本發明專利技術公開了在半導體封裝件的制造過程中，將半導體晶粒安裝在位于處理平臺的襯底上。滴涂器將粘合劑滴涂在襯底上；使用鍵合工具將半導體晶粒鍵合在已經滴涂于襯底的粘合劑上；其后使用測量設備測量位于處理平臺上的半導體晶粒的下表面和襯底的上表面之間的鍵合層厚度。
【技術實現步驟摘要】
本專利技術涉及半導體裝配和封裝領域，更具體地涉及使用粘合劑材料將半導體芯片或晶粒安裝在襯底上。
技術介紹
半導體晶粒安裝工序是涉及半導體器件制造的步驟之一，它包括將半導體晶粒安裝到引線框上特定的鍵合盤。這種安裝通常通過首先滴涂粘合劑材料(如環氧樹脂epoxy)至鍵合盤上，其次用特定的壓力將晶粒按壓進入該粘合劑材料中而得以完成。其后，使用烘箱固化(oven cure)的熱處理被執行，以在晶粒安裝工藝之后將粘合劑固化和將晶粒固定在引線框上。固化后的晶粒然后通過在晶粒和引線框上的導電引線之 間連接鍵合導線而被電性連接至鍵合盤。固化后的晶粒和鍵合導線使用模塑材料如熱塑性樹脂(thermoplastic resin)或陶瓷制品被最終灌封在保護殼中，以完成半導體器件的封裝。圖I為晶粒101通過粘合劑102被安裝在引線框103上的剖面示意圖。晶粒101的底部和引線框103的鍵合盤表面之間的粘合劑102的厚度被稱作為鍵合層厚度(BLT Bond Line Thickness)。在圖I中，BLT表示為高度h，而晶粒101的厚度表示為t2。BLTU1)能夠通過用晶粒101上表面的高度減去引線框103的鍵合盤表面的高度和晶粒101的厚度(t2)而被計算出。由于粘合劑102被用來將晶粒101安裝在引線框103上，所以鍵合層不能太薄。在晶粒101被加工處理以致于粘合劑102硬化之后，在后續的封裝過程中晶粒101仍然遭受到熱膨脹和收縮。如果鍵合層太薄，由于在晶粒101和粘合劑102之間熱膨脹和收縮可能以不同的速率出現，所以在晶粒101下面可能沒有充足的粘合劑102來適應晶粒101和粘合劑102的這種膨脹或收縮。這樣可能導致晶粒101中的斷裂和裂紋。在某些嚴厲的情形下，晶粒101可能也會出現從粘合劑102上分離。另一方面，鍵合層也不能太厚。如果出現太多的粘合劑102，那么粘合劑102可能滲透出來并污染晶粒101的表面。除其他外，當在晶粒101和引線框103之間形成電氣導線連接時這可能導致不良的導線鍵合質量。而且，以上所述的問題不可避免地使得封裝半導體器件的可靠性和性能變壞。所以，在晶粒安裝工序中，鍵合層厚度必須被認真地控制在合適的范圍之內。鍵合層厚度的精確測量是必要的，以便于實現鍵合層厚度的精確控制。傳統的鍵合層厚度的測量方法是橫斷面測量(cross-sectioning)，其要求加工處理后的晶粒沿著剖面(line)被切開。然后，將橫斷切開的晶粒和粘合劑放置在顯微鏡下測量鍵合層厚度。橫斷面測量是一種破壞性的方法，切割過程使得該方法浪費時間。由于在線反饋很難實現，所以存在很多方法被建議來通過設計特定的引線框控制鍵合層厚度。在專利出版號為2009/0115039Al、專利技術名稱為“半導體器件的高鍵合層厚度”的美國專利中，推薦來在引線框的鍵合盤端緣處產生邊界特征(boundary features)。當粘合劑被滴涂在鍵合盤上時，粘合劑被限制在由邊界特征所規定的鍵合盤區域之內并被堆積。這樣保證了鍵合盤區域具有足夠的粘合劑以生成用于鍵合層的特定厚度。而且，專利號為5，214，307、專利技術名稱為“具有改良的粘合劑的鍵合層控制的半導體器件的引線框”的美國專利描述了一種類似的方法。在鍵合盤區域之內的四個凸塊(bumps)被使用，取代端緣處的邊界特征。當晶粒被鍵合在引線框上時，晶粒會接觸該凸塊，特定的鍵合層厚度會被實現。在這種特定的引線框設計的幫助下，鍵合層被保證至少具有特定的厚度。這防止了當薄鍵合層太薄時所面臨的問題。可是，在避免鍵合層太厚方面仍然沒有控制。
技術實現思路
所以，本專利技術的目的在于尋求提供一種在線的鍵合層厚度的測量方法，以便于鍵合后的晶粒樣本不需要從晶粒安裝平臺處移離，而測量鍵合層厚度。本專利技術相關聯的目的在于尋求在晶粒安裝過程中，利用在線測量的結果，以控制鍵合層的厚度。因此，本專利技術一方面提供一種用于制造半導體封裝件的方法，該方法包括將半導 體晶粒安裝在位于處理平臺的襯底上的步驟，該將半導體晶粒安裝在襯底上的步驟還包含有以下步驟使用滴涂器將粘合劑滴涂在襯底上；使用鍵合工具將半導體晶粒鍵合在已經滴涂于襯底的粘合劑上；其后使用測量設備測量位于處理平臺上的半導體晶粒的下表面和襯底的上表面之間的鍵合層厚度。本專利技術另一方面提供一種用于制造半導體封裝件的晶粒安裝裝置，該晶粒安裝裝置包含有滴涂器，用于將粘合劑滴涂在襯底上；鍵合工具，用于將半導體晶粒鍵合在已經滴涂于襯底的粘合劑上；以及測量設備，用于測量半導體晶粒的下表面和襯底的上表面之間的鍵合層厚度。參閱后附的描述本專利技術實施例的附圖，隨后來詳細描述本專利技術是很方便的。附圖和相關的描述不能理解成是對本專利技術的限制，本專利技術的特點限定在權利要求書中。附圖說明現在參考附圖描述本專利技術所述裝置和方法的示例，其中。圖I所示為通過粘合劑安裝在引線框上的半導體晶粒的剖面示意圖。圖2所示為表明包含有本專利技術較佳實施例所述的鍵合層厚度控制系統的晶粒安裝裝置的示意圖。圖3所示為安裝在鍵合盤上的晶粒的俯視圖，其表示了分別位于晶粒和鍵合盤上的用于激光位移測量的示范點。圖4所示表明根據本專利技術較佳實施例所述激光位移測量如何可能被完成。以及。圖5所示為根據本專利技術較佳實施例所述的在線鍵合層厚度測量和控制工序的作業流程圖。具體實施例方式圖2所示為表明包含有本專利技術較佳實施例所述的鍵合層厚度控制系統的晶粒安裝裝置201的示意圖。晶粒安裝裝置201包括處理平臺202、粘合劑滴涂器203、晶粒鍵合工具204和測量設備如激光位移傳感器205。粘合劑滴涂器203、晶粒鍵合工具204和激光位移傳感器205設置在處理平臺202上的不同位置處。所以，在晶粒安裝操作期間傳送機構被操作來傳送襯底相繼至各個位置。在晶粒安裝操作期間，以引線框103形式存在的襯底沿著平臺202被傳送。首先，引線框103設置在粘合劑滴涂器203的位置，以將粘合劑102滴涂在引線框103上。接著，其上已經滴涂有粘合劑102的引線框103被前轉至晶粒鍵合工具204的位置，以將半導體晶粒101鍵合在已經滴涂在引線框103的粘合劑102上。然后，鍵合后的引線框103被移動至后鍵合位置，在那里安裝有激光位移傳感器205。激光位移傳感器205被操作來測量晶粒表面和引線框表面之間的高度差異，以便于測量晶粒101的下表面和引線框103的上表面之間的鍵合層厚度或BLT。圖3所示為安裝在引線框103的鍵合盤上的晶粒101的俯視圖，其表示了分別位 于晶粒和鍵合盤上的用于激光位移測量的示范點301、302。其表明激光位移傳感器205從晶粒101表面的幾個區域和引線框103的鍵合盤表面的多個點處獲得計量結果。在這個示例中，在晶粒表面的四個角301獲得計量結果，以及在鍵合盤處獲得另外四個計量結果302。從而，對于整個鍵合后的晶粒101，平均BLT能夠得以獲得。BLT通過用晶粒101上表面的高度減去引線框103的上表面的高度和晶粒101的厚度而被計算出。任何的晶粒斜置也能夠從晶粒101表面上的四個角301的高度差異中而得以被監測。在激光測量之后，鍵合后的引線框103從晶粒安裝裝置201處被移離，以進行烘箱固化。所以，激光位移傳感器205被采用在晶粒安裝裝置201的后鍵合位置。在晶粒101被鍵合之后，晶粒表面和引本文檔來自技高網...
【技術保護點】
一種用于制造半導體封裝件的方法，該方法包含將半導體晶粒安裝在位于處理平臺的襯底上的步驟，該將半導體晶粒安裝在襯底上的步驟還包含有以下步驟：使用滴涂器將粘合劑滴涂在襯底上；使用鍵合工具將半導體晶粒鍵合在已經滴涂于襯底的粘合劑上；其后使用測量設備測量位于處理平臺上的半導體晶粒的下表面和襯底的上表面之間的鍵合層厚度。
【技術特征摘要】
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【專利技術屬性】
技術研發人員：陳文煒，林兆基，丘允賢，張國源，
申請(專利權)人：先進科技新加坡有限公司，
類型：發明
國別省市：
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