TWI831245B - 半導體製造裝置 - Google Patents

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TWI831245B
TWI831245B TW111122358A TW111122358A TWI831245B TW I831245 B TWI831245 B TW I831245B TW 111122358 A TW111122358 A TW 111122358A TW 111122358 A TW111122358 A TW 111122358A TW I831245 B TWI831245 B TW I831245B
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semiconductor
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黒澤哲也
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日商鎧俠股份有限公司
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Abstract

在半導體製造裝置中，控制器是在第1期間，至少藉由第1吸附構造，經由捲帶來使半導體晶片吸附於表面的狀態下，使接合工具相對地接近平台。控制器是在第2期間，一邊將從接合工具往半導體晶片的加壓力維持於目標壓力，一邊將接合工具的溫度控制於第1目標溫度。第2期間是接續於第1期間的期間。控制器是在第3期間，以從接合工具往半導體晶片的加壓力會被維持於目標壓力的方式，相對地控制接合工具及平台的距離，且將接合工具的溫度控制於第2目標溫度。第3期間是接續於第2期間的期間。第2目標溫度是比第1目標溫度高的溫度。

Description

半導體製造裝置
本實施形態是有關半導體製造裝置。
[關聯申請案的引用]
本申請案是享有2019年9月17日申請的日本專利申請號碼2019-168748的優先權的權利，該日本專利申請的全內容是在本申請案中被援用。
在接合半導體晶片的半導體製造裝置中，使捲帶(薄膜)介於接合工具的表面與半導體晶片之間，接合工具會隔著捲帶推壓半導體晶片，藉此經由複數的凸塊電極來接合於基板。此時，最好適當地進行接合。
若根據本實施形態，則提供一種具有平台、接合工具及控制器的半導體製造裝置。平台是具有載置面。在載置面是載置基板及半導體晶片。半導體晶片是應經由複數的凸塊電極來接合於基板的晶片。接合工具是具 有表面及第1吸附構造以及第2吸附構造。表面是與載置面對向的面。第1吸附構造是被配置於第1區域。第1區域是重疊於表面的半導體晶片的區域。第2吸附構造是被配置於第2區域。第2區域是表面的第1區域的周圍的區域。控制器是在第1期間，至少藉由第1吸附構造，經由捲帶來使半導體晶片吸附於表面的狀態下，使接合工具相對地接近平台。控制器是在第2期間，一邊將從接合工具往半導體晶片的加壓力維持於目標壓力，一邊將接合工具的溫度控制於第1目標溫度。第2期間是接續於第1期間的期間。控制器是在第3期間，以從接合工具往半導體晶片的加壓力會被維持於目標壓力的方式，相對地控制接合工具及平台的距離，且將接合工具的溫度控制於第2目標溫度。第3期間是接續於第2期間的期間。第2目標溫度是比第1目標溫度高的溫度。控制器是在第4期間，在解除根據第1吸附構造及第2吸附構造的吸附之狀態下，使接合工具相對地遠離平台。第4期間是接續於第3期間的期間。
以下，參照附圖，詳細說明實施形態的半導體製造裝置。另外，並非藉由該等的實施形態來限定本發明。
(第1實施形態)
第1實施形態的半導體製造裝置是進行經由以黏著樹脂(底部填充劑(underfill))填埋間隙的複數的凸塊電極來將半導體晶片熱壓接於配線基板上而構成半導體裝置的覆晶(flip chip)安裝。半導體製造裝置是進行使捲帶(薄膜)介於半導體晶片背面(與被施作電路的面相反的背面)與熱壓接工具(以下稱為接合工具)之間的FAB(Film Assist Bonding)。藉此，使在熱壓接時從晶片的外形擠出的黏著樹脂不會附著於接合工具。
在FAB，介於覆晶時的接合工具與半導體晶片之間的捲帶會因接合工具的熱而有在捲帶起皺紋的情形。從晶片的外形擠出的黏著樹脂傳播於捲帶的皺紋，有顯著地冒出的情形。亦即，在使用FAB的覆晶安裝中，在晶片外周的基板上，因為捲帶的皺紋，在基板上產生黏著樹脂的一部分冒出的帶狀物(fillet)(以下稱為冒出帶狀物)、在與晶片分離的地方島狀地產生帶狀物(以下稱為離島帶狀物)。亦即，冒出的帶狀物、在與晶片分離的地方產生的島狀的帶狀物是在捲帶垂下而接觸於基板的狀態下，黏著樹脂傳播於捲帶及基板表面而在與基板接觸的地方產生。因此，無法取得安定的黏著樹脂的擠出，發生晶片的剝離等，或黏著樹脂往鄰接晶片或鄰接零件污染造成不良的可能性有。
於是，本實施形態是在半導體製造裝置中，藉由一面控制為從在比晶片用的吸附構造更外側設有捲帶用的吸附構造的接合工具往晶片的加壓力會形成一定，一面控制為從平台往晶片的加熱會以2階段進行，謀求接合的順利及藉此的捲帶的皺紋的減低。
具體而言，在覆晶時應加壓半導體晶片的接合工具中，在半導體晶片所應接觸的區域設置晶片用的吸附構造，在該區域的外側設置捲帶用的吸附構造。在半導體晶片(的電極焊墊)是接合凸塊電極。使捲帶介於接合工具及半導體晶片之間，以捲帶用的吸附構造來吸附捲帶。然後，在捲帶開鑿連通至晶片用的吸附構造的空間的孔，經由該孔來使半導體晶片以晶片用的吸附構造吸附。在此狀態下，使吸附半導體晶片的接合工具接近基板或載置有預先黏著劑會在預定的位置部分地覆蓋(塗佈或被貼附)的基板的平台，使半導體晶片上的凸塊電極接觸於基板上的配線。然後，一邊將從接合工具往半導體晶片的加壓力維持於目標壓力，一邊將接合工具的溫度控制於第1目標溫度。藉此，介於半導體晶片與基板的配線之間的凸塊電極會適度地變形，而凸塊電極與基板的接觸面積會分別被確保。然後，一邊將從接合工具往半導體晶片的加壓力維持於目標壓力，一邊將接合工具的溫度控制於比第1目標溫度高的第2目標溫度。此時，可在凸塊電極與基板的接觸面積被確保的狀態下凸塊電極熔融，因此可抑制凸塊電極往周邊熔出，凸塊電極與基板的接合可順利地進行。又，由於除了進行將加壓力維持於目標壓力的控制，還可藉由2階段的加熱來抑制凸塊電極的急劇的變形，可抑制從接合工具往半導體晶片的壓力的急劇的變動，因此可抑制捲帶的皺紋的產生。而且，將接合工具的溫度維持預定時間於第2目標溫度之後，解除根據晶片用的吸附構造的半導體晶片的吸附，在該狀態下使接合工具遠離平台。然後，解除根據捲帶用的吸附構造的捲帶的吸附，傳送捲帶。藉此，可一面以捲帶用的吸附構造來吸附保持捲帶，一邊順利地進行半導體晶片往基板的接合，一邊可抑制從接合工具往半導體晶片的加壓力急劇地變動。此結果，可減低接合時的捲帶的皺紋，可提升使用FAB的覆晶安裝的安裝可靠度。
更具體而言，半導體製造裝置1是如圖1所示般構成。圖1是表示半導體製造裝置1的構成的圖。
半導體製造裝置1是具有平台10、接合工具20、控制器30、驅動機構41、驅動機構42、發送捲筒51、捲取捲筒52、捲帶53、溫度感測器61、加壓感測器62、配管系91、配管系92、真空裝置81、及真空裝置82。以下，將與平台10的表面10a垂直的方向設為Z方向，將在與Z方向垂直的面內互相正交的2方向設為X方向及Y方向。
平台10是在其表面10a的-Y側的區域配置針部11，在表面10a的+Y側的區域載置基板100。又，即使針部11未被配置於平台10，平台10與針部的單元區別也無妨。基板100是亦被稱為配線基板或印刷電路基板(PCB)。基板100是在被載置於平台10的表面10a的姿勢，在表面100a的對應於半導體晶片的凸塊電極的位置具有基板的SR (solder resist)開口100a1，100a2。表面100a是基板100的+Z側的主面。在孔100a1，100a2的底面100a11，100a21是配置有應接合半導體晶片的凸塊電極的配線101a、101b。基板100的表面100a、基板的SR(solder resist)開口100a1，100a2的底面100a11，100a21、及配線101a、101b是以黏著樹脂(底部填充劑(underfill))110來部分地覆蓋。黏著樹脂110是例如亦可為NCP(Non Conducting Paste)，或亦可為NCF(Non Conducting Film)。並且，在NCF中，亦可不是部分地覆蓋基板側，而是覆蓋預先半導體晶片側的電極被施作的晶片表面(全面)。
平台10是埋入加熱器等的加熱元件12。加熱元件12是按照根據控制器30的控制，經由平台10來加熱基板100。
接合工具20是吸附固定半導體晶片。接合工具20是藉由被配置於其+Z側的接合頭(未圖示)來以吸附等保持。接合工具20是比半導體晶片的大小更大，被賦予可將捲帶53吸附於比半導體晶片的大小更大的外周位置的吸附構造。當被吸附固定於接合工具20的半導體晶片被接合於基板100時，加熱元件12是經由基板100來加熱半導體晶片200及接合工具20。另外，加熱元件是亦可取代平台10埋入至接合頭內。此時，加熱元件是經由接合工具20來加熱半導體晶片200。
接合工具20是例如具有圖2A~圖2C所示般的構成。圖2A是表示接合工具的構成的平面圖，圖2B是表示接合工具的構成的正面圖，圖2C是表示接合工具的構成的側面圖。接合工具20是具有基底部21及突起部22。接合工具20是亦可從一個材料實施切削加工等，具有基底部21及突起部22。此情況基底部21與突起部22是一體的工具。
基底部21是具有沿著XY方向延伸的板形狀。基底部21是亦可具有XY平面視大致矩形狀。突起部22是在基底部21的表面21a隆起成台座狀。表面21a是基底部21的+Z側的主面。
突起部22是被配置於基底部21的表面21a的包含中心的區域，亦可被固定於基底部21的表面21a。突起部22是亦可XY平面視具有大致矩形狀。突起部22是具有表面22a、吸附構造(第1吸附構造)23、吸附構造(第2吸附構造)24。表面22a是突起部22的+Z側的主面。表面22a是具有區域RG1及區域RG2。區域RG1是在接合工具20吸附半導體晶片時應重疊於半導體晶片的區域。區域RG2是區域RG1的周圍的區域。
吸附構造23是被配置於區域RG1。吸附構造23是吸附半導體晶片。例如，吸附構造23是具有如圖3A及圖3B所示般的構成。圖3A是表示接合工具的突起部的構成的擴大平面圖，圖3B是表示接合工具的突起部的構成的擴大剖面圖，顯示以A-A線切斷圖3A的構成時的剖面。
吸附構造23是具有複數的吸附孔23a~23c及吸附溝23d。各吸附孔23a~23c是沿著Z方向延伸，貫通突起部22及基底部21。複數的吸附孔23a~23c是沿著Y方向配列。吸附溝23d是被配置於突起部22的表面22a，以能夠在+Z側聯絡複數的吸附孔23a~23c之方式沿著Y方向延伸。
吸附構造24是被配置於區域RG2。吸附構造24是吸附存在於半導體晶片的外周的捲帶。吸附構造24是具有複數的吸附孔24a~24p。各吸附孔24a~24p是沿著Z方向延伸，貫通突起部22及基底部21。複數的吸附孔24a~24p是被配列為包圍區域RG1。複數的吸附孔24a~24p是沿著區域RG1的外緣配列。
圖1所示的驅動機構41及驅動機構42是按照根據控制器30的控制，可將平台10及接合工具20相對地移動於X方向、Y方向及Z方向。例如，驅動機構41是按照根據控制器30的控制，可將平台10移動於X方向及Y方向。驅動機構42是按照根據控制器30的控制，亦可將平台10予以Z方向的移動。
發送捲筒51是在接合工具20的-Y側，比接合工具20更若干靠+Z側配置。捲取捲筒52是在接合工具20的+Y側，比接合工具20更若干靠+Z側配置。在接合工具20的突起部22的前端(吸附半導體晶片的表面22a側)，以黏著樹脂110不會附著於接合工具20的突起部22的表面22a之方式，捲筒狀地被捲起於接合頭的兩側。亦即，捲帶53會在介於接合工具20的突起部22的表面22a的狀態下設置。
藉此，藉由發送捲筒51與捲取捲筒52之間的捲帶53被配置為接觸於接合工具20的突起部22的表面22a，張力會作用於捲帶53。
發送捲筒51是捲起未被使用於接合的捲帶53。發送捲筒51是按照根據控制器30的控制，可送出捲帶53。捲取捲筒52是按照根據控制器30的控制，可捲取捲帶53。捲取捲筒52是每一個半導體晶片的安裝結束，旋轉而捲取捲帶53。捲帶53是被夾於接合工具20的突起部22的表面22a與半導體晶片(參照圖7A)之間，防止半導體晶片被安裝於基板100時黏著樹脂110附著於接合工具20的突起部22的表面22a。
溫度感測器61是被配置於接合頭的保持接合工具20的表面。又，亦有被埋入至接合工具20內的情況。溫度感測器61是檢測接合工具20的溫度，將檢測結果供給至控制器30。
加壓感測器62是被配置於接合工具20或接合頭。加壓感測器62是當接合工具20吸附固定半導體晶片時，檢測從接合工具20往半導體晶片的加壓力，將檢測結果供給至控制器30。
配管系91是對應於吸附構造23，被配置於吸附構造23與真空裝置81之間。配管系91是具有複數的排氣管91a~911。排氣管91a~91c是被連通至吸附構造23的空間。排氣管91a~91c是分別被連通至吸附孔23a~23c。排氣管911是被配置於排氣管91a~91c與真空裝置81之間。
真空裝置81是按照根據控制器30的控制，經由配管系91來將吸附構造23的空間真空排氣。真空裝置81是將從吸附孔23a~23c經由排氣管91a~91c排氣的氣體予以經由排氣管911排氣。配管系91是與配管系92獨立設置。亦即，真空裝置81是不經由配管系92，而經由配管系91來將吸附構造23的空間真空排氣。
配管系92是對應於吸附構造24，被配置於吸附構造24與真空裝置82之間。配管系92是具有複數的排氣管92a~92o，921。排氣管92a~92o，921是被連通至吸附構造24的空間。排氣管92a~92o是分別被連通至吸附孔24a~24p。排氣管921是被配置於排氣管92a~92o與真空裝置82之間。
真空裝置82是按照根據控制器30的控制，經由配管系92來將吸附構造24的空間真空排氣。真空裝置82是將從吸附孔24a~24p經由排氣管92a~92o排氣的氣體予以經由排氣管921排氣。配管系92是與配管系91獨立設置。亦即，真空裝置82是不經由配管系91，而經由配管系92來將吸附構造24的空間真空排氣。但，製造裝置的構造上困難時，即使配管系92是被構成為與配管系91合流，以和配管系91相同的真空裝置81來真空排氣也無妨。
半導體製造裝置1是進行經由以黏著樹脂110填埋間隙的複數的凸塊電極來將半導體晶片(參照圖7A)熱壓接於基板100上而構成半導體裝置的覆晶安裝。半導體製造裝置1是進行使捲帶53介於半導體晶片的背面與接合工具20之間的FAB(Film Assist Bonding)。
在FAB，介於覆晶時的接合工具20與半導體晶片之間的捲帶53會因接合工具20的熱而有在捲帶53起皺紋的情形。從半導體晶片200的外形擠出的黏著樹脂110，如圖4所示般，傳播於捲帶53(參照圖1)的皺紋，有顯著地冒出的情形。圖4是表示半導體裝置的安裝狀態的圖。亦即，在使用FAB的覆晶安裝中，在半導體晶片200外周的基板100上，因為捲帶53的皺紋，產生黏著樹脂110的冒出帶狀物110a、離島帶狀物110b。亦即，冒出帶狀物110a、離島帶狀物110b是在捲帶53垂下而接觸於基板100的狀態下，黏著樹脂110傳播於捲帶53而在接觸於基板100的地方產生。因此，無法取得安定的黏著樹脂110的擠出，發生半導體晶片從基板100剝離等，或黏著樹脂110往鄰接晶片或鄰接零件污染造成不良的可能性有。
相對於此，在半導體製造裝置1中，除了吸附構造23，還設有吸附構造24，因此即使在半導體晶片200的外側(亦即區域RG1的外側)亦可吸附捲帶53，可抑制捲帶53的皺紋的產生。藉此，可提升使用FAB的覆晶安裝的安裝可靠度。
並且，用以將吸附構造24的空間真空排氣的配管系92會與用以將吸附構造23的空間真空排氣的配管系91形成不同系統。藉此，可彼此獨立進行吸附構造24的空間的真空排氣及吸附構造23的空間的真空排氣，可將配管系92從配管系91獨立而在適於捲帶53的吸附的時機真空排氣等，藉此可抑制捲帶53的皺紋的產生。
其次，利用圖5~圖9B來說明有關使用半導體製造裝置1的半導體裝置的製造方法。圖5是表示半導體裝置的製造方法的流程圖。圖6A是表示導體裝置的製造方法的立體圖，圖6B~圖7B、圖9A~圖9B是表示半導體裝置的製造方法的工程剖面圖。圖8是表示半導體裝置的製造方法的時間圖。
在圖6A顯示預先以預定的軌跡來塗佈黏著樹脂110的基板100及其一部分的擴大部。在圖6A中，舉例表示在包含對應於複數的半導體晶片的複數的矩形區域的基板100中，以沿著各矩形區域的對角線的軌跡來塗佈黏著樹脂110的情況。基板100是被投入至半導體製造裝置1。半導體製造裝置1是用以覆晶安裝半導體晶片的裝置。被投入的基板100是被搬送至藉由加熱元件12來加溫的平台(熱壓接平台)10(S1)。
將半導體晶圓貼附於切割捲帶來進行切割，單片化成複數的半導體晶片，從切割捲帶剝離被單片化的半導體晶片200(S2)。
如圖6B所示般，以接合工具20的吸附構造23，24來真空吸附捲帶53(S4)。在該被吸附固定的捲帶53，如圖6C所示般，以預定的配置來用針部(pin)11開孔53a~53c(S5)。然後，進行從搬送系往接合工具20的半導體晶片的交接，如圖7A所示般，將半導體晶片200予以經由捲帶53的孔53a~53c及接合工具20的吸附孔23a~23c來從背面200b真空吸附固定(S6)。在半導體晶片200中，表面200a是形成元件的圖案的面，背面200b是與表面200a相反側的面。在半導體晶片200的表面200a是配置有電極焊墊，在該電極焊墊是接合凸塊電極210。
為了熱壓接被吸附的半導體晶片200及被搭載於平台10的基板100，而進行基板100的對準及半導體晶片200的對準(S7)，以被指定的位置與條件(荷重、溫度、時間)來熱壓接半導體晶片200及基板100。
在熱壓接中，控制器30會監視加壓力(荷重)、接合工具溫度、吸附壓力及時間，使能夠以預先被指定的條件來動作。控制器30是每熱壓接(常時)進行監視。並且，以預先被指定的荷重(加壓力)、接合工具溫度、吸附壓力來切換介於半導體晶片200與接合工具20之間的捲帶53吸附的ON/OFF，將半導體晶片200熱壓接於基板100。
例如，其條件是如圖8所示般指定。在圖8中，縱軸表示值的大小，橫軸表示時間。在圖8是舉例表示根據驅動機構42的目標Z位置Zh、接合工具20的目標溫度Th、根據接合工具20的目標加壓力Fh、配管系91，92的目標真空度Ph。目標Z位置Zh是可藉由：控制器30從驅動機構42接受Z軸移動量的資訊，根據該Z軸移動量，調整應指示驅動機構42的Z軸移動量而控制。目標溫度Th是可藉由：控制器30根據在溫度感測器61檢測的溫度，調節加熱元件12的加熱量而控制。目標加壓力Fh是可藉由：控制器30根據在加壓感測器62檢測的加壓力，調節驅動機構42的Z軸移動量而控制。控制器30是當對應於目標加壓力Fh的驅動機構42的Z軸移動量與對應於目標真空度Ph的驅動機構42的Z軸移動量不同時，可優先對應於目標加壓力Fh的驅動機構42的Z軸移動量。目標真空度Ph是可藉由：控制器30調節真空裝置81，82的動作而控制。
從比期間TP1更前面起(亦即從S4起)，真空裝置81，82會被運轉，配管系91，92的真空度會被控制成目標真空度Ph=P1(＞0)。亦即，配管系91，92會被控制成減壓狀態。
在期間TP1，如在圖7A中以點線的箭號所示般，使接合工具20高速地下降於-Z方向(S8)，使接合工具20接近平台10，至半導體晶片200的-Z側的凸塊電極210接觸於黏著樹脂110的位置為止。
在期間TP2，一旦凸塊電極210接觸於黏著樹脂110，則將接合工具20的下降速度若干緩和，使接合工具20以該緩和的速度下降於-Z方向(S9)。如圖7B所示般，使接合工具20接近平台10，至半導體晶片200的-Z側的凸塊電極210接觸於基板100的孔100a1，100a2的底的位置為止。
在期間TP3，一邊將從接合工具20往半導體晶片200的加壓力維持於圖8所示的目標壓力Fh=F1，一邊將接合工具20控制於圖8所示的目標溫度Th=T1(S10)。
在期間TP4，以從接合工具20往半導體晶片200的加壓力會被維持於目標壓力Fh=F1的方式，相對地控制接合工具20及平台10的距離，且將接合工具20的溫度控制於目標溫度Th=T2(＞T1)(S10)。亦即，如在圖9A中以點線的箭號所示般，以加壓力會被維持於目標壓力Fh=F1的方式，將接合頭的Z位置控制於+Z方向或-Z方向。在圖8是舉例表示有關慢慢地在+Z方向控制接合頭的Z位置的情況。
在期間TP5，如在圖9B中以點線的箭號所示般，在該狀態下使接合工具20上昇至+Z方向(S11)，使接合工具20相對地遠離平台10。解除接合頭的根據吸附構造23，24的吸附(S12)。亦即，停止真空裝置81，82的運轉，解除配管系91，92的減壓狀態。然後，如在圖9B中以一點劃線的箭號所示般，從發送捲筒51到捲取捲筒52，預定量捲取捲帶53，使新的捲帶53會位於接合頭的突起部22的表面22a的-Z側(S13)。又，解除接合後的根據吸附構造23，24的吸附的時機及使接合頭遠離平台的時機是可依據半導體晶片大小等來任意地改變。
至半導體基板的取量部分(指定部分)的半導體晶片被處理為止(在S14為Yes)，重複S2~S13。一旦半導體基板的取量部分(指定部分)的半導體晶片被處理，形成無應處理的其他的晶片的狀態(在S14為No)，則半導體基板內的全部的半導體晶片的熱壓接結束，結束後的半導體基板會從裝置釋出(S15)，被搬運至其次的工程。
如以上般，本實施形態是在半導體製造裝置1中，一面控制為從在比晶片用的吸附構造23更外側設有捲帶用的吸附構造24的接合工具20往晶片的加壓力會形成一定，一面控制為從平台10往晶片的加熱會以2階段進行。藉此，可順利接合，因此可減低捲帶53的皺紋。此結果，可取得安定的黏著樹脂的擠出，可抑制晶片的剝離，可抑制黏著樹脂往鄰接晶片或鄰接零件的污染。
另外，接合工具120的吸附構造124是如圖10A所示般，除了複數的吸附孔24a~24p，亦可更具有吸附溝124q。圖10A是表示第1實施形態的第1變形例的接合工具120的構成的圖。吸附溝124q是沿著區域RG1的外緣延伸。吸附溝124q是亦可以能夠聯絡複數的吸附孔24a~24p之方式包圍區域RG1而延伸。吸附溝124q的寬度是XY平面視，大致等於各吸附孔24a~24p的直徑。藉由此構成，也即使在半導體晶片的外側(亦即區域RG1的外側)亦可吸附捲帶53，可抑制捲帶53的皺紋的產生。
或，接合工具220的吸附構造224是如圖10B所示般，相對於圖10A所示的構成，亦可為吸附孔24a~24p被間拔的構成。圖10B是表示第1實施形態的第2變形例的接合工具220的構成的圖。在圖10B中，舉例表示複數的吸附孔24a~24p每隔1個被間拔的構成。藉由此構成，也即使在半導體晶片的外側(亦即區域RG1的外側)亦可吸附捲帶53，可抑制捲帶53的皺紋的產生。
或，接合工具320的吸附構造324是如圖11A所示般，相對於圖10A所示的構成，亦可為被變更為吸附溝324q的寬度比各吸附孔24a~24p的直徑更窄的構成。圖11A是表示第1實施形態的第3變形例的接合工具320的構成的圖。藉由此構成，也即使在半導體晶片的外側(亦即區域RG1的外側)亦可吸附捲帶53，可抑制捲帶53的皺紋的產生。
或，接合工具420的吸附構造424是如圖11B所示般，相對於圖10A所示的構成，亦可為吸附溝124q被二分割成吸附溝424q1，424q2的構成。圖11B是表示第1實施形態的第4變形例的接合工具420的構成的圖。各吸附溝424q1，424q2的寬度是XY平面視，大致等於各吸附孔24a~24p的直徑。吸附溝424q1，424q2是XY平面視，具有彼此開口端相向的大致U字形狀。吸附溝424q1是以能夠聯絡吸附孔24m~24p，24a~24d的方式沿著大致橫U字形狀延伸。吸附溝424q2是以能夠聯絡吸附孔24f~24l的方式沿著大致橫U字形狀延伸。在吸附溝424q1及吸附溝424q2之間是配置有吸附孔24e，24m。藉由此構成，也即使在半導體晶片的外側(亦即區域RG1的外側)亦可吸附捲帶53，可抑制捲帶53的皺紋的產生。
或，接合工具520的吸附構造524是如圖11C所示般，相對於圖10A所示的構成，亦可為吸附溝124q被4分割成吸附溝524q1~524q4的構成。圖11C是表示第1實施形態的第5變形例的接合工具520的構成的圖。各吸附溝524q1~524q4的寬度是XY平面視，大致等於各吸附孔24a~24p的直徑。吸附溝524q1~524q4是XY平面視，具有彼此開口端相向的大致L字形狀。吸附溝524q1是以能夠聯絡吸附孔24b~24d的方式沿著大致L字形狀延伸。吸附溝524q2是以能夠聯絡吸附孔24f~24h的方式沿著大致L字形狀延伸。吸附溝524q3是以能夠聯絡吸附孔24j~24l的方式沿著大致L字形狀延伸。吸附溝524q4是以能夠聯絡吸附孔24n~24p的方式沿著大致L字形狀延伸。在吸附溝524q1~524q4之間是配置有吸附孔24e，24i，24m，24a。藉由此構成，也即使在半導體晶片的外側(亦即區域RG1的外側)亦可吸附捲帶53，可抑制捲帶53的皺紋的產生。
或，接合工具620的吸附構造624是如圖12A所示般，相對於圖3所示的構成，亦可為表面22a的複數的吸附孔24a~24p的外側的部分被變更成傾斜面22a2的構成。圖12A是表示第1實施形態的第6變形例的接合工具620的構成的圖。亦即，表面22a是具有平坦面22a1及傾斜面22a2。傾斜面22a2是在平坦面22a1的外側，以隨著離開平坦面22a1而Z高度變低的方式傾斜。藉此，在接合工具620吸附捲帶53時可擴大在半導體晶片的外側至捲帶53的距離，因此可進一步抑制黏著樹脂110往捲帶53的附著。又，藉由此構成，也即使在半導體晶片的外側(亦即區域RG1的外側)亦可吸附捲帶53，且可抑制捲帶53的皺紋的產生。
或，接合工具720的吸附構造724是如圖12B所示般，相對於圖10B所示的構成，亦可為表面22a的複數的吸附孔24a~24o的外側的部分被變更成傾斜面22a2的構成。圖12B是表示第1實施形態的第7變形例的接合工具720的構成的圖。亦即，表面22a是具有平坦面22a1及傾斜面22a2。傾斜面22a2是在平坦面22a1的外側，以隨著離開平坦面22a1而Z高度變低的方式傾斜。吸附溝124q是在平坦面22a1內沿著平坦面22a1及傾斜面22a2的境界延伸。複數的吸附孔24a~24o是在平坦面22a1內沿著平坦面22a1及傾斜面22a2的境界配列。藉此，在接合工具720吸附捲帶53時可擴大在半導體晶片的外側至捲帶53的距離，因此可進一步抑制黏著樹脂110往捲帶53的附著。又，藉由此構成，也即使在半導體晶片的外側(亦即區域RG1的外側)亦可吸附捲帶53，且可抑制捲帶53的皺紋的產生。
或，接合工具820的吸附構造824是如圖12C所示般，相對於圖11B所示的構成，亦可為表面22a的複數的吸附孔24a~24p的外側的部分被變更成傾斜面22a2的構成。圖12C是表示第1實施形態的第8變形例的接合工具820的構成的圖。亦即，表面22a是具有平坦面22a1及傾斜面22a2。傾斜面22a2是在平坦面22a1的外側，以隨著離開平坦面22a1而Z高度變低的方式傾斜。吸附溝424q1，424q2是在平坦面22a1內沿著平坦面22a1及傾斜面22a2的境界延伸。複數的吸附孔24a~24o是在平坦面22a1內沿著平坦面22a1及傾斜面22a2的境界配列。藉此，在接合工具820吸附捲帶53時可擴大在半導體晶片的外側至捲帶53的距離，因此可進一步抑制黏著樹脂110往捲帶53的附著。又，藉由此構成，也即使在半導體晶片的外側(亦即區域RG1的外側)亦可吸附捲帶53，且可抑制捲帶53的皺紋的產生。
或，接合工具920的吸附構造924是如圖13A所示般，相對於圖10B所示的構成，亦可為吸附溝124q的外側的部分被變更為形成與吸附溝124q的底面同Z高度的構成。圖13A是表示第1實施形態的第9變形例的接合工具920的構成的圖。亦即，表面22a是具有：平坦面22a11、階差面22a12及台地(terrace)面22a13。台地面22a13是被配置於平坦面22a11的外側，Z高度比平坦面22a11低。階差面22a12是以能夠連接平坦面22a11的外端與台地面22a13的內端之方式延伸於Z方向。複數的吸附孔24a~24o是在台地面22a13內沿著平坦面22a1及台地面22a13的境界(亦即沿著階差面22a12)配列。藉此，在接合工具920吸附捲帶53時可擴大在半導體晶片的外側至捲帶53的距離，因此可進一步抑制黏著樹脂110往捲帶53的附著。又，藉由此構成，也即使在半導體晶片的外側(亦即區域RG1的外側)亦可吸附捲帶53，且可抑制捲帶53的皺紋的產生。
或，接合工具1020的吸附構造1024是如圖13B所示般，相對於圖10A所示的構成，亦可為吸附溝124q的外側的部分被變更為形成與吸附溝124q的底面同Z高度的構成。圖13B是表示第1實施形態的第10變形例的接合工具1020的構成的圖。亦即，表面22a是具有：平坦面22a11、階差面22a12及台地面22a13。台地面22a13是被配置於平坦面22a11的外側，Z高度比平坦面22a11低。階差面22a12是以能夠連接平坦面22a11的外端與台地面22a13的內端之方式延伸於Z方向。複數的吸附孔24a~24p是在台地面22a13內沿著平坦面22a1及台地面22a13的境界(亦即沿著階差面22a12)配列。藉此，在接合工具1020吸附捲帶53時可擴大在半導體晶片的外側至捲帶53的距離，因此可進一步抑制黏著樹脂110往捲帶53的附著。又，藉由此構成，也即使在半導體晶片的外側(亦即區域RG1的外側)亦可吸附捲帶53，且可抑制捲帶53的皺紋的產生。
或，接合工具1120的吸附構造1124是如圖14A所示般，相對於圖13A所示的構成，亦可為台地面22a13的複數的吸附孔24a~24o的外側的部分被變更成傾斜台地面22a132的構成。圖14A是表示第1實施形態的第11變形例的接合工具1120的構成的圖。亦即，台地面22a13是具有平坦台地面22a131及傾斜台地面22a132。傾斜台地面22a132是在平坦台地面22a1的外側，以隨著離開平坦台地面22a131而Z高度變低的方式傾斜。複數的吸附孔24a~24o是在平坦台地面22a131內沿著平坦台地面22a131及傾斜台地面22a132的境界配列。藉此，在接合工具1120吸附捲帶53時可擴大在半導體晶片的外側至捲帶53的距離，因此可進一步抑制黏著樹脂110往捲帶53的附著。又，藉由此構成，也即使在半導體晶片的外側(亦即區域RG1的外側)亦可吸附捲帶53，且可抑制捲帶53的皺紋的產生。
或，接合工具1220的吸附構造1224是如圖14B所示般，相對於圖13B所示的構成，亦可為台地面22a13的複數的吸附孔24a~24o的外側的部分被變更成傾斜台地面22a132的構成。圖14B是表示第1實施形態的第12變形例的接合工具1220的構成的圖。亦即，台地面22a13是具有平坦台地面22a131及傾斜台地面22a132。傾斜台地面 22a132是在平坦台地面22a131的外側，以隨著離開平坦台地面22a131而Z高度變低的方式傾斜。複數的吸附孔24a~24o是在平坦台地面22a131內沿著平坦台地面22a131及傾斜台地面22a132的境界配列。藉此，在接合工具1220吸附捲帶53時可擴大在半導體晶片的外側至捲帶53的距離，因此可進一步抑制黏著樹脂110往捲帶53的附著。又，藉由此構成，也即使在半導體晶片的外側(亦即區域RG1的外側)亦可吸附捲帶53，且可抑制捲帶53的皺紋的產生。
或，接合工具1320的吸附構造1324是如圖15A所示般，相對於圖10A所示的構成，亦可為表面22a的區域RG1的外側的部分被變更成傾斜面22a14，吸附溝124q被變更成吸附溝1324q的構成。圖15A是表示第1實施形態的第13變形例的接合工具1320的構成的圖。亦即，表面22a是具有平坦面22a11及傾斜面22a14。傾斜面22a14是在平坦面22a11的外側，以隨著離開平坦面22a11而Z高度變低的方式傾斜。吸附溝1324q的開口端是位於傾斜面22a14上，其Z位置會比平坦面22a11的Z位置更低。吸附溝1324q是亦可以能夠聯絡複數的吸附孔24a~24p之方式包圍區域RG1而延伸。藉此，在接合工具1320吸附捲帶53時可擴大在半導體晶片的外側至捲帶53的距離，因此可進一步抑制黏著樹脂110往捲帶53的附著。又，藉由此構成，也即使在半導體晶片的外側(亦即區域RG1的外側)亦可吸附捲帶53，且可抑制捲帶53的皺紋的產生。
或，接合工具1420的吸附構造1424是如圖 15B所示般，相對於圖15A所示的構成，亦可為吸附孔24a~24p被間拔的構成。圖15B是表示第1實施形態的第14變形例的接合工具1420的構成的圖。在圖15B中，舉例表示複數的吸附孔24a~24p每隔1個被間拔的構成。藉由此構成，也在接合工具1420吸附捲帶53時可擴大在半導體晶片的外側至捲帶53的距離，因此可進一步抑制黏著樹脂110往捲帶53的附著。又，藉由此構成，也即使在半導體晶片的外側(亦即區域RG1的外側)亦可吸附捲帶53，且可抑制捲帶53的皺紋的產生。
或，接合工具1520的吸附構造1523是如圖16A所示般，相對於圖3所示的構成，亦可為晶片用的吸附孔被變更成1個的構成。圖16A是表示第1實施形態的第15變形例的接合工具1520的構成的圖。亦即，吸附構造1523是相對於吸附構造23，形成吸附孔23a，23c及吸附溝23d被省略的構成。藉此，可簡略化吸附構造1523，可減低接合工具1520的成本。又，即使藉由此構成，也可在接合工具1520吸附半導體晶片。
或，接合工具1620的吸附構造1423是如圖16B所示般，相對於圖3所示的構成，亦可為晶片用的吸附孔及吸附溝被增加的構成。圖16B是表示第1實施形態的第16變形例的接合工具1620的構成的圖。亦即，吸附構造1423是相對於吸附構造23，形成吸附孔23e，23f及吸附溝23g被追加的構成。吸附孔23e，23f是分別沿著Z方向延伸，貫通突起部22及基底部21。複數的吸附孔23e，23b， 23f是沿著X方向配列。吸附溝23g是被配置於突起部22的表面22a，以能夠在+Z側聯絡複數的吸附孔23e，23b，23f之方式沿著X方向延伸。吸附溝23d及吸附溝23g是XY平面視，彼此構成，形成大致十字形狀。藉此，可進一步提升吸附構造1623的吸附能力。又，即使藉由此構成，也可在接合工具1620吸附半導體晶片。
(第2實施形態)
其次，說明有關第2實施形態的半導體製造裝置。以下，以和第1實施形態不同的部分為中心進行說明。
在第2實施形態中，半導體製造裝置1701是在接合工具設置捲帶的皺紋的監視用的診斷孔，具有在診斷孔的真空度的降低讀取熱壓接時捲帶53的皺紋發生的現象的監測機能。然後，半導體製造裝置1701是在捲帶的皺紋發生時使捲帶的真空吸附開啟(ON)而吸附晶片外周的捲帶，將晶片熱壓接於基板。
具體而言，半導體製造裝置1701是如圖17所示般，取代接合工具20(圖1參照)而具有接合工具1720，具有吸引感測器63、配管系93、真空裝置83。
接合工具1720是例如具有圖18A及圖18B所示般的構成。圖18A是表示接合工具1720的突起部1722的構成的擴大平面圖，圖18B是表示接合工具1720的突起部1722的構成的擴大剖面圖，顯示以B-B線來切斷圖18A的構成時的剖面。接合工具1720是取代突起部22(參照圖3)而具有突起部1722。突起部1722是更具有複數的診斷孔25a~25d。診斷孔25a~25d是被配置於吸附構造24的周圍。診斷孔25a是被配置於吸附孔24a的周圍。診斷孔25b是被配置於吸附孔24e的周圍。診斷孔25c是被配置於吸附孔24i的周圍。診斷孔25d是被配置於吸附孔24m的周圍。在圖18A及圖18B中，舉例表示XY平面視，診斷孔25a~25d被配置於複數的吸附孔24a~24p的外側的構成。接合工具1720是亦可從一個材料實施切削加工等，使具有基底部21及突起部1722。此情況，基底部21與突起部1722是成為一體。
圖17所示的配管系93是對應於診斷孔25a~25d，被配置於診斷孔25a~25d與真空裝置83之間。配管系93是具有複數的排氣管93a~931。排氣管93a~93d是分別被連通至診斷孔25a~25d。排氣管931是被配置於排氣管93a~93d與真空裝置83之間。
真空裝置83是按照根據控制器30的控制，經由配管系93來將診斷孔25a~25d真空排氣。配管系93是與配管系91及配管系92獨立設置。亦即，真空裝置83是不經由配管系91及配管系92，經由配管系93來將診斷孔25a~25d真空排氣。
吸引感測器63是被配置於配管系93的途中。在圖17中，舉例表示吸引感測器63被配置於排氣管93b的途中的構成。吸引感測器63是檢測通過配管系93內的氣體的壓力，將檢測結果供給至控制器30。吸引感測器63的檢測結果是顯示配管系93的真空度。亦即，若通過配管系93內的氣體的壓力低，則表示真空度高，若通過配管系93內的氣體的壓力高，則表示真空度低。
又，使用半導體製造裝置1701的半導體裝置的製造方法，如圖19~圖23所示般，其次的點與第1實施形態不同。圖19是表示半導體裝置的製造方法的流程圖。圖20、圖22A~圖23B是表示半導體裝置的製造方法的工程剖面圖。圖21是半導體裝置的製造方法的時間圖。
進行S1~S2之後，控制器30是將真空裝置81，83運轉，但不將真空裝置82運轉。如圖20所示般，根據吸附構造23(複數的吸附孔24a~24p)的吸附及根據診斷孔25a~25d的吸附是被進行(S24)，但根據吸附構造24的吸附是尚未被進行。
例如，從比圖21所示的期間TP1更前面起(亦即從S24起)，真空裝置81，83會被運轉，如圖22A所示般，配管系91，93的真空度會被控制成目標真空度Ph=P1(＞0)，Pd=P1(＞0)。亦即，配管系91，93會被控制成減壓狀態。由於真空裝置82不被運轉，因此配管系92的真空度會被控制成目標真空度Ptr≒0。
然後，進行S5~S9之後，控制器30是根據吸引感測器63的檢測結果，當配管系93的真空度降低時，如圖22B所示般，當作產生捲帶53的皺紋，將真空裝置82運轉，如圖23A所示般，進行根據吸附構造24的吸附。
例如，在圖21所示的期間TP4，以從接合工具20往半導體晶片200的加壓力會被維持於目標壓力Fh=F1的方式，相對地控制接合工具20及平台10的距離，且將接合工具20的溫度控制於目標溫度Th=T2(>T1)。隨其，監視配管系93的真空度(S10)。在期間TP4中的時機t1，一旦配管系93的真空度比預定的臨界值Pdth更下降，則感測器為ON(亦即產生皺紋)，真空裝置82會被運轉，配管系92的真空度會被控制成目標真空度Ptr=P1(>0)。
然後，進行S11~S15的處理(參照圖23B)的點是與第1實施形態同樣。
如以上般，第2實施形態是在半導體製造裝置1701中，經由被配置於吸附構造24的周邊的診斷孔25a~25d來進行捲帶53的異常(例如皺紋的產生)的診斷，對應於發生異常來進行根據吸附構造24的吸附。藉此，由於對於捲帶53的異常(例如皺紋的產生)適應性地進行捲帶53的吸附，因此可有效地抑制捲帶53的異常。
另外，接合工具1820的突起部1822是如圖24所示般，亦可為診斷孔1825a~1825d被配置於複數的吸附孔24a~24p之間的構成。圖24是表示第2實施形態的變形例的接合工具1820的構成的圖。診斷孔1825a是被配置於吸附孔24a與吸附孔24b之間。診斷孔1825b是被配置於吸附孔24e與吸附孔24f之間。診斷孔1825c是被配置於吸附孔24i與吸附孔24j之間。診斷孔1825d是被配置於吸附孔241與吸附孔24m之間。藉由如此的構成，亦可對於捲帶53的異常(例如皺紋的產生)適應性地進行捲帶53的吸附。
說明了本發明的幾個的實施形態，但該等的實施形態是作為例子提示者，不是意圖限定發明的範圍。該等新穎的實施形態是亦可以其他各種的形態實施，可在不脫離發明的主旨的範圍進行各種的省略、置換、變更。該等實施形態或其變形為發明的範圍及主旨所包含，且為申請專利範圍記載的發明及其均等的範圍所包含。
1:半導體製造裝置
10:平台
10a:表面
11:針部
12:加熱元件
20:接合工具
21:基底部
21a:表面
22:突起部
22a:表面
22a1:平坦面
22a2:傾斜面
22a11:平坦面
22a12:階差面
22a13:台地面
22a131:平坦台地面
22a132:傾斜台地面
22a14:傾斜面
23:吸附構造(第1吸附構造)
23a~23c:吸附孔
23d:吸附溝
23e:吸附孔
23g:吸附溝
24:吸附構造(第2吸附構造)
24a~24p:吸附孔
25a~25d:診斷孔
30:控制器
41:驅動機構
42:驅動機構
51:發送捲筒
52:捲取捲筒
53:捲帶
53a~53c:孔
61:溫度感測器
62:加壓感測器
63:吸引感測器
81:真空裝置
82:真空裝置
83:真空裝置
91:配管系
91a~91c:排氣管
92:配管系
92a~92o:排氣管
93:配管系
93b:排氣管
100:基板
100a:表面
100a1,100a2:孔
100a11,100a21:底面
101a,101b:配線
110:黏著樹脂(底部填充劑)
110a:冒出帶狀物
110b:離島帶狀物
120:接合工具
124:吸附構造
124q:吸附溝
200:半導體晶片
200a:表面
200b:背面
210:凸塊電極
220:接合工具
224:吸附構造
320:接合工具
324:吸附構造
324q:吸附溝
420:接合工具
424:吸附構造
424q1,424q2:吸附溝
520:接合工具
524:吸附構造
524q1~524q4:吸附溝
620:接合工具
624:吸附構造
720:接合工具
724:吸附構造
820:接合工具
824:吸附構造
911:排氣管
921,931:排氣管
920:接合工具
924:吸附構造
1020:接合工具
1024:吸附構造
1120:接合工具
1124:吸附構造
1220:接合工具
1224:吸附構造
1320:接合工具
1324:吸附構造
1324q:吸附溝
1420:接合工具
1424:吸附構造
1520:接合工具
1523:吸附構造
1620:接合工具
1423:吸附構造
1623:吸附構造
1701:半導體製造裝置
1720:接合工具
1722:突起部
1820:接合工具
1822:突起部
1825a~1825d:診斷孔
[圖1]是表示第1實施形態的半導體製造裝置的構成的圖。
[圖2A]~[圖2C]是表示第1實施形態的接合工具的構成的圖。
[圖3A]及[圖3B]是表示第1實施形態的接合工具的構成的圖。
[圖4]是表示第1實施形態的半導體裝置的安裝狀態的圖。
[圖5]是表示第1實施形態的半導體裝置的製造方法的流程圖。
[圖6A]~[圖6C]是表示第1實施形態的半導體裝置的製造方法的圖。
[圖7A]及[圖7B]是表示第1實施形態的半導體裝置的製造方法的圖。
[圖8]是表示第1實施形態的半導體裝置的製造方法的時間圖。
[圖9A]及[圖9B]是表示第1實施形態的半導體裝置的製造方法的圖。
[圖10A]及[圖10B]是表示第1實施形態的第1變形例~第2變形例的接合工具的構成的圖。
[圖11A]~[圖11C]是表示第1實施形態的第3變形例~第5的變形例的接合工具的構成的圖。
[圖12A]~[圖12C]是表示第1實施形態的第6變形例~第8變形例的接合工具的構成的圖。
[圖13A]及[圖13B]是表示第1實施形態的第9變形例~第10變形例的接合工具的構成的圖。
[圖14A]及[圖14B]是表示第1實施形態的第11變形例~第12變形例的接合工具的構成的圖。
[圖15A]及[圖15B]是表示第1實施形態的第13變形例~第14變形例的接合工具的構成的圖。
[圖16A]及[圖16B]是表示第1實施形態的第15變形例~第16變形例的接合工具的構成的圖。
[圖17]是表示第2實施形態的半導體製造裝置的構成的圖。
[圖18A]及[圖18B]是表示第2實施形態的接合工具的構成的圖。
[圖19]是表示第2實施形態的半導體裝置的製造方法的流程圖。
[圖20]是表示第2實施形態的半導體裝置的製造方法的圖。
[圖21]是表示第2實施形態的半導體裝置的製造方法的時間圖。
[圖22A]及[圖22B]是表示第2實施形態的半導體裝置的製造方法的圖。
[圖23A]及[圖23B]是表示第2實施形態的半導體裝置的製造方法的圖。
[圖24]是表示第2實施形態的變形例的接合工具的構成的圖。
10:平台
10a:主面
11:針部
12:加熱元件
20:接合工具
22:突起部
22a:表面
30:控制器
41:驅動機構
42:驅動機構
51:發送捲筒
52:捲取捲筒
53:捲帶
61:溫度感測器
62:加壓感測器
81:真空裝置
82:真空裝置
91:配管系
91a~91c:排氣管
92:配管系
92a,92b:排氣管
100:基板
100a:表面
100a1,100a2:孔
100a11,100a21:底面
101a,101b:配線
110:黏著樹脂(底部填充劑)
911:排氣管
921:排氣管
920:接合工具

Claims (5)

  1. 一種半導體製造裝置，其特徵係具備： 平台，其係具有載置面，該載置面係載置基板及應經由複數的凸塊電極來接合於前述基板的半導體晶片； 突起部，其係具有：與前述載置面對向的第1表面；被形成於前述第1表面，沿著對於前述平台垂直的方向看時位於與前述半導體晶片重疊的位置的第1吸附孔；被設在前述第1表面的周圍，位於比前述第1表面更離開前述平台的位置的第2表面；被設在前述第2表面的第2吸附孔；及 基底部，其係與前述突起部連接。
  2. 如請求項1記載的半導體製造裝置，其中，在前述第2表面的周圍係未形成有位於比前述第2表面更近前述平台的位置的表面。
  3. 如請求項1記載的半導體製造裝置，其中，以隨著從前述第2表面往周圍的方向而遠離前述平台的方式，具有自前述第2表面傾斜的第3表面。
  4. 如請求項1記載的半導體製造裝置，其中，前述第2表面為平坦面。
  5. 如請求項1記載的半導體製造裝置，其中，沿著對於前述平台垂直的方向看時，前述第2表面係被形成於前述半導體晶片的周圍。
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