单芯片背面金属工艺夹具

摘要

本发明涉及一种单芯片背面金属工艺夹具，该夹具包括有圆片承片基座、U形定位框、固定压块、硅固定挡条，硅垫片等七大部分。采用本发明夹具后，由于没有残胶、芯片的擦伤减少，其背面的金属纯度提高，因而大幅提高了芯片背面金属工艺的成品率，IC成品率从原来的20%提升到90%。该夹具可广泛应用于半导体集成电路制造过程中的单芯片背面金属化工艺领域。

权利要求

1.一种单芯片背面金属工艺夹具，其特征在于，包括有：圆片承片基座(1)、U形定位框(2)、固定铆钉(3)、固定压块(4)、锁紧螺钉(5)、硅垫片(6)、硅固定挡条(7)，其中，圆片承片基座(1)和U形定位框(2)之间用固定铆钉(3)固定，圆片承片基座(1)、U型定位框(2)、固定压块(4)通过锁紧螺钉(5)夹紧在圆片承片基座(1)上，U形定位框(2)内部区域放置采用标准4英寸硅圆片通过划片制作成长度70-0.05毫米，即指上公差为0毫米，下公差为0.05毫米；宽度70-0.05毫米，即指上公差为0毫米，下公差为0.05毫米；厚度为

525±25微米的硅垫片(6)，硅垫片(6)上放置单芯片，单芯片使用两条长度为70-0.05毫米，即指上公差为0毫米，下公差为0.05毫米；宽度为7到10毫米、厚度为525±25微米的硅固定挡条(7)夹紧。

2.根据权利要求1所述的单芯片背面金属工艺夹具，其特征在于：所述圆片承片基座(1)是常规的圆片承片基座，基座上有孔，孔为三排，共9个孔，每个孔的直径大小为Φ1±0.05毫米。

3.根据权利要求1所述的单芯片背面金属工艺夹具，其特征在于：所述U形定位框(2)材料为不锈钢，其厚度为1±0.1毫米，宽度为7±0.1毫米，其内框区域用于放置硅垫片(6)，内框面积为70×70平方毫米。

4.根据权利要求1所述的单芯片背面金属工艺夹具，其特征在于：所述固定压块(4)的材料为铝合金，其厚度为1±0.05毫米，宽度为6毫米、长度为15毫米的长方形小块；在固定压块(4)的几何中心位置打一个圆形小孔，孔的直径为Φ1-0.05毫米，即指上公差为

0毫米，下公差为0.05毫米；在U形定位框(2)两侧边的两铆钉间上也打有圆形小孔，圆形小孔直径为Φ1-0.05毫米，即指上公差为0毫米，下公差为0.05毫米；用锁紧螺钉(5)在打孔处固定U形定位框(2)与固定压块(4)。

说明书

单芯片背面金属工艺夹具

技术领域

[0001] 本发明涉及一种单芯片背面金属工艺夹具，适用于半导体集成电路制造过程中的单芯片背面金属化工艺领域。

背景技术

[0002] 在半导体集成电路制造的工艺过程中，背面金属工艺一直是提升IC封装品质和提高IC最终产品可靠性的关键工艺之一。随着IC标准FOUNDRY工艺的成熟，为节约成本，多芯片加工（MPW）的工程批加工方式日益增多，给用户提供单芯片的现象也越来越普遍。

[0003] 为此，需要将单个芯片的背面进行背面金属化，便于封装采用烧结工艺，以提高产品可靠性。而对于采用传统工艺的硅芯片，特别是单个芯片，其背面的金属化无法实现。针对这一难题，目前有此种做法：在不锈钢圆片承片基座上粘一块高温胶带，把需要背面金属的芯片正面朝下粘到高温胶带上，像整个圆片一样，放入硅圆片背面金属系统中进行背面金属化。

[0004] 但这种方法有如下问题：1）装、取片时需要用镊子夹芯片，很容易把芯片划伤，导致辞背面金属工艺后的IC成品率降低。2）在背面金属工艺过程中，腔室里既是高真空又是高温状态。高真空、高温会导致胶带里的溶剂挥发，挥发的溶剂污染腔室，进而污染芯片，使背面金属的质量不纯，背面金属层与其基底粘附不牢，影响以后的封装的烧结成品率，导致影响最终IC产品的可靠性。3）背面金属工艺过程中的高温会让胶带上的胶粘附在芯片正面，形成残胶，粘附在芯片正面上的残胶很难去除，降低了加工成品率。

发明内容

[0005] 为了解决背面金属工艺所存在的成品率低、背面金属质量差的问题，本发明提出了一种单芯片背面金属工艺夹具。

[0006] 本发明的一种背面金属工艺夹具，包括有：圆片承片基座（1）、U形定位框（2）、固定铆钉（3）、固定压块（4）、锁紧螺钉（5）、硅垫片（6）、硅固定挡条（7），[0007] 其中，圆片承片基座（1）和U形定位框（2）之间用固定铆钉（3）固定，圆片承片基座（1）、U型定位框（2）、固定压块（4）通过锁紧螺钉（5）夹紧，圆片承片基座（1）上，U形定位框（2）内部区域放置硅垫片（6），硅垫片（6）上放置单芯片，单芯片使用两硅固定挡条（7）夹紧。

[0008] 所述圆片承片基座（1）是常规的圆片承片基座，基座上有孔，孔为三排，共9个孔，每个孔的直径大小为Φ1±0.05毫米。

[0009] 所述U形定位框（2）材料为不锈钢，其厚度为1±0.1毫米，宽度为7±0.1毫米，其内框区域用于放置硅垫片（6），内框面积为70×70平方毫米。

[0010] 所述固定压块（4）的材料为铝合金，其厚度为1±0.05毫米，宽度为6毫米、长度为15毫米的长方形小块。在固定压块（4）的几何中心位置打一个圆形小孔，孔的直径为Φ1-0.05毫米，在U形定位框（2）两侧边的两铆钉间上也打有圆形小孔，圆形小孔直径为Φ1-0.05毫米，用锁紧螺钉（5）在打孔处，固定U形定位框（2）与固定压块（4）。

[0011] 所述硅垫片（6）是通过标准4英寸硅圆片通过金钢刀划片，划成长度（70-0.05）毫米、宽度（70-0.05）毫米、厚度为525±25微米的硅垫片，在圆片承片基座（1）上，U形定位框（2）内部放置硅垫片（6）。

[0012] 所述硅固定挡条（7）放在硅垫片（6）的抛光面之上，硅固定挡条（7）的长度为70-0.05毫米、宽度为7-10毫米、厚度为525±25微米。

[0013] 有益效果：

[0014] 本发明的单芯片背面金属工艺夹具，解决了单芯片不能背面金属的问题。与现有的高温胶带固定芯片进行背面金属工艺相比，本发明具有以下特点：

[0015] 1）由于不再使用高温胶带固定单芯片，有效地消除了芯片正面因使用了高温胶带而留下的胶残。经扫描电镜分析，背面金属层中不再含有C与H，因此能使背面金属的纯度提高；

[0016] 2）由于使用了抛光的硅垫片和硅固定挡条；可以使用真空吸笔，来装取单芯片。因此，使芯片的擦伤大幅减少；

[0017] 由于没有残胶、芯片的擦伤减少，其背面的金属纯度提高，因而大幅提高了芯片背面金属工艺的成品率。采用本发明夹具与高温胶带固定芯片背面金属工艺的成品率对比如表1所示，采用本发明的夹具后，IC成品率从原来的20%提升到90%。

[0018] 表1采用本发明夹具与高温胶带固定背面金属工艺的成品率比较表

[0019]方法名称 加工片数/次 成品率
采用高温胶带固定背面金属 100片 20%
采用本发明背面金属工艺夹具 100片 90％

附图说明

[0020] 图1是本发明的背面金属工艺夹具的立体结构示意图；

[0021] 图2是本发明的背面金属工艺夹具的整体结构示意图；

[0022] 图3是本发明的圆片承片基座（1）与U型定位框（2）连接示意图；

[0023] 图4为图3进行了固定压块（4）制作后的示意图；

[0024] 图5为图4进行了硅垫片（6）安装后的示意图；

[0025] 图6为图5进行了硅固定挡条（7）安装后的示意图；

[0026] 图7为图6进行了单芯片背面金属放置后的示意图；

[0027] 图8为图7沿A—A向的剖视示意图；

[0028] 图9为图7沿B—B向的剖视示意图；

[0029] 在图2-图9中，1为圆片承片基座，2为U形定位框，3为固定铆钉，4为固定压块，5为锁紧螺钉，6为硅垫片，7为硅固定挡条，8为单芯片。

具体实施方式

[0030] 下面结合具体实施例及附图，对本发明作进一步详细说明。

[0031] 本发明的一种背面金属工艺夹具，包括有：圆片承片基座（1）、U形定位框（2）、固定铆钉（3）、固定压块（4）、锁紧螺钉（5）、硅垫片（6）、硅固定挡条（7）等七个部分。

[0032] 图1是本发明的芯片背金夹具的立体结构示意图；图2是本发明的芯片背金夹具的整体结构示意图，该发明是在通用的圆片承片基座（1）进行改装形成的背面金属工艺夹具；图3是本发明的圆片承片基座（1）与U型定位框（2）连接示意图。

[0033] 图1-3中，圆形承片基座（1）和U型定位框（2）上加工有9个铆钉孔和6个锁紧螺钉孔，孔径大小为Φ1±0.05毫米；对锁紧螺钉孔制作成有螺纹的孔，便于上锁紧螺钉，用铆钉将不锈钢U形框定位框（2）与圆片承片基座（1）固定在一起。

[0034] 圆形承片基座（1）为不锈钢材料加工而成，直径为Φ150毫米，厚度为2毫米。

[0035] U型定位框（2）为不绣钢材料加工而成，厚度为1±0.1毫米，宽度为7±0.1毫米。

[0036] 图4是图3进行了固定压块（4）装配后的示意图。固定压块（4）采用常规的机械加工方法，加工出厚度为1±0.05毫米，宽度为6毫米、长度为15毫米的铝合金小块6个，并在每个铝合金小块的几何中心位处，打出孔径大小为Φ1-0.05毫米的小孔，并制作成螺纹，便于上螺钉，这个铝合金小块作为固定压块，采用直径为1±0.05毫米、长度为2毫米的螺钉为锁紧螺钉；

[0037] 图5为图4进行了硅垫片（6）安装后的示意图。硅垫片（6）是通过标准4英寸硅圆片通过金钢刀划片，划成长度（70-0.05）毫米、宽度（70-0.05）毫米、厚度为525±25微米的硅垫片。圆片承片基座（1）上，U形定位框（2）内部放置硅垫片（6）。

[0038] 图6为图5进行了硅固定挡条（7）安装后的示意图；

[0039] 所述硅固定挡条（7）放在硅垫片（6）的抛光面之上。硅固定挡条（7）是通过标准4英吋硅圆片通过金钢刀划片，划成长度为70-0.05毫米、宽度为7-10毫米、厚度为525±25微米的硅条而成。硅固定挡条抛光面朝下放置在硅垫片上；

[0040] 图7为图6进行了单芯片背金放置后的示意图。

[0041] 图8为图7沿A—A向的剖视示意图。

[0042] 图9为图7沿B—B向的剖视示意图。圆片承片基座（1）与U型定位框（2）通过固定铆钉（3）固定在一起。圆片承片基座（1）、U型定位框（2）、硅垫片（6）、硅固定挡条（7）、固定压块（4）通过锁紧螺钉（5）夹紧。硅垫片（6）上，两硅固定挡条（7）间放置单芯片。

[0043] 本发明的背面金属工艺夹具的使用步骤如下：

[0044] 第一步：水平放置通过固定铆钉（3）铆在一起的带有U型定位框（2）的圆片承片基座（1）；

[0045] 第二步：把硅垫片（6）抛光面朝上放入圆片承片基座（1）上的U型定位框（2）内；

[0046] 第三步：把一条硅固定挡条（7）抛光面朝下放置在U型定位框（2）内的硅垫片（6）上，固定挡条（7）一侧紧靠硅U型定位框底边内侧。用两固定压块（4）通过锁紧螺钉把圆片承片基座（1）、U型定位框（2）、硅垫片（6）、固定挡条（7）夹紧在一起；

[0047] 第四步：紧靠固定压块（4），在硅垫片（6）上用管芯吸笔放置单管芯，单管芯正面朝下；

[0048] 第五部：与前一硅固定挡条（7）放置方式一样，用另外一个硅固定挡条（7）慢慢推进单芯片，最后与排列好的单芯片靠紧，再在两端分别放上两固定压块（4），并用锁紧螺钉（5）固定。单芯片完全固定，单芯片背金夹具装片就完成，可以像整个硅园片那样进行背金工艺。

[0049] 第六步：芯片背面金属工艺后，旋下锁紧螺钉（5），取下固定压块（4），取走固定挡条（7），用管芯吸笔吸取管芯，装入芯片盒内。

[0050] 至此，本发明的单芯片背面金属工艺完成。