[發明專利]一種真空加熱系統、晶片剝離裝置及方法

有效

• 申請號: 201711465595.8
• 申請日: 2017-12-28
• 公開（公告）號: CN108346597B
• 公開（公告）日: 2021-01-08
• 發明（設計）人: 馮玙璠;陳治賢;莊昌輝;范小貞;趙前來;黃漢杰;何江玲;尹建剛;高云峰
• 申請（專利權）人: 大族激光科技產業集團股份有限公司
• 主分類號: H01L21/67
• 分類號: H01L21/67;H01L21/683;B23K26/064;B23K26/18
• 代理公司: 深圳市道臻知識產權代理有限公司 44360
• 代理人: 陳琳

本發明公開了一種真空加熱系統、晶片剝離裝置及方法，所述真空加熱系統包括：加熱圈固定板，呈環狀，且帶有一圈環狀的凹槽；加熱圈，呈環狀，設置在加熱圈固定板的凹槽內；隔熱板，呈環狀，設置在加熱圈的上部；吸嘴固定板，設置在隔熱板的上部；以及多個真空吸嘴，對稱均勻的設置在吸嘴固定板上用于吸附剝離后的晶片將其移開。本發明通過設置真空加熱系統，能夠在晶片被粘合的區域上對粘合層材料進行加熱，使其融化，從而使得晶片剝離完全；同時通過真空加熱系統的真空吸嘴可以對剝離后的晶片進行吸附，便于晶片的搬運，避免破損，提高晶片剝離的良率。

技術領域

本發明涉及半導體加工技術領域，尤其涉及一種真空加熱系統、晶片剝離裝置及方法。

背景技術

集成電路封裝是半導體產業鏈中的核心環節之一，近年來，疊層芯片封裝逐漸成為技術發展的主流。疊層芯片封裝技術，簡稱3D封裝，是指在不改變封裝體尺寸的前提下，在同一個封裝體內于垂直方向疊放兩個以上芯片的封裝技術，它起源于快閃存儲器(NOR/NAND)及SDRAM的疊層封裝。

隨著對于大規模集成、高密度封裝的需求日漸提高，堆疊中所用各層芯片的厚度不可避免的需要被減薄，目前較為先進的疊層封裝的芯片厚度都在100um以下，對于一些應用，硅晶片/芯片被后側研磨并拋光到50um甚至更薄。雖然單晶硅具有非常高的機械強度，但在降低厚度的過程中，硅晶片的脆性會增加，減薄后的硅晶片在后續的加工過程中十分容易彎折或斷裂，這對于自動化設備提出了較大的挑戰。

針對上述問題，在現有技術中，通過將被加工的晶片粘著固定在基板上，以增強晶片在加工過程中的機械強度，在晶片加工完成之后，再將晶片與基板剝離。其中的一種激光剝離技術中的晶片結合體的結構如圖1所示，在晶片101的一個表面涂覆上粘合層102，在基板104的一個表面涂覆上釋放層103，其中粘合層102為熱塑性物質，可以使得晶片101與基板104粘合在一起，釋放層103為可以吸收激光波長的物質，通過向釋放層103照射一定波長的激光光束，使得釋放層材料分解，從而將晶片101和基板104分離。

對于上述激光剝離的技術，在實際應用中，由于在將晶片101和基板104結合后還需進行若干晶片加工步驟，例如晶片厚度減薄加工，晶片背側工藝如離子注入、退火、蝕刻、濺鍍、蒸鍍和/或金屬化等，以及晶片后側形成硅直通，直到在晶片的活動側形成集成電路等，其中在蝕刻工藝過程中，由于需要采用強酸、強堿等化學物質，所采用的釋放層材料會被部分腐蝕，如圖2所示，釋放層103靠近邊緣的一部分區域被腐蝕，而由于粘合層102的存在，會使得這一區域的晶片101和基板104粘合在一起，會導致在后續進行激光剝離的過程中，這一區域由于沒有釋放層材料的存在，激光束對于這一部分區域無法產生作用，從而使得晶片101與基板104分離失敗。所以，現有的激光剝離技術中存在著晶片與基板無法徹底分離的問題。

發明內容

鑒于上述現有技術的不足，本發明的目的在于提供一種真空加熱系統、晶片剝離裝置及方法，從而克服現有技術中的晶片剝離方法存在晶片與基板無法徹底分離的問題。

本發明的技術方案如下：

本發明提供了一種晶片剝離裝置，其中，包括：

加熱圈固定板，呈環狀，且帶有一圈環狀的凹槽；

加熱圈，呈環狀，設置在加熱圈固定板的凹槽內；

隔熱板，呈環狀，設置在加熱圈的上部；

吸嘴固定板，設置在隔熱板的上部；以及

多個真空吸嘴，對稱均勻的設置在吸嘴固定板上用于吸附剝離后的晶片將其移開。

所述的真空加熱系統，其中，所述真空加熱系統還包括：與加熱圈連接用于測量加熱圈溫度的溫度傳感器；設置在加熱圈與隔熱板之間，用于與加熱圈固定板配合將加熱圈固定于所述凹槽內的加熱圈蓋板；以及固定于所述吸嘴固定板上用于方便移動真空加熱系統的把手。