半导体接合装置及相关技术制造方法及图纸

公开了一种半导体接合装置及相关技术。该装置可以包括被构造成提供装置的上部块组件和下部块组件的调平调节的调平调节系统。在某些情况下，调平调节系统可以包括多个螺纹杆、差动螺纹调节套环以及调平套管。在某些情况下，调平调节系统还可以包括被构造成提供给定的预加载能力和调节范围的多个预加载弹簧。在某些情况下，调平调节系统还可以包括螺纹杆之一可以插入穿过的测压元件。在某些实施方式中，上部块组件还可以包括被构造成减少上部块组件的变形的反作用板。在某些实施方式中，上部块组件还可以包括隔热板，该隔热板被构造成提供顺应性偏转并且根据需要具有整体或多片构造。

【技术实现步骤摘要】
半导体接合装置及相关技术相关申请的交叉引用本专利申请要求于2016年2月24日提交的题为“SimplifiedApparatusandMethodforSemiconductorBonding(用于半导体接合的简化装置和方法)”的美国临时专利申请No.62/299,349的权益，并且与2007年6月21日提交的题为“ApparatusandMethodforSemiconductorBonding(用于半导体接合的装置和方法)”的美国非临时专利申请No.11/766,531(现在作为于2011年5月24日发布的美国专利No.7,948,034)相关。这些专利申请和专利中的每一个的全部内容通过引用并入本文。
本公开内容涉及一种用于半导体接合的装置和方法，并且更具体地涉及一种简化的大力半导体接合装置和方法。
技术介绍
本公开内容涉及共同拥有的美国专利No.7,948,034中描述的方法和装置的改进，其内容通过引用并入本文，如同在本文中完整阐述一样。消费者渴望更廉价的电气和电子设备。生产消费类电气和电子设备的大部分成本是半导体器件的成本，正是其提供了使得电子设备如此受消费者渴望的特征。因此，半导体器件的制造商一直在寻求降低半导体的制造成本的方法。在确定半导体器件的单位成本时的重要因素是在给定的生产批次中它们自身可能呈现的缺陷。可以意识到，由于缺陷造成的半导体器件的亏损给制造商带来了财政损失，这通常可能通过提高单价来调节。在半导体器件的制造中可能引入缺陷的区域是在基板接合的晶圆中。晶圆接合包括在受控大气中向两个或更多个晶圆的对准叠层施加热、力以及有时施加电压。任何晶圆接合的目的是在整个晶圆区域上均匀地产生高度完整性接合，而不会对晶圆与晶圆的对准产生负面影响。通过产生更高的界面压力已经实现了改进的接合完整性。为了获得改进的接合结果，界面压力可能相当高，因此希望对待接合的晶圆施加相当大的力。例如，在直径为200mm的晶圆上施加100kN的力或在直径为300mm的晶圆上施加225kN的力。然而，尽管能够实现接合，但高的力也会引起施加力的常规接合工具的弯曲和变形，造成较差的界面压力均匀性、接合质量变化、晶圆移位和接合后弯曲，并且消除了使用高接合力所寻求的改进。在常规系统中，接合界面上的压力不均匀性接近50％。因此，期望提供一种可以在整个接合界面上施加均匀压力的接合装置。还期望具有比迄今为止可用的简化且更便宜的装置，并且这种装置比现有解决方案更容易设置和使用。
技术实现思路
在一些情况下，本申请的主题可以涉及相关产品、针对特定问题的替换解决方案、和/或单个系统或物品的多个不同用途。一个示例性实施方式提供一种半导体结构接合装置，包括：下部块组件，其包括被构造成在其上接收至少一个半导体晶圆的第一表面；上部块组件，其包括被构造成在向该至少一个半导体晶圆施加接合压力时与第一表面接触的第二表面；以及调平调节系统，其被构造成提供上部块组件相对于下部块组件的调平调节。调平调节系统包括：第一螺纹杆；围绕第一螺纹杆的第一差动螺纹调节套环；围绕第一差动螺纹调节套环的第一调平套管；第二螺纹杆；围绕第二螺纹杆的第二差动螺纹调节套环；以及围绕第二差动螺纹调节套环的第二调平套管。在某些情况下，第一差动螺纹调节套环和第二差动螺纹调节套环中的至少一个被构造成具有第一螺距的外螺纹和第二螺距的内螺纹的微米驱动系统，其中，第二螺距不同于第一螺距。在某些这样的情况下，第二螺距比第一螺距小大约0.5mm。在某些情况下，第一差动螺纹调节套环和第二差动螺纹调节套环中的至少一个被构造成提供1.0mm或更小的有效螺距分辨率。在某些情况下，第一调平套管和第二调平套管中的至少一个包括被构造成容纳紧固件的肩部，从而防止第一调平套管和第二调平套管中的至少一个在上部块组件相对于下部块组件的调平调节期间旋转。在某些情况下，第一调平套管和第二调平套管中的至少一个包括与其一体形成的夹具，该夹具被构造成当完成上部块组件相对于下部块组件的调平调节后被紧固时提供减少z-轴运动的径向夹持力。在某些情况下：该装置还包括附接板，该附接板与第一螺纹杆和第二螺纹杆操作形地联接，并且被构造成从上部块组件向第一螺纹杆和第二螺纹杆分配载荷；且调平调节系统还包括设置在附接板与第一螺纹杆和第二螺纹杆中的至少一个之间的多个预加载弹簧。在某些这种情况下，多个预加载弹簧中的至少一个是贝氏碟形垫圈。在某些其他这种情况下，多个预加载弹簧被构造成提供至少5kN的预加载力以及范围为大约±2mm的调节范围中的至少一个。在某些情况下，调平调节系统还包括上间隔止挡件，该上间隔止挡件在第一差动螺纹调节套环和第二差动螺纹调节套环中的相应的至少一个内设置在第一螺纹杆和第二螺纹杆中的至少一个的上面，并且被构造成容纳紧固件，使得紧固件与第一螺纹杆和第二螺纹杆中的至少一个物理地联接。在某些情况下，调平调节系统还包括被构造为不可调万向连接件的第三杆。在某些情况下，调平调节系统还包括：第三螺纹杆；以及第三螺纹杆插入穿过的测压元件。在某些这种情况下：该装置还包括附接板，该附接板与第一螺纹杆和第二螺纹杆操作性地联接并且被构造成从上部块组件向第一螺纹杆和第二螺纹杆分配载荷；并且调平调节系统还包括万向衬套，该万向衬套设置在测压元件和附接板之间，并且第三螺纹杆插入穿过万向衬套。在某些其他这种情况下：调平调节系统还包括帽部，该帽部设置在第三螺纹杆之上并且被构造成容纳紧固件，使得紧固件与第三螺纹杆物理地联接。在某些情况下，上部块组件还包括：卡盘，其被构造成提供第二表面，该第二表面被构造成在向至少一个半导体晶圆施加接合压力时与第一表面接触；以及反作用板，其设置在卡盘之上并且被配置成减小上部块组件的变形，反作用板包括：整体板构件；以及多个同心凹槽，所述多个同心凹槽限定在整体板构件中并且被构造成容纳相应的多个密封件；并且该装置还包括多个端口，该多个端口被构造成将加压气体递送至反作用板的多个区域。在某些这种情况下：反作用板的多个同心凹槽包括：第一凹槽；在第一凹槽的外部同心的第二凹槽；在第二凹槽的外部同心的第三凹槽；以及在第三凹槽的外部同心的第四凹槽；并且该多个端口被构造成将加压气体递送至反作用板的多个区域，使得：在接合4英寸直径的半导体晶圆时，加压气体被施加至限定在第一凹槽与第二凹槽之间的第一区域；在接合6英寸直径的半导体晶圆时，加压气体被施加至第一区域和限定在第二凹槽与第三凹槽之间的第二区域；以及在接合8英寸直径的半导体晶圆时，加压气体被施加至第一区域、第二区域和限定在第三凹槽与第四凹槽之间的第三区域。在某些其他这种情况下，反作用板中限定有剖切部，该剖切部被构造成允许反作用板在该处的弯曲。在某些情况下，上部块组件还包括设置在反作用板和卡盘之间的隔热板。在某些这种情况下，隔热板包括多个楔形件，这些楔形件物理地彼此分开并且被构造成相对于彼此移动。在某些这种情况下，多个楔形件被构造成以圆形方式布置，其中顶点指向公共中心。在某些其他这种情况下，楔形件中的至少一个包括从其表面延伸的多个升高突起，这些升高突起围绕表面彼此间隔开。在某些其他这种情况下，楔形件中的至少一个构成整体元件。在某些其他这种情况下，楔形件中的至少一个构成多片元件，包括：下板部；以及上板部，其被构本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种半导体结构接合装置，包括：下部块组件，包括被构造成在其上接收至少一个半导体晶圆的第一表面；上部块组件，包括被构造成在向所述至少一个半导体晶圆施加接合压力时与所述第一表面接触的第二表面；以及调平调节系统，被构造成提供所述上部块组件相对于所述下部块组件的调平调节，所述调平调节系统包括：第一螺纹杆；围绕所述第一螺纹杆的第一差动螺纹调节套环；围绕所述第一差动螺纹调节套环的第一调平套管；第二螺纹杆；围绕所述第二螺纹杆的第二差动螺纹调节套环；以及围绕所述第二差动螺纹调节套环的第二调平套管。

【技术特征摘要】
2016.02.24 US 62/299,3491.一种半导体结构接合装置，包括：下部块组件，包括被构造成在其上接收至少一个半导体晶圆的第一表面；上部块组件，包括被构造成在向所述至少一个半导体晶圆施加接合压力时与所述第一表面接触的第二表面；以及调平调节系统，被构造成提供所述上部块组件相对于所述下部块组件的调平调节，所述调平调节系统包括：第一螺纹杆；围绕所述第一螺纹杆的第一差动螺纹调节套环；围绕所述第一差动螺纹调节套环的第一调平套管；第二螺纹杆；围绕所述第二螺纹杆的第二差动螺纹调节套环；以及围绕所述第二差动螺纹调节套环的第二调平套管。2.根据权利要求1所述的装置，其中，所述第一差动螺纹调节套环和所述第二差动螺纹调节套环中的至少一个被构造为具有第一螺距的外螺纹和第二螺距的内螺纹的微米驱动系统，其中，所述第二螺距不同于所述第一螺距。3.根据权利要求2所述的装置，其中，所述第二螺距比所述第一螺距小大约0.5mm。4.根据权利要求1所述的装置，其中，所述第一差动螺纹调节套环和所述第二差动螺纹调节套环中的至少一个被构造成提供1.0mm或更小的有效螺距分辨率。5.根据权利要求1所述的装置，其中，所述第一调平套管和所述第二调平套管中的至少一个包括被构造成容纳紧固件的肩部，从而防止所述第一调平套管和所述第二调平套管中的至少一个在所述上部块组件相对于所述下部块组件的调平调节期间旋转。6.根据权利要求1所述的装置，其中，所述第一调平套管和所述第二调平套管中的至少一个包括与其一体形成的夹具，并且所述夹具被构造成在完成所述上部块组件相对于所述下部块组件的调平调节之后被紧固时提供减少z-轴运动的径向夹持力。7.根据权利要求1所述的装置，其中，所述装置还包括附接板，所述附接板与所述第一螺纹杆和所述第二螺纹杆操作性地联接，并且所述附接板被构造成从所述上部块组件向所述第一螺纹杆和所述第二螺纹杆分配载荷；并且所述调平调节系统还包括设置在所述附接板与所述第一螺纹杆和所述第二螺纹杆中的至少一个之间的多个预加载弹簧。8.根据权利要求7所述的装置，其中，所述多个预加载弹簧中的至少一个是贝氏碟形垫圈。9.根据权利要求7所述的装置，其中，所述多个预加载弹簧被构造成提供以下至少一个：至少5kN的预加载力；以及范围为大约±2mm的调节范围。10.根据权利要求1所述的装置，其中，所述调平调节系统还包括上间隔止挡件，所述上间隔止挡件在所述第一差动螺纹调节套环和所述第二差动螺纹调节套环中的相应的至少一个内设置在所述第一螺纹杆和所述第二螺纹杆中的至少一个的上面，并且所述上间隔止挡件被构造成容纳紧固件，使得所述紧固件与所述第一螺纹杆和所述第二螺纹杆中的至少一个物理地联接。11.根据权利要求1所述的装置，其中，所述调平调节系统还包括被构造为不可调万向连接件的第三杆。12.根据权利要求1所述的装置，其中，所述调平调节系统还包括：第三螺纹杆；以及所述第三螺纹杆插入穿过的测压元件。13.根据权利要求12所述的装置，其中：所述装置还包括附接板，所述附接板与所述第一螺纹杆和所述第二螺纹杆操作性地联接并且被构造成从所述上部块组件向所述第一螺纹杆和所述第二螺纹杆分配载荷；并且所述调平调节系统还包括万向衬套，所述万向衬套设置在所述测压元件和所述附接板之间，并且所述第三螺纹杆插入穿过所述万向衬套。14.根据权利要求12所述的装置，其中，所述调平调节系统还包括帽部，所述帽部设置在所述第三螺纹杆之上并且被构造...

【专利技术属性】
技术研发人员：哈勒·约翰逊，格雷戈里·乔治，
申请(专利权)人：苏斯微技术光刻有限公司，
类型：发明
国别省市：德国,DE