芯片－晶圆接合装置及接合的方法制造方法及图纸

本发明专利技术提供一种芯片－晶圆接合装置，包括清洁组件，用以清洗芯片；芯片－晶圆接合室，用以接受清洁组件的芯片，并将芯片接合到晶圆上。本发明专利技术还提供一种利用此接合装置的芯片－晶圆接合方法。本发明专利技术具有无氧环境，高接合率及／或其他芯片－晶圆接合程序的优点。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及一种半导体装置，尤其涉及一种芯片-晶圆接合装置及接合的 方法。
技术介绍
在半导体技术中，可将多种的芯片接合到半导体晶圆上(以下称为芯片-晶圆接合)，芯片-晶圆接合技术可达到立体封装、高封装密度及短连接线， 并可增加可靠度及提高质量。芯片-晶圆接合技术可应用于影像感应器、存储元件、微电子系统等。当半导体技术持续增加IC密度及縮小IC尺寸时，在接合环境及效率上需要更严格的标准。然而，目前的芯片-晶圆接合装置具有 氧气污染、接触不良、低产量及高成本等缺点。
技术实现思路
本专利技术为了解决上述技术问题而提供一种接合装置，包括清洁组件，用 于清洗多个芯片，以及芯片-晶圆接合室，接受该清洁组件的所述多个芯片， 并将所述多个芯片接合到晶圆。在所述的接合装置中，该清洁组件执行至少一湿式或干式清洗。 在所述的接合装置中，该清洁组件充满气体，以清洗所述多个芯片，其中该气体从下列组成的族群中选择甲酸蒸气、氢气、还原气体的远距电浆 及上述组合。在所述的接合装置中，该清洁组件还包括机械装置，用以移除多个微粒。 在所述的接合装置中，该清洁组件包括清洁室，用以清洗所述多个芯片。 在所述的接合装置中，该清洁组件包括芯片清洁通道，用以传送所述多个芯片通过该芯片清洁通道，并清洗位于该芯片清洁通道中的所述多个芯片。在所述的接合装置中，还可包括气体供应装置，用以提供气体到该芯片4-晶圆接合室中，并在该芯片-晶圆接合室中提供无氧空间。在所述的接合装置中，该气体从下列组成的族群中选择惰性气体、制程气体、混合甲酸蒸气及上述组合。在所述的接合装置中，该芯片-晶圆接合室处于真空状态。 在所述的接合装置中，还可包括晶圆级接合室，以进行晶圆级接合程序。 在所述的接合装置中，该晶圆级接合程序包括在该晶圆及所述多个芯片间施行至少一个热接合及一个机械压力接合。在所述的接合装置中，该晶圆级接合室对该晶圆施行清洗程序。 在所述的接合装置中，还可包括晶圆清洁室，对该晶圆施行清洗程序。 在所述的接合装置中，还可包括缓冲室，邻近该晶圆级接合室与该晶圆清洗室，用以在该晶圆级接合室、晶圆清洁室及芯片-晶圆接合室中传送该晶圆。在所述的接合装置中，该晶圆级接合室在约100°C到500°C下施行晶圆 级接合程序。本专利技术还提供一种芯片-晶圆接合装置，包括清洁组件，用以清洗多个芯 片；芯片-晶圆接合室，用于接合所述多个芯片到晶圆上；晶圆级接合室邻近 该芯片-晶圆接合室，用以执行晶圆级接合程序使所述多个芯片接合到该晶圆 上。在所述的接合装置中，该清洁组件包括清洁室，以清洗所述多个芯片。 在所述的接合装置中，该清洁组件包括芯片清洁通道，用以传送所述多个芯片通过该芯片清洁通道，并清洗位于该芯片清洁通道中的所述多个芯片。本专利技术还提供一种芯片-晶圆接合的方法，包括负载多个芯片到芯片-晶 圆接合装置中，该芯片-晶圆接合装置包括清洁组件，用以清洗所述多个芯片； 以及芯片-晶圆接合室，用以接受该清洁组件中的所述多个芯片，并将所述多 个芯片接合到晶圆上；清洗所述多个芯片；以及接合所述多个芯片到晶圆上。在所述的芯片-晶圆接合方法中，还可包括在该芯片-晶圆接合装置中的 晶圆级接合室内，执行晶圆级接合程序，使所述多个芯片接合到该晶圆上。本专利技术具有无氧环境，高接合率及/或其他芯片-晶圆接合程序的优点。 为了让本专利技术的上述和其他目的、特征、和优点能更明显易懂，下文特举优选实施例，并配合所附附图，作详细说明如下 附图说明图1为本专利技术芯片-晶圆接合系统的实施例示意图，其显示芯片-晶圆接 合系统与清洁组件及晶圆级接合组件整合。图2为本专利技术芯片-晶圆接合系统的另一个实施例示意图，其显示芯片-晶圆接合系统与嵌入式清洁组件整合。图3a-图3b显示嵌入式清洁组件，其可设置于图1及图2的系统中。 图4a-图4b显示嵌入式芯片-晶圆接合组件，其可设置于图1及图2的系统中图5为利用图1及图2的芯片-晶圆接合系统所进行的接合方法流程图。 其中，附图标记说明如下100 芯片-晶圆接合系统；105 芯片-晶圆接合系统；110 嵌入式清洁组件；110a 通道型清洁组件；110b 反应室型清洗组件；111 芯片缓冲载物台；112 芯片-晶圆接合组件；112a 嵌入式芯片-晶圆接合组件；112b 嵌入式芯片-晶圆接合组件；114 嵌入式晶圆级接合组件；116 芯片负载结 构；118 晶圆负载结构；120 晶圆清洁室；122 缓冲室；124 晶圆；126 芯片；128 控制组件；130 运输装置；132 加热器；133 反应室；134 化学物质供应器；135 气体供应装置；136 小反应室(芯片-晶圆接合室)； 138 透明材料层(或透明窗)；139 反应室(芯片-晶圆接合室)；140 晶圆载 物台；142 接合手臂;500 芯片-晶圆接合方法;502、 504、 506、 508、 510、 512 步骤。具体实施例方式图1为本专利技术的一个实施例，其显示芯片-晶圆接合系统(或装置)ioo的方块图。芯片-晶圆接合系统100具有无氧环境，高接合率及/或其他芯片-晶圆接合程序的优点。芯片-晶圆接合系统IOO包括嵌入式清洁组件110，用以清洗欲接合到晶 圆的多个芯片。清洁组件110可施行干式及/或湿式清洗。在一个实施例中，清洁组件110可移除芯片接触区域上的氧化物，此接触区可与晶圆接合。此接触区通常为金属，如铜，当其曝露于氧气环境下时容易转变为氧化物。清洁组件110还可移除微粒及其他污染物。例如，清洁组件110可利用化学药 剂及去离子水(DIW)施行湿式清洗。在另一个例子中，清洁组件110可利用 化学气体及远距电浆施行干式清洗。清洁组件110可进行反应室型清洗或通 道型清洗。在一个实施例中，清洁组件110包括反应室，可同时清洗一种或 多种芯片。反应室型清洁组件可使用电浆、甲酸蒸气及/或还原气体，如氢气。 在另一个实施例，清洁组件110包括通道，可使一种或多种芯片由芯片负载 区传送到芯片缓冲区或芯片-晶圆接合组件中，并清洗此芯片。在通道式清洗 组件中，包括运输装置，还可包括多种气体注入器。例如，此气体注入器包 括清洗气体注入器及保护气体注入器。清洗气体注入器可注入清洗气体，如 HCOOH。保护气体注入器可注入保护气体，如氮气及/或适合的惰性气体。接合系统100包括芯片-晶圆接合组件112，可使一种或多种芯片接合到 晶圆上。芯片-晶圆接合组件112包括接合室(chamber)可用来进行芯片与晶 圆的接合。芯片-晶圆接合组件112可设置于邻近清洁组件110的位置上，使 芯片更有效率地传送。芯片-晶圆接合组件112包括晶圆载物台以负载晶圆， 使晶圆与多个芯片进行接合。在进行芯片-晶圆接合程序前，晶圆需进行定位 及对准。芯片-晶圆接合组件112包括接合手臂，可进行举起、握住及对准芯 片，并将芯片接合到位于芯片载物台上的晶圆。芯片-晶圆接合组件112还可 包括对准装置，用以进行芯片及晶圆之间的对准，使芯片可准确地接合到晶 圆上适当的位置。对准程序可包括course alignment及精细对准(fine alignment)。在一个实施例中，对准装置可设置于接合手臂上。芯片与晶圆的 接合包括各种情况，例如，可利用粘着剂将芯片接合到已切割本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种接合装置，包括：　清洁组件，用于清洗多个芯片，以及　芯片－晶圆接合室，接受该清洁组件的所述多个芯片，并将所述多个芯片接合到晶圆。

【技术特征摘要】
US 2007-11-30 60/991,401;US 2008-3-24 12/054,0971. 一种接合装置，包括清洁组件，用于清洗多个芯片，以及芯片-晶圆接合室，接受该清洁组件的所述多个芯片，并将所述多个芯片接合到晶圆。2. 如权利要求1所述的接合装置，其中该清洁组件执行至少一湿式或干 式清洗。3. 如权利要求1所述的接合装置，其中该清洁组件充满气体，以清洗所 述多个芯片，其中该气体从下列组成的族群中选择甲酸蒸气、氢气、还原 气体的远距电浆及上述组合。4. 如权利要求1所述的接合装置，其中该清洁组件还包括机械装置， 用以移除多个微粒。5. 如权利要求1所述的接合装置，其中该清洁组件包括清洁室，用以 清洗所述多个芯片。6. 如权利要求1所述的接合装置，其中该清洁组件包括芯片清洁通道， 用以传送所述多个芯片通过该芯片清洁通道，并清洗位于该芯片清洁通道中 的所述多个芯片。7. 如权利要求1所述的接合装置，还可包括气体供应装置，用以提供 气体到该芯片-晶圆接合室中，并在该芯片-晶圆接合室中提供无氧空间。8. 如权利要求7所述的接合装置，其中该气体从下列组成的族群中选 择惰性气体、制程气体、混合甲酸蒸气及上述组合。9. 如权利要求1所述的接合装置，其中该芯片-晶圆接合室处于真空状态。10. 如权利要求1所述的接合装置，还可包括晶圆级接合室，以进行 晶圆级接合程序。11. 如权利要求IO所述的接合装置，其中该晶圆级接合程序包括在该...

【专利技术属性】
技术研发人员：余振华，洪瑞斌，吴文进，汪青蓉，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：71[中国|台湾]