CN104051230B - 吸头清洁方法及使用该方法的粘片机 - Google Patents
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Abstract
本发明提供不用进行增加新的单元，能够进行吸头的清洁，不会使异物飞散，也能够将粘着力强的异物切实地除去的吸头清洁方法及使用了该方法的粘片机。所述粘片机具备拾取装置、具有在上述拾取装置顶起的时刻从上述晶圆片吸附上述晶粒的吸头的粘接头部、以及控制上述拾取装置及上述粘接头部的控制部，通过使上述吸头移动到保持在上述晶圆环上的上述晶圆片的上述切割保护带的没有上述晶粒的位置而与上述切割保护带的粘结面接触，从而将附着在上述吸头顶端部的异物除去。
Description
技术领域
本发明涉及粘片机，尤其涉及从晶圆片上拾取晶粒的吸头的异物除去方法。
背景技术
所谓粘片机，是以焊料、镀金物、树脂作为接合材料，将晶粒（制作有电路的硅基板的芯片）粘接（装载并粘结）于引线框或基板等（以下称为“基板”）上的装置。另外，由于在后续工序中具备根据粘片机的种类而使粘结剂等固化等实际粘结的装置，因此在本说明书中将“粘接”主要以“装载”的意思使用。
在将被称为“晶粒”的半导体芯片装载（粘接）在例如布线基板或引线框等基板的表面上的晶粒粘接装置（粘片机）中，一般地反复进行使用被称为吸头的吸嘴将半导体芯片搬运到基板上，施加挤压力，并且加热接合材料，由此进行粘接这样的动作（作业）。
所谓吸头，是在中心具有中空孔，吸引空气，吸附晶粒的保持部件。
图9是关于现有技术的粘片机的动作以从晶圆片上拾取晶粒的拾取动作为中心进行说明。图9是说明现有技术的粘片机中吸头清洁动作的步骤的一个实施例的流程图。该动作中粘片机的控制部与粘片机的各设备互相访问地控制。
在晶圆片固定步骤S11中，将由用于晶粒粘接的晶粒构成的晶圆片固定（供给）在拾取装置上。
接着，在初始值设定步骤S12中，执行粘片机的初始化和关于已固定的晶圆片的晶粒的映射数据的写入、以及用于将该晶粒粘接（装载）在所希望的基板上的安装程序的写入。
接着，在晶粒开始位置读出步骤S13中，从在初始值设定步骤S12写入的映射数据读出开始晶粒的拾取的位置（开始位置）。
接着，在晶粒粘接步骤S14中，通过从在步骤S13中读出的开始位置拾取晶粒，执行晶粒粘接。
在晶粒有无确认步骤S15中，确认已固定的晶圆片中有无晶粒。如果有晶粒，则转移到晶粒粘接结束确认步骤S16的处理；如果没有晶粒，则转移到晶圆片固定步骤S11处理。
在晶粒粘接结束确认步骤S16中，确认晶粒粘接是否对所有的基板执行了。在没有对所有的基板执行的情况下，转移到晶粒粘接步骤S14的处理；在所有的基板执行了的情况下，结束晶粒粘接。
在使用了这样的吸头的情况下，因为有必要使晶粒吸附在吸头上，因此晶粒与吸头的顶端部（吸附面）之间的间隙，在附着有例如在切割工序中产生的金属、树脂或垃圾等异物的情况下，存在晶粒的元件部或保护膜破坏或者布线断线的可能性。
为此，操作者定期地从装置将吸头取下进行更换或者清扫，其频度也频繁地进行，所以每次清洁需要使粘片机停止，使装置的运转率下降了。
因此，例如在以下的专利文献1中，是将晶粒吸附在吸头的顶端、将其装载在引线框上的装置，在该过程中将附着在吸头顶端的异物除去进行晶粒粘接，在这样的装置中，用ITV等摄像头拍摄该吸头的顶端判断有无异物，其结果在加热或洗净吸头后吹出气体将该异物除去。
专利文献1：日本特开平6-302630号公报
以往，例如像专利文献1那样采用这样的方法：进行吹气将异物吹掉或者用金属刷将异物除去。因此，需要增加吹气机构或擦拭机构等单元。
并且，粘着力强的异物用吹气或擦拭不能够除去。
而且，即使能够除去异物，除去的异物飞散，也有可能附着在产品上。
发明内容
本发明是鉴于上述的问题，目的在于提供不用进行增加新的单元，能够进行吸头的清洁，不会使异物飞散，也能够将粘着力强的异物切实地除去的吸头清洁方法及使用了该方法的粘片机。
为了实现上述目的，本发明的吸头清洁方法的第1特征在于，具备以下步骤：将由切割保护带保持的晶圆片固定在晶圆环上的晶圆片固定步骤；执行粘片机的初始化、关于上述已固定的晶圆片的晶粒的映射数据的写入、以及安装程序的写入的初始化步骤；读出吸头开始上述晶粒的拾取的开始位置的晶粒开始位置读出步骤；以上述晶粒开始位置为基准点读出上述切割保护带的不存在晶粒的规定位置的吸头清洁位置决定步骤；使上述吸头移动到上述规定位置的移动步骤；使上述吸头紧贴于上述切割保护带的上述规定位置的吸头清洁步骤；以及从上述晶粒开始位置拾取晶粒，执行晶粒粘接的晶粒粘接步骤，在上述规定位置将附着在上述吸头顶端部的异物除去。
本发明的第2特征在于，在上述本发明第1特征的吸头清洁方法中，除去上述异物的规定位置为上述切割保护带的保持有上述晶圆片的位置的边缘部。
本发明的第3特征在于，在上述本发明第1特征或第2特征的吸头清洁方法中，除去上述异物的吸头清洁步骤，至少是在保持上述晶圆片的晶圆环供给到上述拾取装置、开始上述晶粒的拾取之前。
为了实现上述目的，本发明的第4特征在于，本发明的粘片机具备：具有用于从晶圆片拾取晶粒的拾取装置并保持上述晶圆片的晶圆片供给部；利用吸头从上述晶圆片吸附晶粒粘接在基板上的粘接头部；从上述吸头吸附过上述基板的交接台上拾取上述晶粒并粘接在基板上的粘接头部；进行上述基板的搬运的工件供给搬运部；以及控制上述晶圆片供给部、上述粘接头部以及上述工件供给搬运部的控制部，上述控制部使上述吸头移动到保持在上述晶圆环上的上述晶圆片的上述切割保护带的没有上述晶粒的位置，使上述吸头与上述切割保护带的粘结面接触，由此将附着在上述吸头顶端部的异物除去。
本发明的第5特征在于，在上述本发明第4特征的粘片机中，除去附着在上述吸头顶端部的异物的位置为上述切割保护带的粘结有上述晶圆片的位置的边缘部。
本发明的第6特征在于，在上述本发明第4特征或者第5特征的粘片机中，除去上述异物的时刻至少是在保持上述晶圆片的晶圆环供给到上述拾取装置、开始上述晶粒的拾取之前。
发明的效果
根据本发明，能够提供不用进行增加新的单元，能够进行吸头的清洁，不会使异物飞散，也能够将粘着力强的异物切实地除去的吸头清洁方法及使用了该方法的粘片机
附图说明
图1为从上方观察本发明一个实施方式即粘片机的示意图；
图2为表示本发明一个实施方式即拾取装置的外观立体图的图；
图3为表示本发明一个实施方式即拾取装置的主要部分的概略剖视图；
图4为通过图3的表示拾取装置12的主要部分的概略剖视图，说明本发明的粘片机中吸头清洁动作的一个实施例的图；
图5为表示在本发明的吸头清洁动作中，吸头为了除去异物而下降的切割保护带面上的位置的一个实施例的俯视图；
图6为表示在本发明的吸头清洁动作中吸头为了除去异物而下降的切割保护带面上的位置的一个实施例的俯视图；
图7为说明本发明的粘片机中吸头清洁动作的步骤的一个实施例的流程图；
图8为说明本发明的粘片机中吸头清洁动作的步骤的一个实施例的流程图；
图9为说明现有技术的粘片机中吸头清洁动作的步骤的一个实施例的流程图。
图中，1-晶圆片供给部；2-工件供给搬运部；3-晶粒粘接部；4-晶粒；5-晶圆片；6-吸头（吸嘴）；10-控制部；11-晶圆片匣升降装置；12-拾取装置；13-异物；14-晶圆环；15-扩膜圈；16-切割保护带；17-支撑环；18-晶粒粘贴薄膜；21-堆料装料装置；22-框架进给装置；23-卸载装置；31-基板检查部；32-粘接头部；50-顶起机构
具体实施方式
下面，用附图等说明本发明的一个实施方式。
另外，以下的说明用于说明本发明的一个实施方式，并不限制本申请发明的范围。因此，本领域技术人员能够采用将这些各要素或者全部要素置换成与其均等的要素的实施方式，这些实施方式也包含在本申请发明的范围内。
并且，在各图的说明中，将相同的参照符号标注在具有相同功能的构成要素上，避免重复，尽可能省略说明。
通过图1说明本发明粘片机的一个实施例。图1为从上方观察本发明的粘片机的一个实施例的示意图。100为粘片机，1为晶圆片供给部，2为工件供给搬运部，3为晶粒粘接部，10为控制粘片机的动作的控制部。
粘片机大体上区分具有晶圆片供给部1、工件供给搬运部2和晶粒粘接部3。
并且，在工件供给搬运部2中，21为堆料装料装置，22为框架进给装置，23为卸载装置。而且，在晶粒粘接部3中，31为基板检查部，32为粘接头部。并且，在晶圆片供给部1中，11为晶圆片匣升降装置，12为拾取装置。
并且，10为控制部，与粘片机100的各设备互相访问，按规定的程序控制各设备。另外，图1中省略了用于与各设备互相访问的信号线。
工件供给搬运部2承担晶粒粘接工序中的基板搬运工序。在工件供给搬运部2中，基板P（未图示）通过堆料装料装置21提供给框架进给装置22。提供给框架进给装置22的基板P，经由框架进给装置22上的2个处理位置而搬运给卸载装置23。
并且，晶粒粘接部3承担晶粒粘接工序中的晶粒粘贴工序。在晶粒粘接部3中，基板检查部31用摄像装置C2（未图示）拍摄通过框架进给装置22搬运来的基板P，将拍摄到的图像数据发送给控制部10。控制部10通过图像处理算出粘片机100的原点与搬运来的基板P上的基准点的偏差量。根据算出的偏差量算出粘接时的修正量。
粘接头部32从拾取装置12的交接用台架444（参照图4）拾取晶粒4（参照图2或者图3），使拾取的晶粒4上升和平行移动而移动到框架进给装置22上的粘接点。然后，粘接头部32使晶粒4下降粘接在基板P上。此时，控制部10使用由在基板检查部31中拍摄到的图像算出的修正量修正粘贴晶粒4的位置进行粘接。
并且，晶圆片供给部1承担晶粒粘接工序中的剥离工序。在晶圆片供给部1中，晶圆片匣升降装置11具有收容有晶圆环的晶圆片匣（未图示），依次将晶圆环提供给拾取装置12。拾取装置12的详细结构及动作通过后述的图2及图3说明。
用图2及图3说明拾取装置12的结构。图2为表示拾取装置12的外观立体图的图。图3为表示拾取装置12的主要部分的概略剖视图。在拾取装置12中，5为晶圆片，4为晶圆片5所具有的单个晶粒，14为晶圆环，15为扩膜圈，16为切割保护带，17为支撑环，18为晶粒粘贴薄膜（晶粒粘接带），50为顶起机构。
如图2、图3所示，在晶圆片5的背面（下面）粘贴有晶粒粘贴薄膜18，再在其背面（下面）粘贴有切割保护带16。而且，切割保护带16的边缘被晶圆环14和扩膜圈15夹着固定。另外，粘片机具有预先形成部，在基板上预先涂敷有粘结剂的情况下，不需要晶粒粘贴薄膜18，切割保护带16直接粘贴在晶圆片5的背面而保持晶圆片5。
即，拾取装置12具有保持晶圆环14的扩膜圈15、水平地定位粘结有保持在晶圆环14上的晶圆片5（多个晶粒4）的切割保护带16的支撑环17、配置在支撑环17内侧用于向上方顶起晶粒4的顶起机构50。
顶起机构50，通过未图示的驱动机构沿上下方向移动。用于顶起机构50向拾取对象的晶粒4的对位的移动，为例如晶圆环14沿水平（X）方向移动，顶起机构50沿纵深（Y）方向移动，但显而易见，哪一个相对地移动都可以。并且，用于吸头6（后述）与拾取对象的晶粒4的对位的移动也同样。
近年来，晶粒粘接用的粘结剂，从液状替换为薄膜状，成为将称为晶粒粘贴薄膜18的薄膜状的粘结材料粘贴在晶圆片5与切割保护带16之间的结构。在背面具有晶粒粘贴薄膜18的晶圆片5中，切割相对晶圆片5和晶粒粘贴薄膜18进行。另外，最近也存在切割保护带16和晶粒粘贴薄膜18一体化的带，但在这种情况下，切割也相对晶圆片5和晶粒粘贴薄膜18进行。
拾取装置12在顶起的时刻，通过顶起机构50顶起晶粒4，并且使保持有晶圆环14的扩膜圈15下降。此时，由于支撑环17没有下降，因此保持在晶圆环14上的切割保护带16被拉伸，晶粒4之间的间隔变宽，各晶粒4容易识别，并且拾取对象的晶粒变得容易分离、顶起。
顶起机构50从下方顶起晶粒4，使利用吸头（吸嘴）6拾取晶粒4的拾取性提高。在具有晶粒粘贴薄膜18的晶圆片5中，切割相对晶圆片5和晶粒粘贴薄膜18进行。因此，在剥离（顶起）工序中，使晶粒4和晶粒粘贴薄膜18从切割保护带16剥离，并且吸头6吸附晶粒4进行拾取。
图4为通过图3的表示拾取装置12的主要部分的概略剖视图，说明本发明的粘片机100中吸头清洁动作的一个实施例的图。
在图4（a）中，在顶端部附着有异物13的吸头6，在从晶圆片5拾取晶粒4之前，首先在XY平面上移动到不存在晶粒4的切割保护带16的位置（边缘部），接着在铅垂方向（沿Z轴）下降。另外，优选是在该吸头6下降时同时在XY平面上移动，若移动到不存在晶粒4的切割保护带16的位置，则能够减少工序时间。
吸头6下降，到达切割保护带16的面，到达后继下降规定的时间或规定的距离。如图4（b）所示那样，附着在吸头6顶端的异物13与切割保护带16的粘结面接触。因此，异物13粘结在切割保护带16的面上。
接着，如图4（c）所示那样，当使吸头6再次上升，则吸头6顶端部的异物13被除去。另外，优选是在该吸头6上升时同时在XY平面上移动，若移动到晶粒4的拾取位置，则能够减少工序时间。
另外，关于吸头6在XY平面上移动的驱动系，由晶圆片5一侧或安装吸头6的粘接头部一侧中的任一个或者两者相对移动来实现。
图5为表示在通过图4说明了的吸头清洁动作中，吸头6为了除去异物而下降的切割保护带16面上的位置的一个实施例的俯视图。
如图5（a）所示，在晶圆片5的晶粒4从开始位置Ts到结束位置Te，按虚线箭头的顺序被拾取的情况下，使吸头6下降到距离开始位置Ts沿X方向的移动距离较近的切割保护带16的位置Ps，进行吸头清洁。或者，使吸头6下降到距离开始位置Ts沿Y方向的移动距离较近的切割保护带16的位置Ps＇，进行吸头清洁。
接着，在图5（b）中，与图5（a）同样，在从开始位置Ts到结束位置Te拾取晶粒4的情况下，除了在从开始点Ts拾取晶粒4之前在位置Ps或者Ps＇进行吸头清洁以外，在结束位置Te也在位置Pe或者Pe＇进行吸头清洁。这种情况下，也使吸头6下降到距离结束位置Te沿X方向的移动距离较近的切割保护带16的位置Pe，或者距离结束位置Te沿Y方向的移动距离较近的切割保护带16的位置Pe＇，进行吸头清洁。
图6为表示在通过图4说明了的吸头清洁动作中，吸头6为了除去异物而下降的切割保护带16面上的位置的一个实施例的俯视图，为图5的应用例。
图6（a）与图5（a）同样，但为晶圆片5的晶粒4从开始位置Ts到中途位置Te按虚线箭头的顺序被拾取的情况。这种情况下，也使吸头6下降到距离开始位置Ts沿X方向的移动距离较近的切割保护带16的位置Ps或者沿Y方向的移动距离较近的切割保护带16的位置Ps＇，进行吸头清洁，这与图5（a）同样。
接着，如图6（a）所示那样，在晶圆片5的晶粒4从开始位置Ts到中途位置Te按虚线箭头的顺序被拾取的情况下，在从开始位置Ts开始拾取晶粒4之前，使吸头6下降到切割保护带16上，进行吸头清洁，这与图5（a）同样。除此以外，就结束位置Te而言，也在位置Pc或者Pe＇进行吸头清洁。这种情况下，也使吸头6下降到距离终点Te沿X方向的移动距离较近的切割保护带16的位置Pc，或者距离终点Te沿Y方向的移动距离较近的切割保护带16的位置Pe＇，进行吸头清洁。
如图6（a）所示，关于正在拾取晶粒4到中途的晶圆片5，可以考虑在日后或过一会儿拾取晶粒。这种情况下，从结束了上一次拾取的晶粒的位置的下一个晶粒的位置Td开始晶粒的拾取。这种情况下，也使吸头6下降到距离开始位置Td沿X方向的移动距离较近的切割保护带16的位置Pd，进行吸头清洁。或者，使吸头6下降到距离开始位置Td沿Y方向的移动距离较近的切割保护带16的位置Pd＇进行吸头清洁。
另外，在图6（b）中，就开始位置Pd而言，也可以认为是用于在拾取晶粒之前进行吸头清洁的切割保护带16的位置为与上一次晶粒拾取结束时使用的位置Pc相同的部位的情况。这种情况下，异物附着在切割保护带16的该位置的可能性较大。因此，优选在不同的位置进行吸头清洁。
例如，位置Pd＇为拾取了晶粒的轨迹的切割保护带16的一部分。并且，例如位于粘结有晶圆片5的切割保护带16的边缘部的位置Pd＂，为晶粒拾取开始位置Td的与位置Pd在X方向相反一侧的切割保护带16面上的位置。这样，进行吸头清洁的位置可以根据情况任意地设定。
另外，晶粒NG为由于在上一次晶粒拾取作业时映射数据上特性不良，因此没有拾取而残留的晶粒。
通过图7说明本发明的粘片机中吸头清洁动作的步骤的一个实施例。图7为说明本发明的粘片机中吸头清洁动作的步骤的一个实施例的流程图。该动作中粘片机100的控制部10与粘片机100的各设备互相访问地控制。
图7的处理动作，由于晶圆片固定步骤S11～晶粒开始位置读出步骤S13与图9说明了的同样，因此省略说明。但是，在本发明的安装程序中，虽然包含吸头清洁动作，但不包含在图9的初始值设定步骤S12中写入的安装程序中。
在晶粒开始位置读出步骤S13中，从在初始值设定步骤S12写入的映射数据中读出开始晶粒拾取的位置（开始位置：参照图5的位置Ts及图5的位置Td）。
接着，在吸头清洁位置决定步骤S71中，以由晶粒开始位置读出步骤S13读出的开始位置为基准点，读出切割保护带16的位置Ps（参照图5（a））。
接着，在移动步骤S72中，使吸头6移动到吸头清洁位置Ps。
接着，在吸头清洁步骤S73中，使吸头6下降到规定的高度，使吸头6的顶端紧贴于切割保护带16，然后上升到规定的高度。
以下，如图9说明了的那样，执行晶粒粘接步骤S14～晶粒粘接结束确认步骤S16的处理。
其结果，对一枚晶圆片在开始进行晶粒粘接之前，能够将吸头顶端的异物除去。
通过图8说明本发明的粘片机中吸头清洁动作的步骤的一个实施例。图8为说明本发明的粘片机中吸头清洁动作的步骤的一个实施例的流程图。该动作中粘片机100的控制部10与粘片机100的各设备互相访问地控制。
图8的处理动作，由于晶圆片固定步骤S11～晶粒开始位置读出步骤S13与图7说明了的同样，因此省略说明。
接着，在吸头清洁位置决定步骤S81中，以在晶粒开始位置读出步骤S13读出的开始位置为基准点，读出切割保护带16的多个位置。例如，在拾取开始时及拾取结束时读出吸头清洁的位置（参照图5（b）、图6（a）或图6（b））。
以后，移动步骤S72、吸头清洁位置S73以及晶粒粘接步骤S14，与在图7或图9说明了的处理相同。
接着，在清洁位置确认步骤S82中，在刚刚粘接了1个晶圆片5上的晶粒4后，确认是否成为执行吸头清洁的时刻。在成为执行吸头清洁时刻的情况下，转移到移动步骤S72的处理，在切割保护带16上的规定位置执行吸头清洁（步骤S72、S73），然后进行晶粒粘接（步骤S14）。
在图5（b）、图6（a）或者图6（b）所示的实施例中，在晶粒粘接最后的晶粒后，在切割保护带16的规定位置执行吸头清洁。
在不是执行吸头清洁的时刻的情况下，转移到晶粒有无确认步骤S15的处理。以后，晶粒有无确认步骤S15及晶粒粘接结束确认步骤S16的处理动作，与在图7或图9说明了的处理相同。
根据上述实施例，由于在预定的位置或时刻自动地执行吸头清洁，因此能够使吸头6的吸附晶粒4的部分保持洁净。并且，由于切割保护带本来为用于粘贴晶粒（晶圆片）的物质，为对晶粒的污染性小的材料。因此，与吹出空气等相比，异物除去时污染的影响小。其结果，由于不用为了除去吸头的异物而中断晶粒粘接作业，因此关系工序时长的缩短，并且提高产品的质量。
另外，自动地执行吸头清洁的位置或时刻，并不局限于晶粒粘接开始时或结束时。例如，也可以在每次变更晶圆片上的晶粒的行或每隔2行时自动地执行吸头清洁。并且，操作者还可以在需要时操作粘片机随时执行。
Claims (4)
1.一种吸头清洁方法，其特征在于，具备以下步骤：
将由切割保护带保持的晶圆片固定在晶圆环上的晶圆片固定步骤；
执行粘片机的初始化、关于上述已固定的晶圆片的晶粒的映射数据的写入以及安装程序的写入的初始化步骤；
读出吸头开始上述晶粒的拾取的开始位置的晶粒开始位置读出步骤；
以上述晶粒开始位置为基准点读出位于上述切割保护带上的不存在晶粒的规定位置的吸头清洁位置决定步骤；
使上述吸头移动到上述规定位置的移动步骤；
使上述吸头紧贴于上述切割保护带上的上述规定位置的吸头清洁步骤；以及
从上述晶粒开始位置拾取晶粒，执行晶粒粘接的晶粒粘接步骤，
上述规定位置为俯视时上述晶圆片与上述晶圆环之间的位置，为上述切割保护带的保持有上述晶圆片的位置的边缘部，
在上述规定位置将附着在上述吸头顶端部的异物除去。
2.如权利要求1所述的吸头清洁方法，其特征在于，
上述吸头清洁步骤，至少是在保持上述晶圆片的晶圆环供给到上述拾取装置、开始上述晶粒的拾取之前。
3.一种粘片机，其特征在于，具备：具有用于从保持在切割保护带上的晶圆片拾取晶粒的拾取装置的晶圆片供给部；利用吸头从上述晶圆片吸附晶粒的粘接头部；从上述拾取装置的交接台上拾取晶粒并粘接在基板上的粘接头部；进行上述基板的搬运的工件供给搬运部；以及控制上述晶圆片供给部、上述粘接头部以及上述工件供给搬运部的控制部，
上述控制部使上述吸头移动到保持在晶圆环上的位于上述切割保护带上的没有上述晶粒的位置，使上述吸头与上述切割保护带的粘结面接触，由此将附着在上述吸头顶端部的异物除去，
除去附着在上述吸头顶端部的异物的位置为俯视时上述晶圆片与上述晶圆环之间的位置，为上述切割保护带的保持有上述晶圆片的位置的边缘部，为以晶粒的拾取开始位置或者拾取结束位置为基准上述吸头在直线上移动的规定位置。
4.如权利要求3所述的粘片机，其特征在于，
除去上述异物的时刻至少是在保持上述晶圆片的晶圆环供给到上述拾取装置、开始上述晶粒的拾取之前。
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