TWI823297B - 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可區別龜裂及刮痕來識別的技術。 其解決手段，黏晶裝置是具備： 將晶粒攝像的攝像裝置； 以對於前述攝像裝置的光學軸傾斜預定角度的角度來將前述晶粒照射光的照明裝置；及 控制前述攝像裝置及前述照明裝置的控制部。 前述控制部是被構成為改變來自前述照明裝置的照明光的水平方向的照射方向，而藉由前述攝像裝置來將前述晶粒複數攝像，根據攝像畫像的形成於前述晶粒的傷的亮度的變化來識別龜裂或刮痕。

Description

黏晶裝置及半導體裝置的製造方法
本案是關於黏晶裝置，例如可適用在進行晶粒的表面檢查之黏晶裝置。
在半導體裝置的製造工序的一部分有將半導體晶片(以下簡稱晶粒)搭載於配線基板或導線架(Lead frame)等(以下簡稱基板)而組合封裝的工序，在組合封裝的工序的一部分有從半導體晶圓(以下簡稱晶圓)分割晶粒的工序(切割工序)及將分割後的晶粒搭載於基板上的接合工序。被使用在接合工序的半導體製造裝置為黏晶機(die bonder)等的黏晶裝置。
在比接合工序更前面的工序，例如切割工序中，有在晶粒產生傷的情形。例如，在日本特開 2020-13841號公報(專利文獻1)是揭示藉由照射斜光照明來明亮照出對象物的暗視野方式，用攝影機的攝像來檢測出晶粒表面上的異常時，以攝像畫像來判斷該異常為傷或是異物所致者的技術。位於晶粒表面上的傷是有僅產生於藉由聚醯亞胺系樹脂等所形成的保護膜層的表層的傷(劃傷)及貫通保護膜層而到達矽層的傷。就本說明書而言，是將前者成為刮痕(scratch)，將後者稱為龜裂。 [先前技術文獻] [專利文獻]
[專利文獻1] 日本特開2020-13841號公報
(發明所欲解決的課題)
由於龜裂是到達晶粒的電路區域，因此有龜裂的元件是當作不良品處理。另一方面，像刮痕那樣的僅保護膜層表層的傷的情況是不破壞電路區域，依半導體製品的種類，有將只有刮痕的元件當作良品處理的情形。但，當不是簡單地可目視的形狀破壞性的傷，只能以顯微鏡等來觀測的小傷時，藉由專利文獻1所示的技術，以攝影機的攝像來檢測出晶粒表面上的傷時，難以用攝像畫像判斷該傷是龜裂還是刮痕。
本案的課題是在於提供一種可區別龜裂及刮痕來識別的技術。其他的課題及新穎的特徴是可由本說明書的記述及附圖明確得知。 (用以解決課題的手段)
本案之中代表性者的概要簡單說明如下述般。 亦即，黏晶裝置是具備： 將晶粒攝像的攝像裝置； 以對於前述攝像裝置的光學軸傾斜預定角度的角度來將前述晶粒照射光的照明裝置；及 控制前述攝像裝置及前述照明裝置的控制部。 前述控制部是被構成為改變來自前述照明裝置的照明光的水平方向的照射方向，而藉由前述攝像裝置來將前述晶粒複數攝像，根據攝像畫像的形成於前述晶粒的傷的亮度的變化來識別龜裂或刮痕。 [發明的效果]
若根據本案，則可區別龜裂及刮痕來識別。
以下，利用圖面說明有關實施形態及變形例。但，在以下的說明中，有對於同一構成要素附上同一符號省略重複說明的情形。另外，為了使說明更為明確，相較於實際的形態，關於各部的寬度、厚度、形狀等，圖面有模式性地表示的情況，但究竟為一例，不是限定本發明的解釋者。
圖1是表示實施形態的黏晶機的構成的概略上面圖。圖2是說明在圖1中從箭號A方向看時的概略構成的圖。
黏晶機10大致區分具有晶粒供給部1、拾取部2、中間平台部3、接合部4、搬送部5、基板供給部6、基板搬出部7及監視各部的動作控制的控制部8。Y軸方向為黏晶機10的前後方向，X軸方向為左右方向。晶粒供給部1會被配置於黏晶機10的前側，接合部4會被配置後側。在此，基板S是被印刷最後成為一個的封裝之一個或複數的製品區域(以下稱為封裝區域P)。
晶粒供給部1是具有保持晶圓11的晶圓保持台12及從晶圓11頂起晶粒D的以點線所示的頂起單元13。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。
拾取部2是具有： 拾取晶粒D的拾取頭21； 使拾取頭21移動於Y方向的拾取頭的Y驅動部23； 使夾頭(collet)22昇降、旋轉及X方向移動的未圖示的各驅動部；及 晶圓識別攝影機24。 拾取頭21是具有將被頂起的晶粒D吸附保持於前端的夾頭22，從晶粒供給部1拾取晶粒D，載置於中間平台31。拾取頭21是具有使夾頭22昇降、旋轉及X方向移動的未圖示的各驅動部。
中間平台部3是具有：暫時性地載置晶粒D的中間平台31，及用以識別中間平台31上的晶粒D的平台識別攝影機32。
接合部4是具有接合頭41、Y驅動部43及基板識別攝影機44。接合頭41是與拾取頭21同樣地具備使晶粒D吸附保持於前端的夾頭42。Y驅動部43是使接合頭41移動於Y軸方向。基板識別攝影機44是攝取基板S的封裝區域P的位置識別標記(未圖示)，識別接合位置。接合部4是從中間平台31拾取晶粒D，接合於被搬送來的基板S的封裝區域P上，或以層疊於已經被接合於基板S的封裝區域P上的晶粒上的形式接合。藉由如此的構成，接合頭41是根據平台識別攝影機32的攝像資料來修正拾取位置･姿勢，從中間平台31拾取晶粒D。然後，接合頭41是根據基板識別攝影機44的攝像資料，以在基板的封裝區域P上或已經被接合於基板S的封裝區域P上的晶粒上層疊的形式接合晶粒D。
搬送部5是具有抓住基板S搬送的基板搬送爪51及基板S移動的搬送道52。基板S是藉由以沿著搬送道52而設的未圖示的滾珠螺桿來驅動被設在搬送道52的基板搬送爪51的未圖示的螺帽而移動。藉由如此的構成，基板S是從基板供給部6沿著搬送道52而移動至接合位置，接合後，移動至基板搬出部7，將基板S交接至基板搬出部7。
控制部8是具備：儲存監視黏晶機10的各部的動作而控制的程式(軟體)之記憶體，及實行被儲存於記憶體的程式之中央處理裝置(CPU)。
其次，利用圖3來說明有關晶粒供給部1的構成。圖3是表示圖1所示的晶粒供給部的主要部的概略剖面圖。
晶粒供給部1是具備移動於水平方向(XY方向)的晶圓保持台12及移動於上下方向的頂起單元13。晶圓保持台12是具有保持晶圓環14的擴張環15及將被保持於晶圓環14黏著複數的晶粒D的切割膠帶16定位於水平的支撐環17。頂起單元13是被配置於支撐環17的內側。
晶粒供給部1是在晶粒D的頂起時，使保持晶圓環14的擴張環15下降。其結果，被保持於晶圓環14的切割膠帶16會被拉伸，晶粒D的間隔會擴大，藉由頂起單元13來從晶粒D下方頂起晶粒D，使晶粒D的拾取性提升。另外，隨著薄型化，將晶粒黏著於基板的黏著劑是從液狀成為薄膜狀，在晶圓11與切割膠帶16之間貼附被稱為固晶膜(DAF)(Die Attach Film)18的薄膜狀的黏著材料。就具有固晶膜18的晶圓11而言，切割是對於晶圓11與固晶膜18進行。因此，就剝離工序而言，是從切割膠帶16剝離晶圓11與固晶膜18。
黏晶機10是具有： 識別晶圓11上的晶粒D的姿勢之晶圓識別攝影機24； 識別被載置於中間平台31的晶粒D的姿勢之平台識別攝影機32；及 識別接合平台BS上的安裝位置之基板識別攝影機44。 必須修正識別攝影機間的姿勢偏離的是參與接合頭41的拾取的平台識別攝影機32及參與接合頭41的往安裝位置的接合的基板識別攝影機44。 就本實施形態而言，是與晶圓識別攝影機24、平台識別攝影機32及基板識別攝影機44一起使用後述的照明裝置來進行晶粒D的表面檢查。
其次，利用圖4說明有關控制部8。圖4是表示圖1所示的黏晶機的控制系的概略構成的方塊圖。控制系80是具備控制部8、驅動部86、訊號部87及光學系88。控制部8是大致區別主要具有：以CPU所構成的控制･運算裝置81、記憶裝置82、輸出入裝置83、匯流線84及電源部85。 記憶裝置82是具有： 記憶處理程式等，以RAM所構成的主記憶裝置82a；及 記憶在控制上必要的控制資料或畫像資料等，以HDD或SSD等所構成的輔助記憶裝置82b。 輸出入裝置83是具有：顯示裝置狀態或資訊等的監視器83a、輸入操作員的指示的觸控面板83b、操作監視器的滑鼠83c、及取入來自光學系88的畫像資料的畫像取入裝置83d。 又，輸出入裝置83是具有： 控制晶粒供給部1的XY平台(未圖示)或接合頭平台的ZY驅動軸等的驅動部86之馬達控制裝置83e；及 從各種的感測器取入訊號或從照明裝置等的開關等的訊號部87取入訊號或控制之I/O訊號控制裝置83f。 在光學系88是含有晶圓識別攝影機24、平台識別攝影機32、基板識別攝影機44。控制･運算裝置81是經由匯流線84來取入必要的資料運算，進行拾取頭21等的控制或將資訊傳送至監視器83a等。
控制部8是經由畫像取入裝置83d來將以晶圓識別攝影機24、平台識別攝影機32及基板識別攝影機44所攝像的畫像資料保存於記憶裝置82。藉由根據保存的畫像資料而程式化的軟體，使用控制･運算裝置81來進行晶粒D及基板S的封裝區域P的定位、以及晶粒D及基板S的表面檢查。根據控制･運算裝置81所算出的晶粒D及基板S的封裝區域P的位置，藉由軟體來經由馬達控制裝置83e作動驅動部86。依據此製程進行晶圓上的晶粒的定位，以拾取部2及接合部4的驅動部來使動作，將晶粒D接合於基板S的封裝區域P上。使用的晶圓識別攝影機24、平台識別攝影機32及基板識別攝影機44是灰色標度(gray scale)或彩色等的攝影機，將光強度數値化。晶圓識別攝影機24、平台識別攝影機32及基板識別攝影機44是亦稱為攝像裝置。
其次，利用圖5說明有關半導體裝置的製造方法之一工序的黏晶工序。圖5是說明圖1所示的黏晶機的黏晶工序的流程圖。
(晶圓裝載：工序P1) 就實施形態的黏晶工序而言，首先，控制部8是從晶圓盒取出保持晶圓11的晶圓環14而載置於晶圓保持台12，將晶圓保持台12搬送至進行晶粒D的拾取的基準位置。其次，控制部8是從藉由晶圓識別攝影機24所取得的畫像，進行微調整，使得晶圓11的配置位置會與該基準位置正確地一致。
(晶粒搬送：工序P2) 其次，控制部8是使載置晶圓11的晶圓保持台12以預定間距來間距移動，藉由保持於水平，將最初拾取的晶粒D配置於拾取位置。晶圓11是預先藉由探針等的檢查裝置來按每個晶粒檢查，產生按每個晶粒顯示良、不良的地圖資料，記憶於控制部8的記憶裝置82。成為拾取對象的晶粒D為良品或是不良品的判定是依據地圖資料來進行。控制部8是當晶粒D為不良品時，使載置晶圓11的晶圓保持台12以預定間距來間距移動，將其次拾取的晶粒D配置於拾取位置，跳過(skip)不良品的晶粒D。
(晶粒定位：工序P3) 控制部8是藉由晶圓識別攝影機24來攝取拾取對象的晶粒D的主面(上面)，從取得的畫像算出來自拾取對象的晶粒D的上述拾取位置的位置偏移量。控制部8是根據此位置偏移量使載置晶圓11的晶圓保持台12移動，將拾取對象的晶粒D正確地配置於拾取位置。
(晶粒表面檢查：工序P4) 其次，控制部8是從藉由晶圓識別攝影機24所取得的畫像來進行晶粒D的表面檢查。在此，控制部8是在判定成晶粒D的表面無問題時，前進至次工序(後述的工序P9)，但在判定成有問題時，是跳過處理或錯誤停止。跳過處理是跳過晶粒D的工序P9以後，使載置晶圓11的晶圓保持台12以預定間距來間距移動，將其次拾取的晶粒D配置於拾取位置。
(基板裝載：工序P5、基板搬送：工序P6) 控制部8是以基板供給部6將基板S載置於搬送道52。控制部8是使抓住基板S搬送的板搬送爪51移動至接合位置。
(基板定位：工序P7) 控制部8是以基板識別攝影機44來攝取基板S而根據攝像畫像來進行基板S的定位。
(基板表面檢查：工序P8) 其次，控制部8是從藉由基板識別攝影機44所取得的畫像來進行基板S的封裝區域P的表面檢查。在此，控制部8是以表面檢查來判定是否有問題，判定成在基板S的封裝區域P的表面無問題時，前進至次工序(後述的工序P9)。控制部8是在表面檢查判定成有問題時，以目視確認表面畫像，或進一步進行高感度的檢查或改變照明條件等地檢查，有問題時是跳過處理，無問題是進行次工序的處理。跳過處理是跳過往基板S的封裝區域P的該標籤的工序P10以後，在基板動工資訊中登記不良。
(拾取：工序P9、中間平台載置：工序P10) 控制部8是藉由晶粒供給部1來將拾取對象的晶粒D正確地配置於拾取位置之後，藉由包含夾頭22的拾取頭21來從切割膠帶16拾取晶粒D，載置於中間平台31。
(晶粒的位置檢查：工序P11) 控制部8是以平台識別攝影機32來攝像而進行載置於中間平台31的晶粒的姿勢偏離(旋轉偏離)的測出。控制部8是有姿勢偏離時，藉由被設在中間平台31的迴旋驅動裝置(未圖示)來使中間平台31迴旋於與具有安裝位置的安裝面平行的面而修正姿勢偏離。
(晶粒的表面檢查：工序P12) 控制部8是從藉由平台識別攝影機32所取得的畫像來進行晶粒D的表面檢查。在此，控制部8是在判定成晶粒D的表面無問題時，前進至次工序(後述的工序P13)，但在判定成有問題時，是跳過處理或錯誤停止。跳過處理是將該晶粒載置於未圖示的不良品托盤等，而跳過晶粒D的工序P13以後，使載置晶圓11的晶圓保持台12以預定間距來間距移動，將其次拾取的晶粒D配置於拾取位置。
(黏晶：工序P13) 控制部8是藉由包含夾頭42的接合頭41來從中間平台31拾取晶粒D，在基板S的封裝區域P或對已經被接合於基板S的封裝區域P的晶粒進行黏晶。
(晶粒與基板的相對位置檢查：工序P14) 控制部8是接合晶粒D之後，藉由基板識別攝影機44來將晶粒D及基板S攝像而檢查其接合位置是否正確。此時，求取晶粒的中心及標籤的中心，檢查相對位置是否正確。
(晶粒與基板的表面檢查：工序P15) 其次，控制部8是從藉由基板識別攝影機44所取得的畫像來進行晶粒D及基板S的表面檢查。在此，控制部8是在判定成晶粒D的表面無問題時，前進至次工序(後述的工序P9)，但判定成有問題時，跳過處理或錯誤停止。跳過處理是在基板動工資訊中登記不良。
(基板搬送：工序P16、基板卸載：工序P17) 以後，晶粒D會按照同樣的程序來1個1個接合於基板S的封裝區域P。若1個的基板的接合完了，則以基板搬送爪51來將基板S移動至基板搬出部7，將基板S具交接給基板搬出部7。
(晶圓卸載：工序P18) 以後，按照同樣的程序，晶粒D會1個1個從切割膠帶16剝下(工序P9)。除了不良品，若所有的晶粒D的拾取完了，則將以晶圓11的外形來保持了該等晶粒D的切割膠帶16及晶圓環14等朝晶圓盒卸載。
龜裂的表面檢查是亦可在進行晶粒位置識別的場所的晶粒供給部1、中間平台部3及接合部4的至少1處進行，但在全部之處進行更理想。若在晶粒供給部1進行，則可早檢測出龜裂。若在中間平台部3進行，則可在接合前檢測出在晶粒供給部1無法檢測出的龜裂或拾取工序以後發生的龜裂(在比接合工序更之前未表面化的龜裂)。又，若在接合部4進行，則可在層疊其次的晶粒之接合前或基板排出前檢測出在晶粒供給部1及中間平台部3無法檢測出的龜裂(在比接合工序更之前未表面化的龜裂)或接合工序以後發生的龜裂。
其次，利用圖6及圖7說明有關表面檢查的照明。圖6是表示基板識別攝影機的照明裝置的配置的圖。圖7是說明圖6的照明裝置的移動的模式圖。
如圖6所示般，對於晶粒D的表面垂直地配置基板識別攝影機44。亦即，使光學軸對於晶粒D的表面垂直。照明裝置45是斜光照明，以對於光學軸預定的角度(入射角(θ))來照射至晶粒D。此照明光IL的入射角(θ)是理想為未滿45度，更理想是5~15度。又，如圖7所示般，照明裝置45是以光學軸為中心軸，可旋轉移動於水平面內。在此，圖7是在晶粒D的表面上顯示傷K。
在此，利用圖8說明有關刮痕及龜裂。圖8是說明刮痕與龜裂的概念圖。
刮痕Ks是以某衝突物CLL削去表面的方式產生。雖此時的衝突壓力所致，但可想像衝突物CLL會在接近晶粒D的表面的區域移動於晶粒D的表面上的同時稍微地邊跳躍邊衝突。龜裂Kc是例如從晶粒D的下部施加壓力PRS，以配合晶粒D的層疊構造或矽的結晶方向來成長的方式產生，容易形成於接近沿著晶粒D的邊的方向之方向。
換言之，刮痕Ks是深度比較淺的虛線狀的傷(劃痕傷)。刮痕Ks是發生在位於晶粒D的表面上的傷K之中藉由聚醯亞胺系樹脂等所形成的保護膜層等的表層附近。相對的，龜裂Kc是連續的線狀的傷，比刮痕Ks更深。龜裂Kc是貫通保護膜層，到達矽層。另外，刮痕Ks是在背面研削工序等特定的工序，產生於晶圓表面。
其次，利用圖9(a)、圖9(b)、圖10(a)及圖10(b)來說明有關刮痕Ks與龜裂Kc的可視化依據照明的照射方向而不同的機構(mechanism)。圖9(a)是表示對於刮痕從右側斜上方照射照明光時的圖。圖9(b)是表示對於刮痕從正面側斜上方照射照明光時的圖。圖10(a)是表示對於龜裂的龜裂方向垂直的方向從右側斜上方照射照明光時的圖。圖10(b)是表示對於龜裂的龜裂方向平行的方向從正面側斜上方照射照明光時的圖。
以照射照明光IL來明亮照出傷的暗視野方式觀察時，傷的可視化是藉由在微細的傷(的內部的)側面的光的反射來進行。刮痕Ks是側面未連續，因此各個的1點的傷是側面獨立，朝向全部的方向(多方向)。因此各個的傷是幾乎不依照明光的照射方向而可視化，從哪個方向照射照明光皆可看見。
另一方面，龜裂Kc是其傷會連續直線狀地產生，因此側面也連續，傷會比刮痕Ks更依照明光的照射方向而可視化。因此，在水平方向，藉由從與龜裂Kc的龜裂所延伸的方向不同的方向照射照明光，使光照到側面。若從與龜裂Kc的龜裂所延伸的方向接近垂直的方向照射照明光，則可效率佳地將光反射。另一方面，若在水平方向，與龜裂Kc的龜裂方向平行地照射光，則光會不照到側面，結果龜裂Kc不太看得見。
其次，利用圖11及圖12說明有關刮痕Ks與龜裂Kc的判別方法。圖11是表示對於刮痕改變照明光的照射方向時的傷的亮度的圖。圖12是表示對於龜裂改變照明光的照射方向時的傷的亮度的圖。
控制部8是如圖7所示般使照明裝置45旋轉，藉此使照明光IL的水平方向的照射方向旋轉。然後，控制部8是藉由基板識別攝影機44來按照明裝置45的水平方向的每個預定角度或任意的角度間隔攝取晶粒D而取得複數的攝像畫像。此時，如圖11及圖12所示般，攝像畫像的刮痕Ks及龜裂Kc的亮度是皆變化，但比起刮痕Ks的亮度的變化量，龜裂Kc的亮度的變化量大。以對於最高的亮度的比例等來決定臨界值(Bth)，控制部8是將成為臨界值(Bth)以下或未滿者判定成龜裂Kc，將成為超過臨界值(Bth)或以上者判定成刮痕Ks。如上述般，龜裂Kc是容易形成於接近沿著晶粒D的邊的方向之方向，因此照射方向是如圖7的直線的箭號所示般，只要至少對於晶粒D的一邊大致垂直的方向及與該方向大致垂直的方向的二方向即可。例如，即使龜裂Kc被形成於與沿著晶粒D的邊的方向不同的方向，也因為來自上述的二方向的照射所致的龜裂的亮度的差會比刮痕Ks的亮度的差更大，所以判定為可能。
若根據本實施形態，則由於利用與刮痕Ks及龜裂Kc的形狀相關聯的反射特性的不同，因此可判別刮痕Ks及龜裂Kc。藉此，可使黏晶機的檢查機能的判別能力提升。又，可根據判定的結果，將龜裂Kc當作不良品處理，將刮痕Ks當作良品處理。藉此，可使黏晶機所組合的製品的成品率提升。又，刮痕Ks時是不以錯誤呼叫(error call)等來停止裝置的生產動作，可繼續生產，因此可使處理能力提升。
表面檢查的晶圓識別攝影機24及平台識別攝影機32的照明裝置也與照明裝置45同樣的構成。另外，在定位及位置檢查的晶圓識別攝影機24、平台識別攝影機32及基板識別攝影機44的照明裝置是例如使用同軸照明。
＜變形例＞ 以下，舉幾個例子表示關於實施形態的代表性的變形例。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，有關如此的部分的說明可在技術上不矛盾的範圍內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13說明有關第一變形例的照明裝置。圖13是說明第一變形例的照明裝置的圖。
照明裝置45是亦可不如實施形態般使旋轉。第一變形例的照明裝置45是藉由環狀的斜光照明所構成，構成可分割成複數的區域45a~45h來分別獨立控制點燈/熄燈。亦可藉由變更照明裝置45的點燈位置，改變照明光的照射方向來觀察傷的亮度。在圖13中是顯示將環狀的斜光照明分割成八個區域的例子，但不限於此。照明光的水平方向的照射方向是至少對於晶粒D的一邊大致垂直的方向及與該方向大致垂直的方向的二方向即可，分割的數量亦可為四個。
(第二變形例) 利用圖14說明有關第二變形例的照明裝置。圖14是說明第二變形例的照明裝置的圖。
照明裝置45是亦可不是旋轉軌跡狀或圓形。如圖般，第二變形例的照明裝置45是以2方向的長條照明45j，45k所構成，亦可分別點亮長條照明45j，45k，觀察該時的傷的亮度的變化。照明光的水平方向的照射方向是對於晶粒D的一邊大致垂直的方向及與該方向大致垂直的方向的二方向。就第二變形例而言，是以2方向的長條照明為例說明，但亦可為4方向的長條照明。
(第三變形例) 利用圖15說明有關第三變形例的照明裝置。圖15是說明第三變形例的照明裝置的圖。
第三變形例的照明裝置45是光對於晶粒D的入射方向會將入射角θ設為一定，使水平方向變化。另外，入射角(θ)是亦可依據刮痕Ks或龜裂Kc而適當變化。如上述般，入射角(θ)是理想為未滿45度，更理想為5~15度，因此在該範圍內使入射角(θ)變化。將使變化後的入射角(θ)固定且使水平方向的入射方向變化。例如，首先，將入射角(θ)固定於第一角度(θ1)(θ=θ1)，使照明裝置45在水平面內旋轉而使水平方向的入射方向變化來觀察傷的亮度的變化。其次，將入射角(θ)固定於第二角度(θ2) (θ=θ2)，使照明裝置45在水平面內旋轉而使水平方向的入射方向變化來觀察傷的亮度的變化。在此，θ1＜θ2。藉此，可將龜裂Kc的亮度的差設為比實施形態更大。
(第四變形例) 第四變形例的照明裝置45是亦可使光對於晶粒D的波長變化。光的波長是比在表面保護膜(例如聚醯亞胺膜)持有吸收區域的綠色更短的波長為理想，亦可為紫外光區域。藉此，使到達的光量藉由表面保護膜(例如聚醯亞胺膜)的吸收，在位於保護膜下的龜裂Kc與位於上表面的刮痕Ks給予更大的差，可更擴大來自龜裂Kc及刮痕Ks的反射光的亮度的差。
又，此情況的光的入射角(θ)是亦可為比45度大的角度。這是為了更拉長光到達保護膜下的光的光路，使在到達至保護膜下的龜裂Kc與表面的刮痕Ks的光的量產生更大的差，可更擴大各個的反射光的亮度的差。
又，進一步亦可為2個以上的光的入射角(θ)，分別在未滿45度是通常的白色可視光，在比45度更大的角度是以比在表面保護膜(例如聚醯亞胺膜)持有吸收區域的綠色更短的波長來按照明裝置45的水平方向的每個預定角度或任意的角度間隔攝取晶粒D而取得複數的攝像畫像。藉此，可更不使龜裂Kc的測出率降低，判別刮痕Ks與龜裂Kc。
以上，根據實施形態及變形例具體說明本案者們所研發的發明，但本案是不被限定於上述實施形態及變形例，當然可為各種變更。
例如，就實施形態而言，是在晶粒位置識別之後進行晶粒外觀檢查識別，但亦可在晶粒外觀檢查識別之後進行晶粒位置識別。
又，就實施形態而言，是在晶圓的背面貼附DAF，但亦可無DAF。
又，就實施形態而言，是分別具備1個拾取頭及接合頭，但亦可分別為2個以上。又，就實施形態而言，是具備中間平台，但亦可無中間平台。此情況，拾取頭與接合頭是亦可兼用。
又，就實施形態而言，是以晶粒的表面為上而接合，但亦可拾取晶粒後使晶粒的表背反轉，以晶粒的背面為上而接合。此情況，中間平台是亦可不設。此裝置是稱為覆晶黏晶機(Flip Chip Bonder)。
10:黏晶機(黏晶裝置) 44:基板識別攝影機(攝像裝置) 45:照明裝置 8:控制部 D:晶粒 K:傷 Kc:龜裂 Ks:刮痕
[圖1]是表示實施形態的黏晶機的構成例的概略上面圖。 [圖2]是說明在圖1中從箭號A方向看時的概略構成的圖。 [圖3]是表示圖1所示的晶粒供給部的主要部的概略剖面圖。 [圖4]是表示圖1所示的黏晶機的控制系的概略構成的方塊圖。 [圖5]是說明圖1所示的黏晶機的黏晶工序的流程圖。 [圖6]是表示基板識別攝影機的照明裝置的配置的圖。 [圖7]是說明圖6所示的照明裝置的移動的模式圖。 [圖8]是說明有關刮痕與龜裂的概念圖。 [圖9(a)]是表示對於刮痕從右側斜上方照射照明光時的圖，[圖9(b)]是表示對於刮痕從正面側斜上方照射照明光時的圖。 [圖10(a)]是表示對於龜裂的龜裂方向垂直的方向從右側斜上方照射照明光時的圖，[圖10(b)]是表示對於龜裂的龜裂方向平行的方向從正面側斜上方照射照明光時的圖。 [圖11]是表示在晶粒有刮痕時的照明光的照射方向與傷的亮度的圖。 [圖12]是表示在晶粒有龜裂時的照明光的照射方向與傷的亮度的圖。 [圖13]是說明第一變形例的照明裝置的圖。 [圖14]是說明第二變形例的照明裝置的圖。 [圖15]是說明第三變形例的照明裝置的圖。
45:照明裝置
D:晶粒
IL:照明光
K:傷

Claims (15)

  1. 一種黏晶裝置，其特徵係具備：將晶粒攝像的攝像裝置；以對於前述攝像裝置的光學軸傾斜預定角度的角度來將前述晶粒照射光的照明裝置；及控制前述攝像裝置及前述照明裝置的控制部，前述控制部係被構成為改變來自前述照明裝置的照明光的水平方向的照射方向，而藉由前述攝像裝置來將前述晶粒複數攝像，根據攝像畫像的形成於前述晶粒的傷的亮度的變化來識別龜裂或刮痕，前述照射方向係至少包含對於前述晶粒的一邊大致垂直的方向及與該方向大致垂直的方向的二方向。
  2. 如請求項1的黏晶裝置，其中，前述控制部係被構成為將有被形成於前述晶粒的傷的亮度形成預定值以下的畫像的情況識別為龜裂。
  3. 如請求項2的黏晶裝置，其中，前述控制部係被構成為將有被形成於前述晶粒的傷的亮度形成預定值以上的畫像的情況識別為刮痕。
  4. 如請求項1的黏晶裝置，其中，前述控制部係被構成為藉由使前述照明裝置旋轉於水平方向來改變照明光的水平方向的照射方向。
  5. 如請求項1的黏晶裝置，其中，藉由由可獨立地點燈及熄燈的複數的區域所形成的環照明裝置來構成前述照明裝置， 前述控制部係被構成為藉由使前述複數的區域之中特定的區域點燈來改變照明光的水平方向的照射方向。
  6. 如請求項1的黏晶裝置，其中，藉由可獨立地點燈及熄燈的複數的長條照明裝置來構成前述照明裝置，前述控制部係被構成為藉由使前述複數的長條照明裝置之中特定的長條照明裝置點燈來改變照明光的水平方向的照射方向。
  7. 如請求項4的黏晶裝置，其中，前述控制部係被構成為藉由變更前述照明裝置的入射角，使旋轉於水平方向，來改變照明光的垂直方向及水平方向的照射方向。
  8. 如請求項1的黏晶裝置，其中，更具備晶粒供給部，其係具有用以保持貼附前述晶粒的切割膠帶的晶圓環夾具，前述控制部係利用前述攝像裝置及前述照明裝置來將被貼附於前述切割膠帶的前述晶粒攝像。
  9. 如請求項1的黏晶裝置，其中，更具備接合頭，其係將前述晶粒接合於基板或已被接合的晶粒上，前述控制部係利用前述攝像裝置及前述照明裝置來將被接合於前述基板或晶粒上的晶粒攝像。
  10. 如請求項1的黏晶裝置，其中，更具備：拾取前述晶粒的拾取頭；及 載置前述被拾取的晶粒的中間平台，前述控制部係利用前述攝像裝置及前述照明裝置來將被載置於前述中間平台上的晶粒攝像。
  11. 一種半導體裝置的製造方法，其特徵係包含：基板搬入工序，其係將基板搬入至黏晶裝置，該黏晶裝置係具備：將晶粒攝像的攝像裝置；以對於前述攝像裝置的光學軸傾斜預定角度的角度來將前述晶粒照射光的照明裝置；及控制前述攝像裝置及前述照明裝置的控制部，前述控制部係被構成為改變來自前述照明裝置的照明光的水平方向的照射方向，而藉由前述攝像裝置來將前述晶粒複數攝像，根據攝像畫像的形成於前述晶粒的傷的亮度的變化來識別龜裂或刮痕，前述照射方向係至少包含對於前述晶粒的一邊大致垂直的方向及與該方向大致垂直的方向的二方向；晶圓搬入工序，其係搬入用以保持貼附晶粒的切割膠帶的晶圓環夾具；拾取工序，其係拾取前述晶粒；及接合工序，其係將被拾取的前述晶粒接合於前述基板或已被接合於前述基板的晶粒上。
  12. 如請求項11的半導體裝置的製造方法，其中，前述拾取工序係將被拾取的前述晶粒載置於中間平台，前述接合工序係拾取被載置於前述中間平台的晶粒。
  13. 如請求項11的半導體裝置的製造方法，其中，進一步，在前述拾取工序之前，包括利用前述攝像裝置及前述照明裝置來進行前述晶粒的表面檢查之工序。
  14. 如請求項11的半導體裝置的製造方法，其中，進一步，在前述拾取工序之後，包括利用前述攝像裝置及前述照明裝置來進行前述晶粒的表面檢查之工序。
  15. 如請求項12的半導體裝置的製造方法，其中，進一步，在前述拾取工序之後，前述接合工序之前，包括利用前述攝像裝置及前述照明裝置來進行前述晶粒的表面檢查之工序。
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Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
TW201430969A (zh) * 2013-01-23 2014-08-01 Shinkawa Kk 黏晶裝置以及利用此裝置的半導體晶粒的破損檢測方法
US20150059957A1 (en) * 2013-09-03 2015-03-05 Kulicke & Soffa Industries, Inc. Systems and methods for measuring physical characteristics of semiconductor device elements using structured light
US20190067059A1 (en) * 2017-08-23 2019-02-28 Samsung Electronics Co., Ltd. Semiconductor manufacturing apparatus and method of manufacturing semiconductor device using the same
TW201911448A (zh) * 2017-05-18 2019-03-16 日商捷進科技有限公司 半導體製造裝置及半導體裝置的製造方法
TW202101604A (zh) * 2019-03-22 2021-01-01 日商捷進科技有限公司 半導體製造裝置及半導體裝置的製造方法

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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP7102271B2 (ja) 2018-07-17 2022-07-19 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

Patent Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
TW201430969A (zh) * 2013-01-23 2014-08-01 Shinkawa Kk 黏晶裝置以及利用此裝置的半導體晶粒的破損檢測方法
US20150059957A1 (en) * 2013-09-03 2015-03-05 Kulicke & Soffa Industries, Inc. Systems and methods for measuring physical characteristics of semiconductor device elements using structured light
TW201911448A (zh) * 2017-05-18 2019-03-16 日商捷進科技有限公司 半導體製造裝置及半導體裝置的製造方法
US20190067059A1 (en) * 2017-08-23 2019-02-28 Samsung Electronics Co., Ltd. Semiconductor manufacturing apparatus and method of manufacturing semiconductor device using the same
TW202101604A (zh) * 2019-03-22 2021-01-01 日商捷進科技有限公司 半導體製造裝置及半導體裝置的製造方法

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