接合裝置及接合方法
【專利摘要】本發(fā)明提供可靠性高的裸片接合機及接合方法，其能夠正確地將裸片在安裝位置上接合。本發(fā)明中，在進入至相機的拍攝視野的位置上且在從吸附保持裸片的吸附器的吸附器中心位置偏置的位置上，利用安裝用相機來拍攝設(shè)在接合頭上的接合頭基準標記，在安裝位置上，利用安裝用相機來拍攝設(shè)在輸送襯底的輸送路徑的接合頭移動范圍內(nèi)的輸送基準標記，基于輸送基準標記的拍攝結(jié)果和接合頭基準標記的拍攝結(jié)果，來檢測由基于安裝用相機及上述接合頭相對于上述輸送路徑的經(jīng)時間變化而產(chǎn)生的經(jīng)時間位置偏移和經(jīng)時間旋轉(zhuǎn)角偏移所定義的經(jīng)時間姿勢偏移，并確定這三者的相關(guān)位置。
【專利說明】
接合裝置及接合方法
技術(shù)領(lǐng)域
[0001]本發(fā)明涉及接合裝置及接合方法，尤其涉及可靠性高的接合裝置及接合方法。
【背景技術(shù)】
[0002]在將裸片(die)(半導(dǎo)體芯片)搭載在布線襯底或引線框架等的襯底上而組裝封裝體的工序的一部分中，存在從晶圓吸附裸片并將裸片接合在襯底上的裸片接合工序。
[0003]在裸片接合工序中，需要將裸片正確地接合在襯底的接合面上。但是，在襯底面由DAF(裸片貼膜)來接合的情況下，會被加熱到80 °C?160 °C左右的高溫。另外，還會產(chǎn)生來自進行XYZ軸動作的驅(qū)動部的發(fā)熱和環(huán)境溫度變化。因加熱、驅(qū)動部發(fā)熱或者環(huán)境溫度變化，而發(fā)生構(gòu)成部件的錯位等，導(dǎo)致無法將裸片接合在正確位置上。
[0004]作為解決這種問題的現(xiàn)有技術(shù)而具有專利文獻I。專利文獻I的發(fā)明涉及一種將半導(dǎo)體元件搭載在被搭載對象上的半導(dǎo)體制造裝置，其具有:偏移檢測部，其檢測搭載在上述被搭載對象上的所述半導(dǎo)體元件和上述被搭載對象上的搭載目標位置之間的偏移量;和修正電路，其統(tǒng)計處理由上述偏移檢測部檢測的多個偏移量的值，并反饋到上述半導(dǎo)體元件的位置修正計算中。
[0005]現(xiàn)有技術(shù)文獻
[0006]專利文獻
[0007]專利文獻1:日本特開2004-311569號公報
[0008]但是，根據(jù)當(dāng)前的封裝體的小型及薄型化、裸片的薄型化帶來的chipon chip(層疊芯片)的技術(shù)的發(fā)展，對于裸片的接合而需要更高精度的(十幾?幾μπι)定位。由此，除了專利文獻I的課題以外，因輸送襯底的輸送路徑等的熱膨脹，襯底這一側(cè)的接合位置偏移成為問題。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0009]因此，本發(fā)明的目的在于，提供可靠性高的裸片接合機及接合方法，其能夠正確地將裸片接合在安裝位置上。
[0010]本發(fā)明為了實現(xiàn)上述目的，相對于暴露于80°C?160°C左右的高溫并引起襯底的姿勢偏移的輸送路徑，而檢測包含加熱、輻射熱、驅(qū)動部發(fā)熱或者環(huán)境溫度變化導(dǎo)致的自身姿勢偏移在內(nèi)的接合頭、安裝用相機的經(jīng)時間變化的經(jīng)時間姿勢偏移，并確定這三者的相關(guān)位置，提高安裝位置上的定位精度。若列舉其實例則為如下。
[0011]本發(fā)明的接合裝置具有:
[0012]拾取拍攝機構(gòu)，其具有第一拍攝視野；
[0013]載置位置拍攝機構(gòu)，其具有能夠拍攝裸片的載置位置的第二拍攝視野；
[0014]裸片移送工具，其拾取第一拍攝視野內(nèi)的裸片并將裸片載置在第二拍攝視野內(nèi)的載置位置上，并在拾取裸片時能夠在第一拍攝視野內(nèi)拍攝到的位置上且在將裸片載置在載置位置上時能夠在第二拍攝視野內(nèi)拍攝到的位置上具有基準標記；
[0015]第一圖像，其是通過拾取拍攝機構(gòu)來拍攝由裸片移送工具保持的預(yù)定的裸片得到的；
[0016]第二圖像，其是通過拾取拍攝機構(gòu)來拍攝保持有裸片的裸片移送工具所具有的基準標記得到的；
[0017]第三圖像，其是通過載置位置拍攝機構(gòu)來拍攝由裸片移送工具載置的預(yù)定對象的襯底得到的；
[0018]第四圖像，其是通過載置位置拍攝機構(gòu)來拍攝保持有裸片的裸片移送工具所具有的基準標記得到的;和
[0019]修正機構(gòu)，其基于第一圖像、第二圖像、第三圖像及第四圖像來修正裸片移送工具所保持的裸片的載置。
[0020]另外，本發(fā)明的接合方法具有:
[0021]使拾取拍攝機構(gòu)拍攝由裸片移送工具保持的預(yù)定的裸片的第一步驟；
[0022]使拾取拍攝機構(gòu)拍攝保持有裸片的裸片移送工具所具有的基準標記的第二步驟；
[0023]載置裸片且使載置位置拍攝機構(gòu)拍攝預(yù)定的襯底的第三步驟；
[0024]使載置位置拍攝機構(gòu)拍攝保持有裸片的裸片移送工具所具有的基準標記的第四步驟;和
[0025]基于第一步驟、第二步驟、第三步驟及第四步驟來修正裸片移送工具所保持的裸片的載置的步驟。
[0026]這里，裸片移送工具除了包括接合裸片的接合頭以外，還包含從晶圓拾取裸片的拾取頭、在中間載臺與其他任意場所之間移動的頭機構(gòu)。
[0027]另外，拾取拍攝機構(gòu)包含從晶圓拾取裸片的情況下的拍攝機構(gòu)、拾取載置在中間載臺上的裸片時的拍攝機構(gòu)、從保持工具拾取其他裸片的情況下的拍攝機構(gòu)等，簡要來說包含能夠在拾取裸片時進行拍攝的拍攝機構(gòu)。另外，載置位置拍攝機構(gòu)包括將裸片載置在中間載臺上的情況下的拍攝機構(gòu)、將裸片載置在襯底上的情況下的拍攝機構(gòu)等的將裸片載置在移送裸片的對象部分上時進行拍攝的拍攝機構(gòu)。
[0028]另外，載置裸片除了包括將裸片置于對象場所的情況以外，還包括臨時壓接或者正式壓接等的接合行為的任意情況。
[0029]另外，修正機構(gòu)不限于僅基于裸片移送工具的修正，只要是能夠?qū)β闫扑凸ぞ咚３值穆闫妮d置場所進行修正的修正機構(gòu)即可，如下所述，作為修正方法，也可以通過修正裸片移送工具的位置及/或角度來修正裸片的載置場所，也可以通過修正中間載臺的位置及/或角度來修正裸片的載置場所，除此以外，簡要來說只要是能夠修正裸片的載置場所的修正機構(gòu)即可。
[0030]另外，這些修正還如下所述，例如，控制機構(gòu)基于第一圖像內(nèi)的裸片的位置或者方向等以及第二圖像內(nèi)的基準標記的位置或者方向等的關(guān)系，從基準標記推定裸片的位置或者方向等。另外，控制機構(gòu)根據(jù)第三圖像內(nèi)的襯底的位置或者方向等以及第四圖像內(nèi)的基準標記的位置或者方向的關(guān)系，從基準標記的位置、方向推定襯底的位置、方向。而且，還包含控制機構(gòu)以使從基準標記推定的裸片的位置或者方向、與從基準標記推定的襯底的位置或者方向一致的方式進行修正的行為。
[0031]而且，在本發(fā)明中可以為，拾取拍攝機構(gòu)是在相同位置上拍攝所述第一圖像和所述第二圖像的拍攝機構(gòu)。
[0032]另外，在本發(fā)明中可以為，載置位置拍攝機構(gòu)是在相同位置上拍攝所述第三圖像和所述第四圖像的拍攝機構(gòu)。
[0033]而且，在本發(fā)明中可以為，修正機構(gòu)基于第一圖像內(nèi)的裸片的位置或者方向和第二圖像內(nèi)的基準標記的位置或者方向的關(guān)系，從第三圖像內(nèi)的基準標記的位置或者方向進行修正。
[0034]另外，在本發(fā)明中可以為，基準標記是經(jīng)由具有設(shè)在移送工具上的棱鏡的光學(xué)系統(tǒng)而能夠利用拾取拍攝機構(gòu)或者載置位置拍攝機構(gòu)拍攝到的基準標記。
[0035]而且，在本發(fā)明中可以為，具有拾取機構(gòu)，其能夠翻轉(zhuǎn)裸片，并且能夠在與具有載置位置的載置面平行的面內(nèi)旋轉(zhuǎn)，
[0036]修正機構(gòu)通過拾取機構(gòu)進行修正。
[0037]另外，在本發(fā)明中可以為，拾取拍攝機構(gòu)在第一步驟和第二步驟中在相同位置上進行拍攝。而且，在本發(fā)明中可以為，載置位置拍攝機構(gòu)在第三步驟和第四步驟中在相同位置上進行拍攝。
[0038]另外，在本發(fā)明中可以為，修正的步驟是基于第一步驟中拍攝到的裸片的位置或者方向、第二步驟中拍攝到的基準標記的位置或者方向、第三步驟中拍攝到的襯底的位置或者方向、及第四步驟中拍攝到的基準標記的位置或者方向進行修正的步驟。
[0039]而且，在本發(fā)明中可與為，第二步驟或者第三步驟是經(jīng)由具有設(shè)在移送工具上的棱鏡的光學(xué)系統(tǒng)來拍攝基準標記的步驟。
[0040]另外，在本發(fā)明中可以為，修正的步驟是通過拾取機構(gòu)進行修正的步驟，該拾取機構(gòu)能夠翻轉(zhuǎn)裸片，并且能夠在與具有載置位置的載置面平行的面內(nèi)旋轉(zhuǎn)。
[0041]發(fā)明的效果
[0042]根據(jù)本發(fā)明，能夠提供可靠性高的裸片接合機及接合方法，其能夠正確地將裸片在安裝位置上接合。
【附圖說明】
[0043]圖1是適合于本發(fā)明的裸片接合機的第一實施方式中的本發(fā)明的第一實施例的主要部分的概略側(cè)視圖。
[0044]圖2是表示輸送路徑上的安裝用相機、接合頭的狀態(tài)的圖。
[0045]圖3(a)和圖3(b)是不意表不第一實施例中的接合頭的構(gòu)造的圖。
[0046]圖4是表示用于檢測安裝用相機和接合頭的經(jīng)時間姿勢偏移的安裝用相機和接合頭的動作的圖
[0047]圖5表示由圖4所示的動作得到的結(jié)果，圖5(a)是表示安裝用相機的檢測結(jié)果的圖，圖5(b)是表示接合頭的檢測結(jié)果的圖。
[0048]圖6是表示使安裝用相機的X驅(qū)動軸向輸送基準標記的位置動作，將輸送基準標記作為基于經(jīng)時間姿勢偏移的動作原點時的圖。
[0049]圖7是表示相機的經(jīng)時間姿勢偏移的檢測處理流程的圖。
[0050]圖8是表示由處理得到的中間載臺相機相對于接合頭的處理姿勢偏移的檢測結(jié)果的圖。
[0051]圖9(a)表示利用安裝用相機來拍攝輸送到貼附載臺上的由虛線所示的襯底P、或?qū)τ谝寻惭b裸片為新的裸片D安裝位置時的圖，圖9(b)是利用中間載臺相機來拍攝載置在中間載臺上的裸片D時的圖。
[0052]圖10是表示同時進行經(jīng)時間姿勢偏移及處理姿勢偏移時的安裝處理流程的圖。
[0053]圖11是適合于本發(fā)明的裸片接合機的第二實施方式的主要部分的概略側(cè)視圖，是本發(fā)明的第四實施例。
[0054]附圖標記的說明
[0055]11:供給載臺相機
[0056]12:供給載臺
[0057]13:拾取頭
[0058]21:中間載臺相機
[0059]21c:中間載臺相機的拍攝視野的中心位置
[0060]22:中間載臺
[0061]23:接合頭
[0062]23C:吸附器
[0063]23cp:吸附器的中心位置
[0064]23 j:吸附器中心軸
[0065]23m:標記部
[0066]23ο;光學(xué)系統(tǒng)
[0067]23pl、23p2:棱鏡
[0068]23s:光學(xué)系統(tǒng)支承部
[0069]23K:相機姿勢偏移檢測部
[0070]23H:接合頭的主體
[0071]25:旋轉(zhuǎn)驅(qū)動裝置
[0072]31:安裝用相機
[0073]31c:安裝用相機的拍攝視野的中心位置
[0074]32:貼附載臺
[0075]32m:安裝面
[0076]34:加熱裝置
[0077]41:下方視景相機
[0078]60:輸送路徑
[0079]100、200:裸片接合機
[0080]D:裸片(半導(dǎo)體芯片)
[0081 ] BM:接合頭基準標記
[0082]輸送基準標記
[0083]HML:基準標記直線
[0084]P:襯底
[0085]W:晶圓
[0086]0ag:中間載臺相機相對于輸送路徑的整體經(jīng)時間旋轉(zhuǎn)角偏移
[0087]0ab:中間載臺相機相對于接合頭的旋轉(zhuǎn)角偏移
[0088]0bc:接合頭相對于安裝用相機的經(jīng)時間旋轉(zhuǎn)角偏移
[0089]0bg:接合頭相對于基準標記直線的經(jīng)時間旋轉(zhuǎn)角偏移
[0090]0cg:安裝用相機相對于基準標記直線的經(jīng)時間旋轉(zhuǎn)角偏移
[0091]0cd:安裝位置相對于安裝用相機的處理旋轉(zhuǎn)角偏移
[0092]0ad:中間載臺上的裸片相對于中間載臺相機的處理旋轉(zhuǎn)角偏移
【具體實施方式】
[0093]以下，使用附圖等說明本發(fā)明的一個實施方式。此外，以下的說明用于說明本發(fā)明的一個實施方式，不限制本發(fā)明的范圍。因此，對于本領(lǐng)域技術(shù)人員來說，能夠采用將這些各要素或者全部要素置換成與其等同的要素的實施方式，這些實施方式也包含于本申請發(fā)明的范圍。
[0094]此外，在本說明書中，在各圖的說明中，對于具有通用的功能的構(gòu)成要素標注相同的附圖標記，盡量避免重復(fù)的說明。
[0095]圖1是適合于本發(fā)明的裸片接合機(diebonder)的第一實施方式中的本發(fā)明的第一實施例的主要部分的概略側(cè)視圖。本裸片接合機100是如下裝置，其將由拾取頭13拾取的裸片D臨時載置在中間載臺(保持位置)22上，并利用接合頭23再次拾取所載置的裸片D，將其接合在被輸送到安裝位置的襯底P上來進行安裝。
[0096]裸片接合機100具有:識別晶圓上的裸片D的姿勢的供給載臺相機11;識別載置在中間載臺22上的裸片D的姿勢的中間載臺相機21 ；和識別貼附載臺(attach stage)32上的安裝位置的安裝用相機31。此外，在本實施例中，中間載臺相機21成為本發(fā)明中的拾取用相機。
[0097]另外，裸片接合機100具有:設(shè)在中間載臺22上的旋轉(zhuǎn)驅(qū)動裝置25;設(shè)在中間載臺22和貼附載臺32之間的下方視景相機(under vis1n camera)41;設(shè)在貼附載臺32上的加熱裝置34;和控制裝置50。
[0098]下方視景相機41從正下方觀察接合頭23在移動過程中所吸附的裸片D的狀態(tài)，加熱裝置34為了容易拾取或安裝裸片D而將貼附載臺32加熱。
[0099]控制裝置50具有未圖示的CPU(Central processor unit;中央處理器)、存儲控制程序的 R0M(Read only memory;只讀存儲器)、存儲數(shù)據(jù)的RAM(Random access memory;隨機存儲器)、控制總線等，控制構(gòu)成裸片接合機100的各要素并進行以下所述的安裝控制。
[0100]本實施例中，與接合處理相關(guān)的安裝單元是包含構(gòu)成輸送系統(tǒng)的貼附載臺32在內(nèi)的輸送路徑60、安裝用相機31、接合頭23、中間載臺相機21及中間載臺22。安裝用相機31、接合頭23及中間載臺相機21具有XY驅(qū)動軸但不具有旋轉(zhuǎn)軸，該XY驅(qū)動軸是能夠在與具有安裝位置的圖2所示的安裝面32m平行的面內(nèi)沿X、Y方向移動的軸，該旋轉(zhuǎn)軸是能夠相對于與安裝面32m正交的軸旋轉(zhuǎn)的軸。中間載臺22具有在使中間載臺面22m(參照圖1)與安裝面32m平行的面內(nèi)使中間載臺22旋轉(zhuǎn)的旋轉(zhuǎn)驅(qū)動裝置25。
[0101]此外，本實施例中的Y方向是指接合頭23在中間載臺22和貼附載臺32之間移動的方向，X方向是指在與安裝面32m平行的面內(nèi)與Y方向正交的方向。另外，XY驅(qū)動軸如圖1所示地被檢測線性刻度位置。例如，附圖標記26、36是接合頭23及安裝用相機各自的Y驅(qū)動軸用線性刻度。
[0102]圖2是表示輸送路徑60中的安裝用相機31、接合頭23的狀態(tài)的圖。為了容易接合裸片D，安裝單元中的包含貼附載臺32在內(nèi)的輸送路徑60、存在于輸送路徑60上側(cè)的接合頭23及安裝用相機31因加熱裝置34而受到80°C?160°C左右的影響。即，輸送路徑60因高溫而熱膨脹，接合頭23及安裝用相機31因輻射熱等而發(fā)生姿勢偏移。
[0103]因此，在本發(fā)明中，對于引起襯底P姿勢偏移的輸送路徑60，包含因加熱等自身發(fā)生的姿勢偏移在內(nèi)地檢測接合頭23、安裝用相機31的經(jīng)時間變化的經(jīng)時間姿勢偏移，確定這三者的相關(guān)位置，并提高安裝位置上的定位精度。在經(jīng)時間姿勢偏移中，如下所述地存在旋轉(zhuǎn)角偏移及位置偏移。在以下的說明中，將前者稱為經(jīng)時間旋轉(zhuǎn)角偏移，將后者稱為經(jīng)時間位置偏移。
[0104]為了實現(xiàn)上述經(jīng)時間姿勢偏移的檢測，在本實施例中具有以下2個基準標記。
[0105]第一個基準標記是為了檢測離輸送路徑60動作原點的經(jīng)時間姿勢偏移而設(shè)的輸送基準標記HM。在本實施例中，如圖2所示，在輸送路徑60的兩側(cè)凸部上設(shè)置HMl、HM2。輸送基準標記HM1、HM2是沿著使安裝用相機31和接合頭23在Y方向上移動的線并進入至安裝用相機31的拍攝范圍而設(shè)置的。輸送基準標記HM1、HM2只要采取與輸送路徑60相區(qū)別的對比度，并具有以相機的分辨率能夠辨別的形狀即可。此外，也可以將輸送基準標記HM1、HM2設(shè)在貼附載臺32上離開規(guī)定距離的位置上。
[0106]第二個基準標記是設(shè)在接合頭23上的接合頭基準標記BM。圖3(a)是示意表示本實施例中的接合頭23的構(gòu)造的圖。接合頭基準標記BM以當(dāng)從正上方拍攝接合頭23時，使吸附保持裸片D的吸附器23C的中心位置23cp與相機的拍攝視野的中心位置一致的方式設(shè)在從吸附器23C的中心位置23cp偏置的位置上。另外，從相機的拍攝面到接合頭基準標記BM之間的距離L成為圖3(b)所示的相機的焦點距離WD的位置，即成為L1+L2+L3。而且，接合頭基準標記BM只要采取與標記部23m相區(qū)別的對比度，具有以相機的分辨率能夠辨別的形狀即可。例如，除了黑點標記以外，也可以在標記部23m設(shè)置切口標記，也可以在標記部23m設(shè)置與X方向或Y方向平行的直線標記。
[0107]接著說明接合頭23的構(gòu)造。接合頭23具有:吸附保持裸片D的吸附器(Collet)23C;使吸附器23C升降而在與安裝面平行的二維面上移動的主體23H;和具有接合頭基準標記BM的相機姿勢偏移檢測部23K。接合頭23不具有使吸附器在與安裝面32m平行的面上旋轉(zhuǎn)的旋轉(zhuǎn)軸。
[0108]相機姿勢偏移檢測部23K具有:標記部23m，其從主體23H延伸并設(shè)有接合頭基準標記BM;和光學(xué)系統(tǒng)23ο，其使接合頭基準標記BM的像從吸附器23C的中心位置23cp通過，并將其引導(dǎo)至與安裝面32m正交的中心軸23j上。此外，圖3(a)所示的中心位置23cp為了便于顯示而表示在與紙面平行的邊上。
[0109]在本實施例中，光學(xué)系統(tǒng)23ο具有:設(shè)在主體23Η的上部的2個棱鏡23pl、23ρ2；和將這些棱鏡支承在主體23Η上的光學(xué)系統(tǒng)支承部23s。棱鏡23ρ2以使其光軸與中心軸23 j—致的方式設(shè)置。作為光學(xué)系統(tǒng)除此以外也可以使用例如以使一端面對基準標記M、而使另一端在上述棱鏡23p2的位置上面對相機的拍攝面的方式設(shè)置的光纖視鏡(fiberscope)。
[0110]首先，使用圖4、圖5說明以輸送路徑60為基準的安裝用相機31和接合頭23的經(jīng)時間姿勢偏移的檢測方法、以及安裝用相機31相對于接合頭23的經(jīng)時間姿勢偏移的檢測方法。
[0111]圖4是表示用于檢測安裝用相機31和接合頭23的經(jīng)時間姿勢偏移的安裝用相機31和接合頭23的動作的圖。圖5是以將輸送基準標記連結(jié)的虛線所示的基準標記直線HML為基準，而相對于安裝用相機31、接合頭23來表示由圖4所示的動作得到的結(jié)果的圖。圖5(a)是表示安裝用相機31的結(jié)果的圖，圖5(b)是表示接合頭23的結(jié)果的圖。圖5(a)、圖5(b)中的HMM位置是輸送基準標記HMl、HM2的中點，表示虛擬的輸送基準標記HMM。
[0112]如圖4的(a)所示，以使安裝用相機31的拍攝視野的中心位置與輸送基準標記HMl的中心位置一致的方式使安裝用相機31移動，得到圖5(a)所示的安裝用相機31離輸送基準標記HMl的位置(Xcgl，Ycgl)。然后，如圖4的(b)所示，以使接合頭基準標記BM的中心位置與安裝用相機31的拍攝視野的中心位置一致的方式使接合頭23移動，得到圖5(b)所示的接合頭23離輸送基準標記HMl的位置(Xbgl，Ybgl)。
[0113]接著，使安裝用相機31和接合頭23依次移動至輸送基準標記HM2上，將輸送基準標記HMl上的處理實施于輸送基準標記HM2上，得到圖5(a)、圖5(b)分別所示的安裝用相機31離輸送基準標記HM2的位置(Xcg2，Ycg2)、和接合頭23離輸送基準標記HMl的位置(Xbg2，YbgShX以襯底P的輸送方向為正，Y以接合頭23從貼附載臺32朝向中間載臺22的方向為正。
[0114]從圖5所示的結(jié)果可知，接合頭23相對于基準標記直線HML的經(jīng)時間旋轉(zhuǎn)角偏移以順時針為正，成為0bg，安裝用相機31相對于連結(jié)輸送基準標記HMl和HM2的基準標記直線HML的經(jīng)時間旋轉(zhuǎn)角偏移以順時針為正，成為Θ eg。另外，安裝用相機31相對于接合頭23的經(jīng)時間旋轉(zhuǎn)角偏移Qbc以順時針為正，成為0bg — 0Cg。各個旋轉(zhuǎn)角偏移不一定必須以順時針方向為正。簡要來說，需要相對于同一方向旋轉(zhuǎn)設(shè)為正。在以下的說明中，旋轉(zhuǎn)角偏移也以順時針方向為正。
[0115]假設(shè)，若接合頭23具有旋轉(zhuǎn)軸，則使旋轉(zhuǎn)軸在基準標記直線HML上作為動作原點Bg來移動，若僅旋轉(zhuǎn)經(jīng)時間旋轉(zhuǎn)角偏移一 Gbg，則接合頭23的移動軌跡Br與基準標記直線HML一致。在本實施例中，接合頭23不具有旋轉(zhuǎn)軸，因此通過后述的中間載臺22的旋轉(zhuǎn)來實施。此外，Jcg是安裝用相機31的Y驅(qū)動軸的動作原點，Jcr是安裝用相機31的移動軌跡。
[0116]圖6是以接合頭23的X驅(qū)動軸的動作原點為輸送基準標記HMl的例子。在圖6中，若將最初或上一次的經(jīng)時間姿勢偏移檢測時的輸送基準標記HMl、HM2之間的距離設(shè)為Ly，則在本次的經(jīng)時間姿勢偏移檢測時，伸長△ Yb。但是，△ Yb在安裝用相機31處于安裝位置時，不會隨著安裝位置越從視野范圍偏移變得越大，因此在實際的接合時，能夠從由安裝用相機31得到的像來修正。此外，X驅(qū)動軸的動作原點不限于輸送基準標記HMl，可以為HM2，也可以為作為中點的HMM。
[0117]關(guān)于安裝用相機31，能夠與圖6所示的接合頭23相同地進行說明，因此省略說明。安裝用相機31的移動軌跡與接合頭23的移動軌跡Br和基準標記直線HML—致。安裝用相機31的動作原點也可以不需要必須與接合頭23的動作原點的輸送基準標記HMl—致。
[0118]以下，使用圖7、圖8來說明中間載臺相機21的經(jīng)時間姿勢偏移的檢測。圖7是表示中間載臺相機21的經(jīng)時間姿勢偏移的檢測處理流程的圖。圖8是表示由處理得到的中間載臺相機21相對于接合頭23的經(jīng)時間姿勢偏移的檢測結(jié)果的圖。此外，若輸送路徑60的加熱及中間載臺22的加熱的影響少，且能夠忽略中間載臺相機自身的經(jīng)時間姿勢偏移，則也可以不實施。
[0119]實施圖7的檢測流程之前，在中間載臺相機21的拍攝視野的中心位置21c與中間載臺22的旋轉(zhuǎn)軸不一致的情況下，使中間載臺相機21移動而相一致。
[0120]首先，如圖8所示，使接合頭23在從中間載臺相機21的拍攝視野的中心位置21c穿過的單點劃線上沿Y方向平行移動，得到接合頭基準標記BM的攝像BMl(步驟SI)。然后，使接合頭23沿X方向平行移動規(guī)定距離，得到此時的接合頭基準標記BM的攝像BM2(步驟S2)。規(guī)定距離的平行移動也可以沿Y方向進行。
[0121]如圖8所示，即便使接合頭基準標記BM與X方向平行地移動，連結(jié)接合頭基準標記BM的攝像BMl、BM2的直線也會傾斜，這表示中間載臺相機21相對于接合頭23傾斜，即得到經(jīng)時間旋轉(zhuǎn)角偏移Gab(步驟S3)。由于接合頭基準標記BM的攝像BMl處于吸附器23C的中心位置23cp上，所以攝像BMl和安裝用相機31的拍攝視野的中心位置21c之間的偏移成為中間載臺相機21相對于接合頭23的經(jīng)時間位置偏移，得到經(jīng)時間位置偏移(Xab，0)(步驟S4)。此夕卜，接合頭基準標記BM是沿X方向或Y方向呈直線形狀的直線標記的情況下，不實施步驟S2，通過從中間載臺相機21的拍攝視野的中心位置21c穿過的單點劃線相對于直線標記的斜度，而能夠得到經(jīng)時間旋轉(zhuǎn)角偏移9ab。
[0122]然后，使中間載臺22旋轉(zhuǎn)并修正各安裝單元的經(jīng)時間旋轉(zhuǎn)角偏移，但為了不會因旋轉(zhuǎn)而發(fā)生位置偏移，而以使各單元的X位置處于一條直線上的方式修正經(jīng)時間姿勢偏移的原點位置。具體來說，使接合頭23及安裝用相機31的位置的原點位置移動一 Xab。其結(jié)果為，中間載臺相機21的位置動作原點、接合頭23及安裝用相機31的X方向的動作原點處于一條直線上，因此彼此消除位置偏移。該直線成為從輸送基準標記HMl偏移了 Xab的位置。Y方向的偏移如上所述地能夠被相機的視野覆蓋，顯然可以忽略。
[0123]經(jīng)時間旋轉(zhuǎn)角偏移的修正不僅需要對基于中間載臺相機21的經(jīng)時間旋轉(zhuǎn)角偏移Θab實施，而且需要對如下的經(jīng)時間旋轉(zhuǎn)角偏移來實施，該經(jīng)時間旋轉(zhuǎn)角偏移是結(jié)合了由輸送路徑60的輸送基準標記HM得到的安裝用相機的經(jīng)時間旋轉(zhuǎn)角偏移0Cg、和接合頭23相對于安裝用相機31的經(jīng)時間旋轉(zhuǎn)角偏移0bc而得到的。由此，中間載臺相機21相對于輸送路徑60的整體經(jīng)時間旋轉(zhuǎn)角偏移0ag成為數(shù)式(I)或數(shù)式(2)。因此，使中間載臺22旋轉(zhuǎn)一 0ag，進行整體經(jīng)時間旋轉(zhuǎn)角偏移的修正。
[0124]0ag = 9cg+9bc+0ab (I) = 0cg+(0bg —0cg)+0ab = 0bg+0ab (2)
[0125]此外，根據(jù)數(shù)式(2)可知，若接合頭23具有旋轉(zhuǎn)軸，則能夠修正全部的安裝單元相對于輸送路徑60的經(jīng)時間旋轉(zhuǎn)角偏移。
[0126]在輸送路徑60、安裝用相機31、接合頭23等的經(jīng)時間姿勢偏移時時刻刻地發(fā)生變化的情況下，根據(jù)其變化來檢測基于上述經(jīng)時間變化的經(jīng)時間姿勢偏移，在能夠以規(guī)定時間維持姿勢偏移的情況下，每隔規(guī)定時間進行檢測。
[0127]如上所述，根據(jù)本實施例，能夠修正安裝單元相對于輸送路徑60的經(jīng)時間姿勢偏移，即能夠修正各安裝單元、尤其接合頭23、安裝用相機31相對于以正確姿勢載置在輸送路徑60上的襯底P的經(jīng)時間姿勢偏移，能夠提高相對于輸送路徑即被輸送來的襯底P(安裝位置)的定位精度。
[0128]以下說明安裝處理。在安裝處理中，拾取裸片時拍攝裸片姿勢的中間載臺相機(拾取用相機)和接合裸片時拍攝安裝位置的安裝用相機之間的相對于接合頭的旋轉(zhuǎn)角偏移Θac會對裸片向安裝位置的定位精度帶來影響。
[0129]0ac = 0ab —0cb = 0ab+0bc (3)
[0130]數(shù)式(3)的內(nèi)容包含于數(shù)式(I)并在經(jīng)時間姿勢偏移的處理中被修正。
[0131]另外，安裝處理在更高精度地定位的情況下，追加以下說明的處理姿勢偏移來進行修正。
[0132]處理姿勢偏移是指，輸送到貼附載臺32上的襯底P或已安裝的已安裝裸片D相對于安裝用相機31的姿勢偏移、及載置在中間載臺22上的裸片D相對于中間載臺相機21的姿勢偏移的總稱。以下，使用圖9說明處理姿勢偏移。在處理姿勢偏移中，也與經(jīng)時間姿勢偏移同樣地具有處理旋轉(zhuǎn)角偏移、處理位置偏移。
[0133]圖9(a)是表示利用安裝用相機31來拍攝輸送到貼附載臺32上的由虛線所示的襯底P、或?qū)τ谝寻惭b裸片D為新的裸片D安裝位置時的圖。從圖9(a)可知，關(guān)于安裝位置相對于安裝用相機31的處理姿勢偏移，處理旋轉(zhuǎn)角偏移成為0cd，處理位置偏移成為(XccUYcd)。同樣地，在圖9(b)中，拍攝載置在中間載臺22上的裸片D，關(guān)于裸片的處理姿勢偏移，處理旋轉(zhuǎn)角偏移成為Gad，處理位置偏移成為(XacUYad)。
[0134]從圖9可知，中間載臺22上的裸片D相對于貼附載臺32上的安裝位置的處理旋轉(zhuǎn)角偏移成為數(shù)式(4)。
[0135]處理旋轉(zhuǎn)角偏移0d:0cd — 0ad (4)
[0136]因此，同時進行經(jīng)時間姿勢偏移的修正和處理姿勢偏移的修正時，對于旋轉(zhuǎn)角偏移來說，利用中間載臺22的旋轉(zhuǎn)來修正如數(shù)式(5)所示地將雙方姿勢偏移的旋轉(zhuǎn)角偏移相加而得的整體旋轉(zhuǎn)角偏移。
[0137]整體旋轉(zhuǎn)角偏移0s:0ag+0d (5)
[0138]另一方面，對于位置偏移來說，修正數(shù)式(5)的整體旋轉(zhuǎn)角偏移之后，得到旋轉(zhuǎn)后所得的中間載臺上的裸片D的處理位置偏移(Xad'，Yad')，并修正接合頭23的位置。
[0139]以下，使用圖10說明同時進行經(jīng)時間姿勢偏移及處理姿勢偏移時的安裝處理流程。
[0140]首先，預(yù)先對于貼附載臺32，得到相對于輸送路徑60的經(jīng)時間旋轉(zhuǎn)角偏移0Cg、0bc或0cg(步驟S101)，并且得到安裝位置相對于安裝用相機31的處理旋轉(zhuǎn)角偏移0cd、處理位置偏移(XccUYcd)(步驟S102)。然后，對于中間載臺22，得到中間載臺相機21相對于接合頭23的經(jīng)時間旋轉(zhuǎn)角偏移0ab(步驟S103)，并且得到裸片D相對于中間載臺相機21的處理旋轉(zhuǎn)角偏移0ad(步驟S104)。然后，根據(jù)步驟SlOl至S104得到的各個旋轉(zhuǎn)角偏移，得到數(shù)式(5)所示的整體旋轉(zhuǎn)角偏移Θs，使中間載臺旋轉(zhuǎn)一 Θs (S105)。
[0141]然后，拍攝中間載臺22上的裸片D，得到旋轉(zhuǎn)后的裸片D的處理位置偏移(Xad'，Yad')(步驟S106)。使接合頭23移動來修正處理位置偏移(Xad'，Yad')，并拾取裸片D(步驟S107)。接合頭23向貼附載臺32移動，修正安裝位置的處理位置偏移(XccUYcd)，并將裸片D接合(步驟S108)。
[0142]在能夠以規(guī)定時間維持姿勢偏移的情況下，判斷是否需要修正經(jīng)時間姿勢偏移(步驟S100)，在需要的情況下，進行上述步驟SlOl至S108。在不需要的情況下，僅修正處理姿勢偏移。即，預(yù)先對于貼附載臺，得到安裝位置相對于安裝用相機31的處理旋轉(zhuǎn)角偏移ΘCd、處理位置偏移(XccUYcd)(步驟S111)。然后，對于中間載臺22，得到裸片D相對于中間載臺相機21的處理旋轉(zhuǎn)角偏移0ad(步驟S112)。而且，得到數(shù)式(4)所示的處理旋轉(zhuǎn)角偏移0d，使中間載臺22旋轉(zhuǎn)一 0d(步驟S113)。然后，進行步驟S106至S108的處理。
[0143]另外，如圖1所示，在逐步層疊裸片而進行的層疊處理的情況下，在能夠從貼附載臺32的已安裝的裸片D的姿勢以規(guī)定的定位精度得到層疊的裸片D的處理姿勢偏移時，省略步驟Slll，在步驟S108中，將基于層疊的安裝位置的處理位置偏移轉(zhuǎn)換而修正，并將裸片D接合。
[0144]在以上的說明中，處理位置偏移修正分別在各個載臺進行。但是，在接合頭23的吸附器23C不是將裸片D取入到內(nèi)部的類型，而是由一個面吸附裸片D的類型的情況下，不需要必須高精度地進行中間載臺22中的裸片D相對于拾取的定位，因此可以在某個載臺上、或者在向貼附載臺32的移動過程中進行處理位置偏移修正。
[0145]根據(jù)以上說明的本實施例，通過檢測安裝單元相對于輸送路徑的經(jīng)時間姿勢偏移，能夠檢測安裝單元的經(jīng)時間變化，能夠?qū)⒙闫呔鹊卦诎惭b位置上接合。
[0146]另外，根據(jù)以上說明的本實施例，通過檢測安裝單元相對于輸送路徑的經(jīng)時間姿勢偏移，能夠檢測中間載臺相機和安裝用相機之間的經(jīng)時間旋轉(zhuǎn)角偏移，并能夠?qū)⑵湫拚?，因此能夠?qū)⒙闫呔鹊卦诎惭b位置上接合。
[0147]接著，說明相對于輸送路徑60的經(jīng)時間姿勢偏移的檢測方法的第二實施例。在第一實施例中，對于2個輸送基準標記HM同時進行接合頭23相對于輸送路徑60的經(jīng)時間姿勢偏移檢測、和安裝用相機31相對于輸送路徑60的經(jīng)時間姿勢偏移檢測，但在本實施例中，首先，進行安裝用相機31相對于輸送路徑60的經(jīng)時間姿勢偏移的檢測，接著，進行接合頭23相對于安裝用相機31的經(jīng)時間姿勢偏移的檢測。
[0148]本實施例中的安裝用相機31的經(jīng)時間姿勢偏移檢測與第一實施例的實施方法相同。另外，接合頭23相對于安裝用相機31的經(jīng)時間姿勢偏移檢測與中間載臺相機相對于接合頭23的處理姿勢偏移檢測處理同樣地進行。即，使接合頭23相對于安裝用相機31沿X方向或Y方向移動來進行。但是，在第一實施例中，檢測中間載臺相機21相對于接合頭23的經(jīng)時間姿勢偏移，相對于此，在本實施例中，檢測接合頭23相對于安裝用相機31的經(jīng)時間姿勢偏移。
[0149]在第二實施例中，也能夠發(fā)揮與第一實施例同樣的效果。
[0150]而且，說明相對于輸送路徑60的經(jīng)時間姿勢偏移檢測方法的第三實施例。在第一、第二實施例中，使用以規(guī)定距離分離的2個輸送基準標記，來檢測安裝用相機31、接合頭23相對于輸送路徑60的經(jīng)時間姿勢偏移。在第三實施例中，使用設(shè)在包含貼附載臺32在內(nèi)的輸送路徑60上的I個輸送基準標記HM、例如輸送基準標記HMl來實施。
[0151]在第三實施例中，使安裝用相機31相對于I個輸送基準標記HM沿X方向或Y方向平行移動，從此時的I個輸送基準標記HM的軌跡，來檢測安裝用相機31相對于輸送路徑60的經(jīng)時間姿勢偏移。即，在圖7、圖8中，使相對于相機的接合頭23所具有的接合頭基準標記BM移動，但在本實施例中，使安裝用相機31相對于固定的輸送基準標記HM移動，并檢測安裝用相機31相對于輸送路徑60的經(jīng)時間姿勢偏移。隨后的接合頭23相對于安裝用相機31的經(jīng)時間姿勢偏移檢測與實施例2同樣地進行。
[0152]在第三實施例中，也能夠發(fā)揮與第一實施例同樣的效果。
[0153]接著，說明本發(fā)明的第四實施例。第四實施例是適合于本發(fā)明的裸片接合機的第二實施方式，使用圖11進行說明。第二實施方式的裸片接合機200與第一實施例不同，沒有中間載臺22，接合頭23從晶圓(保持位置)W直接拾取裸片D，并將其直接在貼附載臺32的安裝位置上接合。
[0154]在第二實施方式中，對供給載臺12上的晶圓W上的裸片D的姿勢進行確認的供給載臺相機11成為拾取用相機。即，構(gòu)成安裝單元的部件除了輸送路徑60以外，還有安裝用相機31、接合頭23及供給載臺相機11。
[0155]在第二實施方式中，將供給載臺相機11作為第一實施方式的中間載臺相機21，將供給載臺12作為第一實施方式的中間載臺22，由此能夠適用實施例1至3。
[0156]在第四實施例中，也能夠發(fā)揮與第一實施例同樣的效果。
[0157]接著，說明本發(fā)明的第五實施例。第五實施例是適合于本發(fā)明的裸片接合機的第三實施方式。第三實施方式是倒裝芯片接合機(flip chip bonder)。倒裝芯片接合機具有拾取頭13，該拾取頭13從晶圓W拾取裸片D，為了交接而使該裸片D翻轉(zhuǎn)，并且該拾取頭13能夠在與具有安裝位置的安裝面32m平行的面內(nèi)旋轉(zhuǎn)，接合頭23利用拾取頭13在使裸片D翻轉(zhuǎn)了的位置(保持位置)上吸附保持裸片D，并將其在安裝位置上接合。翻轉(zhuǎn)了的位置與實施例1的中間載臺22對應(yīng)。除此以外的結(jié)構(gòu)與裸片接合機的實施方式I相同。因此，能夠?qū)嵤├?至3適用于裸片接合機的本實施方式3。
[0158]在第五實施例中，也能夠發(fā)揮與第一實施例同樣的效果。
【主權(quán)項】
1.一種接合裝置，其特征在于，具有: 拾取拍攝機構(gòu)，其具有第一拍攝視野； 載置位置拍攝機構(gòu)，其具有能夠拍攝裸片的載置位置的第二拍攝視野；裸片移送工具，其拾取所述第一拍攝視野內(nèi)的裸片并將所述裸片載置在所述第二拍攝視野內(nèi)的載置位置上，并在拾取裸片時能夠在所述第一拍攝視野內(nèi)拍攝到的位置上且在將所述裸片載置在載置位置上時能夠在所述第二拍攝視野內(nèi)拍攝到的位置上具有基準標記；第一圖像，其是通過所述拾取拍攝機構(gòu)來拍攝由所述裸片移送工具保持的預(yù)定的裸片得到的； 第二圖像，其是通過所述拾取拍攝機構(gòu)來拍攝保持有所述裸片的所述裸片移送工具所具有的所述基準標記得到的； 第三圖像，其是通過所述載置位置拍攝機構(gòu)來拍攝由所述裸片移送工具載置的預(yù)定對象的襯底得到的； 第四圖像，其是通過所述載置位置拍攝機構(gòu)來拍攝保持有所述裸片的所述裸片移送工具所具有的所述基準標記得到的;和 修正機構(gòu)，其基于所述第一圖像、所述第二圖像、所述第三圖像及所述第四圖像，來修正所述裸片移送工具所保持的裸片的載置。2.如權(quán)利要求1所述的接合裝置，其特征在于， 所述拾取拍攝機構(gòu)是在相同位置上拍攝所述第一圖像和所述第二圖像的拍攝機構(gòu)。3.如權(quán)利要求1所述的接合裝置，其特征在于， 所述載置位置拍攝機構(gòu)是在相同位置上拍攝所述第三圖像和所述第四圖像的拍攝機構(gòu)。4.如權(quán)利要求1?3中任一項所述的接合裝置，其特征在于， 所述修正機構(gòu)基于所述第一圖像內(nèi)的裸片的位置或者方向與所述第二圖像內(nèi)的所述基準標記的位置或者方向的關(guān)系，從所述第三圖像內(nèi)的所述基準標記的位置或者方向進行修正。5.如權(quán)利要求1?3中任一項所述的接合裝置，其特征在于， 所述基準標記是經(jīng)由具有設(shè)在所述移送工具上的棱鏡的光學(xué)系統(tǒng)而能夠利用所述拾取拍攝機構(gòu)或者所述載置位置拍攝機構(gòu)拍攝到的基準標記。6.如權(quán)利要求1?3中任一項所述的接合裝置，其特征在于， 具有拾取機構(gòu)，其能夠翻轉(zhuǎn)所述裸片，并且能夠在與具有所述載置位置的載置面平行的面內(nèi)旋轉(zhuǎn)， 所述修正機構(gòu)通過所述拾取機構(gòu)進行修正。7.一種接合方法，其特征在于，具有: 使拾取拍攝機構(gòu)拍攝由裸片移送工具保持的預(yù)定的裸片的第一步驟； 使所述拾取拍攝機構(gòu)拍攝保持有所述裸片的所述裸片移送工具所具有的基準標記的第二步驟； 載置所述裸片且使載置位置拍攝機構(gòu)拍攝預(yù)定的襯底的第三步驟； 使所述載置位置拍攝機構(gòu)拍攝保持有所述裸片的所述裸片移送工具所具有的所述基準標記的第四步驟;和 基于所述第一步驟、所述第二步驟、所述第三步驟及所述第四步驟，來修正所述裸片移送工具所保持的裸片的載置的步驟。8.如權(quán)利要求7所述的接合方法，其特征在于， 所述拾取拍攝機構(gòu)在所述第一步驟和所述第二步驟中在相同位置上進行拍攝。9.如權(quán)利要求7所述的接合方法，其特征在于， 所述載置位置拍攝機構(gòu)在所述第三步驟和所述第四步驟中在相同位置上進行拍攝。10.如權(quán)利要求7?9中任一項所述的接合方法，其特征在于， 所述修正的步驟是基于所述第一步驟中拍攝到的所述裸片的位置或者方向、所述第二步驟中拍攝到的所述基準標記的位置或者方向、所述第三步驟中拍攝到的所述襯底的位置或者方向、及所述第四步驟中拍攝到的所述基準標記的位置或者方向來進行修正的步驟。11.如權(quán)利要求7?9中任一項所述的接合方法，其特征在于， 所述第二步驟或者所述第三步驟是經(jīng)由具有設(shè)在所述移送工具上的棱鏡的光學(xué)系統(tǒng)來拍攝所述基準標記的步驟。12.如權(quán)利要求7?9中任一項所述的接合方法，其特征在于， 所述修正的步驟是通過拾取機構(gòu)進行修正的步驟，該拾取機構(gòu)能夠翻轉(zhuǎn)裸片，并且能夠在與具有所述載置位置的載置面平行的面內(nèi)旋轉(zhuǎn)。
【文檔編號】H01L21/67GK106057704SQ201610121473
【公開日】2016年10月26日
【申請日】2016年3月3日 公開號201610121473.6, CN 106057704 A, CN 106057704A, CN 201610121473, CN-A-106057704, CN106057704 A, CN106057704A, CN201610121473, CN201610121473.6
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