[發明專利]粘晶裝置以及利用粘晶裝置的半導體晶粒的破損檢測方法

有效

• 申請號: 201380023188.5
• 申請日: 2013-08-19
• 公開（公告）號: CN104937702B
• 公開（公告）日: 2017-09-29
• 發明（設計）人: 豊川雄也
• 申請（專利權）人: 株式會社新川
• 主分類號: H01L21/52
• 分類號: H01L21/52;H01L21/60
• 代理公司: 北京同立鈞成知識產權代理有限公司11205
• 代理人: 張洋

技術領域

本發明涉及一種對進行粘晶的半導體晶粒的裂紋或缺損等破損進行檢測的粘晶裝置的構造、及利用粘晶裝置的半導體晶粒的破損檢測方法。

背景技術

多使用粘晶機來作為將半導體晶粒粘晶在導線架等電路基板上的裝置。粘晶機包括：自切晶(dicing)后的晶圓拾取半導體晶粒的拾取平臺，以及將自晶圓拾取的半導體晶粒粘晶于電路基板的粘晶平臺，并藉由作為粘晶工具的夾頭(collet)來進行半導體晶粒的拾取與粘晶。更詳細而言，夾頭在前端吸附半導體晶粒而自拾取平臺上的晶圓拾取半導體晶粒，并將半導體晶粒移送至粘晶平臺上的電路基板的粘晶位置為止，將所吸附的半導體晶粒推壓至電路基板的粘晶位置而進行半導體晶粒的粘晶(例如，參照專利文獻1)。

在粘晶時，必須正確地對準半導體晶粒的位置與電路基板的粘晶位置，因而提出有如下方法：例如在藉由夾頭將半導體晶粒自拾取平臺上移送至黏晶平臺上為止時，獲取吸附于夾頭前端的半導體晶粒的圖像，并基于半導體晶粒的對準標記(alignment mark)來修正半導體晶粒與電路基板的相對位置的偏移(例如參照專利文獻2)。

而且，提出有如下方法：經由L字狀的連接構件將具有鏡面與矩形狀的貫通孔的基準構件固定在半導體晶粒的移載頭，當藉由移載頭搬送半導體晶粒時，獲取對半導體晶粒進行攝像所得的第1圖像數據與對基準構件進行攝像所得的第2圖像數據，將該2個圖像數據重合在一起，檢測半導體晶粒相對于基準構件的位置，并根據檢測結果來修正半導體晶粒搭載于半導體晶粒的電路基板的位置(例如參照專利文獻3)。

現有技術文獻

專利文獻

專利文獻1：WO2005/029574

專利文獻2：日本專利特開2010-040738號公報

專利文獻3：日本專利特開2007-115851號公報

然而，如專利文獻1所記載般，在自晶圓片剝離半導體晶粒而拾取半導體晶粒時，因為使半導體晶粒變形，有時在拾取時薄的半導體晶粒會裂開。專利文獻1中雖記載了在拾取時不會導致半導體晶粒破損的夾頭、拾取方法，但對于在拾取時半導體晶粒裂開的情況的應對并未記載。而且，專利文獻2、專利文獻3中，雖然記載了在粘晶前對吸附固定于夾頭的半導體晶粒的位置進行檢測，而正確地將半導體晶粒粘晶于電路基板的規定位置，但對于吸附于夾頭的半導體晶粒出現破損的情況的應對并未記載。因此，專利文獻1至專利文獻3所記載的現有技術的粘晶機中，即便在拾取時半導體晶粒破損亦直接粘晶于電路基板上，從而存在引起藉由粘晶機制造的半導體裝置的不良這樣的問題。

而且，近年來，半導體晶粒的厚度變薄，其厚度薄膜化成15μm至50μm左右。當利用夾頭來吸附如此薄的半導體晶粒時，有時半導體晶粒的一部分會自夾頭的吸附面浮起或彎曲。此時，若利用專利文獻2、專利文獻3記載的方法來獲取半導體晶粒的圖像，則由于自半導體晶粒的吸附面的浮起或彎曲而圖像的明度連續地發生變化，因而存在難以根據圖像來判別半導體晶粒的損傷的問題。

發明內容

本發明的目的在于在粘晶裝置中，有效地抑制破損的半導體晶粒被粘晶，從而提高藉由粘晶裝置制造的半導體裝置的品質。

解決問題的手段

本發明的粘晶裝置的特征在于包括：照相機，對整體圖像進行攝像，所述整體圖像包括吸附半導體晶粒的夾頭的吸附面圖像及吸附于夾頭的半導體晶粒的圖像；以及圖像處理部，對藉由照相機而獲取的各圖像進行處理，且圖像處理部包括：圖像區域劃定元件，根據夾頭的吸附面圖像與半導體晶粒的圖像的明度差、及半導體晶粒的基準圖像，來劃定整體圖像中的半導體晶粒的圖像區域；以及破損檢測元件，對藉由圖像區域劃定元件而劃定的半導體晶粒的圖像區域內進行掃描，在掃描方向上的明度的變化比例為規定的臨限值以上的情況下，判斷為半導體晶粒的破損。

本發明的粘晶裝置中，亦較佳為破損檢測元件將藉由圖像劃定元件而劃定的半導體晶粒的圖像區域的除周圍外的內側部分設定為檢查區域，并對檢查區域內進行掃描。

本發明的利用粘晶裝置的半導體晶粒的破損檢測方法，包括：圖像獲取步驟，對整體圖像進行攝像，所述整體圖像包括吸附半導體晶粒的夾頭的吸附面圖像及吸附于夾頭的半導體晶粒的圖像；圖像區域劃定步驟，基于夾頭的吸附面圖像與半導體晶粒的圖像的明度差、及半導體晶粒的基準圖像，來劃定整體圖像中的半導體晶粒的圖像區域；以及半導體晶粒的破損檢測步驟，對藉由圖像區域劃定步驟而劃定的圖像區域內進行掃描，在掃描方向上的明度的變化比例為規定的臨限值以上的情況下，判斷為半導體晶粒的破損。