專利名稱：接合襯底的裝置及方法
技術領域：
本發(fā)明涉及一種在制作芯片大小尺寸的封裝時用于接合半導體襯底和密封襯底的裝置及方法。
背景技術：
具有CCD、CMOS等固態(tài)成像裝置的數字照相機和數字攝像機被廣泛使用。傳統(tǒng)的固態(tài)成像裝置中的半導體襯底，即圖像傳感器芯片，被包含于封裝中，并且被透明玻璃肋板密封。但是，由于對具有攜帶圖像等功能的移動電話的需求的增長，固態(tài)成像裝置便需要變小。
晶片級芯片大小尺寸的封裝(以下稱為WLCSP)是一種縮小固態(tài)成像裝置的封裝方法。在半導體晶片工藝中，當完成封裝后，在WLCSP中的半導體器件是通過劃線切割晶片來得到的。通過WLCSP制造的固態(tài)成像裝置具有與裸片相同大小的尺寸。
日本專利公開號2002-329850、2003-163342以及申請人的優(yōu)先申請(日本專利申請?zhí)?003-320271)的文中均公開了WLCSP型固態(tài)成像裝置的示例。在日本專利公開號2002-329850的文件中，為了密封圖像傳感器，將透明防護玻璃粘接在由絕緣樹脂和電極的疊層形成的結構上來圍繞圖像傳感器，從而形成固態(tài)成像裝置。圖像傳感器與防護玻璃之間具有一定的間隔，以使微透鏡的聚光性能不會變壞。
在日本專利公開號2003-163342的文件中，在圖像傳感器的周圍涂覆包含有填充物的粘合劑來形成一個框架，然后在框架上粘合透明防護玻璃來封裝圖像傳感器，從而形成固態(tài)成像裝置。在圖像傳感器和防護玻璃之間，具有一由填充物的直徑來決定的間隔。在日本專利申請2003-320271中，作為框架的隔離物圍繞圖像傳感器，且透明防護玻璃粘合于隔離物上，圖像傳感器和防護玻璃間具有一適當的間隔，以封裝圖像傳感器，從而形成固態(tài)成像裝置。
上述固態(tài)成像裝置的制造方法描述如下。首先，在透明玻璃襯底上形成多個框架，其中的透明玻璃襯底是防護玻璃的基礎材料。這些框架的材料是日本專利公開號2002-329850文件中提到的絕緣樹脂和電極，以及日本專利公開號2003-163342文件中提到的含有填充物的粘合劑。在日本專利申請2003-320271文件中，隔離物形成于玻璃襯底上，且在隔離物的端表面上施加粘合劑。接著，接合玻璃襯底和晶片使得每個圖像傳感器由該框架和玻璃襯底密封，其中晶片上形成有多個圖像傳感器和接觸端子。然后把具有晶片的玻璃襯底劃線切割為多個固態(tài)成像裝置。
為了提高固態(tài)成像裝置的成品率，晶片和玻璃襯底應沒有雜質的粘附。但是，對于日本專利公開號2002-329850、2003-163342以及日本專利申請2003-320271文件中提到的制造方法，每個制造步驟都是分離的，且在各個制造工藝步驟中需要人工傳輸工件。因此，很難防止雜質粘附到工件上。
此外，在涂覆粘合劑的工藝步驟中，玻璃襯底極有可能被弄臟。但是，在日本專利公開號2002-329850的文件中，沒有關于涂覆粘合劑工藝步驟的陳述，因此也就沒有考慮在涂覆工藝中弄臟玻璃襯底的可能性。在日本專利公開號2003-163342的文件中，含有填充物的粘合劑是通過印刷涂覆在玻璃襯底上的。該方法存在難以準確指定印刷位置和難以控制涂覆厚度的問題。當使用量不適當時，該工藝便由于損壞密封而告終。此外，在印刷的時候，粘合劑可能會滑動或粘附到對應圖像傳感器的玻璃襯底的某一部分上，以致于導致成品率的降低。而且，如果使用硅作為涂覆于粘合劑表面的材料，由于硅對粘合劑具有很差的可濕性，那么硅可能會與粘合劑脫離。
在日本專利申請2003-320271的文件中，涂覆有固定厚度粘合劑的轉錄膜作為粘合層疊加到玻璃襯底上，然后轉錄膜被卷起，以從玻璃襯底的頂端剝離，從而使粘合層轉錄到玻璃襯底上的隔離物上。由此，便可容易地控制粘合劑的涂覆厚度。
但是，在日本專利申請2003-320271的文件中，塑料膜是由人工來剝離的。因此，在剝離過程中，存在轉錄膜的曲率以及膜和轉錄膜之間的角度不穩(wěn)定的問題，兩者極大地影響了剝離的性能。例如，如果轉錄膜的曲率太小，剝離便不能平穩(wěn)進行。如果曲率太大，在轉錄膜和隔離物之間便會產生粘合劑薄膜。當薄膜超出粘合劑的粘性時，薄膜便會破裂，并飛濺弄臟玻璃襯底。
此外，在接合時，如果晶片和玻璃襯底彼此不平行，那么它們的接合位置便會錯開。例如，當兩個6英寸晶片之間的平行度為60μm時，兩晶片間的錯開距離為10μm。在小尺寸的固態(tài)成像裝置中，圖像傳感器和框架之間的距離很小。故當接合位置輕微錯開時，粘合劑便流向圖像傳感器和接觸端子，而造成成品率的降低。因此，晶片和玻璃襯底之間的錯開距離必須為幾微米或更小。為了滿足該需要，兩個襯底之間的平行度必須為10μm或更小。
為了調節(jié)襯底的平行度為10μm或更小，平行度需要被測量。如上所述，為了防止粘合雜質，應以非接觸的方式來進行平行度的測量。通常地，非接觸平行度測量是通過激光位移表來進行的。但是，使用不透明材料作為隔離物的WLCSP型固態(tài)成像裝置不能使用激光位移表來進行平行度的測量。注意，日本專利公開號2002-329850、2003-163342以及日本專利申請2003-320271的文件中沒有對接合襯底中出現的問題提出解決方案。
本發(fā)明的目的是提供一種具有高成品率的接合晶片(半導體襯底)和玻璃襯底(密封襯底)的裝置及方法。

發(fā)明內容
為了達到這一目的，本發(fā)明接合襯底的裝置包括用于提供半導體襯底和密封襯底的襯底供給區(qū)域，用于提供涂覆有粘合劑的彈性轉錄片的轉錄片供給區(qū)域，用于將涂覆有粘合劑的轉錄片的接合表面與密封襯底的接合表面壓縮在一起的轉錄片壓縮區(qū)域，用于從密封襯底剝離轉錄片以便在密封襯底上形成一粘合層的轉錄片剝離區(qū)域，用于調節(jié)半導體襯底的接合表面和形成有粘合劑層的密封襯底的粘合表面的平行度的平行度調節(jié)區(qū)域，用于調節(jié)半導體襯底和密封襯底的位置、并接合調節(jié)了位置的半導體襯底和密封襯底的襯底接合區(qū)域，以及用于在各個區(qū)域之間傳送半導體襯底、密封襯底和轉錄片的襯底傳送機構。如果在半導體襯底上形成一圖像傳感器，那么密封襯底便以透明材料形成。
在優(yōu)選實施例中，轉錄片剝離區(qū)域包括由靠近設置在用于剝離轉錄片的位置的密封襯底的一端處提供的剝離輥子，懸掛在剝離輥子上并接觸轉錄片一端的長粘合帶，用于從密封襯底的一端附近的位置將剝離輥子移動到密封襯底的另一端附近的位置的輥子移動機構，以及用于與由輥子移動機構移動剝離輥子相同步纏繞粘合帶，以便保持剝離的轉錄片與密封襯底的接合表面之間的角度不變的纏繞區(qū)域。
轉錄片剝離區(qū)域還包括用于調節(jié)剝離輥子與剝離之前的轉錄片之間的空隙的輥子空隙調節(jié)機構。當剝離轉錄片時，優(yōu)選懸掛于剝離輥子上的粘合帶的外圍表面與轉錄片之間的空隙為0.1mm或更小。優(yōu)選剝離輥子的直徑為15-20mm。
作為轉錄片，使用抗靜電塑料膜。此外，轉錄片壓縮區(qū)域通過一緩沖器壓縮轉錄片。作為緩沖器，優(yōu)選使用具有ASKER-C20-40硬度的海綿橡膠。
平行度調節(jié)區(qū)域包括用于在多個測量點測量半導體襯底的接合表面與密封襯底的接合表面之間的空隙的多個襯底空隙測量區(qū)域，以及用于調節(jié)半導體襯底或密封襯底的傾斜度的襯底傾斜調節(jié)區(qū)域，該調節(jié)基于襯底空隙測量區(qū)域的測量結果。
襯底空隙測量區(qū)域包括用于向在半導體襯底的接合表面與密封襯底的接合表面之間的測量點發(fā)射傳輸光的多個傳輸照明器件，用于對在測量點處照射的半導體襯底和密封襯底成像、相應于傳輸照明器件提供的多個襯底空隙成像器件，以及用于通過分析來自多個襯底空隙成像器件的圖像數據來計算測量點處的半導體襯底和密封襯底的接合表面之間的空隙長度的襯底空隙計算器件。優(yōu)選傳輸照明器件具有1°或更小的會聚角。優(yōu)選襯底空隙成像器件具有一僅能進入平行光的遠心透鏡。
另一個襯底空隙測量區(qū)域具有一激光測量器件，用于在預定點處測量半導體襯底的接合表面與密封襯底的接合表面之間的距離。
另一個平行度調節(jié)區(qū)域包括在多個測量點處從垂直于接合表面的預定參考位置來測量半導體襯底的接合表面和密封襯底的接合表面的位移量的多個位移量測量區(qū)域，以及基于從位移量測量區(qū)域測得的結果來調節(jié)半導體襯底或密封襯底的傾斜度的襯底傾斜調節(jié)區(qū)域。
襯底傾斜調節(jié)區(qū)域包括用于在接合表面的垂直方向移動半導體襯底或密封襯底的多個預定位置、相應于測量區(qū)域的測量位置定位的多個驅動器，用于基于從測量區(qū)域得到的測量結果來控制驅動器的驅動器控制器，以及當接合半導體襯底與密封襯底時，以與支撐襯底的接合表面在同一平面中的支撐襯底移動的搖擺基準，來搖擺支撐半導體襯底與密封襯底之一以跟隨另一襯底的平板支撐機構。
另一個可選的平行度調節(jié)區(qū)域包括用于保持半導體襯底或密封襯底的支撐板，以及用于以半導體襯底和密封襯底彼此接觸的搖擺方式來保持支撐板，并用于當支撐襯底搖擺跟隨其它襯底后固定支撐板為固定方式的平板保持機構。
平板保持機構包括與支撐板整合的球形桿，用于搖擺支撐球形桿的球形接收器，以及用于將空氣傳送至球形桿與球形接收器之間，以便使球形桿運動，并且用于從球形桿與球形接收器之間吸收空氣，以便固定球形桿的空氣泵。
此外，為了控制粘合劑的粘性，可以使用光延遲硬化粘合劑作為粘合劑，并且提供一用于照射光的照明臺，以啟動粘合劑的硬化。
依照本發(fā)明，接合襯底的方法包括步驟提供一半導體襯底；提供一密封襯底；提供一施加有粘合劑的彈性轉錄片；將涂覆有粘合劑的轉錄片的接合表面與密封襯底的接合表面壓縮在一起；以不變的曲率從密封襯底的一端剝離轉錄片，以便在密封襯底上形成一粘合劑層；調節(jié)半導體襯底和密封襯底的接合表面的平行度；調節(jié)半導體襯底和密封襯底的位置；接合調節(jié)位置的半導體襯底和密封襯底。
調節(jié)半導體襯底和密封襯底的接合表面的平行度的步驟包括在多個測量點處測量半導體襯底的接合表面和密封襯底的接合表面之間的空隙；基于測量結果調節(jié)半導體襯底或密封襯底的傾斜度。
測量半導體襯底和密封襯底的接合表面之間的空隙長度的步驟包括以預定空隙，使半導體襯底和密封襯底的接合表面彼此相對；發(fā)送傳輸光，并在半導體襯底和密封襯底的接合表面之間成像多個位置；通過分析從成像獲得的圖像數據，來計算半導體襯底和密封襯底的接合表面之間的空隙的長度。
調節(jié)襯底的傾斜度的步驟包括在與襯底的接合表面相同的水平面中，搖擺半導體襯底和密封襯底之一以跟隨其它襯底。
依照本發(fā)明的接合襯底的裝置及方法，由于不通過人手來進行半導體襯底、密封襯底、轉錄片的供給和粘合劑涂覆，因此雜質不會粘到襯底上。由于具有恒定的曲率和剝離角度的轉錄片的剝離是通過轉錄片剝離區(qū)域自動進行的，因而可以防止襯底被剝離轉錄片時造成的粘合劑膜弄臟。
由于轉錄片的剝離曲率是通過剝離輥子來決定的，因此轉錄片的剝離曲率可以通過剝離來保持恒定。此外，可以通過在接合表面的方向移動剝離輥子，或者將剝離輥子改變?yōu)榫哂衅渌睆降牧硪粍冸x輥子來改變曲率，因此剝離條件可以被精確地調節(jié)。
由于用長的粘合劑帶來剝離轉錄片，因而不需使用復雜的機構就可以容易并低成本的保持轉錄片，并且能夠容易地控制轉錄片的剝離角度。同時，因為被剝離的轉錄片可以與使用的粘合劑帶纏繞，所以不需要用于處理剝離的轉錄膜的復雜機構或裝置。此外，由于在纏繞使用的粘合劑帶的同時提供了新的粘合劑帶，因此改進了生產芯片大小尺寸的封裝中的效率。
此外，抗靜電塑料膜用作轉錄片，它能夠防止轉錄片粘到與裝置中的片處理不相關的部分，并由此防止阻礙轉錄片的傳送。另外，由于通過緩沖器把轉錄片壓到密封襯底，因而防止了由于轉錄片的過度擠壓而使粘合劑從隔離物流出。
由于通過襯底空隙測量區(qū)域、位移量測量區(qū)域或激光測量裝置以非接觸方式進行用于平行度調節(jié)的平行度測量，因而防止了半導體襯底和密封襯底被測量工具弄臟。而且，由于空隙是通過用于成像的傳輸光來照射，并且基于通過成像得到的圖像數據來計算空隙的距離，因而可以精確地測量襯底之間的空隙。此外，由于傳輸光的會聚角是1°或更小，且使用遠心透鏡，因此，測量不會受由襯底的接合表面反射的光影響。從而，即使襯底的測量位置遠離成像照相機的聚焦位置，空隙也能被精確測量。由于不需要精確地調節(jié)成像照相機的聚焦位置和襯底的測量位置，因而生產封裝的效率可以進一步改進。
由于襯底傾斜調節(jié)區(qū)域的平板支撐機構以與被支撐襯底的接合表面相同水平面的被支撐襯底的搖擺參考來搖擺襯底，因此由于支撐襯底的運動造成的襯底之間的接合位置的錯開可以被最小化。
由于另一個可選的平行度調節(jié)區(qū)域可使半導體襯底和密封襯底的接合表面彼此接觸，以使一個襯底跟隨另一襯底，因此即使每個襯底的平直度彼此不同，襯底的平行度也可以被充分地調節(jié)。此外，該構造不需要測量工具和用于分析測量數據的分析器。因此，平行度調節(jié)能夠低成本進行。
如果光延遲硬化粘合劑被用作粘合劑，那么在器件內可以控制粘合劑的粘性。因此，在隔離物抑制雜質粘附的同時，在短時間內可以改進粘合劑對隔離物的可濕度。


圖1是由用于接合本發(fā)明襯底的裝置制造的固態(tài)成像裝置的透視圖；圖2是固態(tài)成像裝置的部分截面圖；圖3是用于接合襯底的裝置的結構示意圖；圖4是晶片和玻璃襯底的剖視圖；圖5是晶片供給區(qū)域的示意圖；圖6是接合襯底輸出區(qū)域的示意圖；圖7是接合臺結構的部分剖視圖；圖8是下側接合單元的頂視圖；
圖9是接合位置中接合臺狀態(tài)的部分截面圖；圖10是平板支撐機構主要部分結構的部分截面圖；圖11是當測量襯底位置時接合臺狀態(tài)的部分截面圖；圖12是用于平行度測量的光和成像照相機的布置示意圖；圖13是光結構的部分剖視圖；圖14是襯底和成像照相機之間的位置關系說明圖；圖15是襯底從成像照相機的聚焦點的錯開量和晶片與玻璃襯底之間測得的距離值之間的關系圖；圖16是轉錄臺與膜供給區(qū)域之間的位置關系說明圖；圖17是轉錄臺結構的部分截面圖；圖18是膜供給區(qū)域的頂視圖；圖19A、19B是轉錄單元上轉錄膜的部分截面圖；圖20是當接合轉錄膜與玻璃襯底時轉錄臺狀態(tài)的部分截面圖；圖21A-21D是接合晶片和玻璃襯底工藝的說明圖；圖22是剝離臺的結構示意圖；圖23A-23C是剝離輥子的停止位置說明圖；圖24是剝離轉錄膜中剝離臺的狀態(tài)示意圖；圖25是用于接合襯底裝置的操作步驟流程圖；圖26是平行度調節(jié)步驟的流程圖；圖27是使用輪廓測量裝置進行平行度測量的實施例的頂視圖；圖28是使用激光位移標準尺進行平行度測量的實施例的部分截面圖；圖29A、29B是調節(jié)平行度使得晶片和玻璃襯底彼此接觸的實施例的部分截面圖；圖30是轉錄臺和膜供給區(qū)域之間具有一照明臺的實施例說明圖。
具體實施例方式
如圖1和2所示，WLCSP型固態(tài)成像裝置2由圖像傳感器芯片3、通過粘合劑8粘合到圖像傳感器芯片3上的框架狀隔離物4，以及粘合在隔離物4上用于密封隔離物4內部的防護玻璃5構成。
在圖像傳感器芯片3上，具有包含多個象素的圖像傳感器6和多個電連接到圖像傳感器6的接觸端子7。多個象素依照接收光的量來產生電信號。例如，圖像傳感器6是CCD(電荷耦合器件)，其上疊加有彩色濾波器和微透鏡。接觸端子7是為了在諸如圖像傳感器芯片3上印刷導體材料。以相同的方式，每個接觸端子7通過印刷布線與圖像傳感器6連接。
隔離物4由例如硅的無機材料構成，且圍繞圖像傳感器6。透明的α射線屏蔽玻璃用作防護玻璃5，以便于防止構成CCD象素的光電二極管被α射線破壞。由于圖像傳感器6和防護玻璃5之間具有一定間隔，因此微透鏡的聚光性能不會變壞。
固態(tài)成像裝置2被嵌入到很小的電子裝置(例如數碼相機、手機等)中。與固態(tài)成像裝置2一起嵌入電子裝置的還有用于在圖像傳感器6上聚焦物體影像的拾取透鏡、用于存儲依照影像拾取而產生的圖像數據的存儲器和用于控制固態(tài)成像裝置2的控制電路等。由于WLCSP型固態(tài)成像裝置2具有幾乎與裸片相等的尺寸和厚度，因此帶有固態(tài)成像裝置2的儀器可以減小尺寸。
如圖3所示，從外部密封的清潔室12中具有一用于接合襯底11的器件，該接合襯底11用于制造固態(tài)成像裝置2。注意，為了說明目的，平行于圖3且互相呈直角的兩個方向定義為X軸和Y軸，垂直于由X軸和Y軸形成的面的方向定義為Z軸。
清潔室12與具有HEPA濾波器等的空氣調節(jié)器13連接，從而清潔的空氣向下流入到清潔室12中。灰塵通過清潔的空氣集中在清潔室12的底表面周圍，并通過鼓風機14吸氣，排出到清潔室12的外面?？諝庹{節(jié)器13和鼓風機14由控制接合襯底11的裝置的控制計算機15控制。
注意，為使清潔室12的內部更加干凈，如清潔室12中器件的移動部分之類的雜質源可以通過蓋子等來覆蓋。此外，為了防止清潔空氣向下流動的影響，清潔室12的底表面和清潔室12內部器件的基座可以由沖制構件等形成。
在清潔室12的側壁上，具有用于輸入輸出清潔室12中接合襯底11裝置的工件進出的開口17-19，以及用于打開關閉開口17-19的門20-22。注意，當門20-22打開時，為了防止含有雜質的空氣流入清潔室12中，空氣調節(jié)器13和鼓風機14要保持清潔室12內部的氣壓高于清潔室12外部的氣壓。
通過開口17將半導體襯底晶片25施加到清潔室12中。在開口17后面，具有一為接合襯底11而將晶片25施加到裝置中的晶片提供區(qū)域26。如圖4所示，例如，晶片25為8英寸大小。在晶片25的一個表面上，通過半導體晶片工藝，形成有多個圖像傳感器6和多個對應于各個圖像傳感器6的接觸端子7。固態(tài)成像裝置2的圖像傳感器芯片3是通過將晶片25分割成各單獨的圖像傳感器6來形成的。
如圖5所示，晶片25被包含于一公知的開口盒28中，以使形成有圖像傳感器6等的晶片表面朝上，且置于晶片提供區(qū)域26中提供的基座30上。在開口盒28中，沿縱向方向具有用于逐一包含晶片25的多個容器槽29。在每個容器槽29的支撐板29a上，當機器人保持晶片25的底表面舉起時，插入機器人吸附臂49(描述見下)中的保險裝置29b形成。
密封襯底的玻璃襯底33通過開口18施加于清潔室12中。在開口18后面，具有一用于將玻璃襯底33施加于接合襯底11裝置中的玻璃襯底提供區(qū)域34。如圖4所示，形成有玻璃襯底33，以使在與晶片25具有相同尺寸和形狀的透明α射線屏蔽玻璃的一個表面上形成有框架狀隔離物4。固態(tài)成像裝置2的防護玻璃5的形成使得玻璃襯底33與晶片25接合，從而各隔離物4圍繞著晶片25上的各個圖像傳感器6，并與晶片25一起切割。玻璃襯底33包含于一與開口盒28相類似的開口盒35中，從而使形成有隔離物4的襯底表面朝上，并設置于基座36上。
在玻璃襯底33上形成有隔離物4，如下所述。首先，在玻璃襯底33上疊加例如硅的無機材料，以形成由旋涂或CVD涂覆的無機材料涂層。然后，通過光刻、顯影、蝕刻等工藝從無機材料涂層形成多個隔離物4。注意，無機材料涂層可以通過將玻璃襯底33和硅晶片接合在一起來形成。
在清潔室12中，晶片25和玻璃襯底33通過用于接合襯底11的裝置被接合在一起，并從開口19輸出到清潔室12的外部。在開口19的后面，具有一接合襯底輸出區(qū)域40。在接合襯底輸出區(qū)域40中，設置有一用于包含接合襯底39之一的襯底盒41。例如，襯底盒41是一個由塑料形成的托盤。
如圖6所示，在接合襯底輸出區(qū)域40中，具有一用于自動供給多個襯底盒41的盒供給裝置42。盒供給裝置42由堆疊并包含有多個襯底盒41的容器42a、其上支撐有多個襯底盒41的支撐板42b，以及用于上下移動支撐板42b的驅動器43構成。驅動器43由控制計算機15來控制。
當接合襯底39包含于盒供給裝置42的最上一襯底盒41中時，襯底盒41從開口19輸出到清潔室12的外部，以傳送至下一條生產線。盒供給裝置42驅動驅動器43來提升堆疊的多個襯底盒41，以使最上面的襯底盒41定位在開口19的后面。
注意，在本實施例中，除開口盒28、35作為晶片25和玻璃襯底33的載體外，公知的FOUP(前開口標準槽)也可替代開口盒來使用。當使用FOUP時，為了從清潔室12的外部輸入晶片25和玻璃襯底33，可以在清潔室12的側壁上提供一負載端口。
在晶片和玻璃襯底供給區(qū)域26、34以及清潔室12中接合襯底輸出區(qū)域40的后面，具有包含襯底傳送機構的一單軸機器人46和一五軸機器人47。單軸機器人46在Y軸方向上移動五軸機器人47，并在預定位置處停止運動。五軸機器人47的每一停止位置是晶片供給區(qū)域26對應的晶片接收位置，是玻璃襯底供給區(qū)域34對應的玻璃襯底接收位置，是接合襯底輸出區(qū)域40對應的接合襯底輸出位置，是對準臺53對應的對準位置，也是接合臺57對應的接合位置。注意，如下具體所述，對準臺53用作晶片25和玻璃襯底33的暫時位置，接合臺57用于接合晶片25和玻璃襯底33。
如圖5和圖6所示，在制造半導體器件中，稱為水平多關節(jié)型機器人或標量機器人的五軸機器人47公知用于處理晶片等元件。五軸機器人47包括有由單軸機器人46支撐的體47a、連接在體47a上部的機械臂48，以及連接在機械臂48一端的吸入手49。吸入手49具有薄板狀形狀，且通過真空吸力來挖掘和保持晶片25和玻璃襯底33。
在體47a中，五軸機器人47具有一第一軸50a，用以上下(在Z軸方向)移動整個機械臂48。機械臂48包括三個臂48a-48c、在水平方向上通過彎曲和伸展臂48a-48c來移動吸入手49的第二至第四軸50b-50d，以及用于翻轉吸入手49的第五軸50e。單軸機器人46和五軸機器人47由控制計算機15來控制。
首先，通過單軸機器人46將五軸機器人47移動到玻璃襯底接收位置，五軸機器人47從開口盒35中拾取單個玻璃襯底33。接著，五軸機器人47移動到對準位置，并在對準臺53上放置玻璃襯底33。注意，由于玻璃襯底供給區(qū)域34和對準臺53通過單軸機器人46相對，因此，實際上只有機械臂48的第二軸50b被旋轉來面對對準位置。當完成對準臺53中的操作后，五軸機器人47從對準臺53接收玻璃襯底33，并通過單軸機器人46移動到接合臺57，從而在接合臺57上設置玻璃襯底33。
當在接合臺57上設置了玻璃襯底33后，五軸機器人47移動到晶片接收位置，并從開口盒28中拾取單個晶片25。然后在對準臺53上設置晶片25。當對準臺53中的操作完成后，五軸機器人47從對準臺53處接收晶片25，并將晶片25設置在接合臺57上。
當通過用于接合襯底11的裝置將晶片25和玻璃襯底33接合后，五軸機器人47從接合臺57處接收接合襯底39。然后，單軸機器人46將五軸機器人47移動到接合襯底輸出位置。在接合襯底輸出位置上，接合襯底39包含于接合襯底輸出區(qū)域40的襯底盒41中。
作為對準臺53，公知用于晶片的對準裝置用來在X軸方向、Y軸方向以及旋轉方向上暫時定位晶片25和玻璃襯底33。對準臺53通過控制計算機15進行控制。通過五軸機器人47，來自晶片供給區(qū)域26或玻璃襯底供給區(qū)域34的晶片25或玻璃襯底33不需要翻轉，便可設置在對準臺53的墊54上。
在對準臺53中，發(fā)動機旋轉墊54，光學傳感器檢測定向面25a或33a或晶片25或玻璃襯底33的凹陷。接著，對準晶片25或玻璃襯底33的方向，以使根據定向面25a或33a或凹陷的檢測位置來控制墊54的旋轉位置。
此外，墊54由一公知的XY臺支撐，以通過移動墊54在X軸方向和Y軸方向來暫時定位晶片25和玻璃襯底33。在對準臺53中，晶片25和玻璃襯底33的定位精確度在X軸和Y軸方向為±0.6mm，在旋轉方向為±0.2°。
如圖7和圖8所示，接合臺57包括一具有用于在晶片支撐板60頂表面保持晶片25或玻璃襯底33的晶片支撐板60的下側接合單元61，以及一具有用于在晶片支撐板60以上的位置保持玻璃襯底33的玻璃支撐板62的上側接合單元63。如圖9所示，當接合晶片25和玻璃襯底33時，下側接合單元61向上移動，以便朝玻璃襯底33方向擠壓晶片25。
晶片支撐板60由例如具有平面性的陶瓷板形成，并保持玻璃襯底33和晶片25通過真空吸氣、通過五軸機器人47順序地粘合。玻璃支撐板62從晶片支撐板60處接收并保持玻璃襯底33，以使晶片支撐板60能夠接收晶片25。注意，如果板具有高平面性，那么晶片支撐板60可以由諸如不銹板的金屬板制成。
下側接合單元61包括用于調節(jié)晶片25的傾斜度及按壓晶片25與玻璃襯底33的第一至第三提升驅動器66-68，當接合晶片25與玻璃襯底33時用來控制第一至第三提升驅動器66-68的壓力的第一至第三壓力控制缸69-71，在X軸方向、Y軸方向和旋轉方向上用來移動晶片支撐板60的XYθ臺72，以及第一至第三板支撐機構73-75。第一至第三提升驅動器66-68圍繞晶片支撐板60的中心，以120°的間隔等角定位，并且第一至第三板支撐機構73-75從晶片支撐板60的中心朝各個提升驅動器66-68在各個延伸線上分別地定位。
第一提升驅動器66具有一通過發(fā)動機77的旋轉而在Z軸方向上移動的桿77a。對于桿77a，連接有第一壓力控制缸69。在第一壓力控制缸69的桿69a的上面，具有一半球形板支撐物69b，該半球形板支撐物69b以點接觸方式支撐上面保持有晶片支撐板60和XYθ臺72的搖動板78的底表面78a。
在向玻璃襯底33擠壓晶片25的過程中，當第一提升驅動器66的壓力超出預定值(例如7kgf)時，第一壓力控制缸69收縮，以使釋放多余壓力。注意，第二和第三提升驅動器67、68具有與第一提升驅動器66相同的結構，且具有與第一壓力控制缸69相同結構的第二和第三壓力控制缸70、71分別與第二和第三提升驅動器67、68連接。
由于第一至第三提升驅動器66-68圍繞晶片支撐板60的中心以120°的間隔等角定位，因此晶片25的傾斜度可以進行平衡地調節(jié)。此外，由于第一至第三提升驅動器66-68定位在面對設置于晶片支撐板60上的晶片25的邊緣位置，從而提升驅動器66-68的運動能夠有效地傳送至晶片25。因此，短程驅動器可被用作提升驅動器66-68。
用于在X軸方向、Y軸方向和旋轉方向上移動晶片支撐板60的XYθ臺72包括有公知的滾珠絲杠、滾珠絲杠螺母、導軸、滑動軸承等。XYθ臺72通過移動晶片支撐板60來調節(jié)晶片25和玻璃襯底33的位置。
如圖10所示，第一板支撐機構73包括在下側接合單元61的框架61a上的導軸81，可移動插入導軸81的支撐臂82，在搖動板78上的球形桿83，在支撐臂82中用以球形桿83旋轉方式接觸球形桿83的球形軸承82a，以及用于向下偏置支撐臂82的彈簧84。球形桿83的中心位于與晶片支撐板60上定位的晶片25的接合表面共面的位置。注意，第二和第三板支撐機構74、75具有與第一板支撐機構73相同的結構。因此省略對它們的具體描述。
為了通過晶片支撐板60來真空吸附晶片25或玻璃襯底33，在第一至第三提升驅動器66-68之間具有一真空泵80。第一至第三提升驅動器66-68、XYθ臺72和真空泵80由控制計算機15進行控制。在框架61a中，嵌入用于引導桿69a、77a的滑動軸承79。
當在晶片25和玻璃襯底33之間通過下側接合單元61來調節(jié)平行度時，為了在縱向方向上移動桿77a來調節(jié)板支撐器69b的高度，則要根據晶片25和玻璃襯底33的平行度測量結果來分別驅動提升驅動器66-68。當搖動板78的傾斜度依照板支撐器69b的運動時，板支撐機構73-75的支撐臂82通過彈簧84的偏置來推動球形軸承82a至球形桿83。從而，在晶片25的接合表面上，搖動板78懸掛于球形桿83上，以便調節(jié)晶片25的傾斜度。由此，在平行度調節(jié)中，晶片25在水平方向上的錯開被最小化。
此外，當接合晶片25和玻璃襯底33時，同時驅動第一至第三提升驅動器66-68。各個板支撐器69b將朝上移動晶片25的搖動板78的下表面推動到接合位置。由此，保持平行度調節(jié)確定的傾斜度來將晶片25按壓至玻璃襯底33。
當接合晶片25和玻璃襯底33時，晶片25與玻璃襯底33保持有一致的傾斜度，然后搖動板78根據各個板支撐機構73-75的球形桿83的旋轉進行搖擺。由于在晶片25的接合表面上進行搖動板78的搖擺，因此晶片25和玻璃襯底33之間接合位置的錯開被最小化。
當通過第一至第三提升驅動器66-68將晶片25擠壓至玻璃襯底33時，如果一個或多個提升驅動器66-68的壓力超過預定值(例如一個提升驅動器為7kgf)，那么連接于超過預定壓力值的提升驅動器的一個或多個壓力控制缸69-71便收縮，以使多余壓力釋放。因此，防止了晶片25和玻璃襯底33被局部猛烈推動，從而防止了從每個隔離物4的下面流出粘合劑8以及晶片25與玻璃襯底33斷裂的問題。
上側接合單元63包括玻璃支撐板62、具有曲柄形交叉區(qū)域并支撐玻璃支撐板62的板支撐構件86，以及用于從玻璃支撐板62真空吸附玻璃襯底33的真空泵87。玻璃支撐板62由例如具有平面度和高承載能力的玻璃板圓盤構成。板支撐構件86與用于沿接合臺57、轉錄臺91和剝離臺92移動的板支撐構件86的玻璃襯底的單軸機器人93連接(見圖3)。
玻璃支撐板62保持有玻璃襯底33，在接合臺57與剝離臺92之間移動，并因每個臺的操作而停止。從而玻璃襯底33不需要在接合臺57和轉錄臺91之間傳送。因此，用于傳送玻璃襯底33的機構和操作可以被切斷。此外，由傳送而造成的玻璃襯底33的錯開可以被防止。
由晶片支撐板60和玻璃支撐板62保持的晶片25和玻璃襯底33被疊加與接合。因此，玻璃襯底33通過玻璃支撐板62來保持，以使具有隔離物4的表面對應于保持在晶片支撐板60上的晶片25。換句話說，玻璃襯底33應保持，以使隔離物4方向朝下。但是，玻璃襯底33與方向朝上的隔離物4包含于開口盒35中，并且保持其方向傳送到對準臺53上。因此，當玻璃襯底33從對準臺53傳送到接合臺57時，玻璃襯底33通過旋轉五軸機器人47(圖5所示)的機械臂48的第五軸的吸氣手49來進行翻轉。
如圖11所示，當上側接合單元63沒有在下側接合單元61上定位時，在上側接合單元63未涉及到的接合臺57上的某一位置，具有一將保持在晶片支撐板60上的玻璃襯底33或晶片25成像的襯底成像照相機96。操作襯底成像照相機96，以用于明確定位玻璃襯底33或晶片25。
通過襯底成像照相機96取得的玻璃襯底33或晶片25的圖像數據被輸入到一圖像處理器98中。圖像處理器98計算玻璃襯底33或晶片25的位置坐標，例如，以使輸入的圖像數據被處理為二進制數據。由圖像處理器98計算的位置坐標被輸入到控制計算機15中，以用于與預先原始位置相比較。然后驅動XYθ臺72，以使玻璃襯底33或晶片25定位在原始位置上。注意，由圖像處理器98處理的圖像可以由清潔室12外部提供的監(jiān)測器99來監(jiān)測。
注意，襯底成像照相機96具有兩種取像透鏡，一種具有低放大率，另一種具有高放大率。當使用低放大率透鏡時，整個玻璃襯底33或晶片25被成像，以使基于它們的輪廓來測量位置。當使用高放大率透鏡時，在晶片25和玻璃襯底33上的對準標記、隔離物4、圖像傳感器6的局部等被成像，以便測量晶片25和玻璃襯底33的位置坐標。
如圖3所示，在接合臺57與轉錄臺91之間具有一襯底成像照相機100，用于在接合玻璃襯底33和晶片25之前將玻璃支撐板62保持的玻璃襯底33成像。當襯底成像照相機100將玻璃襯底33成像時，在襯底成像照相機100對應的某一位置處，接合臺57與轉錄臺91之間定位上側接合單元63。
與從襯底成像照相機96取得圖像數據一樣，將從襯底成像照相機100取得的玻璃襯底33的圖像數據輸入到圖像處理器98中，以用于測量玻璃支撐板62上的玻璃襯底33的位置。注意，玻璃支撐板62不具有用于調節(jié)玻璃襯底33位置的機構。因此，僅在接合之前進行的玻璃襯底33的位置測量的結果被用來調節(jié)晶片支撐板60上的晶片25的位置。
注意，例如，通過成像照相機96、100和XYθ臺72調節(jié)晶片25和玻璃襯底33的位置精確度為X軸與Y軸方向±0.005mm，旋轉方向±0.0002°。
如圖7、圖8和圖12所示，在晶片支撐板60的上表面的外圍部分上，等角布置有用于測量晶片25和玻璃襯底33的接合表面平行度的第一至第三空隙成像照相機102-104，以及等角布置有分別對應于第一至第三空隙成像照相機102-104的第一至第三光105-107。在本實施例中，晶片25的接合表面和玻璃襯底33的接合表面布置為預定空隙S大小(例如S＝1mm)，通過第一至第三光105-107照射接合表面之間的空隙，以使空隙被第一至第三空隙成像照相機102-104成像。接著，通過計算由圖像數據得到的晶片25與玻璃襯底33之間的空隙長度來進行平行度測量。
作為傳輸照明器件的第一至第光105-107由控制計算機15控制的光控制器108-110來開啟。如圖13所示，光105具有一LED 105a作為光源。從LED 105a發(fā)射的光通過聚光透鏡105b聚光，并被第一光105的殼105c上形成的縫隙105d所限制，以形成具有1°或更小的會聚角θ2的近似平行光，例如會聚角θ2為0.2°。當將晶片25和玻璃襯底33之間的區(qū)域成像時，可能存在反射噪聲的問題，反射噪聲是由第一光105發(fā)射的光將襯底接合表面反射進成像照相機而造成的。但是，在本實施例中，反射噪聲被減少，故為了減小接合表面處的反射，第一光105的會聚角θ2變窄。注意，第二和第三光106、107具有與第一光105相同的結構，因此忽略對其的具體描述。
自光105-107傳輸的聚焦位置位于襯底的一端，發(fā)生在襯底上的傳輸是從晶片25和玻璃襯底33之間發(fā)射的，例如圖12所示的點P1-P3。這些聚焦位置P1-P3是第一至第三空隙成像照相機102-104成像的位置。
第一空隙成像照相機102具有一取像透鏡102a和一例如CCD的固態(tài)成像裝置102b，其將由取像透鏡102a進入的目標光成像，以使由光105照射的點P1成像。作為取像透鏡102a，遠心透鏡僅能進入平行光。從而，來自晶片25和玻璃襯底33的接合表面的反射光難以進入第一空隙成像照相機102中。因此，反射噪聲幾乎不會影響到成像。注意，第二和第三空隙成像照相機103、104具有與第一空隙成像照相機102相同的結構，因此在此忽略詳述。
圖15的圖形示出了點P1和第一空隙成像照相機102的聚焦點F1之間的距離與晶片25和玻璃襯底33之間的距離測量值之間的關系。測量在如下條件下進行取像透鏡102a的末端和聚焦點F1之間的距離W為65mm，取像透鏡102a的焦點深度為100μm，空隙105d的高度t為1.2mm，且晶片25和玻璃襯底33之間的空隙S為0.8mm。
該圖形示出了當第一光105的會聚角變窄，且遠心透鏡被用作取像透鏡102a時，即使點P1和聚焦點F1之間的距離變?yōu)閹缀撩?，?mm以上(比區(qū)域深度大十倍)，測量值的差僅為2μm。這是因為盡管點P1遠離聚焦點F1，第一空隙成像照相機102還是難以被反射噪聲影響。因此，相對于第一至第三空隙成像照相機102-104的晶片25與玻璃襯底33的定位可以簡化。
由第一至第三空隙成像照相機102-104產生的圖像數據被輸入到圖像處理器98中。圖像處理器98將圖像數據處理為二進制數據，并將二進制數據輸出至控制計算機15?？刂朴嬎銠C15計算點P1處晶片25與玻璃襯底33之間的空隙L1、點P2處的空隙L2，以及點P3處的空隙L3(見圖12)。
控制計算機15在測得的空隙L1-L3的基礎上驅動第一至第三提升驅動器66-68，以使位于晶片25和玻璃襯底33末端的點P1-P3處的空隙相等。因此，由于晶片25和玻璃襯底33之間的接合表面變平行，從而防止了襯底的接合位置錯開以及在接合中粘合劑8脫離襯底。注意，例如，由第一至第三提升驅動器66-68調節(jié)的晶片25和玻璃襯底33之間空隙的精確度為每個點±0.001mm。
除了接合臺57，還布置有用于在玻璃襯底33上的隔離物4上轉錄粘合劑的轉錄臺91，用于將由粘合劑8預先涂覆的轉錄膜112供給至轉錄臺91的膜供給區(qū)域113，以及用于從玻璃襯底33剝離轉錄膜112的剝離臺92。
在轉錄臺91中，轉錄膜112和玻璃襯底33被疊加并壓縮。接著在剝離臺92中，轉錄膜112從玻璃襯底33上被剝離，以使粘合劑8的層通過轉錄形成于隔離物4上。通過轉錄，粘合劑8以薄且固定厚度涂覆于隔離物4上。因此，防止發(fā)生多余的粘合劑8擠到圖像傳感器6上或不合格的接合襯底上的情況。此外，由于在涂覆中粘合劑8不會滴到玻璃襯底33上，因此產品的成品率可以提高。
如圖16所示，在轉錄臺91中，具有一在用于接收來自膜供給區(qū)域113的轉錄膜112的膜接收位置之間移動的轉錄單元114，以及一轉錄備用位置。在轉錄備用位置上，轉錄膜112對應于轉錄臺91處由上側接合單元63保持的玻璃襯底33。轉錄單元114由用于在轉錄臺91和膜供給區(qū)域113之間提供轉錄的單軸機器人115來移動。
如圖17所示，在轉錄單元114中，具有一通過真空吸氣保持從膜供給區(qū)域113接收的轉錄膜112，以及將轉錄膜112貼到由玻璃支撐板62保持的玻璃襯底33上的轉錄板116。作為轉錄板116，板狀緩沖器用于增加轉錄膜112與玻璃襯底33之間的粘合度。此外，轉錄板116設置在由具有平面性的例如不銹鋼的金屬板形成的背板117上，以使其具有平面性。
對于轉錄板116的緩沖器，優(yōu)選例如具有低硬度和低砂表面的海綿橡膠等的材料。特別地，優(yōu)選例如具有ASKER-C 20-40(SRIS(橡膠工業(yè)社會，日本標準))的硬度的硅海綿橡膠等。
在轉錄單元114中，具有用于將來自膜供給區(qū)域113的轉錄膜112傳送到轉錄板116的諸如三個傳送驅動器120，以及用于上下移動轉錄板116、重疊壓縮由玻璃支撐板62保持的玻璃襯底33和轉錄膜112的壓縮驅動器121。
三個傳送驅動器120接合在背板117下，并圍繞轉錄板116的中心成等角安置。當轉錄單元114移動到膜接收位置時，每一傳送驅動器120朝上突起沖桿120a，以便通過上舉持有底表面的轉錄膜112來處理膜供給區(qū)域113中的轉錄膜112。傳送驅動器120由控制計算機15控制。注意，為了真空吸附轉錄膜112以將其保持于轉錄板116上，在三個驅動器120間具有一真空泵125。
在清潔室12的側壁上，在膜供給區(qū)域113面對的位置處形成有一開口134。并且具有一用于開關開口134的門135。在膜供給區(qū)域113中，具有一其上有一包含有轉錄膜112的盤類似形狀的膜盒的支架138。如圖18所示，在支架138和膜盒137中，當從膜盒137將轉錄膜112轉錄到轉錄板116時，分別形成三個狹槽138a、137a，以使傳送驅動器120的沖桿120a插入狹槽138a、137a中。
如圖19A所示，當轉錄單元114通過用于轉錄的單軸機器人115移動到膜供給區(qū)域113的支架138下時，三個傳送驅動器120的每一沖桿120a朝上伸出，以便每一沖桿120a進入分別提供的三個狹槽137a、138a，并提升轉錄膜112。接著，如圖19B所示，轉錄單元114從支架138下移動，并由用于轉錄的單軸機器人115暫時停止。此時，三個傳送驅動器120的每個沖桿120a向下移動，以將轉錄膜112設置在轉錄板116上，如圖17所示。
注意，由于傳送驅動器120具有很薄的沖桿，從而在轉錄板116中不需要大孔的沖桿。因此，防止了孔對由轉錄板116壓縮轉錄膜112和玻璃襯底33的不良影響。
如圖20所示，壓縮驅動器121朝上移動沖桿121a，以便按壓其上連接有三個傳送驅動器120的框架128。因此，轉錄板116朝上移動至轉錄位置，并將轉錄膜112推至由玻璃支撐板62保持的玻璃襯底33，以傳送粘合劑8到每個隔離物4。注意，例如在玻璃襯底33和轉錄膜112的壓縮中，轉錄板116的壓力為20kgf。
在壓縮驅動器121的周圍，具有多個用于引導框架128運動的導軸130，以及用于引導導軸130滑動的連接在框架128上的滑動軸承131。壓縮驅動器121由控制計算機15來控制。
如圖21A所示，轉錄膜112是由諸如聚乙烯對苯二酸鹽(PET)的均勻薄膜形成的，聚乙烯對苯二酸鹽具有能夠彎曲的彈性，且其尺寸大于玻璃襯底33的直徑。粘合劑8通過例如棒涂覆器、旋涂涂覆器或刮刀涂覆器涂覆于轉錄膜112上。涂覆有粘合劑8的轉錄膜112包含于膜盒137中。注意，如果轉錄膜112上產生了靜電，那么靜電將影響轉錄膜112的處理。因此，在轉錄膜112上施加了抗靜電處理。
作為粘合劑的常規(guī)性能，眾所周知，當粘度低時，例如硅的無機材料的可濕性便會變壞，當粘度高時，可濕性便會變好。但是，如果使用具有高粘度的粘合劑，那么便難以控制涂覆于轉錄膜112上的粘合劑的厚度。因此，在本實施例中，為了在預定時間通過將轉錄膜112留在膜盒137內來增加粘合劑8的粘度，故將常溫可愈粘合劑用作粘合劑8。在下文中，以時間控制粘度稱為時間工藝。
由于將粘合劑8轉錄于隔離物4上時，粘合劑8的粘度變高，從而粘合劑8更難以流出。因此，轉錄有粘合劑8的轉錄膜112和玻璃襯底33很容易被處理。此外，當玻璃襯底33和晶片25壓縮時，可以減少從隔離物4下面脫離的粘合劑8。注意，當使用親水性的粘合劑時，通過等離子體或紫外線照射，能夠對隔離物4施加表面重整。通過表面重整工藝，對于由硅形成的隔離物4，粘合劑的可濕性能夠得以改進。
如圖22所示，剝離臺92包括沿縱向方向直立的基座145，由基座145旋轉保持的進料卷軸146和纏繞卷軸147，連接于基座145、用于在X軸方向上移動沖桿148的剝離驅動器149，以及連接于沖桿148的剝離單元150。
在進料卷軸146中，設置有纏繞的未使用的粘合帶153，以使粘合劑表面153a朝內。從進料卷軸146拉伸的長粘合帶153懸掛于基座145提供的導向滾筒154、剝離單元150以及導向滾筒155上，并且連接于纏繞卷軸146。纏繞卷軸146通過一個發(fā)動機(未畫出)逆時針方向旋轉，以便纏繞使用的粘合帶153，并且，轉錄膜112通過粘合到粘合帶153上來完成與玻璃襯底33的剝離。
導向滾筒154和剝離單元150之間的粘合帶153粘合于轉錄膜112上，以使粘合表面153a面對玻璃支撐板62，該玻璃支撐板62上保持著粘合有轉錄膜112的玻璃襯底33。例如，粘合帶153的寬度為75mm。
剝離單元150包括連接于沖桿148上部的基板158，連接于基板158的搖擺地搖擺臂159，用于懸掛粘合帶153、連接于搖擺臂159頂部的旋轉地剝離輥子160，具有用于連接形成于搖擺臂159一端的插腳159a的狹槽161a的搖擺驅動器161，以及引導粘合帶153的導向滾筒。
剝離單元150的搖擺驅動器161通過其中形成有狹槽161a的沖桿161b的運動來搖擺搖擺臂159，以便在收縮位置、粘合位置和剝離位置間移動連接于搖擺臂159頂部的剝離輥子160。當玻璃支撐板62移動到剝離臺92時，剝離輥子160移動到收縮位置。
如圖23A所示，剝離輥子160的收縮位置遠離轉錄膜112。當剝離輥子160處于收縮位置時，剝離輥子160與導向滾筒154之間懸掛的粘合帶153也離開了轉錄膜112。因此，當玻璃支撐板62移動至剝離臺92時，可以防止粘合帶153接觸到轉錄膜112。
如圖23B所示，剝離輥子160移動到用于將粘合帶153貼于轉錄膜112上的粘合位置。當剝離輥子160移動到粘合位置時，懸掛于剝離輥子160上的粘合帶153的粘合表面153a移動到高于轉錄膜112的底表面的位置。因此，懸掛于剝離輥子160和導向滾筒154之間的粘合帶153被準確地粘合在轉錄膜112上。
如圖23C所示，剝離輥子160移動到用于從玻璃襯底33剝離轉錄膜112的剝離位置。當剝離輥子160設置于剝離位置時，在懸掛于剝離輥子160上的粘合帶153的粘合表面153a與轉錄膜112的底表面之間形成了一空隙L5。因此，當剝離輥子160如圖向右移動來剝離轉錄膜112時，剝離輥子160沒有擠壓轉錄膜112。因此，可以防止粘合劑8脫離。
如圖24所示，當剝離輥子160從粘合位置設置為剝離位置時，剝離驅動器149以勻速向后牽引盒149a中的沖桿148。同時，纏繞卷軸146逆時針方向旋轉。因此，粘合于玻璃襯底33的轉錄膜112通過粘合帶153從頂端被卷起剝離。通過打開清潔室12側壁上的門166，使用的粘合帶153和剝離的轉錄膜112從開口167排出。
由于曲率由剝離輥子160的半徑R1決定，因此，當進行剝離操作時，轉錄膜112的曲率可保持不變。此外，剝離輥子160與導向滾筒162的相對位置決定了轉錄膜112相對于玻璃襯底33的接合表面的剝離角θ1，由于這些構件一起移動因此剝離角θ1不變。從而，轉錄膜112和玻璃襯底33之間的剝離條件保持不變。因此，防止了在玻璃襯底33與轉錄膜112之間產生粘合劑8的薄膜，防止了該薄膜破裂弄臟玻璃襯底33。
注意，例如優(yōu)選空隙L5為0.1mm以下。如果空隙變大，當進行剝離處理時，轉錄膜112的曲率會變得比剝離輥子160的半徑還要大。因此，考慮到剝離輥子160的半徑，空隙L5優(yōu)選確定為不產生粘合劑8的薄膜的值。
此外，在剝離處理中，轉錄膜112的曲率可以通過改變剝離輥子160為具有不同直徑的另一個剝離輥子來調節(jié)。當改變剝離輥子160時，剝離輥子160的收縮位置、粘合位置和剝離位置也需要調節(jié)。但是，這些位置可以通過控制搖擺驅動器161的沖桿161b的伸出長度來很容易地調節(jié)。
接著，參照圖25的流程圖來解釋上述實施例的處理。圖3中示出的單軸機器人46移動五軸機器人47至玻璃襯底接收位置。五軸機器人47從玻璃襯底供給區(qū)域34的開口盒35提取一個玻璃襯底33，并把玻璃襯底33置于對準臺53，以使形成有隔離物4的表面方向朝上。對準臺53在旋轉方向、X軸方向和Y軸方向上進行玻璃襯底33的暫時定位。
通過五軸機器人47從對準臺53提取完成暫時定位的玻璃襯底33。單軸機器人46將五軸機器人47移動到接合位置，五軸機器人47通過第五軸50e翻轉吸入手49，以使形成有隔離物4的玻璃襯底33的表面方向朝下。在接合位置處的五軸機器人47將玻璃襯底33置于接合臺57的下側接合單元61的晶片支撐板60上。晶片支撐板60通過真空吸氣來保持玻璃襯底33。
在接合臺57上設置了玻璃襯底33之后，五軸機器人47由單軸機器人46順序移動到晶片接收位置、對準位置和接合位置，以便通過對準臺53來將晶片25從晶片供給區(qū)域26的開口盒28傳送到接合臺57。在對準臺53中，晶片25的暫時位置與玻璃襯底33的暫時位置相同。由于通過清潔室中的機器人來處理晶片25和玻璃襯底33，從而防止了雜質粘到襯底上。
當玻璃襯底33或晶片25設置于接合臺57上時，如圖16所示，上側接合單元63通過用于玻璃襯底的單軸機器人93移動至轉錄臺91。因此，如圖11所示，在下側接合單元61與襯底成像照相機96之間沒有插入任何構件，以使通過使用襯底成像照相機96來執(zhí)行襯底的明確定位。
襯底成像照相機96將玻璃襯底33成像，并將圖像數據輸出到圖像處理器98中。圖像處理器98處理輸入的圖像數據以產生二進制數據，并將二進制數據輸出到控制計算機15中?？刂朴嬎銠C15基于二進制數據來計算玻璃襯底33的位置，并比較計算位置與預設原始位置。然后，控制計算機15根據玻璃襯底33的計算位置與原始位置之間的差來驅動XYθ臺72，以便移動晶片支撐板60，以使玻璃襯底33定位于原始位置上。
當定位了玻璃襯底33之后，上側接合單元63通過用于玻璃襯底的單軸機器人93移動至接合臺57。如圖9所示，下側接合單元61同步驅動第一至第三提升驅動器66-68，以將晶片支撐板60朝上移動到接合位置，以使玻璃襯底33接觸玻璃支撐板62。接著，玻璃支撐板62開始真空吸氣，晶片支撐板60停止真空吸氣，從而玻璃襯底33從晶片支撐板60移動到玻璃支撐板62。保持有玻璃襯底33的上側接合單元63再次移動到轉錄臺91，晶片支撐板60向下移動到收縮位置。
五軸機器人47從對準臺53拾取完成暫時定位的晶片25，并將晶片25設置在晶片支撐板60上。用于進行明確定位，晶片25通過真空吸氣以保持在晶片支撐板60上，并以施加于玻璃襯底33相同的方法來測量其位置。
如圖16的雙劃線所示，用于轉錄的單軸機器人115將轉錄臺91的轉錄單元114移動至膜接收位置，并如圖18所示將轉錄單元114設置于膜供給區(qū)域113的支架138下。如圖19A所示，轉錄單元114同步驅動三個傳送驅動器120，以帶動沖桿120a向上伸出，從而把膜盒137上面的轉錄膜112抬高。
如圖19B所示，三個傳送驅動器120支持轉錄膜112時，轉錄單元114從膜供給區(qū)域113的支架138下移動。接著，三個傳送驅動器120的沖桿120a朝下移動，以在轉錄板116上設置轉錄膜112。轉錄膜112通過真空吸氣保持在轉錄板116上。在清潔室12中，由于轉錄膜112的傳送不需要人工操作進行，因此防止了雜質粘到轉錄膜112上。此外，在轉錄膜112上施加抗靜電處理，因此防止了靜電對轉錄膜112處理時的不利影響。
通過真空吸氣保持轉錄膜112的轉錄單元114移動到轉錄臺91的轉錄備用位置。如圖20所示，通過壓縮驅動器121，向上移動轉錄板116至轉錄位置，如圖21B所示，對應著玻璃支撐板62上保持的玻璃襯底33按壓轉錄膜112，使得粘合劑8轉錄到每個隔離物4上。在預定時間過后，轉錄板116向下移動重返到轉錄備用位置。此時，為了將轉錄膜112粘合到玻璃襯底33，停止轉錄膜112的真空吸氣。注意，由于轉錄膜112通過緩沖器向玻璃襯底33按壓，因此粘合劑8可以合適地粘合在隔離物4上，而不從隔離物上脫離。
如圖22所示，保持有玻璃襯底33和轉錄膜112的上側接合單元63通過用于玻璃襯底的單軸機器人93移動到剝離臺92。注意，如圖23A所示，此時剝離輥子160向下移動到收縮位置，由此轉錄膜112沒有接觸粘合帶153。
當上側接合單元63向剝離臺92的運動完成后，如圖23B所示，剝離臺92驅動搖擺驅動器161搖擺搖擺臂159，并移動剝離輥子160到粘合位置，以使粘合帶153的粘合表面153a粘到轉錄膜112上。接著，搖擺驅動器161將剝離輥子160移動到如圖23C所示的剝離位置，以使懸掛在剝離輥子160上的粘合帶153的粘合表面153a與轉錄膜112的底表面之間形成空隙L5。
如圖24所示，剝離臺92驅動剝離驅動器149將剝離單元150向圖中右側移動，并在移動剝離單元時，纏繞卷軸146同步纏繞粘合帶153。因此，粘到玻璃襯底33的轉錄膜112被卷起，從而通過粘合帶153從其上端剝離，以使粘合劑8的層通過如圖21C示出的轉錄形成于每個隔離物4上。
由剝離輥子160與導向滾筒162的相對位置決定的剝離輥子160的半徑R1和剝離角θ1的剝離操作時，轉錄膜112的曲率和角度保持恒定。因此，可以防止在玻璃襯底33與轉錄膜112之間產生粘合劑8的薄膜，并防止這種薄膜破裂弄臟玻璃襯底33。此外，由于粘合劑8的粘度得到時間工藝的適當控制，因此隔離物4的可濕性和轉錄在隔離物4上的粘合劑8的層的厚度變得適當。
由于使用長粘合帶153來剝離轉錄膜112，因此轉錄膜112不需要復雜的機構就能容易且低成本保持。而且，由于剝離的轉錄膜112能夠與使用過的粘合帶153纏繞，因而不需要復雜機構或設備來處理剝離的轉錄膜112。此外，由于當使用的粘合帶153纏繞后立即提供新的粘合帶153，因此改進了固態(tài)成像裝置的生產效率。
保持有具有由粘合劑8涂覆的隔離物4的玻璃襯底33的上側接合單元63通過用于玻璃襯底的單軸機器人93朝著接合臺57移動，并在襯底成像照相機100面對的位置停止。襯底成像照相機100對由玻璃支撐板62保持的玻璃襯底33進行成像，并將圖像數據輸出到圖像處理器98。圖像處理器98通過圖像處理產生二進制數據，并輸出二進制數據到控制計算機15。二進制數據用作晶片25相對于玻璃襯底33進行精確定位的參考。
當上側接合單元63到達接合臺57之后，基于之前進行的對晶片25的位置測量結果和通過襯底成像照相機100進行的玻璃襯底33的位置測量結果，來進行晶片25的確切定位。由此，晶片25能夠與玻璃襯底33接合而不錯開。
當調節(jié)了晶片25的位置后，如圖26所示進行晶片25與玻璃襯底33之間的平行度調節(jié)。如圖7所示，在接合臺57中，同時推進第一至第三驅動器66-68以抬高設置有晶片25的晶片支撐板60，并在晶片25與玻璃襯底33之間的距離S變?yōu)槔?mm的位置停止抬高。
接著，打開第一至第三光105-107，以照射晶片25末端與玻璃襯底33之間的點P1-P3。被定位對應于第一至第三光105-107的第一至第三空隙成像照相機102-104對點P1-P3處的空隙進行成像。來自各個空隙成像照相機102-104的圖像數據輸入到圖像處理器98中。圖像處理器98處理圖像數據，以產生二進制數據，并將二進制數據輸出到控制計算機15。基于二進制數據，控制計算機15計算點P1-P3處的空隙L1-L3。
如果空隙L1-L3相等，由于晶片25與玻璃襯底33的接合表面平行，因而不需要進行平行度調整就完成了平行度測量。如果空隙L1-L3不相等，則需要調節(jié)晶片25和玻璃襯底33之間的平行度。
通過從各自測得的空隙L1-L3減去空隙S，控制計算機15計算相對于晶片25和玻璃襯底33之間的預定空隙S的偏向角K1-K3。接著，依照算得的偏向角K1-K3分別驅動第一至第三提升驅動器66-68，以便使空隙L1-L3相等。當完成平行度調節(jié)之后，使用第一至第三光105-107和第一至第三空隙成像照相機102-104再次測量空隙L1-L3。
反復進行平行度測量和平行度調節(jié)直到測得的空隙L1-L3相等。因此，晶片25與玻璃襯底33之間的平行度能夠被高精確地調節(jié)。而且，由于平行度測量是在晶片25與玻璃襯底33不接觸的情況下進行的，因此晶片25和玻璃襯底33不會被弄臟。此外，因為在平行度調節(jié)中進行晶片25的傾斜度調節(jié)，以使搖動板78通過第一至第三板支撐機構73-75在晶片25的接合表面上搖擺，所以當執(zhí)行平行度調節(jié)時，晶片25在水平方向沒有發(fā)生錯位。
在平行度調節(jié)之后，保持平行度調節(jié)調整的晶片25的傾斜度，同步地推進第一至第三提升驅動器66-68，以向上移動晶片25到晶片25接觸玻璃襯底33的接合位置。被擠壓到玻璃襯底33的晶片25跟隨玻璃襯底33的傾斜度，以使第一至第三板支撐機構73-75擺動晶片支撐板60。由于在晶片25的接合表面上進行晶片支撐板60的搖擺，因而能夠使晶片25和玻璃襯底33的接合位置之間產生的錯位最小化。注意，如果第一至第三提升驅動器66-68的壓力超過預定值，那么第一至第三壓力控制缸69-71壓縮，以使多余壓力釋放。因此，防止了晶片25局部被猛烈推進，從而避免了從每個隔離物4下溢出粘合劑8和破壞晶片25問題的發(fā)生。
超過了接合晶片25與玻璃襯底33的規(guī)定時間之后，第一至第三提升驅動器66-68將晶片支撐板60向下移動到收縮位置。此時，晶片支撐板60停止對晶片25的真空吸氣。因此，與玻璃襯底33接合的晶片25由玻璃支撐板62保持。接著，上側接合單元63將由接合晶片25與玻璃襯底33形成的接合襯底39向著轉錄臺91移動，并在襯底成像照相機100面對的位置處停止運動。
襯底成像照相機100對由上側接合單元63保持的接合襯底39進行成像，并將圖像數據輸出到控制計算機15?？刂朴嬎銠C15處理圖像數據，以產生二進制數據，并計算晶片25與玻璃襯底33的接合位置的對準。如果存在晶片25或玻璃襯底33的錯位，那么控制計算機15記錄接合襯底39不合格，以便在接合襯底11之后不傳送不合格襯底至后面的制造線。
當通過襯底成像照相機100完成交叉點的位置測量之后，上側接合單元63被移動到轉錄臺91，并受到緩沖器形成的轉錄板116的按壓。因此，晶片25與玻璃襯底33更緊密地接合。
當在轉錄臺91處完成接合襯底39的壓縮之后，接合襯底39通過上側接合單元63移動到接合臺57，并設置于晶片支撐板60上。接著，通過五軸機器人47從晶片支撐板60將接合襯底39傳送到接合襯底輸出臺40，以便置于襯底盒41中。置于襯底盒41中的接合襯底39從清潔室12排出，并送至切割機。
通過冷卻水冷卻接合襯底39，具有包含金剛砂研磨料的金屬-樹脂接合刮刀的切割器沿著圖21D示出的劃線的分割線Q和U，來切割晶片25及與晶片25接合的玻璃襯底33。因此，在一個步驟中產生了多個固態(tài)成像裝置2。
在上述實施例子中，第一至第三空隙成像照相機102-104以及第一至第三光105-107被用作用于測量晶片25與玻璃襯底33之間的平行度的襯底空隙測量區(qū)域。但是，如圖27所示，使用激光束170的三個輪廓測量裝置171可用作襯底空隙測量區(qū)域。輪廓測量裝置171從光發(fā)射區(qū)域172發(fā)射激光束170到光接收區(qū)域173，以使激光束170在晶片25與玻璃襯底33之間通過。接著，測量晶片25和玻璃襯底33之間的空隙，以便從激光束170偵察到晶片25與玻璃襯底33之間的距離。注意，當使用輪廓測量裝置171時，三個提升驅動器175可用于調節(jié)晶片支撐板174的傾斜度。
在上述實施例中，通過檢測晶片25與玻璃襯底33之間的距離來測量晶片25與玻璃襯底33之間的平行度。但是，如圖28所示，測量晶片25與玻璃襯底33之間的平行度，以使激光移位器176、177在縱向方向上測量晶片25與玻璃襯底33的接合表面的多個位置，而且這些位置與預設的位置相進行比較。
此時，在接合臺179中，測量晶片25的接合表面的位移量，在靠近接合臺179提供的測量臺180中，測量玻璃襯底33的接合表面的位移量?；谝r底的接合表面的位移量，對接合臺179的提升驅動器181進行驅動來調節(jié)晶片25的傾斜度。接著，玻璃支撐板182移動到接合臺179，且提升驅動器181對晶片支撐板183進行提升，以使晶片25與玻璃襯底33接合。
在上述實施例中，平行度調整是通過測量晶片25與玻璃襯底33的接合表面的空隙或位移量來進行的。但是，可以調節(jié)襯底的傾斜度，以使一個襯底接觸另一個襯底以適應其它襯底的傾斜度。例如，如圖29A所示，球形桿186被連接在保持有晶片25的晶片支撐板185的底面上。通過球形接收器187對球形桿186進行旋轉接收。
對于球形接收器187，連接了空氣管188的一端，而空氣管的另一端連接有空氣泵189。當空氣泵189送空氣至球形接收器187時，為了使晶片支撐板185移動，球形桿186和球形接收器187之間的摩擦力變低。當空氣泵189吸收球形接收器187中的空氣時，球形桿186緊密地接觸球形接收器187以保持晶片支撐板185不移動。
首先，為了使晶片支撐板185移動，空氣泵189送空氣至球形接收器187中。接著，如圖29B所示，保持在玻璃支撐板191上的玻璃襯底185與設置在晶片支撐板185上的晶片25接觸。因此，移動晶片支撐板185，以使晶片25隨著玻璃襯底33的接合表面的傾斜度而變化。此后，空氣泵189吸收球形接收器187中的空氣，以保持晶片支撐板185不移動。接著，以保持晶片25與玻璃襯底33的調節(jié)狀態(tài)的傾斜度，分開設置晶片25與玻璃襯底33。最后，為了晶片25與玻璃襯底33之間能夠接合，在玻璃襯底33的隔離物4上涂覆粘合劑。由于此時精確地調節(jié)了晶片25與玻璃襯底33的接合表面之間的平行度，因此粘合劑不會從隔離物4脫離。
在上述實施例中，粘合劑8可以是常溫可愈性粘合劑，且通過時間工藝調整粘合劑的粘度。但是，存在著時間工藝需要一定的時間，且在時間工藝中雜質會粘到粘合劑上的問題。鑒于這些問題，當被諸如紫外線光照射時，用于啟動硬化的光延遲硬化粘合劑可以用作粘合劑8。此時，如圖30所示例子，在轉錄臺91與膜供給區(qū)域113之間具有一照射臺200。轉錄單元114停止在照射臺200處，照射裝置201的燈202照射紫外線于轉錄膜112上。因此，在轉錄臺91中，對粘合劑進行轉錄之前，粘合劑就已經開始硬化。
盡管本發(fā)明參考附圖通過最佳實施例的方式進行了全面的描述，但是對本領域技術人員來說可進行多種改變和修改。因此，除非其它改變和修改脫離了本發(fā)明的范圍，否則它們屬于本發(fā)明。
工業(yè)適用性本發(fā)明適用于為制造固態(tài)成像裝置而用于接合襯底的裝置。本發(fā)明還適用于為制造需要接合襯底的其它芯片大小尺寸的封裝而用于接合襯底的裝置。
權利要求
1.一種接合襯底的裝置，其用于制造芯片大小尺寸的封裝，該芯片大小尺寸的封裝通過上面形成有多個元件的半導體襯底與用于單獨密封所述元件的密封襯底接合在一起，并以切割為具有所述單個密封元件的多個所述芯片大小尺寸封裝的方式形成，包括襯底供給區(qū)域，用于提供所述半導體襯底和所述密封襯底；轉錄片供給區(qū)域，用于提供涂覆有粘合劑的彈性轉錄片；轉錄片壓縮區(qū)域，用于將涂覆有所述粘合劑的所述轉錄片的接合表面與所述密封襯底的接合表面壓縮在一起；轉錄片剝離區(qū)域，用于將所述轉錄片從所述密封襯底剝離，以便在所述密封襯底上形成所述粘合劑的層；平行度調節(jié)區(qū)域，用于調節(jié)所述半導體襯底的所述接合表面和形成有所述粘合劑層的所述密封襯底的所述接合表面的平行度；襯底接合區(qū)域，用于調節(jié)所述半導體襯底和所述密封襯底的位置，并接合調節(jié)了位置的所述半導體襯底和所述密封襯底；和襯底傳送機構，用于在所述各個區(qū)域中傳送所述半導體襯底、所述密封襯底和所述轉錄片。
2.如權利要求1所述的接合襯底的裝置，其中所述芯片大小尺寸的封裝是固態(tài)成像裝置，所述密封襯底由透明材料形成。
3.如權利要求2所述的接合襯底的裝置，其中所述元件是圖像傳感器，所述密封襯底由玻璃襯底和單獨圍繞所述圖像傳感器的多個框架狀隔離物構成。
4.如權利要求1所述的接合襯底的裝置，其中所述轉錄片剝離區(qū)域包括剝離輥子，由靠近設置在用于剝離所述轉錄片的位置的所述密封襯底的一端處提供；長粘合帶，懸掛在所述剝離輥子上，并接觸所述轉錄片一端；輥子移動機構，用于從所述密封襯底的所述一端附近的位置將所述剝離輥子移動到所述密封襯底的另一端附近的位置；和纏繞區(qū)域，用于與由所述輥子移動機構移動所述剝離輥子相同步纏繞所述粘合帶，以便保持所述剝離的轉錄片與所述密封襯底的所述接合表面之間的角度不變。
5.如權利要求4所述的接合襯底的裝置，所述轉錄片剝離區(qū)域還包括輥子空隙調節(jié)機構，垂直于設置在與所述轉錄片接合的位置的所述密封襯底的所述接合表面，用于移動所述剝離輥子，以便調節(jié)所述剝離輥子與被剝離之前的所述轉錄片之間的空隙。
6.如權利要求4所述的接合襯底的裝置，當剝離所述轉錄片時，懸掛于所述剝離輥子上的所述粘合帶的外圍表面與所述轉錄片之間的空隙為0.1mm或更小。
7.如權利要求4所述的接合襯底的裝置，其中所述剝離輥子的直徑為15-20mm。
8.如權利要求1所述的接合襯底的裝置，其中所述轉錄片是抗靜電塑料膜。
9.如權利要求1所述的接合襯底的裝置，其中所述轉錄片壓縮區(qū)域通過一緩沖器壓縮所述轉錄片。
10.如權利要求9所述的接合襯底的裝置，其中所述緩沖器是具有ASKER-C20-40硬度的海綿橡膠。
11.如權利要求1所述的接合襯底的裝置，所述平行度調節(jié)區(qū)域包括多個襯底空隙測量區(qū)域，用于在多個測量點測量所述半導體襯底的所述接合表面與所述密封襯底的所述接合表面之間的空隙；和襯底傾斜調節(jié)區(qū)域，用于調節(jié)所述半導體襯底或所述密封襯底的傾斜度，該調節(jié)基于所述襯底空隙測量區(qū)域的測量結果。
12.如權利要求11所述的接合襯底的裝置，其中所述襯底空隙測量區(qū)域包括多個傳輸照明器件，用于向在所述半導體襯底的所述接合表面與所述密封襯底的所述接合表面之間的所述測量點發(fā)射傳輸光；相應于所述傳輸照明器件提供的多個襯底空隙成像器件，用于對在所述測量點處照射的所述半導體襯底和所述密封襯底成像；和襯底空隙計算器件，用于通過分析來自多個所述襯底空隙成像器件的圖像數據來計算所述測量點處的所述半導體襯底和所述密封襯底的所述接合表面之間的所述空隙長度。
13.如權利要求12所述的接合襯底的裝置，其中所述傳輸照明器件具有1°或更小的會聚角。
14.如權利要求12所述的接合襯底的裝置，其中所述襯底空隙成像器件具有一僅能進入平行光的遠心透鏡。
15.如權利要求11所述的接合襯底的裝置，其中所述襯底空隙測量區(qū)域具有一激光測量器件，該激光測量器件用于測量預定點處的所述半導體襯底的所述接合表面與所述密封襯底的所述接合表面之間的距離。
16.如權利要求11所述的接合襯底的裝置，其中所述襯底傾斜調節(jié)區(qū)域包括相應于所述襯底空隙測量區(qū)域的所述測量位置定位的多個驅動器，用于在所述接合表面的垂直方向上移動所述半導體襯底或所述密封襯底的多個預定位置；驅動器控制器，用于基于從所述襯底空隙測量區(qū)域得到的測量結果來控制所述驅動器；和平板支撐機構，當接合所述半導體襯底與所述密封襯底時，以所述支撐襯底的所述接合表面在同一平面的所述支撐襯底的搖擺基準，來搖擺支撐所述半導體襯底或所述密封襯底以使其跟隨另一襯底。
17.如權利要求1所述的接合襯底的裝置，其中所述平行度調節(jié)區(qū)域包括多個位移量測量區(qū)域，在多個測量點處從垂直于所述接合表面的預定參考位置，用于測量所述半導體襯底的所述接合表面和所述密封襯底的所述接合表面的位移量；和襯底傾斜調節(jié)區(qū)域，基于從所述位移量測量區(qū)域測得的結果，來調節(jié)所述半導體襯底或所述密封襯底的傾斜度。
18.如權利要求17所述的接合襯底的裝置，其中所述襯底傾斜調節(jié)區(qū)域包括相應于所述位移量測量區(qū)域的所述測量位置定位的多個驅動器，用于在所述接合表面的垂直方向移動所述半導體襯底或所述密封襯底的多個預定位置；驅動器控制器，用于基于從所述位移量測量區(qū)域得到的測量結果來控制所述驅動器；和平板支撐機構，當接合所述半導體襯底與所述密封襯底時，以與所述支撐襯底的所述接合表面在同一平面中的所述支撐襯底的搖擺基準，來搖擺支撐所述半導體襯底與所述密封襯底之一以跟隨另一襯底。
19.如權利要求1所述的接合襯底的裝置，其中所述平行度調節(jié)區(qū)域包括支撐板，用于保持所述半導體襯底或所述密封襯底；和平板保持機構，用于以所述半導體襯底和所述密封襯底彼此接觸的搖擺方式來保持所述支撐板，并用于當支撐襯底搖擺跟隨所述其它襯底后固定所述支撐板。
20.如權利要求19所述的接合襯底的裝置，其中所述平板保持機構包括球形桿，與所述支撐板整合；球形接收器，用于搖擺支撐所述球形桿；和空氣泵，用于將空氣傳送至所述球形桿與所述球形接收器之間，以便使所述球形桿運動，并且用于從所述球形桿與所述球形接收器之間吸收所述空氣，以便將所述球形桿固定于所述球形接收器上。
21.如權利要求1所述的接合襯底的裝置，其中所述襯底接合區(qū)域包括下側支撐板，用于保持所述密封襯底或所述半導體襯底；位置調節(jié)區(qū)域，用于在平面位置和旋轉位置移動所述下側支撐板，以便調節(jié)所述密封襯底和所述半導體襯底的位置；定位于其上并面對所述下側支撐板的上側支撐板，用于保持調節(jié)了位置的所述密封襯底，以便使所述密封襯底面對所述下側支撐板；和壓力機構，當所述密封襯底和所述半導體襯底接合時，用于向所述上側支撐板按壓所述下側支撐板。
22.如權利要求21所述的接合襯底的裝置，其中所述壓力機構具有一壓力控制機構，用于控制所述壓力機構的壓力不超過預定值。
23.如權利要求1所述的接合襯底的裝置，其中所述轉錄片上的所述粘合劑是光延遲硬化粘合劑，且用于接合襯底的裝置還包括一照明臺，該照明臺用于在所述粘合劑轉錄到所述密封襯底之前以照射光啟動對所述粘合劑的硬化。
24.如權利要求1所述的接合襯底的裝置，其中所述接合襯底的裝置設置于從外部密封的清潔室內。
25.一種接合襯底的方法，其用于制造芯片大小尺寸的封裝，該芯片大小尺寸的封裝通過上面形成有多個元件的半導體襯底與用于單獨密封所述元件的密封襯底接合在一起，并以切割為具有所述單個密封元件的多個所述芯片大小尺寸的封裝的方式形成，包括以下步驟(a)提供一半導體襯底；(b)提供一密封襯底；(c)提供一涂覆有粘合劑的彈性轉錄片；(d)將涂覆有所述粘合劑的所述轉錄片的接合表面與所述密封襯底的接合表面壓縮在一起；(e)以不變的曲率從所述密封襯底的一端剝離所述轉錄片，以便在所述密封襯底上形成一所述粘合劑的層；(f)調節(jié)所述半導體襯底和所述密封襯底的所述接合表面的平行度；(g)調節(jié)所述半導體襯底和所述密封襯底的位置；和(h)接合調節(jié)位置的所述半導體襯底和所述密封襯底。
26.如權利要求25所述的接合襯底的方法，其中所述步驟(f)還包括步驟(f1)在多個測量點處測量所述半導體襯底的所述接合表面和所述密封襯底的所述接合表面之間的空隙；和(f2)基于所述測量結果調節(jié)所述半導體襯底或所述密封襯底的傾斜度。
27.如權利要求25所述的接合襯底的方法，其中所述步驟(f)還包括步驟(f1)在垂直于所述接合表面方向上的多個測量點處，測量所述半導體襯底的所述接合表面和所述密封襯底的所述接合表面的各個位置；(f2)通過比較所述多個測量點處的所述測量位置，來計算所述半導體襯底和所述密封襯底之間的平行度，以預設原始位置；和(f3)基于所述測量結果來調節(jié)所述半導體襯底或所述密封襯底的傾斜度。
28.如權利要求25所述的接合襯底的方法，其中所述步驟(f)還包括步驟(f1)移動保持活動板，該活動板保持有所述半導體襯底或所述密封襯底；(f2)彼此接觸所述半導體襯底和所述密封襯底，以使由所述活動板保持的所述襯底跟隨由固定板保持的所述其它襯底；和(f3)固定所述活動板。
29.如權利要求26所述的接合襯底的方法，其中所述步驟(f1)還包括步驟(f11)以預定空隙，使所述半導體襯底和所述密封襯底的所述接合表面彼此相對；(f12)發(fā)射傳輸光至所述半導體襯底的所述接合表面與所述密封襯底的所述接合表面之間的所述測量點處，并將在所述測量點處照射的所述半導體襯底和所述密封襯底成像；和(f13)通過分析從所述成像獲得的圖像數據，來計算所述測量點處的所述半導體襯底和所述密封襯底的所述接合表面之間的所述空隙的長度。
30.如權利要求26所述的接合襯底的方法，其中所述步驟(f1)還包括步驟(f11)以預定空隙，使所述半導體襯底和所述密封襯底的所述接合表面彼此相對；(f12)檢測所述半導體襯底和所述密封襯底的所述接合表面之間的所述空隙的長度，以使多個光發(fā)射區(qū)域分別發(fā)射激光束，通過所述半導體襯底的所述接合表面和所述密封襯底的所述接合表面之間到達對應的光接收區(qū)域。
31.如權利要求26所述的接合襯底的方法，其中所述步驟(f3)還包括在與所述襯底的所述接合表面相同的平面中，搖擺所述半導體襯底和所述密封襯底之一以跟隨所述其它襯底的傾斜度的步驟。
全文摘要
在清潔室(12)內部，具有一接合襯底(11)的裝置。單軸機器人(46)和五軸機器人(47)傳送晶片(25)和玻璃襯底(33)。轉錄臺(91)獲得上面具有從膜供給區(qū)域(113)施加的粘合劑的轉錄膜(112)，并且向玻璃襯底(33)按壓轉錄膜(112)，以便將粘合劑轉錄至玻璃襯底(33)。剝離臺(92)從玻璃襯底(33)上剝離轉錄膜(112)。接合臺(57)定位晶片(25)和玻璃襯底(33)，調節(jié)晶片(25)和玻璃襯底(33)的接合表面的平行度，并把襯底接合在一起。由于在清潔室(12)中處理和接合晶片(25)、玻璃襯底(33)和轉錄膜(112)，因此防止了由于雜質的粘合而使產品的成品率降低。
文檔編號H01L27/14GK1938845SQ20058000969
公開日2007年3月28日 申請日期2005年3月23日 優(yōu)先權日2004年3月26日
發(fā)明者高﨑康介, 山本清文, 奧津和雄, 辻村幸治 申請人:富士膠片株式會社