TWI546883B - Semiconductor manufacturing device - Google Patents

Description

半導體製造裝置

[相關申請案]

本申請案享有將日本專利申請案2013-257774號(申請日：2013年12月13日)作為基礎申請案之優先權。本申請案藉由參照該基礎申請案而包含基礎申請案之全部內容。

本發明之實施形態係關於一種對半導體封裝體實施電磁波屏蔽之半導體製造裝置。

用於行動電話或智慧型手機等可攜式通信設備之半導體裝置必須以不對通信特性造成不良影響之方式儘可能地抑制無用之電磁波洩漏至外部。因此，提出有具有電磁波屏蔽功能之半導體封裝體。

半導體封裝體之電磁波屏蔽例如藉由如下方式進行，即，利用電磁波屏蔽用之金屬膜覆蓋作為封裝體之材料之樹脂之表面，使該金屬膜與半導體封裝體內之半導體晶片之接地層電性接觸。

利用金屬膜覆蓋樹脂之表面之步驟可使用半導體製程之前步驟中使用之濺鍍裝置進行。於濺鍍裝置中，可對複數個半導體封裝體同時形成均勻之金屬膜。因此，藉由將已完成至封裝處理之多個半導體封裝體載置於搬送載具上並搬送至濺鍍裝置，連同搬送載具放入濺鍍真空室進行濺鍍處理，可提高作業性。

已封裝且尚未進行電磁波屏蔽之半導體封裝體係被放入專用之托盤予以保管。於一個托盤收納數十個半導體封裝體，若連同托盤載 置於搬送載具並搬送至濺鍍裝置，則可提高濺鍍處理效率。

於托盤設置有用以收納各個半導體封裝體之複數個凹部。凹部之尺寸係配合於半導體封裝體之尺寸而形成，不存在那般空閒之空間。又，為了不僅於半導體封裝體之上表面附著濺鍍金屬，而且遍及側面之整體地附著濺鍍金屬，托盤內之鄰接之凹部彼此之壁之高度較低。因此，於在托盤之各凹部收納半導體封裝體時、或搬送收納有半導體封裝體之托盤時，半導體封裝體有可能自凹部飛出而移動至壁上。於此情形時，半導體封裝體被傾斜地收納，若直接於濺鍍裝置中進行濺鍍處理，則有濺鍍金屬附著至半導體封裝體之底面側，而與底面之焊墊電短路之虞。

本發明提供一種能夠可靠性良好地進行電磁波屏蔽之半導體製造裝置。

根據本實施形態，提供一種半導體製造裝置，其包括：上蓋，其於將搭載有應進行電磁波屏蔽之未屏蔽之半導體封裝體之托盤載置於搬送載具之狀態下，較上述半導體封裝體之上表面配置於更上方；及位移檢測部，其檢測上述半導體封裝體接觸到上述上蓋之下表面而將上述上蓋抬升至上方之異常。

1‧‧‧半導體製造裝置

5‧‧‧托盤收納供給部

6‧‧‧濺鍍裝置

11‧‧‧第1處理器

12‧‧‧第2處理器

14‧‧‧控制部

15‧‧‧搬送載具

16‧‧‧第2搬送台

17‧‧‧托盤

18‧‧‧虛設托盤

19‧‧‧第1搬送台

20‧‧‧待機場所

21‧‧‧托盤移送臂

22‧‧‧上蓋

23‧‧‧第1關節部

24‧‧‧托盤移送臂基部

25‧‧‧第1軸構件

26‧‧‧突起部

27‧‧‧位移感測器

28‧‧‧壁部

30‧‧‧IC封裝體

31‧‧‧載具移送臂

32‧‧‧上蓋

33‧‧‧第2關節部

34‧‧‧載具移送臂基部

35‧‧‧第2軸構件

S1‧‧‧步驟

S2‧‧‧步驟

S3‧‧‧步驟

S4‧‧‧步驟

S5‧‧‧步驟

S6‧‧‧步驟

圖1係一實施形態之半導體製造裝置1之裝置概要圖。

圖2係說明圖1之半導體製造裝置1之搬送動作之圖。

圖3係與圖2對應之步驟流程圖。

圖4係表示握持托盤17之托盤移送臂21與上蓋22之位置關係之圖。

圖5係表示位移感測器檢測異常之一例之圖。

圖6係表示握持搬送載具15之載具移送臂31與上蓋32之位置關係之圖。

圖7係表示將上蓋22、32設為分割構造之例之圖。

以下，一面參照圖式一面說明本發明之實施形態。以下之實施形態中之上下方向表示將設置有半導體晶片之面設為上之情形時之相對方向，亦可能存在與對應於重力加速度之上下方向不同之情況。

圖1係一實施形態之半導體製造裝置1之裝置概要圖。圖1之半導體製造裝置1包括第1處理器11、第2處理器12及控制部(搬送控制部)14。

第2處理器12自托盤收納供給部5取出托盤17。第1處理器11將搭載有托盤17之搬送載具15交付至濺鍍裝置6。又，第1處理器11將濺鍍裝置6搬出之搬送載具15載於第2處理器12之第1搬送台19。

第2處理器12自托盤收納供給部5取出搭載有未屏蔽之IC(Integrated Circuit，積體電路)封裝體(半導體封裝體)之托盤(以下稱為未屏蔽之托盤)並載於搬送載具15上。又，第2處理器12係自搬送載具15回收搭載有已屏蔽之IC封裝體之托盤(以下稱為已屏蔽之托盤)並收納於托盤收納供給部5。

於托盤收納供給部5，縱向堆積地收納有收納未屏蔽之IC封裝體之托盤(以下稱為未屏蔽之托盤)、及收納已屏蔽之IC封裝體之托盤(以下稱為已屏蔽之托盤)。第2處理器12逐一取出縱向堆積之未屏蔽之托盤17並載置於搬送載具15。第2處理器12將搬送載具15上之已屏蔽之托盤17收納於托盤收納供給部5內之縱向堆積之已屏蔽之托盤上。於圖1中，例示有托盤收納供給部5具有縱向堆積有未屏蔽之托盤之托盤匣、及縱向堆積有已屏蔽之托盤之托盤匣之例。再者，亦可不使用托盤匣而縱向堆積複數個托盤17。

各托盤17為相同之尺寸，於一個托盤17設置有用以分別收納IC封裝體之複數個凹部。於鄰接之2個凹部之間，設置有相對於IC封裝體之高度約一半高度之壁部，於連同托盤17放入濺鍍裝置6時，於托盤內之所有IC封裝體之上表面及側面附著濺鍍材料。

控制部14係控制第1處理器11與第2處理器12之間之托盤17及搬送載具15之搬送。更具體而言，控制部14係控制搬送載具15之當前位置、搬送載具15上之托盤之數量、濺鍍處理之進展狀況等。控制部14例如可藉由個人電腦或工作站等而實現。

於圖1之例中，於搬送載具15之上表面載有4個托盤17。托盤17之長邊方向之長度與搬送載具15之短邊方向之長度大致一致，托盤17之短邊方向之長度為搬送載具15之長邊方向之長度之大致1/4。由此，藉由沿搬送載具15之長邊方向並排配置4個托盤17，可於搬送載具15之上表面之大致整個面配置托盤17，搬送載具15之上表面幾乎未露出。若於該狀態下，藉由第1處理器11將搬送載具15傳送至濺鍍裝置6，於濺鍍裝置6中進行濺鍍處理，則於搬送載具15之上表面幾乎未附著濺鍍材料。由此，可抑制因濺鍍處理所致之搬送載具15之上表面之污染，可使清掃搬送載具15之時間間隔變長。

又，濺鍍處理係考慮以複數個托盤17為單位進行批次處理，但亦可能存在因托盤17之剩餘片數而僅能於搬送載具15之上表面之一部分配置托盤17之情況。如此一來，搬送載具15之污染增大，因此預先準備與托盤17相同之形狀及尺寸之虛設托盤18。於僅能於搬送載具15之上表面之一部分配置未屏蔽之托盤17之情形時，較理想為於空閒區域配置虛設托盤18。藉此，無論應進行濺鍍處理之托盤17之片數如何，均可使搬送載具15之污染情況均勻化。

再者，托盤17之形狀及尺寸可任意設定。但，較理想為以儘可能地不露出搬送載具15之上表面之方式配置托盤17，因此較理想為配 合於搬送載具15之形狀及尺寸而使托盤17之形狀及尺寸最佳化。因此，載於搬送載具15之上表面之托盤17之數量亦可任意設定。較理想為，相應於搬送載具15之形狀及尺寸與托盤17之形狀及尺寸，以儘可能地不露出搬送載具15之上表面之方式將最佳數量之托盤17載置於搬送載具15上。

又，可搭載於一個托盤17之IC封裝體之數量並無特別限制。只要根據托盤17之形狀及尺寸與IC封裝體之形狀及尺寸而任意設定即可。

圖2係說明圖1之半導體製造裝置1之搬送動作之圖，且係自側面觀察圖1之圖。又，圖3係與圖2對應之步驟流程圖。首先，第2處理器12自托盤收納供給部5取出搭載有未屏蔽之IC封裝體之托盤17，載於搬送載具15(步驟S1)。第2處理器12藉由未圖示之托盤移送臂握持托盤17之長邊方向兩端側，而將該托盤17載置於搬送載具15上。如上所述，由於可在搬送載具15裝載例如4個托盤17，故而連續進行4次該步驟S1之處理。再者，於開始步驟S1之處理時，搬送載具15預先載於第1搬送台19上。

又，第2處理器12係視需要而將虛設托盤18載置於搬送載具15上。於虛設托盤18被置於與托盤收納供給部5不同之場所之情形時，第2處理器12沿二維方向移動托盤移送臂，將所期望之托盤17或虛設托盤18載置於搬送載具15上。

其次，第2處理器12使第1搬送台19自托盤收納供給部5之附近向濺鍍裝置6之方向移動特定距離。藉此，供搭載有未屏蔽之IC封裝體之托盤17裝載之搬送載具15亦與第1搬送台19一併搬送特定距離。第2處理器12利用例如伺服馬達之驅動力移動第1搬送台19。再者，第1搬送台19與第2搬送台16之驅動方法無特別限定。

其次，第1處理器11抬升搬送載具15，使其於特定之待機場所20 待機直至可收納於濺鍍裝置6(步驟S2)。第1處理器11藉由未圖示之載具移送臂握持搬送載具15之短邊方向兩端側，將搬送載具15抬升至待機場所20。使搬送載具15於待機場所20待機之原因在於，於之前送入至濺鍍裝置6之搬送載具15之濺鍍處理結束之前，在濺鍍裝置6內無法放入搬送載具15。因此，於濺鍍裝置6不進行濺鍍處理之情形時，可省略上述步驟S3之處理。

若自濺鍍裝置6搬出已屏蔽之搬送載具15，使得能夠收納於濺鍍裝置6，則第1處理器11將於待機場所20待機中之搬送載具15搬送至濺鍍裝置6用之第2搬送台16(步驟S3)。於此情形時，第1處理器11亦藉由載具移送臂握持搬送載具15之短邊方向兩端側，置於第2搬送台16上。第2搬送台16係附屬於濺鍍裝置6者，載置於第2搬送台16上之搬送載具15被送入至濺鍍裝置6之濺鍍真空室(步驟S4)。更詳細而言，若藉由載具移送臂將搬送載具15置於第2搬送台16上，則第1處理器11對濺鍍裝置6發送報告已將搬送載具15置於第2搬送台16之情況之信號。接收到該信號之濺鍍裝置6將第2搬送台16引入至濺鍍真空室內，開始濺鍍處理。

若濺鍍處理完成，則自濺鍍真空室搬出第2搬送台16(步驟S4)，因此第1處理器11自第2搬送台16藉由載具移送臂握持搬送載具15並搬送至第1搬送台19(步驟S5)。更詳細而言，若自濺鍍裝置6搬出第2搬送台16，則濺鍍裝置6發送報告該情況之信號，因此於接收到該信號時，第1處理器11藉由載具移送臂握持搬送載具15並載置於第1搬送台19上。

再者，分別設置有將載有未屏蔽之托盤17之搬送載具15自第1搬送台19抬升並經過待機場所20下降至第2搬送台16的載具移送臂、與將載有已屏蔽之托盤17之搬送載具15自第2搬送台16搬送至第1搬送台19之載具移送臂。由此，於使搬送載具15於待機場所20待機之期間， 可將載有已屏蔽之托盤17之搬送載具15自第2搬送台16搬送至第1搬送台19，可提高作業效率。

繼而，第2處理器12使第1搬送台19向托盤收納供給部5之方向移動特定距離。藉此，收納已進行電磁波屏蔽之托盤17之搬送載具15亦與第1搬送台19一併移動特定距離。

其次，第2處理器12藉由托盤移送臂依序抬升載於第1搬送台19之搬送載具15上之各托盤17，並收納於托盤收納供給部5(步驟S6)。該步驟S6之處理係反覆進行至結束將搬送載具15上之所有托盤17收納於托盤收納供給部5為止。

為了提高產出量，連續進行濺鍍處理。例如，於濺鍍裝置6內收納有例如3個搬送載具15，一併進行如下作業：逐一取出濺鍍處理結束之搬送載具15，並且將新的搬送載具15逐一收納於濺鍍裝置6。更詳細而言，於相同時刻，於第1處理器11之待機場所20與第1搬送台19分別放置不同之搬送載具15。藉此，利用流動作業連續地進行搭載於搬送載具15上之托盤17之各IC封裝體之電磁波屏蔽。

圖4係表示握持托盤17之托盤移送臂(第1臂)21與上蓋(第1上蓋)22之位置關係之圖。托盤移送臂21設置於第2處理器12。托盤移送臂21經由第1關節部23而設置於托盤移送臂基部(第1支持體)24。托盤移送臂21例如以單側2個部位分別握持托盤17之長邊方向之端部。由此，托盤移送臂21例如設置有合計4個。

托盤移送臂基部24移動自如地支持於在其大致中心部沿上下方向延伸之第1軸構件25。於托盤移送臂基部24之下表面側設置有上蓋22。於上蓋22之上表面側設置有複數個突起部26，該等突起部26以可於上下方向上移動之狀態安裝於托盤移送臂基部24。於該等突起部26或其周邊分別安裝有位移感測器27。位移感測器27例如為線性規感測器，檢測上蓋22之上下方向之位移。位移感測器27只要為可檢測托盤 17內之IC封裝體30接觸上蓋22而將上蓋22抬升之情況者，則檢測方式無特別限定。位移感測器27之數量無特別限制，例如於上蓋22之突起部26位於上蓋22之四角與中央部之情形時，較理想為於各突起部26之每一個設置位移感測器27。

第2處理器12於自托盤收納供給部5取出未屏蔽之托盤17時，利用托盤移送臂21握持該托盤17之長邊方向兩端部。於托盤移送臂21握持有托盤17之長邊方向兩端部之狀態下，上蓋22係以自正確地收納於托盤17之IC封裝體30之上表面隔開特定距離而配置於上方之方式預先進行高度調整。

此處，如圖5所示，於收納於托盤17之IC封裝體30之至少一個移動至鄰接於托盤17之凹部之壁部28上之情形時，IC封裝體30之上表面位置變得更高，與上蓋22接觸，上蓋22之至少一部分被抬升至上方。於此情形時，接近於抬升之部位之位移感測器27檢測上蓋22之抬升。控制部14係若至少一個位移感測器27檢測到上蓋22之抬升，則對第2處理器12指示托盤17之搬送作業之停止。

若接收該指示，則第2處理器12使托盤移送臂基部24、托盤移送臂21及上蓋22沿第1軸構件25向上方較高地退避，檢查托盤17內之各IC封裝體30之收納位置。該檢查例如藉由作業者之目視進行。或者，亦可拍攝托盤17之外觀，利用圖案匹配將該拍攝圖像與正常之拍攝圖像進行比較，利用自動化處理發現收納位置不正確、即存在異常之IC封裝體30。

關於利用手動或自動化處理發現之收納位置不正確之IC封裝體30，作業員以手動重新收納。或者，例如亦可使用其他臂等自動地重新收納IC封裝體30。

圖6係表示握持搬送載具15之載具移送臂(第2臂)31與上蓋(第2上蓋)32之位置關係之圖。載具移送臂31設置於第1處理器11。載具移送 臂31經由第2關節部33而設置於載具移送臂基部(第2支持體)34。載具移送臂31例如以單側2個部位分別握持搬送載具15之短邊方向之端部。由此，載具移送臂31例如設置有合計4個。

載具移送臂基部34移動自如地支持於在其中心部沿上下方向延伸之第2軸構件35。於載具移送臂基部34之下表面側設置有上蓋32。上蓋32與托盤17之位置關係、及安裝於上蓋32之附近之位移感測器27之功能與圖4相同。

若於利用載具移送臂31搬送搬送載具15中，位移感測器27檢測到上蓋32之抬升，則控制部14對第1處理器11使搬送載具15之搬送停止。於此情形時，以作業員之目視或自動化處理發現存在異常之IC封裝體30，將該IC封裝體30重新收納於托盤17內之正確位置。

圖4之接合於托盤移送臂基部24之上蓋22與位移感測器27係檢測托盤17之搬送中之異常，圖6之接合於載具移送臂基部34之上蓋32與位移感測器27係檢測搬送載具15之搬送中之異常。

圖4之上蓋22與圖6之上蓋32係以覆蓋複數個IC封裝體30之方式配置，但上蓋22、32之尺寸並無特別限制。例如，亦可如圖7般，將上蓋22、32設為分割構造，以一個或複數個IC封裝體30為單位由分割上蓋22、32覆蓋。於此情形時，易於特定出於哪個IC封裝體30產生收納異常。

於圖1之例中，自搬送載具15回收已屏蔽之托盤17並收納於托盤收納供給部5後，連續地使用相同之搬送載具15，進行其他未屏蔽之托盤17之搬送。於搬送載具15上載有複數個托盤17，因此濺鍍材料附著於搬送載具15之上表面之量較少，但若連續地使用相同之搬送載具15，則該搬送載具15之清掃時，必須使半導體製造裝置1自身停止。因此，亦可設置收納複數個搬送載具15之未圖示之載具收納供給部，將回收已屏蔽之托盤17後之搬送載具15暫時收納於載具收納供給部， 並且自載具收納供給部取出另一搬送載具15，進行與圖2相同之處理。藉此，依序使用收納於載具收納供給部之複數個搬送載具15，可使各搬送載具15之清掃間隔顯著變長。進而，若設置複數個載具收納供給部，使得可一次裝卸各載具收納供給部內之所有搬送載具15，則可一次清掃一個載具收納供給部內之所有搬送載具15，並且可使用其他載具收納供給部連續地進行濺鍍處理，於清掃期間中亦可不使半導體製造裝置1停止。

如此，於本實施形態中，搬送托盤17時、及搬送搬送載具15時，於托盤17之上方配置上蓋32，並且設置位移感測器27，該位移感測器27係檢測托盤17內之IC封裝體30接觸上蓋32並將上蓋32抬升至上方之情況，因此於濺鍍裝置中放入托盤17之前，可使托盤17內之所有IC封裝體30收納於正常之收納位置。藉此，可使均勻之濺鍍金屬附著於IC封裝體30之上表面及側面，並且可防止於IC封裝體30之底面側附著濺鍍金屬，可抑制底面之焊墊與濺鍍金屬之短路不良之產生。

雖然說明了本發明之若干實施形態，但該等實施形態係作為示例而提示者，並非意圖限定發明之範圍。該等新穎之實施形態可藉由其他各種形態實施，可於不脫離發明之主旨之範圍內進行各種省略、替換、變更。該等實施形態或其變化包含於發明之範圍或主旨，並且包含於申請專利範圍中記載之發明及其均等之範圍。

1‧‧‧半導體製造裝置

5‧‧‧托盤收納供給部

6‧‧‧濺鍍裝置

11‧‧‧第1處理器

12‧‧‧第2處理器

14‧‧‧控制部

15‧‧‧搬送載具

16‧‧‧第2搬送台

17‧‧‧托盤

18‧‧‧虛設托盤

19‧‧‧第1搬送台

Claims (7)

1. 一種半導體製造裝置，其包括：上蓋，其於將搭載有未屏蔽之半導體封裝體之托盤載置於搬送載具之狀態下，較上述半導體封裝體之上表面配置於更上方；及位移檢測部，其檢測上述半導體封裝體接觸到上述上蓋之下表面而將上述上蓋抬升至上方之異常。
2. 如請求項1之半導體製造裝置，其包括搬送控制部，該搬送控制部係於將上述上蓋較上述半導體封裝體之上表面配置於更上方之狀態下搬送上述搬送載具，且若於搬送中途或搬送待機中由上述位移檢測部檢測到上述異常，則停止上述搬送載具之搬送。
3. 如請求項1或2之半導體製造裝置，其中上述位移檢測部包括複數個位移感測器，該等複數個位移感測器係與上述上蓋之複數個部位之各者建立關聯而設置，分別檢測各部位被抬升之上述異常。
4. 如請求項1或2之半導體製造裝置，其中上述上蓋係以至少部分地覆蓋複數個上述半導體封裝體之方式較複數個上述半導體封裝體之上表面配置於更上方。
5. 如請求項1或2之半導體製造裝置，其中上述上蓋包括複數個分割上蓋，該等複數個分割上蓋係於1個以上之特定數量之上述半導體封裝體之上表面之上方分別分離而配置。
6. 如請求項1或2之半導體製造裝置，其中上述上蓋包括：第1上蓋，其安裝於支持握持上述托盤之第1臂之第1支持體；及第2上蓋，其安裝於支持握持上述搬送載具之第2臂之第2支持體。
7. 如請求項6之半導體製造裝置，其中上述第1上蓋係於藉由上述 第1臂握持上述托盤時，配置於自上述半導體封裝體之上表面隔開特定間隔之上方，上述第2上蓋係於藉由上述第2臂握持上述搬送載具時，配置於自上述半導體封裝體之上表面隔開特定間隔之上方。