DE3338994A1

DE3338994A1 - Plaettchen-befestigungsvorrichtung

Info

Publication number: DE3338994A1
Application number: DE19833338994
Authority: DE
Inventors: Takanobu Ayase Kanagawa Saito
Original assignee: Tokyo Shibaura Electric Co Ltd
Current assignee: Toshiba Corp
Priority date: 1982-10-27
Filing date: 1983-10-27
Publication date: 1984-05-03
Also published as: JPS5978538A

Description

Plättchen-Befestigungsvorrichtung
Die vorliegende Erfindung betrifft eine Plättchen-Befestigungs- bzw. Plättchen-Bondvorrichtung, in der Halbleiterelement-Chips, die auf einem Kassettenring befestigt sind, nacheinander aufgegriffen werden. Das Plättchenbonden wird auf jedem Vorrichtungschip ausgeführt.
In der Vergangenheit wurde das Zuführen der Vorrichtungschips von Chipelementen zum Plättchen-Befestigungs- bzw. Bondungsgerät manuell ausgeführt. Insbesondere wird ein Kassettenring mit auf ihm befestigten Vorrichtungschips auf einem XY-Tisch in der Chipversorgungsposition angeordnet. Der Kassettenring wird entfernt, wenn alle Chips aufgenommen worden sind. Daraufhin wird ein weiterer Kassettenring plaziert.
Bei einer solchen Anordnung erfordert der Plättchenverbinder bzw. der Plättchenbonder die Überwachung durch eine Bedienungsperson, wenn der Vorrat der Chips von einem Kassettenring zu Ende ist. Dies ist insbesondere problematisch, wenn die Chipgröße groß und wenn die Anzahl der Chips (Gesamtnummer) pro Tablette bzw. Wafer klein ist, so daß die erforderliche Zeit zur Beendigung des Plättchenbondens auf allen Chips in einem Wafer kurz ist. Wenn z. B. der Wafer 4 2 inch Durchmesser und der Chip eine Fläche von 5 mm aufweist, muß der Kassettenring alle 2 bis 3 Minuten ausgewechselt werden.
Darüber hinaus muß die Bedienungsperson beim Anordnen oder Plazieren eines Kassettenringes auf dem XY-Tisch dafür Sorge tragen, daß der Kassettenring genau ausgerichtet ist, so daß der Wafer mit den XY-Achsen des XY-Tisches-ausgerichtet ist. Es nimmt daher eine beträchtliche Zeit für die Bedienungsperson in Anspruch, einen Kassettenring auf einen XY-Tisch zu plazieren. Hieraus resultiert eine Verringerung des Zeitverhältnisses des Betriebs des Systems.
Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, eine Plättchen-Befestigungs- bzw. Plättchen-Bondvorrichtung zu schaffen, mit deren Hilfe Kassettenringe automatisch einer nach dem anderen für eine lange Zeit geliefert werden, so daß keine häufige Überwachung durch eine Bedienungsperson erforderlich ist.
Gemäß der Erfindung ist ein Plättchen-Befestigungs-bzw. -Bondgerät oder Vorrichtung zum Aufgreifen von Halbleiterelement-Chips vorgesehen, die auf einem Kassettenring befestigt sind, der mit einem Vorrichtungsvorratstisch fest verbunden ist, wobei das Plättchenbonden an den Chips ausgeführt wird mit folgenden Merkmalen: Ein Vorratsspeicher oder -geber zum Liefern von Kassettenringen, auf denen Halbleiterelement-Chips befestigt sind, eine Fördereinrichtung zur Förderung eines Kassettenringes aus dem Vorratsspeicher oder -geber, Ausrichtungsmittel zur Ausrichtung des Kassettenringes, der durch die Fördereinrichtung befördert wird, eine Entladungseinrichtung zum Entladen des leeren Kassettenringes, von dem alle Halbleiterelement-Chips aufgenommen wurden, und Beförderungsmittel zur Bewegung des durch die Ausrichtungseinrichtung ausgerichteten Kassettenringes auf den Vorrichtungsvorratstisch und zur Bewegung des leeren Kassettenringes vom Vorrichtungsvorratstisch in die Entladungseinrichtung.
Weitere vorteilhafte Ausbildungen der erfindungsgemäßen Vorrichtungen finden sich in den Unteransprüchen.
Im folgenden wird die Erfindung anhand eines in den Fig. 1 bis 5 dargestellten Ausführungsbeispieles beschrieben. Es zeigen: Die Fig. 1A und 1B eine Drauf- und Frontansicht der erfindungsgemäßen Plättchenbond- bzw. Befestigungsvorrichtung, Fig. 2 eine perspektivische Ansicht mit einem Vorratsgeber der Vorrichtung nach den Fig. 1A und 1B, die Fig. 3A und 3B eine Drauf- und Frontansicht eines in Verbindung mit der Vorrichtung nach den Fig.
1A und 1B benutzten Kassettenringes, Fig. 4 eine perspektivische Ansicht eines Wafers bevor er auf den Kassettenring nach den Fig. 3A und 3B befestigt wird, und Fig. 5 eine schematische Darstellung, in der die Bewegung des XY-Tisches während des Betriebes dargestellt ist.
Gemäß dem Ausführungsbeispiel nach Fig. 1 ist eine Plättchen-Befestigungs- oder -Bondvorrichtung dargestellt, die einen Plättchenbond- oder Befestigungsabschnitt 1 und einen Chipvorratsabschnitt 2 aufweist.
Der Chipvorratsabschnitt 2 ist so ausgebildet, daß er automatisch einen Kassettenring 4 nach dem anderen liefert, auf dem ein in Plättchen aufgeteilter bzw.
zerteilter Wafer 5 befestigt ist. Der Kassenttenring wird einem XY-Tisch zugeführt, der sich in der Chipaufnahmeposition in dem Plättchenbondabschnitt 1 befindet.
Der Chipvorratsabschnitt 2 umfaßt einen Vorratsgeber 6 der, wie es besser in Fig. 2 zu sehen ist, ein Vielzahl von Vorratsetagen oder.-fächer 6a aufweist, die übereinander angeordnet sind. Jedes Fach 6a ist so ausgebildet, daß es einen Kassettenring aufnimmt.
Jedes Fach 6a wird durch ein Paar'von Vorsprüngen 6b gebildet, die aufeinander ausgerichtet sind, bzw.
sich gegenüberliegen. Die Kassettenringe werden nacheinander herausgenommen, wobei mit der untersten Stufe bzw. Fach begonnen wird. Um dies zu erreichen, wird der Vorratsgeber 6 so lange nach unten bewegt, bis der im untersten Fach befindliche Kassettenring 4 durch eine Vorratsförderanlage 7 aufgenommen wird.
Wenn ein anderer Kassettenring herausgenommen werden soll, wird der Vorratsgeber 6 weiter nach unten bewegt. Die Anzahl der Kassettenringe, die in dem Vorratsgeber 6 vorhanden sind, ist vorzugsweise die Anzahl der Wafer desselben Diffusionsloses oder ein Teil hiervon.
Wenn alle Kassettenringe aus dem Vorratsspeicher 6 herausgenommen worden sind, können sie manuell aufgefüllt werden.
Der Vorratsförderer 7 des dargestellten Beispiels umfaßt ein Paar von Förderbändern 7avund fördert den Kassettenring 4 zu einem Kassettenausrichtungstisch 8. Der Kassettenausrichtungstisch 8 wird durch eine Antriebseinheit 15 angetrieben und bewegt sich nach oben und unten, so daß der Tisch 8 zwischen den Förderbändern 7a herausragen und zurückgezogen werden kann. Der Tisch 8 wird durch die Antriebseinheit 15 in Drehung versetzt, wenn er sich in der herausragenden Position befindet, um den Kassettenring 4 auszurichten.
Ein Transfer- oder Beförderungsroboter 9 ergreift mit Hilfe eines Spannfutters oder Spanngreifers 10 den Kassettenring 4, der durch den Kassettenausrichttisch 8 ausgerichtet wurde und befördert bzw. übergibt den Kassettenring 4 dem XY-Tisch 3, der sich in der Aufnahmeposition in dem Plättchen-Befestigungs- bzw.
-Bondabschnitt 1 befindet.
Der XY-Tisch 3 empfängt den Kassettenring 4 und fixiert ihn durch mechanische Mittel oder unter Vacuum (Ansaugen). Ein nicht dargestellter Klemmring ergreift nacheinander einen Vorrichtungschip auf dem Kassettenring 4, der auf dem XY-Tisch 3 fixiert ist.
Das Plättchenbonden bzw. -befestigen wird in dem Plättchen-Bondabschnitt 1 an der durch den Klemmring ergriffenen Chipvorrichtung 3 ausgeführt.
Wenn alle Chipelemente aufgegriffen sind, hält der Übertragungsroboter 9 den leeren Kassettenring 4 erneut und plaziert ihn auf dem Entladungsförderer 11.
Der Entladungsförderer 11 befördert den leeren Kassettenring 4 zu einem Entladungsspeicher 12.
Der Entladungsspeicher 12 kann eine Konstruktion aufweisen, die ähnlich der des Vorratsgebers 6 ist und eine ähnliche Funktion aufweist, wobei jedoch die Bewegung in entgegengesetzer Richtung erfolgt. Das Einbringen des Kassettenringes in den Entladungsspeicher 12 wird derart ausgeführt, daß mit dem obersten Fach begonnen wird. Wenn ein Kassettenring durch den Entladungsförderer befördert wird, bewegt sich der Entladungsspeicher 12 so lange nach oben, bis der Kassettenring durch ein paar Vorsprünge der entsprechenden Etage bzw. des entsprechenden Faches aufgenommen wird (ähnlich den Vorsprüngen 6b in Fig. 2). Wenn der nächste Kassettenring befördert wird, bewegt sich der Entladungsspeicher 12 weiter nach oben.
Der zu benutzende Kassettenring 4 kann von konventioneller Art sein. In diesem Fall müssen die Kassettenringe genau ausgerichtet werden, wenn sie in dem Vorratsgeber 6 plaziert bzw. angeordnet werden. Wenn aber ein Kassettenring gemäß Fig. 3 verwendet wird, ist es nicht notwendig die Kassettenringe in dem Vorratsgeber 6 auszurichten. In diesem Fall wird der Kassettenring nach seiner Anordnung auf dem Kassettenausrichttisch 8 genau ausgerichtet (ausgerichtete Positionierung was die periphere Richtung anbelangt).
Der in Fig. 3 dargestellt Kassettenring ist mit Indexmarken 41 versehen, auf die Bezug zu nehmen ist, wenn ein Eiaftboden 12 auf dem ein Wafer 5 geklebt ist, befestigt wird und Ausrichtungs- bzw. Orientierungskerben oder -ausnehmungen 42, die zu berücksichtigen sind, wenn der Kassettenring 4 ausgerichtet wird. Anstelle des Vorsehens von Indexmarken 41 und Orientierungskerben oder -ausnehmungen 42 brauchen nur jeweils Indexmarken oder Kerben oder Ausnehmungen vorgesehen werden, um für beide Zwecke zu dienen. Zur Befestigung des Wafers 5 auf dem Kassettenring 4 wird ein Wafer 5, der in Plättchen aufgeteilt bzw. zerteilt worden ist, auf einen Karton derart aufgesetzt, daß die Orientierungsabflachung 51 mit der Referenzlinie 14 (Fig. 4) fluchtet. Die Referenzlinie 14 verbessert die Wirksamkeit der Arbeit. Sie kann jedoch fortgelassen werden.
Als nächstes wird ein Klebebogen 12 über den Wafer 5 angebracht. Sodann wird das Brechen ausgeführt. Der Karton 13 wird danach entfernt.. Als Ergebnis erhält man einen Wafer der nun in individuelle Chipelemente getrennt ist, die auf dem Klebebogen 12 kleben.
Der Klebebogen 12 mit dem an ihm befestigten Wafer 5 wird mit dem Kassettenring 4 in solcher Weise befestigt, daß die Orientierungsabflachung 52 des Wafers 5 mit den Indexmarkierungen 41, wie in Fig. 3 gezeigt, fluchtet.
In der dargestellten Vorrichtung wird der Klebebogen 12 aufgeweitet, wenn er mit dem Kassettenring fest verbunden wird. Dies ermöglicht es in einfacher Weise die Chipelemente aufzugreifen. Dort aber, wo das Aufgreifverfahren angewendet wird, in dem die Chipelemente hoch gestoßen werden, wird der Klebebogen 12 nicht ausgedehnt, wenn er mit dem Kassettenring 4 verbunden wird.
Der Kassettenring 4 mit einem auf ihm befestigten Wafer 5, wie dies vorher beschrieben wurde, wird auf dem Ausrichttisch 8 in der folgenden Weise ausgerichtet.
Die Antriebseinheit 15 für den Ausrichttisch 8 wird durch eie Steuerung 16 für eine Drehbewegung und für eine Aufwärtsbewegung gesteuert. Die Tatsache, ob der Kassettenring 4 genau ausgerichtet ist oder nicht, wird durch die Erfassung bzw. durch die Abtastung der Orientierungskerben oder -ausnehmungen 42 durch Sensoren 17 beurteilt. Wenn daher die Kerben oder Ausnehmungen 42 nicht in einer durch die Sensoren 17 zu erfassenden Position sind, spricht die Steuerung 16 auf die Sensoren 17 an, um die Antriebseinheit 15 zu steuern, so daß der Tisch 8 so lange gedreht wird, bis die Kerben oder Ausnehmungen 42 in der durch die Sensoren 17 zu erfassenden Lage sind.
Somit wird gemäß dem Ausführungsbeispiel ein Kassettenring 4, der ausgerichtet wurde, automatisch auf den XY-Tisch 3 in dem Plättchenbondabschnitt 1 gebracht. Die Orientierungsgenauigkeit des Klebebogens 12 in Bezug auf die Kerben oder Ausnehmungen 42 und die Erfassungsgenauigkeit der Kerben oder Ausnehmungen durch die Sensoren 17 begrenzt die Orientierungsgenauigkeit. Es ist schwierig eine Genauigkeit die größer als +1° ist, zu erhalten, die normalerweise gefordert wird, wenn die Eichung des Chipelenentes ausgeführt wird.
Wenn die Orientierungsgenauigkeit nicht größer als +1° ist, würde es normalerweise notwendig sein, einen komplizierten Prozeßablauf in dem Plättchen-Bondabschnitt 1 auszuführen. Wenn aber der Prozeß in der Chiperfassungseinheit (nicht dargestellt) in dem Plättchenbondabschnitt 1 in einer Art und Weise ausgeführt wird, wie dies mit Bezug auf Fig. 5 beschrieben wird, ist es möglich, die Orientierung der Chipelementes 52 in einer Eicheinheit (nicht dargestellt) zu korrigieren bei einer Genauigkeit von ungefährt il 0 Im allgemeinen ermöglicht die Chiperfassungseinheit die Beurteilung, ob der Chipelemente 52 "defekt oder funktionsuntüchtig" oder nicht defekt" ist, und zwar in Übereinstimmung mit dem Vorhandensein oder Nichtvorhandensein einer "Defekt-Marke" auf dem Chip. Die Chiperfassungseinheit ermöglicht auch die Beurteilung, ob jeder Chipelemente die vorgeschriebene Gestalt bzw. Form in Übereinstimmung mit der Breit und Höhe aufweist oder nicht, und zwar in Form der Pixelanzahl, die das Bild auf dem Chip bilden. Gemäß der Erfindung weist die Chiperfassungeinheit eine weitere Funktion auf, nämlich die Ausführung einer arithmetischen Operation zur Bestimmung des Mittelpunktes jedes Chips 52 von dem bestimmten Profil oder Schnitt. Diese Einheit steuert außerdem die Bewegung des XY-Tisches 3 in Übereinstimmung mit dem Ergebnis der arithmetischen Operation. Wenn insbesondere die Postion eines Chips in Bezug auf die Position des gegenüberliegenden Chips, welches durch den Klemmring vor dem in Frage kommenden Chip ergriffen wird, und zwar +Xi, +Y. ist, wird der XY-Tisch um die Strecken bewegt, die +X. , +Y. entsprechen. Dieses 1 1 Verfahren wird so lange wiederholt, bis alle Chips aufgegriffen sind. Fig. 5 zeigt den Ort des Klemmringes in Bezug auf den XY-Tisch 3 während der suggsessiven Positionierungsoperationen durch den XY-Tisch 3 (tatsächlich ist der Klemmring stationär, während der XY-Tisch 3 bewegt ist).
Wenn mit einer solchen Anordnung die Abweichung oder der Fehler 0 der Ausrichtung des Wafers 5 mit Bezug auf den XY-Tisch 3 nicht mehr als ungefähr i10° ist, wird die Orientierungsgenauigkeit des Chips 53, wie es der Eicheinheit zugeführt wird, nach dem es durch den Klemmring aufgegriffen wurde, nicht größer als tal".
In der vorgenannten Beschreibung ist der Vorratsabschnitt 2 getrennt von dem Befestigungs- oder Bondabschnitt 1 dargestellt. Es sollte aber bemerkt werden, daß die zwei Abschnitte auch integriert bzw. zusammengefaßt werden können, was bedeutet, daß der Vorratsabschnitt 2 in den Plättchen-Befestigungs- oder -Bondabschnitt 1 einbezogen werden kann.
Wie bereits vorbeschrieben, werden die Kassettenringe automatisch während einer langen Zeit fortlaufenden beschickt bzw. gefüllt. So kann z. B. das System seinen Betrieb fortsetzen, ohne eine menschliche Überwachung, und zwar über eine Stunde lang sogar mit einem einem Chipelemente großer Abmessungen von 5 mm wenn der Vorratsspeicher 6 24 Kassettenringe spei- chern-kann. Aus diesem Grund wird das Zeitverhältnis des Gerätebetriebs verbessert. Zusätzlich kann die Anzahl der Plättchen-Befestigungs- bzw. -Bondvorrichtungen, die durch einen Operateur bedient werden können, vergrößert werden. Darüber hinaus kann der Fehler in der Ausrichtung der Kassettenringe, die automatisch geliefert werden, durch den einfachen Prozeß korrigiert werden.

Claims

Plättchen-Befestigungsvorrichtung Patentansprüche Plättchen-Befestigungs- oder Plättchen-Bondvorrichtung zur Aufnahme von Halbleiterelement-Chips, die auf einem Kassettenring befestigt sind, der auf einen Vorrichtungsvorratstisch fixiert ist, und zur Durchführung des Plättchenbondens auf dem Chip g e -k e n n z e i c h n e t durch einen Vorratsspeicher bzw. -geber (6) zur Aufnahme von Kassettenringen (4), auf denen Halbleiterelement-Chips (5) befestigt sind, eine Fördereinrichtung zum Fördern eines Kassettenringes von bzw. aus dem Vorratsspeicher (6), eine Ausrichteinrichtung zur Ausrichtung des durch die Fördereinrichtung (7) geförderten Kassettenringes, eine Entladeeinrichtung zur Entladung bzw. Aufnahme des leeren Kassettenringes, von dem alle Halbleiter- element-Chips (5) ergriffen bzw. entnommen sind, und eine Übertragungseinrichtung (9, 10) zur Bewegung des durch die Ausrichtungseinrichtung (8, 15, 16) ausgerichteten Kassettenringes zum Vorrichtungsvorratstisch (3) und zur Bewegung des leeren Kassettenringes vom Vorrichtungsvorratstisch (3) in die Entladungseinrichtung (12).
2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch g e -k e n n z e i c h n e t , daß eine automatische Korrektureinrichtung vorgesehen ist, um die Lage des Vorrichtungsvorratstisches (3) in Übereinstimmung mit der Lage des Halbleiterelement-Chips zu korrigieren, und zwar jedesmal dann, wenn ein Halbleiterelement-Chip von dem Kassettenring aufgegriffen wird, der mit dem Vorrichtungsvorratstisch verbunden ist, um auf diese Weise den Ausrichtungsfehler des Kassettenringes auf dem Vorrichtungsvorratstisch zu kompensieren.
3. Vorrichtung nach Anspruch 2, dadurch g e -k e n n z e i c h n e t , daß der Kassettenring mit einer Vielzahl von Aussparungen (42) zur Ausrichtung des Kassettenringes versehen ist, und daß die Ausrichtungseinrichtung in der Lage ist, die Ausnehmungen zu erfassen und den Kassettenring in Übereinstimmung mit dem Ergebnis dieser Erfassung bzw. Bestimmung auszurichten.
4. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch g e -k e n n z e i c h n e t , daß ein Entladungsspeicher zur Aufnahme des durch die Entladungseinrichtung entladenen Kassettenringes aufweist.