[发明专利]小间距集成刀刃临时结合微结构

说明书

公开了用于允许晶片、芯片或小芯片的临时结合的方法和设备。为了进行测试，临时结合方法和设备包括：临时连接设备，该临时连接设备具有多个刀刃微结构中的一个，其中，临时连接设备在使用中用作用于探测小芯片的探针装置，各个小芯片包括具有一个或多个扁平接触焊盘的裸片，该一个或多个扁平接触焊盘与临时连接设备的多个刀刃微结构中的一个配合；挤压设备，该挤压设备用于在小芯片上的一个或多个扁平接触焊盘与临时连接设备的多个刀刃微结构中的一个之间施加压力，从而在临时连接焊盘与和该一个或多个扁平晶片焊盘接触的刀刃微结构之间形成临时结合；该挤压设备能够在测试小芯片期间或之前施加压力以维持临时结合连接。

【相关申请的交叉引用】

本申请要求2019年8月29日提交且标题为“Small Pitch Integrated Knife EdgeTemporary Bonding Microstructures”的美国临时专利申请号62/893,650的权益，此处据此以引用的方式将该申请的公开并入。

【关于政府赞助的研究或开发的声明】

无

【技术领域】

本公开涉及一种新颖的方法，该方法允许对具有例如大量(＞1000，甚至＞20000)的非常细间距(通常≤10μm)互连焊盘的IC晶片(wafers)、芯片(chips)和/或小芯片(chiplets)进行已知良好小芯片(Known Good Chiplet/KGC)测试。

【背景技术】

IC芯片的探针测试(probe testing)在工业中是公知的，但是限于互连焊盘间距(pitches)相当大(例如，约50μm或更大)的芯片。如本文所公开的，微电子件的临时对齐的“粘性”结合(“tack”bonding)在本领域中是未知的。“粘性”结合是一种临时的结合，其具有被分离或成为永久的可能性。虽然金属表面的低温(摩擦结合、咬合、冷焊)固态结合已经很好地建立并且在文献中已有50多年的报道(甚至在极冷温度下)，但是允许检查和返工的在室温下具有精细对齐(约微米尺度)能力的微制造工艺(如果需要)是不存在的。参见，例如，A.Coucoulas和B.H.Cranston,“Compliant Bonding-ANew Technique for JoiningMicroelectronic Components”,IEEE Transactions on Electron Devices,第15卷,第9期,1968年9月和O.L.Anderson,H.Christensen以及P.Andreatch,“Technique forConnecting Electrical Leads to Semiconductors”Journal of Applied Physics 28,923(1957年)。

本文中称为Tech I、Tech II、Tech III和Tech IV的现有技术可能涉及以下内容(并且不一定以这个顺序)：级联微技术(参见www.cascademicrotech.com/files/PYRPROBE_APP.PDF)；技术探针：(参见www.technoprobe.com/soluzione/tpeg-mems-t4-power-your-device)；形状因子：(参见www.formfactor.com/product/probe-cards/foundry-logic/vx-mp)；以及MJC悬臂(参见www.mjc.co.jp/en/products/semiconductor/probe_card.html)

在该文献中，公开了新颖的刀刃微结构触点，这些触点使得能够施加高的局部压力，这些压力形成在室温下建立的弱临时结合或形成更强的结合(如果使用更高的压力和温度)。附图所示的这些微结构可以使用标准微制造工艺来制造，并且容易集成到CMOS或其它器件技术布局格式中。