接合装置及接合方法
【专利摘要】本发明提供可靠性高的裸片接合机及接合方法，其能够正确地将裸片在安装位置上接合。本发明中，在进入至相机的拍摄视野的位置上且在从吸附保持裸片的吸附器的吸附器中心位置偏置的位置上，利用安装用相机来拍摄设在接合头上的接合头基准标记，在安装位置上，利用安装用相机来拍摄设在输送衬底的输送路径的接合头移动范围内的输送基准标记，基于输送基准标记的拍摄结果和接合头基准标记的拍摄结果，来检测由基于安装用相机及上述接合头相对于上述输送路径的经时间变化而产生的经时间位置偏移和经时间旋转角偏移所定义的经时间姿势偏移，并确定这三者的相关位置。
【专利说明】
接合装置及接合方法
技术领域
[0001]本发明涉及接合装置及接合方法，尤其涉及可靠性高的接合装置及接合方法。
【背景技术】
[0002]在将裸片(die)(半导体芯片)搭载在布线衬底或引线框架等的衬底上而组装封装体的工序的一部分中，存在从晶圆吸附裸片并将裸片接合在衬底上的裸片接合工序。
[0003]在裸片接合工序中，需要将裸片正确地接合在衬底的接合面上。但是，在衬底面由DAF(裸片贴膜)来接合的情况下，会被加热到80 °C?160 °C左右的高温。另外，还会产生来自进行XYZ轴动作的驱动部的发热和环境温度变化。因加热、驱动部发热或者环境温度变化，而发生构成部件的错位等，导致无法将裸片接合在正确位置上。
[0004]作为解决这种问题的现有技术而具有专利文献I。专利文献I的发明涉及一种将半导体元件搭载在被搭载对象上的半导体制造装置，其具有:偏移检测部，其检测搭载在上述被搭载对象上的所述半导体元件和上述被搭载对象上的搭载目标位置之间的偏移量;和修正电路，其统计处理由上述偏移检测部检测的多个偏移量的值，并反馈到上述半导体元件的位置修正计算中。
[0005]现有技术文献
[0006]专利文献
[0007]专利文献1:日本特开2004-311569号公报
[0008]但是，根据当前的封装体的小型及薄型化、裸片的薄型化带来的chipon chip(层叠芯片)的技术的发展，对于裸片的接合而需要更高精度的(十几?几μπι)定位。由此，除了专利文献I的课题以外，因输送衬底的输送路径等的热膨胀，衬底这一侧的接合位置偏移成为问题。
【发明内容】
[0009]因此，本发明的目的在于，提供可靠性高的裸片接合机及接合方法，其能够正确地将裸片接合在安装位置上。
[0010]本发明为了实现上述目的，相对于暴露于80°C?160°C左右的高温并引起衬底的姿势偏移的输送路径，而检测包含加热、辐射热、驱动部发热或者环境温度变化导致的自身姿势偏移在内的接合头、安装用相机的经时间变化的经时间姿势偏移，并确定这三者的相关位置，提高安装位置上的定位精度。若列举其实例则为如下。
[0011]本发明的接合装置具有:
[0012]拾取拍摄机构，其具有第一拍摄视野；
[0013]载置位置拍摄机构，其具有能够拍摄裸片的载置位置的第二拍摄视野；
[0014]裸片移送工具，其拾取第一拍摄视野内的裸片并将裸片载置在第二拍摄视野内的载置位置上，并在拾取裸片时能够在第一拍摄视野内拍摄到的位置上且在将裸片载置在载置位置上时能够在第二拍摄视野内拍摄到的位置上具有基准标记；
[0015]第一图像，其是通过拾取拍摄机构来拍摄由裸片移送工具保持的预定的裸片得到的；
[0016]第二图像，其是通过拾取拍摄机构来拍摄保持有裸片的裸片移送工具所具有的基准标记得到的；
[0017]第三图像，其是通过载置位置拍摄机构来拍摄由裸片移送工具载置的预定对象的衬底得到的；
[0018]第四图像，其是通过载置位置拍摄机构来拍摄保持有裸片的裸片移送工具所具有的基准标记得到的;和
[0019]修正机构，其基于第一图像、第二图像、第三图像及第四图像来修正裸片移送工具所保持的裸片的载置。
[0020]另外，本发明的接合方法具有:
[0021]使拾取拍摄机构拍摄由裸片移送工具保持的预定的裸片的第一步骤；
[0022]使拾取拍摄机构拍摄保持有裸片的裸片移送工具所具有的基准标记的第二步骤；
[0023]载置裸片且使载置位置拍摄机构拍摄预定的衬底的第三步骤；
[0024]使载置位置拍摄机构拍摄保持有裸片的裸片移送工具所具有的基准标记的第四步骤;和
[0025]基于第一步骤、第二步骤、第三步骤及第四步骤来修正裸片移送工具所保持的裸片的载置的步骤。
[0026]这里，裸片移送工具除了包括接合裸片的接合头以外，还包含从晶圆拾取裸片的拾取头、在中间载台与其他任意场所之间移动的头机构。
[0027]另外，拾取拍摄机构包含从晶圆拾取裸片的情况下的拍摄机构、拾取载置在中间载台上的裸片时的拍摄机构、从保持工具拾取其他裸片的情况下的拍摄机构等，简要来说包含能够在拾取裸片时进行拍摄的拍摄机构。另外，载置位置拍摄机构包括将裸片载置在中间载台上的情况下的拍摄机构、将裸片载置在衬底上的情况下的拍摄机构等的将裸片载置在移送裸片的对象部分上时进行拍摄的拍摄机构。
[0028]另外，载置裸片除了包括将裸片置于对象场所的情况以外，还包括临时压接或者正式压接等的接合行为的任意情况。
[0029]另外，修正机构不限于仅基于裸片移送工具的修正，只要是能够对裸片移送工具所保持的裸片的载置场所进行修正的修正机构即可，如下所述，作为修正方法，也可以通过修正裸片移送工具的位置及/或角度来修正裸片的载置场所，也可以通过修正中间载台的位置及/或角度来修正裸片的载置场所，除此以外，简要来说只要是能够修正裸片的载置场所的修正机构即可。
[0030]另外，这些修正还如下所述，例如，控制机构基于第一图像内的裸片的位置或者方向等以及第二图像内的基准标记的位置或者方向等的关系，从基准标记推定裸片的位置或者方向等。另外，控制机构根据第三图像内的衬底的位置或者方向等以及第四图像内的基准标记的位置或者方向的关系，从基准标记的位置、方向推定衬底的位置、方向。而且，还包含控制机构以使从基准标记推定的裸片的位置或者方向、与从基准标记推定的衬底的位置或者方向一致的方式进行修正的行为。
[0031]而且，在本发明中可以为，拾取拍摄机构是在相同位置上拍摄所述第一图像和所述第二图像的拍摄机构。
[0032]另外，在本发明中可以为，载置位置拍摄机构是在相同位置上拍摄所述第三图像和所述第四图像的拍摄机构。
[0033]而且，在本发明中可以为，修正机构基于第一图像内的裸片的位置或者方向和第二图像内的基准标记的位置或者方向的关系，从第三图像内的基准标记的位置或者方向进行修正。
[0034]另外，在本发明中可以为，基准标记是经由具有设在移送工具上的棱镜的光学系统而能够利用拾取拍摄机构或者载置位置拍摄机构拍摄到的基准标记。
[0035]而且，在本发明中可以为，具有拾取机构，其能够翻转裸片，并且能够在与具有载置位置的载置面平行的面内旋转，
[0036]修正机构通过拾取机构进行修正。
[0037]另外，在本发明中可以为，拾取拍摄机构在第一步骤和第二步骤中在相同位置上进行拍摄。而且，在本发明中可以为，载置位置拍摄机构在第三步骤和第四步骤中在相同位置上进行拍摄。
[0038]另外，在本发明中可以为，修正的步骤是基于第一步骤中拍摄到的裸片的位置或者方向、第二步骤中拍摄到的基准标记的位置或者方向、第三步骤中拍摄到的衬底的位置或者方向、及第四步骤中拍摄到的基准标记的位置或者方向进行修正的步骤。
[0039]而且，在本发明中可与为，第二步骤或者第三步骤是经由具有设在移送工具上的棱镜的光学系统来拍摄基准标记的步骤。
[0040]另外，在本发明中可以为，修正的步骤是通过拾取机构进行修正的步骤，该拾取机构能够翻转裸片，并且能够在与具有载置位置的载置面平行的面内旋转。
[0041]发明的效果
[0042]根据本发明，能够提供可靠性高的裸片接合机及接合方法，其能够正确地将裸片在安装位置上接合。
【附图说明】
[0043]图1是适合于本发明的裸片接合机的第一实施方式中的本发明的第一实施例的主要部分的概略侧视图。
[0044]图2是表示输送路径上的安装用相机、接合头的状态的图。
[0045]图3(a)和图3(b)是不意表不第一实施例中的接合头的构造的图。
[0046]图4是表示用于检测安装用相机和接合头的经时间姿势偏移的安装用相机和接合头的动作的图
[0047]图5表示由图4所示的动作得到的结果，图5(a)是表示安装用相机的检测结果的图，图5(b)是表示接合头的检测结果的图。
[0048]图6是表示使安装用相机的X驱动轴向输送基准标记的位置动作，将输送基准标记作为基于经时间姿势偏移的动作原点时的图。
[0049]图7是表示相机的经时间姿势偏移的检测处理流程的图。
[0050]图8是表示由处理得到的中间载台相机相对于接合头的处理姿势偏移的检测结果的图。
[0051]图9(a)表示利用安装用相机来拍摄输送到贴附载台上的由虚线所示的衬底P、或对于已安装裸片为新的裸片D安装位置时的图，图9(b)是利用中间载台相机来拍摄载置在中间载台上的裸片D时的图。
[0052]图10是表示同时进行经时间姿势偏移及处理姿势偏移时的安装处理流程的图。
[0053]图11是适合于本发明的裸片接合机的第二实施方式的主要部分的概略侧视图，是本发明的第四实施例。
[0054]附图标记的说明
[0055]11:供给载台相机
[0056]12:供给载台
[0057]13:拾取头
[0058]21:中间载台相机
[0059]21c:中间载台相机的拍摄视野的中心位置
[0060]22:中间载台
[0061]23:接合头
[0062]23C:吸附器
[0063]23cp:吸附器的中心位置
[0064]23 j:吸附器中心轴
[0065]23m:标记部
[0066]23ο;光学系统
[0067]23pl、23p2:棱镜
[0068]23s:光学系统支承部
[0069]23K:相机姿势偏移检测部
[0070]23H:接合头的主体
[0071]25:旋转驱动装置
[0072]31:安装用相机
[0073]31c:安装用相机的拍摄视野的中心位置
[0074]32:贴附载台
[0075]32m:安装面
[0076]34:加热装置
[0077]41:下方视景相机
[0078]60:输送路径
[0079]100、200:裸片接合机
[0080]D:裸片(半导体芯片)
[0081 ] BM:接合头基准标记
[0082]输送基准标记
[0083]HML:基准标记直线
[0084]P:衬底
[0085]W:晶圆
[0086]0ag:中间载台相机相对于输送路径的整体经时间旋转角偏移
[0087]0ab:中间载台相机相对于接合头的旋转角偏移
[0088]0bc:接合头相对于安装用相机的经时间旋转角偏移
[0089]0bg:接合头相对于基准标记直线的经时间旋转角偏移
[0090]0cg:安装用相机相对于基准标记直线的经时间旋转角偏移
[0091]0cd:安装位置相对于安装用相机的处理旋转角偏移
[0092]0ad:中间载台上的裸片相对于中间载台相机的处理旋转角偏移
【具体实施方式】
[0093]以下，使用附图等说明本发明的一个实施方式。此外，以下的说明用于说明本发明的一个实施方式，不限制本发明的范围。因此，对于本领域技术人员来说，能够采用将这些各要素或者全部要素置换成与其等同的要素的实施方式，这些实施方式也包含于本申请发明的范围。
[0094]此外，在本说明书中，在各图的说明中，对于具有通用的功能的构成要素标注相同的附图标记，尽量避免重复的说明。
[0095]图1是适合于本发明的裸片接合机(diebonder)的第一实施方式中的本发明的第一实施例的主要部分的概略侧视图。本裸片接合机100是如下装置，其将由拾取头13拾取的裸片D临时载置在中间载台(保持位置)22上，并利用接合头23再次拾取所载置的裸片D，将其接合在被输送到安装位置的衬底P上来进行安装。
[0096]裸片接合机100具有:识别晶圆上的裸片D的姿势的供给载台相机11;识别载置在中间载台22上的裸片D的姿势的中间载台相机21 ；和识别贴附载台(attach stage)32上的安装位置的安装用相机31。此外，在本实施例中，中间载台相机21成为本发明中的拾取用相机。
[0097]另外，裸片接合机100具有:设在中间载台22上的旋转驱动装置25;设在中间载台22和贴附载台32之间的下方视景相机(under vis1n camera)41;设在贴附载台32上的加热装置34;和控制装置50。
[0098]下方视景相机41从正下方观察接合头23在移动过程中所吸附的裸片D的状态，加热装置34为了容易拾取或安装裸片D而将贴附载台32加热。
[0099]控制装置50具有未图示的CPU(Central processor unit;中央处理器)、存储控制程序的 R0M(Read only memory;只读存储器)、存储数据的RAM(Random access memory;随机存储器)、控制总线等，控制构成裸片接合机100的各要素并进行以下所述的安装控制。
[0100]本实施例中，与接合处理相关的安装单元是包含构成输送系统的贴附载台32在内的输送路径60、安装用相机31、接合头23、中间载台相机21及中间载台22。安装用相机31、接合头23及中间载台相机21具有XY驱动轴但不具有旋转轴，该XY驱动轴是能够在与具有安装位置的图2所示的安装面32m平行的面内沿X、Y方向移动的轴，该旋转轴是能够相对于与安装面32m正交的轴旋转的轴。中间载台22具有在使中间载台面22m(参照图1)与安装面32m平行的面内使中间载台22旋转的旋转驱动装置25。
[0101]此外，本实施例中的Y方向是指接合头23在中间载台22和贴附载台32之间移动的方向，X方向是指在与安装面32m平行的面内与Y方向正交的方向。另外，XY驱动轴如图1所示地被检测线性刻度位置。例如，附图标记26、36是接合头23及安装用相机各自的Y驱动轴用线性刻度。
[0102]图2是表示输送路径60中的安装用相机31、接合头23的状态的图。为了容易接合裸片D，安装单元中的包含贴附载台32在内的输送路径60、存在于输送路径60上侧的接合头23及安装用相机31因加热装置34而受到80°C?160°C左右的影响。即，输送路径60因高温而热膨胀，接合头23及安装用相机31因辐射热等而发生姿势偏移。
[0103]因此，在本发明中，对于引起衬底P姿势偏移的输送路径60，包含因加热等自身发生的姿势偏移在内地检测接合头23、安装用相机31的经时间变化的经时间姿势偏移，确定这三者的相关位置，并提高安装位置上的定位精度。在经时间姿势偏移中，如下所述地存在旋转角偏移及位置偏移。在以下的说明中，将前者称为经时间旋转角偏移，将后者称为经时间位置偏移。
[0104]为了实现上述经时间姿势偏移的检测，在本实施例中具有以下2个基准标记。
[0105]第一个基准标记是为了检测离输送路径60动作原点的经时间姿势偏移而设的输送基准标记HM。在本实施例中，如图2所示，在输送路径60的两侧凸部上设置HMl、HM2。输送基准标记HM1、HM2是沿着使安装用相机31和接合头23在Y方向上移动的线并进入至安装用相机31的拍摄范围而设置的。输送基准标记HM1、HM2只要采取与输送路径60相区别的对比度，并具有以相机的分辨率能够辨别的形状即可。此外，也可以将输送基准标记HM1、HM2设在贴附载台32上离开规定距离的位置上。
[0106]第二个基准标记是设在接合头23上的接合头基准标记BM。图3(a)是示意表示本实施例中的接合头23的构造的图。接合头基准标记BM以当从正上方拍摄接合头23时，使吸附保持裸片D的吸附器23C的中心位置23cp与相机的拍摄视野的中心位置一致的方式设在从吸附器23C的中心位置23cp偏置的位置上。另外，从相机的拍摄面到接合头基准标记BM之间的距离L成为图3(b)所示的相机的焦点距离WD的位置，即成为L1+L2+L3。而且，接合头基准标记BM只要采取与标记部23m相区别的对比度，具有以相机的分辨率能够辨别的形状即可。例如，除了黑点标记以外，也可以在标记部23m设置切口标记，也可以在标记部23m设置与X方向或Y方向平行的直线标记。
[0107]接着说明接合头23的构造。接合头23具有:吸附保持裸片D的吸附器(Collet)23C;使吸附器23C升降而在与安装面平行的二维面上移动的主体23H;和具有接合头基准标记BM的相机姿势偏移检测部23K。接合头23不具有使吸附器在与安装面32m平行的面上旋转的旋转轴。
[0108]相机姿势偏移检测部23K具有:标记部23m，其从主体23H延伸并设有接合头基准标记BM;和光学系统23ο，其使接合头基准标记BM的像从吸附器23C的中心位置23cp通过，并将其引导至与安装面32m正交的中心轴23j上。此外，图3(a)所示的中心位置23cp为了便于显示而表示在与纸面平行的边上。
[0109]在本实施例中，光学系统23ο具有:设在主体23Η的上部的2个棱镜23pl、23ρ2；和将这些棱镜支承在主体23Η上的光学系统支承部23s。棱镜23ρ2以使其光轴与中心轴23 j—致的方式设置。作为光学系统除此以外也可以使用例如以使一端面对基准标记M、而使另一端在上述棱镜23p2的位置上面对相机的拍摄面的方式设置的光纤视镜(fiberscope)。
[0110]首先，使用图4、图5说明以输送路径60为基准的安装用相机31和接合头23的经时间姿势偏移的检测方法、以及安装用相机31相对于接合头23的经时间姿势偏移的检测方法。
[0111]图4是表示用于检测安装用相机31和接合头23的经时间姿势偏移的安装用相机31和接合头23的动作的图。图5是以将输送基准标记连结的虚线所示的基准标记直线HML为基准，而相对于安装用相机31、接合头23来表示由图4所示的动作得到的结果的图。图5(a)是表示安装用相机31的结果的图，图5(b)是表示接合头23的结果的图。图5(a)、图5(b)中的HMM位置是输送基准标记HMl、HM2的中点，表示虚拟的输送基准标记HMM。
[0112]如图4的(a)所示，以使安装用相机31的拍摄视野的中心位置与输送基准标记HMl的中心位置一致的方式使安装用相机31移动，得到图5(a)所示的安装用相机31离输送基准标记HMl的位置(Xcgl，Ycgl)。然后，如图4的(b)所示，以使接合头基准标记BM的中心位置与安装用相机31的拍摄视野的中心位置一致的方式使接合头23移动，得到图5(b)所示的接合头23离输送基准标记HMl的位置(Xbgl，Ybgl)。
[0113]接着，使安装用相机31和接合头23依次移动至输送基准标记HM2上，将输送基准标记HMl上的处理实施于输送基准标记HM2上，得到图5(a)、图5(b)分别所示的安装用相机31离输送基准标记HM2的位置(Xcg2，Ycg2)、和接合头23离输送基准标记HMl的位置(Xbg2，YbgShX以衬底P的输送方向为正，Y以接合头23从贴附载台32朝向中间载台22的方向为正。
[0114]从图5所示的结果可知，接合头23相对于基准标记直线HML的经时间旋转角偏移以顺时针为正，成为0bg，安装用相机31相对于连结输送基准标记HMl和HM2的基准标记直线HML的经时间旋转角偏移以顺时针为正，成为Θ eg。另外，安装用相机31相对于接合头23的经时间旋转角偏移Qbc以顺时针为正，成为0bg — 0Cg。各个旋转角偏移不一定必须以顺时针方向为正。简要来说，需要相对于同一方向旋转设为正。在以下的说明中，旋转角偏移也以顺时针方向为正。
[0115]假设，若接合头23具有旋转轴，则使旋转轴在基准标记直线HML上作为动作原点Bg来移动，若仅旋转经时间旋转角偏移一 Gbg，则接合头23的移动轨迹Br与基准标记直线HML一致。在本实施例中，接合头23不具有旋转轴，因此通过后述的中间载台22的旋转来实施。此外，Jcg是安装用相机31的Y驱动轴的动作原点，Jcr是安装用相机31的移动轨迹。
[0116]图6是以接合头23的X驱动轴的动作原点为输送基准标记HMl的例子。在图6中，若将最初或上一次的经时间姿势偏移检测时的输送基准标记HMl、HM2之间的距离设为Ly，则在本次的经时间姿势偏移检测时，伸长△ Yb。但是，△ Yb在安装用相机31处于安装位置时，不会随着安装位置越从视野范围偏移变得越大，因此在实际的接合时，能够从由安装用相机31得到的像来修正。此外，X驱动轴的动作原点不限于输送基准标记HMl，可以为HM2，也可以为作为中点的HMM。
[0117]关于安装用相机31，能够与图6所示的接合头23相同地进行说明，因此省略说明。安装用相机31的移动轨迹与接合头23的移动轨迹Br和基准标记直线HML—致。安装用相机31的动作原点也可以不需要必须与接合头23的动作原点的输送基准标记HMl—致。
[0118]以下，使用图7、图8来说明中间载台相机21的经时间姿势偏移的检测。图7是表示中间载台相机21的经时间姿势偏移的检测处理流程的图。图8是表示由处理得到的中间载台相机21相对于接合头23的经时间姿势偏移的检测结果的图。此外，若输送路径60的加热及中间载台22的加热的影响少，且能够忽略中间载台相机自身的经时间姿势偏移，则也可以不实施。
[0119]实施图7的检测流程之前，在中间载台相机21的拍摄视野的中心位置21c与中间载台22的旋转轴不一致的情况下，使中间载台相机21移动而相一致。
[0120]首先，如图8所示，使接合头23在从中间载台相机21的拍摄视野的中心位置21c穿过的单点划线上沿Y方向平行移动，得到接合头基准标记BM的摄像BMl(步骤SI)。然后，使接合头23沿X方向平行移动规定距离，得到此时的接合头基准标记BM的摄像BM2(步骤S2)。规定距离的平行移动也可以沿Y方向进行。
[0121]如图8所示，即便使接合头基准标记BM与X方向平行地移动，连结接合头基准标记BM的摄像BMl、BM2的直线也会倾斜，这表示中间载台相机21相对于接合头23倾斜，即得到经时间旋转角偏移Gab(步骤S3)。由于接合头基准标记BM的摄像BMl处于吸附器23C的中心位置23cp上，所以摄像BMl和安装用相机31的拍摄视野的中心位置21c之间的偏移成为中间载台相机21相对于接合头23的经时间位置偏移，得到经时间位置偏移(Xab，0)(步骤S4)。此夕卜，接合头基准标记BM是沿X方向或Y方向呈直线形状的直线标记的情况下，不实施步骤S2，通过从中间载台相机21的拍摄视野的中心位置21c穿过的单点划线相对于直线标记的斜度，而能够得到经时间旋转角偏移9ab。
[0122]然后，使中间载台22旋转并修正各安装单元的经时间旋转角偏移，但为了不会因旋转而发生位置偏移，而以使各单元的X位置处于一条直线上的方式修正经时间姿势偏移的原点位置。具体来说，使接合头23及安装用相机31的位置的原点位置移动一 Xab。其结果为，中间载台相机21的位置动作原点、接合头23及安装用相机31的X方向的动作原点处于一条直线上，因此彼此消除位置偏移。该直线成为从输送基准标记HMl偏移了 Xab的位置。Y方向的偏移如上所述地能够被相机的视野覆盖，显然可以忽略。
[0123]经时间旋转角偏移的修正不仅需要对基于中间载台相机21的经时间旋转角偏移Θab实施，而且需要对如下的经时间旋转角偏移来实施，该经时间旋转角偏移是结合了由输送路径60的输送基准标记HM得到的安装用相机的经时间旋转角偏移0Cg、和接合头23相对于安装用相机31的经时间旋转角偏移0bc而得到的。由此，中间载台相机21相对于输送路径60的整体经时间旋转角偏移0ag成为数式(I)或数式(2)。因此，使中间载台22旋转一 0ag，进行整体经时间旋转角偏移的修正。
[0124]0ag = 9cg+9bc+0ab (I) = 0cg+(0bg —0cg)+0ab = 0bg+0ab (2)
[0125]此外，根据数式(2)可知，若接合头23具有旋转轴，则能够修正全部的安装单元相对于输送路径60的经时间旋转角偏移。
[0126]在输送路径60、安装用相机31、接合头23等的经时间姿势偏移时时刻刻地发生变化的情况下，根据其变化来检测基于上述经时间变化的经时间姿势偏移，在能够以规定时间维持姿势偏移的情况下，每隔规定时间进行检测。
[0127]如上所述，根据本实施例，能够修正安装单元相对于输送路径60的经时间姿势偏移，即能够修正各安装单元、尤其接合头23、安装用相机31相对于以正确姿势载置在输送路径60上的衬底P的经时间姿势偏移，能够提高相对于输送路径即被输送来的衬底P(安装位置)的定位精度。
[0128]以下说明安装处理。在安装处理中，拾取裸片时拍摄裸片姿势的中间载台相机(拾取用相机)和接合裸片时拍摄安装位置的安装用相机之间的相对于接合头的旋转角偏移Θac会对裸片向安装位置的定位精度带来影响。
[0129]0ac = 0ab —0cb = 0ab+0bc (3)
[0130]数式(3)的内容包含于数式(I)并在经时间姿势偏移的处理中被修正。
[0131]另外，安装处理在更高精度地定位的情况下，追加以下说明的处理姿势偏移来进行修正。
[0132]处理姿势偏移是指，输送到贴附载台32上的衬底P或已安装的已安装裸片D相对于安装用相机31的姿势偏移、及载置在中间载台22上的裸片D相对于中间载台相机21的姿势偏移的总称。以下，使用图9说明处理姿势偏移。在处理姿势偏移中，也与经时间姿势偏移同样地具有处理旋转角偏移、处理位置偏移。
[0133]图9(a)是表示利用安装用相机31来拍摄输送到贴附载台32上的由虚线所示的衬底P、或对于已安装裸片D为新的裸片D安装位置时的图。从图9(a)可知，关于安装位置相对于安装用相机31的处理姿势偏移，处理旋转角偏移成为0cd，处理位置偏移成为(XccUYcd)。同样地，在图9(b)中，拍摄载置在中间载台22上的裸片D，关于裸片的处理姿势偏移，处理旋转角偏移成为Gad，处理位置偏移成为(XacUYad)。
[0134]从图9可知，中间载台22上的裸片D相对于贴附载台32上的安装位置的处理旋转角偏移成为数式(4)。
[0135]处理旋转角偏移0d:0cd — 0ad (4)
[0136]因此，同时进行经时间姿势偏移的修正和处理姿势偏移的修正时，对于旋转角偏移来说，利用中间载台22的旋转来修正如数式(5)所示地将双方姿势偏移的旋转角偏移相加而得的整体旋转角偏移。
[0137]整体旋转角偏移0s:0ag+0d (5)
[0138]另一方面，对于位置偏移来说，修正数式(5)的整体旋转角偏移之后，得到旋转后所得的中间载台上的裸片D的处理位置偏移(Xad'，Yad')，并修正接合头23的位置。
[0139]以下，使用图10说明同时进行经时间姿势偏移及处理姿势偏移时的安装处理流程。
[0140]首先，预先对于贴附载台32，得到相对于输送路径60的经时间旋转角偏移0Cg、0bc或0cg(步骤S101)，并且得到安装位置相对于安装用相机31的处理旋转角偏移0cd、处理位置偏移(XccUYcd)(步骤S102)。然后，对于中间载台22，得到中间载台相机21相对于接合头23的经时间旋转角偏移0ab(步骤S103)，并且得到裸片D相对于中间载台相机21的处理旋转角偏移0ad(步骤S104)。然后，根据步骤SlOl至S104得到的各个旋转角偏移，得到数式(5)所示的整体旋转角偏移Θs，使中间载台旋转一 Θs (S105)。
[0141]然后，拍摄中间载台22上的裸片D，得到旋转后的裸片D的处理位置偏移(Xad'，Yad')(步骤S106)。使接合头23移动来修正处理位置偏移(Xad'，Yad')，并拾取裸片D(步骤S107)。接合头23向贴附载台32移动，修正安装位置的处理位置偏移(XccUYcd)，并将裸片D接合(步骤S108)。
[0142]在能够以规定时间维持姿势偏移的情况下，判断是否需要修正经时间姿势偏移(步骤S100)，在需要的情况下，进行上述步骤SlOl至S108。在不需要的情况下，仅修正处理姿势偏移。即，预先对于贴附载台，得到安装位置相对于安装用相机31的处理旋转角偏移ΘCd、处理位置偏移(XccUYcd)(步骤S111)。然后，对于中间载台22，得到裸片D相对于中间载台相机21的处理旋转角偏移0ad(步骤S112)。而且，得到数式(4)所示的处理旋转角偏移0d，使中间载台22旋转一 0d(步骤S113)。然后，进行步骤S106至S108的处理。
[0143]另外，如图1所示，在逐步层叠裸片而进行的层叠处理的情况下，在能够从贴附载台32的已安装的裸片D的姿势以规定的定位精度得到层叠的裸片D的处理姿势偏移时，省略步骤Slll，在步骤S108中，将基于层叠的安装位置的处理位置偏移转换而修正，并将裸片D接合。
[0144]在以上的说明中，处理位置偏移修正分别在各个载台进行。但是，在接合头23的吸附器23C不是将裸片D取入到内部的类型，而是由一个面吸附裸片D的类型的情况下，不需要必须高精度地进行中间载台22中的裸片D相对于拾取的定位，因此可以在某个载台上、或者在向贴附载台32的移动过程中进行处理位置偏移修正。
[0145]根据以上说明的本实施例，通过检测安装单元相对于输送路径的经时间姿势偏移，能够检测安装单元的经时间变化，能够将裸片高精度地在安装位置上接合。
[0146]另外，根据以上说明的本实施例，通过检测安装单元相对于输送路径的经时间姿势偏移，能够检测中间载台相机和安装用相机之间的经时间旋转角偏移，并能够将其修正，因此能够将裸片高精度地在安装位置上接合。
[0147]接着，说明相对于输送路径60的经时间姿势偏移的检测方法的第二实施例。在第一实施例中，对于2个输送基准标记HM同时进行接合头23相对于输送路径60的经时间姿势偏移检测、和安装用相机31相对于输送路径60的经时间姿势偏移检测，但在本实施例中，首先，进行安装用相机31相对于输送路径60的经时间姿势偏移的检测，接着，进行接合头23相对于安装用相机31的经时间姿势偏移的检测。
[0148]本实施例中的安装用相机31的经时间姿势偏移检测与第一实施例的实施方法相同。另外，接合头23相对于安装用相机31的经时间姿势偏移检测与中间载台相机相对于接合头23的处理姿势偏移检测处理同样地进行。即，使接合头23相对于安装用相机31沿X方向或Y方向移动来进行。但是，在第一实施例中，检测中间载台相机21相对于接合头23的经时间姿势偏移，相对于此，在本实施例中，检测接合头23相对于安装用相机31的经时间姿势偏移。
[0149]在第二实施例中，也能够发挥与第一实施例同样的效果。
[0150]而且，说明相对于输送路径60的经时间姿势偏移检测方法的第三实施例。在第一、第二实施例中，使用以规定距离分离的2个输送基准标记，来检测安装用相机31、接合头23相对于输送路径60的经时间姿势偏移。在第三实施例中，使用设在包含贴附载台32在内的输送路径60上的I个输送基准标记HM、例如输送基准标记HMl来实施。
[0151]在第三实施例中，使安装用相机31相对于I个输送基准标记HM沿X方向或Y方向平行移动，从此时的I个输送基准标记HM的轨迹，来检测安装用相机31相对于输送路径60的经时间姿势偏移。即，在图7、图8中，使相对于相机的接合头23所具有的接合头基准标记BM移动，但在本实施例中，使安装用相机31相对于固定的输送基准标记HM移动，并检测安装用相机31相对于输送路径60的经时间姿势偏移。随后的接合头23相对于安装用相机31的经时间姿势偏移检测与实施例2同样地进行。
[0152]在第三实施例中，也能够发挥与第一实施例同样的效果。
[0153]接着，说明本发明的第四实施例。第四实施例是适合于本发明的裸片接合机的第二实施方式，使用图11进行说明。第二实施方式的裸片接合机200与第一实施例不同，没有中间载台22，接合头23从晶圆(保持位置)W直接拾取裸片D，并将其直接在贴附载台32的安装位置上接合。
[0154]在第二实施方式中，对供给载台12上的晶圆W上的裸片D的姿势进行确认的供给载台相机11成为拾取用相机。即，构成安装单元的部件除了输送路径60以外，还有安装用相机31、接合头23及供给载台相机11。
[0155]在第二实施方式中，将供给载台相机11作为第一实施方式的中间载台相机21，将供给载台12作为第一实施方式的中间载台22，由此能够适用实施例1至3。
[0156]在第四实施例中，也能够发挥与第一实施例同样的效果。
[0157]接着，说明本发明的第五实施例。第五实施例是适合于本发明的裸片接合机的第三实施方式。第三实施方式是倒装芯片接合机(flip chip bonder)。倒装芯片接合机具有拾取头13，该拾取头13从晶圆W拾取裸片D，为了交接而使该裸片D翻转，并且该拾取头13能够在与具有安装位置的安装面32m平行的面内旋转，接合头23利用拾取头13在使裸片D翻转了的位置(保持位置)上吸附保持裸片D，并将其在安装位置上接合。翻转了的位置与实施例1的中间载台22对应。除此以外的结构与裸片接合机的实施方式I相同。因此，能够将实施例1至3适用于裸片接合机的本实施方式3。
[0158]在第五实施例中，也能够发挥与第一实施例同样的效果。
【主权项】
1.一种接合装置，其特征在于，具有: 拾取拍摄机构，其具有第一拍摄视野； 载置位置拍摄机构，其具有能够拍摄裸片的载置位置的第二拍摄视野；裸片移送工具，其拾取所述第一拍摄视野内的裸片并将所述裸片载置在所述第二拍摄视野内的载置位置上，并在拾取裸片时能够在所述第一拍摄视野内拍摄到的位置上且在将所述裸片载置在载置位置上时能够在所述第二拍摄视野内拍摄到的位置上具有基准标记；第一图像，其是通过所述拾取拍摄机构来拍摄由所述裸片移送工具保持的预定的裸片得到的； 第二图像，其是通过所述拾取拍摄机构来拍摄保持有所述裸片的所述裸片移送工具所具有的所述基准标记得到的； 第三图像，其是通过所述载置位置拍摄机构来拍摄由所述裸片移送工具载置的预定对象的衬底得到的； 第四图像，其是通过所述载置位置拍摄机构来拍摄保持有所述裸片的所述裸片移送工具所具有的所述基准标记得到的;和 修正机构，其基于所述第一图像、所述第二图像、所述第三图像及所述第四图像，来修正所述裸片移送工具所保持的裸片的载置。2.如权利要求1所述的接合装置，其特征在于， 所述拾取拍摄机构是在相同位置上拍摄所述第一图像和所述第二图像的拍摄机构。3.如权利要求1所述的接合装置，其特征在于， 所述载置位置拍摄机构是在相同位置上拍摄所述第三图像和所述第四图像的拍摄机构。4.如权利要求1?3中任一项所述的接合装置，其特征在于， 所述修正机构基于所述第一图像内的裸片的位置或者方向与所述第二图像内的所述基准标记的位置或者方向的关系，从所述第三图像内的所述基准标记的位置或者方向进行修正。5.如权利要求1?3中任一项所述的接合装置，其特征在于， 所述基准标记是经由具有设在所述移送工具上的棱镜的光学系统而能够利用所述拾取拍摄机构或者所述载置位置拍摄机构拍摄到的基准标记。6.如权利要求1?3中任一项所述的接合装置，其特征在于， 具有拾取机构，其能够翻转所述裸片，并且能够在与具有所述载置位置的载置面平行的面内旋转， 所述修正机构通过所述拾取机构进行修正。7.一种接合方法，其特征在于，具有: 使拾取拍摄机构拍摄由裸片移送工具保持的预定的裸片的第一步骤； 使所述拾取拍摄机构拍摄保持有所述裸片的所述裸片移送工具所具有的基准标记的第二步骤； 载置所述裸片且使载置位置拍摄机构拍摄预定的衬底的第三步骤； 使所述载置位置拍摄机构拍摄保持有所述裸片的所述裸片移送工具所具有的所述基准标记的第四步骤;和 基于所述第一步骤、所述第二步骤、所述第三步骤及所述第四步骤，来修正所述裸片移送工具所保持的裸片的载置的步骤。8.如权利要求7所述的接合方法，其特征在于， 所述拾取拍摄机构在所述第一步骤和所述第二步骤中在相同位置上进行拍摄。9.如权利要求7所述的接合方法，其特征在于， 所述载置位置拍摄机构在所述第三步骤和所述第四步骤中在相同位置上进行拍摄。10.如权利要求7?9中任一项所述的接合方法，其特征在于， 所述修正的步骤是基于所述第一步骤中拍摄到的所述裸片的位置或者方向、所述第二步骤中拍摄到的所述基准标记的位置或者方向、所述第三步骤中拍摄到的所述衬底的位置或者方向、及所述第四步骤中拍摄到的所述基准标记的位置或者方向来进行修正的步骤。11.如权利要求7?9中任一项所述的接合方法，其特征在于， 所述第二步骤或者所述第三步骤是经由具有设在所述移送工具上的棱镜的光学系统来拍摄所述基准标记的步骤。12.如权利要求7?9中任一项所述的接合方法，其特征在于， 所述修正的步骤是通过拾取机构进行修正的步骤，该拾取机构能够翻转裸片，并且能够在与具有所述载置位置的载置面平行的面内旋转。
【文档编号】H01L21/67GK106057704SQ201610121473
【公开日】2016年10月26日
【申请日】2016年3月3日 公开号201610121473.6, CN 106057704 A, CN 106057704A, CN 201610121473, CN-A-106057704, CN106057704 A, CN106057704A, CN201610121473, CN201610121473.6
【发明人】山本启太, 谷由贵夫, 牧浩
【申请人】捷进科技有限公司