[发明专利]一种中心接触的无冲击力固晶方法

说明书

本发明提供了一种中心接触的无冲击力固晶方法，包括下列步骤：固晶装置拾取晶粒，晶粒表面无锡球且无铜柱；固晶装置将晶粒移动至晶粒放置区一侧，基板表面无锡球且无铜柱；固晶装置通过正压吹拂晶粒中心，使得晶粒中心变形以接触晶粒放置区中心；晶粒中心在接触晶粒放置区中心后形成贴合波，贴合波从晶粒中心往晶粒的周边扩展，使得晶粒逐渐脱离固晶装置并固定于晶粒放置区上；以及晶粒完全固定于晶粒放置区上。以此，本发明通过无冲击力的正压控制晶粒中心与基板接触，力道极小，不会损及晶粒。

技术领域

本发明是涉及一种固晶方法，尤其是一种用以将晶粒固定于基板的中心接触的无冲击力固晶方法。

背景技术

集成电路通过大批方式，经过多道程序，制作在半导体晶圆上，晶圆进一步分割成多个晶粒。换言之，晶粒是以半导体材料制作而成未经封装的一小块集成电路本体。分割好的多个晶粒整齐贴附在一承载装置上，接着一承载框负责运送承载装置，然后将所述多个晶粒依序转移至基板的多个晶粒放置区，能够利于进行后续加工程序。

晶圆对晶圆(wafer to wafer)的直接键合技术已经行之有年，属于前段制程，可以方便控制洁净度以及晶度。再者，晶圆的尺寸通常为6～12吋，尺寸较大，相对容易控制其贴合波的产生。晶圆对晶圆的直接键合的问题在于：应用在单芯片系统(system on achip)上较不容易。原因在于：单芯片系统通常是各家不同厂商的芯片结合而成，要将不同逻辑电路一开始就以同一片光罩制作完成，需要花费的成本相当高昂。

晶粒对晶圆的结合技术是为了整合不同厂商的小芯片(chiplet)而发展的技术，可以节省大量的开发成本，且在单芯片系统制程中可以直接应用其他厂商现有的小芯片解决方案(chiplet solution)，不需要额外开发专用的逻辑电路。因此，晶粒对晶圆(die towafer)的结合技术是目前的发展趋势。

因为传统焊锡式结合技术已经接近极限，所以为了缩小晶粒尺寸以及接点大小，在晶粒对晶圆的结合技术方面，铜接点直接键合技术(即，混合键合技术)变成首选的解决方案。

然而，相对于晶圆对晶圆的直接键合技术，因为晶粒的尺寸较小，在贴合波的控制相当困难，所以目前尚未成功开发出适合晶粒对晶圆的混合键合技术。以下将介绍目前常用的三种晶粒对晶圆的结合技术。

第一种晶粒对晶圆的结合技术是：固晶装置先从承载装置上吸取晶粒，再将晶粒移动到基板上，使得晶粒直接接触基板，最后固晶装置脱离晶粒，从而晶粒固定在基板上。此技术的问题在于：容易发生晶粒与基板共同包住气泡而产生空洞(void)的情况，造成晶粒与基板没有完全紧密贴合，导致晶粒的后续加工程序容易受到气泡的影响，降低后续加工制成的产品良率。

第二种晶粒对晶圆的结合技术是：固晶装置以空抛的方式将晶粒转移至基板。此技术的问题在于：其一，晶粒具有一定质量，在重力的影响下，晶粒以一加速度下坠至晶粒放置区会产生较大的冲击力，使得晶粒接触到基板的力量较大而受损；其二，晶粒难以精准地放置在晶粒放置区上。

第三种晶粒对晶圆的结合技术是：固晶装置的内部具有三个弹性件，所述三个弹性件位于固定表面的相对侧，周边的两个弹性件的K值小于中心定位弹性件的K值，K值即弹簧系数。当固晶装置往基板的方向移动时，惯性对于内外K值不同的弹性件产生形变，进而使晶粒中央先接触基板，再产生贴合波，使得晶粒精确地转移至晶粒放置区上。此技术的问题在于：其一，当固晶装置往基板的方向移动时，所述三个弹性件会提供晶粒较大的质量惯性，导致晶粒接触到基板的冲击力较大而受损；其二，因为固晶装置本身的体积小，所以弹性件十分微小，不易组装，制造成本较高。

另外，上述三种固晶方法在晶粒结合于基板时，晶粒的贴合速度太快，造成晶粒容易受损、歪斜或弯折。

发明内容

本发明的主要目的在于提供一种中心接触的无冲击力固晶方法，能够通过无冲击力的正压控制晶粒与晶粒放置区为中心接触，力道极小，不会损及晶粒，且无须安装弹性件，制造成本较低。