一种晶片键合治具的制作方法
【技术领域】
[0001]本实用新型涉及半导体制造技术，尤其涉及一种半导体晶片键合用治具。
【背景技术】
[0002]发光二极管具有低能耗，高寿命，稳定性好，体积小，响应速度快以及发光波长稳定等良好光电特性，被广泛应用于照明、家电、显示屏及指示灯等领域。近年来，为了提高LED发光功率和效率，发展了衬底转移技术，例如在蓝宝石衬底上通过MOCVD沉积GaN基薄膜，然后把GaN基薄膜通过晶圆键合技术或电镀技术黏结到半导体或金属基板上，再把蓝宝石衬底用激光剥离方法去除，将器件做成垂直倒装结构。
[0003]以AlGaInP系LED为例，一般先采用MOCVD在GaAs衬底上外延生长AlGaInP LED外延片，然后进行衬底转移。衬底转移方法如下:首先在外延片100的N面制作全方位反射镜，在全方位反射镜上溅射4K的Au作为键合层，同时在待转移基板200 (如重掺杂的Si片)上也溅射4K的Au作为键合层，用真空键合仪把倒装外延片同待转移基板键合在一起。
[0004]由于传统倒装键合石墨治具无法固定大尺寸外延片，在键合作业时，易导致初步粘合的外延片-Si片受高温、高压影响发生位移，造成旋转错位，此问题大大限制了在衬底转移后对提高外量子效率的进一步工艺优化，并加大了可行性的难度。
【发明内容】
[0005]针对上述问题，本实用新型提出了一种新型键合治具，其可防止外延片/Si片受高温高压影响发生位移造成旋转错位。
[0006]本实用新型解决上述问题的技术方案为:一种半导体晶片键合用治具，包括相互配合的上座和下座，其中间区域用于放置键合晶片，所述下座上表面的外沿处设定一带有弹性系数的平边定位装置和晶片定位柱，所述晶片定位柱位于所述平边定位装置所在位置的远端。
[0007]优选地，所述平边定位装置由弹性组件和定位片组成，键合作业时晶片平边与所述定位片接触。
[0008]优选地，所述下座的外沿处设定凹槽结构，所述弹性组件和定位片位于所述凹槽结构内。
[0009]优选地，所述平边定位装置的预留压缩尺寸为0.l~5mm。
[0010]优选地，所述定位片的尺寸与键合晶片平边的尺寸一致。
[0011]优选地，所述定位片面向治具内部的一侧表面为平面。
[0012]优选地，所述下座的外沿处还设有至少三个定位柱，其中一个定位柱用于上、下座对位，两个用于键合晶片定位。
[0013]优选地，所述下座的外沿处还设有两个定位柱，其与所述平边定位装置构成三角稳定结构。
[0014]优选地，所述定位片为石墨片。
[0015]在本实用新型所述的键合治具中，在治具边缘增加一具有弹性系数的平边定位装置，键合作业时使粘合的晶片平边与平边定位装置接触，通过带有弹性系数的装置将定位器一晶片平边远端定位柱固定成一种三角稳定结构，从而防止高温高压下键合晶片旋转错位；同时弹性结构的设置避免了晶片在高温高压条件下受热膨胀系数影响发生的形变，避免施压过程真空键合机台压力轴细微差异造成键合晶片旋转错位。
[0016]本实用新型的其它特征和优点将在随后的说明书中阐述，并且，部分地从说明书中变得显而易见，或者通过实施本发明而了解。本实用新型的目的和其他优点可通过在说明书、权利要求书以及附图中所特别指出的结构来实现和获得。
【附图说明】
[0017]附图用来提供对本实用新型的进一步理解，并且构成说明书的一部分，与本实用新型的实施例一起用于解释本发明，并不构成对本实用新型的限制。此外，附图数据是描述概要，不是按比例绘制。
[0018]图1为根据本实用新型实施的一种晶片键合治具的结构示意图。
[0019]图2为图1所不的晶片键合治具之下座的俯视图。
[0020]图3采用图1所示晶片键合治具进行晶片键合时的对位示意图。
[0021]图中各标号表示如下:
[0022]100:键合治具；110:治具的上座；111:定位孔；120:治具的下座；121:治具的外沿；122:晶片定位柱；123:上、下座对位柱；124:凹槽；125:定位片；126:弹簧；127:平边定位装置；200:晶片。
【具体实施方式】
[0023]以下将结合附图及实施例来详细说明本实用新型的实施方式，借此对本实用新型如何应用技术手段来解决技术问题，并达成技术效果的实现过程能充分理解并据以实施。
[0024]请参看附图1，一种晶片键合治具100，包括上座110和下座120，当两者配合使用时在内部形成一空间，用于容纳晶片。上座110的外沿设有四个定位孔111。下座120的外沿处121设有一组凹槽124，凹槽124内配置一组由定位片125和弹簧126组成的。
[0025]请参看附图2，治具的下座120外沿处，在平边定位装置127的两侧设有两个上、下座对位柱123，在平边定位装置127的远端设有两个晶片定位柱122。上座110的四个定位孔111与下座的定位柱122、对位柱123对应，其中晶片定位柱122对应的定位孔贯穿上座，上、下座对位柱123对应的定位孔不贯穿上座(故图1中仅示出两个定位孔)。定位片125朝向治具内部的一侧表面为平面，优选为长方体结构，其中长度a的尺寸与晶片的平边的尺寸大致相同。平边定位装置127预留压缩尺寸D为0.l~5mm,以硅片为例，预留压缩尺寸D可选1mm。
[0026]图3显示了采用前述治具进行晶片键合时的对位示意图。键合作业时使粘合的晶片200平边与平边定位装置127的定位片125接触，由于晶片定位柱122与平边定位装置127构成一个三角结构，将键合晶片牢牢固定，如此可以防止在键合过程中晶片发生旋转错位。同时使用具有独特晶粒取向、高导热系数、耐温、具有良好的可塑性和可压缩性的石墨片作为定位片，使压力均匀的分布在整个晶片。
[0027] 很明显地，本实用新型的说明不应理解为仅仅限制在上述实施例，而是包括利用本实用新型构思的所有可能的实施方式。
【主权项】
1.一种晶片键合治具，包括相互配合的上座和下座，其中间区域用于放置键合晶片，其特征在于:所述下座上表面的外沿处设定一带有弹性系数的平边定位装置和晶片定位柱，所述晶片定位柱位于所述平边定位装置所在位置的远端。
2.根据权利要求1所述的晶片键合治具，其特征在于:平边定位装置由弹性组件和定位片组成，键合作业时键合晶片的平边与所述定位片接触。
3.根据权利要求2所述的晶片键合治具，其特征在于:所述下座的外沿处设定凹槽结构，所述弹性组件和定位片位于所述凹槽结构内。
4.根据权利要求2所述的晶片键合治具，其特征在于:所述平边定位装置的预留压缩尺寸为0.1~5_。
5.根据权利要求2所述的晶片键合治具，其特征在于:所述定位片的尺寸与键合晶片平边的尺寸一致。
6.根据权利要求2所述的晶片键合治具，其特征在于:所述定位片面向治具内部的一侧表面为平面。
7.根据权利要求2所述的晶片键合治具，其特征在于:所述定位片为石墨片。
8.根据权利要求1所述的晶片键合治具，其特征在于:所述下座的外沿处设有至少三个定位柱。
9.根据权利要求8所述的晶片键合治具，其特征在于:其中一个定位柱用于上、下座对位，另外两个用于晶片定位。
10.根据权利要求1所述的晶片键合治具，其特征在于:所述下座的外沿处设有两个晶片定位柱，其与所述平边定位装置构成三角结构。
【专利摘要】本实用新型公开了一种晶片键合治具，其包括相互配合的上座和下座，其中间区域用于放置键合晶片，其特征在于：所述下座上表面的外沿处设定一带有弹性系数的平边定位装置和晶片定位柱，所述晶片定位柱位于所述平边定位装置所在位置的远端。在治具边缘增加具有弹性系数的平边定位装置，键合作业时使粘合的晶片平边与平边定位装置接触，通过带有弹性系数的装置将定位器—晶片平边远端定位柱固定成一种稳定结构，从而防止高温高压下键合晶片旋转错位。
【IPC分类】H01L21-60, H01L21-67
【公开号】CN204577403
【申请号】CN201520289827
【发明人】韩雪松, 谢创宇, 王笃祥, 吴超瑜, 马志邦
【申请人】天津三安光电有限公司
【公开日】2015年8月19日
【申请日】2015年5月7日