一种倒装式聚四氟乙烯半导体晶片夹具的制作方法

1.本发明涉及半导体光电探测器制造技术，具体指一种应用于晶片表面处理的夹具。


背景技术：

2.光电探测器是由半导体晶片经过多步光刻、长膜、刻蚀、清洗、抛光和划片等工艺制作而来。在晶片制作过程中，每步光刻后的清洗或浮胶是一步重要工艺。该工艺过程涉及到晶片的夹持方式。研究发现，相比于晶片竖立或正面朝上夹持的方式，采用倒置的夹持方式可以降低晶片表面缺陷，提高探测器的成品率。
3.常规的晶片夹具采用竖立或正面朝上的方式，将晶片放置于垂直或水平槽内。这种夹具的夹持方式无法解决去除光刻胶后，少量光刻胶上的颗粒、纤维、有机物或金属膜等污染物粘连于晶片表面，这些污染物在静电吸附的作用下难以从半导体晶片表面去除，从而在晶片表面产生各种缺陷，降低了探测器制造的成品率。


技术实现要素：

4.本发明的目的：解决在光刻胶浮胶或晶片清洗过程中，常规夹具的夹持方式有可能给晶片表面带来污染物的问题。为此，设计一种倒装式聚四氟乙烯半导体晶片夹具。该夹具仅接触半导体晶片边缘1mm～2mm的圆环区域，完全不会损伤晶片表面其他有效区域。夹具底板的中心通孔和较长的支撑螺杆设计也有利于晶片表面的溶液交换。另外，搭配超声或兆声清洗可大幅度改善晶片的清洗或浮胶效果。
5.本发明的技术方案：
6.设计了一种倒装式聚四氟乙烯半导体晶片夹具，该夹具包括夹具主体、夹具底板、螺母和螺杆，夹具主体和夹具底板通过螺母和螺杆固定在一起。夹具主体包括安装螺杆的夹具主体固定通孔和放置晶片的凹腔。夹具底板包括安装螺杆的夹具底板固定通孔和中心通孔。夹具主体上的凹腔内径需根据所夹晶片直径确定，可大于半导体晶片直径0.5mm～1.0mm。凹腔深度需根据所夹晶片厚度确定，可大于半导体晶片厚度5.0μm～10.0μm。夹具底板上的中心通孔直径小于半导体晶片直径1.0mm～2.0mm。
7.半导体晶片置于所述夹具主体中心的凹腔内，凹腔内径比晶片直径大0.5mm～1.0mm，凹腔深度比晶片厚度大5.0μm～10.0μm。所述夹具主体凹腔四周均布一定数量的主体固定通孔，所述夹具主体正面边缘位置设有定位槽。
8.为了将倒置的半导体晶片固定于凹腔内，设计了夹具底板。夹具底板通过四个螺杆与夹具主体相连，同时将晶片夹于凹腔内。所述夹具底板直径与夹具主体直径是相同的，且夹具底板中心位置设有中心通孔，中心通孔直径小于晶片直径1.0mm～2.0mm。所述夹具底板通孔四周均布底板固定通孔，且该底板固定通孔与所述夹具主体固定通孔的数量、直径和方位是一一对应的。所述夹具底板边缘位置设有定位凸台，与上述夹具主体边的定位槽是一一对应的关系，该定位凸台可完全嵌入定位槽。
9.进一步地，所述夹具主体凹腔圆边处有一正方形凹腔，方便镊子夹取晶片。
10.进一步地，所述螺杆连接了夹具主体和夹具底板，起到连接二者的作用，且螺杆也具有定位销的用途。
11.进一步地，夹具底板的中心通孔和较长的螺杆可将夹具支起一定高度，提高晶片表面与溶液的交换。
12.进一步地，所述夹具主体的直径与夹具底板的直径是一样的，且两者圆心对应。夹具主体的凹腔与夹具底板的中心通孔圆心也是对应的。
附图说明
13.下面将对实施例描述中所需要使用的附图做简单介绍。下面描述的附图仅仅是本发明的实施例，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附图。
14.图1为本发明的倒装式聚四氟乙烯半导体晶片夹具剖面图；
15.其中：1为夹具主体、2为夹具底板、3位螺母、4为螺杆、1
‑
1为夹具主体固定通孔、2
‑
1为夹具底板固定通孔、1
‑
2为夹具主体凹腔、2
‑
2为夹具底板中心通孔。
具体实施方式
16.下面结合具体实施例对本发明作进一步详细的说明。
17.首先，在此记载的实施例是本发明的特定的具体实施方式，用于说明本发明的构思，均是解释性和示例性的，不应解释为对本发明实施方式及本发明范围的限制。另外，相关领域的技术人员也可以基于本申请权利要求书和说明书所公开的内容采用显而易见的其它技术方案，这些技术方案包括采用对在此记载的实施例的做出任何明显的替换或修改的方案。
18.其次，本说明的附图只是为了说明本发明构思的一种示意图，只是为了表明各个部件之间的相互关系。上述示意图只是实例，其在此不应限制本发明保护的范围。
19.图1是本发明所述的一种倒装式聚四氟乙烯半导体晶片夹具，包含夹具主体、夹具底板、螺母和螺杆。半导体晶片处于夹具主体凹腔1
‑
2和夹具底板中心通孔2
‑
2之间。
20.所述夹具主体1整体上为一个圆盘结构，包含凹腔1
‑
2和主体固定通孔1
‑
1。所述凹腔1
‑
2为一个圆形浅坑，其圆心与夹具主体的圆心重合。若半导体晶片直径为50mm厚度350μm的晶片，凹腔1
‑
2的直径设计为50.5mm～51.0mm，凹腔1
‑
2深度设计为355μm～360μm。所述凹腔1
‑
2四周设有主体固定通孔1
‑
1。所述夹具底板2为一个中空圆柱结构，包含固定通孔2
‑
1和中心通孔2
‑
2。所述中心通孔2
‑
2圆心与夹具底板圆心重合。所述夹具底板固定通孔2
‑
1与夹具主体1的固定通孔1
‑
1为一一对应关系，其数量及位置需保持一致。所述夹具底板2的中心通孔2
‑
2直径设计为48mm～49mm。
21.所述半导体晶片夹具一般为聚四氟乙烯材料。
22.夹具的具体实现方式为：
23.先将半导体晶片置于凹腔1
‑
2上，此时晶片背面正对凹腔1
‑
2，然后将夹具底板2盖于夹具主体1上，再用螺母3和螺杆4将夹具主体1和夹具底板2旋紧在一起，之后便可以将夹具置于溶液中进行后续工艺处理。
24.应说明的是，本发明不局限于上述实施方式，上述具体实施例只是其中的一种可
能操作例，任何人在本发明的启示下都可设计出其他各种形式的产品，但不论在其形状或结构上作任何变化，凡是具有与本申请相同或相近似的技术方案，均落在本发明的保护范围之内。


技术特征：
1.一种倒装式聚四氟乙烯半导体晶片夹具，包括夹具主体(1)、夹具底板(2)、螺母(3)和螺杆(4)，其特征在于，所述倒装式半导体晶片夹具夹具主体(1)和夹具底板(2)通过螺母(3)和螺杆(4)固定在一起。2.根据权利要求1所述的倒装式聚四氟乙烯半导体晶片夹具，其特征在于，所述的夹具主体(1)是一个圆盘，其靠边一圈有四个主体固定通孔(1
‑
1)，夹具主体(1)中心有一个放置半导体晶片的凹腔(1
‑
2)，凹腔(1
‑
2)内径比需清洗的半导体晶片直径大0.5mm～1.0mm，凹腔(1
‑
2)深度比需清洗的半导体晶片厚度大5.0μm～10.0μm。3.根据权利要求1所述的倒装式聚四氟乙烯半导体晶片夹具，其特征在于，所述的夹具底板(2)是一个圆盘，其靠边一圈有四个底板固定通孔(2
‑
1)，夹具底板(2)中心有一个用于通过清洗溶液的中心通孔(2
‑
2)，所述的中心通孔(2
‑
2)直径小于半导体晶片直径1.0mm～2.0mm。

技术总结
本发明公开了一种倒装式聚四氟乙烯半导体晶片夹具，可将半导体晶片以倒置的方式夹持，包含夹具主体、夹具底板、螺母和螺杆四个结构。所述夹具主体的中心设计了一个凹腔，用于放置半导体晶片。为了防止倒置后的晶片脱落，设计了一个夹具底板。夹具底板中心有一个中心通孔，且该中心通孔直径小于半导体晶片直径。夹具主体和夹具底板通过四个螺杆连接。另外，螺杆长度的长度远大于夹具主体固定通孔和夹具底板固定通孔长度之和，螺杆顶端突出于夹具底板，起到一个支撑腿的作用，这种设计有利于溶液通过夹具底板中心通孔进行溶液交换，提高溶液反应效率。溶液反应效率。溶液反应效率。


技术研发人员：兰添翼 赵水平 田启智 王妮丽
受保护的技术使用者：中国科学院上海技术物理研究所
技术研发日：2021.06.18
技术公布日：2021/10/8