多尺寸晶片吸盘及晶片吸附方法与流程

本发明涉及晶片吸盘，具体涉及一种多尺寸晶片吸盘及晶片吸附方法。

背景技术：

1、在半导体晶圆加工的过程中需要将晶圆背面固定在半导体加工设备上，背面吸附是一种常用的晶圆固定方式。针对不同尺寸的晶圆，往往需要匹配相应尺寸的吸盘进行固定。当半导体加工设备内需要同时兼容两种及以上尺寸规格的晶圆时，由于晶圆的尺寸规格差异，对晶圆背面吸附固定时，晶圆接触吸盘的区域也各不相同。如果按照设备能容纳的最大晶圆尺寸规格设计背面吸附一体式吸盘，当放入小尺寸规格的晶圆进行固定时，吸盘外环空间的负压管路和吸嘴空载工作，势必会造成能源的浪费。如果按照设备能容纳的较小晶圆尺寸规格设计背面吸附一体式吸盘，当放入大尺寸规格的晶圆进行固定时，大尺寸规格的晶圆外环无法吸附，则可能出现边缘翘曲，影响晶圆加工工艺；甚至在晶圆检测工艺时，晶圆边缘翘曲会导致检测工作无法正常运行。

技术实现思路

1、本发明所要解决的技术问题是：如何对不同尺寸的晶片进行吸附固定，避免能源浪费，并避免大尺寸晶片的边缘翘曲。

2、本发明解决上述技术问题的技术方案如下：

3、本发明提供了一种多尺寸晶片吸盘，包括吸盘本体，所述吸盘本体的正面设有第一吸附区域、第一吸附孔、第一吸附通道、至少一个第二吸附区域、至少一组第二吸附孔和至少一组第二吸附通道；所述第一吸附区域位于吸盘本体的中部，所述第一吸附通道的一端连通第一吸附孔，另一端连通第一吸附区域；每个所述第二吸附区域均为环形并围绕第一吸附区域布置，每一组第二吸附通道的一端连通对应一组第二吸附孔，另一端连通对应一个第二吸附区域。

4、本发明的有益效果是：

5、采用本发明，通过相互独立布置的第一吸附区域和第二吸附区域，能够兼容不同尺寸的晶片进行吸附固定，避免了小尺寸晶片加工时的能源浪费，且避免了大尺寸晶片加工时的边缘翘曲现象；具体的，当吸附最小尺寸的晶片时，仅第一吸附区域工作，避免了吸盘本体外环的能源浪费；当吸附较大尺寸的晶片时，第一吸附区域的负压吸附固定晶片的中部，第二吸附区域的负压吸附固定晶片的外环，实现了晶片的可靠吸附固定，避免出现边缘翘曲，便于后续加工和检测。

6、在上述技术方案的基础上，本发明还可以做如下改进。

7、进一步的，所述第一吸附区域内设有多条第一吸附槽，第一吸附槽均与第一吸附通道连通；所述第二吸附区域内设有多条第二吸附槽，第二吸附槽均与第二吸附通道连通。

8、通过多条第一吸附槽，使第一吸附孔的负压布满第一吸附区域；通过多条第二吸附槽，使第二吸附孔的负压布满第二吸附区域；保证了每个吸附区域工作时吸附力均匀，晶片吸附后稳定性好。

9、进一步的，所述第一吸附槽呈围绕第一吸附孔的同心环分布；所述第二吸附槽呈围绕第二吸附孔的同心环分布。

10、当晶片未覆盖部分吸附槽时，吸附通道露出的部位距离吸附孔较大，故吸附通道露出的部位负压值小于晶片覆盖的最外侧一条吸附槽端部的负压值，晶片放置后，晶片覆盖的每一条第一吸附槽、第二吸附槽不存在漏气现象，吸附可靠性好。此外，每条第一吸附槽各部位的吸附力均匀，每条第二吸附槽的吸附力均匀，晶片各部位应力均匀，避免了变形和翘曲现象，便于加工。

11、进一步的，所述第一吸附孔位于第一吸附区域的中部，第一吸附通道延伸至第一吸附区域的边缘。

12、便于将负压依次传递至同心环上的每一条第一吸附槽，减小负压传递至第一吸附区域边缘的路径，压力损失小，使第一吸附区域的负压均匀，便于可靠吸附固定晶片。

13、进一步的，所述第一吸附通道设有多条，多条第一吸附通道围绕第一吸附孔分布。

14、便于从各个方向将负压传递至第一吸附区域，使第一吸附区域的负压均匀，保障各部位均具有较大的吸附力。

15、进一步的，所述第一吸附通道沿第一吸附槽的径向延伸，第一吸附槽呈同心圆分布。

16、第一吸附区域呈圆形，便于吸附固定晶圆；同时，减小了负压传递至第一吸附区域边缘的路径，压力损失小。

17、进一步的，每一组第二吸附孔设有多个并围绕第一吸附孔布置，每一组第二吸附通道的条数与对应一组第二吸附孔的个数相同，每一条第二吸附通道的一端与对应一个第二吸附孔连通，另一端延伸至第二吸附区域的边缘。

18、通过多个第二吸附孔同时工作，使得负压传递至第二吸附区域周向各部位的路径接近，从而第二吸附区域的吸附力均匀，对晶片的吸附可靠性好；同时，第二吸附通道将负压依次传递至同心环上的每一条第二吸附槽，减小了负压传递路径，压力损失小。

19、进一步的，所述第二吸附通道沿第二吸附槽的径向延伸；第二吸附槽呈同心圆分布。

20、第二吸附区域呈圆形，便于吸附固定晶圆；同时，减小了负压传递至第二吸附区域边缘的路径，压力损失小。

21、进一步的，所述第一吸附区域与第二吸附区域之间设有环形的间隔区域，间隔区域上沿环形分布有多个吸盘固定孔。

22、通过螺钉穿过吸盘固定孔，能够将吸盘本体固定在半导体加工设备上，安装方便。

23、进一步的，所述吸盘本体的正面还设有晶片传取槽，晶片传取槽的一端延伸至第一吸附区域内，另一端延伸至吸盘本体的边缘；晶片传取槽设有两条并相互平行，两个晶片传取槽位于第一吸附孔的两侧。

24、便于沿晶片传取槽的方向滑动晶片进行吸附或取出，且晶片夹具可伸入晶片传取槽内工作，操作方便；通过两条晶片传取槽，使得对晶片的吸附力对称，并可同时夹持芯片的两个对称位置进行取放，夹持力小，避免了晶片损伤。

25、本发明还提供了一种多尺寸晶片吸附方法，采用上述多尺寸晶片吸盘实现，包括以下步骤：

26、步骤一、从吸盘本体的背面，在第一吸附孔上连接第一负压管路，在一组第二吸附孔上对应连接一组第二负压管路；

27、步骤二、将晶片放置于吸盘本体的正面中部；

28、步骤三、若晶片未覆盖至第二吸附区域，则仅开启第一负压管路，仅第一吸附区域工作；

29、若当晶片覆盖至第二吸附区域，则开启第一负压管路，第一吸附区域工作；并开启对应的第二吸附孔的第二负压管路，使晶片所覆盖的第二吸附区域工作。

30、根据晶片所覆盖的面积开启对应的负压管路，能够兼容不同尺寸的晶片进行吸附固定，避免了小尺寸晶片加工时的能源浪费，且避免了大尺寸晶片加工时的边缘翘曲现象。

技术特征：

1.一种多尺寸晶片吸盘，其特征在于：包括吸盘本体(1)，所述吸盘本体(1)的正面设有第一吸附区域(2)、第一吸附孔(4)、第一吸附通道(5)、至少一个第二吸附区域(3)、至少一组第二吸附孔(6)和至少一组第二吸附通道(7)；所述第一吸附区域(2)位于吸盘本体(1)的中部，所述第一吸附通道(5)的一端连通第一吸附孔(4)，另一端连通第一吸附区域(2)；每个所述第二吸附区域(3)均为环形并围绕第一吸附区域(2)布置，每一组第二吸附通道(7)的一端连通对应一组第二吸附孔(6)，另一端连通对应一个第二吸附区域(3)。

2.根据权利要求1所述的多尺寸晶片吸盘，其特征在于：所述第一吸附区域(2)内设有多条第一吸附槽(8)，第一吸附槽(8)均与第一吸附通道(5)连通；所述第二吸附区域(3)内设有多条第二吸附槽(9)，第二吸附槽(9)均与第二吸附通道(7)连通。

3.根据权利要求2所述的多尺寸晶片吸盘，其特征在于：所述第一吸附槽(8)呈围绕第一吸附孔(4)的同心环分布；所述第二吸附槽(9)呈围绕第二吸附孔(6)的同心环分布。

4.根据权利要求3所述的多尺寸晶片吸盘，其特征在于：所述第一吸附孔(4)位于第一吸附区域(2)的中部，第一吸附通道(5)延伸至第一吸附区域(2)的边缘。

5.根据权利要求4所述的多尺寸晶片吸盘，其特征在于：所述第一吸附通道(5)设有多条，多条第一吸附通道(5)围绕第一吸附孔(4)分布；所述第一吸附通道(5)沿第一吸附槽(8)的径向延伸，第一吸附槽(8)呈同心圆分布。

6.根据权利要求3所述的多尺寸晶片吸盘，其特征在于：每一组第二吸附孔(6)设有多个并围绕第一吸附孔(4)布置，每一组第二吸附通道(7)的条数与对应一组第二吸附孔(6)的个数相同，每一条第二吸附通道(7)的一端与对应一个第二吸附孔(6)连通，另一端延伸至第二吸附区域(3)的边缘。

7.根据权利要求6所述的多尺寸晶片吸盘，其特征在于：所述第二吸附通道(7)沿第二吸附槽(9)的径向延伸；第二吸附槽(9)呈同心圆分布。

8.根据权利要求1所述的多尺寸晶片吸盘，其特征在于：所述第一吸附区域(2)与第二吸附区域(3)之间设有环形的间隔区域(10)，间隔区域(10)上沿环形分布有多个吸盘固定孔(11)。

9.根据权利要求1所述的多尺寸晶片吸盘，其特征在于：所述吸盘本体(1)的正面还设有晶片传取槽(12)，晶片传取槽(12)的一端延伸至第一吸附区域(2)内，另一端延伸至吸盘本体(1)的边缘；晶片传取槽(12)设有两条并相互平行，两个晶片传取槽(12)位于第一吸附孔(4)的两侧。

10.一种多尺寸晶片吸附方法，采用权利要求1-9任一项所述的多尺寸晶片吸盘实现，包括以下步骤：

技术总结本发明提供了一种多尺寸晶片吸盘及晶片吸附方法，多尺寸晶片吸盘包括吸盘本体，吸盘本体的正面设有第一吸附区域、第一吸附孔、第一吸附通道、至少一个第二吸附区域、至少一组第二吸附孔和至少一组第二吸附通道；第一吸附区域位于吸盘本体的中部，第一吸附通道的一端连通第一吸附孔，另一端连通第一吸附区域；每个第二吸附区域均为环形并围绕第一吸附区域布置，每一组第二吸附通道的一端连通对应一组第二吸附孔，另一端连通对应一个第二吸附区域。采用本发明，能够兼容不同尺寸的晶片进行吸附固定，避免了小尺寸晶片加工时的能源浪费，且避免了大尺寸晶片加工时的边缘翘曲现象。技术研发人员：李伟,陈雪锋,商守海,牛怡川,张月涛,曹清朋,李旭阳,杨阳受保护的技术使用者：北京兆维智能装备有限公司技术研发日：技术公布日：2024/7/25