专利名称：不良晶粒挑选机及其方法
技术领域：
本发明涉及一种不良晶粒挑选机及其方法，特别涉及一种利用接触式或非 接触式排除装置的不良晶粒挑选机及其方法。
背景技术：
晶粒(die)为电子产业中基本的电子零件，其通过半导体制程步骤进行磊晶 及后续制程，成为市面上常见的产品。在晶粒制程中，需将晶圆切割成晶粒， 以利后续的封装等处理，但在切割过程中，极可能对晶粒造成毁损，故需要将 不良晶粒挑选并搜集，以进行后续废弃等处理。传统的不良晶粒挑选方法采用人工挑选，通过对晶圆上各晶粒进行对比， 将不良晶粒挑选出并废弃。然而，随着半导体制程的微小化，晶粒的尺寸越来 越小，使得人工挑选的难度增加，而且针对一片晶圆作不良晶粒挑选的工时极 长。针对上述问题，公知技术提出一种晶粒挑选机，通过挑选机先挑选出不良 晶粒后，通过一吸嘴吸附不良晶粒，并经过一吸收装置，例如通过真空吸收方 式，将不良晶粒吸收。例如，中国台湾专利号M253466提出的晶粒挑选机的快 速晶粒挑捡结构改良。然而，半导体制程的微小化，使晶粒重量变轻，以晶粒 为例，其晶圆在切割成晶粒后，放置在一胶膜上，在吸嘴吸附不良晶粒的同时， 晶粒残留的黏胶将同时被吸嘴吸附，故晶粒极易被胶膜残留的黏胶所黏附至吸 嘴上，而增加不良晶粒排除的难度，而吸收装置只有吸收的功能，并没有将不 良晶粒从吸嘴上排除的功能。因此，现今仍需一能解决上述问题的不良晶粒排 除机制，以提高排除效率。发明内容一方面，本发明提供一种能够提升不良晶粒排除效率的不良晶粒挑选机。 为实现上述发明目的，本发明采用如下技术方案本发明提供的一种不良晶粒挑选机，包含操作基座，用以置放晶粒；拣选 装置，包含吸嘴，其连接至真空源，用以吸附置于操作基座上的晶粒中的不良 晶粒；以及非接触式排除装置，包含喷管连接至流体源，通过流体喷除吸嘴上 的不良晶粒。上述非接触式排除装置包含静电去除装置。其中，静电去除装置 包含静电枪或静电风扇。本发明提供的另一种不良晶粒挑选机，包含操作基座，用以置放晶粒；拣 选装置，包含吸嘴，其连接至真空源，用以吸附置于操作基座上的晶粒中的不 良晶粒；以及接触式排除装置，包含直接接触器，通过直接接触器与吸嘴相互 接触，以排除吸嘴上的不良晶粒。上述接触式排除装置包含静电去除装置。其 中，静电去除装置包含静电枪或静电风扇。另一方面，本发明提供一种能够提升不良晶粒排除效率的不良晶粒挑选方法。为实现上述发明目的，本发明采用如下技术方案本发明提供的一种不良晶粒挑选方法，包含备置操作基座，用以置放晶粒； 通过拣选装置吸附操作基座上的晶粒中的不良晶粒；以及通过流体喷除拣选装 置上的不良晶粒。此外，本不良晶粒挑选方法更包含去除拣选装置的静电。本发明提供的另一种不良晶粒挑选方法，包含备置操作基座，用以置放晶 粒；通过拣选装置吸附操作基座上的晶粒中的不良晶粒；以及通过直接接触器 与拣选装置的吸嘴相互接触，以排除吸嘴上的不良晶粒。此外，本不良晶粒挑 选方法更包含去除直接接触器的静电。
本发明可通过说明书中若干较佳实施例及详细叙述以及附图得以了解。然 而，本领域的技术人员应当理解所有本发明的较佳实施例用以说明而非用以限 制本发明的权利要求，其中图1为本发明不良晶粒挑选机的操作示意图；图2为图1所示本发明不良晶粒挑选机的拣选装置的侧视图；图3为图1所示本发明不良晶粒挑选机的非接触式排除装置的侧视图；图4为本发明不良晶粒挑选机的接触式排除装置的一实施例的剖面图；图5为本发明不良晶粒挑选机的接触式排除装置的另一实施例的剖面图；图6为本发明不良晶粒挑选机的接触式排除装置的又一实施例的剖面图；图7为图6所示不良晶粒挑选机的接触式排除装置的上视图；图8为本发明不良晶粒挑选方法的步骤示意图。
具体实施方式
为了使本技术领域的人员更好地理解本发明的技术方案，并使本发明的上 述目的、特征和优点能够更加明显易懂，下面结合附图和实施例对本发明作进 一步详细的说明。如图1所示，本发明提供的不良晶粒挑选机的较佳实施例中，包含操作基座101、拣选装置102以及排除装置，其中，排除装置为非接触式排除装置103、 接触式排除装置104或包含两者；操作基座101的作用在于置放晶粒106，拣选装 置102包含吸嘴1021，通过吸嘴1021连接至真空源111，以吸附在操作基座101上 的不良晶粒；而排除装置主要通过非接触式排除装置103使用流体排除方式或通 过接触式排除装置104使用直接接触器与吸嘴1021相互接触方式排除吸嘴1021 上的不良晶粒。如图1所示，操作基座101用以置放晶粒， 一般而言，用于置放承载晶粒106 的胶膜107;操作基座101通过管线108连接至真空源109，通过真空吸附胶膜107 方式，固定胶膜107在操作基座101上；本发明所提及的固定胶膜107的方式，也 可以机械固定方式或其它方式完成。机械固定方式通过固定胶膜外围的扩张环 在操作基座101上，即通过一环具环绕在扩张环外围，以由一组卡紧件縮减环具 的环绕空间，以便固定胶膜107在环具内。请同时参照图1及图2，拣选装置102包含吸嘴1021，通过管线110连接至真空源lll，吸嘴1021至真空源111之间形成一真空路径，使吸嘴1021通过真空方 式吸附捧作基座101上的晶粒106;通过一判断装置，以确认各晶粒106完整或是 不良品后，拣选装置102将配合顶针器105将不良晶粒106a吸附，移开操作基座 IOI至一排除区；其中，排除区指排除及收取不良晶粒106a的区域，而排除装置 即设置在排除区，在此，判断装置以视觉显示器，如电子显微镜、数字相机、 数字显微相机、工业显微设备等，观察晶粒106的图案，配合微处理器分析以决 定不良晶粒及其位置；而顶针器105紧贴胶膜107，在不良晶粒106a的位置处， 通过顶针戳破胶膜107将不良晶粒106a移开胶膜107，顶针器105结构为现有技术 在此省略顶针器105的相关详细叙述。胶膜107具有一定的黏性，故在顶针器105 将不良晶粒106a移开胶膜107时，拣选装置102需同时通过吸嘴1021吸附不良晶 粒106a，才能将不良晶粒106a准确地吸附于吸嘴1021。拣选装置102还包含机械 手臂1022以及移动装置1023。在一实施例中，机械手臂1022由二关节以及三骨 架所构成，用以将吸嘴1021移动，然其结构并非限于以上所述。移动装置1023 用以控制机械手臂1022的垂直位置及水平位置，以利于三度空间动作。在一实 施例中，移动装置1023包含二马达或其它驱动组件，马达如步进马达、伺服马 达、音圈马达(voice coil motor)及直马区式马达(direct drive motor)等，其 中一马达用以控制机械手臂1022的垂直位置，以于定点上升或下降，进而实行 吸取或排除不良晶粒的动作。另一马达用以控制机械手臂1022的水平位置，在 制程步骤中的若干装置例如排除装置及操作基座101之间移动，以利于连续进行 连续的步骤。在吸嘴1021吸附不良晶粒106a之后，拣选装置102利用机械手臂 1022将吸嘴1021及不良晶粒106a移动至排除区的排除装置。在操作基座101通过 真空方式吸附胶膜107时，其通过管线108连接的真空源109，与真空源lll为同 一真空源，当然，在另一实施例中，真空源109与真空源111可为不同真空源。请参照图l，在吸嘴1021吸附不良晶粒106a时，不良晶粒106a常会携带胶膜 上的残余黏胶，因此在吸嘴1021上容易附着残余黏胶，导致不良晶粒106a黏滞 在吸嘴i021无法排除，故而需要通过排除装置将吸嘴1021上的不良晶粒106a甚 至于残余黏胶加以排除。如前文所述，排除装置包含非接触式排除装置103(如图l的左上角部分所示)，接触式排除装置104(如图1的右上角部分所示)，或以 上两者，以下将分别叙述非接触式排除装置103及接触式排除装置104的结构。 在接触式或非接触式排除装置104或103将不良晶粒106a排除后，拣选装置102返 回至操作基座101的位置，以重复上述相同步骤。图3为图1的非接触式排除装置的侧视图；请同时参照图1及图3，非接触式 排除装置103包含喷管1031，喷管1031通过管线112连接至流体源113;当拣选装 置102通过吸嘴1021吸附不良晶粒106a并移动至非接触式排除装置103时，流体 源113提供喷管1031使用一流体，以排除吸嘴1021上的不良晶粒；流体源113为 一气体源、 一液体源或以上两者之一，通过流体源113所供给的气体或液体传送 至喷管1031，通过喷管1031的出口喷出，进而将不良晶粒106a排除，以利于后 续处理。在一实施例中，气体可为一般的空气、惰性气体或其它气体。在一实 施例中，液体可为水或其它液体。在另一实施例中，排除装置可为接触式排除装置104，如图l右上角部分所 示；接触式排除装置104利用直接接触方式，例如以直接接触器与不良晶粒106a 相互接触，使不良晶粒106a从吸嘴1021脱落；其中，直接接触器为毛刷10401、 弹性软板或其它的弹性材料，以在与吸嘴1021接触时，避免破坏拣选装置102的 结构。弹性软板为一橡胶软板、PU软板或其它同等材料的软板。图4到图6分别为接触式排除装置的三种实施示意图，在此，为了叙述方便，直接接触器以毛 刷10401作为范例；请参照图1及图4，接触式排除装置104包含毛刷10401、基部 10406及置放机构10408;基部10406具有两端，毛刷10401位于基部10406的一端 上，而基部10406的另一端放置于置放机构10408的通孔上，以螺丝锁固、黏胶 固定等方式固定，此外，基部10406与置放机构10408也可为一体成型制作；在 吸嘴1021移动至排除区时，通过将置放机构10408放置在吸嘴1021移动轨迹上， 使毛刷10401与吸嘴1021直接接触，以排除吸嘴1021上的不良晶粒106a。请参照图1及图5，接触式排除装置104包含毛刷10401、基部10406、滑轨 10409及动子10410;基部10406具有两端，毛刷10401位于基部10406的一端上， 而基部10406的另一端连接于动子10410的通孔10411上，以螺丝锁固、黏胶固定等方式，连接于动子10410上，此外，基部10406与动子10410也可为一体成型制 作；动子10410套在滑轨10409外，限制动子10410在滑轨10409的水平方向(图5 的箭头方向)移动，通过气压缸、电磁阀或其它水平移动的装置，使动子10410 进行水平方向移动；在吸嘴1021移动至排除区时，通过动子10410在滑轨10409 进行水平移动，带动毛刷10401至吸嘴1021的移动轨迹上，使毛刷10401与吸嘴 1021直接接触，排除吸嘴1021上的不良晶粒106a。除了气压缸、电磁阀外，依 照机构设计的多样性，也可以螺杆、皮带等连动装置，连接在一马达及动子10410 乏间，其中马达为步进马达、伺服马达，通过步进马达或伺服马达带动连动装 置，进而带动毛刷10401作水平移动。
图7为图6中接触式排除装置的上视图，请参照图l、图6及图7，接触式排除 装置104包含毛刷10401、基部10406、外框10402、横杆10403、 二连动螺丝10405 及马达(未图示)。基部10406具有两端，毛刷10401位于基部10406的一端上，而 基部10406的另一端连接在横杆10403的一通孔10404上，基部10406通过放置在 通孔10404中，以螺丝锁固、黏胶固定等方式，连接于驱动装置横杆10403上， 此外，基部10406与横杆10403也可为一体成型制作；外框10402具有两相对设置 的支撑板，在支撑板上各具有一穿洞，将二连动螺丝10405穿设于两支撑板的穿 洞，并锁固横杆10403的两端，以固定横杆10403于两支撑板之间。为了降低外 框10402制作的复杂度，如图7所示，将外框10402设计成中空方形或矩形机构， 以有效控制两支撑板的距离，将横杆10403置于外框10402内部。马达为步进马 达、伺服马达，其连接至连动螺丝10405，通过马达带动连动螺丝10405呈顺时 钟或逆时钟旋转。在吸嘴1021移动至排除区时，通过马达动作，连动螺丝10405 呈顺时钟或逆时钟旋转，连带使毛刷10401在外框10402内呈顺时钟或逆时钟旋 转，至吸嘴1021的移动轨迹上，使毛刷10401与吸嘴1021直接接触，以排除吸嘴 1021上的不良晶粒106a。本实施例中，毛刷10401可为多个，通过马达带动多个 毛刷10401进行顺时钟或逆时钟旋转，以排除吸嘴1021上的不良晶粒106a。多个 毛刷10401分别置于多个基部10406—端上，通过将多个基部10406的另一端连接 在横杆10403的通孔10404上，将毛刷10401及基部10406固定于横杆10403上。请参照图l，不良晶粒挑选机还包含一收取装置，收取装置作为不良晶粒收
取之用，故在非接触式排除装置103与接触式排除装置104的功能均相同。以下 仅以非接触式排除装置103为例说明，请同时参照图1及图3，收取装置114具有 本体1141以及凹部1142，并放置在临近喷管1031处；凹部1142形成在本体1141 的上表面，在喷管1031喷出流体排除吸嘴1021上的不良晶粒106a后，不良晶粒 106a将掉落在凹部1142中。非接触式排除装置103及收取装置114可以分开，也 可以设计成一体成型，如图3即是非接触式排除装置103及收取装置114一体成型 的侧视图，喷管1031设置在凹部1142的侧壁上且位于凹部1142之中。
请参照图l，在吸嘴1021吸附不良晶粒106a，使其从胶膜107移除时，会使 吸嘴1021及不良晶粒106a感应产生静电，此类静电极易造成不良晶粒106a更加 难以从吸嘴1021排除，因此，在本发明的一实施例中，排除装置上可附加静电 去除装置。
请参照图l，以非接触式排除装置103为例，喷管1031所连接的流体源113， 在使用气体源时，可设置一离子产生装置，以产生一离子气体作为流体源113所 供应的流体，而离子气体除了排除吸嘴1021上不良晶粒106a以外，同时具有将 吸嘴1021上的静电排除的功能。其中，离子产生装置为一具有带电荷的物体， 例如离子针，通过静电枪或静电风扇等静电去除装置的原理，即当离子产生装 S通过外接电源，使离子产生装置电晕放电，以使通过的气流电离为大量正负 离子，使离子风快速吹向需除静电区域将静电中和。当然，在使用流体源113的 同时，流体源113并非离子气体的状态下，不良晶粒挑选机也可使用静电枪或静 电风扇等静电去除装置，对吸嘴1021进行静电排除。静电去除装置并没有特定 的位置，只要吸嘴1021能接触静电去除装置所产生的离子气体即可。
请参照图4至图6，接触式排除装置104可附加接地线10407，将静电导离， 接地线10407连接于不良晶粒挑选机的机台表面或电源插座的接地点，与接触式 排除装置104之间。此外，不良晶粒挑选机可使用静电枪或静电风扇等静电去除 装置，对吸嘴1021进行静电排除。静电去除装置并没有特定的位置，只要吸嘴 1021接触静电去除装置所产生的离子气体即可。在另一实施例中，如图8所示，本发明提供的一种不良晶粒挑选方法；在本 发明的不良晶粒挑选方法中，首先在步骤201备置操作基座，用以置放多个晶粒 在其上；之后，在步骤202通过拣选装置，吸附上述操作基座上晶粒中的不良晶 粒；请参照图l，在此步骤中，不良晶粒需通过顶针器105戳破胶膜107以将不良 晶粒106a顶起并同时配合拣选装置102吸附不良晶粒106a，才能将不良晶粒106a 吸附至拣选装置102上；然后，可以进行步骤203或步骤204，在步骤203通过流 体喷除拣选装置上的不良晶粒，而在步骤204通过直接接触器与拣选装置的吸嘴 相互接触，以排除吸嘴上的不良晶粒，步骤203所述即是使用非接触式排除装置 103，通过流体喷除拣选装置102上的不良晶粒106a，步骤204所述则是使用接触 式排除装置104，通过直接接触器与拣选装置102的吸嘴1021相互接触，以排除 拣选装置102上的不良晶粒106a。在步骤204中，直接接触器根据图4至图6，可 有三种的实施方法， 一是将直接接触器放置在一置放机构上，使直接接触器固 定在置放机构上，并放置在吸嘴移动轨迹上，使直接接触器与吸嘴直接接触； 第二种方法是将直接接触器连接在一动子上，通过驱动装置带动动子于滑轨上 进行水平移动，进而带动直接接触器水平动作，以与吸嘴相互接触；第三种方 法为将直接接触器连接于一横杆上，并在外框的二相对支撑板上形成二相对穿 洞，再将二连动螺丝穿设穿洞并锁固横杆的两端，通过驱动装置带动连动螺丝 转动，进而带动直接接触器转动，以与吸嘴相互接触。
本发明提供的不良晶粒挑选机，在拣选不良晶粒的同时，通过接触式或非 接触式的排除装置，克服因吸嘴上附着残余黏胶，导致不良晶粒黏滞在吸嘴上 而无法排除的问题。而且，通过排除装置上所附加的静电去除装置将吸嘴上的 静电去除，.可提升不良晶粒的排除效率。此外，本发明的不良晶粒挑选机的接 触式排除装置，通过直接接触器与吸嘴直接的相互接触，实际的排除能力较非 接触式排除装置佳，可以提升排除效率。
以上所述，仅为本发明较佳的具体实施方式
，但本发明的保护范围并不局 限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，可轻易 想到的变化或替换，都应涵盖在本发明的保护范围的内。因此，本发明的保护范围应该以权利要求的保护范围为准。
权利要求
1、一种不良晶粒挑选机，其特征在于，包含一操作基座，用以置放晶粒；一拣选装置，包含一吸嘴，该吸嘴连接至一真空源，用以吸附置于该操作基座上的该晶粒中的不良晶粒；以及一非接触式排除装置，包含一喷管连接至一流体源，通过该流体源提供的流体喷除吸嘴上的不良晶粒。
2、 根据权利要求l所述的不良晶粒挑选机，其特征在于，所述流体源为一 气体源、或一液体源。
3、 根据权利要求2所述的不良晶粒挑选机，其特征在于，所述气体源为一 离子气体源。
4、 根据权利要求l所述的不良晶粒挑选机，其特征在于，还包含一收取装 置，在通过所述流体喷除吸嘴上的不良晶粒后，收取被喷除的不良晶粒。
5、 根据权利要求4所述的不良晶粒挑选机，其特征在于，所述收取装置及 该非接触式排除装置为一体成型。
6、 根据权利要求l所述的不良晶粒挑选机，其特征在于，还包含一静电去 除装置，去除该吸嘴所附带的静电。
7、 根据权利要求6所述的不良晶粒挑选机，其特征在于，所述静电去除装 置包含一静电枪、或一静电风扇。
8、 '一种不良晶粒挑选机，其特征在于，包含 一操作基座，用以置放晶粒；一拣选装置，包含一吸嘴，该吸嘴连接至一真空源，用以吸附置于该操作 基座上的该晶粒中的不良晶粒；以及一接触式排除装置，包含一直接接触器，通过该直接接触器与该吸嘴相互 接触，以排除吸嘴上的不良晶粒。
9、 根据权利要求8所述的不良晶粒挑选机，其特征在于，所述直接接触器 为一毛刷、或一弹性软板。
10、 根据权利要求9所述的不良晶粒挑选机，其特征在于，所述弹性软板 为一橡胶软板、或一PU软板。
11、 根据权利要求8所述的不良晶粒挑选机，其特征在于，所述接触式排 除装置包含一置放机构，直接接触器放置于置放机构上。
12、 根据权利要求8所述的不良晶粒挑选机，其特征在于，所述接触式排 除装置包含一动子、 一滑轨及一驱动装置，该直接接触器连接于该动子上，通 过该驱动装置带动该动子于该滑轨上进行水平移动，进而带动该直接接触器水 平动作，与该吸嘴相互接触。
13、 根据权利要求12所述的不良晶粒挑选机，其特征在于，所述驱动装置 包含一步进马达、或一伺服马达、或一气压缸、或一电磁阀。
14、 根据权利要求8所述的不良晶粒挑选机，其特征在于，所述接触式排 除装置包含一横杆、 一外框、二连动螺丝及一驱动装置，该直接接触器连接于 该横杆上，该外框包含二相对支撑板，其具有二相对穿洞形成于其中，该连动 螺丝穿设该穿洞并锁固该横杆的两端，通过该驱动装置带动该连动螺丝转动， 进而带动该直接接触器转动，与该吸嘴相互接触。
15、 根据权利要求14所述的不良晶粒挑选机，其特征在于，所述驱动装置 包含一步进马达、或一伺服马达。
16、 根据权利要求8所述的不良晶粒挑选机，其特征在于，还包含一静电 去除装置，.去除该吸嘴所附带的静电。
17、 根据权利要求16所述的不良晶粒挑选机，其特征在于，所述静电去除 装置包含一静电枪、或一静电风扇。
18、 根据权利要求16所述的不良晶粒挑选机，其特征在于，所述静电去除装置包含一导体及一接地线，该导体电性连接该接地线，通过该直接接触器与 该导体相互接触，以去除直接接触器所附带的静电。
19、 一种不良晶粒挑选方法，其特征在于，包含 备置一操作基座，用以置放晶粒；通过一拣选装置吸附该操作基座上的该晶粒中的不良晶粒；以及 通过一流体喷除拣选装置上的不良晶粒。
20、 根据权利要求19所述的不良晶粒挑选方法，其特征在于，还包含去除 该拣选装置的静电。
21、 一种不良晶粒挑选方法，其特征在于，包含 备置一操作基座，用以置放晶粒；通过一拣选装置吸附该操作基座上晶粒中的不良晶粒；以及 通过一直接接触器与该拣选装置的吸嘴相互接触，以排除吸嘴上的不良晶粒。
22、 根据权利要求21所述的不良晶粒挑选方法，其特征在于，还包含去除 所述直接接触器的静电。
23、 根据权利要求21所述的不良晶粒挑选方法，其特征在于，所述直接接 触器与拣选装置的吸嘴相互接触的步骤，包含以一毛刷、或一弹性软板与拣选 装置的吸嘴相互接触。
24、 根据权利要求21所述的不良晶粒挑选方法，其特征在于，所述直接接 触器与拣选装置的吸嘴相互接触的步骤，包含将直接接触器放置在一置放机构 上。
25、 根据权利要求21所述的不良晶粒挑选方法，其特征在于，所述直接接 触器与拣选装置的吸嘴相互接触的步骤，包含将该直接接触器连接于一动子 上，通过一驱动装置带动该动子在一滑轨上进行水平移动，进而带动直接接触 器水平动作，与吸嘴相互接触。
26、根据权利要求21所述的不良晶粒挑选方法，其特征在于，所述直接接 触器与拣选装置的吸嘴相互接触的步骤，包含将该直接接触器连接于一横杆 上，并在一外框的二相对支撑板上形成二相对穿洞，再将二连动螺丝穿设该穿 洞并锁固该横杆的两端，通过一驱动装置带动该连动螺丝转动，进而带动直接 接触器转动，与吸嘴相互接触。
全文摘要
本发明公开了一种不良晶粒挑选机及其方法。不良晶粒挑选机包含操作基座、拣选装置及排除装置。拣选装置包含吸嘴，以真空吸附方式将置于操作基座上的不良晶粒吸附，再通过排除装置移除不良晶粒。排除装置为非接触式，通过流体喷除方式排除，或为接触式，通过直接接触器与吸嘴相互接触方式排除不良晶粒。
文档编号B07C5/34GK101579856SQ20081009783
公开日2009年11月18日 申请日期2008年5月16日 优先权日2008年5月16日
发明者刘景男, 张介舟 申请人:旺硅科技股份有限公司