相關(guān)申請案的交叉參考

本申請案主張2014年12月6日申請的第62/088,546號美國臨時專利申請案的優(yōu)先權(quán)，所述專利申請案的全文以引用的方式并入本文中。

本發(fā)明涉及晶片處理，且更特定地說，本發(fā)明涉及卡緊翹曲的晶片。

背景技術(shù)：

真空卡盤通常用于固定晶片。舉例來說，真空卡盤可用于在檢測期間或在晶片制造的其它時期期間固定半導(dǎo)體晶片。真空卡盤通常具有接觸晶片的卡緊表面。一或多個真空凹槽延伸穿過此卡緊表面。當(dāng)通過一或若干真空凹槽而抽空空氣或另一氣體時，吸力使晶片保持于真空卡盤上。卡緊表面與對置晶片表面之間的壓力差使晶片在處理期間固定于適當(dāng)位置中或可使晶片緊貼真空卡盤。

并非全部晶片都是完全平面的。晶片會變翹曲。這使晶片的表面彎曲或以其它方式不規(guī)則(即，非平面的)。舉例來說，翹曲晶片的表面上的點會偏離相對于表面的圓周的參考平面。此翹曲可為晶片處理的結(jié)果或?qū)膽?yīng)力或應(yīng)變的結(jié)果。舉例來說，晶片上的層或膜可引起導(dǎo)致翹曲的應(yīng)力或應(yīng)變。

使翹曲晶片充分固定到真空卡盤可較困難。晶片表面的平整度影響真空卡盤可固定晶片的良好程度。當(dāng)真空卡盤與晶片表面之間的距離增大時，所述真空卡盤固定或平整晶片的效力下降。因此，如果晶片表面的部分歸因于翹曲而進(jìn)一步遠(yuǎn)離真空卡盤，那么無法使用真空卡盤來固定或平整晶片表面的此部分。未固定晶片或未經(jīng)適當(dāng)平整的晶片可影響晶片制造。

在使用計量系統(tǒng)的半導(dǎo)體應(yīng)用中，一些晶片被翹曲到使得這些翹曲晶片無法由檢測系統(tǒng)正常處理或處置的程度。此類晶片會由于上游制造工藝(例如金屬沉積)(其改變平面平整度且引起這些晶片呈碗形、圓頂形或不對稱的(經(jīng)扭轉(zhuǎn)))而翹曲。計量工具(例如亮場工具)通常需要基本上平整的晶片。通常使用卡盤來夾緊晶片以平整所述晶片來用于計量或處理。翹曲的晶片通常無法被夾緊于真空卡盤上以充分平整所述晶片來用于計量系統(tǒng)中的檢測。因此，通過計量系統(tǒng)的大量產(chǎn)量損失可由晶片的翹曲引起。

真空卡盤通?？晒潭ň哂懈哌_(dá)0.1毫米的翹曲的晶片。盡管有0.1毫米的翹曲，但可緊貼卡緊表面拉平晶片且僅使用真空卡盤的吸力來使充分保持晶片。將具有從0.4毫米到0.8毫米的翹曲的翹曲晶片卡緊于真空卡盤上在一些實例中是可行的，但這會受限于特定翹曲定向或具有特定背面光潔度的晶片。然而，一些晶片具有大于0.8毫米的翹曲。舉例來說，一些晶片具有高達(dá)約5毫米或約6毫米的翹曲。翹曲到此程度的晶片無法被充分固定到現(xiàn)有真空卡盤。因此，需要一種新設(shè)備及方法來卡緊翹曲晶片。

技術(shù)實現(xiàn)要素：

在第一實施例中，提供一種吸力組合件。所述吸力組合件具有基座、波紋管、墊及真空口。所述波紋管(其可由不銹鋼制造)具有第一端及與所述第一端相對的第二端。所述波紋管的所述第二端安置于所述基座上。所述墊(其可由聚酰亞胺制造)具有第一表面及與所述第一表面相對的第二表面。所述墊的所述第二表面安置于所述波紋管的所述第一端上。所述第一表面界定所述墊中的凹口且所述墊包含所述第一表面與所述第二表面之間的至少一個通道，所述至少一個通道由通道壁界定。所述真空口與第一容積及第二容積流體連通。所述第一容積由所述基座、所述波紋管及所述墊界定。所述第二容積由所述凹口部分地界定。

浮動部分可安置于所述波紋管與所述墊之間。所述浮動部分包含穿過所述浮動部分的浮動部分主體的浮動部分通道，其由浮動部分通道壁界定。所述浮動部分通道與所述墊的所述通道流體連通。所述第一容積由所述浮動部分進(jìn)一步界定。

止動螺絲可安置于所述基座中。所述止動螺絲是可調(diào)整的且經(jīng)配置以在所述波紋管縮回時對所述墊提供止動。

彈簧可安置于所述基座與所述墊之間。

所述波紋管的橫截面積可大于所述墊的橫截面積。所述波紋管的所述橫截面積與所述墊的所述橫截面積的比率可為從1.1:1到1.5:1。

在第二實施例中，提供一種真空卡盤。所述真空卡盤具有界定卡緊表面的主體，其中吸力組合件開口由所述卡緊表面界定。所述真空卡盤還具有安置于所述吸力組合件開口中的吸力組合件。所述吸力組合件具有基座、波紋管、墊及真空口。所述波紋管(其可由不銹鋼制造)具有第一端及與所述第一端相對的第二端。所述波紋管的所述第二端安置于所述基座上。所述墊(其可由聚酰亞胺制造)具有第一表面及與所述第一表面相對的第二表面。所述墊的所述第二表面安置于所述波紋管的所述第一端上。所述第一表面界定所述墊中的凹口且所述墊包含所述第一表面與所述第二表面之間的至少一個通道，所述至少一個通道由通道壁界定。所述真空口與第一容積及第二容積流體連通。所述第一容積由所述基座、所述波紋管及所述墊界定。所述第二容積由所述凹口部分地界定。所述墊的所述第一表面在第一位置中與所述卡緊表面相距一距離且所述墊的所述第一表面在第二位置中比在所述第一位置中更接近于所述卡緊表面。所述墊的所述第一表面在所述第二位置中可與所述卡緊表面齊平。

所述真空卡盤可包含多個吸力組合件開口及安置于所述吸力組合件開口中的多個吸力組合件。

浮動部分可安置于所述波紋管與所述墊之間。所述浮動部分包含穿過所述浮動部分的浮動部分主體的浮動部分通道，其由浮動部分通道壁界定。所述浮動部分通道與所述墊的所述通道流體連通。所述第一容積由所述浮動部分進(jìn)一步界定。

止動螺絲可安置于所述基座中。所述止動螺絲是可調(diào)整的且經(jīng)配置以在所述波紋管縮回到所述第二位置時對所述墊提供止動。

彈簧可安置于所述基座與所述墊之間。

所述波紋管的一橫截面積可大于所述墊的橫截面積。所述波紋管的所述橫截面積與所述墊的所述橫截面積的比率可為從1.1:1到1.5:1。

在第三實施例中，提供一種卡緊的方法。將晶片的晶片表面定位于真空卡盤的卡緊表面上。所述晶片表面并非完全接觸所述卡緊表面。所述真空卡盤包括吸力組合件，其包含波紋管及墊。所述波紋管內(nèi)的容積及連接到所述波紋管的所述墊的凹口中的壓力經(jīng)降低使得所述墊接合所述晶片表面且所述波紋管縮回，由此不致使所述晶片表面呈非平面的。

所述真空卡盤可包含多個吸力組合件。因此，可降低多個容積及凹口中的壓力，使得多個墊接合所述晶片表面且多個波紋管縮回。

附圖說明

為了更完全理解本發(fā)明的本質(zhì)及目的，應(yīng)參考結(jié)合附圖的以下詳細(xì)描述，其中：

圖1是根據(jù)本發(fā)明的吸力組合件的第一實施例的橫截面圖；

圖2是根據(jù)本發(fā)明的吸力組合件的第二實施例的橫截面圖；

圖3是包含吸力組合件的真空卡盤的俯視透視圖；

圖4是對應(yīng)于圖3的真空卡盤的真空卡盤的部分的仰視透視圖；

圖5是根據(jù)本發(fā)明的方法的流程圖；

圖6是處于第一位置中的真空卡盤中的吸力組合件的橫截面圖；

圖7是處于第一位置中的具有多個吸力組合件的真空卡盤的橫截面圖；

圖8是處于第二位置中的真空卡盤中的吸力組合件的橫截面圖；及

圖9是處于第二位置中的具有多個吸力組合件的真空卡盤的橫截面圖。

具體實施方式

雖然將依據(jù)某些實施例而描述所主張的目標(biāo)物，但其它實施例(其包含未提供本文中所闡述的全部益處及特征的實施例)也在本發(fā)明的范圍內(nèi)?？稍诓槐畴x本發(fā)明的范圍的情況下作出各種結(jié)構(gòu)、邏輯、過程步驟及電子改變。

本發(fā)明提供一種卡緊晶片的系統(tǒng)及方法。將可被翹曲的晶片放置于真空卡盤的卡緊表面上。所述卡緊表面可為基本上呈平面的。所述真空卡盤具有可接觸或以其它方式接合晶片表面的至少一個吸力組合件。所述吸力組合件包含基座、安置于所述基座上的柔性波紋管及安置于所述柔性波紋管上的墊。

在實施例中，每個吸力組合件具有連接到柔性波紋管的墊。所述墊接合晶片表面。所述墊中的孔隙使低壓能夠形成于所述墊的表面的凹口中。所述柔性波紋管隨著低壓形成于所述波紋管內(nèi)而縮回。這使所述墊在卡緊表面上方的第一位置到更靠近于卡緊表面的第二位置之間移動。此第二位置可與卡緊表面大致齊平。

本文中所揭示的吸力組合件可用于封閉卡緊表面與晶片表面之間的間隙以有助于使用真空卡盤來固定晶片。形成于波紋管內(nèi)及凹口中的低壓及所得吸力使吸力組合件的墊與晶片表面連接或接合且使波紋管縮回。當(dāng)波紋管縮回且使晶片表面更靠近于卡緊表面時，由真空卡盤提供的吸力可固定晶片或拉動翹曲晶片緊貼卡緊表面。

圖1是吸力組合件100的第一實施例的橫截面圖?；?01經(jīng)配置以安裝或連接到真空卡盤的主體，且可由金屬、塑料或此技術(shù)領(lǐng)域已知的其它材料制造?；?01可包含固定孔、夾具或其它機(jī)構(gòu)來將基座101或吸力組合件100固定到真空卡盤。舉例來說，圖1說明基座101中的兩個固定孔117，其使緊固件(例如螺栓或螺絲)能夠?qū)⒒?01固定到真空卡盤中的空氣軸承心軸?？删哂懈嗷蚋俟潭?17?；?01可由不銹鋼(例如不銹鋼316l)或其它材料制造。

波紋管102連接到基座101。波紋管102具有第一端108及第二端109。第二端109安置于基座101上。波紋管102可由不銹鋼或其它材料制造。不銹鋼可提供耐久性且可抵抗歸因于操作波紋管102的疲勞。波紋管102的壁121與基座101及墊103一起界定第一容積107。第一容積107位于波紋管102內(nèi)。波紋管102在z方向上的長度可取決于吸力組合件100的所要操作而變動。

波紋管102是有彈性的。波紋管102的k因子使波紋管102能夠在z方向上縮回。然而，波紋管102在x方向或y方向上的撓曲是相對剛性。因此，第一容積107中的壓力降低時波紋管102的壁121的任何向內(nèi)收折將被減少或被防止且波紋管102將主要或僅在z方向上朝向基座101縮回。x方向及y方向上的此剛性可由波紋管102的第一端108及第二端109處的波紋管102的結(jié)構(gòu)組件提供。此類結(jié)構(gòu)組件可比波紋管102的其余部分更剛性或更不具柔性。

波紋管102可在z方向上完全縮回到其無法進(jìn)一步縮回的點。在使波紋管102完全縮回之前，波紋管102可在x方向或y方向上收折或以其它方式移位。x方向或y方向上的任何收折或其它平移通常小于z方向上的縮回。

波紋管102可在z方向上移位的距離可變動。例如每一組件的直徑、節(jié)距、總長度、厚度等因子或材料可影響波紋管102可在z方向上平移的距離。

墊103連接到波紋管102。墊103具有第一表面111及第二表面110。墊103的第二表面110安置于波紋管102的第一端108上。墊103可直接安置于波紋管102上，或浮動部分104(如果存在)可定位于墊103與波紋管102之間。其它組件或?qū)舆€可安置于墊103與波紋管102之間。墊103具有由第一表面111界定的凹口115。第二容積106由凹口115與晶片表面(當(dāng)存在晶片時)一起界定。如(例如)圖6中所見，第二容積106可由與墊103接觸的晶片表面定界。

墊103的凹口115或第一表面111的形狀可變動。第一表面111或凹口115可經(jīng)塑形以在吸力組合件100的操作期間使真空能夠起始及保持。為避免在波紋管102縮回時墊103與晶片之間分離，墊103的真空吸力面積可大于由波紋管102形成的有效真空吸力面積。墊103的真空吸力區(qū)域可擁有針對晶片表面的充足支撐以防止由吸力引起的過度變形。第一表面111可包含隆脊(如圖1中所見)，可呈碗形，或可呈其它形狀。

墊103可由塑料制造。在一個實例中，墊103可由基于聚酰亞胺的塑料(例如vespel(由杜邦公司(dupont)制造))制造。墊103還可由ertalyte(由象限塑料(quadrantplastics)制造)、聚醚醚酮(peek)、viton(由杜邦公司制造)、或所屬領(lǐng)域技術(shù)人員已知的其它材料制造。墊103的材料可具有低釋氣性質(zhì)?？舍槍ξM合件100的特定操作而選擇墊103材料的釋氣性、集塵性或摩擦系數(shù)。

墊103可與墊103接合或以其它方式接觸的晶片表面適形。舉例來說，當(dāng)施加吸力時，墊103可壓縮且其表面可與晶片表面適形。這可有助于形成墊103與晶片表面之間的密封以促進(jìn)維持凹口115或第二容積106中的吸力。

墊103的第一表面111可在x方向或y方向上具有從約10毫米到約50毫米的直徑。在特定實例中，墊103的第一表面111在x方向或y方向上具有約24毫米的直徑?？删哂衅渌叽缜掖藘H作為實例而列出。

墊103具有第一表面111與第二表面110之間的至少一個通道118。此通道118由墊103的主體122的通道壁界定。圖1中說明三個通道118。然而，可使用更多或更少通道118。在實例中，墊103可具有一個到六個通道。舉例來說，僅一個通道118可用于墊103中。通道118的尺寸可經(jīng)配置以限制氣流。此氣流限制可用于控制波紋管102內(nèi)的壓力以控制波紋管102在與晶片的接合之前的z方向上的高度。

墊103可具有使其能夠保持其形狀(盡管第一容積107中存在低壓)的性質(zhì)。在此實施例中，墊103可直接安置于波紋管102上或可以其它方式避免墊103的加強(qiáng)。

吸力組合件100可包含安置于波紋管102與墊103之間的浮動部分104。舉例來說，浮動部分104可針對第一容積107中的低壓而加強(qiáng)墊103。墊103位于浮動部分104的一側(cè)上且波紋管102位于浮動部分104的另一側(cè)上。墊103及波紋管102兩者可直接連接到浮動部分104。浮動部分104進(jìn)一步界定第一容積107。因此，在存在浮動部分104的情況下，波紋管102的壁121與基座101及浮動部分104一起界定第一容積107。

浮動部分104可由能夠與波紋管102的熔合、結(jié)合或連接的材料制造。舉例來說，浮動部分104可由與波紋管102相同的材料制造。浮動部分104可具有對墊103提供支撐同時使墊103的變形最小化的材料性質(zhì)。

浮動部分104包含穿過浮動部分主體123的至少一個浮動部分通道112。浮動部分通道112由浮動部分通道壁界定。浮動部分通道112與墊103的通道118流體連通。

浮動部分通道112的數(shù)目可匹配或不同于墊103中的通道118的數(shù)目。因此，可使用比圖1中所說明的浮動部分通道多或少的浮動部分通道112。

o形環(huán)119可定位于墊103與浮動部分104之間。浮動部分104可包含用于o形環(huán)119一凹口。o形環(huán)119可有助于防止來自浮動部分通道112及通道118的泄漏。

基座101、波紋管102、墊103或浮動部分104之間的連接可包含膠合或粘合、螺紋配合、o形環(huán)、壓配合或另一密封形成機(jī)構(gòu)，使得可抑制低壓或可將吸力施加于第一容積107及第二容積106，同時使泄漏最小化。

吸力組合件100還可具有止動螺絲105，其可為固定螺絲。止動螺絲105定位于基座101中且是可調(diào)整的。當(dāng)波紋管102縮回時，止動螺絲105對墊103提供止動。止動螺絲105的數(shù)目可變動且吸力組合件100不受限于僅一個止動螺絲105。當(dāng)吸力組合件100位于真空卡盤中時，當(dāng)吸力組合件100與所述真空卡盤分離時，或當(dāng)自吸力組合件100移除所述真空卡盤時，可調(diào)整止動螺絲105。

止動螺絲105可經(jīng)調(diào)整以防止波紋管102縮回過多或過少且因此防止墊103移動過多或過少。在實例中，真空卡盤的卡緊表面放置于平整表面上。這使波紋管102縮回且將墊103的第一表面111定位成與真空卡盤的卡緊表面齊平。接著，調(diào)整止動螺絲105直到止動螺絲105接觸或以其它方式接合墊103或浮動部分104為止。這將設(shè)置止動螺絲105使其對墊103提供止動，使得墊103將隨著波紋管102縮回而與卡緊表面齊平。

o形環(huán)120可定位于止動螺絲105周圍?；?01可包含空腔來固定o形環(huán)120。此o形環(huán)120可有助于維持第一容積107內(nèi)的低壓。

除止動螺絲105之外，其它機(jī)構(gòu)也可在波紋管102縮回時對墊103提供止動。舉例來說，可使用差動調(diào)整螺絲。這可提供每回轉(zhuǎn)約25微米的分辨率。

真空口116與第一容積107流體連通且通過浮動部分通道112及通道118而與第二容積106流體連通。在圖1的實施例中，真空口116與通向第一容積107的通道一起定位于基座101中。真空口116可具有不同于圖1中所說明的配置或位置的配置或位置。真空口116可與真空泵連接。

墊103可在第二表面110上具有延伸超過第二表面110的平面的凸塊113。當(dāng)波紋管102縮回時，此凸塊113接觸或以其它方式接合止動螺絲105。此凸塊113可位于第二表面110的中央中，但凸塊113可位于其它位置中或具有其它配置。

如果使用浮動部分104，那么浮動部分104可具有浮動部分凸塊114。此浮動部分凸塊114可覆蓋或包圍墊103中的凸塊113(如果存在)。浮動部分凸塊114的位置或配置可基本上匹配凸塊113的位置或配置，或可為不同的。當(dāng)波紋管102縮回時，浮動部分凸塊114可直接接觸止動螺絲105。

在操作期間，由墊103的凹口115界定的第二容積106中的吸力度可大于由波紋管102界定的第一容積107中的吸力度。這使墊103能夠保持與晶片接合。這還防止拉動墊103遠(yuǎn)離晶片表面的波紋管102的縮回破壞晶片表面與墊103之間的接合。通過壓力乘以吸力面積而測量真空力。在正常操作期間，第一容積107及第二容積106中的壓力可保持大致相同。真空力的差值可由吸力面積確定。

為了提供比由波紋管102界定的第一容積107中的吸力度高的由墊103的凹口115界定的第二容積106中的吸力度，波紋管102的橫截面積對墊103的橫截面積或墊103中的通道118的大小可變動。波紋管102的橫截面積可大于墊103的橫截面積以使墊103能夠保持與晶片表面接合且波紋管102的縮回不中斷所述接合。波紋管102的橫截面積與墊103的橫截面積的比率可為從約1.1:1到約1.5:1，但其它比率是可行的。在實例中，波紋管102的橫截面積與墊103的橫截面積的比率可為約1.2:1。此比率可基于晶片的勁度而變動。

圖2是吸力組合件200的第二實施例的橫截面圖。吸力組合件200具有基座101、波紋管102、任選的浮動部分104、墊103、止動螺絲105及真空口116。

墊103具有由第一表面111界定的凹口115。當(dāng)存在晶片時，此凹口115與晶片表面一起界定第二容積106。如(例如)圖6中所見，第二容積106可由與墊103接觸的晶片表面定界。墊103具有第一表面111與第二表面110之間的至少一個通道118。此通道118由墊103的主體122的通道壁界定。雖然圖2中說明一個通道118，但可使用一個以上通道118。

在一些實施例中，浮動部分104介于墊103與波紋管102之間。浮動部分104包含穿過浮動部分主體123的至少一個浮動部分通道112。浮動部分通道112由浮動部分通道壁界定。浮動部分通道112與墊103的通道118流體連通。浮動部分104中的浮動部分通道112的數(shù)目可與墊103中的通道118的數(shù)目相同或不同。

波紋管102具有第一端108及第二端109。波紋管102的壁121與基座101及墊103(或浮動部分104(如果存在))一起界定第一容積107。第一容積107位于波紋管102內(nèi)。

彈簧201定位于基座101與浮動部分104之間。在實施例中，彈簧201定位于波紋管102的第一容積107中。此彈簧201抵抗波紋管102的縮回且有助于促使波紋管102遠(yuǎn)離基座101。在圖2的實施例中，彈簧201部分地定位于基座101及浮動部分104內(nèi)以固定彈簧201。彈簧201還可經(jīng)定位成抵靠基座101或浮動部分104的平面，而非部分地定位于基座101或浮動部分104內(nèi)。

在圖2的實施例中，彈簧201經(jīng)定位成抵靠真空口116。在實例中，真空口116是金屬，其可對彈簧201提供剛性支撐。在另一實施例中，彈簧201在遠(yuǎn)離真空口116的點處經(jīng)定位成抵靠基座101。真空口116可與真空泵連接。

在另一實施例中，浮動部分104不存在且彈簧201定位于基座101與墊103之間。在此實施例中，彈簧201可定位于墊103的第二表面110上或部分地定位于墊103內(nèi)。

圖2的實施例具有三個止動螺絲105，但歸因于橫截面，圖中僅說明兩個。止動螺絲105的數(shù)目可變動。舉例來說，可使用一個或兩個止動螺絲105，但還可使用更多止動螺絲105。止動螺絲105可全部經(jīng)調(diào)整到z方向上的大致相同高度，使得墊103與真空卡盤的卡緊表面等高或平行于真空卡盤的卡緊表面。止動螺絲105還可經(jīng)調(diào)整到z方向上的不同高度。這可改變墊103相對于真空卡盤的卡緊表面的角度，以便促進(jìn)墊103接合晶片表面。

在另一實施例中，圖1的吸力組合件100或圖2的吸力組合件200不包含任何止動螺絲。在實例中，波紋管可在z方向上完全縮回到最小長度以使墊的第一表面與真空卡盤的卡緊表面大致齊平。在另一實例中，當(dāng)墊的第一表面與真空卡盤的卡緊表面大致齊平時，波紋管在z方向上可不完全縮回到其最小長度。在此實例中，當(dāng)晶片接觸卡緊表面時，晶片的材料性質(zhì)使波紋管的進(jìn)一步縮回停止。因此，雖然歸因于吸力而促使波紋管縮回，但當(dāng)晶片接觸卡緊表面時，由晶片停止縮回。

圖3是包含吸力組合件301到303的真空卡盤300的俯視透視圖。吸力組合件301到303可對應(yīng)于(例如)圖1或2中的吸力組合件100或200。

圖3中的真空卡盤300具有界定卡緊表面304的主體310。晶片在卡緊期間放置于此卡緊表面304上。卡緊表面304可為基本上平面的。雖然圖中未說明，但可橫跨卡緊表面304而分布圓形凸柱以減小與晶片的背面的接觸應(yīng)力。

真空卡盤300具有定位于卡緊表面304中的一或多個真空入口以從晶片表面與卡緊表面304之間的空間抽空空氣或氣體。此抽空施加卡緊力且可使晶片保持或固定到真空卡盤300。

在圖3中，真空卡盤300具有由卡緊表面304界定的三個吸力組合件開口305到307。吸力組合件301到303中的一者定位于吸力組合件開口305到307中的每一者中。吸力組合件開口305到307中的每一者可為穿過真空卡盤300的整個主體310的孔的部分或可為真空卡盤300的主體310中的空腔(其具有底面)。

真空卡盤300可包含可使晶片相對于卡緊表面304而上升或下降的升降銷308。升降機(jī)構(gòu)(圖中未說明)經(jīng)配置以使升降銷308的頭部上升到高于卡緊表面304且使升降銷308下降到卡緊表面304中或低于卡緊表面304。凹槽309可形成于真空卡盤300的主體310中以使機(jī)械人末端操作器(robotendeffector)能夠插入于晶片與真空卡盤300之間。所述機(jī)械人末端操作器可將晶片放置于真空卡盤300上或從真空卡盤300移除晶片。

吸力組合件的大小可變動。舉例來說，吸力組合件的直徑可為從約10毫米到約50毫米，其取決于晶片大小、翹曲量或晶片勁度。

吸力組合件的數(shù)目可變動。雖然圖中說明三個吸力組合件301到303，但吸力組合件的數(shù)目可為(例如)從一個到二十個。取決于吸力組合件的大小及卡緊表面的大小，可使用二十個以上吸力組合件。在實例中，十二個吸力組合件可與真空卡盤300一起使用。與真空卡盤300一起使用的吸力組合件可圍繞真空卡盤300等距間隔開或呈其它圖案。吸力組合件的數(shù)目及吸力組合件的位置可基于晶片的翹曲度、翹曲的形狀、勁度、表面光潔度或其它因素而變動。

吸力組合件的數(shù)目可與吸力組合件開口的數(shù)目相同。在另一實施例中，真空卡盤中存在比吸力組合件多的吸力組合件開口。在此配置中，吸力組合件可針對特定晶片而最佳地定位于真空卡盤中。

在實施例中，吸力組合件的群組一起成群集于真空卡盤300的單個區(qū)域中，而非如圖3中所見那樣圍繞真空卡盤300等距間隔。

在另一實施例中，單個吸力組合件可與真空卡盤300一起使用。在此實施例中，晶片經(jīng)翹曲使得(例如)晶片表面的僅一個區(qū)域不與卡緊表面304接觸。單個吸力組合件可用于使此區(qū)域下降且接著真空卡盤的吸力足以卡緊晶片或使晶片呈平面或以其它方式不翹曲。

圖4是對應(yīng)于圖3的真空卡盤的真空卡盤的部分的仰視透視圖。在圖4中，吸力組合件301到303與真空卡盤300連接。舉例來說，吸力組合件301到303可使用每一個吸力組合件的基座中的孔隙來螺合到真空卡盤300中。

圖5是根據(jù)本發(fā)明的方法的流程圖。在500中，將晶片表面定位于具有至少一個吸力組合件的真空卡盤的卡緊表面上。每個吸力組合件包含波紋管及墊。所述真空卡盤可為(例如)圖3中的真空卡盤300。所述晶片表面可不完全接觸所述卡緊表面。因此，晶片可為非平面的，這是因為其已被翹曲。

在501中，降低波紋管內(nèi)的容積及連接到波紋管的墊的凹口中的壓力。墊與晶片表面接合且波紋管縮回。拉動晶片表面朝向卡緊表面，由此不致使晶片表面呈非平面的。

可使用多個吸力組合件，其各自具有波紋管及墊。在此實施例中，降低波紋管內(nèi)的多個容積及墊的凹口中的壓力。墊在多個點處附接到晶片表面且波紋管縮回。在所述多個點處拉動晶片表面朝向卡緊表面，由此不致使晶片表面呈非平面的。墊可在相同或不同時間附接到晶片。舉例來說，當(dāng)在晶片表面上的一個點處使用第一墊拉動晶片的部分朝向卡緊表面時，在附接到所述第一墊的波紋管縮回之后，不同墊可在不同點處附接到晶片表面。因此，在一個區(qū)域中拉動晶片朝向卡緊表面可引起另一區(qū)域中的吸力組合件接合晶片表面。

如果無晶片與吸力組合件的墊接合，那么所述吸力組合件可不縮回或可以較慢速率縮回。這可使吸力組合件能夠停留于第一位置中或停留于第一位置附近以接合晶片，同時以其它方式拉動所述晶片朝向卡緊表面。

真空泵可對真空卡盤及一或若干吸力組合件兩者提供吸力。所述真空泵的真空壓力范圍可為從約0atm到約-29.9英寸汞柱。此真空泵可提供(例如)24英寸汞柱的吸力或1atm的吸力，但所述真空泵可提供其它吸力量或吸力范圍。

真空泵可致動吸力組合件。開始或停止到真空卡盤或吸力組合件的吸力使吸力組合件能夠接合晶片表面且使波紋管能夠縮回。通過(例如)真空口而將吸力施加到波紋管的第一容積及墊的第二容積?？赏ㄟ^墊中的至少一個通道而將吸力從第一容積施加到第二容積。當(dāng)在第一容積中提供低壓時，波紋管縮回。當(dāng)在第二容積中提供低壓時，墊接合晶片表面。

可無需額外機(jī)械致動裝置來拉動吸力組合件墊朝向卡緊表面。機(jī)械致動裝置的免除可確保高可靠性、較低成本，且減少必要維護(hù)。

還可使用兩個或兩個以上吸力泵。在實施例中，一或多個真空泵對吸力組合件提供吸力。這些真空泵與對真空卡盤供應(yīng)吸力的真空泵分離。在此實施例中，控制器可用于控制何時對吸力組合件及真空卡盤提供吸力的時序。

閥還可用于控制何時對吸力組合件或真空卡盤提供吸力。閥可為(例如)電磁閥。在實施例中，一或多個真空泵對吸力組合件及真空卡盤提供吸力?？刂破骺捎糜诳刂崎y，所述閥又控制何時對個別吸力組合件或真空卡盤提供吸力。

在波紋管縮回時對墊提供止動可防止晶片被拉動到卡緊表面中的吸力組合件開口中。如果吸力組合件將晶片拉動到吸力組合件開口中，那么薄晶片會偏轉(zhuǎn)或彎曲。此偏轉(zhuǎn)或彎曲可影響(例如)晶片表面在檢測期間是否適當(dāng)?shù)亟裹c對準(zhǔn)。

圖6及7是處于第一位置中的具有一或若干吸力組合件的真空卡盤600的橫截面圖。晶片601的晶片表面經(jīng)定位成與吸力組合件602到604接觸。吸力組合件602到604中的每一者可對應(yīng)于圖1的吸力組合件100或可具有其它配置。雖然晶片601經(jīng)說明為平面的，但晶片601可為非平面的。墊605到607中的每一者接觸晶片601的晶片表面。在圖6及7中，可不將吸力施加到吸力組合件602到604或施加到吸力組合件602到604的吸力可能不夠高或施加不夠長，使得晶片601歸因于波紋管(例如圖6中的波紋管609及7中的波紋管610)的縮回而與真空卡盤600的卡緊表面608接觸。

在一個特定實施例中，真空卡盤包含三個吸力組合件。每個吸力組合件可突出高于真空卡盤的卡緊表面達(dá)從1毫米的分?jǐn)?shù)到12毫米或更大。在第一位置中，墊突出高于真空卡盤的卡緊表面達(dá)(例如)約6毫米。波紋管縮回，使得(例如)墊與真空卡盤的卡緊表面齊平。

可個別地或以一或多個群組控制波紋管(例如波紋管609及610)的高度或一或多個墊(例如墊605到607)在波紋管靜止時相距于卡緊表面的距離。舉例來說，墊可經(jīng)改變或修改以提供不同大小通道。可無需改變或調(diào)換波紋管。

圖8及9是處于第二位置中的具有一或若干吸力組合件的真空卡盤600的橫截面圖。在比較圖6與8及圖7與9時，墊605到607在第二位置中比在第一位置中更接近于卡緊表面608。

波紋管(例如波紋管609及610)歸因于形成于其內(nèi)的低壓而縮回，這使墊605到607從圖6及7中的第一位置降低到圖8及9中的第二位置。墊605到607與晶片601的晶片表面接合。當(dāng)波紋管(例如波紋管609及610)縮回時，維持此接合。

在此第二位置中，墊605到607可與卡緊表面608齊平，但墊605到607還可在第二位置中高于卡緊表面608。晶片601可在第二位置中與卡緊表面608接觸或仍可在第二位置中高于卡緊表面608。如果晶片601在第二位置中高于卡緊表面608，那么晶片601可足夠接近于卡緊表面608，使得真空卡盤600的吸力可足以夾緊或固定晶片601且拉動晶片601緊貼卡緊表面608。在一個實例中，此可使波紋管進(jìn)一步縮回以使墊與卡緊表面608齊平。

圖8及9說明當(dāng)墊605到607處于第二位置中時的浮動部分611與止動螺絲612之間的接觸。然而，當(dāng)墊605到607處于第二位置中時，浮動部分611與止動螺絲612之間可存在間隙。

由吸力組合件提供的力可變動。取決于晶片勁度，由吸力組合件提供的吸力可為從小于約1牛頓到約200牛頓，其包含上限值、下限值及其間的范圍。在實例中，吸力組合件602到604可在晶片601上提供約44牛頓的力?？赏ㄟ^壓力乘以凈吸力面積而計算來自真空卡盤的總吸力。舉例來說，300毫米晶片可經(jīng)受多達(dá)7162牛頓的力(1atm或0.101325n/mm²乘以a＝π150²)。

可使用一或多個吸力組合件的多個群組。這些群組中的每一者可具有處于不同高度的第一位置?？苫诰砻娴男螤疃渲眠@些不同高度，或這些不同高度可經(jīng)配置以使由所述吸力組合件引起的晶片上的應(yīng)力最小化。

可單獨地或在不同時段期間激活個別吸力組合件或吸力組合件群組。閥可基于(例如)晶片翹曲的幾何形狀或晶片勁度而激活到特定吸力組合件或吸力組合件群組的吸力。閥可經(jīng)激活以使晶片最佳地緊貼卡緊表面。

可針對特定晶片而優(yōu)化一或若干吸力組合件的放置、數(shù)目或分組。舉例來說，晶片直徑、厚度、勁度或翹曲可影響此放置、數(shù)目或分組。

不同晶片可具有不同翹曲度、形狀或表面光潔度?？蓚€別地調(diào)整每一晶片的每一止動螺絲。為了調(diào)整止動螺絲，可擰松鎖緊螺母，可使用艾倫(allen)扳手來調(diào)整螺絲，且可擰緊鎖緊螺母。

本文中所揭示的吸力組合件及真空卡盤可用于與形成于背面上的裝置一起夾緊晶片。接觸仍發(fā)生于墊與晶片表面之間，但墊的材料經(jīng)配置以減少對裝置的損壞風(fēng)險。

真空卡盤還可使用靜電卡緊(例如庫侖(coulombic)或約翰遜-拉別克(johnson-rahbeck)力)來部分地保持或固定晶片。這可為對真空力的補充。在另一實施力中，本文中所揭示的吸力組合件可與僅執(zhí)行靜電卡緊的卡盤一起使用。在此實施例中，真空泵僅連接到一或多個吸力組合件。

本文中所描述的系統(tǒng)及方法可用于卡緊任何類型的晶片。舉例來說，晶片可為半導(dǎo)體晶片或另一類型的晶片，例如用于制造led、太陽能電池、磁盤、平板或拋光板的晶片。還可卡緊其它物體，如所屬領(lǐng)域非技術(shù)人員所知。本發(fā)明的實施例可經(jīng)配置以卡緊可大體上呈圓形、大體上呈矩形或呈其它形狀的晶片。舉例來說，晶片可為大體上呈圓形的半導(dǎo)體晶片。實施例可經(jīng)配置以卡緊不同大小的晶片。在一些實施例中，晶片可具有例如100毫米、200毫米、300毫米或450毫米的直徑及從約500微米到約1,000微米的厚度。在其它實例中，晶片可為大體上呈矩形的太陽能電池，其具有從約100平方毫米到約200平方毫米的尺寸及從約150微米到約300微米的厚度。

如本文中所揭示，可使用一或多個吸力組合件來卡緊具有約5毫米翹曲的晶片。在一個實例中，可使用多個吸力組合件來卡緊具有約10毫米翹曲的晶片?？蓪⒕秸?例如)約5微米或更小內(nèi)。

如本文中所揭示，可使用一或多個吸力組合件來卡緊具有碗形或不規(guī)則翹曲圖案的晶片。舉例來說，可使用本文中所揭示的系統(tǒng)的實施例來卡緊炸薯片形或花形翹曲。在以前，這是無法有效執(zhí)行的。

雖然已相對于一或多個特定實施例而描述本發(fā)明，但應(yīng)了解，可在不背離本發(fā)明的范圍的情況下設(shè)想本發(fā)明的其它實施例。因此。本發(fā)明被認(rèn)為僅受限于所附權(quán)利要求書及其合理解譯。