TWM624683U - 用於將多個晶粒黏貼到載板的裝置 - Google Patents

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Abstract

一種晶粒黏貼裝置，包括：載板支撐單元，其具有限定了一支撐平面的至少一支撐元件，和可操作以將所述載板保持在所述支撐平面的一側的支撐架，所述載板平行於所述支撐平面；一晶圓供給單元，具有一晶圓架，所述晶圓架可操作以保持一切割晶圓，以便將所述切割晶圓與所述載板支撐單元的至少一支撐元件所限定的支撐平面相分離，並確定所述切割晶圓的方向，以使其暴露表面朝向所述支撐平面保持所述載板的這一側；以及設置在所述載板支撐單元和晶圓供給單元之間的晶片傳送模組，其可操作以將晶片從被切割晶圓轉移到載板。

Description

用於將多個晶粒黏貼到載板的裝置
本公開涉及晶粒黏貼裝置（die bonding apparatus）或黏晶機（die bonder）。特別地，本公開涉及一種用於將來自切割晶圓上的多個半導體晶粒（die）黏貼（bond）到載板（carrier,  panel, 或carrier panel）上的晶粒黏貼裝置或黏晶機，其可用於如面板級半導體的封裝工藝中。本公開還涉及使用上述晶粒黏貼裝置或黏晶機將多個晶粒貼合到載板的方法。特別地，本公開涉及一種利用黏晶裝置或黏晶機將多個晶粒黏貼到載板的方法，其可用於例如面板級半導體的封裝工藝。
近年來，半導體器件的面板級封裝 (Panel level packaging （PLP）) 引起了業界的極大興趣。這是因為與傳統的晶圓級（wafer level）或基板級（substrate level）封裝技術相比，其可並行封裝更多的晶粒。面板級封裝通常涉及將單個晶片連接到大型載板上以進行晶片黏貼。這增加了封裝產量並降低了成本。然而，面板級封裝也有一些缺點，例如，載板表面的灰塵、黏貼後檢查晶片、面板上晶片黏貼過程中產量降低、由晶圓轉換而產生的總機器使用時間損失等。
因此，面板級封裝工藝仍需要更高效有用的裝置和方法來將多個晶粒黏貼到載板上。
為解決上述問題，本申請公開了一種晶粒黏貼裝置。在一些實施方式中，所述晶粒黏貼裝置包括一個載板支撐單元，具有至少一個支撐元件，其限定了一個支撐平面，和一個支撐架，可操作以將一載板依靠於所述至少一個支撐元件，從而將所述載板保持在所述支撐平面的一側，所述載板平行於所述支撐平面；一個晶圓供給單元，具有一個晶圓架可操作以保持一切割晶圓，以便將所述切割晶圓與所述載板支撐單元的至少一個支撐元件所限定的支撐平面相分離，並確定所述切割晶圓的方向，以使其暴露面朝向所述支撐平面保持所述載板的這一側；以及一個設置在所述載板支撐單元和晶圓供給單元之間的晶粒傳送模組，可操作以從所述晶圓供給單元所保持的切割晶圓上拾取一個晶粒，並將所述晶粒放置在由所述載板支撐單元所保持的載板上，從而將所述晶粒貼合到所述載板上。
本申請還公開了一種用於將切割晶圓上的多個晶粒黏貼到一個載板的黏晶機。在一些實施方式中，所述黏晶機包括一個具有一基座支撐面的支撐結構，所述基座支撐面位於一支撐所述晶粒黏貼裝置的表面上；一個晶圓供給單元，其被配置為將所述切割晶圓直立，使所述切割晶圓的晶圓面相對於所述基座支撐面實質上垂直；一個具有一載板架的載板支撐單元，所述載板架被配置為保持所述載板，使所述載板的黏貼表面相對於所述基座支撐面實質上垂直；一個設置在所述晶圓供給單元和所述載板支撐單元之間的晶粒傳送模組，其被配置為將所述多個晶粒從所述切割晶圓轉移到所述載板上；以及一個視覺系統，用於對所述晶粒黏貼裝置的操作進行觀測，從而提供回饋以控制所述晶圓供給單元、載板支撐單元和晶粒傳送模組。
本申請還公開了一種用於將切割晶圓上的多個晶粒黏貼到一個載板的黏晶機。在一些實施方式中，所述黏晶機包括一個具有一基座支撐面的支撐結構，所述基座支撐面位於一支撐所述晶粒黏貼裝置的表面上；一個晶圓供給單元，其被配置為將所述切割晶圓直立，使所述切割晶圓的晶圓面相對於所述基座支撐面實質上垂直；一個具有一載板架的載板支撐單元，所述載板架被配置為保持所述載板，使所述載板的黏貼表面相對於所述基座支撐面實質上垂直；一個設置在所述晶圓供給單元和所述載板支撐單元之間的晶粒傳送模組，其被配置為將所述多個晶粒從所述切割晶圓轉移到所述載板上；以及一個視覺系統，用於對所述晶粒黏貼裝置的操作進行觀測，從而提供回饋以控制所述晶圓供給單元、載板支撐單元和晶粒傳送模組。
下述裝置的上下文中所描述的實施例也可以類推適用於相應的方法，反之亦然。此外，可以理解的是，以下描述的實施例可以組合，例如，一個實施例的一部分可以與另一實施例的一部分組合。
應當理解，術語「上」、「上」、「頂」、「底」、「下」、「側」、「後」、「左」、「右」、「前」、 「橫向」、「側面」、「上」、「下」等，當在以下描述中使用時是為了方便和幫助理解相對位置或方向，而不是為了限制任何設備的方向，或結構或任何設備或結構的任何部分。此外，單數術語「a」、「an」和「the」包括複數參考，除非上下文另有明確指示。同樣，除非上下文另有明確說明，否則「或」一詞旨在包括「和」。
本公開的各種實施例尋求提供一種高效的晶粒黏貼裝置和方法，用於將多個半導體晶粒從切割晶圓黏貼到載板。各種實施例可以具有多項優點，在載板上引起更少灰塵（例如，粘附在載板之膠帶上的灰塵更少）、晶圓更換期間的時間損失更少，和/或增加整體晶粒黏貼的產能（例如，單位時間內黏貼的晶粒數量）。
除了在整個載板上的晶粒黏貼完成之後再進行的主要檢查設備之外，本公開的各種實施例尋求包括用於在晶粒黏貼工藝期間即檢查晶粒放置精度的輔助檢查設備（例如感測設備)。因此，可以在整個載板的晶粒黏貼完成之前預先檢測整個載板的晶粒放置是否準確。因此，可以減少、最小化或消除繼續完成整個載板的晶粒黏貼的風險和/或時間浪費。
本公開的各種實施例試圖避免矽塵和/或其他顆粒透過重力污染載板（例如，矽塵和/或顆粒因重力而落在帶有膠帶的載板上）。因此，各種實施例尋求提供一種灰塵解決方案以避免在載板的晶粒黏貼期間灰塵的積聚或收集。根據各種實施例，載板可以安裝在相對於地面的垂直平面上。此外，載板可以沿X軸（即橫向）和Z軸（即垂直）移動。根據各種實施例，載板可使用膠帶作為用於將晶粒黏貼到載板的臨時粘合劑。因此，膠帶的使用可以允許載板進行垂直安裝。因此，在各種實施例中，可以消除或最小化矽粉塵和/或其他顆粒因重力下落而接觸安裝在載板上的膠帶的粘性表面的情況。
本公開的各種實施例尋求減小晶粒從晶圓移動到用於晶粒黏貼的載板的行進距離，以便減少傳統方法中的行進距離/行進較長而導致完成整個載板的晶粒黏貼的時間較多的缺陷，並可減少或最小化晶粒的不準確定位。根據各種實施例，晶粒可以在晶圓和載板之間垂直移動。因此，晶粒可以沿著垂直於晶圓和載板的平面移動。以此方式，晶粒可不需要穿過或越過晶圓的表面區域和/或載板的表面區域而進行黏貼。特別地，各種實施例尋求提供最短的行進距離以實現高產能。根據各種實施例，晶圓和載板可以相對於地面垂直安裝，以實現晶粒從晶圓到載板的最短行進距離。根據各種實施例，晶片和載板可以彼此面對。因此，晶圓的晶圓表面和載板的黏貼表面可以彼此朝向對方。因此，晶粒可以在垂直安裝的晶圓和載板之間橫向行進，而晶粒不需要穿過或越過晶圓的晶圓表面和/或載板的黏貼表面而行進。
根據各種實施例，晶圓和載板的佈局和/或垂直佈置可檢查和測量等待進行黏貼的黏貼位置（稱為黏貼前檢查）。此外，還可以相對於黏貼位置對已進行黏貼的晶粒進行檢查和測量（稱為黏貼後檢查）。因此，各種實施例可尋求提供黏貼前和黏貼後檢查。根據各種實施例，可以在將每個晶粒黏貼到載板時進行黏貼前檢查和黏貼後檢查，這使得能夠檢查所有晶粒（即100%的晶粒），同時不會損失時間。
各種實施例，本公開尋求減少或最小化晶圓更換時間，以便最小化其對晶粒黏貼裝置和方法的每小時單位數（the units per hour （UPH））的影響。傳統上，更換每個晶圓可能需要大約 60 到 120 秒，甚至更長的時間。雖然在只需要更換少量晶圓時這似乎並不重要，但當晶圓更換較多時，每小時單位數（UPH）可能會受到很大影響。
各種實施例尋求提供雙晶圓交換站。根據各種實施例，雙晶圓交換站可以大大減少晶圓交換的時間損失。根據各種實施例，在第一晶圓臺工作或運行時，第二晶圓臺可以進行準備，例如，包括但不限於裝載新晶圓、讀取晶圓條碼、下載晶圓圖、拉伸晶圓，搜索晶圓中心，定位參考晶粒和首先拾取的晶粒。在第二晶圓臺準備好之後，在從第一晶圓臺拾取所有晶粒之後，第二晶圓臺可以處於待機狀態以與第一晶圓臺交換位置。根據各種實施例，相機系統可以集成在每個晶圓站上用於讀取晶圓圖和進行預檢查。
根據各種實施例，晶粒黏貼裝置或黏晶機可以包括載板支撐單元，用於將載板保持在相對於地面的垂直的方位（orientation）上。
根據各種實施例，晶粒黏貼裝置或黏晶機可以包括雙晶圓交換站。根據各種實施例，雙晶圓交換站可以包括兩個晶圓模組（或兩個晶圓供給單元）。當一個晶圓模組（或一個晶圓供給單元）正在工作或運行時，另一晶圓模組（或另一晶圓供給單元）可同時進行準備，包括但不限於裝載新晶圓和校準。根據各種實施例，校準可以是自動化的並且可以在裝載晶圓之後開始。
根據各種實施例，晶粒黏貼裝置或黏晶機可以包括視覺圖像的捕獲和處理。根據各種實施例，晶粒黏貼裝置或黏晶機可以包括用於預先捕捉晶粒圖像的相機，例如，晶粒在晶粒圖像捕捉期間可以是靜止的也可以是移動的。根據各種實施例，晶粒黏貼裝置或黏晶機還可以包括用於黏貼前和黏貼後進行檢查的照相機。根據各種實施例，晶粒黏貼裝置或黏晶機可以包括單個相機或多個相機以捕捉載板的基準圖像。
圖1示出了晶粒黏貼裝置或黏晶機100之示意性側視圖。根據各種實施例，晶粒黏貼裝置或黏晶機100可用於將來自切割晶圓102的多個半導體晶片（也稱為裸片或晶粒（die））104黏貼到載板106。例如，可用於半導體元件的面板級封裝工藝中。根據各種實施例，晶粒黏貼裝置或黏晶機100可以被配置為：保持切割晶圓102和載板106，使得切割晶圓102的晶圓側102a和載板106的黏貼表面106a彼此面對。因此，切割晶圓102的晶圓側102a與載板106的黏貼表面106a分別朝向彼此相對的方向。根據各種實施例，切割晶圓102的晶圓側102a和載板106的黏貼表面106a可以以相對的方式而基本平行地彼此面對（例如，參見圖4B和圖5B），或者切割晶圓102的晶圓側102a與載板106的黏貼表面106a可以相互成一角度的形式而面對面排列（例如，參見圖4C和圖5C)。根據各種實施例，當切割晶圓102的晶圓側102a和載板106的黏貼表面106a以彼此成角度而面對面排列時，切割晶圓102的晶圓側102a和載板106的黏貼表面106a可以形成小於180°、或小於90°、或小於45°、或小於30°、或小於20°、或小於10°的角度排列。因此，當切割晶圓102的晶圓側102a和載板106的黏貼表面106a以相互成角度而面對面排列時，切割晶圓102的晶圓側102a的法向量和承載板106的黏貼表面106a的法向量可以彼此相交。
根據各種實施例，例如，切割晶圓102可以包括固定於切割帶105（例如膠帶）上的多個已切割的半導體晶粒104。因此，可將晶圓粘在切割帶105上再切割成多個小粒，例如多個小粒在切割帶105上形成多個已切割的半導體晶粒104。根據各種實施例，切割晶圓102的晶圓側102a為切割晶圓102的與切割帶105的相對面。因此，切割晶圓102的晶圓側102a為多個半導體晶粒104背離切割帶105的暴露面。因此，切割晶圓102的晶圓側102a對應於切割晶圓102沒有接觸切割帶105的暴露面，使得每個半導體晶粒104均可從切割晶圓102的晶圓側102a被拾取。因此，切割晶圓102的晶圓側102a和切割晶圓102的切割帶側102b為切割晶圓102的兩個相對側。根據各種實施例，例如，載板106的黏貼表面106a可以是載板106用於黏貼多個半導體晶粒104的一側。根據各種實施例，載板106的黏貼表面106a可以是載板106塗覆有粘合劑層的一側。根據各種實施例，粘合劑層可以包括但不限於膠帶、粘合膜、粘合片、粘合膏或粘合膠。因此，載板106的黏貼表面106a可以包括粘合劑層或者可以是載板106的粘性面。
根據各種實施例，晶粒黏貼裝置或黏晶機100可以包括載板支撐單元110。根據各種實施例，載板支撐單元110可以被配置為：使得載板106的黏貼表面106a面向切割晶圓102的晶圓側102a的方式來保持載板106。
根據各種實施例，載板支撐單元110可包括至少一個支撐元件112，用於限定一支撐平面111。根據各種實施例，載板支撐單元110可包括一載板架114，其可操作用於保持載板106抵靠至少一個支撐元件112。因此，載板106可以由至少一個支撐元件112支撐。根據各種實施例，載板106可被支撐在由至少一個支撐元件112所限定的支撐平面111的一側111a上。根據各種實施例，載板106可以由至少一個支撐元件112而支撐，使得載板106可以平行於支撐平面111。根據各種實施例，載板106可以平放在支撐平面111的一側111a上，以平行於支撐平面111。根據各種實施例，至少一個支撐元件112可以沿著支撐平面111向載板106提供抵靠支撐（backing support）。因此，當載板106被支撐在至少一個支撐元件112上時，支撐平面111可以是支撐元件112和載板106之間的介面。根據各種實施例，當晶粒104被黏貼到載板106時，支撐元件112可沿支撐平面111緊靠載板106，以支撐承載板106。因此，支撐元件112可用於抵抗將晶粒104推靠在載板106上的用於黏貼之力，從而在晶粒104被黏貼到載板106時沿著支撐平面111來支撐載板106。因此，晶粒104沿著一預定黏貼方向而黏貼到由載板支撐單元110所保持的載板106上，所述預定黏貼方向可垂直於用於支撐載板106的支撐平面111的一側111a。
根據各種實施例，載板106的背面106b可擱置在載板支撐單元110的至少一個支撐元件112上，使得載板106的背面106b與支撐平面111的一側111a相毗鄰，從而支撐載板106。載板106的背面106b可與黏貼表面106a相對。因此，載板支撐單元110的至少一支撐元件112可透過接觸背面106b而沿著支撐平面111來為載板106提供支撐。根據各種實施例，載板支撐單元110的至少一個支撐元件112可被配置為：接觸載板106的背面106b的整體或至少一部分。例如，根據各種實施例，載板支撐單元110的至少一個支撐元件112可具有等於或大於載板106的背面106b的一連續表面，使得載板106的背面106b整體平坦地位於載板支撐單元110的至少一個支撐元件112上。因此，在這樣的實施例中，至少一個支撐元件112可以包括但不限於面板、平板、桌子。作為另一個例子，載板支撐單元110可以包括多個支撐元件112，每個支撐元件112均具有用於鄰接載板106的背面106b的一點的接觸點或一部分的接觸區域。多個支撐元件112可以分佈以限定支撐平面111，由此可以透過沿著支撐平面111而分佈的多個接觸點或接觸區域來支撐載板106的背面106b。因此，在這樣實施例中，至少一個支撐元件112可以包括但不限於點支撐（point support）、滾輪支撐（roller support）、輪支撐（wheel support）、球支撐（ball support）、軸承支撐（bearing support）、手指支撐（finger support）等。
根據各種實施例，載板支撐單元110的載板架114可包括一結合設備（attachment mechanism），包括但不限於諸如真空孔或真空杯或真空埠的真空抽吸機構，或諸如夾具的抓握機構或夾子，或磁性機構，如電磁鐵。根據各種實施例，當載板支撐單元110的載板架114包括真空抽吸機構或磁性機構時，載板架114可提供吸力或磁吸引力以將載板106沿著支撐平面111抵靠在至少一個支撐元件112上。根據各種實施例，當載板支撐單元110的載板架114包括夾持機構時，夾持機構可直接在載板106上提供夾持或夾緊力以將載板106沿著支撐平面111推靠在至少一個支撐元件112上；或者抓持機構可以夾住或夾住載板106並將承載板106沿著支撐平面111抵靠至少一個支撐元件112。
根據各種實施例，晶粒黏貼裝置或黏晶機100包括晶圓供給單元120。根據各種實施例，晶圓供給單元120可以被配置為如此保持切割晶圓102，使切割晶圓102的晶圓側102a可以面向載板106的黏貼表面106a。因此，由於載板106的背面106b沿著支撐平面111靠在載板支撐單元110的至少一個支撐元件112上，晶圓供給單元120可被配置為如此保持切割的晶圓102，使切割晶圓102的晶圓側102a可以面向載板支撐單元110的至少一個支撐元件112或支撐平面111用於支撐載板106的一側111a。根據各種實施例，切割晶圓102的晶圓側102a和支撐平面111用於支撐載板106的一側可以面對面的方式基本上彼此平行；或者切割晶圓102的晶圓側102a和支撐平面111用於支撐載板106的一側111a可以大致面對面的方式相對，但彼此成一角度。根據各種實施例，當切割晶圓102的晶圓側102a和支撐平面111用於支撐載板106的一側111a彼此相對但成一角度排列時，切割晶圓102的晶圓側102a和支撐平面111用於支撐載板106的一側111a的角度可小於180°、或小於90°、或小於45°、或小於30°的角度，或小於20°，或小於10°。因此，當切割晶圓102的晶圓側102a和支撐平面111用於支撐載板106的一側111a彼此相對但成一角度排列時，切割晶片102的晶圓側102a的法向量與支撐平面111用於支撐載板106的一側111a的法向量可彼此相交。
根據各種實施例，晶圓供給單元120可包括晶圓架122。根據各種實施例，晶圓架122可操作以保持切割晶圓102，以將切割晶圓102從由載板支撐單元110的至少一個支撐元件112所限定的支撐平面111相隔開，並定向切割晶圓102使其晶圓側102a（即切割晶圓102的暴露面，或與切割帶105相對的切割晶圓102的一側，或遠離切割晶圓102的切割帶105的多個半導體晶粒104的一側）面對支撐平面111用於支撐載板106的一側。因此，晶圓架122可從遠離支撐平面111用於支撐載板106的一側111a的方向上與載板支撐單元110間隔開。此外，晶圓架122可以相對於支撐平面111用於支撐載板106的一側而定位，使得晶圓架122所保持的載板106如此定位：切割晶圓102的晶圓側102a面向支撐平面111用於支撐載板106的一側111a。根據各種實施例，晶圓供給單元120的晶圓架122可操作以如此保持切割晶圓102：使切割晶圓102的晶圓側102a基本上平行於支撐平面111用於支撐載板106的一側111a；或者，使切割晶圓102的晶圓側102a和支撐平面111用於支撐載板106的一側111a成一角度，使得切割晶圓102的晶圓側102a和支撐平面111用於支撐載板106的一側111a可彼此面對。
根據各種實施例，切割晶圓102被晶圓架122正確地裝載或保持時，晶圓架122可具有一個切割晶圓102的晶圓側102a朝向的預定前向裝載方向123。無論是切割晶圓102的多個晶粒104的活性表面（active surface）是背向還是背向切割晶圓102的切割帶105，切割晶圓102可能必須被如此定向，使切割晶圓102的晶圓側102a沿著預定前向裝載方向123並位於切割帶105的前方，以便切割晶圓102可被晶圓架122所正確地裝載或保持。因此，當晶圓架122正確地裝載或保持切割晶圓102時，切割晶圓102的晶圓側102a可面向晶圓架122的預定前向裝載方向123。因此，當晶圓架122正確地裝載或保持切割晶圓102時，晶圓架122的預定前向裝載方向123可垂直地延伸並遠離切割晶圓102的晶圓側102a，切割晶圓102的晶圓側102a可面向晶圓架123的預定前向裝載方向123。因此，當切割晶圓102被正確地裝載到晶圓架122時，切割晶圓102的晶圓側102a可作為切割晶圓102的正面，其可面向預定前向裝載方向123。根據各種實施例，晶圓架122可相對於載板支撐單元110的支撐平面111用於支撐載板106的一側111a而定向，使得晶圓架122的預定前向裝載方向123朝向或指向載板支撐單元110的支撐平面111用於支撐載板106的一側111a。
根據各種實施例，晶圓架122可包括一結合設備（attachment mechanism），包括但不限於諸如真空孔或真空杯或真空埠之類的真空抽吸機構，或諸如夾具之類的夾持機構，或磁性機構比如電磁鐵。
根據各種實施例，晶粒黏貼裝置或黏晶機100可包括晶粒傳送模組130。根據各種實施例，晶粒傳送模組130可以設置在載板支撐單元110和晶圓供給單元120之間。因此，當切割晶圓102與載板106分別由晶圓架122和載板支撐單元110所保持時，晶粒傳送模組130可位於彼此面對的切割晶圓102的晶圓側102a與載板106的黏貼表面106a之間。因此，切割晶圓102的晶圓側102a可面向晶粒傳送模組130，且載板106的黏貼表面106a可面向晶粒傳送模組130。因此，晶圓架122可相對於晶粒傳送模組130如此定向：晶圓架122的預定前向裝載方向123朝向或指向晶粒傳送模組130，並且載板支撐單元110的支撐平面111用於支撐載板106的一側111a朝向或指向晶粒傳送模組130。
根據各種實施例，載板支撐單元110和晶圓供給單元120可在晶粒傳送模組130的不同側。例如，當切割晶圓102的晶圓側102a和載板106的黏貼表面106a彼此基本平行時，載板支撐單元110和晶圓供給單元120可位於晶粒傳送模組130的相對側。作為另一示例，當切割晶圓102的晶圓側102a和載板106的黏貼表面106a以大致彼此面對的方式成一角度時，載板支撐單元110和晶圓供給單元120可相對於晶粒傳送模組130具有相應的角位移。
根據各種實施例，晶粒傳送模組130可用於從由晶圓供給單元120所保持的切割晶圓102來拾取晶粒104，且將晶粒104放置在由載板支撐單元110所保持的載板106上，從而將晶粒104黏貼到載板106之上。因此，晶粒傳送模組130可作為一傳送機構，在載板支撐單元110與晶圓供給單元120之間進行操作，與晶圓供給單元120相互作用，進而從由晶圓供給單元120所保持的切割晶圓102上拾取晶粒104，並與載板支撐單元110相互作用，進而將晶粒104放置和/或黏貼到由載板支撐單元110所保持的載板106上。根據各種實施例，晶粒傳送模組130可與位於其第一側130a的晶圓供給單元120相互作用，進而從由晶圓供給單元120所保持的切割晶圓102上拾取晶粒104，將晶粒104從晶粒傳送模組的第一側130a轉移到其第二側130b，並在晶粒傳送模組130的第二側130b與載板支撐單元110，用於將晶粒104放置在由載板支撐單元110所保持的載板106上，從而將晶粒104黏貼至載板106之上。
根據各種實施例，晶粒傳送模組130可包括一個或多個拾取頭134a、134b（例如，參見圖4A至圖5B），其可相對於晶圓供給單元120和載板支撐單元110移動，以與晶圓供給單元120相互作用，從而由晶圓供給單元120所保持的切割晶圓102上拾取晶粒104；再將晶粒104從晶粒傳送模組130的第一側130a轉移到其第二側130b；並與載板支撐單元110相互作用，以將晶粒104放置在由載板支撐單元110所保持的載板106上，從而將晶粒104黏貼到載板106之上。例如，根據各種實施例，晶粒傳送模組130可包括至少一個拾取頭134a（例如參見圖4A和圖4B），其可相對於晶圓供給單元120和載板支撐單元110移動，以與晶圓供給單元120相互作用，從而由晶圓供給單元120所保持的切割晶圓102上拾取晶粒104；再將晶粒104從晶粒傳送模組130的第一側130a轉移到其第二側130b；並與載板支撐單元110相互作用，以將晶粒104放置在由載板支撐單元110所保持的載板106上，從而將晶粒104黏貼到載板106之上。作為另一示例，根據各種實施例，晶粒傳送模組130包括相對於晶圓供給單元120和載板支撐單元110可獨立移動的至少兩個拾取頭134a、134b（例如參見圖5A和圖5B）。並且，至少兩個拾取頭中的第一拾取頭134a與晶圓供給單元120相互作用，以從由晶圓供給單元120所保持的切割晶圓102上拾取晶粒104，再由相同的拾取頭134a將晶粒104從晶粒傳送模組130的第一側130a移動到晶粒傳送模組130內的中間位置，並將晶粒104從至少兩個拾取頭的第一拾取頭134a轉移到第二拾取頭134b，再透過相同的第二拾取頭134b將晶粒104移動到晶粒傳送模組130的第二側130b，並透過相同的第二拾取頭134b與載板支撐單元110相互作用，以將晶粒104放置在由載板支撐單元110所保持的載板106之上，從而將晶粒104黏貼到載板106之上。
根據各種實施例，晶粒傳送模組130可沿著一晶粒移動平面104a移動晶粒104，其與切割晶圓102的晶圓側102a及載板106的黏貼表面106a相交。因此，一個或多個拾取頭134a、134b可沿著晶粒移動平面104a移動，以與晶圓供給單元120相互作用，而從由晶圓供給單元120所保持的切割晶圓102上拾取晶粒104，將晶粒104從晶粒傳送模組130的第一側130a移至其第二側130b，並與載板支撐單元110相互作用，將晶粒104放置在由載板支撐單元110所保持的載板106上，以將晶粒104黏貼到載板106上。根據各種實施例，晶粒移動平面104a可實質上垂直於切割晶圓102的晶圓側102a和載板106的黏貼表面106a。根據各種實施例，晶粒移動平面104a可基本平行於實質上垂直於載板106的支撐平面111的一平面。
根據各種實施例，晶圓供給單元120和載板支撐單元110分別如此保持切割晶圓102和載板106：可使切割晶圓102的晶圓側102a和載板106的黏貼表面106a彼此面對，且晶粒傳送模組130設置在晶圓供給單元120和載板支撐單元110之間，晶粒傳送模組130可以移動晶粒104跨越較短的行進距離，用於將晶粒104從切割晶圓102轉移到載板106，從而將晶粒104黏貼到載板106上，從而實現高產能。因此，晶粒傳送模組130可在彼此面對的切割晶圓102的晶圓側102a和載板106的黏貼表面106a之間橫向移動晶粒104，而不需要晶粒104穿過或越過切割晶圓102的晶圓側102a和/或載板106的黏貼表面106a上的區域。因此，與必須移動晶粒穿過或越過切割晶圓和/或載板上的區域的傳統方法相比，本公開移動晶粒104所需的時間可以顯著減少，從而產生更高產能的優勢。
根據各種實施例，晶粒黏貼裝置或黏晶機100可以包括支撐結構108，其可提供用於保持各種部件的框架，包括但不限於載板支撐單元110，和/或晶圓供給單元120，和/或晶粒傳送模組130，或晶粒黏貼裝置或黏晶機100的整體。因此，支撐結構108可以以預定配置或佈置而連接各個元件，以便各個元件可協同操作，以從切割晶圓102上拾取多個晶粒104，再從切割晶圓102轉移多個晶粒104至載板106，並以各種實施例中描述的方式將多個晶粒104黏貼到載板106之上。根據各種實施例，支撐結構108可包括基座支撐面108a，擱置在一表面109之上，用於支撐晶粒黏貼裝置或黏晶機100。例如，表面109可以包括地面或桌面，基座支撐面108a可以放置在地面或桌面上，並且可以放置晶粒黏貼裝置或黏晶機100。根據各種實施例，載板支撐單元110，和/或晶圓供給單元120，和/或晶粒傳送模組130可以安裝到或耦合到支撐結構108。
根據各種實施例，晶圓供給單元120可被配置為如此保持切割晶圓102：使切割晶圓102的晶圓側102a相對於基座支撐面108a實質上垂直。因此，晶圓供給單元120可以將切割晶圓102保持在一個方位（orientation），使得切割晶圓102的晶圓側102a可以基本上垂直於基座支撐表面108a。因此，晶圓供給單元120的晶圓架122可如此保持的切割晶圓102：使切割晶圓102的晶圓側102a可實質上垂直於基座支撐面108a。
根據各種實施例，載板支撐單元110的載板架114可以被配置為，在載板106的黏貼表面106a相對於基座支撐面108a實質上垂直的情況下而保持載板106。因此，載板支撐單元110的載板架114可將載板106保持在如此方位上，使得載板106的黏貼表面106a可實質上垂直於基座支撐面108a。因此，載板106可由載板支撐單元110的載板架114如此保持：使載板106的黏貼表面106a實質上垂直於基座支撐面108a。因此，當載板106由載板支撐單元110的載板架114保持時，由抵靠在載板106的背面106b的載板支撐單元110的至少一個支撐元件112所界定的支撐平面111可實質上垂直於基座支撐面108a。
根據各種實施例，設置在晶圓供給單元120和載板支撐單元110之間的晶粒傳送模組130可以被配置為，將多個晶粒104從切割晶圓 102 轉移到載板106。因此，晶粒傳送模組130可從由晶圓供給單元120所保持的切割晶圓102上拾取多個晶粒104，將多個晶粒104轉移到由載板支撐單元110所保持的載板106，並將多個晶粒104黏貼到由載板支撐單元110所保持的載板106之上。根據各種實施例，晶粒傳送模組130可以沿著與切割晶圓102的晶圓側102a和載板106的黏貼表面106a相交的晶粒移動平面104a轉移多個晶粒104。例如，根據對於各種實施例，晶粒移動平面104a可以基本平行於基座支撐面108a。
根據各種實施例，隨著晶圓供給單元120和載板支撐單元110分別保持切割晶圓102和載板106相對於地面（或表面109）垂直，可以減少或消除由於重力而引起的載板106的灰塵污染（例如，矽粉塵和/或顆粒因重力而落在帶有膠帶的載板上）。因此，各種實施例可避免晶粒黏貼期間在載板106的灰塵積聚問題。根據各種實施例，在載板106相對於地面（或表面109）保持垂直的情況下，載板106可使用膠帶作為將晶粒104黏貼到載板106上的臨時粘合劑，由此可以消除或最小化矽粉塵和/或其他顆粒因重力而下落，從而接觸到安裝在載板106上的膠帶粘性表面的問題。
根據各種實施例，晶粒黏貼裝置或黏晶機100可包括感測設備150，例如以視覺系統的形式來觀察晶粒黏貼裝置或黏晶機100的操作以便提供用於控制晶圓供給單元120、載板支撐單元110和晶粒傳送模組130的回饋。因此，感測設備150可成為用於晶粒黏貼工藝自動化操作的回饋控制的一部分，從拾取多個晶粒104，到轉移多個晶粒104，以及黏貼多個晶粒104。因此，感測設備150可以為晶圓供給單元120、載板支撐單元110和晶粒傳送模組130提供回饋和引導，以按照本文所述的方式協同操作。
根據各種實施例，晶圓供給單元120可以沿著一晶圓移動平面128而移動，其平行於由載板支撐單元110的至少一個支撐元件112限定的支撐平面111。根據各種實施例，晶圓供給單元120可沿著晶圓移動平面128兩個正交軸而線性平移，從而在晶圓移動平面128移動。根據各種實施例，晶圓供給單元120可透過以上方式在晶圓移動平面128的不同位置之間移動。
圖2示出了晶圓供給單元的示意性前視圖，用於沿著一晶圓移動平面而移動晶粒黏貼裝置或黏晶機。根據各種實施例，晶圓供給單元120可以安裝或裝配到雙軸笛卡爾運動機構126。根據各種實施例，雙軸笛卡爾運動機構126可以包括彼此垂直佈置的兩個連桿（或梁）126a、126b。根據各種實施例，線性致動器（linear actuator）可如此連接於連桿126a、126b：致動晶圓供給單元120使其沿著第一連桿126a的縱軸線性移動，並且致動第一連桿126a使其沿著第二連桿126b的縱軸線性移動。因此，以此方式，晶圓供給單元120可沿兩個正交軸移動，從而在晶圓移動平面128內移動。
根據各種實施例，晶圓供給單元120的晶圓架122還可操作，圍繞切割晶圓102的中心旋轉切割102。因此，晶圓供給單元120的晶圓架122可以圍繞穿過切割晶圓102的中心並垂直於切割晶圓102的旋轉軸來旋轉切割晶圓102。根據各種實施例，旋轉軸可以垂直於晶圓供給單元120的晶圓移動平面128。因此，除了沿著晶圓移動平面128的兩個正交軸線性平移之外，切割晶圓102還可繞垂直於晶圓移動平面128的旋轉軸而旋轉。
根據各種實施例，當由晶圓供給單元120的晶圓架122所保持的切割晶圓102相對於基座支撐面108a或地面（或表面109）實質上垂直時，兩個正交軸可以為沿高度方向移動的Z軸和用於側向移動的X軸。
根據各種實施例，載板支撐單元110可以沿著一載板移動平面118而移動，其平行於由載板支撐單元110的至少一個支撐元件112所限定的支撐平面111。根據各種實施例，載板支撐單元110可透過沿兩個正交軸線性平移，而在載板移動平面118內移動。根據各種實施例，載板支撐單元110可透過沿著位於載板移動平面118中的兩個正交軸線性平移而在載板移動平面118內不同位置之間移動。
圖3示出了載板支撐單元的示意性後視圖，用於沿著載板移動平面而移動晶粒黏貼裝置或黏晶機。根據各種實施例，載板支撐單元110可安裝或裝配到雙軸笛卡爾運動機構116。根據各種實施例，雙軸笛卡爾運動機構116可包括彼此垂直佈置的兩個連桿（或梁）116a、116b。根據各種實施例，線性致動器（linear actuator）117a, 117b可如此連接於連桿116a, 116b：載板支撐單元110使其沿著第一連桿116a的縱軸線性移動，並且致動第一連桿116a使其沿著第二連桿116b的縱軸線性移動。因此，以此方式，載板支撐單元110可沿兩個正交軸移動，從而在載板移動平面118內移動。
根據各種實施例，當由晶圓供給單元120的晶圓架122所保持的載板106相對於基座支撐面108a或地面（或表面109）實質上垂直時，兩個正交軸可以是用於沿高度方向移動的Z軸和用於側向移動的X軸。
圖4A示出了被配置為可進行同側轉移的晶粒黏貼裝置或黏晶機100的示意性側視圖。圖4B示出了圖4A中的晶粒黏貼裝置或黏晶機100的示意性俯視圖。圖4C示出了圖4A中的晶粒黏貼裝置或黏晶機100的示意性俯視圖，其中切割晶圓102和載板106相對且保持一角度。根據各種實施例，同側轉移指晶粒104以如此方式從切割晶圓102轉移到載板106：使晶粒104與切割晶圓102的切割帶105接觸的一側，在轉移到載板102之後與載板106接觸。因此，晶粒104在轉移後與載板106接觸的一面，與其在轉移前貼附在切割晶圓102的切割帶105上是同一面。圖5A示出了被配置為可進行異側轉移的晶粒黏貼裝置或黏晶機100的示意性側視圖。圖5B示出了圖5A中的晶粒黏貼裝置或黏晶機100的示意性俯視圖。圖5C示出了圖5A中的晶粒黏貼裝置或黏晶機100的示意性俯視圖，其中切割晶圓102和載板106相對且保持一角度。根據各種實施例，相對側轉移指晶粒104以如此方式從切割晶圓102轉移到載板106：使晶粒104與切割晶圓102的切割帶105接觸的第一側，和在轉移到載板102之後與載板106接觸的第二側相反。因此，在轉移之後與載板106接觸的晶粒104的第二側可以與在轉移前粘附到切割晶圓102的切割帶105的晶粒104的第一側相對。如圖所示，根據各種實施例，被配置為同側轉移或相對側轉移的晶粒黏貼裝置或黏晶機100可在晶粒傳送模組130的配置上不同。
根據各種實施例，被配置為同側轉移的晶粒黏貼裝置或黏晶機100的晶粒傳送模組130可包括一拾取移動單元132a。根據各種實施例，拾取移動單元132a可以包括至少一個拾取頭134a，其可在拾取位置131a和釋放位置133a之間移動。根據各種實施例，拾取位置131a和釋放位置133a可以在拾取移動單元132a的不同側。例如，根據各種實施例，當切割晶圓102的晶圓側102a和載板106的黏貼表面106a基本彼此平行時，拾取位置131a和釋放位置133a可以在拾取移動單元132a的不同側。另一個例子，當切割晶圓102的晶圓側102a和載板106的黏貼表面106a以大致面對的方式成一角度時，拾取位置131a和釋放位置133a可以相對於晶粒傳送模組130具有相應的角位移。
根據各種實施例，當至少一個拾取頭134a處於拾取位置131a時，至少一個拾取頭134a可以指向由晶圓供給單元120所保持的切割晶圓102並與晶粒104對準，用於從晶圓供給單元120所保持的切割晶圓102上拾取晶粒104。因此，當至少一拾取頭134a處於拾取位置131a時，其可指向切割晶圓102上的晶粒104，以從由晶圓供給單元120所保持的切割晶圓102上拾取晶粒104。因此，當至少一個拾取頭134a處於拾取位置131a時，其可以被引導或指向遠離載板支撐單元110，且朝向晶圓供給單元120的方向。
根據各種實施例，當至少一個拾取頭134a處於釋放位置133a時，其可以被引導遠離由晶圓供給單元120所保持的切割晶圓102a，並指向由載板支撐單元110所保持的載板106。因此，當至少一拾取頭134a處於釋放位置133a時，其可指向由載板支撐單元110所保持的載板106。因此，當至少一個拾取頭134a處於釋放位置133a時，其可以被引導或指向遠離晶圓供給單元120，並朝向載板支撐單元110的方向。
根據各種實施例，晶粒黏貼裝置或黏晶機100被配置用於同側轉移，當至少一個拾取頭134a處於釋放位置133a時，其可將晶粒104放置在載板 106上，從而將晶粒104黏貼到載板106之上。根據各種實施例，被配置用於同側轉移晶粒黏貼裝置或黏晶機100可包括單個拾取移動單元132a，且當單個拾取移動單元132a的至少一個拾取頭134a位於拾取位置131a時，其可從由晶圓供給單元120保持的切割晶圓102上拾取晶粒104，再將晶粒104從拾取位置131a移動至釋放位置133a，並當至少一拾取頭134a位於釋放位置133a時，將晶粒104放置於載板106上，從而將晶粒104黏貼至載板106之上。因此，單個拾取移動單元132a可直接拾取、移動並放置晶粒104以進行黏貼。
根據各種實施例，當至少一個拾取頭134a從拾取位置131a移動到釋放位置133a時，其可相對於晶圓供給單元120所保持的切割晶圓102上的晶粒104的原始取向進行翻轉。由於切割晶圓102的晶圓側102a與載板106的黏貼表面106a彼此面對，因此當晶粒104從拾取位置131a移動到釋放位置133a時，透過對切割晶圓102上的晶粒104的原始取向進行翻轉，可以將晶粒104放置並黏貼到載板106上，使得晶粒104相對於載板106的佈置可以與當晶粒104位於切割晶圓102上時的佈置相同。根據各種實施例，當至少一個拾取頭134a從拾取位置131a移動到釋放位置133a時，晶粒104相對於至少一個拾取頭134a的取向可以保持相同。然而，當晶粒104被至少一個拾取頭134a移動到釋放位置133a時，晶粒104的取向可以相對於切割晶圓102上的晶粒104的原始取向進行翻轉，使先前與切割晶圓102的切割帶105所接觸的晶粒104的一側進行翻轉，並朝向面對切割晶圓102的晶圓側102a的載板106的黏貼表面106a。例如，當晶粒104具有如此取向，其活性表面（active surface）相對於切割晶圓102朝上，透過對切割晶圓102的晶粒104進行反轉翻轉，當晶粒104透過晶粒傳送模組130的單個拾取移動單元132a的至少一個拾取頭134a移動時，晶粒104的非活性表面（inactive surface）可指向載板106的貼合面106a，當晶粒104被移動到將與載板106進行黏貼的位置；並且晶粒104可以被放置和黏貼到載板106，使晶粒104的非活性表面與載板106的貼合面106a相接觸，並且使晶粒104的活性表面相對於載板106方向朝上。因此，透過晶粒傳送模組130對晶粒104進行翻轉，當晶粒104從切割晶圓102的晶圓側102a轉移到載板106的黏貼表面106a時，由此切割晶圓102的晶圓側102a和載板106的黏貼表面106a彼此面對，晶粒104可被放置並黏貼至載板106，當晶粒104被黏貼到載板106時，晶粒104相對於載板106的佈置可對應於其位於切割晶圓102時相對於切割晶圓102的佈置。
根據各種實施例，至少一個拾取頭134a可圍繞一旋轉軸線135a旋轉，其平行於由載板支撐單元110的至少一個支撐元件112所限定的支撐平面111，以便當至少一個拾取頭134a繞旋轉軸線135a旋轉時，其沿著彎曲路徑136a從拾取位置131a到釋放位置133a。因此，透過沿著彎曲路徑136a移動至少一個拾取頭134a，由至少一個拾取頭134a所保持的晶粒104可以從拾取位置131a移動到釋放位置133a，且當至少一個拾取頭134a繞旋轉軸線135a旋轉時，晶粒104同時相對於切割晶圓102進行翻轉。因此，透過至少一個拾取頭134a繞旋轉軸線135a的單次旋轉運動，可以同時移動和翻轉晶粒104。
根據各種實施例，彎曲路徑136a上的拾取位置131a相對於旋轉軸線135a的徑向距離可等於彎曲路徑136a上的釋放位置133a相對於旋轉軸線135a的徑向距離。因此，拾取位置131a和釋放位置133a可與旋轉軸線135a等距。
根據各種實施例，拾取位置131a和釋放位置133a可以相對於拾取移動單元132a的旋轉軸線135a成一角度而相間隔。例如，根據各種實施例，當切割晶圓102的晶圓側102a和載板106的黏貼表面106a基本平行時，拾取位置131a和釋放位置133a可相對於拾取移動單元132a的旋轉軸線135a彼此以180°相間隔。另一個例子，當切割晶圓102的晶圓側102a和載板106的黏貼表面106a面對面成一角度時，拾取位置131a和釋放位置133a可以相對於拾取移動單元132a的旋轉軸線135a形成相應的角度。
根據各種實施例，當配置為同側轉移的晶粒黏貼裝置或黏晶機100的晶粒傳送模組130的單個拾取移動單元132a的至少一個拾取頭134a處於釋放位置133a時，至少一個拾取頭134a可操作以將晶粒104推向由載板支撐單元110所保持的載板106，以施加接合力以將晶粒104黏貼至載板106。因此，至少一個拾取頭134a可以將晶粒104推向載板106的黏貼表面106a。根據各種實施例，至少一個拾取頭134a可朝向由載板支撐單元110保持的載板106而延伸，以將晶粒104推向載板106而將晶粒104黏貼到載板106。因此，至少一個拾取頭134a可朝向載板106的黏貼表面106a延伸。根據各種實施例，至少一個拾取頭134a可大致垂直地朝向載板106的黏貼表面106a延伸，以推動晶粒104接合到載板106上，從而完成將晶粒104黏貼到載板106。
根據各種實施例，晶粒黏貼裝置或黏晶機100的晶粒傳送模組130或被配置用於相對側傳送，其可包括第一拾取移動單元132a和第二拾取移動單元132b。根據各種實施例，第一拾取移動單元132a可以包括至少一個拾取頭134a，拾取頭134a能夠在拾取位置131a和釋放位置133a之間移動。根據各種實施例，拾取位置131a和釋放位置133a可以在第一拾取移動單元132a的不同側。例如，根據各種實施例，當切割晶圓102的晶圓側102a和載板106的黏貼表面106a基本上彼此平行時，拾取位置131a和釋放位置133a可以在第一拾取移動單元132a的相對側。另一個例子，當切割晶圓102的晶圓側102a和載板106的黏貼表面106a面對面成一角度時，拾取位置131a和釋放位置133a可以相對於第一拾取移動單元132a具有相應的角位移。根據各種實施例，第二拾取移動單元132b可包括至少一個拾取頭134b，該拾取頭134b可在拾取位置131b和釋放位置133b之間移動。根據各種實施例，拾取位置131b和釋放位置133b可以在第二拾取移動單元132b的不同側。例如，根據各種實施例，當切割晶圓102的晶圓側102a和載板106的黏貼表面106a基本上彼此平行時，拾取位置131b和釋放位置133b可以位於第二拾取移動單元132b相對側。另一個例子，當切割晶圓102的晶圓側102a和載板106的黏貼表面106a面對面成一角度時，拾取位置131b和釋放位置133b可以相對於第二拾取移動單元132b具有相應的角位移。
根據各種實施例，第一拾取移動單元132a和第二拾取移動單元132b可以串聯佈置。根據各種實施例，第一拾取移動單元132a可以在其拾取位置131a處從由晶圓供給單元120保持的切割晶圓102上拾取晶粒104，並移動晶粒104到第一拾取移動單元132a的釋放位置133a，為轉移到第二拾取移動單元132b。根據各種實施例，第二拾取移動單元132b可以在其拾取位置131b處從第一拾取移動單元132a接收晶粒104，並且將晶粒104移動到第二拾取移動單元132b的釋放位置133b及將晶粒104放置在載板106上，以便將晶粒104黏貼至載板106。因此，具有串聯佈置的第一拾取移動單元132a和第二拾取移動單元132b的晶粒傳送模組130，可透過第一拾取移動單元132a從晶圓供給單元120所保持的切割晶圓102上拾取晶粒104；將晶粒104從第一拾取移動單元132a傳送至第二拾取移動單元132b；並將晶粒104放置於載板106上，以透過第二拾取移動單元132b將晶粒104黏貼至載板106上。
根據各種實施例，當第一拾取移動單元132a的至少一個拾取頭134a處於拾取位置131a時，第一拾取移動單元132a的至少一個拾取頭134a可朝向由晶圓供給單元120所保持的切割晶圓102，且與晶粒104對準以從由晶圓供給單元120所保持的切割晶圓102上拾取晶粒104。因此，當至少一拾取頭134a位於拾取位置131a時，第一拾取移動單元132a的至少一個拾取頭134a可指向切割晶圓102上的晶粒104，以在晶圓供給單元120所保持的切割晶圓102上拾取晶粒104。因此，當至少一個拾取頭134a在拾取位置131a時，第一拾取移動單元132a的至少一個拾取頭134a被引導或指向遠離載板支撐單元110，並朝向晶圓供給單元120的方向。
根據各種實施例，當第一拾取移動單元132a的至少一個拾取頭134a處於釋放位置133a時，其可以被引導而遠離由晶圓供給單元 120所保持的切割晶圓102，並朝向由載板支撐單元110所保持的載板106。因此，當至少一個拾取頭134a處於釋放位置133a時，第一拾取移動單元132a的至少一個拾取頭134a可以指向由載板支撐單元110所保持的載板106。因此，當至少一個拾取頭134a處於釋放位置133a時，第一拾取移動單元132a的至少一個拾取頭134a可被引導或指向遠離晶圓供給單元120，且朝向載板支撐單元110的方向。
根據各種實施例，當第二拾取移動單元132b的至少一個拾取頭134b處於拾取位置131b時，第二拾取移動單元132b的至少一個拾取頭134b可以朝向由晶圓供給單元120所保持的切割晶圓102。因此，當至少一個拾取頭134b處於在拾取位置131b時，第二拾取移動單元132b的至少一個拾取頭134b可以被引導或指向遠離載板支撐單元110，且朝向晶圓供給單元120的方向。根據不同的實施例，當第二拾取移動單元132b的至少一個拾取頭134b處於拾取位置131b，並且第一拾取單元132a的至少一個拾取頭134a處於釋放位置133a時，第二拾取移動單元132b的至少一個拾取頭134b可以指向第一拾取移動單元132a的至少一個拾取頭134a，並且可以對準第一拾取移動單元132a的至少一個拾取頭134a；從而將晶粒104可以從第一拾取移動單元132a的至少一個拾取頭134a轉移到第二拾取移動單元132b的至少一個拾取頭134b。
根據各種實施例，當第二拾取移動單元132b的至少一個拾取頭134b處於釋放位置133b時，其可被引導遠離由晶圓供給單元120所保持的切割晶圓102，並且朝向由載板支撐單元110所保持的載板106。因此，當至少一個拾取頭134b處於釋放位置133b時，第二拾取移動單元132b的至少一個拾取頭134b可以指向由載板支撐單元110所保持的載板106。因此，當至少一個拾取頭134b位於釋放位置133b時，第二拾取移動單元132b的至少一個拾取頭134b可以被引導或指向遠離晶圓供給單元120，並且朝向載板支撐單元110的方向。
根據各種實施例，晶粒黏貼裝置或黏晶機100被配置為相對側轉移，當第二拾取移動單元 132b 的至少一個拾取頭 134b 處於釋放位置 133b 時，第二拾取移動單元132b的至少一個拾取頭134b可以將晶粒104放置在載板106上，以將晶粒104黏貼到載板106上。根據各種實施例，晶粒黏貼裝置或黏晶機100被配置為相對側轉移，其可包括兩個拾取移動單元132a、132b，用於從由晶圓供給單元120所保持的切割晶圓102上拾取晶粒104，經由第一拾取移動單元132a將晶粒104從第一拾取移動單元132a傳送至第二拾取移動單元132b，並將晶粒104放置於載板106上，從而透過第二拾取移動單元132b將晶粒104黏貼到載板106上。因此，兩個拾取移動單元132a、132b可以協同操作以拾取、移動及放置晶粒104而進行黏貼。
根據各種實施例，當第一拾取移動單元132a的至少一個拾取頭134a從拾取位置131a移動到釋放位置133a時，第一拾取移動單元132a的至少一個拾取頭134a可將晶粒104相對於其在由晶圓供給單元120所保持的切割晶圓102上的原始取向進行翻轉。根據各種實施例，當第二拾取移動單元132b的至少一個拾取頭134b從拾取位置131b移動到釋放位置133b時，其可將晶粒104以如此方式再次進行翻轉：使晶粒104相對於切割晶圓102返回，從而當晶粒104位於由晶圓供給單元120所保持的切割晶圓102上時，其在第二拾取移動單元132b的釋放位置133b處的相對於切割晶圓102的取向對應於晶粒104的原始取向。由於切割晶圓102的晶圓側102a與載板106的黏貼表面106a彼此面對，當晶粒104從第一拾取移動單元132a的拾取位置131a移動到第一拾取移動單元132a的釋放位置133a時，將晶粒104相對於其在切割晶圓102上的原始取向進行翻轉，並且當晶粒104從第二拾取移動單元132b的拾取位置131b移動到第二拾取移動單元132b的釋放位置133b時，將晶粒104再次進行翻轉，晶粒104可被如此放置並黏貼至載板106：使晶粒104相對於載板106的定向佈置（orientation disposition）可與當晶粒104在切割晶圓102上時其相對於切割晶圓102的定向佈置相反。根據各種實施例，當第一拾取移動單元132a的至少一個拾取頭134a從第一拾取移動單元132a的拾取位置131a移動到第一拾取移動單元132a的釋放位置133a時，晶粒104相對於第一拾取移動單元132a的至少一個拾取頭134a的取向可保持相同。然而，晶粒104的取向可以相對於其在切割晶圓102上的原始取向進行翻轉，使得晶粒104先前與切割晶圓102的切割帶105相接觸的一側（或朝向切割晶圓102，當由第一拾取移動單元 132a的至少一個拾取頭134a保持在第一拾取移動單元132a的拾取位置 131a），當晶粒104透過第一拾取移動單元132a的至少一個拾取頭134a移動到第一拾取移動單元132a的釋放位置133a時，晶粒104可進行翻轉並朝向遠離切割晶圓102的方向。根據各種實施例，當第二拾取移動單元132b的至少一個拾取頭134b從第二拾取移動單元132b的拾取位置131b移動到第二拾取移動單元132b的釋放位置133b時，晶粒104相對於第二拾取移動單元132b的至少一個拾取頭134b的取向可以保持相同。然而，晶粒104的取向可相對於切割晶圓102再次進行翻轉，從而當其被第二拾取移動單元132b的至少一個拾取頭134b保持在第二拾取移動單元132b的拾取位置131b時，晶粒104背離切割晶圓102的一側可相對於切割晶圓102再次翻轉，並當晶粒104由第二拾取移動單元132b的至少一個拾取頭134b移動至第二拾取移動單元132b的釋放位置133b時，朝向切割晶圓102。例如，晶粒104的取向使其活性表面（active surface）相對於切割晶圓102朝上，當晶粒104透過第一拾取移動單元132a的至少一個拾取頭134a移動時，使其（首次）相對於切割晶圓102進行翻轉；並且當晶粒102透過第二拾取移動單元132b的至少一個拾取頭134b移動時，使其（第二次）相對於切割晶圓102進行翻轉；晶粒104的活性表面可朝向載板106的黏貼表面106a，當晶粒104被移動到將黏貼到載板106的位置，晶粒104可被放置並黏貼到載板106，使晶粒104的活性表面相對於載板106朝下。換言之，晶粒104可如此黏貼，使其活性表面相對於載板106朝下，這與當晶粒104位於切割晶圓102上時活性表面朝上相反。因此，當晶粒104從切割晶圓的晶圓側102a轉移至載板106的黏貼表面106a，透過第一拾取移動單元132a翻轉晶粒104，並透過第二拾取移動單元132b再次翻轉晶粒104，由此切割晶圓102的晶圓側102a與載板106的黏貼表面106a彼此面對，晶粒104可放置且黏貼至載板106，使當晶粒104被黏貼到載板106時，晶粒104相對於載板106的佈置可與其在切割晶圓102上的佈置相反。
根據各種實施例，第一拾取移動單元132a的至少一個拾取頭134a可以圍繞旋轉軸線135a旋轉，該旋轉軸線135a平行於由載板支撐單元110的至少一個支撐元件112所限定的支撐平面111；使第一拾取移動單元132a的至少一個拾取頭134a沿著彎曲路徑136a，從第一拾取移動單元132a的拾取位置131a移動至其釋放位置133a，當第一拾取移動單元132a的至少一個拾取頭134a圍繞第一拾取移動單元132a的旋轉軸線135旋轉時。因此，透過沿著第一拾取移動單元132a的彎曲路徑136a移動第一拾取移動單元132a的至少一個拾取頭134a，由至少一個拾取頭134a所保持的晶粒104可以由第一拾取移動單元132a的拾取位置131a移動至其釋放位置133a，並同時相對於切割晶圓102進行翻轉，當第一拾取移動單元132a的至少一個拾取頭134a圍繞第一拾取移動單元132a的旋轉軸線135a旋轉。因此，透過第一拾取移動單元 132a 的至少一個拾取頭 134a 圍繞第一拾取移動單元 132a 的旋轉軸線135a 的單個旋轉運動，即可同時相對於切割晶圓 102對晶粒 104進行移動和翻轉。
根據各種實施例，第一拾取移動單元132a的拾取位置131a在第一拾取移動單元132a的彎曲路徑136a上相對於其旋轉軸線135a的徑向距離可與第一拾取移動單元132a的釋放位置133a在第一拾取移動單元132a的彎曲路徑136a上相對於其旋轉軸線135a的徑向距離相等。因此，自第一拾取移動單元132a的旋轉軸線135a至第一拾取移動單元132a的拾取位置131a的距離可以相等於自第一拾取移動單元132a的旋轉軸線135a至第一拾取移動單元132a的釋放位置133a的距離。
根據各種實施例，拾取位置131a和釋放位置133a可以相對於第一拾取移動單元132a的旋轉軸線135a成一角度地間隔。例如，根據各種實施例，當切割晶圓102的晶圓側102a和載板106的黏貼表面106a基本平行時，拾取位置131a和釋放位置133a可相對於第一拾取移動單元132a的旋轉軸線135a彼此以180°相間隔。另一個例子，當切割晶圓102的晶圓側102a和載板106的黏貼表面106a以面對面成一角度時，拾取位置131a和釋放位置133a可相對於第一拾取移動單元132a的旋轉軸線135a彼此成相應的角度。
根據各種實施例，第二拾取移動單元132b的至少一個拾取頭134b可以繞旋轉軸線135b旋轉，其中旋轉軸線135b平行於由載板支撐單元110的至少一個支撐元件112所限定的支撐平面111。當第二拾取移動單元132b的至少一個拾取頭134b圍繞第二拾取移動單元132b的旋轉軸線135b旋轉時，將第二拾取移動單元132b的至少一個拾取頭134b沿著彎曲路徑136b，從第二拾取移動單元132b的拾取位置131b移動至第二拾取移動單元132b的釋放位置133b，因此，當至少一第二拾取移動單元132b的頭部134b繞第二拾取移動單元132b的旋轉軸線135b旋轉時，透過沿著第二拾取移動單元132b的彎曲路徑136b而移動的第二拾取移動單元132b的至少一個拾取頭134b，由至少一個拾取頭134b所保持的晶粒104可以由第二拾取移動單元132b的拾取位置131b移動至其釋放位置133b且同時相對於切割晶圓102進行翻轉。因此，當第二拾取移動單元132b的至少一個拾取頭134b圍繞第二拾取移動單元132b的旋轉軸線135b進行單次旋轉時，可同時將晶粒104相對於切割晶圓102進行移動和翻轉。
根據各種實施例，第二拾取移動單元132b的拾取位置131b在第二拾取移動單元132b的彎曲路徑136b上相對於其旋轉軸線135b的徑向距離可和第二拾取移動單元132b的釋放位置133b在第二拾取移動單元132b的彎曲路徑136b上相對於其旋轉軸線135b的徑向距離相等。因此，第二拾取移動單元132b的拾取位置131b和第二拾取移動單元132b的釋放位置133b可與第二拾取移動單元132b的旋轉軸線135b等距。
根據各種實施例，拾取位置131b和釋放位置133b可以相對於第二拾取移動單元132b的旋轉軸線135b成一角度相間隔。例如，根據各種實施例，當切割晶圓102的晶圓側102a和載板106的黏貼表面106a基本平行時，拾取位置131b和釋放位置133b可相對於第二拾取移動單元132b的旋轉軸線135b彼此相距180°。另一個例子，當切割晶圓102的晶圓側102a和載板106的黏貼表面106a面對面成一角度時，拾取位置131b和釋放位置133b可相對於第二拾取移動單元132b的旋轉軸線135b彼此成相應的角度。
根據各種實施例，晶粒黏貼裝置或黏晶機100的晶粒傳送模組130的第二拾取移動單元132b的至少一個拾取頭134b被配置為相對側轉移，當其處於釋放位置133b時，第二拾取單元132b的至少一拾取頭134b可操作，將晶粒104推向由載板支撐單元110所保持的載板106，以施加接合力將晶粒104黏貼至載板106。因此，第二拾取移動單元132b的至少一個拾取頭134b可將晶粒104推向載板106的黏貼表面106a。根據各種實施例，第二拾取移動單元132b的至少一個拾取頭134b可朝向由載板支撐單元110所保持的載板106延伸，用於將晶粒104推向載板106從而將晶粒104黏貼於載板106。因此，第二拾取移動單元132b的至少一個拾取頭134b可朝向載板106的黏貼表面106a延伸。根據各種實施例，第二拾取移動單元132b的至少一個拾取頭134b可實質上垂直地延伸至載板106的黏貼表面106a。移動單元132b可以基本上垂直於載板106的黏貼表面106a延伸，以將晶粒104推到載板106上，從而將晶粒104黏貼到載板106之上。
參考圖4A、圖4B、圖5A和圖5B，根據各種實施例，每個拾取移動單元132a、132b可以包括兩個或更多個拾取頭134a、134b。根據各種實施例，每個拾取移動單元132a、132b的兩個或更多個拾取頭134a、134b可以圍繞其旋轉軸線135a、135b分佈。例如，根據各種實施例，每個拾取移動單元132a、132b的兩個或更多個拾取頭134a、134b可以圍繞其旋轉軸線135a、135b均勻分佈。根據各種實施例，每個拾取移動單元132a、132b的兩個或更多個拾取頭134a、134b可繞其旋轉軸線135a、135b旋轉，從而依次從切割晶圓102拾取多個晶粒104，再轉移多個晶粒104，最後將多個晶粒104黏貼至載面板106之上。
根據各種實施例，每個拾取頭134a、134b可包括用於接合和保持晶粒104的結合元件（attachment element）。根據各種實施例，結合元件可包括但不限於：真空抽吸元件（諸如真空孔，或真空杯，或真空埠），或夾持元件（夾具或夾子等），或電磁鐵等磁性元件。
根據各種實施例，當拾取移動單元132a（圖4A&在圖4B）、132b（圖5A和圖5B）的至少一個拾取頭134a（圖4A &圖4B）、134b （圖5A&圖5B)）能夠將晶粒104推向載板106，至少一個拾取頭134a、134b即可當作一種用於將晶粒104黏貼於載板106的結合頭（bonding head）；且這樣的拾取移動單元132a、132b可以被稱為晶粒結合單元（die attach unit），以區別於僅能拾取和轉移晶粒104而不能施加推動力以結合晶粒104 的拾取移動單元132a。根據各種實施例，僅用於拾取和轉移晶粒104的拾取移動單元132a（圖5A和圖5B）可以被稱為翻轉單元（flip unit），以區別於具有施加推動力的拾取移動單元132a、132b。因此，晶粒黏貼裝置或黏晶機100的晶粒傳送模組130被配置為同側轉移，可僅具有晶粒結合單元（圖4A及圖4B)；而晶粒黏貼裝置或黏晶機100的晶粒傳送模組130被配置為相對側轉移，則具有翻轉單元和晶粒結合單元（圖5A和圖5B）。
根據各種實施例，在配置用於同側轉移的晶粒黏貼裝置或黏晶機100的晶粒傳送模組130中（圖4A和圖4B），晶粒傳送模組130可以包括晶粒結合單元（die attach unit）；其中，晶粒結合單元可具有圍繞其旋轉軸線135a分佈的兩個或多個接合頭，均可繞晶粒結合單元旋轉軸線135a旋轉，當兩個或更多個接合頭圍繞晶粒附接單元的旋轉軸線135a旋轉時，可將多個晶粒104依次黏貼於載板106。
根據各種實施例，在配置用於相對側轉移的晶粒黏貼裝置或黏晶機100的晶粒傳送模組130中（圖5A和圖5B），翻轉單元和晶粒結合單元可從晶圓供給單元120至載板支撐單元110串聯佈置；由此，翻轉單元可以在晶圓供給單元120和晶粒結合單元之間，而晶粒結合單元則在翻轉單元和載板支撐單元110之間。相應地，在用於相對側轉移的晶粒黏貼裝置或黏晶機100的晶粒傳送模組130中，晶粒傳送模組130可具有翻轉單元，且翻轉單元具有兩個或多個圍繞著旋轉軸線135a分佈的拾取頭134a，以可圍繞翻轉單元的旋轉軸線135a旋轉，從切割晶圓102上依次拾取多個晶粒104，然後將多個晶粒104分別傳送至兩個或多個結合頭，當兩個或更多個拾取頭134a圍繞翻轉單元的旋轉軸線135a旋轉時。此外，晶粒傳送模組130可具有晶粒結合單元，晶粒結合單元可具有兩個或更多圍繞晶粒結合單元的旋轉軸線135b分佈的結合頭，其可圍繞晶粒結合單元的旋轉軸線135b進行旋轉；當圍繞晶粒結合單元的旋轉軸線135b進行旋轉時，晶粒結合單元將多個晶粒104依次分別黏貼至載板106之上。
參考圖4A至圖5B，根據各種實施例，感測設備150可以包括晶粒拾取感測裝置152和晶粒放置感測裝置154。根據各種實施例，晶粒拾取感測裝置152可包括至少一個感測器152a來確定晶粒104相對於預定拾取定位處的位置，以控制晶圓供給單元120沿晶圓移動平面128的移動以將晶粒104對準預定拾取定位處。根據各種實施例，預定拾取定位處可與晶粒傳送模組130的拾取移動單元132a的拾取頭134a的拾取位置131a相重合或重疊。因此，晶粒拾取感測裝置152可為移動晶圓供給單元120提供回饋，以將晶粒104移動到預定拾取定位處而由晶粒傳送模組130拾取。根據各種實施例，晶粒放置感測裝置154可包括至少一個感測器154a，以確定由晶粒傳送模組130拾取的晶粒104，相對於由載板支撐單元110所保持的載板106上的目標放置定位處的位置，用於控制載板支撐單元110的移動來移動載板106，以及控制晶粒傳送模組130的移動而進行晶粒104和承載板106之間的相對移動，從而對準載板106上的目標放置定位處和晶粒104，從而使晶粒傳送模組130將晶粒104放置在載板106上，並將晶粒104黏貼於載板106之上。因此，晶粒放置感測裝置154可提供回饋，從而透過晶粒傳送模組130移動晶粒104，並通過載板支撐單元110移動晶粒104，以使晶粒104和載板上106上的目標放置定位處，從而將晶粒104放置並黏貼於載體106之上。根據各種實施例，感測器152a、154a可以包括但不限於視覺感測器、相機、光電感測器、雷射感測器、線感測器、位移感測器、輪廓感測器等。
參考圖4A至圖5B，根據各種實施例，晶粒黏貼裝置或黏晶機100可具有頂出器160。根據各種實施例，頂出器160可以設置在晶圓供給單元120的遠離晶粒傳送模組130的一側。因此，晶圓供給單元120可以在頂出器160和晶粒傳送模組130之間。根據各種實施例，頂出器160可以在切割晶圓102的切割帶側102b。因此，頂出器160從切割晶圓102的切割帶側102b快速彈出，並接觸切割晶圓102的切割帶105，以將晶粒104從切割帶105上彈出。根據各種實施例，頂出器160可以包括頂出頭162。根據各種實施例，頂出頭162可以在實質上垂直於切割晶圓102的切割帶105的方向上延伸。根據各種實施例，頂出器160的頂出頭162可延伸到晶粒104的預定拾取定位處。因此，由於拾取移動單元132a的拾取位置131a與晶粒104的預定拾取定位處相對準，頂出器160的頂出頭162可以與拾取移動單元132a的拾取位置131a對準。根據各種實施例，頂出器160的頂出頭162可操作以從切割晶圓102的切割帶側102b接觸切割晶圓102的切割帶105，將位於切割晶圓102的晶圓側102a的晶粒104從其預定拾取定位處，朝向位於拾取位置131a的拾取頭134a，以便由拾取移動單元132a的拾取頭134a來拾取晶粒104。因此，頂出器160的頂出頭162和拾取移動單元132a的拾取頭134a可以協同操作，以從切割晶圓102的晶圓側102a拾取晶粒104。
圖6A到圖6F示出了使用晶粒黏貼裝置或黏晶機100晶粒黏貼工藝。在圖6A到圖6F中，晶粒黏貼裝置或黏晶機100的晶粒傳送模組130具有第一拾取移動單元132a和第二拾取移動單元132b。第一拾取移動單元132a和第二拾取移動單元132b均具有彼此直接相對的兩個拾取頭134a、134a-1、134b、134b-1。此外，感測設備150具有晶粒拾取感測裝置152和晶粒放置感測裝置154，前者具有感測器152a；而後者具有第一感測器154a、第二感測器154b和第三感測器154c。
參考圖6A，根據各種實施例，晶粒黏貼工藝可以從材料裝載開始。在材料裝載期間，可以將切割晶圓102裝載到晶圓供給單元120，可以檢查切割晶圓102的條碼，可以下載切割晶圓102的晶圓圖，並且可以參考晶圓中心和第一晶粒104。隨後，移動晶圓供給單元120從而移動切割晶圓102，將第一晶粒104對準預定拾取定位處，並與頂出器160的頂出頭162對準。因此，第一晶粒104的中心可校準，與頂出器160的頂出頭162的中心相交或重合。此外，載板106可以移動到位，以等待第一晶粒104黏貼到載板106的黏貼表面106a。
參考圖6B，根據各種實施例，晶粒黏貼工藝可以透過頂出器160的頂出頭162頂出第一晶粒104，並由第一拾取移動單元132a的拾取頭134a來拾取第一晶粒104（或翻轉單元（flip unit）或稱為翻轉器（flipper））。第一拾取移動單元132a的拾取頭134a可繞旋轉軸線135a旋轉，以沿著彎曲路徑136a移動載有第一晶粒104的拾取頭134a。根據各種實施例，晶粒拾取感測裝置152的感測器152a可以指向切割晶圓102的晶圓側102a，用於檢測切割晶圓102上的晶粒104。根據各種實施例，晶粒拾取感測裝置152的感測器152a可以是照相機（或稱為晶片照相機）。因此，相機（即感測器152a）可以指向切割晶圓102的晶圓側102a以在預定拾取定位處捕捉切割晶圓102的圖像。根據各種實施例，當第一拾取移動單元132a的拾取頭134a旋轉使拾取頭134a位於相機（即感測器152a）的視野之外時，晶圓供給單元120可進行移動以移動切割晶圓102，從而將下一個晶粒104-1對準到預定拾取定位處。然後，照相機（即感測器152a）可以捕捉下一個晶粒104-1的圖像，並且在被拾取之前驗證下一個晶粒104-1的位置。如果下一個晶粒104-1的位置與預定拾取定位處（或頂出器160的頂出頭162的中心）未對準，則可以移動晶圓供給單元120以移動切割晶圓102以進行校正，以調整下一個晶粒104-1使其與預定拾取定位處對齊。
參考圖6C，根據各種實施例，晶粒黏貼工藝繼續，第一晶粒104被轉移到第二拾取移動單元132b（或晶粒結合單元（die attach unit）），或反翻轉單元（unflip module）的拾取頭134b。當第一拾取移動單元132a的拾取頭134a將第一晶粒104傳送至第二拾取移動單元132b的拾取頭134b時，第一拾取移動單元132b的另一拾取頭134a-1可拾起下一個晶粒104-1。類似地，頂出器160的頂出頭162可以在第一拾取移動單元132a的另一個拾取頭134a-1拾取下一個晶粒104-1時頂出下一個晶粒104-1。
參考圖6D，根據各種實施例，在第一拾取移動單元132a的另一個拾取頭134a-1拾取下一個晶粒104-1之後，第一拾取移動單元132a可以重複旋轉第一拾取移動單元132a，用於旋轉第一拾取移動單元132a的另一個拾取頭134a-1使其位於相機（即感測器152a）的視野之外。然後，可以再次移動晶圓供給單元120，以移動切割晶圓102將另一個晶粒104-2對準預定拾取定位處。照相機（即感測器152a）隨即可以捕捉另一個晶粒104-2的圖像，並且在被拾取之前驗證另一個晶粒104-2的位置。如果另一個晶粒104-2的位置與預定拾取定位處（或頂出器160的頂出頭162的中心）未對準，則晶圓供給單元120可再次移動，以便移動切割晶圓102進行校正，以調整另一個晶粒104-2使其與預定拾取定位處對準。
同時，根據各種實施例，載有第一晶粒104的第二拾取移動單元132b的拾取頭134b可以圍繞旋轉軸線135b旋轉。根據各種實施例，晶粒放置感測裝置154的第一感測器154a可以是第一相機（或第一晶粒相機154a-1），晶粒放置感測裝置154的第二感測器154b可以是第二相機（或第二晶粒相機154b-1），以及第三感測器154c可以是第三相機（或面板相機154c-1）。載有第一晶粒104的第二拾取移動單元132b的拾取頭134b可旋轉至預設角度，以對準第一相機（即第一感測器154a)。第一相機可以在動態或靜態位置捕捉第一晶粒104的圖像。當第一相機拍攝第一晶粒104的圖像時，第三相機（即第三感測器154c）可拍攝載板106的黏貼表面106a的圖像，以獲取載板106上第一晶粒104的目標放置定位處。第三相機拍攝的樣本圖像199如圖6D所示。根據各種實施例，目標放置定位處（或結合位置）可由一組四個點（或孔）進行標記或表示。根據各種實施例，由第三相機（即第三感測器154c）捕獲的載板位置資料和由第一相機（即第一感測器154a）捕獲的晶粒位置資料可由控制器處理以計算相對偏移。根據各種實施例，可以執行校正以實現將第一晶粒104定向到目標放置定位處。根據各種實施例，校正可以透過載板支撐單元110在載板106上執行，或者透過第二拾取移動單元132b的拾取頭134b在第一晶粒104上執行，或者兩者兼有。例如，根據各種實施例，第一晶粒104的取向或角度校正可以由第二拾取移動單元132b的拾取頭134b執行，並且位置校正可以通過載板支撐單元110移動載板106來執行。
參考圖6E，根據各種實施例，然後可以旋轉第二拾取移動單元132b的拾取頭134b以將第一晶粒104對準目標放置定位處。接著，第二拾取移動單元132b的拾取頭134b可將第一晶粒104放置於載板106的黏貼表面106a上，並將第一晶粒104推向載板106的黏貼表面106a以將第一晶粒104黏貼到載板106之上。同時，可以旋轉第一拾取移動單元132a，使載有下一個晶粒104-1的第一拾取移動單元132a的另一個拾取頭134a-1可以與第二拾取移動單元132b-1的另一個拾取頭134b對齊。因此，下一個晶粒104-1可以從第一拾取移動單元132a的另一個拾取頭134a-1轉移到第二拾取移動單元132b的另一個拾取頭134b-1。同時，第一拾取移動單元132a的拾取頭134a可以從切割晶圓102拾取另一個的晶粒104-2。
參考圖6F，根據各種實施例，在第一晶粒104黏貼到載板106之後，下一個晶粒104-1被轉移到第二拾取移動單元132b的另一個拾取頭134b-1，且另一個晶粒104-2被第一拾取移動單元132a的拾取頭134a拾取，第一拾取移動單元132a可重複旋轉其拾取頭134以落於相機（即感測器152a）的視野之外，並且第二拾取移動單元132b可以重複旋轉，使其另一個拾取頭134b-1以與第二相機（即第二感測器 154b）對齊。當第一拾取移動單元132a與第二拾取移動單元132b旋轉時，第三相機（即第三感測器154c）可捕捉黏貼在載板106上的第一晶粒104的圖像以執行黏貼後檢查，用於測量第一晶粒104相對於載板106上的目標放置定位處的黏貼位置。用於黏貼後檢查的第三相機捕獲的樣本圖像198也在圖6F中示出。根據各種實施例，當多個晶粒104被黏貼到載板106時，可以執行黏貼後檢查。因此，可以在對整個載板106完成晶粒黏貼之前即執行黏貼後檢查。因此，與僅在對整個載板106進行晶粒黏貼之後才進行黏貼後檢查的傳統方法相比，本公開可以在對整個載板106完成晶粒黏貼之前即檢測到不準確或任何其他缺陷。
根據各種實施例，第一拾取移動單元132a和第二拾取移動單元132b中的兩個拾取頭134a、134a-1、134b、134b-1可具有往復式配置（reciprocating configuration）的優點。根據各種實施例，第一拾取移動單元132a和第二拾取移動單元132b中的任一可以在順時針和逆時針旋轉之間交替。以此方式，用於第一拾取移動單元132a和第二拾取移動單元中的任一拾取頭134a、134a-1、134b、134b-1的電纜（或電線）和/或真空管不能連續轉動。此外，拾取頭134a、134a-1、134b、134b-1的管理和資料跟蹤可以更簡單。根據各種實施例，更多數量拾取頭134a、134a-1、134b、134b-1可以實現更高產能。根據各種實施例，更多數量的拾取頭134a、134a-1、134b、134b-1還可以允許在靜止位置捕獲晶粒104的圖像。
根據各種實施例，在第一晶粒104成功地黏貼到載板106，並且第二拾取移動單元132b被旋轉以將其拾取頭134b移動到第三相機（即第三感測器 154c）的視野之外；第三相機（即第三感測器154c）捕捉下一個晶粒104-1的目標放置定位處的圖像並且發送資料用於計算相對於下一個晶粒104-1的偏移，再移動載板支撐單元110，以開始將下一個晶粒104-1的目標放置定位處移動到位。同時，偏移值可以動態地更新到載板支撐單元110，使載板支撐單元110可以在其將下一個晶粒104-1的目標放置定位處移動到位時連續移動以進行偏移校正，由此載板106可以移動到下一個晶粒104-1的目標放置定位處，並且在一次移動中即進行偏移校正。
根據各種實施例，在第一晶粒104成功地黏貼到載板106，並且第二拾取移動單元132b被旋轉以將其拾取頭134b移動到從第三相機（即第三感測器154c）的視野之外，第三相機（即第三感測器154c）可以捕獲下一個晶粒104-1的目標放置定位處的圖像，並發送資料用於計算相對於下一個晶粒104-1 的偏移量。載板支撐單元110可先等待接收到校正資訊，然後再移動載板106以將下一個晶粒104-1的目標放置定位處移動到位，及將偏移校正包括移動之中。
根據各種實施例，在第一晶粒104成功地黏貼到載板106，並且第二拾取移動單元132b被旋轉以將其拾取頭134b移動到第三相機（即，第三感測器154c）的視場之外，可移動載板支撐單元110以開始將用於下一個晶粒104-1的目標放置定位處移動到位。在載板支撐單元110完成移動後，第三相機（即第三感測器154c）可以捕獲下一個晶粒104-1的目標放置定位處的圖像，並發送資料用於計算該位置相對於下一個晶粒104-1的偏移量。載板支撐單元110可在再次移動載板106以執行偏移之前等待接收校正資訊。因此，移動載板106以將下一個晶粒104-1的目標放置定位處移動到位和移動載板106以進行偏移校正可以是兩種不同的移動。
根據各種實施例，第一拾取移動單元132a可以包括多於兩個的拾取頭134a。類似地，根據各種實施例，第二拾取移動單元132b可以包括多於兩個的拾取頭134b。例如，第一拾取移動單元132a可包括四個或六個或八個拾取頭134a和/或第二拾取移動單元132b可包括四個或六個或八個拾取頭134b。
根據各種實施例，當第二拾取移動單元132b具有等角度相間隔開的四個拾取頭134a時，晶粒放置感測裝置154的第一相機（即第一感測器154a）和第二相機（即第二感測器154b）可以相對於第二拾取移動單元132b與其結合位置成90°角間隔開。因此，當第一晶粒104被黏貼到載板106時，晶粒放置感測裝置154的第一相機（即第一感測器154a）和第二相機（即第二感測器154b）可以捕獲下一個晶粒104-1的圖像。同時，當晶粒放置感測裝置154的第三相機（即第三感測器154c）正在捕捉第一晶粒104的圖像以用於黏貼後檢查時，下一個晶粒104-1的目標放置定位處也可見，因此可以被成像和測量（用於黏貼前檢查）。在晶粒位置資料和麵板位置資料都可用的情況下，可以在第一晶粒104被黏貼到載板106時，為下一個晶粒104-1執行偏移計算。
根據各種實施例，作為變型，如果用於捕獲其位置資料的後續晶粒尚不可見，則晶粒放置感測裝置154的第三相機（即第三感測器154c）可前瞻幾個目標放置定位處並將資訊存儲在記憶體中以供後續偏移計算。根據各種實施例，如果已黏貼第一晶粒104仍然可見，則可以在載板支撐單元110已經移動載板106以將下一個晶粒104-1的目標放置定位處移動到位之後，透過晶粒放置感測裝置154的第三相機（即第三感測器154c）進行黏貼後檢查。根據各種實施例，可以在載板支撐單元110已移動載板106幾次之後，執行黏貼後檢查，直到已黏貼第一晶粒104的清晰視圖可以被晶粒放置感測裝置154的第三相機（即第三感測器154c )捕捉。
圖7A示出了晶粒黏貼裝置或黏晶機的示意性俯視圖。圖7B示出了圖7A中的晶粒黏貼裝置或黏晶機的示意性側視圖。在圖7A和圖7B中，晶粒黏貼裝置或黏晶機100的晶粒傳送模組130包括具有兩個拾取頭134a的第一拾取移動單元132a和具有八個拾取頭134b的第二拾取移動單元132b，其同樣均勻分佈在第二拾取移動單元132b的周圍。此外，感測設備150在圖中包括具有一個感測器152a的晶粒拾取感測裝置152和具有第一感測器154a、第二感測器154b和第三感測器154c的晶粒放置感測裝置154。如圖7A和7B所示的感測設備150的佈置與圖6A到圖6F中所示的佈置不同。根據各種實施例，晶粒拾取感測裝置152的感測器152a可以是相機（或晶片照相機）。因此，相機（即感測器152a）可以指向切割晶圓102的晶圓側102a以在預定拾取定位處捕捉切割晶圓102的圖像。根據各種實施例，晶粒放置感測裝置154的第一感測器154a可以是第一相機（或第一晶粒相機），晶粒放置感測裝置154的第二感測器154b可以是第二相機（或第一面板）相機），且第三感測器154c可以是第三相機（或第二面板相機）。第一相機（即第一感測器154a）可用於捕捉晶粒104的圖像。第二相機（即第二感測器154b）和第三相機（即第三感測器154c）可用於捕捉載板106的黏貼表面106a的圖像，從而捕捉目標放置定位處。如圖7A和圖7B所示，第二相機（即第二感測器154b）和第三相機（即第三感測器154c）可以並排佈置。如圖7B所示，根據各種實施例，晶粒拾取感測裝置152的相機（即感測器152a）以及第一相機（即第一感測器154a）、第二相機（即第二感測器154b）和第三相機（即第三感測器154c）可以設置在第二拾取移動單元132b上方。此外，根據各種實施例，第一拾取移動單元132a可以被向下懸掛，並且第二拾取移動單元132b可以被向上支撐。
圖8A示出了晶粒黏貼裝置或黏晶機的示意性俯視圖。圖8B示出了圖7中的晶粒黏貼裝置或黏晶機的示意性側視圖。在圖8A和圖8B中的晶粒放置感測裝置154的佈置與其在圖7A和圖7B中的佈置不同之處在於，晶粒放置感測裝置154的第二相機（即第二感測器154b）和第三相機（即第三感測器154c）可以堆疊佈置佈置，即一個在另一個之上。
圖9A至圖9E示出了使用如圖7A和圖7B中的晶粒黏貼裝置或黏晶機的晶粒黏貼工藝的示意性俯視圖。
參考圖9A，根據各種實施例，晶粒黏貼工藝可以從材料載入開始。在材料裝載期間，可以將切割晶圓102裝載到晶圓供給單元120，可以檢查切割晶圓102的條碼，可以下載切割晶圓102的晶圓圖，並且可以參考晶圓中心和第一晶粒104。隨後，移動晶圓供給單元120從而移動切割晶圓102，將第一晶粒104對準預定拾取定位處，並與頂出器160的頂出頭162對準。因此，第一晶粒104的中心可校準，與頂出器160的頂出頭162的中心相交或重合。此外，載板106可以移動到位，以等待第一晶粒104黏貼到載板106的黏貼表面106a。
參考圖9B，根據各種實施例，晶粒黏貼工藝可以透過頂出器160的頂出頭162頂出第一晶粒104，並由第一拾取移動單元132a的拾取頭134a來拾取第一晶粒104（或翻轉單元（flip unit）或稱為翻轉器（flipper））。第一拾取移動單元132a的拾取頭134a可繞旋轉軸線135a旋轉，以沿著彎曲路徑136a移動載有第一晶粒104的拾取頭134a。根據各種實施例，晶粒拾取感測裝置152的晶片相機（即感測器152a）可以指向切割晶圓102的晶圓側102a以用於檢測切割晶圓102上的晶粒104。因此，相機（即感測器152a）可以在預定拾取定位處捕捉切割晶圓102的圖像。根據各種實施例，第二拾取移動單元132a的拾取頭134b可以旋轉，使得拾取頭134b處於相機（即感測器152a）的視野之外。根據各種實施例，可以移動晶圓供給單元120以移動切割晶圓102，從而將下一個晶粒104-1對準到預定拾取定位處。然後，照相機（即，感測器152a）可以捕捉下一個晶粒104-1的圖像，並且在下一個晶粒104-1被拾取之前驗證其位置。如果下一個晶粒 104-1 的位置與預定拾取定位處（或頂出器 160的頂出頭 162 的中心）未對準，則可以移動晶圓供給單元120以移動切割晶圓102進行校正，以調整下一個晶粒 104-1 以與預定拾取定位處對齊。
參考圖9C，根據各種實施例，晶粒黏貼工藝可以隨著第一晶粒104被轉移到第二拾取移動單元132b（或晶粒結合單元（die attach unit），或反翻轉單元（unflip module））的拾取頭134b而繼續。當第一拾取移動單元132a的拾取頭134a將第一晶粒104傳送至第二拾取移動單元132b的拾取頭134b時，第一拾取移動單元132a的另一拾取頭134a-1可以拾起下一個晶粒104-1。類似地，頂出器160的頂出頭162可以在第一拾取移動單元132a的另一個拾取頭134a-1拾取下一個晶粒104-1時頂出下一個晶粒104-1。當第一晶粒104被傳送給第二拾取移動單元132b的拾取頭134b時，晶粒放置感測裝置154的第二相機（即第二感測器154b）和第三相機（即第三感測器154c）可以捕捉載板106的黏貼表面106a的圖像，以捕捉第一晶粒104在載板106上的目標放置定位處。圖9C中，捕獲的樣本圖像為199。根據各種實施例，目標放置定位處（或黏貼位置）可由一組四個點（或孔）標記或表示。根據各種實施例，載板位置資料可由第二相機（即第二感測器154b）和第三相機（即第三感測器154c）捕捉。
參考圖9D，根據各種實施例，第一拾取移動單元132a可以重複拾取晶粒104，晶圓供給單元120可以重複將晶粒104對準預定拾取定位處，並且第一拾取移動單元132a可以重複將晶粒104傳送到第二拾取移動單元132b。第二拾取移動單元132b可將晶粒104旋轉至預設角度以對準第一相機（即第一感測器154a)，以使第一相機以動態方式或靜態位置獲取晶粒104的圖像。
參考圖9E，根據各種實施例，由第二相機（即第二感測器154b）和第三相機（即第三感測器154c）捕獲的載板位置資料，以及由第一相機（即第一感測器154a）捕獲的晶粒位置資料可由控制器處理以計算相對偏移。根據各種實施例，可以執行校正以實現將晶粒104的放置到載板106上的目標放置定位處。根據各種實施例，校正可由載板支撐單元110在載板106上進行，也可由第二拾取移動單元132b的拾取頭134b在晶粒104上進行，或兩者兼有。例如，根據各種實施例，第一晶粒104的取向或角度校正可以由第二拾取移動單元132b的拾取頭134b執行，並且位置校正可以通過載板支撐單元110而移動載板106來執行。根據各種實施例，第二拾取移動單元132b可以分別將多個晶粒104旋轉到目標放置定位處。隨後，第二拾取移動單元132b可分別將多個晶粒104放置並黏貼至載板106的黏貼表面106a上。
圖10A示出了用於晶粒黏貼裝置或黏晶機的雙晶圓交換設備（或雙晶圓交換站）的示意性前視圖。根據各種實施例，雙晶圓交換設備可以包括第一晶圓供給單元120和第二晶圓供給單元120-1。根據各種實施例，第一晶圓供給單元120和第二晶圓供給單元120-1可以獨立地移動。根據各種實施例，第一晶圓供給單元120和第二晶圓供給單元120-1中均可安裝或裝配到獨立的雙軸笛卡爾運動機構126、126-1。根據各種實施例，兩個雙軸笛卡爾運動機構126、126-1中均可各自具有彼此垂直佈置的兩個連桿（或梁）126a、126b、126a-1。根據各種實施例，線性致動器可耦合到每個連桿126a、126a-1、126b，從而致動相應的晶圓供給單元120、120-1，以此沿著相應的第一連桿126a、126a-1的縱軸（例如獨立的Z軸）而線性移動，並致動相應的第一連桿126a、126a-1，以沿著共同的第二連桿126b的縱軸（例如共同的X軸）而線性移動。因此，用於第一晶圓供給單元120和第二晶圓供給單元120-1的雙軸笛卡爾運動機構126、126-1可以共用共同的第二連桿126b。如此一來，第一晶圓供給單元120與第二晶圓供給單元120-1可互換，使得其中一個在進行晶粒黏貼操作時，另一個可處於待機狀態或進行裝載和準備。根據各種實施例，頂出器160可以沿著共同的第二連桿126b固定，使得第一晶圓供給單元120或第二晶圓供給單元120-1可以移動到頂出器160的位置以進行晶粒黏貼操作。
根據各種實施例，第一晶圓供給單元120和第二晶圓供給單元120-1均可被操作，以圍繞其中心而旋轉切割晶圓102。因此，切割晶圓102可以分別圍繞穿過各個切割晶圓102的中心並垂直於切割晶圓102的相應旋轉軸而旋轉。
根據各種實施例，第一晶圓供給單元120和第二晶圓供給單元120-1均可具有用於拉伸切割帶105的晶圓拉伸器124（例如，參見圖11A至圖11B），從而方便切割晶圓102透過頂出器 160而頂出。
根據各種實施例，具有至少一個感測器152a（例如相機)的晶粒拾取感測裝置152可以為第一晶圓供給單元120和/或第二晶圓供給單元120-1提供回饋而執行以下操作，包括但不限於：找到晶粒104的中心、確定晶粒104的取向、定位參考晶粒104、定位第一晶粒104和匹配晶圓圖。
圖10B示出了圖10A中雙晶圓交換設備的第一晶圓供給單元的示意性側視圖，其可操作而進行晶粒黏貼工藝。圖10C示出了圖10A的雙晶圓交換設備的第二晶圓供給單元的示意性側視圖，其可操作而進行晶粒黏貼工藝。如圖10B所示，根據各種實施例，當第一晶圓供給單元120正在用於晶粒黏貼工藝時，第二晶圓供給單元120-1可能正在進行裝載和準備。根據各種實施例，第二晶圓供給單元120-1可以進行晶圓102的裝載、條碼的掃描、晶片圖的下載、切割晶圓102的切割帶105的拉伸、參考晶粒104的定位、第一個晶粒104定位，並處於待命狀態。如圖10C所示，根據各種實施例，在第一晶圓供給單元120已經完成晶粒黏貼工藝之後，第二晶圓供給單元120-1可以與第一晶圓供給單元120互換。此時，第一晶圓供給單元120可以進行裝載和準備。根據各種實施例，第二晶圓供給單元120-1可以開始晶粒黏貼工藝，並且第一晶圓供給單元120可以繼續裝載切割晶圓102、掃描條碼、下載晶片圖、拉伸切割晶圓102的切割帶105，定位參考晶粒104，定位第一晶粒104，並處於待命狀態。
根據各種實施例，用於晶粒黏貼裝置或黏晶機100的雙晶圓交換設備（或雙晶圓交換站）可以大大減少晶圓交換期間造成的時間損失。因此，當第一晶圓供給單元120正在工作或運行時，可以裝載和準備第二晶圓供給單元120-1。在第二晶圓供給單元120-1被裝載並準備好之後，在從第一晶圓供給單元120上拾取所晶粒104之後，第二晶圓供給單元120-1可以被置於與第一晶圓供給單元120相交換的待機狀態。因此，晶粒黏貼操作可以最少停頓而快速繼續。
圖11A至圖11C示出了將切割晶圓裝配到晶圓供給單元的晶圓架的一系列示意圖。圖11D示出了圖11C的示意性側截面。根據各種實施例，晶圓供給單元120的晶圓架122可以包括晶圓拉伸器124。根據各種實施例，晶圓拉伸器124可以包括內環124a和外環124b。根據各種實施例，切割晶圓102可以放置在內環124a之上，使得切割晶圓102的切割帶105可以擱置在內環124a上，切割帶105的背襯面（backing surface）鄰接內環124a，並且切割晶圓102的晶圓側102a（即多個晶粒104）可以遠離內環124a（例如，參見圖11B）。隨後，晶圓拉伸器124的外環124b可以放置在切割晶圓102之上，使得外環124b可以鄰接切割帶105的粘性面（與背襯面相對），多個晶粒在該粘性面上貼附、對準內環124a，並且配置成圍繞內環124a，其中切割帶105向後拉伸而遠離切割晶圓102的晶圓側102a。根據各種實施例，透過晶圓拉伸器124拉伸切割帶105，多個晶粒104之間的鋸線（saw lines）可以變松，並且切割帶105的拉伸狀態可使從切割帶105處拾起晶粒104更加容易，當晶粒傳送模組130從切割晶圓102拾取晶粒104時。
參考圖11C，晶圓供給單元120的晶圓架122可以包括一個或多個止動器（stoppers）125，用於將晶圓拉伸器124的外環124b保持在適當位置，從而將切割晶圓102保持於晶圓供給單元120之上。例如，根據各種實施例，晶圓供給單元120的晶圓架122可以包括三個止動器125，用於鄰接外環124b的兩個相對的橫向側和底側。以此方式，切割晶圓102的多個晶粒104可從切割晶圓102的晶圓側102a完全暴露，並且位於內環124a內的切割帶105的一部分可被頂出器160接近，從而將晶粒頂出（例如，參見圖11D）。
圖12示出了晶粒黏貼裝置或黏晶機100的示意性側視圖。如圖12所示，晶圓供給單元120和載板支撐單元110均可以相對於地面（或表面109)）的水平佈置和垂直佈置之間旋轉。根據各種實施例，晶圓供給單元120和載板支撐單元110均可由致動機構致動，包括但不限於液壓致動器、氣動致動器、電動致動器或機械致動器，用於從橫向配置旋轉到縱向配置。根據各種實施例，在水平佈置中，切割晶圓102可以被裝載到晶圓供給單元120上，並且載板106可以被裝載到載板支撐單元110上。根據各種實施例，分別裝載切割晶圓102和載板106後，晶圓供給單元120和載板106可操作以從水平佈置豎立到垂直佈置。根據各種實施例，晶圓供給單元120和載板106還可操作以在垂直佈置中將切割晶圓102和載板106彼此對準。
圖13A示出了晶圓直立設備170的示意性側視圖，可將晶粒黏貼裝置或黏晶機100的晶圓供給單元120保持在水平佈置。圖13B示出了圖13A中的晶圓直立設備170的示意性側視圖，可將晶粒黏貼裝置或黏晶機100的晶圓供給單元120保持在垂直佈置。根據各種實施例，晶圓直立設備170可包括垂直支撐件172。根據各種實施例，晶圓供給單元120可旋轉地耦合到垂直支撐件172。例如，晶圓供給單元120可旋轉地耦合到垂直支撐件172的末端172a。根據各種實施例，晶圓直立設備170可以包括線性致動器174和將線性致動器174互連到晶圓供給單元120的連接件176。根據各種實施例，連接件176的第一端176a可旋轉地耦合到線性致動器174的可伸縮端174a，並且連接件176的第二端176b可旋轉地耦合至晶圓供給單元120。根據各種實施例，線性致動器174、連接件176、晶圓供給單元120和垂直支撐件172可如此連接：當線性致動器174延伸時，晶圓供給單元120處於水平佈置；而當線性致動器174縮回時，晶圓供給單元120處於垂直佈置。因此，晶圓供給單元120可透過操作線性致動器174分別伸出或縮回，而在水平佈置與垂直佈置之間轉變。例如，根據各種實施例，線性致動器174可以是具有第一進氣口174b和第二進氣口174c的氣動致動器。根據各種實施例，來自外部壓縮機的空氣壓力可被供應到第一進氣口174b，以用於移動氣動致動器的內部活塞而延伸線性致動器174的可伸縮端174a。根據各種實施例，來自外部壓縮機的壓力可被供應到第二進氣口174c，以用於移動氣動致動器的內部活塞而縮回線性致動器174的可伸縮端174a。因此，氣動致動器可被操作透過向第一進氣口174b或第二進氣口174c供應空氣來延伸或縮回可伸縮端174a。
圖14A示出了載板直立設備180的示意性側視圖，可將晶粒黏貼裝置或黏晶機的100載板支撐單元110保持在水平佈置。圖14B示出了圖14A中的載板直立設備180的示意性側視圖，可將晶粒黏貼裝置或黏晶機100的載板直立設備180保持在垂直佈置。根據各種實施例，載板直立設備180可以包括支撐架182。例如，支撐架182可以是箱形結構。根據各種實施例，載板支撐單元110可旋轉地耦合到支撐架182。例如，載板支撐單元110可旋轉地連接到支撐架182的頂部邊緣182a。根據各種實施例，載板直立設備180可以具有線性致動器184和將線性致動器184連接到載板支撐單元110的連接件186。根據各種實施例，連接件186的第一端186a可旋轉連接到線性致動器184的可伸縮端184a；而連接件186的第二端186b可旋轉地連接到載板支撐單元110。根據各種實施例，線性致動器184、連接件186、載板支撐單元110和支撐架182可如此連接：當線性致動器184延伸時，載板支撐單元110處於水平佈置；而當線性致動器184縮回時，載板支撐單元110處於垂直佈置。因此，載板支撐單元110可透過操作線性致動器184分別伸出或縮回，而在水平佈置與垂直佈置之間轉變。
參考圖14A和圖14B，還示出了根據各種實施例的晶粒黏貼裝置或黏晶機100的載板支撐單元110的更詳細示例。如圖所示，根據各種實施例，載板支撐單元110的至少一個支撐元件112可具有多個支撐輥（或支撐滾輪（support roller））112a。根據各種實施例，支撐輥112a均可以是圓柱形輥。根據各種實施例，支撐輥112a均可鄰接載板106的背面106b。因此，每個支撐輥112a的圓柱形表面的至少一部分可以鄰接載板106的背面106b。根據各種實施例，與載板106的背面106b而鄰接的多個支撐輥112a的部分，可以限定支撐平面111。根據各種實施例，每個支撐輥112a的旋轉軸線可以平行於支撐平面111。根據各種實施例，多個支撐輥112a的旋轉軸線可以彼此平行。因此，多個支撐輥112a可以沿相同方向旋轉。根據各種實施例，多個支撐輥112a可用作載板106的滾輪輸送裝置（roller conveyor arrangement），使載板106沿著支撐平面111且在多個支撐輥112a上方進行輸送，從而被容易地裝載和卸載，當載板106在多個支撐輥112a上方移動時，面板106將旋轉多個支撐輥112a。根據各種實施例，載板106可如此裝載，使其黏貼表面106a背離多個支撐輥112a。根據各種實施例，多個支撐輥112a可以是排列成一行的平行輥。根據各種實施例，可以有一個或多個由支撐輥112a組成的行。
如圖所示，根據各種實施例，載板支撐單元110的至少一個支撐元件112可具有多個導輥（guide rollers）112b。根據各種實施例，每個導輥112b可具有圍繞圓周的連續環形凹槽（continuous endless groove）和一對凸緣（flange）之間的凹槽輥（groove roller）。根據各種實施例，每個導輥112b可以與多個支撐輥112a相正交。因此，每個導輥112b的旋轉軸線可以垂直於多個支撐輥112a的旋轉軸線。根據各種實施例，多個導輥112b可用於引導載板106的邊緣。根據各種實施例，多個導輥112b可佈置成兩個相間隔的行，用於引導載板106的兩個相對邊緣。根據各種實施例，多個導輥112b的凹槽（groove）可以與多個支撐輥112a與載板106的背面106b相鄰接的部分而對齊，以限定支撐平面111。因此，多個支撐輥112和多個導輥112b可共同限定支撐平面111。
各種實施例已經提供了一種有效且高效的裝置和方法，用於在面板級封裝工藝中將多個晶粒黏貼在載板上。在各種實施例中，透過在切割晶圓102和載板106彼此面對的情況下進行晶粒黏貼，因為晶粒不再需要穿過切割晶圓102和/或載板106的寬度以進行晶粒黏貼，從切割晶圓102到載板106轉移晶粒所需的距離可以最小化。在各種實施例中，透過與垂直於地面的切割晶圓102和載板106進行晶粒黏貼，切割晶圓102和載板106不受任何位於其上方的移動機構的影響。因此，矽粉塵、來自電纜、電纜鏈、潤滑劑等的顆粒和粉塵透過重力落到載板106的表面上的風險被顯著降低甚至消除。
雖然已經參照具體實施例具體地示出和描述了本創作，但是本領域技術人員應當理解，在不脫離本創作的範圍的情況下，可以在其中做出各種改變、修改、形式和細節的變化。因此，本創作的保護範圍由申請專利範圍所界定，並且包括申請專利範圍的文義以及均等範圍所能涵蓋的所有變化。
100:晶粒黏貼裝置/黏晶機
102:晶圓
102a:晶圓側
102b:切割帶側
104:晶粒/晶片
104a:晶粒移動平面
104-1:下一個晶粒
104-2:另一個晶粒
105:切割帶
106:載板
106a:黏貼表面
106b:背面
108:支撐結構
108a:基座支撐面
109:表面
110:載板支撐單元
111:支撐平面
111a:側
112:支撐元件
112a:支撐輥
112b:導輥
114:載板架
116:雙軸笛卡爾運動機構
116a:連桿/第一連桿
116b:連桿/第二連桿
117a:Z軸線性致動器
117b:X軸線性致動器
118:載板移動平面
120:晶圓供給單元
120-1:晶圓供給單元
122:晶圓架
123:預定前向裝載方向
124:晶圓拉伸器
124a:內環
124b:外環
125:止動器
126:雙軸笛卡爾運動機構
126-1:雙軸笛卡爾運動機構
126a:連桿/第一連桿
126a-1:連桿
126b:連桿/第二連桿
128:晶圓移動平面
130:晶粒傳送模組
130a:第一側
130b:第二側
131a:拾取位置
131b:拾取位置
132a:拾取移動單元/第一拾取移動單元
132b:拾取移動單元/第二拾取移動單元
133a:釋放位置
133b:釋放位置
134a:拾取頭/第一拾取頭
134a-1:拾取頭
134b:拾取頭/第二拾取頭
134b-1:拾取頭
135a:旋轉軸線
135b:旋轉軸線
136a:彎曲路徑
136b:彎曲路徑
150:感測設備
152:晶粒拾取感測裝置
152a:感測器
154:晶粒放置感測裝置
154a:第一感測器
154b:第二感測器
154c:第三感測器
154a-1:第一晶粒相機
154b-1:第二晶粒相機
154c-1:面板相機
160:頂出器
162:頂出頭
170:晶圓直立設備
172:垂直支撐件
172a:末端
174:線性致動器
174a:可伸縮端
174b:第一進氣口
174c:第二進氣口
176:連接件
176a:第一端
176b:第二端
180:載板直立設備
182:支撐架
182a:頂部邊緣
184:線性致動器
184a:可伸縮端
186:連接件
186a:第一端
186b:第二端
198:樣本圖像
199:樣本圖像
圖1示出了晶粒黏貼裝置或黏晶機之示意性側視圖。 圖2示出了晶圓供給單元的示意性前視圖，用於沿著一晶圓移動平面而移動晶粒黏貼裝置或黏晶機。 圖3示出了載板支撐單元的示意性後視圖，用於沿著載板移動平面而移動晶粒黏貼裝置或黏晶機。 圖4A示出了被配置為可進行同側轉移的晶粒黏貼裝置或黏晶機的示意性側視圖。 圖4B示出了圖4A中的晶粒黏貼裝置或黏晶機的示意性俯視圖。 圖4C示出了圖4A中的晶粒黏貼裝置或黏晶機的示意性俯視圖，其中切割晶圓和載板相對且保持一角度。 圖5A示出了被配置為可進行異側轉移的晶粒黏貼裝置或黏晶機的示意性側視圖。 圖5B示出了圖5A中的晶粒黏貼裝置或黏晶機的示意性俯視圖。 圖5C示出了圖5A中的晶粒黏貼裝置或黏晶機的示意性俯視圖，其中切割晶圓和載板相對且保持一角度。 圖6A至圖6F示出了使用晶粒黏貼裝置或黏晶機進行晶粒黏貼的工藝。 圖7A示出了晶粒黏貼裝置或黏晶機的示意性俯視圖。 圖7B示出了圖7A中的晶粒黏貼裝置或黏晶機的示意性側視圖。 圖8A示出了晶粒黏貼裝置或黏晶機的示意性俯視圖。 圖8B示出了圖7中的晶粒黏貼裝置或黏晶機的示意性側視圖。 圖9A至圖9E示出了使用如圖7A和圖7B中的晶粒黏貼裝置或黏晶機的晶粒黏貼工藝的示意性俯視圖。 圖10A示出了用於晶粒黏貼裝置或黏晶機的雙晶圓交換設備（或雙晶圓交換站）的示意性前視圖。 圖10B示出了圖10A中雙晶圓交換設備的第一晶圓供給單元的示意性側視圖，其可操作而進行晶粒黏貼工藝。 圖10C示出了圖10A的雙晶圓交換設備的第二晶圓供給單元的示意性側視圖，其可操作而進行晶粒黏貼工藝。 圖11A至圖11C示出了將切割晶圓裝配到晶圓供給單元的晶圓架的一系列示意圖。 圖11D示出了圖11C的示意性側截面。 圖12示出了晶粒黏貼裝置或黏晶機的示意性側視圖。 圖13A示出了晶圓直立設備的示意性側視圖，可將晶粒黏貼裝置或黏晶機的晶圓供給單元保持在水平佈置。 圖13B示出了圖13A中的晶圓直立設備的示意性側視圖，可將晶粒黏貼裝置或黏晶機的晶圓供給單元保持在垂直佈置。 圖14A示出了載板直立設備的示意性側視圖，可將晶粒黏貼裝置或黏晶機的載板支撐單元保持在水平佈置。 圖14B示出了圖14A中的載板直立設備的示意性側視圖，可將晶粒黏貼裝置或黏晶機的載板支撐單元保持在垂直佈置。
100:晶粒黏貼裝置/黏晶機
102:晶圓
102a:晶圓側
102b:切割帶側
104:晶粒/晶片
104a:晶粒移動平面
105:切割帶
106:載板
106a:黏貼表面
106b:背面
108:支撐結構
108a:基座支撐面
109:表面
110:載板支撐單元
111:支撐平面
111a:側
112:支撐元件
114:載板架
118:載板移動平面
120:晶圓供給單元
122:晶圓架
123:預定前向裝載方向
124:晶圓拉伸器
128:晶圓移動平面
130:晶粒傳送模組
130a:第一側
130b:第二側
150:感測設備

Claims (15)

  1. 一種晶粒黏貼裝置，包括：一載板支撐單元，包括：至少一支撐元件，其限定了一支撐平面；以及一支撐架，可操作以將一載板依靠於所述至少一支撐元件，從而將所述載板保持在所述支撐平面的一側，所述載板平行於所述支撐平面；一晶圓供給單元，具有一晶圓架可操作以保持一切割晶圓，以便將所述切割晶圓與所述載板支撐單元的至少一支撐元件所限定的支撐平面相分離，並確定所述切割晶圓的方向，以使其暴露表面朝向所述支撐平面保持所述載板的這一側；以及一個設置在所述載板支撐單元和晶圓供給單元之間的晶粒傳送模組，可操作以從所述晶圓供給單元所保持的切割晶圓上拾取一個晶粒，並將所述晶粒放置在由所述載板支撐單元所保持的載板上，從而將所述晶粒貼合到所述載板上。
  2. 如請求項1所述的晶粒黏貼裝置，其中，所述晶圓供給單元可操作以保持所述切割晶圓，使所述暴露表面基本上平行於由所述載板支撐單元的至少一個支撐元件所限定的支撐平面。
  3. 如請求項2所述的晶粒黏貼裝置，其中，所述晶圓供給單元可沿著一晶圓移動平面移動，其平行於由所述載板支撐單元的至少一個支撐元件所限定的支撐平面。
  4. 如請求項3所述的晶粒黏貼裝置，其中，所述載板支撐單元可沿著一載板移動平面移動，其平行於由所述載板支撐單元的至少一個支撐元件所限定的支撐平面。
  5. 如請求項4所述的晶粒黏貼裝置，更包括：一個晶粒拾取感測裝置，具有至少一個感測器用於確定所述晶粒相對於預定拾取定位處的位置，用於控制所述晶圓供給單元沿著所述晶圓移動平面的移動，以將所述晶粒和所述預定拾取定位處相對準；以及一個晶粒放置感測裝置，具有至少一個感測器用於確定由所述晶粒傳送模組所拾取的晶粒相對於由所述載板支撐單元所保持的載板上的目標放置定位處的位置，用於控制所述載板支撐單元的移動從而移動所述載板，並控制所述晶粒傳送模組的移動從而移動所述晶粒和所述載板的相對位置，用於將所述載板上的目標放置定位處和所述晶粒相對準，使所述晶粒傳送模組可將所述晶粒黏貼於所述載板上。
  6. 如請求項1所述的晶粒黏貼裝置，其中，所述晶粒傳送模組包括一拾取移動單元，所述拾取移動單元具有可在一拾取位置和一釋放位置之間移動的至少一拾取頭；當所述至少一拾取頭位於所述拾取位置時，其朝向由所述晶圓供給單元所保持的切割晶圓，並被對準所述晶粒，用於從所述晶圓供給單元所保持的切割晶圓上拾取所述晶粒；以及當所述至少一拾取頭位於所述釋放位置時，其朝向遠離由所述晶圓供給單元所保持的切割晶圓，並指向由所述載板支撐單元所保持的載板。
  7. 如請求項6所述的晶粒黏貼裝置，其中，當所述至少一拾取頭從所述拾取位置移動至所述釋放位置時，將所述晶粒相對於其在由所述晶圓供給單元所保持的切割晶圓上的原始方位進行翻轉。
  8. 如請求項6所述的晶粒黏貼裝置，其中，當所述至少一拾取頭位於所述釋放位置時，可操作以將所述晶粒推向所述載板支撐單元所保持的載板，以施加接合力而將所述晶粒黏貼至所述載板。
  9. 如請求項6所述的晶粒黏貼裝置，其中，所述至少一拾取頭可圍繞一旋轉軸而旋轉，該旋轉軸平行於由所述載板支撐單元的至少一支撐元件所限定的支撐平面，從而將所述拾取頭沿著一彎曲路徑從所述拾取位置移動和旋轉至所述釋放位置，其中所述拾取位置和所述釋放位置相對於所述旋轉軸的徑向距離相同。
  10. 如請求項1所述的晶粒黏貼裝置，其中所述晶粒傳送模組更包括：一第一拾取移動單元，具有可在一第一拾取位置和一第一釋放位置之間移動的一拾取頭；以及一第二拾取移動單元，具有可在一第二拾取位置和一第二釋放位置之間移動的一拾取頭，其中，所述第一拾取移動單元與所述第二拾取移動單元串聯設置，使所述第一拾取移動單元在其第一拾取位置從所述晶圓供給單元所保持的切割晶圓處拾取所述晶粒，並將所述晶粒移動至其第一釋放位置以將所述晶粒轉移到所述第二拾取移動單元；所述第二拾取移動單元在其第二拾取位置從第一拾取移動單元接收所述晶粒，並將所述晶粒移動至其第二釋放 位置，以將所述晶粒放置在由所述載板支撐單元所保持的載板上，從而將所述晶粒黏貼於所述載板。
  11. 一種用於將切割晶圓上的多個晶粒黏貼到一載板的晶粒黏貼裝置，包括：一支撐結構，具有一基座支撐面，所述基座支撐面位於支撐所述晶粒黏貼裝置的一表面上；一晶圓供給單元，其被配置為將所述切割晶圓直立，使所述切割晶圓的晶圓面相對於所述基座支撐面實質上垂直；一載板支撐單元，具有一載板架，所述載板架被配置為保持所述載板，使所述載板的黏貼表面相對於所述基座支撐面實質上垂直；一晶粒傳送模組，設置在所述晶圓供給單元和所述載板支撐單元之間，其被配置為將所述多個晶粒從所述切割晶圓轉移到所述載板上；以及一視覺系統，用於對所述晶粒黏貼裝置的操作進行觀測，從而提供回饋以控制所述晶圓供給單元、所述載板支撐單元和所述晶粒傳送模組。
  12. 如請求項11所述的晶粒黏貼裝置，其中，所述晶粒傳送模組包括晶粒結合單元，其進一步包括圍繞所述晶粒結合單元的一旋轉軸而分佈的兩個或多個結合頭，其可圍繞所述晶粒結合單元的旋轉軸進行旋轉，隨著所述兩個或多個結合頭圍繞上述晶粒結合單元的旋轉軸而旋轉，可將所述多個晶粒分別依次結合到所述載板上。
  13. 如請求項12所述的晶粒黏貼裝置，其中，所述晶粒傳送模組包括位於所述晶圓供給單元和所述晶粒傳送模組的晶粒結合單元之間的一翻轉單元，所述翻轉單元還包括圍繞其一旋轉軸而分佈的兩個或多 個拾取頭，以圍繞所述翻轉單元的旋轉軸而進行旋轉，從而從所述切割晶圓上依次拾取多個晶粒，再隨著所述兩個或多個拾取頭圍繞所述翻轉單元的旋轉軸而旋轉時，將所述晶粒分別傳送至所述晶粒結合單元的兩個或多個結合頭。
  14. 如請求項12所述的晶粒黏貼裝置，其中，所述視覺系統更包括：一晶圓相機，朝向所述晶圓供給單元，用於確定所述切割晶圓上的多個晶粒相對於所述晶粒傳送模組的一預定拾取定位處的位置；一晶粒相機，相對於所述晶粒結合單元而設置，用於在所述晶粒結合單元的兩個或多個結合頭旋轉透過所述晶粒相機時，來捕捉保持在所述兩個或多個結合頭上的多個晶粒的圖像；以及一載板相機，朝向所述載板支撐單元，用於確定所述載板上的目標放置定位處。
  15. 如請求項11所述的晶粒黏貼裝置，其中，所述晶圓供給單元和所述載板支撐單元被配置為將所述切割晶圓和所述載板相對齊。
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