[發(fā)明專利]半導(dǎo)體器件鍵合裝置以及使用該裝置鍵合半導(dǎo)體器件的方法

無效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 200680006043.4
• 申請(qǐng)日: 2006-06-07
• 公開（公告）號(hào): CN101128914A
• 公開（公告）日: 2008-02-20
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 內(nèi)藤浩幸;仕田智;上野康晴;森川誠
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 松下電器產(chǎn)業(yè)株式會(huì)社
• 主分類號(hào): H01L21/00
• 分類號(hào): H01L21/00;B23K20/10
• 代理公司: 永新專利商標(biāo)代理有限公司
• 代理人: 王英

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及一種半導(dǎo)體器件鍵合裝置以及使用該半導(dǎo)體器件鍵合裝置鍵合半導(dǎo)體器件的方法，其中所述半導(dǎo)體器件鍵合裝置重復(fù)進(jìn)行鍵合半導(dǎo)體器件和襯底的操作。

背景技術(shù)

作為將半導(dǎo)體器件鍵合到襯底上的裝置，公知一種用于在將凸起設(shè)置在半導(dǎo)體器件和襯底之間的狀態(tài)下，鍵合半導(dǎo)體器件和襯底同時(shí)利用超聲波振動(dòng)使其相對(duì)振動(dòng)的半導(dǎo)體器件鍵合裝置。

如果通過使用常規(guī)的半導(dǎo)體器件鍵合裝置重復(fù)進(jìn)行鍵合操作，則鍵合強(qiáng)度(例如，剪切強(qiáng)度)例如由于半導(dǎo)體器件的保持部件的污染或者其上安裝襯底的平臺(tái)的污染而降低。為了解決上述問題，在JP?2002-313837A中建議了一種包括判斷裝置的半導(dǎo)體器件鍵合裝置，所述判斷裝置通過檢測(cè)在半導(dǎo)體器件和襯底之間的相對(duì)振動(dòng)的變化來判斷是否存在保持部件的污染。

然而，在保持部件的污染存在與否和剪切強(qiáng)度之間不存在特定的相互關(guān)系，并且由此在JP?2002-313837A中所建議的半導(dǎo)體器件鍵合裝置不足以使剪切強(qiáng)度保持在預(yù)定值或以上。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明提供一種半導(dǎo)體器件鍵合裝置以及使用該半導(dǎo)體器件鍵合裝置鍵合半導(dǎo)體器件的方法，所述半導(dǎo)體器件鍵合裝置可以使剪切強(qiáng)度保持在預(yù)定值或以上。

本發(fā)明的半導(dǎo)體器件鍵合裝置是一種重復(fù)進(jìn)行鍵合半導(dǎo)體器件和襯底操作的半導(dǎo)體器件鍵合裝置，該半導(dǎo)體器件鍵合裝置包括：施壓部件，在將凸起設(shè)置在半導(dǎo)體器件和襯底之間的狀態(tài)下，將半導(dǎo)體器件壓向襯底一側(cè)；超聲波振動(dòng)施加部件，通過將超聲波振動(dòng)施加到半導(dǎo)體器件和襯底中的至少一個(gè)，使半導(dǎo)體器件和襯底相對(duì)振動(dòng)；時(shí)間測(cè)量部件，測(cè)量從開始施加超聲波振動(dòng)時(shí)的時(shí)間到按壓半導(dǎo)體器件達(dá)預(yù)定距離時(shí)的時(shí)間所需的時(shí)間段；以及控制部件，基于由時(shí)間測(cè)量部件測(cè)量到的時(shí)間段，在隨后的鍵合過程中控制超聲波振動(dòng)的輸出。

本發(fā)明的半導(dǎo)體器件的鍵合方法是一種重復(fù)進(jìn)行鍵合半導(dǎo)體器件和襯底操作的半導(dǎo)體器件的鍵合方法，該方法包括：在將凸起設(shè)置在半導(dǎo)體器件和襯底之間的狀態(tài)下，通過將超聲波振動(dòng)施加到半導(dǎo)體器件和襯底中的至少一個(gè)來使半導(dǎo)體器件和襯底相對(duì)振動(dòng)，同時(shí)將半導(dǎo)體器件壓向襯底一側(cè)；測(cè)量從開始施加超聲波振動(dòng)時(shí)的時(shí)間到按壓半導(dǎo)體器件達(dá)預(yù)定距離時(shí)的時(shí)間所需的時(shí)間段；以及基于所測(cè)量到的時(shí)間段，在隨后的鍵合過程中控制超聲波振動(dòng)的輸出。

附圖說明

圖1是示出在鍵合過程中凸起的高度隨時(shí)間變化的曲線圖；

圖2是示出按壓速度與剪切強(qiáng)度之間的關(guān)系的曲線圖；

圖3是示出根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的半導(dǎo)體器件鍵合裝置結(jié)構(gòu)的示意圖；

圖4是示出根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的半導(dǎo)體器件的鍵合方法的流程圖。

具體實(shí)施方式

本發(fā)明的半導(dǎo)體器件鍵合裝置用作重復(fù)進(jìn)行鍵合半導(dǎo)體器件和襯底操作的半導(dǎo)體器件鍵合裝置。對(duì)半導(dǎo)體器件沒有特別的限制，并且例如可以使用通過切割半導(dǎo)體晶片等獲得的半導(dǎo)體芯片(所謂的裸芯片)。

而且，本發(fā)明的半導(dǎo)體器件鍵合裝置包括：施壓部件，在將凸起設(shè)置在半導(dǎo)體器件和襯底之間的狀態(tài)下，將半導(dǎo)體器件壓向襯底一側(cè)；以及超聲波振動(dòng)施加部件，通過將超聲波振動(dòng)施加到半導(dǎo)體器件和襯底中的至少一個(gè)使半導(dǎo)體器件和襯底相對(duì)振動(dòng)。

例如，在鍵合之前，預(yù)先將凸起設(shè)置在形成在半導(dǎo)體器件中的電極上或者設(shè)置在形成在襯底上的電極上。對(duì)凸起的形狀沒有特別的限制，只要凸起在鍵合之前的高度例如在大約20μm到大約30μm的范圍內(nèi)，凸起在鍵合之前的體積例如在大約7×10⁴μm³到大約10×10⁴μm³的范圍內(nèi)，并且凸起在鍵合之前的鍵合部分的面積例如在大約3×10³μm²到大約5×10³μm²的范圍內(nèi)即可。此外，對(duì)凸起的材料也沒有特別的限制，并且例如可以使用諸如金的金屬材料。

對(duì)施壓部件沒有特別的限制，并且例如可以使用諸如音圈電機(jī)(以下簡(jiǎn)稱為“VCM”)等動(dòng)力。為按壓半導(dǎo)體器件而由施壓部件施加的負(fù)載例如在每一凸起大約500mN到大約1000mN的范圍內(nèi)。在以下說明中，為按壓半導(dǎo)體器件施加的負(fù)載值表示每一凸起的負(fù)載值。