CN110265318A - 芯片贴装装置及半导体装置的制造方法 - Google Patents

芯片贴装装置及半导体装置的制造方法 Download PDF

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Abstract

本发明提供一种能够清洁基板背面的芯片贴装装置。芯片贴装装置具备：搬运部，其将具有多列供裸芯片载置的区域的基板沿第一方向搬运；第一异物除去装置，其将所述基板的第一面的异物除去；第二异物除去装置，其将所述基板的与所述第一面为相反侧的第二面的异物除去；和贴装头，其将拾取到的裸芯片贴装到所述基板上。所述第一异物除去装置在与所述基板分离的位置具备平板，使气体在所述基板与所述平板之间流动来除去所述基板的所述第一面的异物。

Description

芯片贴装装置及半导体装置的制造方法
技术领域
本发明涉及芯片贴装装置，例如能够应用于具备清洁基板的装置的芯片贴装装置。
背景技术
在半导体装置的制造工序的一部分中具有将半导体芯片(以下仅称为裸芯片)搭载到布线基板或引线框架等(以下仅称为基板)上来组装封装体的工序，在组装封装体的工序的一部分中有从半导体晶片(以下仅称为晶片)分割裸芯片的工序(切割工序)、和将分割后的裸芯片搭载到基板上的贴装工序。在贴装工序中使用的半导体制造装置是芯片贴装机等芯片贴装装置。
在将裸芯片向基板的贴装中使用粘接剂，但在将裸芯片粘接到基板上时，由于当基板表面附着有灰尘时粘接剂的粘接力会下降，所以除去基板上的灰尘(以下称为异物)在裸芯片安装上极其重要。在专利文献1中，提出了使具有空气的吹出孔与吸入孔成为一体的清洁喷嘴的异物除去装置沿与基板的移动方向正交的方向移动来除去基板上的异物的方案。
现有技术文献
专利文献
专利文献1：日本特开2012-199458号公报
然而，在专利文献1中，虽然能够除去基板表面的异物，但背面的异物无法被除去。
发明内容
本发明的课题在于提供一种能够清洁基板的背面的芯片贴装装置。
其它课题和新的特征从本说明书的记述及附图中可知。
将本发明中的代表性概要简单说明如下。
即，芯片贴装装置具备：搬运部，其将具有多列供裸芯片载置的区域的基板沿第一方向搬运；第一异物除去装置，其将所述基板的第一面的异物除去；第二异物除去装置，其将所述基板的与所述第一面为相反侧的第二面的异物除去；和贴装头，其将拾取到的裸芯片贴装到所述基板上。所述第一异物除去装置在与所述基板分离的位置具备平板，使气体在所述基板与所述平板之间流动来除去所述基板的所述第一面的异物。
发明效果
根据上述芯片贴装装置，能够清洁基板背面。
附图说明
图1是说明比较例的基板的表面的清洁方法的附图。
图2是说明基板的翘曲的图。
图3是说明第一实施方式的基板背面用异物除去装置的图。
图4是说明第一实施方式的基板表面用异物除去装置及基板背面用异物除去装置的图。
图5是说明第一实施方式的异物除去装置的清洁动作的流程图。
图6是说明第一变形例的基板背面用异物除去装置的图。
图7是说明第二变形例的基板背面用异物除去装置的图。
图8是说明第三变形例的基板背面用异物除去装置的图。
图9是说明第四变形例的基板背面用异物除去装置的图。
图10是说明第五变形例的基板背面用异物除去装置的图。
图11是说明第六变形例的基板背面用异物除去装置的图。
图12是说明第七变形例的基板背面用异物除去装置的图。
图13是说明第二实施方式的异物除去装置的基板表面侧的图。
图14是说明第二实施方式的异物除去装置的基板背面侧的图。
图15是说明第二实施方式的异物除去装置的基板表面侧及背面侧的图。
图16是说明第八变形例的异物除去装置的基板表面侧及背面侧的剖视图。
图17是说明第九变形例的异物除去装置的基板表面侧及背面侧的剖视图。
图18是说明第十变形例的异物除去装置的基板表面侧及背面侧的剖视图。
图19是说明第十一变形例的异物除去装置的基板表面侧及背面侧的剖视图。
图20是表示实施例的芯片贴装机的概要俯视图。
图21是从图20的箭头A观察到的概要侧视图。
图22是表示图20的芯片供给部的外观立体图的图。
图23是表示图20的芯片供给部的主要部分的概要剖视图。
图24是说明图20的芯片贴装机中的芯片贴装工序的流程图。
附图标记说明如下：
5…搬运部
52…搬运引导件
9…异物除去装置
91…清洁喷嘴
100…异物除去装置
101…平板
102…槽
103…供给管
104…排出口
S…基板
P…封装体区域
具体实施方式
以下，利用附图对实施方式、变形例、比较例及实施例进行说明。但在以下说明中，有时对相同的构成要素标注相同的附图标记并省略重复说明。此外，附图为了使说明更明确，有与实际方式相比示意性地示出各部分的宽度、厚度、形状等的情况，但这只是一个例子，并不限定本发明的解释。
本申请发明人利用图1、2来说明针对基板的表面及背面这两个面的清洁所研究的技术(比较例)。图1是说明比较例的基板表面的清洁方法的附图，图1的(A)是表示基板离开了吸附台的状态的剖视图，图1的(B)是表示基板与吸附台接触的状态的剖视图。图2是说明基板的翘曲的图，图2的(A)是表示清洁向上翘曲的基板的表面的情况的剖视图，图2的(B)是表示清洁向下翘曲的基板的背面的情况的剖视图。
比较例的异物除去装置9具备清洁喷嘴91。清洁喷嘴91具备空气供给配管91a和空气排出配管91b。如图1的(B)所示，空气排出配管91b与空气供给配管91a相比配管直径变大。这是因为空气排出配管91b作为异物搬运用配管来使用。如图1的(B)所示，与基板S的面最接近的是喷嘴面91c。
该喷嘴面91c在俯视时为矩形，在中央部设有多个圆形的空气吹出口91d，并以呈环状包围该空气吹出口91d的周围的方式设有多个空气吸入口91e。
由此，如图1的(B)的箭头所示，由从空气吹出口91d喷出的空气吹起的异物立即被空气吸入口91e吸引，并最终被废弃。
清洁喷嘴91上下移动，通常，清洁喷嘴91下降到基板S的适当位置(例如基板S之上2mm的位置)，并在基板S移动或更换时上升。另外，如图1的(B)所示的箭头C那样，清洁喷嘴91在基板S的宽度方向(Y方向)上移动并进行异物除去动作。
如图1的(A)所示，通过夹具(基板搬运爪)51将两端由搬运引导件(滑槽、搬运导轨)52支承着的基板S沿X方向搬运到吸附台AS上。使吸附台AS上升与基板S接触，并从吸附孔AH进行吸引，由此将基板S固定在吸附台AS上。
使清洁喷嘴91下降并沿相对于基板S的搬运方向(X方向)垂直的方向(Y方向)动作来清洁基板S的表面。
由于清洁喷嘴91的前端靠近基板S的表面侧，所以需要使基板平坦化。然而，如图2的(A)所示，由于基板S有时会向上翘曲或向下翘曲，所以通过真空吸附将基板S固定在吸附台AS上。
在清洁基板S的背面的情况下，也是由于当在基板S的背面侧设置清洁喷嘴91时喷嘴前端会靠近，所以需要使基板平坦化。如图2的(B)所示，由于基板S有时会向下翘曲或向上翘曲，所以研究出通过真空吸附将基板S固定在吸附台AS上，但基板S的表面侧有裸芯片或裸芯片设置位置，有可能会破损裸芯片以及在裸芯片设置位置上附着异物，因此，难以直接使基板S的表面与吸附台AS接触吸附来使基板平坦化。
另外，在基板S有翘曲的情况下，难以以适当的位置关系将两个面同时以与清洁喷嘴91的适当位置关系稳定地进行清洁。
因此，在实施方式中，在与基板分离的位置上具备平板，并使气体在基板与平板之间流动来进行基板背面的清洁。以下，对几个实施方式进行说明。
＜第一实施方式＞
利用图3、4对第一实施方式的基板清洁进行说明。图3是说明第一实施方式的基板背面用异物除去装置的图，图3的(A)是俯视图，图3的(B)是图3的(A)的B1-B2线的剖视图，图3的(C)是图3的(A)的C1-C2线的剖视图。图4是说明第一实施方式的基板表面用异物除去装置及背面用异物除去装置的图，图4的(A)是俯视图，图4的(B)是图4的(A)的B1-B2线的剖视图，图4的(C)是图4的(A)的C1-C2线的剖视图。
基板背面用异物除去装置(第一异物除去装置)100具备能够与基板S的背面(第一面)侧接触的平板101。平板101在其上表面侧具备沿着基板宽度方向(Y方向)延伸的槽102。平板101具备从下方向槽102的一端供给气体的供给管103、和在槽102的另一端排出气体的排出口104。供给管103在槽102内以沿Y方向排出气体的方式弯曲。如图3的箭头所示，异物除去装置100通过从平板101的一端的供给管103向另一端的排出口104供给缩小了流路的高速气体并使其流动(通过伯努利效应)而产生向基板S的吸引力，并且通过该气体的流动来进行基板S的背面侧的清洁。由于基板S的背面的接触位置是槽的窄边界部分，所以能够尽可能地减少接触面积。
另外，基板与槽的边界部分接触的部分通过以与槽的边界部分所配置的间隔不同的节距搬运基板而能够实现清洁。
如图4所示，与对基板S的背面的清洁并行地，使用异物除去装置9的清洁喷嘴91与图1同样地进行基板S的表面(第二面)的清洁。在此，异物除去装置100发挥图1的吸附台AS的作用。
如图4所示，基板S在其表面具备呈格子状配置的封装体区域P，封装体区域P包括供裸芯片贴装的区域(裸芯片设置位置)。在此，沿基板宽度方向(Y方向)排成一列的封装体区域与一个基板清洁区域对应。在图4中，基板S具有八个基板清洁区域，一个基板清洁区域包括四个封装体区域P。基板S在每一个基板清洁区域沿X方向被搬运。
平板101的X方向上的长度(Lp)比基板S的X方向上的长度(Ls)短，在图4中是三列基板清洁区域(三列封装体区域)的长度。
槽102的宽度(X方向上的长度(Wt))由与封装体区域P的宽度(Wp)不同的宽度(节距)构成。在图4中Wt＞Wp。由此，基板S中的槽102的边界所处的部分能够在将基板S搬运到下一个基板清洁区域时进行清洁。在设为比基板清洁区域(基板搬运节距)长的平板(背面吸引清洁区域)的情况下，针对每个槽设置能够开启/关闭气体供给的功能。由此，能够停止向在槽上没有基板S的槽的气体供给。
接着，利用图5对基板S的表面及背面的清洁动作进行说明。图5是说明第一实施方式的异物除去装置的清洁动作的流程图。
首先，将两端由搬运引导件52支承着的基板S沿X方向搬运到平板101上(步骤S31)。
其次，使平板101上升与基板S接触，向平板101的槽102供给气体来吸附基板S，并且进行基板S的背面的清洁(步骤S32)。
接着，通过区域传感器或非接触位移传感器等确认基板S被吸附而不再翘曲(步骤S33)，在基板S无翘曲的情况下，与图1的比较例同样地使清洁喷嘴91下降到例如基板S之上2mm的位置，并使其沿相对于基板S的搬运方向(X方向)垂直的方向(Y方向)动作，从而对基板S的表面进行清洁(步骤S34)。
接着，判断基板S的表面的清洁是否已结束(步骤S35)，在清洁已结束的情况下，停止向槽102的气流来解除吸引，使平板101下降并使清洁喷嘴91上升，将基板S搬运到下一个基板清洁区域(步骤S36)。重复步骤S32～S36，一直清洁到最后的基板清洁区域(在图4中为第八个基板清洁区域)为止。
在最后的基板清洁区域的基板S的表面的清洁已结束的情况下，停止向槽102的气流来解除吸引，使平板101下降并使清洁喷嘴91上升，将基板S搬运到贴装台(步骤S37)。
在第一实施方式中，能够一边通过使气体在基板背面侧流动来吸引基板并矫正基板的翘曲，一边利用基板背面侧的气流进行基板背面的清洁。
＜第一实施方式的变形例＞
以下，关于第一实施方式的代表性变形例有几个示例。在以下变形例的说明中，针对具有与上述第一实施方式的说明相同的结构及功能的部分能够使用与上述第一实施方式相同的附图标记。而且，关于该部分的说明，在技术上不矛盾的范围内能够适当援用上述第一实施方式中的说明。另外，上述实施方式的一部分以及多个变形例的全部或一部分在技术上不矛盾的范围内能够适当地复合应用。
(第一变形例)
利用图6对第一变形例的异物除去装置进行说明。图6是说明第一变形例的基板背面用异物除去装置的图，图6的(A)是俯视图，图6的(B)是图6的(A)的B1-B2线的剖视图，图6的(C)是图6的(A)的C1-C2线的剖视图。
第一变形例的异物除去装置100A具备能够与基板S的背面接触的平板101A。平板101A的X方向上的长度与平板101相同。平板101A在其上表面侧具备沿着基板宽度方向(Y方向)延伸的槽102A。槽102A是从一端向另一端逐渐扩宽的构造，槽102A左右交替地配置。平板101具备从下方向槽102A的一端供给气体的供给管103A、和在槽102A的另一端从下方排出气体的排出口104A。如图5的箭头所示，槽102A通过从宽度窄的一侧供给气体并使其向宽的一侧流动而产生基于伯努利效应的吸引力，并且通过该气流进行基板S的背面的清洁。背面的吸附力会因该气体流动的位置的宽度、面积、深度等发生不平衡，但通过将从气体供给侧向排气侧的方向左右交替地配置而能够消除不平衡，能够保持基板左右的吸引力的平衡。
使用本变形例的清洁装置与第一实施方式同样地对基板S的表面及背面进行清洁。
(第二变形例)
利用图7对第二变形例的异物除去装置进行说明。图7是说明第二变形例的基板背面用异物除去装置的图，图7的(A)是俯视图，图7的(B)是图7的(A)的B1-B2线的剖视图，图7的(C)是图7的(A)的C1-C2线的剖视图。
第二变形例的异物除去装置100B在第一变形例的异物除去装置100A的槽102A的供给管103A附近设有俯视时为三角形的突起105，并通过康达效应而提高吸引效率。
使用本变形例的异物除去装置与第一实施方式同样地对基板S的表面及背面进行清洁。
(第三变形例)
利用图8对第三变形例的异物除去装置进行说明。图8是说明第三变形例的基板背面用异物除去装置的图，图8的(A)是俯视图，图8的(B)是图8的(A)的B1-B2线的剖视图，图8的(C)是图8的(A)的C1-C2线的剖视图。
第三变形例的异物除去装置100C在第一变形例的异物除去装置100A的平板101A的与基板S的接触面一侧设置多个高度为0.1～0.2mm的销(突起部)106，以便于在吸引基板时保持基板的平坦度。在本例中，销106在基板宽度方向上的两端部各设有五个，在中央部设有七个，在两端部与中央部之间各设有三个。在包括本变形例在内的实施方式的伯努利吸附中，即使基板与吸引部之间有间隙，吸引力也起作用，因此，能够通过靠近间隔下的点接触而在仅由销进行吸附的同时保持基板S的平坦度，并将与基板S的背面的接触部保持在最小限度(降低接触面积)，使来自接触部的异物附着成为最小限度(降低异物附着的可能性)。
使用本变形例的异物除去装置与第一实施方式同样地对基板S的表面及背面进行清洁。
(第四变形例)
利用图9对第四变形例的基板清洁进行说明。图9是说明第四变形例的基板背面用异物除去装置的图，图9的(A)是俯视图，图9的(B)是图9的(A)的B1-B2线的剖视图，图9的(C)是图9的(A)的C1-C2线的剖视图。
第四变形例的异物除去装置100D具备能够与基板S的背面接触的平板101D。平板101D在其上表面侧具备沿着基板宽度方向(Y方向)延伸的槽102D。在此，平板101D的X方向及Y方向上的长度与平板101A的X方向及Y方向上的长度相同。槽102D是宽度(X方向上的长度)固定并从一端向另一端逐渐加深深度的构造，槽102D左右交替地配置。平板101D具备从下方向槽102D的一端供给气体的供给管103D、和在槽102D的另一端从下方排出气体的排出口104D。如图9的箭头所示，槽102D通过从深度浅的一侧供给气体并使其向深的一侧流动而产生吸引力，同时进行基板S的背面的清洁。槽102D通过左右交替地配置而能够保持基板左右的吸引力的平衡。
由此，易于使槽宽均匀化并根据裸芯片的设置宽度来自由设定清洁区域的宽度。另外，吸引力的强度能够通过槽的深度及气流的强度来调整而与槽宽(清洁区域)无关。
使用本变形例的异物除去装置与第一实施方式同样地对基板S的表面及背面进行清洁。
(第五变形例)
利用图10对第五变形例的基板清洁进行说明。图10是说明第五变形例的基板背面用异物除去装置的图，图10的(A)是俯视图，图10的(B)是图10的(A)的B1-B2线的剖视图，图10的(C)是图10的(A)的C1-C2线的剖视图，图10的(D)是伯努利吸盘的剖视图。
第五变形例的异物除去装置100E在基板S的背面侧具备平板101E。在此，平板101E的X方向及Y方向上的长度与平板101A的X方向及Y方向上的长度相同。平板101E在其上表面侧具备：交错配置且俯视时为圆形的伯努利吸盘107；交错配置在伯努利吸盘107之间且比伯努利吸盘107的上表面高出0.1～0.2mm的销(突起部)106E；向伯努利吸盘107供给气体的供给口103E；和将从伯努利吸盘107喷出的气体排出的排出口104E。基板S以与销106E接触而不与伯努利吸盘107接触的方式设定销106E的高度。即，基板S由销106E保持。伯努利吸盘107使气体从中央部的下方喷出，通过由在伯努利吸盘107的上表面与基板S的间隙内流动的高速气流产生的伯努利效应下的负压来产生吸引力，同时进行基板S的背面侧的清洁。通过销(突起部)106E能够在吸引基板S时保持基板S的平坦度。
使用本变形例的异物除去装置与第一实施方式同样地对基板S的表面及背面进行清洁。在该情况下，通过伯努利吸盘107外周的供气流流动的部分进行清洁，但在一次吸附中会在伯努利吸盘107的中央附近或伯努利吸盘107之间的气流碰撞的部分产生气流弱的部分(变成局部的气流流动、产生清洁效率差的位置、且流动的异物的排放地也变得散乱)，不过通过每次使基板S移动时都进行吸附和清洁而将交错配置的伯努利吸盘107随机配置，因此能够消除清洁力弱的部分。
(第六变形例)
利用图11对第六变形例的基板清洁进行说明。图11是说明第六变形例的基板背面用异物除去装置的图，图11的(A)是俯视图，图11的(B)是图11的(A)的B1-B2线的剖视图，图11的(C)是图11的(A)的C1-C2线的剖视图。
第六变形例的异物除去装置100F不使用第五变形例的异物除去装置100E的销106E而是通过伯努利吸盘107在平板101E与基板S非接触的状态下进行清洁。此外，基板S的宽度方向上的两端部由搬运引导件52保持。
如图10的(D)所示，伯努利吸盘107具有从中央部的下方喷出气体的喷嘴107a、和喷嘴107a周边的多个凹部107b。如参考文献所示，在伯努利吸盘107的上表面(工作面)107c与基板S的间隙大的情况下，喷嘴107a、凹部107b及工作面107c与基板S的间隙分别发挥执行喷嘴(executor nozzle)、真空室及扩散器的功能，因此，在凹部107b会产生负压来吸引基板S。当基板S被吸引而与工作面107c的间隙变小时，凹部107b发挥压力室型气垫(气垫船(hovercraft))的功能，凹部107b的压力会急剧上升而使基板S分离。在自动保持用于维持该凹部107b的均衡压力的工作面107c与基板S的距离的距离下，能够保持为非接触的状态。
[参考文献]“采用“气体垂直喷流方式”来使气流的摩擦损失减少的“伯努利吸盘”“浮动吸盘SA-C(SAN)型”理论解析”、URL http://www.solarlab.co.jp/sacr
由此，能够在保持基板S固定的状态下使呈交错状配置有伯努利吸盘107的平板101E以裸芯片的节距(基板清洁区域)以上的宽度向前后(沿X方向)移动，能够以非接触状态均匀地进行清洁。此外，也可以通过将平板构成为圆形并使其旋转而以非接触状态均匀地进行清洁。
使用本变形例的清洁装置与第一实施方式同样地对基板S的表面及背面进行清洁。但是，在第一实施方式的清洁动作的步骤S2或步骤S3中，如上述那样使平板101E移动。
(第七变形例)
利用图12对第七变形例的基板清洁进行说明。图12是说明第七变形例的基板背面用异物除去装置的图，图12的(A)是俯视图，图12的(B)是图12的(A)的B1-B2线的剖视图，图12的(C)是图12的(A)的C1-C2线的剖视图。
第七变形例的异物除去装置100G具备在第六变形例的异物除去装置100F的平板101E的除伯努利吸盘107以外的位置上设有吸引口101a的平板101G、和覆盖平板101G的侧面及下表面的漏斗状的罩108。在此，平板101G的X方向及Y方向上的长度与平板101E的X方向及Y方向上的长度相同。由气流除去的异物被从罩108的排出口吸引。
使用本变形例的异物除去装置与第一实施方式同样地对基板S的表面及背面进行清洁。但是，在第一实施方式的清洁动作的步骤S2或步骤S3中，如上述那样通过吸引机构经由吸引口101a吸引异物。
也可以是，在第五变形例的异物除去装置100E的平板101E的除伯努利吸盘107以外的位置上设置吸引口，并设置吸引由气流除去的异物的机构。
根据第一实施方式及其变形例，能够在矫正了基板翘曲的状态下进行基板背面的清洁。另外，能够同时对基板的表面及背面这两者进行清洁。在进行基板两个面的清洁的情况下，能够缩短清洁时间。另外，对基板翘曲的矫正不需要新的机构，能够降低成本。另外，由于在清洁基板表面时不使用真空吸附台，所以能够减少异物向基板背面的附着。再者，也能进行基板背面的清洁，能够减少因基板背面的异物而造成的贴装时的空隙等产生。另外，能够预期生产率的提高。
＜第二实施方式＞
第一实施方式通过伯努利效应在吸附基板的同时进行清洁，但第二实施方式不是通过伯努利效应吸附基板，而是通过吹气进行清洁。
利用图13～15对第二实施方式的基板清洁进行说明。图13是说明第二实施方式的异物除去装置的基板表面侧的图，图13的(A)是俯视图，图13的(B)是图13的(A)的B1-B2线的剖视图，图13的(C)是图13的(A)的C1-C2线的剖视图。图14是说明第二实施方式的异物除去装置的基板背面侧的图，图14的(A)是俯视图，图14的(B)是图14的(A)的B1-B2线的剖视图，图14的(C)是图14的(A)的C1-C2线的剖视图。图15是说明第二实施方式的异物除去装置的基板表面侧及背面侧的图，图15的(A)是俯视图，图15的(B)是图15的(A)的B1-B2线的剖视图，图15的(C)是图15的(A)的C1-C2线的剖视图。
如图13所示，第二实施方式的异物除去装置200具备覆盖沿搬运引导件52搬运的基板S的上表面的上罩(平板)201U、和用于在上罩201U与基板S之间从搬运引导件52的附近使气体沿Y方向流动的喷嘴203U。喷嘴203U从上罩201U的上方向基板S侧延伸，并以与基板S平行地吹出气体的方式弯曲。基板搬运位置(高度)与上罩201U的间隔设为2～5mm左右，上罩的X方向上的长度、即基板S的通过部分的长度(Lc)比基板长度(Ls)长，优选与要使用的基板的最大宽度等同的宽度。
如图14所示，第二实施方式的异物除去装置200具备覆盖沿搬运引导件52搬运的基板S的下表面的下罩(平板)201L、和用于在下罩201L与基板S之间从搬运引导件52的附近使气体沿Y方向流动的喷嘴203L。喷嘴203L从下罩201L的下方向基板S侧延伸，并以与基板S平行地吹出气体的方式弯曲。基板搬运位置(高度)与下罩201L的间隔设为2～5mm左右，下罩的X方向上的长度、即基板S的通过部分的长度(Lc)比基板长度(Ls)长，优选与要使用的基板的最大宽度等同的宽度。
如图15所示，一边在异物除去装置200的上罩201U与下罩201L之间将基板S沿X方向搬运，一边通过从一个搬运引导件52附近的喷嘴203U及喷嘴203L吹出气体并使气体沿Y方向流动、且从相反侧的搬运引导件52附近进行吸引的吹气来进行基板S的表面及背面的清洁。
＜第二实施方式的变形例＞
以下，关于第二实施方式的代表性变形例有几个示例。在以下变形例的说明中，针对具有与上述第二实施方式的说明相同的结构及功能的部分能够使用与上述第二实施方式相同的附图标记。而且，关于该部分的说明，在技术上不矛盾的范围内能够适当援用上述第二实施方式中的说明。另外，上述第一实施方式或第二实施方式的一部分、以及第一实施方式或第二实施方式的多个变形例的全部或一部分在技术上不矛盾的范围内能够适当地复合应用。
(第八变形例)
图16是说明第八变形例的异物除去装置的基板表面侧及背面侧的剖视图。
在第二实施方式中，构成为通过弯曲的喷嘴203U、203L将气体从上方或下方导入并与基板平行地吹出气体，但第一变形例的异物除去装置200A通过下述结构代替喷嘴203U、203L吹出气体。
在异物除去装置200A中，从设于一个搬运引导件52上方的气体供给部203UA的气体吹出口203a向上罩201U与基板S之间吹出气体，并从设于该搬运引导件52下方的气体供给部203LA的气体吹出口203b向下罩201L与基板S之间吹出气体。通过吹气而被从基板S的两个面除去的异物由具备设于另一个搬运引导件52上方的吸入口204a和设于下方的吸入口204b的排气部204从排气口204c排出。
(第九变形例)
图17是说明第九变形例的异物除去装置的基板表面侧及背面侧的剖视图。
第九变形例的异物除去装置200B在第八变形例的异物除去装置200A的上罩201U及下罩201L的基板S侧的表面设有在与基板之间形成紊流的突起205，从而提高清洁能力。也可以用槽代替突起205。
(第十变形例)
图18是说明第十变形例的异物除去装置的基板表面侧及背面侧的图，图18的(A)是基板上翘曲的情况下的剖视图，图18的(B)是基板下翘曲的情况下的剖视图，图18的(C)是基板无翘曲的情况下的剖视图。
在第二实施方式中，通过从一个搬运引导件52的附近吹出气体并使气体沿Y方向流动、且从相反侧的搬运引导件52的附近进行吸引的吹气来进行基板S的表面及背面的清洁，但在第十变形例的异物除去装置200C中，构成为从上罩201U中央部的吹出口201a及下罩201L中央部的吹出口201b进行吹气，并将该空气从搬运引导件52所处的一侧的两端排出。通过来自基板中央部的两个面的吹气来调整(矫正)基板S的翘曲而以平坦状态搬运，并同时进行基板S的两个面的清洁。
如图18的(A)所示，在基板S上翘曲的情况下，使上罩201U侧的吹气量增多，使下罩201L侧的吹气量减少。如图18的(B)所示，在基板S下翘曲的情况下，使上罩201U侧的吹气量减少，使下罩201L侧的吹气量增多。如图18的(C)所示，在基板S无翘曲的情况下，使上罩201U侧的吹气量与下罩201L侧的吹气量相同。
(第十一变形例)
图19是说明第十一变形例的异物除去装置的基板表面侧及背面侧的剖视图。
第十一变形例的异物除去装置200D在第十变形例的异物除去装置200C的吹出口201a、201b上设有非接触位移传感器206，测定与基板S之间的间隔并判断翘曲，以将上罩201U及下罩201L与基板S保持为规定间隔的方式调整空气量并进行控制。此外，也可以是，上罩201U及下罩201L的高度(位置)设为能够自动调整，并在由非接触位移传感器206确认与基板S的间隔的同时缩小上罩201U及下罩201L的位置，从而提高清洁效率。
在第二实施方式及其变形例中，在基板搬运路的上下设置盖(罩)，使气体在其与基板之间流动，从基板的端部侧进行吸引并对搬运中的基板进行清洁。由此，能够在搬运区域的空间内设置清洁区域，并且由基板本身隔开基板的背面侧与表面侧。另外，能够将基板整个面统一进行清洁，并能延长每单位面积的清洁时间，从而能够提高异物除去率。另外，能够在搬运中同时对基板的表面及背面这两者进行清洁。由于能够在搬运中进行清洁，并能削减清洁喷嘴移动的时间，所以能够缩短清洁时间。另外，能够防止清洁中除去的异物扩散，并防止异物再次附着到清洁后的搬运中的基板上。另外，由于能够进行基板背面的清洁，所以能够减少因基板背面的异物而造成的贴装时的空隙等产生。另外，能够将清洁空气流动的空间保持为适当的位置关系，并能稳定地维持最佳的异物除去状态。另外，由于也能防止基板搬运时的翘曲，并能适当保持上罩及下罩与基板的间隔而能够防止接触等，所以能够减少搬运故障。
实施例
图20是表示实施例的芯片贴装机的概要的俯视图。图21是在图20中从箭头A方向观察时说明拾取头及贴装头的动作的图。
芯片贴装机10大体具有：向印刷有一个或多个成为最终封装体的产品区域(以下称为封装体区域P)的基板S供给要安装的裸芯片D的芯片供给部1；拾取部2；中间台部3；贴装部4；搬运部5；基板供给部6；基板搬出部7；和监视并控制各部分的动作的控制部8。Y轴方向是芯片贴装机10的前后方向，X轴方向是左右方向。芯片供给部1配置在芯片贴装机10的近前侧，贴装部4配置在里侧。
首先，芯片供给部1向基板S的封装体区域P供给要安装的裸芯片D。芯片供给部1具有保持晶片11的晶片保持台12、和从晶片11上推裸芯片D的由虚线表示的上推单元13。芯片供给部1通过未图示的驱动机构而沿XY方向移动，使要拾取的裸芯片D移动到上推单元13的位置。
拾取部2具有拾取裸芯片D的拾取头21、使拾取头21沿Y方向移动的拾取头的Y驱动部23、和使吸附筒夹22升降、旋转及沿X方向移动的未图示的各驱动部。拾取头21具有将被上推的裸芯片D吸附保持在前端的吸附筒夹22(也参照图21)，从芯片供给部1拾取裸芯片D并将其载置到中间台31上。拾取头21具有使吸附筒夹22升降、旋转及沿X方向移动的未图示的各驱动部。
中间台部3具有临时载置裸芯片D的中间台31、和用于识别中间台31上的裸芯片D的台识别照相机32。
贴装部4从中间台31拾取裸芯片D，并将其贴装在被搬运到贴装台BS上的基板S的封装体区域P上、或以层叠到已贴装到基板S的封装体区域P上的裸芯片上的形式进行贴装。贴装部4具有：与拾取头21同样地具备将裸芯片D吸附保持在前端的吸附筒夹42(也参照图21)的贴装头41；使贴装头41沿Y方向移动的Y驱动部43；和拍摄基板S的封装体区域P的位置识别标记(未图示)并识别贴装位置的基板识别照相机44。
通过这种结构，贴装头41基于台识别照相机32的摄像数据来修正拾取位置和姿势，从中间台31拾取裸芯片D，并基于基板识别照相机44的摄像数据在基板S上贴装裸芯片D。
搬运部5具有抓起基板S并进行搬运的基板搬运爪51、和使基板S移动的搬运引导件52。基板S通过由沿着搬运引导件52设置的未图示的滚珠丝杠驱动设于搬运引导件52上的基板搬运爪51的未图示的螺母而沿X方向移动。
通过这种结构，基板S从基板供给部6沿着搬运引导件52移动到贴装位置，并在贴装之后移动到基板搬出部7，然后将基板S转移到基板搬出部7上。
控制部8具备储存对芯片贴装机10的各部分的动作进行监视及控制的程序(软件)的存储器、和执行储存在存储器内的程序的中央处理装置(CPU)。
异物除去装置9具有进行空气吹出及空气吸入的清洁喷嘴91、和将清洁喷嘴91沿Y方向及Z方向驱动的驱动部93。
接着，利用图22、23对芯片供给部1的结构进行说明。图22是表示芯片供给部的外观立体图的图。图23是表示芯片供给部的主要部分的概要剖视图。
芯片供给部1具备沿水平方向(XY方向)移动的晶片保持台12、和沿上下方向移动的上推单元13。晶片保持台12具有保持晶片环14的扩展环15、和将保持在晶片环14上且粘接有多个裸芯片D的切割带16水平地定位的支承环17。上推单元13配置在支承环17的内侧。
芯片供给部1在上推裸芯片D时使保持着晶片环14的扩展环15下降。其结果是，保持在晶片环14上的切割带16被拉伸而使裸芯片D的间隔扩大，通过上推单元13从裸芯片D下方上推裸芯片D，提高了裸芯片D的拾取性。此外，伴随着薄型化，将裸芯片粘接到基板上的粘接剂从液状变成了膜状，在晶片11与切割带16之间粘贴有被称为裸芯片粘片膜(DAF)18的膜状粘接材料。在具有裸芯片粘片膜18的晶片11中，相对于晶片11和裸芯片粘片膜18进行切割。因此，在剥离工序中将晶片11和裸芯片粘片膜18从切割带16剥离。裸芯片粘片膜18通过加热而硬化。
芯片贴装机10具有：识别晶片11上的裸芯片D的姿势的晶片识别照相机24；识别载置于中间台31上的裸芯片D的姿势的台识别照相机32；和识别贴装台BS上的安装位置的基板识别照相机44。必须进行识别照相机之间的姿势偏移修正的是干预贴装头41的拾取的台识别照相机32、和干预基于贴装头41向安装位置的贴装的基板识别照相机44。
图24是说明图20的芯片贴装机中的芯片贴装工序的流程图。
在实施例的芯片贴装工序中，首先，控制部8将保持着晶片11的晶片环14从晶片盒中取出并载置到晶片保持台12上，并将晶片保持台12搬运到进行裸芯片D的拾取的基准位置(晶片装载)。其次，控制部8根据由晶片识别照相机24获取的图像，以使晶片11的配置位置与该基准位置准确地一致的方式进行微调。
接着，控制部8使载置有晶片11的晶片保持台12以规定节距进行节距移动并保持水平，由此将最初要拾取的裸芯片D配置到拾取位置上(裸芯片搬运)。晶片11预先通过探测器等检查装置检查每个裸芯片，针对每个裸芯片生成表示好坏的地图数据，并将其存储到控制部8的存储装置内。根据地图数据进行成为拾取对象的裸芯片D是佳品还是次品的判定。控制部8在裸芯片D为次品的情况下使载置有晶片11的晶片保持台12以规定节距进行节距移动，并将下一个要拾取的裸芯片D配置到拾取位置上，从而跳过次品的裸芯片D。
控制部8通过晶片识别照相机24拍摄作为拾取对象的裸芯片D的主面(上表面)，并根据所获取的图像算出作为拾取对象的裸芯片D相对于上述拾取位置的位置偏移量。控制部8基于该位置偏移量使载置有晶片11的晶片保持台12移动，将作为拾取对象的裸芯片D准确地配置到拾取位置上(裸芯片确认(步骤S1))。
控制部8通过基板供给部6将基板S载置到搬运引导件52上(基板装载)。控制部8使基板S移动到贴装位置(基板搬运)。
控制部8为了除去基板的异物而清洁基板S(基板清洁(步骤S3))。基板清洁通过针对表面使用异物除去装置9、并针对背面使用第一实施方式、第一变形例至第七变形例中任一项的异物除去装置而如上述实施方式所述的那样进行。
控制部8为了贴装而在贴装前通过基板识别照相机44拍摄基板来识别基板S的封装体区域P的位置并进行定位(基板识别(步骤S4))。
控制部8在将作为拾取对象的裸芯片D准确配置到拾取位置上之后，通过包括吸附筒夹42在内的贴装头41从切割带16拾取裸芯片D(步骤S2)，并基于步骤S4的基板识别结果在封装体区域P或已贴装到封装体区域P上的裸芯片上进行裸芯片贴装(步骤S5)。
控制部8在将裸芯片D贴装之后检查其贴装位置是否准确。控制部8为了检查贴装安装结果而再次通过基板识别照相机44拍摄基板S的封装体区域P来进行基板S的封装体区域P的位置识别(步骤S6)。控制部8通过基板识别照相机44拍摄裸芯片D来进行裸芯片D的位置识别(步骤S7)，并根据基板识别及裸芯片识别结果进行所贴装的裸芯片D的位置检查。控制部8与事先登记的贴装位置比较着进行数值输出和检查、判定。
之后，按照同样的步骤将裸芯片D一个一个贴装到基板S的封装体区域P上。当一个基板的贴装完成时，将基板S移动到基板搬出部7(基板搬运)，并将基板S交至基板搬出部7(基板卸载)。
另外，按照同样的步骤将裸芯片D一个一个从切割带16剥离。当除次品以外的所有裸芯片D的拾取都完成时，将以晶片11的外形保持着这些裸芯片D的切割带16及晶片环14等卸载到晶片盒。
以上，基于实施方式、变形例及实施例对本发明人做出的发明进行了具体说明，但本发明并不限定于上述实施方式、变形例及实施例，当然也可以进行各种各样的变更。
例如，在第一实施方式及其变形例中，也可以在平板的供气流流动的区域内设置使气流变成紊流的突起，以使清洁效率提高。
在第一实施方式及其变形例中说明了在基板表面的清洁中使用异物除去装置9的例子，但也可以在基板表面的清洁中与基板背面的清洁同样地使用第一实施方式及其变形例的异物除去装置。在该情况下，基板表面侧的异物除去装置的平板的吸引力设定为比基板背面侧的异物除去装置的平板弱。例如，减弱向基板表面侧的异物除去装置的平板流动的气流，或者缓和槽的扩大，亦或缓和槽的深度的变化。
在第二实施方式中说明了异物除去装置对基板的表面及背面这两个面进行清洁的例子，但也可以仅清洁基板的表面或背面中的某一方。
另外，在实施例中说明了基板表面使用异物除去装置9、且背面使用第一实施方式及其变形例中某一个的异物除去装置的例子，但表面也可以使用第一实施方式及其变形例中某一个的异物除去装置。另外，表面及背面也可以使用第二实施方式及其变形例中任一项的异物除去装置。再者，也可以是表面使用第二实施方式及其变形例中某一个的异物除去装置、且背面使用第一实施方式及其变形例中某一个的异物除去装置。
另外，在第二实施方式中，也可以在上罩及下罩上设置空气吹出口和吸引口并对每个裸芯片设置区域进行清洁。
另外，实施例为了缩短贴装头41的移动距离并缩短处理时间而设有中间台31，但也可以构成为不设置中间台31而直接用贴装头41从晶片拾取裸芯片D。
另外，也能设置使吸附筒夹旋转的驱动部，并将其作为能够使所拾取的裸芯片上下反转的倒装头。
另外，也可以是具备多组包括拾取部、对准部和贴装部在内的安装部及搬运引导件的芯片贴装机，还可以是具备多组包括拾取部、对准部和贴装部在内的安装部，而只具备一个搬运引导件。
另外，在第二实施方式中在基板搬运中实施了清洁，但并不限定于此，例如也可以在针对前一个基板进行裸芯片贴装的过程中的待机位置停止的过程中进行清洁。

Claims (25)

1.一种芯片贴装装置，其特征在于，具备：
搬运部，其将具有多列供裸芯片载置的区域的基板沿第一方向搬运；
第一异物除去装置，其将所述基板的第一面的异物除去；
第二异物除去装置，其将所述基板的与所述第一面为相反侧的第二面的异物除去；和
贴装头，其将拾取到的裸芯片贴装到所述基板上，
所述第一异物除去装置在与所述基板分离的位置具备平板，使气体在所述基板与所述平板之间流动来除去所述基板的所述第一面的异物。
2.根据权利要求1所述的芯片贴装装置，其特征在于，
所述第一异物除去装置使所述气体在所述基板与所述平板之间流动来吸附所述基板。
3.根据权利要求2所述的芯片贴装装置，其特征在于，
所述平板具有第一槽和与所述第一槽相邻的第二槽，
所述第一异物除去装置使所述气体在所述第一槽及所述第二槽中沿与所述第一方向不同的第二方向流动。
4.根据权利要求3所述的芯片贴装装置，其特征在于，
在所述第一槽及所述第二槽中，使所述气体从所述基板的一端侧向另一端侧沿着所述第二方向流动。
5.根据权利要求3所述的芯片贴装装置，其特征在于，
所述第一槽随着从所述基板的一端侧趋向所述基板的另一端侧而其槽宽变宽，
所述第二槽随着从所述另一端侧趋向所述一端侧而其槽宽变宽，
所述第一异物除去装置使所述气体从所述槽宽较窄的一侧向所述槽宽较宽的一侧流动。
6.根据权利要求5所述的芯片贴装装置，其特征在于，
所述第一槽及所述第二槽的各槽在所述槽宽较窄的一侧具有在俯视时为三角形的突起部。
7.根据权利要求5所述的芯片贴装装置，其特征在于，
所述第一异物除去装置在所述平板的周边及所述第一槽与所述第二槽之间的与所述基板相对的面上具有与所述基板的所述第一面相抵接的突起部。
8.根据权利要求3所述的芯片贴装装置，其特征在于，
所述第一槽随着从所述基板的一端侧趋向所述基板的另一端侧而其槽深度变深，
所述第二槽随着从所述另一端侧趋向所述一端侧而其槽深度变深，
所述第一异物除去装置使所述气体从所述槽深度较浅的一侧向所述槽深度较深的一侧流动。
9.根据权利要求2所述的芯片贴装装置，其特征在于，
所述第一异物除去装置在所述平板的与所述基板相对的面一侧具有交错配置的多个伯努利吸盘。
10.根据权利要求9所述的芯片贴装装置，其特征在于，
所述第一异物除去装置具有突起部，所述突起部配置在所述平板的与所述基板相对的面一侧的所述多个伯努利吸盘之间。
11.根据权利要求9所述的芯片贴装装置，其特征在于，
所述第一异物除去装置具有吸引口，所述吸引口配置在所述平板的与所述基板相对的面一侧的所述多个伯努利吸盘之间。
12.根据权利要求1～11中任一项所述的芯片贴装装置，其特征在于，
所述第二异物除去装置具备清洁喷嘴，所述清洁喷嘴形成有吹出孔和以包围该吹出孔的方式形成的吸入孔，
使所述清洁喷嘴沿与所述第一方向不同的第三方向移动。
13.根据权利要求12所述的芯片贴装装置，其特征在于，
所述平板的所述第一方向上的长度比所述基板的所述第一方向上的长度短。
14.根据权利要求1所述的芯片贴装装置，其特征在于，
所述第一异物除去装置使所述气体从所述基板的一端侧向另一端侧沿与所述第一方向不同的第二方向流动。
15.根据权利要求14所述的芯片贴装装置，其特征在于，
所述第二异物除去装置在与所述基板分离的位置上具备第二平板，并使气体在所述基板与所述第二平板之间流动来除去所述基板的所述第二面的异物。
16.根据权利要求15所述的芯片贴装装置，其特征在于，
所述第二异物除去装置使所述气体从所述基板的一端侧向另一端侧沿所述第二方向流动。
17.根据权利要求1所述的芯片贴装装置，其特征在于，
所述第一异物除去装置在所述平板的中央部具备确认与所述基板之间的间隔的非接触位移传感器，并使所述气体从所述基板的中央侧向端部侧流动。
18.根据权利要求17所述的芯片贴装装置，其特征在于，
所述第二异物除去装置在与所述基板分离的位置上具备第二平板，并使气体在所述基板与所述第二平板之间流动来除去所述基板的所述第二面的异物。
19.根据权利要求18所述的芯片贴装装置，其特征在于，
所述第二异物除去装置在所述平板的中央部具备确认与所述基板之间的间隔的非接触位移传感器，并使所述气体从所述基板的中央侧向端部侧沿与所述第一方向不同的第二方向流动。
20.根据权利要求14～19中任一项所述的芯片贴装装置，其特征在于，
所述第二异物除去装置在所述基板的搬运过程中进行清洁或者于在针对前一个基板进行裸芯片贴装的过程中的待机位置停止的过程中进行清洁。
21.一种半导体装置的制造方法，其特征在于，包括：
(a)将保持着粘贴有裸芯片的切割带的晶片环保持器搬入的工序；
(b)搬入基板的工序；
(c)将所述基板沿第一方向搬运的工序；
(d)清洁所述基板的工序；
(e)拾取所述裸芯片的工序；和
(f)将所拾取的所述裸芯片贴装到所述基板上或已贴装好的裸芯片上的工序，
所述(d)工序包括：
(d1)清洁所述基板的背面的工序；
(d2)清洁所述基板的表面的工序；和
(d3)搬运所述基板的工序。
22.根据权利要求21所述的半导体装置的制造方法，其特征在于，
在所述(d1)工序中，使气体在所述基板与平板之间流动，通过所述平板吸附所述基板的背面并清洁所述基板的背面，
在所述(d2)工序中，使形成有吹出孔和以包围该吹出孔的方式形成的吸入孔的清洁喷嘴在所述基板的表面上沿与所述第一方向不同的第二方向移动，并对所述基板的表面的清洁区域进行清洁。
23.根据权利要求22所述的半导体装置的制造方法，其特征在于，
在所述(d3)工序中，将所述基板搬运到所述清洁区域的下一个清洁区域，
进行所述(d1)工序及所述(d2)工序。
24.根据权利要求21所述的半导体装置的制造方法，其特征在于，
在所述(d1)工序中，一边搬运所述基板，一边使气体在所述基板与第一平板之间从所述基板的一端侧向另一端侧沿与所述第一方向不同的第二方向流动来清洁所述基板的背面，
在所述(d2)工序中，一边搬运所述基板，一边使气体在所述基板与第二平板之间从所述基板的一端侧向另一端侧沿与所述第一方向不同的第二方向流动来清洁所述基板的表面。
25.根据权利要求21所述的半导体装置的制造方法，其特征在于，
在所述(d1)工序中，一边搬运所述基板，一边使气体在所述基板与第一平板之间从所述基板的中央侧向端部侧流动来清洁所述基板的背面，
在所述(d2)工序中，一边搬运所述基板，一边使气体在所述基板与第二平板之间从所述基板的中央侧向端部侧流动来清洁所述基板的表面。
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