半导体制造装置制造方法
【专利摘要】提供一种能检测在拾取时和安装时的半导体芯片的裂缝发生的有无的半导体制造装置。本发明的实施方式涉及的半导体制造装置包括：上推机构，将个片化的半导体芯片上推；拾取机构，拾取由上推机构上推的半导体芯片；检测器，检测经由上推机构使半导体芯片上推时的弹性波。
【专利说明】半导体制造装置
[0001]相关专利申请
[0002]本申请享受以日本申请专利2013-25685号(申请日:2013年2月13日)作为基础申请的优先权。本申请通过参照这个基础申请而包含基础申请的全部的内容。
【技术领域】
[0003]本发明的实施方式涉及半导体制造装置。
【背景技术】
[0004]近年来，半导体封装的小型化、薄型化向前发展。另外，还有在一个半导体封装内层叠多个半导体装置的半导体封装。因此，半导体芯片的厚度变得非常薄。其结果，将半导体基板贴合在切割片并切割后，从切割片拾取个片化的半导体装置时半导体芯片中容易产生裂缝。还有，在引线框和/或布线基板(以下，仅记载为基板)上载置从切割片拾取的半导体芯片时，半导体芯片中也容易产生裂缝。
[0005]作为在拾取时半导体芯片中产生裂缝的理由，能考虑切割片的粘性根据位置离散，在拾取时半导体芯片加载的负荷不同的场合、和/或不符合拾取的条件(上推速度和上推量等)的场合等。还有，作为在安装时半导体芯片中产生裂缝的理由，能考虑在载置时的按压负荷太大的场合、和/或在基板上存在异物，负荷集中于一点的场合等。
[0006]产生裂缝的半导体芯片，需要作为不良产品进行废弃等的处理，但是，为了判断裂缝的有无，需要进行基于放大观察的检查和/或基于探测的电特性检查。然而，实际问题是不可能关于半导体芯片全数来放大观察进行检查。还有，同样，在基于探测的电特性检查中，对于厚度薄的半导体芯片也难以进行。因此，将半导体芯片封装化之后的最后试验时，不知道基于裂缝的半导体芯片的缺陷，根据场合的不同，直到缺陷的发现为止期间制造了大量的不良产品。
[0007]为了解决上述课题，提出例如在用吸引夹头从切割片等吸着芯片剥离的场合，监控吸引夹头的吸着系的流量，监视芯片从粘着带完全剥离的以前的芯片的弯曲状态。
【发明内容】
[0008]如以上，在拾取时和/或安装时半导体芯片中容易产生裂缝，要求一种能检测这个裂缝发生的有无的半导体装置。
[0009]本发明的实施方式的目的在于提供一种能检测在拾取时和安装时的半导体芯片的裂缝发生的有无的半导体制造装置。
[0010]本发明的实施方式涉及的半导体制造装置包括:上推机构，将个片化的半导体芯片上推；拾取机构，拾取由上推机构上推的半导体芯片；检测器，检测经由上推机构使半导体芯片上推时的弹性波。
【专利附图】
【附图说明】[0011]图1是实施方式涉及的半导体制造装置的方块图。
[0012]图2是实施方式涉及的拾取装置的上推机构的操作说明图。
[0013]图3是实施方式涉及的拾取装置的上推机构的操作说明图。
[0014]图4是实施方式涉及的安装装置的安装机构的操作说明图。
[0015]图5是实施方式涉及的安装装置的安装机构的操作说明图。
[0016]图6是实施方式涉及的半导体制造装置记的表数据的一个例子。
[0017]图7是实施方式涉及的拾取装置的操作的流程图。
[0018]图8是实施方 式涉及的拾取装置的操作的流程图。
[0019]符号的说明
[0020]2…切割片，3…晶片环，100…拾取装置，110…保持机构，120...上推机构，130...X-Y台，140…支持部件，150…夹头，160…驱动机构，170…圆筒，180…检测器，200...安装装置,210…支托,220…夹头,230…圆筒,240…驱动机构，250…电离器,260…检测器,300...控制装置，300a…存储器，400…预定位台。
【具体实施方式】
[0021 ] 以下，参照附图，关于实施方式来详细地说明。
[0022](实施方式)
[0023]图1是实施方式涉及的半导体制造装置的方块图。这个实施方式涉及的半导体制造装置具备:拾取装置100，从切割片2拾取个片化的半导体芯片C ;安装装置200，在引线框和/或布线基板(以下，仅记载为基板T)上载置半导体芯片C ;控制装置300，控制拾取装置100及安装装置200 ;和预定位台400 (交接台)。
[0024](拾取装置100)
[0025]拾取装置100具备:保持机构110、上推机构120、X-Y台130、支持部件140、夹头150、驱动机构160、圆筒170及检测器180。再者，拾取装置100的操作，由控制装置300控制。还有，上推机构120及夹头150，连接在未图示的真空泵。
[0026]保持机构110保持晶片环3。晶片环3保持将通过切割而个片化的半导体芯片C粘合的切割片2的外周部。切割片2具备例如PVC(聚氯乙烯树脂)和/或PET(聚对苯二甲酸乙酯)等的具有伸缩性的树脂的片基础材料及在这个片基础材料的一面侧(半导体芯片C侧)设置的粘接剂层。粘接剂层，优选地，使用根据紫外线(UV)的照射等粘着力降低的性质的材料。
[0027]上推机构120从背面侧(下侧)上推半导体芯片C。X-Y台130将上推机构120相对于切割片2上的半导体芯片C在水平方向驱动，进行水平方向的定位操作。支持部件140支持上推机构120。
[0028]夹头150吸着并拾取通过上推机构120上推的半导体芯片C。驱动机构160使夹头150相对于切割片2上的半导体芯片C在水平方向驱动，进行水平方向的定位操作。圆筒170将夹头150相对于切割片2上的半导体芯片C在垂直方向驱动。
[0029]检测器180是例如压电装置(AE (Acoustic Emission:声发射)传感器)，检测在半导体芯片C的变形和/或破坏时放出的弹性能量并变换为电信号。弹性能量通常以音波(主要具有数十kHz~数MHz高的频率分量)的形式放出。该音波随着材料直到破坏之前的变形和/或裂缝的发生而发生。通过检测这个音波，能检测半导体芯片C的变形和/或裂缝的发生。
[0030]图1中，检测器180安装在支持上推机构120的支持部件140。但是，如果是能够检测由于半导体芯片C的裂缝发生而以音波的形式放出的弹性能量的地方，则也可以安装在其他的地方。由于半导体芯片C的裂缝发生而产生的音波也可经由弹性体(橡胶等)传达。因此，可以安装在拾取装置100的大部分的地方。
[0031]再者，为了除去由于半导体芯片C的裂缝而产生的音波以外的音波(噪音)，优选地，在检测器180，设置使硅(Si)穿过产生裂缝时发生的音波的频带的过滤器。这个过滤器可以是硬构成，也可以是软件。并且，也可以在半导体芯片C的上推操作时仅检测弹性能量。通过在半导体芯片C的上推操作时仅检测弹性能量，能进一步除去噪音。
[0032]拾取装置100拾取切割片2上的半导体芯片C，载置在预定位台400 (交接台)上。
[0033](拾取操作)
[0034]图2?图3是上推机构120的操作说明图。以下，参照图2、图3，关于上推机构120的构成及拾取操作进行简单地说明。再者，拾取装置100的拾取操作，由控制装置300控制。
[0035]上推机构120具备:多级上推单元121 (以下，记载为上推单元121)和支托122。上推机构120构成为，连接在未图示的真空泵，由上推机构120的上表面120a吸着切割片2的背面。
[0036]支托122收容上推单元121，使上推单元121升降。上推单元121的升降，通过将未图示的马达及马达的旋转运动变换为直线运动的线性导轨来进行。上推单元121由于通过马达驱动，所以能够变更上推单元121的升降速度及上推量。
[0037]其次，关于操作来说明。起初，控制驱动机构160，将夹头150定位于作为拾取对象的半导体芯片C的正上部。还有，控制X-Y台130，将上推机构120定位于作为拾取对象的半导体芯片C的正下部。
[0038]此后，使上推机构120上升，将上表面120a抵接于切割片2的背面，通过抽真空来吸引的切割片2的背面。还有，使夹头150下降，吸着半导体芯片C的上表面(参照图2(a))。
[0039]使上推单元121及夹头150同时以相同的速度上升，使半导体芯片C上升到希望的高度。此时，支托122内的上推单元121，从外周侧向内周侧渐渐上升。其结果，经由切割片2，能将作为拾取对象的半导体芯片C推上到希望的高度(参照图2(b)、图3(a))。再者，在这里说的“同时”、“相同的速度”不意味着严格“同时”、“相同的速度”，是大致上“同时”、“相同的速度”即可。
[0040]半导体芯片C的上推后，保持如图3(a)所示的状态一定时间。需要这个保持时间，以从半导体芯片C的背面剥离对于半导体芯片C在背面贴合的切割片2。再者，这个保持时间能够通过控制上推机构120的马达来变更。
[0041]经过一定时间后，控制圆筒170，使吸着半导体芯片C的夹头150原样上升(参照图3(b))。此后，在如图1所示的预定位台400上载置通过驱动机构160拾取的半导体芯片C0
[0042](安装装置200)[0043]安装装置200具备:支托210、夹头220、圆筒230、驱动机构240、电离器250及检测器260。再者，安装装置200的操作，由控制装置300控制。还有，夹头220连接在未图示
的真空泵。
[0044]支托210保持用于载置半导体芯片C的基板T。
[0045]夹头220吸着并拾取在预定位台400上载置的半导体芯片C。驱动机构240使夹头220相对于支托210在水平方向驱动，进行水平方向的定位操作。圆筒230在垂直方向驱动夹头220。电离器250(静电消除装置)将空气中的氧分子和/或氮分子电离化，通过这个已电离的氧分子和/或氮分子中和半导体芯片C的电荷，防止带电。
[0046]检测器260，与拾取装置100的检测器180相同，是压电装置(AE(AcousticEmission:声发射)传感器)，检测在半导体芯片C的变形和/或破坏时放出的弹性能量并变换为电信号。
[0047]图1中，检测器260安装在圆筒230。但是，如果是能够检测由于半导体芯片C的裂缝发生而以音波的形式放出的弹性能量的地方，则也可以安装在其他的地方。由于半导体芯片C的裂缝发生而产生的音波也可经由例如弹性体(橡胶等)传达。因此，可以安装在安装装置200的大部分的地方。
[0048]再者，为了除去由于半导体芯片C的裂缝而产生的音波以外的音波(噪音)，优选地，在检测器260，设置使硅(Si)穿过产生裂缝时发生的音波的频带的过滤器。这个过滤器可以是硬构成，也可以是软件。并且，也可以在半导体芯片C的安装操作时仅检测弹性能量。通过在半导体芯片C的安装操作时仅检测弹性能量，能进一步除去噪音。
[0049](安装操作)
[0050]图4、图5是安装装置的安装机构的截面图。以下，参照图4及图5，关于安装操作来说明。再者，安装装置200的安装操作，由控制装置300控制。
[0051]起初，控制驱动机构240，将夹头220定位于预定位台400上的半导体芯片C的正上部。之后，使夹头220下降，吸着半导体芯片C的上表面，拾取半导体芯片C(参照图4(a)) ο
[0052]其次，控制驱动机构240，使夹头220移动至应该载置半导体芯片C的基板T的正上。之后，下降夹头220，在基板T上载置半导体芯片C，向半导体芯片C给予负荷W(参照图 4(b))。
[0053]经过一定时间后，将夹头220的真空(vaccum)关断(off)，控制圆筒230使夹头220上升(参照图5)。此后，夹头220向预定位台400移动，以安装接着的半导体芯片C。
[0054]控制装置300控制拾取装置100及安装装置200的操作。还有，在控制装置300的存储器300a，存储按照由拾取装置100的检测器180及安装装置200的检测器260检测的弹性能量的大小变更拾取装置100及安装装置200的操作的表数据。
[0055]图6是表示在存储器300a存储的表数据的一个例子的图。图6 (a)是拾取装置100用的表数据，图6(b)是安装装置200用的表数据。
[0056]如图6(a)所示，控制装置300，按照由检测器180检测的弹性能量e的大小(实际上，与弹性能量e的大小成比例变换的电压值)，变化拾取装置100的上推速度S、上推量R、保持时间T。
[0057]但是，图6(a)中的各值满足以下的关系⑴?⑷。[0058]O ( el〈e2〈e3…(I)
[0059]S3〈S2〈S1 …(2)
[0060]R3〈R2〈RL...(3)
[0061]T1〈T2〈T3…(4)
[0062]总之，控制装置300，依据由检测器180检测的弹性能量e变大，使上推速度S及上推量R减小，使保持时间T延长，若弹性能量e成为阈值e3以上，则使拾取装置100的操作停止。
[0063]若检测的弹性能量e大，则在半导体芯片C产生裂缝的可能性高。因此，如上述地依据弹性能量e变大，使上推速度S、上推量R减小，使拾取装置100的保持时间T延长，由此减少由于裂缝而在半导体芯片C产生缺陷的忧虑。再者，关于使用如图6(a)所示的表数据的控制装置300的具体控制，参照图7来说明。
[0064]还有，如图6(b)所示，控制装置300，按照由检测器260检测的弹性能量e的大小(实际上，与弹性能量的大小成比例变换的电压值)，变化安装装置200的按压负荷W、电离器的流量F。
[0065]但是，图6(b)中的各值满足以下的关系(5)~(7)。
[0066]O ^ e4〈e5〈e6…(5)
[0067]W3<W2<ffl— (6)
[0068]F1〈F2〈F3 …(7)
[0069]总之，控制装置300，依据由检测器260检测的弹性能量e变大，使按压负荷W减小，使电离器的流量F增大，若弹性能量e成为阈值e6以上，则使安装装置200的操作停止。
[0070]若检测的弹性能量e大，则在半导体芯片C产生裂缝的可能性高。因此，如上述地依据弹性能量e变大，通过减小安装装置200的按压负荷W减少由于裂缝而在半导体芯片C产生缺陷的忧虑。还有，通过增大电离器的流量F，除去半导体芯片C的背面和/或载置面的灰尘(颗粒)，减少在半导体芯片C产生裂缝的忧虑。再者，关于使用如图6(b)所示的表数据的控制装置300的具体控制，参照图8来说明。
[0071]再者，这个实施方式中，由一个控制装置300控制拾取装置100和安装装置200，但是，在拾取装置100及安装装置200，也可以分别独立地具备控制装置。
[0072]预定位台400 (交接台)是拾取装置100和安装装置200的交接台。由拾取装置100拾取的半导体芯片C载置在预定位台400上，通过安装装置200向基板T上安装。再者，预定位台400中，进行半导体芯片C的对准(位置对合)。由于具备预定位台400，半导体芯片C的拾取操作和安装操作能独立进行。因此，能缩短拾取及安装需要的经过时间。
[0073](拾取装置100的操作)
[0074]图7是表示拾取装置100的操作的流程图。以下，参照图1及图7，说明拾取装置100的操作。再者，拾取装置100通过控制装置300控制其操作。
[0075]起初，控制装置300识别作为拾取对象的半导体芯片C的ID (步骤S101)。其次，控制装置300控制拾取装置100，拾取作为拾取对象的半导体芯片C (步骤S102)。
[0076] 拾取装置100的检测器180检测在半导体芯片C的拾取时的弹性波(弹性能量e)(步骤S103)，并向控制装置300输出。控制装置300参照在存储器300a存储的表数据，判定由检测器180检测的弹性能量e的大小是否未满足阈值el (步骤S104)。[0077]在由检测器180检测的弹性能量e的大小未满足阈值el的场合(步骤S104为是)，控制装置300判定是否拾取了全部的半导体芯片C (步骤S105)。在拾取全部的半导体芯片C的场合(步骤S105为是)，控制装置300结束由拾取装置100进行的半导体芯片C的拾取操作。
[0078]在没拾取全部的半导体芯片C的场合(步骤S105为否)，即存在没拾取的半导体芯片C的场合，控制装置300返回到步骤SlOl的操作，接着识别半导体芯片的ID。
[0079]由检测器180检测的弹性能量e的大小满足阈值el (el以上)的场合(步骤S104为否)，在存储器300a存储步骤S102中拾取的半导体芯片C的ID (半导体基板的ID及半导体基板上的位置(在纵、横向分别为第几个))(步骤S106)。
[0080]其次，控制装置300判定由检测器180检测的弹性能量e的大小是否未满足阈值e2(步骤S107)。在由检测器180检测的弹性能量e的大小未满足阈值e2的场合(步骤S107为是)，控制装置300使拾取装置100的操作参数变化(步骤S108)。
[0081]具体地，控制装置300使拾取装置100的上推速度S、上推量R、保持时间T分别向
52、R2、T2变化。变更操作参数后，控制装置300从步骤S105实施操作。
[0082]在由检测器180检测的弹性能量e的大小满足阈值e2 (e2以上)的场合(步骤S107为否)，控制装置300判定由检测器180检测的弹性能量e的大小是否未满足阈值e3(步骤S109)。在由检测器180检测的弹性能量e的大小未满足阈值e3的场合(步骤S109为是)，控制装置300使拾取装置100的操作参数变化(步骤S108)。
[0083]具体地，控制装置300使拾取装置100上推速度S、上推量R、保持时间T分别向
53、R3、T3变化。变更操作参数后，控制装置300从步骤S105实施操作。
[0084]在由检测器180检测的弹性能量e的大小满足阈值e3 (e3以上)的场合(步骤S109为否)，控制装置300停止拾取装置100的操作(步骤SI 10)。
[0085](安装装置200的操作)
[0086]图8是表示安装装置200的操作的流程图。以下，参照图1及图8，说明安装装置200的操作。再者，安装装置200通过控制装置300控制其操作。
[0087]起初，控制装置300识别作为安装对象的半导体芯片C的ID (步骤S201)。其次，控制装置300控制安装装置200，从预定位台400拾取作为安装对象的半导体芯片C，之后，安装在基板T (步骤S202)。
[0088]安装装置200的检测器260检测在半导体芯片C的安装时的弹性波(弹性能量e)(步骤S203)，并向控制装置300输出。控制装置300参照在存储器300a存储的表数据，判定由检测器260检测的弹性能量e的大小是否未满足阈值e4(步骤S204)。
[0089]在由检测器260检测的弹性能量e的大小未满足阈值e4的场合(步骤S204为是)，控制装置300判定是否安装了全部的半导体芯片C (步骤S205)。在安装全部的半导体芯片C的场合(步骤S205为是)，控制装置300结束由安装装置200进行的半导体芯片C的安装操作。
[0090]在没安装全部的半导体芯片C的场合(步骤S205为否)，即存在没安装的半导体芯片C，控制装置300返回到步骤S201的操作，接着识别半导体芯片的ID。
[0091]在由检测器260检测的弹性能量e的大小满足阈值e4(e4以上)的场合(步骤S204为否)，在存储器300a存储步骤S202中安装的半导体芯片C的ID (哪个基板的第几个)(步骤S206)。
[0092]其次，控制装置300判定由检测器260检测的弹性能量e的大小是否未满足阈值e5(步骤S207)。在由检测器260检测的弹性能量e的大小未满足阈值e5的场合(步骤S207为是)，控制装置300使安装装置200的操作参数变化(步骤S208)。
[0093]具体地，控制装置300使安装装置200的按压负荷W及电离器的流量F分别向W2、F2变化。变更操作参数后，控制装置300从步骤S205实施操作。
[0094]在由检测器260检测的弹性能量e的大小满足阈值e5 (e5以上)的场合(步骤S207为否)，控制装置300判定由检测器260检测的弹性能量e的大小是否未满足阈值6e(步骤S209)。在由检测器260检测的弹性能量e的大小未满足阈值e6的场合(步骤S209为是)，控制装置300使安装装置200的操作参数变化(步骤S208)。
[0095]具体地，控制装置300使安装装置200的按压负荷W及电离器的流量F分别向W3、F3变化。变更操作参数后，控制装置300从步骤S205实施操作。
[0096]在由检测器260检测的弹性能量e的大小满足阈值e6 (e6以上)的场合(步骤S209为否)，控制装置300停止安装装置200的操作(步骤S209)。
[0097]如以上，实施方式涉及的拾取装置100及安装装置200中，具备检测在拾取半导体芯片C时产生的弹性能量的检测器180及检测器260。因此，能实时地检测半导体芯片C的裂缝的发生。其结果，能作为不良芯片立刻除去裂缝发生的半导体芯片C，能防止直到将半导体芯片C封装化之后由于不知道基于裂缝的半导体芯片C的缺陷而制造大量的不良产品O
[0098]还有，拾取装置100中，依据检测的弹性能量e变大，减小上推速度S、上推量R，延长保持时间T。并且，在检测的弹性能量e的大小为预定的阈值e3以上的场合，使拾取装置100的操作停止。因此，拾取接着的半导体芯片C时，能抑制半导体芯片C中裂缝发生。
[0099]还有，安装装置200中，依据检测的弹性能量e变大，减小按压负荷W，增大电离器流量F。并且，在检测的弹性能量e的大小为预定的阈值e6以上的场合，使安装装置200的操作停止。因此，安装接着的半导体芯片C时，能抑制半导体芯片C中裂缝发生。
[0100](实施方式的变形例)
[0101]还有，在拾取装置100及安装装置200，可以设置为检测到阈值(el，e2)以上的弹性能量的半导体芯片C给予记号的标识器。通过为检测到伴随裂缝发生的弹性波的半导体芯片C给予记号，即使目测，也能进行不良芯片的确认，便利性得到提高。还有，上述实施方式中，在拾取装置100和安装装置向200，分别设定3个阈值(el?e3，e4?e4)，但是也可以增加设定的阈值的数，进而极其精细地控制参数。
[0102](其他的实施方式)
[0103]如以上，虽然说明本发明的几个实施例，但是这些实施例只是作为例示，而不是限定发明的范围。这些实施例可以各种各样的形态实施，在不脱离发明的要旨的范围，可进行各种省略、置换、变更。这些实施例及其变形也是发明的范围、要旨所包含的，同时也是权利要求的范围所述的发明及其均等的范围所包含的。
【权利要求】
1.一种半导体制造装置，其特征在于，包括: 上推机构，将个片化的半导体芯片上推； 拾取机构，拾取由上述上推机构上推的上述半导体芯片； 第I检测器，检测经由上述上推机构使半导体芯片上推时的弹性波； 安装机构，在基板上载置由上述拾取机构拾取的半导体芯片； 第2检测器，检测经由上述安装机构使半导体芯片装载时的弹性波； 电离器，防止对上述半导体芯片的带电； 其中，上述上推机构，按照上述第I检测器检测的弹性波的大小变更上述半导体芯片的上推速度、上述半导体芯片的上推量及保持上推上述半导体芯片的状态的保持时间的至少一方，若由上述第I检测器检测的弹性波超过第I阈值，则停止操作； 上述安装机构，按照上述第2检测器检测的弹性波的大小变更在上述基板上安装上述半导体芯片时的按压压力及来自上述电离器的风量的至少一方，若由上述第2检测器检测的弹性波超过第2阈值，则停止操作。
2.—种半导体制造装置，其特征在于，包括: 上推机构，将个片化的半导体芯片上推； 拾取机构，拾取由上述上推机构上推的上述半导体芯片； 检测器，检测经由上述上推机构使半导体芯片上推时的弹性波。
3.如权利要求2所述的半导体制造装置，其特征在于， 上述上推机构，按照上述检测器检测的弹性波的大小变更上述半导体芯片的上推速度、上述半导体芯片的上推量及保持上推上述半导体芯片的状态的保持时间的至少一方。
4.一种半导体制造装置，其特征在于，包括: 安装机构，在基板上载置个片化的半导体芯片； 检测器，检测经由上述安装机构使半导体芯片装载时的弹性波。
5.如权利要求4所述的半导体制造装置，其特征在于，包括: 电离器，防止对上述半导体芯片的带电； 上述安装机构，按照上述检测器检测的弹性波的大小变更在上述基板上安装上述半导体芯片时的按压压力及上述电离器的风量的至少一方。
6.如权利要求2或4所述的半导体制造装置，其特征在于， 若由上述检测器检测的弹性波超过阈值，则停止操作。
【文档编号】H01L21/52GK103985661SQ201310364645
【公开日】2014年8月13日 申请日期:2013年8月20日 优先权日:2013年2月13日
【发明者】种泰雄, 井本孝志 申请人:株式会社 东芝