半导体制造装置及制造方法与流程

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半导体制造装置及制造方法与流程

本发明涉及半导体制造装置及制造方法,尤其涉及用于实现高速的芯片贴装(dieattach)的半导体制造装置及制造方法。



背景技术:

在用于从划片了的晶片中取出半导体器件并搭载于引线框架、基板等的被搭载体的芯片贴装装置中,通常,单独地取出划片了的半导体器件,相对于被搭载体进行位置对准并贴装在被搭载体的表面上。在这种芯片贴装装置(例如专利文献1及专利文献2)中,将配置在粘结层或粘结片上的半导体器件逐个地取出并粘结在被搭载体的表面,因此存在芯片贴装工序消耗时间的问题。尤其是,半导体器件的厚度越薄,则从粘结层或粘结片剥离半导体器件的时间就越长,成为缩短芯片贴装工序所消耗的时间的障碍。

(现有技术文献)

(专利文献)

专利文献1:日本特开2006-203023号公报

专利文献2:日本特开2015-170746号公报



技术实现要素:

本发明的目的在于提供既可保持半导体芯片相对于被搭载体的被粘接面的搭载精度,又可缩短芯片贴装工序所消耗的时间的半导体制造装置及半导体装置的制造方法。

本发明的一个实施方式的半导体制造装置包括:工作台,与真空发生器相连接,用于吸附具有多个半导体芯片的半导体晶片;吸附控制部,连接于所述工作台与所述真空发生器之间的连接部,控制所述工作台与所述真空发生器之间的连接;拾取部,用于拾取所述多个半导体芯片的各个;以及控制部,用于控制所述拾取部的移动和旋转,并控制所述吸附控制部,其中,所述拾取部利用所述控制部将所述半导体芯片从所述工作台移动至支承基板上的安装位置而粘结。

所述拾取部可以包括用于保持所述半导体芯片的喷嘴,所述控制部可以控制所述喷嘴的移动和旋转。

所述半导体芯片在表面可以具有设置为能够光学读取的标记,还可以包括用于拍摄所述标记的拍摄部,所述控制部可以基于利用所述拍摄部拍摄的所述标记的图像,来识别所述标记的位置,并控制所述喷嘴的移动和旋转。

还可以包括拍摄部,用于拍摄包括所述半导体芯片的端部的区域,所述控制部可以基于利用所述拍摄部拍摄的包括所述半导体芯片的端部的图像,来识别所述半导体芯片的角部位置,并控制所述喷嘴的移动和旋转。

所述拍摄部可以从所述半导体芯片的上部面侧或背面侧拍摄包括所述半导体芯片的端部的区域。

所述控制部可以对包括所述半导体芯片的端部的区域的图像进行二值化处理,来识别所述半导体芯片的角部位置。

还可以包括剥离部,用于剥离安装在所述半导体晶片的与所述工作台对置的面相反一侧的面的保护带。

本发明的一个实施方式的半导体制造装置包括:工作台,与真空发生器相连接,用于吸附具有多个半导体芯片的半导体晶片;吸附控制部,连接于所述工作台与所述真空发生器之间的连接部,控制所述工作台与所述真空发生器之间的连接;拾取部,用于同时拾取所述多个半导体芯片;以及控制部,用于控制所述拾取部的移动和旋转,并控制所述吸附控制部,所述拾取部通过将所述多个半导体芯片的间隔转换为规定间距并保持,所述拾取部利用所述控制部将所述多个半导体芯片从所述工作台移动至支承基板上的安装位置,使所述多个半导体芯片同时粘结在所述安装位置。

所述拾取部可以包括用于分别保持所述多个半导体芯片的多个喷嘴,所述控制部可以控制所述多个喷嘴的各个的移动和旋转。

所述多个半导体芯片的各个在表面可以具有设置为能够光学读取的标记,还包括用于拍摄所述标记的拍摄部,所述控制部可以基于利用所述拍摄部拍摄的所述标记的图像,来识别所述标记的位置,控制所述多个喷嘴的移动和旋转。

还包括拍摄部,用于拍摄包括所述半导体芯片的端部的区域,所述控制部可以基于利用所述拍摄部拍摄的包括所述半导体芯片的端部的图像,来识别所述半导体芯片的角部位置,并控制所述多个喷嘴的移动和旋转。

所述拍摄部可以从所述半导体芯片的上部面侧或背面侧拍摄包括所述半导体芯片的端部的区域。

所述控制部可以对包括所述半导体芯片的端部的区域的图像进行二值化,来识别所述半导体芯片的角部位置。

还可以包括剥离部,用于剥离安装在所述半导体晶片的与所述工作台对置的面相反一侧的面的保护带。

本发明的一个实施方式的半导体装置的制造方法中包括如下步骤:将具有多个半导体芯片的半导体晶片配置在与真空发生器相连接的工作台上;拾取所述多个半导体芯片的各个;以及将所述多个半导体芯片的各个移动至支承基板上的安装位置并粘结。

关于所述半导体装置的制造方法,在将所述半导体晶片配置在所述工作台上之前,还可以包括如下步骤:在所述半导体晶片的第一表面上粘贴保护带;以及磨削与所述第一表面相反一侧的第二表面,将所述多个半导体芯片单片化。

在所述半导体装置的制造方法中,将所述半导体晶片配置在所述工作台上的步骤是指使所述半导体晶片的所述第二表面与所述工作台对置,将所述半导体晶片配置在所述工作台上,还可以包括在将所述半导体晶片配置在所述工作台上之后,且在同时拾取所述多个半导体芯片之前,从所述半导体晶片的所述第一表面剥离所述保护带的步骤。

本发明的一个实施方式的半导体装置的制造方法包括如下步骤:将具有多个半导体芯片的半导体晶片配置在与真空发生器相连接的工作台上;同时拾取所述多个半导体芯片;将所述多个半导体芯片的各个的间隔转换为规定间距;将所述多个半导体芯片移动至支承基板上的安装位置;以及将所述多个半导体芯片同时粘结在所述安装位置。

关于所述半导体装置的制造方法,在将所述半导体晶片配置在所述工作台上之前,还可以包括如下步骤:在所述半导体晶片的第一表面上粘贴保护带;以及磨削与所述第一表面相反一侧的第二表面,将所述多个半导体芯片单片化。

在所述半导体装置的制造方法中,将所述半导体晶片配置在所述工作台上的步骤是指通过使所述半导体晶片的所述第二表面与所述工作台对置,将所述半导体晶片配置在所述工作台上,还可以包括在将所述半导体晶片配置在所述工作台上之后,且在同时拾取所述多个半导体芯片之前,从所述半导体晶片的所述第一表面剥离所述保护带的步骤。

根据本发明,能够提供既可保持半导体芯片相对于被搭载体的被粘接面的搭载精度,又可缩短芯片贴装工序所消耗的时间的半导体制造装置及半导体装置的制造方法。

附图说明

图1为示出本发明的第一实施方式的半导体制造装置的框图。

图2a为说明将粘贴在半导体晶片的保护膜剥离的工序的图。

图2b为说明将粘贴在半导体晶片的保护膜剥离的工序的图。

图2c为说明将粘贴在半导体晶片的保护膜剥离的工序的图。

图3为说明利用本发明的第一实施方式的半导体制造装置的半导体装置的制造方法的流程图。

图4为示出本发明的第二实施方式的半导体制造装置的框图。

图5a为示出拾取半导体芯片,并将半导体芯片的间隔转换为规定间距的工序的图。

图5b为示出拾取半导体芯片,并将半导体芯片的间隔转换为规定间距的工序的图。

图6为示出进行空出规定间距的半导体芯片的位置校正的工序的图。

图7为示出将半导体芯片粘结在支承基板上的工序的图。

图8为说明利用本发明的第二实施方式的半导体制造装置的半导体装置的制造方法的流程图。

(附图标记的说明)

100、200:半导体制造装置;101:工作台;103、203:拾取部;105:控制部;

107、207:喷嘴;109、209:移动控制部;111:半导体晶片;113:半导体芯片;

115:第一真空发生器;117:支承基板;119:拍摄部;121:第二真空发生器;

123:吸附控制部;125:第一连接部;127:第二连接部;201:保护膜;

p1、p2:间距

具体实施方式

以下,参照附图,对本发明的半导体制造装置进行说明。然而,本发明的半导体制造装置可以利用多种不同的方式来实施,不限于如下所示的实施方式的记载内容来解释。此外,在本实施方式所参照的附图中,对于相同的部分或具有相同的功能的部分标注相同的附图标记,并省略其反复说明。另外,在以下说明中,当膜、区域等的某种要素处于其他要素的“上部”时,不限于处于该其他要素“正上方”的情况,也包括中间还存在其他要素的情况。

(第一实施方式)

参照图1~图3,对本发明的第一实施方式的半导体制造装置及半导体装置的制造方法进行说明。

图1为示出本发明的第一实施方式的半导体制造装置100的框图。参照图1,半导体制造装置100包括工作台101、拾取部103、控制部105及吸附控制部123。

工作台101吸附半导体晶片111并保持。半导体晶片111包括单片化了的多个半导体芯片113。在各个半导体芯片113的表面(上部面或背面)上可以设置有能够光学读取的第一标记。半导体晶片111在配置在工作台101上之前,可被单片化为多个半导体芯片113,但由保护膜201所固定。

在半导体芯片113被单片化之前,保护膜201粘贴在形成有元件并且设置有槽的半导体晶片111的表面(第一表面)。在粘贴了保护膜201之后,对于半导体晶片111,通过从与粘贴有保护膜201的表面(第一表面)相反一侧的背面(第二表面)侧磨削直至设置在表面(第一表面)侧的槽,来将多个半导体芯片113单片化。单片化了的多个半导体芯片113由保护膜201所固定。

如图2a所示,未粘贴保护膜201的半导体晶片111的背面(第二表面)面向工作台101而配置。配置在工作台101上的半导体晶片111通过后述的第一真空发生器115吸附到工作台101并被固定。之后,如图2b所示,保护膜201可从半导体晶片111的表面(第一表面)剥离。半导体制造装置100可以具有用于剥离粘贴在半导体晶片111的表面的保护膜201的剥离部(未图示)。如图2c所示,若保护膜201被剥离,则露出形成有半导体芯片113的元件的一侧的面。之后,将露出的半导体芯片113的面称为半导体芯片113的上部面,将与工作台101对置的面称为半导体芯片113的背面。

工作台101经由第一连接部125与真空泵等的第一真空发生器115相连接。第一连接部125例如可以为用于切换工作台101与第一真空发生器115间的连接/非连接的阀等。工作台101可以包括与第一连接部125相通的开口部。开口部可以为与半导体晶片111所包含的半导体芯片113的数量相对应的数量,也可以比半导体芯片113的数量多,也可以比半导体芯片113的数量少。第一连接部125的数量可以与设置在工作台101的开口部的数量相对应。另外,工作台101例如可以由多孔材料形成。当工作台101经由第一连接部125而与第一真空发生器115相连接(当连接处于开启状态时)时,通过设置在工作台101的开口部或设置在工作台101的多个孔来吸附半导体晶片111并保持。工作台101与第一真空发生器115间的连接由吸附控制部123控制。

拾取部103具有:喷嘴107,从保持在工作台101上的半导体晶片111拾取半导体芯片113;以及移动控制部109,与喷嘴107相连接。另外,移动控制部109与控制部105相连接。

移动控制部109由控制部105控制,并基于从控制部105输出的第一控制信号来移动。移动控制部109也可以基于第一控制信号来旋转。另外,移动控制部109使喷嘴107向xyz轴向(前后方向、左右方向及上下方向)移动和旋转。移动控制部109基于从控制部105输出的第二控制信号,来控制喷嘴107向xyz轴向的移动和旋转。

喷嘴107包括经由第二连接部127而与第二真空发生器121相连接的中空部(未图示)。第二连接部127例如可以为用于切换喷嘴107与第二真空发生器121之间的连接的开启/关断的阀等。当第二真空发生器121经由第二连接部127而与喷嘴107相连接时(当连接处于开启状态时),喷嘴107经由中空部,来对半导体芯片113进行真空吸附(vacuumchuck)并保持。第二真空发生器121与喷嘴107之间的连接由吸附控制部123控制。喷嘴107的与半导体芯片113相接触的接触部分可以由低弹性材料构成。例如,各个喷嘴107的与半导体芯片113相接触的接触部分优选由橡胶硬度为40~80左右的材料构成,也可以由丁腈橡胶(nitrile-butadienerubber,nbr)、氟橡胶等构成。

控制部105控制拾取部103的移动和旋转。即,控制部105向移动控制部109输出第一控制信号,来控制移动控制部109的移动或旋转。另外,控制部105向移动控制部109输出第二控制信号,经由移动控制部109来控制喷嘴107向xyz轴向(前后方向、左右方向及上下方向)的移动和旋转。控制部105使拾取部103移动至保持在工作台101上的半导体晶片111,并经由移动控制部109来控制喷嘴107的移动和旋转,使得喷嘴107拾取规定的半导体芯片113并保持。

控制部105也可以通过未图示的拍摄部(ccd相机等)来识别工作台101的位置,使拾取部103与半导体晶片111上的位置对准,控制喷嘴107的移动以便利用喷嘴107对规定的半导体芯片113进行真空吸附并保持。另外,控制部105也可以利用未图示的拍摄部(ccd相机等)来拍摄半导体晶片111,识别配备在半导体芯片113的第一标记,使拾取部103与规定的半导体芯片113的位置对准,并控制喷嘴107的移动以便利用喷嘴107对规定的半导体芯片113进行真空吸附并保持。若喷嘴107吸附保持半导体芯片113,则控制部105使拾取部103从工作台101上移动至支承基板117。

另外,控制部105控制吸附控制部123,该吸附控制部123控制使第一真空发生器115与工作台101相连接的第一连接部125,以及使第二真空发生器121与喷嘴107相连接的第二连接部127。控制部105输出用于控制吸附控制部123的第三控制信号。

吸附控制部123与控制部105相连接,从控制部105接收第三控制信号。基于第三控制信号,吸附控制部123经由第一连接部125来控制第一真空发生器115与工作台101间的连接,并经由第二连接部127来控制第二真空发生器121与喷嘴107间的连接。第三控制信号例如可以是与拾取部103的位置有关的信号,并且吸附控制部123可以基于拾取部103的位置,经由第一连接部125来控制第一真空发生器115与工作台101间的连接,并经由第二连接部127来控制第二真空发生器121与喷嘴107间的连接。

例如,关于吸附控制部123,当喷嘴107拾取规定的半导体芯片113时,若拾取部103位于半导体晶片111上,则可以经由第二连接部127使第二真空发生器121与喷嘴107变为连接状态(开启状态),并使第一真空发生器115与工作台101变为非连接状态(关断状态)。另外,例如,关于吸附控制部123,当喷嘴107拾取规定的半导体芯片113时,若喷嘴107的与半导体芯片113相接触的接触部分与规定的半导体芯片113相接触,则也可以经由第二连接部127使第二真空发生器121与喷嘴107变为连接状态(开启状态),并使第一真空发生器115与工作台101变为非连接状态(关断状态)。由于半导体晶片111配置在与第一真空发生器115相连接的工作台101上,因此当喷嘴107拾取规定的半导体芯片113时,使第一真空发生器115与工作台101变为非连接状态(关断状态),由此,喷嘴107可容易地吸附规定的半导体芯片113。

在工作台101设置有多个开口部,并设置有与开口部的数量相对应的第一连接部125的情况下,当吸附控制部123使第一真空发生器115与工作台101变为非连接状态(关断状态)时,吸附控制部123可以仅在配置有要利用拾取部103的喷嘴107拾取的规定的半导体芯片113的区域中,使第一真空发生器115与工作台101成为非连接状态(关断状态)。即,吸附控制部123可通过与位于配置有要利用喷嘴107拾取的规定的半导体芯片113的区域的开口部相接通的第一连接部125,仅在配置有该规定的半导体芯片113的区域中,使第一真空发生器115与工作台101成为非连接状态(关断状态),而在除配置有该规定的半导体芯片113的区域之外的区域中,可以经由第一连接部125维持第一真空发生器115与工作台101的连接状态(开启状态)。另外,吸附控制部123可以在配置有半导体晶片111的整个区域中,使第一真空发生器115与工作台101成为非连接状态(关断状态)。

当拾取部103未位于半导体晶片111上时,吸附控制部123可以经由第一连接部125使第一真空发生器115与工作台101成为连接状态(开启状态)。另外,关于吸附控制部123,在喷嘴107的与半导体芯片113相接触的接触部分未与规定的半导体芯片113相接触的情况下,可以经由第一连接部125使第一真空发生器115与工作台101成为连接状态(开启状态)。

支承基板117为搭载有半导体芯片113的被搭载体。对于支承基板117没有特别限定,但可以为在表面上具有搭载半导体芯片113的安装位置的基板。然而,支承基板117不限于此,例如,也可以为引线框架等。在位于支承基板117的表面的位置的半导体芯片113的安装位置配置有管芯贴装膜或粘结剂。

拾取部103使半导体芯片113从工作台101上移动至支承基板117的安装位置。拾取部103在使半导体芯片113从工作台101上移动至支承基板117的安装位置上的过程中,基于来自控制部105的第二控制信号,进行半导体芯片113相对于支承基板117的被粘接面的位置校正,使得半导体芯片113配置于支承基板117的被粘接面的安装位置。此时,控制部105经由移动控制部109使喷嘴107向xyz轴向(前后方向、左右方向及上下方向)移动和旋转,来对半导体芯片113进行位置校正。

在进行了半导体芯片113的位置校正之后,拾取部103将半导体芯片113配置在支承基板117的安装位置并粘结。即,控制部105通过控制移动控制部109使保持半导体芯片113的喷嘴107移动,将半导体芯片113配置在被粘接面上,并通过加压来粘结,使得半导体芯片113配置于被粘接面的安装位置。

半导体制造装置100可以包括任意的拍摄部119。拍摄部119为拍摄半导体芯片113的表面的图像的光学仪器,例如,可以是ccd相机。在半导体芯片113设置有第一标记的情况下,拍摄部119可以拍摄包括半导体芯片113的第一标记的、半导体芯片113的表面,并向控制部105输出与获得的半导体芯片113的表面的图像相对应的图像信号。控制部105可以基于从拍摄部119传输的图像信号,来检测设置在半导体芯片113的表面的第一标记的位置。

控制部105可以基于检测出的第一标记,来识别半导体芯片113的位置,并进行拾取部103所保持的半导体芯片113相对于支承基板117的被粘接面的位置校正,使得半导体芯片113配置在支承基板117的被粘接面的安装位置。即,控制部105可以基于第一标记,经由移动控制部109使喷嘴107向xyz轴向(前后方向、左右方向及上下方向)移动和旋转(在水平面上的旋转),来进行半导体芯片113的位置校正。在进行了半导体芯片113的位置校正之后,控制部105控制拾取部103,使保持半导体芯片113的喷嘴107移动,将半导体芯片113配置在被粘接面上,并加压来粘结,使得半导体芯片113配置于被粘接面的安装位置。

通过将设置在半导体芯片113的表面上的第一标记用于半导体芯片113相对于支承基板117的被粘接面的位置校正,能够提高半导体芯片113对支承基板117的搭载精度。

另外,控制部105也可以无需第一标记的检测地,识别半导体芯片113的位置。例如,拍摄部119可以拍摄包括半导体芯片113的端部的区域,并向控制部105输出与包括半导体芯片113的端部的区域的图像相对应的图像信号。此时,在拍摄部119拍摄的图像中,至少包括半导体芯片113的端部即可,拍摄部119可以拍摄包括端部的半导体芯片113的一部分,也可以拍摄包括端部的半导体芯片113的整体。控制部105可以对从拍摄部119传输的图像信号进行二值化,来检测半导体芯片113的角部位置。拍摄部119在拍摄半导体芯片113时,可以从半导体芯片113的上部面侧拍摄,也可以从背面侧拍摄。

控制部105可以基于检测出的半导体芯片113的角部位置来识别半导体芯片113的位置,并控制拾取部103进行喷嘴107所保持的半导体芯片113相对于支承基板117的被粘接面的位置校正,使得半导体芯片113配置于支承基板117的被粘接面的安装位置。即,控制部105可以基于半导体芯片113的角部位置,经由移动控制部109使喷嘴107向xyz轴向(前后方向、左右方向及上下方向)移动和旋转(在水平面上的旋转),来进行半导体芯片113的位置校正。在进行了半导体芯片113的位置校正之后,控制部105控制拾取部103来经由移动控制部109使喷嘴107所保持的半导体芯片113的移动,将半导体芯片113配置于被粘接面上,并加压来粘结。

另外,可以在作为被搭载体的支承基板117的表面上设置能够光学读取的第二标记。在这种情况下,半导体制造装置100还可以包括拍摄第二标记的任意的拍摄部(未图示)。拍摄部为用于拍摄支承基板117的被粘接面的表面的图像的光学仪器,例如,可以为ccd相机。该拍摄部向控制部105输出与包括第二标记的支承基板117的表面的图像相对应的图像信号。控制部105可以基于从该拍摄部传输的图像信号,检测设置于支承基板117的表面的第二标记的位置。

控制部105可以根据设置在半导体芯片113的第一标记或半导体芯片113的角部位置来识别半导体芯片113的位置,进而基于设置在支承基板117上的第二标记,进行拾取部103所保持的半导体芯片113相对于支承基板117的被粘接面的位置校正,使得半导体芯片113配置于支承基板117的被粘接面的安装位置。在进行了半导体芯片113的位置校正之后,控制部105控制拾取部103,使保持半导体芯片113的喷嘴107移动,将半导体芯片113配置在被粘接面上,并加压来粘结。

通过将设置在支承基板117上的第二标记用于半导体芯片113相对于支承基板117的被粘接面的位置校正,能够进一步提高半导体芯片113在支承基板117中的搭载精度。

若进行拾取部103所保持的半导体芯片113相对于支承基板117的被粘接面的位置校正,将拾取部103的喷嘴107的位置固定,则吸附控制部123基于从控制部105输出的、表示拾取部103的位置的信号,在规定时间之后,使第二真空发生器121与喷嘴107成为非连接状态(关断状态)。通过使第二真空发生器121与喷嘴107成为非连接状态,来解除基于喷嘴107对半导体芯片113的真空吸附,结束半导体芯片113相对于支承基板117的芯片贴装。

在利用本发明的第一实施方式的半导体制造装置100来进行芯片贴装的情况下,当从半导体晶片111拾取半导体芯片113时,无需从粘结层或粘结片剥离半导体芯片113的以往工序。如上所述,在本发明的第一实施方式的半导体制造装置100中,半导体晶片111配置在与第一真空发生器115相连接的工作台101上,当喷嘴107拾取规定的半导体芯片113时,使第一真空发生器115与工作台101成为非连接状态(关断状态),喷嘴107就能够容易地吸附规定的半导体芯片113。因此,能够缩短从半导体晶片111中拾取规定的半导体芯片113的所需时间,能够缩短整个芯片贴装工序所消耗的时间。

参照图1及图3,对本发明的第一实施方式的半导体装置的制造方法的流程进行说明。图3为说明使用本发明的第一实施方式的半导体制造装置100的半导体装置的制造方法的流程图。

首先,将包括多个半导体芯片113的半导体晶片111配置在半导体制造装置100的工作台101上(步骤s101)。若半导体晶片111配置在工作台101上,则工作台101与第一真空发生器115成为连接状态(开启状态),工作台101吸附保持半导体晶片111。

在工作台101吸附保持半导体晶片111之后,剥离粘贴在半导体晶片111的表面的保护膜(步骤s102)。

在剥离了保护膜之后,利用拾取部103从半导体晶片111中拾取规定的半导体芯片113(步骤s103)。拾取部103的移动由控制部105控制。移动控制部109基于从控制部105输出的第一控制信号来移动/旋转。另外,移动控制部109基于从控制部105输出的第二控制信号,来控制喷嘴107向xyz轴向的移动和旋转。喷嘴107吸附保持规定的半导体芯片113。当喷嘴107吸附保持规定的半导体芯片113时,喷嘴107与第二真空发生器121成为连接状态(开启状态),工作台101与第一真空发生器115整体地或部分地成为非连接状态(关断状态)。

当喷嘴107拾取了规定的半导体芯片113时,拾取部103使半导体芯片113从工作台101上移动至支承基板117的安装位置。此时,拾取部103基于来自控制部105的第二控制信号,进行半导体芯片113相对于支承基板117的被粘接面的位置校正,使得半导体芯片113配置在支承基板117的被粘接面的安装位置(步骤s104)。

在进行了半导体芯片113的位置校正之后,拾取部103将半导体芯片113配置于支承基板117的安装位置,并粘结(步骤s105)。在将半导体芯片113配置于支承基板117的安装位置并粘结时,喷嘴107与第二真空发生器121成为非连接状态(关断状态)。

在将规定的半导体芯片113粘结在支承基板117的安装位置之后,控制部105确认半导体晶片111所包含的全部半导体芯片113的拾取是否完成(步骤s106)。此时,控制部105可以基于拍摄部119拍摄的图像,来确认全部半导体芯片113的拾取是否完成。在未完成全部半导体芯片113的拾取的情况下,半导体制造装置100重复步骤s101~步骤s106的工序。在完成了全部半导体芯片113的拾取的情况下,芯片贴装的工序完成。

(第二实施方式)

参照图4~图8,对本发明的第二实施方式的半导体制造装置及半导体装置的制造方法进行说明。

图4为示出本发明的第二实施方式的半导体制造装置200的框图。在图4示出的半导体制造装置200中,对与图1所示的本发明的第一实施方式的半导体制造装置100中的结构相同或类似的结构,标注与图1所示的半导体制造装置100的结构相同的附图标记,并省略或简化重复说明。

参照图4,本发明的第二实施方式的半导体制造装置200包括:工作台101、拾取部203、控制部105及吸附控制部123。除半导体制造装置200中的拾取部203之外的结构,与本发明的第一实施方式的半导体制造装置100的结构相同或类似。因此,对除半导体制造装置200中的拾取部203之外的结构,省略详细的说明。

拾取部203具有:多个喷嘴207;以及移动控制部209,与多个喷嘴207相连接,使各个喷嘴207移动和旋转。移动控制部209与控制部105相连接。

移动控制部209由控制部105控制,并基于从控制部105输出的第一控制信号来移动。移动控制部209可以基于第一控制信号来旋转。另外,移动控制部209使各个喷嘴207向xyz轴向(前后方向、左右方向及上下方向)移动和旋转。移动控制部209基于从控制部105输出的第二控制信号来使控制各个喷嘴207向xyz轴向的移动和旋转。

多个喷嘴207各自包括经由第二连接部127而与第二真空发生器121相连接的中空部(未图示)。当第二真空发生器121与喷嘴207经由第二连接部127相连接时(当连接处于开启状态时),喷嘴207经由中空部对半导体芯片113进行真空吸附并保持。第二真空发生器121与喷嘴207之间的连接由吸附控制部123控制。各个喷嘴207的与半导体芯片113相接触的接触部分可以由低弹性材料构成。例如,各个喷嘴207的与半导体芯片113相接触的接触部分优选由橡胶硬度为40~80左右的材料构成,可以由丁腈橡胶、氟橡胶等构成。在图4中,示出了4个喷嘴207,但喷嘴207的数量不限于此,两个以上即可。

控制部105控制拾取部203的移动和旋转。即,控制部105向移动控制部209输出第一控制信号,控制移动控制部209的移动或旋转。另外,控制部105向移动控制部209输出第二控制信号,经由移动控制部209来控制多个喷嘴207向xyz轴向(前后方向、左右方向及上下方向)的移动和旋转。控制部105使拾取部203移动至保持在工作台101上的半导体晶片111,并经由移动控制部209来控制喷嘴207的移动和旋转,使得各个喷嘴207拾取规定的半导体芯片113并保持。

如图5a所示,拾取部203从工作台101所保持的半导体晶片同时拾取多个半导体芯片113。即,多个喷嘴207的各个同时对半导体芯片113进行真空吸附并保持。此时,吸附控制部123经由第二连接部127使第二真空发生器121与各个喷嘴207成为连接状态(开启状态),并使第一真空发生器115与工作台101成为非连接状态(关断状态)。若通过多个喷嘴207保持了多个半导体芯片113,则如图5b所示,拾取部203将由各个喷嘴207保持的多个半导体芯片113的间隔转换为规定的间距p1。即,拾取部203的移动控制部209通过以多个半导体芯片113中的相邻的半导体芯片113的间隔成为规定的间距p1的方式使各个喷嘴207移动,在维持该间距p1的同时保持多个半导体芯片113。规定的间距p1可以根据半导体芯片113的大小来确定。

在拾取部203吸附保持多个半导体芯片113时,控制部105使拾取部203移动至保持在工作台101上的晶片111。控制部105经由移动控制部209来控制多个喷嘴207的移动,使得多个喷嘴207分别同时拾取半导体芯片113并保持,并使得所保持的多个半导体芯片113的间隔成为规定的间距p1。控制部105可以利用未图示的拍摄部(ccd相机等)来识别工作台101的位置,使拾取部203与半导体晶片111的位置对准,利用多个喷嘴207来同时吸附并保持多个单片化了的半导体芯片113,并且以所保持的多个半导体芯片113的间隔成为规定的间距p1的方式控制喷嘴207的移动。

拾取部203在将相邻的半导体芯片113间隔转换为规定的间距p1之后,使多个半导体芯片113从工作台101上移动至在支承基板117的被粘接面中的各个半导体芯片113的安装位置上。拾取部203在从工作台101上移动至支承基板117上的安装位置上的过程中,基于来自控制部105的第二控制信号,进行各个半导体芯片113相对于支承基板117的被粘接面的位置校正,使得多个半导体芯片113的各个配置在支承基板117的被粘接面的安装位置。

此时,如图6所示,控制部105进行拾取部203所保持的半导体芯片113相对于支承基板117的被粘接面的位置校正,使得各个半导体芯片113配置在支承基板117的被粘接面的各个安装位置。即,控制部105经由移动控制部209使多个喷嘴207的各个向xyz轴向(前后方向、左右方向及上下方向)移动,来进行各个半导体芯片113的位置校正。图6示出了如下情况:控制部105使各个喷嘴207向x轴向及y轴向(前后方向及左右方向)移动来进行导体芯片113的位置校正,将由多个喷嘴207所保持的多个半导体芯片113的间隔从间距p1校正成间距p2(p1≠p2)。关于控制部105,也可以如图6中的箭头所示,使各个喷嘴207在水平面上旋转。

在半导体芯片113设置有第一标记的情况下,控制部105可以基于第一标记来识别各个半导体芯片113的位置,并进行拾取部203所保持的半导体芯片113相对于支承基板117的被粘接面的位置校正,使得各个半导体芯片113分别配置在支承基板117的被粘接面的安装位置。另外,控制部105可以基于半导体芯片113的角部位置来识别半导体芯片113的位置,并进行拾取部203所保持的半导体芯片113相对于支承基板117的被粘接面的位置校正,从而使得半导体芯片113配置在支承基板117的被粘接面的安装位置。另外,在支承基板117设置有第二标记的情况下,控制部105可以基于第二标记,进行拾取部203所保持的半导体芯片113相对于支承基板117的被粘接面的位置校正,使得半导体芯片113配置在支承基板117的被粘接面的安装位置。

在对支承基板117的被粘接面进行了半导体芯片113的位置校正之后,拾取部203将多个半导体芯片113同时配置在支承基板117的安装位置并粘结。即,控制部105控制拾取部203,来经由移动控制部209使保持有半导体芯片113的各个喷嘴207移动,使半导体芯片113同时配置在支承基板117的被粘接面上,并加压来粘结,使得多个半导体芯片113同时配置在被粘接面的安装位置。此时,控制部105以使多个半导体芯片113的各个配置于支承基板117的被粘接面的安装位置的方式使拾取部203移动,如图7所示,将多个半导体芯片113同时加压并粘结在被粘接面。之后,控制部105经由吸附控制部123来解除拾取部203的各个喷嘴部207对半导体芯片113的真空吸附。由此,完成对于多个半导体芯片113的支承基板117的芯片贴装工序。

在利用本发明的第二实施方式的半导体制造装置200来进行芯片贴装的情况下,在从半导体晶片111拾取半导体芯片113时,无需以往那样的从粘结层或粘结片剥离半导体芯片113的工序。与本发明的第一实施方式的半导体制造装置100相同,在半导体制造装置200中,半导体晶片111配置在与第一真空发生器115相连接的工作台101上,并在喷嘴207拾取半导体芯片113时,通过使第一真空发生器115与工作台101成为非连接状态(关断状态),喷嘴207能够容易地吸附规定的半导体芯片113。因此,能够缩短从半导体晶片111中拾取半导体芯片113所需的时间,能够缩短整个芯片贴装工序所消耗的时间。

此外,根据本发明的第二实施方式的半导体制造装置200,能够同时拾取多个半导体芯片113,并将拾取的多个半导体芯片113同时粘结在支承基板117上。因此,不仅能够维持半导体芯片相对于被搭载体的被粘接面的搭载精度,而且能够缩短芯片贴装工序所消耗的时间。

另外,根据本发明的第二实施方式的半导体制造装置200,在同时拾取了多个半导体芯片113之后,在保持半导体芯片113的状态下,将半导体芯片113的间隔转换为规定的间距p1,进而进行支承基板117相对于被粘接面的位置校正。因此,无需通过将拾取的半导体芯片配置在中间工作台等来进行位置校正,因此能够进一步缩短芯片贴装工序所消耗的时间。

参照图4及图8,对本发明的第二实施方式的半导体装置的制造方法的流程进行说明。图8为描述利用本发明的第二实施方式的半导体制造装置200的半导体装置的制造方法的流程图。

首先,将具有多个半导体芯片113的半导体晶片111配置在半导体制造装置200的工作台101上(步骤s201)。若半导体晶片111配置于工作台101,则工作台101与第一真空发生器115成为连接状态(开启状态),工作台101吸附保持半导体晶片111。

半导体晶片111吸附保持在工作台101上之后,剥离粘贴在半导体晶片111的表面的保护膜(步骤s202)。

在剥离了保护膜之后,利用拾取部203从半导体晶片111中拾取多个半导体芯片113(步骤s203)。由控制部105控制拾取部203的移动。移动控制部209基于从控制部105输出的第一控制信号来移动/旋转。另外,移动控制部209基于从控制部105输出的第二控制信号,来控制各个喷嘴207向xyz轴向的移动和旋转。多个喷嘴207的各个吸附保持规定的半导体芯片113。在各个喷嘴207吸附保持规定的半导体芯片113时,喷嘴207与第二真空发生器121成为连接状态(开启状态),工作台101与第一真空发生器115整体地或部分地成为非连接状态(关断状态)。

若各个喷嘴207拾取了规定的半导体芯片113,则拾取部203将由各个喷嘴207保持的多个半导体芯片113的间隔转换为规定的间距p1(步骤s204)。

之后,拾取部203通过控制部105来将各个喷嘴207所保持的半导体芯片113从工作台101上移动至支承基板117的安装位置。此时,拾取部203基于来自控制部105的第二控制信号,进行半导体芯片113相对于支承基板117的被粘接面的位置校正,使得半导体芯片113配置在支承基板117的被粘接面的安装位置(步骤s205)。

在进行了半导体芯片113的位置校正之后,拾取部203将多个半导体芯片113同时配置在支承基板117上的安装位置并粘结(步骤s206)。在将半导体芯片113配置在支承基板117的安装位置并粘结时,各个喷嘴207与第二真空发生器121成为非连接状态(关断状态)。

在将多个半导体芯片113粘结在支承基板117的安装位置之后,控制部105确认是否完成了半导体晶片111所包含的全部半导体芯片113的拾取(步骤s207)。此时,控制部105可以基于拍摄部119拍摄的图像,来确认是否完成了全部半导体芯片113的拾取。在未完成全部半导体芯片113的拾取的情况下,半导体制造装置200重复步骤s201~步骤s207的工序。在完成了全部半导体芯片113的拾取的情况下,芯片贴装的工序完成。

如上所述,根据在本发明的一个实施方式的半导体制造装置,能够缩短半导体装置的制造方法中的芯片贴装工序所消耗的时间。

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