结合设备及衬底结合方法技术

一种结合设备包括承载盘及结合头。所述承载盘被配置成承载待结合的多个衬底。所述结合头具有面对所述承载盘的凹槽，且包括分隔板、至少一个可充气组件及膜片。所述分隔板设置在所述凹槽中且将所述凹槽划分成多个隔间。所述至少一个可充气组件设置在所述隔间中的至少一者中。所述膜片覆盖所述凹槽且设置在所述至少一个可充气组件与所述承载盘之间。

Binding Equipment and Substrate Binding Method

【技术实现步骤摘要】
结合设备及衬底结合方法
本专利技术实施例涉及一种结合设备及衬底结合方法。
技术介绍
在当今的电子行业中，正在开发并继续开发先进的封装技术以提高集成度。半导体装置形成在也被称为芯片的半导体衬底上，所述半导体衬底包括大量单独的半导体装置，所述半导体装置在其彼此分离之后被称为芯片。在半导体装置形成在半导体衬底上并被分离成单独的芯片之后，所述芯片必须被结合到其他芯片及/或其他组件，且希望将尽可能多的半导体芯片接合于尺寸减小的封装中。晶片级芯片规模封装(WaferLevelChipScalePackagin，WLCSP)及其他气密封装技术将芯片直接结合在一起，且可用于生产不需要导线或引脚而是利用接触垫的间距较细的半导体装置封装及产品。在此类先进的封装技术中利用直接芯片到芯片结合技术(也被称为芯片到芯片结合技术)，且此种技术需要具有优异的芯片结合强度才能使封装合格。然而，芯片翘曲不利于结合工艺，并往往会降低总体工艺良率，且可使所生产的封装的品质及可靠性降级。当将被接合在一起的结合表面发生翘曲时，结合强度将受到显着影响。翘曲可引起所得封装中芯片之间的不良的粘附性，引起不良的耐湿性，引起封装裂缝等。因此，可靠性问题更有可能发生。
技术实现思路
本专利技术实施例是针对一种结合设备及衬底结合方法，其能提升芯片结合的可靠性。根据本专利技术的实施例，一种结合设备包括承载盘以及结合头。承载盘用以承载待结合的多个衬底。结合头具有面对所述承载盘的凹槽，所述结合头包括分隔板、至少一个可充气组件以及膜片。分隔板设置在所述凹槽中且将所述凹槽划分成多个隔间。可充气组件设置在所述多个隔间中的至少一者中。膜片覆盖所述凹槽且设置在所述至少一个可充气组件与所述承载盘之间，其中所述膜片被配置成在所述至少一个可充气组件被充气时压靠待结合的所述多个衬底。根据本专利技术的实施例，一种结合设备包括承载盘以及结合头。承载盘用以承载待结合的多个衬底。结合头具有面对所述承载盘的凹槽，其中所述承载盘及所述结合头被配置成能够相对于彼此移动，且所述结合头包括分隔板、至少一个外围可充气组件以及膜片。分隔板设置在所述凹槽中且将所述凹槽划分成中心隔间及环绕所述中心隔间的外围隔间。外围可充气组件设置在所述外围隔间中。膜片覆盖所述凹槽且设置在所述至少一个外围可充气组件与所述承载盘之间，其中所述膜片被配置成在所述至少一个外围可充气组件被充气时压靠待结合的所述多个衬底。根据本专利技术的实施例，一种衬底结合方法包括下列步骤。将多个衬底设置在承载盘上；利用第一压合力将所述多个衬底的中心区压合在一起；以及利用第二压合力将所述多个衬底的外围区压合在一起，其中所述第二压合力大于所述第一压合力。附图说明结合附图阅读以下详细说明，会最佳地理解本专利技术实施例的各方面。应注意，根据业内标准惯例，各种特征并非是按比例绘制。事实上，为使论述清晰起见，可任意增大或减小各种特征的尺寸。图1示出根据本专利技术一些示例性实施例的结合设备的剖视图。图2示出根据本专利技术一些示例性实施例的结合设备的结合头的俯视图。图3示出根据本专利技术一些示例性实施例的结合设备的结合头的俯视图。图4示出根据本专利技术一些示例性实施例的结合设备的剖视图。图5示出根据本专利技术一些示例性实施例的结合设备的结合头的俯视图。图6示出根据本专利技术一些示例性实施例的结合设备的剖视图。图7示出根据本专利技术一些示例性实施例的衬底结合方法的流程图。[符号的说明]100、100a、100b：结合设备110：承载盘112：定位凹槽114：定位机构120、120’、20a、120b：结合头122：凹槽124：分隔板125：压合销126：可充气组件126a：中心可充气组件/可充气组件126b、126b1、126b2：外围可充气组件/可充气组件128：膜片129：进气口200：衬底200a：上衬底/衬底200b：下衬底/衬底210、220：结合表面C1：中心隔间/隔间C2：外围隔间/隔间C21、C22、C23、C24：子隔间/外围隔间C25、C26：隔间D1：方向S110、S120、S130：步骤具体实施方式以下公开内容提供用于实作所提供主题的不同特征的许多不同的实施例或实例。以下阐述组件及安排的具体实例以简化本专利技术实施例。当然，这些仅为实例且不旨在进行限制。例如，以下说明中将第一特征形成在第二特征之上或第二特征上可包括其中第一特征与第二特征被形成为直接接触的实施例，且也可包括其中第一特征与第二特征之间可形成有额外特征、从而使得所述第一特征与所述第二特征可能不直接接触的实施例。另外，本专利技术实施例可能在各种实例中重复使用参考编号及/或字母。这种重复使用是出于简洁及清晰的目的，而不是自身表示所论述的各种实施例及/或配置之间的关系。此外，为易于说明，本文中可能使用例如“在...下方(beneath)”、“在...下面(below)”、“下部的(lower)”、“上方(above)”、“上部的(upper)”等空间相对性用语来阐述图中所示的一个组件或特征与另一(些)组件或特征的关系。所述空间相对性用语旨在除图中所绘示的取向外还囊括装置在使用或操作中的不同取向。设备可具有其他取向(旋转90度或其他取向)，且本文中所用的空间相对性描述语可同样相应地进行解释。另外，为易于说明，本文中可使用例如“第一”、“第二”、“第三”、“第四”等用语来阐述图中所示的类似的或不同的组件或特征，且所述用语可依据出现的次序或说明的上下文而互换地使用。图1示出根据本专利技术一些示例性实施例的结合设备的剖视图。图2示出根据本专利技术一些示例性实施例的结合设备的结合头的俯视图。应注意，为使图式简明起见，在图2所示结合头的俯视图中省略了一些组件。本专利技术实施例的各方面提供一种适用于以改善的芯片到芯片结合强度及气密品质来进行芯片到芯片结合的结合设备及结合方法。然而，本专利技术实施例并非仅限于此。本专利技术实施例中的结合设备及结合方法也可应用于将任何种类的衬底结合在一起。参照图1及图2，根据本专利技术的一些实施例，结合设备100可包括承载盘110及结合头120。承载盘110被配置成承载待结合的多个衬底200。应注意，在本实施例中示出了两个衬底200；然而，本专利技术实施例并非仅限于此。在其他实施例中，多于两个衬底可被设置在结合设备100的承载盘110上，以被结合在一起。在一些实施例中，设置在承载盘110上的衬底200(例如，上衬底200a及下衬底200b)可以是被大致对准且准备好通过芯片到芯片结合工艺而结合在一起的两个半导体芯片。芯片中的每一者可为含有个别的半导体装置的芯片或者具有多个个别的半导体装置的集成式衬底。在一些实施例中，芯片中的每一者可为包括使用各种技术而形成的半导体装置的半导体衬底。芯片的半导体衬底可各自包含经掺杂或未掺杂的块状硅(bulksilicon)或者绝缘体上半导体(semiconductor-on-insulator，SOI)衬底的有源层。一般来说，绝缘体上半导体包含在绝缘体层上形成的一层半导体材料，例如硅。绝缘体层可例如为掩埋氧化物(buriedoxide，BOX)层或氧化硅层。绝缘体层设置在衬底上(通常为硅衬底或玻璃衬底)。也可使用其他衬底，例如多层式衬底或缓变式衬底。可使用传统的半导体制作方法来将芯片制作成在上面包括各种半导体装置，例如本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种结合设备，其特征在于，包括：承载盘，用以承载待结合的多个衬底；以及结合头，具有面对所述承载盘的凹槽，所述结合头包括：分隔板，设置在所述凹槽中且将所述凹槽划分成多个隔间；至少一个可充气组件，设置在所述多个隔间中的至少一者中；以及膜片，覆盖所述凹槽且设置在所述至少一个可充气组件与所述承载盘之间，其中所述膜片被配置成在所述至少一个可充气组件被充气时压靠待结合的所述多个衬底。

【技术特征摘要】
2018.02.26 US 62/634,929;2018.08.23 US 16/109,7691.一种结合设备，其特征在于，包括：承载盘，用以承载待结合的多个衬底；以及结合头，具有面对...

【专利技术属性】
技术研发人员：余振华，廖鄂斌，邱文智，
申请(专利权)人：台湾积体电路制造股份有限公司，
类型：发明
国别省市：中国台湾,71