半导体晶粒的拾取装置以及拾取方法制造方法及图纸

包括：平台(20)，包含吸附切割片材(12)的吸附面(22)；阶差面形成机构(300)，包含多个移动元件(30)，形成相对于吸附面(22)的阶差面，所述多个移动元件(30)配置在平台(20)的开口(23)内，且前端面在高于吸附面(22)的第1位置与低于第1位置的第2位置之间移动；以及开口压力切换机构(80)，在接近真空的第1压力P1与接近大气压的第2压力P2之间切换开口(23)的开口压力，且在拾取半导体晶粒(15)时，每当将开口压力自第1压力P1切换为第2压力P2时，使至少一个移动元件(30)自第1位置移动至第2位置。由此，抑制半导体晶粒的损伤的发生而有效地拾取半导体晶粒。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本专利技术涉及一种用于接合(bonding)装置的半导体晶粒的拾取(pickup)装置的结构以及拾取方法。
技术介绍
半导体晶粒是将6英寸(inch)或8英寸大小的晶片(wafer)切断成规定的大小而制造。在切断时，在背面贴附切割片材(dicing sheet)，并自表面侧利用切割锯(dicing saw)等来切断晶片，以免切断后的半导体晶粒七零八落。此时，贴附于背面的切割片材成为被稍许切入但未被切断且保持着各半导体晶粒的状态。然后，被切断的各半导体晶粒被逐个自切割片材拾取而送往晶粒接合(die bongding)等下个步骤。作为自切割片材拾取半导体晶粒的方法，提出有下述方法：在使切割片材吸附于圆板状的吸附件的表面，并使半导体晶粒吸附于夹头(collet)的状态下，利用配置于吸附件中央部的顶块(block)来顶起半导体晶粒，并且使夹头上升，从而自切割片材拾取半导体晶粒(例如参照专利文献1的图9至图23)。在使半导体晶粒自切割片材剥离时，有效的做法是，首先使半导体晶粒的周边部剥离，然后使半导体晶粒的中央部剥离，因此在专利文献1所揭示的以往技术中，采用下述方法：将顶块分为顶起半导体晶粒的周围部分的块、顶起半导体晶粒的中央的块、与顶起半导体晶粒的中间的块这3个块，首先使3个块上升至规定高度后，使中间与中央的块上升得高于周边的块，最后使中央的块上升得高于中间的块。而且，也提出有下述方法：在使切割片材吸附于圆板状的顶帽(ejector cap)的表面，并使半导体晶粒吸附于夹头的状态下，使夹头以及周边、中间、中央的各顶块上升至高于顶帽表面的规定高度后，使夹头的高度仍保持该高度，并使顶块依照周围的顶块、中间的顶块的顺序下降至顶帽表面之下的位置，从而自半导体晶粒剥离切割片材(例如参照专利文献2)。在利用专利文献1、专利文献2中揭示的方法来使切割片材自半导体晶粒剥离的情况下，如专利文献1的图40、图42、图44、专利文献2的图4A至图4D、图5A至图5D所揭示般，在半导体晶粒剥离之前，半导体晶粒有时会在仍贴附于切割片材的状态下与切割片材一同弯曲变形。若在半导体晶粒发生弯曲变形的状态下继续进行切割片材的剥离动作，则半导体晶粒有时会发生破损，因此提出有下述方法：如专利文献1的图31所揭示般，根据来自夹头的抽吸空气的流量变化来检测半导体晶粒的弯曲，并如专利文献1的图43所揭示般，在检测到吸气流量时，判断为半导体晶粒发生变形而使顶块暂时降下后，再次使顶块上升。[现有技术文献][专利文献][专利文献1]日本专利第4945339号公报[专利文献2]美国专利第8092645号说明书
技术实现思路
专利技术要解决的问题然而，近年来，半导体晶粒变得非常薄，例如也有20μm左右的半导体晶粒。另一方面，切割片材的厚度为100μm左右，因此切割片材的厚度也达到半导体晶粒的厚度的4倍～5倍。若欲使此种薄的半导体晶粒自切割片材剥离，则追随于切割片材的变形的半导体晶粒的变形容易变得更加显著地发生，在专利文献1、专利文献2所揭示的以往技术中，存在下述问题：当自切割片材拾取半导体晶粒时，半导体晶粒发生损伤的情况变多。因此，本专利技术的目的在于抑制半导体晶粒的损伤的发生而有效地拾取半导体晶粒。解决问题的技术手段本专利技术的半导体晶粒的拾取装置的特征在于包括：平台，包含吸附面，该吸附面吸附切割片材的背面，所述切割片材在表面贴附有要拾取的半导体晶粒；阶差面形成机构，包含多个移动元件，形成相对于吸附面的阶差面，所述多个移动元件配置在平台的吸附面上所设的开口内，且前端面在高于吸附面的第1位置与低于第1位置的第2位置之间移动；以及开口压力切换机构，在接近真空的第1压力与接近大气压的第2压力之间切换开口的开口压力，且在拾取半导体晶粒时，每当将开口压力自第1压力切换为第2压力时，使至少一个移动元件自第1位置移动至第2位置。本专利技术的半导体晶粒的拾取装置中，采用下述方案也优选，即，半导体晶粒的拾取装置包括：吸附压力切换机构，在接近真空的第3压力与接近大气压的第4压力之间切换吸附面的吸附压力，且在拾取半导体晶粒时，在将吸附压力自第4压力切换为第3压力的状态下，切换开口压力。本专利技术的半导体晶粒的拾取装置中，采用下述方案也优选，即，在拾取半导体晶粒时，将吸附压力保持为第3压力而切换开口压力。本专利技术的半导体晶粒的拾取装置中，采用下述方案也优选，即，在拾取半导体晶粒时，在将吸附压力自第4压力切换为第3压力的状态下将开口压力自第2压力切换为第1压力之后，将吸附压力自第3压力切换为第4压力，并且每当将开口压力自第1压力切换为第2压力时，使至少一个移动元件自第1位置移动至第2位置。本专利技术的半导体晶粒的拾取装置中，采用下述方案也优选，即，半导体晶粒的拾取装置包括剥离检测部件，该剥离检测部件对与自第1位置移动至第2位置的移动元件的前端面相向的半导体晶粒的一部分是否自切割片材的表面发生了剥离进行检测，在由剥离检测部件检测出半导体晶粒的一部分未自切割片材发生剥离的情况下，不使移动元件自第1位置移动至第2位置，而将开口压力自第1压力切换为第2压力之后，将开口压力再次自第2压力切换为第1压力。本专利技术的半导体晶粒的拾取装置中，采用下述方案也优选，即，半导体晶粒的拾取装置包括：夹头，吸附半导体晶粒；抽吸机构，连接于夹头，自夹头的表面抽吸空气；以及流量传感器，对抽吸机构的抽吸空气流量进行检测，剥离检测部件在对由流量传感器检测出的抽吸空气流量信号进行微分所得的微分信号超过规定的阈值范围的次数为偶数的情况下，判断为发生了剥离，为奇数的情况下，判断为未发生剥离。本专利技术的半导体晶粒的拾取装置中，采用下述方案也优选，即，半导体晶粒的拾取装置包括片材位移检测传感器，该片材位移检测传感器对平台的开口内表面与阶差面形成机构外周面之间的切割片材相对于吸附面的接离方向的位移进行检测，将吸附压力自第4压力切换
为第3压力后，在经过规定的时间后，将开口压力自第2压力切换为第1压力时，在由片材位移检测传感器所检测出的片材位移为规定的阈值以下的情况下，将吸附压力自第3压力切换为第4压力，并且将开口压力自第1压力切换为第2压力后，再次将吸附压力自第4压力切换为第3压力后，在经过规定的时间后将开口压力自第2压力切换为第1压力，以使平台的开口内表面与阶差面形成机构外周面之间的切割片材自半导体芯片剥离，且采用下述方案也优选，即，片材位移检测传感器是使用相对于切割片材的透光率为0％至30％的区域的波长的光来作为光源，或者采用下述方案也优选，即，片材位移检测传感器是使用将0nm至300nm的短波长的发光二极管(Light Emitting Diode，LED)作为光源的反射型光纤(fiber)。本专利技术的半导体晶粒的拾取装置中，采用下述方案也优选，即，阶差面形成机构包括：柱状移动元件，配置于中心；多个环状移动元件，在柱状移动元件的周围配置成衬套状；以及滑块，在平台的开口内，在沿着吸附面的方向上移动，各环状移动元件具备各倾斜面，所述各倾斜面与滑块接触，通过滑块的移动而使各环状移动元件在第1位置与第2位置之间移动，外周侧的环状移动元件的倾斜面与内周侧的环状移动元件的倾斜面是以下述方式而在滑块的移动方向上偏离地配置，即，当滑块移动时，外周侧的环状本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种半导体晶粒的拾取装置，包括：平台，包含吸附面，所述吸附面吸附切割片材的背面，所述切割片材在表面贴附有要拾取的半导体晶粒；阶差面形成机构，包含多个移动元件，形成相对于所述吸附面的阶差面，所述多个移动元件配置在所述平台的所述吸附面上所设的开口内，且前端面在高于所述吸附面的第1位置与低于所述第1位置的第2位置之间移动；以及开口压力切换机构，在接近真空的第1压力与接近大气压的第2压力之间切换所述开口的开口压力，且在拾取所述半导体晶粒时，每当将所述开口压力自所述第1压力切换为所述第2压力时，使至少一个所述移动元件自所述第1位置移动至所述第2位置。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2014.02.26 JP 2014-035138;2014.11.06 JP 2014-225721.一种半导体晶粒的拾取装置，包括：平台，包含吸附面，所述吸附面吸附切割片材的背面，所述切割片材在表面贴附有要拾取的半导体晶粒；阶差面形成机构，包含多个移动元件，形成相对于所述吸附面的阶差面，所述多个移动元件配置在所述平台的所述吸附面上所设的开口内，且前端面在高于所述吸附面的第1位置与低于所述第1位置的第2位置之间移动；以及开口压力切换机构，在接近真空的第1压力与接近大气压的第2压力之间切换所述开口的开口压力，且在拾取所述半导体晶粒时，每当将所述开口压力自所述第1压力切换为所述第2压力时，使至少一个所述移动元件自所述第1位置移动至所述第2位置。2.根据权利要求1所述的半导体晶粒的拾取装置，包括：吸附压力切换机构，在接近真空的第3压力与接近大气压的第4压力之间切换所述吸附面的吸附压力，在拾取所述半导体晶粒时，在将所述吸附压力自所述第4压力切换为所述第3压力的状态下，切换所述开口压力。3.根据权利要求2所述的半导体晶粒的拾取装置，其中在拾取所述半导体晶粒时，将所述吸附压力保持为所述第3压力而切换所述开口压力。4.根据权利要求1所述的半导体晶粒的拾取装置，其中所述开口压力切换机构在最先使所述移动元件自所述第1位置移动至所述第2位置之前，在所述第1压力与所述第2压力之间多次切换所述开口压力。5.根据权利要求2所述的半导体晶粒的拾取装置，其中在拾取所述半导体晶粒时，在将所述吸附压力自所述第4压力切换为所述第3压力的状态下将所述开口压力自所述第2压力切换为所述第1压力之后，将所述吸附压力自所述第3压力切换为所述第4压力，并且每当将所述开口压力自所述第1压力切换为所述第2压力时，使至少一个所述移动元件自所述第1位置移动至所述第2位置。6.根据权利要求1所述的半导体晶粒的拾取装置，包括：剥离检测部件，对与自所述第1位置移动至所述第2位置的所述移动元件的所述前端面相向的所述半导体晶粒的一部分是否自所述切割片材的所述表面发生了剥离进行检测，在由所述剥离检测部件检测出所述半导体晶粒的所述一部分未自所述切割片材发生剥离的情况下，不使所述移动元件自所述第1位置移动至所述第2位置，而将所述开口压力自所述第1压力切换为所述第2压力之后，将所述开口压力再次自所述第2压力切换为所述第1压力。7.根据权利要求6所述的半导体晶粒的拾取装置，包括：夹头，吸附半导体晶粒；抽吸机构，连接于所述夹头，自所述夹头的表面抽吸空气；以及流量传感器，对所述抽吸机构的抽吸空气流量进行检测，所述剥离检测部件在对由所述流量传感器检测出的抽吸空气流量信号进行微分所得的微分信号超过规定的阈值范围的次数为偶数的情况下，判断为发生了剥离，在为奇数的情况下，
\t判断为未发生剥离。8.根据权利要求1所述的半导体晶粒的拾取装置，包括：片材位移检测传感器，对所述平台的开口内表面与阶差面形成机构外周面之间的所述切割片材相对于所述吸附面的接离方向的位移进行检测，将所述吸附压力自所述第4压力切换为所述第3压力后，在经过规定的时间后，将所述开口压力自所述第2压力切换为所述第1压力时，在由所述片材位移检测传感器所检测出的片材位移为规定的阈值以下的情况下，将所述吸附压力自所述第3压力切换为所述第4压力，并且将所述开口压力自所述第1压力切换为所述第2压力后，再次将所述吸附压力自所述第4压力切换为所述第3压力后，在经过规定的时间后将所述开口压力自所述第2压力切换为所述第1压力，以使所述平台的开口内表面与所述阶差面形成机构外周面之间的所述切割片材自所述半导体芯片剥离。9.根据权利要求8所述的半导体晶粒的拾取装置，其中所述片材位移检测传感器是使用相对于所述切割片材的透光率为0％至30％的区域的波长的光来作为光源。10.根据权利要求9所述的半导体晶粒的拾取装置，其中所述片材位移检测传感器是使用将0nm至300nm的短波长的发光二极管作为光源的反射型光纤。11.根据权利要求1所述的半导体晶粒的拾取装置，其中所述阶差面形成机构包括：柱状移动元件，配置于中心；多个环状移动元件，在所述柱状移动元件的周围配置成衬套状；以及滑块，在所述平台的所述开口内，在沿着所述吸附面的方向上移动，所述各环状移动元件具备各倾斜面，所述各倾斜面与所述滑块接触，通过所述滑块的移动而使所述各环状移动元件在所述第1位置与所述第2位置之间移动，外周侧的所述环状移动元件的所述倾斜面与内周侧的所述环状移动元件的倾斜面是以下述方式而在所述滑块的移动方向上偏离地配置：当所述滑块移动时，外周侧的所述环状移动元件的前端面先于内周侧的所述环状移动元件的前端面而自所述第1位置移动至所述第2位置。12.根据权利要求11所述的半导体晶粒的拾取装置，其中所述柱状移动元件具备倾斜面，所述倾斜面与所述滑块接触，通过所述滑块的移动来使所述柱状移动元件在所述第1位置与所述第2位置之间移动，且所述倾斜面以下述方式而在所述滑块的移动方向上偏离地配置：当所述滑块移动时，所述内周侧的环状移动元件的前端面先于所述柱状移动元件的前端面而自所述第1位置移动至所述第2位置。13.根据权利要求1所述的半导体晶粒的拾取装置，其中所述阶差面形成机构包括：滑块，在所述平台的所述开口内，在沿着所述吸附面的方向上移动；以及多个板状移动元件，在所述滑块的移动方向上重叠配置，所述各板状移动元件具备各倾斜面，所述各倾斜面与所述滑块接触，通过所述滑块的移动来使所述各板状移动元件在所述第1位置与所述第2位置之间移动，所述各板状移动元件的各倾斜面是以下述方式而在所述滑块的移动方向上偏离地配置：所述各板状移动元件沿着所述滑块的移动方向而自所述第1位置依序移动至所述第2位置。14.一种半导体晶粒的拾取方法，包括：准备半导体晶粒的拾取装置的步骤，所述半导体晶粒的拾取装置包括平台、阶差面形成机构、开口压力切换机构以及吸附压力切换机构，所述平台包含吸附面，所述吸附面吸附切割片材的背面，所述切割片材在表面贴附有要拾取的半导体晶粒，所述阶差面形成机构包含多个移动元件，形成相对于所述吸附面的阶差面，所述多个移动元件配置在所述平台的所述吸附面上所设的开口内，且前端面在高于所述吸附面的第1位置与低于所述第1位置的第2位置之间移动，所述开口压力切换机构在接近真空的第1压力与接近大气压的第2压力之间切换所述开口的开口压力，所述吸附压力切换机构在接近真空的第3压力与接近大气压的第4压力之间切换所述吸附面的吸附压力；对位步骤，将所述阶差面形成机构的所述各移动元件的各前端面作为所述第1位置，以要拾取的所述半导体晶粒处于所述阶差面形成机构的所述阶差面正上...

【专利技术属性】
技术研发人员：长野一昭，片山善文，豊田宏树，石塚武，福本眞介，
申请(专利权)人：株式会社新川，
类型：发明
国别省市：日本;JP