[发明专利]拾取放置机器

说明书

本发明涉及一种在三维集成电路的生产中有特定应用的拾取放置机器。

众所周知，拾取放置机器用于将很宽范围内的电子部件放置到基底如印刷电路板上。在传统的后端生产设置中，颗粒污染几乎不是问题。仅在污染颗粒堵塞在接合焊盘周围的极端情况下，接合线的焊接或倒装芯片互连的焊接才会被损坏。

随着三维集成电路的出现，用于拾取放置机器的性能标准已被显著提高。在芯片对晶圆和芯片对芯片的变体的三维集成电路的生产中，需要产生被足够精确地定位的芯片堆叠，以通过硅通孔(TSV)而容许在堆叠中的芯片之间实现电互连。此TSV通过尺寸为1-2微米的凸起而连接。因此，要求芯片之间的隙距为1微米左右。如果芯片表面被大于该隙距的颗粒所污染，芯片就无法定位成使得TSV可形成电接触，并且会产生无功能性的堆叠。由于堆叠中任何一个芯片的污染都会导致无功能性的堆叠，因此这种污染对功能性堆叠的产率来说具有不成比例的影响。

本发明的一个目的是，提供一种可解决污染以便能够在商业上可行地高产率地生产三维集成电路的拾取放置机器。

基于这种思想，根据第一方面，本发明可提供一种拾取放置机器，包括：

拾取站；

放置站；

拾取/放置头，其用于沿传送路径将芯片从拾取站传送到放置站；

其中该机器还包括芯片面处理机构，其包括检测单元和/或清洁单元，并且可被操作以对传送路径上的芯片的面进行处理。

通过对传送轨道上的处于拾取芯片后和放置芯片前的芯片的面提供检测和/或清洁，本发明提高了成功地放置单个芯片的几率，因此提高了功能性层叠的产率。

在一个实施例中，芯片面处理机构仅包括检测单元。在另一实施例中，芯片面处理机构仅包括清洁单元。在一个优选实施例中，芯片面处理机构有利地既包括检测单元又包括清洁单元。在该优选实施例中，芯片由清洁单元清洁，接着由检测单元检测残存的污染。如果有残存的污染，则可丢弃该芯片，或者重新清洁和检测。

根据第二方面，本发明可包括一种用于在三维集成电路的生产中使用拾取放置机器来形成芯片堆叠的方法，包括：

从拾取站拾取芯片，这开始了拾取放置循环；

将第一个芯片传送到放置站以放置到目标堆叠上，这终止了拾取放置循环；

在拾取放置循环的期间检测和/或清洁芯片的面。

优选地，在拾取操作的期间或在拾取放置循环的期间，检测和/或清洁目标堆叠中的最上方的另一芯片的面。

在堆叠前检测和/或清洁所述芯片和所述另一芯片的相关面有助于保证成功的放置。

本发明的其它方面和其它优选特征在下文中进行介绍，并在从属权利要求中进行限定。

下面将参照附图来描述本发明的示例性实施例，其中：

图1显示了第一拾取放置机器的布置；

图2显示了第二拾取放置机器的布置；

图3(a)、3(b)、3(c)、3(d)显示了在进程的不同阶段处的操作中的第二拾取放置机器；和

图4显示了第三拾取放置机器的布置。

在图1中显示了整体上标识为10的第一拾取放置机器。

机器10包括拾取站12，其包括形式为拾取晶圆14的基底。拾取晶圆14包括用于三维集成电路生产的芯片5的阵列。拾取站12夹持了拾取晶圆14，以便于使芯片5处于水平方位以待拾取。机器10还包括放置站20，其包括形式为目标圆晶22的基底。放置站20将目标晶圆22保持在水平方位。随着芯片的堆叠7的产生，目标晶圆22容纳了芯片的堆叠7。

机器10还包括具有激光器的第一清洁单元30和具有照相单元的第一检测单元32，单元30，32均定位成与拾取站12相邻并处在拾取站12和放置站14中间。机器10还包括具有激光器的第二清洁单元34和具有照相单元的第二检测单元36，单元34、36均定位成位于目标圆晶22的上方。

机器10还包括可在拾取站12和放置站14之间移动的传送机器人40。机器人40包括具有用于拾取和放置芯片5的夹头44的拾取/放置头42。