磁性密封的晶片電鍍夾具系統和方法
【專利說明】磁性密封的晶片電鍍夾具系統和方法
[0001]相關專利申請的交叉引用
[0002]本文件要求提交于2012年7月18日、名稱為“Plating Jig for WLCSPApplicat1n”(用于WLCSP應用的電鍍夾具)的美國專利申請N0.61/673，115的權益，該專利申請的公開內容全文以弓I用方式并入本文。
技術領域
[0003]本發明涉及半導體器件制造領域，具體而言，涉及用于晶片電鍍的系統。
【背景技術】
[0004]集成電路通過稱為半導體器件制造的工藝形成。半導體器件可形成在半導體材料諸如硅晶體的薄片或晶片上。晶片充當構建于該晶片上的微電子器件的襯底。在這些集成電路的制造過程中，硅晶片經歷一系列濕化學處理步驟。此系列中的一道濕化學處理步驟是電化學沉積，通常稱為電鍍。
[0005]在電鍍工藝中，電流用于將金屬離子從溶液沉積到晶片上，從而在晶片上形成金屬膜、金屬圖案化結構或金屬層。某些半導體封裝技術，諸如晶片級芯片尺寸封裝和倒裝，涉及多個電鍍步驟。陽極和晶片間適當大小的防護板對于在電鍍過程中在整個晶片表面上實現均勻電鍍來說至關重要。
【發明內容】
[0006]根據本發明的第一方面，晶片電鍍夾具系統可包括:電絕緣晶片電鍍夾具基座，其具有多個不同深度的至少部分重疊的凹腔，每個凹腔被配置為接納不同尺寸的半導體晶片；多個磁性吸引物，在所述多個重疊凹腔中的每一個內設置至少一個所述多個磁性吸引物；以及導電蓋板，其包括由支撐件環繞的中心開口，該蓋板包含磁性吸引材料，該磁性吸引材料設置在鄰近中心開口的支撐件內，并且在所述蓋板被設置在所述晶片電鍍夾具基座上時與所述磁性吸引物中的至少一個對準。
[0007]具體實施例可包括下列各項中的一者或多者。磁性吸引材料可包括鐵磁材料。磁性吸引材料可包括鐵。蓋板還可包括RFID標簽。蓋板還可包括內側壓配合密封件，該內側壓配合密封件鄰近中心開口并且位于當蓋板以與多個重疊空腔中的至少一者同心的方式設置在晶片電鍍夾具基座上時面向該晶片電鍍夾具基座的表面上。蓋板還可包括外側壓配合密封件，該外側壓配合密封件遠離中心開口并且位于當蓋板以與多個重疊空腔中的至少一者同心的方式設置在晶片電鍍夾具基座上時面向該晶片電鍍夾具基座的蓋板表面上。在蓋板以中心開口與多個重疊凹腔同心的方式設置在晶片電鍍夾具基座上時，多個磁性吸引物中的至少一個可設置在外側壓配合密封件和重疊凹腔中的一者的外邊緣之間。多個重疊凹腔中的第一個可被配置為接納直徑為200毫米的圓形晶片。多個重疊凹腔中的第二個可被配置為接納直徑為300毫米或450毫米的圓形晶片。蓋板還可包括環繞中心開口的支撐件上的導電體，其中蓋板還可包括與該導電體可移除地耦合的至少一個導電接觸銷。蓋板可包括第一蓋板，所述系統還包括第二蓋板，該第二蓋板包括大于第一蓋板的中心開口并且由支撐件環繞的中心開口，該第二蓋板包含設置在鄰近所述中心開口的所述支撐件內的磁性吸引材料，并且當所述蓋板設置在所述晶片電鍍夾具基座上時，所述磁性吸引材料與不同于所述第一蓋板的磁性吸引材料所對準的所述基座的磁性吸引物中的一個對準。多個重疊凹腔可以為第一多個重疊凹腔并且設置在晶片電鍍夾具基座的第一面上，該晶片電鍍夾具基座還包括設置在該晶片電鍍夾具基座的與所述第一面相對的第二面上的第二多個重疊凹腔。蓋板可包括第一蓋板，所述系統還可包括第二蓋板，該第二蓋板包括由支撐件環繞的中心開口，該第二蓋板包含磁性吸引材料，該磁性吸引材料鄰近中心開口設置在支撐件內并且當該第二蓋板設置在晶片電鍍夾具基座的第二面上時與第二多個磁性吸引物中的至少一個磁性吸引物對準。
[0008]在另一方面，本發明涉及一種制備半導體晶片的方法，所述方法可包括:將半導體晶片置入晶片電鍍夾具的電絕緣基座內不同深度和不同寬度的多個重疊凹腔中的第一個中，所述多個凹腔中的每一個包括與所述多個凹腔中的第二個的磁性吸引物一起設置的磁性吸引物；將具有環繞中心開口的支撐件的導電蓋板在半導體晶片上方磁力耦合于基座，使得半導體晶片的邊緣被蓋板覆蓋并且電連接到蓋板，而且半導體晶片的中央部通過中心開口暴露；并且在半導體晶片設置在被磁力耦合的基座和蓋板之間時將半導體晶片露出的中央部的至少一部分電鍍一層導電金屬。
[0009]具體實施例可包括下列各項中的一者或多者。利用圍繞蓋板的中心開口而設的并且在電鍍過程中與晶片接觸的密封件將半導體晶片和蓋板之間的接合處密封。利用遠離蓋板的中心開口設置在蓋板上的密封件將蓋板和基座之間的接合處密封，該密封件包括與半導體晶片的表面形成電連接的電觸點。通過將相關數據存儲在蓋板上的RFID標簽內來識別要被電鍍的半導體晶片的特性。將夾具組件浸沒在具有陽極的鍍槽中，并且通過與半導體晶片接合的至少一個可移除接觸銷在該陽極和蓋板之間施加電勢。半導體晶片可以為第一半導體晶片并且蓋板可以為第一蓋板，所述方法還可包括:從第一凹腔移除第一半導體晶片并且將第二半導體晶片放置到第二凹腔中，該第二凹腔具有與第一凹腔不同的寬度；將第二蓋板磁力耦合于第二半導體晶片上方，使得第二半導體晶片的邊緣被第二蓋板覆蓋并且第二半導體晶片的中央部通過第二蓋板的中心開口暴露，所述第二蓋板具有環繞尺寸不同于第一蓋板中心開口的中心開口的支撐件；并且在第二半導體晶片設置在磁力耦合的基座和第二蓋板之間時將第二半導體晶片露出的中央部的至少一部分電鍍一層銅。第一半導體晶片可包括200毫米的直徑。第二半導體晶片可包括300毫米的直徑。
[0010]在另一方面，晶片電鍍夾具系統可包括:電絕緣晶片電鍍夾具基座，其具有多個不同深度的同心重疊凹腔，每個凹腔被配置為接納不同尺寸的半導體晶片；以及導電蓋板，其包括由支撐件環繞的中心開口，該蓋板包括環繞中心開口的導電體并且與晶片電鍍夾具基座的同心重疊凹腔中的至少一個同心。
[0011 ] 在另一方面，晶片電鍍夾具系統可包括:電絕緣晶片電鍍夾具基座，其具有被配置為接納半導體晶片的至少一個凹腔；至少一個磁性吸引物，其鄰近所述至少一個凹腔的邊緣設置在所述至少一個凹腔內；以及導電蓋板，其包括由支撐件環繞的中心開口，該蓋板包含磁性吸引材料，該磁性吸引材料相鄰于中心開口設置在支撐件內并且在蓋板設置在晶片電鍍夾具基座上時與所述至少一個磁性吸引物對準。
[0012]具體實施例可包括下列各項中的一者或多者。磁性吸引材料可包括鐵磁材料。磁性吸引材料可包括鐵。蓋板還可包括嵌入式RFID標簽。蓋板還可包括內側壓配合密封件，該內側壓配合密封件鄰近中心開口并且位于當蓋板以與至少一個空腔同心的方式設置在晶片電鍍夾具基座上時面向該晶片電鍍夾具基座的表面上。蓋板還可包括外側壓配合密封件，該外側壓配合密封件遠離中心開口并且位于當蓋板以與至少一個空腔同心的方式設置在晶片電鍍夾具基座上時面向該晶片電鍍夾具基座的表面上。在蓋板以中心開口與至少一個凹腔同心的方式設置在晶片電鍍夾具基座上時，至少一個磁性吸引物可設置在外側壓配合密封件和所述至少一個凹腔的外邊緣之間。所述至少一個凹腔可被配置為接納直徑為200毫米的圓形晶片。所述至少一個凹腔可被配置為接納直徑為300毫米或450毫米的圓形晶片。蓋板還可包括環繞中心開口的支撐件上的導電體，其中蓋板還包括與該導電體可移除地耦合的至少一個導電接觸銷。第二導電蓋板可包含磁性吸引材料，該磁性吸引材料相鄰于該第二蓋板的中心開口設置在支撐件內并且在該蓋板設置在晶片電鍍夾具基座上時與至少一個磁性吸引物對準。至少一個第二凹腔可位于與該晶片電鍍夾具基座的設有至少一個凹腔的側面相對的晶片電鍍夾具基座的側面上。
[0013]下文在附圖和詳細描述中描述了本文提出的公開內容的許多方面和應用。根據【具體實施方式】和附圖以及根據權利要求書，上述方面和其他方面、特征和優點對于本領域的普通技術人員將是顯而易見的。
【附圖說明】
[0014]本發明以例舉而非限制的方式在附圖的各圖中示出。
[0015]圖1是晶片電鍍夾具和蓋的實施例的透視圖。
[0016]圖2是雙面晶片電鍍夾具和蓋的實施例