用于激光辅助接合的关注区定位制造技术

本公开涉及用于激光辅助接合的关注区定位。通过提供半导体管芯而形成半导体器件。激光辅助接合（LAB）组件设置在半导体管芯上。LAB组件包括红外（IR）相机。IR相机用于捕获半导体管芯的图像。对图像执行图像处理以标识半导体管芯的拐角。在图像中相对于半导体管芯的拐角标识关注区（ROI）。参数可以用来控制ROI的尺寸和ROI相对于相应拐角的位置。在执行LAB时，使用IR相机针对温度来监测ROI。用IR相机针对温度来监测ROI。用IR相机针对温度来监测ROI。

【技术实现步骤摘要】
用于激光辅助接合的关注区定位


[0001]本专利技术一般涉及半导体器件，并且更特别地涉及用于在激光辅助接合期间定位关注区的方法和器件。

技术介绍

[0002]半导体器件通常在现代电子产品中找到。半导体器件执行各种各样的功能，例如信号处理、高速计算、发射和接收电磁信号、控制电子器件、将太阳光转换成电、以及为电视显示器产生视觉图像。半导体器件在通信、功率转换、网络、计算机、娱乐和消费产品的领域中找到。半导体器件也在军事应用、航空、汽车、工业控制器和办公设备中找到。
[0003]半导体制造的一个目标是生产较小的半导体器件。较小的器件通常消耗较少的功率，具有较高的性能，并且可以更高效地生产。此外，较小的半导体器件具有较小的占用区域（footprint），这对于较小的最终产品是期望的。通过前端工艺中的改进，可以实现较小的半导体管芯尺寸，从而产生具有较小、较高密度的有源和无源元器件的半导体管芯。后端工艺可以通过在电互连和封装材料中的改进而产生具有较小占用区域的半导体器件封装。
[0004]当半导体器件在尺寸方面减小时，制造工艺的许多方面变得有问题并且必须被改进或替换。半导体管芯通常通过将半导体管芯的焊料凸块设置成与衬底的接触焊盘接触而安装到衬底上。在炉中加热该组件以回流焊料凸块，从而将半导体管芯附着到衬底。
[0005]随着半导体管芯以及伴随的互连结构被制造得更小和更薄，回流炉工艺的影响对电部件有更大损害。激光辅助接合（LAB）已经被采用作为改进的解决方案。LAB使用激光将能量直接施加到正被安装的管芯的背面，该能量被转换成热能以回流在管芯的正面上的焊料凸块。LAB提供比回流炉更局部的热量，并能够以更短的循环时间回流凸块。结果是LAB可以用于将管芯安装到衬底，而降低损坏薄管芯和互连层的可能性。
[0006]LAB的重要方面是使用红外（IR）相机来实时监测管芯的温度。在称为关注区（ROI）的管芯的特定区域内监测温度。目前，IR相机由工程师手动定位，并且然后IR相机上的特定像素作为ROI被监测以保持可接受的温度。手动IR相机放置易遭受可能导致ROI位置被错放的人为错误。可靠地复制ROI定位是困难的。因此，存在如下需要：改进的方法和系统，用于在激光辅助接合期间将IR相机对准到关注区。
附图说明
[0007]图1a
‑
1c示出具有由切道分离的多个半导体管芯的半导体晶片；图2a
‑
2h示出关注区（ROI）对准；图3a
‑
3e示出自动ROI对准；图4a
‑
4c示出一个ROI对准示例；图5a
‑
5c示出另一ROI对准示例；图6a
‑
6c示出激光辅助接合之后的半导体封装的完成；以及图7示出具有激光辅助接合器件的电子器件。
具体实施方式
[0008]在以下描述中，参考附图在一个或多个实施例中描述本专利技术，在所述附图中，相同的数字表示相同或类似的要素。虽然根据用于实现本专利技术目的的最佳模式描述本专利技术，但是本领域技术人员将会理解，本专利技术旨在覆盖可以包括在由所附权利要求以及由以下公开和附图支持的它们的等同物限定的本专利技术的精神和范围内的替代、修改和等同物。本文中所使用的术语“半导体管芯”指代单数形式和复数形式的词语两者，且因此可以指代单个半导体器件和多个半导体器件两者。
[0009]半导体器件通常使用两种复杂的制造工艺来制造：前端制造和后端制造。前端制造涉及在半导体晶片的表面上形成多个管芯。晶片上的每个管芯包含被电连接以形成功能电路的有源和无源电元器件。有源电元器件，例如晶体管和二极管，具有控制电流流动的能力。无源电元器件，例如电容器、电感器和电阻器，产生为执行电路功能所需的电压和电流之间的关系。
[0010]后端制造指代将完成的晶片切割或单片化为个别半导体管芯并封装该半导体管芯以用于结构支撑、电互连和环境保护。为了单片化半导体管芯，晶片沿晶片的称为切道或划线的非功能区域被刻划和断开。使用激光切割工具或锯条将晶片单片化。在单片化之后，将个别半导体管芯安装到封装衬底，所述封装衬底包括用于与其他系统元器件互连的引脚或接触焊盘。然后将形成在半导体管芯上的接触焊盘连接到封装内的接触。可以用导电层、凸块、柱形凸块、导电膏、接合线或其他合适的互连结构来进行电连接。将封装剂或其他模制材料沉积在封装上以提供物理支撑和电隔离。然后将完成的封装插入到电系统中，并且使半导体器件的功能可用于其他系统元器件。
[0011]图1a示出具有基底衬底材料102的半导体晶片100，所述基底衬底材料102例如硅、锗、磷化铝、砷化铝、砷化镓、氮化镓、磷化铟、碳化硅或用于结构支撑的其他块体材料。多个半导体管芯或元器件104形成在晶片100上，由无源、管芯间晶片区域或切道106分离。切道106提供切割区域以将半导体晶片100单片化成个别半导体管芯104。在一个实施例中，半导体晶片100具有100
‑
450毫米（mm）的宽度或直径。
[0012]图1b示出半导体晶片100的一部分的截面图。每个半导体管芯104都具有背或无源表面108和有源表面110，所述有源表面110包含被实现为根据管芯的电设计和功能而形成在管芯内且电互连的有源器件、无源器件、导电层和电介质层的模拟或数字电路。例如，电路可以包括：一个或多个晶体管、二极管和其他电路元件，形成在有源表面110内以实现模拟电路或数字电路，例如数字信号处理器（DSP）、功率放大器、专用集成电路（ASIC）、存储器或其他信号处理电路。半导体管芯104还可以包含用于RF信号处理的IPD，例如电感器、电容器和电阻器。
[0013]使用PVD、CVD、电解电镀、化学电镀工艺或其他合适的金属沉积工艺在有源表面110上形成导电层112。导电层112可以是一层或多层铝（Al）、铜（Cu）、锡（Sn）、镍（Ni）、金（Au）、银（Ag）或其他合适的导电材料。导电层112作为电连接到有源表面110上的电路的接触焊盘来操作。
[0014]使用蒸发、电解电镀、化学电镀、球滴或丝网印刷工艺在导电层112上沉积导电凸块材料。凸块材料可以是具有可选焊剂溶液的Al、Sn、Ni、Au、Ag、铅（Pb）、铋（Bi）、Cu、焊料、其组合、或其他合适的导电材料。例如，凸块材料可以是共晶Sn/Pb、高铅焊料或无铅焊料。
使用合适的附着或接合工艺将凸块材料接合到导电层112。在一个实施例中，通过将凸块材料加热到其熔点以上来使该材料回流以形成球或凸块114。在一个实施例中，凸块114形成在具有润湿层、阻挡层和粘合层的凸块下金属化层（UBM）上。凸块114还可以被压缩接合或热压接合到导电层112。凸块114表示可以在导电层112上形成的一种类型的互连结构。互连结构还可以使用接合线、导电膏、柱形凸块、微凸块或其他电互连。
[0015]在图1c中，使用锯条或激光切割工具118通过切道106将半导体晶片100单片化成个别半导体管芯104。可以检查和电测试个别半导体管芯104以识别单片化后的已知本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种制造半导体器件的方法，包括：提供半导体管芯；在所述半导体管芯上设置包括红外（IR）相机的激光辅助接合（LAB）组件；使用所述IR相机捕获所述半导体管芯的图像；对所述图像执行图像处理以标识所述半导体管芯的拐角；以及相对于所述半导体管芯的所述拐角标识所述图像中的关注区（ROI）。2.根据权利要求1所述的方法，还包括使用所述ROI距所述半导体管芯的相应拐角的距离的输入参数来标识所述ROI。3.根据权利要求2所述的方法，还包括使用所述ROI的尺寸的输入参数来标识所述ROI。4.根据权利要求1所述的方法，还包括：提供多个半导体管芯；在每个半导体管芯上移动LAB组件以个别地执行激光辅助接合；以及在将所述LAB组件移动到相应半导体管芯之后自动标识每个半导体管芯的ROI。5.根据权利要求1所述的方法，还包括在用所述LAB组件执行激光辅助接合时使用所述IR相机监测所述ROI的温度。6.根据权利要求1所述的方法，其中，执行图像处理包括二值化。7.一种制造半导体器件的方法，包括：提供半导体管芯；捕获所述半导体管芯的图像；标识所...

【专利技术属性】
技术研发人员：W，
申请(专利权)人：星科金朋私人有限公司，
类型：发明
国别省市：