晶粒处理制造技术

技术编号:22758252 阅读:26 留言:0更新日期:2019-12-07 05:19
代表性实施方式提供用于处理集成电路(IC)晶粒的技术及系统。经制备用于紧密的表面结合(至其他晶粒、至基板、至另一表面等)的晶粒可运用最小处置来处理,以防止该些晶粒的表面或边缘的污染。该些技术包括当该些晶粒在切割片或其他装置处理膜或表面上时处理晶粒。系统包括经配置以同时执行多个清洁程序的整合式清洁组件。

Grain treatment

Representative embodiments provide techniques and systems for processing integrated circuit (IC) grains. Grains prepared for tight surface bonding (to other grains, to substrate, to another surface, etc.) may be treated with a minimum treatment to prevent contamination of the surfaces or edges of those grains. These techniques include processing the grains when they are on a cutting sheet or other device processing film or surface. The system includes integral cleaning components configured to perform multiple cleaning procedures at the same time.

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】晶粒处理优先权主张及相关申请案的交叉参考本申请案在35U.S.C.§119(e)(1)下主张2018年3月26日申请的美国专利申请案第15/936,075号及2017年4月21日申请的美国临时申请案第62/488,340号以及2017年9月27日申请的美国临时申请案第62/563,847号的权益,该些申请案特此以引用的方式并入。
以下描述是关于集成电路(“IC”)的处理。更具体而言,以下描述是关于用于处理IC晶粒的装置及技术。
技术介绍
对于诸如整合式芯片及晶粒的微电子组件的更紧凑实体配置的需要随着携带型电子装置的快速发展、物联网的扩展、纳米级整合、亚波长光学整合等等已变得愈发强烈。仅作为实例,装置通常被称作整合具有大功率数据处理器的蜂巢式电话、内存及诸如全球定位系统接收器的辅助装置、电子摄影机及局域网络连接件以及高分辨率显示器及相关联图像处理芯片的功能的“智能电话”。此等装置可提供诸如以下各者的功能:完整因特网连接性,包括全分辨率视讯的娱乐、导航、电子银行、传感器、内存、微处理器、保健电子件、自动电子件等等,全部均在袖珍装置中实现。复杂的携带型装置需要将众多芯片及晶粒封装至较小空间中。微电子组件常常包含诸如砷化硅或砷化镓或其他的半导体材料的薄平板。芯片及晶粒通常经设置为个别预封装单元。在一些单元设计中,将晶粒安装至基板或芯片载体,随后将该基板或芯片载体安装于电路面板(诸如印刷电路板(printedcircuitboard;PCB))上。晶粒可经设置于便于在制造期间及在将晶粒安装于外部基板上期间对晶粒的处置的封装中。举例而言,许多晶粒经设置于适合于表面黏着的封装中。此通用类型的众多封装经提议用于各种应用。最常见地,此等封装包括介电质组件,其通常被称作具有形成为介电质上的经镀覆或经蚀刻金属结构的端子的“芯片载体”。通常通过诸如沿晶粒载体延伸的薄迹线的导电特征及通过在晶粒的接触件与端子或迹线之间延伸的精细引线或电线将端子连接至晶粒的接触件(例如,结合垫或金属柱)。在表面黏着操作中,封装可置放至电路板上,以使得封装上的每一端子与电路板上的对应接触垫对准。通常将焊料或其他结合材料设置于端子与接触垫之间。可借助于加热组装件以便熔化或“回焊”焊料或以其他方式活化结合材料来将封装永久地结合在适当的位置。许多封装包括呈典型地直径介于约0.025mm与约0.8mm(1密耳与30密耳)之间且附接至封装的端子的焊球形式的焊料固体。具有自其底部表面(例如,与晶粒的正面相对的表面)突起的焊球的数组的封装通常被称作球状栅格数组或“BGA”封装。借助自焊料形成的较薄层或焊盘将被称作焊盘栅格数组或“LGA”封装的其他封装固定至基板。此种类型的封装可非常紧密。通常被称作“芯片级封装”的某些封装占据等于或仅略大于并入于封装中的装置的面积的电路板的面积。此比例是有利的,因为其降低组装件的整体大小且准许在基板上的各种装置之间使用短互连件,此随后限制装置之间的信号传播时间且因此便于以高速操作组装件。半导体晶粒亦可经设置于“堆叠式”配置中,其中例如,一个晶粒设置于载体上,且另一晶粒安装在第一晶粒的顶部。此等配置可允许将多个不同晶粒安装于电路板上的单个覆盖面积内,且可进一步通过在晶粒之间提供短互连件来便于高速操作。通常,此互连距离可仅略大于晶粒自身的厚度。对于将在晶粒封装的堆叠内达成的互连,用于机械及电气连接的互连结构可设置于每一晶粒封装(除了最高封装)以外的两侧(例如,面)上。例如,在安装有晶粒的基板的两侧上设置接触垫或焊盘来得以实现,该些垫由导电通孔或其类似者经由基板连接。堆叠式芯片配置及互连结构的实例提供于美国专利申请公开案第2010/0232129号中,该公开案的揭示内容以引用的方式并入本文中。晶粒或晶圆亦可以其他三维配置堆叠而作为各种微电子封装方案的部分。此可包括将一或多个晶粒或晶圆的层堆叠在较大基底晶粒或晶圆上、以竖直或水平配置堆叠多个晶粒或晶圆或堆叠类似或不同基板,其中基板中的一或多者可含有电气或非电气组件、光学或机械组件及/或此等组件的各种组合。晶粒或晶圆可使用各种结合技术以堆叠式配置结合,该些结合技术包括直接介电质结合、无黏着剂技术(诸如)或混合式结合技术(诸如),两者可自英帆萨斯邦德科技有限公司(InvensasBondingtechnologies,Inc.)(先前是Ziptronix公司)、Xperi公司购得(例如,参见美国专利第6,864,585号及第7,485,968号,其全文并入本文中)。当使用直接结合技术结合堆叠式晶粒时,通常需要待结合的晶粒的表面极扁平且平滑。举例而言,通常,该些表面的表面拓扑应具有极小变化,使得该些表面可紧密地配合以形成持续结合。举例而言,通常较佳的是,结合表面的粗糙度的变化小于3nm且较佳地小于1.0nm。一些堆叠式晶粒配置对堆叠式晶粒的一个或两个表面上的颗粒或污染的存在敏感。举例而言,自处理步骤剩余的颗粒或来自晶粒处理或工具的污染可产生堆叠式晶粒之间的经不佳结合的区或其类似者。晶粒处理期间的额外处置步骤可进一步加重问题,从而留下非所需残留物。附图说明参考附图阐述详细描述。在该些图中,参考数字的最左侧数字识别首次出现该参考数字的图。在不同图中使用相同参考数字指示类似或相同对象。对此论述,在图中所说明的装置及系统展示为具有大量组件。如本文中所描述,装置和/或系统的各种实施可包括较少组件且保持在本专利技术的范围内。替代地,装置及/或系统的其他实施可包括额外组件或所描述组件的各种组合,且保持在本专利技术的范畴内。图1为说明使用旋转板的实例晶粒进程列的文本流程图。图2为根据一具体实例的说明对切割带或装置处理膜或表面执行的实例晶粒进程列的文本流程图。图3为根据一具体实例的图2的实例晶粒进程列的图形流程图。图4A至4E图解说明根据一具体实例的用于将晶粒自切割片传送至晶圆或表面的实例步骤。图5A至5C说明根据一具体实例的晶粒被移除的实例切割片。图6为根据一第二具体实例的说明对切割带或装置处理膜或表面执行的实例晶粒进程列的文本流程图。图7为根据一第三具体实例的说明对切割带或装置处理膜或表面执行的实例晶粒进程列的文本流程图。图8为根据一具体实例的图7的实例晶粒进程列的图形流程图。图9A及图9B说明根据各种具体实例的实例晶粒清洁系统。图10A及图10B说明根据其他具体实例的实例晶粒清洁系统。具体实施方式揭示用于处理集成电路(IC)的技术及系统的各种实施例。经制备用于紧密的表面结合(至其他晶粒、至基板、至另一表面等)的晶粒可运用最小处置来处理,以防止晶粒的表面或边缘的污染。根据各种具体实例,该些技术包括当晶粒在切割片或其他装置处理膜或表面上时处理晶粒。举例而言,当晶粒在切割片上时,可清洁、灰化且活化晶粒(从而在处理期间去除针对污染的数个处理步骤及机会)。举例而言,该处理可制备待以堆叠式配置结合的晶粒。在处理之后,可直接自切割片拾取晶粒且晶粒可置放于经制备晶粒收纳表面(另本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种形成微电子组装件的方法,其包含:/n在基板的一个或两个表面上提供保护层;/n将所述基板固定至载体上;/n将所述基板单一化成固定至所述载体的一定数量的晶粒;/n当所述些晶粒固定至所述载体时处理所述晶粒的至少一第一表面;/n围绕第一晶粒的周边切割所述载体,所述切割形成固定至所述第一晶粒的第二表面的所述载体的一部分;/n当所述载体的所述部分固定至所述第一晶粒的所述第二表面时自所述一定数量的晶粒移除所述第一晶粒;以及/n将所述第一晶粒附接至基板的经制备表面,所述第一晶粒的所述第一表面附接至所述基板的所述经制备表面。/n

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】20170421 US 62/488,340;20170927 US 62/563,847;20181.一种形成微电子组装件的方法,其包含:
在基板的一个或两个表面上提供保护层;
将所述基板固定至载体上;
将所述基板单一化成固定至所述载体的一定数量的晶粒;
当所述些晶粒固定至所述载体时处理所述晶粒的至少一第一表面;
围绕第一晶粒的周边切割所述载体,所述切割形成固定至所述第一晶粒的第二表面的所述载体的一部分;
当所述载体的所述部分固定至所述第一晶粒的所述第二表面时自所述一定数量的晶粒移除所述第一晶粒;以及
将所述第一晶粒附接至基板的经制备表面,所述第一晶粒的所述第一表面附接至所述基板的所述经制备表面。


2.如权利要求1所述的方法,其进一步包含:
当所述晶粒固定至所述载体时清洁所述晶粒的至少所述第一表面;
当所述晶粒固定至所述载体时电浆活化所述晶粒的所述第一表面;以及
当所述晶粒固定至所述载体时重新清洁所述晶粒的至少所述第一表面。


3.如权利要求1所述的方法,其进一步包含热处理所述第一晶粒及所述基板以将所述第一晶粒的所述第一表面结合至所述基板的所述经制备表面。


4.如权利要求1所述的方法,其进一步包含:
清洁所述第一晶粒的所述第二表面;
电浆活化所述第一晶粒的所述第二表面;
围绕第二晶粒的周边切割所述载体,所述切割形成固定至所述第二晶粒的第二表面的所述载体的另一部分;
当所述载体的另一部分固定至所述第二晶粒的所述第二表面时自所述一定数量的晶粒移除所述第二晶粒;
将所述第二晶粒的第一表面附接至所述第一晶粒的所述第二表面以形成堆叠式晶粒配置;以及
热处理所述堆叠式晶粒配置。


5.如权利要求1所述的方法,其进一步包含自所述载体冲压一或多个额外晶粒、将所述一或多个额外晶粒附接至所述第二晶粒且附接至每一后续晶粒以形成所述堆叠式晶粒配置。


6.如权利要求1所述的方法,其进一步包含拉伸所述载体以在固定至所述载体的所述晶粒之间形成间隙及沿着所述间隙对所述载体进行穿孔。


7.如权利要求6所述的方法,其中所述载体运用光学雷射工具加以穿孔。


8.如权利要求6所述的方法,其进一步包含当所述晶粒固定至所述载体时清洁所述晶粒的一或多个边缘。


9.如权利要求1所述的方法,其进一步包含当所述晶粒固定至所述载体时电浆灰化所述晶粒的所述第一表面。


10.如权利要求1所述的方法,其进一步包含使用真空工具移除所述第一晶粒,其中所述真空工具经配置以附接至固定至所述第一晶粒的所述第二表面的所述载体的所述部分且将所述第一晶粒置放至所述基板的所述经制备表面上而不直接接触所述第一晶粒的表面或边缘。


11.如权利要求1所述的方法,其进一步包含:
通过围绕所述第一晶粒的所述周边切割所述载体而在所述载体中形成开口;
将拾取工具附接至所述载体的所述部分,所述载体的所述部分固定至所述第一晶粒的所述第二表面;以及
通过运用所述拾取工具将所述第一晶粒牵拉通过所述开口或将所述第一晶粒推进通过所述开口而自所述一定数量的晶粒移除所述第一晶粒。


12.如权利要求1所述的方法,其中所述载体包含切割片。


13.一种形成微电子组装件的方法,其包含:
将保护涂层沉积至基板的一个或两个表面上;
将所述基板固定至切割片上;
将所述基板单一化成固定至所述切割片的一定数量的经单一化组件;
当所述经单一化组件固定至所述切割片时清洁所述经单一化组件的第一表面;
将所述经单一化组件暴露至紫外线辐射;
拉伸所述切割片以在固定至所述切割片的所述经单一化组件之间形成或延伸间隙;
当所述经单一化组件固定至所述切割片时清洁来自所述经单一化组件的所述第一表面的所述保护涂层;
当所述经单一化组件固定至所述切割片时电浆灰化所述经单一化组件的所述第一表面;
当所述经单一化组件固定至所述切割片时重新清洁所述经单一化组件的所述第一表面;
当所述经单一化组件固定至所述切割片时电浆活化所述经单一化组件的所述第一表面;
当所述经单一化组件固定至所述切割片时再次清洁所述经单一化组件的所述第一表面;
沿着所述间隙在所述切割片中形成穿孔;
沿着所述切割片中的所述穿孔运用真空工具自所述切割片冲压第一经单一化组件,所述切割片的一部分固定至所述第一经单一化组件的第二表面且保护所述第一经单一化组件的所述第二表面免受所述真空工具影响;
将所述第一经单一化组件置放至经制备基板表面上;
将所述第一经单一化组件附接至所述经制备基板表面,所述第一经单一化组件的所述第一表面附接至所述经制备基板表面;
热处理所述第一经单一化组件及所述经制备基板表面;
清洁所述第一经单一化组件的所述第二表面;
电浆活化所述第一经单一化组件的所述第二表面;
运用所述真空工具自所述切割片冲压第二经单一化组件,所述切割片的另一部分固定至所述第二经单一化组件的第二表面且保护所述第二经单一化组件的所述第二表面免于受所述真空工具影响;
将所述第二经单一化组件的第一表面附接至所述第一经单一化组件的所述第二表面以形成堆叠式微电子配置;以及
热处理所述堆叠式微电子配置。


14.如权利要求13所述的方法,其中所述基板包含晶圆。


15.如权利要求13所述的方法,其中所述经制备基板表面包含晶圆表面或晶粒表面或介电质表面或聚合层或导电层。


16.如权利要求13所述的方法,其中所述经制备基板表面包含插入件的表面、封装的表面、平板的表面、电路的表面或硅或非硅晶圆的表面。


17.如权利要求13所述的方法,其中所述第一经单一化组件及所述经制备基板表面由相同材料组成。


18.如权利要求13所述的方法,其中所述第一经单一化组件及所述经制备基板表面由相异材料组成。


19.如权利要求13所述的方法,其中所述第一经单一化组件的所述第一表面包括可流动互连材料。


20.一种系统,其包含:
超高频音波转换器,其经配置以安置成与待清洁的表面相距预定近程,所述超高频音波转换器经配置以将音波能量施加至所述待清洁的表面;以及
一或多个刷子,其耦接至所述转换器或与所述转换器成一体,所述一或多个刷子经配置以在预定接触压力下与所述待清洁的表面接触,且经配置以在所述超高频音波转换器将所述音波能量施加至所述待清洁的表面时刷洗所述待清洁的表面。


21.如权利要求20所述的系统,其进一步包含耦接至所述刷子中的一或多者的旋转单元,所述旋转单元经配置以在所述超高频音波转换器将所述音波能量施加至所述待清洁的表面时相对于所述待清洁的表面旋转所述一或多个刷子。


22.如权利要求21所述的系统,其中所述旋转单元包含液压旋转单元,其经配置以使用液压流体来旋转所述一或多个刷子。


23.如权利要求20所述的系统,其进一步包含经配置以收纳所述待清洁的表面的旋转转台,所述转台经配置以在所述超高频音波转换器将所述音波能量施加至所述待清洁的表面且所述一或多个刷子刷洗所述待清洁的表面时旋转所述待清洁的表面。

【专利技术属性】
技术研发人员:赛普里恩·艾米卡·乌佐
申请(专利权)人:英帆萨斯邦德科技有限公司
类型:发明
国别省市:美国;US

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