CN110783232B - 芯片夹具 - Google Patents

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Abstract

本公开提供了一种芯片夹具，该芯片夹具用于夹持芯片并浸入腐蚀溶液中以去除芯片的至少一部分。该芯片夹具包括：至少一个底座，包括底板以及沿所述底板上表面凸起的侧壁，所述底板的上表面放置芯片；至少一个压片，覆盖所述芯片上表面，并且沿着所述侧壁滑动，其中，所述压片和/或所述底座中设有至少一个通孔，所述芯片表面通过所述至少一个通孔暴露于腐蚀溶液中。该芯片夹具的通孔允许腐蚀溶液到达芯片表面，使得蚀刻持续进行，并且该芯片夹具的底座和压片用于夹持芯片，在蚀刻期间腐蚀溶液中产生反应气泡时保护芯片。

Description

芯片夹具
技术领域
本发明涉及半导体制造技术领域，更具体地，涉及一种芯片夹具。
背景技术
随着集成电路在实际生产中越来越广泛地应用，芯片可靠性评估被高度关注，对芯片的可靠性评估包括筛选试验、质量一致性检验、破坏性物理分析、失效分析等方面。其中在破坏性物理分析以及失效分析等研究过程中，需要对封装芯片进行开封操作。芯片开封操作将芯片封装胶去除，同时保证开封后的裸片完整无损。
目前的芯片开封技术主要包括化学腐蚀开封和激光开封，激光开封机可以实现高精度开封，但是成本高、开封速度慢。在化学开封过程中，将封装好的芯片放入化学开封溶液中以获得芯片封装前的裸片。封装芯片中堆叠封装多颗裸片时，薄的裸片在芯片开封时容易碎裂。
在现有技术中通过降低腐蚀溶液的反应温度以对芯片开封获得完整的裸片，降低腐蚀溶液的反应温度可以在反应时减轻芯片翻滚撞击烧杯壁的力度，然而腐蚀溶液反应时会产生气泡，气泡必然会使芯片在烧杯中翻滚，增加裸片损坏的几率。另外，降低腐蚀溶液反应温度将延长反应时间，会增加裸片被腐蚀损坏的风险。
发明内容
为了解决上述现有技术存在的问题，本发明的目的在于提供一个芯片夹具，在芯片开封的蚀刻期间在腐蚀溶液中产生反应气泡时保护芯片。
根据本发明的实施例，提供一种芯片夹具，用于夹持芯片并浸入腐蚀溶液中以去除芯片的至少一部分，所述芯片夹具包括：至少一个底座，包括底板以及沿所述底板上表面凸起的侧壁，所述底板的上表面放置芯片；至少一个压片，覆盖所述芯片上表面，并且沿着所述侧壁滑动，其中，所述压片和/或所述底座中设有至少一个通孔，所述芯片表面通过所述至少一个通孔暴露于腐蚀溶液中。
优选地，所述侧壁上设有滑槽，所述压片的至少一部分位于所述滑槽中。
优选地，所述压片及底板设有多个通孔。
优选地，所述多个通孔由中间向侧壁方向直径渐变。
优选地，所述压片的多个通孔与所述底板的多个通孔之间彼此对齐。
优选地，其中，所述压片的多个通孔与所述底板的多个通孔至少部分地交错设置。
优选地，所述底座的侧壁围绕第一直径的圆形内部空间，所述压片为第二直径的圆片，所述第一直径大于所述第二直径。
优选地，所述第一直径比所述第二直径大0.5mm。
优选地，所述底座的侧壁围绕的内部空间的深度大于所述芯片的厚度。
优选地，还包括：挂钩，悬挂在所述腐蚀液的容器侧壁上；以及连接杆，第一端连接所述底座，第二端连接所述挂钩。
优选地，所述连接杆包括套筒或者弹簧，以调节所述连接杆的长度。
优选地，还包括：所述压片上表面至少设有一个夹持部，用于在将所述压片放置在所述底座上，或者将所述压片与所述底座分离时，夹持所述压片。
优选地，所述芯片夹具的材料为耐腐蚀材料。
该芯片夹具的通孔允许腐蚀溶液到达芯片表面，使得蚀刻持续进行，并且该芯片夹具的底座和压片用于夹持芯片，压片沿底座的侧壁滑动，从而在蚀刻期间保持压片接触芯片的表面，在腐蚀溶液中产生反应气泡时保护芯片。
在优选的实施例中，在底座的侧壁和压片的边缘之间存在着间隙，例如大于等于0.5mm的间隙，使得压片可以沿着底座的侧壁自由滑动。
在优选的实施例中，在底座的侧壁中设置有滑槽，压片的至少一部分位于滑槽中，既保证在蚀刻过程中维持芯片夹置在底座与压片之间的状态，同时压片与底座之间通过滑槽接触避免了因压片自身重量对芯片造成破损的情况发生。
在优选的实施例中，采用挂钩悬挂芯片夹具，使得芯片夹具不会随着腐蚀溶液的反应气泡翻滚撞击，从而避免裸片破碎。在蚀刻期间，随着芯片厚度的减薄，压片由于自身的重力始终与芯片保持面接触。
在优选的实施例中，芯片夹具的材料为耐腐蚀材料，耐强酸且容易清洗。
附图说明
通过以下参照附图对本发明实施例的描述，本发明的上述以及其他目的、特征和优点将更为清楚。
图1示出根据本发明实施例的芯片开封装置的结构示意图。
图2示出根据本发明实施例的芯片夹具位于烧杯中的透视示意图。
图3示出根据本发明实施例的一种芯片夹具的结构示意图。
图4示出根据本发明实施例的另一种芯片夹具的结构示意图。
图5示出根据本发明实施例的另一种芯片夹具的结构示意图。
图6示出根据本发明实施例的一种芯片夹具的俯视示意图。
图7示出根据本发明实施例的另一种芯片夹具的俯视示意图。
具体实施方式
以下将参照附图更详细地描述本发明。在各个附图中，相同的元件采用类似的附图标记来表示。为了清楚起见，附图中的各个部分没有按比例绘制。此外，在图中可能未示出某些公知的部分。
在下文中描述了本发明的许多特定的细节，例如器件的结构、材料、尺寸、处理工艺和技术，以便更清楚地理解本发明。但正如本领域的技术人员能够理解的那样，可以不按照这些特定的细节来实现本发明。
下面，参照附图对本发明进行详细说明。
图1示出根据本发明实施例的芯片开封装置的结构示意图。
如图1所示，芯片开封装置100包括加热台110、烧杯120以及芯片夹具130，用于开封封装好的芯片以获得至少一颗裸片。
烧杯120放置在加热台110上，芯片夹具130的一部分置于烧杯120内部，另一部分暴露于烧杯120外部。芯片夹具130置于烧杯120内部的部分夹置有至少一颗待开封的芯片。该芯片例如是3D-NAND闪存封装芯片，3D-NAND闪存芯片将平铺的存储单元堆叠起来，形成多层堆叠结构以提升储存容量。堆叠封装后的3D-NAND闪存芯片在存储密度增加的情况下，每个存储单元容量更大且接收电荷效率更高。然而这种堆叠工艺形成的大容量的存储芯片，内部一般堆叠封装了多颗存储裸片，该存储裸片的数量在16颗左右。为确保堆叠封装后的存储芯片够薄，一般对会存储裸片进行研磨使其厚度变薄。
烧杯120中容纳腐蚀溶液，腐蚀溶液将芯片夹具120中夹置的待开封芯片淹没，该腐蚀溶液为发烟硝酸。作为一种可选的实施例，该腐蚀溶液为浓硫酸或其他高腐蚀性溶液。烧杯120中的腐蚀溶液通过加热台110进行加热，加热台110将烧杯120中的腐蚀溶液加热至例如160℃～180℃，并持续预定时间，以将芯片封装胶去除，得到裸片。
进一步地，芯片夹具130在烧杯120中的状态结合下图进行说明。
图2示出根据本发明实施例的芯片夹具位于烧杯中的透视示意图。
如图2所示，芯片夹具130位于烧杯120内部的部分包括底座133、压片134以及连接杆132的一部分，芯片夹具130暴露于烧杯120外部的部分包括连接杆132的另一部分以及连接与连接杆132上的挂钩131。
挂钩131与底座133之间通过连接杆132连接，连接杆132的第一端部连接底座133，连接杆132的第二端部高于底座133，挂钩131设置于连接杆132上靠近第二端部的部位，挂钩131与底座133位于连接杆132的两侧。挂钩131的形状近似为把手形状，与连接杆132之间固定连接。芯片夹具130通过挂钩131与烧杯壁沿接触以将芯片夹具130的底座133以及连接杆132的至少一部分悬挂至烧杯120中。在一种可选的实施例中，可以在芯片夹具130的底座133下表面设置一支撑部替代挂钩131，通过支撑部使得底座133与烧杯120底部之间不接触，进而通过支撑部使得芯片夹具130中的底座133悬置在烧杯中。通过在底板136的下表面设置支撑部或者在连接杆132上靠近第二端部的部位设置挂钩131，使得芯片被芯片夹具130悬置在开封装置中，加快对芯片的开封进度。在一种优选的实施例中，连接杆132包括套筒或者弹簧等长度调节装置，以调节连接杆132自身的长度，可以匹配不同高度的烧杯120，通过高于底座134的第二端部将开封后的芯片直接从开封装置中取出。作为一种优选的实施例，连接杆132与底座133的夹角近似为直角，连接杆132与挂钩131的夹角近似为直角。
图3示出根据本发明实施例的一种芯片夹具的结构示意图。
进一步地，结合图3在上述芯片夹具130的基础上示出芯片在芯片夹具130中的位置。
底座133包括底板136以及沿底板136上表面凸起的侧壁138，底板136的上表面放置芯片。压片134与侧壁138之间可滑动的接触。在一个优选的实施例中，侧壁138靠近芯片的一侧设有滑槽，压片134与底座133之间通过滑槽接触，压片134的下表面与芯片上表面之间面接触。在一个优选的实施例中，侧壁138沿底板136的上表面的边缘部凸起，将芯片包围以使得芯片位于底座133内部。既保证在蚀刻过程中维持芯片夹置在底座133与压片134之间的状态，同时压片134与底座133之间通过滑槽接触避免了因压片134自身重量对芯片造成破损的情况发生。
底座134和/或压片134中至少设有一个通孔135，芯片表面通过通孔135暴露于外部环境中。具体地，底板136和/或侧壁138中设置有多个通孔135，压片134中设置有多个通孔135，通孔135的自身直径小于或者等于相邻两个通孔135的中心之间的距离。作为一个优选地的实施例，压片134中的通孔135与底板136中的通孔135的形状和大小相同，压片134中的通孔135与底板136中的通孔135之间一一相对设置，作为一个可选的实施例，至少一个位于压片134中的通孔135与底板136中的通孔之间交错设置。通过在压片134、底板136或者侧壁138上设置密集分布的多个通孔135，并通过将压片134与底板136上的通孔135之间相对设置或者至少一对通孔135之间交错设置。在其他实施例中，压片134与底板136上的通孔135大小可以相同，也可以不完全一致。在其他实施例中，压片134上的通孔135的大小不完全一致，底板136上的通孔135大小不完全一致，例如从中间向侧壁方向通孔直径渐变。
作为一个优选地实施例，压片134的上表面上设于至少一个夹持部137，用于在将压片134放置在底座上，或者将压片134与底座分离时，采用工具夹持压片134。进一步地，夹持部137与通孔135之间不交叠。通过设置在压片134上表面的夹持部137可以直接获得开封后的裸片，避免使用镊子从烧杯120中夹持裸片，造成裸片破碎。
在芯片夹具130中，底座的侧壁138和压片134的边缘之间存在着间隙，例如大于等于0.5mm的间隙，使得压片134可以沿着底座的侧壁138自由滑动。芯片夹具130的底座133的高度例如在3mm左右，其中底板136的直径在12mm左右，侧壁138的厚度例如在1.5mm左右，二者围绕直径10.5mm的圆形内部空间。压片134的直径在10mm左右，厚度例如在1mm左右。
芯片夹具130中位于底座133和/或压片134中的通孔135的直径可以相同或者不同。例如，通孔135的直径在1.6mm左右。上述提供的芯片夹具130的各部件的尺寸，仅为更详细地描述芯片夹具130的形状，芯片夹具130的具体尺寸以及比例不以此为限。
该芯片夹具130的材料例如为石英玻璃或者其他耐酸腐蚀性材料。
在其他实施例中，一个连接杆132上可以对应至少一个底座和压片，以同时对多个芯片进行处理。
图4示出根据本发明实施例的另一种芯片夹具的结构示意图。
作为一种可选的实施例，如图4所示，芯片夹具430在上述芯片夹具430的基础上可以在连接杆432上设置两对底座和压片。芯片夹具430包括第一底座4331、第二底座4332、第一压片4341以及第二压片4342。第一底座4331包括底板以及沿底板上表面凸起的侧壁，底板的上表面放置芯片，第一压片4341覆盖所述芯片上表面，并且沿着侧壁滑动。第二底座4332包括底板以及沿底板上表面凸起的侧壁，底板的上表面放置芯片，第二压片4342覆盖所述芯片上表面，并且沿着侧壁滑动。上述第一底座4331和第二底座4332位于连接杆432的两侧，并且处于同一水平面。
图5示出根据本发明实施例的另一种芯片夹具的结构示意图。
作为一种可选的实施例，如图5所示，芯片夹具530在上述芯片夹具530的基础上可以在连接杆532上设置两对底座和压片。芯片夹具530包括第一底座5331、第二底座5332、第一压片5341以及第二压片5342。第一底座5331包括底板以及沿底板上表面凸起的侧壁，底板的上表面放置芯片，第一压片5341覆盖所述芯片上表面，并且沿着侧壁滑动。第二底座5332包括底板以及沿底板上表面凸起的侧壁，底板的上表面放置芯片，第二压片5342覆盖所述芯片上表面，并且沿着侧壁滑动。上述第一底座5331和第二底座5332处于不同水平面，例如第一底座5331位于第二底座5332的正下方。在其他实施例中，第一底座和第二底座在垂直方向上可以部分重叠或者不重叠。
作为可选的实施例，在同一水平面上可以在芯片夹具的连接杆上设置超过两对的底座和压片，也可以在不同水平面上在芯片夹具的连接杆上设置超过两对的底座和压片，并且上述实施例的不同种组合设置的芯片夹具皆属于本发明的实施例。
图6示出根据本发明实施例的一种芯片夹具的俯视示意图。
作为一种可选的实施例，如图6所示，芯片夹具230的底座233与压片234中分别设有多个通孔235，其中底座233中的通孔235位于底板238中，底板238与压片234中的通孔235之间一一相对设置。
图7示出根据本发明实施例的另一种芯片夹具的俯视示意图。
作为一种可选的实施例，如图7所示，芯片夹具330的底座333与压片334中分别设有多个通孔335，其中底座333中的通孔335设置在底板338中，底板338中的至少一个通孔335与压片334中的通孔335之间交错设置。
本发明提供的芯片夹具，通过压片的自身重量将待开封的芯片夹置在底座中底板上表面与压片之间，并且通过在压片和/或底座中设有至少一个通孔，使得芯片表面通过通孔暴露于外部环境中，压片沿底座的侧壁滑动，从而在蚀刻期间保持压片接触芯片的表面，在腐蚀溶液中产生反应气泡时保护芯片。
在优选的实施例中，在底座的侧壁和压片的边缘之间存在着间隙，例如大于等于0.5mm的间隙，使得压片可以沿着底座的侧壁自由滑动。
在优选的实施例中，在底座的侧壁中设置有滑槽，压片的至少一部分位于滑槽中，既保证在蚀刻过程中维持芯片夹置在底座与压片之间的状态，同时压片与底座之间通过滑槽接触避免了因压片自身重量对芯片造成破损的情况发生。
在优选的实施例中，采用挂钩悬挂芯片夹具，使得芯片夹具不会随着腐蚀溶液的反应气泡翻滚撞击，从而避免裸片破碎。在蚀刻期间，随着芯片厚度的减薄，压片由于自身的重力始终与芯片保持面接触。
在优选的实施例中，芯片夹具的材料为耐腐蚀材料，耐强酸且容易清洗。
应当说明的是，在本文中，诸如第一和第二等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。而且，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括一个……”限定的要素，并不排除在包括所述要素的过程、方法、物品或者设备中还存在另外的相同要素。
依照本发明的实施例如上文所述，这些实施例并没有详尽叙述所有的细节，也不限制该发明仅为所述的具体实施例。显然，根据以上描述，可作很多的修改和变化。本说明书选取并具体描述这些实施例，是为了更好地解释本发明的原理和实际应用，从而使所属技术领域技术人员能很好地利用本发明以及在本发明基础上的修改使用。本发明仅受权利要求书及其全部范围和等效物的限制。

Claims (11)

1.一种用于芯片开封的芯片夹具，用于夹持芯片并浸入腐蚀溶液中以去除芯片的至少一部分，所述芯片夹具包括：
至少一个底座，包括底板以及沿所述底板上表面凸起的侧壁，所述底板的上表面放置芯片；
至少一个压片，覆盖所述芯片上表面，并且沿着所述侧壁滑动，
其中，所述压片和/或所述底座中设有至少一个通孔，所述芯片表面通过所述至少一个通孔暴露于腐蚀溶液中，
压片和底座构成的夹具，压片沿着底座的侧壁滑动，所述底座的侧壁围绕成具有第一直径的圆形内部空间，所述压片为第二直径的圆片，所述第一直径大于所述第二直径，
挂钩和连接杆，将夹具固定在腐蚀溶液的容器壁上，使得压片利用自身重力滑动，保持与芯片表面的接触。
2.根据权利要求1所述的芯片夹具，其中，所述侧壁上设有滑槽，所述压片的至少一部分位于所述滑槽中。
3.根据权利要求1所述的芯片夹具，其中，所述压片及底板设有多个通孔。
4.根据权利要求2所述的芯片夹具，其中，所述压片和/或所述底板上设有多个通孔，且所述多个通孔由中间向侧壁方向直径渐变。
5.根据权利要求4所述的芯片夹具，其中，所述压片的多个通孔与所述底板的多个通孔之间彼此对齐。
6.根据权利要求4所述的芯片夹具，其中，所述压片的多个通孔与所述底板的多个通孔至少部分地交错设置。
7.根据权利要求1所述的芯片夹具，其中，所述底座的侧壁围绕的内部空间的深度大于所述芯片的厚度。
8.根据权利要求1所述的芯片夹具，
所述挂钩悬挂在所述腐蚀溶液的容器侧壁上；以及
所述连接杆的第一端连接所述底座，第二端连接所述挂钩。
9.根据权利要求8所述的芯片夹具，其中，所述连接杆包括套筒或者弹簧，以调节所述连接杆的长度。
10.根据权利要求1所述的芯片夹具，还包括：所述压片上表面至少设有一个夹持部，用于在将所述压片放置在所述底座上，或者将所述压片与所述底座分离时，采用工具夹持所述压片。
11.根据权利要求1所述的芯片夹具，其中，所述芯片夹具的材料为耐腐蚀材料。
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