CN1889240A - 自动清洁吸嘴的装置与方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种自动清洁吸嘴的装置与方法，首先以吸嘴吸取晶粒，再将其置放于承盘内，由于重复多次执行这些步骤后，吸嘴口会因为接触晶粒表面频繁，而有尘污黏附，会造成晶粒损伤，故以此装置将吸嘴碰触清洁胶带的表面，通过此可以自动清洁吸嘴，避免晶粒受到污染。

Description

自动清洁吸嘴的装置与方法

技术领域

本发明涉及一种自动清洁吸嘴的装置与方法，特别是一种具有自动清洁吸嘴功能的晶粒拾取分类(pick and place)装置。

背景技术

在半导体的制程中，晶圆经过切割成为多个晶粒，最后必须将这些晶粒予以封装、测试，整个半导体制程才算是完成。

晶粒非常精密而且体积很小，因此，晶粒的拿取必须要特别小心；再者，为了让制程自动化，所以通常是用吸嘴来吸取晶粒。例如，于晶粒拾取分类(pick and place)设备中，以吸嘴来吸取晶粒以进行分类拾取。又例如，在封装制程中，以吸嘴吸取晶粒至封装基板上以进行晶粒黏合(die attach)。

图1A、图1B为传统吸嘴的结构图，其包含有吸嘴头1A与真空管1C。吸嘴头1A的前端具有一吸附面1D和吸附孔1E，而吸嘴头1A利用后面的内圆孔1B套接一晶粒真空管1C。内圆孔1B贯通到晶粒吸嘴头1A前端吸附面1D的吸附孔1E；当吸嘴头1A吸附晶粒13之后，将真空管1C内的空气抽出，使晶粒13在真空管1C中形成真空状态，吸嘴因而可以将晶粒13吸起。

图2A至图2C显示传统的放置晶粒到容置槽过程，其中如图2A所示，晶圆21置于承载平台(table)24上面，而吸嘴23则通过机械手臂28的控制，移动至晶圆21上面，并将晶粒26吸取至承盘(tray)22的容置槽20内。此外，承盘22置放于承盘座台(tray stand)25上面。

图2A显示晶粒26刚被吸嘴23吸起时的情形；而图2B则显示机械手臂28将吸嘴23上升，并搬移晶粒26往承盘22所在位置的方向移动。图2C显示机械手臂28将吸嘴23下降，并于容置槽20的上方解除吸嘴23的真空吸力，然后让晶粒26放置于容置槽20内。

传统的吸嘴用久了会受到灰尘污染，例如晶圆21在切割时所产生的硅渣会黏在吸嘴上面，如果用久了不清洁吸嘴，则吸嘴于吸附晶粒时会割伤和污染晶粒，严重者，还可能刮伤吸嘴表面，造成真空吸附能力的减低或失效。所以，每隔一段时间(通常为二至四小时)或经过几次放置晶粒到容置槽的动作后就要停机，用人工的方式将吸嘴头更换成新的(或干净的)吸嘴头，或者将吸嘴头拿去用超音波清洗。此种停机更换或清洁吸嘴至机台重新开始运作的过程需要耗费相当多的时间与人力；且停机将降低机器设备的使用效能及产能；另外，经常添购新的吸嘴及吸嘴的清洁工作也是一不小的成本。因此，如何减少吸嘴的污染以提高晶粒的良率，及提高机器设备的使用效能以增加产能，是一个有待解决的问题。

发明内容

本发明的目的在于克服现有技术的不足与缺陷，提供一种自动清洁吸嘴头的装置及方法，既可以减少吸嘴的污染以提高晶粒的良率，且可以提高机器设备的使用效能以增加产能。

为达上述目的，本发明提供一种自动清洁吸嘴的方法，包含：

以一吸嘴吸取一半导体元件；

置放该半导体元件；及

将该吸嘴碰触一黏性表面。

为达上述目的，本发明还提供一种可自动清洁吸嘴的装置，包含：

一吸嘴，用以吸取一半导体元件；

一承载物，用以置放该半导体元件；及

一黏性表面，用以让该吸嘴碰触。

本发明所提出的上述一种自动清洁吸嘴的装置与方法，在其中的一个实施例中，于晶粒拾取分类设备中放置晶粒到容置槽的过程，吸嘴重复拾取晶粒并将其置放于承盘内。经过一段时间或者预定次数后，使吸嘴自动碰触清洁胶带的表面，由此可以自动清洁吸嘴，避免受到污染。

附图说明

图1A、图1B为吸嘴的结构图；

图2A至图2C显示传统的放置晶粒到容置槽过程，其中：

图2A显示现有技术中，晶粒刚被吸嘴吸起时的情形；

图2B显示现有技术中，机械手臂将吸嘴上升，并搬移晶粒往承盘所在位置的方向移动；

图2C显示现有技术中，机械手臂将吸嘴下降，并于容置槽的上方解除吸嘴的真空吸力，然后让晶粒放置于容置槽内；

图3A至图3E显示本发明实施例的吸嘴自动清洁过程的简易示意图，其中：

图3A显示晶粒刚被吸嘴吸起时的情形；

图3B显示机械手臂将吸嘴上升，并搬移晶粒往承盘所在位置的方向移动；

图3C显示机械手臂将吸嘴下降，并于容置槽的上方解除吸嘴的真空吸力，然后让晶粒放置于容置槽内；

图3D显示机械手臂控制吸嘴使其移动至清洁胶带区，并使吸嘴底端的真空吸附头表面与清洁胶带的表面碰触数次；

图3E显示机械手臂将吸嘴升高，并往晶圆所在位置的方向移动。

图中符号说明

1A吸嘴头

1B内圆孔

1C真空管

1D吸附面

1E吸附孔

13晶粒

20容置槽

21晶圆

22承盘

23吸嘴

24承载平台

25承盘座台

26晶粒

28机械手臂

30容置槽

31晶圆

32承盘

33吸嘴

34承载平台

35承盘座台

36晶粒

37清洁胶带

38机械手臂

具体实施方式

本发明的一些实施例会详细描述如下。然而，除了详细描述外，本发明还可以广泛地在其它的实施例施行，且本发明的范围不受限定，其以权利要求书的范围为准。

图3A至图3E显示本发明实施例的吸嘴自动清洁过程的简易示意图。在这个实施例中，晶圆31先经过测试及切割成晶粒(die)后，被送至晶粒拾取分类(pick and place)设备中，准备进行分类拾取。首先，如图3A所示，晶圆31置于承载平台(table)34上面，而吸嘴33则通过机械手臂38的控制，移动至晶圆31上面，并依据晶粒的品质分类准备将晶粒36吸取至承盘(tray)32的容置槽30内。在本实施例中，吸嘴33结构的吸取端包含有真空吸附头，其结构如图1A、图1B所示，也可以是使用其它的传统吸附头。此外，承盘32置放于承盘座台(tray stand)35上面，而此承盘座台35更是属于承盘运输模块的一部份。为了凸显本发明的技术特征部分，承盘运输模块以及晶粒拾取分类设备的其它部分未显示于图式中。特别值得注意的是，在本实施例晶粒拾取分类设备中，增加了清洁胶带(tape)37区。在此图式中，此清洁胶带37虽然是位于晶圆31与承盘32之间，但是，并不表示清洁胶带37一定要设在此处；其它的相关位置也同样可以达到本发明的目的。本发明中所使用的清洁胶带37，其特性为沾黏、接触物体之后，不会在物体上产生残胶的情形。此清洁胶带37可以特别订做，也可以使用一些半导体制程中常用到的胶带。例如，可以使用晶圆背磨(backside grinding，BG tape)使用的蓝/白胶带(blue/whitetape)，切割晶圆(dicing wafer)时用的紫外线胶带(UV tape)，胶带自动焊接(TAB)封装时用的胶带(TAB tape)或其它接触物体后不会产生残胶在物体上的胶带。

图3A显示晶粒36刚被吸嘴33吸起时的情形；而图3B则显示机械手臂38将吸嘴33上升，并搬移晶粒36往承盘32所在位置的方向移动。图3C显示机械手臂38将吸嘴33下降，并于容置槽30的上方解除吸嘴33的真空吸力，然后让晶粒36放置于容置槽30内。

在本实施例中，重复图3A至图3C的放置晶粒到容置槽的动作至设定的次数或时间之后，机械手臂38即控制吸嘴33使其移动至清洁胶带37区，并使吸嘴33底端的真空吸附头表面与清洁胶带37的表面碰触一或数次(例如碰触四次)，如图3D所示。在本发明实施例中，由于切割后的晶圆31表面会留有残屑或微粒，使得吸嘴33的吸附头表面会附着有这些微粒。当吸嘴33底端的真空吸附头表面与清洁胶带37表面碰触后，通过清洁胶带37表面的黏性，可以将这些微粒黏在清洁胶带37表面，而达到吸嘴33清洁的目的。上述放置晶粒到容置槽的次数可以依需要调高或调低，或者，也可以依时间来控制，例如，每隔二小时即进行一次自动清洁动作。在本实施例中，吸嘴33接触清洁胶带37的时间设定在0.1秒到3秒之间。至于碰触的力量，则设定在0.1牛顿到10牛顿；此碰触力量的设定主要依照吸嘴33的弹性机构的弹性大小而定。另外，碰触的次数可以视微粒污染情况需要而作调整；且吸嘴33每一次与清洁胶带37碰触的位置也不需要固定，这样可以避免用过的清洁胶带37对吸嘴33造成2次污染和节省胶带更换次数。

在完成清洁步骤之后，机械手臂38随即将吸嘴33升高，并往晶圆31所在位置的方向移动(如图3E所示)；接着，重回到图3A所示，开始另一波放置晶粒到容置槽的动作。

以上本发明实施例以晶粒拾取分类(pick and place)设备作为例子，然而，本发明还可以广泛地适用于半导体制程中其它需要利用吸嘴拾取晶粒或晶圆的场合。例如，在封装制程中，以吸嘴吸取晶粒至封装基板上以进行晶粒黏合(die attach)时，为了避免吸嘴因污染而降低吸附能力，或者避免污染的吸嘴对于晶粒造成损伤，而可以使用本发明的清洁设备及方法来予以定时自动清洁吸嘴。

传统的吸嘴用久了会受到灰尘污染，例如晶圆在切割时所产生的硅渣会黏在吸嘴上面，如果用久了不清洁吸嘴，则吸嘴于吸附晶粒时会割伤和污染晶粒。所以，每隔一段时间或经过几次放置晶粒到容置槽动作之后就要停机将吸嘴取下来进行清洁。使用本发明的设备及方法后，不再需要经常停机进行清洁，而仍能保持半导体设备内吸嘴的洁净。由此，本发明不但可以自动清洁吸嘴，提高晶粒的良率；且能提高机器设备的使用效能，增加产能。

以上所述仅为本发明的较佳实施例，并非用以限定本发明的权利要求；凡其它未脱离本发明所揭示的精神下所完成的等效改变或修饰，均应包含在权利要求书的范围内。

Claims (10)

1.一种自动清洁吸嘴的方法，其特征在于，包含：

以一吸嘴吸取一半导体元件；

置放该半导体元件；及

将该吸嘴碰触一黏性表面。

2.如权利要求1所述的自动清洁吸嘴的方法，其中，上述的半导体元件为一晶圆中的晶粒。

3.如权利要求1所述的自动清洁吸嘴的方法，其中，上述的黏性表面为一胶带的表面。

4.如权利要求3所述的自动清洁吸嘴的方法，其中，上述的胶带为蓝胶带、白胶带、紫外线胶带、或胶带自动焊接胶带。

5.如权利要求1所述的自动清洁吸嘴的方法，其中，更包含重复上述的吸取及置放步骤后，进行该碰触步骤。

6.一种可自动清洁吸嘴的装置，其特征在于，包含：

一吸嘴，用以吸取一半导体元件；

一承载物，用以置放该半导体元件；及

一黏性表面，用以让该吸嘴碰触。

7.如权利要求6所述的可自动清洁吸嘴的装置，其中，上述的半导体元件为一晶圆中的晶粒。

8.如权利要求6所述的可自动清洁吸嘴的装置，其中，上述的黏性表面为一胶带的表面。

9.如权利要求8所述的可自动清洁吸嘴的装置，其中，上述的胶带为蓝胶带、白胶带、紫外线胶带、或胶带自动焊接胶带。

10.如权利要求6所述的可自动清洁吸嘴的装置，其中，更包含一控制程序，于重复执行上述吸取及置放步骤后，进行该碰触步骤。

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