CN105551930B - 半导体装置的制造方法以及制造装置 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种半导体装置的制造方法以及制造装置，能够在光学部件等的安装部件粘贴工序内高精度地确保光学部件与半导体元件等的基板之间的间距，并能够判别粘合不良，防止粘合不良品向后续工序的流出。通过使检测光(6)在安装部件(11)以及接合部件(13)中进行透过照射，从而测定安装部件与基板(12)之间的上下方向的距离，使安装部件与基板(12)接近至规定的距离的状态下，使检测光相对于安装部件沿上下方向并且横向照射安装部件的至少1个角部近旁，利用其反射光的波形，检查粘合状态是否良好。

Description

半导体装置的制造方法以及制造装置

技术领域

本发明涉及一种半导体装置的制造方法以及制造装置，其将光学玻璃或透镜等光学部件安装在固体摄像元件等半导体元件上来制造半导体装置。

背景技术

近年来，随着智能电话或平板式终端等电子设备的小型化以及高性能化的进展，这些终端中使用的器件的小型化以及高密度化的趋势正在加速。在这种器件中，光学部件与半导体元件之间的距离即间距(gap)对器件的特性产生较大影响。

作为这种器件的一个例子，有摄像装置。摄像装置的封装方法正在从现有的封装方法转变为能够实现小型化的芯片尺寸封装。其中，现有的封装方法是通过陶瓷等封装件对光学玻璃和固体摄像元件进行气密密封的方法。在芯片尺寸封装方式的摄像装置中，对固体摄像元件的受光面正上方或者受光部的外周部，供给作为接合部件的粘合树脂，在该粘合树脂上接合光学玻璃，从而形成对受光部进行密封的构造。

在摄像装置中，为了调整焦距，必须将光学玻璃与固体摄像元件之间的距离设为一定距离。在现有方式的摄像装置中，通过陶瓷多层基板或者由玻璃或树脂等构成的中空构造的中间基板，对光学玻璃与固体摄像元件之间的距离进行矫正。但是，在芯片尺寸封装中，利用粘合剂进行接合，因此不存在对光学玻璃与固体摄像元件之间的距离进行矫正的部件。因此，需要高精度地安装光学玻璃等光学部件与固体摄像元件等半导体元件之间的间距。

作为解决高精度安装的问题的方法，提出了下述的半导体接合方法，即，为了测量光学部件与半导体元件之间的间隔而设置移位传感器，以使得光学部件与半导体元件之间的间隔准确地达到期望值的方式，对光学部件与半导体元件进行接合(例如，参照专利文献1)。

图6是专利文献1中提出的半导体接合装置的结构图。对使用了图6这样的半导体接合装置的半导体装置制造方法进行说明。将光学部件101保持在工作台104上，将半导体元件102保持在工具105上。然后，使工作台104向水平方向移动，以使光学部件101与半导体元件102达到规定的相对位置。接着，使固定有半导体元件102的工具105下降后，半导体元件102与设置在光学部件101上的粘合剂103接触。进一步使工具105下降至规定的位置后，利用紫外线照射使粘合剂103固化。在此，在工作台104上设置移位传感器106，测定工具105与工作台104之间的间距，对按压力进行控制以达到规定的间距。因此，能够高精度地对部件间间距进行安装。

图7是概念性地说明利用专利文献1提出的半导体接合方法制造的半导体装置的构造的剖视图。该构造是工作台104上搭载的光学部件101和由工具105保持的半导体元件102通过粘合剂103粘合而得到的构造。通过利用半导体元件102挤压并扩展在光学部件101的中央部涂敷了1点的粘合剂103，从而制作该构造。由于一边控制工具105与工作台104之间的间距一边进行粘贴，所以得到半导体元件102与光学部件101之间的间距为一定值的半导体装置。

在此，在利用半导体元件102挤压粘合剂103的工序中，粘合剂从半导体元件102的中央向外周部濡湿扩展。在粘合剂103的涂敷量较少，半导体元件102与光学部件101之间的间距较大的情况下，粘合剂103不会濡湿扩展至半导体元件102的平面方向的角部近旁。

对于智能电话或平板式终端等移动设备中搭载的摄像装置，要求在使用环境下具有耐下落冲击性以及防湿性等的较高的可靠性。如果粘合剂103未濡湿扩展至半导体元件102的整个表面，则无法确保粘合强度，由于移动设备使用时的下落冲击或者温度变化，会产生粘合不良，例如，在半导体元件102与粘合剂103之间的界面处产生剥离，或者从周围环境中浸入水分等。因此，粘合剂103需要进行濡湿扩展，从而覆盖半导体元件102的整个表面，批量生产现场的制造工序要求进行粘合不良的检查。

作为粘合不良的检测方法，提出了一种粘合不良部检测方法，该方法对于使用粘合剂粘贴有光学部件的粘合制品，一边倾斜地照射激光一边移动，基于反射光量判定粘合是否良好(例如，参照专利文献2)。图8是表示专利文献2中提出的粘合不良检测方法的一个实施例的说明图。如图8所示，在粘合制品114中，玻璃等光学部件113利用粘合剂112与基板111粘合。该粘合制品114的粘合不良检测装置115在粘合制品114的上方的一方设置有激光振荡器118，在上方的另一方设置有对反射光进行受光的功率计120。此外，激光振荡器118以及功率计120分别固定在框116上，同光学部件113与粘合剂112之间的界面124所成的角度θ始终是规定的值。

对使用该检测装置115的粘合不良的检测方法进行说明。首先，使粘合制品114沿着某个移动方向移动，使检查装置115在相对于所述移动方向垂直的方向上往复动作，对粘合剂112进行检查。来自激光振荡器118的激光117相对于粘合剂112以规定的角度θ进行照射，与粘合剂112的折射率相对应地进行折射并透过，在光学部件113与粘合剂112之间的界面124处进行反射，以规定的角度θ成为反射光并从粘合制品114射出。射出的反射光由功率计120进行受光。如果粘合良好，则由功率计120受光的反射光量的输出值达到阈值以上，如果存在粘合不良，则反射角度变得不规则，由功率计120受光的反射光量以比阈值低的值被输出。由此，能够检测出粘合不良。

现有技术文献

专利文献

专利文献1：日本特开2005-252008号公报

专利文献2：日本特公平7-113609号公报

发明内容

设备的小型化以及高功能化的进展显著，光学部件以及半导体元件的小型化的趋势进一步加速。为了确保粘合强度，确保较高的可靠性，要求粘合剂在小的光学部件上适当地扩展，并且要求比当前更加高精度地控制粘合剂的厚度。

但是，在专利文献1提出的半导体接合方法中，即使对工具105与工作台104之间的间距进行控制，但由于光学部件或半导体元件的厚度不均匀，所以也存在粘合剂厚度不均匀的问题。

另外，利用专利文献1中提出的半导体接合方法制作的半导体装置存在如下问题，即，无论粘合剂103的濡湿扩展状态如何，都进行紫外线固化，次品向后续工序流出。

但是，在通过在专利文献2中提出的粘合不良检测方法进行检查的情况下也存在如下问题，即，在光学部件的外周部或者角部近旁，光发生漫反射，透过光的光量降低，即使是粘合合格品，也判定为粘合不良。另外，由专利文献2提出的粘合不良检测装置是与在专利文献1中提出的半导体装置的制造装置独立的机构，因此需要分别具备半导体制造装置和粘合不良检测装置，生产现场中设备引进成本提高，并且存在如下问题，即，从检测出粘合不良起，到反映到半导体制造条件上为止，需要花费时间，在此期间，粘合不良品继续流出。

本发明就是为了解决上述课题而提出的，目的在于提供一种半导体装置的制造方法以及制造装置，能够在半导体元件的安装工序内高精度地确保光学部件与半导体元件等的基板之间的间距，并且能够检测粘合部件的扩展不良而防止粘合不良品向后续工序的流出。

为了实现上述目的，本发明以如下方式构成。

根据本发明的一个方式，提供一种半导体装置的制造方法，将矩形的安装部件通过接合部件安装到基板上，该半导体装置的制造方法包括：

吸附固定工序，在将所述接合部件向所述安装部件或所述基板中的任一者供给后，使吸附工具向上下方向移动而将所述安装部件吸附固定在所述吸附工具上；

位置信息取得工序，在所述吸附固定工序之后，利用位置信息取得装置，测定由所述吸附工具吸附了的所述安装部件的、与所述上下方向交叉的横向的位置，取得位置信息；

位置调整工序，在所述位置信息取得工序之后，基于由所述位置信息取得工序取得的所述位置信息，由控制装置控制所述吸附工具的所述横向的移动以使所述安装部件与所述基板对置，来调整所述横向的位置；

接近工序，在所述位置调整工序之后，使检测光在所述安装部件以及所述接合部件中进行透过照射，从而利用距离测定装置测定所述安装部件与所述基板之间的所述上下方向的距离，利用所述控制装置控制所述吸附工具的驱动，使所述吸附工具移动至由所述距离测定装置测定的测定值达到规定距离的位置，使所述安装部件与所述基板接近；

粘合状态检查工序，在所述接近工序之后，照射对所述安装部件进行透过的所述检测光，利用粘合状态检查装置检查所述接合部件的粘合状态；以及

固化工序，在所述接近工序之后，利用固化装置使所述接合部件固化，

在所述接合部件的粘合状态检查工序中，在所述安装部件的至少1个角部近旁，沿所述上下方向照射所述检测光，利用其反射光的光量，由所述粘合状态检查装置检查粘合状态是否良好。

根据本发明的其他方式，提供一种半导体装置的制造装置，其具备：吸附工具，在将接合部件向矩形的安装部件或基板中的任一者供给后，向上下方向移动而对所述安装部件进行吸附固定；

位置信息取得装置，其测定由所述吸附工具吸附了的所述安装部件的、与所述上下方向交叉的横向的位置，取得位置信息；

控制装置，基于由所述位置信息取得装置取得的所述位置信息，控制所述吸附工具的所述横向的移动以使所述安装部件与所述基板对置，来调整所述横向的位置；

距离测定装置，在调整了所述横向的位置的状态下，使检测光在所述安装部件以及所述接合部件中进行透过照射，从而测定所述安装部件与所述基板之间的所述上下方向的距离；

粘合状态检查装置，在利用所述控制装置控制所述吸附工具的驱动，使所述吸附工具移动至由所述距离测定装置测定的测定值达到规定距离的位置，使所述安装部件与所述基板接近之后，照射对所述安装部件进行透过的所述检测光，检查所述接合部件的粘合状态；以及

固化装置，使所述接合部件固化，

所述粘合状态检查装置在所述安装部件的至少1个角部近旁，沿所述上下方向照射所述检测光，利用其反射光的波形，检查粘合状态是否良好。

发明效果

根据本发明的上述方式，能够在将安装部件向基板安装的安装工序内，高精度地确保安装部件与基板之间的间距，并且能够判别粘合不良而防止粘合不良品向后续工序的流出。

附图说明

图1A是表示本发明的第1实施方式中的半导体装置的制造装置的结构的概略剖视图。

图1B是表示本发明的第1实施方式中的半导体装置的制造装置的结构的、半导体装置的俯视图。

图2A是依次表示本发明的第1实施方式中的半导体装置的制造方法的概略剖视图。

图2B是依次表示本发明的第1实施方式中的半导体装置的制造方法的概略剖视图。

图2C是依次表示本发明的第1实施方式中的半导体装置的制造方法的概略剖视图。

图2D是依次表示本发明的第1实施方式中的半导体装置的制造方法的概略剖视图。

图2E是依次表示本发明的第1实施方式中的半导体装置的制造方法的概略剖视图。

图2F是依次表示本发明的第1实施方式中的半导体装置的制造方法的概略剖视图。

图3A是说明本发明的第1实施方式中的光学部件与半导体元件之间的间距的推移的相关图。

图3B是说明本发明的第1实施方式中的光学部件与半导体元件之间的间距的推移的相关图。

图4A是依次表示本发明的第2实施方式中的半导体装置的制造方法的概略剖视图。

图4B是图4A的状态下的半导体装置的俯视图。

图4C是依次表示本发明的第2实施方式中的半导体装置的制造方法的概略剖视图。

图4D是图4C的状态下的半导体装置的俯视图。

图4E是依次表示本发明的第2实施方式中的半导体装置的制造方法的概略剖视图。

图4F是图4E的状态下的半导体装置的俯视图。

图5A是表示本发明的第3实施方式中的半导体装置的制造装置的结构的概略剖视图。

图5B是表示本发明的第3实施方式中的半导体装置的制造装置的结构的概略剖视图。

图5C是本发明的第3实施方式中的半导体装置的俯视图。

图6是表示现有的半导体装置的安装方法的概略剖视图。

图7是表示由现有的半导体装置的安装方法所制造的半导体装置的构造的概略剖视图。

图8是表示现有的粘合不良检测方法的概略剖视图。

标号说明

1、21 安装头

1a、21a 侧壁

1b 主体

2、22 透明吸附板

2a、22a 吸附孔

3、23 真空室

4、24 非接触距离测定机构

5 真空泵

6、26 激光

7、27 工作台

8、28 透明板

11、31、41 安装部件

11a、11c 角部

11b 对角线

12、32、42 基板

13、33、43 接合部件

14 识别照相机

24a 非接触距离测定部

31a、31c 角部

31b 对角线

41a 中心位置

41b、41c、41d、41e 角部

44 运算部

90 安装头驱动机构

91 测定机构驱动机构

92 位置信息取得装置

95 驱动反射镜驱动机构

97 半导体装置

98 固化装置

100 控制装置

具体实施方式

以下，参照附图说明本发明的实施方式。

(第1实施方式)

图1A以及图1B是表示本发明的第1实施方式中的半导体装置97的制造装置的结构的概略剖视图、以及半导体装置97的俯视图。

图1A所示的第1实施方式的半导体装置的制造装置具备：工作台7、作为吸附工具的一个例子起作用的安装头1、安装头驱动机构90、作为距离测定装置的一个例子以及粘合状态检查装置的一个例子起作用的非接触距离测定机构4、测定机构驱动机构91、位置信息取得装置92、以及控制装置100。

工作台7对形成有接合部件13的基板12进行固定。

安装头1具备：长方体的盒形状的主体1b、透明吸附板2、透明板8、以及真空室3。主体1b在内部形成有内部空间。透明吸附板2构成主体1b的下端面(底部)，并且在中央部贯穿形成有能够对安装部件11进行吸附的吸附孔2a。透明板8在主体1b的内部空间的中间部与透明吸附板2平行地进行固定。真空室3在主体1b的内部空间的下部由透明吸附板2、透明板8、以及侧壁1a包围而形成。真空室3与真空泵5连接，真空室3如果变为真空，则能够经由吸附孔2a将安装部件11吸附在透明吸附板2的下表面。

安装头驱动机构90能够相对于托盘9以及工作台7的表面(上表面)将安装头1向垂直方向(在图1A中是上下方向)、以及与垂直方向正交的横向(在图1A中是左右方向)移动。

安装部件11例如由光学玻璃构成，例如其折射率为1.63，光透过率为96％，尺寸为边长0.95～1.05mm的正方形，厚度为380～420μm。另外，基板12例如是固体摄像元件等半导体元件，尺寸为边长1.2～1.6mm的正方形，厚度为230～270μm。此外，接合部件13例如是紫外线固化粘合剂，例如其折射率为1.49，光透过率为90％。作为一个例子，如图1B中俯视图所示，在长方形或正方形的基板12上，配置有比基板12小的长方形或正方形的接合部件13。在接合部件13上，配置有比接合部件13小的长方形或正方形的安装部件11。

此外，非接触距离测定机构4位于安装头1的上部且真空室3的外部，并且相对于透明板8在上下方向上配置在向上方离开一定距离的位置处，并且设置为能够在横向上移动。测定机构驱动机构91配置在安装头1上，相对于托盘9以及工作台7，沿与上下方向正交的横向使非接触距离测定机构4在安装头1上移动。非接触距离测定机构4利用测定机构驱动机构91，能够在安装部件11的至少中央部与一个角部11a近旁位置之间进行移动。非接触距离测定机构4例如是分光干涉式激光位移计，其发出激光6，对透过透明的安装部件11和接合部件13后由基板12的表面反射的光进行检测和分析，由此能够测定安装部件11与基板12之间的距离G。分光干涉式激光位移计通过将激光6所行进的物质的各界面处的反射光的干涉光进行分光，从而换算为距离，因此，利用至少一台分光干涉式激光位移计能够测定距离G。非接触距离测定机构4的测定结果被输出至控制装置100，由控制装置100判定接合状态是否良好。

位置信息取得装置92由测定装置、以及对利用测定装置测定的数据进行运算的运算部44构成。作为测定装置的一个例子的识别照相机14相对地配置在安装部件11的下方。相对地配置在安装部件11的下方是指，例如，能够利用安装头驱动机构90将安装头1向横向移动，使其移动至识别照相机14的上方的位置，或者，能够使安装头1静止，将识别照相机14向横向移动至安装头1的下方的位置。利用识别照相机14对由安装头1吸附的安装部件11进行识别，基于识别结果，由运算部44计算安装部件11相对于安装头1的位置偏移。将计算出的位置偏移的信息作为位置信息输出至控制装置100。控制装置100能够基于位置信息对安装头驱动机构90进行驱动控制，进行由安装头1吸附的安装部件11与基板12的位置调整。

控制装置100输入由位置信息取得装置92取得的位置信息和由非接触距离测定机构4测定的测定值。并且，基于输入的信息和预先存储的制造工序的信息，独立地控制安装头驱动机构90的驱动、测定机构驱动机构91的驱动、位置信息取得装置92的驱动、非接触距离测定机构4的驱动、真空泵5的驱动(或者在真空泵5与真空室3之间设置的控制阀的开关动作)的各自的动作。此外，控制装置100与各装置等之间的连接关系在一部分图中为了简化图而省略图示。

图2A～图2F是依次表示本发明的第1实施方式中的半导体装置的制造方法的概略剖视图。下面的制造方法的工序全部在控制装置100的控制下进行。

首先，在控制装置100的控制下，如图2A所示，利用安装头驱动机构90将安装头1移动至与在托盘9上搭载的安装部件11对置的位置的上方后，利用安装头驱动机构90使安装头1下降而接近安装部件11。

接着，在控制装置100的控制下，如图2B所示，利用由真空泵5的驱动所产生的真空吸附动作，将安装部件11吸附固定在安装头1的透明吸附板2上。此外，在进行真空吸附动作时，在安装部件11与透明吸附板2之间存在空隙的情况下，被负压所吸引并在空中漂浮的安装部件11由于周围气流的流动或者安装部件11在空中的倾斜角度而摇动，在吸附孔2a的中心坐标与安装部件11的中心坐标之间产生位置偏移。

接着，在控制装置100的控制下，在保持由安装头1对安装部件11进行真空吸附的状态下，利用安装头驱动机构90使安装头1移动至上方后，将识别照相机14相对地配置在安装部件11的下方。例如，利用安装头驱动机构90使安装头1沿横向移动，使其移动至识别照相机14的上方的位置。或者，使安装头1静止，使识别照相机14沿横向移动至安装头1的下方的位置。

接着，在控制装置100的控制下，利用识别照相机14，测定安装部件11的平面方向的位置(安装部件11的、与上下方向正交的平面内的位置)，由运算部44计算安装部件11的中心坐标相对于透明吸附板2的吸附孔2a的中心的相对坐标，即位置偏移量。例如，利用识别照相机14的识别、以及运算部44基于识别结果进行的运算，根据吸附孔2a的外周部3点的坐标求出中心坐标之后，由识别照相机14测定安装部件11的相对于中心呈点对称的2个顶点的位置，由运算部44求出安装部件11的中心坐标，由运算部44从安装部件11的中心坐标减去吸附孔2a的中心坐标，将得到的坐标作为相对坐标。由运算部44计算出的相对坐标作为位置信息从运算部44输出至控制装置100。

此外，在控制装置100的控制下，如图2C所示，在工作台7上搭载基板12之后，利用未图示的识别照相机测定在基板12上设置的识别标记(未图示)的平面方向的坐标，基于该坐标在基板12上的规定的位置处利用接合部件供给装置(未图示)供给接合部件13。作为利用接合部件供给装置供给接合部件13的供给方法，例如，利用点胶机、丝网印刷、或者转印进行供给。然后，在控制装置100的控制下，基于向控制装置100输入了的位置信息，利用安装头驱动机构90使安装头1沿平面方向移动，以使得基板12的规定位置与安装部件11的中心坐标一致，该基板12的规定位置也就是设置在基板12上的2处识别标记(未图示)的中心坐标。然后，在控制装置100的控制下，基于从运算部44作为位置信息输入至控制装置100的相对坐标，利用安装头驱动机构90，使吸附有安装部件11的安装头1接近基板12。即，如图2D所示，在控制装置100的控制下，利用安装头驱动机构90使安装部件11接近基板12，以使得接合部件13与安装部件11紧贴。在该接近状态下，在控制装置100的控制下，利用非接触距离测定机构4测定安装部件11与基板12之间的距离G。利用非接触距离测定机构4测定的测定值被输出至控制装置100，用于距离G的控制以及接合状态是否良好的判定。即，例如，在安装部件11的中心部处，测定安装部件11与基板12之间的距离G，基于测定值，控制装置100经由安装头驱动机构90控制安装头1的下降量。即，在控制装置100的控制下，利用安装头驱动机构90使安装头1接近基板12，以使得利用非接触距离测定机构4测定的测定值达到期望值。与安装头1接近基板12同时，接合部件13在安装部件11与基板12之间被挤压，朝向安装部件11的周缘，沿着安装部件11的表面濡湿扩展。在此，最好利用测定机构驱动机构91使非接触距离测定机构4移动，从而将非接触距离测定机构4配置在不易受到安装部件11与基板12的倾斜的影响的、吸附孔2a或安装部件11的中心位置处。从非接触距离测定机构4发出的激光6透过透明的安装部件11和接合部件13后由基板12的表面反射，对该反射的光进行检测和分析，由此能够直接测定安装部件11与基板12之间的距离。此外，为了防止在使用环境下发生安装部件11与接合部件13之间的剥离以及破坏，安装部件11与接合部件13之间的界面需要确保足够的粘合强度。因此，接合部件13最好濡湿扩展至与安装部件11的整个下表面紧贴，如图1B所示，如果接合部件13与安装部件11的缘部相比向外侧伸出，则效果更佳。

接着，在控制装置100的控制下，如图2E所示，在保持规定的间距的状态下，利用安装头驱动机构90使非接触距离测定机构4从安装部件11的中心位置向角部11a近旁位置移动。然后，对角部11a近旁位置发出激光6，检查角部11a近旁位置处的粘合状态，将检查结果从非接触距离测定机构4输出至控制装置100，由控制装置100判定粘合状态是否良好。由于接合部件13在中心部与安装部件11接触之后从中心部起向同心圆上扩展，所以如图1B所示，对于位于矩形的安装部件11的2个交叉的对角线11b上的角部11a近旁位置，至少测定1点即可。

另外，在粘合状态良好的情况下，在保持该规定间距的状态下，从紫外线照射装置这样的固化装置98照射紫外线，使接合部件13固化。此外，固化工序在粘合检查工序的前后进行均可。

最后，在控制装置100的控制下，如图2F所示停止真空吸附动作，使安装头1离开安装部件11，完成半导体装置97。

接着，说明使用非接触距离测定机构4进行的粘合状态的检查方法。图3A以及图3B是说明本发明的第1实施方式中的光学部件与半导体元件之间的间距(距离)G的推移的相关图。如图3A所示，在作为非接触距离测定机构4使用分光干涉式激光位移计的情况下，能够以间距G与光量之间的关系将检测波形输出至控制装置100。在照射了激光6的位置处无间隙地填充有接合部件13的情况下，光在物质中透过的光路长度是在空气中的光路长度乘以折射率得到的长度，因此将对安装部件11的厚度以及接合部件13乘以各自的折射率得到的值，作为间距G输出至控制装置100。

如图3A所示，安装部件11的厚度g1作为具有光量峰值p1的波形输出。另一方面，安装部件11与基板12接近，安装部件11与接合部件13紧贴时的、安装部件11与基板12之间的间距G即接合部件13的厚度g20，作为具有光量峰值p2的波形从非接触距离测定机构4输出。然后，安装部件11与基板12进一步接近，接合部件13在安装部件11与基板12之间被挤压，与之相伴，具有光量峰值p2的波形的间距的值向减少方向移动，到达期望的间距g21。在此，光量峰值随着光所透过的部件的透过率而增减。例如，在光透光率按照空气、安装部件11、接合部件13的顺序从大到小的情况下，光量峰值也按照该顺序从大到小。另外，在安装部件11与基板12之间的间隙中未填充接合部件13而存在空气的情况下，期望的间距g21处的波形的峰值作为值比填充有接合部件的情况下的光量峰值p2大的光量峰值p22输出。

因此，通过预先测定在安装部件11与基板12之间的间隙中填充有接合部件13的情况(合格品的情况)下的光量峰值p2，如果规定的间距处的光量超过p2，则能够由控制装置100判定为处于在安装部件11与基板12之间的间隙中未填充接合部件13的状态，即判定为接合不良。

此外，所输出的安装部件11的厚度g1是对实际的安装部件11的厚度乘以安装部件11的折射率得到的值，接合部件13的厚度g20、g21是对实际的接合部件13的厚度乘以接合部件13的折射率得到的值。

使用图3B，说明接合状态是否良好的检查工序。首先，在时间t0时，安装部件11与接合部件13接触，作为g20检测出间距。随着安装部件11与接合部件13接近，间距变小，在时间t1时到达期望的间距g21后，一直保持至时间t2为止。在该时间t1与时间t2之间，将非接触距离测定机构4移动至安装部件11的角部11a近旁位置处，对角部11a近旁位置照射激光6，测定角部11a近旁位置处的光量以及间距。利用该检查工序，在由控制装置100判定为在角部11a近旁位置处在安装部件11与基板12之间的间隙中填充有接合部件13的情况下，照射紫外线或热能而使接合部件13固化，在由控制装置100判定为未填充有接合部件13的情况下，分类为次品。利用该工序，能够抑制次品向后续工序流出，能够高精度地确保安装部件11与基板12之间的间距。

利用第1实施方式中的制造方法，使用上述部件制作了半导体装置。将安装部件11与基板12之间的间距设定为15μm，即g21＝22.4μm，使用上述方法进行了制作。在接合部件13的检查中，利用直径为50μm的激光6，对位于安装部件11的对角线11b上、且与垂直相交的2条边分别相距150μm的位置的1点进行了测定。确认了在安装部件11的吸附孔2a的直径为500μm、并且最大吸附位置偏移量为±200μm的情况下，即使接合部件13相对于吸附孔2a的中心具有位置偏移，也能够检查接合状态，由控制装置100判定接合状态是否良好。另外，安装部件11与基板12之间的接合间距G为15±2μm。

如上述所示，根据第1实施方式，在安装部件11的粘贴工序内，能够抑制次品向后续工序的流出，能够高精度地确保安装部件11与基板12之间的间距。

(第2实施方式)

本发明的第2实施方式与第1实施方式的不同之处在于：使用比第1实施方式的安装部件11小的安装部件31；作为距离测定装置的一个例子以及粘合状态检查装置的一个例子起作用的非接触距离测定机构24的非接触距离测定部24a被固定，并且反射镜移动；以及检查工序中的激光26的测定部位有2点。

图4A～图4F分别是依次表示本发明的第2实施方式中的半导体装置的制造方法的概略剖视图、以及半导体装置的俯视图。

对图4A及图4B所示的、第2实施方式的半导体装置的制造装置的结构进行说明。第2实施方式的半导体装置的制造装置具备：工作台27、作为吸附工具的一个例子起作用的安装头21、安装头驱动机构90、作为距离测定装置的一个例子起作用的非接触距离测定机构24、测定机构驱动机构91、位置信息取得装置92、以及控制装置100。

此外，在第2实施方式中，对与第1实施方式相同的结构标注相同标号，省略说明。

工作台27与第1实施方式的工作台7相对应，对形成有接合部件33的基板32进行固定。

安装头21与第1实施方式的安装头1相对应，但形状以及结构不同。即，安装头21具备透明吸附板22、透明板28、侧壁21a、以及真空室3，该透明吸附板22具有能够对安装部件31进行吸附的吸附孔22a。透明吸附板22构成矩形筒状的侧壁21a的下端面(底部)，并且在中央部贯穿形成有能够对安装部件11进行吸附的吸附孔2a。透明板8在侧壁21a的上端与透明吸附板22平行地进行固定。由此，真空室23由透明吸附板22、透明板28、以及侧壁21a包围而形成。真空室23与真空泵5连接，真空室3如果变为真空，则能够经由吸附孔2a将安装部件31吸附在透明吸附板22的下表面。

安装头驱动机构90与第1实施方式相同地，能够相对于工作台27的平面将安装头21向垂直方向(在图4A中是上下方向)、以及与垂直方向正交的横向(在图4A中是左右方向)移动。

安装部件31例如由光学玻璃构成，例如其折射率为1.51，光透过率为98％，尺寸为边长0.45～0.55mm的正方形，厚度为380～420μm。另外，基板32例如是固体摄像元件等半导体元件，尺寸为0.7mm×1.0mm，厚度为280～320μm。此外，接合部件33例如是紫外线固化粘合剂，例如其折射率为1.49，光透过率为90％。

此外，非接触距离测定机构24以下述方式构成。将非接触距离测定部24a固定得与真空室23的外部的一个侧面21c相邻。在从该非接触距离测定部24a向上下方向的下方输出的激光26的光轴上，设置有相对于非接触距离测定部24a具有45°的倾角的固定反射镜34a。另外，在与固定反射镜34a具有相同的高度并且相对于透明板28在上下方向上相距一定距离的位置处，设置有反射角为45°的驱动反射镜34b。驱动反射镜34b利用驱动反射镜驱动机构95能够在来自固定反射镜34a的横向的光轴上沿横向移动。非接触距离测定部24a例如是分光干涉式激光位移计，利用经由固定反射镜34a和驱动反射镜34b反射的激光26，能够测定安装部件31与基板32之间的距离G。

控制装置100中输入由位置信息取得装置92取得的位置信息、以及由非接触距离测定机构24测定的测定值，基于所输入的信息，独立地控制安装头驱动机构90的驱动、测定机构驱动机构91的驱动、位置信息取得装置92的驱动、驱动反射镜驱动机构95的驱动、真空泵5的驱动(或者在真空泵5与真空室23之间设置的控制阀的开关动作)的各自的动作。

接着，对第2实施方式中的半导体装置的制造方法进行描述。下面的制造方法的工序也全部在控制装置100的控制下进行。

首先，在控制装置100的控制下，与第1实施方式相同地，利用安装头驱动机构90对安装头21进行移动控制，利用真空吸附由安装头21对在未图示的托盘上搭载的安装部件31进行吸附固定。

然后，在控制装置100的控制下，利用识别照相机14(参照第1实施方式)，测定安装部件31的平面方向(安装头21的、与上下方向正交的平面内的位置)的吸附位置，由运算部44计算安装部件31的中心坐标相对于透明吸附板22的吸附孔2a的中心的相对坐标，即位置偏移量。

接着，在控制装置100的控制下，利用安装头驱动机构90将安装头1进行平面移动，从而使由安装头21固定的安装部件31与基板32对置，然后使安装头21下降以接近基板32。如图4A及图4B所示，在接合部件33与安装部件31紧贴时，在控制装置100的控制下，利用非接触距离测定机构24测定安装部件31与基板32之间的距离G。由非接触距离测定机构24测定的测定值从非接触距离测定机构24输出至控制装置100，用于距离G的控制。即，例如，在安装部件31的中心部处，测定安装部件31与基板32之间的距离G，基于测定值，控制装置100经由安装头驱动机构90控制安装头21的下降量。即，在控制装置100的控制下，利用安装头驱动机构90使安装头21接近基板32，以使得利用非接触距离测定机构24测定的测定值达到期望值。这样，接合部件33在安装部件31与基板32之间被挤压，朝向安装部件31的周缘，沿着安装部件31的表面濡湿扩展。在此，从非接触距离测定部24a发出的激光26由固定反射镜34a和位于中央部的驱动反射镜34b反射之后，按照透明板28、吸附孔22a和安装部件31的顺序透过这些部件，由基板32的表面反射，按照上述部件的相反的顺序返回至非接触距离测定部24a，能够直接测定安装部件31与基板32之间的距离G。此外，将驱动反射镜34b的横向的位置设为使激光26通过吸附孔22a的内侧的、中央部的位置为佳。这是因为，在激光26照射到吸附孔22a的外周部的情况下，或者在吸附时发生位置偏移而照射到安装部件31的周缘部的情况下，由于漫反射，距离G的测定精度降低。

接着，在控制装置100的控制下，如图4C及图4D所示，在保持规定的间距G的状态下，利用驱动反射镜驱动机构95使驱动反射镜34b从中央部的位置向安装部件31的1个角部11a的近旁附近移动。然后，从非接触距离测定部24a发出激光26，检查角部31a处的粘合状态，将检查结果从非接触距离测定部24a输出至控制装置100，由控制装置100判定粘合状态是否良好。

在此，第2实施方式的安装部件31是第1实施方式的安装部件11的一半左右的小的部件，小的安装部件31与基板32之间的短边方向的尺寸差较小，因而必须微量地供给接合部件33的涂敷量，使得接合部件33不会从基板32漫出。但是，在接合部件33为微量的情况下，往往受到供给方向的影响，使涂敷形状变得并非点对称，最好对安装部件31的对角线31b上的角部31a、31c的近旁部的至少2个部位进行检查。

此外，如图4E及图4F所示，在保持规定的间距G的状态下，将驱动反射镜34b移动至安装部件31的角部31a的近旁附近、和呈点对称的另1个角部31c的近旁附近，发出激光26而在各个角部31a、31c处检查粘合状态，由控制装置100判定粘合状态是否良好。在这2次检查中控制装置100均判定为合格品的情况下，由控制装置100判定为合格品。

利用第2实施方式中的制造方法，使用上述部件制作了半导体装置。将安装部件31与基板32之间的间距设定为20μm，即g21＝22.4μm，使用上述方法进行了制作。在接合部件33的检查中，利用直径为50μm的激光26，对位于安装部件31的对角线31b上、且与垂直相交的2条边分别相距100μm的、点对称的位置的2点31a、31c进行了测定。确认了在安装部件31的吸附孔22a的直径为300μm、并且最大吸附位置偏移量为±100μm的情况下，即使接合部件33相对于吸附孔2a的中心具有位置偏移，也能够检查接合状态。另外，安装部件31与基板32之间的接合间距G为20±1μm。另外，在安装部件31的与短边相交的2个角部31a、31c的近旁未填充有接合部件33的半导体装置，能够由控制装置100判定为次品。

如上述所示，根据第2实施方式，即使是小的安装部件31，在安装部件31的粘贴工序内，也能够抑制次品向后续工序的流出，能够高精度地确保安装部件31与基板32之间的间距。

(第3实施方式)

本发明的第3实施方式与第1实施方式中的半导体装置的制造装置的结构相同，但与第1实施方式及第2实施方式的不同之处在于：使用翘曲较大的安装部件41，以及检查工序中的激光6的测定部位有4点。此外，在第3实施方式中，对与第1实施方式相同的结构标注相同标号，省略说明。

说明第3实施方式中的半导体装置的检查工序。图5A～图5C是依次表示本发明的第3实施方式中的半导体装置的制造方法的概略剖视图、以及半导体装置的俯视图。下面的制造方法的工序也全部在控制装置100的控制下进行。

首先，在控制装置100的控制下，如图5A所示，利用安装头驱动机构90，由安装头1对向下凸起翘曲的安装部件41进行吸附并接近基板42后，使安装部件41与接合部件43紧贴。然后，在控制装置100的控制下，一边利用非接触距离测定机构4测定安装部件41与基板42之间的间距G，一边利用安装头驱动机构90对安装头1进行下降控制以达到期望的间距。由于安装部件41向下凸起翘曲，所以在接合部件43的量较少的情况下，在翘曲最大的安装部件41的角部近旁，与基板42之间的间距在面内达到最大，最容易产生接合部件43的填充不良。但是，安装部件41的翘曲达到最大的角部在每个安装部件中是不一致的。因此，最好在4个角部41b、41c、41d、41e的近旁位置处分别检查粘合状态。

因此，如图5B所示，在保持一定的间距的状态下，利用测定机构驱动机构91，使非接触距离测定机构4依次移动至各个角部41b、41c、41d、41e的近旁位置，照射激光6而测定安装部件41与基板42之间的间距G，分别检查粘合状态。

使用图5C所示的俯视图，对激光6的测定位置进行说明。首先，在吸附孔2a的中心位置41a处照射激光6，测定间距，检查粘合状态。然后，在第1角部41b近旁位置、第2角部41c近旁位置、第3角部41d近旁位置、以及第4角部41e近旁位置处，分别单独照射激光6，检查各个测定位置处的粘合状态。各检查结果从非接触距离测定机构4输出至控制装置100，由控制装置100判定粘合状态是否良好。在由控制装置100判定为在所有测定位置处填充有接合部件43的情况下，接合状态良好。

例如，安装部件41例如由光学玻璃构成，例如其折射率为1.63，光透过率为96％，尺寸为边长2，0～2.1mm的正方形，厚度为180～200μm，翘曲量为10μm。另外，基板42例如是固体摄像元件等半导体元件，尺寸为2.8mm×3.5mm，厚度为180～200μm。此外，接合部件43例如由紫外线固化以及热固化并用粘合剂构成，例如其折射率为1.49，光透过率为92％。

利用第3实施方式中的半导体装置的制造方法，制作了半导体装置。控制为间距G＝50μm的结果是，能够将安装部件41的中央部的翘曲抑制为50±5μm。另外，能够将在至少1个部位的角部近旁位置处未填充接合部件13的半导体装置作为次品进行排除，能够在粘贴工序内高精度地确保间距，并且抑制次品向后续工序的流出。

如上述所示，根据第3实施方式，即使是翘曲较大的安装部件11，在安装部件11的粘贴工序内，也能够抑制次品向后续工序的流出，能够高精度地确保安装部件11与基板12之间的间距。

此外，在第1实施方式至第3实施方式中，说明了安装头1与吸附基板12的工作台7相比位于上方的事例，但不限于此。也可以采用下述结构，即，将吸附基板12的工作台7配置在上方，将吸附安装部件11的安装头配置在下方，使安装头上升。

此外，通过适当地组合上述各种实施方式或变形例中的任意实施方式或变形例，能够获得它们各自具有的效果。另外，能够进行实施方式彼此的组合、实施例彼此的组合、或者实施方式与实施例的组合，并且还能够进行不同的实施方式或实施例中的特征的彼此的组合。

本发明所涉及的半导体装置的制造方法以及制造装置具有高精度地确保安装部件与基板之间的间距的效果、以及判别粘合不良而防止粘合不良品向后续工序的流出的效果，在安装小型的光学玻璃、透镜、或者棱镜等的半导体安装领域中特别有用。

Claims (5)

1.一种半导体装置的制造方法，将矩形的安装部件通过接合部件安装到基板上，该半导体装置的制造方法包括：

吸附固定工序，在将所述接合部件向所述安装部件或所述基板中的任一者供给后，使吸附工具向上下方向移动而将所述安装部件吸附固定在所述吸附工具上；

位置信息取得工序，在所述吸附固定工序之后，利用位置信息取得装置，测定由所述吸附工具吸附了的所述安装部件的、与所述上下方向交叉的横向的位置，取得位置信息；

位置调整工序，在所述位置信息取得工序之后，基于由所述位置信息取得工序取得的所述位置信息，由控制装置控制所述吸附工具的所述横向的移动以使所述安装部件与所述基板对置，来调整所述横向的位置；

接近工序，在所述位置调整工序之后，使检测光在所述安装部件以及所述接合部件中进行透过照射，从而利用距离测定装置测定所述安装部件与所述基板之间的所述上下方向的距离，利用所述控制装置控制所述吸附工具的驱动，使所述吸附工具移动至由所述距离测定装置测定的测定值达到规定距离的位置，使所述安装部件与所述基板接近；

粘合状态检查工序，在所述接近工序之后，照射对所述安装部件进行透过的所述检测光，利用粘合状态检查装置检查所述接合部件的粘合状态；以及

固化工序，在所述接近工序之后，利用固化装置使所述接合部件固化，

在所述接合部件的粘合状态检查工序中，在所述安装部件的至少1个角部近旁，沿所述上下方向照射所述检测光，利用其反射光的光量，由所述粘合状态检查装置检查粘合状态是否良好。

2.根据权利要求1所述的半导体装置的制造方法，

在所述安装部件的所述横向的所述位置信息取得工序中由所述位置信息取得装置计算所述安装部件相对于所述吸附工具的位置偏移量之后，

在所述粘合状态检查工序中，对包含所述1个角部近旁的位置在内的所述安装部件的多个位置，依次照射所述检测光，利用所述粘合状态检查装置检查所述接合部件的粘合状态。

3.根据权利要求2所述的半导体装置的制造方法，

在所述粘合状态检查工序中，所述多个位置是所述安装部件的对角线上的、包含所述1个角部近旁的位置在内的2个角部近旁的位置。

4.根据权利要求1至3中任一项所述的半导体装置的制造方法，

在所述接近工序中，所述检测光通过设置在所述吸附工具的内部的真空吸附孔内。

5.一种半导体装置的制造装置，具备：

吸附工具，其在将接合部件向矩形的安装部件或基板中的任一者供给后，向上下方向移动而对所述安装部件进行吸附固定；

位置信息取得装置，其测定由所述吸附工具吸附了的所述安装部件的、与所述上下方向交叉的横向的位置，取得位置信息；

控制装置，其基于由所述位置信息取得装置取得的所述位置信息，控制所述吸附工具的所述横向的移动以使所述安装部件与所述基板对置，来调整所述横向的位置；

距离测定装置，其在调整了所述横向的位置的状态下，使检测光在所述安装部件以及所述接合部件中进行透过照射，从而测定所述安装部件与所述基板之间的所述上下方向的距离；

粘合状态检查装置，其在利用所述控制装置控制所述吸附工具的驱动，使所述吸附工具移动至由所述距离测定装置测定的测定值达到规定距离的位置，使所述安装部件与所述基板接近之后，照射对所述安装部件进行透过的所述检测光，检查所述接合部件的粘合状态；以及

固化装置，其使所述接合部件固化，

所述粘合状态检查装置在所述安装部件的至少1个角部近旁沿所述上下方向照射所述检测光，利用其反射光的波形，检查粘合状态是否良好。