02的表面之上延伸。因此,它們可安裝在如下所述的間隔體層的足印之外??商鎿Q地,無源元件可位于基板102上以適配在基板上的間隔體層的孔內(nèi),如也在下面說明的。
[0044]在步驟204中,半導(dǎo)體裸芯114可安裝在基板102的表面上。半導(dǎo)體裸芯114也可定位于基板102上以當(dāng)間隔體層安裝在基板上時適配在間隔體層的孔內(nèi)。半導(dǎo)體裸芯114可為控制器ASIC。然而,裸芯114可為其它類型的半導(dǎo)體裸芯,例如,DRAM或NAND。
[0045]圖5示出了安裝在基板102上的半導(dǎo)體裸芯114。半導(dǎo)體裸芯114包括裸芯鍵合襯墊116,裸芯鍵合襯墊116其中之一例如標(biāo)示在圖5中。示出的裸芯鍵合襯墊116的數(shù)量僅為了清楚,應(yīng)理解在另外的實施例中可有更多的接觸襯墊108和裸芯鍵合襯墊116。而且,盡管在圖5中半導(dǎo)體裸芯114示出為在兩側(cè)上具有裸芯鍵合襯墊116,但是應(yīng)理解在另外的實施例中半導(dǎo)體裸芯114可在半導(dǎo)體裸芯114所有四側(cè)上具有裸芯鍵合襯墊116,例如如圖6所示。在另外的示例中,半導(dǎo)體裸芯114可可替換地在一側(cè)或三側(cè)上具有裸芯鍵合襯墊116。
[0046]根據(jù)本技術(shù),在步驟208中,間隔體層120接下來可安裝到基板102。間隔體層120形成有在間隔體層120的相反的頂主表面124a和底主表面124b之間延伸穿過間隔體層的孔122。間隔體層120可安裝在基板102上使得半導(dǎo)體裸芯114 (或者在基板102的表面上的其它可能結(jié)構(gòu))坐落在孔122內(nèi)。
[0047]本技術(shù)的特征在于,間隔體層120可為由半導(dǎo)體晶片形成的半導(dǎo)體裸芯。該特征的一個優(yōu)點是間隔體層可由與安裝在間隔體層上的其它半導(dǎo)體裸芯相同的材料制成,如后面所解釋的,從而避免熱失配。另一優(yōu)點是制造半導(dǎo)體裝置100的制造工具典型地具有用于處理半導(dǎo)體晶片的工藝和工具。因此,由半導(dǎo)體晶片形成間隔體層120涉及制造工具的最小附加成本和加工步驟。
[0048]現(xiàn)在參見圖7-10,間隔體層120可由半導(dǎo)體晶片300形成。半導(dǎo)體晶片300可開始作為晶片材料的錠,其可在步驟250形成。在一個示例中,錠可為多晶硅。然而,在另外的實施例中,可以考慮晶片300從其形成的錠可為根據(jù)切克勞斯基(Cz0Chralski,CZ)或浮區(qū)(FZ)工藝生長的單晶硅。
[0049]除了硅,應(yīng)理解晶片300可由任何其它半導(dǎo)體元素或化合物形成,包括但不限于IV族元素半導(dǎo)體、IV族化合物半導(dǎo)體、VI族元素半導(dǎo)體、II1-V半導(dǎo)體、I1-VI半導(dǎo)體、1-VII半導(dǎo)體、IV-VI半導(dǎo)體、V-VI半導(dǎo)體和I1-V半導(dǎo)體。另外,由于晶片300用于形成提供力學(xué)性能的間隔體層120,間隔體層120可為半導(dǎo)體元素或化合物之外的各種材料。
[0050]在步驟252中,半導(dǎo)體晶片300可從錠切割,并且在兩個主表面被拋光以提供光滑的表面。晶片300可具有第一主表面304 (圖8)和相反的第二主表面305 (圖9)。在步驟254中,研磨輪可施加到第二主表面305以背研磨晶片300,例如,從780 μ m至280 μ m,然而這些厚度僅為示例性的且可在不同的實施例中變化。因為該步驟可在實施例中跳過因此該步驟以虛線示出。還可想到背研磨步驟254在更后的工藝中執(zhí)行,例如,在孔122被切割和去除之后,如下面所說明的。
[0051]裸芯附著膜(DAF)的層可在在步驟256中施加到晶片300的表面。一旦間隔體層120從晶片300切塊,DAF層將用于將間隔體層120附著到基板102,如下面所說明的。
[0052]在步驟258中,要形成的孔122的位置(孔122的一部分在圖8_10中標(biāo)號)對準(zhǔn)晶片。例如,孔122的位置可設(shè)置為與要從晶片切塊的半導(dǎo)體裸芯的已知完成位置對齊。此對準(zhǔn)可由多種不同的方法完成。在一個示例中,參考位置可限定在晶片300上,并且半導(dǎo)體裸芯和孔122的所有位置可關(guān)于這些參考點限定。
[0053]例如,晶片300典型地包括平邊310 (圖8_10)用于識別和定向用于加工的晶片的晶體結(jié)構(gòu)。平邊310在稱為劈開點的點處終止,其中晶片300的圓形部分與平邊310相接。第一和第二主表面304,305具有劈開點(cleave points)312和314 (在圖8和9中它們示出為彼此顛倒,因為相晶片300對于圖8在圖9的視圖中翻轉(zhuǎn))。
[0054]所切塊的半導(dǎo)體裸芯的位置可相對于一個或兩個劈開點312、314限定。之后,孔122的位置可通過以相對于劈開點312和/或314的沿著x軸和y軸的已知距離定位它們而對準(zhǔn)半導(dǎo)體裸芯的位置。因此,孔122可精確地定位在每個半導(dǎo)體裸芯內(nèi),例如,當(dāng)從晶片300切塊裸芯時,在每個裸芯內(nèi)居中。
[0055]在步驟260中,孔122形成為穿過晶片300,第一主表面304或第二主表面305面向上???22的尺寸可根據(jù)要坐落在孔內(nèi)的半導(dǎo)體裸芯114 (或者可能的其它元件)的尺寸而變化。在包括半導(dǎo)體裸芯114的一個示例中,如下面所述,半導(dǎo)體裸芯114具有從裸芯114的所有四側(cè)延伸出來的引線鍵合件,孔122的大小可形成為使得孔122的側(cè)壁和基板102上用于接收來自裸芯114的引線鍵合件的接觸襯墊108之間具有至少250 μ m的間隔。這些尺寸僅為示例性的且可變化。而且,在引線鍵合件從裸芯114的小于所有四側(cè)延伸的情況下,孔122的尺寸可較小。
[0056]在實施例中,孔可彼此間隔開,使得一旦如下所述晶片300被切塊,每個孔122定位在所得的間隔體層120的相同位置。如上所述,在一個實施例中,孔122可在每個間隔體層中居中??商鎿Q地,在另外的實施例中,孔122可改為沿著間隔體層120的長度和/或?qū)挾缺认喾催吘壐拷粋€邊緣。圖21和22示出了這樣的兩個示例。
[0057]孔122可由各種不同的技術(shù)形成。在一個示例中,孔122可用激光器306形成(圖10)。激光器306例如可為采用重復(fù)短頻率脈沖的高功率C02激光器,以相繼較深地切割穿過晶片300和DAF層。在一個實施例中,激光波長可在335nm和395nm之間,并且脈沖可在80KHz至130KHz的頻率上循環(huán)導(dǎo)通和截止。應(yīng)理解,此波長范圍和頻率范圍僅為示例性的,并且在另外的實施例中波長和頻率中一者或二者可在這些范圍以上或以下變化。晶片300可安裝在工作臺內(nèi)的卡盤上,工作臺可控地在X和Y方向上平移,而激光器保持靜止從而以希望的尺寸形成孔122。單一激光器可用于形成晶片300中的每個孔122,或者多于一個的更多個激光器可同時使用以改善產(chǎn)率。
[0058]在另外的實施例中,可在晶片300中蝕刻出孔122。孔可以以各種不同的工藝蝕亥IJ,例如包括采用液體蝕刻劑、干等離子體蝕刻劑或氣體蝕刻劑。在一個示例中,光致抗蝕齊U (未示出)施加在整個第一主表面304 (盡管在另外的示例中光致抗蝕劑可施加在第二主表面305)上。在第一主表面304上的光致抗蝕劑上方對準(zhǔn)孔掩模(未不出)之后,光致抗蝕劑和孔掩??杀┞队谧贤夤?。然后,顯影光致抗蝕劑使得孔掩模的光學(xué)圖案轉(zhuǎn)移為光致抗蝕劑中的開口窗(未示出)。然后,晶片300的整個第一主表面304暴露于切出穿過晶片300的孔而不影響光致抗蝕劑的選擇性蝕刻。光致抗蝕劑在剝離工藝中被去除以產(chǎn)生穿過晶片300 的孔 122。
[0059]在一個實施例中,用于蝕刻孔122的工藝可為各向異性蝕刻,其可導(dǎo)致孔122具有矩形或接近矩形的側(cè)壁。在另外的實施例中,該工藝可為各向同性蝕刻,其可導(dǎo)致孔122具有更圓形的側(cè)壁(在平行于主表面304、305的平面上變圓,和/或在穿過晶片300的截面上變圓)。
[0060]在形成孔122后,晶片300可在步驟262中被切塊成要用作間隔體層120的單獨的半導(dǎo)體裸芯。晶片300可采用已知切塊工藝中的鋸片切塊。
[0061 ] 在切塊步驟中,晶片300可保持在晶片卡盤上,以包括DAF層的第二主表面305保持抵靠晶片卡盤使得各半導(dǎo)體裸芯在切割后保持在卡盤上的位置。之后,在步驟264中,具有第一真空尖端的拾取和放置機(jī)器人可從如前所述切割的孔122內(nèi)去除晶片部分。在另外的實施例中,可在切割晶片300之前去除孔內(nèi)部的材料。
[0062]在步驟266中,具有第二真空尖端的拾取和放置機(jī)器人可從真空卡盤取出半導(dǎo)體裸芯(現(xiàn)在包括完成的間隔體層)并將它們放置在基板上,如下所述。用于從真空卡盤取出間隔體層120的真空尖端320的示例從圖11的仰視圖示出。真空尖端320包括連接到負(fù)壓源的真空孔322。真空尖端320還包括開口 324,當(dāng)真空尖端320從真空卡盤拾取間隔體層120時開口 324在孔122上面。預(yù)期真空尖端320的其它構(gòu)造。
[0063]圖12和13示出了包括孔122的完成的隔板120的俯視圖和立體圖。再一次參見圖3的流程圖和圖14的立體圖,間隔體層120可在步驟208中通過固化DAF層而安裝到基板102。間隔體層安置在基板102上使得半導(dǎo)體裸芯114安置在孔內(nèi)。
[0064]在實施例中,半導(dǎo)體裸芯114可具有46 μ m的厚度。貼附半導(dǎo)體裸芯114的裸芯附著膜可具有1ym的厚度。間隔體層120的厚度可為使半導(dǎo)體裸芯114以及半導(dǎo)體裸芯114出來的任何引線鍵合件完全包含在孔122內(nèi)(即不在間隔體層120的頂表面124a的平面之上延伸)。在實施例中,間隔體層120可具有102 μ m的厚度,并且將間隔體層120附著到基板102的DAF層可具有20 μ m的厚度。在另外的實施例中,在半導(dǎo)體裸芯114和任何來自裸芯114的引線鍵合件均包含在孔122內(nèi)的條件下,這些尺寸的每一個都可變化。
[0065]在步驟210中,半導(dǎo)體裸芯114上的裸芯鍵合襯墊116可通過弓丨線鍵合件118電連接到基板102上的接觸襯墊108,圖14中標(biāo)出了其中一個。引線鍵合可通過引線鍵合劈刀(未示出)而實現(xiàn),當(dāng)延伸穿過孔122時引線鍵合劈刀形成引線鍵合件118。接觸襯墊108和孔122的側(cè)壁之間的間隔可如前所述足夠大,以允許劈刀形成引線鍵合件而不接觸孔122的側(cè)壁。