CN107086199B - 包括拾取臂校正模块的拾取和放置装置 - Google Patents

包括拾取臂校正模块的拾取和放置装置 Download PDF

Info

Publication number
CN107086199B
CN107086199B CN201710065634.9A CN201710065634A CN107086199B CN 107086199 B CN107086199 B CN 107086199B CN 201710065634 A CN201710065634 A CN 201710065634A CN 107086199 B CN107086199 B CN 107086199B
Authority
CN
China
Prior art keywords
pick
semiconductor chip
arm
place apparatus
reference feature
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Active
Application number
CN201710065634.9A
Other languages
English (en)
Other versions
CN107086199A (zh
Inventor
林巨淦
林启兆
张转运
黄念德
刘仲恩
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
ASMPT Singapore Pte Ltd
Original Assignee
ASM Technology Singapore Pte Ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by ASM Technology Singapore Pte Ltd filed Critical ASM Technology Singapore Pte Ltd
Publication of CN107086199A publication Critical patent/CN107086199A/zh
Application granted granted Critical
Publication of CN107086199B publication Critical patent/CN107086199B/zh
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Images

Classifications

    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L21/00—Processes or apparatus adapted for the manufacture or treatment of semiconductor or solid state devices or of parts thereof
    • H01L21/67—Apparatus specially adapted for handling semiconductor or electric solid state devices during manufacture or treatment thereof; Apparatus specially adapted for handling wafers during manufacture or treatment of semiconductor or electric solid state devices or components ; Apparatus not specifically provided for elsewhere
    • H01L21/683—Apparatus specially adapted for handling semiconductor or electric solid state devices during manufacture or treatment thereof; Apparatus specially adapted for handling wafers during manufacture or treatment of semiconductor or electric solid state devices or components ; Apparatus not specifically provided for elsewhere for supporting or gripping
    • H01L21/6838—Apparatus specially adapted for handling semiconductor or electric solid state devices during manufacture or treatment thereof; Apparatus specially adapted for handling wafers during manufacture or treatment of semiconductor or electric solid state devices or components ; Apparatus not specifically provided for elsewhere for supporting or gripping with gripping and holding devices using a vacuum; Bernoulli devices
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L21/00—Processes or apparatus adapted for the manufacture or treatment of semiconductor or solid state devices or of parts thereof
    • H01L21/67—Apparatus specially adapted for handling semiconductor or electric solid state devices during manufacture or treatment thereof; Apparatus specially adapted for handling wafers during manufacture or treatment of semiconductor or electric solid state devices or components ; Apparatus not specifically provided for elsewhere
    • H01L21/68—Apparatus specially adapted for handling semiconductor or electric solid state devices during manufacture or treatment thereof; Apparatus specially adapted for handling wafers during manufacture or treatment of semiconductor or electric solid state devices or components ; Apparatus not specifically provided for elsewhere for positioning, orientation or alignment
    • H01L21/681—Apparatus specially adapted for handling semiconductor or electric solid state devices during manufacture or treatment thereof; Apparatus specially adapted for handling wafers during manufacture or treatment of semiconductor or electric solid state devices or components ; Apparatus not specifically provided for elsewhere for positioning, orientation or alignment using optical controlling means
    • G—PHYSICS
    • G05—CONTROLLING; REGULATING
    • G05B—CONTROL OR REGULATING SYSTEMS IN GENERAL; FUNCTIONAL ELEMENTS OF SUCH SYSTEMS; MONITORING OR TESTING ARRANGEMENTS FOR SUCH SYSTEMS OR ELEMENTS
    • G05B19/00—Programme-control systems
    • G05B19/02—Programme-control systems electric
    • G05B19/18—Numerical control [NC], i.e. automatically operating machines, in particular machine tools, e.g. in a manufacturing environment, so as to execute positioning, movement or co-ordinated operations by means of programme data in numerical form
    • G05B19/404—Numerical control [NC], i.e. automatically operating machines, in particular machine tools, e.g. in a manufacturing environment, so as to execute positioning, movement or co-ordinated operations by means of programme data in numerical form characterised by control arrangements for compensation, e.g. for backlash, overshoot, tool offset, tool wear, temperature, machine construction errors, load, inertia
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L21/00—Processes or apparatus adapted for the manufacture or treatment of semiconductor or solid state devices or of parts thereof
    • H01L21/67—Apparatus specially adapted for handling semiconductor or electric solid state devices during manufacture or treatment thereof; Apparatus specially adapted for handling wafers during manufacture or treatment of semiconductor or electric solid state devices or components ; Apparatus not specifically provided for elsewhere
    • H01L21/67005—Apparatus not specifically provided for elsewhere
    • H01L21/67011—Apparatus for manufacture or treatment
    • H01L21/67144—Apparatus for mounting on conductive members, e.g. leadframes or conductors on insulating substrates
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L21/00—Processes or apparatus adapted for the manufacture or treatment of semiconductor or solid state devices or of parts thereof
    • H01L21/67—Apparatus specially adapted for handling semiconductor or electric solid state devices during manufacture or treatment thereof; Apparatus specially adapted for handling wafers during manufacture or treatment of semiconductor or electric solid state devices or components ; Apparatus not specifically provided for elsewhere
    • H01L21/683—Apparatus specially adapted for handling semiconductor or electric solid state devices during manufacture or treatment thereof; Apparatus specially adapted for handling wafers during manufacture or treatment of semiconductor or electric solid state devices or components ; Apparatus not specifically provided for elsewhere for supporting or gripping
    • H01L21/6835—Apparatus specially adapted for handling semiconductor or electric solid state devices during manufacture or treatment thereof; Apparatus specially adapted for handling wafers during manufacture or treatment of semiconductor or electric solid state devices or components ; Apparatus not specifically provided for elsewhere for supporting or gripping using temporarily an auxiliary support
    • G—PHYSICS
    • G05—CONTROLLING; REGULATING
    • G05B—CONTROL OR REGULATING SYSTEMS IN GENERAL; FUNCTIONAL ELEMENTS OF SUCH SYSTEMS; MONITORING OR TESTING ARRANGEMENTS FOR SUCH SYSTEMS OR ELEMENTS
    • G05B2219/00—Program-control systems
    • G05B2219/30—Nc systems
    • G05B2219/45—Nc applications
    • G05B2219/45063—Pick and place manipulator
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L2221/00—Processes or apparatus adapted for the manufacture or treatment of semiconductor or solid state devices or of parts thereof covered by H01L21/00
    • H01L2221/67—Apparatus for handling semiconductor or electric solid state devices during manufacture or treatment thereof; Apparatus for handling wafers during manufacture or treatment of semiconductor or electric solid state devices or components; Apparatus not specifically provided for elsewhere
    • H01L2221/683—Apparatus for handling semiconductor or electric solid state devices during manufacture or treatment thereof; Apparatus for handling wafers during manufacture or treatment of semiconductor or electric solid state devices or components; Apparatus not specifically provided for elsewhere for supporting or gripping
    • H01L2221/68304—Apparatus for handling semiconductor or electric solid state devices during manufacture or treatment thereof; Apparatus for handling wafers during manufacture or treatment of semiconductor or electric solid state devices or components; Apparatus not specifically provided for elsewhere for supporting or gripping using temporarily an auxiliary support
    • H01L2221/68327—Apparatus for handling semiconductor or electric solid state devices during manufacture or treatment thereof; Apparatus for handling wafers during manufacture or treatment of semiconductor or electric solid state devices or components; Apparatus not specifically provided for elsewhere for supporting or gripping using temporarily an auxiliary support used during dicing or grinding

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Manufacturing & Machinery (AREA)
  • Condensed Matter Physics & Semiconductors (AREA)
  • Computer Hardware Design (AREA)
  • Microelectronics & Electronic Packaging (AREA)
  • Power Engineering (AREA)
  • Human Computer Interaction (AREA)
  • Automation & Control Theory (AREA)
  • Container, Conveyance, Adherence, Positioning, Of Wafer (AREA)
  • Die Bonding (AREA)

Abstract

半导体芯片拾取和放置装置包括：处理机构，包括能够在放置位置和拾取位置之间移动的拾取臂。参考特征部件位于所述拾取臂上；以及光反射装置由所述拾取臂承载。所述光反射装置用于将所述参考特征部件的图像反射到图像捕获装置，使得相对于所述光反射装置，看起来，所述参考特征部件在虚拟位置聚焦，所述虚拟位置等同于所述拾取位置和/或放置位置。

Description

包括拾取臂校正模块的拾取和放置装置
技术领域
本发明涉及一种用于拾取和放置半导体的装置和方法。例如，所述装置和方法可用于芯片分选或芯片键合。
背景技术
拾取和放置装置是一种从第一站拾取物体，然后在第二站放置或释放物体的装置。一般地，拾取和放置装置用于各种半导体制造工艺中，例如，芯片键合和芯片分选工艺。
在半导体晶片制成之后，通常将半导体晶片安装到诸如迈拉（Mylar）膜的粘合剂膜上，随后将其切割成单个半导体芯片。可以在切割之前或切割之后测试半导体芯片，以产生生成晶片图的信息，所述晶片图包含每个半导体芯片的特性和其在晶片中的位置。然后，可以基于所生成的晶片图对半导体芯片进行分选。芯片分选工艺可以包括将合格的芯片和不合格的芯片分离，或者根据芯片的电学性能、光强度和频率分选出诸如发光二极管的芯片。
拾取和放置装置可以用于分选半导体芯片。包括拾取头的拾取臂用于拾取半导体芯片并将其传送到合适的箱子中。通常，在芯片分选工艺中，相对于待拾取的半导体芯片或将放置半导体芯片的位置或箱子，需要精确定位拾取头。然而，拾取和放置装置通常会以较高传送速度进行长时间运作，这可能导致拾取臂中的机械部件由于产生的热而膨胀。拾取臂的热膨胀会使拾取头从原始位置产生位移，因此，拾取头的定位不再准确，会引发拾取和放置操作期间的误差。
在芯片键合工艺中，将半导体芯片安装在衬底上。衬底被传送到分配站，在分配站，将粘合剂施加到衬底的键合位置上，然后，将衬底移动到粘合站。在粘合站，晶片台上设置有半导体晶片，所述半导体晶片包括粘附到粘合剂膜上的单个半导体芯片，并且粘合剂膜夹在框架中。拾取和放置装置拾取每个半导体芯片并将其放置在相应的衬底的键合位置上。从粘合剂膜上拾取和移除半导体芯片以及将半导体芯片放置到衬底上的工艺需要高精度，特别地，由于技术的进步，半导体芯片的尺寸及其结合位置变得越来越小。
如上所述，拾取和放置装置通常会以较高传送速度进行长时间运作，这可能导致装置中的拾取臂由于产生的热而膨胀。拾取臂的热膨胀会使拾取头产生位移，因此，会导致操作误差。
发明内容
因此，本发明的一个目的是提供一种用于拾取和放置半导体的装置和方法，所述装置和方法可以自动修正上述误差。
根据第一方面，提供了一种半导体芯片拾取和放置装置。所述装置包括：处理机构，包括能够在放置位置和拾取位置之间移动的拾取臂；位于所述拾取臂上的参考特征部件；以及由所述拾取臂承载的光反射装置，其中，所述光反射装置用于将所述参考特征部件的图像反射到图像捕获装置，使得相对于所述光反射装置，看起来，所述参考特征部件在虚拟位置聚焦，所述虚拟位置等同于所述拾取位置和/或放置位置。
根据第二方面，提供一种拾取和放置半导体芯片的方法。所述方法包括以下步骤：提供处理机构，所述处理机构包括能够在放置位置和拾取位置之间移动的拾取臂；在拾取臂上设置参考特征部件；通过所述拾取臂承载光反射装置；以及将所述参考特征部件的图像反射到图像捕获装置，使得相对于所述光反射装置，看起来，所述参考特征部件在虚拟位置聚焦，所述虚拟位置等同于所述拾取位置和/或放置位置。
参照描述部分、所附的权利要求书和附图，本发明的所有特征、特性及其优点将会变得更好理解。
附图说明
参照附图并且仅以示例的方式对本发明的实施例进行描述，其中。
图1是根据本发明的优选实施例的拾取和放置装置的透视图，所述装置用于从拾取位置拾取半导体芯片并将半导体芯片放置在放置位置。
图2是拾取位置处的拾取和放置装置的透视图，在拾取位置处，所述装置的拾取臂位于晶片上方并位于图像捕获装置的下方。
图3是在拾取臂的腔体内设置棱镜的拾取和放置装置的侧视图。
图4是相对于拾取臂的一部分光路的侧视图。
图5是移去了棱镜的拾取臂的放大仰视图。
图6是包括两个可围绕公共轴线旋转的拾取臂的处理机构的平面图。
在附图中，相同的附图标记表示相同的部件。
具体实施方式
图1是根据本发明的优选实施例的拾取和放置装置10的透视图，所述装置用于从拾取位置拾取半导体芯片并将半导体芯片放置在放置位置。所述拾取和放置装置10包括处理机构20，所述处理机构20能够在位于拾取位置处的晶片台40和放置位置之间移动。图像捕获装置30在位于拾取位置处的晶片台40的上方。所述处理机构20包括拾取臂22，该拾取臂支撑位于拾取臂22自由端的拾取头24。所述拾取臂22能够在拾取位置和放置位置之间移动。所述晶片台40包括用于支撑晶片46（参见图2）的晶片环44和可分别沿着晶片环44的X轴线、Y轴线和Z轴线移动的顶升装置42。
图2是拾取位置处的拾取和放置装置10的透视图，在拾取位置处，所述装置的拾取臂22位于晶片46上方并位于图像捕获装置30的下方。所述晶片46安装在由晶片环44固持的粘合剂膜上。所述晶片台40可沿X轴线和Y轴线移动，并且能够旋转以修正晶片46或待拾取的半导体芯片相对于拾取头24的任何角位置误差。
驱动器马达为处理机构20提供动力，使其可以沿着X轴线、Y轴线和Z轴线移动。特别地，由旋转式驱动器马达为处理机构20提供动力，以驱动拾取臂22围绕处理机构20的旋转轴线旋转。当拾取臂22围绕处理机构20的旋转轴线旋转时，拾取位置和放置位置可以位于拾取头24运动而形成的圆周的各个位置。例如，拾取位置和放置位置之间的间隔大约为90度角和/或180度角，其中，拾取位置可以在12点钟位置，放置位置可以在3点钟、6点钟和/或9点钟位置。
顶升装置42位于晶片46下方，用于帮助拾取臂22拾取每个半导体芯片。当拾取臂22朝向晶片46向下移动以拾取半导体芯片时，顶升装置42将同步向上移动以向上推动半导体芯片，使得半导体芯片从粘合剂膜上部分分离，以便拾取头24可以轻易地拾取半导体芯片。通过粘合剂膜下方的晶片台40提供的真空吸力，粘合剂膜可以保持在适当位置。
图3是在拾取臂22的腔体26内设置棱镜50的拾取和放置装置10的侧视图。拾取臂22位于在拾取位置的晶片46的上方。诸如棱镜50的光反射装置位于腔体26内，接近拾取臂22的自由端并且紧邻拾取头24。位于处于拾取位置的晶片46和拾取臂22的上方的图像捕获装置30包括光源32、反射表面36和相机34。光源32发射出的光沿着光路60传播。所述光路从光源32延伸到拾取臂22的腔体26内的棱镜50，最后到达相机34。拾取和放置装置10还可以包括设置在各个放置位置的相应的图像捕获装置30。
图4是相对于拾取臂22的一部分光路60的侧视图。光路60从光源32延伸到反射表面36。在反射表面处，光朝向拾取臂22被反射，反射角约为90度，并且光从图像捕获装置30的底面被射出，然后通过第一通孔52到达腔体26内的棱镜50。光在棱镜50中的传播路径为U形：光通过棱镜50的梯形横截面的较长平行边的表面50a进入棱镜50，在棱镜50的梯形横截面的每条斜边的表面50b、50c被反射，反射角约为90度，然后从其进入棱镜50的表面50a离开棱镜50。因此，光持续沿着光路60从第一通孔52进入棱镜50，沿着第二通孔54的方向离开棱镜50，穿过第二通孔54，通过图像捕获装置30的上述底面进入图像捕获装置30，最后由相机34接收。
参考特征部件56设置在棱镜50的表面50a上，并且位于光沿着光路60进入棱镜50的位置处，因此，参考特征部件56的图像能够被相机34捕获。因为参考特征部件56的位置对应于第一通孔52的位置，所以穿过第一通孔52的光可以照亮参考特征部件56。因此，光沿着光路60通过表面50a进入棱镜50并携带参考特征部件56的图像。参考特征部件56的图像被棱镜50的倾斜表面50b、50c反射，然后离开棱镜50的表面50a，穿过第二通孔54，通过图像捕获装置30的底面进入图像捕获装置30，最后由相机34接收。光沿着光路60从参考特征部件56传播到相机34的距离与光沿着虚拟光路62从虚拟位置58传播到相机34的距离是相等的。因此，看起来，参考特征部件56位于虚拟位置58处。根据设计，虚拟位置58用于在拾取期间指示待拾取的半导体芯片相对于拾取臂22应该放置的位置。因为光从参考特征部件传播到图像捕获装置的距离与光从虚拟位置传播到图像捕获装置的距离是相等的，所以相对于光反射装置，看起来，所述参考特征部件在虚拟位置聚焦，所述虚拟位置等同于所述拾取位置和/或放置位置。参考特征部件56还可以位于腔体26内的其他适当位置。这种设置方式的优点是可以保护参考特征部件56免受损害。
处理器（未示出）处理由相机34捕获的参考特征部件56的图像，（其中，参考特征部件56看起来位于虚拟位置58），并且基于看起来位于虚拟位置58处的参考特征部件56的图像确定拾取臂22的相关位置。然后，将拾取臂22的位置信息存储在存储介质中。经过一个或多个拾取和放置操作周期之后，由于热膨胀和机械运动，拾取臂22和拾取头24会发生位移或位置改变。因此，拾取和放置装置10可以在每个拾取和放置操作周期之后或在预定数量的操作周期之后检查拾取臂22的拾取头24的位置。当每次确定了拾取头24的新位置时，可以将新位置信息与先前位置信息或多个先前位置信息进行比较，以检测拾取头24任何的位置变化。
当检测到拾取头24的位置变化时，可以相对于晶片46或待拾取的半导体芯片的位置，调整拾取臂22的拾取头24的位置，在拾取位置执行校正。在拾取位置执行校正期间，固持晶片46的晶片台40沿着X轴线和Y轴线移动，以补偿拾取臂22的位置变化。相对于晶片46或待拾取的半导体芯片的位置，可以通过调整拾取臂22或者通过移动晶片环44，以校正拾取臂22的位置。也需要移动顶升装置42，使顶升装置42相应地位于待拾取的半导体芯片下方。
还可以在放置位置执行校正。在放置位置处，半导体芯片可以放置在箱子中或安装到衬底上。在放置位置执行校正期间，箱子或衬底沿着X轴线和Y轴线移动，以补偿拾取臂22的位置变化。通过调整拾取头24与箱子或衬底之间的相对位置，可以补偿拾取臂22的位置变化。为了实现此目的，可以调整拾取臂22，除此之外，也可以移动箱子或衬底。
图5是移去了棱镜50的拾取臂22的放大仰视图。拾取臂22的底面有改进部分，即底面限定了腔体26。所述腔体26位于拾取臂22的端部之间，并且优选地，其邻近或靠近拾取头24，以便为参考特征部件56提供更好的视角，并且为拾取头24的位置的提供更准确的指示。所述腔体26为立方形腔体，其尺寸适配梯形棱镜50。所述棱镜50包括梯形横截面，也可以包括其它形状的可以改变光路的横截面。梯形棱镜50以紧凑的方式置于拾取臂22的立方形腔体26内。这种设置方式不仅使拾取臂22能够有效地操作，而且还可以保护棱镜50和参考特征部件56免受损坏。因为棱镜50没有外露，所以这种设置方式还避免了拾取臂22移动期间的额外空气阻力，并且进一步提高了效率，同时降低了棱镜50损坏的风险。拾取臂22还包括第一通孔52和第二通孔54，并且第一通孔和第二通孔都从拾取臂22的顶面延伸到腔体26内。
图6是包括两个可围绕公共轴线旋转的拾取臂22a、22b的处理机构20的平面图。因为第一拾取臂22a可以从拾取位置拾取半导体芯片，第二拾取臂22b可以将另一个半导体芯片放置在放置位置，并且两个动作可以同时执行，所以包括两个拾取臂22a、22b的处理机构20的优点为效率更高。通过设置可以围绕公共轴线旋转的多个拾取臂22，在不显著增加拾取和放置装置10的占用面积的前提下，处理机构20可以提高效率。
将图像捕获装置30设置在在拾取位置处的晶片台40的上方时，仅需要一个图像捕获装置30，用以确定相应拾取臂22在拾取位置处的位置。为了确定拾取臂22在这些位置中的每一个位置处的位置，可以在每个拾取位置或放置位置设置相应的图像捕获装置30。
除了芯片键合和芯片分选工艺之外，本发明的优选实施例提供的拾取和放置装置10还可以用于任何合适的需要拾取和放置功能的工艺。现在将描述使用本发明的优选实施例提供的拾取和放置装置10的发光二极管（LED）芯片分选工艺。晶片环44在拾取位置处固持晶片46，所述晶片包括安装在粘合剂膜上的多个发光二极管。通过晶片台40提供的真空吸力，可以将粘合剂膜固持在晶片台40上。测试晶片46上的发光二极管，以产生生成晶片图的信息。然后，基于产生的晶片图和所测试的性能（例如，发光二极管的电学性能、光强度和频率）对发光二极管进行分选。
在拾取位置，拾取臂22位于待拾取的发光二极管上方。图像捕获设备30捕获参考特征部件56的图像。处理器处理由相机34捕获的参考特征部件56的图像，并且确定拾取臂22的相关位置，其中，参考特征部件56看起来位于虚拟位置58处。
位于粘合剂膜的下面并且可以沿着X轴线、Y轴线和Z轴线移动的顶升装置42位于待拾取的发光二极管的下方。顶升装置42沿Z轴线竖直移动，直到其接触到待拾取的发光二极管并顶起所述发光二极管以促进发光二极管从粘合剂膜上剥离。一旦发光二极管完全从粘合剂膜上剥离，拾取臂22下降直到拾取头24接触到发光二极管。包括真空通道的拾取头24将真空吸力施加到发光二极管上，使发光二极管固持在拾取头24上。升高拾取臂22，就可以从粘合剂膜上移除发光二极管。
然后，拾取臂22围绕处理机构20的轴线旋转到多个放置位置中的一个放置位置处，在此位置处，拾取臂22可以将分选出的发光二极管放置在箱台处的箱子中。随后，拾取臂22以旋转的方式回到拾取位置，完成一个拾取和放置操作周期。拾取和放置装置10重复拾取和放置操作周期，直到晶片46上所有发光二极管基于晶片图被分选出来，并且被放置在合适的放置位置上。
由于机械运动和机械部件的热膨胀，多个拾取和放置操作周期之后，拾取头24可能发生位移或偏移，这可能导致拾取头24不能对准待拾取的发光二极管。因此，拾取头24可能不能准确地拾取发光二极管。如上述本发明的优选实施例所述，可以利用拾取臂22的相关位置的校正来补偿拾取头24位置的任何移动或偏移。
在每个拾取和放置操作周期之后或在预定数量的拾取和放置操作周期之后，图像捕获装置30捕获参考特征部件56的图像，处理器确定拾取头24的新位置。当拾取头24的位置发生位移或偏移时，相对于待拾取的发光二极管的位置，拾取头24的位置也将发生位移或偏移。因此，需要校正拾取臂22相对于待拾取的发光二极管的位置，否则拾取头24可能不能准确地拾取发光二极管。同时，还需要校正位于放置位置处的相对于拾取臂22的位置的箱台的位置，使拾取头能够将发光二极管准确地放置到箱台的每个箱子中。将拾取臂22的新位置信息与其先前位置或多个先前位置进行比较，以确定拾取臂22已经移动或偏移的距离。与拾取头24已经移动或偏移的距离相关的预定阈值也可以被设置为：当移动或偏移的距离小于预定阈值时，则不需要校正。
处理器计算修正因子，而且固持晶片46的晶片台40需要沿着X轴线和Y轴线移动与修正因子相等的距离，以补偿拾取头24的位置移动或偏移。为了使顶升装置42相应地位于待拾取的发光二极管的下方，顶升装置42也需要沿着X轴线和Y轴线移动与修正因子相等的距离。为了补偿拾取头24的位置移动或偏移，放置位置处的箱台也需要沿着X轴线和Y轴线移动与修正因子相等的距离。处理器可以仅通过新位置信息计算修正因子，使得相对于待拾取的发光二极管，拾取臂22的相关位置被调整的与先前的相关位置相同。处理器还可以通过新位置信息和先前位置或多个先前位置来计算修正因子，这种方式的优点是：减少测量噪音或误差。例如，处理器可以通过新位置和十九个先前位置的平均值计算修正因子。
因此，应当理解，本发明的优选实施例提供的拾取和放置装置10的优点是：能够最小化拾取和/或放置误差，特别是在高速拾取和放置工艺中。这将有助于缩短芯片拾取故障和芯片放置故障导致的设备停机时间，并且还有助于延长拾取头24和顶升装置42的寿命。
虽然已经参考诸多实施例详细地描述了本发明，但是其它实施例也是可行的。
例如，图像捕获装置30不仅用于检查拾取头24的位置，而且还用于检查晶片46及晶片46上的半导体芯片。所述拾取和放置装置10还可以包括额外的图像捕获装置30。例如，所述图像捕获装置可以包括用于检查拾取头24或由拾取头24拾取的半导体芯片的仰视相机。
根据上述描述，腔体26接近拾取臂22的自由端，但是腔体26也可以位于拾取臂22的其他位置。拾取头24可以包括但不限于喷嘴、夹具、夹头、真空保持器或键合头，这取决于工艺和待拾取的物体的需求。除了棱镜50，反射模块还可以包括任何其他类型的诸如反射镜的反射表面。例如，可以用两个反射表面或位于倾斜表面50b、50c位置处的两个棱镜替换棱镜50。
处理机构20可以包括多个拾取臂22，所述拾取臂间隔相等。例如，处理机构20可以包括间隔大约90度角的四个拾取臂22。
因此，本发明的实施例的描述不应限制所附权利要求的精神和范围。

Claims (20)

1.一种半导体芯片拾取和放置装置，其特征在于，包括：
处理机构，包括能够在放置位置和拾取位置之间移动的拾取臂；
位于所述拾取臂上的参考特征部件；以及
通过所述拾取臂承载的光反射装置，其中，所述光反射装置用于将所述参考特征部件的图像反射到图像捕获装置，使得相对于所述图像捕获装置，看起来，所述参考特征部件在虚拟位置聚焦，所述虚拟位置等同于所述拾取位置和/或放置位置。
2.如权利要求1所述的半导体芯片拾取和放置装置，其特征在于：所述光反射装置包括两个反射表面。
3.如权利要求1所述的半导体芯片拾取和放置装置，其特征在于：所述光反射装置包括棱镜。
4.如权利要求3所述的半导体芯片拾取和放置装置，其特征在于：所述棱镜包括梯形横截面。
5.如权利要求1所述的半导体芯片拾取和放置装置，其特征在于：所述参考特征部件位于所述光反射装置的表面上。
6.如权利要求1所述的半导体芯片拾取和放置装置，其特征在于：所述拾取臂包括限定腔体的部分。
7.如权利要求6所述的半导体芯片拾取和放置装置，其特征在于：所述参考特征部件位于所述拾取臂的所述腔体内。
8.如权利要求6所述的半导体芯片拾取和放置装置，其特征在于：所述拾取臂还包括第一通孔和第二通孔，所述第一通孔和第二通孔连接到所述腔体。
9.如权利要求8所述的半导体芯片拾取和放置装置，其特征在于：所述第一通孔用于使光照亮所述参考特征部件；以及所述第二通孔用于使所述参考特征部件的图像从所述光反射装置到达所述图像捕获装置。
10.如权利要求6所述的半导体芯片拾取和放置装置，其特征在于：所述光反射装置位于所述拾取臂的所述腔体内。
11.如权利要求6所述的半导体芯片拾取和放置装置，其特征在于：所述处理机构还包括位于所述拾取臂的自由端的拾取头，其中所述腔体靠近所述拾取头。
12.如权利要求1所述的半导体芯片拾取和放置装置，其特征在于：所述拾取臂能够围绕所述处理机构的轴线旋转。
13.如权利要求1所述的半导体芯片拾取和放置装置，其特征在于：所述处理机构还包括另一拾取臂，所述拾取臂和所述另一拾取臂绕公共轴线旋转。
14.如权利要求13所述的半导体芯片拾取和放置装置，其特征在于：所述拾取臂之间的角度为180度。
15.如权利要求1所述的半导体芯片拾取和放置装置，其特征在于：所述图像捕获装置固定在所述拾取位置或所述放置位置。
16.如权利要求1所述的半导体芯片拾取和放置装置，其特征在于：还包括：处理器，用于根据所述图像捕获装置捕获的参考特征部件的图像确定所述拾取臂的位置，并且计算修正因子，所述修正因子用于调整相对于所述拾取臂的位置的半导体芯片的位置。
17.如权利要求16所述的半导体芯片拾取和放置装置，其特征在于：所述处理器用于根据所述拾取臂的当前位置和所述拾取臂的多个先前位置计算所述修正因子。
18.如权利要求16所述的半导体芯片拾取和放置装置，其特征在于：基于所述修正因子来校正相对于所述半导体芯片位置的拾取臂的位置。
19.如权利要求1所述的半导体芯片拾取和放置装置，其特征在于：从所述参考特征部件传播到所述图像捕获装置的光用于穿过棱镜和通孔并到达所述图像捕获装置。
20.一种拾取和放置半导体芯片的方法，其特征在于，所述方法包括以下步骤：
提供处理机构，所述处理机构包括能够在放置位置和拾取位置之间移动的拾取臂；在拾取臂上设置参考特征部件；
通过所述拾取臂承载光反射装置；以及
将所述参考特征部件的图像反射到图像捕获装置，使得相对于所述图像捕获装置，看起来，所述参考特征部件在虚拟位置聚焦，所述虚拟位置等同于所述拾取位置和/或放置位置。
CN201710065634.9A 2016-02-12 2017-02-06 包括拾取臂校正模块的拾取和放置装置 Active CN107086199B (zh)

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
US15/043,013 2016-02-12
US15/043,013 US10014203B2 (en) 2016-02-12 2016-02-12 Pick and place device comprising pick arm correction module

Publications (2)

Publication Number Publication Date
CN107086199A CN107086199A (zh) 2017-08-22
CN107086199B true CN107086199B (zh) 2020-03-31

Family

ID=59562302

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN201710065634.9A Active CN107086199B (zh) 2016-02-12 2017-02-06 包括拾取臂校正模块的拾取和放置装置

Country Status (2)

Country Link
US (1) US10014203B2 (zh)
CN (1) CN107086199B (zh)

Families Citing this family (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN109585328A (zh) * 2017-09-28 2019-04-05 上海微电子装备（集团）股份有限公司 芯片键合装置及方法
KR102629290B1 (ko) * 2018-12-13 2024-01-29 삼성디스플레이 주식회사 표시 장치 제조 방법
CN114572685A (zh) * 2022-03-10 2022-06-03 苏州天准科技股份有限公司 用于机动车热交换器中冷却器的搬运装置及组装装置

Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US6342705B1 (en) * 1999-09-10 2002-01-29 Chapman Instruments System for locating and measuring an index mark on an edge of a wafer
CN1759478A (zh) * 2003-03-11 2006-04-12 应用材料有限公司 用于校准晶片运送机器人的视觉系统和方法
CN1983539A (zh) * 2005-12-12 2007-06-20 先进自动器材有限公司 高精度晶粒键合装置
CN101662580A (zh) * 2008-08-25 2010-03-03 索尼株式会社 图像拾取设备
CN103208447A (zh) * 2012-01-13 2013-07-17 诺发系统公司 双臂真空机械手

Family Cites Families (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP1003212A3 (en) * 1998-11-18 2003-11-19 Fuji Photo Film Co., Ltd. Method of and apparatus for bonding light-emitting element
US6648730B1 (en) * 2000-10-30 2003-11-18 Applied Materials, Inc. Calibration tool
US9352466B2 (en) * 2012-06-01 2016-05-31 Taiwan Semiconductor Manufacturing Co., Ltd. Robot positioning system for semiconductor tools

Patent Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US6342705B1 (en) * 1999-09-10 2002-01-29 Chapman Instruments System for locating and measuring an index mark on an edge of a wafer
CN1759478A (zh) * 2003-03-11 2006-04-12 应用材料有限公司 用于校准晶片运送机器人的视觉系统和方法
CN1983539A (zh) * 2005-12-12 2007-06-20 先进自动器材有限公司 高精度晶粒键合装置
CN101662580A (zh) * 2008-08-25 2010-03-03 索尼株式会社 图像拾取设备
CN103208447A (zh) * 2012-01-13 2013-07-17 诺发系统公司 双臂真空机械手

Also Published As

Publication number Publication date
US20170236734A1 (en) 2017-08-17
US10014203B2 (en) 2018-07-03
CN107086199A (zh) 2017-08-22

Similar Documents

Publication Publication Date Title
TWI632385B (zh) 電子零件搬送裝置及電子零件檢查裝置
US7764366B2 (en) Robotic die sorter with optical inspection system
CN109906029B (zh) 电子部件安装装置以及电子部件安装方法
CN107086199B (zh) 包括拾取臂校正模块的拾取和放置装置
CN109075104B (zh) 用于翻转及多次检测电子装置的转送系统
CN113990790B (zh) 键合系统和键合方法
JP2016096174A (ja) 部品実装機および部品実装ヘッド
JP4999502B2 (ja) 部品移載装置及び表面実装機
CN111508861B (zh) 半导体元件贴合设备
JP2000114281A (ja) ダイボンディング方法およびダイボンディング設備
JP2012248728A (ja) ダイボンダ及びボンディング方法
JP2017191888A (ja) 部品実装機および部品実装ヘッド
JP2016152394A (ja) 加工装置
JP2008153458A (ja) 電子部品の移載装置及び表面実装機
CN212218482U (zh) 晶圆转载机构的机械臂校准装置
CN211907401U (zh) 晶圆载盘的置卸载装置
CN118077043A (zh) 使用成角度的晶圆工作台和成角度的转台从晶圆分拣晶粒的系统和方法
TW202114009A (zh) 晶圓之處理方法以及晶片測量裝置
CN113276104A (zh) 晶圆转载机构的机械臂校准装置及其校准方法
US20240149363A1 (en) Quality determination device and quality determination method
JP7105954B1 (ja) コレット検出装置、コレット位置補正装置、ボンディング装置、コレット検出方法、コレット位置補正方法
JP4260606B2 (ja) 物品認識方法、部品移載方法及び物品認識装置、並びに同物品認識装置を備えた表面実装機、同部品試験装置、同ディスペンサ、同実装基板検査装置及び同印刷基板検査装置
US11136202B2 (en) Direct transfer apparatus for electronic components
TWI729520B (zh) 電子組件檢測系統
CN112614788B (zh) 电子组件检测系统

Legal Events

Date Code Title Description
PB01 Publication
PB01 Publication
SE01 Entry into force of request for substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
GR01 Patent grant
GR01 Patent grant