[发明专利]接合装置及半导体装置的制造方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种接合装置，尤其涉及倒装芯片接合装置的构造及使用倒装芯片接合装置的接合方法。

背景技术

作为将半导体芯片接合至电路基板的装置，大多使用倒装芯片接合装置。倒装芯片接合装置，是在接合载台之上预先吸附固定电路基板，在接合工具前端使接合面(形成有凸块的面)朝下而吸附保持半导体芯片，使接合工具朝向电路基板的表面下降，将半导体芯片的凸块按压于电路基板，通过加热将半导体芯片接合至电路基板。

在倒装芯片接合装置，必须要在使吸附于接合工具的半导体芯片的位置与电路基板的接合位置对准的状态下将半导体芯片按压至电路基板。因此，使用下述方法，在吸附于接合工具的半导体芯片的下面与电路基板的上面之间插入上下双视野摄影机，拍摄吸附于接合工具的半导体芯片的下面的影像与电路基板的上面的影像，根据被各影像拍入的半导体芯片、电路基板分别的对准标记的位置使半导体芯片与电路基板的相对位置对准(例如，参照专利文献1)。另外，提案有下述方法，在倒装芯片接合装置，使用在接合工具侧与电路基板摄影机的焦距不同的双视野摄影机，即使在双视野摄影机与半导体芯片、电路基板的距离不同的情形，亦拍摄清晰的影像(例如，参照专利文献2)。

现有技术文献

专利文献

专利文献1：日本特开2002-110742号公报

专利文献2：日本专利第4642565号说明书

发明内容

发明欲解决的问题

然而，近年来，开始使用将设有贯通电极的半导体芯片加以层叠而制造多层半导体装置的方法。此方法，是将贯通半导体芯片的多个贯通电极配置在层叠的各半导体芯片的相同位置，将各半导体芯片加以层叠时，贯通电极彼此电气连接，构成为往层叠方向延伸的共通电极。在此方法，已层叠的各半导体芯片间是通过多个贯通电极电气连接，因此例如不使用引线等其他配线、连接单元即可将多个半导体芯片电气连接。

由于必须在用于上述多层半导体装置的半导体芯片设有数个至数十个贯通电极且各贯通电极分别确实地连接，因此例如必须使层叠的各半导体芯片的位置偏移较专利文献1、2记载的现有技术般将半导体芯片接合至电路基板的情形小。

然而，贯通电极间的接合是通过焊料进行，即使使上下各层的半导体芯片的位置对准而接合，贯通电极仍载置于熔融状态的焊料之上，因此会有在焊料固化为止的期间其位置偏移的情形。另外，会有因对准标记的不明确等产生贯通电极错开程度的位置偏移的情形。再者，会有在连续接合的途中因温度等的接合条件的偏移在贯通电极的接合位置产生偏移的情形。

另外，将半导体芯片加以层叠后，从外部无法观察到贯通电极的接合面，因此无法轻易检测贯通电极彼此是否正确地连接，例如，一旦将已接合的半导体芯片剥离而确认贯通电极的连接状态、或将连接后的多层半导体装置加以切断而确认贯通电极的连接状态后，必须决定接合条件。另外，一旦决定接合条件后，在接合途中在贯通电极的连接位置产生偏移的情形，在通过接合后的产品检查得出导通不良等结果之前，无法发现贯通电极的连接不良。

因此，本发明的目的在于以简便方法高精度地连接贯通电极。

解决问题采用的手段

本发明的接合装置是在设置有第一贯通电极的第一层的半导体芯片之上，将在与第一贯通电极对应的位置设置有第二贯通电极的第二层的半导体芯片加以层叠接合，其特征在于，具备：摄影机，拍摄半导体芯片的影像；以及控制部，进行摄影机拍摄后的影像的影像处理与接合控制；控制部具备相对位置检测单元，所述相对位置检测单元根据在层叠接合前摄影机所拍摄的第一层的半导体芯片表面的第一贯通电极的影像以及在层叠接合后摄影机所拍摄的第二层的半导体芯片表面的第二贯通电极的影像，检测已层叠接合的各层的半导体芯片的相对位置。

本发明的接合装置中，较佳为，相对位置，是第二层的半导体芯片在第一层的半导体芯片表面上的沿着基准轴方向或与基准轴正交方向的位置偏移、或第二层的半导体芯片相对于基准轴的旋转角度的任一个或多个的组合。

本发明的接合装置中，较佳为，第一层的半导体芯片与第二层的半导体芯片为相邻二层的各半导体芯片，较佳为，第一层的半导体芯片为起始层的半导体芯片，第二层的半导体芯片为已层叠接合于起始层的半导体芯片的上侧的另一半导体芯片。