半导体加工装置及其控制方法与流程

1.本发明涉及半导体设备领域，尤其涉及一种半导体加工装置及其控制方法。


背景技术：

2.半导体封装工艺过程中，需要先将硅晶圆按照设计切割成适当大小的芯片，再将芯片黏附于导线载板上。黏附胶本身存在气泡，并且在将芯片黏附在导线载板过程中也会产生气泡。在先进半导体封装工艺过程中，由于封装密度增加，相应的芯片凸点的间距变得很小。在涂胶过程中，底填胶不容易充满整个芯片区域，会存在很多气泡。如果不进行脱泡，在芯片长时间使用过程中产生的热能会使气泡破裂，从而使芯片容易受到周围环境的影响，降低芯片的使用寿命，从而引起芯片提前报废。
3.除泡半导体加工装置的作用在于将半导体芯片放置于一个恒温恒压的密闭箱体中，通过提高半导体加工装置中加热原件的工作功率，提高箱体内的温度，从而进行封装体内底填胶气泡的去除，提升半导体封装用高压除泡烘箱的除泡效果，保证芯片封装良率。
4.现有技术中的半导体加工装置，其温度监测单元是设置在箱体内部的多个热电偶元件，然后根据热电偶元件获得的温度数据进行温度调节。这种温度监测方式受制于热电偶元件的设置位置，如果热电偶元件位置不合理，难以准确的把握箱体内半导体工件的温度。另外，这种点位监测的方式，无法监测箱体内部全局的温度，造成温度控制不准确。
5.因此，有必要开发一种新型半导体加工装置及其控制方法，以避免现有技术存在的上述问题。


技术实现要素：

6.本发明的目的在于提供一种半导体加工装置及其控制方法，能够同时监测箱体内部的特定点位温度、箱体内部整体温度和箱体内半导体工件的温度，以准确控制箱体内部半导体工件的温度。
7.为实现上述目的，本发明提供的半导体加工装置，包括：箱体，用于容纳半导体工件；加热装置，用于加热所述箱体内的气体；温度监测装置，所述温度监测装置包括设置于箱体内的第一监测部和设置于所述箱体外的第二监测部，所述第一监测部监测所述箱体内部特定位置的气体温度，所述第二监测部监测所述箱体内部的整体气体的温度和所述半导体工件的温度；温度调节装置，所述温度调节装置与所述温度监测装置和所述加热装置电连接，用于从所述温度监测装置获取温度监测结果，根据所述温度监测结果控制所述加热装置，以调节所述箱体内部的气体温度。
8.本发明提供的半导体加工装置的有益效果在于：通过所述第一监测部和所述第二监测部同时监测所述箱体内部的特定位置的气体温度、所述箱体内部的整体气体的温度和所述半导体工件的温度，将多个温度数据结合传输给温度调节装置进行温度进行分析后，控制加热装置调节所述箱体内部气体温度，有利于提高温度监测的精确性，进而提高温度控制的精准性，以增强半导体加工装置的除泡效果。
9.可选的，所述第一监测部包括热电偶元件，所述热电偶元件与所述箱体内的气体直接接触。其有益效果在于：热电偶的热响应速度快，可靠性高，寿命长。
10.可选的，所述第二监测部包括红外测温器，所述红外测温器用于接收箱体内整体气体和所述半导体工件发出的红外射线，根据接收的红外射线监测所述箱体内部的整体气体的温度和所述半导体工件的温度。其有益效果在于：有利于实现对所述箱体内部的整体气体和所述半导体工件进行测温。
11.可选的，所述热电偶元件为多个，均匀分布于所述箱体内的各个位置。其有益效果在于：通过均匀分布于所述箱体的热电偶元件能够从多个特定位置去分析箱体内部整体气体温度，有利于结合红外测温器获得的整体气体的温度数据，以提高整体气体的温度监测的精确性。
12.可选的，还包括气体循环装置，用于控制所述箱体内的受热气体循环流动。其有益效果在于：有利于提升所述箱体内部的气体温度均匀性。
13.可选的，所述半导体加工装置还包括外壳，所述箱体设置于所述外壳内，所述箱体与所述外壳之间形成供气体流动的通道，所述气体循环装置使气体流入所述箱体并流出，经过所述通道后重新流入所述箱体。
14.可选的，所述外壳的侧壁上开设有观察窗，所述观察窗与所述外壳之间密封连接，所述箱体内部的气体和所述半导体工件发出的红外射线穿过所述观察窗被所述红外测温器接收。
15.本发明还提供了一种半导体加工装置的控制方法，包括以下步骤，从温度监测装置获取温度监测结果，所述温度监测装置包括设置于箱体内的第一监测部和设置于所述箱体外的第二监测部，所述第一监测部监测所述箱体内部特定位置的气体温度，所述第二监测部监测所述箱体内部的整体气体的温度和所述半导体工件的温度；根据所述温度监测结果控制所述加热装置，以调节所述箱体内部的气体温度。
16.本发明提供的半导体加工装置的控制方法的有益效果在于：通过所述第一监测部和所述第二监测部同时监测所述箱体内部的特定位置的气体温度、所述箱体内部的整体气体温度和所述半导体工件的温度，将多个温度数据结合，有利于提高温度监测的精确性，进而提高温度控制的精准性，以增强半导体加工装置的除泡效果。
附图说明
17.图1为本发明实施例中的半导体加工装置的结构示意图；
18.图2为图1所示的半导体加工装置内部气体流动方向示意图；
19.图3为图2所示加热装置的在图示a方向视角下的结构示意图。
具体实施方式
20.为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。除非另外定义，此处使用的技术术语或者科学术语应当为本发明所属领域内具有一般技能的人士所理解的通常意义。本文中
使用的“包括”等类似的词语意指出现该词前面的元件或者物件涵盖出现在该词后面列举的元件或者物件及其等同，而不排除其他元件或者物件。
21.为解决现有技术存在的问题，本发明实施例提供了一种半导体加工装置。
22.本发明一些实施例中，所述半导体加工装置用于消除半导体器件涂胶过程中产生的胶内气泡。
23.图1为本发明实施例中的半导体加工装置的结构示意图。
24.本发明一些实施例中，参照图1，所述半导体加工装置包括箱体3，用于容纳半导体工件6；加热装置5，用于加热所述箱体3内的气体；温度监测装置，所述温度监测装置包括设置于箱体3内的第一监测部21和设置于所述箱体3外的第二监测部22，所述第一监测部21监测所述箱体3内部特定位置的气体温度，所述第二监测部22监测所述箱体3内部的整体气体的温度和所述半导体工件6的温度；温度调节装置1，所述温度调节装置1与所述温度监测装置和所述加热装置5电连接，用于从所述温度监测装置获取温度监测结果，根据所述温度监测结果控制所述加热装置5，以调节所述箱体3内部的气体温度。
25.本发明一些具体实施例中，参照图1，所述温度调节装置1为对信息进行收集、处理和传输以实现自动化控制的装置，包括但不限于单片机或plc。
26.本发明一些具体实施例中，参照图1，所述第一监测部21为与所述箱体3内部气体直接接触进而测量特定位置的气体温度的检测元件，其可以包括热电偶、热电阻或热敏电阻，但本发明不限于此。
27.本发明一些实施例中，参照图1，所述第一监测部21包括热电偶元件211，所述热电偶元件211与所述箱体3内的气体直接接触。
28.本发明一些实施例中，参照图1，所述第二监测部22包括红外测温器，所述红外测温器用于接收箱体3内整体气体和所述半导体工件6发出的红外射线，根据接收的红外射线监测所述箱体3内部的整体气体的温度和所述半导体工件6的温度。
29.具体的，通过加热气体来提升所述半导体工件6的温度，并使用热电偶元件211检测气体温度的方法来判断半导体工件6的温度，会造成所述箱体3内部气体温度达到预定目标值，而所述半导体工件6的温度尚未达到预定目标值，所述半导体工件6达到相同温度时间上会有一定的延迟，这就对控制所述箱体3内部温度造成干扰，而所述第二监测部22在监测所述箱体3内部整体气体温度的同时，还能够监测所述半导体工件6的温度，这有利于提高温度监测的精准性，进而提升温度控制的精准性；在个别热电偶元件211损坏时，所述红外测温器依然可以正常工作，不会影响工艺进程，提高了半导体加工装置的工作可靠性；同时，当所述热电偶元件211监测的数据与所述红外测温器监测的数据不一致时，也能够即使发现所述第一监测部21或所述第二监测部22的故障，进而提高所述半导体加工装置的可靠性。
30.本发明一些实施例中，所述热电偶元件211为多个，均匀分布于所述箱体3内的各个位置。
31.在本发明一些具体实施例中，所述热电偶元件211数量为6或9个，其均匀分布于所述箱体3内，通过对均匀间隔的所述箱体3内部的多个特定位置的气体进行温度检测，进而间接分析所述箱体3内部整体气体的温度，将数据与所述第二监测部22直接检测获得的所述箱体3内部整体气体的温度的数据进行结合分析，最终提高所述半导体加工装置对所述
箱体3内部整体气体的温度检测精准性。
32.图2为图1所示的半导体加工装置内部气体流动方向示意图，图3为图2所示加热装置的在图示a方向视角下的结构示意图。
33.本发明一些实施例中，所述半导体加工装置还包括气体循环装置，用于控制所述箱体3内的受热气体循环流动，具体的，所述气体循环装置为风机装置。
34.本发明一些实施例中，参照图2，所述半导体加工装置还包括外壳4，所述箱体3设置于所述外壳4内，所述箱体3与所述外壳4之间形成供气体流动的通道，所述气体循环装置使气体流入所述箱体3并流出，经过所述通道后重新流入所述箱体3。
35.本发明一些具体实施例中，参照图3，所述加热装置5可以包括电阻加热模块、电磁感应加热模块或ptc陶瓷发热，但本发明不限于此；所述加热装置5包括多层加热结构，气体从所述多层加热结构缝隙中通过以升高气体温度。
36.在一些具体实施例中，参照图2，所述箱体3的相对的两个侧面上分别设置有用于气体进入所述箱体3的第一开口和用于气体流出所述箱体3的第二开口；所述箱体3与所述外壳4之间形成的所述通道分别与所述第一开口和所述第二开口连通；所述风机装置(图中未示出)设置于所述箱体3与所述通道形成的气体流动空间内，使气体在所述气体流动空间内流动，实现气体受热后的流动，提高所述箱体3内的气体温度均匀性进而提高所述半导体工件6受热的均匀性。
37.本发明一些具体实施例中，参照图1，所述外壳4的侧面上开设有观察窗41，所述观察窗41与所述外壳4之间密封连接，使所述外壳4内部和所述外壳4外部之间无流体或颗粒的交换，所述第二监测部22安装于所述外壳4远离所述箱体3的一侧方向上，其中一种安装方式为固定于所述观察窗41上。
38.本发明实施例还提供了一种半导体加工装置的控制方法，包括：从温度监测装置获取温度监测结果，所述温度监测装置包括设置于箱体内的第一监测部和设置于所述箱体外的第二监测部，所述第一监测部监测所述箱体内部特定位置的气体温度，所述第二监测部监测所述箱体内部的整体气体的温度和所述半导体工件的温度；根据所述温度监测结果控制所述加热装置，以调节所述箱体内部的气体温度。
39.虽然在上文中详细说明了本发明的实施方式，但是对于本领域的技术人员来说显而易见的是，能够对这些实施方式进行各种修改和变化。但是，应理解，这种修改和变化都属于权利要求书中所述的本发明的范围和精神之内。而且，在此说明的本发明可有其它的实施方式，并且可通过多种方式实施或实现。

技术特征：
1.一种半导体加工装置，其特征在于，包括：箱体，用于容纳半导体工件；加热装置，用于加热所述箱体内的气体；温度监测装置，所述温度监测装置包括设置于箱体内的第一监测部和设置于所述箱体外的第二监测部，所述第一监测部监测所述箱体内部特定位置的气体温度，所述第二监测部监测所述箱体内部的整体气体的温度和所述半导体工件的温度；温度调节装置，所述温度调节装置与所述温度监测装置和所述加热装置电连接，用于从所述温度监测装置获取温度监测结果，根据所述温度监测结果控制所述加热装置，以调节所述箱体内部的气体温度。2.根据权利要求1所述的半导体加工装置，其特征在于，所述第一监测部包括热电偶元件，所述热电偶元件与所述箱体内的气体直接接触。3.根据权利要求1所述的半导体加工装置，其特征在于，所述第二监测部包括红外测温器，所述红外测温器用于接收箱体内整体气体和所述半导体工件发出的红外射线，根据接收的红外射线监测所述箱体内部的整体气体的温度和所述半导体工件的温度。4.根据权利要求2所述的半导体加工装置，其特征在于，所述热电偶元件为多个，均匀分布于所述箱体内的各个位置。5.根据权利要求1所述的半导体加工装置，其特征在于，还包括气体循环装置，用于控制所述箱体内的受热气体循环流动。6.根据权利要求5所述的半导体加工装置，其特征在于，还包括外壳，所述箱体设置于所述外壳内，所述箱体与所述外壳之间形成供气体流动的通道，所述气体循环装置使气体流入所述箱体并流出，经过所述通道后重新流入所述箱体。7.根据权利要求6所述的半导体加工装置，其特征在于，所述外壳的侧壁上开设有观察窗，所述观察窗与所述外壳之间密封连接，所述箱体内部的气体和所述半导体工件发出的红外射线穿过所述观察窗被所述红外测温器接收。8.一种半导体加工装置的控制方法，其特征在于，包括：从温度监测装置获取温度监测结果，所述温度监测装置包括设置于箱体内的第一监测部和设置于所述箱体外的第二监测部，所述第一监测部监测所述箱体内部特定位置的气体温度，所述第二监测部监测所述箱体内部的整体气体的温度和所述半导体工件的温度；根据所述温度监测结果控制所述加热装置，以调节所述箱体内部的气体温度。

技术总结
本发明提供了一种半导体加工装置，包括：箱体，用于容纳半导体工件；加热装置，用于加热所述箱体内的气体；温度监测装置，所述温度监测装置包括设置于箱体内的第一监测部和设置于所述箱体外的第二监测部，所述第一监测部监测所述箱体内部特定位置的气体温度，所述第二监测部监测所述箱体内部的整体气体的温度和所述半导体工件的温度；温度调节装置，所述温度调节装置与所述温度监测装置和所述加热装置电连接，用于从所述温度监测装置获取温度监测结果，根据所述温度监测结果控制所述加热装置，以调节所述箱体内部的气体温度，有利于提高温度监测的精确性，进而提高温度控制的精准性，以增强半导体加工装置的除泡效果。以增强半导体加工装置的除泡效果。以增强半导体加工装置的除泡效果。


技术研发人员：王昌飞 黄占超 宋涛 张兴刚 李来滨 林祚彦
受保护的技术使用者：安泊智汇半导体设备（上海）有限责任公司
技术研发日：2022.03.04
技术公布日：2023/9/12