接合裝置及半導(dǎo)體裝置的制造方法
【專利摘要】本發(fā)明的倒裝芯片接合裝置(500)是在設(shè)置有第一貫通電極的第一層的半導(dǎo)體芯片(20)之上，將在與第一貫通電極對應(yīng)的位置設(shè)置有第二貫通電極的第二層的半導(dǎo)體芯片(30)加以層疊接合，其具備：雙視野攝影機(16)，拍攝半導(dǎo)體芯片(20)、(30)的影像；以及控制部(50)；控制部(50)具備相對位置檢測程序(53)，所述相對位置檢測程序(53)根據(jù)在層疊接合前雙視野攝影機(16)所拍攝的第一層的半導(dǎo)體芯片(20)表面的第一貫通電極的影像以及在層疊接合后雙視野攝影機(16)所拍攝的第二層的半導(dǎo)體芯片(30)表面的第二貫通電極的影像，檢測已層疊接合的各層的半導(dǎo)體芯片(20)、(30)的相對位置。由此，以簡便方法高精度地連接貫通電極。
【專利說明】接合裝置及半導(dǎo)體裝置的制造方法

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種接合裝置，尤其涉及倒裝芯片接合裝置的構(gòu)造及使用倒裝芯片接合裝置的接合方法。

【背景技術(shù)】
[0002]作為將半導(dǎo)體芯片接合至電路基板的裝置，大多使用倒裝芯片接合裝置。倒裝芯片接合裝置，是在接合載臺之上預(yù)先吸附固定電路基板，在接合工具前端使接合面(形成有凸塊的面)朝下而吸附保持半導(dǎo)體芯片，使接合工具朝向電路基板的表面下降，將半導(dǎo)體芯片的凸塊按壓于電路基板，通過加熱將半導(dǎo)體芯片接合至電路基板。
[0003]在倒裝芯片接合裝置，必須要在使吸附于接合工具的半導(dǎo)體芯片的位置與電路基板的接合位置對準(zhǔn)的狀態(tài)下將半導(dǎo)體芯片按壓至電路基板。因此，使用下述方法，在吸附于接合工具的半導(dǎo)體芯片的下面與電路基板的上面之間插入上下雙視野攝影機，拍攝吸附于接合工具的半導(dǎo)體芯片的下面的影像與電路基板的上面的影像，根據(jù)被各影像拍入的半導(dǎo)體芯片、電路基板分別的對準(zhǔn)標(biāo)記的位置使半導(dǎo)體芯片與電路基板的相對位置對準(zhǔn)(例如，參照專利文獻I)。另外，提案有下述方法，在倒裝芯片接合裝置，使用在接合工具側(cè)與電路基板攝影機的焦距不同的雙視野攝影機，即使在雙視野攝影機與半導(dǎo)體芯片、電路基板的距離不同的情形，亦拍攝清晰的影像(例如，參照專利文獻2)。
[0004]現(xiàn)有技術(shù)文獻
[0005]專利文獻
[0006]專利文獻1:日本特開2002-110742號公報
[0007]專利文獻2:日本專利第4642565號說明書


【發(fā)明內(nèi)容】

[0008]發(fā)明欲解決的問題
[0009]然而，近年來，開始使用將設(shè)有貫通電極的半導(dǎo)體芯片加以層疊而制造多層半導(dǎo)體裝置的方法。此方法，是將貫通半導(dǎo)體芯片的多個貫通電極配置在層疊的各半導(dǎo)體芯片的相同位置，將各半導(dǎo)體芯片加以層疊時，貫通電極彼此電氣連接，構(gòu)成為往層疊方向延伸的共通電極。在此方法，已層疊的各半導(dǎo)體芯片間是通過多個貫通電極電氣連接，因此例如不使用引線等其他配線、連接單元即可將多個半導(dǎo)體芯片電氣連接。
[0010]由于必須在用于上述多層半導(dǎo)體裝置的半導(dǎo)體芯片設(shè)有數(shù)個至數(shù)十個貫通電極且各貫通電極分別確實地連接，因此例如必須使層疊的各半導(dǎo)體芯片的位置偏移較專利文獻1、2記載的現(xiàn)有技術(shù)般將半導(dǎo)體芯片接合至電路基板的情形小。
[0011]然而，貫通電極間的接合是通過焊料進行，即使使上下各層的半導(dǎo)體芯片的位置對準(zhǔn)而接合，貫通電極仍載置于熔融狀態(tài)的焊料之上，因此會有在焊料固化為止的期間其位置偏移的情形。另外，會有因?qū)?zhǔn)標(biāo)記的不明確等產(chǎn)生貫通電極錯開程度的位置偏移的情形。再者，會有在連續(xù)接合的途中因溫度等的接合條件的偏移在貫通電極的接合位置產(chǎn)生偏移的情形。
[0012]另外，將半導(dǎo)體芯片加以層疊后，從外部無法觀察到貫通電極的接合面，因此無法輕易檢測貫通電極彼此是否正確地連接，例如，一旦將已接合的半導(dǎo)體芯片剝離而確認貫通電極的連接狀態(tài)、或?qū)⑦B接后的多層半導(dǎo)體裝置加以切斷而確認貫通電極的連接狀態(tài)后，必須決定接合條件。另外，一旦決定接合條件后，在接合途中在貫通電極的連接位置產(chǎn)生偏移的情形，在通過接合后的產(chǎn)品檢查得出導(dǎo)通不良等結(jié)果之前，無法發(fā)現(xiàn)貫通電極的連接不良。
[0013]因此，本發(fā)明的目的在于以簡便方法高精度地連接貫通電極。
[0014]解決問題采用的手段
[0015]本發(fā)明的接合裝置是在設(shè)置有第一貫通電極的第一層的半導(dǎo)體芯片之上，將在與第一貫通電極對應(yīng)的位置設(shè)置有第二貫通電極的第二層的半導(dǎo)體芯片加以層疊接合，其特征在于，具備:攝影機，拍攝半導(dǎo)體芯片的影像；以及控制部，進行攝影機拍攝后的影像的影像處理與接合控制；控制部具備相對位置檢測單元，所述相對位置檢測單元根據(jù)在層疊接合前攝影機所拍攝的第一層的半導(dǎo)體芯片表面的第一貫通電極的影像以及在層疊接合后攝影機所拍攝的第二層的半導(dǎo)體芯片表面的第二貫通電極的影像，檢測已層疊接合的各層的半導(dǎo)體芯片的相對位置。
[0016]本發(fā)明的接合裝置中，較佳為，相對位置，是第二層的半導(dǎo)體芯片在第一層的半導(dǎo)體芯片表面上的沿著基準(zhǔn)軸方向或與基準(zhǔn)軸正交方向的位置偏移、或第二層的半導(dǎo)體芯片相對于基準(zhǔn)軸的旋轉(zhuǎn)角度的任一個或多個的組合。
[0017]本發(fā)明的接合裝置中，較佳為，第一層的半導(dǎo)體芯片與第二層的半導(dǎo)體芯片為相鄰二層的各半導(dǎo)體芯片，較佳為，第一層的半導(dǎo)體芯片為起始層的半導(dǎo)體芯片，第二層的半導(dǎo)體芯片為已層疊接合于起始層的半導(dǎo)體芯片的上側(cè)的另一半導(dǎo)體芯片。
[0018]本發(fā)明的接合裝置中，較佳為，控制部，具有:第一攝影單元，在層疊接合前通過攝影機拍攝第一層的半導(dǎo)體芯片表面的第一貫通電極的影像；第一接合單元，使在層疊接合前攝影機所拍攝的第一層的半導(dǎo)體芯片表面的第一對準(zhǔn)標(biāo)記與在層疊接合前攝影機所拍攝的第二層的半導(dǎo)體芯片背面的第二對準(zhǔn)標(biāo)記的位置對準(zhǔn)后，將第二層的半導(dǎo)體芯片層疊接合于第一層的半導(dǎo)體芯片之上；第二攝影單元，在通過第一接合單元進行層疊接合后通過攝影機拍攝第二層的半導(dǎo)體芯片表面的第二貫通電極的影像；以及偏置量設(shè)定單元，根據(jù)第一攝影單元所拍攝的第一貫通電極的影像以及第二攝影單元所拍攝的第二貫通電極的影像檢測各層的半導(dǎo)體芯片的相對位置，將檢測出的相對位置設(shè)定為層疊接合時的偏置量。
[0019]本發(fā)明的接合裝置中，較佳為，控制部，具備:第二接合單元，使第二層的半導(dǎo)體芯片從第二對準(zhǔn)標(biāo)記與第一對準(zhǔn)標(biāo)記對準(zhǔn)的位置錯開以偏置量設(shè)定單元設(shè)定的偏置量后，層疊接合于第一層的半導(dǎo)體芯片之上；第三攝影單元，在通過第二接合單元進行層疊接合后通過攝影機拍攝第二層的半導(dǎo)體芯片表面的第二貫通電極的影像；以及偏移量檢測單元，根據(jù)第一攝影單元所拍攝的第一貫通電極的影像以及第三攝影單元所拍攝的第二貫通電極的影像檢測各層的半導(dǎo)體芯片的相對位置的偏移量。
[0020]本發(fā)明的接合裝置中，較佳為，控制部具備偏置量修正單元，所述偏置量修正單元，在以偏移量檢測單元檢測出的偏移量是未滿第一閾值且第二閾值以上的情形，以偏移量的既定比例修正偏置量。
[0021]本發(fā)明的半導(dǎo)體裝置的制造方法是在設(shè)置有第一貫通電極的第一層的半導(dǎo)體芯片之上，將在與第一貫通電極對應(yīng)的位置設(shè)置有第二貫通電極的第二層的半導(dǎo)體芯片加以層疊接合，其特征在于，具有:第一攝影步驟，在層疊接合前通過攝影機拍攝第一層的半導(dǎo)體芯片表面的第一貫通電極的影像；第一接合步驟，使在層疊接合前攝影機所拍攝的第一層的半導(dǎo)體芯片表面的第一對準(zhǔn)標(biāo)記與在層疊接合前攝影機所拍攝的第二層的半導(dǎo)體芯片背面的第二對準(zhǔn)標(biāo)記的位置對準(zhǔn)后，將第二層的半導(dǎo)體芯片層疊接合于第一層的半導(dǎo)體芯片之上；第二攝影步驟，在第一接合步驟后通過攝影機拍攝第二層的半導(dǎo)體芯片表面的第二貫通電極的影像；以及偏置量設(shè)定步驟，根據(jù)第一貫通電極的影像以及第二貫通電極的影像檢測各層的半導(dǎo)體芯片的相對位置，將檢測出的相對位置設(shè)定為層疊接合時的偏置量。
[0022]本發(fā)明的半導(dǎo)體裝置的制造方法中，較佳為，具有:第二接合步驟，使第二層的半導(dǎo)體芯片從第二對準(zhǔn)標(biāo)記與第一對準(zhǔn)標(biāo)記對準(zhǔn)的位置錯開偏置量后，層疊接合于第一層的半導(dǎo)體芯片之上；第三攝影步驟，在第二接合步驟后通過攝影機拍攝第二層的半導(dǎo)體芯片表面的第二貫通電極的影像；以及偏移量檢測步驟，根據(jù)第一攝影單元所拍攝的第一貫通電極的影像以及第三攝影單元所拍攝的第二貫通電極的影像檢測各層的半導(dǎo)體芯片的相對位置的偏移量。
[0023]本發(fā)明的半導(dǎo)體裝置的制造方法中，較佳為，第一層的半導(dǎo)體芯片與第二層的半導(dǎo)體芯片為相鄰二層的各半導(dǎo)體芯片，較佳為，第一層的半導(dǎo)體芯片為起始層的半導(dǎo)體芯片，第二層的半導(dǎo)體芯片為已層疊接合于起始層的半導(dǎo)體芯片的上側(cè)的另一半導(dǎo)體芯片。
[0024]發(fā)明的效果
[0025]本發(fā)明可達成以簡便方法高精度地連接貫通電極的效果。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0026]圖1是顯示本發(fā)明實施形態(tài)的接合裝置的構(gòu)成的是統(tǒng)圖。
[0027]圖2是顯示第一層的半導(dǎo)體芯片表面的影像與第二層的半導(dǎo)體芯片背面的影像及各層的半導(dǎo)體芯片的剖面的說明圖。
[0028]圖3是顯示本發(fā)明實施形態(tài)的接合裝置的動作的流程圖。
[0029]圖4是顯示本發(fā)明實施形態(tài)的接合裝置的層疊接合動作的說明圖。
[0030]圖5是顯示在示教時通過層疊接合層疊有第一層的半導(dǎo)體芯片與第二層的半導(dǎo)體芯片的多層半導(dǎo)體裝置的平面與剖面的說明圖。
[0031]圖6是顯示本發(fā)明的接合裝置中在層疊接合后拍攝第二層的半導(dǎo)體芯片表面的影像的狀態(tài)的說明圖。
[0032]圖7是顯示通過多層半導(dǎo)體裝置制造時的層疊接合層疊有第一層的半導(dǎo)體芯片與第二層的半導(dǎo)體芯片的多層半導(dǎo)體裝置的平面與剖面的說明圖。
[0033]圖8是顯示本發(fā)明實施形態(tài)的接合裝置的其他動作的流程圖。
[0034]圖9是顯示本發(fā)明實施形態(tài)的接合裝置的其他動作的流程圖。
[0035]圖10是在示教時通過層疊接合層疊有第一層與第二層的半導(dǎo)體芯片的多層半導(dǎo)體裝置的剖面圖。
[0036]圖11是顯示通過多層半導(dǎo)體裝置制造時的層疊接合層疊有第一層與第二層的半導(dǎo)體芯片的狀態(tài)、與層疊有第一層至第三層半導(dǎo)體芯片的狀態(tài)的剖面圖。

【具體實施方式】
[0037]以下，參照圖式說明本發(fā)明實施形態(tài)的接合裝置的實施形態(tài)。如圖1所示，本實施形態(tài)的倒裝芯片接合裝置500具備吸附固定第一層的半導(dǎo)體芯片20的接合載臺11、將接合載臺11支撐成可在XY方向(水平方向)移動的XY臺12、將連接于XY臺12的接合載臺11往XY方向驅(qū)動的接合載臺驅(qū)動機構(gòu)13、在前端吸附第二層的半導(dǎo)體芯片30的接合工具14、使接合工具14往Z方向(上下方向)及Θ方向移動的接合工具驅(qū)動機構(gòu)15、如圖中空心箭頭所示可同時拍攝上下方向的雙視野攝影機16、及進行雙視野攝影機16拍攝后的影像的影像處理與接合控制的控制部50。此外，圖1中，紙面的左右方向為XY方向，紙面的上下方向為Z方向,繞Z軸的旋轉(zhuǎn)方向為Θ。
[0038]如圖1所示，控制部50是包含如下的電腦:在內(nèi)部進行信號處理的CPU51、儲存控制程序(program)、控制數(shù)據(jù)等的存儲器52、進行接合工具驅(qū)動機構(gòu)與控制信號的輸出入的接合工具驅(qū)動機構(gòu)介面64、進行雙視野攝影機16與控制信號及影像信號的輸出入的雙視野攝影機介面65、進行接合載臺驅(qū)動機構(gòu)與控制信號的輸出入的接合載臺驅(qū)動機構(gòu)介面66。CPU51、存儲器52、各介面(interface)64，65，66是通過數(shù)據(jù)總線70連接。此外，接合工具驅(qū)動機構(gòu)15、雙視野攝影機16、接合載臺驅(qū)動機構(gòu)13是構(gòu)成為通過控制部50的CPU51的指令驅(qū)動。
[0039]如圖1所示，在存儲器52儲存有相對位置檢測單元即相對位置檢測程序53、第一攝影單元即第一攝影程序54、第一接合單元即第一接合程序55、第二攝影單元即第二攝影程序56、偏置(offset)量設(shè)定單元即偏置量設(shè)定程序57、第二接合單元即第二接合程序58、第三攝影單元即第三攝影程序59、偏移量檢測單元即偏移量檢測程序60、偏置量修正單元即偏置量修正程序61、停止單元即停止程序62、及雙視野攝影機16所取得的影像或影像處理后的影像數(shù)據(jù)或偏置量等的控制數(shù)據(jù)63。此外，各程序53?62將于之后說明。
[0040]參照圖2?圖6說明通過以上述方式構(gòu)成的本實施形態(tài)的倒裝芯片接合裝置500將第二層的半導(dǎo)體芯片30層疊接合于第一層的半導(dǎo)體芯片20上的步驟(半導(dǎo)體裝置的制造步驟)。
[0041]首先,說明圖3的步驟SlOl至步驟S108的示教(teaching)動作。首先，使第一層的半導(dǎo)體芯片20吸附固定于接合載臺11上，通過未圖示的拾取單元從晶圓使第二層的半導(dǎo)體芯片30吸附于接合工具14的前端。
[0042]如圖2(a)所示，在第一層的半導(dǎo)體芯片20的表面20a(圖1中Z方向正側(cè)的面)的右上角與左下角分別設(shè)有十字型的對準(zhǔn)標(biāo)記21a。另外，在第一層的半導(dǎo)體芯片20設(shè)有多個第一貫通電極22。如圖2(b)所不,第一貫通電極22是設(shè)成相對于表面20a、背面20b垂直地貫通第一層的半導(dǎo)體芯片20的表面20a與背面20b之間,在第一層的半導(dǎo)體芯片20的表面20a,第一貫通電極22的表面22a露出，在第一層的半導(dǎo)體芯片20的背面20b,在與第一貫通電極22的表面22a相同位置,第一貫通電極22的背面22b露出。
[0043]第二層的半導(dǎo)體芯片30也在與第一層的半導(dǎo)體芯片20相同的位置設(shè)有第二貫通電極32。亦即，第二貫通電極32是設(shè)在使第二層的半導(dǎo)體芯片30反轉(zhuǎn)后其背面30b與第一層的半導(dǎo)體芯片20的表面20a重疊時成為相同位置的位置。此外，與第一層的半導(dǎo)體芯片20相同，如圖2 (d)所示，第二貫通電極32是設(shè)成相對于表面30a、背面30b垂直地貫通第二層的半導(dǎo)體芯片30的表面30a與背面30b之間，在第二層的半導(dǎo)體芯片30的表面30a，第二貫通電極32的表面32a露出，在第二層的半導(dǎo)體芯片30的背面30b，在與第二貫通電極32的表面32a相同位置第二貫通電極32的背面32b露出。圖2 (c)是從背面30b側(cè)觀察第二層的半導(dǎo)體芯片30的圖，在第二層的半導(dǎo)體芯片30的背面30b的左上角與右下角(使第二層的半導(dǎo)體芯片30反轉(zhuǎn)后其背面30b與第一層的半導(dǎo)體芯片20的表面20a重疊時成為相同位置的位置)分別設(shè)有十字型的對準(zhǔn)標(biāo)記31b。
[0044]如圖1所示，在層疊接合前的初始狀態(tài)，接合工具14位于上方的待機位置，因此控制部50通過未圖示的雙視野攝影機驅(qū)動機構(gòu)將雙視野攝影機16插入接合工具14與接合載臺11的中間。于是，在圖1的向下空心箭頭所示的雙視野攝影機16的下側(cè)視野捕捉如圖2 (a)所不包含對準(zhǔn)標(biāo)記21a與第一貫通電極22的表面22a的第一層的半導(dǎo)體芯片20的表面20a的影像，在圖1的向上空心箭頭所示的雙視野攝影機16的上側(cè)視野捕捉如圖2 (c)所示包含對準(zhǔn)標(biāo)記31b與第二貫通電極32的背面32b的第二層的半導(dǎo)體芯片30的背面30b的影像。
[0045]控制部50執(zhí)行圖1所示的第一攝影程序54，如圖3的步驟SlOl所示，使雙視野攝影機16作動，拍攝圖2(a)所示的第一層的半導(dǎo)體芯片20的表面20a的第一貫通電極22的表面22a的影像，儲存于存儲器52的控制數(shù)據(jù)63 (第一攝影步驟)。
[0046]另外，控制部50執(zhí)行圖1所示的第一接合程序55?？刂撇?0，如圖3的步驟S102所示，使雙視野攝影機16作動，拍攝圖2 (a)所示的第一層的半導(dǎo)體芯片20的表面20a的對準(zhǔn)標(biāo)記21a，儲存于存儲器52的控制數(shù)據(jù)63，如圖3的步驟S103所示，使雙視野攝影機16作動，拍攝圖2(c)所示的第二層的半導(dǎo)體芯片30的背面30b的對準(zhǔn)標(biāo)記31b，儲存于存儲器52的控制數(shù)據(jù)63?？刂撇?0處理各對準(zhǔn)標(biāo)記21a，31b的影像，檢測各對準(zhǔn)標(biāo)記21a，31b的位置的XY方向或Θ方向的偏移量，通過接合載臺驅(qū)動機構(gòu)13、接合工具驅(qū)動機構(gòu)15分別調(diào)整接合載臺11的XY方向的位置、接合工具14的Θ方向的位置。此外，若各對準(zhǔn)標(biāo)記21a，31b的位置的XY方向或Θ方向的偏移量分別成為零或既定閾值以下，則控制部50判斷第一層的半導(dǎo)體芯片20與第二層的半導(dǎo)體芯片30的各對準(zhǔn)標(biāo)記21a，31b的位置對準(zhǔn)，如圖3的步驟S104所示，輸出通過接合工具驅(qū)動機構(gòu)15使接合工具14下降的指令。通過所述指令，如圖4所示，接合工具14下降，如圖5(a)所示，將第二層的半導(dǎo)體芯片30層疊接合于第一層的半導(dǎo)體芯片20上，成為多層半導(dǎo)體裝置40 (第一接合步驟)。
[0047]如圖5(b)所示，將第二層的半導(dǎo)體芯片30層疊接合于第一層的半導(dǎo)體芯片20上后，在第一層貫通電極22的表面22a與第二層貫通電極32的表面32b之間形成熔融的焊料凝固的固著層41，通過此固著層41連接有各貫通電極22，32。
[0048]如圖6所示，第一接合步驟結(jié)束后，控制部50使接合工具14上升至待機位置，通過未圖示的雙視野攝影機驅(qū)動機構(gòu)使雙視野攝影機16往第二層的半導(dǎo)體芯片30上移動。在雙視野攝影機16的視野捕捉到如圖5(a)所示在第一層的半導(dǎo)體芯片20上層疊有第二層的半導(dǎo)體芯片30的狀態(tài)的影像。圖5(a)中，雖以虛線顯示下側(cè)的第一層的半導(dǎo)體芯片20的對準(zhǔn)標(biāo)記21a、第一貫通電極的表面22a，但實際上在雙視野攝影機16的視野顯示出的為圖5(a)所示的實線部分、亦即第二層的半導(dǎo)體芯片30的表面30a的第二貫通電極32的表面32a。
[0049]控制部50使圖1所示的第二攝影程序56執(zhí)行，如圖3的步驟S105所示，拍攝第二層的半導(dǎo)體芯片30的表面30a的第二貫通電極32的表面32a的影像，儲存于控制數(shù)據(jù)63 (第二攝影步驟)。
[0050]控制部50執(zhí)行圖1所示的相對位置檢測程序53，如圖3的步驟S106所示，使在第二攝影步驟拍攝的第二層的半導(dǎo)體芯片30的貫通電極32a的影像重疊于先前在第一攝影步驟拍攝的第一層的半導(dǎo)體芯片20的貫通電極22的表面22a的影像。圖5 (a)中，以虛線顯不重疊后的第一層的半導(dǎo)體芯片20的表面20a、第一貫通電極22的表面22a。在重疊后的影像，各貫通電極的表面22a，32a的位置是錯開顯示。
[0051]如先前說明，各貫通電極22，32相對于各層的半導(dǎo)體芯片20，30的各表面20a，30a垂直形成，因此各貫通電極的表面22a，32a的位置錯開，如圖5 (b)所示，判斷為各層的半導(dǎo)體芯片20，30錯開層疊。
[0052]另外，由于使半導(dǎo)體芯片20，30的各對準(zhǔn)標(biāo)記21a，31b的位置對準(zhǔn)而層疊接合，因此各層的半導(dǎo)體芯片20，30的相對位置未大幅錯開，多個各貫通電極22，32的位置為位于彼此對應(yīng)的位置的電極重疊的狀態(tài)。因此，控制部50，如圖5(a)所示，將重疊的第一貫通電極22的表面22a與第二貫通電極32的表面32a的XY方向的偏移量ΛΧ、Λ Y判斷為第一層的半導(dǎo)體芯片20與第二層的半導(dǎo)體芯片30的相對位置。圖5(a)所示的例中，設(shè)在第一層的半導(dǎo)體芯片20的表面20a的對準(zhǔn)標(biāo)記21a與設(shè)在第二層的半導(dǎo)體芯片30的背面30b的對準(zhǔn)標(biāo)記31b的位置也錯開，因此各偏移量Λ X、Λ Y是判斷為例如控制部50從對準(zhǔn)標(biāo)記21a，31b的影像辨識對準(zhǔn)標(biāo)記的位置時的誤差所產(chǎn)生的各貫通電極22，32的XY方向的位置偏移、或?qū)盈B接合時夾在貫通電極間的熔融焊料所產(chǎn)生的位置偏移。接著，控制部50，如圖3的步驟S107所示，將圖3所示的步驟SlOl?S106的各步驟反復(fù)既定次數(shù)、例如η次后，如圖3的步驟S108所示，例如，將其平均偏移量、或中央值等設(shè)定為偏置量(偏置量設(shè)定步驟)。
[0053]上述實施形態(tài)中，雖說明將圖5(a)所示的與第一貫通電極22的表面22a與第二貫通電極32的表面32a的XY方向的偏移量ΛΧ、Λ Y (X若以第一層的半導(dǎo)體芯片20的基準(zhǔn)軸為例，為與圖5(a)所示的第一層的半導(dǎo)體芯片20的橫方向的邊X平行的方向，Y為相對于X方向正交的方向)判斷為第一層的半導(dǎo)體芯片20與第二層的半導(dǎo)體芯片30的相對位置，但使用多個各貫通電極22，32的各表面22a，32a的影像，不僅是XY方向的偏移量ΔΧ、Δ Y，包含第二層的半導(dǎo)體芯片相對于第一層的半導(dǎo)體芯片20的旋轉(zhuǎn)方向的位置偏移Δ Θ，也可用來判斷為相對位置。旋轉(zhuǎn)方向的位置偏移Λ Θ，例如，也可使用圖5(a)所示的最上部左側(cè)的貫通電極22，32的各表面22a，32a的XY方向的偏移量Λ X1、Λ Y1、與圖5 (a)所示的最下部右側(cè)的貫通電極22，32 (位于對角方向的貫通電極22，32)的各表面22a，32a的XY方向的偏移量ΛΧ2、AY2求出為相對于作為基準(zhǔn)的X軸的旋轉(zhuǎn)角度Λ Θ。此情形，將各偏移量ΛΧ、ΛΥ、Δ Θ的平均值或中央值設(shè)定為XY Θ方向的各偏置量。
[0054]以上說明的本實施形態(tài)的示教動作(圖3所示的步驟S106?S108)，不需進行將已層疊接合的第一、第二層的半導(dǎo)體芯片20，30剝離以確認接合面或?qū)⒁褜盈B的多層半導(dǎo)體裝置40加以切斷、例如使圖5(b)所示的剖面露出以確認第一、第二貫通電極22，32的位置的破壞檢查，便能以檢測層疊接合時的第一層與第二層的半導(dǎo)體芯片20，30的位置偏移量(相對位置)，并根據(jù)所述偏移量(相對位置)設(shè)定層疊接合時的偏置量的簡單方法進行倒裝芯片接合裝置的示教，可高精度接合各貫通電極22，32。
[0055]接著，說明制造示教后的多層半導(dǎo)體裝置40的情形的層疊接合動作(圖3的步驟S109?步驟S119)。關(guān)于與先前說明的示教動作相同的步驟，省略說明。
[0056]與先前示教動作所說明相同，控制部50，首先，使第一層的半導(dǎo)體芯片20吸附固定于接合載臺11上，通過未圖示的拾取單元從晶圓使第二層的半導(dǎo)體芯片30吸附于接合工具14的前端，將雙視野攝影機16插入接合載臺11與接合工具14之間。接著，控制部50執(zhí)行圖1所示的第一攝影程序54，如圖3的步驟S109所示，使雙視野攝影機16作動，拍攝圖2 (a)所示的第一層的半導(dǎo)體芯片20的表面20a的第一貫通電極22的表面22a的影像，儲存于存儲器52的控制數(shù)據(jù)63 (第一攝影步驟)。
[0057]接著，控制部50執(zhí)行圖1所示的第二接合程序58?？刂撇?0，如圖3的步驟SllO所示，使雙視野攝影機16作動，拍攝圖2(a)所示的第一層的半導(dǎo)體芯片20的表面20a的對準(zhǔn)標(biāo)記21a，儲存于存儲器52的控制數(shù)據(jù)63，如圖3的步驟Slll所示，使雙視野攝影機16作動，拍攝圖2(c)所示的第二層的半導(dǎo)體芯片30的背面30b的對準(zhǔn)標(biāo)記31b，儲存于存儲器52的控制數(shù)據(jù)63?？刂撇?0處理各對準(zhǔn)標(biāo)記21a，31b的影像，檢測各對準(zhǔn)標(biāo)記21a，31b的位置的XY方向或Θ方向的偏移量。接著，控制部50，如圖3的步驟S112所示，以各對準(zhǔn)標(biāo)記21a，31b的位置的XY方向或Θ方向的偏移量分別成為在圖3的步驟S108設(shè)定的偏置量的方式，通過接合載臺驅(qū)動機構(gòu)13、接合工具驅(qū)動機構(gòu)15分別調(diào)整接合載臺11的XY方向的位置、接合工具14的Θ方向的位置,若各對準(zhǔn)標(biāo)記21a, 31b的偏移量成為偏置量，則如圖3的步驟S112所示，輸出通過接合工具驅(qū)動機構(gòu)15使接合工具14下降的指令。通過所述指令，如圖4所示，接合工具14下降，如圖7 (a)所示，將第二層的半導(dǎo)體芯片30層疊接合于第一層的半導(dǎo)體芯片20上，成為多層半導(dǎo)體裝置40 (第二接合步驟)。
[0058]第二接合步驟結(jié)束后，控制部50，如圖6所示，使接合工具14上升至待機位置，通過未圖示的雙視野攝影機驅(qū)動機構(gòu)使雙視野攝影機16往第二層的半導(dǎo)體芯片30上移動，執(zhí)行圖1所示的第三攝影程序59，如圖3的步驟S113所示，拍攝第二層的半導(dǎo)體芯片30的表面30a的第二貫通電極32的表面32a的影像，儲存于控制數(shù)據(jù)63 (第三攝影步驟)。
[0059]上述第二接合動作中，由于預(yù)先使第二層的半導(dǎo)體芯片30相對于第一層的半導(dǎo)體芯片20錯開通過圖3的步驟SlOl?S108所示的示教動作設(shè)定的偏置量，因此在進行層疊接合后，圖5(a)、圖5(b)所示的示教動作時所現(xiàn)的偏移量ΛΧ、ΛΥ或Λ Θ為零，如圖7(a)、圖7(b)所示，各貫通電極22，32應(yīng)未偏移而重疊。然而，因各層的半導(dǎo)體芯片20，30的各對準(zhǔn)標(biāo)記21a，31a的不正確、倒裝芯片接合裝置500的溫度變化、或各層半導(dǎo)體芯片20，30的貫通電極22，32的位置的制造誤差等，即使通過示教動作(圖3的步驟SlOl?S108)設(shè)定偏置量，在第二接合動作之后，也會有產(chǎn)生圖5(a)、圖5(b)所示的各貫通電極22，32的位置偏移的情形。
[0060]因此，控制部50，在第二接合動作之后，如圖3的步驟S113所示，通過雙視野攝影機16取得層疊接合后的第二層的半導(dǎo)體芯片30的第二貫通電極32的表面32a的影像，執(zhí)行圖1所示的偏移量檢測程序60，如圖3的步驟S114所示，重疊于在圖3的步驟S109拍攝的第一層的半導(dǎo)體芯片20的第一貫通電極22的表面22a的影像，由此檢測第一貫通電極22的位置與第二貫通電極32的偏移量ΛΧ、Λ Y、Δ Θ (偏移量檢測步驟)。
[0061]此外，偏移量檢測程序60，除了在使第一層與第二層的半導(dǎo)體芯片20，30錯開偏置量的第二接合之后執(zhí)行的點外，與上述說明的圖1所示的相對位置檢測程序53相同。
[0062]接著，如圖3的步驟S115所示，在檢測出的偏移量未滿容許偏移量即第一閾值且需要修正偏移量即第二閾值以上的情形，判斷為必須修正偏置量，如圖3的步驟S116所示，執(zhí)行圖1所示的偏置量修正程序61。偏置量修正程序61使偏置量增減在圖3的步驟S114檢測出的偏移量的既定比例、例如50%等。接著，偏置量的修正結(jié)束后，控制部50，如圖3的步驟S117所示，為了進行下一個接合而返回步驟S109。由此，可高精度接合各貫通電極22，32 (偏置量修正步驟)。
[0063]此外，在下一個接合時在圖3的步驟S109取得的第一層的半導(dǎo)體芯片的第一貫通電極表面的影像，是在之前接合時在圖3的步驟S113取得的第二層的半導(dǎo)體芯片的第二貫通電極表面的影像，此影像儲存于存儲器52。是以，在實際的層疊接合，移至下一個接合的情形，也可省略步驟S109而返回步驟S110。
[0064]另外，如圖3的步驟SI 18所示，控制部50，在檢測出的偏移量超過容許偏移量即第一閾值的情形，判斷所述層疊接合不良，執(zhí)行圖1所示的停止程序62，如圖3的步驟S119所示，使倒裝芯片接合裝置500停止，例如，使警告燈點燈并通知產(chǎn)生異常狀態(tài)(停止步驟)。
[0065]以上說明的本實施形態(tài)的接合裝置中，不進行層疊的各層的半導(dǎo)體芯片20，30的破壞檢查即可進行制造中的偏置量的修正、不良產(chǎn)生時的接合裝置的停止，因此能使層疊接合的品質(zhì)上升。
[0066]以上說明的實施形態(tài)中，雖說明將半導(dǎo)體芯片層疊接合成二層，但本發(fā)明亦可適用于更多層的層疊接合。另外，偏置量也可設(shè)為使第一層、第二層接合時的偏置量與第二層、第三層接合時的偏置量變化的方式。另外，本實施形態(tài)中，雖說明在示教動作時使第一層的半導(dǎo)體芯片20的對準(zhǔn)標(biāo)記21a與第二層的半導(dǎo)體芯片30的對準(zhǔn)標(biāo)記31b的位置對準(zhǔn)而進行層疊接合，但亦包含即使各對準(zhǔn)標(biāo)記21a，31b不重疊，在各對準(zhǔn)標(biāo)記間的相對距離已知的情形，使對準(zhǔn)標(biāo)記錯開所述相對距離而進行層疊接合、使對準(zhǔn)標(biāo)記對準(zhǔn)而接合。
[0067]再者，在本實施形態(tài)的倒裝芯片接合裝置500，雖說明接合載臺11往XY方向移動，接合工具往ζ、θ方向移動，但并不限于此構(gòu)成，例如，也可以是接合工具往Υ、Ζ、θ方向移動，接合載臺11僅往X方向移動的構(gòu)成，也可以是接合載臺11不移動，接合工具往ΧΥΖ、Θ方向移動的構(gòu)成。
[0068]接著，參照圖8至圖11說明使用圖1所示的倒裝芯片接合裝置500將半導(dǎo)體芯片層疊接合成三層以上的步驟(將半導(dǎo)體芯片層疊成三層以上的半導(dǎo)體裝置的制造步驟)。對與參照圖1至圖7說明的部分相同的部分賦予相同符號以省略其說明。
[0069]說明圖8的步驟S201至步驟S208的示教動作。此示教動作是通過與圖3的步驟SlOl至步驟S108的動作相同的動作決定圖10所示的第一層(起始層)半導(dǎo)體芯片100與和起始層相鄰且層疊接合于起始層半導(dǎo)體芯片100的上側(cè)的第二層的半導(dǎo)體芯片200之間的偏置量的動作。
[0070]控制部50，如圖8的步驟S201、S202所示，取得圖10所示的第一層(起始層)半導(dǎo)體芯片100的第一貫通電極102的表面102a的影像以及第一層(起始層)半導(dǎo)體芯片100的表面10a的對準(zhǔn)標(biāo)記的影像后，如圖8的步驟S203所示，取得圖10所示的第二層的半導(dǎo)體芯片200的背面200b的對準(zhǔn)標(biāo)記的影像。接著，控制部50，如圖8的步驟S204所示，將第二層的半導(dǎo)體芯片200層疊接合在圖10所示的第一層(起始層)半導(dǎo)體芯片100上。在層疊接合后，控制部50，如圖8的步驟S205所示，取得第二層的半導(dǎo)體芯片200的第二貫通電極202的表面202a的影像，根據(jù)在圖8的步驟S201取得的第一貫通電極102的表面102a的影像以及在圖8的步驟S205取得的第二貫通電極202的表面202a的影像，如圖8的步驟S206所示，檢測第一層的半導(dǎo)體芯片100與第二層的半導(dǎo)體芯片200之間的X方向的偏移量ΛΧ。接著，控制部50，如步驟S201至S206般，將層疊有二層半導(dǎo)體芯片的情形的起始層(第一層)與第二層的各半導(dǎo)體芯片100，200的偏移量檢測既定次數(shù)，如圖8的步驟S207所示，判斷已反復(fù)既定次數(shù)后，例如，將既定次數(shù)的偏移量ΛΧ的平均值設(shè)定為偏置量。此外，偏置量的設(shè)定，也可不執(zhí)行儲存在控制部50的偏置量設(shè)定程序57，由操作員以手動設(shè)定。
[0071]通過圖8的步驟S201?S208所示的示教動作設(shè)定層疊接合時的偏置量后，控制部50，如圖9的步驟S209?S220所示，開始實際的多層半導(dǎo)體裝置40的制造。此動作是通過與圖3的步驟S109?S114的動作相同的動作，如圖11(b)所示，檢測已層疊的半導(dǎo)體芯片100?300的各層間偏移量ΛΧ12、ΔΧ23并同時檢測第三層半導(dǎo)體芯片300相對于第一層的半導(dǎo)體芯片100的累積偏移量ΛΧ13，各層間偏移量ΛΧ12、ΛΧ23或累積偏移量Λ X13成為既定閾值以上的情形，使接合停止。
[0072]首先，控制部50，如圖9的步驟S209所示，將初始值I設(shè)定在計數(shù)器N。接著，控制部50，如圖9的步驟S210、S211所示，取得圖11(a)所示的第一層(N= I)半導(dǎo)體芯片100的第一貫通電極(N = I) 102的表面102a的影像與第一層(N = I)半導(dǎo)體芯片100的表面10a的對準(zhǔn)標(biāo)記的影像后，如圖9的步驟S212所示，取得圖11(a)所示的第二層(N+1=2)半導(dǎo)體芯片200的背面200b的對準(zhǔn)標(biāo)記的影像。此外，控制部50，如圖9的步驟S213所示，使各對準(zhǔn)標(biāo)記的位置錯開既定偏置量，將第二層(N+1 = 2)半導(dǎo)體芯片200層疊接合在圖11 (a)所示的第一層(N = I)半導(dǎo)體芯片100上。
[0073]層疊接合之后，控制部50，如圖9的步驟S214所示，取得第二層(N+1 = 2)半導(dǎo)體芯片200的第二貫通電極202的表面202a的影像，根據(jù)在圖9的步驟S210取得的第一貫通電極102的表面102a的影像以及在圖9的步驟S214取得的第二貫通電極202的表面202a的影像，如圖9的步驟S215所示，檢測第一層(N = I)半導(dǎo)體芯片100與第二層(N+1=2)半導(dǎo)體芯片200之間的X方向的層間偏移量ΛΧ12。在偏置量與層疊接合時的偏移量相同的情形，第一層與第二層的半導(dǎo)體芯片之間的相對位置相同且層間偏移量ΛΧ12成為零，但實際上在偏置量與層疊接合時的偏移量之間還是會有若干誤差。因此，如圖11(a)所示，即使使第二層的半導(dǎo)體芯片200錯開偏置量而層疊接合，在第一層的半導(dǎo)體芯片100與第二層的半導(dǎo)體芯片200之間還是會產(chǎn)生若干的層間偏移量ΛΧ12。
[0074]另外，控制部50，如圖9的步驟S216所示，根據(jù)在圖9的步驟S210取得的第一貫通電極102的表面102a的影像以及在圖9的步驟S214取得的第二貫通電極202的表面202a的影像，檢測第一層的半導(dǎo)體芯片100與第二層(N+1 = 2)半導(dǎo)體芯片200之間的X方向的累積偏移量。層疊數(shù)為二層的情形，此累積偏移量與上述層間偏移量ΛΧ12成為相同。
[0075]接著，控制部50，如圖9的步驟S217所示，比較第一層與第二層的半導(dǎo)體芯片100，200之間的層間偏移量ΛΧ12與第三閾值，在層間偏移量ΛΧ12為第三閾值以上的情形，判斷為接合不良，如圖9的步驟S221所示，停止接合動作。另外，控制部50，如圖9的步驟S218所示，比較第一層與第二層的半導(dǎo)體芯片100，200之間的累積偏移量與第四閾值，在累積偏移量為第四閾值以上的情形，判斷為接合不良，如圖9的步驟S221所示，停止接合動作。如上述說明，層疊數(shù)為二層的情形，此累積偏移量與層間偏移量ΛΧ12相同。
[0076]接著，控制部50，在層間偏移量、累積偏移量皆未滿第三、第四閾值的情形，如圖9的步驟S219所示，判斷是否將半導(dǎo)體芯片接合既定層數(shù)，在已層疊接合既定層數(shù)的情形，控制部50，如圖9的步驟S221所示，停止接合。另外，判斷未層疊接合既定層數(shù)的情形，如圖9的步驟S220所示，將計數(shù)器N增加I，成為N= 2，返回圖9的步驟S211，如圖11(b)所示，將第三層半導(dǎo)體芯片300層疊接合于第二層的半導(dǎo)體芯片200上。
[0077]控制部50，如圖9的步驟S211所示，取得圖11(b)所示的第二層(N = 2)半導(dǎo)體芯片200的表面200a的對準(zhǔn)標(biāo)記的影像后，如圖9的步驟S212所示，取得圖11 (b)所示的第三層(N+1 = 3)半導(dǎo)體芯片300的背面300b的對準(zhǔn)標(biāo)記的影像。接著，控制部50，如圖9的步驟S213所示，使各對準(zhǔn)標(biāo)記的位置錯開既定偏置量，將第三層(N+1 = 3)半導(dǎo)體芯片300層疊接合在圖11 (b)所示的第二層(N = 2)半導(dǎo)體芯片200上。
[0078]在層疊接合之后，控制部50，如圖9的步驟S214所示，取得第三層(N+1 = 3)半導(dǎo)體芯片300的第三貫通電極302的表面302a的影像，根據(jù)在上一次回圈(N = I)時的圖9的步驟S214取得的第二貫通電極202的表面202a的影像以及在這一次回圈(N = 2)時的圖9的步驟S214取得的第三貫通電極302的表面302a的影像，如圖9的步驟S215所示，檢測第二層(N = 2)半導(dǎo)體芯片200與第三層(N+1 = 3)半導(dǎo)體芯片300之間的X方向的層間偏移量ΛΧ23。和第一層與第二層的情形相同，由于在偏置量與層疊接合時的偏移量之間有若干誤差，因此如圖11(b)所示，即使使第三層半導(dǎo)體芯片300錯開偏置量而層疊接合，在第二層的半導(dǎo)體芯片200與第三層半導(dǎo)體芯片300之間還是會產(chǎn)生若干的層間偏移量 ΛΧ23。
[0079]另外，控制部50，如圖9的步驟S216所示，根據(jù)在圖9的步驟S210取得的第一貫通電極102的表面102a的影像以及在這一次回圈(N = 2)的圖9的步驟S214取得的第三貫通電極302的表面302a的影像，如圖11(b)所示，檢測第一層的半導(dǎo)體芯片100與第三層(N+1 = 3)半導(dǎo)體芯片300之間的X方向的累積偏移量ΛΧ13。累積偏移量ΛΧ13是在第一層與第二層的各半導(dǎo)體芯片100，200之間的層間偏移量ΛΧ12加上第二層與第三層的各半導(dǎo)體芯片200，300之間的層間偏移量ΛΧ23(ΛΧ13= ΛΧ12+ΛΧ23)。如圖11(b)所不，若設(shè)第二層相對于第一層的偏移方向為負方向(圖中左方向)，則第三層相對于第二層的偏移方向成為正方向(圖中右方向)，因此第三層相對于第一層的累積偏移量ΛΧ13 =ΛΧ12+ΛΧ23的絕對值較第一層與第二層之間的層間偏移量ΛΧ12的絕對值小。另外，相反地，在第三層相對于第二層的偏移方向亦為負方向(圖中左方向)的情形，第三層相對于第一層的累積偏移量ΛΧ13= ΛΧ12+ΛΧ23的絕對值較第一層與第二層之間的層間偏移量ΔΧ12的絕對值大。
[0080]接著，控制部50，如圖9的步驟S217所示，比較第二層與第三層的半導(dǎo)體芯片200，300之間的層間偏移量ΛΧ23與第三閾值，在層間偏移量ΛΧ23為第三閾值以上的情形，判斷為接合不良，如圖9的步驟S221所示，停止接合動作。另外，控制部50，如圖9的步驟S218所示，比較第一層與第三層半導(dǎo)體芯片100，300之間的累積偏移量ΛΧ13與第四閾值，在累積偏移量ΛΧ13為第四閾值以上的情形，判斷為接合不良，如圖9的步驟S221所示，停止接合動作。
[0081]接著，控制部50，在層間偏移量ΛΧ23、累積偏移量ΛΧ13皆未滿第三、第四閾值的情形，如圖9的步驟S219所示，判斷是否將半導(dǎo)體芯片接合既定層數(shù)，在已層疊接合既定層數(shù)的情形，控制部50，如圖9的步驟S221所示，停止接合。另外，判斷未層疊接合既定層數(shù)的情形，如圖9的步驟S220所示，將計數(shù)器N增加I，成為N= 3，返回圖9的步驟S211，將第四層半導(dǎo)體芯片層疊接合于第三層半導(dǎo)體芯片300上。
[0082]以上說明的實施形態(tài)中，在層間偏移量ΛΧ12、ΔΧ23與累積偏移量ΛΧ13的兩者為既定閾值以上的情形，停止接合，因此能使層疊接合所制造的多層半導(dǎo)體裝置40的品質(zhì)提升。
[0083]此外，本實施形態(tài)中，雖說明偏移量為X方向的偏移量ΛΧ12、ΛΧ23、ΛΧ13，但關(guān)于Y方向、θ方向的偏移量也可以同樣地在層間偏移量、累積偏移量的兩方的偏移量為既定閾值以上的情形停止接合。
[0084]本發(fā)明并不限于以上說明的實施形態(tài)，包含由權(quán)利要求限定的本發(fā)明的技術(shù)范圍或不脫離本質(zhì)的所有變更以及修正。
[0085]符號說明
[0086]11接合載臺
[0087]12 XY 臺
[0088]13接合載臺驅(qū)動機構(gòu)
[0089]14接合工具
[0090]15接合工具驅(qū)動機構(gòu)
[0091]16雙視野攝影機
[0092]20第一層的半導(dǎo)體芯片
[0093]20a, 22a, 30a, 32a 表面
[0094]20b，22b，30b，32b 背面
[0095]21a,31a,31b 對準(zhǔn)標(biāo)記
[0096]22第一貫通電極
[0097]30第二層的半導(dǎo)體芯片
[0098]32第二貫通電極
[0099]40多層半導(dǎo)體裝置
[0100]41固著層
[0101]50控制部
[0102]51 CPU
[0103]52存儲器
[0104]53相對位置檢測程序
[0105]54第一攝影程序
[0106]55第一接合程序
[0107]56第二攝影程序
[0108]57偏置量設(shè)定程序
[0109]58第二接合程序
[0110]59第三攝影程序
[0111]60偏移量檢測程序
[0112]61偏置量修正程序
[0113]62停止程序
[0114]63控制數(shù)據(jù)
[0115]64接合工具驅(qū)動機構(gòu)介面
[0116]65雙視野攝影機介面
[0117]66接合載臺驅(qū)動機構(gòu)介面
[0118]70數(shù)據(jù)總線
[0119]100,200,300 半導(dǎo)體芯片
[0120]100a, 102a, 200a, 202a, 300a, 302a 表面
[0121]102，202，302 貫通電極
[0122]100b, 200b, 300b 背面
[0123]500倒裝芯片接合裝置。
【權(quán)利要求】
1.一種接合裝置，其特征在于，具備: 攝影機，拍攝半導(dǎo)體芯片的影像；以及 控制部，進行所述攝影機拍攝后的影像的影像處理與接合控制，所述接合控制是在設(shè)置有第一貫通電極的第一層的所述半導(dǎo)體芯片上，將在與所述第一貫通電極對應(yīng)的位置設(shè)置有第二貫通電極的第二層的所述半導(dǎo)體芯片加以層疊接合； 所述控制部具備相對位置檢測單元，所述相對位置檢測單元根據(jù)在層疊接合前通過所述攝影機所拍攝的第一層的半導(dǎo)體芯片表面的所述第一貫通電極的影像、以及在層疊接合后通過所述攝影機所拍攝的第二層的半導(dǎo)體芯片表面的所述第二貫通電極的影像，檢測已層疊接合的所述各層的半導(dǎo)體芯片的相對位置。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的接合裝置，其中，所述相對位置，是在所述第一層的半導(dǎo)體芯片表面上的沿著基準(zhǔn)軸方向或與所述基準(zhǔn)軸正交方向的所述第二層的半導(dǎo)體芯片的位置偏移、或相對于所述基準(zhǔn)軸的所述第二層的半導(dǎo)體芯片的旋轉(zhuǎn)角度的任一個或多個的組口 ο
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的接合裝置，其中，所述第一層的半導(dǎo)體芯片與所述第二層的半導(dǎo)體芯片為相鄰二層的各半導(dǎo)體芯片。
4.根據(jù)權(quán)利要求2所述的接合裝置，其中，所述第一層的半導(dǎo)體芯片與所述第二層的半導(dǎo)體芯片為相鄰二層的各半導(dǎo)體芯片。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的接合裝置，其中，所述第一層的半導(dǎo)體芯片為起始層的半導(dǎo)體芯片，所述第二層的半導(dǎo)體芯片為已層疊接合于所述起始層的半導(dǎo)體芯片上側(cè)的另一半導(dǎo)體芯片。
6.根據(jù)權(quán)利要求2所述的接合裝置，其中，所述第一層的半導(dǎo)體芯片為起始層的半導(dǎo)體芯片，所述第二層的半導(dǎo)體芯片為已層疊接合于所述起始層的半導(dǎo)體芯片上側(cè)的另一半導(dǎo)體芯片。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的接合裝置，其中，所述控制部，具有: 第一攝影單元，在層疊接合前通過所述攝影機拍攝第一層的半導(dǎo)體芯片表面的所述第一貫通電極的影像； 第一接合單元，使在層疊接合前通過所述攝影機所拍攝的第一層的半導(dǎo)體芯片表面的第一對準(zhǔn)標(biāo)記與在層疊接合前通過所述攝影機所拍攝的第二層的半導(dǎo)體芯片背面的第二對準(zhǔn)標(biāo)記的位置對準(zhǔn)后，將所述第二層的半導(dǎo)體芯片層疊接合于所述第一層的半導(dǎo)體芯片上； 第二攝影單元，在通過所述第一接合單元進行層疊接合后，通過所述攝影機拍攝第二層的半導(dǎo)體芯片表面的所述第二貫通電極的影像；以及 偏置量設(shè)定單元，根據(jù)通過所述第一攝影單元所拍攝的所述第一貫通電極的影像以及通過所述第二攝影單元所拍攝的所述第二貫通電極的影像，檢測所述各層的半導(dǎo)體芯片的相對位置，將檢測出的相對位置設(shè)定為層疊接合時的偏置量。
8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的接合裝置，其中，所述控制部，具備: 第二接合單元，使所述第二層的半導(dǎo)體芯片從所述第二對準(zhǔn)標(biāo)記與所述第一對準(zhǔn)標(biāo)記對準(zhǔn)的位置錯開以所述偏置量設(shè)定單元設(shè)定的偏置量后，層疊接合于所述第一層的半導(dǎo)體芯片上； 第三攝影單元，在通過所述第二接合單元進行層疊接合后，通過所述攝影機拍攝第二層的半導(dǎo)體芯片表面的所述第二貫通電極的影像；以及 偏移量檢測單元，根據(jù)通過所述第一攝影單元所拍攝的所述第一貫通電極的影像以及通過所述第三攝影單元所拍攝的所述第二貫通電極的影像，檢測所述各層的半導(dǎo)體芯片的相對位置的偏移量。
9.根據(jù)權(quán)利要求8所述的接合裝置，其中，所述控制部具備偏置量修正單元，所述偏置量修正單元，在以所述偏移量檢測單元檢測出的偏移量是未滿第一閾值且第二閾值以上的情形，以所述偏移量的既定比例修正所述偏置量。
10.一種半導(dǎo)體裝置的制造方法，包含: 準(zhǔn)備接合裝置的步驟，所述接合裝置是在設(shè)置有第一貫通電極的第一層的半導(dǎo)體芯片上，將在與所述第一貫通電極對應(yīng)的位置設(shè)置有第二貫通電極的第二層的半導(dǎo)體芯片加以層疊接合； 第一攝影步驟，在層疊接合前通過攝影機拍攝第一層的半導(dǎo)體芯片表面的所述第一貫通電極的影像； 第一接合步驟，使在層疊接合前通過所述攝影機所拍攝的第一層的半導(dǎo)體芯片表面的第一對準(zhǔn)標(biāo)記與在層疊接合前通過所述攝影機所拍攝的第二層的半導(dǎo)體芯片背面的第二對準(zhǔn)標(biāo)記的位置對準(zhǔn)后，將所述第二層的半導(dǎo)體芯片層疊接合于所述第一層的半導(dǎo)體芯片上； 第二攝影步驟，在所述第一接合步驟后通過所述攝影機拍攝第二層的半導(dǎo)體芯片表面的所述第二貫通電極的影像；以及 偏置量設(shè)定步驟，根據(jù)所述第一貫通電極的影像以及所述第二貫通電極的影像檢測所述各層的半導(dǎo)體芯片的相對位置，將檢測出的相對位置設(shè)定為層疊接合時的偏置量。
11.根據(jù)權(quán)利要求10所述的半導(dǎo)體裝置的制造方法，其包含: 第二接合步驟，使所述第二層的半導(dǎo)體芯片從所述第二對準(zhǔn)標(biāo)記與所述第一對準(zhǔn)標(biāo)記對準(zhǔn)的位置錯開所述偏置量后，層疊接合于所述第一層的半導(dǎo)體芯片上； 第三攝影步驟，在所述第二接合步驟后通過所述攝影機拍攝第二層的半導(dǎo)體芯片表面的所述第二貫通電極的影像；以及 偏移量檢測步驟，根據(jù)通過所述第一攝影單元所拍攝的所述第一貫通電極的影像以及通過所述第三攝影單元所拍攝的所述第二貫通電極的影像，檢測所述各層的半導(dǎo)體芯片的相對位置的偏移量。
12.根據(jù)權(quán)利要求10所述的半導(dǎo)體裝置的制造方法，其中，所述第一層的半導(dǎo)體芯片與所述第二層的半導(dǎo)體芯片為相鄰二層的各半導(dǎo)體芯片。
13.根據(jù)權(quán)利要求11所述的半導(dǎo)體裝置的制造方法，其中，所述第一層的半導(dǎo)體芯片與所述第二層的半導(dǎo)體芯片為相鄰二層的各半導(dǎo)體芯片。
14.根據(jù)權(quán)利要求10所述的半導(dǎo)體裝置的制造方法，其中，所述第一層的半導(dǎo)體芯片為起始層的半導(dǎo)體芯片，所述第二層的半導(dǎo)體芯片為已層疊接合于所述起始層的半導(dǎo)體芯片上側(cè)的另一半導(dǎo)體芯片。
15.根據(jù)權(quán)利要求11所述的半導(dǎo)體裝置的制造方法，其中，所述第一層的半導(dǎo)體芯片為起始層的半導(dǎo)體芯片，所述第二層的半導(dǎo)體芯片為已層疊接合于所述起始層的半導(dǎo)體芯片上側(cè)的另一半導(dǎo)體芯片。
【文檔編號】H01L21/60GK104335337SQ201380027777
【公開日】2015年2月4日 申請日期:2013年6月5日 優(yōu)先權(quán)日:2012年6月11日
【發(fā)明者】谷大輔, 高橋浩一 申請人:株式會社新川