面板级封装中半导体裸片的贴片后检测方法和系统技术方案

本发明专利技术涉及面板级封装中半导体裸片的贴片后检测方法和系统，公开了具有高精度和高可扩展性的面板级封装(PLP)。所述面板级封装(PLP)包括贴片，即将裸片接合到对准载具的裸片接合区域。并进行贴片前和贴片后检测，以确保裸片被接合到所述对准载具地准确位置上。保裸片被接合到所述对准载具地准确位置上。保裸片被接合到所述对准载具地准确位置上。

【技术实现步骤摘要】
面板级封装中半导体裸片的贴片后检测方法和系统
[0001]优先权引用
[0002]本公开要求于2020年12月30日提交的美国专利申请(申请号：17/138,782)的优先权，其全部内容通过引用并入本文。


[0003]本公开涉及半导体器件的封装。特别地，本公开涉及面板级封装中，半导体器件的贴片后检测。

技术介绍

[0004]近年来，半导体器件的面板级封装(Panel Level Packaging)受到极大关注。这是由于与常规晶圆级封装(Wafer Level Packaging)技术相比，可同时封装更多半导体器件。面板级封装涉及在用于半导体器件贴片(bond)的大型载具(carrier)上接合单个半导体器件。例如，裸片(die)以矩阵形式布置在载具上，具有成行和列的裸片。根据其尺寸，载具可明显容纳比晶圆更多的裸片，例如，比晶圆多容纳3倍至5倍的裸片。这样可增加封装产量并降低了成本。
[0005]在面板级封装中需要着重考虑，在半导体器件(例如裸片)接合到载具之后，将裸片精确定位在载具之上，从而确保将裸片精准地接合在载具之上的预定目标位置。在面朝下(face
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down)贴片工艺中，具有裸片图案(die patterns)(例如裸片接触垫(die contact pads))的裸片的活性面被贴合到载具的表面，裸片活性面上的基准(fiducials)对贴片检测设备不再可见，从而给贴片后检测带来了技术难度。
[0006]传统上，进行面朝下的贴片检测，若采用基板载具(substrate carrier)，需利用X射线检测系统进行贴片后检测；若采用钢载具，需利用短波红外(Short Wave Infra
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Red)检测系统进行贴片后检测；若采用玻璃载具，则需在贴片过程后，将玻璃载具翻转，使半导体器件的活性面透过玻璃载具可见，再进行贴片后检测。利用X射线检测系统以及短波红外(SWIR)检测系统进行贴片后检测的费用非常昂贵；而其他检测方式，均需从贴片机中移出载具，因此只能进行离线检测(off
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line)检测，而无法进行实时(real
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time)检测，并且从贴片机上移出载具耗费时间，还可能损坏载具上接合的半导体器件或裸片。
[0007]因此，基于上述讨论，本公开为面板级封装提供了实时贴片后检测，不仅具有成本效益，还可确保较高的贴片精度和良品率。

技术实现思路

[0008]本公开的实施方式总体上涉及半导体器件的封装。特别地，本公开涉及使用对准载具(alignment carrier)进行半导体器件(例如裸片)的贴片。对准载具可用于单裸片封装或多裸片封装中裸片的贴片，诸如多芯片模块(MCM)。通过具有相机或对准模块的半导体器件贴片器来促进半导体器件的贴片，所述相机或对准模块被构造为可将半导体器件对准所述对准载具。
[0009]本专利技术公开了一种贴片后检测的方法。所述贴片后检测的方法包括以下步骤：提供一具有裸片接合区域的载具，其中所述裸片接合区域具有局部载具基准，可导出所述裸片接合区域的目标接合位置；提供一选定裸片，用于接合到所述载具的所述裸片接合区域中的一选定裸片接合区域，其中所述选定裸片的活性面接合到所述选定裸片接合区域；将所述选定裸片对准所述选定裸片接合区域上的目标接合位置；在所述选定裸片对准所述目标接合位置之后，将所述选定裸片接合到所述裸片接合区域，成为已接合裸片；以及对所述已接合裸片进行贴片后检测。其中，将所述选定裸片对准所述目标接合位置进一步包括以下步骤：根据所述选定裸片接合区域的所述局部载具基准确定所述目标接合位置；确定所述选定裸片的活性面上的一裸片参考点；为所述裸片参考点确定参考点偏移；以及将所述裸片参考点对准所述目标接合位置。其中，所述贴片后检测进一步包括以下步骤：根据所述选定裸片接合区域的所述局部载具基准，确定所述目标接合位置；根据所述已接合裸片的位置和所述参考点偏移，确定贴片后裸片参考点；以及确定所述贴片后裸片参考点是否对准所述目标接合位置。
[0010]本专利技术还公开了一种用于裸片贴片器的贴片后检测系统。所述贴片后检测系统包括：集成相机模块和用于从所述集成相机模块接收输入的处理器。其中，所述集成相机模块被配置为：当对准载具安装在所述裸片贴片器的基座组件上时，在垂直方向向下观察，用于检测所述对准载具上的选定裸片接合区域的局部载具基准，其中所述对准载具包括裸片接合区域，每个所述裸片接合区域均包括所述局部载具基准，由其确定目标接合位置；以及在垂直方向向上观察，用于观察所述选定裸片的活性面，其包括裸片基准，其中裸片参考点由所述裸片基准确定。其中，所述处理器被配置为进行贴片后检测，包括以下步骤：根据所述选定裸片接合区域的局部载具基准确定所述目标接合位置；从存储器中获取参考点偏移，在裸片对准过程中用于确定裸片参考点；基于所述选定裸片的接合位置和所述参考点偏移推导贴片后裸片参考点，以及确定所述贴片后裸片参考点是否对准所述目标接合位置。
[0011]通过参照以下描述和附图，本文中公开的实施方式的这些和其他优点和特征将变得明显。此外，应当理解，本文中所描述的各种实施方式的特征不是互相排斥的，而是可以以各种组合和排列而存在。
附图说明
[0012]附图被并入在说明书中并形成说明书的一部分，其中相似的标号表示相似的部件，附图例示了本公开的优选实施方式，并且与描述一起用于解释本公开的各种实施方式的原理。
[0013]图1是半导体晶圆的多个视图；
[0014]图2是用于裸片贴片的对准载具的实施例的简化俯视图；
[0015]图3是对准载具的裸片贴合区的另一个实施例；
[0016]图4a是贴片机的实施例的简化侧视图；
[0017]图4b
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c是贴片机的集成相机模块的实施例的简化俯视图和侧视图；
[0018]图5a是贴片机的预先对准检测的简化图；
[0019]图5b是具有多个第一和第二裸片参考点的裸片的示例性实施例；
[0020]图5c
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d是裸片活性面上图案的替代实施例，可用作第一裸片基准；
[0021]图5e是载具上的裸片贴合区域的替代实施例；
[0022]图5f
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g是确定偏移的替代实施例；
[0023]图5h是由2个裸片参考点生成一个参照点的实施例；
[0024]图6a
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b是裸片贴片机的贴合后检测的实施例的简化图；
[0025]图7是对准载具一部分的示例图，用于将多个裸片贴合到裸片贴合区域；
[0026]图8a
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8g是在对准载具上进行裸片贴片以及贴片后检测的的工艺的实施例的简化图；
[0027]图9是采用裸片贴片机的各种部件进行裸片贴合和贴合后检测的工艺流程的实施例；
[0028]图10是将裸片贴合到对准载具并进行贴合后检测的简化流程的实施例。
[0029]附图标记：
[本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种贴片后检测的方法，包括：提供一具有裸片接合区域的载具，其中所述裸片接合区域具有局部载具基准，可导出所述裸片接合区域的目标接合位置；提供一选定裸片，用于接合到所述载具的所述裸片接合区域中的一选定裸片接合区域，其中所述选定裸片的活性面接合到所述选定裸片接合区域；将所述选定裸片对准所述选定裸片接合区域上的目标接合位置，其中将所述选定裸片对准所述目标接合位置包括：根据所述选定裸片接合区域的所述局部载具基准确定所述目标接合位置，确定所述选定裸片的活性面上的一裸片参考点，为所述裸片参考点确定参考点偏移，以及将所述裸片参考点对准所述目标接合位置；在所述选定裸片对准所述目标接合位置之后，将所述选定裸片接合到所述裸片接合区域，成为已接合裸片；以及对所述已接合裸片进行贴片后检测，其中所述贴片后检测包括：根据所述选定裸片接合区域的所述局部载具基准，确定所述目标接合位置，根据所述已接合裸片的位置和所述参考点偏移，确定贴片后裸片参考点，以及确定所述贴片后裸片参考点是否对准所述目标接合位置。2.如权利要求1所述的方法，其中所述确定裸片参考点包括：确定至少两个裸片参考点。3.如权利要求2所述的方法，其中所述至少两个裸片参考点通过一裸片参考点偏移而偏移。4.如权利要求1所述的方法，其中所述确定目标接合位置包括：基于所述局部载具基准而确定一载具参考点。5.如权利要求4所述的方法，其中所述确定载具参考点包括：确定多个所述载具参考点。6.如权利要求5所述的方法，其中所述至少两个载具参考点通过一载具参考点偏移而偏移。7.如权利要求1所述的方法，其中：所述确定裸片参考点包括：在所述选定裸片的活性面上识别第一裸片基准，以及根据所述第一裸片基准计算所述裸片参考点；以及所述确定参考点偏移包括识别所述选定裸片的边缘上的第二裸片基准，以及基于所述第二裸片基准计算第二裸片参考点，其中，所述参考点偏移是所述裸片参考点和所述第二裸片参考点之间的偏移。8.如权利要求1所述的方法，其中所述确定参考点偏移包括：在所述选定裸片的活性面上识别第一裸片基准；以及识别所选裸片的边缘上的所述第二裸片基准；其中，所述参考点偏移是所述第一裸片基准和所述第二裸片基准之间的偏移。
9.如权利要求1所述的方法，其中所述确定裸片参考点包括：在所述选定裸片的活性面上识别第一裸片基准，以及根据所述第一裸片基准计算所述裸片参考点；以及所述确定参考点偏移包括：识别所述选定裸片的边缘上的第二裸片基准，其中，所述参考点偏移是所述裸片参考点和所述第二裸片基准之间的偏移。10.如权利要求1所述的方法，其中所述确定参考点偏移包括：识别所述选定裸片的活性面上的第一裸片基准；识别所述选定裸片的边缘上的第二裸片基准；以及基于所述第二裸片基准计算第二裸片参考点；其中，所述参考点偏移是所述第二裸片参考点和所述第一裸片基准之间的偏移。11.一种用于裸片贴片器的贴片后检测系统，包括：集成相机模块，被配置为当对准载具安装在所述裸片贴片器的...

【专利技术属性】
技术研发人员：森，
申请(专利权)人：PYXISCF私人有限公司，
类型：发明
国别省市：