一种晶圆翘曲调整治具制造技术

本实用新型专利技术涉及半导体领域，具体公开了一种晶圆翘曲调整治具，包括底盘以及与底盘相匹配的压盖，底盘上设有放置晶圆的腔体，压盖的下表面上设有可嵌入腔体并用于对晶圆边缘处进行施压的下压结构，腔体的底面设置有朝向靠近压盖一侧外凸的支撑结构。本方案由于支撑结构向靠近压盖一侧外凸，让晶圆的边缘处在下压结构对下压作用下产生轻微的反向翘曲，待晶圆取出冷却后，该晶圆边缘处的轻微反向翘曲能够降低晶圆边缘处向上翘曲的回弹率，使得降温后的晶圆保持平整或轻微反向翘曲，实现对晶圆的整平。整平。整平。

【技术实现步骤摘要】
一种晶圆翘曲调整治具


[0001]本技术涉及半导体
，尤其涉及一种晶圆翘曲调整治具。

技术介绍

[0002]扇出型晶圆级封装(Fan
‑
Out Wafer Level Packaging,FOWLP)是一种先进的封装技术，其中的一种制备方法中采用锡基合金焊球代替传统的扇入式封装结构，可以在单芯片的封装中实现更高的集成度，拥有更好的电气特性，并且能够降低封装成本，提高计算速度，减少功耗。但是，晶圆级扇出结构中所用的各种封装材料由于CTE(Coefficient of Thermal Expansion,热膨胀系数)的不匹配而造成封装晶圆的热应力，从而导致封装晶圆发生翘曲。
[0003]晶圆发生翘曲所导致的晶圆表面不平整对现有的封装工艺设备是一个重大挑战，比如，在对晶圆实施旋涂光刻胶工艺时，需要使用真空吸附将晶圆进行固定后再实施离心旋涂光刻胶工艺，若晶圆存在翘曲，则难以被完全吸附固定住，即便采用较大的真空吸附力将封装晶圆固定住，但也会由于翘曲导致的吸附应力而在封装晶圆中产生微裂纹；此外，在针对光刻胶进行烘烤时，由于表面翘曲导致封装晶圆不能与加热板充分接触而造成部分晶圆位置存在光刻胶烘烤过度或烘烤不足的问题，因此需要对产生翘曲的晶圆进行整平处理。
[0004]在采用常规的整平装置对晶圆进行整平时，需先将晶圆放置在底面呈水平面状的整平凹槽内，然后对整平凹槽内的晶圆进行压片加工，使得晶圆在压力的作用下产生形变，整平后的晶圆呈平面状；但是在此过中，由于整平凹槽的底面呈水平面状，当晶圆被按压整平取出后，晶圆的边缘处在原有翘曲量的作用下容易出现回弹的情况，导致晶圆整平不充分；同时由于晶圆位于整平凹槽内，待整平完成后的晶圆位于整平凹槽内，由于整平凹槽呈具有深度的凹槽状，且晶圆的厚度较薄，难以直接拿持晶圆的边缘处，将其从整平凹槽内取出。

技术实现思路

[0005]针对现有技术中所存在的不足，本技术提供了一种晶圆翘曲调整治具，以解决当晶圆采用底面呈水平状的整平凹槽进行整平加工时，其边缘处容易出现回弹进而导致晶圆整平不充分的问题。
[0006]为了达到上述目的，本技术的基础方案如下：一种晶圆翘曲调整治具，包括底盘，底盘上设有用于放置晶圆的腔体，治具还包括与底盘相配合的压盖，压盖上设有可嵌入腔体并用于对晶圆边缘处进行施压的下压结构，腔体的底面设有朝向靠近压盖一侧外凸的支撑结构。
[0007]本技术的技术原理为：在采用晶圆翘曲调整治具对晶圆进行整平加工时，先将待整平的晶圆放置到腔体内，然后压盖下移，使得压盖带动下压结构同步下移，且下压结构压紧晶圆的边缘处，能从晶圆的边缘处进行均匀地展平，且下压结构将晶圆的边缘处继
续向下按压，使得晶圆的边缘处贴合在支撑结构产生轻微的反向翘曲；然后再对晶圆进行加热，晶圆会产生轻微形变，使加热过程中的晶圆保持轻微反向翘曲状态，待晶圆冷却定型后，再取出腔体中的晶圆，即可完成对晶圆的整平加工。
[0008]在以上过程中，下压结构能对晶圆的边缘处进行稳定且均匀地限位，使晶圆的边缘处均匀受力，便于对晶圆进行均匀地整平；同时，由于支撑结构向靠近压盖一侧外凸，让晶圆的边缘处在下压结构的下压作用下产生轻微的反向翘曲，待晶圆取出冷却后，该晶圆边缘处的轻微反向翘曲能够降低晶圆边缘处向上翘曲的回弹力，使得降温后的晶圆保持平整状态或轻微反向翘曲状态，实现对晶圆的整平。
[0009]进一步，下压结构包括固定安装在压盖的下表面上的压环或排列成圆环状的若干压杆；
[0010]支撑结构包括固定安装在腔体的底面上的一体式成型的支撑块或若干支撑柱，支撑块或若干支撑柱靠近压盖一端的端面平滑过渡并且呈外凸的球面状。
[0011]通过上述设置，压环或者若干压杆均能作为下压结构与晶圆的边缘处相抵，且压环或者若干压杆能对晶圆的边缘处进行均匀的下压，使得晶圆的边缘处受力均匀，被快速且均匀的整平；同时，当下压结构与支撑块或若干支撑柱相抵时，支撑块或若干支撑柱所形成的外凸的球面能对晶圆的轻微反向翘曲提供支撑，让晶圆边缘处的轻微反向翘曲更加均匀。
[0012]进一步，底盘的竖直侧壁上设有若干与腔体连通的取放槽，取放槽的上端处与底盘的上表面共面。
[0013]通过上述设置，在从腔体处取放晶圆时，夹持晶圆的边缘处，使晶圆与腔体的上端相对应，然后从取放槽处将晶圆放置到腔体内，使放置后的晶圆与腔体保持同轴状态；在完成整平处理后，通过取放槽夹持整平后的晶圆。
[0014]进一步，还包括连接底盘与压盖的第一连接单元，所述第一连接单元用于提供驱动所述压盖向底盘移动进而施压于晶圆边缘的压力。
[0015]通过上述设置，第一连接单元能针对性的对晶圆的边缘处施加压力，使得晶圆的边缘处被稳定限位，也便于晶圆贴合支撑结构进而进行整平加工。
[0016]进一步，第一连接单元包括螺栓和第一压缩弹簧，底盘上设有若干第一螺纹孔，压盖上设有供螺栓可自由地竖直穿过的通孔，螺栓的一端竖直穿过压盖并且与底盘的第一螺纹孔螺纹连接，螺栓包括螺栓头部和螺栓杆部，第一压缩弹簧位于螺栓头部与压盖之间。
[0017]通过上述设置，螺栓的下端旋入到第一螺纹孔内时，螺栓能够带动压盖向底盘移动，使得压盖带动压环压紧晶圆边缘处，螺栓通过控制压环在腔体内对晶圆的压紧情况来调整晶圆被压紧时呈水平状态或反向翘曲的程度；对压紧的晶圆进行加热处理，晶圆会产生轻微形变，晶圆会被整平或沿腔体的球面产生轻微的反向翘曲，此过程中第一压缩弹簧会被轻微释放，进而推动压盖和下压结构轻微下移，使得晶圆被整平或呈轻微的反向翘曲状态。
[0018]进一步，还包括连接底盘与压盖的第二连接单元，第二连接单元用于对压盖进行单向锁止以防止因晶圆翘曲的回弹而使得压盖回缩。
[0019]通过上述设置，晶圆在下压结构的均匀压力下产生轻微的形变，第一压缩弹簧和第二压缩弹簧的弹性形变会得到轻微的释放，此时通过第二连接单元对晶圆进行继续压
紧，使得晶圆沿支撑结构的球面处形成轻微反向翘曲，避免晶圆的边缘处再向上回缩。
[0020]进一步，第二连接单元包括：
[0021]螺柱，螺柱竖直穿过压盖上布设的供所述螺柱竖直穿过的安装孔，并且与在底盘上布设的第二螺纹孔螺纹连接，安装孔直径大于螺柱直径且在安装孔和螺柱之间形成间隙；
[0022]螺母，螺母位于压盖的上侧且与所述螺柱螺纹连接；
[0023]楔子，楔子的上端的厚度大于楔子下端的厚度，且所述楔子的下端插入在安装孔和螺柱之间形成的间隙中；
[0024]第二压缩弹簧，第二压缩弹簧设置在楔子的上端和螺母的下表面之间。
[0025]通过上述设置，晶圆在进行加热整平处理时，待晶圆边缘压至水平状态后，还可继续通过控制螺柱和螺母的位置来控制压环对晶圆边缘处的压紧力大小，此时螺母也向下旋拧，螺柱的下端向安装孔的间隙内移动，楔子稳定卡嵌至压盖的安装孔处，以适应不同翘曲度调整需求的晶圆，进而对晶圆进行高精度的整平加工；同时楔子和第二压本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种晶圆翘曲调整治具，包括底盘，底盘上设有用于放置晶圆的腔体，其特征在于，所述治具还包括与底盘相配合的压盖，所述压盖上设有可嵌入腔体并用于对晶圆边缘处进行施压的下压结构，所述腔体的底面设有朝向靠近压盖一侧外凸的支撑结构。2.如权利要求1所述的一种晶圆翘曲调整治具，其特征在于：所述下压结构包括固定安装在压盖的下表面上的压环或排列成圆环状的若干压杆；所述支撑结构包括固定安装在腔体的底面上一体式成型的支撑块或若干支撑柱，支撑块或若干支撑柱靠近压盖一端的端面平滑过渡并且呈外凸的球面状。3.如权利要求1或2所述的一种晶圆翘曲调整治具，其特征在于，所述底盘的竖直侧壁上设有若干与腔体连通的取放槽。4.如权利要求1所述的一种晶圆翘曲调整治具，其特征在于，还包括连接底盘与压盖的第一连接单元，所述第一连接单元用于提供驱动所述压盖向底盘移动进而施压于晶圆边缘的压力。5.如权利要求4所述的一种晶圆翘曲调整治具，其特征在于，所述第一连接单元包括螺栓和第一压缩弹簧，底盘上设有若干第一螺纹孔，压盖上设有供螺栓可自由竖直穿过的通孔，螺栓的一端竖直穿过压盖并且与底盘的第一螺纹孔螺纹连接；所述螺栓包括螺栓头部和螺栓杆部，所述第一压缩弹簧位于螺栓头部与压盖之间。6.如权利要求4或5所述的一种晶圆翘曲调整治具，其特征在于，还包括连接...

【专利技术属性】
技术研发人员：郝俊峰，郭良奎，
申请(专利权)人：长电集成电路绍兴有限公司，
类型：新型
国别省市：