[实用新型]带有通孔电镀铜凸点的硅圆片减薄夹具

说明书

技术领域

本实用新型涉及一种半导体制造设备艺，特别是涉及一种带有通孔电镀铜凸点的硅圆片减薄夹具。 

背景技术

三维封装是半导体封装技术发展的趋势。三维封装要求在硅圆片制作通孔，通过电镀、沉积等工艺在通孔中填充金属以实现垂直电互连，同时，需要将两层或两层以上芯片堆叠进行系统级封装，这就要求将圆片减薄到100μm甚至100μm以下。圆片减薄是通过机械磨削的方式对圆片进行切削，机械切削会在圆片表面形成一定厚度的损伤层。通过化学机械抛光工艺，可以将圆片表面的损伤层去除。圆片较厚时，圆片自身抵抗破坏的能力较大；而圆片较薄时，圆片自身抵抗破坏的能力就会变弱，因此处理不当容易造成圆片破裂的问题。 

由于减薄过程中需要对减薄圆片施加一定的压力，而且要求被减薄的圆片表面具有一定的平整度。在硅圆片通孔电镀时，极容易在硅圆片通孔处形成铜凸点，在圆片减薄过程中容易造成凸点位置的应力集中，进而产生裂纹，甚至造成圆片的破裂。 

发明内容

本实用新型的目的是针对已有技术中存在的缺陷,提供一种带有通孔电镀铜凸点的硅圆片减薄夹具。本实用新型实现带有通孔电镀铜凸点的硅圆片减薄，能够有效避免减薄时圆片破裂的问题，可以应用于集成电路、MEMS器件、光电器件的三维堆叠封装。 

本实用新型的带有通孔电镀铜凸点的硅圆片减薄夹具包括夹具圆片,其特征在于夹具圆片上设有可容纳硅圆片上铜凸点的沟槽，夹具圆片的材料为硅片或者金属圆片，夹具圆片上设有用于减薄硅圆片与夹具圆片对准 用的标记，经电镀在硅圆片的正面设有铜凸点，带有电镀铜凸点的硅圆片与夹具圆片对准用的标记对准并固定。 

所述夹具圆片上的沟槽的宽度大于硅圆片上铜凸点的直径，深度大于硅圆片上铜凸点的高度，其截面为方形或半圆形或倒梯形。 

本实用新型减薄工艺包含以下步骤： 

A  在硅圆片的通孔背部进行局部电镀封孔，封孔工艺完成后，进行填孔电镀，电镀过程容易导致在硅圆片的正面形成铜凸点； 

B  根据硅圆片通孔上的铜凸点制作掩模板，经掩模板确定夹具圆片上的沟槽形状及分布状况； 

C  采用光刻工艺将掩模板上的图形转移到减薄夹具圆片上，采用干法刻蚀或湿法刻蚀工艺刻蚀出沟槽，并刻蚀制作对准标记； 

D  利用对准标记将带有电镀铜凸点的硅圆片与夹具圆片对准，然后进行固定； 

E  采用机械方式从背面对带铜凸点硅圆片进行机械磨削，完成机械磨削后，利用化学机械抛光去除机械磨削造成的损伤层； 

F  完成带铜凸点硅圆片背部减薄后，进行带铜凸点硅圆片正面的减薄，采用机械方式从正面对带铜凸点硅圆片进行机械磨削，完成机械磨削后，利用化学机械抛光工艺去除机械磨削造成的损伤层。 

所述步骤C中通过刻蚀、腐蚀或机械加工的方法制作而成的夹具圆片上的沟槽的宽度大于硅圆片上铜凸点的直径，深度大于硅圆片上铜凸点的高度，其截面为方形或半圆形或倒梯形。减薄夹具圆片为硅材料，夹具圆片上的沟槽通过干法刻蚀或湿法刻蚀制作而成，或者夹具圆片为金属材料不锈钢或金属铜，夹具圆片上的沟槽可通过腐蚀或机械加工制作而成，夹具圆片的表面经过抛光处理。 

所述步骤D中的对准标记将硅圆片固定在夹具圆片上，所述步骤E通过机械磨削、化学机械抛光方法完成硅圆片减薄。 

本实用新型的优点是避免了硅圆片上铜凸点在减薄时受到直接的挤压而产生的应力集中，可有效避免带有通孔电镀铜凸点的硅圆片减薄时的易发生的圆片破裂的问题，提高硅圆片减薄的成品率，所提供的夹具及其减薄方法简单易行，成本低廉。 

附图说明

图1圆片减薄夹具俯视图； 

图2带有通孔电镀铜凸点的硅圆片俯视图； 

图3带有通孔电镀铜凸点的硅圆片剖面图； 

图3a硅圆片剖面图的局部放大图； 

图4带有通孔电镀铜凸点的硅圆片剖面图； 

图4a硅圆片剖面图的局部放大图； 

图5利用减薄夹具进行带有通孔电镀铜凸点的硅圆片减薄剖面图（采用粘结剂固定方式）； 

图6利用减薄夹具进行带有通孔电镀铜凸点的硅圆片减薄剖面图（采用真空吸附固定方式）； 

图7减薄后带有通孔电镀铜凸点的硅圆片的剖面图； 

图8带有通孔电镀铜凸点的硅圆片与夹具圆片（沟槽为倒梯形）固定剖面图； 

图9带有通孔电镀铜凸点的硅圆片与夹具圆片（沟槽为半圆形）固定剖面图。