CN111696857A - 真空键合晶圆片的制造方法及圆形夹具总成 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种真空键合晶圆片的制造方法及圆形夹具总成，方法包括：将多个隔离片装配在圆形夹具的圆周上；每一隔离片位于圆形夹具的圆周内的一端距离圆形夹具的中心为第一预设距离，第一预设距离与第一尺径晶圆片的尺径相适应；依次放置一个第一及第一尺径晶圆片在圆形夹具内，二者中心与圆形夹具的中心重合；第二尺径晶圆片的尺径大于第一尺径晶圆片的尺径；依次放置另一个第二及第二尺径晶圆片在圆形夹具内，二者中心与圆形夹具的中心重合；夹住各晶圆片，放入石墨片，得到装配好的圆形夹具总成；将圆形夹具总成放入第二尺径键合机台进行工艺操作，得到真空键合的第一尺径晶圆片。本发明能用第二尺径键合机台真空键合形成第一尺径晶圆片。

Description

真空键合晶圆片的制造方法及圆形夹具总成

技术领域

本发明涉及半导体集成电路制造封装键合领域，特别涉及一种真空键合晶圆片的制造方法、圆形夹具总成以圆形夹具设备。

背景技术

在常规的大尺寸键合机台无法键合小尺寸晶圆片。比如8寸键合机台中，无法键合4寸晶圆片。而4寸键合机台，由于技术年代问题，没有真空、快速升降温等技术配备。如何利用最新的技术手段键合4寸晶圆片成为亟待解决的问题。一种可行的方法是，利用8寸机台(包括传输系统、压力系统、内部平台等)改造成4寸晶圆可用。但是这种整体的改造成本高，实现起来复杂。

发明内容

有鉴于此，本发明旨在提供一种真空键合晶圆片的方法及圆形夹具总成，以实现少量机台改造，就可以实现用大尺寸键合机台键合小尺寸晶圆片。

具体地，一种真空键合晶圆片的制造方法，所述制造方法包括：

放置圆形夹具；

将多个隔离片按照预设间隔角度装配在所述圆形夹具的圆周上；每一所述隔离片位于所述圆形夹具的圆周内的一端距离所述圆形夹具的中心为第一预设距离，所述第一预设距离与第一尺径晶圆片的尺径相适应；

依次放置一个第二尺径晶圆片及一个第一尺径晶圆片在所述圆形夹具内，所述一个第二尺径晶圆片及一个第一尺径晶圆片的中心与所述圆形夹具的中心重合，所述一个第二尺径晶圆片及一个第一尺径晶圆片均位于所述隔离片与所述圆形夹具的内底面之间；所述第二尺径晶圆片的尺径大于第一尺径晶圆片的尺径；

依次放置另一个第一尺径晶圆片以及另一个第二尺径晶圆片在所述圆形夹具内，所述另一个第一尺径晶圆片以及另一个第二尺径晶圆片的中心与所述圆形夹具的中心重合，所述另一个第一尺径晶圆片以及另一个第二尺径晶圆片均位于所述隔离片上方；

利用所述圆形夹具的固定部件夹住所述一个第二尺径晶圆片、一个第一尺径晶圆片、另一个第一尺径晶圆片以及另一个第二尺径晶圆片；

在所述另一个第二尺径晶圆片上方放入石墨片，得到装配好的圆形夹具总成；

将所述圆形夹具总成放入所述第二尺径键合机台进行工艺操作，得到真空键合的第一尺径晶圆片。

其中真空键合的第一尺径晶圆片包括真空键合的所述一个第一尺径晶圆片和真空键合的所述另一个第一尺径晶圆片。即，将所述一个第一尺径晶圆片和另一个第一尺径晶圆片进行真空键合所得到的真空键合的第一尺径晶圆片

进一步地，所述第二尺径晶圆片的尺径为8寸，所述第一尺径晶圆片的尺径为4寸，所述第一预设距离为40mm-50mm。

进一步地，所述多个隔离片包括三个隔离片，所述预设间隔角度为120°。

进一步地，所述将多个隔离片按照预设间隔角度装配在所述圆形夹具的圆周上的步骤包括：将多个隔离片按照预设间隔角度利用传动结构装配在所述圆形夹具的圆周上。

进一步地，在放置另一个第一尺径晶圆片在所述圆形夹具内之后还包括：将所述一个第一尺径晶圆片和所述另一个第一尺径晶圆片的平边对准。

本发明还提供一种真空键合晶圆片的圆形夹具总成，包括：

圆形夹具；

多个隔离片，按照预设间隔角度装配在所述圆形夹具的圆周上；每一所述隔离片位于所述圆形夹具的圆周内的一端距离所述圆形夹具的中心为第一预设距离，所述第一预设距离与第一尺径晶圆片的尺径相适应；

所述圆形夹具内依次放置有一个第二尺径晶圆片及一个第一尺径晶圆片，所述一个第二尺径晶圆片及一个第一尺径晶圆片的中心与所述圆形夹具的中心重合，所述一个第二尺径晶圆片及一个第一尺径晶圆片均位于所述隔离片与所述圆形夹具的内底面之间；所述第二尺径晶圆片的尺径大于第一尺径晶圆片的尺径；

所述圆形夹具内还依次放置有另一个第一尺径晶圆片以及另一个第二尺径晶圆片，所述另一个第一尺径晶圆片以及另一个第二尺径晶圆片的中心与所述圆形夹具的中心重合，所述另一个第一尺径晶圆片以及另一个第二尺径晶圆片均位于所述隔离片上方；

所述圆形夹具的固定部件夹住所述一个第二尺径晶圆片、一个第一尺径晶圆片、另一个第一尺径晶圆片以及另一个第二尺径晶圆片；所述另一个第二尺径晶圆片上方设置有石墨片。

进一步地，所述第二尺径晶圆片的尺径为8寸，所述第一尺径晶圆片的尺径为4寸，所述第一预设距离为40mm-50mm。

进一步地，所述多个隔离片包括三个隔离片，所述预设间隔角度为120°。

进一步地，圆形夹具总成还包括：传动结构，每一隔离片通过所述传动结构装配在所述圆形夹具的圆周上。

进一步地，所述一个第一尺径晶圆片和所述另一个第一尺径晶圆片的平边对准。

本发明还提供一种真空键合晶圆片的圆形夹具设备，所述设备包括：

圆形夹具；

多个隔离片，按照预设间隔角度装配在所述圆形夹具的圆周上；每一所述隔离片位于所述圆形夹具的圆周内的一端距离所述圆形夹具的中心为第一预设距离，所述第一预设距离与第一尺径晶圆片的尺径相适应；

所述圆形夹具内依次放置有一个第二尺径晶圆片及一个第一尺径晶圆片，所述一个第二尺径晶圆片及一个第一尺径晶圆片的中心与所述圆形夹具的中心重合，所述一个第二尺径晶圆片及一个第一尺径晶圆片均位于所述隔离片与所述圆形夹具的内底面之间；所述第二尺径晶圆片的尺径大于第一尺径晶圆片的尺径；

所述圆形夹具内还依次放置有另一个第一尺径晶圆片以及另一个第二尺径晶圆片，所述另一个第一尺径晶圆片以及另一个第二尺径晶圆片的中心与所述圆形夹具的中心重合，所述另一个第一尺径晶圆片以及另一个第二尺径晶圆片均位于所述隔离片上方；

所述圆形夹具的固定部件夹住所述一个第二尺径晶圆片、一个第一尺径晶圆片、另一个第一尺径晶圆片以及另一个第二尺径晶圆片；所述另一个第二尺径晶圆片上方设置有石墨片。

进一步地，所述第二尺径晶圆片的尺径为8寸，所述第一尺径晶圆片的尺径为4寸，所述第一预设距离为40mm-50mm。

进一步地，所述多个隔离片包括三个隔离片，所述预设间隔角度为120°。

进一步地，圆形夹具总成还包括：传动结构，每一隔离片通过所述传动结构装配在所述圆形夹具的圆周上。

进一步地，所述一个第一尺径晶圆片和所述另一个第一尺径晶圆片的平边对准。

本发明的真空键合晶圆片的方法、圆形夹具总成以及圆形夹具设备，不增加过多成本的情况下，通过设置新型的隔离片，每一所述隔离片位于所述圆形夹具的圆周内的一端距离所述圆形夹具的中心为第一预设距离，所述第一预设距离与第一尺径晶圆片的尺径相适应，即可实现利用大尺径键合机台对小尺径晶圆片的真空等键合工艺，仅需要对隔离片改造，成本低。

附图说明

并入到说明书中并且构成说明书的一部分的附图示出了本发明的实施例，并且与描述一起用于解释本发明的原理。在这些附图中，类似的附图标记用于表示类似的要素。下面描述中的附图是本发明的一些实施例，而不是全部实施例。对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为根据本发明实施例提供的真空键合晶圆片的制造方法的流程图；

图2为根据本发明实施例提供的真空键合晶圆片的圆形夹具总成的结构示意图；以及

图3为根据本发明实施例提供的真空键合晶圆片的圆形夹具总成的圆形夹具示意图。

具体实施方式

现在参考附图介绍本发明的示例性实施方式，然而，本发明可以用许多不同的形式来实施，并且不局限于此处描述的实施例，提供这些实施例是为了详尽地且完全地公开本发明，并且向所属技术领域的技术人员充分传达本发明的范围。对于表示在附图中的示例性实施方式中的术语并不是对本发明的限定。在附图中，相同的单元/元件使用相同的附图标记。

除非另有说明，此处使用的术语(包括科技术语)对所属技术领域的技术人员具有通常的理解含义。另外，可以理解的是，以通常使用的词典限定的术语，应当被理解为与其相关领域的语境具有一致的含义，而不应该被理解为理想化的或过于正式的意义。

参见图1，图1为根据本发明实施例提供的真空键合晶圆片的制造方法的流程图。其中真空键合晶圆片的制造方法，包括：

步骤101：放置圆形夹具；

步骤102：将多个隔离片按照预设间隔角度装配在所述圆形夹具的圆周上；每一所述隔离片位于所述圆形夹具的圆周内的一端距离所述圆形夹具的中心为第一预设距离，所述第一预设距离与第一尺径晶圆片的尺径相适应；

步骤103：依次放置一个第二尺径晶圆片及一个第一尺径晶圆片在所述圆形夹具内，所述一个第二尺径晶圆片及一个第一尺径晶圆片的中心与所述圆形夹具的中心重合，所述一个第二尺径晶圆片及一个第一尺径晶圆片均位于所述隔离片与所述圆形夹具的内底面之间；所述第二尺径晶圆片的尺径大于第一尺径晶圆片的尺径；

步骤104：依次放置另一个第一尺径晶圆片以及另一个第二尺径晶圆片在所述圆形夹具内，所述另一个第一尺径晶圆片以及另一个第二尺径晶圆片的中心与所述圆形夹具的中心重合，所述另一个第一尺径晶圆片以及另一个第二尺径晶圆片均位于所述隔离片上方；

步骤105：利用所述圆形夹具的固定部件夹住所述一个第二尺径晶圆片、一个第一尺径晶圆片、另一个第一尺径晶圆片以及另一个第二尺径晶圆片；

步骤106：在所述另一个第二尺径晶圆片上方放入石墨片，得到装配好的圆形夹具总成；

步骤107：将所述圆形夹具总成放入所述第二尺径键合机台进行工艺操作，得到真空键合的第一尺径晶圆片。

进一步地，所述第二尺径晶圆片的尺径为8寸，所述第一尺径晶圆片的尺径为4寸，所述第一预设距离为40mm-50mm。

进一步地，所述多个隔离片包括三个隔离片，所述预设间隔角度为120°。

进一步地，所述将多个隔离片按照预设间隔角度装配在所述圆形夹具的圆周上的步骤包括：将多个隔离片按照预设间隔角度利用传动结构装配在所述圆形夹具的圆周上。

进一步地，在放置另一个第一尺径晶圆片在所述圆形夹具内之后还包括：将所述一个第一尺径晶圆片和所述另一个第一尺径晶圆片的平边对准。

具体地，以第二尺径晶圆片的尺径为8寸，所述第一尺径晶圆片的尺径为4寸为例进行工艺流程举例说明：

1)定制一块新的隔离片，装配在夹具后，使得伸出长度距离夹具中心40mm-50mm之间，收缩后距离中心在100mm以外。

2)通过吸笔等工具放入第一片4寸片晶圆，其中心位于夹具中心。

3)插入隔离片，放入第二片4寸片晶圆，其中心位于夹具中心，同时使得第一片4寸晶圆片和第二片4晶圆寸平边对准。

4)放入第二片8寸陪片晶圆，其中心位于夹具中心。

5)完成上述步骤后，利用夹具上的固定部件夹注所有晶圆。

6)在最后的晶圆上放入石墨片；整个夹具放入键合机中进行相应的工艺步骤，如真空、加热、加压等工艺流程。

本实施例在不增加过多成本的情况下，通过设置新型的隔离片，每一所述隔离片位于所述圆形夹具的圆周内的一端距离所述圆形夹具的中心为第一预设距离，所述第一预设距离与第一尺径晶圆片的尺径相适应，即可实现利用大尺径键合机台对小尺径晶圆片的真空等键合工艺。

图2为根据本发明实施例提供的真空键合晶圆片的圆形夹具总成的结构示意图。如图2所示，圆形夹具总成，包括：

圆形夹具21；其结构可以参见图3。其中图3为根据本发明实施例提供的真空键合晶圆片的圆形夹具总成的圆形夹具示意图。圆形夹具21可以包括手柄211，其圆周标识为213；

多个隔离片22，按照预设间隔角度装配在所述圆形夹具21的圆周上213；每一所述隔离片22位于所述圆形夹具21的圆周内的一端221距离所述圆形夹具21的中心为第一预设距离，所述第一预设距离与第一尺径晶圆片24、25的尺径相适应；

所述圆形夹具21内依次放置有一个第二尺径晶圆片23及一个第一尺径晶圆片24，所述一个第二尺径晶圆片23及一个第一尺径晶圆片24的中心与所述圆形夹具21的中心重合，所述一个第二尺径晶圆片23及一个第一尺径晶圆片24均位于所述隔离片22与所述圆形夹具21的内底面之间；所述第二尺径晶圆片23的尺径大于第一尺径晶圆片24的尺径；

所述圆形夹具21内还依次放置有另一个第一尺径晶圆片25以及另一个第二尺径晶圆片26，所述另一个第一尺径晶圆片25以及另一个第二尺径晶圆片26的中心与所述圆形夹具21的中心重合，所述另一个第一尺径晶圆片25以及另一个第二尺径晶圆片26均位于所述隔离片22上方；

所述圆形夹具21的固定部件(图中未示出)夹住所述一个第二尺径晶圆片23、一个第一尺径晶圆片24、另一个第一尺径晶圆片25以及另一个第二尺径晶圆片26；所述另一个第二尺径晶圆片26上方设置有石墨片(图中未示出)。

进一步地，所述第二尺径晶圆片的尺径为8寸，所述第一尺径晶圆片的尺径为4寸，所述第一预设距离为40mm-50mm。

进一步地，所述多个隔离片包括三个隔离片，所述预设间隔角度为120°。

进一步地，圆形夹具总成还包括：传动结构(图中未示出)，每一隔离片22通过所述传动结构(图中未示出)装配在所述圆形夹具21的圆周上。

进一步地，所述一个第一尺径晶圆片和所述另一个第一尺径晶圆片的平边对准。

具体地，以第二尺径晶圆片的尺径为8寸，所述第一尺径晶圆片的尺径为4寸为例进行工艺流程举例说明：

在真空键合中，一般在两片晶圆之间放置隔离片(如三个)，以防止抽真空时候两片晶圆相互接触。在8寸机台系统中，隔离片伸出后一端距离夹具中心99-85mm(隔离片放在8寸晶圆边缘位置)，另外一端通过传动结构固定在夹具上。通过定制新的隔离片，装备后，使得隔离片伸出后一端距离夹具中心在40mm-50mm(隔离片放在4寸晶圆边缘位置)，同收缩后置距离夹具中心50mm以外，另一端通过传动结构固定在夹具上。装备好定制的隔离片后，在夹具中通过吸笔等工具放入第一片8寸陪片晶圆；随后再放入第一片4寸片晶圆，其中心位于夹具中心。插入隔离片，放入第二片4寸片晶圆，其中心位于夹具中心；放入第二片8寸陪片晶圆，其中心位于夹具中心，同时使得第一片4寸晶圆片和第二片4晶圆寸平边对准。完成上述步骤后，利用夹具上的固定部件夹注所有晶圆；在最后的晶圆上放入石墨片；整个夹具放入键合机中即可进行工艺操作。

为根据本发明实施例提供的真空键合晶圆片的圆形夹具总成的圆形夹具示意图。

本实施例不增加过多成本的情况下，通过设置新型的隔离片，每一所述隔离片位于所述圆形夹具的圆周内的一端距离所述圆形夹具的中心为第一预设距离，所述第一预设距离与第一尺径晶圆片的尺径相适应，即可实现利用大尺径键合机台对小尺径晶圆片的真空等键合工艺。

已经通过参考少量实施方式描述了本发明。然而，本领域技术人员所公知的，正如附带的专利权利要求所限定的，除了本发明以上公开的其他的实施例等同地落在本发明的范围内。

通常地，在权利要求中使用的所有术语都根据他们在技术领域的通常含义被解释，除非在其中被另外明确地定义。所有的参考“一个/所述/该[装置、组件等]”都被开放地解释为所述装置、组件等中的至少一个实例，除非另外明确地说明。这里公开的任何方法的步骤都没必要以公开的准确的顺序运行，除非明确地说明。

Claims (10)

1.一种真空键合晶圆片的制造方法，其特征在于，所述制造方法包括：

放置圆形夹具；

将多个隔离片按照预设间隔角度装配在所述圆形夹具的圆周上；每一所述隔离片位于所述圆形夹具的圆周内的一端距离所述圆形夹具的中心为第一预设距离，所述第一预设距离与第一尺径晶圆片的尺径相适应；

依次放置一个第二尺径晶圆片及一个第一尺径晶圆片在所述圆形夹具内，所述一个第二尺径晶圆片及一个第一尺径晶圆片的中心与所述圆形夹具的中心重合，所述一个第二尺径晶圆片及一个第一尺径晶圆片均位于所述隔离片与所述圆形夹具的内底面之间；所述第二尺径晶圆片的尺径大于第一尺径晶圆片的尺径；

依次放置另一个第一尺径晶圆片以及另一个第二尺径晶圆片在所述圆形夹具内，所述另一个第一尺径晶圆片以及另一个第二尺径晶圆片的中心与所述圆形夹具的中心重合，所述另一个第一尺径晶圆片以及另一个第二尺径晶圆片均位于所述隔离片上方；

利用所述圆形夹具的固定部件夹住所述一个第二尺径晶圆片、一个第一尺径晶圆片、另一个第一尺径晶圆片以及另一个第二尺径晶圆片；

在所述另一个第二尺径晶圆片上方放入石墨片，得到装配好的圆形夹具总成；

将所述圆形夹具总成放入所述第二尺径键合机台进行工艺操作，得到真空键合的第一尺径晶圆片。

2.如权利要求1所述的制造方法，其特征在于，所述第二尺径晶圆片的尺径为8寸，所述第一尺径晶圆片的尺径为4寸，所述第一预设距离为40mm-50mm。

3.如权利要求2所述的制造方法，其特征在于，所述多个隔离片包括三个隔离片，所述预设间隔角度为120°。

4.如权利要求1-3中任一项所述的制造方法，其特征在于，所述将多个隔离片按照预设间隔角度装配在所述圆形夹具的圆周上的步骤包括：

将多个隔离片按照预设间隔角度利用传动结构装配在所述圆形夹具的圆周上。

5.如权利要求4所述的制造方法，其特征在于，在放置另一个第一尺径晶圆片在所述圆形夹具内之后还包括：

将所述一个第一尺径晶圆片和所述另一个第一尺径晶圆片的平边对准。

6.一种真空键合晶圆片的圆形夹具总成，其特征在于，所述圆形夹具总成包括：

圆形夹具；

多个隔离片，按照预设间隔角度装配在所述圆形夹具的圆周上；每一所述隔离片位于所述圆形夹具的圆周内的一端距离所述圆形夹具的中心为第一预设距离，所述第一预设距离与第一尺径晶圆片的尺径相适应；

所述圆形夹具内依次放置有一个第二尺径晶圆片及一个第一尺径晶圆片，所述一个第二尺径晶圆片及一个第一尺径晶圆片的中心与所述圆形夹具的中心重合，所述一个第二尺径晶圆片及一个第一尺径晶圆片均位于所述隔离片与所述圆形夹具的内底面之间；所述第二尺径晶圆片的尺径大于第一尺径晶圆片的尺径；

所述圆形夹具内还依次放置有另一个第一尺径晶圆片以及另一个第二尺径晶圆片，所述另一个第一尺径晶圆片以及另一个第二尺径晶圆片的中心与所述圆形夹具的中心重合，所述另一个第一尺径晶圆片以及另一个第二尺径晶圆片均位于所述隔离片上方；

所述圆形夹具的固定部件夹住所述一个第二尺径晶圆片、一个第一尺径晶圆片、另一个第一尺径晶圆片以及另一个第二尺径晶圆片；所述另一个第二尺径晶圆片上方设置有石墨片。

7.如权利要求6所述的圆形夹具总成，其特征在于，所述第二尺径晶圆片的尺径为8寸，所述第一尺径晶圆片的尺径为4寸，所述第一预设距离为40mm-50mm。

8.如权利要求7所述的圆形夹具总成，其特征在于，所述多个隔离片包括三个隔离片，所述预设间隔角度为120°。

9.如权利要求6-8中任一项所述的圆形夹具总成，其特征在于，还包括：传动结构，每一隔离片通过所述传动结构装配在所述圆形夹具的圆周上。

10.如权利要求9所述的圆形夹具总成，其特征在于，所述一个第一尺径晶圆片和所述另一个第一尺径晶圆片的平边对准。

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