拾放系统及其操作方法技术方案

提供一种拾放系统及其操作方法。拾放系统包含：晶圆固持器，用以固持底部晶粒；高架，具有向下延伸的稳定器；主驱动机构，连接至高架且用以水平及垂直驱动高架；吸头，用以固持顶部晶粒；及辅助驱动机构，位于高架处且连接至吸头且用以水平及垂直驱动吸头，以将顶部晶粒置放在底部晶粒上的靶位置处。在辅助驱动机构驱动吸头之前，主驱动机构垂直驱动高架，直至稳定器与底部晶粒接触为止。稳定器与底部晶粒接触为止。稳定器与底部晶粒接触为止。

【技术实现步骤摘要】
拾放系统及其操作方法


[0001]本揭露的实施例大体上是关于半导体封装，且更特定言之是关于一种用于半导体封装的拾放系统。

技术介绍

[0002]近年来，归因于各种电子元件(例如晶体管、二极管、电阻器、电容器等)的整合密度不断提高，半导体行业经历快速增长。在很大程度上，整合密度的提高由最小特征大小的迭代减小引起，这种情况允许将更多元件整合至给定区域中。
[0003]这些连续缩放的电子元件需要比先前的封装占用更少面积的更小的封装。例示性封装类型包含四方扁平封装(quad flat pack，QFP)、针栅阵列(pin grid array，PGA)、球栅阵列(ball grid array，BGA)、覆晶(flip chip，FC)、三维集成电路(three
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dimensional integrated circuit，3D IC)、晶圆级封装(wafer
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level package，WLP)及堆叠封装(package on package，PoP)装置。例如，前段、3D IC堆叠技术用于重新整合自晶片系统(System on Chip，SoC)分区的小晶片。所得集成晶片在系统效能方面优于原始SoC。所得集成晶片亦提供整合额外系统功能性的灵活性。如3D IC堆叠技术的那些进阶封装技术的优点包含提高的整合密度、较快的速度及较高的带宽，此是因为堆叠晶片之间的互连长度减少。然而，对于进阶封装技术而言，存在相当多的挑战需要处理。

技术实现思路

[0004]根据本揭露的一些实施例中，一种拾放系统包括一晶圆固持器、一高架、一主驱动机构、一吸头及一辅助驱动机构。晶圆固持器用以固持一底部晶粒。高架具有向下延伸的一稳定器。主驱动机构连接至该高架且用以水平及垂直驱动该高架。吸头用以固持一顶部晶粒。辅助驱动机构位于该高架处且连接至该吸头且用以水平及垂直驱动该吸头，以将该顶部晶粒置放在该底部晶粒上的一靶位置处。在该辅助驱动机构驱动该吸头之前，该主驱动机构垂直驱动该高架，直至该稳定器与该底部晶粒接触为止。
[0005]根据本揭露的一些实施例中，一种用于操作一拾放系统的方法，包括以下步骤：由一吸头拾取一顶部晶粒；由一主驱动机构驱动在一底部晶粒上方连接至该主驱动机构的一高架；由该主驱动机构垂直驱动该高架，直至自该高架向下延伸的一稳定器与该底部晶粒接触为止；及由位于该高架处且连接至该吸头的一辅助驱动机构水平及垂直驱动该吸头，以将该顶部晶粒置放在该底部晶粒上的一靶位置处。
[0006]根据本揭露的一些实施例中，一种拾放系统包括一晶圆固持器，用以固持一底部晶粒；一高架，具有向下延伸的一稳定器；一主驱动机构，连接至该高架且用以水平及垂直驱动该高架；一第一吸头，用以固持一第一顶部晶粒；一第二吸头，用以固持一第二顶部晶粒；一第一辅助驱动机构，位于该高架处且连接至该第一吸头且用以水平及垂直驱动该第一吸头，以将该第一顶部晶粒置放在该底部晶粒上的一第一靶位置处；及一第二辅助驱动机构，位于该高架处且连接至该第二吸头且用以水平及垂直驱动该第二吸头，以将该第二
顶部晶粒置放在该底部晶粒上的一第二靶位置处；及其中在该第一辅助驱动机构驱动该第一吸头且该第二辅助驱动机构驱动该第二吸头之前，该主驱动机构垂直驱动该高架直至该稳定器与该底部晶粒接触为止。
附图说明
[0007]当结合随附附图阅读时，根据以下详细描述最佳地理解本揭露的态样。应注意，根据行业中的标准实践，未按比例绘制各种特征。实务上，为论述清楚起见，各种特征的尺寸可以任意增加或减小。
[0008]图1为说明根据一些实施例的实例拾放系统的示意图；
[0009]图2为说明根据一些实施例的用于使用图1中所示出的拾放系统将顶部晶粒接合至底部晶粒的实例方法的流程图；
[0010]图3A至图3E为说明根据一些实施例的处于各个阶段的拾放系统的一部分的示意图；
[0011]图4A为根据一些实施例的实例对准图案的俯视图；
[0012]图4B为根据一些实施例的与图4A中所示出的对准图案对准的稳定器着陆脚的透视图；
[0013]图5为根据一些实施例的具有对准图案及稳定器着陆脚的实例底部晶粒的侧视图；
[0014]图6为根据一些实施例的实例对准图案的俯视图；
[0015]图7为根据一些实施例的实例对准图案的俯视图；
[0016]图8为根据一些实施例的实例对准图案的俯视图；
[0017]图9为根据一些实施例的实例靶接触区域的俯视图；
[0018]图10为根据一些实施例的实例对准图案的俯视图；
[0019]图11为说明根据一些实施例的实例光学对准系统的功能的图；
[0020]图12为说明根据一些实施例的另一实例光学对准系统的功能的图；
[0021]图13为说明根据一些实施例的实例拾放系统的示意图。
[0022]【符号说明】
[0023]100、1300:拾放系统
[0024]102:晶圆固持器
[0025]104、104a、104b、104c、104d:底部晶粒
[0026]106、106a、106b:顶部晶粒
[0027]110:主驱动机构
[0028]112:附接轴
[0029]114:高架
[0030]116、116a、116b:辅助驱动机构
[0031]118:稳定器
[0032]120、120a、120b、122:吸头
[0033]124:辅助区
[0034]126:视觉对准相机
[0035]128:光学对准系统
[0036]130、130a、130b:吸轴
[0037]132:真空装置
[0038]134:管道
[0039]136、136a、136b、136c、136d、136f、136f
‑
1、136f
‑
2、136f
‑
3、136f
‑4[0040]:对准图案
[0041]138、138a:稳定器着陆脚
[0042]150:硅基板
[0043]152:多层互连结构/MLI
[0044]154:硅通孔/TSV
[0045]156:接合层
[0046]158:混合接合金属垫
[0047]170:控制单元
[0048]172:视觉对准处理器
[0049]174:记忆体装置
[0050]176:显示器
[0051]178:I/O装置
[0052]200:方法
[0053]202、204、206、208、210、212、214、216:操作
[0054]402、402a、402b、402c、402d:着陆区域
[0055]404:顶表面
[0056]408a、408b、408c、408d、408e、408f:靶接触区域
[005本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种拾放系统，其特征在于，包括：一晶圆固持器，用以固持一底部晶粒；一高架，具有向下延伸的一稳定器；一主驱动机构，连接至该高架且用以水平及垂直驱动该高架；一吸头，用以固持一顶部晶粒；及一辅助驱动机构，位于该高架处且连接至该吸头且用以水平及垂直驱动该吸头，以将该顶部晶粒置放在该底部晶粒上的一靶位置处；及其中在该辅助驱动机构驱动该吸头之前，该主驱动机构垂直驱动该高架，直至该稳定器与该底部晶粒接触为止。2.如权利要求1所述的拾放系统，其特征在于，该稳定器包含自该高架向下延伸的三个或更多个支脚。3.如权利要求2所述的拾放系统，其特征在于，所述支脚分别具有稳定器着陆脚，且该底部晶粒在对应于所述支脚的该底部晶粒的一顶表面上分别具有三个或更多个对准图案。4.如权利要求3所述的拾放系统，其特征在于，当该稳定器与该底部晶粒接触时，所述稳定器着陆脚与所述对准图案对准。5.如权利要求3所述的拾放系统，其特征在于，该顶部晶粒及该底部晶粒使用混合接合来接合。6.如权利要求1所述的拾放系统，其特征在于，进一步包括：一视觉对准相机，位于该高架处，该视觉对准相机用以侦测该高架的一位置以辅助该主驱动机构将该高架驱动至一靶高架位置。7.如权利要求1所述的拾放系统，其特征在于，进一步包括：一光学对准系统，位于该吸头处且用以执行以下操作：监测该吸头的一位置；及基于该吸头的该位置产生一对准回馈。8.一种用于操作一拾放系统的方法，其特征在于，包括以下步骤：由一吸头拾取一顶部晶...

【专利技术属性】
技术研发人员：张任远，
申请(专利权)人：台湾积体电路制造股份有限公司，
类型：发明
国别省市：