RU198545U1 - Устройство для соединения полупроводниковых пластин - Google Patents
Устройство для соединения полупроводниковых пластин Download PDFInfo
- Publication number
- RU198545U1 RU198545U1 RU2020108218U RU2020108218U RU198545U1 RU 198545 U1 RU198545 U1 RU 198545U1 RU 2020108218 U RU2020108218 U RU 2020108218U RU 2020108218 U RU2020108218 U RU 2020108218U RU 198545 U1 RU198545 U1 RU 198545U1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- plates
- semiconductor wafers
- semiconductor
- reaction chambers
- reaction chamber
- Prior art date
Links
- 235000012431 wafers Nutrition 0.000 title claims abstract description 43
- 239000004065 semiconductor Substances 0.000 title claims abstract description 40
- 238000006243 chemical reaction Methods 0.000 claims abstract description 28
- 238000005406 washing Methods 0.000 claims abstract description 9
- 230000007246 mechanism Effects 0.000 claims abstract description 7
- 238000010438 heat treatment Methods 0.000 claims abstract description 6
- 239000003153 chemical reaction reagent Substances 0.000 claims abstract description 5
- 238000005304 joining Methods 0.000 abstract description 10
- 230000007547 defect Effects 0.000 abstract description 2
- ZMXDDKWLCZADIW-UHFFFAOYSA-N N,N-Dimethylformamide Chemical compound CN(C)C=O ZMXDDKWLCZADIW-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- 238000004140 cleaning Methods 0.000 description 3
- 239000011521 glass Substances 0.000 description 3
- 230000017525 heat dissipation Effects 0.000 description 3
- 230000010354 integration Effects 0.000 description 3
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 description 3
- 239000000463 material Substances 0.000 description 3
- 229910052751 metal Inorganic materials 0.000 description 3
- 239000002184 metal Substances 0.000 description 3
- 239000012790 adhesive layer Substances 0.000 description 2
- 230000003993 interaction Effects 0.000 description 2
- 238000000034 method Methods 0.000 description 2
- 230000008569 process Effects 0.000 description 2
- 229910052710 silicon Inorganic materials 0.000 description 2
- 239000010703 silicon Substances 0.000 description 2
- XUIMIQQOPSSXEZ-UHFFFAOYSA-N Silicon Chemical compound [Si] XUIMIQQOPSSXEZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229910052782 aluminium Inorganic materials 0.000 description 1
- XAGFODPZIPBFFR-UHFFFAOYSA-N aluminium Chemical compound [Al] XAGFODPZIPBFFR-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 230000005540 biological transmission Effects 0.000 description 1
- 230000015572 biosynthetic process Effects 0.000 description 1
- 230000015556 catabolic process Effects 0.000 description 1
- 230000008859 change Effects 0.000 description 1
- 230000006835 compression Effects 0.000 description 1
- 238000007906 compression Methods 0.000 description 1
- 238000011109 contamination Methods 0.000 description 1
- 239000013078 crystal Substances 0.000 description 1
- 238000006731 degradation reaction Methods 0.000 description 1
- 238000000151 deposition Methods 0.000 description 1
- 230000008021 deposition Effects 0.000 description 1
- 239000000428 dust Substances 0.000 description 1
- 230000005611 electricity Effects 0.000 description 1
- 238000005530 etching Methods 0.000 description 1
- 239000010410 layer Substances 0.000 description 1
- 238000001459 lithography Methods 0.000 description 1
- 238000001465 metallisation Methods 0.000 description 1
- 238000004377 microelectronic Methods 0.000 description 1
- 230000009467 reduction Effects 0.000 description 1
Images
Classifications
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
- H01L21/00—Processes or apparatus adapted for the manufacture or treatment of semiconductor or solid state devices or of parts thereof
- H01L21/02—Manufacture or treatment of semiconductor devices or of parts thereof
- H01L21/04—Manufacture or treatment of semiconductor devices or of parts thereof the devices having potential barriers, e.g. a PN junction, depletion layer or carrier concentration layer
- H01L21/34—Manufacture or treatment of semiconductor devices or of parts thereof the devices having potential barriers, e.g. a PN junction, depletion layer or carrier concentration layer the devices having semiconductor bodies not provided for in groups H01L21/0405, H01L21/0445, H01L21/06, H01L21/16 and H01L21/18 with or without impurities, e.g. doping materials
- H01L21/46—Treatment of semiconductor bodies using processes or apparatus not provided for in groups H01L21/428
- H01L21/477—Thermal treatment for modifying the properties of semiconductor bodies, e.g. annealing, sintering
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Physics & Mathematics (AREA)
- Condensed Matter Physics & Semiconductors (AREA)
- General Physics & Mathematics (AREA)
- Manufacturing & Machinery (AREA)
- Computer Hardware Design (AREA)
- Microelectronics & Electronic Packaging (AREA)
- Power Engineering (AREA)
- Container, Conveyance, Adherence, Positioning, Of Wafer (AREA)
Abstract
Полезная модель относится к области соединения (сращивания, бондинга) полупроводниковых пластин.В результате использования предлагаемого устройства обеспечивается повышение качества сращивания полупроводниковых пластин за счет уменьшения дефектов на поверхности пластин.Данный результат достигается за счет использования в конструкции устройства для низкотемпературного прямого соединения полупроводниковых пластин следующих ключевых элементов: основание, центрифуга с каруселью с узлами крепления полупроводниковых пластин, крышка для создания замкнутого пространства над соединяемыми полупроводниковыми пластинами, узел нагрева, реакционная камера для соединения пластин, реакционная камера для отмывки пластин, шлюз между реакционными камерами, механизм перемещения пластин между реакционными камерами, насос для формирования вакуумной атмосферы, система выбора подачи реагентов в зависимости от типа соединяемых полупроводниковых пластин.
Description
Полезная модель относится к области соединения (сращивания, бондинга) полупроводниковых пластин.
В процессе изготовления устройств в микроэлектронике используются полупроводниковые пластины, на которых посредством литографии, нанесения и травления слоев сформированы структуры. Повышение надежности интегральных схем обеспечивается за счет увеличения теплоотвода материалов. Требования к теплоотводу возрастают с увеличением количества уровней металлизации. Одним из решений является вертикальное интегрирование. Для этого между двумя пластинами располагают промежуточную полупроводниковую пластину - интерпозер. В объеме интерпозеров формируют сквозные TSV канавки (Through-Silicon Vias) и заполняют металлом. В результате использования объема материала полупроводниковой пластины обеспечивается рассеивание тепла и не допускается тепловая деградация прибора. Кроме того, соединение набора рабочих пластин через интерпозеры (или напрямую) предоставляет возможность продолжать достижение очередных уровней интеграции ИС за счет вертикального интегрирования. Данная операция соединения часто выполняется последней перед разделением пластины на кристаллы. Перед проведением данной операции затрачено большое количество временных и финансовых ресурсов для изготовления половинок финального рабочего устройства, что доказывает чрезвычайную важность успешного проведения операции соединения.
Известно изобретение, в котором представлена конструкция устройства для изготовления заготовки фотокатода фотоэлектронного прибора термокомпрессионным соединением полупроводниковой пластины со стеклянной заготовкой [1].
Данное техническое решение имеет следующие недостатки и ограничения. Предлагаемое устройство применяется только для соединения полупроводниковой пластины со стеклянной заготовкой. То есть нельзя соединять две полупроводниковые пластины. Учитывая, что материал стекла не проводит электричество, то передача полезного сигнала между образцами невозможна.
Авторы изобретения указывают, что устройство позволяет создавать только заготовки фотокатода фотоэлектронного прибора, что значительно огранивает область применения устройства.
Известно изобретение, в котором описывается конструкция для низкотемпературного прямого соединения полупроводниковых пластин, содержащее основание, центрифугу с каруселью с узлами крепления полупроводниковых пластин, крышку для создания замкнутого пространства над соединяемыми полупроводниковыми пластинами, узел нагрева, причем каждый узел крепления выполнен с держателем для размещения и фиксаторами для разделения полупроводниковых пластин, причем каждый узел крепления полупроводниковых пластин снабжен разрезным кольцом с пазами, а держатель узла крепления цилиндрическими винтовыми пружинами кручения, расположенными с возможностью подпружинивания разрезного кольца относительно держателя, при этом держатель и разрезное кольцо размещены с возможностью соединения штифтом из магнитомягкого металла, в держателе выполнены пазы для размещения фиксаторов для разделения полупроводниковых пластин, причем фиксаторы подпружинены цилиндрическими винтовыми пружинами сжатия относительно разрезного кольца, основание и карусель центрифуги снабжены системой магнитов, расположенной на одинаковом расстоянии от оси вращения центрифуги с возможностью их взаимодействия, а крышка для создания замкнутого пространства над полупроводниковыми пластинами снабжена подпружиненными в перпендикулярном относительно основания направлении магнитами, размещенными с возможностью их соосного расположения со штифтом из магнитомягкого металла при закрытой крышке и взаимодействии магнитов центрифуги и магнитов основания [2].
К недостаткам данного изобретения можно отнести недостаточное качество очистки поверхности перед соединением пластин. Даже в случае применения новейших систем очистки поверхности и минимального времени пролеживания пластин (между операциями очистки и соединения) будет внесена некоторая дефектность из-за пыли в помещении, из-за контакта пластины с оператором.
Задачей настоящей полезной модели является повышение качества сращивания полупроводниковых пластин.
Поставленная задача решается тем, что формируют устройство для низкотемпературного прямого соединения полупроводниковых пластин, содержащее основание, центрифугу с каруселью с узлами крепления полупроводниковых пластин, крышку для создания замкнутого пространства над соединяемыми полупроводниковыми пластинами, узел нагрева, причем основание разделено шлюзом на две реакционные камеры для соединения и отмывки пластин, шлюз снабжен механизмом перемещения пластин между реакционными камерами, реакционная камеры для соединения пластин снабжена насосом для формирования вакуумной атмосферы, реакционная камеры для отмывки пластин снабжена системой выбора подачи реагентов в зависимости от типа соединяемых полупроводниковых пластин.
По сравнению с прототипом, предлагаемая конструкция оснащена реакционной камерой для отмывки пластин, что позволяет улучшить качество поверхности перед соединением полупроводниковых пластин.
Также оснащение насосом реакционной камеры соединения пластин позволяет формировать вакуумную атмосферу, что дополнительно снижает количество загрязнений на поверхности соединяемых пластин.
Использование шлюза обеспечивает автоматизацию процесса (значительное уменьшение времени между операциями, отсутствие контакта с оператором) и герметичность каждой из реакционных камер. Кроме того, в случае задержки (например, из-за поломки) операции соединения можно оставить пластины в шлюзе в вакуумной атмосфере, в результате качество поверхности пластин изменится незначительно.
На фиг. 1 представлен двухмерный макет на устройство для низкотемпературного прямого соединения полупроводниковых пластин, где: 1 - основание, 2 - центрифуга с каруселью с узлами крепления полупроводниковых пластин, 3 - крышка для создания замкнутого пространства над соединяемыми полупроводниковыми пластинами, 4 - узел нагрева, 5 - шлюз, 6 - реакционная камера для отмывки пластин, 7 - реакционная камера для соединения пластин, 8 - механизм перемещения пластин между реакционными камерами, 9 - насос для формирования вакуумной атмосферы, 10 - система выбора подачи реагентов.
На фиг. 2 представлен трехмерный макет на устройство для низкотемпературного прямого соединения полупроводниковых пластин, где: 3 - крышка для создания замкнутого пространства над соединяемыми полупроводниковыми пластинами, 5 - шлюз, 6 - реакционная камера для отмывки пластин, 7 - реакционная камера для соединения пластин, 8 - механизм перемещения пластин между реакционными камерами, 9 - насос для формирования вакуумной атмосферы, 10 - система выбора подачи реагентов.
На фиг. 3 представлен изготовленный экспериментальный макет устройство для низкотемпературного прямого соединения полупроводниковых пластин.
На фиг. 4 представлен срез (вид сбоку) полупроводниковых пластин после проведения операции соединения: а - общий вид; б - вид локальной области соединения с адгезионный слоем толщиной 15 мкм.
Устройство для низкотемпературного прямого соединения полупроводниковых пластин работает следующим образом. Происходит очистка пластин в реакционной камере для отмывки пластин. После этого пластина перемещается в шлюз посредством механизма перемещения пластин между реакционными камерами. В реакционной камере для соединения пластин создается вакуумная атмосфера с помощью насоса и герметичной крышки. Следующим шагом, через шлюз пластины попадают в реакционную камеру для соединения пластин. После этого происходит повышение температуры с использованием узла нагрева. Затем пластины соединяются.
Конкретный пример исполнения. Проводят очистку поверхности кремниевых пластин с тонкой алюминиевой пленкой толщиной 0.3 мкм и адгезионным слоем толщиной в диапазоне от 13 до 18 мкм в растворе диметилформамида. После этого пластина перемещается в шлюз посредством механизма перемещения пластин между реакционными камерами. Проводят откачку атмосферы реакционной камеры до давления 10-3 мбар. Пластины перемещают в реакционную камеру для соединения пластин. Поднимают температуру до 200°С со скоростью 10°С/мин. Соединяют пластины.
В результате использования предлагаемого устройства обеспечивается повышение качества сращивания полупроводниковых пластин.
Claims (1)
- Устройство для низкотемпературного прямого соединения полупроводниковых пластин, содержащее основание, центрифугу с каруселью с узлами крепления полупроводниковых пластин, крышку для создания замкнутого пространства над соединяемыми полупроводниковыми пластинами, узел нагрева, отличающееся тем, что основание разделено шлюзом на две реакционные камеры для соединения и отмывки пластин, шлюз снабжен механизмом перемещения пластин между реакционными камерами, реакционная камеры для соединения пластин снабжена насосом для формирования вакуумной атмосферы, реакционная камеры для отмывки пластин снабжена системой выбора подачи реагентов в зависимости от типа соединяемых полупроводниковых пластин.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2020108218U RU198545U1 (ru) | 2020-02-26 | 2020-02-26 | Устройство для соединения полупроводниковых пластин |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2020108218U RU198545U1 (ru) | 2020-02-26 | 2020-02-26 | Устройство для соединения полупроводниковых пластин |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| RU198545U1 true RU198545U1 (ru) | 2020-07-15 |
Family
ID=71616259
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| RU2020108218U RU198545U1 (ru) | 2020-02-26 | 2020-02-26 | Устройство для соединения полупроводниковых пластин |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| RU (1) | RU198545U1 (ru) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU216169U1 (ru) * | 2022-09-06 | 2023-01-19 | Федеральное государственное автономное образовательное учреждение высшего образования "Национальный исследовательский университет "Московский институт электронной техники" | Многофункциональное устройство для соединения полупроводниковых пластин |
Citations (9)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| SU1029268A1 (ru) * | 1981-12-18 | 1983-07-15 | Брянский Ордена "Знак Почета" Институт Транспортного Машиностроения | Устройство дл поддерживани деталей при обработке |
| SU1727540A3 (ru) * | 1988-05-26 | 1992-04-15 | Хейнрих Селбранд (DE) | Устройство дл термической обработки полупроводниковых пластин |
| RU2125619C1 (ru) * | 1994-10-31 | 1999-01-27 | Саес Пьюе Газ Инк. | Система для обработки полупроводникового изделия (варианты), встроенный геттерный насос и способ обработки полупроводникового изделия |
| KR20060046268A (ko) * | 2004-07-19 | 2006-05-17 | 세이코 엡슨 가부시키가이샤 | 반도체 입자의 분산체로 반도체 소자를 제조하는 방법 |
| KR100784575B1 (ko) * | 2000-01-28 | 2007-12-10 | 어플라이드 머티어리얼스, 인코포레이티드 | 실리콘 표면 세정 방법 및 장치 |
| RU2515183C2 (ru) * | 2009-10-05 | 2014-05-10 | Инова Лисец Технологицентрум Гмбх | Вакуумный элемент и способ его изготовления |
| KR20150110419A (ko) * | 2014-03-24 | 2015-10-02 | 가부시키가이샤 히다치 고쿠사이 덴키 | 반응관, 기판 처리 장치 및 반도체 장치의 제조 방법 |
| KR20170095757A (ko) * | 2016-02-15 | 2017-08-23 | 도쿄엘렉트론가부시키가이샤 | 액 처리 방법, 기판 처리 장치 및 기억 매체 |
| RU2713171C2 (ru) * | 2015-11-25 | 2020-02-04 | Хуаин Рисерч Ко., Лтд | Устройство и способ обработки полупроводников |
-
2020
- 2020-02-26 RU RU2020108218U patent/RU198545U1/ru active
Patent Citations (9)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| SU1029268A1 (ru) * | 1981-12-18 | 1983-07-15 | Брянский Ордена "Знак Почета" Институт Транспортного Машиностроения | Устройство дл поддерживани деталей при обработке |
| SU1727540A3 (ru) * | 1988-05-26 | 1992-04-15 | Хейнрих Селбранд (DE) | Устройство дл термической обработки полупроводниковых пластин |
| RU2125619C1 (ru) * | 1994-10-31 | 1999-01-27 | Саес Пьюе Газ Инк. | Система для обработки полупроводникового изделия (варианты), встроенный геттерный насос и способ обработки полупроводникового изделия |
| KR100784575B1 (ko) * | 2000-01-28 | 2007-12-10 | 어플라이드 머티어리얼스, 인코포레이티드 | 실리콘 표면 세정 방법 및 장치 |
| KR20060046268A (ko) * | 2004-07-19 | 2006-05-17 | 세이코 엡슨 가부시키가이샤 | 반도체 입자의 분산체로 반도체 소자를 제조하는 방법 |
| RU2515183C2 (ru) * | 2009-10-05 | 2014-05-10 | Инова Лисец Технологицентрум Гмбх | Вакуумный элемент и способ его изготовления |
| KR20150110419A (ko) * | 2014-03-24 | 2015-10-02 | 가부시키가이샤 히다치 고쿠사이 덴키 | 반응관, 기판 처리 장치 및 반도체 장치의 제조 방법 |
| RU2713171C2 (ru) * | 2015-11-25 | 2020-02-04 | Хуаин Рисерч Ко., Лтд | Устройство и способ обработки полупроводников |
| KR20170095757A (ko) * | 2016-02-15 | 2017-08-23 | 도쿄엘렉트론가부시키가이샤 | 액 처리 방법, 기판 처리 장치 및 기억 매체 |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU216169U1 (ru) * | 2022-09-06 | 2023-01-19 | Федеральное государственное автономное образовательное учреждение высшего образования "Национальный исследовательский университет "Московский институт электронной техники" | Многофункциональное устройство для соединения полупроводниковых пластин |
| RU216869U1 (ru) * | 2022-11-23 | 2023-03-06 | Федеральное государственное автономное образовательное учреждение высшего образования "Национальный исследовательский университет "Московский институт электронной техники" | Устройство для соединения полупроводниковых пластин |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| TWI733099B (zh) | 用於堆疊積體電路的混合接合技術 | |
| TWI450363B (zh) | 積體電路結構的形成方法 | |
| US9461019B2 (en) | Semiconductor device and method for making the device | |
| Lau | Recent advances and trends in Cu–Cu hybrid bonding | |
| US20150287681A1 (en) | Semiconductor package and method for manufacturing same | |
| RU198545U1 (ru) | Устройство для соединения полупроводниковых пластин | |
| Lim et al. | Comprehensive study on Chip to wafer hybrid bonding process for fine pitch high density heterogeneous applications | |
| Gao et al. | Die to wafer hybrid bonding: Multi-die stacking with TSV integration | |
| KR101323925B1 (ko) | 반도체 패키지 및 그 제조 방법 | |
| RU216169U1 (ru) | Многофункциональное устройство для соединения полупроводниковых пластин | |
| JP2015079832A (ja) | 薄基板の矯正方法および矯正装置 | |
| RU216869U1 (ru) | Устройство для соединения полупроводниковых пластин | |
| JP2013074240A (ja) | 三次元実装装置 | |
| RU221511U1 (ru) | Устройство для точного соединения полупроводниковых пластин | |
| CN112723306B (zh) | 用于碱金属直充的原子气室制作一体化键合装置及方法 | |
| TW202240796A (zh) | 半導體裝置 | |
| RU217976U1 (ru) | Многофункциональное устройство для соединения полупроводниковых пластин | |
| JP2003077990A (ja) | サンプルチャック | |
| TWI606528B (zh) | 半導體裝置的製作方法 | |
| KR20240152354A (ko) | 반도체 디바이스 | |
| US11891694B2 (en) | Atomic-layer-deposition equipment and atomiclayer-deposition method by using the same | |
| US20240145435A1 (en) | Semiconductor device including multi-dimension through silicon via structures for backside alignment and thermal dissipation | |
| US12113042B2 (en) | Metal bonding structure and manufacturing method thereof | |
| US10115635B2 (en) | Method for filling a wafer via with solder | |
| KR20140105766A (ko) | 관통 비아 구조와 같은 반-도전성 또는 도전성 기판의 캐비티를 도금하기에 적합한 기계 |