。

10‧‧‧基座

11‧‧‧上半部

12‧‧‧下半部

30‧‧‧限位件

40‧‧‧旋轉驅動機構

50‧‧‧晶圓背側流體供給部

d1‧‧‧間隙

d2‧‧‧特定位置

W‧‧‧薄型晶圓

W1‧‧‧正面

W2‧‧‧背面

Claims (12)

1. 一種薄型晶圓承載裝置，用於承載及雙面洗滌一薄型晶圓，該薄型晶圓承載裝置包含：一基座，其包括一上半部及一下半部；一承載盤，其設置於該上半部之頂面，該承載盤包括：一底盤，其包括複數個通孔；以及一陶瓷薄膜，其設置於該底盤之上，該陶瓷薄膜具有複數個微孔；複數個限位件，其環設於該上半部之頂面；一旋轉驅動機構，其耦接該基座，以旋轉驅動該承載盤；一晶圓背側流體供給部，其將一第一流體噴灑於該薄型晶圓之背面；以及一晶圓表面側流體供給部，其設於該基座中，該晶圓表面側流體供給部包括一第一供給部，其透過該等通孔及該等微孔將一第二流體噴灑於該薄型晶圓之正面，以使該薄型晶圓漂浮於該陶瓷薄膜上方之一特定位置；其中，該薄型晶圓於該特定位置漂浮時，該等限位件與該薄型晶圓外緣保持一間隙。
2. 如請求項1所述之薄型晶圓承載裝置，其中該晶圓表面側流體供給部還包括一第二供給部，其透過該等通孔及該等微孔將一第三流體噴灑於該薄型晶圓之正面，以使該薄型晶圓漂浮於該陶瓷薄膜上方之該特定位置。
3. 如請求項1或2所述之薄型晶圓承載裝置，其中該特定位置為該陶瓷薄膜上方3毫米至5毫米。
4. 如請求項1所述之薄型晶圓承載裝置，其中該間隙係50毫米至100毫米。
5. 如請求項1所述之薄型晶圓承載裝置，其中該第一流體係氣體或液體。
6. 如請求項1所述之薄型晶圓承載裝置，其中該第二流體係液體。
7. 如請求項2所述之薄型晶圓承載裝置，其中該第三流體係氣體。
8. 如請求項1所述之薄型晶圓承載裝置，其中該陶瓷薄膜之厚度係3毫米至10毫米。
9. 如請求項1所述之薄型晶圓承載裝置，其中該第一供給部之位置係對應至該陶瓷薄膜之中央部。
10. 如請求項2所述之薄型晶圓承載裝置，其中該第二供給部之位置係對應至該陶瓷薄膜之外環部。
11. 如請求項1所述之薄型晶圓承載裝置，其中用於流通該第二流體之陶瓷薄膜微孔的孔徑係500微米至900微米。
12. 如請求項2所述之薄型晶圓承載裝置，其中用於流通該第三流體之陶瓷薄膜微孔的孔徑係50微米至70微米。