TW202200303A

TW202200303A - 雷射接合裝置、雷射接合工具以及相關方法

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Publication number: TW202200303A
Application number: TW110116351A
Authority: TW
Inventors: 朴東鉉; 金敏浩; 柳東秀; 納錫河; 金鐘荷; 宋雲錫; 朱禹坤
Original assignee: 新加坡商安靠科技新加坡控股私人有限公司
Priority date: 2020-06-23
Filing date: 2021-05-06
Publication date: 2022-01-01
Also published as: KR20210158326A; CN113828909A; US20210398936A1

Abstract

在一個實例中，一種系統可以包括雷射輔助接合（LAB）工具，所述工具包括級塊（stage block）和面向所述級塊的雷射源。所述級塊可被配置成支撐第一基板和與所述第一基板耦合的第一電子構件，所述第一電子構件包括第一互連件。所述雷射源可被配置成朝向所述級塊發射第一雷射以在所述第一互連件上誘發第一熱從而將所述第一互連件與所述第一基板接合。本文中也公開其它實例以及相關方法。

Description

雷射接合裝置、雷射接合工具以及相關方法

本揭示內容大體上涉及電子裝置，且更具體地，涉及用於接合半導體裝置的接合器工具和方法。 相關申請的交叉引用和引用併入

本申請案是於2020年6月23日提交的標題為“使用雷射和熱壓的混合接合互連件（Hybrid Bonding Interconnection Using Laser And Thermal Compression）”的第16/908,928號美國專利申請的部分繼續申請案，前述美國專利申請案的全部內容在此以引用的方式併入本文。

本申請案的各個方面與於2020年8月27日提交的標題為“電子裝置的雷射輔助接合系統和方法（System And Method For Laser Assisted Bonding Of An Electronic Device）”並作為US 2021/0082717 A1公開的第17/005,021號美國專利申請案有關，前述美國專利申請的全部內容在此以引用的方式併入本文。

先前的半導體封裝件和用於形成半導體封裝件的方法存在不足，例如導致成本過高、可靠性降低、性能相對較低或封裝大小過大。通過將此類方法與本揭示內容進行比較並參考附圖，對於本領域技術人員來說，常規方法和傳統方法的進一步限制和缺點將變得顯而易見。

在一個實例中，一種製造半導體裝置的方法包括：在基板上方提供電子構件，其中所述電子構件的互連件接觸所述基板的導電結構；在雷射輔助接合（LAB）工具上提供所述基板，其中所述LAB工具包括具有窗口的級塊；以及利用通過所述窗口的雷射束加熱所述互連件，直到所述互連件與所述導電結構接合。

在另一實例中，一種製造半導體裝置的方法包括：在基板的第一基板側上方提供電子構件，其中所述電子構件的互連件接觸所述基板的導電結構；在混合接合器工具中提供所述基板，所述混合接合器工具包括雷射輔助接合（LAB）工具和熱/壓接合（TCB）工具；利用來自所述LAB工具的雷射束通過與所述第一基板側相對的第二基板側對所述互連件施加第一熱；以及利用所述TCB工具通過所述電子構件對所述互連件施加第二熱或壓力。

在另一實例中，一種系統包括：雷射輔助接合（LAB）工具，所述LAB工具包括雷射源；所述雷射源上方具有窗口的級塊；其中所述雷射源被配置成通過所述窗口發射雷射束以在由所述級塊支撐的工件的互連件上施加第一熱。

在一個實例中，一種系統可以包括雷射輔助接合（LAB）工具，所述工具包括級塊和面向所述級塊的雷射源。所述級塊可被配置成支撐第一基板和與所述第一基板耦合的第一電子構件，所述第一電子構件包括第一互連件。所述雷射源可被配置成朝向所述級塊發射第一雷射以在所述第一互連件上誘發第一熱從而將所述第一互連件與所述第一基板接合。

在一個實例中，一種半導體裝置可以包括：基板，其包括基板頂側和基板底側；以及第一電子構件，其包括通過朝向所述基板底側發射的第一雷射束接合到所述基板頂側的第一互連件。

本揭示內容還包含其它實例。在本揭示內容的附圖、請求項書或說明書中可以找到此類實例。

以下論述提供半導體裝置以及製造半導體裝置的方法的各種實例。此類實例是非限制性的，且所附請求項書的範圍不應限於公開的特定實例。在以下論述中，術語“實例”和“例如”是非限制性的。

附圖說明一般構造方式，且可能省略熟知特徵和技術的描述和細節以免不必要地混淆本揭示內容。另外，附圖中的元件未必按比例繪製。例如，各圖中的一些元件的尺寸可能相對於其它元件放大，以幫助改進對本揭示內容中論述的實例的理解。不同圖中的相同參考標號表示相同元件。

術語“或”表示列表中由“或”連接的任何一個或多個項。例如，“x或y”表示三元素集{(x), (y), (x, y)}中的任何元素。作為另一實例，"x、y或z"表示七元素集{(x), (y), (z), (x, y), (x, z), (y, z), (x, y, z)}中的任何元素。

術語“包括（comprises/comprising）”、“包含（includes/including）”為“開放”術語，並且指定所陳述特徵的存在，但並不排除一個或多個其它特徵的存在或添加。術語“第一”、“第二”等可以在本文中用於描述各種元件，並且這些元件不應受這些術語限制。這些術語僅用於區分一個元件與另一元件。因此，例如，在不脫離本揭示內容的教示的情況下，可將本揭示內容中論述的第一元件稱為第二元件。

除非另外指定，否則術語“耦合”可用於描述彼此直接接觸的兩個元件或描述由一個或多個其它元件間接連接的兩個元件。例如，如果元件A耦合到元件B，則元件A可以直接接觸元件B或通過介入元件C間接連接到元件B。類似地，術語“在……上方”或“在……上”可用於描述彼此直接接觸的兩個元件或描述通過一個或多個其它元件間接連接的兩個元件。

圖1A示出示例半導體裝置10的橫截面圖。在圖1A所示的實例中，半導體裝置10可以包括基板11、電子構件12或13，以及互連件121或131。基板11可以包括介電結構111和導電結構112。基板11和互連件121或131可以在外部構件與電子構件12或13之間提供電耦合。在一些實例中，電子構件12或電子構件13中的至少一個可以包括模製化合物或包括模製化合物的模製封裝件。在此類實例中，模製化合物或模製封裝件任選地可以包含位於模製化合物或模製封裝件內部、之上或之下的電子構件12或電子構件13中的一個。

圖1B示出示例半導體裝置20的橫截面圖。在圖1B所示的實例中，半導體裝置20可以包括基板11、電子構件12、13或14，以及互連件121或131。基板11和電子構件12或13可以類似於圖1A所示的基板11和電子構件12或13。電子構件14可以包括互連件141。

圖1C示出示例半導體裝置30的橫截面圖。在圖1C所示的實例中，半導體裝置30可以包括基板11、電子構件12和互連件121。基板11和電子構件12可以類似於圖1A所示的基板11和電子構件12或13。此外，電子構件12可以比圖1A所示的電子構件12或13更長或更薄。

在一些實例中，基板11可以是預成形基板。預成形基板可在附接到電子裝置之前製造，且可包括相應導電層之間的介電層。導電層可以包括銅並且可以使用電鍍製程形成。介電層可以是可以預成形薄膜形式而不是以液體形式附接的相對較厚的非光可限定層，並且可以包含具有用於剛性和/或結構性支撐的股線、織造物和/或其它無機顆粒等填料的樹脂。由於介電層是非光可限定的，因此可以通過使用鑽孔或雷射來形成例如通孔或開口的特徵。在一些實例中，介電層可以包括預浸材料或味之素堆積膜（ABF）。預成形基板可以包含永久性核心結構或載體，例如包括雙馬來醯亞胺三嗪（BT）或FR4的介電材料，並且介電層和導電層可以形成於永久性核心結構上。在其它實例中，預成形基板可以是無核心基板並且省略永久性核心結構，且介電層和導電層可形成於犧牲載體上且在形成介電層和導電層之後且在附接到電子裝置之前移除。預成形基板可又被稱為印刷電路板（PCB）或層壓基板。此類預成形基板可通過半加成製程或改性半加成製程來形成。

在一些實例中，基板11可以是再分佈層（“RDL”）基板。在一些實例中，RDL基板可以包括可在RDL基板將電耦合到的電子裝置上方逐層形成的一個或多個導電再分佈層和一個或多個介電層。在一些實例中，RDL基板可以包括可在載體上方逐層形成的一個或多個導電再分佈層和一個或多個介電層，在電子裝置和RDL基板耦合在一起後所述一個或多個導電再分佈層和一個或多個介電層可以被完全移除或至少部分移除。在一些實例中，圖2A所示的窗口153可以包括或可以是此類載體的一部分。RDL基板可以在晶圓級製程中作為圓形晶圓上的晶圓級基板逐層製造，或者在面板級製程中作為矩形或方形面板載體上的面板級基板製造。RDL基板可以在加成堆積製程中形成，所述製程可以包含一個或多個介電層與限定相應導電再分佈圖案或跡線的一個或多個導電層交替堆疊，所述導電再分佈圖案或跡線被配置成共同地（a）將電跡線扇出電子裝置的佔用空間外，或（b）將電跡線扇入電子裝置的佔用空間內。可以使用例如電鍍製程或無電極鍍覆製程等鍍覆製程來形成導電圖案。導電圖案可以包括導電材料，例如銅或其它可鍍覆金屬。可以使用例如光刻製程的光圖案化製程以及用於形成光刻掩模的光致抗蝕劑材料來制得導電圖案的位置。RDL基板的介電層可以利用可以包含光刻掩模的光圖案化製程來圖案化，通過所述光刻掩模，光暴露於光圖案期望的特徵，例如介電層中的通孔。介電層可以由例如聚醯亞胺（PI）、苯並環丁烯（BCB）或聚苯並噁唑（PBO）等光可限定的有機介電材料製成。此類介電材料可以液體形式旋塗或以其它方式塗布，而不是以預成形薄膜的形式附接。為了允許期望的光限定特徵適當地形成，此類光可限定介電材料可以省略結構性增強劑，或者可以是無填料的，並且沒有可能會干擾來自光圖案化製程的光的股線、織造物或其它顆粒。在一些實例中，無填料介電材料的此類無填料特性可允許所產生的介電層的厚度減小。儘管上文描述的光可限定介電材料可以是有機材料，但是在其它實例中，RDL基板的介電材料可以包括一個或多個無機介電層。無機介電層的一些實例可以包括氮化矽（Si₃ N₄ ）、氧化矽（SiO₂ ）或氮氧化矽（SiON）。替代使用光限定有機介電材料，可以通過使用氧化或氮化製程生長無機介電層來形成一個或多個無機介電層。此類無機介電層可以是無填料的，而無股線、織造物或其它不同無機顆粒。在一些實例中，RDL基板可以省略永久性核心結構或載體，例如包括雙馬來醯亞胺三嗪（BT）或FR4的介電材料，並且這些類型的RDL基板可以被稱為無核心基板。本揭示內容中的其它基板也可包括RDL基板。

應注意，本文描述的各種半導體裝置10、20或30是為了理解本揭示內容，並且各種其它半導體裝置也可以用於本揭示內容。本揭示內容可應用於電子構件經由互連件連接至基板的其它半導體裝置。

圖2A示出用於接合示例半導體裝置的示例接合器工具的橫截面圖。在圖2A所示的實例中，雷射輔助接合（LAB）工具15可以包括雷射源151、級塊（或基座卡盤）152和窗口153。

雷射源151可以通過窗口153照射雷射束151A，如圖3B所示。級塊152可以包括或容納窗口153。在一些實例中，窗口153可以包括通過級塊152的開口。在一些實例中，可以用例如玻璃或石英等透明材料或光柵或允許光通過的類似結構填充或覆蓋開口。在一些實例中，級塊152可以包括陶瓷材料，或者級塊152的一部分（例如窗口153）可以包括陶瓷材料。在此類實例中，陶瓷級工具可由外部熱源（例如雷射源151）使用雷射束151A來加熱，以通過加熱陶瓷材料的加熱來加速接合製程。在窗口153包括陶瓷的一些實例中，雷射束151A不穿過窗口153，而是用於加熱陶瓷窗口153，所述陶瓷窗口進而加熱半導體裝置30。相比之下，在窗口152為透明的情況下，可以通過使雷射束151A穿過窗口152來加熱半導體裝置30，從而在接合製程期間加熱半導體裝置30。在一些實例中，通過級塊152的開口可以是任選的，其中級塊152本身可以由透明材料製成，或者其中窗口153限定級塊152的上表面。窗口153可用於支撐一個或多個基板，例如圖1A至圖1C中介紹的基板11。如圖1A至圖1C所示，從雷射源151產生的雷射束151A可透射通過窗口153，以使電子構件12、13或14的互連件121、131或141與基板11的導電結構112的端子接合。在一些實例中，窗口153可以包括呈現任意量的光透射率的材料，以允許期望波長（例如在雷射束151A的波長處或附近）的光穿過。

圖2B示出用於接合示例半導體裝置的示例混合接合器工具的橫截面圖。在圖2B所示的實例中，混合接合器工具40可包括雷射輔助接合器（LAB）工具15和熱/壓接合（TCB）工具35。

LAB工具15可包括雷射源151、級塊152和窗口153。LAB工具15可以類似於圖2A所示的LAB工具15。熱/壓接合器工具35可包括熱/振動/壓板351和加熱器源352。

圖3A至3C示出用於接合示例半導體裝置的示例方法的橫截面圖。在圖3A至3C中，示例半導體裝置可以是圖1A所示的半導體裝置10。

圖3A示出在接合製程中的雷射束照射之前的半導體裝置10和雷射輔助接合器（LAB）工具15。電子構件12或13被示出放置在基板11上但尚未分別通過互連件121或131完全接合到基板11。在一些實例中，電子構件12或13可分別通過互連件121或131暫時接合或預接合到基板11。在一些實例中，在基板11上方提供電子構件12或13，使得電子構件的互連件121或131接觸基板11的導電結構112。可以在包括級塊152的LAB工具15上提供基板11，所述級塊包括窗口153。

基板11包括具有一個或多個導電層或圖案的導電結構112，以及具有與導電結構112交錯的一個或多個介電層的介電結構111。在一些實例中，基板11可具有約10微米（µm）至約2,000 µm範圍內的厚度。電子構件12或13可以包括或被稱為半導體晶粒、半導體晶片或半導體封裝件。在一些實例中，此類半導體封裝件可以包括耦合到基板並與暴露的互連件121或131一起封裝的一個或多個半導體晶粒或晶片。在一些實例中，電子構件12或13的互連件121或131可以以倒裝晶片類型配置放置在基板11的導電結構112的例如焊盤或UBM（凸塊下金屬化）等端子上。

在一些實例中，電子構件12或13可以包括特定應用積體電路、邏輯晶粒、微控制單元、記憶體、數位信號處理器、網絡處理器、電源管理單元、音頻處理器、射頻（RF）電路或無線基帶片上系統處理器。在一些實例中，電子構件12或13可以包括主動構件或被動構件。電子構件12或13可以具有約10 µm至約1,000 µm範圍內的厚度。

互連件121或131可以分別將電子構件12或13電連接到基板11的導電結構112。互連件121或131可包括導電球或凸塊，例如焊料球或凸塊；導電柱或桿，例如具有焊料尖端的銅柱或桿；或具有核心的金屬芯焊料球或凸塊，所述核心包括例如由焊料外殼包圍的銅或鋁。互連件121或131可以具有約10 µm至約1,000 µm範圍內的直徑。在一些實例中，互連件121或131可首先形成於電子構件12或13上或附接到所述電子構件，然後互連件121或131可放置於基板11上。

在圖3A所示的實例中，LAB工具15可以放置在半導體裝置10下方。LAB工具15可以從雷射源151照射雷射束以熔化或回流互連件121或131，並將電子構件12或13接合到基板11。熔化可包括加熱互連件以至少部分熔化它們，因此它們可與鄰近導電結構（例如基板11的導電結構112）接合。在一些實例中，熔化可以被稱為回流。在一些實例中，電子構件12或13可永久性地接合到基板11。

在圖3A所示的實例中，級塊152可以與雷射源151隔開，並且可以放置在雷射源151上方。級塊152可以與雷射源151相隔工作距離。在一些實例中，工作距離可以在約100毫米（mm）至約1000 mm之間。工作距離可以預先設定，也可以在雷射照射前或雷射照射過程中改變。級塊152可被安裝成覆蓋或支撐窗口153的周邊。可以提供級塊152以覆蓋窗口153的至少一些部分或整個周邊。在一些實例中，窗口153或基板11的周邊可以擱置在級塊152上方。

在圖3A所示的實例中，窗口153可以耦合到級塊152。窗口153可以與雷射源151相隔工作距離。窗口153與雷射源151之間的工作距離可以類似於級塊152與雷射源151之間的工作距離。窗口153可以支撐半導體裝置10。

窗口153可以由能夠允許雷射束通過的材料製成。在一些實例中，窗口153可以由石英或玻璃製成。在一些實例中，窗口153可以是由級塊152的內側壁限定的空隙或通道。在一些實例中，窗口153可以包括呈現任意量的光透射率的材料，以允許期望波長（例如在雷射束151A的波長處或附近）的光穿過。在一些實例中，窗口153對於雷射束的透射率可以為約90%或更大以便於LAB製程。在一些實例中，窗口153的透射率可小於90%。在一些實例中，窗口153可包括光柵或允許至少一些量的光穿過的其它結構。在一些實例中，窗口153可以具有約1 mm至約300 mm範圍內的厚度。在一些實例中，級塊152可以支撐由LAB工具15加工的工件。工件包括例如基板11，或基板11上方的電子構件12或13，包含互連件121或131。

圖3B示出當在接合製程期間照射雷射束時的半導體裝置10和LAB工具15。如圖3B所示，從雷射源151照射雷射束151A，並且可以通過窗口153和基板11將熱施加或傳遞到互連件121或131。在一些實例中，當從雷射源151照射雷射束151A時，可以加熱基板11，並且可以將這些熱傳遞到互連件121或131。在一些實例中，當從雷射源151照射雷射束151A時，可以將熱施加到互連件121或131。在一些實例中，可以將這些熱施加到互連件121或131，同時保持基板11的溫度低於加熱的互連件121或131的溫度。例如，互連件121或131可以放置在雷射束151A的景深（DOF）範圍內的焦距或聚焦距離處。在一些實例中，將雷射束151A聚焦在互連件121或131上可以允許相比基板11或電子構件12或13對互連件121或131更多的加熱。通過雷射束151A的這種加熱，可以熔化互連件121或131，以便接合在基板11與電子構件12或13之間，在一些實例中，所述接合可以是永久性接合。雷射源151的大小可以大於基板11的整體大小，或者可以被配置成利用雷射束151照射通過窗口153暴露的基板11的整個底側。可以利用雷射束151A通過級塊152的窗口153加熱電子構件12或13的互連件121或131，直到互連件121或131與基板11的導電結構112接合。在一些實例中，當互連件121或131被加熱時，互連件121或131可以在景深（DOF）範圍內。

在圖3B所示的實例中，雷射束151A用箭頭表示。基板11和互連件121或131可以放置在當照射雷射束151A時可保持熔化互連件121或131的適當溫度的區域內。雷射束151A的照射範圍可根據窗口153的厚度和透射率或工作距離而變化。雷射束151A可以由脈衝雷射或連續雷射產生。在一些實例中，電子構件12或13可以位於基板11的第一側上方，並且雷射束151A可以從基板11的與第一側相對的第二側施加到互連件121或131。在一些實例中，級塊152可以在雷射束151A上方支撐窗口153和基板11。

在一些實例中，雷射束151A可以具有約0.1千瓦（kW）至約16 kW範圍內的能量以適當加熱或熔化互連件121或131並避免基板11的介電結構111或導電結構112的過度加熱或損壞。在一些實例中，雷射源151可輸出能量至多大致0.1 kW至約100 kW的雷射束151A中的一個或多個，不論其針對級塊152或基板11的特定區域還是在其上均勻分佈。在一些實例中，雷射束151A可以具有約600 µm至約2,000 µm的波長以適當加熱或熔化互連件121或131並避免基板11的介電結構111或導電結構112的過度加熱或損壞。在一些實例中，雷射束151A可照射約100毫秒（ms）至約30,000 ms範圍內的時間以適當加熱或熔化互連件121或131並避免基板11的介電結構111或導電結構112的過度加熱或損壞。例如，雷射束151A可以照射約2000 ms或更少，或約1000 ms或更少，以適當加熱互連件121或131並將其與基板11接合。在一些實例中，當從雷射束151A對互連件121或131施加熱時，基板11的溫度可保持在比互連件121或131的溫度低的溫度。在一些實例中，當從雷射束151A對互連件121或131施加熱時，電子構件12或13的溫度可保持低於互連件121或131的溫度。在進一步的實例中，當從雷射束151A對互連件121或131施加熱時，鄰近電子構件12或13的模製化合物或模製封裝的溫度可保持低於互連件121或131的溫度。

在一些實例中，當照射雷射束151A時，基板11的溫度可以在約30攝氏度（℃）至約300℃的範圍內，以適當加熱或熔化互連件121或131並避免基板11的介電結構111或導電結構112的過度加熱或損壞。例如，由基板11或互連件121、131上的雷射束151A引起的熱可以在約150℃至約350℃的範圍內，例如約230℃至約280℃。在一些實例中，當照射雷射束時，窗口153的溫度可以在約30℃至約300℃的範圍內。在一些實例中，窗口153的溫度可以保持在約25℃至約150℃的範圍內，例如約70℃至約130℃，低於互連件121或131的熔化溫度。

圖3C示出接合製程完成後的LAB工具15。在圖3C所示的實例中，當基板11與電子構件12或13之間的接合完成時，可以停止雷射束151A的照射，並且可以將半導體裝置10傳遞到下一級。當雷射束151A的照射停止時，來自雷射束的熱供應可立即中斷。因而，由於雷射束的熱供應停止，因此互連件121或131可再次固化。固化互連件121或131可允許電子構件12或13與基板11之間的電氣或機械互連。可使用雷射束151A立即執行下一半導體裝置的接合，而無需單獨的冷卻製程。

圖4A至4C示出用於接合示例半導體裝置的示例方法的橫截面圖。圖4A至4C所示的示例半導體裝置20可以類似於圖1B所示的半導體裝置20。

圖4A示出在接合製程期間照射雷射束151A之前的半導體裝置20和雷射輔助接合器（LAB）工具15。圖4B示出當在接合製程期間照射雷射束151A時的半導體裝置20和LAB工具15。圖4C示出接合製程完成後的LAB工具15。在圖4A至4C所示的實例中，半導體裝置20的基板11、電子構件12或13以及互連件121或131可以類似於圖3A至3C所示的半導體裝置10的基板、電子構件以及互連件。

電子構件14可包括被動構件或被動裝置。電子構件14可以通過互連件141臨時連接到基板11的導電結構112。在一些實例中，電子構件14可以包括電阻器、電容器、電感器或連接器中的至少一個。電子構件14可以具有約0.1 mm至約3 mm範圍內的厚度。

在圖4A所示的實例中，LAB工具15可以位於半導體裝置20下方。LAB工具15可照射來自雷射源151的雷射束151A以熔化互連件121或131、141並將電子構件12或13、14接合到基板11。

在圖4A-4C所示的實例中，LAB工具15的雷射源151、級塊152和窗口153可以類似於關於圖3A-3C描述的LAB工具15的雷射源、級塊和窗口。圖4A-4C所示的示例方法可以類似於關於圖3A-3C描述的示例方法。

圖5A至5C示出用於接合示例半導體裝置的示例方法的橫截面圖。圖5A至5C所示的示例半導體裝置可以類似於圖1C所示的半導體裝置30。

圖5A示出在接合製程期間雷射束照射之前的半導體裝置30和混合接合器工具40。在圖5A至5C所示的實例中，半導體裝置30的基板11、電子構件12、13和互連件121、131可以類似於圖3A至3C所示的半導體裝置10的基板11、電子構件12或13和互連件121或131。在一些實例中，可以在基板11的一側上方提供電子構件12或13，使得電子構件12或13的互連件121或131接觸基板11的導電結構112。

在一些實例中，在使用LAB工具15和圖3A-3C的製程進行雷射接合期間電子構件12或13可能容易翹曲。例如，在接合製程期間來自圖3B中的雷射束151A的熱可傳遞到電子構件12或13，從而導致電子構件12或13發生翹曲。例如，如果電子構件12或13的面積足夠大，或電子構件12或13的厚度足夠薄，則相對於在LAB接合期間傳遞的熱，可能發生這種翹曲。為了避免或防止翹曲，可以通過混合接合器工具40執行半導體裝置30的接合製程。此外，儘管圖5A-5C示出半導體裝置30包括兩個單獨且較小的電子構件12和13，但在一些實例中，半導體裝置30可以包括單個電子構件12，所述電子構件可比圖5A-5C所示的電子構件12或13更長、更大或更薄。在此類實例中，更長、更大或更薄的晶粒（例如電子構件12）例如在電子構件12的邊緣附近可能易受翹曲和非濕互連件121的影響。在一些實例中，半導體裝置30可以包括單個電子構件12，或者半導體裝置30可以包括多個電子構件12和13，如圖5A所示。在半導體裝置30包括單個電子構件的一些實例中，電子構件12可以包括更大的面積或更薄的晶粒厚度。例如，電子構件12可以包括約1 mm×1 mm直至約300 mm×300 mm的面積或約30 µm至約1 mm或10 mm的厚度。在一些實例中，除了晶粒以外，半導體裝置30還可以包括封裝件，例如包括封裝結構中的晶粒或電子構件12、中介件、基板或互連件的電子構件。可以通過使用真空來避免或減輕這種大面積半導體裝置30對翹曲和非濕互連件121的敏感性。例如，窗口153可以包括穿過其中的一個或多個真空孔，以允許將真空施加到半導體裝置30。LAB工具15可包括真空機構以通過窗口153的真空孔施加真空，以在加熱期間迫使包含基板11的半導體裝置30壓向窗口153，從而防止基板11翹曲。在一些實例中，TCB工具35還可以包含真空機構，或者可以採用與LAB工具15相同的真空機構，以從與LAB工具15相對的一側對半導體裝置30施加真空。在此類實例中，板351可包括一個或多個真空孔，用於施加真空以保持或迫使電子構件12、13壓向板351，從而防止電子構件12、13翹曲並防止在加熱期間互連件121、131非濕潤。

在圖5A所示的實例中，混合接合器工具40可以包括LAB工具15，用於從半導體裝置30下方的雷射源151照射雷射束151A，將電子構件12或13接合到基板11。混合接合器工具40還可以包括TCB工具35，也用於將電子構件12或13接合到基板11同時防止電子構件12或13翹曲。TCB工具35可以包括板351和加熱器源352，並且可以在施加熱以限制電子構件12、13在接合製程期間的翹曲的同時從上方按壓電子構件12、13或為其提供背襯。板351可以被配置成當LAB工具15的雷射151A對互連件121或131施加熱時，將電子構件12或13的頂側壓向互連件121或131的對面。板351可被配置成在熱/壓板315按壓電子構件12或13的頂側時將熱、振動或壓力傳遞到互連件121或131。

TCB工具35可以放置在LAB工具15上方。在一些實例中，最初可以將板351與電子構件12、13隔開放置，然後可以在半導體裝置30放置在窗口153上之後降低所述板。可使板351與電子構件12、13的頂部接觸，以保持電子構件12、13對基板11的壓力。板351可以低至約0.1牛頓（N）的壓力（例如在約1 N至約500 N的範圍內）對電子構件12、13施加壓力。在一些實例中，板351可以具有約1 mm至約5 mm範圍內的厚度。

在一些實例中，板351可以真空鎖定電子構件12,13，同時按壓電子構件12,13。在一些實例中，通過將板351耦合到通過板351底側的開口產生真空吸引的真空產生器並將電子構件12或13的頂側暴露到板351的此類真空開口，可以實現真空鎖定。當熱傳遞到電子構件12或13時，板351可以保持鎖定到電子構件12或13，同時從上面按壓電子構件12或13，以防止電子構件12或13翹曲。

板351可與加熱器源352耦合以用於對熱/壓板351加熱，當使板351與電子構件12或13接觸時，可以將這種熱傳遞到電子構件12或13。在一些實例中，加熱器源352可以保持在約10℃至約450℃範圍內的預設溫度。

在一些實例中，TCB工具35可被配置成振動板351或誘發電子構件12或13針對基板11的振動，其中這種振動可因互連件121或131上的摩擦而誘發熱。在一些實例中，互連件121或131上這種誘發振動的熱可以導致或有助於互連件121或131與基板11接合。

從板351傳遞到電子構件12或13的熱可以防止由於電子構件12或13頂側和底側溫度不匹配而可能發生的翹曲。例如，當僅使用LAB工具15時，雷射束151A可使電子構件12或13的底側比電子構件12或13的頂側加熱更多且因此膨脹更多，其中這種差異可能誘發翹曲。通過用板351對電子構件12或13的頂側施加補償的熱，可以控制這種翹曲傾向。在一些實例中，當從LAB工具15對互連件121或131施加熱時，基板11的溫度可保持低於互連件121或131的溫度。在一些實例中，當從LAB工具15對互連件121或131施加熱時，使用TCB工具35的電子構件12或13的溫度可以保持低於互連件121或131的溫度。

圖5B示出當在接合製程期間照射雷射束151A時的半導體裝置30和LAB工具15。在圖5B所示的實例中，通過從雷射源151照射雷射束151A以熔化半導體裝置30的互連件121、131來將半導體裝置30接合到基板11的示例方法可以類似於圖3B和4B所示的示例方法。在圖5B所示的實例中，在接合製程期間，熱/壓接合器工具35可以從上面按壓或加熱電子裝置12或13。在一些實例中，可以通過與放置電子構件12或13的一側相對的基板側，利用來自LAB工具15的雷射束151A將熱施加到互連件121或131。可利用TCB工具35通過電子構件12或13將熱、振動或壓力施加到互連件121或131。在一些實例中，雷射束151A可以具有景深（DOF），並且互連件121或131當被加熱時可以處於所述DOF中。在一些實例中，可以同時應用LAB工具15和TCB工具35。在一些實例中，當通過LAB工具15施加熱時，窗口153可以面對或接觸與電子構件12或13所在的基板11的側相對的基板11的一側。

圖5C示出接合製程完成後的LAB工具15。在圖5C所示的實例中，一旦基板11和電子構件12或13的接合完成，就可以中斷雷射束151A的照射，並且可以將熱/壓接合器工具35從半導體裝置30分離然後升高。在熱/壓接合器工具35與半導體裝置30分離之後，可以將半導體裝置30傳遞到下一級。

圖6A至6D示出使用LAB工具15的示例接合級的詳細橫截面圖，進一步詳細說明了關於圖3B、4B、5B描述的對於半導體裝置10、20、30的接合級。

圖6A示出當在接合製程期間照射雷射束時的半導體裝置10、20、30和LAB工具15。圖6A與圖3B、4B、5B類似並且共享對應的描述。LAB工具15共享如關於圖2描述的對應特徵和元件。可任選地包含TCB工具35，與LAB工具15一起用於如先前關於圖5描述的半導體裝置30的混合接合。

如先前關於級塊152所描述，在一些實例中，級塊152a可包括例如玻璃或石英等透明材料，其允許雷射束151A穿過級塊152a。如前所述，在一些實例中，對於雷射束151a，通過級塊152a的透射率可為約90%或更大，以便於LAB接合製程。

如圖所示，從雷射源151朝向級塊152a照射雷射束151A，並且這種雷射束151A可以穿過級塊152a，例如穿過級塊152a的窗口153部分，到達半導體裝置10、20、30的基板11。雷射束151A可以對互連件121、131、141傳遞或誘發熱。在一些實例中，雷射束151A可以通過級塊152a到達基板11，然後可以穿過基板11，且接著可以到達互連件121、131、141並通過熱照射加熱所述互連件。在一些實例中，互連件121、131、141可以放置在雷射束151A的景深（DOF）範圍內的焦距或聚焦距離處，並且雷射束151A在互連件121、131、141上的這種聚焦可以允許互連件121、131、141比基板11或電子構件12、13、14更多的加熱。在一些實例中，雷射束151A可以通過級塊152a到達基板11，然後可以對基板11的一個或多個區域誘發熱，並且此類加熱的基板區域可以通過熱傳導來加熱互連件121、131、141。

可以加熱互連件121、131、141直到其與基板11的導電結構112接合。可以適當控制熱參數和時間參數以最小化接合時間從而實現快速吞吐量，同時避免暴露於更高的溫度以最小化基板11的過度熱膨脹或翹曲。在一些實例中，雷射束151A可照射約2000 ms或更少，或約1000 ms或更少，以引起互連件121、131、141的適當加熱以及與基板11的接合。在一些實例中，可控制雷射束151A對互連件121、131、141或基板11引起的熱以保持在約300℃或350℃以下，例如在約150℃至約350℃或約230℃至約280℃的範圍內。

圖6B示出當在接合製程期間照射雷射束時的半導體裝置10、20、30和LAB工具15。圖6B與圖3B、4B、5B類似並且共享對應的描述。LAB工具15共享如關於圖2描述的對應特徵和元件。可任選地包含TCB工具35，與LAB工具15一起用於如先前關於圖5描述的半導體裝置30的混合接合。

如先前所描述，關於級塊152，在一些實例中，級塊152b可包括例如陶瓷等不透明材料，其遮擋或阻擋雷射束151A穿過級塊152b。在一些實例中，級塊152b的不透明材料可以包括金屬材料。也如先前所描述，在一些實例中，對於雷射束151A，通過級塊152的透射率可以小於90%，例如0%。

如圖所示，從雷射源151朝向級塊152b（例如朝向級塊152b的窗口153部分）照射雷射束151A。此類雷射束151A基本上被級塊152b阻擋，但是它們可以例如通過熱照射加熱級塊152b。轉而，可以傳遞被加熱的級塊152b中的這種熱（由向上的波浪箭頭表示）以加熱互連件121、131、141。在一些實例中，來自級塊152b的熱到達並延伸穿過基板11以通過熱傳導加熱互連件121、131、141。

可以加熱互連件121、131、141直到其與基板11的導電結構112接合。可以適當控制熱參數和時間參數以減少接合時間同時避免暴露於更高的溫度以最小化基板11的過度熱膨脹或翹曲。在一些實例中，雷射束151A可照射約10000 ms至約30000 ms或甚至更長時期至約10分鐘，以引起互連件121、131、141的適當加熱以及與基板11的接合。在一些實例中，可控制雷射束151A對互連件121、131、141或基板11引起的熱以保持在約300℃或350℃以下，例如在約150℃至約350℃或約230℃至約280℃的範圍內。

圖6C示出當在接合製程期間照射雷射束時的半導體裝置10、20、30和LAB工具15。圖6C與圖3B、4B、5B類似並且共享對應的描述。LAB工具15共享如關於圖2描述的對應特徵和元件。可任選地包含TCB工具35，與LAB工具15一起用於如先前關於圖5描述的半導體裝置30的混合接合。

在一些實例中，級塊152c可以包括透明和不透明材料的組合。例如，級塊152c可以包括透明材料部分152x和不透明材料部分152y的堆疊。透明部分152x的特徵或材料或特性可以類似於關於級塊152a所描述的那些。不透明部分152y的特徵或材料或特性可以類似於關於級塊152b所描述的那些。

如圖所示，從雷射源151朝向級塊152c照射雷射束151A，並且此類雷射束151A可以穿過級塊152c的透明材料部分152x到達不透明材料部分152y。雷射束151A基本上被不透明材料部分152y阻擋穿過，但是它們可以通過例如熱照射來加熱不透明材料部分152y或透明材料部分152x，從而加熱級塊152c的頂部。由向上的波浪箭頭表示的這種熱又可以被傳遞到熱互連件121、131、141。在一些實例中，通過熱傳導傳遞來自級塊152c的熱以延伸穿過基板11並加熱互連件121、131、141。可以加熱互連件121、131、141直到與基板11的導電結構112接合。在一些實例中，因為雷射束151A被不透明材料部分152y阻擋而不能到達基板11，因此可以控制通過熱傳導對基板11或互連件121、131、141的加熱以保持低於雷射束151A到達並通過熱照射加熱基板11的情況。這種熱控制可用於防止或限制基板11的過度熱膨脹或翹曲。

可存在其中透明部分152x的厚度可以大於不透明部分152y的厚度的實例。例如，透明部分152x的厚度可以在約1 mm至約300 mm範圍內，且不透明部分152y的厚度可以在約100 µm至約100 mm範圍內。在一些實例中，不透明部分152y可以包括覆蓋透明部分152x的一個或多個鍍層。

可以加熱互連件121、131、141直到其與基板11的導電結構112接合。可以適當控制熱參數和時間參數以減少接合時間同時避免暴露於更高的溫度以最小化基板11的過度熱膨脹或翹曲。在一些實例中，雷射束151A可照射約5000 ms至約20000 ms，以引起互連件121、131、141的適當加熱以及與基板11的接合。在一些實例中，可控制雷射束151A對互連件121、131、141或基板11引起的熱以保持在約300℃或350℃以下，例如在約150℃至約350℃或約230℃至約280℃的範圍內。

圖6D示出當在接合製程期間照射雷射束時的半導體裝置10、20、30和LAB工具15。圖6D與圖3B、4B、5B類似並且共享對應的描述。LAB工具15共享如關於圖2描述的對應特徵和元件。可任選地包含TCB工具35，與LAB工具15一起用於如先前關於圖5描述的半導體裝置30的混合接合。

級塊152d可以是關於圖1-5描述的級塊152的實施方案。如先前關於級塊152所描述，在一些實例中，級塊152d可以包括允許一定量的雷射穿過的光柵。在一些實例中，級塊152d可以包括透明和不透明材料的組合。例如，級塊152d可以包括透明材料部分152x和不透明材料部分152z的堆疊。透明部分152x的特徵或材料或特性可以類似於關於級塊152a所描述的那些。不透明部分152z的特徵或材料或特性可以類似於關於級塊152b或不透明部分152y所描述的那些。

不透明部分152z包括通過不透明材料的開口的光柵或圖案，其選擇性地允許與此類開口對準的雷射束151A穿過級塊152d。在一些實例中，此類開口可與互連件121、131、141或與基板11上的半導體裝置10、20、30垂直對準。在一些實例中，不透明材料被配置成與第一基板的與互連件121、131、141或與半導體裝置10、20、30未對準的部分垂直對準。

如關於穿過圖6A中的級塊152a的雷射束151A所描述的，這種對準的雷射束151A將引起互連件121、131、141的加熱和接合。相反，與此類開口未對準的雷射束151A將被不透明部分152z的不透明材料遮擋而不穿過級塊152d。

如圖所示，從雷射源151朝向級塊152d照射雷射束151A，並且此類雷射束151A可以穿過級塊152d的透明材料部分152x。與由不透明部分152z的光柵限定的開口對準的雷射束151A可以穿過級塊152d到達基板11並引起互連件121、131、141的加熱以進行接合。與不透明部分152z的光柵的開口未對準的雷射束151A將基本上被阻擋穿過級塊152d。可以加熱互連件121、131、141直到與基板11的導電結構112接合。

不透明部分152z的光柵可以被配置成使得基板11的需要暴露以用於經由通過級塊152d的雷射束151A加熱互連件121、131、141的區域與開口圖案對準。基板11的不需要暴露以進行接合的其它區域可以與不透明部分152z的不透明材料對準，或者與開口圖案未對準，以阻擋或屏蔽雷射束151A。此類特徵可以限制基板11的屏蔽區域的不必要的熱暴露，以限制過度熱膨脹或翹曲。

在一些實例中，不透明部分152z的光柵可以被配置成使得開口圖案暴露半導體裝置10、20、30所在的基板11的部分，而半導體裝置10、20、30周邊外的基板11的其它部分仍然被不透明部分152z的材料屏蔽。

在一些實例中，不透明部分152z的光柵可以被配置成使得開口圖案暴露互連件121、131、141所在的基板11的部分，而互連件121、131、141周邊外的基板11的其它部分仍然被不透明部分152z的材料屏蔽。例如，如關於半導體裝置20所見，光柵被配置成使得不透明部分152z：（a）暴露在互連件121、131的周邊內處於半導體裝置12、13下方的基板11的部分，並且（b）屏蔽在互連件121、131的周邊外處於半導體裝置12、13下方的基板11的部分。

可存在其中透明部分152x的厚度可以大於不透明部分152z的厚度的實例。例如，透明部分152x的厚度可以在約1 mm至約300 mm範圍內，且不透明部分152z的厚度可以在約100 µm至約100 mm範圍內。在一些實例中，不透明部分152z可以包括覆蓋透明部分152x的一個或多個圖案化鍍層。

在一些實例中，LAB工具15可包括雷射源151U，其可類似於雷射源151，但可被配置成朝向半導體裝置10、20、30的頂側或級塊152a的頂側發射雷射束151B。雷射束151B可以類似於雷射束151A，並且可以誘發從互連件121、131、141相應的半導體裝置10、20、30的頂部對所述互連件進行加熱，以幫助將互連件121、131、141接合到基板11。

如圖6A-6D所示，LAB工具15可與壓力工具65一起提供，作為混合接合器工具60的部分。在一些實施方案中，混合接合器工具60可以包括或者可以類似於混合接合器工具40，如關於圖2B或圖5所描述。例如，壓力工具65可以包括或可以類似於TCB工具35。壓力工具65可以包括板651，所述板可類似於板351或可對半導體裝置30提供壓力、熱或振動中的一個或多個。在一些實例中，壓力工具65的板651可以用作對半導體裝置30的頂部（例如對半導體構件12或13的頂部）提供壓力而不會同時提供熱或振動的配重板。在一些實例中，板651的固有重量可對半導體裝置30的頂部提供壓力，而無需添加任何附加力以將板651推到半導體裝置30上。由板651在半導體裝置30的頂側施加的壓力可防止或限制半導體裝置30、半導體構件12、13或基板11在接合期間的過度翹曲。

在一些實施方案中，雷射源151U可在接合期間與壓力工具65一起使用。例如，壓力工具65的板651的特徵、特性或材料在透射率方面可以類似於關於級塊152a、152b、152c或152d所描述的那些，使得雷射束151B可以通過壓力工具65誘發半導體裝置30與基板11的接合。

例如，如圖6A所示，板651可以是透明的或包括透明材料，類似於級塊152a。來自雷射源151U的雷射束151B可以穿過板651並到達半導體裝置30或半導體構件12、13以誘發用於接合互連件121、131的熱，類似於關於級塊152a和雷射束151A所描述的。

作為另一實例，如圖6B所示，板651可以是不透明的或包括不透明材料，類似於級塊152b。來自雷射源151U的雷射束151B可被板651遮擋或阻擋，但可加熱板651以誘發用於接合互連件121、131的熱傳遞，類似於關於級塊152b和雷射束151A所描述的。

作為另一實例，如圖6C所示，板651可包括透明和不透明材料或層的組合或堆疊，類似於級塊152c。來自雷射源151U的雷射束151B可以穿過板651的透明材料並到達板651的不透明材料，在不透明材料處雷射束可被阻擋，但是可以加熱板651以誘發用於接合互連件121、131的熱傳遞，類似於關於級塊152c和雷射束151A所描述的。

作為另一實例，如圖6D所示，板651可包括透明和不透明材料或層的組合或堆疊，其限定具有透明和不透明部分的光柵，類似於級塊152d。來自雷射源151U的雷射束151B的一部分可以被板651的光柵的不透明材料阻擋。但是，來自雷射源151U的雷射束151B的一部分可以穿過板651的光柵中的透明材料和開口圖案，到達半導體裝置30或半導體構件12、13的頂部，以誘發用於接合互連件121、131的熱傳遞，類似於關於級塊152d和雷射束151A所描述的。

圖7A示出使用LAB工具75接合半導體裝置的互連件的接合級的橫截面圖。LAB工具75可包括被配置成發射雷射束751A的雷射源751L，或被配置成發射雷射束751B的雷射源751U。圖7B示出利用雷射源751L的雷射束751A或利用雷射源751U的雷射束751B的LAB工具75的不同示例性操作條件的平面圖。LAB接合工具75在圖7A中示出為將半導體裝置10'、10、20、30的互連件接合到相應基板11。

半導體裝置10'示出為放置在級塊152上，並且可以類似於半導體裝置10、20或30或其變體。半導體裝置10'可包括在基板11'的第一側的電子構件12或13，且可包括在基板11'的第二側的互連件101'或電子構件13'。例如，在一些實例中，半導體裝置10'可在基板11'的第二側缺少電子構件13'，或可在基板11'的第一側缺少電子構件13，使得電子構件12附接到級塊152。在一些實例中，互連件121、131、131'或141可通過雷射源751L或751U的雷射束751A或751B同時接合至基板11'的相應側。在一些實例中，可通過此處描述的第一LAB接合或混合接合製程或工具中的任何一個將電子構件12或13的互連件121或131預接合到基板11'的第一側，然後，可以反轉半導體裝置10'並放置在級塊152上，使得基板11'的第二側面向LAB工具75的雷射源751U，如圖7A所示，用於通過雷射束751B接合互連件101'或131'。

LAB工具75可以類似於LAB工具15，並且可以包括瞄準級塊152的雷射源751L。級塊152可以包括一個或多個變體中的任何一個，包含但不限於關於圖6A-6D針對級塊152a、152b、152c、152d所描述的那些。雷射源751L可以類似於雷射源151，並且可以包括雷射發射器755L的雷射發射器陣列。在一些實例中，雷射源751L可被稱為雷射發射器陣列、雷射發射器面板或雷射二極體面板。

雷射發射器755L可以單獨地發射相應雷射束751A，其可類似於雷射束151A。雷射發射器755L和相應雷射束751A可以單獨地與目標的一部分垂直對準，例如與級塊152的一部分或半導體裝置10、10'、20、30的一部分垂直對準。在一些實例中，由雷射源751L發射的雷射束751A可離開相應雷射發射器755L並單獨地朝向其相應目標前進。在一些實例中，雷射源751L不一定依賴濾波器、準直器或透鏡來分組、瞄準或引導一組雷射束751A。雷射源751L可包括足夠大的區域以同時處理許多基板，例如RDL基板、預成形基板或晶圓。在一些實例中，雷射源751L的長度和寬度可以至少約為300 mm×300 mm。例如，雷射源751L的長度和寬度可以至少約為600 mm×600 mm。

在一些實例中，單個雷射發射器755L可以包括雷射二極體，例如磷化銦（InP）、氮化鎵（GaN）、硒化鋅（ZnSe）、砷化鋁鎵（AlGaAs）、氮化銦鎵（InGaN）或氧化鋅（ZnO）二極體。可存在單個雷射發射器755L可以包括超過一個雷射二極體的實例。在一些實例中，單個雷射發射器755L可以包括約100 µm至約2 mm的長度或寬度。在一些實例中，單個雷射發射器的目標區域可以包括約100 µm至約2 mm的長度或寬度。在一些實例中，單個雷射發射器755L可以發射功率為約10毫瓦到約2瓦的雷射束751A。在一些實例中，單個雷射發射器755L可以發射波長為約600 µm至約2,000 µm的雷射束751A。

如圖7A和7B所示，LAB工具75可以控制雷射源751L，使得不同雷射發射器755L能夠以不同功率位準選擇性地朝向不同目標區域發射相應雷射束751A。例如，LAB工具75可以配置不同的單個雷射發射器755L以在不同的雷射功率位準發射相應雷射束751A，例如高功率光束751x、中功率光束751y（具有比高功率光束751x低的功率）或低功率光束751y（具有比高功率光束751x或中功率光束751y低的功率）。在一些實例中，此類雷射配置可以在目標上實現不同的、可調節的或變化的功率或溫度梯度。在一些實例中，作為低功率光束751z發射的一個或多個雷射束751A可對應於未通電或“關斷”狀態。

在一些實例或區域中，LAB工具75可以控制雷射源751L，使得在互連件121、131、141的周邊內垂直對準的雷射發射器755L以高功率光束751x的形式發射相應雷射束751A，以加熱互連件121、131、141並將其接合到基板11。

在一些實例或區域中，例如關於半導體裝置20所見，LAB工具75可以控制雷射源751L，使得在電子構件12、13、14的周邊內垂直對準的雷射發射器755L以高功率光束751x的形式發射相應雷射束751A，以將電子構件12、13、14接合到基板11。

在一些實例中，LAB工具75可以控制雷射源751L，使得與互連件121、131、141的周邊外的區域垂直對準的雷射發射器755L以中功率光束751y或低功率光束751z的形式發射相應雷射束751A。

例如，在圖7A中，關於半導體裝置10，與電子構件12、13垂直對準並且在互連件121、131的周邊外的雷射發射器755L以中功率光束751y的形式發射相應雷射束751A。

例如，在圖7A中，關於半導體裝置30，與電子構件12、13垂直對準並且在互連件121、131的周邊外的雷射發射器755L以低功率光束751z的形式發射相應雷射束751A。

在一些實例中，例如關於半導體裝置20所見，LAB工具75可以控制雷射源751L，使得與電子構件12、13、14的周邊之間的區域垂直對準的雷射發射器755L以低功率光束751z的形式發射相應雷射束751A。

在一些實例中，例如關於半導體裝置30所見，LAB工具75可以控制雷射源751L，使得與電子構件12、13的周邊之間的區域垂直對準的雷射發射器755L以中功率光束751y的形式發射相應雷射束751A。

在一些實例或區域中，LAB工具75可以控制雷射源751L，使得與半導體裝置10、10'、20、30之間的邊界區域垂直對準的雷射發射器755L以低功率光束751z的形式發射相應雷射束751A。

在一些實例中，LAB工具75可以包括位於級塊152上方的雷射源751U。在一些實例中，雷射源751U可以類似於雷射源151或151U。在一些實例中，雷射源751U可以類似於雷射源751L，並且可以包括雷射發射器755U（其可以類似於雷射發射器755L）的雷射發射器陣列。可存在LAB工具75可以包括雷射源751U而不包括雷射源751L的實施方案，或者可以包括雷射源751L而不包括雷射源751U的實施方案。

雷射發射器755U可以單獨地發射相應雷射束751B，其可以類似於雷射束751A。雷射發射器755U和相應雷射束751B可以單獨地與目標的一部分垂直對準，例如與級塊152的一部分或半導體裝置10、10'、20、30的一部分垂直對準。在一些實例中，由雷射源751U發射的雷射束751B可離開相應雷射發射器755U並單獨地朝向其相應目標前進。在一些實例中，雷射源751U不一定依賴濾波器、準直器或透鏡來分組、瞄準或引導一組雷射束751B。

上部雷射源751U的上部雷射發射器755U可以瞄準級塊152的頂側，並且下部雷射源751L的下部雷射發射器755L可以瞄準級塊152的底側。LAB工具75可以控制雷射源751U和雷射源751L，以在基板11與半導體裝置10、10'、20、30或與互連件121、131、101'或141接合期間同時發射或調節雷射束751A或751B。

如圖7A和7B所示，LAB工具75可以控制雷射源751U，使得不同雷射發射器755U能夠以不同功率位準選擇性地朝向不同目標區域發射相應雷射束751B。例如，LAB工具75可以配置不同的單個雷射發射器755U以在不同的雷射功率位準發射相應雷射束751B，例如高功率光束751x、中功率光束751y（具有比高功率光束751x低的功率）或低功率光束751y（具有比高功率光束751x或中功率光束751y低的功率）。在一些實例中，此類雷射配置可以在目標上實現不同的、可調節的或變化的功率或溫度梯度。在一些實例中，作為低功率光束751z發射的一個或多個雷射束751B可對應於未通電或“關斷”狀態。

在一些實例或區域中，LAB工具75可以控制雷射源751U，使得在互連件121、131、101'，141的周邊內垂直對準的雷射發射器755U以高功率光束751x的形式發射相應雷射束751B，以加熱互連件121、131、101'，141並將其接合到基板11。

在一些實例或區域中，例如關於半導體裝置20所見，LAB工具75可以控制雷射源751U，使得在目標電子構件12、14的周邊內垂直對準的雷射發射器755U以高功率光束751x的形式發射相應雷射束751B，以將電子構件12，14接合到基板11。在一些情況下，並非裝置的所有構件都需要定為目標。例如，也如關於半導體裝置20所見，LAB工具75可以控制雷射源751U，使得在電子構件13的周邊內垂直對準的雷射發射器755U以低功率光束751z或中功率光束751y的形式發射相應雷射束751B。例如，當電子構件13包括對雷射束751B敏感的材料，或者可以阻擋、反射或阻礙雷射束751B通過的材料時，可以進行這種調節。在一些實例中，此類材料可以包括模製化合物或金屬，例如用於散熱或用於電磁干擾（EMI）屏蔽。

在一些實例中，LAB工具75可以控制雷射源751U，使得與互連件121、131、101'，141的周邊外的區域垂直對準的雷射發射器755U以中功率光束751y或低功率光束751z的形式發射相應雷射束751A。

如圖7A所示，壓力工具65可與LAB工具75一起提供，作為混合接合器工具70的部分。壓力工具65可以如關於圖6所描述的。

壓力工具65可以包括或可以類似於TCB工具35，其中板651可類似於板351或可在接合期間對半導體裝置30提供壓力、熱或振動中的一個或多個。在一些實例中，壓力工具65的板651可以用作對半導體裝置30的頂部（例如對半導體構件12或13的頂部）提供壓力而不會同時提供熱或振動的配重板。在一些實例中，板651的固有重量可對半導體裝置30的頂部提供壓力，而無需添加任何附加力以將板651推到半導體裝置30上。由板651在半導體裝置30的頂側施加的壓力可防止或限制半導體裝置30、半導體構件12、13或基板11在接合期間的過度翹曲。

在一些實施方案中，雷射源751U可在接合期間與壓力工具65一起使用。例如，壓力工具65的板651的特徵、特性或材料可以類似於關於圖6A-6D中的任一圖描述的那些，使得雷射束751B可以通過壓力工具65誘發半導體裝置30與基板11的接合。

作為實例，類似於關於圖6A所描述的，板651可以是透明的或包括透明材料。來自雷射源751U的雷射束751B（例如高功率光束751x或中功率光束751y）可穿以過板651並到達半導體裝置30或半導體構件12、13的相應目標區域以誘發用於接合互連件121、131的熱。

作為另一實例，類似於關於圖6B所描述的，板651可以是不透明的或包括不透明材料。來自雷射源751U的雷射束751B（例如高功率光束751x或中功率光束751y）可被板651遮擋或阻擋，但可以加熱板651以誘發用於接合互連件121、131的熱傳遞。

作為另一實例，類似於關於圖6C所描述的，板651可以包括透明和不透明材料或層的組合或堆疊。來自雷射源751U的雷射束751B（例如高功率光束751x或中功率光束751y）可以穿過板651的透明材料並到達板651的不透明材料，在不透明材料處雷射束可被阻擋，但是可以加熱板651以誘發用於接合互連件121、131的熱傳遞。

作為另一實例，類似於關於圖6D所描述的，板651可以包括透明和不透明材料或層的組合或堆疊，其限定具有透明和不透明部分的光柵。來自雷射源751U的雷射束751B的一部分可以被板651的光柵的不透明材料阻擋。但是，來自雷射源751U的雷射束751B的一部分（例如高功率光束751x或中功率光束751y）可以穿過板651的光柵中的透明材料和開口圖案，到達半導體裝置30或半導體構件12、13的頂部，以誘發用於接合互連件121、131的熱傳遞。

圖7C示出半導體裝置20（包括基板11上的電子構件12、13、14）和雷射源152（包括與半導體裝置20垂直對準的相應雷射發射器755）的相應平面圖，其中此類平面圖對應於圖7A的側視圖的相應部分。雷射源751可對應於雷射源751L或雷射源751U中的任一者。雷射發射器755可對應於雷射發射器755L或755U中的任一者。

在本實例中，LAB工具75控制與電子構件12、13、14垂直對準的雷射發射器755，以高功率光束751x的形式發射雷射束（如圖7A中的雷射束751A或751B），從而使電子構件12、13、14與基板11接合。在本實例中，LAB工具75還控制與電子構件12、13、14未垂直對準的雷射發射器755，以低功率光束751z的形式發射雷射束（例如圖7A中的雷射束751A或751B）。

在一些實例中，LAB工具75可以包括接合監視器75i，其在接合期間實時測量半導體裝置20的多個區域的溫度。接合監視器75i可以包括例如光學紅外成像器或監視器。接合監視器75i可以被配置成確定雷射發射器755的雷射束是否針對半導體裝置20的此類多個區域中的每一個實現了目標溫度。這種監視可用於確認實現了互連件接合的適當溫度，並用於防止可能導致基板11或電子構件12、13、14過度加熱、熱膨脹、翹曲或損壞的溫度。如果接合監視器75i確定半導體裝置20的一些目標區域在接合期間測量到超出其目標溫度範圍（“偏離範圍”），LAB工具75可實時做出反應並選擇性地控制與此類偏離範圍的區域對準的單個雷射發射器755，以增加或減少朝向此類偏離範圍的區域發射的雷射束的功率，以將其引至目標溫度範圍內。

步驟7C1-7C4的實例可以說明此類操作。如圖7C所見，示出電子構件12的放大部分12Z和雷射源751的放大部分755Z。放大部分755Z呈現與電子構件12垂直對準的雷射發射器755。

在步驟7C1中，如在放大部分755Z中所見，雷射發射器755以初始或基線功率朝向對應於電子構件12的區域發射雷射束，並且如在放大部分12Z中所見，電子構件12中的此類雷射束相應地產生熱。

在步驟7C2中，接合監視器75i在接合期間監視電子構件12的多個區域的溫度，在高於其目標溫度範圍的溫度下識別出偏離範圍區域12-1，並且在低於其目標溫度範圍的溫度下識別出偏離範圍區域12-2。

在步驟7C3中，基於來自接合監視器75i的監視信息，LAB工具75選擇性地控制雷射發射器755-1和雷射發射器755-2，以調節其相應雷射束的功率。雷射發射器755-1與電子構件12的偏離範圍區域12-1垂直對準，並且雷射發射器755-2與電子構件12的偏離範圍區域12-2垂直對準。為了抵消在電子構件12的偏離範圍區域12-1處測得的高溫，LAB工具75可以選擇性地控制雷射發射器755-1以減少其雷射束的功率。為了抵消在電子構件12的偏離範圍區域12-2處測得的低溫，LAB工具75可以選擇性地控制雷射發射器755-2以增加其雷射束的功率。

在步驟7C4中，由於對應雷射發射器755-1和755-2的雷射束調節，電子構件12的偏離範圍區域12-1和12-2達到其目標溫度。接合監視器75i可以保持監視電子構件12的多個區域，使得LAB工具75可以根據需要保持選擇性地控制相應雷射發射器755的功率，以在接合期間將電子構件12的多個區域保持在其目標溫度範圍內。

本揭示內容包含對某些實例的參考。然而，本領域技術人員將理解，在不脫離本揭示內容的範圍的情況下可以進行各種改變且可以取代等效物。本領域技術人員還應理解，為了附圖的簡單和清楚，可以通過說明書所支持的附圖固有地公開若干變體或選項。例如，半導體裝置10、10'、20、30中的任何一個可以包括圍繞相應互連件121、131、141、101'中的任何一個的電介質，例如底部填料或類似模製化合物的囊封物，以進一步將它們固定到相應基板11、11'。作為另一實例，半導體裝置10、10'、20或30中的任何一個可以包括例如模製化合物的囊封物，其覆蓋基板11、11'的一側或多側以及元件12、13、13'、14、101'的一側或多側。另外，可以在不脫離本揭示內容的範圍的情況下對公開的實例作出修改。因此，希望本揭示內容不限於公開的實例，而是本揭示內容將包含屬所附請求項書的範圍內的所有實例。

7C1:步驟 7C2:步驟 7C3:步驟 7C4:步驟 10:半導體裝置 10':半導體裝置 11:基板 11':基板 12:電子構件 / 元件 12-1:偏離範圍區域 12Z:放大部分 13:電子構件 / 元件 13':電子構件 / 元件 14:電子構件 / 元件 15:雷射輔助接合（LAB）工具 / LAB工具 20:半導體裝置 30:半導體裝置 35:熱/壓接合（TCB）工具 / 熱/壓接合器工具 40:混合接合器工具 60:混合接合器工具 65:壓力工具 70:混合接合器工具 75:LAB工具 75i:接合監視器 101':元件 111:介電結構 112:導電結構 121:互連件 131:互連件 131':互連件 141:互連件 151:雷射源 151A:雷射束 151B:雷射束 151U:雷射源 152:級塊 152a:級塊 152b:級塊 152c:級塊 152d:級塊 152x:透明材料部分 / 透明部分 152y:不透明材料部分 / 不透明部分 152z:不透明材料部分 / 不透明部分 153:窗口 351:板 352:加熱器源 651:板 751:雷射源 751A:雷射束 751B:雷射束 751L:雷射源 751U:雷射源 751x:高功率光束 751y:中功率光束 751z:低功率光束 755:雷射發射器 755-1:雷射發射器 755-2:雷射發射器 755L:雷射發射器 755U:雷射發射器 755Z:放大部分

[圖1A至1C]示出示例半導體裝置的橫截面圖。

[圖2A至2B]示出用於接合示例半導體裝置的示例接合器工具的橫截面圖。

[圖3A至3C]示出用於接合示例半導體裝置的示例方法的橫截面圖。

[圖4A至4C]示出用於接合示例半導體裝置的示例方法的橫截面圖。

[圖5A至5C]示出用於接合示例半導體裝置的示例方法的橫截面圖。

[圖6A至6D]示出使用接合器工具的例如半導體裝置的示例接合級的詳細橫截面圖。

[圖7A至7C]示出使用接合器工具的例如半導體裝置的示例接合級的橫截面圖和平面圖。

10:半導體裝置

11:基板

12:電子構件/元件

13:電子構件/元件

111:介電結構

112:導電結構

121:互連件

131:互連件

Claims

一種系統，其包括：雷射輔助接合工具，包括：級塊；以及面向所述級塊的雷射源；其中：所述級塊被配置成支撐第一基板和與所述第一基板耦合的第一電子構件，所述第一電子構件包括第一互連件；並且所述雷射源被配置成朝向所述級塊發射第一雷射以在所述第一互連件上誘發第一熱從而將所述第一互連件與所述第一基板接合。
根據請求項1所述的系統，其中：所述第一基板和所述第一電子構件在所述級塊的頂側；並且所述雷射源朝向所述級塊的底側發射所述第一雷射。
根據請求項1所述的系統，其中：所述第一電子構件在所述級塊的頂側；所述基板在所述第一電子構件的頂側；並且所述雷射源朝向所述級塊的所述頂側發射所述第一雷射。
根據請求項1所述的系統，其中：所述級塊包括允許所述第一雷射穿過並到達所述第一基板的透明材料部分。
根據請求項1所述的系統，其中：所述級塊包括阻擋所述第一雷射穿過並到達所述第一基板的不透明材料部分。
根據請求項1所述的系統，其中：所述級塊包括：阻擋所述第一雷射穿過並到達所述第一基板的不透明材料部分；以及允許所述第一雷射穿過並到達所述不透明材料的透明材料部分。
根據請求項1所述的系統，其中：所述級塊包括不透明材料部分；所述不透明材料部分包括不透明材料和限定通過所述不透明材料的開口圖案的光柵；所述不透明材料阻擋所述第一雷射穿過並到達所述第一基板；並且所述光柵允許所述第一雷射穿過所述開口圖案並到達穿過第一基板。
根據請求項7所述的系統，其中：所述級塊包括允許所述第一雷射穿過並通過所述不透明材料部分的所述光柵到達所述第一基板的透明材料部分。
根據請求項7所述的系統，其中：所述光柵的所述開口被配置成與所述第一基板上方的所述第一電子構件的互連件垂直對準。
根據請求項7所述的系統，其中：所述不透明材料被配置成與所述第一基板的與所述第一電子構件的互連件未對準的部分垂直對準。
根據請求項1所述的系統，其中：所述雷射源包括雷射發射器陣列，包括：第一雷射發射器，其被配置成朝向第一目標區域以垂直第一雷射束的形式發射所述第一雷射；以及第二雷射發射器，其被配置成朝向不與所述第一目標區域重疊的第二目標區域發射垂直第二雷射束。
根據請求項11所述的系統，其中：所述雷射輔助接合工具被配置成：以高功率光束的形式從所述第一雷射發射器發射所述第一雷射束；以及以低功率光束的形式從所述第二雷射發射器發射所述第二雷射束。
根據請求項11所述的系統，其中：所述雷射輔助接合工具被配置成：當所述第一雷射發射器在所述第一電子構件的所述第一互連件的周邊內垂直對準時，以高功率光束的形式從所述第一雷射發射器發射所述第一雷射束；以及當所述第二雷射發射器在所述第一電子構件的所述第一互連件的所述周邊外垂直對準時，以低功率光束的形式從所述第二雷射發射器發射所述第二雷射束。
根據請求項11所述的系統，其中：所述雷射輔助接合工具被配置成：當所述第一雷射發射器在所述第一電子構件的周邊內垂直對準時，以高功率光束的形式從所述第一雷射發射器發射所述第一雷射束；以及當所述第二雷射發射器在所述第一電子構件的所述周邊外垂直對準時，以低功率光束的形式從所述第二雷射發射器發射所述第二雷射束。
根據請求項11所述的系統，其中：所述雷射輔助接合工具被配置成：當所述第一雷射發射器在所述第一電子構件的周邊內垂直對準時，以高功率光束的形式從所述第一雷射發射器發射所述第一雷射束；以及當所述第二雷射發射器在所述第一電子構件的所述周邊內但在所述第一電子構件的所述第一互連件的所述周邊外垂直對準時，以低功率光束的形式從所述第二雷射發射器發射所述第二雷射束。
根據請求項11所述的系統，其中：所述級塊被配置成支撐耦合到所述第一基板且鄰近所述第一電子構件的第二電子構件，所述第二電子構件包括第二互連件；所述雷射發射器陣列包括第三雷射發射器，所述第三雷射發射器被配置成朝向第三目標區域發射垂直第三雷射束；並且所述雷射輔助接合工具被配置成：從在所述第一電子構件的周邊內垂直對準的所述第一雷射發射器以高功率光束的形式發射所述第一雷射束；從在所述第二電子構件的周邊內垂直對準的所述第二雷射發射器以高功率光束的形式發射所述第二雷射束；以及當所述第三雷射發射器在所述第一電子構件與所述第二電子構件之間的邊界區域內垂直對準時，以低功率光束的形式從所述第三雷射發射器發射所述第三雷射束。
根據請求項11所述的系統，其中：所述雷射發射器陣列包括：第三雷射發射器，其被配置成朝向第三目標區域發射垂直第三雷射束；以及第四雷射發射器，其被配置成朝向第四目標區域發射垂直第四雷射束；第一電子構件包括第二互連件；並且所述雷射輔助接合工具被配置成：從在所述第一互連件的周邊內垂直對準的所述第一雷射發射器以高功率光束的形式發射所述第一雷射束；從在所述第二互連件的周邊內垂直對準的所述第二雷射發射器以高功率光束的形式發射所述第二雷射束；從在所述第一電子構件的周邊內但在所述第一互連件和所述第二互連件的所述周邊外垂直對準的所述第三雷射發射器以中功率光束的形式發射所述第三雷射束；以及從在所述第一電子構件的所述周邊外垂直對準的所述第四雷射發射器以低功率光束的形式發射所述第四雷射束。
根據請求項11所述的系統，其中：所述雷射輔助接合工具被配置成：監視所述第一電子構件的多個目標區域的溫度，所述多個區域包括：所述第一雷射束的所述第一目標區域；以及所述第二雷射的所述第二目標區域；且實時：調節所述第一雷射束的功率以將所述第一電子構件的所述第一目標區域的第一偏離範圍溫度引至目標溫度範圍內；以及調節所述第二雷射束的功率以將所述第一電子構件的所述第二目標區域的第二偏離範圍溫度引至所述目標溫度範圍內。
根據請求項11所述的系統，其中：所述雷射輔助接合工具被配置成：實時增加所述第一雷射束的功率，以將所述第一目標區域的第一偏離範圍溫度從低於目標溫度範圍引至所述目標溫度範圍內；以及實時減少所述第二雷射束的功率，以將所述第二目標區域的第二偏離範圍溫度從高於所述目標溫度範圍引至所述目標溫度範圍內。
一種半導體裝置，其包括：基板，其包括基板頂側和基板底側；以及第一電子構件，其包括通過朝向所述基板底側發射的第一雷射束接合到所述基板頂側的第一互連件。
一種製造半導體裝置的方法，其包括：在基板上方提供電子構件，其中所述電子構件的互連件接觸所述基板的導電結構；在雷射輔助接合工具上提供所述基板，其中所述雷射輔助接合工具包括具有窗口的級塊；以及利用通過所述窗口的雷射束加熱所述互連件，直到所述互連件與所述導電結構接合。
根據請求項21所述的方法，其中所述雷射束具有景深，並且所述互連件當被加熱時處於所述景深中。
根據請求項21所述的方法，其中所述窗口包括石英。
根據請求項21所述的方法，其中所述電子構件在所述基板的第一側上方，並且所述雷射束從所述基板的與所述第一側相對的第二側施加到所述互連件。
根據請求項21所述的方法，其中所述級塊在所述雷射束上方支撐所述窗口和所述基板。
根據請求項21所述的方法，其進一步包括當從所述雷射束對所述互連件施加熱時，保持所述基板的溫度低於所述互連件的溫度。
根據請求項21所述的方法，其進一步包括當從所述雷射束對所述互連件施加熱時，保持所述電子構件的溫度低於所述互連件的溫度。
根據請求項21所述的方法，其進一步包括當從所述雷射束對所述互連件施加熱時，將鄰近所述電子構件的模製化合物的溫度保持在比所述互連件的溫度低的溫度。
一種製造半導體裝置的方法，其包括：在基板的第一基板側上方提供電子構件，其中所述電子構件的互連件接觸所述基板的導電結構；在混合接合器工具中提供所述基板，所述混合接合器工具包括雷射輔助接合工具和熱/壓接合工具；利用來自所述雷射輔助接合工具的雷射束通過與所述第一基板側相對的第二基板側對所述互連件施加第一熱；以及利用所述熱/壓接合工具通過所述電子構件對所述互連件施加第二熱或壓力。
根據請求項29所述的方法，其中所述雷射束具有景深，並且所述互連件當被加熱時處於所述景深中。
根據請求項29所述的方法，其中所述雷射輔助接合工具包括窗口，並且所述雷射束通過所述窗口施加到所述互連件。
根據請求項29所述的方法，其中所述熱/壓接合工具包括加熱器源和熱/壓板，其中利用所述加熱器源通過所述熱/壓板施加所述第二熱，並且利用所述熱/壓板按壓到所述電子構件上來施加所述壓力。
根據請求項29所述的方法，其中同時應用所述雷射輔助接合工具和所述熱/壓接合工具。
根據請求項29所述的方法，其進一步包括當從所述雷射輔助接合工具對所述互連件施加第一熱時，保持所述基板的溫度低於所述互連件的溫度。
根據請求項29所述的方法，其進一步包括當從所述雷射輔助接合工具對所述互連件施加第一熱時，利用所述熱/壓接合工具保持所述電子構件的溫度低於所述互連件的溫度。
根據請求項31所述的方法，其中當施加所述第一熱時，所述窗口接觸所述基板的所述第二側。
一種系統，其包括：雷射輔助接合工具，包括：雷射源；所述雷射源上方具有窗口的級塊；其中所述雷射源被配置成將雷射束引導到所述窗口以在由所述級塊支撐的工件的互連件上施加第一熱。
根據請求項37所述的系統，其中所述工件包括：基板，其具有第一側、與所述第一側相對的第二側和導電結構；以及電子構件，其在所述基板的所述第一側上方且經由所述互連件接觸所述導電結構；其中所述雷射源被配置成發射所述雷射束以通過所述基板的所述第二側對所述互連件施加所述第一熱。
根據請求項37所述的系統，其進一步包括：熱/壓接合工具，其包括熱/壓板；其中：所述熱/壓板被配置成當所述雷射源對所述互連件施加所述第一熱時按壓電子構件的與所述互連件相對的頂側，並且所述熱/壓板被配置成當所述熱/壓板按壓所述電子構件的所述頂側時將第二熱或壓力傳遞到所述互連件。
根據請求項37所述的系統，其中所述窗口包括石英或陶瓷。