CN117747491A - 半导体制造装置、剥离单元及半导体器件的制造方法 - Google Patents

Abstract

本发明在于提供能够减少裸芯片的损伤的技术。半导体制造装置包括：晶片保持台，其保持切割带，该切割带由能够通过激光剥离的粘接片形成，并贴附有裸芯片；以及剥离单元，其设置在所述切割带的下方。所述剥离单元包括：激光照射装置，其使所发出的光在相距规定距离的点聚光；以及光罩装置，其具有限制由来自所述激光照射装置的照射光形成的照射区域的光罩。能够利用所述激光照射装置改变所述照射区域的大小。

Description

半导体制造装置、剥离单元及半导体器件的制造方法

技术领域

本公开涉及半导体制造装置，例如能够应用于使用因激光的照射而导致粘合力减弱的切割带的芯片贴装机。

背景技术

芯片贴装机等的半导体制造装置是使用贴装材料例如将元件贴装(载置并粘接)在基板或元件之上的装置。贴装材料例如为液状或膜状的树脂、焊锡等。元件例如为半导体芯片、MEMS(Micro Electro Mechanical System：微机电系统)及玻璃芯片等的裸芯片或电子部件。基板例如为由布线基板或金属薄板形成的引线框架、玻璃基板等。

例如，在芯片贴装机的芯片贴装工序中包含将从半导体晶片(以下简称为晶片)分割得到的裸芯片从切割带剥离的剥离工序。切割带具有粘合层，并贴附有晶片。在剥离工序中，利用上推块等从切割带背面上推裸芯片，从保持于裸芯片供给部的切割带一个一个剥离裸芯片，并使用筒夹等的吸附喷嘴将其搬送到基板上。

现有技术文献

专利文献

专利文献1：日本特开2012-4393号公报

发明内容

在剥离工序中，有时在从切割带剥离并拾取裸芯片时，会在裸芯片产生破裂、缺口等的损伤。

本公开的课题在于提供能够减少裸芯片的损伤的技术。其他课题及新特征可根据本说明书的描述及附图变明朗。

简单说明本公开中的代表性技术方案的概要如下。

即，半导体制造装置包括：晶片保持台，其保持切割带，该切割带由能够通过激光剥离的粘接片形成并贴附有裸芯片；以及剥离单元，其设置在所述切割带的下方。所述剥离单元包括：激光照射装置，其使所发出的光在相距规定距离的点聚光；以及光罩装置，其具有限制由来自所述激光照射装置的照射光形成的照射区域的光罩。能够利用所述激光照射装置改变所述照射区域的大小。

发明效果

根据本公开，能够减少裸芯片的损伤。

附图说明

图1是示出第一实施方式中的芯片贴装机的构成例的概略俯视图。

图2是说明在图1中从箭头A方向观察时的概略构成的图。

图3是示出图1所示的晶片供给部的主要部分的概略剖视图。

图4是示出使用图1所示的芯片贴装机的半导体器件的制造方法的流程图。

图5是示出图2所示的剥离单元的俯视图。

图6是示出沿着图5所示的剥离单元的A-A线的剖视图。

图7的(a)是示出比较例中的剥离单元、切割带、裸芯片及筒夹的示意图，图7的(b)是示出第一实施方式中的剥离单元、切割带、裸芯片及筒夹的图。

图8是示出第一实施方式的第一变形例中的剥离单元、切割带、裸芯片及筒夹的示意图。

图9的(a)是示出第一实施方式中的激光源的强度变化的图，

图9的(b)是示出第一实施方式的第二变形例中的激光源的强度变化的图。

图10的(a)及图10的(b)是示出第一实施方式的第三变形例中的激光照射装置的构成及动作的图。

图11的(a)至图11的(c)是示出第一实施方式的第四变形例中的照射范围限制部件的剖视图。

图12的(a)是示出第二实施方式中的剥离单元的主视图。图12的(b)是示出图12的(a)所示的剥离单元的光罩装置上升至切割带的位置的情况下的主视图。

图13是示出图12的(a)所示的剥离单元的一部分的立体图。

图14是示出图12的(a)所示的激光照射装置的位置与照射区域的关系的概念图。

图15是示出圆形光点的直径与内接于圆形光点的正方形的裸芯片的关系的图。

图16的(a)是示出图14所示的激光照射装置位于与切割带相距H1的距离处的情况下的开闭爪的位置的俯视图，图16的(b)是示出图14所示的激光照射装置位于与切割带相距H2的距离处的情况下的开闭爪的位置的俯视图，图16的(c)是示出图14所示的激光照射装置位于与切割带相距H3的距离处的情况下的开闭爪的位置的俯视图。

图17是示出形成X1-X2方向比Y1-Y2方向小的开口的情况下的开闭爪的位置的俯视图。

图18是示出形成X1-X2方向比Y1-Y2方向大的开口的情况下的开闭爪的位置的俯视图。

图19是示出第二实施方式的第一变形例中的光罩装置的一部分的俯视图。

图20是示出第二实施方式的第二变形例中的光罩装置的俯视图。

其中，附图标记说明如下：

1芯片贴装机(半导体制造装置)

12 晶片保持台

13 剥离单元

136 光罩装置

231 激光照射装置

具体实施方式

以下使用附图说明实施方式及变形例。其中，在以下的说明中，有时对相同的构成要素标注相同附图标记并省略重复的说明。需要说明的是，为了使说明更加明确，有时与实际上的形态相比，示意性示出附图的各部分的宽度、厚度、形状等。另外，在多个附图相互之间，各要素的尺寸关系、各要素的比率等也并非一致。

＜第一实施方式＞

使用图1至图3说明作为半导体制造装置的一个实施方式的芯片贴装机的构成。图1是示出实施方式中的芯片贴装机的构成例的概略俯视图。图2是说明在图1中从箭头A方向观察时的概略构成的图。图3是示出图1所示的晶片供给部的主要部分分的概略剖视图。

芯片贴装机1大体上具有晶片供给部10、拾取部20、中间工作台部30、贴装部40、搬送部50、基板供给部60、基板搬出部70、控制部(控制装置)80。Y方向(Y2-Y1方向)是芯片贴装机1的前后方向，X方向(X2-X1方向)是左右方向，Z方向(Z2-Z1方向)是上下方向。晶片供给部10配置在芯片贴装机1的前侧，贴装部40配置在后侧。

晶片供给部10具有晶片盒升降机11、晶片保持台12、剥离单元13、晶片识别摄像头14。

晶片盒升降机11使保存有多个晶片环WR的晶片盒(未图示)上下移动至晶片搬送高度。晶片修正槽(未图示)对从晶片盒升降机11供给的晶片环WR进行校准。晶片取出器(未图示)将晶片环WR从晶片盒取出并向晶片保持台12供给，或从晶片保持台12取出并收纳于晶片盒。

晶片保持台12具有保持晶片环WR的扩展环121、和保持于晶片环WR并将切割带DT水平定位的支承环122。剥离单元13配置在支承环122的内侧。需要说明的是，为了提高裸芯片D的拾取性，在剥离裸芯片D时，保持晶片环WR的扩展环121下降，保持于晶片环WR的切割带DT被拉伸，使裸芯片D的间隔扩大。

在切割带DT上粘接(贴附)晶片W，该晶片W被分割成多个裸芯片D。在晶片W与切割带DT之间粘附有被称为芯片贴装膜(DAF)的膜状的粘接材料DF。粘接材料DF通过加热而固化。

作为切割带DT，例如使用加热剥离带，加热剥离带在常温下有粘合力，当被加热时则粘合层膨胀而粘合力减弱而可剥离。需要说明的是，加热剥离带优选在比粘接材料DF的固化温度(通常为150℃)低的温度剥离的剥离带。另外，粘接材料DF的固化需要在指定温度下长时间(1小时左右)进行，在加热剥离带的加热时间短的情况下，加热剥离片的剥离温度也可以与粘接材料DF的固化温度为相同程度。

晶片保持台12通过未图示的驱动部而在XY方向上移动，使所拾取的裸芯片D移动至剥离单元13的位置。另外，晶片保持台12通过未图示的驱动部而使晶片环WR在XY平面内旋转。剥离单元13通过未图示的驱动部而在上下方向上移动。剥离单元13将裸芯片D从切割带DT剥离。

晶片识别摄像头14掌握从晶片W拾取的裸芯片D的拾取位置或进行裸芯片D的表面检查。

拾取部20具有拾取头21和Y驱动部23。在拾取头21上设有在前端吸附保持剥离后的裸芯片D的筒夹22。拾取头21从晶片供给部10拾取裸芯片D并载置于中间工作台31。Y驱动部23使拾取头21在Y1-Y2方向上移动。拾取部20具有使拾取头21升降、旋转及沿X1-X2方向移动的各驱动部(未图示)。

中间工作台部30具有供裸芯片D载置的中间工作台31、和用于识别中间工作台31上的裸芯片D的工作台识别摄像头34。中间工作台31具备吸附所载置的裸芯片D的吸引孔。载置的裸芯片D临时保持于中间工作台31。中间工作台31是载置裸芯片D的载置工作台，也是进行裸芯片D拾取的拾取工作台。

贴装部40具有贴装头41、Y驱动部43、基板识别摄像头44、贴装台46。在贴装头41上设有将裸芯片D吸附保持于前端的筒夹42。Y驱动部43使贴装头41在Y1-Y2方向上移动。基板识别摄像头44拍摄基板S，识别贴装位置。在此，在基板S上最终形成有一个封装件的、多个产品区域(以下称为封装区域P)。另外，在基板S上形成有封装区域P的位置识别标记(未图示)。贴装台46在基板S上载置有裸芯片D时上升，从下方支撑基板S。贴装台46具有用于真空吸附基板S的吸引口(未图示)，能够对基板S进行固定。贴装台46具有对基板S进行加热的加热部(未图示)。贴装部40具有使贴装头41升降、旋转及沿X1-X2方向移动的各驱动部(未图示)。

通过上述构成，贴装头41基于工作台识别摄像头34的摄像数据来修正拾取位置、姿势，并从中间工作台31拾取裸芯片D。然后，贴装头41基于基板识别摄像头44的摄像数据，以贴装到基板S的封装区域P上、或层叠于已经贴装到基板S的封装区域P上的裸芯片之上的方式进行贴装。

搬送部50具有夹持并搬送基板S的搬送爪51、和供基板S移动的搬送通道52。基板S通过利用沿着搬送通道52设置的未图示的滚珠丝杠驱动设置于搬送通道52的搬送爪51的未图示的螺母而在X方向上移动。通过上述构成，基板S从基板供给部60沿着搬送通道52移动至贴装位置，在贴装后移动至基板搬出部70，并将基板S交给基板搬出部70。

基板供给部60将保存并搬入至搬送夹具搬送夹具的基板S从搬送夹具取出，并向搬送部50供给。基板搬出部70将通过搬送部50搬送的基板S保存于搬送夹具。

控制部80包括：存储装置，其保存监视并控制芯片贴装机1的各部分的动作的程序(软件)及数据；中央处理装置(CPU)，其执行存储装置中保存的程序；以及输入输出装置(未图示)。输入输出装置具有图像读取装置(未图示)、以及马达控制装置(未图示)等。图像读取装置读取来自晶片识别摄像头14、工作台识别摄像头34及基板识别摄像头44的图像数据。马达控制装置对晶片供给部10的驱动部、拾取部20的驱动部、贴装部40的驱动部等进行控制。

使用图4说明使用芯片贴装机1的半导体器件的制造工序的一部分(半导体器件的制造方法)。图4是示出使用图1所示的芯片贴装机的半导体器件的制造方法的流程图。在以下的说明中，构成芯片贴装机1的各部分的动作由控制部80控制。

(晶片搬入工序：工序S1)

晶片环WR被供给至晶片盒升降机11的晶片盒。所供给的晶片环WR被供给至晶片保持台12。需要说明的是，关于晶片W，预先通过探测器等的检查装置对每个裸芯片进行检查，针对每个裸芯片生成表示合格、不合格的晶片映射数据，并存储于控制部80的存储装置。

(基板搬入工序：工序S2)

保存有基板S的搬送夹具被供给至基板供给部60。由基板供给部60从搬送夹具取出基板S，基板S固定于搬送爪51。

(拾取工序：工序S3)

在工序S1后，晶片保持台12移动，以能够从切割带DT拾取期望的裸芯片D。通过晶片识别摄像头14拍摄裸芯片D，基于通过拍摄获取的图像数据进行裸芯片D的定位及表面检查。通过对图像数据进行图像处理，来算出晶片保持台12上的裸芯片D相对于芯片贴装机的裸芯片位置基准点的偏移量(X、Y、θ方向)并进行定位。需要说明的是，就裸芯片位置基准点而言，作为装置的初始设定而预先保持晶片保持台12的规定的位置。通过对图像数据进行图像处理，从而进行裸芯片D的表面检查。

被定位的裸芯片D由剥离单元13及拾取头21从切割带DT剥离。从切割带DT剥离的裸芯片D被吸附、保持于在拾取头21上设置的筒夹22，并被搬送载置于中间工作台31。

通过工作台识别摄像头34来拍摄中间工作台31之上的裸芯片D，基于通过拍摄获取的图像数据进行裸芯片D的定位及表面检查。通过对图像数据进行图像处理，算出中间工作台31上的裸芯片D相对于芯片贴装机的裸芯片位置基准点的偏移量(X、Y、θ方向)并进行定位。需要说明的是，就裸芯片位置基准点而言，作为装置的初始设定而预先保持中间工作台31的规定的位置。通过对图像数据进行图像处理，从而进行裸芯片D的表面检查。

将裸芯片D搬送至中间工作台31的拾取头21返回晶片供给部10。按照上述步骤，将下一裸芯片D从切割带DT剥离，之后按照相同的步骤从切割带DT逐个剥离裸芯片D。

(贴装工序：工序S4)

通过搬送部50将基板S搬送至贴装台46。载置在贴装台46上的基板S由基板识别摄像头44拍摄，通过拍摄获取图像数据。通过对图像数据进行图像处理，算出基板S相对于芯片贴装机1的基板位置基准点的偏移量(X、Y、θ方向)。需要说明的是，就基板位置基准点而言，作为装置的初始设定而预先保持贴装部40的规定的位置。

根据在工序S3中算出的中间工作台31上的裸芯片D的偏移量来修正贴装头41的吸附位置，并由筒夹42吸附裸芯片D。利用从中间工作台31吸附裸芯片D的贴装头41，将裸芯片D贴装到支承于贴装台46的基板S的规定部位。通过基板识别摄像头44拍摄贴装到基板S上的裸芯片D，基于通过拍摄获取的图像数据，进行裸芯片D是否贴装在期望的位置等的检查。

将裸芯片D贴装到基板S之后的贴装头41返回中间工作台31。按照上述步骤，从中间工作台31拾取下一裸芯片D并贴装到基板S上。重复上述步骤，将裸芯片D贴装到基板S上的全部封装区域P。

(基板搬出工序：工序S5)

贴装有裸芯片D的基板S被搬送至基板搬出部70。由基板搬出部70从搬送爪51取出基板S并保存于搬送夹具。从芯片贴装机1搬出保存有基板S的搬送夹具。

如上所述，裸芯片D安装在基板S上，并被从芯片贴装机1搬出。然后，例如，保存了安装有裸芯片D的基板S的搬送夹具被搬送至引线贴装工序，裸芯片D的电极经由Au线等与基板S的电极电连接。然后，基板S被搬送至模制工序，利用模制树脂(未图示)将将裸芯片D和Au线封固，从而完成半导体封装。

在层叠贴装的情况下，在引线贴装工序之后，将载置并保存了安装有裸芯片D的基板S的搬送夹具搬入芯片贴装机，并在安装到基板S上的裸芯片D之上层叠裸芯片D，在从芯片贴装机搬出后，在引线贴装工序中经由Au线与基板S的电极电连接。第二层之上的裸芯片D在以上述方法被从切割带DT剥离后搬送至贴装部并层叠在裸芯片D之上。在重复进行规定次数的上述工序后，基板S被搬送至模制工序，利用模制树脂(未图示)将多个裸芯片D和Au线封固，由此完成层叠封装。

接下来，使用图5及图6说明剥离单元的构成。图5是图2所示的剥离单元的俯视图。图6是沿着图5所示的剥离单元的A-A线的剖视图。在图5中，将X1方向记为X，将Y1方向记为Y。

剥离单元13具有向切割带DT照射激光的激光照射部131、吸引切割带DT的吸引部132、保持它们的圆筒状的圆顶部133、和盖在圆顶部133上的圆顶板134。

圆顶板134具有供激光照射部131配置的开口，在其周边部设有将多个吸引口134a及多个吸引口134a连结的多个槽134b。吸引口134a与设置在下方的吸引部132的空洞132a连通。空洞132a在激光照射部131的周围构成为环状。空洞132a与管道132b连通，并与真空泵连接。吸引口134a及槽134b各自的内部构成为在使剥离单元13上升而使其上表面与切割带DT的背面接触时由上述真空泵减压，使得切割带DT的除了拾取对象裸芯片以外的部位的背面与圆顶板134的上表面密合。吸引口134a、吸引部132的(空洞132a、管道132b)构成真空路径。

为了防止伴随由来自激光照射部131的热量引起的圆顶板134的温度上升而产生的对周边裸芯片的加热，在激光照射部131与圆顶板134之间设有间隙G，进行空气隔热。间隙G的宽度例如为0.5mm左右。需要说明的是，为了抑制圆顶板134的温度上升，也可以在空洞132a的下方隔着壁部设置冷却部。冷却部例如由在激光照射部131的周围设置为环状的空洞和与空洞连通的管道构成。并且，从管道向空洞供给冷却气体，所供给的冷却气体被从在形成空洞的壁部设置的排气孔向冷却部的外部排出。

激光照射部131包括空洞131a、激光照射装置131c及具有开口的照射范围限制部件131d。在空洞131a的上部设有开口131b。激光照射装置131c通过开口131b及照射范围限制部件131d的开口向切割带DT照射激光来直接加热。在此，激光照射装置131c被设置为其光轴向与切割带DT的表面的法线方向不一致的方向倾斜。在开口131b处，激光照射装置131c具有扩展至整个开口131b的照射范围。即，激光照射装置131c的照射范围固定，比裸芯片D的大小大。激光照射装置131c例如使用波长940nm左右的加热用红外线激光。

照射范围限制部件131d例如由具有开口的矩形状的板构成。板是遮挡激光的光罩。该板的开口与裸芯片D的形状及大小(裸芯片尺寸)匹配，能够更换。即，照射范围限制部件131d能够对应于裸芯片尺寸来调整照射范围。照射范围限制部件131d也可以使用将两张例如L字状的板组合构成的光圈(开口面积可变的部件)，使得照射范围可调。通过使用照射范围限制部件131d，从而能够对应于裸芯片尺寸照射激光，能够防止对不需要部分的加热。

根据第一实施方式，具有下述的至少一个效果。

(a)由于未使用专利文献1这种上推块，所以上推块不会被上推得比圆顶板高。由此，能够以低应力进行拾取，能够减少裸芯片的破裂、缺口。

(b)通过选择性地向切割带DT中的位于待拾取的裸芯片D之下的部分照射激光，能够减少向位于待拾取的裸芯片(剥离对象裸芯片)的周边的裸芯片(周边裸芯片)及周边裸芯片下的切割带DT的热传递。由此，能够抑制周边裸芯片变得易剥离，能够降低破损的可能性。

使用图7的(a)及图7的(b)说明上述效果以外的第一实施方式的效果。图7的(a)是示出比较例中的剥离单元、切割带、裸芯片及筒夹的示意图。图7的(b)是示出第一实施方式中的剥离单元、切割带、裸芯片及筒夹的示意图。

如图7的(a)所示，比较例中的剥离单元13的激光照射装置131c设置为沿着切割带DT的法线方向照射激光LL。因此，被切割带DT的粘合层的表面进行正反射的激光RL向与照射方向(切割带DT的法线方向)相同的方向反射，因此重新返回激光照射装置131c，而将光源过度加热。

如图7的(b)所示，第一实施方式中的剥离单元13的激光照射装置131c设置为，以与切割带DT的法线方向不一致的方式照射激光LL。因此，被切割带DT的粘合层的表面进行正反射的激光RL向与照射方向不同的方向反射，因此不会重新返回激光照射装置131c。由此，能够防止由激光的重新返回引起的对激光照射装置的过度加热，防止激光照射装置的寿命变短及照射强度的不稳定。

需要说明的是，在利用激光LL加热时，如图7的(b)所示，使筒夹22不与裸芯片D接触地待机。由此，能够防止经由裸芯片D对筒夹22的加热。另外，能够抑制从筒夹22向裸芯片D(切割带DT)的冷热传递，能够高效地进行切割带DT的加热。

＜第一实施方式的变形例＞

以下，例示几个第一实施方式的代表性变形例。在以下的变形例说明中，针对具有与在上述第一实施方式中的说明相同的构成及功能的部分，能够使用与上述第一实施方式相同的附图标记。并且，就该部分的说明而言，能够在技术上不矛盾的范围内适当引用上述第一实施方式中的说明。另外，上述第一实施方式的一部分及多个变形例的全部或一部分能够在技术上不矛盾的范围内适当组合应用。

(第一变形例)

图8是示出第一实施方式的第一变形例中的剥离单元、切割带、裸芯片及筒夹的示意图。

第一变形例中的剥离单元13与实施方式中的剥离单元相比，激光源不同，而其他构成相同。

本变形例中的激光照射装置131c使用照射范围(光点)比裸芯片尺寸小的激光。激光照射装置131c构成为通过控制部80的控制来扫描裸芯片D所在的区域。激光照射装置131c的光点直径例如为0.05mm以上0.5mm以下左右。反射光不会集中在同一部位，能够抑制激光照射装置131c的加热。

需要说明的是，若激光照射装置131c的光点在裸芯片D的四边的内侧移动，则裸芯片D的四角会出现未照射激光的区域。在相邻的裸芯片之间存在与切割刀片的宽度对应的间隙。在切割带的延展时，该间隙进一步扩大。例如，即使激光照射装置131c的光点的中心移动到裸芯片D的四边，只要光点直径小于上述间隙，就不会对相邻的裸芯片之下的切割带DT直接加热。由此，能够避免使用照射范围限制部件131d。

另外，控制部80也可以事先通过晶片识别摄像头14识别扫描激光的裸芯片D所在的区域，掌握裸芯片尺寸及位置、形状而根据尺寸进行扫描。

此外，也可以将摄像头设置在圆顶板134内的激光照射部131内，控制部80控制成从裸芯片D的上方从晶片识别摄像头14用的照明装置照射照明光，并通过激光照射部131内的摄像头从下方拍摄切割带DT。由此，能够识别切割线，能够掌握待扫描的裸芯片D的位置。由此，能够更准确地扫描激光。

另外，就激光照射装置131c的照射图案而言，控制部80可以控制为不仅利用连续的线图案照射，还利用点图案、间断的线图案进行照射。由此，能够缩短向加热剥离切割带的过度加热的控制、激光照射时间。

另外，也可以勾陈我给能够任意设定使激光进行扫描的方向、扫描时间、速度。由此，能够对应于产品的规格(裸芯片的厚度、大小、形状等)来控制热剥离切割带的剥离膨胀的顺序、程度，并且能够控制向待剥离的裸芯片以外的部分的热传递。

(第二变形例)

图9的(a)是示出第一实施方式中的激光的强度变化的图。图9的(b)是示出第一实施方式的第二变形例中的激光的强度变化的图。图9的(a)及图9的(b)的横轴为时间(t)，纵轴为激光的强度(LI)。

如图9的(a)所示，在第一实施方式中，激光照射装置131c为ON/OFF(开/关)的简单控制，未控制激光的强度。因此，在切割带DT的粘合层的发泡(FF)后也进行加热(过度加热(OH))。由于产生过剩的热量，因此需要退避筒夹22。

如图9的(b)所示，在第二变形例中，激光照射装置131c除了ON/OFF以外，还对激光的强度进行控制。即，激光照射装置131c仅照射对发泡来说充分的强度。在发泡后，为了防止因向裸芯片D、筒夹22的传热引起的温度降低、发泡停止，继续进行强度小的预热用的照射。由此，能够抑制产生过剩的热。

(第三变形例)

图10的(a)及图10的(b)是示出第一实施方式的第三变形例中的激光照射装置的构成及动作的图。

第三变形例中的激光照射装置131c具有聚光透镜101等的光学系统，从设置于外部的激光源通过光纤102等导入至激光照射装置131c。

如图10的(a)所示，激光照射装置131c能够利用光学系统对应于裸芯片尺寸(照射范围限制部件131d的开口面积)地来变更激光照射范围(SS)。由此，能够进一步减少照射范围限制部件131d的加热。

如图10的(b)所示，除了激光的照射范围以外，照射装置131c还能够变更照射形状。由此，由于能够将倾斜照射的激光的照度以裸芯片的尺寸均匀地进行照射，所以能够进行向裸芯片照射的激光的梯形处理。

(第四变形例)

图11的(a)至图11的(c)是第一实施方式的第四变形例中的照射范围限制部件的剖视图。

由于对照射范围限制部件131d照射激光，所以优选设置减少向照射范围限制部件131d的加热的加热抑制机构。由此，能够减少向照射范围限制部件131d的加热，减少照射范围限制部件131d对位于待剥离的裸芯片(剥离对象裸芯片)之下的切割带DT的部位以外的切割带DT的加热。例如，能够减少对位于与剥离对象裸芯片相邻的裸芯片(邻接裸芯片)之下的切割带DT的部位的加热。

以下例示几个加热抑制机构。也可以将以下的加热抑制机构组合。

如图11的(a)所示，在照射范围限制部件131d的背面(激光照射装置131c侧)设置不向激光照射装置131c直接反射的方向的反射板103。例如，在激光照射装置131c为红外线激光的情况下，该反射板为镀金的板等。

如图11的(b)所示，也可以将照射范围限制部件131d设为减小与切割带DT接触的面积的形状。例如，在照射范围限制部件131d的上表面设置凸部104及凹部105。在此，优选凸部104的上表面的面积的合计小于凹部105的底面的面积的合计。例如，凸部104为上表面的面积小的销形状。

如图11的(c)所示，也可以在照射范围限制部件131d设置冷却机构106。作为冷却机构，例如能够举出珀尔帖元件。

照射范围限制部件131d也可以由树脂等的热传递小的材料构成。作为树脂，例如能够举出聚醚醚酮、聚氧亚甲基等的工程塑料。

＜第二实施方式＞

第二实施方式中的芯片贴装机1的剥离单元13的构成与第一实施方式不同，其他构成相同。

接下来，使用图12的(a)、图12的(b)及图13说明剥离单元的构成。图12的(a)是第二实施方式中的剥离单元的主视图。图12的(b)是图12的(a)所示的剥离单元的光罩装置上升至切割带的位置的情况下的主视图。图13是示出图12的(a)所示的剥离单元的一部分的立体图。

剥离单元13包括激光照射装置231、保持部232、移动机构(致动器、驱动部)233、支承部234、底座部135、光罩装置136、移动机构(致动器、驱动部)137。

在激光照射装置231上，借助光纤231a(参照图14)连接于设置在剥离单元13的外部的激光源231b(参照图14)。激光源231b例如为激光二极管(LD)，照射红外线区域的波长的激光。例如波长为940nm。激光照射装置231在所发出的光与激光照射装置231的前端相距规定距离的点(聚光点FP)聚光。聚光点FP被设定为与切割带相比位于Z1侧。换言之，在剥离单元13的上表面接近切割带DT的状态下，激光照射装置231的上表面与切割带DT的距离被设定为比规定距离短。

保持部232覆盖激光照射装置231的外周地保持激光照射装置231。保持部232固定于移动机构233。移动机构233包括在Z1-Z2方向上延伸并固定于支承部234的固定部2331、和固定于保持部232的可动部2332。移动机构233能够通过使可动部2332相对于固定部2331移动而使保持部232在Z1-Z2方向上移动。由此，激光照射装置231能够上下移动，能够变更激光照射装置231的上下方向上的位置，能够与光罩装置136接近或远离。

支承部234具有在Z1-Z2方向上延伸的部分，固定于移动机构137。支承部234在Z1侧具有用于支承底座部135的面。底座部135在俯视观察时形成为八边形状的板状，在中央部具有供激光通过的圆形的开口。底座部135支承在支承部234的Z1侧的面上。

光罩装置136包括X轴开闭机构(驱动部、致动器)1361、开闭爪1362、Y轴开闭机构(驱动部、致动器)1363及开闭爪1364。

X轴开闭机构1361设置在底座部135的Y1侧的Z1侧的面上。X轴开闭机构1361使一对开闭爪1362在X1-X2方向上移动。一对开闭爪1362分别具有从X轴开闭机构1361向Z1方向延伸的第一部分、和从第一部分向Y2方向延伸的作为第二部分的矩形状的板(光罩板)。

Y轴开闭机构1363设置在底座部135的X2侧的Z1侧的面上。Y轴开闭机构1363使一对开闭爪1364在Y1-Y2方向上移动。一对开闭爪1364分别具有从Y轴开闭机构1363向Z1方向延伸的第一部分、和从第一部分向X1方向延伸的作为第二部分的矩形状的板(光罩板)。

一对开闭爪1362及一对开闭爪1364由遮蔽激光的部件形成。由一对开闭爪1362的第二部分和一对开闭爪1364的第二部分在中央部形成大小可变的四边形状的开口。

移动机构137包括在Z1-Z2方向上延伸的固定部1371、和固定于支承部234的可动部1372。固定部1371固定于晶片供给部10的基部15。移动机构137能够通过使可动部1372相对于固定部1371移动而使支承部234在Z1-Z2方向上移动。由此，光罩装置136能够上下移动，光罩装置136的上下方向上的位置能够变更，能够与切割带DT接近或远离。例如，通过图12的(a)所示的可动部1372向Z1方向移动，从而使支承部234向Z1方向移动，如图12的(b)所示，光罩装置136向Z1方向移动。

使用图7说明激光照射装置231能够在Z1-Z2方向上移动的作用。图14是示出图12的(a)所示的激光照射装置的位置与照射区域的关系的概念图。

激光照射装置231由于在聚光点FP聚光，所以切割带DT中的照射区域的直径(光点直径(φ))根据激光照射装置231与切割带DT之间的距离(H)而变化。在从激光照射装置231的前端到切割带DT的距离(H1)长的情况下，切割带DT中的照射区域IR1的直径(φ1)变小。在从激光照射装置231的前端到切割带DT的距离(H3)比H1短的情况下，照射区域IR3的直径(φ3)大于φ1。在从激光照射装置231的前端到切割带DT的距离(H2)在H1与H3之间的情况下，照射区域IR2的直径(φ2)为φ1与φ3之间的大小。

因此，在对裸芯片尺寸小的裸芯片D1进行剥离的情况下，使距离(H)增大(H＝H1)，使光点直径(φ)减小(φ＝φ1)。在对裸芯片尺寸大的裸芯片D3进行剥离的情况下，使距离(H)减小(H＝H3)，使光点直径(φ)增大(φ＝φ3)。在对裸芯片尺寸为裸芯片D1与裸芯片D3之间的裸芯片D2进行剥离的情况下，使距离(H)为H1与H3之间(H＝H2)的大小，使光点直径(φ)为φ1与φ3之间的大小(φ＝φ2)。

由此，通过使激光照射装置231在Z1-Z2方向(上下方向)上移动，能够使希望剥离的裸芯片D的尺寸与照射区域IR一致。在此，裸芯片D的尺寸与照射区域IR的一致，是指裸芯片D内接于照射区域IR。换言之，是裸芯片D的对角线的长度与照射区域IR的直径一致。但是，在该情况下，裸芯片D的面积小于照射区域IR的面积。

使用图15说明裸芯片D的尺寸与照射区域IR一致的效果。图15是示出圆形光点的直径与内接于圆形光点的正方形的裸芯片的关系的图。

φ是照射区域IR的圆形光点的直径，Sa是该圆形光点的面积，Lb是内接于该圆形光点的正方形的裸芯片D的一边的长度，Sc是该正方形的裸芯片D的面积。d是该圆形光点的面积(Sa)与该正方形的裸芯片D的面积(Sc)的差量，e是该正方形的裸芯片D的面积(Sc)与该圆形光点的面积(Sa)的比值，f是该正方形的裸芯片D的面积(Sc)与φ＝35的圆形光点的面积的比值。

即，

Sa＝π(φ/2)²

Lb＝φ/√2

Sc＝Lb²

d＝Sa-Sc

e＝Sc/Sa

f＝Sc/{π(35/2)²}

e表示改变激光照射装置231的高度时的照射效率，f表示将激光照射装置231的高度固定为光点直径最大(φ＝35)的情况下的高度时的照射效率。在使激光照射装置231的高度固定时，裸芯片尺寸越小，照射效率越低。但是在改变激光照射装置231的高度时，无论裸芯片尺寸多大，照射效率均固定。即，能够实现裸芯片尺寸越小越能提高照射效率。

使用图16的(a)至图16的(c)说明光罩装置136的作用。图16的(a)是示出图14所示的激光照射装置位于与切割带相距H1的距离处的情况下的开闭爪的位置的俯视图。图16的(b)是示出图14所示的激光照射装置位于与切割带相距H2的距离处的情况下的开闭爪的位置的俯视图。图16的(c)是示出图14所示的激光照射装置位于与切割带相距H3的距离处的情况下的开闭爪的位置的俯视图。

由一对开闭爪1362(第二部分1362a、1362b)及一对开闭爪1364(第二部分1364a、1364b)形成四边形的开口。以使该开口与圆形的照射区域IR内接的方式调整第二部分1362a和第二部分1362b在X1-X2方向上的间隔及第二部分1364a和第二部分1364b在Y1-Y2方向上的间隔。在此，照射区域IR的中心与开口的中心一致。

在开闭爪1362的第二部分1362a向X1方向移动情况下，第二部分1362b向X2方向移动。在开闭爪1362的第二部分1362a向X2方向移动情况下，第二部分1362b向X1方向移动。

在开闭爪1364的第二部分1364a向Y2方向移动情况下，第二部分1364b向Y1方向移动。在开闭爪1362的第二部分1364a向Y1方向移动情况下，第二部分1364b向Y2方向移动。

由于开闭爪1362、1364由遮蔽激光的部件形成，所以开闭爪1362、1364能够遮盖来自激光照射装置231的照射光。另外，开闭爪1362、1364能够对应于光点尺寸(裸芯片尺寸)变更遮盖区域(开口区域)。

例如，如图16的(a)所示，在照射区域IR1的直径为φ1的情况下，以使开口OP1与照射区域IR1内接的方式，调整开闭爪1362的第二部分1362a、1362b的间隔与开闭爪1364的第二部分1364a、1364b的间隔。在此，照射区域IR1的中心与开口OP1的中心一致。照射区域IR1中的、位于第二部分1362a、1362b、1364a、1364b的部分被遮盖。

例如，如图16的(b)所示，在照射区域IR2的直径为φ2的情况下，调整开闭爪1362的第二部分1362a、1362b的间隔与开闭爪1364的第二部分1364a、1364b的间隔，以使得开口OP1与照射区域IR2内接。在此，照射区域IR2的中心与开口OP2的中心一致。照射区域IR2中的、位于第二部分1362a、1362b、1364a、1364b的部分被遮盖。

例如，如图16的(c)所示，在照射区域IR3的直径为φ3的情况下，调整开闭爪1362的第二部分1362a、1362b的间隔和开闭爪1364的第二部分1364a、1364b的间隔，以使得开口OP3与照射区域IR3内接。在此，照射区域IR3的中心与开口OP3的中心一致。照射区域IR3中的、位于第二部分1362a、1362b、1364a、1364b的部分被遮盖。

图16的(a)至图16的(c)所示的开口OP1～OP3是正方形的例子，但也可以将开口设为矩形状。使用图17及图18对此进行说明。图17是示出形成X1-X2方向比Y1-Y2方向小的开口的情况下的开闭爪的位置的俯视图。图18是示出形成X1-X2方向比Y1-Y2方向大的开口的情况下的开闭爪的位置的俯视图。

如图17所示，通过使开闭爪1362的第二部分1362a、1362b的X1-X2方向的间隔小于开闭爪1364的第二部分1364a、1364b的Y1-Y2方向的间隔，从而开口OP4成为X1-X2方向比Y1-Y2方向小的矩形状。由此，照射区域IR4中的、位于第二部分1362a、1362b、1364a、1364b的部分被遮盖。

如图18所示，通过使开闭爪1362的第二部分1362a、1362b的X1-X2方向的间隔大于开闭爪1364的第二部分1364a、1364b的Y1-Y2方向的间隔，从而开口OP5成为X1-X2方向比Y1-Y2方向大的矩形状。由此，照射区域IR5中的、位于第二部分1362a、1362b、1364a、1364b的部分被遮盖。

需要说明的是，在由激光照射装置231向切割带DT照射激光的情况下，也能够经由切割带DT对裸芯片D进行加热。在也可以经由裸芯片D对筒夹22进行加热的情况下，筒夹22也可以与裸芯片D接触。由此，能够使剥离对象的裸芯片D稳定。在防止经由裸芯片D对筒夹22加热的情况下，使筒夹22不与裸芯片D接触地待机。

根据第二实施方式，具有下述的至少一个效果。

(a)由于未使用上推块、滑动块等移动的块，所以不会机械地对裸芯片施加应力。由此，能够以低应力进行剥离，能够减少裸芯片的损伤(裂纹、变形、破裂、缺口等)。

(b)由于能够变更激光照射装置231与切割带DT的距离，所以能够高效地向待剥离的裸芯片照射激光。由此，能够在短时间内将裸芯片剥离。

(c)由于在切割带DT的背面附近配置照射光的光罩，因此能够仅向剥离对象的裸芯片照射激光。由此，能够避免剥离对象外的裸芯片在期望的定时以外被剥离。

(d)由于能够缩短裸芯片的剥离时间，因此能够提高芯片贴装机的处理能力(UPH)。

(e)由于能够在剥离裸芯片时减小对裸芯片的应力，因此能够实现半导体产品(半导体器件)的品质提高。

＜第二实施方式的变形例＞

以下，例示几个第二实施方式的代表性变形例。在以下的变形例的说明中，能够针对具有与在上述第二实施方式中的说明相同的构成及功能的部分使用与上述第二实施方式相同的附图标记。并且，就该部分的说明而言，能够在技术上不矛盾的范围内适当引用上述第二实施方式中的说明。另外，上述实施方式的一部分及多个变形例的全部或一部分能够在技术上不矛盾的范围内适当组合应用。

(第一变形例)

使用图19说明第一变形例中的光罩装置。图19是示出第二实施方式的第一变形例中的光罩装置的一部分的俯视图。

在第二实施方式中，对使用两对开闭爪1362、1364的例子进行了说明，但开闭爪也可以仅为一对。在第一变形例中，剥离单元13具备X轴开闭机构1361及一对开闭爪1362(第二部分1362a、1362b)，而不具备Y轴开闭机构1363及一对开闭爪1364(第二部分1364a、1364b)。由此，照射区域IR中的、位于第二部分1362a、1362b的部分被遮盖。

照射区域IR的Y1侧及Y2侧未被遮盖，但在裸芯片D为X1-X2方向比Y1-Y2方向小的矩形状的情况下，由于照射区域IR的Y1侧及Y2侧从裸芯片D突出的区域小，因此对相邻的裸芯片的影响小。

需要说明的是，剥离单元13也可以具备Y轴开闭机构1363及一对开闭爪1364(第二部分1364a、1364b)，而不具备X轴开闭机构1361及一对开闭爪1362的(第二部分1362a、1362b)。在该情况下，在裸芯片D为X1-X2方向比Y1-Y2方向大的矩形状的情况下是有效的。

(第二变形例)

使用图20说明第二变形例中的光罩装置。图20是示出第二实施方式的第二变形例中的光罩装置的俯视图。

在第二实施方式中，说明了开闭爪1362、1364以照射区域的中心为基准开闭且开口OP位于照射区域IR的中心的例子，但也可以使开口OP偏离照射区域IR的中心。

第二变形例中的光罩装置136包括X轴开闭机构1361a、1361b、开闭爪1362a、1362b、Y轴开闭机构1363a、1363b、开闭爪1364a、1364b。

X轴开闭机构1361a使开闭爪(第二部分)1362a在X1-X2方向上移动。X轴开闭机构1361b使开闭爪(第二部分)1362b在X1-X2方向上移动。开闭爪(第二部分)1362a及开闭爪(第二部分)1362b能够独立动作。

Y轴开闭机构1363a使开闭爪(第二部分)1364a在Y1-Y2方向上移动。Y轴开闭机构1363b使开闭爪(第二部分)1364b在Y1-Y2方向上移动。开闭爪(第二部分)1364a与开闭爪(第二部分)1364b能够独立动作。

根据这样的构成，能够将开口OP配置在使其偏离至照射区域IR的中心以外的区域，因此，能够偏离照射区域IR的中心(来自激光照射装置231的照射光的中心)地照射。由此，即使在剥离对象的裸芯片D的中心偏离照射区域IR的中心的情况下，也无需对晶片保持台12进行微调，而能够照射到裸芯片D所在的区域。

以上基于第一实施方式、第二实施方式及其变形例具体地对本申请发明人提出的发明进行了说明，但本发明并非限定于上述第一实施方式、第二实施方式及其变形例，当然能够进行多种变更。

例如，在第一实施方式及第二实施方式中，以使用加热性剥离带作为切割带的情况为例进行了说明，但并非限定于此，也可以使用紫外线剥离带。在该情况下，激光源照射紫外线。

另外，在第一实施方式中，说明了将激光照射部131配置在圆顶板134内的例子，但并非限定于此，也可以将激光照射部131设置在圆顶板134外，以能够对整个晶片扫描激光。在该情况下，在不要求拾取位置的识别精度的情况下，也可以不具备圆顶板。由此，即使不移动晶片，也能够仅向待剥离的裸芯片照射激光并进行拾取。需要说明的是，在要求拾取位置的识别精度的情况下，也可以在仅向待拾取的裸芯片所在的切割带的部位照射激光后，通过圆顶板来固定切割带。

另外，在第二实施方式中，说明了通过激光照射装置231改变剥离单元13内的上下方向上的位置(利用激光照射装置231)来改变照射区域的尺寸的例子，但例如也可以通过激光照射装置231内的透镜来改变照射区域的尺寸。

另外，在第一实施方式中，对使用芯片贴装模的例子进行了说明，但也可以在基板上设置涂布粘接剂的预先形成部且不使用芯片贴装模。

另外，在第一实施方式中，说明了用拾取头从晶片供给部拾取裸芯片并载置于中间工作台，使用贴装头将载置于中间工作台的裸芯片贴装到基板上的芯片贴装机，但并非限定于此，能够应用于从裸芯片供给部拾取裸芯片的芯片贴装装置。

例如，也能够应用于没有中间工作台和拾取头而用贴装头将晶片供给部的裸芯片贴装到基板上的芯片贴装机。

另外，能够应用于倒装芯片贴装机，倒装芯片贴装机没有中间工作台，从晶片供给部拾取裸芯片并使裸芯片拾取头向上旋转，相对于贴装头交接裸芯片并利用贴装头将裸芯片贴装到基板上。

在第一实施方式中，以芯片贴装机为例进行了说明，但也能够应用于将所拾取的裸芯片载置于托盘的半导体制造装置。

Claims (13)

1.一种半导体制造装置，其特征在于，包括：

晶片保持台，其保持切割带，该切割带由能够通过激光剥离的粘接片形成并贴附有裸芯片；以及

剥离单元，其设置在所述切割带的下方，

所述剥离单元包括：

激光照射装置，其使所发出的光在相距规定距离的点聚光；以及

光罩装置，其具有限制由来自所述激光照射装置的照射光形成的照射区域的光罩，

能够利用所述激光照射装置改变所述照射区域的大小。

2.根据权利要求1所述的半导体制造装置，其特征在于，

所述激光照射装置在所述剥离单元内的上下方向上的位置能够改变。

3.根据权利要求2所述的半导体制造装置，其特征在于，

在所述剥离单元的上表面接近所述切割带的状态下，所述激光照射装置的上表面与所述切割带的距离被设定为比所述规定距离短。

4.根据权利要求3所述的半导体制造装置，其特征在于，

所述光罩的位置处的所述照射区域的面积被设定为比所述裸芯片的面积大。

5.根据权利要求1所述的半导体制造装置，其特征在于，

所述光罩能够改变所述照射区域的大小。

6.根据权利要求5所述的半导体制造装置，其特征在于，

所述光罩具有四边形状的开口，该开口的大小能够改变。

7.根据权利要求6所述的半导体制造装置，其特征在于，

所述开口的中心能够与来自所述激光照射装置的照射光的中心偏离。

8.根据权利要求1所述的半导体制造装置，其特征在于，

所述剥离单元还具备改变所述光罩装置在上下方向上的位置的驱动部。

9.一种半导体制造装置，其特征在于，包括：

晶片保持台，其保持切割带，该切割带由能够通过激光剥离的粘接片形成并贴附有裸芯片；以及

剥离单元，其设置在所述切割带的下方，

所述剥离单元具备激光照射部，该激光照射部具有在上部具有开口的空洞和设置在所述开口的下方的激光照射装置，

所述激光照射装置被设置为从该激光照射装置照射的激光的照射方向相对于所述切割带的表面的法线方向倾斜，所述激光从所述开口通过而照射所述切割带。

10.根据权利要求9所述的半导体制造装置，其特征在于，

所述激光照射装置的照射区域比所述裸芯片小，

所述激光照射装置构成为对所述照射区域进行扫描。

11.根据权利要求10所述的半导体制造装置，其特征在于，还包括：

摄像头；以及

控制部，其构成为通过所述摄像头事先识别所述激光照射装置扫描所述照射区域的范围。

12.一种剥离单元，其设在由能够通过激光剥离的粘接片形成并贴附有裸芯片的切割带的下方，所述剥离单元的特征在于，包括：

激光照射装置，其使所发出的光在相距规定距离的点聚光；以及

光罩装置，其具有限制由来自所述激光照射装置的照射光形成的照射区域的光罩，

能够利用所述激光照射装置改变所述照射区域的大小。

13.一种半导体器件的制造方法，其特征在于，

包括如下的工序：

将保持切割带的晶片环搬入半导体制造装置的工序，所述切割带由能够通过激光剥离的粘接片形成并贴附有裸芯片，所述半导体制造装置包括保持所述切割带的晶片保持台、和设置在所述切割带的下方的剥离单元，所述剥离单元包括使所发出的光在相距规定距离的点聚光的激光照射装置、和具有限制由来自所述激光照射装置的照射光形成的照射区域的光罩的光罩装置，能够利用所述激光照射装置改变所述照射区域的大小；以及

从所述切割带剥离所述裸芯片的工序。