[發明專利]用于結合半導體元件的系統和方法

有效

• 申請號: 201410725561.8
• 申請日: 2014-12-03
• 公開（公告）號: CN104701229B
• 公開（公告）日: 2019-03-08
• 發明（設計）人: J·E·埃德;D·C·沙爾克斯基
• 申請（專利權）人: 庫利克和索夫工業公司
• 主分類號: H01L21/68
• 分類號: H01L21/68;H01L21/67;H01L21/02
• 代理公司: 永新專利商標代理有限公司 72002
• 代理人: 王麗軍

一種用于結合半導體元件的結合機包括：用于支撐基板的支撐結構；結合頭組件，其包括配置成將多個半導體元件結合到基板的結合工具；包括復數個第一對準標記的對準結構；配置成利用結合工具置放在對準結構上的對準元件，所述對準元件包括復數個第二對準標記；配置成將第一對準標記與對應的第二對準標記的相對位置成像的成像系統；以及計算機系統，其配置成在將所述多個半導體元件中的其中多個結合到基板期間提供對于結合工具和支撐結構中的至少一個的位置的調整，所述計算機配置成至少部分地基于第一對準標記與對應的第二對準標記的相對位置提供所述調整，所述調整針對于將多個所述多個半導體元件中的其中結合到基板的對應區段。

交叉引用

本申請要求2013年12月3日提交的美國臨時專利申請No.61/911,226的權益，其全部內容通過引用結合于此。

技術領域

本發明涉及半導體封裝件的形成，并且更具體地涉及用于將半導體元件結合到結合部位的改進系統和方法。

背景技術

在半導體封裝工業的某些方面中，半導體元件被結合到結合部位。例如，在傳統晶片附接應用(也已知為晶片結合)中，半導體晶片被結合到結合部位(例如，引腳框、堆疊晶片應用中的另一晶片、墊片，等等)。在先進的封裝應用(例如，倒裝芯片型結合、熱壓縮結合)中，半導體元件(例如，裸露半導體晶片、封裝半導體晶片，等等)被結合到結合部位，導電結構(例如，導電凸塊、接觸墊、焊料凸塊、導電柱、銅柱，等等)布置在半導體元件和結合部位之間。

期望的是結合機(例如，熱壓縮式結合機、熱超聲結合機、超聲結合機，等等)配置成將半導體元件準確地置放并且結合到結合部位。然而，各種不準確和誤差源頭存在于這些結合機中。這些不準確和誤差源頭在不同機器之間、或不同應用之間并非相同。這對機器使用者和/或操作員一致地和準確地置放并且結合半導體元件提出挑戰。

因此，期望提供用于將半導體元件結合到結合部位的改進的系統和方法。

發明內容

根據本發明的示例性實施方式，用于結合半導體元件的結合機包括：(1)用于支撐基板的支撐結構；(2)結合頭組件，其包括配置成將多個半導體元件結合到基板的結合工具；(3)包括復數個第一對準標記的對準結構；(4)配置成利用結合工具置放在對準結構上的對準元件，對準元件包括第二對準標記；(5)配置成將第一對準標記與對應的第二對準標記的相對位置成像的成像系統；以及(6)計算機系統，其配置成在將所述多個半導體元件中的其中多個結合到基板期間提供對于結合工具和支撐結構中的至少一個的位置的調整，所述計算機配置成至少部分地基于第一對準標記與對應的第二對準標記的相對位置提供所述調整，所述調整針對于將所述多個半導體元件中的所述其中多個結合到基板的對應區段。

根據本發明的另一示例性實施方式，提供了操作結合機的方法。結合機包括配置成將半導體元件結合到基板的結合工具。所述方法包括以下步驟：(a)在結合機上提供對準結構，所述對準結構包括多個第一對準標記；(b)基于基板的將與半導體元件結合的區段選定對準結構的區域，所述基板配置成由結合機的支撐結構支撐；(c)將在對準元件上的第二對準標記中的其中多個與在對準結構的所述區域上的第一對準標記中的其中多個一起成像；并且(d)利用由步驟(c)提供的信息在后續結合處理期間調整結合工具和支撐結構中的至少一個的位置。

根據本發明的另一示例性實施方式，提供了通過結合工具將多個半導體元件結合到基板的方法。所述方法包括以下步驟：(a)在對準結構的多個區域中的每個的上方置放對準元件，所述多個區域中的每個對應于由支撐結構支撐的基板的多個區段中的其中一個；(b)確定對準元件相對于所述多個區域中的每個的偏移量；并且(c)在將多個半導體元件結合到基板的所述多個區段中的每個期間調整(1)結合工具和(2)支撐結構中的至少一個的位置，用于所述多個區段中的每個的所述位置調整涉及為與所述多個區段中的每個相對應的區域確定的偏移量。

附圖說明