專利名稱：帶有通孔電鍍銅凸點的硅圓片減薄夾具的制作方法
技術(shù)領域：
本實用新型涉及ー種半導體制造設備藝，特別是涉及一種帶有通孔電鍍銅凸點的娃圓片減薄夾具。
背景技術(shù)：
三維封裝是半導體封裝技術(shù)發(fā)展的趨勢。三維封裝要求在硅圓片制作通孔，通過電鍍、沉積等エ藝在通孔中填充金屬以實現(xiàn)垂直電互連，同時，需要將兩層或兩層以上芯片堆疊進行系統(tǒng)級封裝，這就要求將圓片減薄到100 μ m甚至100 μ m以下。圓片減薄是通過機械磨削的方式對圓片進行切削，機械切削會在圓片表面形成一定厚度的損傷層。通過化學機械拋光エ藝，可以將圓片表面的損傷層去除。圓片較厚時，圓片自身抵抗破壞的能力較大；而圓片較薄吋，圓片自身抵抗破壞的能力就會變?nèi)?，因此處理不當容易造成圓片破裂的問題。 由于減薄過程中需要對減薄圓片施加一定的壓力，而且要求被減薄的圓片表面具有一定的平整度。在硅圓片通孔電鍍時，極容易在硅圓片通孔處形成銅凸點，在圓片減薄過程中容易造成凸點位置的應カ集中，進而產(chǎn)生裂紋，甚至造成圓片的破裂。
發(fā)明內(nèi)容本實用新型的目的是針對已有技術(shù)中存在的缺陷，提供一種帶有通孔電鍍銅凸點的硅圓片減薄夾具。本實用新型實現(xiàn)帶有通孔電鍍銅凸點的硅圓片減薄，能夠有效避免減薄時圓片破裂的問題，可以應用于集成電路、MEMS器件、光電器件的三維堆疊封裝。本實用新型的帶有通孔電鍍銅凸點的硅圓片減薄夾具包括夾具圓片，其特征在于夾具圓片上設有可容納硅圓片上銅凸點的溝槽，夾具圓片的材料為硅片或者金屬圓片，夾具圓片上設有用于減薄硅圓片與夾具圓片對準用的標記，經(jīng)電鍍在硅圓片的正面設有銅凸點，帶有電鍍銅凸點的硅圓片與夾具圓片對準用的標記對準并固定。所述夾具圓片上的溝槽的寬度大于硅圓片上銅凸點的直徑，深度大于硅圓片上銅凸點的高度，其截面為方形或半圓形或倒梯形。本實用新型減薄エ藝包含以下步驟A 在硅圓片的通孔背部進行局部電鍍封孔，封孔エ藝完成后，進行填孔電鍍，電鍍過程容易導致在硅圓片的正面形成銅凸點；B 根據(jù)硅圓片通孔上的銅凸點制作掩模板，經(jīng)掩模板確定夾具圓片上的溝槽形狀及分布狀況；C 采用光刻エ藝將掩模板上的圖形轉(zhuǎn)移到減薄夾具圓片上，采用干法刻蝕或濕法刻蝕エ藝刻蝕出溝槽，并刻蝕制作對準標記；D利用對準標記將帶有電鍍銅凸點的硅圓片與夾具圓片對準，然后進行固定；E 采用機械方式從背面對帶銅凸點硅圓片進行機械磨削，完成機械磨削后，利用化學機械拋光去除機械磨削造成的損傷層；[0013]F 完成帶銅凸點硅圓片背部減薄后，進行帶銅凸點硅圓片正面的減薄，采用機械方式從正面對帶銅凸點硅圓片進行機械磨削，完成機械磨削后，利用化學機械拋光エ藝去除機械磨削造成的損傷層。所述步驟C中通過刻蝕、腐蝕或機械加工的方法制作而成的夾具圓片上的溝槽的寬度大于硅圓片上銅凸點的直徑，深度大于硅圓片上銅凸點的高度，其截面為方形或半圓形或倒梯形。減薄夾具圓片為硅材料，夾具圓片上的溝槽通過干法刻蝕或濕法刻蝕制作而成，或者夾具圓片為金屬材料不銹鋼或金屬銅，夾具圓片上的溝槽可通過腐蝕或機械加工制作而成，夾具圓片的表面經(jīng)過拋光處理。所述步驟D中的對準標記將硅圓片固定在夾具圓片上，所述步驟E通過機械磨削、化學機械拋光方法完成硅圓片減薄。本實用新型的優(yōu)點是避免了硅圓片上銅凸點在減薄時受到直接的擠壓而產(chǎn)生的應カ集中，可有效避免帶有通孔電鍍銅凸點的硅圓片減薄時的易發(fā)生的圓片破裂的問題，提高硅圓片減薄的成品率，所提供的夾具及其減薄方法簡單易行，成本低廉。

圖I圓片減薄夾具俯視圖；圖2帶有通孔電鍍銅凸點的硅圓片俯視圖；圖3帶有通孔電鍍銅凸點的硅圓片剖面圖；圖3a硅圓片剖面圖的局部放大圖；圖4帶有通孔電鍍銅凸點的硅圓片剖面圖；圖4a硅圓片剖面圖的局部放大圖；圖5利用減薄夾具進行帶有通孔電鍍銅凸點的硅圓片減薄剖面圖(采用粘結(jié)劑固定方式);圖6利用減薄夾具進行帶有通孔電鍍銅凸點的硅圓片減薄剖面圖(采用真空吸附固定方式);圖7減薄后帶有通孔電鍍銅凸點的硅圓片的剖面圖；圖8帶有通孔電鍍銅凸點的硅圓片與夾具圓片(溝槽為倒梯形)固定剖面圖；圖9帶有通孔電鍍銅凸點的硅圓片與夾具圓片(溝槽為半圓形)固定剖面圖。圖中1夾具圓片，2溝槽，3硅圓片，4銅凸點，5電鍍銅柱，6背面填充銅，7背面局部填充銅產(chǎn)生的突起，8背面填充銅產(chǎn)生的突起，9高分子粘結(jié)劑，10真空吸附通孔，11機械磨削盤。
具體實施方式
實施例一
以下結(jié)合附圖進ー步說明本實施例參見圖I夾具圓片I上設有可容納硅圓片上銅凸點4的溝槽2，夾具圓片I的材料為硅片或者金屬圓片，夾具圓片上設有用于減薄硅圓片3與夾具圓片I對準用的標記。電鍍帶通孔的硅圓片3，采用置底向上電鍍的方式電鍍硅圓片3中的通孔，先電鍍硅圓片3背部，將背部的通孔封上，封孔エ藝可為局部電鍍封孔，在背不形成填充通孔的銅金屬6，由于電鍍エ藝的影響容易在通孔的開ロ形成局部凸點，即背面局部填充銅產(chǎn)生的突起7，如圖
3、圖3a所示，可為整個硅圓片3背部電鍍封孔，在背不形成填充通孔的銅金屬6，由于電鍍エ藝的影響容易在通孔的開ロ形成局部凸點，即背面填充銅產(chǎn)生的突起8，如圖4、圖4a所示。通孔背部封孔エ藝完成后，進行正面填孔電鍍，電鍍完成后容易在硅圓片的正面形成銅凸點4。夾具圓片I采用硅片，通過制作掩模板，設計夾具圓片上溝槽2的形狀，在設計掩模板吋，需結(jié)合減薄的硅圓片3上銅凸點4的分布形狀，銅凸點4的大小，間距等綜合考慮，保證夾具圓片I上的溝槽2的形狀與減薄的硅圓片3上銅凸點4的形狀一致，溝槽2的寬度大于銅凸點4的直徑，溝槽2的深度大于銅凸點4的高度，如圖I、圖2所示。采用光刻エ藝將掩模板上的圖形轉(zhuǎn)移到夾具圓片I上，采用干法刻蝕或濕法刻蝕エ藝刻蝕出溝槽2，同時刻蝕制作對準標記，如圖I所示。夾具圓片I為硅材料，夾具圓片I上的溝槽2通過干法刻蝕或濕法刻蝕制作而成，或者夾具圓片I為金屬材料不銹鋼或金 屬銅，夾具圓片I上的溝槽2可通過腐蝕或機械加工制作而成，夾具圓片的表面經(jīng)過拋光處理。利用對準標記將帶有電鍍銅凸點的硅圓片3與夾具圓片I對準，然后進行固定。固定的方式為采用高分子粘結(jié)劑9臨時粘接，保證減薄的硅圓片3上的銅凸點4容納在夾具圓片I的溝槽2中，如圖5所示。利用機械磨削盤11從背面對帶銅凸點的硅圓片3進行機械磨削，參見圖5，進行完機械磨削后，利用化學機械拋光去除機械磨削造成的損傷層。夾具圓片I保證的硅圓片3在銅凸點4位置在減薄過程中不會由于應カ集中產(chǎn)生裂紋，而導致硅圓片3的破裂。如圖4所示。完成硅圓片3的背部減薄后，進行硅圓片3的正面的減薄。利用機械磨削盤11從正面對帶銅凸點的圓片3進行機械磨削，進行完機械磨削后，利用化學機械拋光エ藝，去除機械磨削造成的損傷層，如圖7所示。實施例ニ實施例ニ與實施例一相同，所不同的是硅圓片3與夾具圓片I的固定方式為真空吸附，通過夾具圓片I上的真空吸附通孔10將硅圓片3與夾具圓片I固定，如圖6所示。實施例三實施例三與實施例一相同，所不同的是夾具圓片I采用不銹鋼材料，通過機械加エ制作出夾具圓片I。夾具圓片I上溝槽2的形狀，加工的方法包括腐蝕，激光切割，磨削，銑削。為了保證夾具圓片I的平整度，夾具圓片I需要經(jīng)過拋光處理，如圖I、圖2所示。實施例四實施例三與實施例一相同，所不同的是夾具圓片I上溝槽的的形狀為倒梯形，如圖8所示?；蛘邐A具圓片I上溝槽的的形狀為半圓形，如圖9所示。
權(quán)利要求1.一種帶有通孔電鍍銅凸點的硅圓片減薄夾具，包括夾具圓片，其特征在于夾具圓片上設有可容納減薄硅圓片上銅凸點的溝槽，夾具圓片上設有用于減薄硅圓片與夾具圓片對準用的標記，經(jīng)電鍍在硅圓片的正面設有銅凸點，帶有電鍍銅凸點的硅圓片與夾具圓片對準用的標記對準并固定。
2.根據(jù)權(quán)利要求I所述的帶有通孔電鍍銅凸點的硅圓片減薄夾具，其特征在于所述夾具圓片上的溝槽的寬度大于硅圓片上銅凸點的直徑，深度大于硅圓片上銅凸點的高度，其截面為方形或半圓形或倒梯形。
專利摘要一種帶有通孔電鍍銅凸點的硅圓片減薄夾具，夾具圓片上設有可容納減薄硅圓片上銅凸點的溝槽，夾具圓片上設有用于減薄硅圓片與夾具圓片對準標記。在硅圓片的通孔進行局部電鍍封孔后進行正面填孔電鍍并在硅圓片的正面形成銅凸點。根據(jù)硅片上銅凸點的分布，采用刻蝕、腐蝕、或者機械加工在夾具圓片上刻蝕出溝槽，利用對準標記將帶有電鍍銅凸點的硅圓片與夾具圓片對準固定，對硅圓片正反面采用機械磨削及化學機械拋光工藝對硅圓片進行減薄。本實用新型的優(yōu)點是避免了硅圓片上銅凸點在減薄時受到直接的擠壓而產(chǎn)生的應力集中，可有效避免帶有通孔電鍍銅凸點的硅圓片減薄時的易發(fā)生的圓片破裂的問題，提高硅圓片減薄的成品率。
文檔編號H01L21/687GK202513134SQ201120571109
公開日2012年10月31日 申請日期2011年12月31日 優(yōu)先權(quán)日2011年12月31日
發(fā)明者劉勝, 汪學方, 王宇哲, 陳照輝 申請人:劉勝