载具和抛光设备

技术领域

本申请涉及抛光技术领域，尤其涉及一种载具和抛光设备。

背景技术

裸晶芯片是从晶圆上切割下来的电路部件。在诸如RDL（ReDistribution Layer，重布线层）封装，Die-to-Die（裸晶到裸晶）键合、Die-to-Wafer（裸晶到晶圆）键合等工艺中，裸晶芯片表面的平整度决定了工艺的操作成功率以及所得元器件的质量。

现有的抛光技术和抛光设备对于晶圆的表面抛光已相当成熟。但是这些设备在技术层面上仅适用于完整的晶圆，并不适用于裸晶芯片。

发明内容

本申请提供一种载具和抛光设备，以解决相关技术中的部分或者全部不足。

本申请第一方面提供一种载具，包括：

本体，包括抛光侧和组装侧；所述组装侧用于与抛光设备连接；以及

芯片槽，设置于所述抛光侧；所述芯片槽包括底面；所述底面用于与裸晶芯片可拆卸连接；所述芯片槽的深度小于所述裸晶芯片的厚度。

进一步地，所述芯片槽包括设置于所述底面的低压孔；所述低压孔连通所述组装侧和所述芯片槽。

进一步地，所述低压孔远离所述芯片槽的侧壁设置。

进一步地，所述低压孔的直径大于或者等于1mm、且小于或者等于5mm。

进一步地，所述载具还包括：粘合层，设置于所述底面，用于与所述裸晶芯片粘接。

进一步地，所述粘合层的材料为石蜡。

进一步地，所述本体设置为圆形；所述本体的直径为4英寸、6英寸、8英寸或者12英寸。

进一步地，所述本体的厚度大于或者等于900μm、且小于或者等于1300μm。

进一步地，所述芯片槽的深度大于或者等于525μm、且小于或者等于625μm。

进一步地，所述芯片槽的数量包括多个；多个所述芯片槽围绕所述本体的中心轴线均匀分布。

进一步地，所述抛光设备为CMP（Chemical Mechanical Polishing，化学机械抛光）设备。

本申请第二方面提供一种抛光设备，包括吸附臂、抛光垫和载具；所述载具包括：

本体，包括抛光侧和组装侧；所述组装侧用于与抛光设备连接；以及

芯片槽，设置于所述抛光侧；所述芯片槽包括底面；所述底面用于与裸晶芯片可拆卸连接；所述芯片槽的深度小于所述裸晶芯片的厚度；

其中，所述载具的组装侧与所述吸附臂可拆卸连接；所述抛光侧朝向所述抛光垫设置。

进一步地，所述吸附臂包括可形变的柔性吸附头；所述柔性吸附头与所述载具可拆卸连接。

进一步地，所述芯片槽包括设置于所述底面的低压孔；所述低压孔连通所述组装侧和所述芯片槽。

进一步地，所述低压孔远离所述芯片槽的侧壁设置。

进一步地，所述低压孔的直径大于或者等于1mm、且小于或者等于5mm。

进一步地，所述载具还包括：粘合层，设置于所述底面，用于与所述裸晶芯片粘接。

进一步地，所述粘合层的材料为石蜡。

进一步地，所述本体设置为圆形；所述本体的直径为4英寸、6英寸、8英寸或者12英寸。

进一步地，所述本体的厚度大于或者等于900μm、且小于或者等于1300μm。

进一步地，所述芯片槽的深度大于或者等于525μm、且小于或者等于625μm。

进一步地，所述芯片槽的数量包括多个；多个所述芯片槽围绕所述本体的中心轴线均匀分布。

进一步地，所述抛光设备为CMP（Chemical Mechanical Polishing，化学机械抛光）设备。

本申请的实施例提供的技术方案可以包括以下有益效果：

由上述实施例可知，本申请的载具设置简单，并且能够实现用现有的抛光技术和抛光设备对裸晶芯片进行打磨和抛光，有利于提高裸晶芯片后续加工的良品率，并且无需重新开发和设计新的抛光设备，降低抛光成本。

应理解的是，以上的一般描述和后文的细节描述仅是示例性和解释性的，并不能限制本申请。

附图说明

为了更清楚地说明本申请实施例中的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本申请的一些实施例，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，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1示出为本申请的载具的一个实施例的正面示意图。

图2示出为本申请的载具的一个实施例的剖面示意图。

图3示出为本申请的载具的另一个实施例的剖面示意图。

图4示出为本申请的载具的另一个实施例的正面示意图。

图5示出为图4的载具组装有裸晶芯片的正面示意图。

图6示出为本申请的抛光设备的抛光方法一个实施例的流程示意图。

图7示出为本申请的抛光设备的抛光方法另一个实施例的流程示意图。

图8示出为本申请的抛光设备的抛光方法又一个实施例的流程示意图。

其中，100载具、1本体、11抛光侧、12组装侧、2芯片槽、21底面、22低压孔、23侧壁、3粘合层、200裸晶芯片、300胶带、D1芯片槽深度、D2低压孔直径、D3本体直径、T1裸晶芯片厚度、T2本体厚度。

具体实施方式

这里将详细地对示例性实施例进行说明，其示例表示在附图中。下面的描述涉及附图时，除非另有表示，不同附图中的相同数字表示相同或相似的要素。以下示例性实施例中所描述的方式并不代表与本申请相一致的所有方式。相反，它们仅是与如所附权利要求书中所详述的、本申请的一些方面相一致的装置的例子。

在本申请使用的术语是仅仅出于描述特定实施例的目的，而非旨在限制本申请。除非另作定义，本申请使用的技术术语或者科学术语应当为本申请所属领域内具有一般技能的人士所理解的通常意义。本申请说明书以及权利要求书中使用的“第一”“第二”以及类似的词语并不表示任何顺序、数量或者重要性，而只是用来区分不同的组成部分。同样，“一个”或者“一”等类似词语也不表示数量限制，而是表示存在至少一个，若仅指代“一个”时会再单独说明。“多个”或者“若干”表示两个及两个以上。除非另行指出，“前部”、“后部”、“下部”和/或“上部”等类似词语只是为了便于说明，而并非限于一个位置或者一种空间定向。“包括”或者“包含”等类似词语意指出现在“包括”或者“包含”前面的元件或者物件涵盖出现在“包括”或者“包含”后面列举的元件或者物件及其等同，并不排除其他元件或者物件。“连接”或者“相连”等类似的词语并非限定于物理的或者机械的连接，而且可以包括电性的连接，不管是直接的还是间接的。在本申请说明书和所附权利要求书中所使用的单数形式的“一种”、“所述”和“该”也旨在包括多数形式，除非上下文清楚地表示其他含义。还应当理解，本文中使用的术语“和/或”是指并包含一个或多个相关联的列出项目的任何或所有可能组合。

现有的抛光设备对于晶圆的表面抛光已经相当成熟。抛光设备能够直接与晶圆形成可拆卸连接，再通过在抛光垫上打磨晶圆实现晶圆的抛光打磨。裸晶芯片是从晶圆上切割下来的电路部件，体积小于晶圆，并且形状各异。因此，这些抛光设备难以直接与裸晶芯片连接并进行打磨和抛光。

本申请提供一种抛光设备，包括吸附臂、抛光垫和载具。参考图1和图2，载具100包括本体1以及芯片槽2。本体1包括抛光侧11以及组装侧12。芯片槽2设置于抛光侧11。芯片槽2包括用于与裸晶芯片200可拆卸连接的底面21。芯片槽2的深度D1小于裸晶芯片200的厚度T1。通过这样设置，裸晶芯片200与底面21连接时能够凸出于本体1的抛光侧11。组装侧12与吸附臂可拆卸连接，并且抛光侧11朝向抛光垫设置。如此，当抛光设备工作时，吸附臂带动载具100在抛光垫上移动。由于裸晶芯片200突出于抛光侧11，因此裸晶芯片200朝向抛光垫的表面能够实现抛光打磨。

载具100的设置简单，并且能够实现用现有的抛光技术和抛光设备对裸晶芯片200进行打磨和抛光，有利于提高裸晶芯片200后续加工的良品率，并且无需重新开发和设计新的抛光设备，降低抛光成本。同时，抛光设备通过设置载具100，不仅能够用于晶圆的打磨抛光，还能够用于裸晶芯片200的打磨抛光，扩大了抛光设备的适用范围，提高了抛光设备的利用率。

在一些实施例中，抛光设备为CMP（Chemical Mechanical Polishing，化学机械抛光）设备。CMP设备和CMP技术针对完整晶圆的CMP抛光，技术稳定且成熟。通过将抛光设备设置为CMP设备，抛光设备能够提高裸晶芯片200的抛光效果和良品率，并且同时也能够适用于晶圆抛光，能够大大地提高抛光设备的利用率。另外，本申请的载具100能够应用于CMP设备，因此能够将成熟的抛光工艺和设备应用在裸晶芯片200上，无需再针对裸晶芯片200开发新的工艺和设备。

晶圆的尺寸通常为4英寸、6英寸、8英寸或者12英寸。因此，抛光设备可以直接与这些尺寸的晶圆进行可拆卸连接。基于此，在一些实施例中，本体1设置为圆形，并且本体1的直径D3为4英寸、6英寸、8英寸或者12英寸。换言之，本体1模拟晶圆的尺寸和形状，因此在与抛光设备可拆卸连接时，抛光设备的吸附臂可以直接吸附本体1，无需再通过螺栓等零部件实现连接，简单且高效。

另外，在一些实施例中，芯片槽2的深度D1设置为大于或者等于525μm、且小于或者等于625μm。这个深度范围的芯片槽2能够满足绝大多数的裸晶芯片200的厚度T1要求。容易理解的是，芯片槽2的深度D1越小，那么容纳在芯片槽2中能凸出于抛光侧11的裸晶芯片200就越多，进而使得载具100适用的裸晶芯片200的范围就越大。举例而言，深度D1为525μm的芯片槽2能够容纳厚度T1为550μm、625μm等的裸晶芯片200。但是，若凸出于抛光侧11的裸晶芯片200的厚度过大，则在抛光过程中会对抛光垫产生过多的磨损，进而破坏抛光垫。因此，芯片槽2的深度D1可以是略小于裸晶芯片200的厚度T1，使得裸晶芯片200能够略微凸出于抛光侧11，例如凸出25μm、30μm等，本申请对此并不限制。

本申请对于芯片槽2在抛光侧11延伸平面上的尺寸和形状并不做限定。芯片槽2可以是多边形、异形、圆形、椭圆形等，本申请对此并不限制。裸晶芯片200实际上尺寸和形状各异。因此，只要裸晶芯片200能够放置在芯片槽2中，即可以实现与载具100的连接。举例而言，方形的裸晶芯片200可以放置在圆形、或者异形的芯片槽2中，只要尺寸合适即可。

至于本体1的厚度T2，在一些实施例中，本体1的厚度T2大于或者等于900μm、且小于或者等于1300μm。本体1厚度T2过大，载具100中的重量增加。本体1厚度T2过小，载具100的强度减小，尤其是设置有芯片槽2处的强度。发明人经过多次调整试验得出，在这个厚度数值范围内的本体1能够很好地平衡重量和强度之间的关系。

载具100的材料可以是铝合金、镁合金、钛合金、聚四氟乙烯等不易碎材料。这些材料的质量轻，并且硬度足够，能够实现载具100和吸附臂之间的稳定连接并且能够避免本体1的形变。

在裸晶芯片200和底面21之间的连接方式方面，参考图2，在一些实施例中，载具100还包括设置于底面21的粘合层3。粘合层3用于与裸晶芯片200粘接。粘合层3的设置能够牢固地将裸晶芯片200和底面21粘合在一起，不易脱落，有助于保证抛光打磨的成功进行。

粘合层3可以是胶水、双面胶等黏连物质。或者，在一些实施例中，粘合层3的材料为石蜡。石蜡的熔点低，因此当需要将裸晶芯片200连接于底面21时，可以稍微加热载具100，再将裸晶芯片200放置在底面21上。待石蜡冷却后，裸晶芯片200即完成与底面21的连接。在打磨抛光完成后，可以直接将裸晶芯片200从载具100上剥下，或者再稍微加热载具100使石蜡融化，从而能够轻易且完整地将裸晶芯片200取下。此外，石蜡在固化后硬度高，也能够有效地保证裸晶芯片200和底面21之间的连接强度，避免裸晶芯片200的脱落。

由于芯片槽2中设置有粘合层3，并且粘合层3具有一定的厚度，因此在该实施例中，芯片槽2的深度D1可以适当地增加。举例而言，可以是增加5μm、7μm、10μm等，本申请对此并不限制。

载具100和吸附臂之间可以是螺栓等紧固件连接、或者卡扣等方式连接。在一些实施例中，吸附臂包括可形变的柔性吸附头（未示出）。柔性吸附头与载具100可拆卸连接。换言之，柔性吸附头通过吸力吸附或者压力吸附的方式将载具100固定在吸附臂上。这种设置方式连接和拆卸方便，能够提高抛光的效率。

在此基础上，参考图3，芯片槽2可以包括设置于底面21的低压孔22。低压孔22连通组装侧12和芯片槽2。在将裸晶芯片200组装在芯片槽2中时，先将裸晶芯片200和底面21接触并覆盖低压孔22，再将组装侧12与柔性吸附头连接，此时低压孔22中的气压小于大气压力。因此，大气压力能够将裸晶芯片200紧紧地压在底面21上。这种设置方式不需要设置粘合层3，能够避免粘合层3平整度不佳的问题，因此能够很好地保持裸晶芯片200与底面21之间的平行度。如此，抛光设备在进行抛光时，通过调整载具100的角度，即可以准确地调整裸晶芯片200和抛光垫之间的角度。另外，这种连接方式不仅拆卸和连接简单，提高抛光效率，还能够避免粘合物质对裸晶芯片200产生影响。

在该实施例中，当人员将载具100和吸附臂进行连接倒置载具100时，可以用手固定住裸晶芯片200的位置，以免裸晶芯片200掉落。或者如图5所示，人员可以在裸晶芯片200放置在底面21上之后，通过蓝膜等胶带300将裸晶芯片200固定在载具100上，以免载具100倒置时裸晶芯片200掉落。在载具100与吸附臂连接后，人员再将蓝膜取出，此时由于低压孔22中已形成低真空区域，裸晶芯片200不会再脱落。胶带300的设置能够准确地固定裸晶芯片200的位置，避免人手意外改变了裸晶芯片200的组装位置。

如图3和图4所示，一个芯片槽2中可以设置有一个或者多个低压孔22。多个低压孔22的设置有利于在裸晶芯片200的多个位置提供吸附力，有利于在多个点位上连接裸晶芯片200和底面21。容易理解的是，如果裸晶芯片200无法覆盖所有的低压孔22，那么裸晶芯片200和底板之间的连接就会失效。因此，芯片槽2设置有一个低压孔22的方案能够保证不同尺寸的裸晶芯片200在芯片槽2中均能够覆盖住低压孔22并实现与底面21之间的连接。本领域技术人员可以根据实际需求选择低压孔22的数量，本申请对此并不限制。

结合参考图4，在一些实施例中，低压孔22远离芯片槽2的侧壁23设置。换言之，低压孔22靠近芯片槽2的中心位置设置。由于芯片槽2实际上可以容纳不同尺寸的裸晶芯片200，如果低压孔22靠近侧壁23分散设置，那么小尺寸的裸晶芯片200难以覆盖所有的低压孔22，无法实现与底面21之间的连接。通过将低压孔22远离芯片槽2的侧壁23设置，小尺寸的裸晶芯片200也能够在芯片槽2中与底面21实现吸附连接。此外，在芯片槽2包括多个低压孔22的实施例中，多个低压孔22集中设置在芯片槽2的中心位置，也能够为多个尺寸的裸晶芯片200提供多点吸附的效果。

在这些实施例中，低压孔22的直径D3可以是大于或者等于1mm、且小于或者等于5mm。容易理解的是，低压孔22直径D3的增加有利于提高低压孔22对于裸晶芯片200的吸附力。而低压孔22直径D3的减少有利于裸晶芯片200实现对低压孔22的完全覆盖。在该直径范围内的低压孔22能够有效地保证裸晶芯片200与底面21之间的连接强度，同时不同尺寸的裸晶芯片200均能够覆盖住低压孔22，实现与底面21之间的连接。

一个载具100上可以只设置有一个芯片槽2。或者，如图4所示，芯片槽2的数量可以包括多个。并且多个芯片槽2围绕本体1的中心轴线均匀分布。其中，围绕本体1的中心轴线均匀分布应当理解为，多个芯片槽2远离中心轴线分布，或者其中一个芯片槽2的轮廓关于中心轴线中心对称（如图4所示）。诚然，可以是中心轴线的位置不设置有芯片槽2，本申请对此并不限制。这种设置方式使得载具100能够容纳更多的裸晶芯片200，并且还能够保持旋转抛光时的平衡。

在该实施例中，可以是多个芯片槽2中均连接有裸晶芯片200，从而提高抛光设备的抛光效率。或者，可以是在多个芯片槽2中分别设置假片，并且进行抛光试验。随后选择出抛光平整度最好的假片所对应的芯片槽2，将该芯片槽2作为有效芯片槽2。在后续的抛光工艺中，只有有效芯片槽2中放置有裸晶芯片200，其他芯片槽2中不放置任何物件。或者，可以是只有有效芯片槽2中放置有裸晶芯片200，其他芯片槽2中分别放置假片，从而进一步还原试验的过程，保证有效芯片槽2的最佳抛光平整度。

基于上述各个实施例，参考图6，本申请还提供一种抛光方法400，包括：

步骤410：连接裸晶芯片以及载具的芯片槽；

步骤420：连接载具和抛光设备；

步骤430：选择抛光参数进行抛光；

步骤440：取下裸晶芯片并清洗，完成抛光。

抛光方法400通过将裸晶芯片与载具进行连接，能够实现用现有的抛光技术和抛光设备对裸晶芯片进行打磨和抛光，有利于提高裸晶芯片后续加工的良品率，并且无需重新开发和设计新的抛光设备，降低抛光成本。

参考图7，基于抛光方法400，本申请还提供一种抛光方法500，包括：

步骤510：加热载具；

步骤520：在芯片槽底部涂抹石蜡；

步骤530：将裸晶芯片放置于芯片槽的底面并固化石蜡；

步骤540：连接载具和抛光设备；

步骤550：选择抛光参数进行抛光；

步骤560：取下裸晶芯片并清洗，完成抛光。

在该实施例中，加热温度可以是大于或者等于80℃、且小于或者等于100℃。这个温度范围能够使石蜡充分地融化，并且无需特制的加热设备。此外，石蜡的克数应尽可能地少，从而避免石蜡过多增加不平整的可能性，以及裸晶芯片凸出抛光侧太多的可能性。

在该实施例中，石蜡的用量可以是1g。石蜡融化后将裸晶芯片的非抛光面置于有融化石蜡的芯片槽的中央，随后给予裸晶芯片压力，并反复于芯片槽间来回摩擦。来回摩擦的目的是使得芯片和凹槽之间的石蜡涂抹均匀且涂抹石蜡量变少，最大程度降低石蜡的不平整度对于裸晶芯片的影响。在该过程中，可以是载具一直处于加热状态，或者可以使载具加热至目标温度后取下进行石蜡处理，本申请对此并不限制。

抛光方法500实际上是裸晶芯片和载具之间形成粘黏连接后进行抛光的方法。石蜡熔点低，因此加热后的载具能够融化石蜡，同时该温度也不会对裸晶芯片造成影响。同时，石蜡硬度高，能够有效地保证裸晶芯片和底面之间的连接强度，避免裸晶芯片的脱落。

参考图8，基于抛光方法400，本申请还提供一种抛光方法600，包括：

步骤610：将裸晶芯片放置在芯片槽的底面；

步骤620：在抛光表面上用胶带将裸晶芯片固定；

步骤630：将载具的组装表面与抛光设备吸附连接；

步骤640：选择抛光参数进行抛光；

步骤650：取下裸晶芯片并清洗，完成抛光。

胶带的作用是保持裸晶芯片位于芯片槽中，在后续将载具倒置与吸附臂连接时裸晶芯片也不会掉落。抛光方法600实际上是裸晶芯片和载具之间形成吸附连接后进行抛光的方法。吸附连接的方式允许快速且方便的裸晶芯片拆装，并且裸晶芯片和底面之间没有其他物质。

本文中所描述的具体实施例仅仅是对本申请精神作举例说明。本申请所属技术领域的技术人员可以对所描述的具体实施例做多种修改、补充、或采用类似的方法替代，但并不会偏离本申请的精神或者超越所附权利要求书所定义的范围。

以上实施例的各技术特征可以进行任意的组合，为使描述简洁，未对上述实施例中的各个技术特征所有可能的组合都进行描述，然而，只要这些技术特征的组合不存在矛盾，都应当认为是本说明书记载的范围。