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设备的制造方法、设备制造装置以及安装构造体与流程小鸟综合体育

类别:行业资讯   发布时间:2024-07-14 05:18:10   浏览:

  小鸟体育2.以往,作为经由凸块来将芯片安装于基板的方法,已知作为固相接合之一的超声波接合、热压接方法。凸块是基板上的布线引线或者形成于芯片的突起状的连接电极。

  3.具体地说,在通过超声波接合来将芯片安装于基板时,在将配置于芯片以及基板的一个电极的凸块按压于芯片以及基板的另一个电极的状态下,赋予超声波振动。由此,促进凸块与电极的塑性变形,凸块以及电极的相互的新生面紧密接触。其结果,凸块以及电极的相互的金属原子扩散,凸块与电极接合。

  4.在超声波接合、热压接方法中,使用倒装芯片接合器。倒装芯片接合器具有过程中的安装荷重、超声波功率的监视功能。但是,上述监视功能仅对施加于芯片整体的安装荷重和超声波功率的值进行监视。因此,在上述倒装芯片接合器中,难以进行作用于芯片上或者基板上的电极与凸块的接合部的力、即变形的测定。

  5.因此,例如,jp专利第3599003号公报(以下,记为“专利文献1”)中公开的现有技术是在形成凸块的电极的正下方设置应变仪并对安装过程中的应变仪的电阻值的变化进行测定。由此,构成为能够测定在电极与凸块的接合部产生的变形。应变仪在1根电阻元件将多个导体以等间距配置并形成为直线状,在电极的正下方被埋设一个。

  6.在这种现有技术中,直线状地形成的应变仪在电极的正下方被埋设一个。因此,即使凸块向电极的按压力一定,若在电极上凸块的位置变化,则由应变仪测定的变形量会产生偏差。换句话说,例如,在基于应变仪的测定值来计算芯片向基板的安装位置的偏移量(位置偏移量)的情况下,若变形量产生偏差,则位置偏移量的计算精度降低。位置偏移量受设备的组装精度影响,因此较大左右mems(micro electro mechanical systems)、光学设备的做工。换句话说,在现有技术中,在计算位置偏移量上存在改善的余地。

  7.本公开提供一种能够高精度地计算芯片向基板的安装位置的偏移量的设备制造装置的检查方法以及设备制造装置。

  8.本公开的一实施例是具备经由凸块而超声波接合的芯片和与芯片对置的基板的设备制造装置的检查方法。设备制造装置的检查方法包含:在凸块被按压的电极的正下方埋设有多个传感器的基板,安装设置于芯片的凸块时,对多个传感器的各个电阻值变化进行测定的步骤。进一步地,包含基于电阻值变化,推断凸块向电极的接合面的步骤;和基于被推断的接合面,判断芯片与基板的接合状态是否合格的步骤。

  9.此外,本公开的一实施例所涉及的设备制造装置具备:工作台,对经由凸块而与芯片接合的基板进行保持;和接合头,将芯片向基板按压,并且对芯片赋予超声波振动。进一步地,具备:在凸块被按压的电极的正下方埋设有多个传感器的基板,安装设置于芯片的凸

  块时,对多个传感器的各个电阻值变化进行测定的测定部;和处理部,基于电阻值变化,判断凸块向电极的接合面。

  10.通过本公开,能够提供一种能够高精度地计算芯片向基板的安装位置的偏移量的设备的制造方法以及设备制造装置和安装构造体。

  11.另外,本公开中的进一步的优点以及效果根据以下说明的说明书以及附图而清楚。此外,该优点以及/或者效果通过几个实施方式以及说明书及附图所述的特征而被分别提供,但不必为了得到一个或者其以上的相同的特征而提供全部。

  17.图6是表示本公开的实施方式2中的设备制造装置所具备的基板电极以及基板的结构例的图。

  19.图8是从该设备制造装置的基板电极的负z轴方向侧(即下侧)观察的基板电极以及基板的透视图。

  23.图12是通过本公开的实施方式4中的设备装置来进行检查时的基板电极的透视图。

  24.以下,参照附图,详细说明本公开的适当的实施方式。另外,在本说明书以及附图中,对具有实质相同的功能的结构要素,赋予相同的符号,从而省略重复说明。

  28.首先,参照图1,对本公开的实施方式1中的设备制造装置300的结构的一个例子进行说明。

  30.实施方式1的设备制造装置300具备检查装置101、接合装置114等,构成制造设备装置200的装置。设备装置200例如是伴随有半导体的电气部件所构成的装置、不伴随有半导体的电气部件所构成的装置等。

  31.以下,在实施方式1中,作为设备制造装置300,说明伴随有半导体的电气部件所构成的设备装置的制造装置。

  32.另外,在图1之后,x轴方向、y轴方向以及z轴方向分别表示与x轴平行的方向、与y轴平行的方向、与z轴平行的方向。x轴方向与y轴方向相互正交。x轴方向与z轴方向相互正交。y轴方向与z轴方向相互正交。xy平面表示平行于x轴方向以及y轴方向的假想平面。xz平面表示平行于x轴方向以及z轴方向的假想平面。yz平面表示平行于y轴方向以及z轴方向的假想平面。此外,x轴方向之中,通过箭头表示的方向设为正x轴方向,相反的方向设为负x轴方向。y轴方向之中,通过箭头表示的方向设为正y轴方向,相反的方向设为负y轴方向。z轴方向之中,通过箭头表示的方向设为正z轴方向,相反的方向设为负z轴方向。z轴方向例如与铅垂方向相等,x轴方向以及y轴方向例如与水平方向相等。

  33.如图1所示,通过实施方式1的设备制造装置300来制造的设备装置200具备:芯片102、芯片电极103、凸块104、基板电极105以及基板106等。设备装置200构成通过超声波接合或者热压接方法而形成为一体的设备。

  34.芯片102例如具有在芯片102的一个面的周围配置的多个芯片电极103。芯片电极103具备形成于芯片电极103的表面的、包含导电性材料的凸块104。

  36.接下来,对设备制造装置300的检查装置101的结构的一个例子进行说明。

  37.设备制造装置300的检查装置101如图1所示,具备测定部108以及处理部109等。

  38.基板106具备被配置于与芯片102的凸块104对置的位置的多个基板电极105。另外,基板电极105的材料是能够与凸块104的材料固相接合的金属即可,例如举例金、铝等。

  39.进一步地,基板106具有被埋设于基板电极105的正下方的多个压阻型的传感器107。压阻型的传感器107具有若被施加机械变形则电阻值变化的压阻效应。另外,后面详述压阻型的传感器107的结构。

  40.压阻型的传感器107与电气布线的一端连接。电气布线经由电气布线的位置偏移量计算部的一个例子。

  42.接下来,参照图2以及图3,对压阻型的传感器107的结构进行说明。

  43.图2是从z轴方向观察设备制造装置300的基板电极105以及基板106的透视图。图3是图2所示的基板106的3

  3线的正下方,如上所述配置压阻型传感器107a、压阻型传感器107b、压阻型传感器107c以及压阻型传感器107d。

  45.另外,以下,在不区分压阻型传感器107a、压阻型传感器107b、压阻型传感器107c以及压阻型传感器107d的情况下,可能简称为“传感器107”来进行说明。

  46.具体地说,如图3所示,传感器107在基板电极105的正下方(负z方向),被构成基板106的绝缘层111埋设。传感器107的形状如图2所示,例如是矩形形状。此外,传感器107的短边和长边的长度分别被表示为w、ln(n是1以上的自然数)。

  47.多个传感器107相对于基板电极105的中心o,例如放射状地排列。换句线的中心o。此外,多个传感器107的各自短边的一个被配置为相互对置。进一步地,多个传感器107的各自长边被配置为沿着从基板电极105的中心o放射状地延伸的假想线的中心o为中心点的假想圆(未图示)上,等间隔地配置的结构。由此,芯片102的相对于基板106的安装位置精度的范围内,凸块104的接合面能够与多个传感器107之中至少某一个传感器107可靠地重叠。

  49.此外,在实施方式1中,以配置4个传感器107的结构为例进行了说明,但并不限定于此。传感器107的数量若是2个以上且相互不重合的结构,则可以任意。

  50.此外,传感器107例如有具有压阻效应的n型si的材料形成,但并不特别限定于n型si。传感器107例如可以包含cuni系、nicr系、ti等的金属,也可以包含利用了压阻效应的ge、gaas等的半导体。

  51.进一步地,在实施方式1中,通过使用压阻型的传感器107的例子进行了说明,但并不局限于此。压阻型的传感器107以外,例如若是被加压时物性变化的传感器,则可以使用任意的传感器。

  52.如图2所示,传感器107在对置的2个短边分别连接电气布线。另外,电气布线的电阻值rn(n为1以上的自然数)进行测定的布线。详细地,电气布线c以及压阻型传感器107d的电阻值r1、电阻值r2、电阻值r3、电阻值r4进行测定的电气布线a、电气布线b、电气布线(图2中为压阻型传感器107a)在长边方向的内部,连接电气布线所示的“r”表示电气布线.电气布线.这里,与连接位置r连接的电气布线的电阻值rref进行测定的布线。换句话说,电阻值rref是传感器107的长边方向的电阻值之内、从中心o侧的传感器107的短边所连接的电气布线a的位置到连接位置r的区域的传感器107的电阻值。

  57.接下来,对基于压阻型的传感器107的压阻效应的电阻值变化进行说明。

  58.如图2所示,若向基板电极105按压芯片102的凸块104,则凸块104的按压力作用于被假想的环状的虚线包围的接合面s(也称为凸块接合面s)。由于按压力,在配置于基板电极105的正下方、4个传感器107,引起变形e。

  59.这里,上述接合面s是在安装过程中的规定时刻、从z轴方向俯视凸块104向基板电极105的接合面s的面。

  60.此时,在对传感器107一样施加变形e的情况下,传感器107的长边方向的电阻值rn(n为1以上的自然数)从rn0向rn0+δre变化。rn0是凸块104被向基板电极105按压之前的、传感器107的长边方向的电阻值。此外,δre是产生了变形e的传感器107的电阻值的变化量(增加量或减少量)。

  63.式(1)的exx表示变形e的x轴方向的垂直变形分量。exx是将基板电极105在x轴方向扩展的变形分量。式(1)的kx表示exx的应变系数(相对于变形的压阻系数)。另外,k的值根据构成传感器107的材料的种类、以及构成传感器107的材料的结晶方向而不同。

  64.此外,式(1)的eyy是变形e的y轴方向的垂直变形分量。eyy是将基板电极105在y轴

  65.进一步地,式(1)的ezz是变形e的z轴方向的垂直变形分量。ezz是将基板电极105压缩的变形分量。式(1)的kz表示ezz的应变系数。

  68.接合面s在安装过程中,随着凸块104的变形,面积增大。图2所示的l

  n(n为1以上的自然数)表示传感器107与接合面s重叠的区域的、传感器107的长边方向上的长度。具体地说,长度l

  70.并且,若凸块104的按压力作用于接合面s,则在传感器107与接合面s重叠的区域的传感器107,引起变形es。

  71.此时,分别在多个传感器107,存在由于引起的变形es而导致电阻值变化的区域(≈w

  72.这里,在安装过程是热压接方法的情况下,由于安装荷重的施加,在接合面s内均匀地产生压缩变形(垂直变形ezz)。

  73.此时,垂直变形exx相对于垂直变形ezz为非常小的值。其理由是由于传感器107的材料的泊松比vx为vx<<1。同样地,由于传感器107的材料的泊松比vy为vy<<1,因此垂直变形eyy相对于垂直变形ezz为非常小的值。

  74.由此,在传感器107与接合面s重叠的区域产生的变形es的值在接合面s内的任意位置(区域)都一样(均匀)。

  75.另一方面,在安装过程是超声波接合的情况下,在传感器107与接合面s重叠的区域的变形es,产生垂直变形exx、垂直变形eyy以及垂直变形ezz。进一步地,产生的垂直变形exx、垂直变形eyy以及垂直变形ezz与基于超声波振动的平面方向(相对于xy平面平行的方向)上产生的变形重叠。

  76.此时,越接近于接合面s的从中央附近的区域靠近外周部的区域,基于超声波振动的平面方向的变形的重叠量越大。但是,平面方向的变形是超声波振动的反复应力。因此,若将平面方向的变形处理为以微小时间平均化的值,则传感器107与接合面s重叠的区域的变形es的值在接合面s内的任意位置(区域)都一样(均匀)。

  77.此外,将向传感器107一样地施加变形es时的电阻变化率设为δrs/rn0的情况下,传感器107的长边方向的电阻值rn(具体地说,r1、r2、r3、r4)被表示为以下的式(2)。

  80.另一方面,例如,压阻型传感器107a的长边方向的电阻值之内、中心o侧的压阻型传感器107a的短边所连接的电气布线a的位置到连接位置r的区域收敛于接合面s内。因此,在收敛于接合面s内的压阻型传感器107a的区域,一样引起变形es。由此,电阻变化率δrref/rref0被表示为以下的式(3)。

  82.式(3)的rref0是凸块104被按压于基板电极105之前的、例如中心o侧的压阻型传

  感器107a的短边所连接的电气布线a的位置到连接位置r的区域的电阻值。

  83.因此,对各个传感器107的电阻值rn的变化与至少一个以上的电阻值rref的变化进行测定。由此,能够基于式(2)以及式(3),推断各个传感器107的长边方向上的长度l

  84.此时,优选将传感器107构成为传感器107的短边与长边的纵横比为l>>w。换句话说,例如,在接合面s的轮廓具有曲率的情况下,传感器107与接合面s重叠的区域严格来说不是矩形。因此,以矩形为前提的基于式(2)以及式(3)而推断的长度l

  n包含误差。但是,若设为l>>w,则能够缩小误差。由此,能够提高推断的长度l

  85.此外,各个传感器107优选构成为相对于基板电极105的中心o放射状地配置,并且延伸设置到安装过程中可取的最大的接合面s的外侧。由此,能够扩大推断的长度l

  86.此外,在使用圆柱状的凸块104的情况下,优选使电气布线的连接位置r到基板电极105的中心o的长度比从凸块104的头顶半径(相当于与基板电极105对置的一侧)减去安装偏差的最大值而得到的值短。进一步地,在凸块104是柱形凸块的情况下,优选使电气布线的连接位置r到基板电极105的中心o的长度比从凸块104的底座半径(相当于芯片102所连接的一侧)减去安装偏差的最大值而得到的值短小鸟综合体育。

  87.换句话说,缩短从电气布线的连接位置r到基板电极105的中心o的长度。由此,在安装过程的开始后,向凸块104施加安装荷重,在凸块104开始破碎的瞬间,电阻值rref的测定范围收敛于接合面s内。因此,能够从安装过程的初期测定长度l

  88.另外,电阻值rref的测定数由传感器107的材料和配置方向决定。例如,将传感器107假定为si、ge这样的立方晶的材料。进一步地,假定为将多个传感器107形成为从立方晶的面方位(100)的单结晶的层,通过蚀刻,相邻的传感器107的长边所成的角度为90

  。该情况下,根据结晶构造的对称性,各个传感器107的压阻效应的灵敏度与机械性质相同。

  89.详细地,在各个传感器107间,xy平面上的长边方向的应变系数kl、xy平面上与长边方向垂直的方向(短边方向)的应变系数kw、z轴方向的应变系数kz分别为相同的值。此外,各个传感器107的长边方向的泊松比vl和短边方向的泊松比vw为相同的值。进一步地,通过z轴方向的压缩,在传感器107的长边方向引起的垂直变形ell、在传感器107的短边方向引起的垂直变形eww为相同的值。

  90.通过以上,变形es被一样地施加于传感器107时的电阻变化率δrs/rn0能够表示为以下的式(4),全部传感器107的电阻变化率δrs/rn0为相同的值。

  92.由此,若测定多个传感器107之中任意一个传感器107的电阻值rref,则能够推断全部传感器107的重叠长度l

  93.另外,在传感器107的各个方向上的压阻效应的灵敏度和机械性质在多个传感器107之间不同的情况下,分别测定设置于各个传感器107的电阻值rref即可。由此,即使在性质不同的传感器107的情况下,也能够推断重叠长度l

  95.以下,参照图4,对实施方式1中的设备制造装置300的变形例进行说明。

  96.图4是本公开的实施方式1中的设备制造装置300的变形例的结构图。

  97.如图4所示,变形例中的设备制造装置300具备多个传感器107以及电阻值rref的

  98.压阻型传感器113例如以四边形状形成。并且,压阻型传感器113例如被埋设于基板电极105的中心o的正下方(负z轴方向)。

  99.压阻型传感器113的2根电气布线连接。例如,一个电气布线的中心部连接。另一个电气布线个边之内的一个边连接。

  100.测定部108(参照图1)对从压阻型传感器113所连接的一个电气布线的位置到另一个电气布线所连接的位置的区域的电阻值rref进行测定。

  101.换句话说,根据上述变形例,具备压阻型传感器113。由此,即使在各个传感器107的长边方向的长度较短的情况下,也能够基于测定的压阻型传感器113的电阻值rref、以及各个传感器107的电阻值rn,推断长度l

  n(参照图2)。此外,能够缩短各个传感器107的长边方向的长度。因此,基板106的设计自由度提高。

  105.设备制造装置300的检查装置101例如被设置于图1所示的接合装置114而被使用,对制造的设备装置200进行检查。

  106.接合装置114具备:基板106被设置的工作台115、对芯片102进行保持以及按压的接合头116等。

  107.如图5所示,接合装置114首先在接合头116的前端部固定芯片102的状态下,向基板106搬运芯片102(步骤s1)。然后,接合装置114进行动作以使得芯片102经由凸块104而与基板106接触。

  108.接下来,在经由凸块104,芯片102与基板106接触时,在接触的状态下,接合装置114施加荷重、超声波功率、热等。由此,芯片102被安装于基板106(步骤s2)。此时,在凸块104和基板电极105,引起弹性变形和塑性变形。并且,随着弹性变形和塑性变形,经由绝缘层111,在传感器107也引起机械变形。

  109.此时,多个传感器107的各自的电阻值rn通过压阻效应,根据机械变形量而变化。并且,测定部108实时测定安装过程中变化的多个传感器107的电阻值rn,将测定的数据发送给处理部109(步骤s3)。

  110.另外,在安装过程是超声波接合的情况下,如上所述,传感器107的电阻值rn与超声波振动相匹配而变动。因此,测定部108将微小时间的电阻值rn的平均值作为测定数据,发送给处理部109。

  111.接下来,处理部109基于获取的测定数据,计算各个传感器107与接合面s的重叠区域的长度l

  112.接下来,处理部109根据与各个传感器107的位置有关的位置信息和与各个传感器107的尺寸有关的尺寸信息,将计算出的长度l

  n转换为以基板电极105的中心o为原点时的接合面s的轮廓上的点即坐标pn(n为1以上的自然数)并进行计算(步骤s5)。由此,接合面s的轮廓与传感器107重叠的多个点(相当于图2所示的坐标p1、坐标p2、坐标p3、坐标p4)变得明确。

  113.接下来,处理部109根据将相邻的坐标pn连接而形成的多边形,推断接合面s的轮

  114.另外,上述各个传感器107的位置信息以及尺寸信息可以预先设定于处理部109的存储部,也可以设为从处理部109的外部的装置发送的结构。

  为原点的将接合面s的周围形成形状的虚线根据推断的接合面s的轮廓,计算以基板电极105的中心o为原点时的接合面s的中心o

  与基板电极105的中心o的偏移量(安装位置偏移量)(步骤s8)。另外,安装位置偏移量表示凸块104向基板电极105的安装位置的偏移量。

  117.此时,在凸块104的形状是圆形的情况下,在热压接方法中,接合面s也为圆形。该情况下,若坐标pn存在至少3点,则能够立即推断接合面s的半径与中心位置。因此,传感器107在基板电极105的正下方配置至少3个即可。

  118.此外,在凸块104的形状是椭圆形并且是热压接方法的情况下,或者凸块104的形状是圆形并且是超声波接合的情况下,接合面s为椭圆形。在接合面s的轮廓是椭圆形的情况下,4个传感器107之中,2个传感器107被配置为传感器107的长边方向沿着椭圆形的接合面s的长轴方向,并且传感器107的短边彼此对置。进一步地,上述2个传感器107以外的2个传感器107被配置为传感器107的长边方向沿着椭圆形的接合面s的短轴方向,并且传感器107的短边彼此对置。由此,能够求取接合面s的轮廓上的4个坐标pn。并且,基于求取的这些坐标pn,能够推断接合面s的轮廓。另外,在超声波接合中,超声波振动的方向为椭圆形的接合面s的长轴方向。

  119.此外,接合面s的面积在安装过程中几乎不变化的情况下,在基板电极105的正下方埋设2个传感器107即可。由此,根据从2个传感器107求取的坐标pn和接合前的凸块104的与基板电极105对抗的面的形状,能够立即求取接合面s的中心o

  120.通过实施方式1,能够将多个传感器107放射状地配置,基于安装过程中变化的多个传感器107的电阻值,非破坏地推断接合面s向基板电极105的形状和安装位置偏移量。

  121.由此,例如,能够不依赖于基于破坏试验的n增加的统计保证,而非破坏地推断接合面s的形状、安装位置偏移量。其结果,能够将判断为不合格的产品向市场的流出防患于未然。

  122.此外,通过实施方式1,能够实时监视安装过程中的接合面s的形状的变化和安装位置偏移量。因此,能够容易进行产生安装位置偏移的定时的检测、成为所希望的凸块接合面的形状的安装条件的导出。由此,能够期待不合格解析、开发期间的大幅度的缩短。

  124.以下,参照图6来对本公开的实施方式2中的设备制造装置300进行说明。

  125.图6是表示本公开的实施方式2中的设备制造装置300所具备的基板电极205以及基板206的结构例的图。另外,图6表示从z轴方向观察的基板电极205以及基板206的透视图。在图6中,针对与图2所示的结构要素相同的结构要素使用相同的符号,省略说明。

  126.如图6所示,实施方式2的设备制造装置300取代实施方式1的基板电极105,具备基板电极205。

  127.此外,实施方式2的设备制造装置300取代实施方式1的多个压阻型的传感器107,具备压阻型传感器208a、压阻型传感器208b、压阻型传感器208c以及压阻型传感器208d。

  128.以下,在不区分压阻型传感器208a、压阻型传感器208b、压阻型传感器208c以及压阻型传感器208d的情况下,简称为“传感器208”。

  129.多个传感器208与实施方式1的多个传感器107同样地,相对于基板电极205的中心o,放射状地排列。

  131.传感器模块207例如包含具有压阻效应的n型si的材料。多个传感器模块207相互分离地直线分别在与排列方向正交的方向上具有对置的第1边和第2边,例如,通过四边形状而构成。

  133.传感器模块207分别连接被总称为电气布线a、电气布线c以及电气布线d。详细地,一个电气布线边连接。另一个电气布线个边之内的、与传感器模块207的第1边侧相反的一侧(对置侧)的第2边连接。

  134.换句线在相同的位置连接电气布线.另外,在实施方式2中,以配置4个传感器208的结构为例进行了说明,但并不局限于此。传感器208的数量若为2个以上并且相互不重合的结构,则可以任意。

  138.这里,图6所示的cn(n为1以上的自然数)表示构成传感器208的多个传感器模块207之内、存在于凸块104的接合面s内的传感器模块207。例如,c1表示构成压阻型传感器208a的多个传感器模块207之内、存在于凸块104的接合面s内的传感器模块207。另外,图6中所示的c2、c3、c4也同样。

  139.此外,图6所示的dn(n为1以上的自然数)表示构成传感器208的多个传感器模块207之内、存在于凸块104的接合面s外的传感器模块207。例如,d1表示构成压阻型传感器208a的多个传感器模块207之内、存在于凸块104的接合面s外的传感器模块207。另外,图6中所示的d2、d3、d4也同样。

  140.并且,在凸块104的按压力作用于接合面s时,在存在于凸块104的接合面s内的传感器模块207引起变形es。

  141.此时,在各个传感器208,如上所述,存在cn所示的接合面s的范围内的传感器模块207、以及dn所示的接合面s的范围外的传感器模块207。

  142.换句话说,cn所示的接合面s的范围内的传感器模块207是由于变形es导致电阻值(例如,相当于r1a、r1b、r1c)变化的1个或者多个传感器模块。

  143.另一方面,dn所示的接合面s的范围外的传感器模块207是不会由于变形es导致电阻值(例如,相当于r1d)变化的1个或者多个传感器模块。

  144.此时,在将向传感器模块207一样地施加了变形es时的电阻变化率设为δrs/rn0的情况下,cn所示的接合面s的范围的多个传感器模块207之内,其整体与接合面s重叠的传

  感器模块207的电阻变化率为δrs/rn0。另一方面,cn的范围的多个传感器模块207之内、其一部分与接合面s重叠的传感器模块207的电阻变化率为0(零)、δrs/rn0以外的从0(零)到δrs/rn0的范围内的值。

  145.另一方面,构成一个传感器208的多个传感器模块207之内、最接近于基板电极205的中心o的传感器模块207在安装过程中的最早时刻,其整体与接合面s内重叠。

  146.因此,处理部109对构成一个传感器208的多个传感器模块207之内、最接近于基板电极205的中心o的传感器模块207的电阻变化率和其他传感器模块207的电阻变化率进行比较。由此,处理部109能够判断与接合面s重叠的传感器模块207。

  147.这里,与各个传感器208的位置有关的位置信息和与各个传感器208的尺寸有关的尺寸信息是已知的小鸟综合体育。

  148.因此,处理部109基于各个传感器208的位置信息、尺寸信息以及与接合面s重叠的传感器模块207所涉及的信息,计算图6所示的距离pcn(n为1以上的自然数)。

  149.距离pcn是从基板电极205的中心o起,到电阻变化率为δrs/rn0或、0(零)、δrs/rn0以外的从0(零)到δrs/rn0的范围内的值的、位于基板电极205的最外周侧的传感器模块207的距离。例如,距离pc1是从基板电极205的中心o起,到与接合面s重叠的、位于基板电极205的最外周侧的、构成压阻型传感器208a的传感器模块207的距离。另外,图6中所示的距离pc2、距离pc3、距离pc4也同样。

  150.通过实施方式2,将具备多个传感器模块207的传感器208放射状地配置,计算从基板电极205的中心o到电阻变化率变化的传感器模块207的距离pcn。由此,能够非破坏地推断接合面s向基板电极205的形状和安装位置偏移量。

  151.此外,通过实施方式2,能够自由设计构成传感器208的传感器模块207的尺寸、配置间隔。因此,能够容易对相同的基板电极205附加接合面s的形状以及安装位置偏移量的检查以外的功能。

  155.首先,参照图7,对本公开的实施方式3中的设备制造装置401的结构进行说明。

  157.实施方式3的设备制造装置401是制造设备装置500的装置。具体地说,设备制造装置401例如是半导体的制造装置、不伴随有半导体的电气部件等的设备装置的制造装置。

  158.以下,在实施方式3中,将半导体的设备装置500的制造装置说明为设备制造装置401。

  159.实施方式3的设备装置500如图7所示,具备芯片405、芯片电极406、凸块408、基板电极407、基板403等。设备制造装置401构成通过超声波接合来一体地形成设备装置500的装置。

  160.此外,设备制造装置401如图7所示,具备:设置基板403的工作台402、接合头404、称重传感器410、作为第1变形检测部的垂直变形传感器411、作为第2变形检测部的平面变形传感器412、测定部413、存储器414、处理部415等。称重传感器410对从芯片405向基板403施加的z轴方向的荷重进行测定。另外,垂直变形传感器411以及平面变形传感器412相当于

  161.接合头404具备:产生超声波振动的超声波振动器409、使芯片405在z轴方向移动的驱动机构400、对驱动机构400的动作进行控制的驱动控制部416等。

  162.驱动机构400例如从驱动控制部416在负z轴方向延伸。在驱动机构400的前端部即超声波振动器409固定芯片405。在芯片405,配置多个芯片电极406。多个芯片电极406例如在x轴方向相互分离地排列。芯片电极406例如包含铜等的材料。另外,芯片电极406的材料并不限定于铜,是能够与凸块408固相接合的金属即可,例如也可以是金、铝等。

  163.芯片电极406具备被配置于负z轴方向的端面406a的多个导电性的凸块408。多个凸块408在x轴方向相互分离地排列。多个凸块408例如包含铜等的材料。另外,凸块408的材料并不限定于铜,例如也可以是金、银、铝、铂、铬等的导电性材料。

  164.此外,多个基板电极407被配置于距凸块408的负z轴方向的端面408a隔开一定距离的位置。多个基板电极407被配置于基板403的正z轴方向的端面403a(也称为基板面)。多个基板电极407与芯片电极406的材料同样地,包含能够与凸块408固相接合的金属材料等。

  165.基板电极407的正z轴方向的端面407a与凸块408的负z轴方向的端面408a对置地配置。另一方面,基板电极407的负z轴方向的端面407b与基板403的正z轴方向的端面403a对置。换句线侧相反的一侧的端面。

  166.此外,垂直变形传感器411以及平面变形传感器412例如在埋设于基板403的状态下,经由电气布线电连接。另外,后面详述垂直变形传感器411以及平面变形传感器412。

  167.另外,在图7中,以在芯片电极406固定凸块408的结构为例进行了说明,但也可以设为凸块408被固定于基板电极407的结构。该情况下,在距固定于基板电极407的凸块408的正z轴方向的端面406b隔开一定距离的位置,芯片电极406被配置为与凸块408对置。

  168.接合头404在接合头404的前端部固定有芯片405的状态下,向基板403搬运芯片405。并且,接合头404在经由凸块408,芯片405与基板403相接时,在接触的状态下,向芯片405赋予超声波振动。由此,芯片405与基板403接合。

  169.存储器414经由电气布线电连接。存储器414例如是包含ram(random access memory)、rom(read only memory)等的存储部。存储器414对用于实现设备制造装置401的功能的程序进行保存。被保存的程序被处理部415执行。由此,可实现设备制造装置401所具有的多个功能。

  170.处理部415经由电气布线例如是cpu(central processing unit)、系统lsi(large scale integration)、微型计算机、dsp(digitalsignalprocessor)等的处理器。

  172.垂直变形传感器411以及平面变形传感器412的结构

  173.接下来,参照图8以及图9,对作为传感器的示例的垂直变形传感器411以及平面变形传感器412的结构进行说明。

  174.图8是从基板电极407的负z轴方向侧(即下侧)观察的基板电极407以及基板403的

  9线被配置于在z轴方向与基板电极407重叠的区域。垂直变形传感器411是对z轴方向上的电极(例如,基板电极407)的变形量进行检测的传感器。

  176.垂直变形传感器411以及平面变形传感器412例如包含应变仪等。应变仪例如将基于基板电极407的弹性变形量或者塑性变形量所对应的电阻值的电压输出为变形量。另外,应变仪例如也可以包含cuni系、nicr系、ti等的金属或者利用了压阻效应的si、ge、gaas等的半导体。垂直变形传感器411以及平面变形传感器412实时检测变形量信息。

  表示由超声波振动器409施加的超声波振动的方向。振动方向d例如与负x轴方向相等,振动方向d

  178.此外,平面变形传感器412是对与由超声波振动器409施加的超声波振动的方向(与xy平面平行的方向)上的振动宽度成比例的变形量进行检测的传感器。

  179.垂直变形传感器411以及平面变形传感器412如上所述,被埋设于基板403。具体地说,垂直变形传感器411以及平面变形传感器412被配置于基板403,以使得被形成于基板403的表面的绝缘层417覆盖。

  180.另外,垂直变形传感器411以及平面变形传感器412向基板403的配置方法并不局限于上述方法。例如,也可以在形成于基板403的表面的凹陷,以将垂直变形传感器411以及平面变形传感器412的一部分埋入的形式配置,在其上配置基板电极407。

  181.但是,在基板403的凹陷以埋入垂直变形传感器411以及平面变形传感器412的形式配置的情况下,垂直变形传感器411以及平面变形传感器412分别向基板403的接触面积增加。由此,基板电极407的变形量难以分别传至垂直变形传感器411以及平面变形传感器412。因此,垂直变形传感器411以及平面变形传感器412中的检测灵敏度可能降低。

  182.对此,如图9所示,垂直变形传感器411以及平面变形传感器412被绝缘层417覆盖并埋设于基板403的结构的情况下,不需要凹陷等的基板403的加工。因此,仅通过使用抗蚀剂等的绝缘层417,就能够容易将垂直变形传感器411以及平面变形传感器412绝缘于基板电极407。此外,基板电极407的变形量容易分别传至垂直变形传感器411以及平面变形传感器412。由此,能够简化基板403的构造,因此可靠性提高。此外,能够抑制基板403的制造成本的上升。进一步地,基板电极407的变形量的检测灵敏度提高。换句话说,更加优选垂直变形传感器411以及平面变形传感器412由绝缘层417覆盖并埋设于基板403的结构小鸟综合体育。

  183.此外,基板403上的垂直变形传感器411以及平面变形传感器412的配置位置例如是基板电极407的正下方。上述基板电极407的正下方例如是在z轴方向,将基板电极407向基板403投影的区域(换句话说,正射影)内。并且,基板电极407的正下方中,包含投影于基板403的基板电极407的中心点附近、以及基板电极407的周缘部附近。

  184.通过将垂直变形传感器411以及平面变形传感器412配置于基板电极407的正下方,能够减小基板电极407与垂直变形传感器411以及平面变形传感器412的距离。因此,基板电极407的变形量容易传至垂直变形传感器411以及平面变形传感器412。由此,基于垂直变形传感器411以及平面变形传感器412的变形量的检测灵敏度提高。换句话说,优选将垂直变形传感器411以及平面变形传感器412配置于基板电极407的正下方的结构。

  185.此外,垂直变形传感器411以及平面变形传感器412并不仅局限于配置于一个基板电极407的正下方,也可以分散配置于多个基板电极407的正下方。例如,也可以在多个基板电极407之内的第1基板电极(例如,图1的从左起第一个基板电极407)的正下方配置垂直变形传感器411,在第1基板电极以外的第2基板电极(例如,图1的从左起第2个基板电极407)的正下方配置平面变形传感器412。

  186.换句线的正下方,例如配置垂直变形传感器411以及平面变形传感器412的一组。由此,垂直变形传感器411以及平面变形传感器412向基板403的配置的定位变得容易。因此,能够减少设备装置500的制造成本。

  187.进一步地,在多个基板电极407的正下方,分散配置垂直变形传感器411以及平面变形传感器412。由此,垂直变形传感器411以及平面变形传感器412分别相对于各个基板电极407的位置的配置布局变得容易。换句话说,能够将垂直变形传感器411以及平面变形传感器412配置于适当的位置。因此,能够提高分别基于垂直变形传感器411以及平面变形传感器412的基板电极407的变形量的检测精度。

  188.此外,图8所示的接合面s是在z轴方向俯视超声波接合步骤开始之前、或者刚刚开始之后的电极与凸块408的接合面的面。另外,上述“电极”在芯片405与基板403接合之前,凸块408形成于芯片405的情况下,表示基板电极407。此外,上述“电极”在芯片405与基板403接合之前,凸块408形成于基板电极407的情况下,表示芯片电极406。

  表示超声波接合步骤的结果,通过超声波接合步骤而最终得到的上述“电极”与凸块408的接合面。接合面s

  通过在接合的条件确定作业中、达成所希望的剪切强度的接合样本的、剪切后的凸块的头顶的直径进行测定而得到。即,接合面s

  的直径相当于接合的条件确定作业中、达成所希望的剪切强度的接合样本的、剪切后的凸块的头顶的直径。另外,接合面s

  191.接下来,对基于设备制造装置401的垂直变形传感器411的垂直变形的检测进行说明。

  192.图8所示的接合面s在超声波接合步骤中,凸块408与上述“电极”接触时,首次出现。并且,随着上述“电极”与凸块408的接合进行而扩大,最终扩大到接合面s

  193.此时,在接合面s产生的垂直变形包含基于安装荷重的压缩变形和基于超声波振动的压缩与扩张的反复变形。基于安装荷重的压缩变形在接合面s的区域内均匀。另一方面,基于超声波振动的压缩与扩张的反复变形以图8所示的接合面s的中心线lc为边界,压缩与扩张反转。另外,中心线lc例如是将上述“电极”在x轴方向大致二等分(包含二等分)的线。因此,更加优选垂直变形传感器411被埋设于接合面s的中心o附近的结构。具体地说,更加优选垂直变形传感器411埋设于基板403,以使得在穿过接合面s的中心o并且与y轴平行的假想平面内、以及穿过接合面s的中心o并且与x轴平行的假想平面内,包含垂直变形传感器411的中心部的结构。

  194.换句话说,在接合面s的中心o附近,埋设垂直变形传感器411。由此,能够从超声波接合步骤的初始状态,不受接合面s内分布不同的反复应力影响,测定在接合面s产生的垂直变形。

  195.另外,垂直变形传感器411的尺寸(垂直变形传感器411向xy平面的正射影的面积)

  的面积大,也可以比其小。但是,垂直变形传感器411对在传感器区域(进行变形检测的区域)内产生的垂直变形的平均值进行输出。因此,优选即使在最终成为接合面s

  小。由此,能够良好地得到垂直变形的平均值,因此能够高精度地测定压缩变形。

  197.接下来,对基于设备制造装置401的平面变形传感器412的平面变形的检测进行说明。

  198.这里,在接合面s使平面变形产生的力在超声波接合步骤的初期、超声波接合步骤的中期到后期不同。

  199.具体地说,超声波接合步骤的初期的平面变形是由于安装荷重和超声波振动而在接合面s的界面产生的摩擦力所引起的压缩与扩张的反复变形。相对于此,超声波接合步骤的中期到后期的平面变形是接合面s的界面接合后、该接合位置受到超声波振动而引起的压缩与扩张的反复变形。

  200.此时,接合面s的接合程度在接合面s内存在偏差。具体地说,比接合面s的中心o更靠接合面s的外周部的振动方向d侧、或者振动方向d

  侧的接合品质(例如,接合程度较强)提高。这是由于通过超声波振动而在接合面s产生的摩擦力在接合面s的外周部的振动方向d侧、或者振动方向d

  侧的部位附近最强起作用。因此,越是比接合面s的中心o更接近于接合面s的外周部的振动方向d侧、或者振动方向d

  侧的部位的位置,越容易出现新生面。其结果,在新生面,金属原子的扩散容易进行,因此接合面s的接合程度提高。

  201.通过以上,更加优选平面变形传感器412被埋设于将基板403的整体之内、接合面s的外周部的振动方向d侧、或者振动方向d

  侧的区域向基板403投影的位置。由此,能够通过平面变形传感器412来以最高灵敏度检测基于接合的进行的平面变形的随着时间的变化。

  202.另外,优选平面变形传感器412所测定的平面变形的方向与振动方向d或者振动方向d

  的角度的线段平行的方向。因此,使平面变形传感器412所测定的平面变形的方向与振动方向d或者振动方向d

  相等。由此,能够通过平面变形传感器412来以最高的灵敏度检测由于超声波振动的施加而产生的平面变形的变化。

  205.首先,驱动控制部416控制驱动机构400并使其动作。由此,驱动机构400在负z轴方向移动(下降)。其结果,芯片405经由凸块408而被按压于基板403。并且,在按压的状态下,在平面方向(与xy平面并行的方向)施加超声波振动。由此,执行基板403与芯片405的超声波接合步骤。

  206.此时,配置于接合头404的称重传感器410的输出信息和表示配置于接合头404的超声波振动器409的电力波形的信息被记录于存储器414。

  207.此外,由于接合头404对凸块408施加的力,在按压于凸块408的基板电极407的正下方埋设的垂直变形传感器411以及平面变形传感器412变形。垂直变形传感器411以及平面变形传感器412按照时间序列来连续检测通过按压而产生的变形量,将表示检测出的变形量的变形量信息输入至测定部413。此时,输入至测定部413的变形量信息与变形量被检

  208.接下来,处理部415基于存储器414中记录的变形量信息,推断凸块408的形状变化、凸块408与基板电极407的接合界面的状态。另外,后面叙述对凸块408的形状变化、凸块408与基板电极407的接合界面的状态进行推断的推断方法。

  209.接下来,处理部415基于推断出的凸块408的形状变化、凸块408与基板电极407是接合界面的状态,判断芯片405与基板403的接合是否合格。并且,处理部415将判断出的判断结果输入至驱动控制部416。另外,后面详述上述判断方法。

  210.并且,判断结果例如被利用于生产品(接合的芯片405以及基板403)的合格或者不合格的分配。

  212.接下来,参照图10,对基于垂直变形传感器411的凸块408的形状变化的推断动作、基于平面变形传感器412的凸块408的接合界面的状态的推断动作进行说明。

  213.图10是用于对设备制造装置401中的超声波接合步骤进行说明的图。在图10中,横轴表示时间t,在垂直方向延长的虚线是用于明示相同的时刻上的数据彼此的关系性的线从上方起依次图示安装荷重p、超声波输出us、由垂直变形传感器411检测的第1变形量即垂直变形εz、由平面变形传感器412检测的第2变形量即平面变形εx。

  215.另外,垂直变形εz和平面变形εx在大于零时为扩张变形,在小于零时为压缩变形。

  216.此外,安装荷重p以及超声波输出us在超声波接合步骤中,通过称重传感器410的输出值、施加于超声波振动器409的电力的测定而得到。

  217.基于垂直变形传感器411的凸块408的形状变化的推断方法

  218.接下来,对基于垂直变形传感器411的凸块408的形状变化的推断动作进行说明。另外,如后面所述,垂直变形εz根据接合面s的面积而变化。

  219.具体地说,首先,接合头404下降,凸块408与芯片电极406在时刻t1接触。

  220.然后,在从凸块408与基板电极407接触的时刻t1起,超声波振动的施加开始的时刻t2的期间,与安装荷重p成比例地,垂直变形εz在压缩方向(负方向)变化,压缩变形εz增加。并且,由于基于安装荷重p的压缩力,凸块408破碎。进一步地,在该期间,接合面s变大,压缩变形εz进一步增加。另外,在时刻t2以后,安装荷重p为一定值。

  221.接下来,在时刻t2,安装荷重p的增加停止,并且超声波振动的施加开始。由此,向凸块408施加上述压缩力,基于超声波振动的施加的剪断力也进行作用。因此,凸块408的破碎变形较大进行,接合面s也迅速变大。另外,时刻t2以后,到经过规定时间为止,超声波输出us与经过时间成比例地增加,在规定时间的经过后,施加为一定的输出。

  222.接下来,在时刻t3,接合面s超过能够超过垂直变形传感器411来检测变形的区域(以下,记载为“传感器区域”)。换句话说,接合面s从传感器区域突出,或者接合面s的面积超过传感器区域的面积。另外,在时刻t2至时刻t3的期间,接合面s收敛于垂直变形传感器411的传感器区域之中。在上述期间,压缩变形εz增加。

  223.另一方面,在时刻t3以后,接合面s不收敛于垂直变形传感器411的传感器区域之中。换句话说,接合面s从传感器区域突出,或者接合面s的面积为传感器区域的面积以上。此时,压缩变形εz减少。其理由是由于,若接合面s超越垂直变形传感器411的传感器区域,则从超越的时刻,接合面s越增加,每单位面积的压缩力越减少。

  224.另外,在垂直变形传感器411的尺寸(换句话说,传感器区域的广度)较小、施加超声波振动之前接合面s的面积为传感器区域的面积以上的情况下,在时刻t2以前,压缩变形εz也可能从增加转为减少。

  225.另一方面,在垂直变形传感器411的传感器区域大于最终得到的接合面s

  226.接下来,在时刻t4,凸块408的破碎变形结束。换句线以后,接合面s不扩大。因此,在时刻t4,压缩变形εz的减少停止,其以后,垂直变形εz为一定值εz4。即,在实施方式3的情况下,垂直变形εz减少的期间为从时刻t3到时刻t4的期间。

  227.另外,如上所述,在预先的接合的条件确定作业中,达成所希望的剪切强度的接合样本的接合面s

  228.因此,基于上述求取的关系和垂直变形εz的一定值εz4,处理部415如以下那样推断垂直变形εz为一定值εz4时的接合面s的面积。

  的面积”≥“垂直变形传感器411的传感器区域的面积”)这一关系性成立时,通过以下所示的式(5)来推断接合面s的面积。

  的面积”“垂直变形传感器411的传感器区域的面积”)这一关系性成立时,通过以下所示的式(6)来推断接合面s的面积。

  通过以上的方法,能够使用垂直变形传感器411的垂直变形εz,进行凸块408的形状变化的推断。

  基于平面变形传感器412的凸块408的接合界面的状态的推断

  接下来,对基于平面变形传感器412的凸块408的接合界面的状态的推断进行说明。另外,平面变形传感器412的平面变形εx根据凸块408与凸块408被按压的接合电极的接合面s的接合的进行程度而变化。

  具体地说,在图10所示的时刻t2,首先,施加超声波振动。由此,在接合面s产生摩擦力。此时,在超声波振动的施加的初期,凸块408在上述的接合的电极上滑动。因此,在接合面s的界面,反复产生基于超声波振动的静摩擦力和动摩擦力。此时,平面变形εx的振幅ax如图10所示,与超声波输出us的变化同样地变化。

  然后,在反复上述的接合的电极上的滑动中,在凸块408与上述的接合的电极的界面,产生塑性变形。由此,在相互的界面,新生面露出,接合面s开始被接合(初期接合)。

  换句线,上述初期接合开始,凸块408开始固定安装于上述的接合的电极。若固定安装开始,则接合头404与保持于接合头404的芯片405的界面开始滑动。由此,传至凸块408的超声波振动衰减。并且,平面变形εx的振幅ax在时刻t

  另外,在初期接合以后,接合面s的接合也逐渐增加。因此,超声波振动在接合部引起的平面变形εx的振幅ax随着接合部的增加而减少。并且,在从施加超声波振动起经过一定时间后的时刻t

  4以后,传至凸块408的超声波振动的大小为一定值,由此,平面变形εx的振幅ax收敛于一定振幅。这表示通过接合面s的接合

  的结束,平面变形εx的振幅ax不再增加。通过以上的方法,根据平面变形传感器412的输出波形,能够推断凸块408与凸块408被按压的接合电极的接合面s的接合的进行程度。即,能够推断凸块接合界面的状态。

  接下来,参照图11,对设备制造装置401的检查方法中的接合状态的优劣判断动作进行说明。

  图11是用于说明本公开的实施方式3中的设备制造装置401的检查方法的流程图。

  接下来,在超声波接合的结束后,处理部415判定称重传感器410的输出值和施加于超声波振动器409的电力是否与对设备制造装置401预先设定的安装荷重以及基于超声波输出的接合条件相同(步骤s12)。此时,在称重传感器410的输出值和施加于超声波振动器409的电力与对设备制造装置401预先设定的安装荷重以及基于超声波输出的接合条件相同的情况下(步骤s12的是),处理部415推断接合面s的面积(步骤s13)。具体地说,在步骤s13中,处理部415基于垂直变形传感器411的垂直变形εz,通过超声波接合步骤,推断最终得到的接合面s的面积。

  然后,处理部415对推断出的接合面s的面积(接合面s的推断值)与预先的接合条件确定作业中达成所希望的剪切强度的接合样本的接合面s

  的面积进行比较。然后,处理部415判断接合面s的推断值是否进入到接合面积的偏差范围(步骤s14)。例如,在接合面s的推断值xmm2的情况下,接合面积的偏差范围是xmm2‑

  ymm2(下限值)至xmm2+ymm2(上限值)的范围。另外,ymm2例如是xmm2的15%左右。

  并且,在接合面s的推断值进入上述接合面积的偏差范围的情况下(步骤s14的是),处理部415确认平面变形传感器412的输出波形是否最终收敛于一定振幅(步骤s15)。具体地说,在步骤s5中,处理部415确认平面变形传感器412的输出波形中,超声波接合步骤中,平面变形εx的振幅ax随着时间而减少,最终是否收敛于一定振幅。

  此时,在平面变形εx的振幅ax收敛于一定振幅的情况下(步骤s15的是),处理部415判断为超声波接合步骤中的接合良好(步骤s16)。然后,处理部415将判断出的结果输入到驱动控制部416。

  另一方面,在上述步骤s12中,在称重传感器410的输出值和施加于超声波振动器409的电力值不是与预先设定的接合条件同值的情况下(步骤s12的否),认为设备的异常。该情况下,处理部415判断为超声波接合步骤中的接合不合格(步骤s17)。并且,处理部415将判断出的结果输入至驱动控制部416。

  此外,在上述步骤s14中,在接合面s的面积的推断值从接合面积的偏差范围偏离的情况下(步骤s14的否),可能由于污染物等,导致芯片405倾斜地接合,在芯片405、基板403等产生裂缝。另外,上述污染物例如是微细的导体的污染物质等。

  该情况下,处理部415判断为超声波接合步骤中的接合不合格(步骤s17)。并且,处理部415将判断出的结果输入至驱动控制部416。

  进一步地,在上述步骤s15中,平面变形εx的振幅ax未收敛的情况下(步骤s15的否),构件不合格,可能由于污染物等,接合未进行。此外,在平面变形εx的振幅ax一度收束后增加的情况下,接合部位可能产生疲劳破坏。

  该情况下,处理部415判断为超声波接合步骤中的接合不合格。(步骤s17)。并且,处理部415将判断出的结果输入至驱动控制部416。

  并且,驱动控制部416基于上述接合状态的判断结果,将生产品(被接合的芯片405以及基板403)分配为合格或者不合格并进行搬运。

  另外,步骤s12至步骤s15的处理的顺序不是必须为图11所示的顺序。因此,例如,维持步骤s13以及步骤s14的处理的顺序,在步骤s14的处理之后,按照步骤s12、步骤s15的顺序实施处理,也能够进行接合状态的判断。

  如以上说明那样,实施方式3是具备经由凸块而超声波接合的芯片与对置于芯片的基板的设备制造装置的检查方法。设备制造装置具备:被配置于基板的、对芯片以及基板的对置方向上的第1变形量进行检测的第1变形检测部、和对通过超声波振动器而施加的超声波振动的方向上的第2变形量进行检测的第2变形检测部。并且,设备制造装置的检查方法包含在配置有第1变形检测部和第2变形检测部的基板,芯片被超声波接合时,测定第1变形量以及第2变形量的步骤。进一步地,包含基于第1变形量,推断凸块的形状变化的步骤;基于第2变形量,推断被配置于芯片或者基板的电极与凸块的接合界面的状态的步骤。并且,包含基于被推断的凸块的形状变化与接合界面的状态,判断芯片与基板的接合状态是否合格的步骤。

  此外,实施方式3是具备经由凸块而超声波接合的芯片与对置于芯片的基板的设备制造装置。设备制造装置具备:被配置于基板的、对芯片以及基板的对置方向上的第1变形量进行检测的第1变形检测部、和对通过超声波振动器而施加的超声波振动的方向上的第2变形量进行检测的第2变形检测部。设备制造装置具备在配置有第1变形检测部和第2变形检测部的基板,芯片被超声波接合时,测定第1变形量以及第2变形量的测定部。进一步地,设备制造装置具备处理部,基于第1变形量,推断凸块的形状变化,基于第2变形量,推断被配置于芯片或者基板的电极与凸块的接合界面的状态,基于被推断的凸块的形状变化与接合界面的状态,判断芯片与基板的接合状态是否合格。

  通过上述结构,若进行超声波接合,则能够同时推断基于由第1变形检测部检测的第1变形量的推断值(凸块形状变化量)、基于由第2变形检测部检测的第2变形量的推断值(凸块与电极的接合面s的接合的进行程度)。换句话说,通过使用推断值,能够非破坏地判断配置于芯片或者基板的电极与凸块的接合状态是否合格。因此,能够不依赖于基于破坏试验的n增加的统计保证地,非破坏地判断接合品质。由此,能够防止构件不合格、设备异常所导致的接合不合格的流出。其结果,能够大幅度减轻不合格的检验所需的成本。进一步地,也能够大幅度减轻流失到市场的不合格的回收所伴随的成本等,因此能够维持产品品牌。

  图12是本公开的实施方式4中的设备制造装置401的检查方法中的基板电极507的透视图。在图12中,针对与图8所示的结构要素相同的结构要素使用相同的符号,省略说明。

  如图12所示,在实施方式4的设备制造装置401中,取代基板电极407,使用基板电极507。

  此外,在实施方式4的设备制造装置401中,取代垂直变形传感器411,使用构成包

  含n型si的第1变形检测部的半导体511。进一步地,在实施方式4的设备制造装置401中,取代平面变形传感器412,使用构成包含p型si的第2变形检测部的半导体512。

  另外,半导体511以及半导体512与垂直变形传感器411以及平面变形传感器412同样地,例如被埋设于基板电极507的正下方。由此,可得到与垂直变形传感器411以及平面变形传感器412被埋没于基板电极507的正下方的情况的效果同样的效果。

  如上所述,若对n型si以及p型si施加机械变形,则n型si以及p型si具有各个电阻率变化的压阻效应。

  换句话说,在对n型si以及p型si施加机械变形时,某个结晶方位x轴的电阻变化率δr/r0为在xyz方向施加的变形乘以各个轴固有的应变系数得到的值的总和。r0是不存在变形时的n型si或者p型si的初期电阻值。另一方面,δr是施加变形时的从初期电阻值的电阻值变化。

  另外,应变系数通过将xyz的各个轴设为哪个结晶方位而变化。因此,半导体511由安装荷重的施加方向的结晶方位为[001]并且振动方向d的结晶方位为[110]或者[11(

  )0]的n型si构成。该情况下,实施方式4的设备制造装置401优选是具备用于对结晶方位为[110]或者[11(

  )0]的电阻值进行测定的电气布线的结构。另外,上述[]内的值是用于记述结晶的晶格中的结晶面、方向的密勒指数。通过该结构,半导体511的针对安装荷重的施加方向的变形的应变系数最大。并且,被测定的电阻值变化δr的主分量取决于压缩变形(垂直变形εz)。

  此外,半导体512由安装荷重的施加方向的结晶方位为[001]、振动方向d的结晶方位为[110]或者[11(

  )0]的p型si构成。该情况下,实施方式4的设备制造装置401优选是具备用于对结晶方位是[110]或者[11(

  )0]的电阻值进行测定的电气布线的结构。通过该结构,半导体512的针对振动方向d的平面变形的应变系数最大。并且,被测定的电阻值变化δr的主分量取决于振动方向d的平面变形εx。

  此外,在超声波安装步骤中,半导体511的电阻值的变化表示与压缩变形(垂直变形gz)的变化大致相同的倾向(包含相同的倾向)。因此,在上述的式(5)或者式(6)式中,取代垂直变形εz的一定值εz4,使用电阻值为一定时的电阻变化率δr/r0,此外,取代垂直变形εz的一定值ε

  此外,在超声波安装步骤中,半导体512的电阻值的变化表示与振动方向的平面变形εx的变化大致相同的倾向(包含相同的倾向)。因此,处理部415能够基于半导体512的电阻值的振幅ax的变化,判断接合面s的接合的进行程度。

  换句线的检查方法,能够与实施方式3同样地,非破坏地检查超声波安装步骤中的接合状态是否合格。

  此外,通过实施方式4的设备制造装置401以及设备制造装置401的检查方法,作为传感器,使用半导体511以及半导体512。由此,例如,相比于非专利文献(“应变仪的接线法”https://

  工程电磁场与磁技术,无线.气动光学成像用于精确制导 2.人工智能方法用于数据处理、预测 3.故障诊断和健康管理