相应晶片位置256去除并且由此放置在晶片对准和粘结模块224的内部和相应的静电盖晶片和/或辐射热计晶片夹头288或290上。在S5，晶片对准和粘结模块224中的压力减小，辐射护罩320在晶片之间移动，并且使用相应的晶片夹头288和290将两个晶片的相应温度调节到相应的“最后烘烤”温度持续相对短暂时间。在S6，辐射护罩320从晶片之间去除，两个晶片的相应温度升高到预粘结温度并且它们使用如上所述的双头晶片对准照相机326彼此精确地对准以便粘结，对准照相机然后移动，并且在S7，两个晶片使用晶片夹头288、290彼此接触地压紧，两个晶片的相应温度都升高到晶片的粘结温度，在这时两个晶片上的相应密封机构(例如，相应焊环)回流并且彼此联结以形成密封件，其后晶片的温度斜降或快速地冷却，由此将两个晶片永久地联结成单个粘结晶片对。
[0102]图23是图示，示出在图22的示例性WLP生产方法400的步骤S5-S7中在晶片对准和粘结模块224内执行的晶片对准和粘结过程的总图，并且图24-37是图示，更详细地示出在那些步骤中涉及的步骤。
[0103]如图24中所示并且如上所述，预烘烤盖晶片402由晶片操作机器人242从烘干模块220或缓冲模块222转移到晶片对准和粘结模块224。
[0104]在图25中，上部或盖晶片夹头288竖直地(S卩，在Z方向上)降低到与盖晶片402接触并且然后激励ESC从而将晶片402静电地绑定到夹头组件288。
[0105]在图26中，盖晶片夹头288竖直地升高，随着它提升盖晶片402。
[0106]在图27中，预烘烤辐射热计晶片404由晶片操作机器人242转移到对准和粘结模块 224。
[0107]在图28中，推杆322在Z方向上升高，导致其上的三个提升销324通过辐射热计晶片夹头290接合辐射热计晶片404的下表面并且将晶片404提升离开晶片操作机器人242的臂。
[0108]在图29中，推杆322降低，导致提升销324将辐射热计晶片404降低到辐射热计晶片夹头290的上表面上，并且然后激励夹头/ESC 290从而将晶片404绑定到夹头290。
[0109]在图30中，热护罩320放置在盖和辐射热计晶片402和404之间，所述晶片然后使用上述的盖和辐射热计晶片夹头288和290的相应加热机构彼此独立地加热。
[0110]如图31中所示，在盖和辐射热计晶片402和404的独立加热期间，晶片可以取决于它们的相应温度从它们的相应中心径向地膨胀不同量，指示当它们都以大约相同的温度布置时对两个晶片的预粘结对准的需要。
[0111]在图32中，当晶片402和404已到达近似平衡时，热护罩320从晶片之间缩回并且两个双头照相机326在晶片之间推动以便对准它们。
[0112]在图33中，并且使用上述的双头照相机326，辐射热计晶片夹头290在水平方向上(即，沿着X和Y轴线平移地)并且围绕垂直于X和Y轴线的ζ轴线旋转地(即，在0z7f向上)移动，直到位于两个晶片402和404的相对面中的相应面上的对准基准以期望精度彼此对准。为此，辐射热计晶片夹头290可以带有三个“级”406、408和410以便相应地在X、Y和θζ方向的每一个上移动夹头290。
[0113]在图34中，在对准之后，双头照相机326从盖和辐射热计晶片402和404之间缩回。
[0114]在图35中，晶片402、404两者的相应温度使用相应的晶片夹头288、290的加热机构斜升到共同粘结或回流温度，并且通过朝着辐射热计晶片夹头290竖直地降低盖晶片夹头288，两个晶片402、404然后以期望的夹紧力强制地压紧在一起，使得晶片402、404上的相应焊接密封环接合并且回流到彼此中，由此形成粘结晶片对412。
[0115]在图36中，晶片夹头288、290使用上述的夹头加热和冷却机构冷却到例如低于焊接密封环的回流温度的温度。两个夹头288、290上的静电荷然后被去除，由此释放它们对粘结晶片对412的夹持。盖夹头288升高到粘结晶片对412之上，并且推杆322升高，导致其上的三个提升销324接合晶片对412的下表面并且将它提升到辐射热计晶片夹头290之上。
[0116]在图37中，中心室218的晶片操作机器人242接合升高的粘结晶片对412并且从对准和粘结室224去除它，在这时它可以储存在缓冲模块222中的一个中或通过WLP装置200输送回到EFEM 202的0CA 204中的粘结晶片对匣，如上所述。
[0117]为了一个或多个实施例的确定目的，超高真空(UHV)可以是由低于大约10 7帕斯卡或100毫微帕斯卡(10 9mbar，?10 9托)的压力表征的真空状态。如一个或多个实施例所公开的，UHV可能需要在构造上使用不常用的材料，并且在一些实施例中，将整个系统加热到180°C持续若干小时(“烘烤”)以去除水和吸附在室的表面上的其它微量气体。在这些低压力下气体分子的平均自由行程可以为大约40km，并且因此气体分子在彼此碰撞之前将与室壁碰撞多次。因此，几乎所有相互作用发生在系统的各表面上。
[0118]本领域的技术人员将领会，尽管已仅仅结合本实用新型的有限数量的实施例详细地描述了本实用新型，但是应当容易地理解本实用新型不限于这样的公开实施例。而是，本实用新型的方法和装置可以修改以包含迄今为止未描述的、但是与本实用新型的精神和范围一致的许多变化、更改、替代或等效布置。另外，尽管已描述了本实用新型的各实施例，但是应当理解本实用新型的方面可以仅仅包括所述实施例中的一些。因此，本实用新型不应当被看作仅仅由前面的描述限制，而是仅仅由附带的权利要求及其功能等效物的范围限制。
【主权项】
1.一种用于微辐射热计真空封装组件的晶片级封装的装置，其特征在于，所述装置包括: 晶片对准和粘结室； 彼此竖直面对地布置在所述室内的辐射热计晶片夹头和盖晶片夹头； 至少一个栗，其配置成产生所述室内的第一超高真空环境； 辐射热计晶片夹头温度控制装置，其配置成加热和/或冷却所述辐射热计晶片夹头； 盖晶片夹头温度控制装置，其配置成加热和/或冷却所述盖晶片夹头； 用于在竖直方向上并且相对于所述辐射热计晶片夹头移动所述盖晶片夹头的装置； 用于在水平面中在两个正交方向上平移地和围绕垂直于水平面的竖直轴线旋转地移动所述辐射热计晶片夹头的装置；以及 一对双头照相机，其配置成确定由所述辐射热计晶片夹头保持的辐射热计晶片上的基准与由所述盖晶片夹头保持的盖晶片上的基准的对准。2.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，其还包括辐射护罩，所述辐射护罩在所述辐射热计晶片夹头和所述盖晶片夹头之间的位置和离开所述辐射热计晶片夹头和所述盖晶片夹头之间的位置之间可移动。3.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，其中所述一对双头照相机配置成在所述辐射热计晶片夹头和所述盖晶片夹头之间的位置和离开所述辐射热计晶片夹头和所述盖晶片夹头之间的位置之间可移动。4.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，其中所述辐射热计晶片夹头和所述盖晶片夹头中的至少一个包括氮化铝或无氧、高电导率铜。5.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，其中所述辐射热计晶片夹头温度控制装置和/或盖晶片夹头温度控制装置中的至少一个配置成调节洁净干空气的温度、压力和流率并且将经调节的洁净干空气循环通过所述辐射热计晶片夹头和所述盖晶片夹头中的相应夹头的装置。6.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，其还包括预烘烤模块，用于持续选择的一段时间并且在第二超高真空环境内以选择的温度预烘烤所述辐射热计晶片和所述盖晶片中的至少一个。7.根据权利要求6所述的装置，其特征在于，其还包括缓冲模块，用于持续选择的一段时间并且在第三超高真空环境内储存所述至少一个晶片。8.根据权利要求7所述的装置，其特征在于，其还包括装载锁模块，其能够在第四超高真空环境中储存所述至少一个晶片。9.根据权利要求8所述的装置，其特征在于，其还包括具有晶片操作机器人的中心室，所述晶片操作机器人可操作以在第五超高真空环境中在所述晶片对准和粘结模块、所述预烘烤模块、所述缓冲模块和所述装载锁模块之间选择性地移动所述至少一个晶片。10.根据权利要求9所述的装置，其特征在于，其中所述中心室还包括预对准器和后粘结检验模块，其可操作以在所述辐射热计晶片和所述盖晶片已粘结在一起之前和之后检验所述辐射热计晶片相对于所述盖晶片的对准。11.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，其中所述盖晶片夹头配置成在垂直方向上并相对于所述辐射热计晶片夹头移动，并且所述辐射热计晶片夹头配置成在水平面中在两个正交方向上平移地和围绕垂直于水平面的竖直轴线旋转地移动。12.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，所述辐射热计晶片夹头温度控制装置包括至少一个气体入口、一个气体出口和至少一个连接到所述至少一个气体入口和所述一个气体出口的至少一个管道。13.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，所述盖晶片夹头温度控制装置包括至少一个气体入口、至少一个气体出口和至少一个连接到所述至少一个气体入口和所述至少一个气体出口的至少一个管道。
【专利摘要】一种用于微辐射热计真空封装组件(VPA)的晶片级封装(WLP)的装置在一个实施例中包括晶片对准和粘结室，彼此竖直面对地布置在所述室内的辐射热计晶片夹头和盖晶片夹头，用于产生所述室内的第一超高真空(UHV)环境的装置，用于彼此独立地加热和冷却所述辐射热计晶片夹头和所述盖晶片夹头的装置，用于在竖直方向上并且相对于所述辐射热计晶片夹头移动所述盖晶片夹头的装置，用于在水平面中在两个正交方向上平移地和围绕垂直于水平面的竖直轴线旋转地移动所述辐射热计晶片夹头的装置，以及用于将由所述辐射热计晶片夹头保持的辐射热计晶片上的基准与由所述盖晶片夹头保持的盖晶片上的基准对准的装置。
【IPC分类】H01L21/67, H01L23/00, H01L21/50
【公开号】CN205159286
【申请号】CN201390001133
【发明人】P·施魏克特, A·夏普, G·A·卡尔森, A·马特森, S·维兰德, B·扎胡塔, R·M·戈埃德恩
【申请人】菲力尔系统公司
【公开日】2016年4月13日
【申请日】2013年12月26日
【公告号】EP2939265A1, US20140186999, WO2014105989A1