TWI442491B - Grain bonding machine and semiconductor manufacturing method - Google Patents

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TWI442491B
TWI442491B TW100107718A TW100107718A TWI442491B TW I442491 B TWI442491 B TW I442491B TW 100107718 A TW100107718 A TW 100107718A TW 100107718 A TW100107718 A TW 100107718A TW I442491 B TWI442491 B TW I442491B
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Masamichi Kihara
Yoshiaki Kishi
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Hitachi High Tech Instr Co Ltd
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Description

晶粒接合機及半導體製造方法
本發明係關於晶粒接合機及半導體製造方法,其係有關可靠性高的晶粒接合機及半導體製造方法。
將晶粒(半導體晶片)搭載於配線基板或導線架等基板並組成裝封裝的製程之一部分,有一從晶圓吸附晶粒並將晶粒接合在基板之晶粒接合製程。
晶粒接合製程中,必須在基板的接合面正確地接合晶粒。然而,為了容易接合,基板面被加熱至大約80℃~250℃之高溫。由於高溫或輻射熱而產生構成構件的位置偏離等,以致無法將晶粒接合在正確位置。
用以解決這種問題的先前技術,有專利文獻1。專利文獻1的課題在於來自高溫接合平台、因為輻射熱,而使檢測接合位置的照相機和接合工具的位置之差(偏離量)係隨時有變化。為了解決此課題,專利文獻1中,將設置在接合平台附近的基準構件當作基準點,檢測其偏差量以進行修正接合位置。
[先行技術文献]
[專利文獻]
[專利文獻1]日本特開2001-203224號公報
然而,近來的晶粒接合機之定位精確度因為晶粒微小化,而有10μm高精確度之要求,進一步由於TSV(Thought Silicon Via)等3維安裝技術發達而高達數μm。因而,必須開發能以高精確度定位之技術。又,專利文獻1的課題之外,還有因為基板或支承基板的接合平台等的熱膨脹,而使基板側的接合位置偏離漸成問題。
本發明係鑑於上述課題而研發者,本發明之目的在於提供一種能正確地接合晶粒且可靠性高的晶粒接合機及半導體製造方法。
本發明係為了達成上述目的,至少具有以下特徵。
本發明係具有以下構件做為第1特徵:接合頭,係從晶圓吸附晶粒且接合於基板;定位機構,係具有第1調整機構用以將前述晶粒的位置以預定精確度進行前述定位,且將前述接合頭進行定位;定位控制部,係控制前述定位機構;及第2調整機構,係設置在前述接合頭,藉由比前述第1調整機構還高的精確度進行調整前述晶粒的位置。
又,本發明係以前述第2調整機構具有致動器做為第2特徵,該致動器係從複數方向對前述接合頭的前端部軸作用,使其以預定變位移動。
再者,本發明係以將前述致動器設置在與接合前述晶粒的面平行之面、或與接合的面具有角度之面的任一者,做為第3特徵。
再者,本發明係以前述致動器為壓電元件或超磁致伸縮元件做為第4特徵。
又,本發明係以設置有復原力手段做為第5特徵,該復原力手段係自前述複數方向的相對方向,產生使前述變位回復成原狀的復原力。
再者,本發明係以具有以下步驟做為第6特徵:利用接合頭從晶圓吸附晶粒的步驟;藉由第1調整機構以預定精確度調整前述晶粒的位置,藉由第2調整機構以比前述第1調整機構還高的精確度調整前述晶粒的位置,進行前述接合頭定位的步驟:及前述接合頭將前述晶粒接合於基板的步驟。
根據本發明,可提供一種能正確地接合晶粒的可靠性高的晶粒接合機及半導體製造方法。
以下,根據圖式說明本發明之實施形態。
圖1係從上方看本發明的一實施形態之晶粒接合機10的概念圖。晶粒接合機10大致具有晶圓供給部1、基板供給.搬運部5、晶粒接合部3及控制該等的控制部4。
晶圓供給部1係具有晶圓卡匣升降機11和拾取裝置12。晶圓卡匣升降機11係具有充填有晶圓環的晶圓卡匣(無圖示),且依序將晶圓環供給至拾取裝置12。拾取裝置12係移動晶圓環而能從晶圓環拾取所要的晶粒。
基板供給.搬運部5係具有堆疊裝料機51、框架送料機(frame feeder)52及卸料機53。堆疊裝料機51係將黏接晶粒的基板(例如導線架)供給至框架送料機52。框架送料機52係透過框架送料機52上的2個處理位置而將基板搬運至卸料機53。卸料機53係保管被搬運來的基板。
晶粒接合部3係具有預成型部31和接合頭部32。預成型部31係將晶粒黏接劑塗布在利用框架送料機52搬運來的基板上。接合頭部32係從拾取裝置12拾取晶粒並上升,使晶粒移動至框架送料機52上的接合點為止。而且,接合頭部32係於接合點使晶粒下降,並使晶粒接合在塗布有晶粒黏接劑的基板上。
圖2係具有具本發明之特徵的接合位置修正裝置50的接合頭部32之實施形態的概略構成圖。接合位置修正裝置50大致具有:位置偏離檢測部20,係用以檢測接合位置偏離量;接合頭41的定位機構60;及定位控制部4p,係設在控制部4內部,該控制部4係由位置偏離檢測部20根據資料等而控制定位機構60。
接合頭部32係除了接合位置修正裝置50以外,還具有:接合頭41,係利用前端的吸附具(collet)41c吸附保持晶粒D並進行接合;基板位置檢測攝像照相機42(以下簡稱位置檢測照相機),係用以檢測導線架的位置以便進行基板亦即導線架45的對位;固定平台43,係用以支承或固定接合頭41和位置檢測照相機42;移動機構47,係用以使固定平台43朝XY方向移動;及用以保持導線架45的接合平台(以下簡稱平台)44。此外,52係框架送料機,其係形成用以搬運導線架45的基板供給.搬運部5。
定位機構60係具有由2維粗調整移動機構41m和前述移動機構47所構成的3維粗調整機構61及後述圖3所示之微調整機構62,該2維粗調整移動機構41m係構成接合頭41,並使吸附具41c升降(朝Z方向移動),使吸附具41c相對於固定平台43而朝Y方向移動。而且,根據後述位置偏離檢測部20所測得之位置偏離量,進行接合頭41(吸附具41c)的位置粗調整或微調整。若3維粗調整機構61係例如藉由馬達或滾珠螺桿(無圖示)等構成,則其精確度和接合速度之關係為10μm。因而,粗調整、微調整的分攤係由3維粗調整機構61進行至10μm,由微調整機構62將一位的μm調整至數μm。
又,上述實施形態係將3維粗調整機構的自由度分散於固定平台43和接合頭41,但亦可全部由固定平台43或接合頭41具有。
圖3係顯示本實施形態中的微調整機構62的實施例1之圖。圖3中,圖3(a)係顯示從箭號H(參照圖2)所示之從Y軸大約45度方向看到的微調整機構62之立體圖,圖3(b)係顯示俯視圖。微調整機構62係具有X軸微調整機構62X和Y軸微調整機構62Y,該X軸微調整機構62X係將接合頭41的前端部軸41j朝與X軸平行地推動,而將吸附具41c(接合頭41)的X方向位置進行微調整,該Y軸微調整機構62Y係將前端部軸41j朝與Y軸平行地推動,而將吸附具41c的Y方向位置進行微調整。此外,41h係設置在前端部軸41j前端的吸附具保持部。
X軸微調整機構62X和Y軸微調整機構62Y係各自具有:具有致動器的致動器部62Xa、62Ya、及用以支承致動器部的支承棒62Xs、62Ys。又,X軸微調整機構62X和Y軸微調整機構62Y係以可調整方式安裝在微調整機構固定部62k,該微調整機構固定部62k係以可調整微調整機構62的方式固定在3維粗調整移動機構61。本實施例係使用壓電元件當作致動器,施加對應必要移動量之電壓,進行朝向目的位置之微調整。做為致動器除了壓電元件以外,可考慮超磁致伸縮元件等。
微調整機構62的實施例1中,調整方向係與接合面平行,由於分別分攤在X軸、Y軸,因此具有安裝容易且調整也容易之優點。
接著,回到圖2,說明關於位置偏離檢測部20。位置偏離檢測部20係具有:基準標記形成光源(以下簡稱光源)21,係將顯示基準位置的基準標記KM形成在導線架45上;處理位置照相機22,係於使吸附具41c降下之前,拍攝基準標記KM和接合位置(以下稱為處理位置)45b;及兩台位置修正攝像照相機(以下簡稱位置修正照相機)23、24,係於使吸附具41c降下時,拍攝位於處理位置45b正上方的接合頭41的前端部和基準標記KM。本實施例中,將處理位置照相機22兼用為基板位置檢測照相機42。又,光源21只要是如雷射光源般能以光點狀照射者即可。再者,構成位置偏離檢測部20的處理位置照相機22等係透過彼等的支承部28,而被固定於晶粒接合機10的構造構件27。圖2中,為了使圖式易於觀看而省略位置修正照相機23的支承部28。此外,以虛線表示的45s係顯示包含處理位置45b和基準標記KM之處理位置周邊區域。在處理位置45b,於晶粒D的對角線上形成有2處L字狀的辨識圖案45p1、45p2。
圖4係顯示兩台位置修正照相機23、24的配置之圖。圖4(a)係從上部看兩台位置修正照相機23、24之圖。圖4(b)係從側面看位置修正照相機23或24之圖。如圖4(a)所示,兩台位置修正照相機23、24係配置成彼此為90度的位置。又,如圖4(b)所示,兩台位置修正照相機23、24係以角度θ從斜向對於導線架45拍攝至少包含基準標記KM和處理位置45b之處理位置周邊區域45s。
根據以上構成,使用圖5、圖6說明圖2的實施形態中的本發明之特徵亦即接合的處理流程。圖5係顯示接合頭41吸附晶粒並來到處理位置上側時開始的處理流程圖。圖6係顯示圖5的處理流程中的攝像畫面之圖。
首先,於接合頭41使晶粒D降下至處理位置45b之前,藉由處理位置照相機22拍攝包含基準標記KM和處理位置45b之處理位置周邊區域45s(步驟1)。圖6(a)係顯示此狀態之攝像畫面。圖6(a)之狀態中,導線架因為加熱而膨脹。因而,從圖6(a)得到的處理位置45b之位置座標係包含熱膨脹之影響的位置座標。
在處理位置45b,於晶粒D的對角線上形成有2處L字狀的辨識圖案45p1、45p2。將基準標記KM的中心點當作原點,藉由畫像處理求出該2處辨識圖案45p1、45p2的位置座標(步驟2)。接著,從2處辨識圖案45p1、45p2的位置座標求出處理位置45b的中心位置45c的位置座標(步驟3)。將該中心位置45c的座標位置當作第1中心座標。將該第1中心座標45c1和2處辨識圖案45p1、45p2的位置座標分別設定為(X1、Y1),(Xp11、Yp11),(Xp21、Yp21),則第1中心座標係以通式(1)、通式(2)求出。
X1=(Xp11+Xp21)/2 (1)
Y1=(Yp11+Yp21)/2 (2)
接著,求出接合頭41的移動量(步驟4)。式(1)、式(2)的位置座標係從處理位置照相機22看到的位置座標。接合頭41和處理位置照相機22之間會有偏移,因此從接合頭41看到的位置座標必須改變。因此,將其偏移量設定為(Xh、Yh),則從接合頭41看到的中心位置45c的位置座標((Xhi、Yhi)為通式(3)、通式(4)。
Xhi=X1+Xh (3)
Yhi=Y1+Yh (4)
接著,使接合頭41移動至以通式(3)、通式(4)所示之位置,使保持著晶粒D的吸附具41c向著處理位置45b降下(步驟5)。接合頭41的移動時間和晶粒D的降下時間非常短。因此,在此期間大致沒有導線架45的熱膨脹造成之形狀變化或偏移量變化。因而,若無來自偏移量的初期值變動或時間系列變動,則藉由前述晶粒D之降下,即可將晶粒D接合在當作目標值之處理位置45b。
然而,實際上,偏移量會因為導線架45的加熱機構造成的輻射熱等而改變。因此,修正其偏移量變化。為此,在即將接合之前停止,檢測晶粒的降下位置和處理位置45b之偏差量。首先,於停止狀態下,藉由兩台位置修正照相機23、24拍攝包含基準標記KM和處理位置45b之處理位置周邊區域45s(步驟6)。
圖6(b)、圖6(c)係顯示藉由各位置修正照相機23、24拍攝到的狀態。不從正上方藉由處理位置照相機22拍攝該攝像的理由,第一是因為吸附具41c覆蓋處理位置45b,無法辨識辨識圖案45p1、45p2。又,第二是在圖2中似乎可以拍攝到吸附具41c,但實際上吸附具41c亦為接合頭41的機構所阻礙,而無法從正上方看到。因此,為了能拍攝到晶粒D或吸附具41c,而以圖4(b)所示之角度θ拍攝。實際上是接合晶粒D,因此較佳為能夠拍攝晶粒D本身的角度。拍攝晶粒本身時,角度每每變小,但將多於的角度θ縮小時,畫像的變形會變大而失去位置檢測精確度,因此在此期間調節角度。
接著,於停止狀態下,藉由畫像處理求出與2處辨識標記對應的晶粒D的隅角之位置座標(步驟7)。本實施例1係為了求出晶粒D的隅角之位置座標,而使用了位置修正照相機23、24兩台。其理由如下。從斜向拍攝時,從位置修正照相機23、24看到的各X軸方向、Y軸方向,其每一畫素的長度會因為位置而不同,但Y軸方向、X軸方向不變。因此,如圖6(b)所示,根據由位置修正照相機23拍攝到的資料,藉由將基準標記KM的中心當作基準的座標系來檢測晶粒D的X方向位置座標,如圖6(c)所示,根據由位置修正照相機24拍攝到的資料,藉由將基準標記KM的中心當作基準的座標系來檢測晶粒D的Y方向位置座標。因而,圖2的實施形態係利用拍攝側的隅角來代用與辨識圖案45p1、45p2對應的晶粒D而能檢測。
從該晶粒D的隅角位置座標求出晶粒D的中心位置,亦即處理位置45b的中心位置45c之中心座標(步驟8)。將該中心座標當作第2中心座標45c2。該第2中心座標45c2的(X2、Y2)係根據圖6(b)及圖6(c)而為通式(5)及通式(6)。
X2=(Xd1+Xd2)/2 (5)
Y2=(Yd1+Yd2)/2 (6)
接著,根據由通式(1)及通式(2)求出的第1中心座標,及由通式(5)及通式(6)求出的第2中心座標,求出通式(7)及通式(8)所示之接合位置的偏差量(修正量)(ΔX、ΔY)(步驟9)。
ΔX=X2-X1 (7)
ΔY=Y2-Y1 (8)
接著,例如首先藉由3維粗調整機構61將該偏差量減少至大約10μm(步驟10),再藉由微調整機構62將剩下的一位μm之調整減少至數μm,再接合於導線架(基板)45(步驟11)。
最後,使吸附具41c上升,移行至下一晶粒之接合處理(步驟12)。
此外,以通式(7)、通式(8)求出的該偏差量係從接合頭41看到時的偏差量,因此可舉出以下兩種原因。第一是如前述因為輻射熱造成的接合頭41和處理位置照相機22之間的偏移量之偏差量。第二是接合頭41和位置修正照相機23、24之間的輻射熱造成的偏移量之偏差量。然而,第二原因係藉由同一畫像以基準標記為原點而求出位置座標,因此例如即使產生偏移量之偏差,仍可自行修正。因而,原因為第一點。
以上說明中,係使用設置在處理位置45b的對角線上之2處L字狀的辨識圖案45p1、45p2當作辨識圖案。以上說明中,最後是藉由處理位置、亦即接合位置的中心位置45c來求出修正量,因此L字狀的辨識圖案45p1、45p2為假設的考慮,處理位置的中心位置45c的×(×號)狀等一個辨識圖案亦可。
根據以上說明的實施形態,導線架45的高溫所造成的導線架45本身之熱膨脹,及處理位置照相機22、位置修正照相機23、24及接合頭41之偏移量可一起修正變動,而能提供可將晶粒正確地接合之可靠性高的晶粒接合機。
又,根據以上說明的實施形態,藉由使用具有壓電元件或超磁致伸縮元件等微調整機構當作致動器,可得到數μm之接合精確度。
其結果為藉由使用本晶粒接合機,能提供可靠性高的半導體製造方法。
接著,使用圖6、圖7說明微調整機構62其他的實施例。其他實施例中,對於功能性達到相同目的者,附加相同符號。
圖7係於圖3所示之實施例1中,顯示在致動器部62Xa、62Ya推動的前端部軸41j之相反側配置有彈簧62Xb、62Yb的實施例2之圖。通常壓電元件伸張時會產生力,但沒有回到原狀時的拉伸(復原)力。因而,實施例2的微調整機構62A係設計成在前端部軸41j具有彈力性,當壓電元件收縮時,利用前端部軸41j本身復原。亦可使用彈性體來取代彈簧62Xb、62Yb的彈力性。亦可在致動器部62Xa、62Ya的相反側配設與致動器部62Xa、62Ya相同的機構,各自成對朝X、Y方向雙方向移動來取代彈力性。
此外,使用超磁致伸縮元件當作致動器時,由於超磁致伸縮元件能帶來朝雙方向變位,因此可利用改變變位方向而回到原來的位置,或朝新的方向賦予變位。
根據實施例2,可進一步確實地進行接合位置之微調整,而能得到數μm之接合精確度。其結果為藉由使用本晶粒接合機,能提供可靠性高的半導體製造方法。
圖8係於實施例1中,將致動器部62Xa、62Ya與接合面水平地配置,但本實施例3係將62Xa、62Ya以斜向配置。實施例3的微調整機構62B可制止致動器部62Xa、62Ya朝水平方向伸出,因此能達成接合頭41之小型化。
實施例3中,亦可確實地進行接合位置之微調整,而能得到數μm之接合精確度。其結果為藉由使用本晶粒接合機,能提供可靠性高的半導體製造方法。
以上是在微調整機構62、62A、62B配設兩台致動器,朝X、Y方向賦予變位,但亦可配設3台以上,例如配設成彼此為120度或90度的位置且使前端部軸41j作用。
又,以上實施形態係以高溫或輻射熱造成構成構件的位置偏離為例,說明妨礙高精確度接合之要因,但無論其要因為何,本發明之微調整機構可適用於微調整其位置偏離的接合之高精確度定位。
如以上己說明本發明之實施形態,但本發明係只要不超出其宗旨之範圍則包含各種代替例、修正或變形者。
1...晶圓供給部
3...晶粒接合部
4...控制部
5...基板供給‧搬運部
10...晶粒接合機
20...位置偏離檢測部
21...基準標記形成光源(光源)
22...處理位置照相機
23、24、25...位置修正攝像照相機(位置修正照相機)
31...預成型部
32...接合頭部
41...接合頭
41c...吸附具
41j...接合頭的前端部軸
42...位置檢測照相機
43...固定平台
44...接合平台(平台)
45...導線架
45b...接合位置(處理位置)
45c...處理位置的中心位置
45p1、45p2...辨識圖案
45s...包含處理位置和基準標記之處理位置周邊區域
47...移動機構
50...接合位置修正裝置
60...定位機構
61...3維粗調整機構
62...微調整機構
62k...微調整機構固定部
62X...X軸微調整機構
62Y...Y軸微調整機構
62Xs、62Ys...支承棒
62Xa、62Ya...致動器部
D...晶粒
KM...基準標記
θ...由位置修正攝像照相機的導線架面所成的角
圖1係從上方看本發明的一實施形態之晶粒接合機的概念圖。
圖2係具有具本發明的特徵之接合位置修正裝置的接合頭部之實施形態的概略構成圖。
圖3係顯示本實施形態中的微調整機構的實施例1之圖。
圖4係顯示本實施形態中的兩台位置修正照相機的配置之圖。
圖5係顯示接合頭吸附晶粒並來到接合位置上側時開始的處理流程圖。
圖6係顯示圖5的處理流程中的攝像畫面之圖。
圖7係顯示本實施形態中的微調整機構的實施例2之圖。
圖8係顯示本實施形態中的微調整機構的實施例3之圖。
41c...吸附具(collet)
41h...吸附具保持部
41j...前端部軸
62...微調整機構
62k...微調整機構固定部
62X...X軸微調整機構
62Xa、62Ya...致動器部
62Xs、62Ys...支承棒
62Y...Y軸微調整機構

Claims (15)

  1. 一種晶粒接合機,其特徴在於具有:接合頭,係從晶圓吸附晶粒且接合於基板;定位機構,係具有第1調整機構,用以將前述晶粒的位置以預定精確度進行定位,與第2調整機構,設置在前述接合頭,藉由比前述第1調整機構還高的精確度進行調整前述晶粒的位置,且將前述接合頭進行定位;定位控制部,係控制前述定位機構;基準標記,係設置在基板或前述基板附近;第1攝像手段,設置在遠離前述接合頭之位置,用於拍攝前述基準標記和設置在前述基板的接合位置之辨識圖案;第2攝像手段,在前述接合頭使前述晶粒降下至即將裝配於前述基板的裝配前位置之位置,拍攝前述基準標記和前述接合頭的前端部;及位置偏離檢測手段,係根據藉由前述第1及前述第2攝像手段所得之攝像資料,在前述裝配前位置檢測前述前端部的位置偏離量,前述定位控制部,係利用前述第1調整機構及前述第2調整機構,或利用前述第2調整機構,來修正前述位置偏離量並將前述接合頭進行定位。
  2. 如申請專利範圍第1項之晶粒接合機,其中,前述第2攝像手段,相對於前述基板的平面係具有預定的角度,而拍攝前述基準標記和前述接合頭的前端部。
  3. 如申請專利範圍第1或2項之晶粒接合機,其中,前述辨識圖案係設置在預定位置,以使前述晶粒裝配至前述基板時,前述辨識圖案的圖案中心位置會與前述前端部的中心位置一致,前述位置偏離檢測手段,係依據前述第1攝像手段的拍攝結果,以前述基準標記的中心點為原點來求出前述辨識圖案的中心位置,且依據前述第2攝像手段的拍攝結果,以前述基準標記的中心點為原點來求出前述前端部的中心位置,並檢測出前述前端部的前述位置偏離量,以作為前述辨識圖案的中心位置和前述前端部的中心位置之差。
  4. 如申請專利範圍第1或2項之晶粒接合機,其中,前述辨識圖案被設置之預定位置,係為與前述前端部的對角線相對應之線上的位置。
  5. 如申請專利範圍第1或2項之晶粒接合機,其中,前述前端部,係為被前述接合頭吸附之前述晶粒,或為保持前述晶粒的吸附具。
  6. 如申請專利範圍第1或2項之晶粒接合機,其中,前述基準標記,係由能夠照射成光點狀之光源所形成。
  7. 如申請專利範圍第1或2項之晶粒接合機,其中,前述第1攝像手段係兼作為第3攝像手段,該第3攝像手段是拍攝前述基板以便進行前述基板的對位。
  8. 如申請專利範圍第1或2項之晶粒接合機,其中,前述第2調整機構具有致動器,其係從複數方向對前述接 合頭的前述前端部的軸作用,使其以預定變位移動。
  9. 如申請專利範圍第8項之晶粒接合機,其中,前述致動器係壓電元件或超磁致伸縮元件的任一者。
  10. 如申請專利範圍第8項之晶粒接合機,其中,設置有復原力手段,其係自前述複數方向的相對方向,產生使前述預定變位回復成原狀的復原力。
  11. 一種半導體製造方法,其特徵在於具有:利用接合頭從晶圓吸附晶粒的步驟;藉由第1調整機構以預定精確度調整前述晶粒的位置之第1調整步驟;藉由第2調整機構以比前述第1調整機構還高的精確度調整前述接合頭的前端部的位置之第2調整步驟;拍攝設置在基板或前述基板附近的基準標記,和設置在前述基板的接合位置的辨識圖案之第1攝像步驟;令前述接合頭使前述晶粒降下至即將裝配於前述基板的裝配前位置之步驟;在前述裝配前位置,拍攝前述基準標記和前述前端部之第2攝像步驟;根據藉由前述第1及前述第2攝像手段所得之攝像資料,在前述裝配前位置檢測前述前端部的位置偏離量之位置偏離檢測步驟;利用前述第1調整步驟及前述第2調整步驟,或利用前述第2調整步驟,來修正前述位置偏離量並將前述接合頭進行定位之定位步驟;及 前述接合頭將前述晶粒接合於基板的步驟。
  12. 如申請專利範圍第11項之半導體製造方法,其中,前述第2攝像步驟,係相對於前述基板的平面以預定的角度,拍攝前述基準標記和前述接合頭的前端部。
  13. 如申請專利範圍第11或12項之半導體製造方法,其中,前述辨識圖案係設置在預定位置,以使前述晶粒裝配至前述基板時,前述辨識圖案的圖案中心位置會與前述前端部的中心位置一致,前述位置偏離檢測步驟,係依據前述第1攝像步驟的拍攝結果,以前述基準標記的中心點為原點來求出前述辨識圖案的中心位置,且依據前述第2攝像步驟的拍攝結果,以前述基準標記的中心點為原點來求出前述前端部的中心位置,並檢測出前述前端部的前述位置偏離量,以作為前述辨識圖案的中心位置和前述前端部的中心位置之差。
  14. 如申請專利範圍第11或12項之半導體製造方法,其中,前述辨識圖案被設置之預定位置,係為與前述前端部的對角線相對應之線上的位置。
  15. 如申請專利範圍第11或12項之半導體製造方法,其中,前述前端部,係為被前述接合頭吸附之前述晶粒,或為保持前述晶粒的吸附具。
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Families Citing this family (25)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP2343165A1 (en) * 2010-01-07 2011-07-13 Nederlandse Organisatie voor toegepast -natuurwetenschappelijk onderzoek TNO System and method for picking and placement of chip dies
JP5789436B2 (ja) * 2011-07-13 2015-10-07 ファスフォードテクノロジ株式会社 ダイボンダ
KR101445123B1 (ko) * 2013-01-31 2014-10-01 (주) 예스티 웨이퍼 상에 칩을 정밀하게 본딩하기 위한 장치
JP6166069B2 (ja) * 2013-03-15 2017-07-19 ファスフォードテクノロジ株式会社 ダイボンダ及びコレット位置調整方法
US9165902B2 (en) 2013-12-17 2015-10-20 Kulicke And Soffa Industries, Inc. Methods of operating bonding machines for bonding semiconductor elements, and bonding machines
TWI567859B (zh) * 2014-02-10 2017-01-21 新川股份有限公司 安裝裝置及其偏移量修正方法
CN103801787B (zh) * 2014-02-28 2016-05-25 成都先进功率半导体股份有限公司 一种焊片机装置及其焊片方法
KR102238649B1 (ko) * 2014-09-16 2021-04-09 삼성전자주식회사 반도체 칩 본딩 장치
US9847313B2 (en) * 2015-04-24 2017-12-19 Kulicke And Soffa Industries, Inc. Thermocompression bonders, methods of operating thermocompression bonders, and horizontal scrub motions in thermocompression bonding
US9812349B2 (en) * 2015-12-01 2017-11-07 Lam Research Corporation Control of the incidence angle of an ion beam on a substrate
CN105810624A (zh) * 2016-05-05 2016-07-27 先进光电器材(深圳)有限公司 晶片自动校正装置
TWI602260B (zh) * 2016-12-28 2017-10-11 梭特科技股份有限公司 晶粒定位裝置
CN106505141A (zh) * 2016-12-29 2017-03-15 深圳市微恒自动化设备有限公司 一种固晶机及固晶方法
US10050008B1 (en) * 2017-01-24 2018-08-14 Asm Technology Singapore Pte Ltd Method and system for automatic bond arm alignment
CN108986167B (zh) * 2017-06-05 2022-01-11 梭特科技股份有限公司 置晶设备的校正方法及使用该方法的置晶设备
JP7010633B2 (ja) * 2017-09-19 2022-01-26 ファスフォードテクノロジ株式会社 半導体製造装置および半導体装置の製造方法
CN108155124A (zh) * 2017-12-25 2018-06-12 北京中电科电子装备有限公司 一种芯片贴装装置及方法
TWI744849B (zh) 2019-04-15 2021-11-01 日商新川股份有限公司 接合裝置以及接合頭的移動量補正方法
JP7377655B2 (ja) * 2019-09-19 2023-11-10 ファスフォードテクノロジ株式会社 ダイボンディング装置および半導体装置の製造方法
TWI775198B (zh) * 2019-12-17 2022-08-21 日商新川股份有限公司 半導體裝置的製造裝置以及半導體裝置的製造方法
US11540399B1 (en) * 2020-04-09 2022-12-27 Hrl Laboratories, Llc System and method for bonding a cable to a substrate using a die bonder
KR102296306B1 (ko) * 2020-04-27 2021-09-06 성일기업(주) 자동차 시트의 사이드브라켓 성형용 프레스기 제어방법
CN113787276A (zh) * 2021-09-30 2021-12-14 苏州艾科瑞思智能装备股份有限公司 一种自适应调整水平度的封装机焊头
CN114388418B (zh) * 2021-12-28 2022-12-13 凌波微步半导体设备(常熟)有限公司 一种半导体焊线机的闭环位置补偿方法及系统
CN116013818B (zh) * 2023-02-23 2023-10-20 深圳市金誉半导体股份有限公司 一种SiC封装结构及封装方法

Family Cites Families (12)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR0161436B1 (ko) * 1995-09-16 1999-02-01 이대원 다이 본딩 장치
JP3298810B2 (ja) * 1997-07-09 2002-07-08 株式会社新川 ダイボンディング装置
JP2001203224A (ja) 2000-01-19 2001-07-27 Sony Corp 樹脂封止装置
JP4167790B2 (ja) 2000-03-10 2008-10-22 東レエンジニアリング株式会社 チップ実装装置
US20030106210A1 (en) * 2000-05-22 2003-06-12 Yoshiyuki Arai Chip-mounting device and method of alignment
KR101065899B1 (ko) 2002-04-04 2011-09-19 토레이 엔지니어링 컴퍼니, 리미티드 얼라이먼트 방법 및 그 방법을 이용한 실장 방법
US6605491B1 (en) * 2002-05-21 2003-08-12 Industrial Technology Research Institute Method for bonding IC chips to substrates with non-conductive adhesive
JP2005235903A (ja) * 2004-02-18 2005-09-02 Matsushita Electric Ind Co Ltd 部品実装装置と実装方法
JP2007115851A (ja) 2005-10-19 2007-05-10 Toshiba Corp 半導体部品の位置検査方法、位置検査装置および半導体装置の製造方法
JP4964522B2 (ja) * 2006-07-12 2012-07-04 ヤマハ発動機株式会社 スクリーン印刷装置
US8037918B2 (en) * 2006-12-04 2011-10-18 Stats Chippac, Inc. Pick-up heads and systems for die bonding and related applications
KR20090019568A (ko) 2007-08-21 2009-02-25 삼성전자주식회사 다이 본더와 이를 이용한 다이 본딩 방법

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