CN111834276B - 裸芯顶出器及包含其的裸芯拾取装置 - Google Patents

Abstract

本发明公开一种裸芯拾取装置。该裸芯拾取装置包括用于支承晶圆的晶圆台架，晶圆包括多个裸芯及裸芯附于其上的切割带，设置在支承于晶圆台架上的晶圆下方并配置为将裸芯自切割带分离的裸芯顶出器，以及用于拾取由裸芯顶出器分离的裸芯的拾取模块。该裸芯顶出器包括具有用于真空吸附切割带下表面的真空孔的罩，设置在罩中并配置为可沿垂直方向移动穿过罩以将裸芯自切割带分离的顶出构件，管状且耦接于罩下部的顶出器主体，以及根据裸芯厚度调节罩内真空度的真空控制部。

Description

裸芯顶出器及包含其的裸芯拾取装置

技术领域

本发明涉及一种裸芯顶出器及包含其的裸芯拾取装置。更具体地说，本发明涉及一种在裸芯粘合程序中用于将裸芯自切割带分离的裸芯顶出器以及包括该裸芯顶出器的裸芯拾取装置。

背景技术

通常，藉由重复执行一系列制造程序，半导体设备可在用作半导体基板的硅晶圆上形成。如上所述形成的半导体设备可藉由切割程序被个体化并可藉由裸芯粘合程序粘合到基板。

用于执行裸芯粘合程序的装置可包括：用于支承包括切割带及附于该切割带上的裸芯的晶圆的晶圆台架，用于将裸芯自切割带分离的裸芯顶出器；用于拾取藉由裸芯顶出器自切割带分离的裸芯的裸芯拾取模块，以及用于将由裸芯拾取模块拾取的裸芯粘合到如导线框架及印刷电路板的基板上的裸芯粘合模块。具体地，拾取的裸芯可转移到裸芯台架上，并且裸芯粘合模块可从裸芯台架上拾取裸芯并将裸芯粘合到基板上。

裸芯顶出器可包括：罩，其具有用于真空吸附切割带的下表面的真空孔；顶出构件，其设置在该罩中且配置为可沿垂直方向移动穿过该罩以将附于该切割带上的裸芯自该切割带分离；顶出器主体，其为管状且耦接于该罩的下部；以及真空源，其与该罩连接以在该罩内部提供真空压力。

该罩可与切割带的下表面紧密接触，并且该切割带可藉由经真空孔施加的真空压力而真空吸附在该罩上。然而，由于经真空孔施加的真空压力可能会损坏厚度相对较薄的裸芯。例如，当裸芯厚度约30μm或更小时，真空压力可能产生裂纹。

发明内容

本发明提供了一种能够在从切割带上拾取裸芯时防止裸芯损坏的裸芯顶出器以及包括该裸芯顶出器的裸芯拾取装置。

根据本发明的一个方面，裸芯顶出器可包括具有用于真空吸附切割带下表面的真空孔的罩，设置在罩中并配置为可沿垂直方向移动穿过罩以将附于切割带上的裸芯自切割带分离的顶出构件，为管状且耦接于罩下部的顶出器主体，以及用于根据裸芯厚度调节罩内的真空度的真空控制部。

根据本发明的一些实施例，真空控制部可包括：与罩连接以于罩内提供真空压力的真空源，连接于罩及真空源之间以控制罩内真空压力的真空调节单元，用于根据裸芯厚度控制真空调节单元的操作的真空控制单元，以及用于测量罩内真空压力的真空传感器。

根据本发明的一些实施例，真空控制部可包括分别与罩连接以于罩内提供不同真空压力的多个真空源，连接于罩及真空源之间并根据裸芯厚度选择性地将真空源之一与罩连接的阀单元，根据裸芯厚度控制阀单元的操作的真空控制单元，以及用于测量罩内真空压力的真空传感器。

根据本发明的另一个方面，一种裸芯拾取装置可包括用于支承晶圆的晶圆台架，该晶圆包括多个裸芯及裸芯附于其上的切割带，设置在支承于晶圆台架上的晶圆下方并配置为将裸芯自切割带分离的裸芯顶出器，以及用于拾取由裸芯顶出器分离的裸芯的拾取模块。该裸芯顶出器可包括具有用于真空吸附切割带下表面的真空孔的罩，设置在罩中并配置为可沿垂直方向移动穿过罩以将裸芯自切割带分离的顶出构件，管状且耦接于罩下部的顶出器主体，以及用于根据裸芯厚度调节罩内真空度的真空控制部。

根据本发明的一些实施例，该拾取模块可包括配置为可沿垂直方向移动以拾取由裸芯顶出器分离的裸芯的拾取器，以及用于控制拾取器的操作的拾取器控制部。

根据本发明的一些实施例，该拾取器控制部可控制拾取器的操作，使得拾取器与切割带上表面接触并与裸芯之一接触，并且可根据拾取器与切割带上表面接触的第一高度及拾取器与裸芯之一接触的第二高度计算裸芯的厚度。

根据本发明的一些实施例，当拾取器与切割带上表面接触时，裸芯顶出器可设置在拾取器下方并支承切割带，且当拾取器与裸芯之一接触时，裸芯顶出器可设置在拾取器下方并支承裸芯之一。

根据本发明的一些实施例，当切割带及裸芯之一由裸芯顶出器支承时，罩内可保持为大气压力。

根据本发明的一些实施例，该真空控制部可包括与罩连接以于罩内提供真空压力的真空源，连接于罩及真空源之间以控制罩内真空压力的真空调节单元，用于根据裸芯厚度控制真空调节单元的操作的真空控制单元，以及用于测量罩内真空压力的真空传感器。

根据本发明的一些实施例，该真空控制部可包括分别与罩连接以于罩内提供不同真空压力的多个真空源，连接于罩及真空源之间并根据裸芯厚度选择性地将真空源之一与罩连接的阀单元，用于根据裸芯厚度控制阀单元的操作的真空控制单元，以及用于测量罩内真空压力的真空传感器。

上面对本发明的概述并不旨在描述本发明的每个所阐明的实施例或每个实施方式。下面的具体实施方式更特别地例示了这些实施例。

附图说明

根据以下结合附图的描述，能够更加详细地理解本发明的实施例，其中：

图1为根据本发明一个实施例的裸芯顶出器及包含该裸芯顶出器的裸芯拾取装置的示意图。

图2为如图1所示的裸芯顶出器的示意性截面图。

图3及图4为使用如图1中所示的拾取模块测量裸芯厚度的方法的示意图。

图5为如图2所示的真空控制部的另一例的示意性截面图。

虽然各种实施例适合于各种修改和替代形式，但其具体细节已藉由示例的方式在附图中示出并将更详细地进行描述。然而，应理解本发明并不旨在将所要求保护的本发明限于记载的特定实施例。相反地，其旨在涵盖落入由权利要求限定的主题的实质和范围内的所有修改、等同物和替代物。

具体实施方式

在下文中，参考附图更详细地描述本发明的实施例。然而，本发明不限于下面描述的实施例，并且本发明可以各种其他形式实施。提供以下实施例不是为了完全完成本发明，而是为了向本领域技术人员充分表达本发明的范围。

在说明书中，当提及一个组件在另一个组件或层之上或者连接至另一个组件或层时，它可直接在另一个组件或层之上或者连接至另一个组件或层，或者也可存在介于中间的组件或层。与此不同，应理解，当提及一个组件直接在另一个组件或层之上或直接连接至另一个组件或层时，这意味着不存在介于中间的组件。而且，尽管在本发明的各种实施例中使用像是第一、第二和第三的术语来描述各种区域和层，但是区域和层并不限于这些术语。

以下使用的术语仅用于描述特定实施例，但并不限制本发明。另外，除非本文中另外定义，否则包括技术或科学术语的所有术语可具有与本领域技术人员通常理解相同的含义。

参照理想实施例的示意图描述了本发明的实施例。于是，可从附图的形式预期制造方法和/或允许误差的变化。因此，本发明的实施例并非描述成限于附图中的特定形式或区域，而是包括形式上的偏差。这些区域可以是完全示意性的，它们的形式可以不描述或描绘任何给定区域中的准确形式或结构，并且不旨在限制本发明的范围。

图1为根据本发明一个实施例的裸芯顶出器及包含该裸芯顶出器的裸芯拾取装置的示意图。

参考图1，根据本发明的一个实施例，裸芯顶出器200及包含裸芯顶出器200用于拾取裸芯20的装置100可用于在裸芯粘合程序中将裸芯20自切割带12分离并拾取自切割带12分离的裸芯20。拾取的裸芯20可粘合至如导线框架和印刷电路板的基板上。

根据本发明的实施例，裸芯拾取装置100可包括用于支承晶圆10的晶圆台架110。晶圆10可包括藉由切割程序而个体化的多个裸芯20、裸芯20附于其上的切割带12、以及具有圆环形状的安装框架14。切割带12可安装在安装框架14的下表面上，且晶圆台架110可包括扩张环112，该膨胀环112用于支承切割带12邻近安装框架14的边缘部分。进而，裸芯拾取装置100可包括用于降低安装框架14以使切割带12扩张的夹具114、以及用于沿垂直方向移动夹具114的夹具驱动部(未示出)。

用于将裸芯20自切割带12分离的裸芯顶出器200可设置在由晶圆台架110支承的切割带12下方，且用于拾取由裸芯顶出器200分离的裸芯20的拾取模块120可设置在晶圆台架110上方。

拾取模块120可包括：真空吸附由裸芯顶出器200分离的裸芯20的拾取器122，沿垂直方向移动拾取器122以拾取裸芯20的拾取器驱动部124，以及控制拾取器122的操作的拾取器控制部126。此外，拾取器驱动部124可沿水平方向移动拾取器122，以使裸芯20移动到预定位置，例如裸芯台架。

尽管未在附图中示出，晶圆台架110可配置为可藉由台架驱动部(未示出)沿水平方向移动，并且晶圆台架110和台架驱动部的操作可由台架控制部(未示出)控制。例如，台架驱动部可调节晶圆台架110的位置，以选择性地拾取裸芯20。也就是说，台架驱动部可调节晶圆台架110的位置，使得待拾取的裸芯20位于裸芯顶出器200上。

图2为如图1所示的裸芯顶出器200的示意性截面图。

参考图2，裸芯顶出器200可包括具有用于真空吸附切割带12下表面的真空孔212的罩210，设置在罩210中的顶出构件220，其配置为可沿垂直方向移动穿过罩210以将裸芯20自切割带12分离，管状的顶出器主体230，其耦接于罩210的下部，以及用于根据裸芯20的厚度调节罩210内的真空度的真空控制部260。

罩210可为圆帽形并包括上面板214，该上面板形成有贯穿其的真空孔212。特别地，上面板214可具有用于沿垂直方向移动顶出构件220的开口。顶出构件220可具有带敞开顶部的腔室222。顶出器主体230可为带封闭下部的柱状，并且可耦接至罩210的下部以形成封闭的内部空间。

裸芯顶出器200可包括用于沿垂直方向移动顶出构件220的垂直驱动部240。例如，垂直驱动部240可包括耦接至顶出构件220的头部242，从头部242向下延伸穿过顶出器主体230下部的驱动轴244，安装在驱动轴244下部的辊式凸轮从动件246，设置在凸轮从动件246下方的凸轮板248，以及用于旋转凸轮板248的马达250。

根据本发明的实施例，真空控制部260可包括与罩210连接以在罩210内提供真空压力的真空源262，连接于罩210和真空源262之间以控制罩210内真空压力的真空调节单元264，根据裸芯20的厚度控制真空调节单元264的操作的真空控制单元266，以及用于测量罩210内真空压力的真空传感器268。

例如，真空抽气器或真空泵可用作真空源262，且电动气动调节器可用作真空调节单元264。真空源262可藉由真空管270连接至顶出器主体230，并可经由顶出器主体230及罩210向真空孔212提供真空压力。真空调节单元264可安装在真空管270中，并且真空传感器268可在真空调节单元264及顶出器主体230之间连接至真空管270。

真空控制部260可根据裸芯20的厚度在罩210内提供适当水平的真空压力，从而防止裸芯20因真空压力而损坏。关于裸芯20厚度的信息可预先由程序管理服务器或过程控制部提供。根据本发明另一实施例，裸芯拾取装置100可藉由使用拾取模块120来测量裸芯20的厚度，并可根据所测量的裸芯20的厚度来调节罩210内的真空压力。

图3及图4为使用如图1所示的拾取模块120来测量裸芯20的厚度的方法的示意图。

参考图3及图4，拾取器控制部126可控制拾取器122的操作，使得拾取器122与切割带12的上表面接触并与其中一个裸芯20接触。进而，拾取器控制部126可根据拾取器122与切割带12上表面形成接触的第一高度及拾取器122与其中一个裸芯20形成接触的第二高度计算裸芯20的厚度。

具体地，拾取器模块120可包括高度传感器128，例如线性编码器，其用于测量拾取器122的高度。拾取器122的第一和第二高度可由线性编码器128测量，且拾取器控制部126可根据第一高度与第二高度之间的差来计算裸芯20的厚度。由拾取器控制部126计算的裸芯20的厚度信息可提供至真空控制部260。

此外，当拾取器122与切割带12上表面形成接触时，裸芯顶出器200可设置在拾取器122的下方并支承切割带12，并且当拾取器122接触其中一个裸芯20时，裸芯顶出器200设置在拾取器122的下方并支承其中一个裸芯20。具体地，台架驱动部可移动晶圆台架110以测量拾取器122的第一高度，使得切割带12未附有裸芯20的边缘部分位于裸芯顶出器200上。在测量第一高度之后，台架驱动部可移动晶圆台架110，以测量拾取器122的第二高度，使任一裸芯20位于裸芯顶出器200上。

测量拾取器122的第一和第二高度的步骤可在将晶圆10装载在晶圆台架110上之后执行。特别地，测量第一和第二高度的步骤优选地在真空压力未施加到切割带12下表面的状态下执行。即，优选地在执行测量第一及第二高度的步骤时将罩210的内部保持在大气压下以防止损坏裸芯20。

在测量裸芯20的厚度之后，真空控制部260可根据裸芯20的厚度确定用于真空吸附切割带12的真空压力的适当水平。进而，真空控制单元266可控制真空调节单元264的操作，从而在裸芯20被拾取模块120拾取时，在罩210及顶出器主体230中提供所确定的真空压力。另外，罩210及顶出器主体230中的真空压力可藉由真空传感器268测量，并且使用由真空传感器268测量的真空压力的反馈控制可藉由真空控制单元266执行。

参考图1及图2，台架驱动部可移动晶圆台架110，使得待拾取的裸芯20位于裸芯顶出器200上。然后，裸芯顶出器200可利用真空压力真空吸附切割带12的下表面。

顶出构件220可与真空源262连接。此外，顶出构件220可与用于将空气供应至顶出构件220中的空气源280连接。具体地，驱动轴244可具有与空气源280连接的中空部，并且头部242可具有用于将中空部与顶出构件220的腔室222连接的通孔。真空源262和空气源280可经由驱动轴244的中空部和头部242的通孔将真空压力和空气提供至顶出构件220的腔室222中。此外，驱动轴244可藉由空气管282与空气源280连接，且真空管270和空气管282可藉由第二真空管272彼此连接。

第一、第二及第三阀274、276与284可分别安装在真空管270、第二真空管272及空气管282中，并且真空压力和空气可经由第一、第二及第三阀274、276和284提供至罩210及顶出构件220的腔室222中。例如，真空压力可藉由打开第一和第二阀274、276并关闭第三阀284提供至罩210及顶出构件220的腔室222中，如此切割带12可真空吸附于罩210及顶出构件220上。然后，顶出构件220可藉由垂直驱动部240升高，并且空气可藉由关闭第二阀276并打开第三阀284供应至顶出构件220的腔室222中。切割带12可藉由供应至顶出构件220的腔室222中的空气向上膨胀，因此裸芯20可与切割带12充分地分离。

图5为如图2所示的真空控制部260的另一例的示意性截面图。

参考图5，裸芯顶出器200可包括用于调节罩210内真空度的真空控制部290。真空控制部290可包括分别与罩210连接以在罩210内提供不同真空压力的多个真空源292，连接于罩210与真空源292之间并根据裸芯20的厚度选择性地将其中一个真空源292与罩210连接的阀单元294，根据裸芯20的厚度控制阀单元294的操作的真空控制单元296，以及用于测量罩210内真空压力的真空传感器298。

多个真空抽气器或多个真空泵可用作真空源292，且阀单元294可根据由拾取器控制部126计算出的裸芯20之厚度选择性地将其中一个真空源292与罩210连接。例如，阀单元294可包括分别与真空源292连接的多个阀，并且阀可与罩210连接。真空控制单元296可监控由真空传感器298测量的真空压力。当真空传感器298测量的真空压力超过允许范围时，真空控制单元296可操作阀单元294，从而阻断罩210和其中一个真空源292的连接状态以防止损坏裸芯20。

根据本发明的实施例，罩210中提供的真空压力可根据裸芯20的厚度调节至适当水平。因此，即使在裸芯20具有相对较薄厚度的情况下，裸芯20因真空压力而损坏的问题也可充分地解决。特别地，由于罩210内真空压力可基于使用拾取模块120测量的裸芯20的厚度信息来调节，因此即使由程序管理服务器或过程控制部所提供的裸芯20的厚度信息中存在错误，仍可充分防止裸芯20的损坏。

尽管已参考特定实施例描述了裸芯拾取装置100及裸芯顶出器200，但并不限于此。因此，本领域技术人员应容易地理解，在不脱离本发明由所附权利要求限定的实质和范围的情况下，可做出各种修改和变化。

Claims (3)

1.一种裸芯拾取装置，包括：

用于支承晶圆的晶圆台架，所述晶圆包括多个裸芯及所述裸芯附于其上的切割带；

设置在支承于所述晶圆台架上的所述晶圆下方的裸芯顶出器，其配置为将所述裸芯自所述切割带分离；以及

用于拾取由所述裸芯顶出器分离的裸芯的拾取模块，

其中，所述裸芯顶出器包括：

罩，其具有用于真空吸附所述切割带的下表面的真空孔；

设置在所述罩中的顶出构件，其配置为可沿垂直方向移动穿过所述罩以将所述裸芯自所述切割带分离；

管状的顶出器主体，其耦接于所述罩的下部；以及

用于根据所述裸芯的厚度调节所述罩内的真空度的真空控制部，

其中所述拾取模块包括：

配置为可沿垂直方向移动以拾取由所述裸芯顶出器分离的裸芯的拾取器；以及

用于控制所述拾取器的操作的拾取器控制部，

其中所述拾取器控制部控制所述拾取器的操作，使得所述拾取器与所述切割带的上表面接触并与所述裸芯之一接触，并根据所述拾取器与所述切割带的上表面接触的第一高度及所述拾取器与所述裸芯之一接触的第二高度计算所述裸芯的厚度，

其中当所述拾取器与所述切割带的上表面接触时，所述裸芯顶出器设置在所述拾取器的下方并支承所述切割带，并且当所述拾取器与所述裸芯之一接触时，所述裸芯顶出器设置在所述拾取器的下方并支承所述裸芯之一，

其中当所述切割带及所述裸芯之一由所述裸芯顶出器支承时，所述罩内保持为大气压力。

2.如权利要求1所述的装置，其中所述真空控制部包括：

与所述罩连接以于所述罩内提供真空压力的真空源；

连接于所述罩及所述真空源之间以控制所述罩内的真空压力的真空调节单元；

用于根据所述裸芯的厚度控制所述真空调节单元的操作的真空控制单元；以及

用于测量所述罩内的真空压力的真空传感器。

3.如权利要求1所述的装置，其中所述真空控制部包括：

分别与所述罩连接以于所述罩内提供不同的真空压力的多个真空源；

连接于所述罩及所述真空源之间并根据所述裸芯的厚度选择性地将所述真空源之一与所述罩连接的阀单元；

用于根据所述裸芯的厚度控制所述阀单元的操作的真空控制单元；以及

用于测量所述罩内的真空压力的真空传感器。