專利名稱：一種從箔片上拾取半導(dǎo)體芯片的方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明討論的是一種從在權(quán)利要求1的前言中所稱的從箔片上拾取半導(dǎo)體芯片的方法。
背景技術(shù)：
隨著半導(dǎo)體芯片安裝在襯底上，該襯底通過傳輸設(shè)備逐步傳送到其上完成粘附的分配臺，然后送到其上放置下一個半導(dǎo)體芯片的焊接臺。半導(dǎo)體芯片附著在用框子夾住的箔片上并且被放置在所謂的晶圓臺上。通過一個被稱為拾取和放置裝置的裝置從晶圓臺上將半導(dǎo)體芯片一個接一個地取出，傳送并且放置在襯底上。拾取和放置裝置包括一個帶有用來拾取半導(dǎo)體芯片的芯片夾的粘接頭，從而使芯片夾能夠在垂直方向上以與力相反的方向相對于粘接頭偏轉(zhuǎn)。所說的拾取力，當從箔片上拾取半導(dǎo)體芯片時是拾取力，在放置到襯底上時是粘合力。從箔片上拾取和分離半導(dǎo)體芯片以及把半導(dǎo)體芯片放置在襯底上的過程都是小心翼翼的。當拾取一個半導(dǎo)體芯片時，就帶來了一個問題由于半導(dǎo)體芯片的表面并不是同一高度，因此芯片夾停止在什么高度一般都不知道。一方面，必須以盡可能最快的速度降低芯片夾使得周期時間停留盡可能短；另一方面，芯片夾應(yīng)該碰撞半導(dǎo)體芯片時盡可能小的沖擊和盡可能的低速，使得芯片不會受到損害。
現(xiàn)今，有兩種大家知道的方法來確定當半導(dǎo)體芯片放在箔片上時被標作Z高度的半導(dǎo)體芯片的表面高度或者是襯底的表面高度。利用第一種方法，取代芯片夾，把測量頭安裝在粘接頭上，利用它能夠測量Z高度，在Z高度上測量頭碰撞半導(dǎo)體芯片或襯底。利用第二種方法，監(jiān)測流過驅(qū)動粘接頭下面的驅(qū)動器上的電流，并且電流的突然增加被解釋為芯片夾碰撞在半導(dǎo)體芯片或襯底上。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的就是進一步地改進從箔片上拾取半導(dǎo)體芯片的過程。
根據(jù)本發(fā)明的利用權(quán)利要求1中的特征來解決上述指定的任務(wù)。
利用芯片夾就可以完成從箔片上拾取半導(dǎo)體芯片。借助探針的幫助，該芯片夾可以在粘接頭上在預(yù)定的被稱作Z方向的方向上偏轉(zhuǎn)。該芯片夾利用氣壓承接在粘接頭上，使得芯片夾作用在半導(dǎo)體芯片上的拾取力與芯片夾的偏轉(zhuǎn)角度無關(guān)。而且，把一個電感傳感器集成進粘接頭中用來精確地測量芯片夾在Z方向也就是芯片夾的Z高度上的偏轉(zhuǎn)角度。電感傳感器還用作接觸傳感器(touchdown sensor)。
根據(jù)本發(fā)明的拾取過程通過下列步驟識別其自身a)把芯片夾降低到高度Z0，它要高于半導(dǎo)體芯片的表面的平均高度，使得芯片夾還不會接觸到半導(dǎo)體芯片；b)把探針抬高到預(yù)定高度Z1，由此該探針抬高半導(dǎo)體芯片使得半導(dǎo)體芯片與芯片夾接觸，然后抬高芯片夾的Z位置，以及c)抬高芯片夾，由此半導(dǎo)體芯片從探針上分離自身。
每次出現(xiàn)一個待處理的帶有半導(dǎo)體芯片的新箔片，借助電感傳感器的幫助在調(diào)整階段重新確定高度Z0。這個高度也被命名為Z位置。
另外，在特定應(yīng)用中，在步驟C時，該芯片夾以盡可能快的速度從探針遠離，以避免轉(zhuǎn)動和/或移動半導(dǎo)體芯片。
而且，在步驟b以后，有可能測量芯片夾相對于粘接頭的偏轉(zhuǎn)，并且利用它來確定被拾取的半導(dǎo)體芯片表面的實際高度，以便連續(xù)或周期性地更新該高度Z0。
當電感傳感器集成進粘接頭中時，可以用更高的精度來確定高度Z0。由此，在步驟a中，也可能把粘接頭降低到高度Z0，它小于半導(dǎo)體芯片表面的平均高度ZM，使得在碰撞半導(dǎo)體芯片時芯片夾相對于粘接頭偏轉(zhuǎn)?？墒?，其充分條件是芯片夾利用氣壓承接在粘接頭上。一方面由于準確地知道高度ZM，以及另一方面是由于芯片夾的空氣壓力能夠送出一個與偏轉(zhuǎn)角度無關(guān)的作用力，所以被指定為超程(overtravel)距離的距離能夠保持比先前技術(shù)中的正常距離短得多，在這種情況下高度Z0小于高度ZM。通過這種方法，當芯片夾碰撞半導(dǎo)體芯片時，粘接頭在制動過程結(jié)束之前馬上制動。結(jié)果是芯片夾的碰撞速度以及對半導(dǎo)體芯片的沖擊都要比先前技術(shù)中的小。


在下面，基于附圖對本發(fā)明的實施例進行了更詳細的說明。圖形的陳述是示意性的，并沒有對應(yīng)的比例。
在圖中它顯示為圖1是集成有接觸傳感器的芯片焊接機(die bonder)的粘接頭的第一實施例；圖2是接觸傳感器的特性曲線；圖3是圖表；圖4A-C是粘接頭的快照；圖5是圖表；圖6是芯片焊接機的粘接頭的第二實施例；圖7是圖表。
具體實施例方式
圖1示出了芯片焊接機的粘接頭1的第一實施例，由此僅僅顯示和描述了為利于理解本發(fā)明所必須的粘接頭1的元件。粘接頭1屬于拾取和放置系統(tǒng)，它用作拾取呈現(xiàn)在晶圓臺上的半導(dǎo)體芯片以及將其放置在襯底上。利用這個實施例，粘接頭1在被指定為Z方向的方向上降低用來拾取半導(dǎo)體芯片，然后再抬高，傳送到襯底上，然后再降低來把半導(dǎo)體芯片放置在襯底上。為了在Z方向上準確的移動粘接頭1，要采用不曾用過的驅(qū)動器以及不曾用過的測量系統(tǒng)來測量粘接頭1的Z位置。該驅(qū)動器能夠在Z方向上相對于拾取和放置系統(tǒng)來降低和抬高粘接頭1或者能夠在Z方向上將拾取和放置系統(tǒng)和粘接頭1一起降低和抬高。例如，這種拾取和放置系統(tǒng)大家可以從歐洲專利申請EP923 111中知道。粘接頭1包括能夠相對于粘接頭1在Z方向上偏轉(zhuǎn)的芯片夾2。該芯片夾2由金屬軸3組成，在金屬軸3的下端通過施加真空附接有一個吸收件4。芯片夾2盡可能沒有摩擦地壓在粘接頭1上。粘接頭1有一個可以在Z方向上移動的軸5，在其下端附接有一個磁鐵6，使得芯片夾2能夠通過磁力固定在粘接頭1上，并且能以簡單方式交換。軸5的上端固定到活塞7上，活塞7在圓柱形壓力腔8中滑動。通過連接器9可以向壓力腔8施加預(yù)定壓力p以及超壓/真空。在粘接頭1上的芯片夾2的空氣壓力產(chǎn)生一個與芯片夾2偏轉(zhuǎn)角度無關(guān)的拾取力。當將超壓施加給壓力腔8時，那么活塞7被壓向壁10成為一個制動閥。它限制活塞7的制動并且因此芯片夾2此時位置被指定為在芯片夾2的靜止位置，其中芯片夾2不會相對于粘接頭1偏轉(zhuǎn)。
粘接頭1有一個集成的傳感器，其被稱為接觸傳感器，它由金屬制作的板11(比如鋁)，和電子線圈12組成。線圈12被固定在粘接頭1上，優(yōu)選地是一個在印刷電路板上從一個螺旋狀印制導(dǎo)線形成的扁平線圈。板11固定在軸5上。電感傳感器的輸出信號與板11和線圈12之間的距離成比例。當芯片夾2相對于粘接頭1偏轉(zhuǎn)時，板11與芯片夾2一起移動，同時不改變線圈12的位置。因此縮短了對應(yīng)于偏轉(zhuǎn)角度的板11和線圈12之間的距離。可選擇軸5在其徑向軸轉(zhuǎn)動，使得在放置到襯底上之前能校正半導(dǎo)體芯片的任何轉(zhuǎn)動。
在粘接頭1上集成的接觸傳感器與芯片夾在粘接頭上的空氣壓力結(jié)合在一起給從箔片上拾取半導(dǎo)體芯片以及把半導(dǎo)體芯片放到襯底上提供了幫助。在下面，將會詳細描述幾種不同的從箔片上拾取半導(dǎo)體芯片的方法。
利用這些方法，作為規(guī)定來預(yù)見調(diào)整階段和操作階段。每當一個帶有待處理的半導(dǎo)體芯片的新箔片放在晶圓臺上，就中斷操作階段，并且在調(diào)整階段確定半導(dǎo)體芯片的表面的Z高度。因此，一開始就實施調(diào)整階段來確定對應(yīng)于半導(dǎo)體芯片的表面高度Z的高度ZM。從高度ZM可推導(dǎo)出高度Z0，其在操作階段用作降低粘接頭的參數(shù)，并且啟動粘接頭的最優(yōu)Z移動。調(diào)整階段包括下列步驟a)選擇箔片上的半導(dǎo)體芯片，并且將晶圓臺放到一個位置上，其上選擇的半導(dǎo)體芯片被放置在芯片夾2下方；b)把粘接頭1降低到預(yù)定的Z高度，在這個位置芯片夾2還不會接觸半導(dǎo)體芯片。給壓力腔8施加超壓使得活塞7靜止在壓力腔8的壁10上，因此芯片夾2處于靜止位置。超壓(例如)對應(yīng)于在接下來的生產(chǎn)過程中期望的拾取力。電感傳感器的輸出信號U是常數(shù)。
c)現(xiàn)在以一個穩(wěn)定速度降低粘接頭1。一旦芯片夾2碰到半導(dǎo)體芯片，就停止芯片夾2同時進一步降低粘接頭1。因此芯片夾2相對于粘接頭1偏轉(zhuǎn)，從而就縮短了板11和線圈12之間的距離。在階段c中，連續(xù)地檢測粘接頭1的Z高度和電感傳感器的輸出信號U，并且存為數(shù)值對(Zi，Ui)，其中腳標i代表全體數(shù)字。
d)一旦電感傳感器的輸出信號達到預(yù)定值，就停止降低粘接頭1，并且再次抬高粘接頭1。
e)數(shù)值對(Zi，Ui)形成一條特性曲線13，典型地顯示了圖2中出現(xiàn)的過程。利用常用的數(shù)學方法可以從數(shù)值對(Zi，Ui)確定高度ZM。
在高度Z，芯片夾2與半導(dǎo)體芯片進入物理上的接觸，此高度被指定為高度ZA。由于吸收件4自身有一點收縮并且芯片夾2相對于粘接頭1的偏轉(zhuǎn)僅僅開始，從圖2中可以看出輸出信號沒有馬上從高度ZA處變小，而是有點滯后。在接觸的區(qū)域的特性曲線13的曲度表現(xiàn)了所使用的吸收件的類型的特征。因此優(yōu)選地預(yù)先確定每種類型的吸收件的校正值ZK，并且將其存儲在芯片焊接機中，使得當從數(shù)值對(Zi，Ui)確定高度ZA時，根據(jù)已知的校正值ZK可以計算出半導(dǎo)體芯片的上表面的實際物理高度ZA。
優(yōu)選地實施幾個不同的半導(dǎo)體芯片的調(diào)整過程，使得隨后確定在此被指定為ZM的高度，它更體現(xiàn)了箔片上的半導(dǎo)體芯片被檢測的表面高度的特征。
在下面，將介紹一種簡單的調(diào)整方法以便于確定半導(dǎo)體芯片的表面的平均高度Za)選擇箔片上的半導(dǎo)體芯片，并且將晶圓臺放到一個位置上，其上選擇的半導(dǎo)體芯片被放置在芯片夾2下方；b)把粘接頭1降低到預(yù)定高度Z，在這個位置芯片夾2還不會接觸半導(dǎo)體芯片。給壓力腔8施加超壓使得活塞7靜止在壓力腔8的壁10上，從而使芯片夾2處于靜止位置。該超壓對應(yīng)于(例如)在接下來的生產(chǎn)過程中期望的拾取力。電感傳感器的輸出信號U被保存為值U0。
c)以一個恒定的速度降低粘接頭1。一旦芯片夾2碰到半導(dǎo)體芯片，就停止芯片夾2同時進一步降低粘接頭1。電感傳感器的輸出信號U因此連續(xù)地減小。當輸出信號U達到數(shù)值U1＝U0-ΔU時，就把粘接頭1的高度Z作為高度Zj讀出，停止降低粘接頭1，并且再次抬高粘接頭1。
d)在考慮傳感器的特性曲線13的條件下，從高度Zj和數(shù)值ΔU就可以確定半導(dǎo)體芯片的表面的高度Z。
優(yōu)選地對幾個半導(dǎo)體芯片進行簡單調(diào)整方法，并且然后確定半導(dǎo)體芯片的表面的平均高度ZM。
隨后，從平均高度ZM推導(dǎo)出高度Z0。使用從高度ZM推倒出的高度Z0，以便在用于隨后的晶圓處理降低期間，連續(xù)地優(yōu)化粘接頭的降低速度，使得一方面降低粘接頭到靜止時的時間盡可能短，并且在另一方面碰撞沖擊，也就是芯片夾與半導(dǎo)體芯片的碰撞要足夠小使得可以排除對半導(dǎo)體芯片、芯片夾和/或探針支持件的損害?？梢砸圆煌姆绞絹磉M行半導(dǎo)體芯片的處理，從而現(xiàn)在詳細介紹通過調(diào)整過程所檢測到的高度Z0所起的作用。
通過利用控制地組合粘接頭1、芯片夾2和探針或在下述一般指定為探針14的幾個探針的探針組，可以實施從箔片上拾取半導(dǎo)體芯片。圖3示出了在拾取過程中，在時刻t的過程中，粘接頭1的高度Z(實線15)、芯片夾2的高度Z(虛線16)以及探針14的高度Z(實線17)。芯片夾2相對于粘接頭1的偏轉(zhuǎn)與實線15和虛線16的差等同。圖4a到4c示出了拾取過程中的不同快照。這些圖片示出了附著在箔片18上一個接一個被拾取，并且被放置在襯底上的半導(dǎo)體芯片19、粘接頭1、芯片夾2以及探針14。探針14是沒有示出的芯片彈射器(在商業(yè)中稱為模具發(fā)射器)的一部分。在拾取過程中，利用真空，芯片彈射器緊緊地支撐箔片18的下方。利用該例子，高度Z0由下式給定Z0＝ZM+ΔZ； (1)其中參數(shù)ΔZ為正數(shù)。
在第一階段，其一直持續(xù)到時間電t1，以最快的速度降低粘接頭1，盡可能晚地制動，并且不和半導(dǎo)體芯片19接觸，降到高度Z0處停止。向壓力腔8中施加預(yù)定的超壓。當壓力腔8中占主導(dǎo)地位的超壓把活塞7壓到壁10上時，芯片夾2處于靜止位置。芯片夾2并不接觸半導(dǎo)體芯片19。把探針14抬高到使其剛剛接觸箔片18的下部。該箔片18的高度被命名為Zf，這種情形顯示在圖4A中。
在第二階段，從時刻t1持續(xù)直到時刻t2。粘接頭1保持在高度Z0處。探針14以一個控制的速度拾高直到其到達預(yù)定高度Z1。在這樣做時，探針14貫穿箔片18并且抬高半導(dǎo)體芯片19。半導(dǎo)體芯片19首先與芯片夾2接觸，然后相對于粘接頭1偏轉(zhuǎn)芯片夾2；此時半導(dǎo)體芯片19被夾在芯片夾2和探針14之間。這種情形顯示在圖4B中。芯片夾2施加在半導(dǎo)體芯片19上的拾取力與芯片夾2相對于粘接頭1的偏轉(zhuǎn)角度無關(guān)，并且僅僅由在壓力腔8中占主導(dǎo)地位的壓力決定。依靠這種方法，芯片夾2的偏轉(zhuǎn)保持得相對比較小。一方面，參數(shù)ΔZ的數(shù)值要足夠大使得在降低時粘接頭1不接觸半導(dǎo)體芯片19或者由于過度搖擺造成的短暫接觸時施加給半導(dǎo)體芯片19的作用力在任何情況下都保持比拾取力小。另一方面，參數(shù)Δ應(yīng)該這樣小使得通過探針14從箔片18分離半導(dǎo)體芯片時不致傾斜。
在第三種階段，開始于時刻t2，粘接頭1再次抬高，然后在水平方向移開，以便把半導(dǎo)體芯片19放在襯底上。在這樣做時，連續(xù)減小芯片夾2的偏轉(zhuǎn)。一旦偏轉(zhuǎn)達到在圖4c中顯示的零的值時，粘接頭1取走芯片夾2及其上的半導(dǎo)體芯片19。
在圖3所示的例子中，第三階段僅僅在探針14到達其最高高度Z1以后才開始?？墒堑谌A段可以更早開始，即在一旦芯片夾2的偏轉(zhuǎn)已經(jīng)達到預(yù)定的最小值，并且在探針14到達其最大高度Z1前。僅必須保證的是保持芯片夾2相對于粘接頭1的偏轉(zhuǎn)，直到探針14已經(jīng)到達最高高度Z1。時刻t2(其時粘接頭1被再次抬高)或者被編程為一個固定時間或者是從接觸傳感器在第二階段送出的信號中推導(dǎo)出。那就意味著，接觸傳感器觸發(fā)粘接頭1再次抬起的時刻t2。
基于圖5說明的此方法的進一步研究，預(yù)知的進一步處理步驟是在探針14到達最大高度Z1之后以及在芯片夾2相對于粘接頭1偏轉(zhuǎn)到達0(零)位置之前實施。這個處理步驟包括一旦半導(dǎo)體芯片19從箔片18上充分離開就向壓力腔8施加真空。在圖5中，這發(fā)生在時刻t3。在t3時刻探針14已經(jīng)到達了其設(shè)定高度Z1，但是這發(fā)生在重新抬高粘接頭1前的時刻t2。這引導(dǎo)到活塞7，以及因此使芯片夾2以比根據(jù)圖3中的例子中的大得多的速度從探針14移開，從而使活塞7停在粘接頭1的上方制動處。在這樣做時，半導(dǎo)體芯片19從探針14上離開是受控制的并且非?？?。這減小了半導(dǎo)體芯片19在從探針14離開時移動和轉(zhuǎn)動的風險。
隨著接觸傳感器被集成進粘接頭1中，每次拾取半導(dǎo)體芯片19，就可能在合適時刻來測量芯片夾2相對于粘接頭1的偏轉(zhuǎn)，并且在被拾取前由此計算出拾取的半導(dǎo)體芯片19的表面的實際高度Zist。該合適的時刻是在時間t1之后，這時一方面粘接頭1到達一靜止高度Z0，另一方面探針14已經(jīng)到達其設(shè)定高度Z1。芯片夾2的偏轉(zhuǎn)程度取決于粘接頭1占據(jù)的實際高度Z0。高度Z0現(xiàn)在能在特定的時刻更新，在該點對設(shè)定高度計算出新值Z0Z0’＝Zist+ΔZ (2)優(yōu)選地利用通常的統(tǒng)計方法根據(jù)值Z0’來更新高度Z0，使得一個可能的單個誤差不會導(dǎo)致?lián)p害拾取過程。
利用被指定為超程的更進一步的方法，確定高度Z0，使其比半導(dǎo)體芯片的表面的平均高度ZM低預(yù)定的超程距離ΔZ1∶Z0＝ZM-ΔZ1。選擇超程距離ΔZ1使得高度Z0比期望的半導(dǎo)體芯片19的最小高度要低。該粘接頭1以最大速度降低，并且在高度Z0停止。從碰到半導(dǎo)體芯片19時刻起，芯片夾2相對于粘接頭1增大偏轉(zhuǎn)，并且把由施加在壓力腔8中的壓力確定的拾取力作用在半導(dǎo)體芯片19上。改善的已知的半導(dǎo)體芯片19的表面的Z高度和與芯片夾2的空氣壓力所造成的拾取力無關(guān)的位置使得可能保持超程距離Δz1要比現(xiàn)有技術(shù)中的小得多，較小的超程距離就意味著芯片夾2僅僅在降低過程中非常后的階段碰撞半導(dǎo)體芯片19，這時粘接頭1已經(jīng)有力地被制動，并且其碰撞時的速度非常低。
依靠到現(xiàn)在為止所描述的例子，芯片夾2的降低間接發(fā)生在處理步驟a期間，在該期間芯片夾2被放在限定位置，也就是它的靜止位置。參照粘接頭1，粘接頭1或者是帶有粘接頭1的整個拾取和放置系統(tǒng)被降低。然而利用下面的例子，粘接頭1在Z方向上并不移動。因此，就要有一個驅(qū)動器來直接控制芯片夾2的Z位置。
圖6示出了用于芯片夾2的帶有氣壓驅(qū)動器的粘接頭1。利用這個實施例，線圈12位于金屬板11的下方。氣壓驅(qū)動器包括兩個壓力腔20和21，他們通過管道被連接到充有壓縮的空氣的閥門系統(tǒng)22。該閥門系統(tǒng)22由調(diào)節(jié)器23控制。該電感傳感器包括金屬板11和線圈12，不僅作為一個接觸傳感器應(yīng)用而且作為一個位移傳感器用作芯片夾2相對于靜止安置的粘接頭1在Z方向上的偏轉(zhuǎn)的測量。第一壓力傳感器24用作在第一壓力腔20中的壓力P1的測量，第二壓力傳感器25用作在第二壓力腔21中的壓力P2的測量。電感傳感器或兩個壓力傳感器24和25中的輸出信號被傳送到調(diào)節(jié)器23中作為輸入值，調(diào)節(jié)器23送出控制信號用于控制閥門系統(tǒng)22。調(diào)節(jié)器23以兩種操作模式工作。在第一種操作模式中，芯片夾2的偏轉(zhuǎn)也就是Z位置或從它得到的值是受控制的。電感傳感器送出與偏轉(zhuǎn)Zist(t)成比例的信號作為時間t的函數(shù)，并且調(diào)節(jié)器23根據(jù)給定的特征函數(shù)Zsoll(t)來控制閥門系統(tǒng)22的閥門。在第二種操作模式中，控制壓力差P1-P2，它產(chǎn)生芯片夾2施加的粘合力。這種粘接頭1的更進一步的信息可以從歐洲專利申請第01204781.7中獲得，在此作為明確的參考。
在下面，基于圖7來描述如何利用粘接頭1來進行拾取過程。高度Z0再一次由公式(1)給出。虛線16示出了芯片夾2的時間t與高度Z的關(guān)系圖，實線17示出了探針14的時間t與高度Z的關(guān)系圖。
在第一階段，其一直持續(xù)到時刻t1。芯片夾2以最快的速度被降低，盡可能晚地制動，并且不和半導(dǎo)體芯片19接觸，其被送到高度Z0上停止。在這樣做時，調(diào)節(jié)器23工作在第一操作模式，其中調(diào)節(jié)器23控制芯片夾2的偏轉(zhuǎn)，也就是Z位置或從中得出的值。探針14(圖4A)被抬高到剛剛接觸箔片18的下部。
在第二階段，從時刻t1持續(xù)直到時刻t4。芯片夾2首先保持在高度Z0處。以一個控制的速度抬高探針14直到其到達預(yù)定高度Z1。在這樣做時，探針14貫穿箔片18并且抬高半導(dǎo)體芯片19。在時刻t4，半導(dǎo)體芯片19首先與芯片夾2接觸，然后相對于粘接頭1偏轉(zhuǎn)芯片夾2此時半導(dǎo)體芯片19被夾在芯片夾2和探針14之間。一旦芯片夾2相對于粘接頭1偏轉(zhuǎn)，則電感傳感器的輸出信號就改變，其上的調(diào)節(jié)器23不得不升高第一壓力腔20中的壓力來繼續(xù)保持芯片夾2的Z高度穩(wěn)定為Z0。然而同時，在另一方面，探針14不得不到達高度Z1處，在芯片夾2的高度Z的變換不得不成為可能并且是允許的。在不同的方法中，這都可能發(fā)生。
存在的第一種可能性在于限制所允許的最大壓力差P1-P2，并且使其實際上到對應(yīng)于所施加的拾取力的值。因此調(diào)節(jié)器23連續(xù)工作在第一工作模式，從而所允許的最大壓力差P1-P2從芯片夾2已經(jīng)到達高度Z0的時刻t1或探針抬起的時刻起開始受限(在降低芯片夾時壓力差P1-P2不會受限)。調(diào)節(jié)器23試圖保持芯片夾2在高度Z0。但是由于壓力差P1-P2被限定到拾取力，其不能抵抗探針14的作用力，因此芯片夾2被抬高。
存在的第二種可能性就是在開始抬高探針14后，將調(diào)節(jié)器23從第一種工作模式切換到第二種工作模式，電感傳感器的輸出信號通過大于能被解釋為芯片夾2偏轉(zhuǎn)開始的預(yù)定值來改變。在第二種工作模式中，對應(yīng)于施加的拾取力來控制壓力差P1-P2。
在開始于時刻t3第三階段中，給壓力腔20施加真空并且給壓力腔21施加超壓，以便突然抬高芯片夾2直到活塞7控制在上部或停止靜止在上方限制制動處。由此半導(dǎo)體芯片19本身從探針14上分離，然后粘接頭1在水平方向上移開，以便得把半導(dǎo)體芯片19放置在襯底上。在這樣做時，調(diào)節(jié)器23或者是工作在第一操作模式，在其中其控制芯片夾的Z位置，或者是工作在第二操作模式，在其中其控制壓力差P1-P2使得芯片夾2向上移動直到活塞7停止在上方限制制動處。
權(quán)利要求
1.一種從箔片(18)上拾取半導(dǎo)體芯片(19)的方法，由此用一個能夠在Z方向上移動并壓在粘接頭(1)上的芯片夾(2)來拾取半導(dǎo)體芯片(19)，并且借助探針(14)的幫助實施半導(dǎo)體芯片(19)從箔片(18)上的分離，其特征在于包括下列步驟a)把芯片夾(2)降低到位置Z0，該位置高于半導(dǎo)體芯片(19)的表面的平均高度，使得芯片夾(2)還沒有碰到半導(dǎo)體芯片(19)，b)把探針(14)抬高到預(yù)定位置Z1，從而使探針(14)抬高半導(dǎo)體芯片(19)，使得半導(dǎo)體芯片(19)與芯片夾(2)接觸，并然后抬高芯片夾(2)的Z位置，以及c)抬高芯片夾(2)，從而使半導(dǎo)體芯片(19)自身從探針(14)上分離。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于芯片夾(2)與活塞(7)相連，利用氣壓壓在粘接頭(1)上并且可以在Z方向移動，從而使活塞(7)的位置以及利用它的芯片夾(2)的z位置通過壓力腔(8)中的主導(dǎo)的壓力來控制，其表現(xiàn)出一個驅(qū)動來使粘接頭(1)在Z方向移動，由此在步驟a中，給壓力腔(8)施加預(yù)定的壓力，使得芯片夾(2)到達限定位置，由此在步驟a，降低粘接頭(1)，并且由此在步驟b中，抬高探針(14)產(chǎn)生的效果是將芯片夾(2)從限定位置移開。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的方法，其特征在于在步驟c中，給壓力腔(8)施加真空使得半導(dǎo)體芯片(19)突然從探針(14)上分離。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，利用該方法將粘接頭(1)參照Z方向平穩(wěn)地設(shè)置，并且利用該方法通過兩個壓力腔(20，21)和活塞(7)形成的氣壓驅(qū)動來使芯片夾(2)在Z方向上移動。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于在步驟b后測量芯片夾(2)的Z位置，以便確定被拾取的半導(dǎo)體芯片(19)的表面的實際Z高度，并且在特定時刻更新位置Z0。
6.根據(jù)權(quán)利要求2所述的方法，其特征在于在步驟b后測量芯片夾(2)的Z位置，以便確定被拾取的半導(dǎo)體芯片(19)的表面的實際Z高度，并且在特定時刻更新位置Z0。
7.根據(jù)權(quán)利要求3所述的方法，其特征在于在步驟b后測量芯片夾(2)的Z位置，以便確定被拾取的半導(dǎo)體芯片(19)的表面的實際Z高度，并且在特定時刻更新位置Z0。
8.根據(jù)權(quán)利要求4所述的方法，其特征在于在步驟b后測量芯片夾(2)的Z位置，以便確定被拾取的半導(dǎo)體芯片(19)的表面的實際Z高度，并且在特定時刻更新位置Z0。
9.根據(jù)權(quán)利要求5所述的方法，其特征在于利用集成進粘接頭(1)中的電感傳感器(11，12)來測量芯片夾(2)的Z位置。
10.根據(jù)權(quán)利要求6所述的方法，其特征在于利用集成進粘接頭(1)中的電感傳感器(11，12)來測量芯片夾(2)的Z位置。
11.根據(jù)權(quán)利要求7所述的方法，其特征在于利用集成進粘接頭(1)中的電感傳感器(11，12)來測量芯片夾(2)的Z位置。
12.根據(jù)權(quán)利要求8所述的方法，其特征在于利用集成進粘接頭(1)中的電感傳感器(11，12)來測量芯片夾(2)的Z位置。
13.根據(jù)權(quán)利要求1-12中的一個所述的方法，其特征在于在步驟a中，實施將芯片夾(2)降低到低于半導(dǎo)體芯片(19)的表面的平均高度的位置Z0，使得在與半導(dǎo)體芯片(19)碰撞時，芯片夾(2)相對于粘接頭(1)偏轉(zhuǎn)，芯片夾(2)通過氣壓壓在粘接頭(1)上，并且把傳感器(11，12)集成進粘接頭(1)中用來測量芯片夾(2)的Z位置。
全文摘要
一種借助探針(14)的幫助利用芯片夾(2)從箔片(18)上拾取半導(dǎo)體芯片(19)的方法，該芯片夾(2)承接在粘接頭(1)上并且能夠在預(yù)定方向偏轉(zhuǎn)。一個電感傳感器用于精確測量芯片夾(2)相對于粘接頭(1)的偏轉(zhuǎn)。拾取過程本身的特征在于包括下述步驟a)把芯片夾(2)降低到高度Z
文檔編號H01L21/00GK1505122SQ20031011883
公開日2004年6月16日 申請日期2003年11月28日 優(yōu)先權(quán)日2002年11月29日
發(fā)明者丹尼爾·博利格爾, 多米尼克·哈特曼, 費利克斯·雷, 歐金·曼哈特, 丹尼爾 博利格爾, 克 哈特曼, 斯 雷, 曼哈特 申請人:Esec貿(mào)易公司