一种三维异质异构集成芯片微组装机制造技术

本发明专利技术公开了一种三维异质异构集成芯片微组装机，包括：第一焊头机构，其包括第一Z轴移动器、第一旋转电机、连接块和第一焊头，连接块可转动的安装在第一旋转电机的转轴上，连接块两端设置有中心对称布置的第一焊头，第一焊头下方设置有晶圆台；第二焊头机构，其包括第二Z轴移动器、第二旋转电机、第一旋转架和第二焊头，第二旋转电机固定安装在第二Z轴移动器上，第一旋转架固定安装在第二旋转电机的输出端，第一旋转架上设置有周向等距布置的若干个旋臂；第三焊头机构设置在第二焊头机构一侧；工作台位置对应设置在第三焊头机构下方。本发明专利技术相较于现有技术，提高芯片和工作台上晶圆的键合精度，同时提高芯片组装效率以及加工质量。量。量。

【技术实现步骤摘要】
一种三维异质异构集成芯片微组装机


[0001]本专利技术属于芯片微组装领域，尤其涉及一种三维异质异构集成芯片微组装机。

技术介绍

[0002]随着半导体集成电路的集成度越来越高，芯片中晶体管的集成度逐渐达到上限，因此出现了3D集成电路(integrated circuit，IC)技术，3D集成电路(integrated circuit，IC)被定义为一种系统级集成结构，3D集成电路通过键合工艺实现多个芯片之间的垂直互连，增加了芯片的空间，提高了晶体管的集成度，同时还能提高集成电路的工作速度，降低集成电路的功耗。
[0003]目前，键合工艺的总体流程为分别是清洗、等离子体活化或称电浆活化、键合、全自动虚拟量测；其中清洗主要是清洗芯片表面和背面的颗粒，以防后续键合时由于表面存在颗粒而产生气泡，而在芯片表面形成的水膜，便于形成范德华力将芯片和晶圆吸附在一起；等离子体活化或称电浆活化的作用是激活芯片表面性形成较为强健的范德华力，便于下一步芯片和晶圆能够较为容易的键合在一起；芯片键合主要是将芯片和晶圆键合在一起，运用顶端的顶针将上层的芯片的中心与下层的晶圆先接触形成键合波，中心形成的键合波逐渐向两边扩散，芯片和晶圆由于键合波的作用键合在一起；全自动虚拟量测是测量键合后芯片和晶圆的偏差，通过这四个模块的相互作用，将芯片和晶圆紧密的键合在一起。
[0004]现有的芯片微组装机中，芯片和工作台上晶圆的键合精度不高，影响芯片的加工质量。

技术实现思路

[0005]本专利技术的目的在于：提供一种三维异质异构集成芯片微组装机，提高芯片和工作台上晶圆的键合精度，同时提高芯片组装效率以及加工质量。
[0006]为了实现上述目的，本专利技术采用了如下技术方案：一种三维异质异构集成芯片微组装机，包括：
[0007]第一焊头机构，其包括第一Z轴移动器、第一旋转电机、连接块和第一焊头，第一旋转电机固定安装在第一Z轴移动器上，连接块可转动的安装在第一旋转电机的转轴上，连接块两端设置有中心对称布置的第一焊头，第一焊头下方设置有晶圆台，第一焊头机构上方设置有平行布置的第一视觉、第二视觉；
[0008]第二焊头机构，其包括第二Z轴移动器、第二旋转电机、第一旋转架和第二焊头，第二旋转电机固定安装在第二Z轴移动器上，第一旋转架固定安装在第二旋转电机的输出端，第一旋转架上设置有周向等距布置的若干个旋臂，第二焊头固定安装在旋臂上，第一旋转架一侧设置有第三视觉；
[0009]第三焊头机构，第三焊头机构设置在第二焊头机构一侧；
[0010]工作台，工作台位置对应设置在第三焊头机构下方。
[0011]作为上述技术方案的进一步描述：
[0012]第三焊头机构包括第一X轴移动器、第三旋转电机、第二旋转架、第三焊头、第四焊头和第三Z轴移动器，第三旋转电机固定安装在第一X轴移动器上，第二旋转架固定安装在第三旋转电机的输出端，第三焊头固定安装在第二旋转架上，第四焊头固定安装在第三Z轴移动器上，第四焊头下方设置有第四视觉。
[0013]作为上述技术方案的进一步描述：
[0014]第三焊头机构包括第二X轴移动器、第四Z轴移动器、第五焊头和校正台，第四Z轴移动器固定安装在第二X轴移动器上，第五焊头固定安装在第四Z轴移动器上，校正台一侧设置有第五视觉。
[0015]作为上述技术方案的进一步描述：
[0016]第三焊头机构一侧设置有第六视觉。
[0017]作为上述技术方案的进一步描述：
[0018]第五焊头下方设置有第七视觉。
[0019]综上所述，由于采用了上述技术方案，本专利技术的有益效果是：
[0020]1、本专利技术方案一中，将芯片和工作台上晶圆键合的第四焊头只进行Z轴方向移动，并且通过双向视觉识别焊头上芯片的位置和工作台上晶圆的位置，提高芯片键合精度。
[0021]2、本专利技术方案二中，第二焊头机构和第三焊头机构之间设置有校正台，校正台对芯片的位置进行粗校正，提高芯片键合精度。
[0022]3、本专利技术方案三中，第二焊头机构和第三焊头机构之间设置有校正台，且将芯片和工作台上晶圆键合的第五焊头下方设置有双向视觉，双向视觉识别焊头上芯片的位置和工作台上晶圆的位置，提高芯片键合精度。
附图说明
[0023]为了更清楚地说明本专利技术实施例的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，应当理解，以下附图仅示出了本专利技术的某些实施例，因此不应被看作是对范围的限定，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他相关的附图。
[0024]图1为一种三维异质异构集成芯片微组装机方案一的结构示意图。
[0025]图2为一种三维异质异构集成芯片微组装机方案二的结构示意图。
[0026]图3为一种三维异质异构集成芯片微组装机方案三的结构示意图。
[0027]图例说明：
[0028]1、第一焊头机构；11、第一Z轴移动器；12、第一旋转电机；13、连接块；14、第一焊头；15、第一视觉；16、第二视觉；2、第二焊头机构；21、第二Z轴移动器；22、第二旋转电机；23、第一旋转架；24、第二焊头；25、第三视觉；3、第三焊头机构；31a、第一X轴移动器；32a、第三旋转电机；33a、第二旋转架；34a、第三焊头；35a、第四焊头；36a、第三Z轴移动器；37a、第四视觉；31b、第二X轴移动器；32b、第四Z轴移动器；33b、第五焊头；34b、校正台；35b、第五视觉；36b、第六视觉；37b、第七视觉；4、工作台；5、晶圆台。
具体实施方式
[0029]下面将结合本专利技术实施例中的附图，对本专利技术实施例中的技术方案进行清楚、完
整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本专利技术一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本专利技术中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其它实施例，都属于本专利技术保护的范围。
[0030]实施例一
[0031]请参阅图1，本专利技术提供一种技术方案：一种三维异质异构集成芯片微组装机，包括：
[0032]第一焊头机构1，其包括第一Z轴移动器11、第一旋转电机12、连接块13和第一焊头14，第一旋转电机12固定安装在第一Z轴移动器11上，连接块13可转动的安装在第一旋转电机12的转轴上，连接块13两端设置有中心对称布置的第一焊头14，第一焊头14下方设置有晶圆台5，第一焊头机构1上方设置有平行布置的第一视觉15、第二视觉16；晶圆台5在水平面内可以沿X轴、Y轴、θ轴运动。
[0033]第二焊头机构2，其包括第二Z轴移动器21、第二旋转电机22、第一旋转架23和第二焊头24，第二旋转电机22固定安装在第二Z轴移动器21上，第一旋转架23固定安装在第二旋转电机22的输出端，第一旋转架23上设置有周向等距布置的若干个旋臂，第二焊头24固定安装在旋臂上，第一旋转架23一侧设置有第三视觉25；
[0034]第三焊头机构本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种三维异质异构集成芯片微组装机，其特征在于，包括：第一焊头机构(1)，其包括第一Z轴移动器(11)、第一旋转电机(12)、连接块(13)和第一焊头(14)，所述第一旋转电机(12)固定安装在所述第一Z轴移动器(11)上，所述连接块(13)可转动的安装在所述第一旋转电机(12)的转轴上，所述连接块(13)两端设置有中心对称布置的所述第一焊头(14)，所述第一焊头(14)下方设置有晶圆台(5)，所述第一焊头机构(1)上方设置有平行布置的第一视觉(15)、第二视觉(16)；第二焊头机构(2)，其包括第二Z轴移动器(21)、第二旋转电机(22)、第一旋转架(23)和第二焊头(24)，所述第二旋转电机(22)固定安装在所述第二Z轴移动器(21)上，所述第一旋转架(23)固定安装在所述第二旋转电机(22)的输出端，所述第一旋转架(23)上设置有周向等距布置的若干个旋臂，所述第二焊头(24)固定安装在所述旋臂上，所述第一旋转架(23)一侧设置有第三视觉(25)；第三焊头机构(3)，所述第三焊头机构(3)设置在所述第二焊头机构(2)一侧；工作台(4)，所述工作台(4)位置对应设置在所述第三焊头机构(3)下方。2.根据权利要求1所述的一种三维异质异构集成芯片微组装机，其特征在于，所述第三焊...

【专利技术属性】
技术研发人员：王敕，尚明伟，
申请(专利权)人：苏州艾科瑞思智能装备股份有限公司，
类型：发明
国别省市：