一种真空加热系统、晶片剥离装置及方法制造方法及图纸

本发明专利技术公开了一种真空加热系统、晶片剥离装置及方法，所述真空加热系统包括：加热圈固定板，呈环状，且带有一圈环状的凹槽；加热圈，呈环状，设置在加热圈固定板的凹槽内；隔热板，呈环状，设置在加热圈的上部；吸嘴固定板，设置在隔热板的上部；以及多个真空吸嘴，对称均匀的设置在吸嘴固定板上用于吸附剥离后的晶片将其移开。本发明专利技术通过设置真空加热系统，能够在晶片被粘合的区域上对粘合层材料进行加热，使其融化，从而使得晶片剥离完全；同时通过真空加热系统的真空吸嘴可以对剥离后的晶片进行吸附，便于晶片的搬运，避免破损，提高晶片剥离的良率。

Vacuum heating system, wafer stripping device and method

The invention discloses a vacuum heating system, a chip stripping device and a method for the heating system. The heating system consists of a heating ring fixed plate with a ring and a ring shaped groove; the heating ring is in a ring and is arranged in a groove of the fixed plate of the heating ring; the heat insulation board is in a ring and is arranged on the upper part of the heating ring; The fixed plate of the mouth is arranged on the upper part of the insulation board, and a plurality of vacuum sucking mouths are arranged and evenly arranged on the suction nozzle fixed plate to remove the stripped chip to remove it. By setting a vacuum heating system, the invention can heat the adhesive layer material on the area of the wafer to be glued, so that the wafer is melted and the wafer is stripped completely. At the same time, the vacuum suction nozzle of the vacuum heating system can adsorb the stripped chip, facilitate the transport of the chip, avoid breakage, and improve the chip. The good rate of peeling.

【技术实现步骤摘要】
一种真空加热系统、晶片剥离装置及方法
本专利技术涉及半导体加工
，尤其涉及一种真空加热系统、晶片剥离装置及方法。
技术介绍
集成电路封装是半导体产业链中的核心环节之一，近年来，叠层芯片封装逐渐成为技术发展的主流。叠层芯片封装技术，简称3D封装，是指在不改变封装体尺寸的前提下，在同一个封装体内于垂直方向叠放两个以上芯片的封装技术，它起源于快闪存储器(NOR/NAND)及SDRAM的叠层封装。随着对于大规模集成、高密度封装的需求日渐提高，堆叠中所用各层芯片的厚度不可避免的需要被减薄，目前较为先进的叠层封装的芯片厚度都在100um以下，对于一些应用，硅晶片/芯片被后侧研磨并抛光到50um甚至更薄。虽然单晶硅具有非常高的机械强度，但在降低厚度的过程中，硅晶片的脆性会增加，减薄后的硅晶片在后续的加工过程中十分容易弯折或断裂，这对于自动化设备提出了较大的挑战。针对上述问题，在现有技术中，通过将被加工的晶片粘着固定在基板上，以增强晶片在加工过程中的机械强度，在晶片加工完成之后，再将晶片与基板剥离。其中的一种激光剥离技术中的晶片结合体的结构如图1所示，在晶片101的一个表面涂覆上粘合层102，在基板104的一个表面涂覆上释放层103，其中粘合层102为热塑性物质，可以使得晶片101与基板104粘合在一起，释放层103为可以吸收激光波长的物质，通过向释放层103照射一定波长的激光光束，使得释放层材料分解，从而将晶片101和基板104分离。对于上述激光剥离的技术，在实际应用中，由于在将晶片101和基板104结合后还需进行若干晶片加工步骤，例如晶片厚度减薄加工，晶片背侧工艺如离子注入、退火、蚀刻、溅镀、蒸镀和/或金属化等，以及晶片后侧形成硅直通，直到在晶片的活动侧形成集成电路等，其中在蚀刻工艺过程中，由于需要采用强酸、强碱等化学物质，所采用的释放层材料会被部分腐蚀，如图2所示，释放层103靠近边缘的一部分区域被腐蚀，而由于粘合层102的存在，会使得这一区域的晶片101和基板104粘合在一起，会导致在后续进行激光剥离的过程中，这一区域由于没有释放层材料的存在，激光束对于这一部分区域无法产生作用，从而使得晶片101与基板104分离失败。所以，现有的激光剥离技术中存在着晶片与基板无法彻底分离的问题。
技术实现思路
鉴于上述现有技术的不足，本专利技术的目的在于提供一种真空加热系统、晶片剥离装置及方法，从而克服现有技术中的晶片剥离方法存在晶片与基板无法彻底分离的问题。本专利技术的技术方案如下：本专利技术提供了一种晶片剥离装置，其中，包括：加热圈固定板，呈环状，且带有一圈环状的凹槽；加热圈，呈环状，设置在加热圈固定板的凹槽内；隔热板，呈环状，设置在加热圈的上部；吸嘴固定板，设置在隔热板的上部；以及多个真空吸嘴，对称均匀的设置在吸嘴固定板上用于吸附剥离后的晶片将其移开。所述的真空加热系统，其中，所述真空加热系统还包括：与加热圈连接用于测量加热圈温度的温度传感器；设置在加热圈与隔热板之间，用于与加热圈固定板配合将加热圈固定于所述凹槽内的加热圈盖板；以及固定于所述吸嘴固定板上用于方便移动真空加热系统的把手。本专利技术还提供了一种晶片剥离装置，其中，包括如以上任一项所述的真空加热系统、以及激光器、光路系统和控制系统；其中，所述激光器用于发射激光束；所述光路系统用于将激光器发射的激光束引导并聚焦至晶片结合体；所述真空加热系统用于对晶片结合体上被腐蚀掉释放层的区域进行加热，使晶片结合体中的晶片与基板分离；所述控制系统与所述激光器和所述真空加热系统连接，用于控制激光器和真空加热系统的运行。所述的晶片剥离装置，其中，所述晶片剥离装置还包括：与控制系统连接用于支撑和移动晶片结合体的加工平台。所述的晶片剥离装置，其中，所述光路系统包括准直扩束系统、光束整形系统、振镜以及聚焦透镜；所述准直扩束系统用于对激光器发出的激光束进行准直和扩束；所述光束整形系统用于将准直扩束后的激光束由高斯分布的圆形光斑整形为平顶分布的矩形光斑；所述振镜用于控制整形后的激光束的传输方向；所述聚焦透镜与振镜连接用于将整形后的激光束聚焦至晶片结合体的释放层。所述的晶片剥离装置，其中，所述激光器为输出355nm波长的三倍频YAG激光器，或者为输出308nm波长的准分子激光器。本专利技术还提供了一种基于以上所述的晶片剥离装置的晶片剥离方法，其中，所述晶片剥离方法包括：步骤A、通过所述激光器发射激光束；步骤B、通过所述光路系统聚焦激光束至晶片结合体的释放层；步骤C、通过所述控制系统控制激光束对晶片结合体的释放层进行扫描，使得所述释放层材料被分解；以及步骤D、通过所述真空加热系统对晶片结合体上被腐蚀掉释放层的区域进行加热，使晶片结合体中的晶片与基板分离。所述的晶片剥离方法，其中，所述步骤B具体包括：步骤B1、通过所述光路系统的准直扩束系统对激光器发射的激光束进行准直和扩束；步骤B2、通过所述光路系统的光束整形系统将准直扩束后的激光束由高斯分布的圆形光斑整形为平顶分布的矩形光斑；步骤B3、通过所述光路系统的振镜控制整形后的激光束的传输方向；以及步骤B4、通过所述光路系统的聚焦透镜将整形后的激光束经由晶片结合体的基板聚焦照射至释放层。所述的晶片剥离方法，其中，所述步骤C中，控制激光束对晶片结合体的释放层进行扫描的扫描方式为：控制激光束聚焦至释放层上，由基板的边缘区域入射，沿直线进行来回往复扫描，且每次步进的距离等于光斑宽度大小。所述的晶片剥离方法，其中，所述步骤D具体包括：步骤D1、开启所述真空加热系统，并移动至晶片结合体上方，使所述真空加热系统的加热圈固定板与晶片结合体接触，对晶片结合体上被腐蚀掉释放层的区域进行加热；步骤D2、在受到加热作用的区域内的粘合层材料被融化后，通过所述真空加热系统的真空吸嘴吸附晶片，将晶片从基板上移走。本专利技术的有益效果是：本专利技术提供了一种真空加热系统、晶片剥离装置及方法，本专利技术通过设置真空加热系统，能够在晶片被粘合的区域上对粘合层材料进行加热，使其融化，从而使得晶片剥离完全；同时通过真空加热系统的真空吸嘴可以对剥离后的晶片进行吸附，便于晶片的搬运，避免破损，提高晶片剥离的良率。附图说明图1是现有的一种晶片结合体的结构示意图。图2是图1所示的晶片结合体被部分腐蚀后的结构示意图。图3是本专利技术实施例的真空加热系统的结构示意图。图4是本专利技术实施例的加热圈固定板的结构示意图。图5是本专利技术实施例的加热圈的结构示意图。图6是本专利技术实施例的加热圈盖板的结构示意图。图7是本专利技术实施例的隔热板的结构示意图。图8是本专利技术实施例的吸嘴固定板的结构示意图。图9是本专利技术实施例的晶片剥离装置的结构示意图。图10是本专利技术实施例的光路系统的结构示意图。图11是本专利技术实施例的晶片剥离方法的流程图。具体实施方式本专利技术提供一种真空加热系统、晶片剥离装置及方法，为使本专利技术的目的、技术方案及效果更加清楚、明确，以下参照附图并举实施例对本专利技术进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本专利技术，并不用于限定本专利技术。本专利技术实施例的晶片剥离装置，如图3所示，所述真空加热系统4包括：加热圈固定板41、加热圈42、加热圈盖板43、隔热板44、吸嘴固定板45、真空吸嘴46、温度传感器47(热电偶)。进一步的，本实施例本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种真空加热系统，其特征在于，包括：加热圈固定板，呈环状，且带有一圈环状的凹槽；加热圈，呈环状，设置在加热圈固定板的凹槽内；隔热板，呈环状，设置在加热圈的上部；吸嘴固定板，设置在隔热板的上部；以及多个真空吸嘴，对称均匀的设置在吸嘴固定板上用于吸附剥离后的晶片将其移开。

【技术特征摘要】
1.一种真空加热系统，其特征在于，包括：加热圈固定板，呈环状，且带有一圈环状的凹槽；加热圈，呈环状，设置在加热圈固定板的凹槽内；隔热板，呈环状，设置在加热圈的上部；吸嘴固定板，设置在隔热板的上部；以及多个真空吸嘴，对称均匀的设置在吸嘴固定板上用于吸附剥离后的晶片将其移开。2.根据权利要求1所述的真空加热系统，其特征在于，所述真空加热系统还包括：与加热圈连接用于测量加热圈温度的温度传感器；设置在加热圈与隔热板之间，用于与加热圈固定板配合将加热圈固定于所述凹槽内的加热圈盖板；以及固定于所述吸嘴固定板上用于方便移动真空加热系统的把手。3.一种晶片剥离装置，其特征在于，包括如权利要求1～2任一项所述的真空加热系统、以及激光器、光路系统和控制系统；其中，所述激光器用于发射激光束；所述光路系统用于将激光器发射的激光束引导并聚焦至晶片结合体；所述真空加热系统用于对晶片结合体上被腐蚀掉释放层的区域进行加热，使晶片结合体中的晶片与基板分离；所述控制系统与所述激光器和所述真空加热系统连接，用于控制激光器和真空加热系统的运行。4.根据权利要求3所述的晶片剥离装置，其特征在于，所述晶片剥离装置还包括：与控制系统连接用于支撑和移动晶片结合体的加工平台。5.根据权利要求3所述的晶片剥离装置，其特征在于，所述光路系统包括准直扩束系统、光束整形系统、振镜以及聚焦透镜；所述准直扩束系统用于对激光器发出的激光束进行准直和扩束；所述光束整形系统用于将准直扩束后的激光束由高斯分布的圆形光斑整形为平顶分布的矩形光斑；所述振镜用于控制整形后的激光束的传输方向；所述聚焦透镜与振镜连接用于将整形后的激光束聚焦至晶片结合体的释放层。6.根据权利要求3所述的晶片剥离装置，其...

【专利技术属性】
技术研发人员：冯玙璠，陈治贤，庄昌辉，范小贞，赵前来，黄汉杰，何江玲，尹建刚，高云峰，
申请(专利权)人：大族激光科技产业集团股份有限公司，
类型：发明
国别省市：广东,44