Procedimiento e instalación de puesta al desnudo de la superficie de un circuito integrado.

Procedimiento de puesta al desnudo de un circuito integrado por ablación de una envoltura de polímero querecubre inicialmente el circuito integrado,

caracterizado por el hecho de que comprende una aplicacióncombinada de una radiación láser y de un plasma sobre la envoltura que recubre inicialmente el circuitointegrado, realizándose la aplicación co 5 mbinada en un mismo recinto (16).

Tipo: Patente Internacional (Tratado de Cooperación de Patentes). Resumen de patente/invención. Número de Solicitud: PCT/FR2007/002056.

Solicitante: CENTRE NATIONAL D'ETUDES SPATIALES (C.N.E.S.).

Nacionalidad solicitante: Francia.

Dirección: 2, PLACE MAURICE QUENTIN 75001 PARIS FRANCIA.

Inventor/es: DESPLATS, ROMAIN, OBEIN,MICHAËL.

Fecha de Publicación: .

Clasificación Internacional de Patentes:

  • B23K26/14 SECCION B — TECNICAS INDUSTRIALES DIVERSAS; TRANSPORTES.B23 MAQUINAS-HERRAMIENTAS; TRABAJO DE METALES NO PREVISTO EN OTRO LUGAR.B23K SOLDADURA SIN FUSION O DESOLDEO; SOLDADURA; REVESTIMIENTO O CHAPADO POR SOLDADURA O SOLDADURA SIN FUSION; CORTE POR CALENTAMIENTO LOCALIZADO, p. ej. CORTE CON SOPLETE; TRABAJO POR RAYOS LASER (fabricación de productos revestidos de metal por extrusión de metales B21C 23/22; realización de guarniciones o recubrimientos por moldeo B22D 19/08; moldeo por inmersión B22D 23/04; fabricación de capas compuestas por sinterización de polvos metálicos B22F 7/00; disposiciones sobre las máquinas para copiar o controlar B23Q; recubrimiento de metales o recubrimiento de materiales con metales, no previsto en otro lugar C23C; quemadores F23D). › B23K 26/00 Trabajo por rayos láser, p. ej. soldadura, corte o taladrado. › con una corriente de fluido asociada al haz de rayos, p. ej. un chorro de gas; Boquillas para tal fin (B23K 26/12 tiene prioridad).
  • H01L21/00 SECCION H — ELECTRICIDAD.H01 ELEMENTOS ELECTRICOS BASICOS.H01L DISPOSITIVOS SEMICONDUCTORES; DISPOSITIVOS ELECTRICOS DE ESTADO SOLIDO NO PREVISTOS EN OTRO LUGAR (utilización de dispositivos semiconductores para medida G01; resistencias en general H01C; imanes, inductancias, transformadores H01F; condensadores en general H01G; dispositivos electrolíticos H01G 9/00; pilas, acumuladores H01M; guías de ondas, resonadores o líneas del tipo guía de ondas H01P; conectadores de líneas, colectores de corriente H01R; dispositivos de emisión estimulada H01S; resonadores electromecánicos H03H; altavoces, micrófonos, cabezas de lectura para gramófonos o transductores acústicos electromecánicos análogos H04R; fuentes de luz eléctrica en general H05B; circuitos impresos, circuitos híbridos, envolturas o detalles de construcción de aparatos eléctricos, fabricación de conjuntos de componentes eléctricos H05K; empleo de dispositivos semiconductores en circuitos que tienen una aplicación particular, ver la subclase relativa a la aplicación). › Procedimientos o aparatos especialmente adaptados para la fabricación o el tratamiento de dispositivos semiconductores o de dispositivos de estado sólido, o bien de sus partes constitutivas.
  • H01L21/56 H01L […] › H01L 21/00 Procedimientos o aparatos especialmente adaptados para la fabricación o el tratamiento de dispositivos semiconductores o de dispositivos de estado sólido, o bien de sus partes constitutivas. › Encapsulación, p. ej. capas de encapsulado, revestimientos.

PDF original: ES-2405745_T3.pdf

 


Fragmento de la descripción:

Procedimiento e instalación de puesta al desnudo de la superficie de un circuito integrado [0001] La presente invención se refiere a un procedimiento de puesta al desnudo de un circuito integrado por ablación de una envoltura de polímero que recubre inicialmente el circuito integrado.

Es conocido utilizar láseres de alta potencia para quitar materia de revestimiento que recubre una pieza. El artículo de Butler y otros « Multichip module packaging of micro electronical systems » publicado en la revista Sensors and actuators A, volumen 70, n°1 a 2 del 1 de octubre 1998, páginas 15 a 22, las solicitudes de patente US-A-4 689 467, US 2005/221586 A1, US-A- 4 714 516, JP 2001/049014 A, US 2004/150096 A1, y la patente US-B1- 6 699 780 describen estos procesos con láser.

Los circuitos integrados se graban en un bloque de silicio provisto de conexiones laterales hechas en especial de cobre que permite la conexión del circuito interno a un circuito impreso que lleva otros componentes electrónicos.

El circuito integrado está encapsulado en una envoltura de polímero manteniendo rígidamente las patas de conexión lo cual permite la manipulación del circuito y garantiza su protección.

Para el análisis del funcionamiento de los circuitos integrados, es necesario en determinados casos poder acceder al circuito integrado conservando al mismo tiempo su integridad y sus capacidades de funcionamiento.

A tal efecto, es conocido proceder localmente a la ablación de la envoltura de polímero permitiendo poner al desnudo una superficie del circuito integrado.

Para la ablación de la envoltura de polímero, es conocido ¡aplicar un haz de láser de alta potencia sobre la envoltura de polímero y barrer el circuito integrado con el fin de provocar la degradación de la envoltura.

Este procedimiento se lleva a cabo en una instalación específica que permite controlar con precisión la aplicación del láser.

Efectivamente, una aplicación demasiado elevada del haz láser conduce a un ataque del silicio y a un deterioro del circuito.

Para evitar este deterioro, el láser se aplica de manera moderada pero algunos islotes de polímero quedan en su sitio sobre el circuito, lo cual perjudica a la observación ulterior del circuito integrado.

Por otro lado es conocido utilizar un plasma para atacar la envoltura de polímero al nivel del circuito integrado. Este ataque se efectúa en un recinto estanco adaptado en el cual está dispuesto el circuito. Este recinto permite establecer un plasma por encima del circuito.

El plasma provoca un ataque de la envoltura de polímero. Sin embargo, la acción del plasma es muy lenta y no permite retirar un espesor muy reducido de la envoltura de plástico.

El documento US 4 689 467 describe un dispositivo de recorte de una pieza de fabricación hecha de un único material. El dispositivo comprende un láser y una pistola de plasma.

Sin embargo, este láser presenta una potencia demasiado elevada para poder ser utilizado en microelectrónica.

Además, la pistola de plasma es ante todo un generador auxiliar de energía que calienta la pieza de fabricación para recortarla más rápidamente. Esta pistola no puede ser utilizada para poner al desnudo un circuito integrado puesto que tendría como efecto hacer que se funda la capa de polímero, los conductores de conexión así como los componentes del circuito. También, esta pistola de plasma dañaría el circuito impreso aún no integrado.

Tal como se indica en la línea 40, columna 11 de este documento, se genera una descarga de corona, es decir un arco eléctrico para crear el plasma. Sin embargo este arco eléctrico destruiría el circuito integrado si se utilizara para poner al desnudo un circuito integrado. El chorro proveniente de la pistola de plasma tiene un efecto de micro aplicación de arena a escala atómica.

Consecuentemente, el dispositivo de recorte descrito en este documento no puede ser utilizado para poner al desnudo un circuito integrado.

El documento titulado « Multichip module packaging of Microelectromechanical systems » describe un procedimiento de puesta al desnudo de una micro placa de un micro- sistema electromecánico (MEMS) . Según este procedimiento, dos capas de dieléctrico que recubren la micro placa se retiran por ablación durante la aplicación en primer lugar de un haz láser y luego de un ataque plasma.

Sin embargo, este documento no menciona en ningún caso que la micro placa se mantiene sobre el mismo soporte y en el mismo recinto durante la aplicación del láser y la aplicación del plasma. Sin embargo, durante el desplazamiento de la micro placa tras la aplicación del laser, deja de ser posible realizar el ataque por plasma y exactamente en el lugar escogido, teniendo en cuenta el tamaño de las porciones del circuito integrado a tratar.

Teniendo en cuenta la reducida capacidad de ablación del plasma, es conocido preparar la muestra reduciendo mecánicamente o químicamente el espesor de la envoltura de polímero dispuesta por encima del circuito integrado.

A tal efecto, según un primer modo de realización, se realiza un pulido de plano de la envoltura del circuito integrado a partir de una muela, que permite así dejar solamente un espesor reducido de la envoltura que es a continuación eliminada por la acción del plasma.

Según otro modo de realización, la parte esencial del espesor de la envoltura se elimina mediante un ataque químico con ayuda de un ácido y en especial de ácido nítrico o sulfúrico.

La acción del ácido es delicado de parar y puede provocar un dañado del circuito o de las conexiones eléctricas a la caja.

Estos dos procesos de realización prevén así una preparación de la muestra fuera del recinto de aplicación del plasma, y luego una etapa ulterior de tratamiento de la muestra al plasma para retirar el último espesor de polímero mientras que la muestra se ha colocado en el recinto en el cual se crea el plasma.

Estos procesos, son de implementación relativamente larga puesto que necesitan la realización de dos técnicas de ablación diferentes.

La invención tiene como objetivo el de proponer un procedimiento de puesta al desnudo de la superficie de un circuito integrado que pueda ser llevada a cabo rápidamente permitiendo a la vez obtener un estado de superficie satisfactoria del circuito integrado.

A tal efecto, la invención tiene por objeto un procedimiento de puesta al desnudo de un circuito integrado por ablación de una envoltura de polímero que recubre inicialmente el circuito integrado, caracterizado por el hecho de que comprende una aplicación combinada de una radiación láser y de un plasma sobre la envoltura que recubre inicialmente el circuito integrado, realizándose la aplicación combinada en un mismo recinto.

Algunos modos particulares de realización se describen en las reivindicaciones dependientes.

La invención también tiene por objeto un procedimiento de test de arrancamiento de los conductores de conexión de un circuito integrado inicialmente recubierto por una envoltura de polímero que comprende:

- una etapa inicial de puesta al desnudo del circuito integrado y de los conductores de conexión mediante un procedimiento tal como se ha descrito más arriba, y

- una etapa de test de arrancamiento de los conductores puestos al desnudo de esta manera.

La invención tiene finalmente por objeto una instalación de puesta al desnudo de un circuito integrado por ablación de una envoltura de polímero que recubre inicialmente el circuito integrado que comprende:

- medios de aplicación de una radiación láser hacia la superficie del circuito integrado;

- medios de aplicación, combinados con la aplicación de una radiación láser, de un ataque mediante plasma sobre la envoltura que recubre inicialmente el circuito integrado; y

- una pletina de soporte del circuito integrado durante su tratamiento y los medios de aplicación de la radiación láser y los medios de aplicación del plasma son capaces de actuar sobre la misma pletina de soporte.

La invención se comprenderá mejor con la lectura de la descripción siguiente, determinada únicamente a título de ejemplo y hecha haciendo referencia a los dibujos en los cuales:

-la figura 1 es una vista esquemática de un primer modo de realización de una instalación de puesta al desnudo de un circuito integrado según la invención;

-la figura 2 es una vista en perspectiva de la cámara de la instalación de la figura 1;

-la figura 3 es un organigrama del procedimiento empleado para la puesta al desnudo de un circuito integrado;

... [Seguir leyendo]

 


Reivindicaciones:

1. Procedimiento de puesta al desnudo de un circuito integrado por ablación de una envoltura de polímero que recubre inicialmente el circuito integrado, caracterizado por el hecho de que comprende una aplicación combinada de una radiación láser y de un plasma sobre la envoltura que recubre inicialmente el circuito integrado, realizándose la aplicación combinada en un mismo recinto (16) .

2. Procedimiento según la reivindicación 1, caracterizado por el hecho de que comprende en primer lugar una etapa (72) de aplicación de una radiación láser y luego una etapa (74) de aplicación de un plasma.

3. Procedimiento según la reivindicación 2, caracterizado por el hecho de que la etapa (74) de aplicación del plasma se inicia mientras el circuito integrado sigue estando sometido a una radiación láser.

4. Procedimiento según la reivindicación 2 o 3, caracterizado por el hecho de que la aplicación (72) de la radiación láser se realiza hasta que el espesor de la capa de polímero residual por encima del circuito integrado esté comprendido entre 50 y 200 mm.

5. Procedimiento según cualquiera de las reivindicaciones 2 a 4, caracterizado por el hecho de que comprende dos fases sucesivas de tratamiento en primer lugar por aplicación de una radiación láser y luego por aplicación de un plasma.

6. Procedimiento según cualquiera de las reivindicaciones anteriores, caracterizado por el hecho de que la aplicación (72) de la radiación láser se realiza mientras el circuito integrado está sometido a la aplicación de un plasma.

7. Procedimiento según cualquiera de las reivindicaciones anteriores, caracterizado por el hecho de que comprende una etapa de pulverización de un flujo gaseoso hacia la superficie del circuito integrado capaz de despejar las partículas residuales presentes en el circuito integrado.

8. Procedimiento según cualquiera de las reivindicaciones anteriores, caracterizado por el hecho de que el plasma es un plasma bajo vacío.

9. Procedimiento según cualquiera de las reivindicaciones 1 a 7, caracterizado por el hecho de que el plasma es un plasma atmosférico.

10. Procedimiento según cualquiera de las reivindicaciones anteriores, caracterizado por el hecho de que el plasma contiene oxígeno y tetra-fluoruro de carbono.

11. Procedimiento según cualquiera de las reivindicaciones anteriores, caracterizado por el hecho de que comprende una etapa previa de puesta en vacío del recinto (16) y por el hecho de que dicho recinto (16) permanece bajo vacío durante la aplicación combinada de la radiación láser y del plasma.

12. Procedimiento de test de arrancamiento de los conductores de conexión de un circuito integrado inicialmente recubierto por una envoltura de polímero que comprende:

- una etapa inicial (72, 74) de puesta al desnudo del circuito integrado y de los conductores de conexión mediante un procedimiento según cualquiera de las reivindicaciones anteriores, y

- una etapa de test de arrancamiento de los conductores puestos al desnudo de esta manera.

13. Procedimiento de test según la reivindicación 12 caracterizado por el hecho de que la aplicación del plasma es capaz de retirar el polímero residual y el polímero situado sobre los conductores de conexión.

14. Instalación de puesta al desnudo de un circuito integrado por ablación de una envoltura de polímero que recubre inicialmente el circuito integrado que comprende:

- medios (28) de aplicación de una radiación láser hacia la superficie del circuito integrado;

- medios de aplicación, combinados con la aplicación de una radiación laser, de un ataque mediante plasma sobre la envoltura que recubre inicialmente el circuito integrado; y

- una pletina (13) de soporte del circuito integrado durante su tratamiento, siendo los medios (28) de aplicación de la radiación láser y los medios (46) de aplicación del plasma capaces de actuar sobre la misma pletina de soporte (13) .


 

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