晶片级分配器的制作方法

本发明涉及一种晶片级分配器，更详细而言，涉及一种具有能够以各种角度靠近形成在晶片的半导体芯片而涂布粘性溶液的功能的晶片级分配器。

背景技术：

在半导体芯片的制造工艺中，广泛地使用对安装在基板的半导体芯片的侧面涂布粘性溶液而使粘性溶液填充到基板上的半导体芯片之间的底部填充工艺。

最近，正在使用如下方法：在形成在晶片的半导体芯片上按照多层积层不同的半导体芯片而构成一个系统半导体芯片。通过使用像上述内容一样不使用如软性电路基板(fpcb)的基板而在晶片上直接按照多层安装半导体芯片的方法，具有可减小整个半导体元件的尺寸及厚度的优点。

在像上述内容一样在晶片上安装半导体芯片的情况下，也需进行在晶片与半导体芯片之间及上下邻接的半导体芯片之间填充粘性溶液的底部填充工艺。

与对安装有半导体芯片的基板执行底部填充工艺的情况相比，在对晶片执行底部填充工艺的情况下需要更高的精确度及准确度。因此，需要一种构造如下的装置：可有效地支撑具有与基板不同的构造及特性的晶片，并对所述晶片涂布粘性溶液。另外，在对晶片执行底部填充工艺的情况下，存在还需进行为了限制涂布粘性溶液而所述粘性溶液流动的区域来形成障壁(dam)的工艺的情况，从而还需要可有效地执行如上所述的作业的功能。

另外，为了小型化制作形成到晶片上的半导体芯片，重要的是减小排除区域。

排除区域(koz，keepoutzone)是指为了执行底部填充工艺等而另外形成到半导体芯片中的形成电极或元件的区域外围的区域。随着半导体芯片小型化，如上所述的排除区域也需最小化才能设计及制作尺寸更小的半导体芯片。如上所述，如果缩小排除区域面积，则不仅可将半导体芯片的尺寸小型化，而且可缩小半导体芯片之间的间隔，因此可在相同的面积的晶片制作更多的半导体芯片。

以往，为了执行底部填充工艺，分配粘性溶液的喷嘴从垂直上侧沿垂直方向靠近半导体芯片而分配底部填充溶液。如果考虑在像上述内容一样喷嘴沿垂直方向靠近而沿垂直方向(上下方向)涂布粘性溶液的情况下由粘性溶液形成的液滴(droplet)的尺寸或所述液滴掉落到基板而流动的面积等，则在减小排除区域的方面存在极限。

如上所述，为了减小排除区域而最终减小半导体芯片的尺寸，需要一种具有如下功能的晶片级分配器：用于通过除变更粘性溶液的种类、喷嘴的尺寸、液滴的尺寸或粘性溶液的喷出方法以外的其他方法执行底部填充工艺或形成由粘性树脂形成的障壁的工艺，且可缩小排除区域。

技术实现要素：

发明欲解决的课题

本发明是为了满足如上所述的需求而提出，其目的在于提供一种能够以各种角度对形成有半导体芯片的晶片或积层在所述晶片的半导体芯片涂布粘性溶液的晶片级分配器。

解决课题的手段

为了达成上述目的，本发明的晶片级分配器包括：泵单元，分配粘性溶液；倾斜单元，结合到所述泵单元以调节通过所述泵单元分配的粘性溶液的喷出方向的角度，使所述泵单元相对于水平方向中心轴旋转；泵移送单元，结合到所述倾斜单元而移送所述倾斜单元；晶片支撑单元，配置到所述泵单元的下侧并支撑晶片；以及晶片旋转单元，使所述晶片支撑单元旋转以调节由所述晶片支撑单元支撑的晶片的方向。

发明效果

本发明的晶片级分配器具有可自由地调节泵的角度而对晶片或安装在所述晶片上的半导体芯片分配粘性溶液的效果。

附图说明

图1是本发明的一实施例的晶片级分配器的俯视图。

图2是在图1所示的晶片级分配器装载有晶片的状态的俯视图。

图3是图2所示的晶片级分配器的前视图。

图4是图2所示的晶片级分配器的侧视图。

图5是图1至图4所示的晶片级分配器的泵单元的剖面图。

具体实施方式

以下，参照附图，对本发明的一实施例的晶片级分配器进行说明。

图1是本发明的一实施例的晶片级分配器的俯视图，图2是在图1所示的晶片级分配器装载有晶片s的状态的俯视图，图3是图2所示的晶片级分配器的前视图，图4是图2所示的晶片级分配器的侧视图。

参照图1至图4，本实施例的晶片级分配器包括倾斜单元200、前进后退单元300、泵移送单元400、晶片支撑单元500、晶片加压单元530、晶片移送单元600、晶片旋转单元700及泵单元100而构成。

泵单元100以可通过喷嘴160喷出粘性溶液的方式构成。

泵单元100设置到倾斜单元200。倾斜单元200使泵单元100旋转。倾斜单元200使泵单元100相对于水平方向中心轴旋转。以图1及图2为基准，倾斜单元200使泵单元100以x方向旋转轴为中心进行旋转。如果倾斜单元200使泵单元100旋转，则泵单元100的喷嘴160的方向发生变化。以下，将如下情况定义为“倾斜”：如上所述，使泵单元100以泵单元100的喷嘴160的方向相对于z方向的垂直轴倾斜的方式旋转。

参照图4，前进后退单元300设置到泵单元100与倾斜单元200之间。前进后退单元300使泵单元100前进后退。前进后退单元300使泵单元100前进后退的方向与泵单元100的喷嘴160的方向相同。即，前进后退单元300使泵单元100沿通过泵单元100的喷嘴160喷出粘性溶液的方向前进或后退。

泵移送单元400结合到倾斜单元200。泵移送单元400移送倾斜单元200。在本实施例中，泵移送单元400沿水平方向及上下方向移送倾斜单元200。此处，水平方向为图1及图2所示的y方向，上下方向是指图3及图4所示的z方向。

晶片支撑单元500配置到泵单元100的下侧。晶片支撑单元500为放置固定通过泵单元100分配粘性溶液的晶片s的构成。如图1所示，晶片支撑单元500包括环形框架510、多个晶片支撑部件520及多个升降部件。环形框架510是构成为环形态的框架。如图1及图2所示，环形框架510的一部分开放而形成为环形态。晶片传送装置通过环形框架510的开放的部分进入到环形框架510的内部而将晶片s传递到环形框架510。

多个晶片支撑部件520沿环形框架510的圆周方向排列。如图1所示，多个晶片支撑部件520在环形框架510中设置到可支撑圆盘形态的晶片s的边缘的位置。升降部件分别设置到环形框架510而使晶片支撑部件520相对于环形框架510升降。各晶片支撑部件520具备真空吸附孔以可吸附晶片s的边缘的下表面。

加热块540以与放置到环形框架510的晶片s的下表面接触的方式配置。在本实施例中，如图1所示，在环形框架510的内部配置加热块540。在加热块540形成吸附孔，从而以可吸附固定晶片s的下表面的方式构成。加热块540以可通过配置在内部的热线调节温度的方式构成。如果以晶片s放置在环形框架510的状态由加热块540支撑所述晶片的下表面，则通过加热块540而晶片s的温度固定地保持为预先设定的温度。

晶片加压单元530对支撑在晶片支撑单元500的晶片s加压。晶片加压单元530包括多个加压部件531及多个加压动作部件532。多个加压部件531沿环形框架510的圆周方向排列。为了均匀地对晶片s加压，多个加压部件531沿环形框架510的圆周方向按照相同的角度间隔排列。在本实施例中，如图1及图2所示，具备3个加压部件531。加压动作部件532也与加压部件531相同地具备3个。加压动作部件532使加压部件531相对于各环形框架510沿半径方向移送并升降。加压动作部件532利用加压部件531分别对放置在环形框架510及加热块540的晶片s的边缘加压而防止晶片s翘曲。即，如图2所示，如果加压动作部件532在分别向环形框架510的中心方向水平移送加压部件531后使其沿垂直方向下降，则按压晶片s的边缘。相反地，在排出晶片s时，如图1所示，加压动作部件532在使加压部件531上升后使其向远离环形框架510的中心的方向后退而解除对晶片s的加压。

晶片移送单元600使晶片支撑单元500沿水平方向直线路径前进后退。在本实施例中，晶片移送单元600沿图1及图2所示的x方向移送晶片支撑单元500。即，之前说明的泵移送单元400沿y方向移送泵单元100，晶片移送单元600沿正交于泵单元100的移送方向的x方向移送晶片支撑单元500。通过如上所述的泵移送单元400与晶片移送单元600的相互作用，泵单元100可对晶片s的任意位置分配粘性溶液。

晶片旋转单元700使晶片支撑单元500与晶片加压单元530一并旋转。如果晶片旋转单元700使晶片支撑单元500旋转，则放置在晶片支撑单元500的晶片s的方向得到调整。

在本实施例的晶片级分配器中，泵单元100构成为利用压电致动器分配粘性溶液的压电泵。

如图5所示，泵单元100包括两个压电致动器(第一压电致动器110及第二压电致动器120)、杆130、阀杆140、储存部150及喷嘴160。

第一压电致动器110及第二压电致动器120包括根据施加的电压而长度发生变化的压电元件。在本实施例中，使用积层多个压电元件而构成的多堆叠(multistack)型的压电致动器110、120。第一压电致动器110与第二压电致动器120彼此并排配置。杆130以其旋转轴位于第一压电致动器110与第二压电致动器120之间的方式配置。杆130以与两个压电致动器110、120接触的方式构成，从而随着压电致动器110、120的长度发生变化而进行旋转。阀杆140连接到杆130，从而随着杆130旋转而前进后退。储存部150储存粘性溶液。阀杆140插入到储存部150。喷嘴160连接到储存部150。随着阀杆140移动而储存在储存部150的粘性溶液通过喷嘴160喷出。

首先，参照图5，对泵单元100分配粘性溶液的过程进行说明。

交替地对第一压电致动器110及第二压电致动器120施加电压。如果对第一压电致动器110施加电压，则第一压电致动器110的长度变长。如果第一压电致动器110的长度变长，则与第一压电致动器110接触的杆130以图5为基准而向逆时针方向旋转。相反地，如果对第二压电致动器120施加电压，则第二压电致动器120的长度变长。如果第二压电致动器120的长度变长，则与第二压电致动器120接触的杆130以图5为基准而向顺时针方向旋转。

如上所述，如果交替地对第一压电致动器110及第二压电致动器120施加电压，则杆130向逆时针方向或顺时针方向旋转。随着杆130旋转，阀杆140相对于储存部150而前进后退。如果杆130向逆时针方向旋转，则阀杆140以图5为基准而后退。如果杆130向顺时针方向旋转，则阀杆140以图5为基准而前进。如上所述，阀杆140插入到储存部150而前进后退。阀杆140的前进后退冲程传递到储存在储存部150的粘性溶液。因所述冲程而储存在储存部150的粘性溶液通过连接在储存部150的喷嘴160向泵单元100的外部喷出。

其次，对调节泵单元100的位置及角度的过程进行说明。

倾斜单元200使泵单元100与前进后退单元300一并倾斜。如上所述，倾斜单元200以图1及图2为基准而使泵单元100以x方向旋转轴为中心倾斜。如果倾斜单元200使泵单元100倾斜，则如图3所示，通过泵单元100分配的粘性溶液的喷出方向的角度得到调节。

在像本实施例一样在泵单元100中使用压电致动器110、120的情况下，泵单元100需要杆130的构成。需扩大动作位移相对较小的压电致动器110、120的位移来使阀杆140前进后退，因此阀杆140及喷嘴160以较压电致动器110、120更远离杆130的旋转中心的方式配置。因此，使用压电致动器110、120的泵单元100的喷嘴160配置到向一侧偏靠的位置。在本实施例的晶片级分配器中，考虑到如上所述的压电泵形态的泵单元100的构造而倾斜单元200使泵单元100以压电致动器110、120的排列方向旋转轴为中心进行旋转。此处，压电致动器110、120的排列方向为与杆130的延伸方向相似的方向。随着压电致动器110、120进行动作，杆130的延伸方向发生变化而不固定，但在本实施例中，杆130的延伸方向与两个压电致动器110、120的排列方向大致一致。如果倾斜单元200使泵单元100沿像上述内容一样设定的方向旋转，则只要泵单元100不过多地干涉周边构成及半导体芯片c即可调节喷嘴160的方向。如果倾斜单元200使泵单元100以与之前说明的方向不同的方向的旋转轴为中心进行旋转，则泵单元100的下部的除喷嘴160以外的其他构成会与半导体芯片c碰撞或干涉其他周围构成。

前进后退单元300使泵单元100沿粘性溶液的喷出方向前进后退。倾斜单元200使泵单元100与前进后退单元300一并倾斜，故而前进后退单元300在泵单元100倾斜的状态下以倾斜的状态使泵单元100前进后退。

以下，对本实施例的晶片级分配器的动作进行说明。

首先，晶片支撑单元500的多个升降部件使晶片支撑部件520相对于环形框架510上升。升降部件使晶片支撑部件520相对于环形框架510上升而准备装载晶片s，由此确保可顺利地执行晶片s的装载作业的空间。

其次，利用公知的各种晶片传送装置将晶片s传递到晶片支撑单元500的晶片支撑部件520。晶片传送装置通过之前说明的环形框架510的开放的部分进入到环形框架510的内部而将晶片s载置到晶片支撑单元500的晶片支撑部件520上。晶片支撑部件520通过吸附孔吸附支撑晶片s的下表面。在像上述内容一样装载晶片s后，升降部件使晶片支撑部件520下降而将晶片s载置到环形框架510上。

如果晶片支撑部件520下降，则配置在环形框架510的内部的加热块540与晶片s的下表面接触。在分配粘性溶液的工艺中，固定地保持晶片s的温度非常重要。如果不固定地保持晶片s的温度，则分配的粘性溶液的粘度或物性会改变而发生不良。与晶片s的下表面接触的加热块540对晶片s供给热。本实施例的晶片级分配器的加热块540在执行分配工艺的期间固定地保持晶片s的温度，因此不产生上述问题。另外，加热块540通过吸附孔吸附晶片s的下表面。因此，晶片s可稳定地固定到晶片支撑单元500。

如果晶片支撑部件520完成下降，则晶片加压单元530将晶片s加压到加热块540。如上所述，加压动作部件532分别沿晶片s的半径方向移送加压部件531而使其靠近晶片s的边缘。其次，加压动作部件532分别使加压部件531向晶片s侧下降。晶片s的下表面由晶片支撑部件520及加热块540支撑，因此加压部件531将晶片s加压到晶片支撑部件520及加热块540。在晶片s形成有多个半导体芯片c，本实施例中使用的晶片s呈在晶片s上积层安装有多个半导体芯片c的状态。根据如上所述的构造，如果对晶片s施加热，则晶片s容易因热变形而翘曲。此时，可像本实施例一样通过加压部件531及加压动作部件532将晶片s的边缘按压到加热块540来防止因晶片s热变形引起的翘曲。如果像上述内容一样防止晶片s变形，则具有可提高对晶片s及安装在所述晶片s上的半导体芯片c分配粘性溶液的工艺的品质的优点。

如果晶片s通过如上所述的过程装载到晶片支撑单元500，则检查装置检测对准状态。检查装置对装载在晶片支撑单元500的晶片s的对准状态、及存在于晶片s的半导体芯片c的对准状态进行测定。

如果利用检查装置进行的对准状态测定结束，则执行粘性溶液分配作业。泵单元100的喷嘴160靠近存在于晶片s的半导体芯片c的侧面。此时，泵单元100在倾斜的状态下向分配粘性溶液的位置(晶片s与半导体芯片c之间或半导体芯片c与半导体芯片c之间)前进。如图3所示，泵单元100沿倾斜的方向靠近半导体芯片c的侧面。

在泵单元100充分地靠近半导体芯片c的侧面后，通过泵单元100的喷嘴160对半导体芯片c分配粘性溶液。这种分配是通过晶片移送单元600及泵移送单元400变更晶片s与泵单元100的相对位置来执行。如上所述，泵移送单元400沿y方向移送泵单元100，晶片移送单元600沿x方向移送晶片s。如上所述，如果一面变更晶片s与泵单元100的相对位置，一面由泵单元100分配粘性溶液，则可将粘性溶液分配到对准在晶片s的所有半导体芯片c的一侧侧面。这种分配作业也可通过如下方式执行：利用之前通过检查装置测定出值实时修正半导体芯片c与泵单元100的位置。

分配在半导体芯片c的侧面下部的粘性溶液因毛细管现象而流向晶片s与半导体芯片c之间的空间，从而填充到半导体芯片c的下部。如上所述，本实施例的晶片级分配器可使泵单元100的喷嘴160倾斜而更直接靠近半导体芯片c的侧面下部与晶片s相接的边角部分来分配粘性溶液，因此与以往相比，可更小地构成半导体芯片c的排除区域。即，与沿垂直方向对晶片s分配粘性溶液的情况相比，本实施例的晶片级分配器沿倾斜方向分配粘性溶液，因此具有如下优点：进一步减小粘性溶液流向半导体芯片c的外围的区域(排除区域)的面积，使粘性溶液更顺利地流向半导体芯片c的下部。另外，如上所述，在泵单元100倾斜的状态下，前进后退单元300使喷嘴160沿所述倾斜方向前进后退，因此可减少喷嘴160与半导体芯片c碰撞的可能性，并且可使喷嘴160进一步靠近半导体芯片c的所期望的部分。根据如上所述的构成，具有可提高如底部填充工艺的粘性溶液分配工艺的品质。

如图3所示，如果以倾斜的状态分配粘性溶液，则可减少流向半导体芯片c的外围的粘性溶液的量，因此排除区域(keepoutzone)缩小。如果减小排除区域，则可缩小半导体芯片c的尺寸，从而可在晶片s上配置更多的半导体芯片c来制作，因此可提高生产性。另外，可根据半导体芯片c的特性及形状而利用倾斜单元200调节喷嘴160的倾斜角度，因此可实现更有效的粘性溶液分配作业。

视情况也可沿半导体芯片c的2个以上的侧面分配粘性溶液。在这种情况下，可通过晶片旋转单元700使晶片s旋转而分配粘性溶液。晶片旋转单元700的旋转轴与倾斜单元200的旋转轴不同，因此即便半导体芯片c的侧面的方向改变，也可固定地保持相对于所述半导体芯片c的侧面的方向及倾斜角度而分配粘性溶液。

在对四边形半导体芯片c的垂直的两个侧面分配粘性溶液的情况下，晶片旋转单元700使晶片支撑单元500旋转90度即可。如上所述，本实施例的晶片级分配器具有可保持泵单元100的倾斜角度而对半导体芯片c的多个侧面执行分配的效果。

另一方面，如果利用本实施例的晶片级分配器，则在将半导体芯片c堆积成多层而向各半导体芯片c之间的空间分配粘性溶液的情况下，也可防止粘性溶液沾染到半导体芯片c的无需分配的部分而将排除区域最小化来涂布粘性溶液。

在积层数个半导体芯片c时，在积层的半导体芯片c的侧面存在突出部的情况下，当像以往一样沿垂直方向移动喷嘴160时无法向突出部下侧的空间涂布粘性溶液。与此不同，本实施例的晶片级分配器可改变喷嘴160的角度来涂布粘性溶液，因此也可使喷嘴160容易地靠近突出部下侧的空间而分配粘性溶液。

如上所述，在对存在于晶片s的半导体芯片c的分配结束后搬送晶片s。按照装载晶片s的倒序进行晶片s的搬送。首先，晶片移送单元600将晶片支撑单元500移送到搬送晶片s的位置。晶片加压单元530的加压动作部件532使加压部件531相对于晶片s上升后，使加压部件531相对于环形框架510沿半径方向后退。晶片支撑单元500的升降部件使晶片支撑部件520相对于环形框架510上升。晶片传送装置抓拾由晶片支撑部件520抬升的晶片s进行搬送。

以上，列举优选实施例对本发明的晶片级分配器进行了说明，但本发明的范围并不限定于之前说明且图示的形态。

例如，之前将泵单元100说明为包括两个压电致动器110、120的压电泵，但也能够以具有一个压电致动器的压电泵构成泵单元。视情况也能够以除压电泵以外的其他种类的泵构成泵单元。

另外，之前说明为倾斜单元200使泵单元100以与压电致动器110、120的排列方向平行的旋转轴为中心进行旋转，但可视需要而对倾斜单元使泵单元旋转的旋转轴的方向进行各种变更。另外，倾斜单元、前进后退单元、泵单元的结合关系可实现各种变形。例如，也可按照前进后退单元、倾斜单元、泵单元的顺序来结合而构成。

另外，之前以包括前进后退单元300的晶片级分配器为例进行了说明，但也可省略前进后退单元来构成本发明的晶片级分配器。

另外，之前说明为泵移送单元400沿y方向及z方向移送泵单元100，但当然也能够以泵移送单元也可沿x方向移送泵单元的方式构成泵移送单元。

另外，之前说明为晶片支撑单元500由环形态的环形框架510形成，但能够以通过各种形态的框架支撑晶片s的方式构成晶片支撑单元。

另外，之前说明为向晶片支撑单元500的中心突出的晶片支撑部件520支撑晶片s的边缘，但可通过与此不同的各种形态的构成支撑晶片s。

另外，之前说明为在晶片支撑单元500的晶片支撑部件520及加热块540形成吸附孔来真空吸附晶片s而固定，但可省略这种吸附孔。

另外，之前说明为晶片支撑单元500的晶片支撑部件520通过升降部件进行升降，但也可相反地构成。即，也能够以如下方式构成：固定晶片支撑部件，升降部件使环形框架相对于晶片支撑部件进行升降。视情况也能够以如下方式构成：将晶片支撑部件与环形框架构成为一体，通过升降部件使环形框架与晶片支撑部件一并升降。也可省略升降部件来构成本发明的晶片级分配器。

另外，之前说明为晶片加压单元530包括加压部件531及加压动作部件532，但也能够以用以对晶片s加压的其他各种构成来构成晶片加压单元。视情况也可省略晶片加压单元来构成本发明的晶片级分配器。

另外，之前说明为晶片加压单元530的加压部件531及加压动作部件532为3个，但加压部件及加压动作部件的个数可实现各种变更。

另外，之前说明为加热块540配置到环形框架510的内部，但可对加热块的配置位置进行各种变更。视情况也可省略加热块来构成本发明的晶片级分配器。