[发明专利]一种半导体芯片电子束蒸发装置及其安装方法

说明书

本发明公开了一种半导体芯片电子束蒸发装置及其安装方法，用于将芯片安装至行星盘上，装置包括：用于安装芯片的盖板和挡环，挡环中部设置有挡环通孔，并包括沿芯片厚度方向形成的内卡环和外卡环。外卡环安装于行星盘的行星盘卡口中，盖板设置于内卡环的上方，芯片通过盖板安装于内卡环中。芯片设置有硅片的一面朝向蒸发源材料。依次将芯片、盖板放入挡环内，芯片设置有硅片的一面朝下，然后再将芯片、盖板和挡环整体放入行星盘的行星盘卡口内。本发明能够解决半导体芯片烧结后烧偏芯片不能进行蒸发工艺，以及蒸发完成后芯片与挡环因热胀冷缩而卡环造成芯片报废的技术问题。

技术领域

本发明涉及功率半导体器件制造领域，尤其是涉及一种应用于半导体芯片电子束蒸发的装置及其安装方法。

背景技术

在现有的大功率半导体器件制造领域，平面型半导体芯片一般分为烧结型芯片和全压接芯片。而烧结型芯片又是指经过烧结工艺后的烧结型芯片，芯片2的尺寸从1寸到4寸不等。烧结型芯片的烧结工艺一般是将硅片、铝片和钼片放置于石墨模具中在800℃的温度下进行烧结。如附图2所示，为烧结后的芯片2，其正面为硅片21，背面为钼片22。考虑到硅、铝、钼的热膨胀系数，石墨模具的内径公差随着芯片尺寸的增大而增大，导致大尺寸的芯片2，尤其是3.5寸及4寸芯片烧结模具的内径公差达到0.5mm。大尺寸的芯片2往往由于装模时的同心度较差，导致烧结后芯片烧偏的可能性较大。

电子束蒸发工艺作为平面型半导体芯片制作过程的一项常用工艺，其过程是将芯片2的待镀层面朝下装入行星盘4内，然后将行星盘4放入蒸发设备炉腔中，行星盘4随轴承6进行公转和自转。其中，如附图1所示，行星盘4为半球状结构，根据所蒸发芯片的尺寸设有相应尺寸或相近尺寸的行星盘卡口5，蒸发时将芯片待镀膜面朝下直接装入行星盘4中。在一定的温度、真空条件下，被高压加速并聚焦的电子束轰击蒸发源材料的表面，由于电子束的动能几乎完全转为热能，瞬间即可达到很高温度，足以使蒸发源材料熔化，并将蒸发源材料蒸发到芯片2的表面上形成薄膜。

现有技术中，芯片2装入行星盘4内的过程是直接将芯片2装入尺寸与芯片2尺寸相配套的行星盘4中，如附图3和附图4所示。由于芯片2尺寸的多样化，导致对应行星盘4也多样化，每一种直径规格的芯片2需要配备一套行星盘4，直接导致消耗成本增高。由于行星盘卡口5的公差限制，严重烧偏的芯片2无法放入，无法进行蒸发及后续工艺。即使将某些烧偏的芯片2勉强放入行星盘卡口5内，在高温蒸发以后，由于芯片2及行星盘4本身的热胀冷缩，而导致芯片2蒸发完后无法取出或取出后硅片21崩边报废，同时影响行星盘4的再次使用。

发明内容

有鉴于此，本发明的目的在于提供一种半导体芯片电子束蒸发装置及其安装方法，以解决半导体芯片烧结后烧偏芯片不能进行蒸发工艺，以及蒸发完成后芯片与挡环因热胀冷缩而卡环造成芯片报废的技术问题。

为了实现上述发明目的，本发明具体提供了一种半导体芯片电子束蒸发装置的技术实现方案，一种半导体芯片电子束蒸发装置，用于将芯片安装至行星盘上，包括：用于安装所述芯片的盖板和挡环，所述挡环中部设置有挡环通孔，并包括沿所述芯片厚度方向形成的内卡环和外卡环。所述外卡环安装于所述行星盘的行星盘卡口中，所述盖板设置于所述内卡环的上方，所述芯片通过所述盖板安装于所述内卡环中。所述芯片设置有硅片的一面朝向蒸发源材料。

优选的，所述外卡环的外径尺寸与所述行星盘卡口的直径尺寸相匹配。

优选的，所述内卡环的高度尺寸与所述芯片的厚度尺寸相匹配。

优选的，所述外卡环的内径尺寸为所述芯片进行电子束蒸发时所需镀层的直径尺寸。

优选的，所述盖板的下部设置有限位环，所述内卡环的内径尺寸大于所述芯片的直径尺寸，且满足所述内卡环的内径尺寸为所述芯片的直径尺寸与两倍所述限位环的宽度尺寸之和。

优选的，所述限位环的外径尺寸与所述内卡环的内径尺寸相匹配。