(57)【要約】【課題】【解決手段】  少なくとも１つの半導体ウェハからのダイを収容するための窪みが表面に形成された部材を含んだワッフルパック装置。部材は、半導体ウェハ取り扱い装置および（または）半導体ウェハ処理に適合する。好ましくは、部材は、半導体ウェハからのダイの少なくとも過半数を収容する。また、ダイを１つのワッフルパック装置から取り外し、このダイを半導体パッケージ上へと配置して配置されたダイから集積回路に必要な全てのダイ部品を形成し、半導体パッケージ内に配置されたダイを相互に接続して集積回路を形成する、半導体装置組み立て方法が提供される。少なくとも１つのワッフルパック装置からダイを取り外し、このダイを半導体パッケージ上へと配置して配置されたダイから集積回路に必要なダイ装置部品を組み立て、半導体パッケージ内に配置されたダイを相互に接続して集積回路を形成する、別の半導体装置組み立て方法が提供される。【選択図】      図１Ａ
2007531986.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
表面において窪みを含み、半導体ウェハ処理に適合する材料からなると共に前記半導体ウェハ処理に適合する大きさおよび形状の少なくとも一方を有する部材を具備するワッフルパック装置。
【請求項２】
前記材料がウェットウェハ処理に適合する、請求項１の装置。
【請求項３】
前記窪みが半導体ダイを収容する大きさおよび形状である、請求項１の装置。
【請求項４】
前記窪みの数が半導体ウェハからのダイの少なくとも過半数を収容するのに十分である、請求項１の装置。
【請求項５】
前記数が５０を超える、請求項４の装置。
【請求項６】
前記数が少なくとも１０００である、請求項４の装置。
【請求項７】
前記窪みが半導体ウェハからのダイの水平方向の寸法より０．０５乃至０．２ｍｍ大きい水平方向の寸法を有する、請求項１の装置。
【請求項８】
前記窪みが半導体ウェハからのダイの厚さより最大０．２ミリメートル小さいまたは大きい深さを有する、請求項１の装置。
【請求項９】
前記窪みが、前記部材の表面に対する垂線軸からの傾きを前記窪み内のダイに持たせるように構成される、請求項１の装置。
【請求項１０】
前記窪みが、前記部材の重心に向かう傾きを前記ダイに持たせるように構成される、請求項９の装置。
【請求項１１】
前記窪み内の前記ダイの傾きが、前記重心および前記部材の幾何学上の中心の一方に向う、前記傾きの放射成分を有し、
前記傾きが、前記ダイの平面上に位置し且つ前記ダイの中心と前記重心および前記幾何学上の中心の一方を結ぶ線に垂直な接線成分を有し、
前記放射成分の大きさが、前記傾きの前記接線成分よりも大きい、
請求項１０の装置。
【請求項１２】
前記窪みが、前記窪み内に配置されたダイに傾きを持たせ、
前記傾きが、前記重心および前記部材の幾何学上の中心の一方に向う放射成分を有し、
前記傾きが、前記ダイの平面上に位置し且つ前記ダイの中心と前記重心および前記幾何学上の中心の一方を結ぶ線に垂直な接線成分を有し、
前記放射成分の大きさが、前記傾きの前記接線成分よりも大きい、
請求項１の装置。
【請求項１３】
前記窪みが、前記部材の第１部分内に配置された前記ダイの第１組のそれぞれを第１傾きを持つように傾かせ、且つ前記部材の第２部分内に配置された前記ダイの第２組のそれぞれを前記第１傾きと異なる第２傾きを持つように傾かせる、請求項１０の装置。
【請求項１４】
前記第１および第２部分が四分円である、請求項１０の装置。
【請求項１５】
前記窪みが、
側壁と、
前記側壁と接続する底面と、
前記部材の重心または中心と反対において前記底面の横に位置する棚と、
を具備する、請求項１の装置。
【請求項１６】
前記部材内に形成された水路をさらに具備する、請求項１の装置。
【請求項１７】
前記部材が円形状部材を具備し、前記水路が前記円形状部材に亘って放射状に配置される、請求項１６の装置。
【請求項１８】
前記部材が円形状部材を具備し、前記水路が前記円形状部材に亘って弦に沿って配置される、請求項１６の装置。
【請求項１９】
前記水路が前記窪みの側壁に隣接して配置される、請求項１６の装置。
【請求項２０】
前記窪みのそれぞれに前記水路の少なくとも２つが接続している、請求項１６の装置。
【請求項２１】
前記少なくとも２つの水路が前記窪みの両側に配置される、請求項２０の装置。
【請求項２２】
前記水路の深さが前記窪みの深さと同じかより深い、請求項１６の装置。
【請求項２３】
前記部材を覆う蓋をさらに具備する、請求項１の装置。
【請求項２４】
前記蓋が複数の対窪みを有する、請求項２３の装置。
【請求項２５】
前記蓋の前記対窪みが前記部材内の前記窪みの位置に対応する、請求項２４の装置。
【請求項２６】
前記複数の対窪みの少なくとも１つが、
側壁と、
前記側壁の１つと接続する曲面部を有する底面と、
を具備する、請求項２４の装置。
【請求項２７】
前記対窪みが、前記ダイの平面表面と前記対窪みの底面との接触を防ぐ位置においてダイを保持するように構成される、請求項２４の装置。
【請求項２８】
前記蓋が前記対窪みと接続する溝を具備する、請求項２４の装置。
【請求項２９】
前記部材が円形状部材を具備する、請求項１の装置。
【請求項３０】
前記部材がアルミニウムディスクを具備する、請求項１の装置。
【請求項３１】
前記部材がシリコンディスクを具備する、請求項１の装置。
【請求項３２】
前記部材がシリコンオンインシュレータ構造を具備する、請求項１の装置。
【請求項３３】
前記シリコンオンインシュレータ構造が、
第１シリコン部材と、
前記第１シリコン部材と接する酸化シリコン層と、
前記酸化シリコン層と接し且つ前記窪みを含んだ第２シリコン部材と、
を具備する、請求項３２の装置。
【請求項３４】
前記第１シリコン部材が、厚さが０．５乃至１．０ｍｍのシリコン層を具備し、前記酸化シリコン層が１乃至１０μｍの厚さを有し、前記第２シリコン部材が厚さ５０乃至５００μｍのシリコンウェハを具備する、請求項３３の装置。
【請求項３５】
前記円形状部材が１００ｍｍの直径を有する部材を具備する、請求項２９の装置。
【請求項３６】
前記円形状部材が２００ｍｍの直径を有する部材を具備する、請求項２９の装置。
【請求項３７】
前記部材が、半導体、酸化シリコン、窒化シリコン、Ａｌ、Ｃｕ、Ｗ、およびシリサイドの少なくとも１つを具備する、請求項１の装置。
【請求項３８】
アルミニウムおよびシリコンの少なくとも１つからなる部材と、前記部材の表面における窪みと、を具備する、ワッフルパック装置。
【請求項３９】
前記部材が直径１００ｍｍの円形である、請求項３８の装置。
【請求項４０】
前記部材が直径２００ｍｍの円形である、請求項３８の装置。
【請求項４１】
前記部材が直径３００ｍｍの円形である、請求項３８の装置。
【請求項４２】
前記窪みの数が半導体ウェハからのダイの少なくとも過半数を収容するのに十分である、請求項３８の装置。
【請求項４３】
前記数が５０を超える、請求項４２の装置。
【請求項４４】
前記数が、少なくとも１０００である、請求項４２の装置。
【請求項４５】
前記部材が、酸化シリコン、窒化シリコン、Ａｌ、Ｃｕ、Ｗ、およびシリサイドの少なくとも１つを含むシリコンウェハを具備する、請求項３８の装置。
【請求項４６】
半導体ウェハ処理に適合する円形状部材と、
前記部材の表面の窪みと、
を具備する、ワッフルパック装置。
【請求項４７】
前記円形状部材が１００ｍｍの直径を有する、請求項４６の装置。
【請求項４８】
前記円形状部材が２００ｍｍの直径を有する、請求項４６の装置。
【請求項４９】
前記円形状部材が３００ｍｍの直径を有する、請求項４６の装置。
【請求項５０】
前記窪みの数が半導体ウェハからのダイの少なくとも過半数を収容するのに十分である、請求項４６の装置。
【請求項５１】
前記数が５０を超える、請求項５０の装置。
【請求項５２】
前記数が少なくとも１０００である、請求項５０の装置。
【請求項５３】
表面に窪みを有する部材を具備し、
前記窪みが、前記部材の表面の垂線軸からの傾きを半導体ウェハからのダイに持たせるように構成される、ワッフルパック装置。
【請求項５４】
前記窪みが、前記部材の重心に向う傾きを前記窪み内に配置されたダイに持たせるように構成される、請求項５３の装置。
【請求項５５】
前記窪みが、前記窪み内に配置されたダイに傾きを持たせ、
前記傾きが、前記重心および前記部材の幾何学上の中心の一方に向う放射成分を有し、
前記傾きが、前記ダイの平面上に位置し且つ前記ダイの中心と前記重心および前記幾何学上の中心の一方を結ぶ線に垂直な接線成分を有し、
前記放射成分の大きさが、前記傾きの前記接線成分よりも大きい、
請求項５３の装置。
【請求項５６】
前記窪みの数が半導体ウェハからのダイの少なくとも過半数を収容するのに十分である、請求項５３の装置。
【請求項５７】
前記数が５０を超える、請求項５６の装置。
【請求項５８】
前記数が少なくとも１０００である、請求項５６の装置。
【請求項５９】
半導体ダイを保持するための装置であって、
前記ダイを収容する窪みを有するキャリアと、
前記ダイが前記キャリアが回転している最中に離脱しないように、前記キャリアが回転している間前記ダイを固定するための手段と、
を具備する、半導体ダイを保持するための装置。
【請求項６０】
前記固定するための手段が、前記窪み内で前記ダイに傾きを持たせるための手段を具備する、請求項５９の装置。
【請求項６１】
前記傾きを持たせるための手段が、前記キャリアの重心に向う傾きを前記ダイに持たせるように構成される、請求項６０の装置。
【請求項６２】
前記窪みが、前記窪み内に配置されたダイに傾きを持たせ、
前記傾きが、前記重心および前記部材の幾何学上の中心の一方に向う放射成分を有し、
前記傾きが、前記ダイの平面上に位置し且つ前記ダイの中心と前記重心および前記幾何学上の中心の一方を結ぶ線に垂直な接線成分を有し、
前記放射成分の大きさが、前記傾きの前記接線成分よりも大きい、
請求項５９の装置。
【請求項６３】
前記キャリアが、半導体ウェハ処理ツールに適合するように構成され、
固定するための手段が、前記半導体処理ツールによる前記キャリアの前記回転の間、前記キャリア内の前記ダイを固定するためのカバーを具備する、
請求項５９の装置。
【請求項６４】
１つのワッフルパック装置からダイを取り外し、
前記１つのワッフルパック装置からのダイを半導体パッケージ上へと配置して前記配置されたダイから回路および集積回路の一方に必要な全てのダイ部品を組み立て、
前記半導体パッケージ内に配置されたダイを相互に電気的に接続して回路および集積回路の前記一方を形成する、
ことを具備する、半導体装置の組み立て方法。
【請求項６５】
前記配置する前に、前記ワッフルパック内の前記ダイをウェット処理で処理することを具備する請求項６４の方法。
【請求項６６】
前記ダイを処理することが、前記ワッフルパック装置を回転させることによって液体を排出することを具備する、請求項６５の方法。
【請求項６７】
前記ダイを処理することが、前記ダイを加熱して前記ウェット処理から残存する液体を蒸発させることを具備する、請求項６５の方法。
【請求項６８】
前記配置する前に、前記ワッフルパック装置内の前記ダイをドライ処理で処理することを具備する、請求項６４の方法。
【請求項６９】
半導体処理に適合する少なくとも１つのワッフルパック装置からダイを取り外し、
前記少なくとも１つのワッフルパック装置からのダイを半導体パッケージ上へと配置して前記配置されたダイから回路および集積回路の一方に必要な装置部品を組み立て、
前記半導体パッケージ内に配置されたダイを相互に電気的に接続して回路および集積回路の前記一方を形成する、
ことを具備する、半導体装置の組み立て方法。
【請求項７０】
前記配置する前に、前記少なくとも１つのワッフルパック装置内の前記ダイをウェット処理で処理することを具備する請求項６９の方法。
【請求項７１】
前記ダイを処理することが、前記少なくとも１つのワッフルパック装置を回転させることにより液体を排出させることを具備する、請求項７０の方法。
【請求項７２】
前記ダイを処理することが、前記ダイを加熱して前記ウェット処理から残存する液体を蒸発させることを具備する、請求項７０の方法。
【請求項７３】
前記配置する前に、前記少なくとも１つのワッフルパック装置内のダイをドライ処理で処理することを具備する、請求項６９の方法。
【請求項７４】
１つのワッフルパック装置からダイを取り外し、
前記１つのワッフルパック装置からのダイを加工中製品上へと配置して前記配置されたダイから回路および集積回路の一方に必要な全てのダイ部品を組み立て、
前記半導体パッケージ内に配置されたダイを相互に電気的に接続して回路および集積回路の前記一方を形成する、
ことを具備する、半導体装置の組み立て方法。
【請求項７５】
前記配置することが、ダイを半導体ウェハ上に配置することを具備する、請求項７２の方法。
【請求項７６】
前記ダイを半導体ウェハ上に配置することが、装置が上に形成された半導体ウェハ上にダイを配置することである、請求項７５の方法。
【請求項７７】
前記ダイを半導体ウェハ上に配置することが、集積回路が上に形成された半導体ウェハ上にダイを配置することである、請求項７５の方法。
【請求項７８】
前記配置することに先立って、前記１つのワッフルパック装置内の前記ダイをウェット処理で処理することを具備する、請求項７２の方法。
【請求項７９】
前記ダイを処理することが、前記１つのワッフルパック装置を回転させることにより液体を排出させることを具備する、請求項７８の方法。
【請求項８０】
前記ダイを処理することが、前記ダイを加熱して前記ウェット処理から残存する液体を蒸発させることを具備する、請求項７８の方法。
【請求項８１】
前記配置することに先立って、前記１つのワッフルパック装置内の前記ダイをドライ処理で処理することを具備する、請求項７２の方法。
【請求項８２】
前記１つのワッフルパックから少なくとも２つの異なるタイプのダイを取り外すことと、
前記１つのワッフルパックから少なくとも２つの異なる大きさのダイを取り外すことと、
の少なくとも一方を具備する、請求項７２の方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ダイの取り扱い、半導体パッケージ化、組み立て、マルチチップモジュール（ＭＣＭ）、システムインパッケージ（ＳｉＰ）の分野に関する。
【背景技術】
【０００２】
半導体製造の費用を減ずるための要素の１つは、１つの半導体ウェハ上の半導体ダイの数を増やすことである。ウェハ上の半導体ダイの数を増やすことによる利点は、一般に、個々のダイをパッケージ化したり、または組み立てたりする工程の際に失われる。なぜなら、良品のダイを仕分けし、このような良品のダイをパッケージ内へと組み込むために、ウェハは切り分けされ、ダイが個別に取り扱われねばならないからである。
【０００３】
一般的に、ワッフルパックが用いられてパッケージ化工程を通じて個々のダイの取り扱う回数の総数を減じ、これによって製造コストの低下およびスループットの向上が達成される。ワッフルパックは、窪みを一般に有する容器であって、窪み内での個々のダイの動きを緩やかに制限し、窪み相互間でのダイの混合を防止するためのものである。様々なワッフルパックが、様々な数のおよび大きさのダイを収容できるように様々な大きさおよび形状の窪みを有している。この窪みは、一般的には、四角形状であり、窪みの数は、一般的に５０未満であって、また１つの半導体ウェハから切り取られるダイの数未満である。ワッフルパックは、ウェハからダイが切り取られた後でパッケージ化される前に、これらを運搬および保管するために多く用いられる。ワッフルパックは、自動ピックアンドプレース装置と共に用いられる。ピックアンドプレース装置は、ダイを切り分けられたウェハから取り上げ、それらをワッフルパック内に配置するために用いられる。ダイは、一旦ワッフルパック内に配置された後、静電気防止紙によって保護されてもよく、多くの場合、ワッフルパックパッケージをまとめて保護しておくために蓋が用いられる。
【０００４】
この結果、マルチチップ半導体パッケージ、例えばマルチチップモジュール（ＭＣＭ）またはシステムインパッケージ（ＳｉＰ）の組み立ての間、マルチチップを組み立てるための異なるチップが必要とされるので、一般的に、異なるパッケージからのダイが必要とされる。ワッフルパッケージを用いることでパッケージ化工程を通じて個別のダイを取り扱うことを回避できるが、半導体ウェハ上の全てのダイを収容するために多くのワッフルパックが必要とされる。また、マルチチップ半導体パッケージの場合、組み立て中のマルチチップ半導体パッケージのために必要な様々なタイプのダイの全てを準備しておくために多数の異なるワッフルパックが一般に要求される。このように、従来のワッフルパックは、一般に、パッケージ化工程における中間段階におけるダイのための単なる収納容器である。
【発明の開示】
【課題を解決するための手段】
【０００５】
本発明は、従来のワッフルパックよりも多数のダイを収容可能で、半導体のウェットおよび（または）ドライ処理に適合し、ダイの表面へのダメージを回避する、ワッフルパック装置に対して向けられている。
【０００６】
本発明の目的の１つは、半導体組み立て工程での取り扱い操作数を減ずることである。
【０００７】
本発明のさらなる目的は、ワッフルパック内で取り扱われることが可能なダイの数を増やすことである。
【０００８】
本発明のさらなる目的は、１つのワッフルパック装置での半導体ウェハを構成するダイの過半数を取り扱うことである。この機能の結果、ウェハスケールソルーションのために必要な取り扱い工程の数が減少する。
【０００９】
本発明の別の目的は、１つのワッフルパック装置内で半導体ウェハを構成するダイの全てを取り扱うことである。
【００１０】
本発明のさらなる目的は、１つのワッフルパック装置内で半導体ウェハを構成するよりも多くのダイを取り扱うことである。
【００１１】
本発明の別の目的は、半導体パッケージへの封入のために用意されている１つ以上のダイを処理するためのワッフルパック装置を提供することである。
【００１２】
本発明のさらなる目的は、異なるサイズおよび形状の複数のダイを処理するためのワッフルパック装置を提供することである。
【００１３】
本発明の別の目的は、半導体ウェハと同様の寸法および（または）材料で、且つ半導体ウェハ処理装置に適合するワッフルパック装置を提供することである。
【００１４】
本発明の別の目的は、接着剤を用いることなく処理中のダイのワッフルパック装置内での動きが最小ですむようにダイを取り扱うための方法およびワッフルパック装置を提供することである。
【００１５】
本発明の別の目的は、ダイがワッフルパック装置の部材内の窪みからダイの表面に接触することなく対応する蓋内の窪みへと落下することが可能なワッフルパッケージ装置を提供することである。
【００１６】
本発明の１つの視点によれば、ワッフルパック装置は、少なくとも１つの半導体ウェハからのダイを収容するための窪みを表面において有する部材を含んでいる。この部材は、半導体ウェハ処理に適合する材料および形状から少なくとも構成されており、ワッフルパック装置内でダイが平行して処理されることが可能となっている。好ましくは、ワッフルパック装置内の窪みは、半導体ウェハからの過半数のダイを、部材内で収容することができる。
【００１７】
本発明の別の視点によれば、ダイを１つのワッフルパック装置から取り外し、この１つのワッフルパック装置からのダイを半導体パッケージ上へと配置して配置されたダイから集積回路に必要な全ての装置部品を組み立て、半導体パッケージ内に配置されたダイを相互に電気的に接続して集積回路を形成する、半導体装置の組み立て方法が提供される。
【００１８】
本発明のさらに別の視点によれば、少なくとも１つのワッフルパック装置からダイを取り外し、この少なくとも１つのワッフルパック装置からのダイを半導体パッケージ上へと配置して配置されたダイから集積回路に必要な装置部品を組み立て、半導体パッケージ内に配置されたダイを相互に電気的に接続して集積回路を形成する、半導体装置組み立て方法が提供される。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１９】
本発明および本発明により得られる利点のより完全な理解は、これらが、以下の詳細な記載を参照して、添付の図面と共に熟考しながらより良く理解されることによって、容易に獲得されるであろう。
【００２０】
図面、より具体的には図１Ａを参照して、本発明の第１実施形態が説明される。幾つかの図面を通じて同様の参照符号は描く図を通じて同様のまたは同じ部分を示している。図１Ａは、部材またはキャリア１４に形成された窪み１２を有するワッフルパック装置１０を示している。部材１４は、好ましくは、１つの切り取られた半導体ウェハからのダイの少なくとも過半数が部材１４に収容されることが可能なように十分な数の窪みを有する。部材１４は、半導体ウェハ処理に適合（compatible）する（すなわち、半導体取り扱い装置および（または）半導体ウェハ処理に適合する）材料から形成され、大きさおよび形状を有し、ダイがワッフルパック装置１０内で平行して処理されることが可能とされている。例えば、部材１４は、円形（例えば円形ディスク）で、その直径は半導体ウェハを取り扱う装置にも適合するように半導体ウェハの直径とほぼ同じである。また、部材１４は、好ましくは、半導体ウェットまたはドライ処理にも適合することを可能にする材料から構成される。本発明においてワッフルパック装置に用いられる、様々な半導体プロセスに適合する材料は、半導体、酸化シリコン、窒化シリコン、Ａｌ、Ｃｕ、Ｗ、およびシリサイドを含む。他の半導体プロセスに適合する材料は、ステンレススチール、チタン、アルテム（altem）、カプトン（登録商標）、テフロン（登録商標）、ポリプロピレン、およびＡｌ2Ｏ3を含む。本発明の一実施形態によれば、これらの半導体プロセスに適合する材料は、酸化シリコンまたは窒化シリコンによって被覆されていても良い。部材１４の厚さは、好ましくは、窪みが形成されることができ且つ取り扱われる際に変形しないのに十分な厚さに選択される。この厚さは、窪みの深さおよび数、部材の大きさまたは直径、および部材を構成する材料に依存する。例えば、窒素で被覆されたアルミニウムから構成され、直系が２００ｍｍで、それぞれが０．２ｍｍの深さの１００乃至１０００個の窪みを有する部材１４の場合、部材の厚さは好ましくは３乃至１０ｍｍである。また、シリコンからなり、直系が１００、２００、または３００ｍｍで、それぞれが０．２ｍｍの深さの１００乃至１０００個の窪みを有する部材１４の場合、部材の厚さは、好ましくは、０．５乃至１．０ｍｍである。
【００２１】
部材１４が、主にシリコンから構成されている場合、本発明に係る、ワッフルパック装置１０を製造する方法の１つでは、フォトリソグラフィーおよびエッチングが用いられる。ワッフルパック装置１０は、例えばシリコンオンインシュレータ（ＳＯＩ）型構造であってもよい。本発明に適するＳＯＩ構造の例は、積層された第１シリコン部材、酸化シリコン層、第２シリコン部材を含む。第１シリコン部材は、機械的な取り扱いに対して安定な程度の厚さである。酸化シリコン層は、エッチングの選択性をもたらす厚さである。第２シリコン部材は、所望の深さの窪みを可能にする厚さである。
【００２２】
この構造を製造するには、標準的なリソグラフィー技術、例えばシリコンを第２シリコン部材を貫いて酸化シリコン膜まで選択的にエッチングして窪み１２を形成することを用いることができる。本発明に適するＳＯＩ構造の一例においては、第１シリコン部材は（例えば標準的な２００ｍｍＳｉウェハのように）０．５乃至１．０ｍｍの厚さを有し、酸化シリコン層は（例えば酸化または化学気相成長法によって形成されて）１乃至１０ミクロンの厚さを有し、第２シリコン部材は（例えば標準的なシリコンウェハを貼り付けおよび薄くすることによって形成された）５０乃至５００ミクロンの厚さを有する。標準的フォトリソグラフィー技術ではなく、加工技術が用いられて本発明の構造が形成されることができる。製造技術を選択することは、部材１４の主たる材料に、ある程度依存する。
【００２３】
部材１４中の窪み１２は、好ましくは、ダイを保持できる大きさを有する。窪みの数は、５０を超えることができ、数千個のダイを超えることができる（例えば、ダイの大きさに応じて１０００乃至５０００以上）。窪みは、好ましくは、ある具体的な大きさのダイを収容可能に形成され、例えば、窪み１２は、好ましくは寸法がダイ１８よりも０．０５乃至０．５ｍｍ大きく形成される。同様に、窪み１２の深さの範囲は、典型的には、ダイ１８の厚さよりも最大で０５ｍｍ大きいか小さい。例えば、７ｍｍ×７ｍｍ、０．３ｍｍの厚さのダイについては、７．１ｍｍ×７．１ｍｍ＋／−０．０５ｍｍの窪みで、０．０．２５ｍｍの深さが用いられ得る。また、窪みは、図１Ｂに示すように、異なる大きさおよび形状のダイを収容するように相互に異なる形状とされてもよい。
【００２４】
図２Ａに示すように、窪み１２を相互に接続してウェット処理および（または）続く乾燥の間に廃水がダイ１８から離れる方向に導かれることを可能とする経路を提供する水路１６が含まれていても良い。水路１６は、好ましくは、廃水を収容できるに足る大きさであるが、窪み１２内のダイの動きに悪影響を与えないような小ささである。水路の幅の好ましい範囲は、０．５乃至５．０ｍｍである。図２Ａに示すように、円形の部材についての水路は、円形部材の弦に沿って配置されることができる。本発明の他の実施形態では、水路は、図２Ｂに示すように、放射状、または放射状と直線要素との組み合わせの形状で配置されることができる。
【００２５】
図３Ａは、図２Ａの概略的な断面構造図であり、本発明のワッフルパック装置の窪みの部分について示す図である。図３Ａに示すように、窪み１２は、さらに、ダイ１８が窪み１２の底２０に平行に配置されるのではなく部材１４の重心の垂線軸に向かう放射要素を有する垂線軸に対して傾けられている。したがって、部材１４が回転している間にダイ１８が窪み１２から飛び出すことが緩和される。この傾きは、例えば、底２０上の、部材１４の中心から窪み１２の側面に向かう棚２２によって実現されることができる。棚２２の水平方向の幅は、棚を含んでいる窪みの水平方向の寸法に比べて小さく、形成されることができる。上記のように窪みが７．１ｍｍ×７．１ｍｍの場合、棚の水平方向の幅は、典型的には、１ｍｍ未満である。よって、窪み１２内のダイ１８の傾きは、窪み１２の底２０に形成された棚の形状および大きさによって決定される。図３Ａに示される棚は、中心線に沿って、ダイを反対方向に傾けることができる。しかしながら、本発明は、この構成そのものに限定されない。窪み、棚、水路を形成するための自動加工装置を設定およびプログラミングする際に実際的な検討を行えば、図３Ａに示されるような同じ傾き具合を有しない窪み群が形成されることになり得る。
【００２６】
例えば、窪み１２および棚２２の形成の間、典型的には、図１Ａに示される円形部材は、窪み１２および棚２２を加工するための加工ツールを設定するために、多数の部分、例えば四分円へと任意に区切られる。各部分において、窪みおよび棚は同様に配列される。この状況において、重心またはワッフルパック装置中のダイの幾何学上の中心に関して、図３Ｂに示されるようなダイ１８の傾きベクトルＴは、重心または幾何学上の中心に向かう放射成分ｒを有するのみでなく、ダイの中心とワッフルパックの中心とを結ぶ半径に対する接線方向に沿って向かう接線成分ｔも有する。本発明の好適な実施形態では、傾きベクトルＴの放射要素ｒは、回転中にダイを窪みに留まらせやすくするために、接線成分よりも大きい。
【００２７】
本発明のワッフルパックの別の実施形態が、図４、図５Ａに示されている。図４、図５Ａは、窪み１２に隣接して延びる水路１６の配置を示している。図５Ａに示す部材１４中の水路１６は、窪み１２の底２０と同じ深さを有しているが、本発明は、同じ深さであることに限定されない。本発明の好適な一実施形態では、水路１６は、図５Ｂに示されるように、窪み１２の底２０よりも深くまで部材１４内に形成される。よって、ダイがワッフルパック装置内でウェット処理を施される際、液体がダイの周りから排出される。
【００２８】
図６Ａは、図４に描かれる実施形態の窪みの領域についての概略的な斜視図である。窪み１２内のダイ１８の下に位置する液体は、水路１６内へと流れ、回転の最中に窪みから排出される。また、図４および図６Ａは１つの水路１６のみが窪み１２に隣接する構成を描いているが、本発明の好適な実施形態では、本発明のワッフルパック装置は、図６Ｂに示すように、窪み１２の両側に２つの水路１６を有していても良い。また、図６Ｂの構成から分かるように、ダイの水平方向の大きさＤがより小さく、チャネル１６の幅Ｗと同等の場合、壁Ｒのわずかな残りの部分によってダイ１８は水路１６内に保持される。側面が２乃至３ｍｍ未満のダイと実効的な水路の幅が０．７５乃至１ｍｍの場合、残りの壁Ｒの大きさが小さいがために、ワッフルパック装置１０が、ウェット半導体処理で典型的に行われるような高速で回転される際に、ダイ１８が部材１４から離脱する結果となる。このため、例えば回転の際に窪み内にダイを保持しておくことが、大きさの小さなダイの場合、問題になる。
【００２９】
通常、ダイ１８とワッフルパック装置１０内の窪み１２との間の大きさの差が小さければ、ワッフルパック装置１０は、ダイ１８が離脱することなく、高速でワッフルパック表面に対して実質的な垂線軸で回転されることができる。ダイよりも０．１乃至１．０ｍｍ大きな窪みが、高速回転中にダイが窪みから離脱することを回避するのに十分であることが見出されている。この能力は、ダイがウェット処理およびスピン乾燥に晒されるときに役に立つ。パッケージ化工程でダイをウェット処理に晒すことの利点は、"Method for Low Temperature Bonding and Bonded Structure"と題し、２０００年２月１６日に出願された関連出願U.S. Serial No. 09/505,283に記載されており、この出願の全体は、参照されることによって本明細書に包含される。
【００３０】
また、ダイ１８と窪み１２との間の大きさの違いが小さいと、ダイが、その表面を傷つけられることなく反転しやすくなる。このことの例が図７Ａ、図７Ｂに示されている。これらの図において、部材１４と一致するように形成された蓋２４が示されている。蓋２４は、対になる（mating）窪み２６を有している。対窪み２６は、好ましくは、ワッフルパック装置１０が裏返されたときにダイが部材１４から対窪み２６へと落下するように適切な大きさおよび平面方向寸法を有する。蓋２４は、好ましくは、ダイ１８の表面が対窪み２６の底に接触するのを防止して蓋２４がダイ１８の表面を傷つけることが無いように形成される。例えば、対窪み２６は、丸められた内部角２８を有することができる。内部角２８は、十分大きな曲率半径を有し、この曲率半径は、ダイ１８が窪み２６内に挿入される際に、ダイ１８の縁が湾曲と対向して位置し、ダイ１８の表面が対窪み２６の底と接触しないようにされている。
【００３１】
この構成では、ワッフルパック装置１０内で運ばれ且つウェット処理またはドライ化学処理を経て上部表面（すなわち、図３、図５に示されるダイの上部表面）の用意が整ったダイ１８は、蓋２４を部材１４上に配置し、そしてワッフルパック装置１０全体を裏返しにすることによって、裏返しにされる。図７Ｂに示されるように、ダイは、かつての上部表面２９、すなわち処理された表面を、続く搭載および対となる面への接合のために、下にして対窪み２６内に配置される。これにより、ピックアンドプレース装置が、処理表面２９の接触や損傷を起こすことなくダイを対窪みから取り出すことを可能とする。
【００３２】
一般に側面が２乃至３ｍｍ未満の小さなダイを、例えばスピン処理のときにワッフルパック装置１０内で保護することは、図７Ｃに例示されているように、蓋３０を取り付けることによって達成されることができる。蓋３０および部材１４の厚さは、ウェハ処理装置が、ウェハ処理装置を変更することなく、蓋を伴ったワッフルパック装置を取り扱うことができるように、好ましくは０．５乃至２．０ｍｍの範囲とされる。
【００３３】
図７Ｃは、スピンの最中に液体を処理するためのポンプまたは注入器として振舞うことによって小さなダイの処理を容易にするための溝３２を有する蓋３０を描いている。蓋２４は、部材１４の上端に一致しており、ダイが飛び出すことを効果的に防止する。図７Ｃに示されるように、蓋２４は、好ましくは、各対窪み２６の上方に位置する溝３２を有するように形成される。溝３２は、ウェット処理のための注入器またはポンプとして機能する。注入またはポンプ動作は、水路内の圧力を減じ且つ溝３２を介してウェット処理材料を引き出すワッフルパック装置１０を回転することによって、引き起こされる。溝３２の大きさは、ウェット処理材料がこの穴を通って流れることができる程に大きく、ダイがワッフルパックから飛び出すことを防止できる程に小さいように選択される。蓋の厚さは、好ましくは０．２５乃至１．０ｍｍである。溝３２のこのような穴の大きさおよび形状によって、ウェット処理材料が、溝３０を通って流れることが可能となる。典型的には、溝３２の開口の大きさは、ダイの大きさの２０乃至９５％である。また、溝３２は、溝の、ダイを保持する窪みから離れた上端の直径が、溝の底の直径よりも大きくなるようにテーパー状にされても良いし、溝は図７Ｃの中央の溝３２に示されるようなテーパー状にされても良い。
【００３４】
本発明のワッフルパック装置は、異なる技術、すなわちシリコン、ＩＩＩ−Ｖ材料、ＩＩ−ＶＩ材料等を含む様々なタイプのダイと共に用いられることができる。本発明の応用例は、３ＤＳＯＣのための処理された集積回路の縦型集積、マイクロパッドパッケージ化、フリップチップ搭載の低コスト・高機能の代替法、ウェハスケールパッケージ、サーマルマネージメント、および金属に基づく装置のような独特の装置構造を含むが、これらに限られない。
【００３５】
図８は、半導体パッケージ組み立て品のためのダイを提供するための、本発明のワッフルパック装置を用いた本発明の例示的な組み立て方法を描くフローチャートである。この方法において、ステップ８０２に示されるように、ダイは、１つのワッフルパック装置から取り外される。ステップ８０４において、１つのワッフルパック装置から取り外されたダイは、半導体パッケージ上に配置されて配置されたダイから集積回路に必要な全てのダイ部品が組み立てられる。ステップ８０６において、半導体パッケージ上に配置されたダイが相互に電気的に接続されて集積回路が形成される。この方法の好適な実施形態では、この１つのワッフルパッケージ装置が、集積回路の組み立てに必要な全てのダイ部品を含んでいる。
【００３６】
本発明の一視点において、ステップ８０２に先立って、ダイは、少なくとも１つのダイを含んだ半導体ウェハから切り取られた後に、ワッフルパック内のそれぞれの窪み内へと配置される。ステップ８０４に先立って、ワッフルパック装置内のダイは、ウェットまたはドライ処理の対象とされることができる。例えばウェット化学処理または洗浄等のウェット処理の対象とされる際、ウェット処理による廃水が、あらゆる液体を除去するためにワッフルパック装置を回転することによって、ダイから除去される。ウェット処理の後、ワッフルパック装置内のダイは、ウェット処理から残存するあらゆる液体を蒸発させるために加熱されても良い。
【００３７】
ダイを相互に電気的に接続して集積回路を形成することに関するステップ８０６は、集積回路製造のための既知の技術の実行および手順へと続く。
【００３８】
図９は、半導体パッケージ組み立て品のためのダイを提供するための、本発明のワッフルパック装置を用いた本発明の別の例示的な組み立て方法を描くフローチャートである。この方法において、ステップ９０２に示されるように、ダイは、少なくとも１つのワッフルパック装置から取り外される。各ワッフルパック装置は、半導体ウェハ処理に適合する。ステップ９０４において、ワッフルパック装置から取り外されたダイは、半導体パッケージ上に配置されて配置されたダイから集積回路に必要な装置部品が組み立てられる。ステップ９０６において、半導体パッケージ上に配置されたダイが相互に電気的に接続されて集積回路が形成される。
【００３９】
本発明の一視点において、ステップ９０２に先立って、ダイは、ダイを含んだ異なる半導体ウェハから切り取られた後に、ワッフルパック内のそれぞれの窪み内へと配置される。ステップ９０４に先立って、ワッフルパック装置内のダイは、ウェットまたはドライ処理の対象とされることができる。例えばウェット化学処理または洗浄等のウェット処理の対象とされる際、ウェット処理による廃水が、あらゆる液体を除去するためにワッフルパック装置を回転することによって、ダイから除去される。ウェット処理の後、ワッフルパック装置内のダイは、ウェット処理から残存するあらゆる液体を蒸発させるために加熱されても良い。ステップ９０６は、ステップ８０６と同様に、集積回路製造のための既知の技術の実行および手順へと続く。
【００４０】
図１０は、半導体パッケージ組み立て品のためのダイを提供するための、本発明のワッフルパック装置を用いた本発明の別の例示的な組み立て方法を描くフローチャートである。この方法において、ステップ１００２に示されるように、ダイは、１つのワッフルパック装置から取り外される。ステップ１００４において、ワッフルパック装置から取り外されたダイは、加工中の製品上に配置されて配置されたダイから回路または集積回路に必要な全てのダイ部品が組み立てられる。１つ以上のタイプまたは大きさのダイがワッフルパック内に存在し得、また加工中製品上に配置され得る。ステップ１００６において、半導体パッケージ上に配置されたダイが相互に電気的に接続されて回路または集積回路が形成される。ステップ１００４において、ダイは、装置または集積回路を含んだ半導体ウェハ上に配置されてもよい。また、上記した方法のように、ステップ１００２に先立って、ダイは、半導体ウェハから切り取られた後に、ワッフルパック内のそれぞれの窪み内へと配置される。ステップ１００４に先立って、ワッフルパック装置内のダイは、ウェットまたはドライ処理の対象とされることができる。例えばウェット化学処理または洗浄等のウェット処理の対象とされる際、ウェット処理による廃水が、あらゆる液体を除去するためにワッフルパック装置を回転することによって、ダイから除去される。ウェット処理の後、ワッフルパック装置内のダイは、ウェット処理から残存するあらゆる液体を蒸発させるために加熱されても良い。ステップ１００６は、ステップ８０６、９０６と同様に、集積回路製造のための既知の技術の実行および手順へと続く。
【００４１】
上記の記載を考慮して、本発明の数々の変更および変形が可能である。よって、添付の請求の範囲の範疇内で、本明細書において具体的に記載された以外の方法で本発明が実施されても良いことを理解されたい。
【図面の簡単な説明】
【００４２】
【図１Ａ】本発明の一実施形態の概略図であり、特定の範囲の大きさダイに合わせた大きさとされた窪みを有するワッフルパック装置を示している。
【図１Ｂ】本発明の別の実施形態の概略図であり、特定の範囲の大きさダイに合わせた大きさとされた窪みを有するワッフルパック装置を示している。
【図２Ａ】本発明の別の実施形態の概略的な上面図であり、廃水をワッフルパック装置から誘導するための、窪みと交差する水路を有するワッフルパック装置を示している。
【図２Ｂ】本発明の別の実施形態の概略的な上面図であり、放射状に配置された水路を有するワッフルパック装置を示している。
【図３Ａ】図２Ａの概略的な断面構造図であり、本発明のワッフルパック装置の窪みの領域について示している。
【図３Ｂ】ワッフルパック装置の窪みに配置されたダイを示す斜視図であり、ワッフルパック装置の重心に対するダイの放射方向および接線方向を示している。
【図４】本発明の別の実施形態の概略的な上面図であり、窪みの接線の縁に沿った窪みと交差する水路を有するワッフルパック装置を示している。
【図５Ａ】図４に描かれており且つ窪みの底と一致する水路の底を有する実施形態の概略的な断面図。
【図５Ｂ】図４に描かれており且つ窪みの底より低い水路の底を有する実施形態の概略的な断面図。
【図６Ａ】図４に描かれる実施形態の窪みの領域についての概略的な斜視図。
【図６Ｂ】図４に描かれる実施形態の、それぞれが２つの水路に繋がる窪みの領域についての概略的な斜視図。
【図７Ａ】本発明のワッフルパック装置のための蓋の概略図。
【図７Ｂ】ダイの動きを制限する対窪みを有する、本発明の蓋の概略的な断面図。
【図７Ｃ】ウェット処理の間、小さなダイの処理を容易にするための溝を有する、本発明の蓋の概略図。
【図８】本発明の例示的な組み立て方法を描くフローチャート。
【図９】本発明の別の例示的な組み立て方法を描くフローチャート。
【図１０】本発明の別の例示的な組み立て方法を描くフローチャート。
【図１Ａ】
2007531986.tif 000003
【図１Ｂ】
2007531986.tif 000004
【図２Ａ】
2007531986.tif 000005
【図２Ｂ】
2007531986.tif 000006
【図３Ａ】
2007531986.tif 000007
【図３Ｂ】
2007531986.tif 000008
【図４】
2007531986.tif 000009
【図５Ａ】
2007531986.tif 000010
【図５Ｂ】
2007531986.tif 000011
【図６Ａ】
2007531986.tif 000012
【図６Ｂ】
2007531986.tif 000013
【図７Ａ】
2007531986.tif 000014
【図７Ｂ】
2007531986.tif 000015
【図７Ｃ】
2007531986.tif 000016
【図８】
2007531986.tif 000017
【図９】
2007531986.tif 000018
【図１０】
2007531986.tif 000019