TWM600061U - 用於半導體器件接合的對準載具及對準系統 - Google Patents

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TW
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die
semiconductor device
bonding
carrier
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阿姆蘭 森
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新加坡商Ｐｙｘｉｓ Ｃｆ有限公司
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Abstract

本創作揭露了一種用於半導體器件接合的對準載具、對準系統，涉及具有高精度和高可擴展性的面板級封裝（PLP）。PLP採用具有低膨脹係數的對準載具，該對準載具被構造有具有局部半導體器件對準標記的半導體器件區域。例如，為每個半導體器件附接區域設置局部半導體器件對準標記。取決於面板的尺寸，可以將其分割成多個塊，每個塊具有含有局部半導體器件對準標記的半導體器件區域。另外，塊包括被構造用於附接對準半導體器件的對準半導體器件區域。由於局部半導體器件對準標記和對準半導體器件，減少了線性和非線性位置誤差。使用局部半導體器件對準標記和對準半導體器件可以提高產量以及縮放比例，從而提高生產率並降低總成本。

Description

用於半導體器件接合的對準載具及對準系統
本創作涉及器件的封裝。特別地，本創作涉及對準載具（alignment carrier）和具有相機模組的對準系統，該相機模組被構造用於將對準載具上的半導體器件（例如矽片、晶粒（die）、被動件、金屬件等）對準以便半導體器件接合。
近年來，器件的面板級封裝（PLP）受到極大關注。這是由於與常規晶圓級或基板級封裝技術相比，可以並行封裝的半導體器件的量更多。PLP涉及在用於半導體器件接合的大型載具上附接各個半導體器件。例如，晶粒以晶粒的行和列的矩陣形式佈置在載具上。根據面板尺寸，面板可以容納比晶圓上明顯更多的晶粒，例如，比晶圓多3倍至5倍或更多的晶粒。這增加了封裝產量並降低了成本。
PLP中的重要考慮因素是在目標位置處接合之前將半導體器件精確定位在面板上。常規地，基於面板上的全域參考標記來計算接合位置，並且通過接合頭的精確機械運動將各半導體器件放置在預定位置。
然而，常規的PLP技術受限於在載具上具有定位誤差。定位誤差可能由於諸如幾何相關問題（例如，直線度、線性度和正交性）、溫度問題（例如，標度的膨脹、滑動和變形）和振動問題（例如，長距離的高速運動可能導致停止位置錯誤）之類的各種原因而發生。此外，在重構或重組處理期間，載具和面板（封膠的半導體器件）經歷膨脹和收縮的熱循環。由於載具的重複使用，可能會經歷額外的熱循環。
面板變形導致幾何形狀或尺寸不同於原始設計，半導體器件位置是基於原始設計計算的。經歷的熱循環越多，變形越大。隨著面板尺寸增加，變形問題進一步惡化。變形會導致面板上的半導體器件從原始計算位置的移位。半導體器件的移位對接合工藝的產量產生負面影響，從而增加了成本。變形越大，移位越大。移位越大，對產量和成本的負面影響就越大。由於移位誤差，後續處理需要大量的誤差緩解措施，以更準確地構造電路。
根據前面的討論，期望在整個接合處理中向PLP提供高精度，以提高產量並改善可擴展性。
本創作的實施方式總體上涉及器件。特別地，本創作涉及使用對準載具的半導體器件接合。對準載具可用於單晶粒封裝或多晶粒封裝的晶粒接合，諸如多晶片模組（MCM）。通過具有相機或對準模組的半導體器件接合工具來促進半導體器件接合，該相機或對準模組被構造為將用於接合的半導體器件在對準載具上對準。
在一個實施方式中，一種器件包括用於半導體器件接合的對準載具，該對準載具包括平面載具和在平面載具上限定的半導體器件接合區域。平面載具的每個半導體器件接合區域包括用於半導體器件接合的局部對準標記。
在一個實施方式中，一種用於半導體器件接合器的對準系統包括整合的相機模組，該整合的相機模組被構造為在垂直方向向下觀察，以當具有帶局部對準標記的半導體器件接合區域的對準載具被安裝在所述半導體器件接合器的基座組件上時，檢測所述對準載具的要進行半導體器件接合的半導體器件接合區域的局部對準標記。所述整合的相機模組還被構造為在垂直方向向上觀察，以觀察當被附接到所述半導體器件接合器的用於半導體器件接合的接合頭時的半導體器件的底面。所述系統還包括用於接收來自相機模組的輸入的對準控制器，所述對準控制器被構造為基於來自所述相機模組的輸入來將當被附接到所述接合頭時的半導體器件與要進行半導體器件接合的半導體器件接合區域對準，以便半導體器件接合。
在一個實施方式中，一種用於半導體器件接合的方法包括：設置對準載具，該對準載具包括在其上限定的半導體器件接合區域。半導體器件接合區域包括局部對準標記，以促進將用於半導體器件的半導體器件接合的半導體器件與所述半導體器件接合區域對準，並且所述對準載具被安裝在半導體器件接合器的基座組件上。該方法還包括通過半導體器件接合器的接合頭將用於半導體器件接合的第一半導體器件拾取到所述對準載具上的第一半導體器件接合區域上，並且使用對準系統來將所述第一半導體器件與所述第一半導體器件接合區域對準。該對準系統被構造為在垂直方向上向下觀察，以檢測所述第一半導體器件接合區域的局部對準標記，並且在所述垂直方向上向上觀察，以觀察所述第一半導體器件的底面。該方法還包括將所述對準系統的信息發送給控制器，該控制器基於來自所述對準系統的信息將所述第一半導體器件與所述第一半導體器件接合區域對準。該方法繼續包括在實現所述第一半導體器件與所述第一半導體器件接合區域的對準之後，通過所述接合頭使所述第一半導體器件垂直向下移動到所述對準載具，以將所述第一半導體器件接合到所述對準載具的第一半導體器件接合區域。
通過參照以下描述和附圖，本文中創作的實施方式的這些和其他優點和特徵將變得明顯。此外，應當理解，本文中所描述的各種實施方式的特徵不是互相排斥的，而是可以以各種組合和排列而存在。
實施方式總體上涉及器件，例如，半導體器件或積體電路（IC）。特別地，本創作涉及使用對準載具的器件的半導體器件（例如矽片、晶粒（die）、被動件、金屬件等）接合。對準載具可用於單晶粒封裝或多晶粒封裝的晶粒接合，諸如多晶片模組（MCM）。通過具有相機或對準模組的半導體器件接合工具來促進半導體器件接合，該相機或對準模組被構造為將用於接合的半導體器件在對準載具上對準。圖1至圖14中以晶粒接合為例闡述了用於半導體器件接合的對準載具、對準系統及方法，可以理解的是，該對準載具、對準系統和方法同樣適用於對矽片、被動件、金屬件等半導體器件的接合。
圖1示出了半導體晶圓100的簡化視圖。例如，示出了晶圓的俯視圖100a和晶圓的側視圖100b至100c。晶圓可以是輕摻雜的p型矽片。也可以採用其他類型的晶圓。在晶圓的活性面上形成多個器件105。例如，活性面可以是晶圓的頂面，而非活性面可以是底面。這些器件沿著第一方向（x方向）排成行，並且沿著第二方向（y方向）排成列。在完成晶圓的加工之後，如晶圓的側視圖100c所示，沿著切割線120在x方向和y方向上對晶圓進行切割以將器件分離成個體晶圓105。
處理過的晶圓可以是來自外部供應商的來料加工晶圓。例如，封裝銷售商可以接收加工的晶圓。可以將加工的晶圓切成個體晶粒，以使用對準載具和裝有對準模組的晶粒接合工具來進行封裝，晶粒接合工具用來將用於晶粒接合的晶粒在對準載具上對準。
圖2示出了對準載具200的實施方式的簡化俯視圖。對準載具被構造為用於晶粒接合，諸如將晶粒附接到其上。如圖所示，對準載具是矩形載具。其他形狀的載具也可能是實用的。在優選的實施方式中，面板由具有低膨脹係數（CTE）的材料形成，以使溫度變化期間的線性變化最小化。例如，面板可以由CTE等於或小於8的材料形成。此外，該材料應當足夠堅固以承受接合工藝期間的處理。另外，該材料應該優選地是磁性的，以使得面板能夠在作為整個接合工藝的一部分的磨削工藝期間被牢固地保持。例如，低CTE材料可以包括例如合金42（CTE3-4.5）和合金46（CTE7-8）。其他類型的低CTE材料也可以用於形成對準載具。使用其他材料以及具有其他CTE的材料（包括CTE大於8的材料）形成對準載具也可能是實用的。對準載具的尺寸可以大如600*600 mm 2（平方毫米）。設置具有其他尺寸的對準載具也可能是實用的。
在一個實施方式中，對準載具包括晶粒接合區域240。晶粒接合區域被構造為容納用於晶粒接合的晶粒。例如，對準載具的每個晶粒接合區域被構造為容納用於晶粒接合的晶粒。在一個實施方式中，晶粒接合區域包括用於將晶粒與晶粒附接區域252對準的局部對準標記250。例如，每個晶粒區域包括其自己的局部晶粒對準標記，用於將晶粒附接到上面。晶粒附接區域是晶粒接合區域的在上面附接晶粒的區域。
在一個實施方式中，晶粒接合區域包括至少兩個局部晶粒對準標記。設置大於2的其他數量的局部晶粒對準標記也可能是實用的。例如，晶粒區域可以包括2至4個對準標記。設置其他數量的對準標記（包括多於四個的對準標記）也可能是實用的。如圖所示，晶粒區域包括4個局部晶粒對準標記。例如，局部晶粒對準標記位於晶粒接合區域的角部上，形成矩形的角部。局部晶粒對準標記的其他構造也可能是實用的。
在一個實施方式中，對準標記優選地位於晶粒附接區域的外部。例如，對準標記（如圖所示）圍繞晶粒附接區域。設置在晶粒附接區域內的對準標記或在晶粒附接區域外部和晶粒附接區域內的對準標記的組合也可能是實用的。如果需要，在晶粒附接區域的外部設置對準標記有利地促進接合後檢查。晶粒接合區域可以被構造為容納單個晶粒或多個晶粒，諸如多晶片模組（MCM）應用。在MCM應用的情況下，在晶粒附接區域外部設置對準標記有利地使得對準標記能夠用作用於將多個晶粒接合到晶粒接合區域上的公共對準標記。如果對準標記被設置在這些晶粒中一個晶粒的晶粒附接區域內，則可以為MCM的其他晶粒的晶粒接合設置附加的對準標記。
在一個實施方式中，將局部晶粒對準標記構造用於由共線視覺相機檢測以進行對準。可以使用例如激光鑽孔在對準載具的晶粒接合區域上形成局部晶粒對準標記。形成局部對準標記的其他技術也可能是實用的。優選地，局部晶粒對準標記是淺對準標記，其利於通過磨削進行去除以用於面板的回收。例如，諸如當不再生產一種晶粒時，可以去除局部對準標記，並且針對另一或不同類型的晶粒的晶粒接合形成新的局部對準標記。
與按常規方式進行的基於全域對準標記計算晶粒接合位置相比，為每個晶粒接合區域設置局部晶粒對準標記提高了每個晶粒接合區域的晶粒接合的位置精度。此外，通過設置局部晶粒對準標記，面板變形或其他定位誤差的影響被最小化，提高了晶粒在對準載具上的位置精度，從而提高了產量和可擴展性。
可以以矩陣形式構造對準載具的晶粒接合區域，晶粒接合區域的行和列在第一方向和第二方向上。例如，晶粒接合區域240以矩陣形式佈置，每個晶粒接合區域被構造成容納一個晶粒。對準載具可以包括至少兩個指定的對準器件接合區域，例如對準晶粒接合區域245（也可以為其他對準器件接合區域，例如對準被動件，對準金屬件接合區域等）。例如，對準載具可以包括2至4個對準晶粒接合區域。設置其他數量的對準晶粒接合區域也可能是實用的。對準晶粒接合區域可以位於晶粒接合區域矩陣的角部。也可以採用對準晶粒接合區域的其他構型。
除了對準晶粒接合區域被指定用於對準晶粒之外，對準晶粒區域類似於面板的其他晶粒區域。例如，對準晶粒（或對準器件，例如對準被動件、對準金屬件等）是接合到對準晶粒接合區域（或對準器件接合區域）的晶粒（或器件，例如被動件、金屬件等）。對準晶粒可以是普通晶粒，諸如接合在載具的其他晶粒接合區域中的晶粒。將普通晶粒封裝並出售給客戶並成為產品。例如，對準晶粒可以是也用於對準目的的普通晶粒。
在其他情況下，可以出於對準目的而專門構造對準晶粒。設置特定的對準晶粒會是有利的，因為可以容易地將它們與普通晶粒區分開。在這種情況下，對準晶粒不適合正常使用。優選地，對準晶粒的頂部被處理為具有易於由對準相機檢測到的特徵。這會在對準圖像中形成對比，使其易於檢測。其他類型的對準晶粒也是實用的。對準晶粒可以在與普通晶粒相同的晶圓上或者在不同的晶圓上進行處理。
在一個實施方式中，可以將對準載具劃分或分割成晶粒接合區域塊220。例如，這些塊是不同的塊，用空間將相鄰的塊分隔開。在一些實施方式中，這些塊可以不是不同的塊。例如，可以將晶粒接合區域劃分為未用空間隔開的塊。例如，這些塊可能看起來像是晶粒接合區域的連續矩陣。
塊被構造為容納用於晶粒接合的多個晶粒。將面板分割成塊是有利的，因為這將面板分割成較小尺寸的塊以減少由大面板引起的移位誤差。例如，這些塊為大面板提供了規模優勢，同時保留了較小尺寸面板的優勢。如圖所示，面板被分為4個面板塊。將面板分為其他數量的塊也可能是實用的。對於600*600 mm 2的對準載具，這些塊可以為約270*270 mm 2。優選地，塊被構造為相同尺寸的塊。其他數量的塊和塊尺寸也可能是實用的。塊的數量和塊尺寸可能取決於不同的因素，諸如材料、面板的尺寸和工藝條件。應該選擇塊的尺寸以在保持規模優勢的同時實現高的加工產量。
在一個實施方式中，一個塊包括至少一個對準標記接合區域245，用於將對準晶粒接合到該區域。設置多於一個的對準晶粒接合區域也可能是實用的。例如，一個塊可以包括1至4個或更多個對準晶粒區域。優選地可以在塊的角部位置處設置對準晶粒接合區域。例如，對準晶粒接合區域可以被設置在塊的四個角部或塊的1至3個角部處。將對準晶粒接合區域定位在塊的其他位置也可能是實用的。對準晶粒區域越多，晶粒接合處理就越準確。然而，在對準晶粒被專門用於對準目的的情況下，因為更多的晶粒區域將被指配給對準晶粒，所以這可能是以降低每個對準載具的晶粒輸出數量為代價的。在一些實施方式中，相鄰的塊可以共享對準晶粒接合區域。例如，在一個塊被設置有一個對準晶粒接合區域的情況下，它可以共享來自相鄰塊的第二對準晶粒區域。在塊之間共享對準晶粒區域的其他構型也可能是實用的。
對準晶粒用作每個塊的附加參考點。通過為塊設置對準晶粒使得能夠將下游處理（諸如模製）中發生的線性誤差和非線性誤差減少到細微。例如，線性和非線性定位誤差顯著降低。另外，對準晶粒用作塊內的各晶粒的原點參考。
如所描述的，對準載具由具有局部對準標記的金屬材料形成。使用金屬材料是有利的，因為它使得能夠使用磁性台將載具牢固地保持在適當的位置以進行處理。例如，可以使用磁性台將載具牢固地保持在適當的位置以磨削模製複合物（mold compound）。
在其他實施方式中，對準載具可以由玻璃或其他類型的透明材料形成。局部對準標記可以形成在透明載具上。在其他情況下，局部對準標記可以獨立於透明載具，諸如玻璃載具。例如，局部對準標記可以形成在單獨的標記片材（諸如紙或樹脂）上，並且可以附接到透明載具的底部或非活性面。採用獨立的局部標記消除了在面板上進行標記處理的需要，因此顯著地降低了製造成本。來自晶粒接合器的相機模組的光可以穿透透明載具，以檢測標記片材上的局部對準標記。採用獨立的局部標記能夠被容易地實現並且消除了在載具上進行標記處理的需要。此外，設置獨立於透明載具的局部對準標記是有利的，因為它避免了需要大量生產具有局部對準標記的玻璃面板。由於玻璃面板易碎並且標記處理昂貴，因此這能夠節省大量資金。
圖3示出了製備用於晶粒接合的對準載具的處理300的實施方式。在步驟310，設置基本對準載具。如所討論的，基本對準載具可以是低CTE的對準載具。例如，對準載具可以由合金42（CTE3-4.5）或合金46（CTE7-8）形成。其他類型的低CTE材料也可以用於形成對準載具。在步驟320，製備面板的表面。例如，製備對準載具的接合或活性面。在一個實施方式中，表面製備包括磨削以確保平坦度和厚度均勻性以及無刮擦表面。在一些情況下，可以對活性面進行處理，以使表面進一步硬化，從而防止其被刮擦和褪色。對於非接合或非活性面，可以將其磨削以確保其沒有凹痕和毛刺。
進行至步驟330，該處理繼續在面板的活性面上形成對準標記。對準標記以高精度形成，以得到標記之間的精確間距。例如，對準標記被形成在面板的活性面上的虛擬晶粒區域中。晶粒區域可以被構造成單獨的虛擬塊。標記的圖案可以基於面板計算機輔助設計（CAD）文件的面板佈局。對準標記例如可以使用激光、機械鑽孔或蝕刻來形成。用於形成標記的其他技術也可能是實用的。
在形成對準標記之後，在步驟340將黏合帶施加在對準載具的活性面上。將黏合帶施加在對準載具的活性面上以準備進行晶粒接合。例如，黏合帶覆蓋活性面，包括局部對準標記和晶粒區域。在一個實施方式中，黏合帶是熱釋放帶。也可以使用其他類型的帶促進晶粒接合。黏合帶應足夠透明，以使得接合模組的具有相機的對準單元能夠檢測用於將晶粒與對準載具對準的對準標記。例如，黏合帶可以是半透明的，以使得對準單元的光能夠穿透黏合帶以檢測局部對準標記。在一個實施方式中，對準單元的相機被構造為垂直向下對對準載具上的對準標記進行成像以及垂直向上對晶粒的接合表面進行成像，以便將晶粒準確接合到對準載具的晶粒接合區域。另外，黏合帶的黏性應足夠強以一旦通過接合工具對準並放置在其上，就將晶粒保持在原位。在施加黏合帶之後，對準載具就準備好用於晶粒接合。
圖4示出了晶粒接合器400的實施方式的簡化圖。如圖所示，晶粒接合器包括用於支撐對準載具410的基座組件420。例如，基座組件被構造為支持對準載具410以進行接合。晶粒接合器包括接合組件430，該接合組件430安裝在支撐件或機架組件435上。例如，接合組件位於基座組件上方。接合組件包括接合頭441和接合組件致動器440。接合組件致動器被構造為使接合頭在z方向（垂直方向）上朝向或遠離對準載具移動。接合頭包括接合頭致動器444和接合工具（接合器）442。接合頭致動器控制接合器以拾取或釋放晶粒。
支撐件或機架組件被構造用於致動接合組件以將接合頭定位在對準載具上的連續的晶粒接合區域處。例如，支撐組件包括支撐對準組件，該支撐對準組件被構造為在x-y平面上對準接合頭，以將接合頭定位在用於晶粒接合的連續的晶粒接合區域處。例如，支撐對準組件可以執行接合頭到用於晶粒接合的晶粒接合區域的粗略對準。在粗略對準之後，支撐對準組件執行接合頭的精細對準，以將晶粒接合到晶粒附接區域。粗略對準可以包括使接合頭在x方向和/或y方向上移動至晶粒接合區域，而精細對準可以包括通過晶粒接合工具使接合頭在x方向和/或y方向上移動以及使晶粒沿著x-y平面旋轉。
在一個實施方式中，支撐對準組件包括x軸致動器、y軸致動器和角度（θ）致動器，用於執行沿著水平x-y平面的平面運動和/或繞接合頭的軸的角運動，以便於粗略對準和精細對準。粗略對準和精細對準可以連續地或不連續地進行。例如，連續的粗略對準和精細對準可以是在由接合頭從供給器組件（未示出）拾取晶粒之後執行這兩者的情況；不連續的粗略對準和精細對準可以是在由接合頭拾取晶粒之前執行粗略對準，之後執行精細對準。
為了實現晶粒與晶粒接合區域的對準，接合組件包括整合的相機模組450。例如，相機單元延伸以對對準載具上的晶粒區域和接合頭441的接合器442上的晶粒進行成像。粗略對準可以在使用相機模組或者不使用相機模組的情況下執行。例如，可以基於對準晶粒接合區域或位置來概略或粗略地確定晶粒接合區域的位置。另選地，可以通過使用相機模組來確定粗略對準。至於精細對準，它通過相機模組來實現。
相機單元包括相機和用於發光的光源，以進行圖像拍攝。例如，光源能夠發光，發出的光能夠穿透面板上的黏合層以通過相機模組識別局部晶粒對準標記，從而通過移動接合頭使晶粒與晶粒接合區域的晶粒附接區域對準。例如，一個或多個光源可以產生波長為約600 nm的光以穿透黏合帶。能夠穿透黏合帶的其他波長也可能是實用的。在一個實施方式中，相機模組包括用於觀察對準載具的俯視相機（lookdown camera）。
光還使得相機模組能夠觀察接合頭上的晶粒，使得能夠通過在x-y平面上旋轉晶粒使晶粒與晶粒附接區域對準。例如，相機拍攝目標位置的圖像以及晶粒的圖像。在一個實施方式中，相機模組包括用於觀察晶粒面板的仰視相機（lookup camera）。晶粒接合器控制器計算相對於目標位置在x方向和y方向上的偏移值以及在x-y平面上的角度。一旦計算完成，控制器就相應地調整接合頭，以將晶粒放置在目標晶粒附接區域上。
本系統可以使用活性或非活性面來適應將晶粒附接在晶粒載具上。例如，晶粒可以以面朝上或面朝下的構造附接到對準載具。例如，面朝上是指晶粒的非活性面被附接到對準載具，而面朝下是指晶粒的活性面被附接到對準載具。對於面朝下的構造，可以在晶粒的活性面上塗覆諸如ABF這樣的透明層。這使得相機模組能夠進一步利用晶粒上的特徵作為對準特徵。例如，仰視相機可以觀察晶粒的活性面的特徵以用作對準標記。在一些情況下，可以對晶粒的非活性面進行處理，以包括仰視相機要檢測的對準特徵。通過使用仰視相機，晶粒接合器可以通過在晶粒的底部或接合面上採用多個特徵的群集來提高精度。
如所討論的，晶粒接合器被構造有一個具有晶粒接合頭的接合組件。為了增加產量，可以為晶粒接合器構造多個安裝在支撐組件上的晶粒接合組件。例如，晶粒接合器可以被構造有4個或6個接合組件，用於在對準載具上對多個晶粒並行地進行晶粒接合。在一些情況下，可以使用多個接合組件來對多個對準載具並行地進行晶粒接合。各個接合組件可以被構造為彼此獨立地操作。例如，每個接合組件包括其各自的支撐組件和相機模組，用於使晶粒與晶粒附接區域獨立對準。
同樣如所描述的，支撐對準組件執行粗略對準和精細對準。在一些實施方式中，基座組件可以包括可平移台，用於在支撐對準組件執行精細對準的同時執行載具的粗略對準。也可以採用將接合頭與對準載具上的接合區域對準的其他構造。
圖5a和圖5b示出了相機單元500的不同簡化視圖。例如，圖5a示出了相機單元的俯視圖，而圖5b示出了相機單元的側視圖。例如，圖5b所示的相機單元的側視圖可以是從正面或從x方向觀察的。
參照圖5a和圖5b，相機單元包括第一整合對準相機子單元530a和第二整合對準相機子單元530b。整合的相機子單元是高分辨率的共線相機子單元，一個用於觀察對準載具510，另一個用於觀察晶粒514。例如，第一相機子單元（俯視）530a被構造為觀察對準載具或對對準載具成像，而第二相機子單元（仰視）530b被構造為在光反射器子單元（optical reflector subunit）540中觀察晶粒或對晶粒進行成像。如圖所示，相機子單元在x-y平面中並排設置。整合的相機子單元包括與高分辨率鏡頭（536a或536b）連接的共線相機（534a或534b）。光源（538a或538b）被構造為發射能夠穿透覆蓋面板上的對準標記的黏合帶的光。例如，光源可以產生波長為600 nm的光。足以穿透黏合帶或透明介電層的其他波長也可能是實用的。
光被傳遞到反射器子單元（reflector subunit）540。反射器子單元被構造為將來自第一光源538a的光經由第一反射器或反射鏡542a反射到棱鏡546，該棱鏡546進一步將來自第一光源的光向下反射到面板（俯視相機），而來自第二光源538b的光從第二反射器或反射鏡542b反射到棱鏡546並且進一步向上反射到晶粒（俯視相機）。這使相機單元能夠從載具上的晶粒和晶粒附接區域二者拍攝圖像，從而為其給予用於對準的直達視線。
如所討論的，相機模組利用使用仰視相機和俯視相機來對晶粒和對準載具上的局部對準標記的同時識別。同時識別對準載具上的局部對準標記和晶粒的能力賦予晶粒接合方面的高精度。此外，通過在x-y平面（水平平面或並排）構造相機單元的相機，整合的相機模組是z方向或垂直方向上的緊湊型模組。這有利地減少了接合頭沿著接合頭和對準載具之間的垂直距離向面板的運動，從而提高了生產率。
圖5c示出了相機單元的組件的距離501的示例性配置。例如，示出了透鏡到棱鏡的距離、棱鏡表面到反射鏡表面的距離、反射鏡表面到棱鏡表面的距離、棱鏡表面到棱鏡表面的距離、棱鏡表面到反射鏡表面的距離、反射鏡表面到棱鏡表面的距離、棱鏡表面到環形玻璃（ring glass）的距離、玻璃表面到玻璃表面的距離以及棱鏡表面到面板的距離。距離的單位是毫米（mm）。距離包括實際距離和空中距離。相機單元可以包括用於組件的其他距離配置。
圖6示出了對準載具610的實施方式的一部分的簡化圖。對準載具包括以矩陣形式佈置的多個晶粒接合區域640。晶粒接合區域可以被分成晶粒接合區域的塊。圍繞晶粒區域的是局部晶粒對準標記650。例如，針對每個晶粒接合區域設置四個局部對準標記，圍繞在晶粒附接區域的角部。設置其他數量的局部對準標記以及其他構造的局部對準標記也可能是實用的。
在一個實施方式中，晶粒附接區域被構造為附接多個晶粒。例如，如圖所示，晶粒附接區域包括被構造用於附接第一晶粒614 1和第二晶粒614 2的第一晶粒附接區域和第二晶粒附接區域。將其他數量的晶粒附接至晶粒附接區域也可能是實用的。使用相同的局部晶粒對準標記來附接晶粒區域的多個晶粒。使用相同的局部晶粒對準標記確保了晶粒在晶粒附接區域上的相對準確的定位。此外，使用相同的局部晶粒對準標記實現了用於晶粒之間的互連的準確的晶粒定位，諸如高焊環公差。另外，使用相同的對準標記消除了由於孔位置引起的誤差。例如，如果使用單獨的對準標記來定位多個晶粒，則由於孔位置引起的誤差可以被添加到晶粒之間的位置誤差。
如所描述的，局部對準標記被設置在晶粒接合區域的晶粒附接區域的外部。這是有利的，因為如已經討論的，這使得相同的局部晶粒對準標記能夠用於附接晶粒。然而，在一些情況下，對準標記可以被設置在晶粒附接區域內。在這些情況下，晶粒接合區域的各晶粒附接區域可能需要局部對準標記的相應集合。在其他情況下，在晶粒接合區域的晶粒附接區域內部和外部可能存在對準標記的組合。要理解，可以採用用於晶粒接合區域的晶粒附接區域的局部對準標記的各種構造。
圖7a和圖7b示出了使用相同的局部晶粒對準標記附接到晶粒附接區域的多個晶粒的實施方式。圖7a示出了用於使用相同的局部晶粒對準標記將第一晶粒714 1和第二晶粒714 2附接到晶粒附接區域740上的構造。如圖所示，第一晶粒可以是使用14nm技術形成的AP晶粒，而第二晶粒可以是使用28nm技術形成的BB晶粒。對於圖7b，它例示了用於附接晶粒714 1–714 5的構造。如圖所示，晶粒包括使用14nm技術形成的AP晶粒、使用28 nm技術形成的BB晶粒、電源管理積體電路（PMIC）晶粒、整合被動器件（IPD）晶粒和射頻（RF）晶粒。晶粒附接區域上的多個晶粒的其他構造也可能是實用的。
如所描述的，可以使用對準載具來封裝MCM。例如，可以使用具有局部對準標記的當前對準載具和接合組件來將具有不同功能的不同類型的晶粒封裝到單個封裝結構中。可以使用對準載具和晶粒接合器對MCM實現精確的對準。
可以使用各種技術來將不同類型的晶粒接合到對準載具上。在一個實施方式中，可以採用單獨的晶粒接合器將不同類型的晶粒接合到載具上。例如，採用第一晶粒接合器將MCM的第一類型的晶粒接合到對準載具上。在將第一類型的晶粒接合到對準載具上完成之後，將載具轉移到第二晶粒接合器, 該第二晶粒接合器用於將MCM的第二類型的晶粒接合到載具上。可以重複該處理，直到將MCM的所有類型的晶粒依次接合到載具上為止。在另一個實施方式中，可以採用相同的晶粒接合器將MCM的不同類型的晶粒接合到載具上。例如，在完成將MCM的第一類型的晶粒接合到載具上之後，晶粒接合器被重新編程以接合第二類型的晶粒。重複該處理，直到將所有類型的晶粒接合到對準載具上為止。在MCM應用中使用局部對準標記有利地使得不同的晶粒能夠通過不同的晶粒接合器進行接合，同時仍保持相同的基準和相對精度。這對於諸如使用全域對準標記的技術這樣的常規技術是不可能的。
圖8a至圖8f示出了描繪用於在對準載具上進行晶粒接合的過程800的實施方式的簡化圖。參照圖8a，示出了諸如在例如圖4和圖5a至圖5b中描述的晶粒接合器這樣的晶粒接合器802。對準載具或面板810被設置在基座組件820上。支撐對準組件可以將接合頭與載具上的晶粒接合區域對準。例如，執行接合頭842與載具的粗略對準。晶粒供給器組件860將晶粒814供給到接合頭。例如，晶粒供給器在接合頭下方延伸。
參照圖8b，接合器從供給器860拾取晶粒814。例如，接合組件致動器840將接合頭842定位在晶粒的頂部，並且接合頭致動器致動接合頭的接合器以拾取晶粒。接合器可以利用真空壓力從晶粒供給器拾取晶粒。在拾取晶粒之後，將晶粒供給器縮回，使要在上面附接晶粒的載具上的晶粒附接區域露出。要理解的是，可以在拾取晶粒之後執行對準載具的粗略對準。
在圖8c中，相機模組850被延伸用於對準。例如，將相機模組延伸到精細對準的位置。精細對準包括定位接合頭，以使得晶粒與晶粒附接區域在x和y方向上以及旋轉角度這二者都對準。
如圖8d所示，在實現晶粒與晶粒附接區域的精細對準之後，將相機模組850縮回，露出載具810上的晶粒附接區域。在圖8e中，致動接合組件以使接合頭垂直地移動，以將晶粒附接到對準載具上的晶粒附接區域。在附接晶粒之後，處理繼續以附接下一個晶粒，如圖8f所示。例如，接合頭被平移到載具820上的下一個晶粒附接區域台，並且晶粒供給器860向晶粒接合器提供另一個晶粒816。通過將晶粒對準並附接到晶粒附接區域來重複該處理，直到載具上的所有晶粒附接區域都與晶粒接合為止。此外，對系統的控制器進行編程以基於面板上的哪個晶粒區域用於接合來知道要向接合工具供應對準晶粒還是普通晶粒。
如先前所論述的，晶粒接合器可以被構造有平移的基座組件以執行粗略對準，同時支撐對準組件執行精細對準。此外，對準晶粒可以與普通晶粒相同，或者專門用於對準目的。
圖9示出了使用對準載具進行晶粒接合的處理流程900的實施方式。接合處理開始於步驟905。可以在步驟910執行初始化。初始化可以包括關於接合處理的信息。例如，載具的尺寸、塊的數量、塊的尺寸、行中晶粒的數量和列中晶粒的數量。另外，初始化信息可以包括接合處理的起始點（諸如塊中的起始塊和起始晶粒位置）以及哪些晶粒位置是普通晶粒位置和對準晶粒的位置。其他信息可包括載具CAD文件中的載具對準點和晶粒CAD文件中的晶粒對準點，以便於實現對準。
在步驟915，將晶粒提供給接合工具。例如，通過晶粒供給器將適當的晶粒（普通或對準晶粒）提供給接合頭單元。接合頭從晶粒供給器拾取晶粒。在拾取晶粒之後，將晶粒供給器縮回以露出要與晶粒接合的晶粒區域。例如，在晶粒拾取之前執行晶粒區域的粗略對準。在其他情況下，可以在晶粒拾取之後執行晶粒區域的粗略對準。在步驟920，支撐對準組件執行晶粒與晶粒接合區域的精細對準。例如，相機模組延伸到晶粒和對準載具之間。基於來自相機模組的輸入，控制器將晶粒與晶粒附接區域在x方向和y方向以及旋轉角度這二者都對準。
在步驟925，一旦晶粒與晶粒附接區域對準，相機模組就縮回，使得接合頭能夠垂直向下移動以將晶粒放置在載具的晶粒附接區域上。在步驟930，晶粒接合器確定是否存在更多要接合的晶粒。例如，如果在要接合的塊中存在更多的晶粒。如果是，則在步驟935處將接合頭平移至下一個晶粒位置以進行接合。此後，處理從步驟915到步驟930進行重複，直到該塊完成為止。如果完成了該塊，則處理進行到步驟940以確定在要接合的載具上是否存在更多的塊。如果存在額外的要接合的塊，則處理進行到步驟945。接合頭平移到載具上的下一個塊的第一晶粒位置，並且進行到步驟915。此後，處理從步驟915到步驟930進行重複，直到完成該塊為止。處理繼續進行，直到處理完所有塊為止。一旦處理完所有塊，處理就在步驟950終止。
如所描述的，載具被構造成多個塊。然而，要理解，載具可以被構造為晶粒接合區域的單個塊。這樣，可以修改處理以排除確定是否存在更多的晶粒塊的步驟。
此外，如所描述的，對對準晶粒和普通晶粒二者執行晶粒接合。例如，晶粒接合器基於晶粒接合位置的類型加載適當的晶粒以進行接合，直到整個塊被接合，然後到下一個塊，直到對準載具的晶粒接合完成為止。另選的方法可以用於對準載具的晶粒接合。例如，可以使用同一晶粒接合器在將普通晶粒接合之前將對準晶粒接合。可選地，可以先接合普通晶粒，然後接合對準晶粒。在其他情況下，可以使用不同的晶粒接合器來接合對準晶粒和普通晶粒。在對準晶粒和普通晶粒是相同的晶粒的情況下，可以使用同一接合器以及根據晶粒接合區域的順序依次將它們全部接合。
圖10a至圖10d示出了對準處理1000的實施方式的簡化圖示。如所討論的，由晶粒接合器執行的對準是利用直達或徑直的視線與對準載具上的晶粒接合區域和晶粒的局部晶粒對準。例如，圖10a描繪了在接合之前處於對準位置的相機模組1050、晶粒1014和對準載具或面板1010。例如，相機模組1050設置在晶粒1014和對準載具1010上的要進行晶粒接合的晶粒接合區域1040之間。相機模組利用晶粒接合區域1040的局部晶粒對準標記1055將晶粒1014精確地對準於晶粒附接區域。如圖所示，接合至載具的晶粒的底面是活性面。晶粒的活性面可以被諸如ABT層這樣的透明介電層覆蓋。這使仰視相機能夠觀察活性面的特徵以用作對準標記。詳細地示出了正如相機單元所拍攝的晶粒1015的底面和晶粒區域1040的視圖。例如，底面的視圖包括諸如通孔1018這樣的特徵，而晶粒區域的視圖包括圍繞晶粒附接區域的局部晶粒對準標記1055。在其他實施方式中，底面可以是晶粒的非活性面。
圖10b示出了如何執行對準。例如，對準涉及將來自晶粒CAD文件的晶粒1015的晶粒圖案1022和來自載具CAD文件的晶粒附接區域1040的晶粒區域圖案1062進行匹配。如圖所示，晶粒區域圖案包括諸如對準標記1066的特徵，並且晶粒圖案包括諸如通孔1026的特徵。此外，晶粒圖案包括晶粒對準點1028，並且晶粒區域圖案包括晶粒區域對準點1068。如圖所示，晶粒對準點被設置在晶粒圖案的中心部位，並且晶粒區域對準點被設置在晶粒區域圖案的中心部位。將對準標記定位在晶粒圖案和晶粒區域圖案的其他區域中也可能是實用的。例如，控制器可以將偏移確定為輸入，以在放置之前將晶粒準確地定位在目標晶粒接合區域上。
如圖10c所示，將晶粒圖案和晶粒區域圖案匹配以對準。例如，晶粒區域圖案覆蓋在晶粒區域上，局部晶粒對準標記1055與晶粒區域圖案的對準標記相匹配，並且晶粒圖案覆蓋在晶粒的底面上，晶粒圖案的通孔1026與晶粒的通孔1018相匹配。此後，然後將晶粒圖案上的晶粒對準點1028與晶粒區域圖案上的晶粒區域對準點1068相匹配。這使晶粒與晶粒區域對準。
一旦對準，接合頭將就位的晶粒放置在晶粒附接區域上。例如，如圖10d中的俯視圖1005a和側視圖1005b所示，晶粒1014在相鄰的晶粒區域上對準。此外，如圖所示，相鄰的晶粒區域可以共享位於它們之間的公共的局部晶粒對準標記1055。這進一步減少了晶粒區域的占位面積，使得能夠將更多數量的晶粒安裝到面板的塊上。
圖11a至圖11f示出了使用對準載具的晶粒的重構處理1100的實施方式的簡化截面圖。參照圖11a，示出了對準載具1110。對準載具包括活性面1111，在活性面1111上限定了多個晶粒區域1140的。該活性面例如可以被稱為前面或第一表面。可以根據載具CAD文件來限定晶粒區域。在一個實施方式中，對準面板被分成多個塊，每個塊具有多個晶粒區域。然而，為簡單起見，僅顯示了兩個晶粒區域。對準載具的活性面包括局部晶粒對準孔或標記1155。在一個實施方式中，局部對準標記圍繞晶粒附接區域或者處於晶粒附接區域的外部。局部對準標記的其他構造也可能是實用的。例如，對準標記可以在晶粒附接區域內或者在晶粒附接區域的內部和外部。
如圖所示，相鄰的晶粒區域共享公共的對準標記。在對準載具的活性面上，施加黏合帶1112。黏合帶覆蓋了晶粒區域，包括對準標記。在一個實施方式中，黏合帶是透明的黏合帶，使得能夠通過晶粒接合器的相機模組檢測對準標記，以執行晶粒與晶粒區域的局部晶粒對準。晶粒1114附接到晶粒附接區域。這樣，晶粒的活性面被附接到載具。將晶粒的非活性面附接到載具上也可以實用的。基於使用局部晶粒對準標記的對準，將晶粒與晶粒區域的晶粒附接區域對準。
在圖11b中，接合有晶粒的載具經歷模製處理。例如，模製複合物1170形成在對準載具上方，覆蓋它和晶粒。模製複合物和晶粒可以被稱為模製面板，而載具上的模製面板可以被稱為面板組件。模製複合物可以是粉末/顆粒、液體或膜的形式。在一個實施方式中，執行壓模以形成模製複合物。用於形成模製複合物的其他技術也可以是實用的。模製處理是高溫處理。例如，對準面板經歷高溫和高壓，諸如約150-180℃和240-320TF。對準載具的材料可以承受模製處理的條件，而不會變形、翹曲或損壞。此外，由於對準載具的低CTE材料，溫度出現變化期間的線性變化最小化。在形成模製複合物之後，將頂面磨削。例如，如圖11c所示，使用諸如樹脂黏結磨削輪這樣的磨削輪1180和拋光工具來將面板的頂面磨削。例如，將頂面磨削到所需的高度，並且確保厚度均勻並消除應力。
如所討論的，晶粒可以面朝上附接至對準載具（非活性面附接到載具）或者面朝下附接至對準載具（活性面附接到對準載具）。在面朝下接合的情況下，模製複合物覆蓋晶粒的附接到對準載具的被動側面。在這種情況下，面板的期望高度可以是任何高度，包括使晶粒的非活性面露出。在面朝上接合的情況下，磨削會使晶粒的活性面露出。
如圖11d所示，從對準載具1110釋放黏合帶1112。例如，執行釋放處理以將對準載具與黏合帶1112分離。在一個實施方式中，釋放處理包括對對準載具進行高溫處理，諸如約210℃。如圖11e所示，一旦從黏合帶釋放對準載具，就將其從模製面板1160上剝離。這導致模製面板1160中晶粒的活性面露出。
在圖11f中，將模製面板1160轉移到載具基板1190，形成第二模製面板組件。例如，在載具基板上設置有黏合帶1192，使得模製面板能夠附接到載具基板。模製面板的晶粒的活性面被露出。載具基板有助於模製面板的處理，諸如運輸至下游處理。在一個實施方式中，載具基板可以與對準載具類似。使用與對準載具不同的載具基板也可以是實用的。
圖12a至圖12c示出了用於在載具基板上進行晶粒位置檢查（DLC）的處理1200的實施方式。參照圖12a，示出了第二模製面板組件。例如，第二模製面板組件包括附接到載具基板1220的模製面板1260。該模製面板被構造有多個塊1230。一個塊包括以矩陣形式佈置的多個晶粒1214。例如，塊的晶粒以行和列排列。一個塊在指定的對準晶粒區域中被設置有至少一個對準晶粒1216。每個塊的對準晶粒的數量可以取決於所使用的DLC方案。對準晶粒用作塊的參考點。
示意性地，一個塊包括位於該塊的角部處的4個對準晶粒。例如，面板的每個塊包括位於該塊的角部處的4個對準晶粒。塊可以設置有其他數量的晶粒和/或其他位置。設置四個對準晶粒有助於下游處理。出於DLC的目的，兩個對準晶粒應該足以確定塊的角度。優選地，對準晶粒處在相同的x或y軸而不是對角線上。在一些情況下，對準晶粒可以被相鄰的塊共享。
參照圖12b，示出了晶粒位置檢查方案。使用多個相機來執行DLC掃描。DLC掃描面板組件並識別塊的對準晶粒。例如，識別每個塊的對準晶粒。如圖所示，第一區域和第二區域（區域A和區域B）對應於DLC掃描的第一相機和第二相機（相機A和相機B）。輪廓代表相機所掃描的區。例如，區域A的輪廓表示由相機A掃描的區，區域B的輪廓表示由相機B掃描的區。如圖所示，由相機A掃描的區1251a覆蓋塊1和塊3，而由相機B掃描的區1251b覆蓋塊2和塊4。對準晶粒被用於確定塊的原點。例如，對準晶粒之一用作塊的原點晶粒1216。
在圖12c中，如圖所示，對準晶粒1216用作塊1214（例如，塊2）的原點晶粒。更詳細地示出了塊2的包含原點晶粒1216的部分1247。例如，原點晶粒被用於確定塊2的（0，0）坐標。例如，從原點晶粒確定x軸上的0或原點以及y軸的0或原點。晶粒由至少一個參考點參考。在一個實施方式中，晶粒由兩個參考點1230 1至1230 2參考。使用兩個參考點有助於確定晶粒的角位置。在一個實施方式中，測量原點晶粒的相鄰對準晶粒。這兩個相鄰的對準晶粒被用於確定代表塊正交性的軸。如圖所示，這兩個對準晶粒被用於確定x軸。在其他情況下，可以使用這兩個對準晶粒來確定y軸。一旦確定了塊2的軸，系統就生成塊2的所有晶粒位置的X坐標、Y坐標。在一個實施方式中，晶粒使用兩個參考點參考。使用兩個參考點有助於確定晶粒的角位置。根據相應塊的原點晶粒來計算所有塊的晶粒位置。逐塊地生成結果，每個塊都具有其自己的原點和晶粒坐標數據。在另選的實施方式中，僅基於原點晶粒來生成塊的所有晶粒位置的坐標。例如，不確定代表塊正交性的軸。
在一個實施方式中，創建了DLC導出文件。DLC導出文件包含對準面板的所有塊的所有晶粒位置的X坐標、Y坐標。由至少一個參考點表示晶粒位置。參考點對應於一組X坐標、Y坐標。在一個實施方式中，由兩個參考點表示晶粒位置。例如，晶粒位置對應於兩組X坐標、Y坐標。DLC導出文件例如可以是CSV格式的。通過將面板縮小為較小的塊或片段，可以實現更高的接合精度。
如所描述的，本DLC處理的優點在於，它可以生成對準晶粒以及普通晶粒位置。可以在考慮或不考慮塊正交性的情況下基於塊的原點對準晶粒來計算不同塊的普通晶粒位置。另外，如圖12d所示，可以計算分割模塑面板的分割線1283。可以通過求所有晶粒在行或列中的位置的平均值來計算分割線。
圖13a至圖13e示出了第二面板組件上的晶粒的下游處理1300的實施方式的簡化截面圖。參照圖13a，示出了安裝有模製面板1360的載具基板1390。例如，示出了第二面板組件。模製面板包括用模製複合物1370封裝的晶粒。模製面板通過黏合帶1392附接到載具基板，形成下游工件。黏合帶的類型（諸如熱釋放帶）可以用於促進晶粒接合。在一個實施方式中，模製面板的底面被附接到載具基板。模製面板的這個頂面包括晶粒1314和晶粒1316的露出的活性面。露出的活性晶粒表面包括露出接合襯墊的通孔。
模製面板可以被構造有多個塊。一個塊包括以矩陣形式佈置的多個晶粒。例如，塊的晶粒以行和列排列。在一個實施方式中，一個塊在指定的對準晶粒區域中被設置有至少一個對準晶粒1316。每個塊的對準晶粒的數量可以取決於所使用的DLC方案。對準晶粒用作塊的參考點。
為了簡化，橫截面圖可以描繪具有4×4晶粒矩陣的簡單塊。塊包括設置在其角部處的對準晶粒1316和設置在其餘的晶粒位置的普通晶粒1314。要理解，模製面板可以包括多個塊並且一個塊可以包括具有大於4×4矩陣的尺寸大得多的晶粒矩陣。
使用相機模組1398來在下游工件上執行DLC掃描。相機模組可以被配置有用於識別對準晶粒的多個相機。掃描被配置為掃描整個模製面板並且基於模製面板上的原點生成晶粒位置的地圖。系統相對於模製面板的原點晶粒生成所有晶粒位置的X坐標、Y坐標。創建一個DLC導出文件，該DLC導出文件包含載具基板上模製面板的所有晶粒位置的X坐標、Y坐標或者地圖。
參照圖13b，DLC導出文件被發送到下游處理工具以進行處理。在一個實施方式中，該處理可以包括形成互連。在一個實施方式中，下游處理包括形成互連層1375。該互連層例如可以是銅基合金，諸如銅鈦合金。其他類型的互連或金屬層也可能是實用的。例如，通過濺射、填充晶粒中的通孔以及覆蓋模製面板的表面來形成互連。
將導出的DLC文件輸入到激光直接成像（LDI）系統中，以對介電層進行構圖。在一個實施方式中，DLC文件被轉換成LDI系統可讀的電路文件。轉換後的電路文件由LDI系統使用，該LDI系統從對準晶粒獲取參考並且提取DLC數據以確定用於對介電層1380進行構圖的實際晶粒位置，從而形成用於使填充的通孔露出的開口1382，如圖13c所示，形成用於跡線互連的跡線區域。
參照圖13d，下游工件經歷鍍層處理。例如，諸如電鍍這樣的鍍層處理在介電層的開口中形成跡線互連1378。在形成跡線互連之後，如圖13e所示，去除介電層。介電層的去除可以通過例如剝膜（stripping）來實現。用於去除介電層的其他技術也可以是實用的。隨後的處理可以包括去除載具基板並且將面板進行切割以使器件單體化。
圖14a和圖14b示出了關於下游處理的接合接觸件的跡線互連公差的簡化側視圖和俯視圖1400，該下游處理使用具有局部晶粒對準標記和對準晶粒的對準面板。參照圖14a和圖14b，示出了單晶粒構造1405a的跡線互連和多晶粒構造1405b的跡線互連。例如，單晶粒構造示出了由模製複合物1470封裝的晶粒1414。至於多晶粒構造，示例性地示出了由模製複合物1470封裝的第一晶粒1414 1和第二晶粒1414 2。一個或多個晶粒的活性面包括設置在接合接觸件1475上方的跡線互連1477，該接合接觸件1475填充使接合襯墊露出的接合通孔。如圖所示，由於基於在對準載具和對準晶粒上使用局部晶粒對準標記來精確地計算晶粒位置，因此下游處理（諸如形成跡線互連）更加精確。例如，焊環（annular ring，AR）公差為+/- 10 μm。此外，DLC能夠將焊環公差進一步改善到小於+/- 5 μm。
如所描述的，使用具有局部對準標記的對準載具來執行晶粒接合，以提高精度。局部對準標記也可以適用於晶圓級封裝（WLP）工藝。例如，可以在晶圓的晶粒上設置局部對準標記，以提高接合精度。
在不脫離本創作的精神或實質特性的情況下，可以以其他具體形式來體現本創作。因此，前述實施方式在所有方面都應該被認為是說明性的，而不是限制本文中所描述的創作。因此，本創作的範圍由所附的申請專利範圍而不是由前述的說明來指示，並且落入申請專利範圍的等同含義和範圍內的所有改變都應被本文所涵蓋。
本申請案主張於2019年3月27日提交的新加坡臨時申請案第10201902757X號的優先權以及於2020年03月10日提交的美國申請案第16/814,961號的優先權。
100:半導體晶圓 100a:晶圓的俯視圖 100b:晶圓的側視圖 100c:晶圓的側視圖 105:器件 / 個體晶圓 120:切割線 200:對準載具 220:晶粒接合區域塊 240:晶粒接合區域 245:晶粒接合區域 250:局部對準標記 252:晶粒附接區域 300:處理 310:步驟 320:步驟 330:步驟 340:步驟 400:晶粒接合器 410:對準載具 420:基座組件 430:接合組件 435:支撐件或機架組件 440:接合組件致動器 441:接合頭 442:接合工具 / 接合器 444:接合頭致動器 450:相機模組 500:相機單元 501:距離 510:對準載具 514:晶粒 530a:第一整合對準相機子單元 / 第一相機子單元 530b:第二整合對準相機子單元 / 第二相機子單元 534a:共線相機 534b:共線相機 536a:高分辨率鏡頭 536b:高分辨率鏡頭 538a:光源 / 第一光源 538b:光源 / 第二光源 540:光反射器子單元 542a:第一反射器或反射鏡 542b:第二反射器或反射鏡 546:棱鏡 610:對準載具 614 1:第一晶粒 614 2:第二晶粒 640:晶粒接合區域 650:局部晶粒對準標記 714 1:第一晶粒 / 晶粒 714 2:第二晶粒 / 晶粒 714 3:晶粒 714 4:晶粒 714 5:晶粒 740:晶粒附接區域 800:過程 802:晶粒接合器 810:載具 / 面板 814:晶粒 816:晶粒 820:基座組件 / 載具 840:接合組件致動器 842:接合頭 850:相機模組 860:晶粒供給器組件 / 晶粒供給器 900:處理流程 905:步驟 910:步驟 915:步驟 920:步驟 925:步驟 930:步驟 935:步驟 940:步驟 945:步驟 950:步驟 1000:對準處理 1005a:俯視圖 1005b:側視圖 1010:對準載具 1014:晶粒 1015:晶粒 1018:通孔 1022:晶粒圖案 1026:通孔 1028:晶粒對準點 1040:晶粒接合區域 / 晶粒區域 1050:相機模組 1055:局部晶粒對準標記 1062:晶粒區域圖案 1066:對準標記 1068:晶粒區域對準點 1100:重構處理 1110:對準載具 1111:活性面 1112:黏合帶 1114:晶粒 1140:晶粒區域 1155:局部晶粒對準孔或標記 1160:模製面板 1170:模製複合物 1180:磨削輪 1190:載具基板 1192:黏合帶 1200:處理 1214:晶粒 1216:晶粒 1220:載具基板 1230:塊 1230 1:參考點 1230 2:參考點 1247:部分 1251a:區 1251b:區 1260:模製面板 1283:分割線 1300:下游處理 1314:晶粒 1316:晶粒 1360:模製面板 1370:模製複合物 1375:互連層 1378:跡線互連 1380:介電層 1382:開口 1390:載具基板 1392:黏合帶 1398:相機模組 1400:簡化側視圖和俯視圖 1405a:單晶粒構造 1405b:多晶粒構造 1414:晶粒 1414 1:第一晶粒 1414 2:第二晶粒 1470:模製複合物 1475:接合接觸件 1477:跡線互連
附圖被併入在說明書中並形成說明書的一部分，其中相似的標號表示相似的部件，附圖例示了本創作的優選實施方式，並且與描述一起用於解釋本創作的各種實施方式的原理。 [圖1]示出了半導體晶圓的各種視圖； [圖2]示出了用於晶粒接合的對準載具的實施方式的簡化俯視圖； [圖3]示出了製備用於晶粒接合的對準載具的處理流程的實施方式； [圖4]示出了接合工具的實施方式的簡化側視圖； [圖5a至圖5b]示出了接合工具的相機單元的實施方式的簡化俯視圖和側視圖； [圖5c]示出了相機單元的組件的示例性距離配置； [圖6]示出了對準載具的另一實施方式的一部分； [圖7a至圖7b]示出了具有多個晶粒的晶粒接合區域的示例性晶粒佈局； [圖8a至圖8f]示出了將晶粒附接到對準載具的晶粒接合區域上的簡化處理； [圖9]示出了使用對準載具進行晶粒接合的簡化流程； [圖10a至圖10d]更詳細地示出了對準處理的實施方式； [圖11a至圖11f]示出了使用對準載具的晶粒重構處理的實施方式的簡化截面圖； [圖12a至圖12c]示出了載具基板上的晶粒位置檢查的處理； [圖12d]示出了根據DLC計算出的面板組件的分割線； [圖13a至圖13e]示出了在載具基板上的晶粒的下游處理的實施方式的簡化截面圖；以及 [圖14a至圖14b]示出了關於下游處理的接合接觸件的跡線互連公差的簡化側視圖和俯視圖，該下游處理使用具有局部晶粒對準標記和對準晶粒的對準載具。
200:對準載具
220:晶粒接合區域塊
240:晶粒接合區域
245:晶粒接合區域
250:局部對準標記
252:晶粒附接區域

Claims (19)

  1. 一種用於半導體器件接合的對準載具，其中，所述對準載具包括： 平面載具；以及 在所述平面載具上限定的半導體器件接合區域； 其中，所述平面載具的每個半導體器件接合區域包括用於半導體器件接合的局部對準標記。
  2. 根據請求項1所述的對準載具，其中，各半導體器件接合區域包括半導體器件附接區域，所述半導體器件附接區域被構造成用於將半導體器件接合到所述附接區域。
  3. 根據請求項2所述的對準載具，其中，各半導體器件接合區域的局部對準標記被設置在所述半導體器件附接區域的外部，以允許所述局部對準標記在半導體器件接合之後是可見的。
  4. 根據請求項2所述的對準載具，其中，各半導體器件接合區域的局部對準標記被設置在所述半導體器件附接區域內並且在半導體器件接合之後被覆蓋。
  5. 根據請求項1所述的對準載具，其中，各半導體器件接合區域被構造有4個局部對準標記，所述4個局部對準標記被佈置成作為矩形的角部。
  6. 根據請求項1所述的對準載具，其中，所述平面載具包括低膨脹係數(CTE)材料，所述低膨脹係數材料包括膨脹係數小於或等於8的材料。
  7. 根據請求項1所述的對準載具，其中，所述平面載具包括： 透明面板，所述透明面板具有上面限定了所述半導體器件接合區域的活性面；以及 標記片材，所述標記片材具有標記面，所述標記面附接到所述透明面板的相反的非活性面，其中，所述標記面包括設置在與所述半導體器件接合區域對應的位置的局部對準標記。
  8. 根據請求項1所述的對準載具，其中，所述半導體器件接合區域被構造用於接合多個半導體器件，以形成多晶片模組(MCM)封裝。
  9. 根據請求項1所述的對準載具，其中，所述半導體器件接合區域被分割成半導體器件區域的塊，並且各個塊包括被指定用於對準器件的對準器件接合區域。
  10. 根據請求項9所述的對準載具，其中，所述塊在空間上分隔，以在所述對準載具上形成不同的塊。
  11. 根據請求項9所述的對準載具，其中，各個塊包括位於塊的角部處的對準半導體器件接合區域。
  12. 一種用於半導體器件接合器的對準系統，其中，所述對準系統包括： 整合的相機模組，所述整合的相機模組被構造為： 在垂直方向向下觀察，以當具有帶局部對準標記的半導體器件接合區域的對準載具被安裝在所述半導體器件接合器的基座組件上時，檢測所述對準載具的要進行半導體器件接合的半導體器件接合區域的局部對準標記，並且 在垂直方向向上觀察，以觀察當被附接到所述半導體器件接合器的用於半導體器件接合的接合頭時的半導體器件的底面；以及 對準控制器，所述對準控制器接收來自所述相機模組的輸入，所述對準控制器被構造為基於來自所述相機模組的輸入來將當被附接到所述接合頭時的半導體器件與要進行半導體器件接合的半導體器件接合區域對準，以便半導體器件接合。
  13. 根據請求項12所述的對準系統，其中，所述對準控制器被構造為當半導體器件被附接到所述接合頭時，便於在接合區域上用於半導體器件接合的位置對準所述接合頭，其中，對準所述接合頭包括基於來自所述相機模組的輸入在x-y平面中水平地和有角度地移動。
  14. 根據請求項12所述的對準系統，其中： 所述基座組件被構造為將所述對準載具保持在用於半導體器件接合的固定位置；並且 所述對準控制器被構造為將所述接合頭移動到對準位置，其中，將所述接合頭移動到對準位置包括： 在x方向和y方向上的水平運動，以及所述接合頭的使所述半導體器件在x-y平面中有角度地旋轉的角運動，用於與所述對準載具上的要進行半導體器件接合的半導體器件接合區域的半導體器件附接區域的精細對準。
  15. 根據請求項12所述的對準系統，其中，所述相機模組包括： 第一相機子單元，所述第一相機子單元包括具有第一光源的第一共線視覺相機，其中，所述第一相機子單元被構造為在垂直方向上向下觀察，以檢測所述對準載具上的所述局部對準標記；以及 第二相機子單元，所述第二相機子單元包括具有第二光源的第二共線視覺相機，其中，所述第二相機子單元被構造為在垂直方向上向上觀察，以便觀察當被附接到所述半導體器件接合器的所述接合頭時的所述半導體器件的底面。
  16. 根據請求項15所述的對準系統，其中，所述第二光源被構造為產生具有第二波長的第二光，所述第二光足以穿透用於半導體器件接合的所述對準載具上的黏合帶，以檢測所述對準載具上的局部對準標記。
  17. 根據請求項15所述的對準系統，其中，所述第一相機子單元和所述第二相機子單元沿著水平x-y平面並排地設置，以減小高度，以減小具有半導體器件的所述接合頭行進到用於半導體器件接合的半導體器件接合區域的距離。
  18. 根據請求項12所述的對準系統，還包括：用於半導體器件接合的對準載具，所述對準載具包括： 平面載具；以及 在所述平面載具上限定的半導體器件接合區域； 其中，所述平面載具的每個半導體器件接合區域包括用於半導體器件接合的局部對準標記。
  19. 根據請求項12至18中任一項所述的對準系統，還包括：半導體器件位置檢查裝置，所述半導體器件位置檢查裝置包括相機模組，所述相機模組被配置為掃描模製面板的對準器件生成坐標軸，從而生成模製面板上半導體器件相對於對準器件的位置信息。
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Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
TWI759709B (zh) * 2019-03-27 2022-04-01 新加坡商Ｐｙｘｉｓ Ｃｆ有限公司 用於半導體器件接合的對準載具、對準系統及方法
TWI793790B (zh) * 2020-10-02 2023-02-21 新加坡商Ｐｙｘｉｓ Ｃｆ私人有限公司 面板級封裝的精確重構方法
TWI802006B (zh) * 2020-12-31 2023-05-11 南韓商樂金顯示科技股份有限公司 顯示裝置
US11817326B2 (en) 2020-03-10 2023-11-14 Pyxis Cf Pte. Ltd. Precision reconstruction for panel-level packaging

Families Citing this family (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN114688974B (zh) * 2020-12-30 2023-09-01 Pyxis Cf私人有限公司 面板级封装中半导体裸片的贴片后检测方法和系统
JP2022145332A (ja) * 2021-03-19 2022-10-04 ファスフォードテクノロジ株式会社 ダイボンディング装置および半導体装置の製造方法

Family Cites Families (9)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US6668449B2 (en) * 2001-06-25 2003-12-30 Micron Technology, Inc. Method of making a semiconductor device having an opening in a solder mask
JP5049573B2 (ja) * 2006-12-12 2012-10-17 新光電気工業株式会社 半導体装置
WO2011043025A1 (ja) * 2009-10-07 2011-04-14 パナソニック株式会社 固体撮像素子および撮像装置
US10745796B2 (en) * 2014-10-17 2020-08-18 Advantech Global, Ltd Multi-mask alignment system and method
US9704822B2 (en) 2015-11-10 2017-07-11 International Business Machines Corporation Bonding substrates using solder surface tension during solder reflow for three dimensional self-alignment of substrates
US9691747B1 (en) * 2015-12-21 2017-06-27 International Business Machines Corporation Manufacture of wafer—panel die package assembly technology
JP6478939B2 (ja) 2016-03-31 2019-03-06 東レエンジニアリング株式会社 実装装置および実装方法
JP6307730B1 (ja) 2016-09-29 2018-04-11 株式会社新川 半導体装置の製造方法、及び実装装置
US11456259B2 (en) * 2019-03-27 2022-09-27 Pyxis Cf Pte. Ltd. Panel level packaging for devices

Cited By (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
TWI759709B (zh) * 2019-03-27 2022-04-01 新加坡商Ｐｙｘｉｓ Ｃｆ有限公司 用於半導體器件接合的對準載具、對準系統及方法
US11817326B2 (en) 2020-03-10 2023-11-14 Pyxis Cf Pte. Ltd. Precision reconstruction for panel-level packaging
TWI793790B (zh) * 2020-10-02 2023-02-21 新加坡商Ｐｙｘｉｓ Ｃｆ私人有限公司 面板級封裝的精確重構方法
TWI794136B (zh) * 2020-10-02 2023-02-21 新加坡商Ｐｙｘｉｓ Ｃｆ私人有限公司 面板級封裝的精確重構方法
TWI802006B (zh) * 2020-12-31 2023-05-11 南韓商樂金顯示科技股份有限公司 顯示裝置

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