CN103811381B - 晶片剥离装置及晶片剥离方法 - Google Patents

晶片剥离装置及晶片剥离方法 Download PDF

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Abstract

本发明提供一种容易从切片基底剥离晶片的晶片剥离装置及晶片剥离方法。晶片剥离装置为将利用粘接剂粘接于切片基底的多张晶片从所述切片基底剥离的晶片剥离装置，其中具有：水槽，其对水进行储存；保持部，其将粘接有所述晶片的所述切片基底保持为使所述晶片浸渍于所述水槽的水中；第一喷嘴，其向浸渍于所述水槽的水中的晶片的侧面喷射水；托盘，其配置在所述水槽内，并收容从所述切片基底剥离了的晶片。

Description

晶片剥离装置及晶片剥离方法
技术领域
本发明涉及将利用粘接剂粘接于切片基底的晶片进行剥离的晶片剥离装置及晶片剥离方法。
背景技术
硅晶片等晶片通过将被称为晶锭的块状物切片并薄片化而获得。为了获得晶片，首先将晶锭经由粘接剂而固定在被称为切片基底的保持体上。利用线锯将固定在切片基底上的晶锭切片而形成为晶片。然后，通过从切片基底将晶片剥离来获得晶片。
如图1A所示，为了从切片基底50将晶片60剥离，使粘接有晶片60的切片基底50浸渍于水15中，从而使将晶片60固定于切片基底50的粘接剂63软化。由此，晶片60从切片基底50剥离。剥离了的晶片60向托盘40下落并被回收在该托盘40中。
另外，作为从切片基底将晶片剥离的其他方法，报告有对使晶片与切片基底粘接的粘接剂喷射热风而将晶片从切片基底剥离的方法(专利文献1)。
【在先技术文献】
【专利文献1】：日本实用新型注册第3149712号
【发明所要解决的课题】
如图1B所示，当从切片基底50剥离了的晶片60向托盘40下落时，下落的晶片60彼此冲撞、或无规则地相互重叠，往往会使晶片60破裂(参考符号X)、或欠缺(参考符号Y)。另外，粘接剂的残渣63’混入水中。因此，如图1C所示，需要利用清洗液15’对收容于托盘40中的晶片60进行清洗。进而，由于下落的晶片60无规则地收容在托盘40内，故如图1D所示那样，需要排列晶片60的工序。这样，需要利用人工操作除去破裂了的晶片及晶片的碎片、粘接剂残渣，或需要排列无规则收容的晶片。
另外，如专利文献1所记载那样，当对粘接剂喷射热风而使粘接剂溶解时，会在晶片上粘着污垢且难以将该污垢除去。
发明内容
因此，本发明的目的在于，使晶片从切片基底的剥离容易，且能够在之后的工序之前排除人工操作而实现自动化。
【用于解决课题的方式】
即，本发明涉及以下所示的晶片剥离装置及晶片剥离方法。
本发明的晶片剥离装置为将利用粘接剂粘接于切片基底的多张晶片从所述切片基底剥离的晶片剥离装置，其中，具有：
水槽，其对水进行储存；保持部，其将粘接有所述晶片的所述切片基底保持为使所述晶片的至少一部分浸渍于所述水槽的水中；第一喷嘴，其向浸渍于所述水槽的水中的晶片的侧面喷射水；托盘，其配置在所述水槽内，并收容从所述切片基底剥离了的晶片。
本发明的晶片剥离方法为将利用粘接剂粘接于切片基底的多张晶片从所述切片基底剥离的晶片剥离方法，其中，包括：
准备利用粘接剂粘接有多张晶片的切片基底的工序；使所述切片基底的所述晶片的至少一部分浸渍于储存在水槽的水中的工序；向浸渍于所述水槽的水中的晶片的侧面喷射水的工序；将从所述切片基底剥离了的晶片向配置在所述水槽内的托盘收容的工序。
发明效果
通过采用本发明的晶片剥离装置，能够从切片基底容易地剥离晶片，且能够将剥离了的晶片排列在托盘中。因此，一直到剥离后的工序之前不会经由人工操作，从而能够实现自动化。
附图说明
图1是表示现有的晶片剥离装置的概要的图。
图2是表示获得粘接有多张晶片的切片基底的工序的图。
图3A是表示实施方式1的晶片剥离装置的概要的图，图3B是表示实施方式2的晶片剥离装置的概要的图。
图4是表示切片基底、第一喷嘴、第一辅助喷嘴、托盘、第二喷嘴及蒸汽喷嘴的位置关系的示意图。
图5A是托盘的立体图，图5B是托盘的分解图。
图6是表示实施方式1的晶片剥离方法的流程的图。
图7是表示实施方式2的晶片剥离方法的流程的图。
图8是表示将收容在托盘中的晶片一张一张地取出的状况的图。
具体实施方式
1.关于晶片制造方法
本发明的晶片剥离方法可以为晶片制造方法的一工序。晶片制造方法的典型性的流程示于图2。
通过将被称为晶锭65的半导体块状物利用粘接剂63贴附在切片基底上(参考图2A)，对利用粘接剂63贴附了的晶锭进行切片而形成多张晶片(图2B)，并在保持将切片了的晶片贴附于切片基底的状态下进行清洗(图2C)，由此能够获得粘接有多张晶片60的切片基底50。
在此，将晶锭65贴附在切片基底50上的粘接剂63优选为单液型粘接剂或者双液型粘接剂，例如可以为环氧树脂粘接剂。切片基底50的材质无特别限制，既可以为碳材料等导电性材料，又可以为玻璃等绝缘无机材料，也可以为环氧树脂等有机材料。另外，切片基底50也可以为多孔质体。构成多孔质体的材料的例子中包括碳材料等。通过锚定效应能够使晶锭牢固地粘接在由多孔质体构成的切片基底50的粘接面上。因此，切片基底50与粘接剂63的粘接强度比晶锭65与粘接剂63的粘接强度强。其结果是，在剥离对晶锭65进行切片而获得的晶片60时，粘接剂63残留在切片基底50上，难以向晶片60转印，是优选的。
如图2B所示，粘附在切片基底50上的晶锭65通过线锯200等切断装置切断为切片状而形成为多张晶片60，该线锯200具备一对主辊210和卷绕在一对主辊210上的线220。晶锭65被切断为切片状，而切片基底50未被切断为切片状(可以形成有厚度方向的槽)。作为切断装置的线锯的例子中包括多线锯、线放电加工机等。
如图2C所示，将固定在切片基底50上的多张晶片60利用水槽300中的水进行清洗。也可以使晶片60与切片基底50一同浸渍于水中，并对晶片60照射超声波(超声波单元310)或使晶片60与水的喷流(喷流喷嘴320)碰撞。
接着，如图2D所示，采用本发明的晶片剥离方法，从粘接有多张晶片60的切片基底50剥离晶片60。
本发明的晶片剥离方法的详细情况在后记述，但可以采用晶片剥离装置(参考图3A的符号100及图3B的符号100’)来进行。晶片剥离装置具备：储存水的水槽10；将经由粘接剂63粘接有多张晶片60的切片基底50保持为使所述晶片浸渍于所述水槽的水中的保持部20；朝向浸渍于所述水槽的水中的晶片的侧面喷射水的第一喷嘴30；配置在所述水槽内，收纳从所述切片基底剥离了的晶片的托盘40。根据本发明的晶片剥离方法，获得对从切片基底50剥离了的多张晶片60进行收容的托盘40。
接着，如图2E所示，收容于托盘40中的晶片60被容纳在盒400中。为了将收容于托盘40中的晶片60向盒400容纳，将晶片60从托盘40一张一张地取出，并利用薄片装置(分选机)450向盒搬运。根据本发明的晶片剥离方法，多个晶片排列地收容在托盘中，故从剥离工序到向盒的容纳为止，无需进行人工操作(由操作员进行的晶片的排列操作)。关于将晶片60从托盘40中取出的工序的详细情况在后记述。
进而，如图2F所示，收容于盒400中的晶片60与盒400一同在纯水500中清洗，之后，利用暖风干燥机510等进行干燥。也可以在纯水中对晶片60照射超声波。然后，如图2G所示，对各晶片60进行检查。检查内容包括IR测定、外观检查、厚度测定等。
2.关于晶片剥离方法
上述的晶片剥离方法为将固定在切片基底上的多张晶片采用晶片剥离装置而从切片基底剥离的方法(参考图2D)。晶片剥离方法具有：工序1，在该工序中，将利用粘接剂粘接有多张晶片的切片基底的所述晶片的至少一部分浸渍于在水槽中储存的水中；工序2，在该工序中，朝向浸渍于所述水槽的水中的晶片的侧面喷射水；工序3，在该工序中，将从所述切片基底剥离了的晶片向配置在所述水槽内的托盘收容。
在晶片剥离方法的工序1中，包括将晶片粘接于切片基底的粘接剂未浸渍于水槽中的水中而仅仅浸渍晶片的实施方式1(参考图3A)和将晶片粘接于切片基底的粘接剂与晶片一同浸渍于水槽中的水中的实施方式2(参考图3B)。以下，对各实施方式进行记述。
在实施方式1的剥离方法中，将晶片60粘接于切片基底50的粘接剂63未浸渍于水槽10中的水中，而仅仅浸渍晶片60(图3A)。实施方式1的剥离方法可以采用晶片剥离装置100来进行。
晶片剥离装置100具备：储存水的水槽10；将经由粘接剂63粘接有多张晶片60的切片基底50保持为所述晶片的一部分浸渍于所述水槽的水中的保持部20；朝向浸渍于所述水槽的水中的晶片的侧面喷射储存于所述水槽中的水的第一喷嘴30；配置在所述水槽内，接收从所述切片基底剥离的晶片的托盘40；对将晶片60粘接于切片基底50的粘接剂63喷附蒸汽的蒸汽喷嘴80。
水槽10中可以储存水或者含有药液的水(水溶液)，但在实施方式1中，优选水槽10储存有水。
保持部20对粘接有多张晶片60的切片基底50进行保持。被保持部20保持的切片基底50是用于对需要剥离的多张晶片60进行固定的板状构件。
粘接于切片基底50的多张晶片60通常为半导体晶片，优选为硅晶片。多张晶片60经由粘接剂而粘接于切片基底50的粘接面。另外，固定在切片基底50上的多张晶片60以其主面相互平行的方式排列。
如图3A所示，保持部20可以使与切片基底50粘接的多张晶片60的至少一部分浸渍于水槽10中的水中，不过，在实施方式1中，使晶片浸渍于水槽中的水中，同时未使将该晶片与切片基底50粘接的粘接剂63浸渍于水中。
另外，优选的是，保持部20沿着多张晶片60的排列方向，使切片基底50的粘接面55相对于水槽10中的水的液面倾斜地对切片基底50进行保持。具体而言，优选的是，保持部20使粘接有欲最先剥离的晶片的部分下降，从而使切片基底50倾斜地对其进行保持(参考图3A及图4)。切片基底的倾斜角度53优选为5°～45°，例如为25°。
第一喷嘴30朝向与由保持部20保持的切片基底50粘接且浸渍于水中的晶片60的侧面喷射水。所喷射的水可以为储存在水槽10中的水。由此，在粘接于切片基底50的晶片60彼此之间产生间隙(或者，使间隙扩大)。由第一喷嘴30喷射的水的喷流方向优选与切片基底50的晶片粘接面55平行或者与水槽10中的水的液面平行。当将由第一喷嘴30喷射的水的喷流方向设为与切片基底50的晶片粘接面55垂直时，虽然能够在晶片彼此之间产生间隙，但该间隙不稳定，从而难以对欲剥离的晶片的朝向进行控制。
第一喷嘴30优选向欲最先剥离的晶片、即排列的多张晶片60中的配置在端部的晶片的侧面喷射水。这是因为从配置在端部的晶片开始依次从切片基底50剥离。
晶片剥离装置100也可以具有与第一喷嘴30一同向晶片60的侧面喷射水的第一辅助喷嘴33。由第一辅助喷嘴33喷射的水的喷流并不是朝向配置在端部的晶片，而是朝向位于该配置在端部的晶片的附近的晶片60的侧面。通过由第一喷嘴30喷射的喷流和由第一辅助喷嘴33喷射的水的喷流，更加有效地使欲要剥离的晶片彼此之间产生间隙(或者扩大)。
托盘40配置在水槽10的水中。从切片基底50剥离了的晶片60依次收容在托盘40中。
如图5A、图5B所示，托盘40也可以具有开口部。图5A是托盘40的立体图，图5B是托盘40的分解图。托盘40优选具有用于供第一喷嘴30产生的水的喷流穿过的开口部43。由此可降低喷流的流体阻力。
如图3A所示，托盘40的收容面47(托盘的收容部的底面)优选与切片基底50的晶片粘接面55平行配置。也就是说，在相对于水槽10中的水的液面倾斜保持切片基底50的情况下，优选托盘40也倾斜配置。
进而，晶片剥离装置100也可以在水槽10的内部具有朝向从切片基底50剥离了的晶片60的主面喷射水的第二喷嘴70。由第二喷嘴70喷射的喷流将剥离了的晶片60向托盘40内引导，并且将一端收容于托盘40的晶片保持在托盘40内。
另外，剥离装置100(参考图3A)具有蒸汽喷嘴80。蒸汽喷嘴80通过对将晶片60粘接于切片基底50的粘接剂63喷附蒸汽而使粘接剂63软化。在使粘接剂63软化的同时，通过由第一喷嘴30喷射的喷流使粘接于切片基底50的晶片60彼此之间产生间隔，由此使晶片60从切片基底50剥离。另外，喷附的气体不是高温干燥气体，而是蒸汽气体，由此抑制晶片的干燥，防止晶片上粘附污垢的情况。
也就是说，蒸汽喷嘴80向对由第一喷嘴30喷射的喷流所碰撞的晶片进行粘接的粘接剂63喷附蒸汽。蒸汽喷嘴80对粘接剂63沿着图3A所示的箭头81的方向喷附蒸汽，但也可以进而沿着相对于图3A的纸面的上下方向对粘接剂63喷附蒸汽。
图4中示出了切片基底50、第一喷嘴30、第一辅助喷嘴33、托盘40、第二喷嘴70、蒸汽喷嘴80、第三喷嘴35(图3A中未图示)的位置关系的例子。
如图4所示，切片基底50以使粘接面55相对于水的液面倾斜的方式进行配置。以使切片基底50的晶片粘接面55和托盘40的收容面47平行的方式来配置托盘40。蒸汽喷嘴80可以朝向对粘接于切片基底50的晶片中的端部的晶片进行粘接的粘接剂喷附蒸汽。另外，第二喷嘴构成为产生与托盘40的收容面47的面方向平行的喷流。
以在与切片基底50粘接的、端部的晶片60的侧面产生喷流的方式来配置第一喷嘴30。另外，第一辅助喷嘴33以在其附近的其他晶片的侧面产生喷流的方式进行配置。配置有第三喷嘴35，当端部的晶片60向铅垂方向倾斜而成为晶片60’时，第三喷嘴35向晶片60’的侧面喷射水。借助第三喷嘴35的喷流来维持晶片60’的朝向。
图6A～D中示出了实施方式1的晶片剥离方法的流程。如图6A所示，与图3A同样地，由保持部20保持切片基底50，并使晶片60的一部分浸渍于水槽10的水中。
如图6B所示，蒸汽喷嘴80向粘接晶片60(位于排列端部的晶片60)的粘接剂63喷附蒸汽，并且第一喷嘴30喷射水而使水的喷流与晶片60的侧面碰撞。同样地，第一辅助喷嘴33也喷射水，使水的喷流与其他晶片60的侧面碰撞。通过上述喷流而在晶片60彼此之间产生间隙。此时，优选位于最端部的晶片60朝向铅垂方向。
来自第一喷嘴30及第一辅助喷嘴33的水的喷出量无特别限定，例如分别为1.4～1.6L/分钟。
通过蒸汽喷嘴80对粘接剂63喷射蒸汽，且第一喷嘴30向晶片60的侧面喷射水，由此如图6C所示，位于端部的晶片60从切片基底50剥离而在水中下落。第二喷嘴70的喷流与下落的晶片60的主面碰撞，将该晶片60向托盘40引导并收容在该托盘40中(参考图6D)。
进而，如图6D所示，从残留在切片基底50的晶片60中的位于端部的晶片60开始依次从切片基底50剥离并下落。下落了的晶片60被第二喷嘴70的喷流向托盘40引导并排列。反复该操作，将全部的晶片60排列地收纳在托盘40中。
也可以一边从位于端部的晶片60开始依次从切片基底50剥离，一边使切片基底50移动。具体而言，优选的是，以第一喷嘴30的喷流与欲剥离的晶片60的侧面附近碰撞的方式使切片基底50移动。也就是说，优选的是，沿着晶片60的排列方向使切片基底50逐渐地向水中沉入。
另外，也可以一边从位于端部的晶片开始依次从切片基底50剥离晶片60，一边使托盘40移动。具体而言，优选的是，使托盘40与切片基底50的移动同步(与切片基底50的移动方向为相同方向)地移动。这是将要剥离的晶片60和托盘40的收容位置的相对位置保持为恒定的缘故。其中，优选与切片基底50的移动量相比，减少托盘40的移动量。这是因为，在配置于切片基底50的晶片彼此之间存在间隙，相对于此，晶片60以无间隙地排列的方式收容在托盘40中。
在实施方式2的剥离方法中，使将晶片60粘接于切片基底50的粘接剂63与该晶片60一同浸渍于水槽10的水中(图3B)。实施方式2的剥离方法可以采用晶片剥离装置100’来进行。
晶片剥离装置100’与晶片剥离装置100(参考图3A)同样地具有：储存水的水槽10；将经由粘接剂63粘接有多张晶片60的切片基底50保持为所述晶片的一部分浸渍于所述水槽的水中的保持部20；朝向浸渍于所述水槽的水中的晶片的侧面喷射储存于所述水槽中的水的第一喷嘴30；配置在所述水槽内，接收从所述切片基底剥离了的晶片的托盘40。
另外，优选的是，在晶片剥离装置100’的水槽10的水中添加有使粘接剂63溶解的药液。能够溶解粘接剂的药液的例子中包括乳酸等。除此之外，也可以将晶片剥离装置100’的水槽10的水设为温水。
这样，晶片剥离装置100’在以下三点与晶片剥离装置100不同，其他结构可以设为相同的结构，所述三点为：1)保持部20使将晶片60与切片基底50粘接的粘接剂63与该晶片60一同浸渍于水槽10的水中；2)也可以不具有蒸汽喷嘴80；3)在水槽10的水中添加有药液。
图7A～D示出了实施方式2的晶片剥离方法的流程。如图7A所示，由保持部20保持切片基底50，使晶片60和粘接该晶片60的粘接剂63浸渍于水槽10的水中。包含药液的水使粘接剂63溶解，降低晶片60向切片基底50粘接的粘接力。
然后，如图7B所示，与实施方式1(参考图6B)同样地，在第一喷嘴30的喷流的作用下以及根据需要而在第一辅助喷嘴33的喷流的作用下，在晶片60彼此之间产生间隙。来自第一喷嘴30及第一辅助喷嘴33的水的喷出量无特别限定，例如分别为1.4～1.6L/分钟。
其结果是，如图7C所示，通过粘接剂63溶解且产生晶片60彼此间的间隙，位于端部的晶片60从切片基底50剥离并在水中下落。
如图7D所示，第二喷嘴70的水的喷流与下落的晶片60的主面碰撞而将该晶片60向托盘40引导并收容在该托盘40中。进而，与实施方式1同样地，将全部晶片60排列地收纳在托盘40中。也可以与实施方式1同样地，使切片基底50或托盘40移动。
关于盒容纳方法
将排列地收纳在托盘40中的多张晶片60容纳在盒400中(参考图2E)。图8示出了将收纳在托盘40的多张晶片60一张一张地取出(薄片化)的状况的一例。也就是说，传送带470将晶片60送出。背板460(固定在传送带470上、或与传送带470同步地被驱动)保持晶片，使晶片不倾倒。喷流喷嘴480喷出水，由此在晶片60彼此之间空有间隙。吸附垫490对相互之间设有间隙的晶片一张一张地进行吸附。如此，能够将晶片60一张一张地取出，从而能够容纳在盒400中。
这样，根据本发明，能够使晶片制造方法中的从晶片剥离到下一工序(例如向盒进行容纳)为止排除人工操作而进行自动化。
需要说明的是，通过对上述各种实施方式或者变形例中的任意实施方式或者变形例进行适当组合，能够实现各自方式所具有的效果。

Claims (7)

1.一种晶片剥离装置，其为将利用粘接剂粘接于切片基底的多张晶片从所述切片基底剥离的晶片剥离装置，其中，具有：
水槽，其对水进行储存；
保持部，其将粘接有所述晶片的所述切片基底保持为使所述晶片浸渍于所述水槽的水中；
第一喷嘴，其向浸渍于所述水槽的水中的晶片的侧面喷射水；
托盘，其配置在所述水槽内，并收容从所述切片基底剥离了的晶片，
所述保持部以沿着所述多张晶片的排列方向使所述切片基底的晶片粘接面相对于收容于所述水槽的水的液面倾斜的方式来保持所述切片基底，
所述切片基底沿着所述多张晶片的排列方向逐渐地向水中沉入，
所述托盘以与所述切片基底的移动同步的方式向与所述切片基底的移动方向为相同方向的方向移动。
2.如权利要求1所述的晶片剥离装置，其中，
还具有蒸汽喷嘴，该蒸汽喷嘴构成为向使浸渍于所述水中的晶片粘接于所述切片基底的粘接剂喷附水蒸汽。
3.如权利要求1所述的晶片剥离装置，其中，
还具有第二喷嘴，该第二喷嘴向从所述切片基底剥离了的晶片的主面喷射水。
4.如权利要求1所述的晶片剥离装置，其中，
在储存于所述水槽的水中添加有乳酸，
所述保持部以使将所述晶片粘接于所述切片基底的粘接剂淹没在所述水槽的水中的方式来保持所述切片基底。
5.如权利要求1所述的晶片剥离装置，其中，
所述托盘的移动量小于所述切片基底的移动量。
6.如权利要求1所述的晶片剥离装置，其中，
所述切片基底为多孔质体。
7.一种晶片剥离方法，其为将利用粘接剂粘接于切片基底的多张晶片从所述切片基底剥离的晶片剥离方法，其中，包括：
准备利用粘接剂粘接有多张晶片的切片基底的工序；
沿着所述多张晶片的排列方向使所述切片基底的晶片粘接面相对于收容于水槽的水的液面倾斜而保持所述切片基底的工序；
使所述切片基底的所述晶片浸渍于储存在所述水槽的水中的工序；
沿着所述多张晶片的排列方向使所述切片基底逐渐地向水中沉入的工序；
向浸渍于所述水槽的水中的晶片的侧面喷射水的工序；
将从所述切片基底剥离了的晶片向配置在所述水槽内且以与所述切片基底的移动同步的方式向与所述切片基底的移动方向为相同方向的方向移动的托盘收容的工序。
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