TWI870271B - 防止產生氣泡的加熱固晶方法 - Google Patents

Abstract

一種防止產生氣泡的加熱固晶方法，包括下列步驟：將液體分布在基板上；晶粒在液體中固定在基板上；對晶粒加熱，使得液體蒸發成水蒸氣；對晶粒加熱加壓；以及停止對晶粒加熱加壓，使得晶粒逐漸冷卻並且固定在基板上。藉此，液體會附著在基板的表面並且提供無氣泡的環境，晶粒能夠在液體所提供的無氣泡的環境中固定在基板上，並且加熱去除水氣，避免在固晶的過程中，晶粒與基板共同包住空氣或水氣而產生氣泡並形成空洞。

Description

防止產生氣泡的加熱固晶方法

本發明是有關一種固晶方法，尤其是一種防止產生氣泡的加熱固晶方法。

積體電路藉由大批方式，經過多道程序，製作在半導體晶圓上，晶圓進一步分割成複數晶粒。換言之，晶粒是以半導體材料製作而成未經封裝的一小塊積體電路本體。分割好的複數晶粒整齊貼附在一承載裝置上，接著一承載框負責運送承載裝置，然後將該等晶粒依序轉移至基板，俾利進行後續加工程序。

進一步地說，在晶粒轉移至基板的過程中，晶粒的局部區塊接觸基板以形成一貼合波（bond wave）。貼合波從晶粒的局部區塊往晶粒的其他區塊的方向擴散，使得晶粒逐漸固定於基板上。

然而，晶粒與基板之間可能會共同包住空氣或水氣而產生氣泡並形成空洞（void）。如果晶粒與基板之間有空洞，則晶粒與基板沒有緊密貼合，將會導致挑揀或辨識等晶粒的後續加工程序容易受到氣泡的影響，降低後續加工製成的產品良率。

本發明的主要目的在於提供一種防止產生氣泡的加熱固晶方法，能夠避免晶粒與基板共同包住空氣或水氣而產生氣泡並形成空洞。

為了達成前述的目的，本發明提供一種防止產生氣泡的加熱固晶方法，包括下列步驟：將一液體分布在一基板上；一晶粒在該液體中固定在該基板上；對該晶粒加熱，使得該液體蒸發成一水蒸氣；對該晶粒加熱加壓；以及停止對該晶粒加熱加壓，使得該晶粒逐漸冷卻並且固定在該基板上。

在一些實施例中，將該液體分布在該基板上的步驟進一步包括：一固晶裝置吸取該晶粒；其中，該晶粒在該液體中放置在該基板上的步驟進一步包括：該固晶裝置往下移動，使得該晶粒逐漸靠近該基板並且進入該液體中。

在一些實施例中，對該晶粒加熱的步驟中進一步包括：該固晶裝置對該晶粒加熱；其中，對該晶粒加熱加壓的步驟中進一步包括：該固晶裝置對該晶粒加熱加壓；其中，停止對該晶粒加熱加壓的步驟進一步包括：該固晶裝置停止對該晶粒加熱加壓。

在一些實施例中，對該晶粒加熱的步驟中進一步包括：一光源對該晶粒加熱；其中，對該晶粒加熱加壓的步驟中進一步包括：該光源對該晶粒加熱，同時該固晶裝置對該晶粒加壓；其中，停止對該晶粒加熱加壓的步驟進一步包括：該光源停止對該晶粒加熱，同時該固晶裝置停止對該晶粒加壓。

在一些實施例中，對該晶粒加熱的步驟中進一步包括：該基板對該晶粒加熱；其中，對該晶粒加熱加壓的步驟中進一步包括：該基板對該晶粒加熱加壓；其中，停止對該晶粒加熱加壓的步驟進一步包括：該基板停止對該晶粒加熱加壓。

在一些實施例中，對該晶粒加熱的步驟中進一步包括：一光源對該晶粒加熱；其中，對該晶粒加熱加壓的步驟中進一步包括：該光源對該晶粒加熱，同時該基板對該晶粒加壓；其中，停止對該晶粒加熱加壓的步驟進一步包括：該光源停止對該晶粒加熱，同時該基板停止對該晶粒加壓。

在一些實施例中，將該液體分布在該基板上的步驟進一步包括：該基板包括另一晶粒及一晶圓，該另一晶粒固定在該晶圓的一晶粒放置區；其中，該晶粒在該液體中固定在該基板上的步驟進一步包括：該晶粒在該液體中固定在該另一晶粒上。

在一些實施例中，將該液體分布在該基板上的步驟進一步包括：該基板為一晶圓；其中，該晶粒在該液體中固定在該基板上的步驟進一步包括：該晶粒在該液體中固定在該晶圓的一晶粒放置區上。

本發明的功效在於，液體會附著在基板的表面並且提供無氣泡的環境，晶粒能夠在液體所提供的無氣泡的環境中固定在基板上，並且加熱去除水氣，避免在固晶的過程中，晶粒與基板共同包住空氣或水氣而產生氣泡並形成空洞。

以下配合圖式及元件符號對本發明的實施方式做更詳細的說明，俾使熟習該項技藝者在研讀本說明書後能據以實施。

圖1是本發明的方法的流程圖。圖2是本發明的方法的第一實施例的步驟S10的示意圖。圖3是本發明的方法的第一實施例的步驟S20的示意圖。圖4和圖5是本發明的方法的第一實施例的步驟S30的示意圖。圖6是本發明的方法的第一實施例的步驟S40的示意圖。圖7是本發明的方法的第一實施例的步驟S50的示意圖。本發明提供一種防止產生氣泡的加熱固晶方法，包括下列步驟：

步驟S10，如圖1及圖2所示，將一液體10分布在一基板20上。

步驟S20，如圖1及圖3所示，一晶粒30在該液體10中固定在基板20上。

步驟S30，如圖1、圖4及圖5所示，對晶粒30加熱，使得液體10蒸發成一水蒸氣11。

步驟S40，如圖1及圖6所示，對晶粒30加熱加壓。

步驟S50，如圖1及圖7所示，停止對晶粒30加熱加壓，使得晶粒30逐漸冷卻並且固定在基板20上。

如圖2所示，在第一實施例中，步驟S10進一步包括：基板20包括另一晶粒21及一晶圓22，另一晶粒21固定在晶圓22的一晶粒放置區221；一固晶裝置40吸取晶粒30；液體10從一噴嘴50連續流出並且藉由重力不斷往下流動，使得液體10在接觸到基板20以後逐漸擴散；將液體10分布在基板20上；以及噴嘴50持續不斷地補充液體10至基板20上。

如圖3所示，在第一實施例中，步驟S20進一步包括：固晶裝置40往下移動，使得晶粒30逐漸靠近另一晶粒21並且進入液體10中；固晶裝置40能夠藉由一正壓41產生氣流吹拂晶粒30的局部區塊，使得晶粒30的局部區塊在液體10中脫離固晶裝置40並且撓曲變形以接觸另一晶粒21，晶粒30的局部區塊接觸到另一晶粒21以後形成一貼合波（bond wave）；以及貼合波從晶粒30的局部區塊往晶粒30的其他區塊的方向擴散，使得晶粒30在液體10中逐漸固定在另一晶粒21上。重要的是，在貼合波擴散的過程中，晶粒30會逐漸將液體10從晶粒30與另一晶粒21之間的空隙擠出，從而能夠保證晶粒30與另一晶粒21緊密貼合。

如圖4及圖5所示，在第一實施例中，步驟S30進一步包括：固晶裝置40對晶粒30加熱。如圖6所示，在第一實施例中，步驟S40進一步包括：固晶裝置40對晶粒30加熱加壓。如圖7所示，在第一實施例中，步驟S50進一步包括：固晶裝置40停止對晶粒30加熱加壓。

一些實施例與第一實施例的差別在於：其一，步驟S10進一步包括：基板20為晶圓22；其二，步驟S20進一步包括：晶粒在液體10中固定在晶圓22的晶粒放置區221上。

圖8和圖9是本發明的方法的第二實施例的步驟S30的示意圖。圖10是本發明的方法的第二實施例的步驟S40的示意圖。圖11是本發明的方法的第二實施例的步驟S50的示意圖。第二實施例與第一實施例的差別在於：其一，如圖8和圖9所示，步驟S30進一步包括：晶圓22對另一晶粒21加熱，另一晶粒21對晶粒30加熱；其二，如圖10所示，步驟S40進一步包括：晶圓22對另一晶粒21加熱加壓，另一晶粒21對晶粒30加熱加壓；其三，如圖11所示，步驟S50進一步包括：晶圓22停止對另一晶粒21加熱加壓，另一晶粒21停止對晶粒30加熱加壓。

一些實施例與第二實施例的差別在於：其一，步驟S10進一步包括：基板20為晶圓22；其二，步驟S20進一步包括：晶粒30在液體10中固定在晶圓22的晶粒放置區221上；其三，步驟S30進一步包括：晶圓22對晶粒30加熱；其四，步驟S40進一步包括：晶圓22對晶粒30加熱加壓；其五，步驟S50進一步包括：晶圓22停止對晶粒30加熱加壓。

圖12和圖13是本發明的方法的第三實施例的步驟S30的示意圖。圖14是本發明的方法的第三實施例的步驟S40的示意圖。圖15是本發明的方法的第三實施例的步驟S50的示意圖。第三實施例與第一實施例的差別在於：其一，如圖12及圖13所示，步驟S30進一步包括：一光源60對晶粒30加熱；其二，如圖14所示，步驟S40進一步包括：光源60對晶粒30加熱，同時固晶裝置40對晶粒30加壓；其三，如圖15所示，步驟S50進一步包括：光源60停止對晶粒30加熱，同時固晶裝置40停止對晶粒30加壓。所述光源60可以是紅外線加熱器或雷射加熱器。

一些實施例與第三實施例的差別在於：其一，步驟S40進一步包括：光源60對晶粒30加熱，同時晶圓22對另一晶粒21加壓且另一晶粒21對晶粒30加壓；其二，步驟S50進一步包括：光源60停止對晶粒30加熱，同時晶圓22停止對另一晶粒21加壓且另一晶粒21停止對晶粒30加壓。

一些實施例與第三實施例的差別在於：其一，步驟S10進一步包括：基板20為晶圓22；其二，步驟S20進一步包括：晶粒30在液體10中固定在晶圓22的晶粒放置區221上；其三，步驟S40進一步包括：光源60對晶粒30加熱，同時晶圓22對晶粒30加壓；其四，步驟S50進一步包括：光源60停止對晶粒30加熱，同時晶圓22停止對晶粒30加壓。

綜上所述，液體10會附著在基板20的表面並且提供無氣泡的環境，晶粒30能夠在液體10所提供的無氣泡的環境中固定在基板20上，並且加熱去除水氣，避免在固晶的過程中，晶粒30與基板20共同包住空氣或水氣而產生氣泡並形成空洞，因而能夠保證晶粒30與基板20緊密貼合。挑揀或辨識等晶粒30的後續加工程序不會受到氣泡的影響，提升後續加工製成的產品良率。

再者，液體10能夠作為貼合介質，藉以增加晶粒30與基板20的固定效果。在所有的液體10當中，以水作為貼合介質為較佳，因為水可作為固晶方法的貼合的化學反應物之一。更明確地說，水分子會在活化過的基板20的表面產生羥基OH-Si-OH，並且進一步進行連鎖反應，以合成穩定的SiO ₂結構，其化學式為：Si-OH HO-Si Si-O-Si H ₂O。其中，又以超純水作為貼合介質為更佳，因為超純水十分純潔、乾淨，完全不含有雜質。超純水不僅能夠提供無氣泡的環境以及作為貼合介質，還能夠保證無雜質，避免在固晶的過程中，晶粒30與基板20之間有雜質存在而形成空洞，因而能夠保證晶粒30與基板20緊密貼合。挑揀或辨識等晶粒30的後續加工程序不會受到雜質的影響，提升後續加工製成的產品良率。

以上所述者僅為用以解釋本發明的較佳實施例，並非企圖據以對本發明做任何形式上的限制，是以，凡有在相同的發明精神下所作有關本發明的任何修飾或變更，皆仍應包括在本發明意圖保護的範疇。

10:液體

11:水蒸氣

20:基板

21:另一晶粒

22:晶圓

221:晶粒放置區

30:晶粒

40:固晶裝置

41:正壓

50:噴嘴

60:光源

S10~S50:步驟

圖1是本發明的方法的流程圖。 圖2是本發明的方法的第一實施例的步驟S10的示意圖。 圖3是本發明的方法的第一實施例的步驟S20的示意圖。 圖4和圖5是本發明的方法的第一實施例的步驟S30的示意圖。 圖6是本發明的方法的第一實施例的步驟S40的示意圖。 圖7是本發明的方法的第一實施例的步驟S50的示意圖。 圖8和圖9是本發明的方法的第二實施例的步驟S30的示意圖。 圖10是本發明的方法的第二實施例的步驟S40的示意圖。 圖11是本發明的方法的第二實施例的步驟S50的示意圖。 圖12和圖13是本發明的方法的第三實施例的步驟S30的示意圖。 圖14是本發明的方法的第三實施例的步驟S40的示意圖。 圖15是本發明的方法的第三實施例的步驟S50的示意圖。

S10~S50:步驟

Claims (8)

1. 一種防止產生氣泡的加熱固晶方法，包括下列步驟： 將一液體分布在一基板上； 一晶粒在該液體中固定在該基板上； 對該晶粒加熱，使得該液體蒸發成一水蒸氣； 對該晶粒加熱加壓；以及 停止對該晶粒加熱加壓，使得該晶粒逐漸冷卻並且固定在該基板上。
2. 如請求項1所述的防止產生氣泡的加熱固晶方法，其中，將該液體分布在該基板上的步驟進一步包括：一固晶裝置吸取該晶粒；其中，該晶粒在該液體中放置在該基板上的步驟進一步包括：該固晶裝置往下移動，使得該晶粒逐漸靠近該基板並且進入該液體中。
3. 如請求項2所述的防止產生氣泡的加熱固晶方法，其中，對該晶粒加熱的步驟中進一步包括：該固晶裝置對該晶粒加熱；其中，對該晶粒加熱加壓的步驟中進一步包括：該固晶裝置對該晶粒加熱加壓；其中，停止對該晶粒加熱加壓的步驟進一步包括：該固晶裝置停止對該晶粒加熱加壓。
4. 如請求項2所述的防止產生氣泡的加熱固晶方法，其中，對該晶粒加熱的步驟中進一步包括：一光源對該晶粒加熱；其中，對該晶粒加熱加壓的步驟中進一步包括：該光源對該晶粒加熱，同時該固晶裝置對該晶粒加壓；其中，停止對該晶粒加熱加壓的步驟進一步包括：該光源停止對該晶粒加熱，同時該固晶裝置停止對該晶粒加壓。
5. 如請求項1所述的防止產生氣泡的加熱固晶方法，其中，對該晶粒加熱的步驟中進一步包括：該基板對該晶粒加熱；其中，對該晶粒加熱加壓的步驟中進一步包括：該基板對該晶粒加熱加壓；其中，停止對該晶粒加熱加壓的步驟進一步包括：該基板停止對該晶粒加熱加壓。
6. 如請求項1所述的防止產生氣泡的加熱固晶方法，其中，對該晶粒加熱的步驟中進一步包括：一光源對該晶粒加熱；其中，對該晶粒加熱加壓的步驟中進一步包括：該光源對該晶粒加熱，同時該基板對該晶粒加壓；其中，停止對該晶粒加熱加壓的步驟進一步包括：該光源停止對該晶粒加熱，同時該基板停止對該晶粒加壓。
7. 如請求項1所述的防止產生氣泡的加熱固晶方法，其中，將該液體分布在該基板上的步驟進一步包括：該基板包括另一晶粒及一晶圓，該另一晶粒固定在該晶圓的一晶粒放置區；其中，該晶粒在該液體中固定在該基板上的步驟進一步包括：該晶粒在該液體中固定在該另一晶粒上。
8. 如請求項1所述的防止產生氣泡的加熱固晶方法，其中，將該液體分布在該基板上的步驟進一步包括：該基板為一晶圓；其中，該晶粒在該液體中固定在該基板上的步驟進一步包括：該晶粒在該液體中固定在該晶圓的一晶粒放置區上。

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