TW202107575A - 黏晶裝置及半導體裝置的製造方法 - Google Patents

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Abstract

本發明的課題是在於提供一種在未實施標記的暫設基板，定位精度佳地將半導體晶片(晶粒)安裝於暫設基板的黏晶裝置。 其解決手段是黏晶裝置具備： 將拾取後的晶粒載置於具有複數的區域的基板的上面之接合頭； 使前述接合頭移動的驅動部； 攝取前述晶粒的攝像裝置；及 控制前述驅動部與前述攝像裝置的控制裝置。 前述控制裝置是被構成為：在前述基板黏合第一晶粒及第二晶粒，以前述第一晶粒及前述第二晶粒作為基準，黏合第三晶粒，以前述第一晶粒或前述第二晶粒及前述第三晶粒作為基準，黏合晶粒。

Description

黏晶裝置及半導體裝置的製造方法
本案是有關黏晶裝置，可適用於例如扇出型面板級封裝用的晶粒位置。
在電子零件安裝的領域中有：以密封樹脂來一併密封暫設基板及被配置於在暫設基板上層疊的黏著層上的複數的半導體晶片，藉此形成具備複數的半導體晶片及覆蓋複數的半導體晶片的密封樹脂之密封體之後，從密封體剝離包含黏著層的暫設基板，其次在貼附有密封體的黏著層的面上形成再配線層的工程。此情況，再配線層與半導體晶片的接合精度是仰賴暫設基板上的晶片的定位精度。於是，需要提高往暫設基板上的半導體晶片的安裝時的定位精度。 [先前技術文獻] [專利文獻]
[專利文獻1]日本特開2014-45013號公報 [專利文獻2]日本特開2018-133353號公報
(發明所欲解決的課題)
在暫設基板實施黏合目標位置的定位修正用標記，使用此標記位置來修正黏合定位位置，藉此可提高對於暫時固定時的半導體晶片的暫設基板的定位精度。然而，將標記實施於暫設基板上的怎樣的位置是按照半導體晶片的構造或大小、最終的半導體晶片與密封體的配置關係來決定。亦即，需要準備對應於最終製品的構造或大小、零件配置之具有預定的標記的暫設基板。因此，必須每製品作成多數片具有預定的標記的暫設基板，因此有成本增高的問題。 本案的課題是在於提供一種在未實施標記的暫設基板，定位精度佳地將半導體晶片(晶粒)安裝於暫設基板的黏晶裝置。 (用以解決課題的手段)
若簡單地說明本案之中代表性者的概要，則如下述般。 亦即，黏晶裝置是具備： 將拾取後的晶粒載置於具有複數的區域的基板的上面之接合頭； 使前述接合頭移動的驅動部； 攝取前述晶粒的攝像裝置；及 控制前述驅動部與前述攝像裝置的控制裝置。 前述控制裝置是被構成為：在前述基板黏合第一晶粒及第二晶粒，以前述第一晶粒及前述第二晶粒作為基準，黏合第三晶粒，以前述第一晶粒或前述第二晶粒及前述第三晶粒作為基準，黏合晶粒。 [發明的效果]
若根據上述黏晶裝置，則可提升晶粒位置(place)的精度。
以下，利用圖式來說明有關比較例、實施形態、變形例及實施例。但，在以下的說明中，有對同一構成要素附上同一符號而省略重複的說明的情形。另外，圖式為了更明確說明，相較於實際的形態，有模式性地表示有關各部的寬度、厚度、形狀等的情況，但到底是一例，不是限定本發明的解釋者。
扇出型晶圓級封裝(Fan Out Wafer Level Package：FOWLP)是在超過晶片面積的廣的區域形成再配線層的封裝。扇出型面板級封裝(Fan Out Panel Level Package：FOPLP)是更突破FOWLP的一併製造的想法者。FOWLP是將多數的矽晶粒載於直徑為300mm的晶圓而一併實施封裝的製造，藉此降低每1個封裝的製造成本。將此一併製造的想法適用於比晶圓更大的面板(面板狀的基板)的是FOPLP。面板是使用印刷基板或玻璃基板(例如液晶面板製造用基板等)。
FOPLP的製造製程是有多數的種類，其一有在作為暫設基板的面板(以下稱為基板)上，將從晶圓拾取的晶粒經由塗佈於基板上的黏著性的主劑來黏合暫時固定之後以密封樹脂來一併密封，從基板剝離該密封體而進行再配線或焊墊(PAD)的形成之方法。該方法為了維持良品率、品質，需要在基板上精度佳安裝晶粒，因為晶粒的小型化、高密度配線化，被要求3~5μm等的高精度。
雖可思考朝製造裝置的高精度化，在基板上預先配置成為定位的基準的標記等對準的方法，但在基板加工而形成靶標記時，製造的零件大小變更時等基板(作為模型)的再使用困難，且在基板上以3~5μm以內的精度形成對準標記，花費成本，基板的成本的上昇導致封裝價格的上昇。因此，需要在無標記的素面的基板上高精度地安裝晶粒，製造裝置也形成高價者。為了降低FOPLP的成本，需要實現一種高精度且低價格可安裝的製造裝置。
於是，發明者們檢討了在基板黏合晶粒，以該晶粒作為定位基準的技術(比較例)。利用圖1~3來說明有關於此。圖1是表示黏晶裝置的概要的圖。圖2是表示黏合有比較例的基板基準晶粒的基板的上面圖。圖3是表示以圖2的基板基準晶粒作為基準位置黏合複數的晶粒的基板的上面圖。
如圖1所示般，黏晶裝置BD是具備：將晶粒D黏合於基板P的接合頭BH、攝取晶粒D或基板P的攝像裝置CM、及控制接合頭BH及攝像裝置CM的控制裝置CNT。
如圖2所示般，首先，在基板P定義成為全體的基準的二點，控制裝置CNT是藉由接合頭BH以黏晶裝置BD的精度來將基板基準晶粒RD1，RD2黏合於該位置。在此，基板P是平面視矩形狀，一邊是延伸於X軸方向，與一邊交叉的另一邊是延伸於Y軸方向。以二點虛線的四條的直線所示的搭載晶粒D的區域DR是比基板P更小的矩形區域。例如在本比較例中，基板基準晶粒RD1是被黏合於區域DR的左下端，基板基準晶粒RD2是被黏合於右上端。基板基準晶粒RD1、RD2是亦可分別為左上、右下等。在延伸於區域DR內的X軸方向及Y軸方向的一點虛線的直線的交點黏合晶粒D。另外，基板基準晶粒RD1，RD2是與晶粒D同樣為製品晶粒。
黏合後，控制裝置CNT是以攝像裝置CM來攝取基板基準晶粒RD1，RD2，識別(計測)基板基準晶粒RD1，RD2的位置，將該位置及距離保存於記憶裝置MM。
其次，控制裝置CNT是從晶圓拾取藉由接合頭BH所黏合的晶粒D，以攝像裝置CM來識別基板基準晶粒RD1，RD2的位置，算出基板基準晶粒RD1，RD2的位置及離黏合時的位置變化量。由算出結果，以RD1，RD2作為基準，從位置及距離的變化量來算出黏合的位置、間距、傾斜度，修正計算黏合晶粒D的位置。然後，以修正計算結果為依據，如圖3所示般，依次黏合晶粒D。可是，FOPLP是需要尺寸大(例如515mm×510mm等)，在未設有定位基準的基板上，以3~5μm等的高精度且大量地黏合晶粒。但，因環境的溫度變化或在製程必要的基板溫度的變化、裝置的歷時變化等的影響下，在黏合途中有基板的伸縮等變化的情形，影響黏合後的精度。例如圖3所示般，若從右上的基板基準晶粒RD2之下進行根據基板基準晶粒RD1，RD2的二點基準的黏合，則發生黏合中的歷時變化所造成的黏合偏差PA。在此黏合偏差PA是包含離基板基準晶粒RD2的距離變遠所造成的影響的誤差及從基準測定經過時間而基板的伸縮等變化所造成的誤差等。
＜實施形態＞ 利用圖1、4~8來說明有關減低上述黏合偏差的實施形態。圖4是表示實施形態的黏合方法的流程圖。圖5是表示黏合有實施形態的基板基準晶粒的基板的上面圖。圖6是表示以圖5的基板基準晶粒作為基準位置黏合區塊基準晶粒的基板的上面圖。圖7是表示以圖6的基板基準晶粒及區塊基準晶粒作為基準位置黏合晶粒的基板的上面圖。圖8是表示黏合有最初的區塊內的全部的晶粒的基板的上面圖。
例如，FOPLP是將用以形成再配線的圖案露光分配於作為匯集被配置於基板P上的晶粒D的區域的區塊而實施，因此精度是只要黏合間距精度可顯現於該區塊內即可。於是，實施形態的控制裝置CNT是在基板P黏合作為第一晶粒的基板基準晶粒RD1及作為第二晶粒的基板基準晶粒RD2，以基板基準晶粒RD1及基板基準晶粒RD2作為基準，黏合作為第三晶粒的區塊基準晶粒BRD，以基板基準晶粒RD1或基板基準晶粒RD2及區塊基準晶粒BRD作為基準，黏合晶粒。
更具體而言，藉由以圖4所示般的程序來黏合晶粒D，可對應黏合精度、基板歷時變化及熱膨脹修正。
(步驟S1：基板基準晶粒的黏合) 如圖5所示般，首先，控制裝置CNT是與比較例同樣，在基板P定義成為全體的基準的二點，在該位置藉由接合頭BH來黏合作為第一晶粒的基板基準晶粒RD1及作為第二晶粒的基板基準晶粒RD2。在此，基板基準晶粒RD1與基板基準晶粒RD2是儘可能地離開為理想，例如黏合於基板P上的區域DR的對角的右上端及左下端。在此，基板P是平面視以第一邊SD1及與該第一邊SD1交叉的第二邊SD2、與該第二邊SD2交叉且與前述第一邊SD1對向的第三邊SD3、與該第三邊SD3交叉且與前述第二邊SD2對向的第四邊SD4來構成矩形狀。第一邊SD1及第三邊SD3是延伸於Y軸方向，第二邊SD2及第四邊SD4是延伸於X軸方向。
更具體而言，控制裝置CNT是將基板基準晶粒RD1黏合於區域DR的左下端((X0，Y0))，將基板基準晶粒RD2黏合於右上端((Xn，Yn))。控制裝置CNT是在延伸於區域DR內的X軸方向及Y軸方向的一點虛線的直線的交點黏合晶粒D。亦即，控制裝置CNT是在後述的複數的區塊BL之中，在最接近以第一邊SD1及第二邊SD2所構成的第一角部C1之作為第一區域的區塊黏合基板基準晶粒RD1，在最接近以第三邊SD3及第四邊SD4所構成的第二角部C2之作為第二區域的區塊黏合基板基準晶粒RD2。在此，區塊BL是後述的複數的區塊的總稱。 黏合後，控制裝置CNT是以攝像裝置CM來攝取基板基準晶粒RD1，RD2，識別(計測)其位置，將左下的基板基準晶粒RD1的位置(X0，Y0)及右上的基板基準晶粒RD2的位置(Xn，Yn)、及該等之間的距離保存於記憶裝置MM。另外，基板基準晶粒RD1，RD2是與晶粒D同樣地為製品晶粒。
(步驟S2：區塊基準晶粒的黏合) 其次，如圖6所示般，控制裝置CNT是藉由接合頭BH，以在步驟S1黏合的基板基準晶粒RD1，RD2作為基準，黏合作為上述的各區塊的基準的區塊基準晶粒BRD。在此，區塊基準晶粒BRD是後述的複數的區塊基準晶粒的總稱。此時也控制裝置CNT是以攝像裝置CM來攝取黏合後的各區塊基準晶粒BRD的位置，以在步驟S1黏合的基板基準晶粒RD1，RD2作為基準，識別位置而計測距離，將各區塊基準晶粒BRD的位置(距離)保存於記憶裝置MM。另外，區塊基準晶粒BRD是與晶粒D同樣地為製品晶粒。在此，基板P的區域DR是被分割成9個的區塊BL，黏合14個的區塊基準晶粒BRD。各區塊BL是矩形狀的區域，相同的大小(面積)。
更具體而言，在通過基板基準晶粒RD1延伸於X軸方向的一點虛線與通過基板基準晶粒RD2延伸於Y軸方向的一點虛線的交點(Xn，Y0)黏合區塊基準晶粒BRD30。並且，在通過基板基準晶粒RD1延伸於Y軸方向的一點虛線與通過基板基準晶粒RD2延伸於X軸方向的一點虛線的交點(X0，Yn)黏合區塊基準晶粒BRD03。而且，在基板基準晶粒RD1與區塊基準晶粒BRD30之間等間隔地黏合區塊基準晶粒BRD10，BRD20。又，在基板基準晶粒RD1與區塊基準晶粒BRD03之間等間隔地黏合區塊基準晶粒BRD01，BRD02。又，在區塊基準晶粒BRD30與基板基準晶粒RD2之間等間隔地黏合區塊基準晶粒BRD31，BRD32。又，在區塊基準晶粒BRD03與基板基準晶粒RD2之間等間隔地黏合區塊基準晶粒BRD13，BRD23。又，在區塊基準晶粒BRD10與區塊基準晶粒BRD13之間等間隔地黏合區塊基準晶粒BRD11，BRD12。又，在區塊基準晶粒BRD20與區塊基準晶粒BRD23之間等間隔地黏合區塊基準晶粒BRD21，BRD22。
(步驟S3：晶粒的黏合) 其次，如圖7所示般，控制裝置CNT是以在步驟S1黏合的基板基準晶粒RD1，RD2的的任一個及在步驟S2黏合的各區塊基準晶粒BRD作為基準位置，藉由接合頭BH來黏合各區塊內的晶粒D(步驟S3)。
更具體而言，在黏合各晶粒D之前，控制裝置CNT是以攝像裝置CM來攝取區塊基準晶粒BRD及基板基準晶粒RD1或基板基準晶粒RD2，識別區塊基準晶粒BRD的位置及遠離該位置方面的基板基準晶粒的位置，計測距離(步驟S31)。控制裝置CNT是計算離在步驟S2計測時的區塊基準晶粒BRD的位置及距離的差，算出基板P的伸縮量，修正黏合位置(步驟S32)。控制裝置CNT是藉由接合頭BH來將晶粒D黏合於被修正的黏合位置(步驟S33)。另外，圖7是表示在區塊BL33內黏合晶粒D的例子，但區塊BL33的區塊基準晶粒是使用基板基準晶粒RD2，基板基準晶粒是使用基板基準晶粒RD1。
一旦區塊BL33內的晶粒D的黏合終了(在步驟S34中，YES的情況)，移動至其次的區塊(步驟S36)。例如，將其次的區塊設為區塊BL32，在區塊BL32中，重複步驟S31~S34來黏合晶粒D。此情況，如圖8所示般，區塊基準晶粒是使用區塊基準晶粒BRD32，基板基準晶粒是使用基板基準晶粒RD1。以後，使用位於各區塊的右上的區塊基準晶粒。
以後，控制裝置CNT是例如依區塊BL32，BL31，BL23，BL22，BL21，BL13，BL12，BL11的順序進行區塊內的晶粒D的黏合。一旦將全部的區塊內的晶粒D黏合(步驟S35的YES的情況)則結束。將區塊BL31，BL23，BL22，BL13內的晶粒D黏合時，基板基準晶粒是使用基板基準晶粒RD1。將區塊BL21，BL12內的晶粒D黏合時，基板基準晶粒是使用基板基準晶粒RD1或基板基準晶粒RD2。將區塊BL11內的晶粒D黏合時，區塊基準晶粒是使用區塊基準晶粒BRD11，基板基準晶粒是使用基板基準晶粒RD2。另外，區塊BL33，BL32，BL31，BL23，BL22，BL21，BL13，BL12，BL11是相同的大小。
另外，因錯誤等而停止之後再開始生產時也修正停止的時間所造成的變化的影響等，所以控制裝置CNT在生產開始時識別區塊基準晶粒及基板基準晶粒，進行基板伸縮的修正。
上述的黏合方法是在以圖8的橢圓所包圍的區域BL10，BL20，BL30，BL01，BL02，BL03不黏合晶粒D。在該等的區域黏合時，例如，將該等的區域與上述的區塊同樣地作為區塊處理。但，該等的區塊是一行或一列的區域，比上述的區塊更小的區域。此情況，基板基準晶粒是使用基板基準晶粒RD1，區塊基準晶粒是分別使用區塊基準晶粒BRD10，BRD20，BRD30，BRD01，BRD02，BRD03來黏合晶粒D。
別的黏合方法是將區域BL10，BL20，BL30，BL01，BL02，BL03含在其他的區塊而黏合晶粒D。此情況，區塊的大小不相同。具體而言，區域BL10，BL01是含在區塊BL11，區域BL20是含在區塊BL21，區域BL30是含在區塊BL31，區域BL02是含在區塊BL12，區域BL03是含在區塊BL13。
＜變形例＞ 以下，舉幾個例子說明有關代表性的變形例。在以下的變形例的說明中，對於具有與在上述的實施形態說明者同樣的構成及機能的部分是使用與上述的實施形態同樣的符號。而且，在如此的部分的說明中，技術上不矛盾的範圍內，可適當援用上述的實施形態的說明。又，上述的實施形態的一部分及複數的變形例的全部或一部分可在技術上不矛盾的範圍內適當複合地適用。
(第一變形例) 利用圖9來說明有關第一變形例的黏合方法。圖9是說明第一變形例的黏合方法的圖，表示黏合有最初的區塊內的全部的晶粒的基板的上面圖。
在各晶粒D的黏合前，若進行步驟S31，S32的黏合位置修正，則生產性降低時，區塊尺寸小，短時間可黏合時，控制裝置CNT是亦可只在各區塊內的黏合開始時進行步驟S31，S32的黏合位置修正。第一變形例的黏合方法的其他的步驟是與實施形態的黏合方法同樣。
如圖9所示般，在區塊BL33中，只在黏合基板基準晶粒RD2的正下面的晶粒D時，控制裝置CNT進行步驟S31，S32的黏合位置修正，黏合區塊BL33內的其他的晶粒時，控制裝置CNT是不進行步驟S31的黏合位置計測，使用在黏合正下面的晶粒D時使用的測定值(步驟S31)的結果來實施步驟S32的修正。同樣，在區塊BL32中，只在黏合區塊基準晶粒BRD32的正下面的晶粒D時，控制裝置CNT進行步驟S31，S32的黏合位置修正，黏合區塊BL32內的其他的晶粒時，控制裝置CNT是不進行步驟S31，S32的黏合位置修正，使用在黏合正下面的晶粒D時使用的測定值(步驟S31)的結果來實施步驟S32的修正。其他的區塊內的晶粒D的黏合也同樣地進行。藉此，可比實施形態更大幅度地削減步驟S31的黏合位置修正的次數。
(第二變形例) 利用圖10來說明有關第二變形例的黏合方法。圖10是說明第二變形例的黏合方法的圖，表示黏合有最初的區塊內的四列的晶粒的基板的上面圖。
在第一變形例的各區塊的黏合開始時的步驟S31，S32的黏合位置修正中，從定義的區塊尺寸黏合花費時間，有熱膨脹或歷時變化的影響時，亦可在區塊內的各列的黏合開始時實施步驟S31，S32的黏合位置修正。第二變形例的黏合方法的其他的步驟是與實施形態的黏合方法同樣。
如圖10所示般，在區塊BL33中，黏合第一列的最初的晶粒D(基板基準晶粒RD2的正下面的晶粒D)、第二列的最初的晶粒D、･･･、及第六列(最後的列)的最初的晶粒D時，控制裝置CNT是進行步驟S31，S32的黏合位置修正，黏合各列的第二個以後的晶粒時，控制裝置CNT是不進行步驟S31，S32的黏合位置修正。藉此，可比實施形態更削減步驟S31，S32的黏合位置修正的次數。
(第三變形例) 在第一變形例是區塊內的黏合開始時、在第二變形例是區塊內的列的黏合開始時，及依據黏合位置來決定步驟S31，S32的黏合位置修正的實施時期，但亦可設定黏合經過個數、經過時間等，在超過設定之處每預定間隔實施步驟S31，S32的黏合位置修正。第三變形例的黏合方法的其他的步驟是與實施形態的黏合方法同樣。
(第四變形例) 圖11是表示黏合有第四變形例的基板基準晶粒及區塊基準晶粒的基板的上面圖。
控制裝置CNT是在複數的區塊BL之中，在最接近以第一邊SD1及第二邊SD2所構成的第一角部C1之作為第一區域的區塊BL11黏合基板基準晶粒RD1，在最接近以第三邊SD3及第四邊SD4所構成的第二角部C2之作為第二區域的區塊BL66黏合基板基準晶粒RD2。
在實施形態的步驟S1中，控制裝置CNT是將基板基準晶粒RD1黏合於區域DR的左下端，基板基準晶粒RD2是黏合於右上端。在步驟S2中，控制裝置CNT是在各區塊的右上黏合區塊基準晶粒BRD。另一方面，在第四變形例的步驟S1中，如圖11所示般，控制裝置CNT是在左下的區塊BL11的右下黏合基板基準晶粒RD1，在右上的區塊BL66的右下黏合基板基準晶粒RD2。在步驟S2中，控制裝置CNT是除了區塊BL11，BL66，在各區塊的右下黏合區塊基準晶粒BRD。控制裝置CNT是在區塊BL12、BL13，BL14，BL15，BL16，･･･、BL61，BL62，BL63，BL64，BL65分別黏合區塊基準晶粒BRD12，BRD13，BRD14，BRD15，BRD16，･･･，BRD61，BRD62，BRD63，BRD64，BRD65。亦即，控制裝置CNT是在作為第一區域的區塊BL11及作為第二區域的區塊BL66不黏合作為第三晶粒的區塊基準晶粒BRD。
藉此，可將各區塊的形狀或大小形成相同。另外，亦可在各區塊的左上黏合區塊基準晶粒BRD，在左下的區塊BL11的左上黏合基板基準晶粒RD1，在右上的區塊BL66的左上黏合基板基準晶粒RD2。
(第五變形例) 圖12是表示黏合有第五變形例的基板基準晶粒及區塊基準晶粒的基板的上面圖。
在實施形態中，控制裝置CNT是以一個的被設在黏合台(Y樑)的接合頭來黏合晶粒D，但在第五變形例中，控制裝置CNT以二個的被設在黏合台(Y樑)的接合頭來交替地拾取晶粒D而黏合於基板P。
控制裝置CNT是例如與第四變形例同樣地黏合基板基準晶粒RD1，RD2、區塊基準晶粒BRD。此時，亦可以一個的被設在黏合台(Y樑)的接合頭來黏合，或亦可以二個的被設在黏合台(Y樑)的接合頭來黏合。
控制裝置CNT是例如使用第一黏合台(Y樑)的接合頭，根據基板基準晶粒RD1及區塊基準晶粒BRD36來將晶粒D黏合於區塊BL36，使用第二黏合台(Y樑)的接合頭，根據基板基準晶粒RD1及基板基準晶粒RD2來將晶粒D黏合於區塊BL66。此時，控制裝置CNT是以二個的被設在黏合台(Y樑)的接合頭來交替地拾取晶粒D而黏合於基板P。
(第六變形例) 圖17是表示以第六變形例的基板基準晶粒及區塊基準晶粒作為基準位置黏合晶粒的基板的上面圖。
在第六變形例中，設計區塊基準晶粒的配置，如實施形態的圖8的區域BL10，BL20，BL30等般，儘管區塊基準晶粒BRD被黏合，還是無未黏合晶粒D的位置。亦即，在圖8的左端的一列及下端的一行是使不黏合基板基準晶粒及區塊基準晶粒。在此，第六變形例的區塊的數量及被載置於各區塊內的晶粒的數量是與實施形態相同。又，如圖17所示般，不是區塊內的右上，而是在左下配置區塊BL12，BL13的區塊基準晶粒BRD12，BRD13。並且，去除區塊BL11的區塊基準晶粒BRD11，且將基板基準晶粒RD1配置於區塊BL11內的左下。另外，基板基準晶粒RD1是位於比圖8的基板基準晶粒RD1更一個晶粒份右上。
藉此，可設為確保基準晶粒間的距離，且區塊的端全部含在各區塊內的佈局，儘管上述般的區塊基準晶粒BRD被黏合，還是無未黏合晶粒D的區域BL01，BL01，BL03，BL10，BL20，BL30般者，可效率佳黏合。
以下，說明有關適用於FOPLP的例子作為實施例，但不限於此，可適用於使用暫設基板者。 [實施例]
圖13是表示實施例的倒裝晶片接合器(Flip Chip Bonder)的概略的上面圖。圖14是說明在圖13中從箭號A方向來看時，拾取倒裝頭、傳送頭及接合頭的動作的圖。
作為黏晶裝置的倒裝晶片接合器10是大致區分具有：晶粒供給部1、拾取部2、傳送部8、中間平台部3、接合部4、搬送部5、基板供給部6K、基板搬出部6H、監視控制各部的動作的控制裝置7。
首先，晶粒供給部1是供給安裝於基板P的晶粒D。 晶粒供給部1是具有： 保持被分割的晶圓11的晶圓保持台12； 從晶圓11頂起晶粒D的點線所示的頂起單元13；及 晶圓環供給部18。 晶粒供給部1是藉由未圖示的驅動手段來移動於XY方向，使拾取的晶粒D移動至頂起單元13的位置。晶圓環供給部18是具有收納晶圓環14(參照圖14)的晶圓盒，依次將晶圓環14供給至晶粒供給部1，交換成新的晶圓環14。晶粒供給部1是以能夠從晶圓環14拾取所望的晶粒D之方式，將晶圓環14移動至拾取點。晶圓環14是固定晶圓11，可安裝於晶粒供給部1的治具。
拾取部2是具有：拾取晶粒D而反轉的拾取倒裝頭21、及使夾頭(collet)22昇降、旋轉、反轉及X方向移動的未圖示的各驅動部。藉由如此的構成，拾取倒裝頭21是拾取晶粒，使拾取倒裝頭21旋轉180度，使晶粒D的凸塊反轉而朝向下面，形成將晶粒D交給傳送頭81的姿勢。
傳送部8是從拾取倒裝頭21接受反轉的晶粒D，載置於中間平台31。傳送部8是具有：具備與拾取倒裝頭21同樣地將晶粒D吸附保持於前端的夾頭82的傳送頭81、及使傳送頭81移動於Y方向的Y驅動部83。
中間平台部3是具有暫時性地載置晶粒D的中間平台31及平台識別攝影機34。中間平台31是可藉由未圖示的驅動部來移動於Y軸方向。
接合部4是從中間平台31拾取晶粒D，接合於搬送來的基板P上。在此，使用玻璃面板作為基板P。 接合部4是具有： 具備與拾取倒裝頭21同樣地將晶粒D吸附保持於前端的夾頭42之接合頭41； 使接合頭41移動於Y軸方向之作為驅動部的Y樑43； 攝取基板基準晶粒RD1，RD2(參照圖5)等，作為識別接合位置的攝像裝置之基板識別攝影機44；及 X樑45。 如圖12所示般，X樑45是被設在搬送軌道51，52的附近，Y樑43是以跨越接合平台BS上的方式延伸於Y軸方向，兩端部是藉由X樑45來移動自如地被支撐於X軸方向。
接合頭41是具有藉由真空吸附來裝卸自如地保持晶粒D的夾頭42之裝置，在Y軸方向及Z軸方向往返移動自如地安裝於Y樑43。接合頭41是具備：保持從中間平台31拾取的晶粒D而搬送，在被吸附固定於接合平台BS的基板P上安裝晶粒D的機能。另外，當接合頭41移動至比X樑45更靠中間平台31側時，接合頭41會上昇，而使夾頭42形成比X樑45更高。
藉由如此的構成，接合頭41是從中間平台31拾取晶粒D，根據基板識別攝影機44的攝像資料來將晶粒D接合於基板P。接合頭41是對應於實施形態的接合頭BH，基板識別攝影機44是對應於實施形態的攝像裝置CM。
搬送部5是具備基板P移動於X軸方向的搬送軌道51，52。搬送軌道51，52是被設成平行。藉由如此的構成，從基板供給部6K搬出基板P，沿著搬送軌道51，52來移動至接合位置，移動至接合後基板搬出部6H，將基板P交接給基板搬出部6H。將晶粒D接合於基板P中，基板供給部6K是搬出新的基板P，在搬送軌道51，52上待機。
控制裝置7是具備：儲存監視控制倒裝晶片接合器10的各部的動作的程式(軟體)的記憶體、及實行被儲存於記憶體的程式的中央處理裝置(CPU)。例如，控制裝置7是取入來自基板識別攝影機44及基板識別攝影機44的畫像資訊、接合頭41的位置等的各種資訊，而儲存於記憶體，控制接合頭41的接合動作等各構成要素的各動作。
圖15是表示圖13的晶粒供給部的主要部的概略剖面圖。 如圖15所示般，晶粒供給部1是具有： 保持晶圓環14的擴張環15； 被保持於晶圓環14，將黏著有複數的晶粒D的切割膠帶16定位於水平的支撐環17；及 用以將晶粒D頂起至上方的頂起單元13。 為了拾取預定的晶粒D，頂起單元13是藉由未圖示的驅動機構來移動於上下方向，晶粒供給部1是可在水平方向移動。另外，基板基準晶粒RD1，RD2、區塊基準晶粒BRD是與晶粒D同樣地位於晶圓11內。
其次，利用圖16來說明有關在實施例的倒裝晶片接合器中被實施的黏合方法(半導體裝置的製造方法)。圖16是表示在圖13的倒裝晶片接合器被實施的黏合方法的流程圖。在下述步驟之前，將保持具有晶粒D的切割膠帶16的晶圓環14搬入，將具有複數的區域的基板P搬入。
(步驟S21：晶圓晶粒拾取) 控制裝置7是以拾取的晶粒D會位於頂起單元13的正上方之方式移動晶圓保持台12，將剝離對象晶粒定位於頂起單元13及夾頭22。以頂起單元13的上面會接觸於切割膠帶16的背面之方式移動頂起單元13。此時，控制裝置7是將切割膠帶16吸附於頂起單元13的上面。控制裝置7是邊將夾頭22抽真空邊使下降，使著陸於剝離對象的晶粒D上，吸附晶粒D。控制裝置7是使夾頭22上昇，從切割膠帶16剝離晶粒D。藉此，晶粒D是藉由拾取倒裝頭21來拾取。步驟S1的基板基準晶粒RD1，RD2及步驟S2的區塊基準晶粒BRD是與晶粒D同樣地藉由拾取倒裝頭21來拾取。
(步驟S22：拾取倒裝頭移動) 控制裝置7是使拾取倒裝頭21從拾取位置移動至反轉位置。
(步驟S23：拾取倒裝頭反轉) 控制裝置7是使拾取倒裝頭21旋轉180度，使晶粒D的凸塊面(表面)反轉而朝向下面，將晶粒D設為交接至傳送頭81的姿勢。基板基準晶粒RD1，RD2及區塊基準晶粒BRD也與晶粒D同樣地藉由拾取倒裝頭21來使反轉。
(步驟S24：傳送頭交接) 控制裝置7是從拾取倒裝頭21的夾頭22藉由傳送頭81的夾頭82來拾取晶粒D，進行晶粒D的交接。基板基準晶粒RD1，RD2及區塊基準晶粒BRD也與晶粒D同樣地進行交接。
(步驟S25：拾取倒裝頭反轉) 控制裝置7是將拾取倒裝頭21反轉，將夾頭22的吸附面朝向下。
(步驟S26：傳送頭移動) 步驟S25之前或並行，控制裝置7將傳送頭81移動至中間平台31。
(步驟S27：中間平台晶粒載置) 控制裝置7是將保持於傳送頭81的晶粒D載置於中間平台31。基板基準晶粒RD1，RD2及區塊基準晶粒BRD也與晶粒D同樣地被載置於中間平台。
(步驟S28：傳送頭移動) 控制裝置7是使傳送頭81移動至晶粒D(基板基準晶粒RD1，RD2、區塊基準晶粒BRD)的交接位置。
(步驟S29：中間平台位置移動) 步驟S28之後或並行，控制裝置7使中間平台31移動至與接合頭41的交接位置。
(步驟S2A：接合頭交接) 控制裝置7是從中間平台31藉由接合頭41的夾頭來拾取晶粒D，進行晶粒D的交接。基板基準晶粒RD1，RD2及區塊基準晶粒BRD也與晶粒D同樣地進行交接。
(步驟S2B：中間平台位置移動) 控制裝置7是使中間平台31移動至與傳送頭81的交接位置。
(步驟S2C：接合頭移動) 控制裝置7是將接合頭41的夾頭42所保持的晶粒D移動至基板P上。
(步驟S2D：黏合) 控制裝置7是將從中間平台31以接合頭41的夾頭42拾取的晶粒D(基板基準晶粒RD1，RD2、區塊基準晶粒BRD)黏合於塗佈有黏著性的主劑(黏著層)的基板P上。更具體而言，控制裝置7是藉由步驟S1來將基板基準晶粒RD1，RD2黏合於基板P上，藉由步驟S2來將區塊基準晶粒BRD黏合於基板P上，藉由步驟S3來將晶粒D黏合於基板P上。
(步驟S2E：接合頭移動) 控制裝置7是使接合頭41移動至與中間平台31的交接位置。
並且，在步驟S2E之後，控制裝置7是在基板搬出部6H從搬送軌道51，52取出接合有基板基準晶粒RD1，RD2、區塊基準晶粒BRD及晶粒D的基板P。從倒裝晶片接合器10搬出基板P。
然後，密封樹脂來一併密封被配置於基板P的黏著層上的複數的晶粒(半導體晶片)，藉此形成具備複數的半導體晶片及覆蓋複數的半導體晶片的密封樹脂之密封體之後，從密封體剝離基板P，其次在密封體的貼附有基板P的面上形成再配線層而製造FOPLP。
以上，根據實施形態、變形例及實施例來具體地說明本發明者們所研發的發明，但本發明是不被限定於上述實施形態、變形例及實施例，當然可實施各種變更。
例如，在實施例中，說明拾取部2、傳送部8、中間平台部3及接合部4為一個的例子，但拾取部2、傳送部8、中間平台部3及接合部4是亦可分別為二組。
並且，在實施例中，說明在Y樑43是設有一個的接合頭41的例子，但亦可設置複數的接合頭。
而且，在實施例中，說明有關倒裝晶片接合器，但在不反轉從晶粒供給部拾取的晶粒來接合的晶粒接合器也可適用。
BH:接合頭 BD:黏晶裝置 CM:攝像裝置 CNT:控制裝置 MM:記憶裝置 D:晶粒 RD1:基板基準晶粒(第一晶粒) RD2:基板基準晶粒(第二晶粒) BRD:區塊基準晶粒(第三晶粒) P:基板 10:倒裝晶片接合器(黏晶裝置) 41:接合頭 43:Y樑(驅動部) 44:基板識別攝影機(攝像裝置) 7:控制裝置
[圖1]是表示黏晶裝置的概要的圖。 [圖2]是表示黏合有比較例的基板基準晶粒的基板的上面圖。 [圖3]是表示以圖2的基板基準晶粒作為基準位置黏合複數的晶粒的基板的上面圖。 [圖4]是表示實施形態的黏合方法的流程圖。 [圖5]是表示黏合有實施形態的基準晶粒的基板的上面圖。 [圖6]是表示以圖5的基板基準晶粒作為基準位置黏合區塊基準晶粒的基板的上面圖。 [圖7]是表示以圖6的基板基準晶粒及區塊基準晶粒作為基準位置黏合晶粒的基板的上面圖。 [圖8]是表示黏合有最初的區塊內的全部的晶粒的基板的上面圖。 [圖9]是說明第一變形例的黏合方法的圖。 [圖10]是說明第二變形例的黏合方法的圖。 [圖11]是表示黏合有第四變形例的基板基準晶粒及區塊基準晶粒的基板的上面圖。 [圖12]是表示以第五變形例的基板基準晶粒及區塊基準晶粒作為基準位置黏合晶粒的基板的上面圖。 [圖13]是表示實施例的倒裝晶片接合器的概略的上面圖。 [圖14]是在圖13中從箭號A方向來看時，說明拾取倒裝頭、傳送頭及接合頭的動作的圖。 [圖15]是表示圖13的晶粒供給部的主要部的概略剖面圖。 [圖16]是表示在圖13的倒裝晶片接合器被實施的黏合方法的流程圖。 [圖17]是以第六變形例的基板基準晶粒及區塊基準晶粒作為基準位置黏合晶粒的基板的上面圖。
BL11,BL12,BL13,BL21,BL22,BL23,BL31,BL32,BL33:區塊
BRD01,BRD02,BRD03,BRD10,BRD11,BRD12,BRD13,BRD20,BRD21,BRD22,BRD23,BRD30,BRD31,BRD32:區塊基準晶粒
P:基板
RD1:基板基準晶粒(第一晶粒)
RD2:基板基準晶粒(第二晶粒)
(X0,Yn):交點
(Xn,Y0):交點
(X0,Y0):位置
(Xn,Yn):位置

Claims (19)

  1. 一種黏晶裝置，其特徵係具備： 將拾取後的晶粒載置於具有複數的區域的基板的上面之接合頭； 使前述接合頭移動的驅動部； 攝取前述晶粒的攝像裝置；及 控制前述驅動部與前述攝像裝置的控制裝置， 前述控制裝置是被構成為： 在前述基板黏合第一晶粒及第二晶粒， 以前述第一晶粒及前述第二晶粒作為基準，黏合第三晶粒， 以前述第一晶粒或前述第二晶粒及前述第三晶粒作為基準，黏合晶粒。
  2. 如請求項1之黏晶裝置，其中，前述控制裝置，係被構成為： (a)利用前述接合頭，在前述基板的第一處黏合前述第一晶粒， (b)利用前述接合頭，相對於前述基板的中央部，在位於與前述第一處相反側的第二處黏合前述第二晶粒， (c)利用前述攝像裝置，計測前述第一晶粒及前述第二晶粒的位置，保存該位置， (d)利用前述接合頭，以前述第一晶粒及前述第二晶粒作為基準，每前述複數的區域黏合成為基準的前述第三晶粒， (e)利用前述攝像裝置來計測前述第三晶粒的位置，保存該位置， (f)利用前述攝像裝置來計測前述第一晶粒或前述第二晶粒及前述第三晶粒的位置， (g)根據被計測之前述保存的前述第一晶粒或前述第二晶粒及前述第三晶粒的位置與前述保存的前述第一晶粒或前述第二晶粒及前述第三晶粒的位置的差來修正黏合位置， (h)利用前述接合頭，在前述區域內黏合晶粒。
  3. 如請求項2之黏晶裝置，其中，前述基板，係平面視，以第一邊及與該第一邊交叉的第二邊、與該第二邊交叉且與前述第一邊對向的第三邊、與該第三邊交叉且與前述第二邊對向的第四邊來構成矩形狀， 前述複數的區域的各者係平面視為矩形狀， 前述控制裝置，係被構成為： 在前述複數的區域之中，在最接近以前述第一邊及前述第二邊所構成的第一角部的第一區域黏合前述第一晶粒， 在最接近以前述第三邊及前述第四邊所構成的第二角部的第二區域黏合前述第二晶粒。
  4. 如請求項3之黏晶裝置，其中，前述控制裝置，係被構成為：每前述晶粒的黏合就進行前述(f)的位置的計測。
  5. 如請求項3之黏晶裝置，其中，前述控制裝置，係被構成為：每前述區域進行1次前述(f)的位置的計測。
  6. 如請求項3之黏晶裝置，其中，前述控制裝置，係被構成為：每前述區域的列進行1次前述(f)的位置的計測。
  7. 如請求項3之黏晶裝置，其中，前述控制裝置，係被構成為：每以黏合經過個數或經過時間所設定的間隔進行1次前述(f)的位置的計測。
  8. 如請求項3之黏晶裝置，其中，前述控制裝置，係被構成為：在前述第一區域及前述第二區域不黏合前述第三晶粒。
  9. 如請求項1~8中的任一項之黏晶裝置，其中，更具備： 晶粒供給部；及 從前述晶粒供給部拾取晶粒且進行上下反轉的拾取頭， 前述接合頭，係從前述拾取頭拾取前述晶粒，將前述晶粒的電路形成面朝下而在前述基板的上面載置前述晶粒。
  10. 如請求項9之黏晶裝置，其中，更具備：載置前述拾取頭所拾取的晶粒的中間平台 前述接合頭，係從前述中間平台拾取前述晶粒，將前述晶粒的電路形成面朝上而在前述基板的上面載置前述晶粒。
  11. 如請求項10之黏晶裝置，其中，分別具備二組前述拾取頭、前述中間平台、前述驅動部。
  12. 一種半導體裝置的製造方法，其特徵係具備： (a)將保持具有晶粒的切割膠帶的晶圓環搬入的工程； (b)將具有複數的區域的基板搬入的工程；及 (c)從前述晶圓環拾取前述晶粒，將前述拾取的晶粒載置於前述基板的工程， 前述(c)工程為： 在前述基板黏合第一晶粒及第二晶粒， 以前述第一晶粒及前述第二晶粒作為基準，黏合第三晶粒， 以前述第一晶粒或前述第二晶粒及前述第三晶粒作為基準，黏合晶粒。
  13. 如請求項12之半導體裝置的製造方法，其中，前述(c)工程，係具有： (c1)在前述基板的第一處黏合前述第一晶粒的工程； (c2)相對於前述基板的中央部，在位於與前述第一處相反側的第二處黏合前述第二晶粒的工程； (c3)計測前述第一晶粒及前述第二晶粒的位置，保存該位置的工程； (c4)以前述第一晶粒及前述第二晶粒作為基準，每前述複數的區域黏合成為基準的前述第三晶粒的工程； (c5)計測前述第三晶粒的位置，保存該位置的工程； (c6)計測前述第一晶粒或前述第二晶粒及前述第三晶粒的位置的工程； (c7)根據被計測之前述保存的前述第一晶粒或前述第二晶粒及前述第三晶粒的位置與前述保存的前述第一晶粒或前述第二晶粒及前述第三晶粒的位置的差來修正黏合位置的工程； (c8)在前述區域內黏合晶粒的工程。
  14. 如請求項13之半導體裝置的製造方法，其中，前述(c6)工程係每前述(c8)工程的前述晶粒的黏合就進行。
  15. 如請求項13之半導體裝置的製造方法，其中，前述(c6)工程係每前述區域進行1次。
  16. 如請求項13之半導體裝置的製造方法，其中，前述(c6)工程係每前述區域的列進行1次。
  17. 如請求項13之半導體裝置的製造方法，其中，前述(c6)工程係每以黏合經過個數或經過時間所設定的間隔進行1次。
  18. 如請求項13之半導體裝置的製造方法，其中， 前述(c)工程係更具有將前述拾取後的晶粒上下反轉的工程， 前述(d)工程係拾取反轉後的前述晶粒，將前述晶粒的電路形成面朝下而載置於前述基板。
  19. 如請求項13之半導體裝置的製造方法，其中， 前述(c)工程係更具有將前述拾取後的晶粒載置於中間平台的工程， 前述(d)工程係從前述中間平台拾取前述晶粒，將前述晶粒的電路形成面朝上而載置於前述基板。
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