本申請(qǐng)要求于2015年11月10日提交的標(biāo)題為“Method to improve memory yield in multiple chips integration process”的美國(guó)臨時(shí)申請(qǐng)第62/253,223號(hào)的權(quán)益，其內(nèi)容結(jié)合于此作為參考。

技術(shù)領(lǐng)域

本公開(kāi)描述了與半導(dǎo)體制造相關(guān)聯(lián)的系統(tǒng)和技術(shù)，更具體地，涉及半導(dǎo)體的封裝。

背景技術(shù)：

多芯片三維(3D)集成是現(xiàn)代集成電路技術(shù)的一種方式，其以在更強(qiáng)有力的電子系統(tǒng)中持續(xù)增加功能的方式來(lái)封裝存儲(chǔ)芯片。3D集成工藝可以包括多芯片集成工藝，諸如扇出模制工藝。這種扇出模制工藝可以包括用于滿足制造質(zhì)量規(guī)格的高溫(例如，>200℃)工藝。模制通常涉及在通常為大約180℃的溫度下在芯片區(qū)域的暴露表面上流動(dòng)熔化的環(huán)氧化合物。然后，環(huán)氧化合物可以在相近或稍微提升的溫度(例如，180℃至260℃)下固化以實(shí)現(xiàn)結(jié)束3D芯片集成工藝的交聯(lián)。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本公開(kāi)包括在多芯片集成工藝中提高產(chǎn)量的系統(tǒng)和技術(shù)。

根據(jù)所描述的系統(tǒng)和技術(shù)的一方面，一種裝置包括：室，具有氣體出口；壓板，位于室內(nèi)并且被配置為支撐襯底；材料引入端口，通過(guò)室中的第一開(kāi)口限定；氣體引入端口，被配置為將氣體的完全可調(diào)混合物傳輸?shù)绞抑?；控制器，被配置為確定將通過(guò)氣體引入端口流動(dòng)的氣體的混合物的摩爾比、壓力和溫度；以及加熱器，被配置為固化通過(guò)氣體引入端口分配的模塑料。

實(shí)施方式可以包括以下一個(gè)或多個(gè)。該裝置包括第一閥和第二閥，每個(gè)閥均被配置為基于來(lái)自控制器的控制信號(hào)進(jìn)行調(diào)整，以分別向氣體引入端口在第一壓力下提供第一量的第一氣體以及在第二壓力下提供第二量的第二氣體。該裝置包括加熱器，其被配置為在將氣體的完全可調(diào)混合物通過(guò)氣體引入端口傳輸至室中之前加熱氣體的完全可調(diào)混合物。該裝置包括被配置為在三個(gè)正交方向上移動(dòng)壓板的致動(dòng)器。該裝置包括室的頂蓋。材料引入端口與頂蓋一體形成。氣體引入端口包括關(guān)于中心噴嘴以同心圓方式布置的多個(gè)噴嘴。氣體引入端口具有跨越(span)壓板的寬度的寬度。加熱器位于壓板內(nèi)。氣體引入端口被配置為當(dāng)加熱器處于操作狀態(tài)時(shí)傳輸氣體的完全可調(diào)混合物。材料引入端口是分配設(shè)備的一部分，分配設(shè)備具有被配置為在兩個(gè)垂直方向上移動(dòng)引入端口的致動(dòng)器。

根據(jù)所述系統(tǒng)和技術(shù)的另一方面，一種方法包括在多芯片集成中最小化產(chǎn)量損失，該方法包括：在室中提供被支撐在載體上的第一集成電路芯片和第二集成電路芯片；流動(dòng)模塑料以覆蓋第一集成電路芯片、第二集成電路芯片和載體；以及在固化模塑料的同時(shí)將合成氣體流入室中。

實(shí)施方式包括以下特征中的一個(gè)或多個(gè)。合成氣體包括H₂和N₂。該方法包括：控制合成氣體在室中的壓力以增加合成氣體滲入到第一集成電路芯片的柵極氧化物和硅表面的程度。該方法包括：控制合成氣體的溫度以增加合成氣體滲入第一集成電路芯片的柵極氧化物和硅表面的程度。將合成氣體流入室包括：通過(guò)在室的頂蓋中限定的多個(gè)噴嘴引入合成氣體。多個(gè)噴嘴關(guān)于中心噴嘴同心地布置。該方法包括：調(diào)整多個(gè)噴嘴與第一集成電路芯片之間的距離以及H₂和N₂的摩爾百分比。固化模塑料發(fā)生在180℃和300℃之間的溫度。第一集成電路芯片包括動(dòng)態(tài)隨機(jī)存取存儲(chǔ)器(DRAM)芯片，第二集成電路芯片包括芯片上系統(tǒng)(SoC)，并且最小化產(chǎn)量損失包括減少DRAM數(shù)據(jù)保持時(shí)間的劣化。減少DRAM數(shù)據(jù)保持時(shí)間的劣化包括：通過(guò)使用合成氣體再形成一個(gè)或多個(gè)破損硅-氫鍵來(lái)減少由固化所引起的多個(gè)破損鍵。

所述系統(tǒng)和技術(shù)可以包括以電子電路、計(jì)算機(jī)硬件、固件、軟件或它們的組合所實(shí)施的控制器。這可以包括實(shí)施程序的至少一個(gè)計(jì)算機(jī)可讀介質(zhì)，該程序用于使一個(gè)或多個(gè)數(shù)據(jù)處理裝置(例如，包括可編程處理器的控制器)來(lái)執(zhí)行所述操作。

所述系統(tǒng)和技術(shù)可以減少(例如，消除)與針對(duì)諸如動(dòng)態(tài)隨機(jī)存取存儲(chǔ)器(DRAM)芯片的集成電路在大氣環(huán)境中發(fā)生的高溫制造工藝相關(guān)聯(lián)的問(wèn)題。這些問(wèn)題包括減小由于集成電路的化學(xué)劣化所引起的芯片的性能參數(shù)。

在以下附圖和說(shuō)明中闡述一個(gè)或多個(gè)實(shí)施方式的細(xì)節(jié)。其他特征和優(yōu)勢(shì)可以從說(shuō)明書(shū)、附圖和權(quán)利要求書(shū)中變得明顯。

附圖說(shuō)明

圖1示出了用于3D封裝多個(gè)IC芯片的系統(tǒng)。

圖2示出了IC芯片與硅襯底之間的界面。

圖3示出了3D封裝扇出集成工藝。

圖4示出了可用于在圖1所示系統(tǒng)中提供合成氣體的噴嘴的布置。

圖5是示出3D集成工藝的流程圖，其不會(huì)負(fù)面地影響DRAM芯片的保持時(shí)間。

各個(gè)附圖中類似的參考標(biāo)號(hào)表示類似的元件。

具體實(shí)施方式

本文描述的系統(tǒng)和技術(shù)可實(shí)施為在電子系統(tǒng)(例如，無(wú)線通信設(shè)備、電子數(shù)據(jù)存儲(chǔ)設(shè)備、通道介質(zhì)訪問(wèn)/控制設(shè)備)中封裝一個(gè)或多個(gè)器件，諸如一個(gè)或多個(gè)集成電路(IC)器件。

圖1示出了可用于封裝半導(dǎo)體部件的系統(tǒng)100。系統(tǒng)100包括室102。在室102內(nèi)具有壓板104，其可通過(guò)致動(dòng)器106沿著三個(gè)正交方向(例如，x、y和z方向)致動(dòng)。室102可以通過(guò)真空泵(未示出)經(jīng)由氣體出口108來(lái)排空，以從室102去除大氣，使得大氣環(huán)境被真空環(huán)境所代替。所選氣體或氣體混合物可以通過(guò)入口110導(dǎo)入室102。入口110連接至包括噴嘴的分配頭114，氣體通過(guò)噴嘴可以被引入室102。

支撐第一IC器件118和第二IC器件120的載體襯底116被放置在壓板104上。雖然在圖1中僅示意性示出了載體襯底116，但載體襯底116還可以包括背側(cè)層壓板(未示出)。在圖2中示出了包含在虛線框122中的區(qū)域的放大圖。

具有引入端口113的材料引入設(shè)備112被用于將模塑料144傳輸至第一IC器件118和第二IC器件120。引入設(shè)備112可以沿著x-y方向移動(dòng)，或者該設(shè)備可以靜止且致動(dòng)器106可用于在設(shè)備112下方定位載體襯底116以接收模塑料144。

模塑料144可以是環(huán)氧。環(huán)氧是用于表示環(huán)氧樹(shù)脂的基本組成和加工終端產(chǎn)品以及環(huán)氧官能團(tuán)的俗名的術(shù)語(yǔ)。還已知為聚環(huán)氧化合物的環(huán)氧樹(shù)脂是一類包含環(huán)氧基的活性預(yù)聚物和聚合物。環(huán)氧樹(shù)脂可以通過(guò)均聚與自身反應(yīng)(交聯(lián))，或者與包括多官能胺類、酸(和酸酐)、醇類和硫醇的一些共反應(yīng)劑反應(yīng)。這些共反應(yīng)劑通常稱為硬化劑或固化劑，并且交聯(lián)反應(yīng)通常被稱為固化。聚環(huán)氧化合物與其自身或多官能硬化劑的反應(yīng)形成熱固聚合物，通常具有高機(jī)械特性、耐溫度和耐化學(xué)性。一旦固化，環(huán)氧化合物就不被高溫熔化。

加熱器可位于室102內(nèi)的任何適當(dāng)位置以在硬化模塑料144的固化工藝期間增加模塑料的溫度。例如，加熱器145可放置在壓板104內(nèi)。

圖2示出了作為IC器件118的一部分的DRAM 200的一部分。DRAM 200上的信息被存儲(chǔ)為電容器(例如，圖2所示的溝槽電容器212)上的電荷。DRAM 200的每個(gè)單元均具有一個(gè)訪問(wèn)晶體管201和一個(gè)電容器212。DRAM被周期性地刷新以補(bǔ)償可泄露的電荷。例如，DRAM可以每5-50毫秒進(jìn)行刷新。

晶體管201包括沉積在半導(dǎo)體襯底214上的柵電極202和柵極氧化物層204。半導(dǎo)體襯底214例如可以是硅。柵極氧化物層204是將柵電極202與源電極206和漏電極208以及在晶體管200導(dǎo)通時(shí)連接源極和漏極的導(dǎo)電溝道分離的介電層。

M1是在存儲(chǔ)芯片中形成金屬互連的第一層級(jí)的第一金屬。M1連接至漏電極208，用于訪問(wèn)外部信號(hào)(例如，在讀和寫(xiě)操作中)。金屬接觸連接M1和訪問(wèn)晶體管有源區(qū)域。柵極氧化物層204可以通過(guò)氧化溝道的硅以形成二氧化硅的薄(例如，5-200nm)絕緣層來(lái)形成。柵極202通過(guò)在柵極氧化物層204之上沉積導(dǎo)電柵極材料來(lái)形成，從而形成晶體管200。柵極氧化物層204用作介電層，使得柵極可以維持用于調(diào)制源電極和漏電極之間的溝道的傳導(dǎo)的電場(chǎng)。

還可以包括淺溝槽隔離件(STI)210，其是防止相鄰的半導(dǎo)體器件部件之間的電流泄露的集成電路部件。STI 210可以早先在半導(dǎo)體器件制造工藝期間創(chuàng)建，在硅中蝕刻溝槽的圖案以形成晶體管之前，沉積一種或多種介電材料(諸如二氧化硅)以填充溝槽。

柵極氧化物層204和硅襯底214之間的界面可以影響DRAM 200的性能。如圖2右側(cè)的放大插圖所示，硅原子216通常擁有四價(jià)電子，因此形成四個(gè)鍵以形成完全飽和價(jià)電子層。在體硅襯底214的晶體結(jié)構(gòu)中，每個(gè)硅原子都與其四個(gè)相鄰的原子建立鍵，不存在非飽和鍵。

在硅-二氧化硅界面處，硅襯底214中的硅可以鍵合至氧220以形成二氧化硅，但是一個(gè)或多個(gè)硅晶體原子也可能丟失，導(dǎo)致形成陷阱218(和缺陷)的懸空硅鍵。該缺陷是電活躍的，并且影響晶體管201中的電荷的平衡。例如，根據(jù)與由懸空鍵引起的缺陷相關(guān)聯(lián)的電荷的極性，用于控制源電極和漏電極之間的電荷流動(dòng)的閾值電壓可以偏移地更高或更低。這種電壓偏移會(huì)使得電荷更容易地泄露出電容器212，或者使得電容器212更難以接收電荷。起作用的DRAM在刷新循環(huán)之間保持存儲(chǔ)為電容器內(nèi)的電荷的信息。例如，DRAM可以每5-50毫秒刷新。由于晶體管閾值電壓偏移，DRAM可以不再能夠在刷新循環(huán)之間保持信息，導(dǎo)致由DRAM數(shù)據(jù)保持劣化所引起的DRAM故障。當(dāng)DRAM芯片不再滿足保持時(shí)間的規(guī)格時(shí)，故障的DRAM芯片會(huì)導(dǎo)致保持時(shí)間產(chǎn)量損失。除了缺陷引發(fā)的器件閾值電壓偏移之外，陷阱引發(fā)的柵極引發(fā)漏極泄露(GIDL)還可能引起DRAM保持時(shí)間故障。

氫原子222可以在硅懸空鍵中覆蓋硅(即，硅原子具有一個(gè)或多個(gè)不飽和鍵)，以消除由反向鍵合至三個(gè)其他硅原子的硅原子的未成對(duì)的價(jià)電子所形成的缺陷。在IC芯片的制造期間(在它們的3D封裝之前)，這些硅鍵通常通過(guò)使用包含氫氣(H₂)的合成氣體來(lái)在后金屬化工藝中鈍化。

在3D封裝工藝期間，可以在固化工藝期間使用高達(dá)200至260℃的溫度。這種固化溫度可以導(dǎo)致集成電路和硅襯底之間的界面處的鈍化硅鍵的化學(xué)劣化，導(dǎo)致懸空硅鍵。換句話說(shuō)，固化期間在提升溫度下Si-H鍵的破損可以經(jīng)由通過(guò)硅懸空鍵形成的陷阱來(lái)再激活界面。

例如，3D集成工藝中200–260℃之間的溫度的固化可以導(dǎo)致將被集成的IC芯片的多于5％的系統(tǒng)產(chǎn)量損失。DRAM芯片的故障模式主要可以是DRAM數(shù)據(jù)保持時(shí)間的劣化。在3D封裝模制/固化工藝期間在大約180℃的溫度下，這些劣化通常由大氣環(huán)境或低壓環(huán)境中的Si-H鍵破損所引起。

圖3示出了3D集成工藝300，其涉及DRAM芯片318和芯片系統(tǒng)(SoC)芯片316。在302中，載體襯底312可設(shè)置有背側(cè)層壓板314。隨后，在304中，DRAM芯片318和SoC芯片316被加載并定位在載體襯底312上。在306中，芯片和襯底隨后被放置在工藝室102中，其中模塑料320被分配在芯片316和318上和周圍。模制通常涉及在通常大約180℃的溫度下在芯片的暴露表面上流動(dòng)熔化的環(huán)氧化合物。然后，可以在相近或稍微提升的溫度(例如，180℃至260℃)下固化環(huán)氧化合物以實(shí)現(xiàn)結(jié)束3D芯片集成工藝的交聯(lián)，從而產(chǎn)生固化的化合物密封DRAM和SoC芯片的面板或封裝件。這種密封可以幫助防止芯片的物理?yè)p傷和腐蝕。在308中，在固化之后，面板可以被研磨以露出嵌入的DRAM和SoC芯片。在310中，進(jìn)行其他工藝，諸如再分布層(RDL)、凸塊下金屬(UMB)、落球(ball drop)的沉積和回流工藝。RDL是芯片上的額外金屬層，其使得集成電路的IO焊盤(pán)可用于芯片上的其他位置。然后，3D封裝工藝可完成以下分層和裸片鋸切。

由于306處使用的提升溫度，系統(tǒng)100可用于減小(例如，消除)產(chǎn)量損失。通過(guò)使用更好控制的環(huán)境，可以修復(fù)在模制和固化工藝(即，306)中在提升溫度下由Si-H鍵破損創(chuàng)建的表面陷阱，這又會(huì)最小化DRAM和系統(tǒng)產(chǎn)量損失。

在306中提升溫度下的固化工藝期間，可以通過(guò)將合成氣體319流入(例如，通過(guò)分配頭114)工藝室102來(lái)修復(fù)破損的Si-H鍵。合成氣體319可以包括氫氣(H₂)和氮?dú)?N₂)的混合物。除了氫氣H₂之外，可以在合成氣體319中使用氫自由基和/或氫離子。在這種情況下，氫離子或自由基在傳輸至合成氣體處理室之前在另一射頻(RF)供電室中遠(yuǎn)程生成。合成氣體的摩爾組成(氫和氮之間)完全可調(diào)。氫氣與氮?dú)獾谋嚷士梢曰趹?yīng)用來(lái)調(diào)整。通常，合成氣體包含大約5-15％的氫氣。由于氫氣的反應(yīng)，包括惰性氣體可以幫助提高工藝安全性。此外，Si-H鍵的形成是放熱過(guò)程，并且控制合成氣體混合物中的氫氣的量可以幫助優(yōu)化Si-H鍵的修復(fù)。

可通過(guò)控制器132來(lái)修改合成氣體的比率，其中控制器132向分別與氮?dú)庀?24和氫氣箱126相關(guān)聯(lián)的閥128和130發(fā)送電子控制信號(hào)134。通過(guò)將閥128和130打開(kāi)到不同程度，具有氫和氮的不同比率的合成氣體可以在氣體傳輸系統(tǒng)136中混合并引導(dǎo)至入口110。氣體混合物的壓力還可以通過(guò)閥128和130控制。

入口110還可以包括也被控制器132控制(電連接未示出)的加熱器138，其將所選溫度下的氣體傳輸至分配頭114。例如，當(dāng)氫氣和氮?dú)獾淖罴驯嚷时挥糜诤铣蓺怏w時(shí)，其可以在高達(dá)400-450℃之間的溫度下傳輸?shù)绞?02中。在更高溫度和/或更高壓力下引入合成氣體可以通過(guò)H₂更有效地滲入硅和柵極氧化物層之間的界面而增加Si-H鍵修復(fù)的速率。目的是通過(guò)合成氣體治愈Si-H斷裂鍵(即，重新形成Si-H鍵)，這在治愈速率超過(guò)鍵破損速率的溫度和壓力組合下，不影響固化工藝。

即使在合成氣體在400-450℃之間的溫度下傳輸時(shí)，在用于固化的熱量經(jīng)由熱傳導(dǎo)從加熱器145通過(guò)襯底116提供進(jìn)入模塑料144的情況下，仍然在400-450℃以下的溫度下發(fā)生固化。換句話說(shuō)，加熱的合成氣體不需要提供用于固化模塑料144的熱量。通過(guò)使用合成氣體來(lái)提供受控環(huán)境，所完成的產(chǎn)品可具有較高的質(zhì)量且具有非常低的缺陷率。通常，在不存在其他限制因素(例如，諸如鋁、合金的材料劣化或熔化的溫度)的情況下，在鍵破損率超過(guò)鍵治愈率之前在最高的溫度下執(zhí)行固化。

對(duì)于期望硅懸空鍵的更多表面陷阱的應(yīng)用來(lái)說(shuō)，例如，當(dāng)高介電常數(shù)膜沉積在硅襯底上作為柵極氧化物層時(shí)，合成氣體混合物中氫氣的百分比組成可以增加到15-25％。

控制器132以及閥128和130還可以用于調(diào)整通過(guò)分配頭114傳輸?shù)绞?02中的氣體的壓力。通常，引入室102的合成氣體的壓力在1atm和10atm之間。例如，室102中更高的壓力可以增加H₂滲入到柵極氧化物層204和硅襯底124之間的界面中，允許更好的溝道表面鈍化。溝道表面鈍化表示通過(guò)用氫自由基鈍化硅來(lái)修復(fù)懸空硅鍵以在晶體管的溝道區(qū)域中(例如，在源電極206和漏電極208之間)形成Si-H鍵。Si-H鍵的形成幫助最小化界面陷阱，幫助晶體管在其規(guī)格內(nèi)保持閾值電壓。

通過(guò)添加溫度和壓力的控制，所公開(kāi)的系統(tǒng)將具有產(chǎn)生合成氣體的完全可調(diào)混合物以及折中諸如治愈時(shí)間(即，系統(tǒng)生產(chǎn)率)的其他有意義參數(shù)的能力。例如，如果合成氣體的溫度和/或壓力不足夠高，則再形成Si-H鍵會(huì)比固化3D封裝件所需的時(shí)間更長(zhǎng)，由此降低了系統(tǒng)3D封裝生產(chǎn)率。

通過(guò)在306的固化期間治愈、形成或再形成任何破損的Si-H鍵，固化可以發(fā)生在180℃左右或高于180℃的(低)溫下。在較高壓力(即，1-10atm)下提供合成氣體的能力是Si-H鍵修復(fù)的促進(jìn)條件。

代替使分配頭與室102的頂蓋140分離，分配頭可以制造為頂蓋的集成部分。通常，致動(dòng)器106可用于基于工程結(jié)果需要來(lái)調(diào)整室102的頂蓋140與模塑料144的表面之間的距離142。距離142可以基于工藝要求從零調(diào)整到特定高度。

工程結(jié)構(gòu)需要的示例包括完成的面板表內(nèi)粗糙度、應(yīng)力或其他特征。工藝要求的示例是室102內(nèi)的氣流流速。

為了在合成氣體的傳輸中實(shí)現(xiàn)更好的均勻性，分配頭114(其可以是獨(dú)立元件或者集成形成到室102的頂蓋140中)可以類似于淋浴頭的形狀來(lái)設(shè)計(jì)。圖4示出了淋浴頭結(jié)構(gòu)400，其中噴嘴402關(guān)于中心噴嘴404以同心圓方式布置。在一些實(shí)施方式中，淋浴頭結(jié)構(gòu)400的寬度覆蓋頂蓋140的整個(gè)寬度。

圖5示出了基于本文公開(kāi)的方法和系統(tǒng)以在存儲(chǔ)芯片的3D集成工藝期間保持高產(chǎn)量的工藝500。在502中，控制器(例如，控制器132)確定合成氣體的摩爾比和將被傳輸至工藝室(例如，室102)的合成氣體的壓力。在一個(gè)實(shí)施例中，控制器132包括用于確定氫氣和氮?dú)獾哪柋纫约盎诠袒瘻囟群捅砻嫦葳迕芏鹊墓烙?jì)的壓力的處理器。使用與柵極氧化物層一樣的高介電材料的IC芯片可具有表面陷阱的較高密度。

在這種情況下，氫氣的較高比率(例如，體積百分比在15-25％之間)被設(shè)置在合成氣體中。合成氣體的壓力還基于3D封裝工藝的條件來(lái)調(diào)整(例如，使用閥128和130)。當(dāng)在較高溫度下發(fā)生固化時(shí)，較高壓力的合成氣體被傳輸?shù)绞抑幸栽阝g化懸空硅鍵的過(guò)程中幫助增加合成氣體滲入IC芯片與硅襯底之間的界面中的程度。

在504中，第一IC芯片和第二IC芯片被加載到載體襯底上。根據(jù)應(yīng)用，附加IC芯片可加載到載體襯底(其在3D封裝工藝中被集成)上。載體襯底被可以沿著三個(gè)正交方向移動(dòng)的壓板(例如，壓板104)支撐。

在506中，材料引入設(shè)備(例如，材料引入設(shè)備112)分配模塑料(諸如還沒(méi)有固化的環(huán)氧樹(shù)脂)以覆蓋第一集成電路芯片和第二集成電路芯片的暴露表面。材料引入設(shè)備112可以被致動(dòng)或者載體襯底可以移動(dòng)到材料引入設(shè)備112下方的位置來(lái)接收模塑料。

在508中，設(shè)置合成氣體的分配噴嘴與模塑料的頂表面之間的垂直距離。垂直距離可以為零、接近零或達(dá)到適合于應(yīng)用的任何距離。分配噴嘴可以限定在分配頭中，或者其可以形成為工藝室的頂蓋的集成部分。在設(shè)置垂直距離之后，壓板被垂直地移動(dòng)以在所選距離處定位載體襯底。

在510中，加熱器(例如，加熱器145)在502中用于計(jì)算合成氣體的摩爾比和壓力的固化溫度下固化模塑料。模塑料被加熱到固化溫度。加熱器可以是壓板的一部分，或者其可以定位在工藝室中的其他位置。

與固化工藝同時(shí)地，合成氣體以502中確定的摩爾比、壓力和溫度下流動(dòng)。在Si-H鍵破損率(由于固化的高溫)超過(guò)Si-H在再形成率之前，固化可以發(fā)生在最高的溫度下，從而提高系統(tǒng)生產(chǎn)率。換句話說(shuō)，固化可以在更高的溫度下更快完成，并且在每單位時(shí)間內(nèi)可以3D封裝更多的IC芯片。使合成氣體與固化工藝同時(shí)流動(dòng)可以幫助確保破損的Si-H鍵的修復(fù)不會(huì)負(fù)面地影響3D封裝系統(tǒng)的生產(chǎn)率。不需要與用于固化模塑料的時(shí)間獨(dú)立的附加工藝時(shí)間來(lái)具體地治愈破損的Si-H鍵。

在512中，在模塑料固化之后，包含3D封裝芯片的固化面板被研磨以露出第一IC芯片和第二IC芯片的頂表面。此后，在514中，沉積以下一個(gè)或多個(gè)：再分布層、凸塊下金屬和落球。還可以在完成沉積之后發(fā)生回流工藝?；亓鞴に囉糜谠谕箟K下金屬化(UBM)與焊料之間形成金屬連接。在沉積焊料之后，回流工藝用于形成均勻的焊料球體。其是倒裝封裝中的優(yōu)選工藝。

通常，除扇出模式工藝之外，合成氣體還可用于在其他封裝應(yīng)用中治愈Si-H鍵。扇出晶圓級(jí)封裝(FOWLP)可以利用超過(guò)標(biāo)準(zhǔn)晶圓級(jí)芯片規(guī)模封裝(WLCSP)的能力的互連密度來(lái)封裝半導(dǎo)體芯片。在FOWLP中，在用模塑料覆蓋IC芯片之前，可以在本地半導(dǎo)體晶圓上的輸入/輸出(I/O)位置處制造金屬(例如，銅)柱。Cu柱在裸片前表面上通過(guò)模制提供電流通路。接下來(lái)，利用暴露的Cu柱和凸塊陣列之間的互連在面板前表面上執(zhí)行積累(buildup)工藝。

本文公開(kāi)的方法和系統(tǒng)用于將具有完全可調(diào)比率的H₂和N₂的合成氣體引入到3D封裝工藝的高溫操作中，這可以提高存儲(chǔ)器件和系統(tǒng)產(chǎn)量。本文公開(kāi)的方法高度適合于芯片集成技術(shù)的未來(lái)發(fā)展。

本發(fā)明的其他方面涉及以下一個(gè)或多個(gè)方面。

一種用于在多芯片集成中最小化產(chǎn)量損失的方法，該方法包括：在室中提供被支撐在載體上的第一集成電路芯片和第二集成電路芯片；流動(dòng)模塑料以覆蓋第一集成電路芯片、第二集成電路芯片和載體；以及在固化模塑料的同時(shí)將合成氣體流入室中。

合成氣體包括H₂和N₂。該方法包括：控制合成氣體在室中的壓力以增加合成氣體滲入到第一集成電路芯片的柵極氧化物和硅表面的程度。該方法包括：控制合成氣體的溫度以增加合成氣體滲入第一集成電路芯片的柵極氧化物和硅表面的程度。將合成氣體流入室包括：通過(guò)在室的頂蓋中限定的多個(gè)噴嘴引入合成氣體。多個(gè)噴嘴關(guān)于中心噴嘴同心地布置。該方法包括：調(diào)整多個(gè)噴嘴與第一集成電路芯片之間的距離以及H₂和N₂的摩爾百分比。固化模塑料發(fā)生在180℃和300℃之間的溫度下。第一集成電路芯片包括動(dòng)態(tài)隨機(jī)存取存儲(chǔ)器(DRAM)芯片，第二集成電路芯片包括芯片上系統(tǒng)(SoC)，并且最小化產(chǎn)量損失包括減少DRAM數(shù)據(jù)保持時(shí)間的劣化。減少DRAM數(shù)據(jù)保持時(shí)間的劣化包括：通過(guò)使用合成氣體再形成一個(gè)或多個(gè)破損硅-氫鍵來(lái)減少由固化所引起的多個(gè)破損鍵。

一種裝置包括：室，具有氣體出口；壓板，位于室內(nèi)并且被配置為支撐襯底；材料引入端口，通過(guò)室中的第一開(kāi)口限定；氣體引入端口，被配置為將氣體的完全可調(diào)混合物傳輸?shù)绞抑?；控制器，被配置為確定將通過(guò)氣體引入端口流動(dòng)的氣體的混合物的摩爾比、壓力和溫度；以及加熱器，被配置為固化通過(guò)氣體引入端口分配的模塑料。

該裝置包括第一閥和第二閥，每個(gè)閥均被配置為基于來(lái)自控制器的控制信號(hào)進(jìn)行調(diào)整，以分別向氣體引入端口在第一壓力下提供第一量的第一氣體以及在第二壓力下提供第二量的第二氣體。該裝置包括加熱器，其被配置為在氣體的完全可調(diào)混合物通過(guò)氣體引入端口傳輸至室中之前加熱氣體的完全可調(diào)混合物。該裝置包括被配置為在三個(gè)正交方向上移動(dòng)壓板的致動(dòng)器。該裝置包括室的頂蓋。材料引入端口與頂蓋一體形成。氣體引入端口包括關(guān)于中心噴嘴以同心圓方式布置的多個(gè)噴嘴。氣體引入端口具有跨越壓板的寬度的寬度。加熱器位于壓板內(nèi)。氣體引入端口被配置為當(dāng)加熱器處于操作狀態(tài)時(shí)傳輸氣體的完全可調(diào)混合物。材料引入端口是分配設(shè)備的一部分，分配設(shè)備具有被配置為在兩個(gè)垂直方向上移動(dòng)引入端口的致動(dòng)器。

上面詳細(xì)描述了少數(shù)實(shí)施例，并且各種修改是可能的。術(shù)語(yǔ)“控制器”包括用于處理數(shù)據(jù)的所有裝置、設(shè)備和機(jī)構(gòu)，例如通過(guò)可編程處理器、計(jì)算機(jī)或多處理器或計(jì)算機(jī)。除硬件之外，該裝置可以包括為考慮的計(jì)算機(jī)程序創(chuàng)建執(zhí)行環(huán)境的代碼，例如組成處理器固件、數(shù)據(jù)庫(kù)管理系統(tǒng)、操作系統(tǒng)或它們中的一個(gè)或多個(gè)的組合的代碼。

程序(還已知為計(jì)算機(jī)程序、軟件、軟件應(yīng)用、腳本或代碼)(例如用于對(duì)控制器進(jìn)行控制)可以任何形式的編程語(yǔ)言寫(xiě)入，包括編譯或解釋語(yǔ)言或者說(shuō)明性或過(guò)程語(yǔ)言，并且可以以任何形式展開(kāi)，包括作為獨(dú)立的程序或者作為模塊、部件、子程序或者適合于計(jì)算環(huán)境的其他單元。

雖然說(shuō)明書(shū)包含許多具體的細(xì)節(jié)，但這些不應(yīng)視為對(duì)要求的范圍的限制，而是特征的描述可以專用于特定實(shí)施例。在具體實(shí)施例的條件下在該說(shuō)明書(shū)中描述的特定特征還可以在單個(gè)實(shí)施例中組合實(shí)施。相反，在單個(gè)實(shí)施例中描述的各個(gè)特征還可以在多個(gè)獨(dú)立的實(shí)施例中實(shí)施或者以任何適當(dāng)?shù)脑俳M合來(lái)實(shí)施。此外，盡管上面將特征描述為以特定組合動(dòng)作且初始如此聲明，但在一些情況下，來(lái)自所聲明的組合的一個(gè)或多個(gè)特征可以從該組合組去除，并且所聲明的組合可以用于再組合或各種再組合。

類似地，雖然在附圖中以特定順序描述了操作，但這不應(yīng)理解為以所示順序或順序的順序來(lái)執(zhí)行這些操作，或者執(zhí)行所有所示操作以實(shí)現(xiàn)期望的結(jié)果。在特定環(huán)境下，多任務(wù)和并行處理是有利的。此外，上述實(shí)施例中的各個(gè)系統(tǒng)部件的分離不應(yīng)理解為在所有實(shí)施例中要求這些操作。

其他實(shí)施例落入以下權(quán)利要求書(shū)的范圍。