[发明专利]晶片减薄后与载体分离的批量生产工艺方法及其装置

说明书

本发明涉及一种无线和远程通信技术领域中所用的晶片在减薄后与载体分离的生产工艺方法及其装置。

随着无线和远程通信技术的发展，工作频率的不断攀升，对化合物半导体器件和薄型陶瓷衬底的要求也在随之提高。由于化合物半导体器件必须经过减薄后进行通孔接地工艺，以获得良好的热导性及较低的电感，所以相对于硅晶片工艺标准，目前应用在化合物半导体和陶瓷衬底工艺中的晶片减薄后与其载体分离的工艺方法，显然不是一种高效的生产技术。目前半导体器件或用于射频和微波电路模块制造的薄型陶瓷衬底生产工艺中，最大的问题就是减薄后的晶片与载体分离时，晶片损坏率很高，造成损坏的主要原因是：(1)人工地将半导体晶片或陶瓷衬底粘在载体上；(2)人工地将半导体晶片或陶瓷衬底从载体上取下来。将晶片粘在载体上，主要是为了减少在晶片减薄时，或背面刻蚀等其他工艺可能对晶片的破坏。晶片与载体的分离工艺是处在减薄工艺之后，划片工艺(将整个晶片经划片后分为单个器件)之前的一道非常重要的工艺。显而易见，以上的粘片及分离工艺都是属于器件制造的后道工艺，所以此时造成的晶片损坏，由于已涵盖大部分的工艺，其代价将是十分昂贵的。

典型的晶片与载体分离工艺包括：

(1)将减薄后的晶片及其载体放在经过加热的表面上，使晶片和载体间的粘合剂溶化；

(2)待粘合剂熔化后，人工地将晶片从载体上轻推下来。

经过减薄后的晶片，由于厚度的减少，或者在减薄后又进行了背面刻蚀通孔工艺而造成无数的小孔，会使晶片的脆性增大，极易造成碎片。另外人工操作的失误也是在分离工艺中造成碎片的主要原因。因此，半导体器件生产厂家及工艺工程师们普遍需要一种新型的无晶片碎片或是损坏的非人工操作的晶片与载体分离工艺。

现有晶片分离工艺是用于将各种类型的晶片(如GaAs，Si等半导体材料，或用于射频和微波电路模块制造的陶瓷材料)在通过物理(如磨片机等)或化学(如酸液)的方法减薄后，使其与载体分离的一种工艺方法。晶片一般通过粘合剂，如蜡、蜡和光刻胶的混合物或者其他粘性材料等粘到载体上。目前主要采用加热载体的方法，使粘合剂熔化，再用手工将晶片从载体上取下来，而且只能单片操作，也就是每次只能将一个晶片从载体上取下。其主要的缺点是，手工操作使人为因素增加，操作人员在操作中心理负担较大，极易造成碎片；化学物质残留影响成品质量，单片工艺无法适应大规模生产的需要。以上所述表明，现有的晶片与载体分离工艺已成为晶片生产的瓶颈，亟待解决。

此外，MOTOROA公司近年研制出一种新型的晶片与载体分离工艺，主要原理是利用超声波和在载体上加工小洞来实现的。在载体上钻一些小洞，以使溶剂能较好地与粘合剂接触，加速熔解时间。但是在蓝宝石载体上钻孔成本非常高。另外通过超声波振荡的方式，由于晶片及载体在溶剂中始终处于振动状态之中，晶片与载体分离后落入接片盒的平稳性会受到很大影响。

综上所述，目前现有的所有工艺都不是一种晶片减薄后盒到盒的全自动批量生产技术。

本发明的目的就是为了解决上述问题，提出一种无晶片碎片或损坏的非人工操作的晶片减薄后与载体分离的批量生产工艺方法及其装置。

本发明技术解决方案：

一种晶片减薄后与载体分离的批量生产工艺方法，它将批量的减薄后的晶片及其粘合在一起的载体一同竖向悬置在放片支架上，其下方设有接片容器，然后对放片支架上的各减薄处理后的晶片及其载体进行加热处理，使得它们之间的粘合剂熔化或溶解，使各载体上的各对应的晶片在其自身重力作用下自动脱开载体落入接片容器。

本发明方法中，加热处理可以是溶液加热，溶液应选取沸点较高的有机溶液或溶剂，如二乙烯甲基对酞酸盐溶液。加热处理也可是蒸汽加热或风机加热，如采用二乙烯甲基对酞酸盐蒸汽或氮气气体加热。加热处理还可是传导加热。本发明加热处理的加热温度根据粘合剂的溶解或熔化点来确定。

一种晶片减薄后与载体分离的批量生产装置，其特征在于它由送片盒和接片盒组成，送片盒位于接片盒上部，它们活动连接在一起，在送片盒两侧内壁均间隔对应设有多道用于放置减薄后的晶片及其粘合在一起的载体的送片竖向凹槽，且送片盒两侧内壁下部均对应设有一道贯穿各送片竖向凹槽的横向挡条，它们之间的间距大于晶片的直径或宽度而小于载体的直径或宽度，相应地接片盒两侧内壁对应送片盒两侧内壁各送片竖向凹槽的位置亦均间隔设有多道接片竖向凹槽，它们用来接收加热处理后掉落下来的各晶片。