磁性密封的晶片电镀夹具系统和方法
【专利说明】磁性密封的晶片电镀夹具系统和方法
[0001]相关专利申请的交叉引用
[0002]本文件要求提交于2012年7月18日、名称为“Plating Jig for WLCSPApplicat1n”(用于WLCSP应用的电镀夹具)的美国专利申请N0.61/673，115的权益，该专利申请的公开内容全文以弓I用方式并入本文。
技术领域
[0003]本发明涉及半导体器件制造领域，具体而言，涉及用于晶片电镀的系统。
【背景技术】
[0004]集成电路通过称为半导体器件制造的工艺形成。半导体器件可形成在半导体材料诸如硅晶体的薄片或晶片上。晶片充当构建于该晶片上的微电子器件的衬底。在这些集成电路的制造过程中，硅晶片经历一系列湿化学处理步骤。此系列中的一道湿化学处理步骤是电化学沉积，通常称为电镀。
[0005]在电镀工艺中，电流用于将金属离子从溶液沉积到晶片上，从而在晶片上形成金属膜、金属图案化结构或金属层。某些半导体封装技术，诸如晶片级芯片尺寸封装和倒装，涉及多个电镀步骤。阳极和晶片间适当大小的防护板对于在电镀过程中在整个晶片表面上实现均匀电镀来说至关重要。
【发明内容】
[0006]根据本发明的第一方面，晶片电镀夹具系统可包括:电绝缘晶片电镀夹具基座，其具有多个不同深度的至少部分重叠的凹腔，每个凹腔被配置为接纳不同尺寸的半导体晶片；多个磁性吸引物，在所述多个重叠凹腔中的每一个内设置至少一个所述多个磁性吸引物；以及导电盖板，其包括由支撑件环绕的中心开口，该盖板包含磁性吸引材料，该磁性吸引材料设置在邻近中心开口的支撑件内，并且在所述盖板被设置在所述晶片电镀夹具基座上时与所述磁性吸引物中的至少一个对准。
[0007]具体实施例可包括下列各项中的一者或多者。磁性吸引材料可包括铁磁材料。磁性吸引材料可包括铁。盖板还可包括RFID标签。盖板还可包括内侧压配合密封件，该内侧压配合密封件邻近中心开口并且位于当盖板以与多个重叠空腔中的至少一者同心的方式设置在晶片电镀夹具基座上时面向该晶片电镀夹具基座的表面上。盖板还可包括外侧压配合密封件，该外侧压配合密封件远离中心开口并且位于当盖板以与多个重叠空腔中的至少一者同心的方式设置在晶片电镀夹具基座上时面向该晶片电镀夹具基座的盖板表面上。在盖板以中心开口与多个重叠凹腔同心的方式设置在晶片电镀夹具基座上时，多个磁性吸引物中的至少一个可设置在外侧压配合密封件和重叠凹腔中的一者的外边缘之间。多个重叠凹腔中的第一个可被配置为接纳直径为200毫米的圆形晶片。多个重叠凹腔中的第二个可被配置为接纳直径为300毫米或450毫米的圆形晶片。盖板还可包括环绕中心开口的支撑件上的导电体，其中盖板还可包括与该导电体可移除地耦合的至少一个导电接触销。盖板可包括第一盖板，所述系统还包括第二盖板，该第二盖板包括大于第一盖板的中心开口并且由支撑件环绕的中心开口，该第二盖板包含设置在邻近所述中心开口的所述支撑件内的磁性吸引材料，并且当所述盖板设置在所述晶片电镀夹具基座上时，所述磁性吸引材料与不同于所述第一盖板的磁性吸引材料所对准的所述基座的磁性吸引物中的一个对准。多个重叠凹腔可以为第一多个重叠凹腔并且设置在晶片电镀夹具基座的第一面上，该晶片电镀夹具基座还包括设置在该晶片电镀夹具基座的与所述第一面相对的第二面上的第二多个重叠凹腔。盖板可包括第一盖板，所述系统还可包括第二盖板，该第二盖板包括由支撑件环绕的中心开口，该第二盖板包含磁性吸引材料，该磁性吸引材料邻近中心开口设置在支撑件内并且当该第二盖板设置在晶片电镀夹具基座的第二面上时与第二多个磁性吸引物中的至少一个磁性吸引物对准。
[0008]在另一方面，本发明涉及一种制备半导体晶片的方法，所述方法可包括:将半导体晶片置入晶片电镀夹具的电绝缘基座内不同深度和不同宽度的多个重叠凹腔中的第一个中，所述多个凹腔中的每一个包括与所述多个凹腔中的第二个的磁性吸引物一起设置的磁性吸引物；将具有环绕中心开口的支撑件的导电盖板在半导体晶片上方磁力耦合于基座，使得半导体晶片的边缘被盖板覆盖并且电连接到盖板，而且半导体晶片的中央部通过中心开口暴露；并且在半导体晶片设置在被磁力耦合的基座和盖板之间时将半导体晶片露出的中央部的至少一部分电镀一层导电金属。
[0009]具体实施例可包括下列各项中的一者或多者。利用围绕盖板的中心开口而设的并且在电镀过程中与晶片接触的密封件将半导体晶片和盖板之间的接合处密封。利用远离盖板的中心开口设置在盖板上的密封件将盖板和基座之间的接合处密封，该密封件包括与半导体晶片的表面形成电连接的电触点。通过将相关数据存储在盖板上的RFID标签内来识别要被电镀的半导体晶片的特性。将夹具组件浸没在具有阳极的镀槽中，并且通过与半导体晶片接合的至少一个可移除接触销在该阳极和盖板之间施加电势。半导体晶片可以为第一半导体晶片并且盖板可以为第一盖板，所述方法还可包括:从第一凹腔移除第一半导体晶片并且将第二半导体晶片放置到第二凹腔中，该第二凹腔具有与第一凹腔不同的宽度；将第二盖板磁力耦合于第二半导体晶片上方，使得第二半导体晶片的边缘被第二盖板覆盖并且第二半导体晶片的中央部通过第二盖板的中心开口暴露，所述第二盖板具有环绕尺寸不同于第一盖板中心开口的中心开口的支撑件；并且在第二半导体晶片设置在磁力耦合的基座和第二盖板之间时将第二半导体晶片露出的中央部的至少一部分电镀一层铜。第一半导体晶片可包括200毫米的直径。第二半导体晶片可包括300毫米的直径。
[0010]在另一方面，晶片电镀夹具系统可包括:电绝缘晶片电镀夹具基座，其具有多个不同深度的同心重叠凹腔，每个凹腔被配置为接纳不同尺寸的半导体晶片；以及导电盖板，其包括由支撑件环绕的中心开口，该盖板包括环绕中心开口的导电体并且与晶片电镀夹具基座的同心重叠凹腔中的至少一个同心。
[0011 ] 在另一方面，晶片电镀夹具系统可包括:电绝缘晶片电镀夹具基座，其具有被配置为接纳半导体晶片的至少一个凹腔；至少一个磁性吸引物，其邻近所述至少一个凹腔的边缘设置在所述至少一个凹腔内；以及导电盖板，其包括由支撑件环绕的中心开口，该盖板包含磁性吸引材料，该磁性吸引材料相邻于中心开口设置在支撑件内并且在盖板设置在晶片电镀夹具基座上时与所述至少一个磁性吸引物对准。
[0012]具体实施例可包括下列各项中的一者或多者。磁性吸引材料可包括铁磁材料。磁性吸引材料可包括铁。盖板还可包括嵌入式RFID标签。盖板还可包括内侧压配合密封件，该内侧压配合密封件邻近中心开口并且位于当盖板以与至少一个空腔同心的方式设置在晶片电镀夹具基座上时面向该晶片电镀夹具基座的表面上。盖板还可包括外侧压配合密封件，该外侧压配合密封件远离中心开口并且位于当盖板以与至少一个空腔同心的方式设置在晶片电镀夹具基座上时面向该晶片电镀夹具基座的表面上。在盖板以中心开口与至少一个凹腔同心的方式设置在晶片电镀夹具基座上时，至少一个磁性吸引物可设置在外侧压配合密封件和所述至少一个凹腔的外边缘之间。所述至少一个凹腔可被配置为接纳直径为200毫米的圆形晶片。所述至少一个凹腔可被配置为接纳直径为300毫米或450毫米的圆形晶片。盖板还可包括环绕中心开口的支撑件上的导电体，其中盖板还包括与该导电体可移除地耦合的至少一个导电接触销。第二导电盖板可包含磁性吸引材料，该磁性吸引材料相邻于该第二盖板的中心开口设置在支撑件内并且在该盖板设置在晶片电镀夹具基座上时与至少一个磁性吸引物对准。至少一个第二凹腔可位于与该晶片电镀夹具基座的设有至少一个凹腔的侧面相对的晶片电镀夹具基座的侧面上。
[0013]下文在附图和详细描述中描述了本文提出的公开内容的许多方面和应用。根据【具体实施方式】和附图以及根据权利要求书，上述方面和其他方面、特征和优点对于本领域的普通技术人员将是显而易见的。
【附图说明】
[0014]本发明以例举而非限制的方式在附图的各图中示出。
[0015]图1是晶片电镀夹具和盖的实施例的透视图。
[0016]图2是双面晶片电镀夹具和盖的实施例