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一种静电吸盘及晶圆测试方法


技术摘要:
本发明提供一种静电吸盘及晶圆测试方法,静电吸盘包括用于承载待吸附物的基板;设置在基板的上方的绝缘层,其通过静电力吸附待吸附物;设置在基板和/或绝缘层中的导电部,其与待吸附物的背面的至少部分区域接触。晶圆测试方法采用上述静电吸盘吸附晶圆,并通过导电部导  全部
背景技术:
在集成电路中,功率器件是一个重要的应用领域。功率器件制造过程中,晶圆的背 面工艺制程对器件电阻的降低及后续的封装都有重要影响。对于背面工艺制程的研磨工 艺,现有技术中主要有Taiko工艺和非Taiko的传统研磨工艺。采用Taiko工艺对晶圆进行研 磨时,将保留晶圆外围的边缘部分,只对晶圆内进行研磨薄型化。该工艺能够降低薄型晶圆 的搬运风险,并且能够减少传统研磨工艺造成的晶圆翘曲现象,提高晶圆的强度。 然而,由于Taiko工艺处理后的晶圆(简称Taiko晶圆)背面存在凹陷区,而传统研 磨工艺处理后的晶圆(简称传统晶圆)背面为平面式,这就导致测试传统晶圆的平面式真空 吸盘无法载放Taiko晶圆。 为了测试Taiko晶圆,目前常用的方法都是通过更改真空吸盘的样式来配合吸附 放置  Taiko晶圆,例如将真空吸盘设置为具有与Taiko晶圆背面的凹陷区对应的凸台。这种 更改真空吸盘的方式涉及到设备改造,势必会增加测试成本,并且改造后无法零成本还原, 因此无法兼容测试传统晶圆。由此导致晶圆测试机台的利用率降低,晶圆测试成本增加。
技术实现要素:
鉴于现有技术的上述缺陷和不足,本发明提供一种静电吸盘及晶圆测试方法,通 过该静电吸盘及晶圆测试方法,使Taiko晶圆能够在传统测试机台上进行测试,而不必对测 试机台做出任何更改,从而提高晶圆测试机台的利用率,降低晶圆测试成本。 根据本发明的第一方面,本发明提供了一种静电吸盘,包括: 基板,用于承载待吸附物; 绝缘层,设置在所述基板的上方,并且通过静电力吸附所述待吸附物; 导电部,设置在所述基板和/或所述绝缘层中,与所述待吸附物的背面的至少部分 区域接触。 可选地,所述待吸附物包括晶圆,所述晶圆的背面存在凹陷区,所述凹陷区的厚度 小于所述晶圆的外围边缘的厚度;所述静电吸盘吸附所述晶圆,并且所述静电吸盘的至少 部分区域填充所述凹陷区,将所述晶圆放置在测试机台上进行测试时,所述晶圆的背面通 过所述导电部与所述测试机台导通。 可选地,所述待吸附物包括晶圆,所述晶圆的背面呈现平面式,所述静电吸盘吸附 所述晶圆,并且将所述晶圆放置在测试机台上进行测试时,所述晶圆的背面通过所述导电 部与所述测试机台导通。 可选地,所述基板和所述绝缘层的直径相同,所述基板和所述绝缘层的直径介于 188  mm~315mm,所述绝缘层的厚度介于50μm~280μm,所述基板和所述绝缘层的厚度之和 6 CN 111613563 A 说 明 书 2/14 页 介于250μm~720μm。 可选地,所述基板包括绝缘材料或半导体材料;所述导电部包括设置在所述基板 和所述绝缘层中的至少一个导电孔以及填充在所述导电孔中的导电材料,所述导电部贯穿 所述基板和所述绝缘层。 可选地,所述基板包括导体材料;所述导电部包括设置在所述绝缘层中的至少一 个导电孔和填充在所述导电孔中的导电材料,所述导电孔贯穿所述绝缘层并且与所述基板 导通。 可选地,所述导电孔的中心距离所述静电吸盘的边缘5000μm~10000μm,并且所述 导电孔以同心圆的形式分布在所述静电吸盘中,所述导电孔的直径介于1450μm~1600 μm。 可选地,所述绝缘层的直径小于所述基板的直径,并且在所述基板的中间区域形 成突出部,所述突出部填充所述凹陷区;所述基板包括绝缘材料或半导体材料,所述导电部 包括设置在所述基板的边缘部分中的至少一个导电孔以及填充在所述导电孔中的导电材 料,所述导电部贯穿所述基板的边缘部分。 可选地,所述绝缘层的直径介于188mm~290mm,厚度介于700μm~720μm;所述基板 的直径介于198mm~302mm,厚度介于200μm~300μm。 可选地,所述基板包括多层结构,所述基板包括绝缘材料或半导体材料,所述基板 中的部分层结构形成与所述绝缘层连接的第一基部,所述基板中的其余层结构形成位于所 述第一基部下方的第二基部; 所述绝缘层和所述第一基部的直径相同且小于所述第二基部的直径,并且所述绝 缘层和所述第一基部在所述第二基部的中间区域形成突出部; 所述导电部包括设置在所述第二基部的边缘部分中的至少一个导电孔以及填充 在所述导电孔中的导电材料,所述导电部贯穿所述第二基部的边缘部分。 可选地,所述绝缘层和所述第一基部形成的突出部的直径介于188mm~290mm,厚 度介于700μm~720μm,其中,所述绝缘层的厚度介于200μm~280μm;所述第二基部的直径介 于198mm~302mm,厚度介于200μm~300μm。 可选地,所述基板包括多层结构,所述基板中的部分层结构形成与所述绝缘层连 接的第一基部,所述基板中的其余层结构形成位于所述第一基部外侧的环状的第二基部, 所述第二基部包含与所述待吸附物接触的部分,所述基板包括绝缘体或半导体材料; 其中,所述绝缘层和所述第一基部的直径相同且小于所述第二基部的直径,所述 绝缘层和部分所述第一基部形成突出部,所述导电部包括设置在所述第二基部中的至少一 个导电孔以及填充在所述导电孔中的导电材料,所述导电部贯穿所述第二基部。 可选地,所述绝缘层和部分所述第一基部形成的所述突出部的直径介于188mm~ 290  mm,厚度介于700μm~720μm,其中所述绝缘层的厚度介于200μm~280μm;所述第二基部 的外径介于198mm~302mm,内径介于188mm~290mm,厚度介于200μm  ~300μm,所述第一基 部的另一部分与所述第二基部的厚度相等。 可选地,所述导电孔的中心距离所述静电吸盘的边缘900μm~1050μm,并且所述导 电孔以同心圆的形式分布在所述静电吸盘中,所述导电孔的直径介于1450μm~1600 μm。 可选地,所述静电吸盘还包括静电吸附控制器、静电充电孔以及静电电极, 其中,所述静电吸附控制器通过所述静电充电孔向所述静电电极充电或者放电; 7 CN 111613563 A 说 明 书 3/14 页 所述静电充电孔设置在所述基板和所述绝缘层中,并且部完全贯穿所述绝缘层; 所述静电电极均匀分布在所述绝缘层内,并且所述静电电极的分布对应于所述待 吸附物的测试区域以外的区域。 根据本发明的第二方面,本发明提供一种静电吸盘,包括: 基板,用于承载待吸附物; 绝缘层,设置在所述基板的上方,并且通过静电力吸附所述待吸附物; 其中,所述基板包括与所述待吸附物的背面导通的导电部分。 可选地,所述待吸附物包括晶圆,所述晶圆的背面存在凹陷区,所述凹陷区的厚度 小于所述晶圆的外围边缘的厚度;所述静电吸盘吸附所述晶圆,并且所述静电吸盘的至少 部分区域填充所述凹陷区,将所述晶圆放置在测试机台上进行测试时,所述晶圆的背面通 过所述导电部分与所述测试机台导通。 可选地,所述待吸附物包括晶圆,所述晶圆的背面呈现平面式,所述静电吸盘吸附 所述晶圆,并且将所述晶圆放置在测试机台上进行测试时,所述晶圆的背面通过所述导电 部分与所述测试机台导通。 可选地,所述绝缘层在所述基板的中间部分形成突出部,所述突出部填充在所述 晶圆的所述凹陷区,所述绝缘层的直径介于188mm~290mm,厚度介于700μm~720μm;所述基 板的直径介于198mm~302mm,厚度介于200μm~300μm。 可选地,所述基板包括多层结构,所述基板中的部分层结构形成与所述绝缘层连 接的第一基部,所述基板中的其余层结构形成位于所述第一基部下方的第二基部,所述第 一基部包括绝缘体或半导体材料,所述第二基部包括导体材料; 其中,所述绝缘层和所述第一基部的直径相同且小于所述第二基部的直径,所述 绝缘层和所述第一基部形成突出部,所述突出部填充在所述晶圆的所述凹陷区,所述第二 基部的边缘部分形成与所述晶圆导通的所述导电部分。 可选地,所述绝缘层和所述第一基部形成的所述突出部的直径介于188mm~ 290mm,厚度介于700μm~720μm,其中绝缘层的厚度介于200μm~280μm;所述第二基部的直 径介于198mm~302mm,厚度介于200μm~300μm。 可选地,所述基板包括多层结构,所述基板中的部分层结构形成与所述绝缘层连 接的第一基部,所述基板中的其余层结构形成位于所述第一基部外侧的环状的第二基部, 所述第二基部包含于所述待吸附物接触的部分,所述第一基部包括绝缘体或半导体材料, 所述第二基部包括导体材料; 其中,所述绝缘层和所述第一基部的直径相同且小于所述第二基部的直径,所述 绝缘层和部分所述第一基部形成突出部,所述突出部填充在所述晶圆的所述凹陷区,所述 第二基部形成与所述晶圆背面导通的导电环。 可选地,所述绝缘层和部分所述第一基部形成的所述突出部的直径介于188mm~ 290  mm,厚度介于700μm~720μm,其中所述绝缘层的厚度介于200μm~280μm;所述第二基部 的外径介于198mm~302mm,内径介于188mm~290mm,厚度介于200μm~300 μm,所述第一基 部的另一部分与所述第二基部的厚度相等。 可选地,述基板包括多层结构,所述基板中的部分层结构形成与所述绝缘层连接 的第一基部,所述基板中的其余层结构形成位于所述第一基部外侧的环状的第二基部,所 8 CN 111613563 A 说 明 书 4/14 页 述第二基部包含与所述待吸附物接触的部分,所述第一基部包括绝缘体或半导体材料,所 述第二基部包括导体材料; 其中,所述绝缘层和所述第一基部的直径相同且等于所述第二基部的内径,所述 绝缘层和所述第一基部的厚度之和与所述第二基部的厚度相等,所述第二基部形成与所述 晶圆背面导通的导电环。 可选地,所述绝缘层和所述第一基部的直径介于188mm~290mm,所述绝缘层和所 述第一基部的厚度之和介于250μm~400μm,其中所述绝缘层的厚度介于50μm~100μ  m;所 述第二基部的外径介于200mm~315mm,内径介于188mm~290mm,厚度介于250μ  m~400μm。 可选地,所述静电吸盘还包括静电吸附控制器、静电充电孔以及静电电极, 其中,所述静电吸附控制器通过所述静电充电孔向所述静电电极充电或者放电; 所述静电充电孔设置在所述基板和所述绝缘层中,并且部完全贯穿所述绝缘层; 所述静电电极均匀分布在所述绝缘层内,并且所述静电电极的分布对应于所述待 吸附物的测试区域以外的区域。 根据本发明的第三方面,本发明提供了一种晶圆测试方法,包括以下步骤: 提供一晶圆,所述晶圆包括晶圆正面和晶圆背面; 使用本发明所述的静电吸盘吸附所述晶圆的背面; 将所述静电吸盘连同所述晶圆一同放置在晶圆测试机台的真空吸盘上; 对所述晶圆进行测试; 其中,所述静电吸盘的导电部将所述晶圆背面与所述真空吸盘导通。 可选地,通过所述静电吸盘的静电充电孔对所述静电吸盘充电,通过静电力吸附 所述晶圆,所述真空吸盘通过真空吸附所述静电吸盘。 可选地,所述晶圆测试方法还包括以下步骤: 测试完成后,将所述静电吸盘和所述晶圆取下,并回收所述静电吸盘。 如上所述,本发明的静电吸盘及晶圆测试方法具有如下技术效果: 1、本发明的静电吸盘具有不同的形状,圆柱形的静电吸盘可以放置在Taiko晶圆 背面的凹陷区,使得Taiko晶圆的背面整体呈平面式,这样Taiko晶圆可以直接放置在传统 测试机台的平面式的真空吸盘上进行测试。另外,传统的non-Taiko晶圆的背面也可以放置 与其尺寸相当的静电吸盘,放置静电吸盘的non-Taiko晶圆背面整体上仍然是平面式的,不 影响其在传统机台上的测试。如此,免去了设备改造成本,提供了测试机台的通用性及利用 率,由此降低了晶圆测试成本。 2、所述静电吸盘设置有导电部,所述导电部能够将晶圆背面和测试机台的真空吸 盘进行导通,从而导通例如MOSFET这样的功率器件的晶圆背面的电极,实现对MOSFET的测 试。 3、所述静电吸盘设置有静电充电孔及静电电极,从而能够在静电电极和晶圆背面 之间产生静电力,通过静电力吸附晶圆,这样经减薄的晶圆不会因局部受力产生伤痕,能够 更好地完成晶圆的传输及固定,降低破片率。 4、本发明中,静电吸盘内的静电电极具有特殊设计,使其避开晶圆的测试区域,这 样在晶圆的测试部位就不会存在电极,也就能够避免晶圆测试施加针压时造成的晶圆破 碎。 9 CN 111613563 A 说 明 书 5/14 页 5.本发明的晶圆测试方法能够实现所述静电吸盘的重复利用,由此也能够降低晶 圆测试成本。 附图说明 通过参考附图会更加清楚的理解本发明的特征和优点,附图是示意性的而不应理 解为对本发明进行任何限制,在附图中: 图1显示为经Taiko工艺处理后的晶圆的径向截面示意图。 图2显示为现有技术中测试图1所示的晶圆的卡盘的径向截面示意图。 图3显示为本发明实施例一提供的静电吸盘的示意图。 图4显示为图3所示的静电吸盘的俯视示意图。 图5显示为图3所示的静电吸盘用于Taiko晶圆测试时的示意图。 图6显示为图3所示的静电吸盘用于non-Taiko晶圆测试时的示意图。 图7显示为实施例二提供的静电吸盘的示意图。 图8显示为实施例三提供的静电吸盘的示意图。 图9现显示为图8所示静电吸盘的俯视示意图。 图10显示为图8所示的静电吸盘用于Taiko晶圆测试时的示意图。 图11显示为实施例四提供的静电吸盘的示意图。 图12显示为实施例五提供的静电吸盘的示意图。 图13显示为实施例六提供的静电吸盘的示意图。 图14显示为实施例七提供的静电吸盘的示意图。 图15显示为实施例八提供的静电吸盘的示意图。 图16显示为图15所示的静电吸盘的俯视示意图。 图17显示为实施例九提供的静电吸盘的示意图。 图18显示为图17所示的静电吸盘用于晶圆测试时的示意图。 图19显示为实施例十提供的晶圆测试方法的流程示意图。 附图标记 100       Taiko晶圆 101      晶圆正面 102      晶圆背面 103      晶圆背面的凹陷区 104      晶圆的外围边缘 100’      Non-Taiko晶圆 102’     晶圆背面 200      真空吸盘 201      凸台 10       静电吸盘 11        基板 12       绝缘层 13       导电孔 10 CN 111613563 A 说 明 书 6/14 页 14       静电充电孔 15       静电电极 20       静电吸盘 21        基板 22       绝缘层 23       导电孔 24       静电充电孔 25       静电电极 30       静电吸盘 31        基板 32       绝缘层 33       导电孔 34       静电充电孔 35       静电电极 301      突出部 302      边缘区域 40       静电吸盘 41        基板 42       绝缘层 43       导电孔 44       静电充电孔 45       静电电极 401      突出部 402      边缘区域 411       第一基部 412       第二基部 50       静电吸盘 51        基板 52       绝缘层 54       静电充电孔 55       静电电极 501      突出部 502      边缘区域 60       静电吸盘 61        基板 611       第一基部 612       第二基部 62       绝缘层 64       静电充电孔 11 CN 111613563 A 说 明 书 7/14 页 65       静电电极 601      突出部 602      边缘区域 70       静电吸盘 711       第一基部 712       第二基部 72       绝缘层 73       导电孔 74       静电充电孔 75       静电电极 701      突出部 702      边缘区域 80       静电吸盘 811       第一基部 812       第二基部 82       绝缘层 84       静电充电孔 85       静电电极 801      突出部 802      边缘区域 90       静电吸盘 91        基板 911       第一基部 912       第二基部 92       绝缘层 94       静电充电孔 95       静电电极
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