CN108987291A - 半导体制造装置和半导体器件的制造方法 - Google Patents

半导体制造装置和半导体器件的制造方法 Download PDF

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Abstract

本发明提供半导体制造装置和半导体器件的制造方法。解决如下课题：若在筒夹保持件内置磁铁，则有时磁力向外部泄漏，对传感器等的周边磁路造成影响。半导体制造装置具备：筒夹保持件，其利用磁铁保持筒夹；和头部，其在前端设置有该筒夹保持件，利用所述筒夹吸附并拾取裸芯片。所述筒夹保持件具备：屏蔽部，其设置于所述磁铁的上方，对所述磁铁的磁场进行屏蔽；和通过部，其设置于所述磁铁的下方，使所述磁铁的磁场通过。

Description

半导体制造装置和半导体器件的制造方法
技术领域
本发明涉及半导体制造装置，能够适用于例如在筒夹保持件内置磁铁的芯片贴装机(die bonder)。
背景技术
在半导体器件的制造工序的一部分中，在将半导体芯片(以下，简称为裸芯片(die)。)搭载于布线基板、引脚框架等(以下，简称为基板。)而组装封装的工序的一部分存在如下工序：从半导体晶片(以下，简称为晶片。)分割裸芯片的工序；将分割出的裸芯片搭载于基板上的贴装工序。贴装工序所使用的半导体制造装置是芯片贴装机等芯片贴装装置。
在贴装工序中，将从晶片分割出的裸芯片从切割带逐一剥离，使用被称为筒夹(collet)的吸附夹具来贴装于基板上。
保持筒夹的筒夹保持件存在内置磁铁来固定筒夹的筒夹保持件(例如日本特开2014-56978号公报(专利文献1))。
现有技术文献
专利文献
专利文献1：日本特开2014-56978号公报
发明内容
若如专利文献1那样在筒夹保持件内置磁铁，则存在磁力向外部泄漏而对传感器等的周边磁路造成影响的情况。
本发明的课题是提供具备减少磁力泄漏的筒夹保持件的半导体制造装置。
其他的课题和新的特征根据本说明书的叙述内容和附图得以明确。
若简单地说明本发明中的代表性的方案的概要，则如下所述。
即，半导体制造装置具备：筒夹保持件，其利用磁铁保持筒夹；和头部，其在前端设置有该筒夹保持件，利用所述筒夹吸附并拾取裸芯片。所述筒夹保持件具备：屏蔽部，其设置于所述磁铁的上方，对所述磁铁的磁场进行屏蔽；和通过部，其设置于所述磁铁的下方，使所述磁铁的磁场通过。
发明效果
根据上述半导体制造装置，能够减少磁力泄漏。
附图说明
图1是表示芯片贴装机的结构例的概略俯视图。
图2是说明从图1中的箭头A方向观察时的概略结构的图。
图3是表示图1的裸芯片供给部的结构的外观立体图。
图4是表示图2的裸芯片供给部的主要部分的概略剖视图。
图5是说明实施例的筒夹保持件的构造的图。
图6是说明比较例1的筒夹保持件的构造的图。
图7是说明比较例2的筒夹保持件的构造的图。
图8是表示半导体器件的制造方法的流程图。
图9是说明变形例的筒夹保持件的构造的图。
附图标记说明
10：芯片贴装机
1：裸芯片供给部
13：顶起单元
2：拾取部
21：拾取头
22：筒夹
25：筒夹保持件
251：筒夹安装部
252：屏蔽板
24：晶片识别摄像头
3：中间载台部
31：中间载台
32：载台识别摄像头
4：贴装部
41：贴装头
42：筒夹
44：基板识别摄像头
5：输送部
51：基板输送爪
8：控制装置
BS：贴装载台
D：裸芯片
P：封装区域
S：基板
具体实施方式
以下，使用附图来对实施例进行说明。不过，在以下的说明中，有时对相同构成要素标注相同附图标记，并省略重复的说明。此外，为了使说明更明确，存在与实际的形态相比、附图示意性地表示各部分的宽度、厚度、形状等的情况，但原则上是一个例子，并不限定本发明的解释。
【实施例】
图1是表示实施例的芯片贴装机的概略的俯视图。图2是在从图1中的箭头A方向观察时说明拾取头和贴装头的动作的图。
芯片贴装机10大体具有供给要安装于基板S的裸芯片D的裸芯片供给部1、拾取部2、中间载台部3、贴装部4、输送部5、基板供给部6、基板输出部7、以及对各部分的动作进行监视并进行控制的控制装置8，其中基板S印刷有一个或多个最终成为一个封装的产品区域(以下，称为封装区域P。)。Y轴方向是芯片贴装机10的前后方向，X轴方向是左右方向。裸芯片供给部1配置于芯片贴装机10的近前侧，贴装部4配置于里侧。
首先，裸芯片供给部1供给要安装于基板S的封装区域P的裸芯片D。裸芯片供给部1具有：晶片保持台12，其保持晶片11；以虚线表示的顶起单元13，其从晶片11顶起裸芯片D。裸芯片供给部1利用未图示的驱动机构沿XY方向移动，使要拾取的裸芯片D向顶起单元13的位置移动。
拾取部2具有：拾取头21，其拾取裸芯片D；拾取头的Y驱动部23，其使拾取头21沿Y方向移动；未图示的各驱动部，其使筒夹22升降、旋转以及沿X方向移动。拾取头21具有将被顶起的裸芯片D吸附保持于前端的筒夹22(也参照图2)，从裸芯片供给部1拾取裸芯片D，并将其载置于中间载台31。拾取头21具有使筒夹22升降、旋转以及沿X方向移动的未图示的各驱动部。
中间载台部3具有：中间载台31，其暂时载置裸芯片D；和载台识别摄像头32，其用于识别中间载台31上的裸芯片D。
贴装部4从中间载台31拾取裸芯片D，并将该裸芯片D贴装于输送来的基板S的封装区域P上，或以层叠于已经贴装到基板S的封装区域P之上的裸芯片之上的方式贴装。贴装部4具有：贴装头41，其与拾取头21同样地具备将裸芯片D吸附保持于前端的筒夹42(也参照图2)；Y驱动部43，其使贴装头41沿Y方向移动；和基板识别摄像头44，其对基板S的封装区域P的位置识别标记(未图示)进行拍摄，识别贴装位置。
利用这样的结构，贴装头41基于载台识别摄像头32的拍摄数据对拾取位置、姿势进行校正，从中间载台31拾取裸芯片D，基于基板识别摄像头44的拍摄数据将裸芯片D贴装于基板S的封装区域P。
输送部5具有把持输送基板S的基板输送爪51和供基板S移动的输送路径52。基板S通过利用沿输送路径52设置的未图示的滚珠丝杠对设置于输送路径52的基板输送爪51的螺母进行驱动而移动。利用这样的结构，基板S从基板供给部6沿输送路径52移动到贴装位置，在贴装后，移动到基板输出部7。将基板S交付给基板输出部7。
控制装置8具备：存储器，其保存对芯片贴装机10的各部分的动作进行监视并进行控制的程序(软件)；和中央处理装置(CPU)，其执行保存于存储器的程序。
接着，使用图3和图4对裸芯片供给部1的结构进行说明。图3是表示裸芯片供给部的外观立体图的图。图4是表示裸芯片供给部的主要部分的概略剖视图。
裸芯片供给部1具备：晶片保持台12，其沿水平方向(XY方向)移动；和顶起单元13，其沿上下方向移动。晶片保持台12具有：扩展环(expanded ring)15，其保持晶片环14；和支承环17，其对保持于晶片环14并粘接有多个裸芯片D的切割带16水平地进行定位。顶起单元13配置于支承环17的内侧。
裸芯片供给部1在裸芯片D的顶起时使保持着晶片环14的扩展环15下降。其结果，保持于晶片环14的切割带16被拉伸，裸芯片D的间隔变宽，利用顶起单元13从裸芯片D下方顶起裸芯片D，使裸芯片D的拾取性提高。此外，随着薄型化，将裸芯片粘接于基板的粘接剂从液状成为膜状，在晶片11与切割带16之间粘贴有被称为粘片膜(DAF)18的膜状粘接材料。在具有粘片膜18的晶片11中，对晶片11和粘片膜18进行切割。因而，在剥离工序中，将晶片11和粘片膜18从切割带16剥离。
拾取头21具备：筒夹柄(未图示)，其在中心具有供吸附空气流动的吸附孔(未图示)，前端侧与筒夹保持件25连接；和筒夹固定部(未图示)，其将筒夹保持件25固定于筒夹柄。贴装头41与拾取头21相同。
接着，使用图5对筒夹保持件进行说明。图5是用于说明实施例的筒夹保持件的图，图5的(A)是筒夹保持件的侧视图，图5的(B)是筒夹保持件的分解立体图。
筒夹保持件25具备使磁场通过的导磁率低的筒夹安装部251以及对磁场进行屏蔽的导磁率高的屏蔽板252。筒夹安装部251在相对的两个角部具有切缺部，能够从上方确认筒夹。另外，在四边的各中央附近具有切缺部，筒夹更换夹具能够把持(夹紧并保持)筒夹。屏蔽板252在中央附近具有开口部，利用粘接、焊接或磁力固定于筒夹安装部251之上。筒夹安装部251具备：吸附孔251a，其设置于筒夹安装部251的中心，与拾取头21的吸附孔连通；和磁铁251b，其固定筒夹22(42)。筒夹安装部251的相对导磁率优选为1附近，使用例如奥氏体系不锈钢、SKD(高碳的合金工具钢)等。屏蔽板252的相对导磁率优选为2000以上，屏蔽板252使用例如作为轭铁(磁轭)的钢板(SS400)。
能够利用高导磁率材料(强磁性体)进行覆盖而进行磁屏蔽的理由在于，磁场是磁力线的通过，磁力线具有在更易于通过的部位通过这样的性质，因此，通过利用磁易于通过的构件覆盖相对于磁要屏蔽的构件，将磁力线向该磁易于通过的构件引导，结果，磁力线不会在内装物通过。将磁力线的通过容易度称为导磁率，以将真空设为1时之比(相对导磁率)表示。在通常的钢板(SS400)中导磁率是2000～3000左右。
筒夹22(42)以能够利用磁铁固定的方式将不锈钢(SUS(磁性))熔接于硅橡胶等弹性体的背面，将4个边保持于筒夹保持件25，为了吸附裸芯片D，具备与吸附孔251a连通的多个吸附孔(未图示)。
(比较例1)
使用图6对比较例1的筒夹保持件进行说明。图6是用于说明比较例1的筒夹保持件的图，图6的(A)是筒夹保持件的侧视图，图6的(B)是筒夹保持件的分解立体图。
比较例1的筒夹保持件25R具备对磁场进行屏蔽的导磁率高的筒夹安装部251R以及使磁场通过的导磁率低的屏蔽板252R。在比较例1中，没有筒夹保持件对筒夹的吸附力，漏磁也大。
(比较例2)
使用图7对比较例2的筒夹保持件进行说明。图7是用于说明比较例2的筒夹保持件的图，图7的(A)是筒夹保持件的侧视图，图7的(B)是筒夹保持件的立体图。
比较例2的筒夹保持件25S具备使磁场通过的导磁率低的筒夹安装部251S，但不具备对磁场进行屏蔽的导磁率高的屏蔽板252。在比较例2中，存在筒夹保持件对筒夹的吸附力，但漏磁大。
根据实施例，上部由于屏蔽板252的效果而磁力难以向外部泄漏，下部利用筒夹安装而磁力难以泄漏。由此，能够确保筒夹保持件对筒夹的吸附力并抑制漏磁。另外，能够减少由漏磁带来的对传感器等的周边磁路的影响，防止误检测、精度降低。
接着，使用图8对使用了实施例的芯片贴装机的半导体器件的制造方法进行说明。图8是表示半导体器件的制造方法的流程图。
步骤S11：将保持着切割带16的晶片环14收纳于晶片盒(未图示))，向芯片贴装机10输入，该切割带16粘贴有从晶片11分割出的裸芯片D。控制装置8使晶片环14从填充有晶片环14的晶片盒向裸芯片供给部1供给。另外，准备基板S，并向芯片贴装机10输入。控制装置8利用基板供给部6将基板S载置于输送路径52。
步骤S12：控制装置8从保持于晶片环14的切割带16拾取裸芯片D。
步骤S13：控制装置8使所拾取的裸芯片D搭载于基板S的封装区域P上或层叠于已经贴装好的裸芯片之上。更具体而言，控制装置8使从切割带16拾取的裸芯片D载置于中间载台31，利用贴装头41从中间载台31再次拾取裸芯片D，贴装于输送来的基板S的封装区域P。
步骤S14：控制装置8利用基板输送爪51使基板S移动到基板输出部7并将基板S交付给基板输出部7，从芯片贴装机10输出基板S(基板卸载)。
＜变形例>
以下，例示代表性的变形例。在以下的变形例的说明中，对于具有与在上述的实施例中说明的结构和功能相同的结构和功能的部分，能使用与上述的实施例的附图标记相同的附图标记。并且，对于该部分的说明，在技术上不矛盾的范围内能适当引用上述的实施例中的说明。另外，上述的实施例的一部分和变形例的全部或一部分在技术上不矛盾的范围内能适当组合地适用。
使用图9说明变形例的筒夹保持件。图9是用于说明变形例的筒夹保持件的图，图9的(A)是拾取头、筒夹保持件以及筒夹的剖视图，图9的(B)是筒夹保持件的仰视图。
拾取头21具备：筒夹柄21b，其在中心具有供吸附空气流动的吸附孔21a，前端侧与筒夹保持件25A连接；和筒夹固定部21c，其将筒夹保持件25A固定于筒夹柄21b。
筒夹保持件25A具备对磁场进行屏蔽的由导磁率高的材料制作成的筒夹安装部251A。筒夹安装部251A具备：吸附孔251a，其设置于筒夹安装部251A的中心，与拾取头21的吸附孔21a连通；和固定筒夹22的磁铁251b。筒夹安装部251A的相对导磁率优选为2000以上，使用例如通常的钢板(SS400)。磁铁251b配置于筒夹安装面，是例如φ2.5mm×1mm的大小。
筒夹22以能够利用磁铁固定的方式将不锈钢SUS(磁性)22b熔接于硅橡胶等弹性体22a的背面，将4个边保持于筒夹保持件25A，为了吸附裸芯片D而设置有与吸附孔251a连通的多个吸附孔(未图示)。在弹性体22a的表面具有与裸芯片D接触并保持裸芯片D的保持部22c。保持部22c与弹性体22a一体地形成，是与裸芯片D相同程度的大小。
磁铁251b的上方被导磁率高的筒夹安装部251A覆盖，磁铁251b的底面从筒夹安装部251A露出而未被导磁率高的材料覆盖，因此，具有与实施例相同的效果。
对拾取头21进行了说明，但贴装头41也是同样的。
以上，基于实施例和变形例对由本发明人完成的发明具体地进行了说明，但本发明并不限定于上述实施例和变形例，自不待言，能够进行各种变更。
例如也可以是具备多组包括拾取部、对准部以及贴装部的安装部和多组输送路径的芯片贴装机，也可以是，具备多组包括拾取部、对准部以及贴装部的安装部，具备一个输送路径。
另外，在实施例中，对使用粘片膜的例子进行了说明，但也可以是，在基板设置涂布粘接剂的预先形成部而不使用粘片膜。
另外，在实施例中，对如下芯片贴装机进行了说明：利用拾取头从裸芯片供给部拾取裸芯片并将其载置于中间载台，利用贴装头将载置到中间载台的裸芯片贴装于基板，但并不限定于此，也能够适用于从裸芯片供给部拾取裸芯片的半导体制造装置。
例如也能够适用于如下芯片贴装机：没有中间载台和拾取头，利用贴装头将裸芯片供给部的裸芯片贴装于基板。
另外，也能够适用于如下倒装芯片贴装机：没有中间载台，从裸芯片供给部拾取裸芯片，使裸芯片拾取头向上旋转而将裸芯片向贴装头交付，利用贴装头将裸芯片贴装于基板。
另外，也能够适用于如下芯片分选机：没有中间载台和贴装头，将由拾取头从裸芯片供给部拾取的裸芯片载置于托盘等。

Claims (13)

1.一种半导体制造装置，具备：
筒夹保持件，其利用磁铁保持筒夹；和
头部，其在前端设置有该筒夹保持件，利用所述筒夹吸附并拾取裸芯片，
所述筒夹保持件具备：
屏蔽部，其设置于所述磁铁的上方，对所述磁铁的磁场进行屏蔽；和
通过部，其设置于所述磁铁的下方，使所述磁铁的磁场通过。
2.根据权利要求1所述的半导体制造装置，其中，
所述通过部由使磁场通过的材料形成，是利用磁铁固定所述筒夹的筒夹安装部，
所述屏蔽部设置于与所述筒夹的安装面相反的一侧，是对所述磁铁的磁场进行屏蔽的屏蔽板。
3.根据权利要求2所述的半导体制造装置，其中，
所述屏蔽板的相对导磁率是2000以上。
4.根据权利要求3所述的半导体制造装置，其中，
所述屏蔽板的材料是SS400。
5.根据权利要求1所述的半导体制造装置，其中，
所述通过部是所述筒夹的安装面，
所述屏蔽部由对磁场进行屏蔽的材料形成，是利用磁铁固定所述筒夹的筒夹安装部。
6.根据权利要求5所述的半导体制造装置，其中，
所述筒夹安装部的相对导磁率是2000以上。
7.根据权利要求6所述的半导体制造装置，其中，
所述筒夹安装部的材料是SS400。
8.根据权利要求1所述的半导体制造装置，其中，
还具备具有晶片环的裸芯片供给部，该晶片环对粘贴有裸芯片的切割带进行保持，
所述头部是拾取被粘贴到所述切割带的裸芯片的拾取头。
9.根据权利要求8所述的半导体制造装置，其中，
还具备：
中间载台，其载置由所述拾取头拾取的裸芯片；和
贴装头，其将从所述中间载台拾取的裸芯片贴装于基板或贴装于已经贴装好的裸芯片之上，
所述贴装头具备所述筒夹保持件。
10.根据权利要求1所述的半导体制造装置，其中，
还具备具有晶片环的裸芯片供给部，该晶片环对粘贴有裸芯片的切割带进行保持，
所述头部是贴装头，该贴装头拾取被粘贴到所述切割带的裸芯片，并贴装于基板或贴装于已经贴装好的裸芯片之上。
11.一种半导体器件的制造方法，其中，具备如下工序：
(a)工序，准备权利要求1至10中任一项所述的半导体制造装置；
(b)工序，输入晶片环，该晶片环对粘贴有裸芯片的切割带进行保持；
(c)工序，准备、输入基板；
(d)工序，拾取裸芯片；以及
(e)工序，将所拾取的所述裸芯片贴装于所述基板或贴装于已经贴装好的裸芯片之上。
12.根据权利要求11所述的半导体器件的制造方法，其中，
在所述(d)工序中，利用贴装头拾取被粘贴到所述切割带的裸芯片，
在所述(e)工序中，将由所述贴装头拾取的裸芯片贴装于所述基板或贴装于已经贴装好的裸芯片之上。
13.根据权利要求11所述的半导体器件的制造方法，其中，
所述(d)工序具有：
(d1)工序，利用拾取头拾取被粘贴到所述切割带的裸芯片；和
(d2)工序，将由所述拾取头拾取的裸芯片载置于中间载台，
所述(e)工序具备：
(e1)工序，利用贴装头拾取被载置到所述中间载台的裸芯片；和
(e2)工序，将由所述贴装头拾取的裸芯片载置于所述基板。
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