CN109427644A - 拾取及放置操作期间的冷流体半导体装置释放以及相关系统及方法 - Google Patents

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Abstract

本申请案涉及拾取及放置操作期间的冷流体半导体装置释放以及相关系统及方法。揭示用于在拾取及放置操作期间释放半导体裸片的系统及方法。在一个实施例中，一种用于处置半导体裸片的系统包括支撑构件，其经定位以承载可释放地附接到支撑衬底的至少一个半导体裸片。所述系统进一步包含拾取装置，其具有拾取头，所述拾取头可耦合到真空源并且经定位以可释放地附接到在拾取站处的所述半导体裸片。所述系统还进一步包含冷却构件，其可耦合到冷流体源并且经配置以将由所述冷流体源供应的冷流体引导朝向在所述拾取站处的所述支撑衬底。所述冷流体冷却所述衬底的裸片附接区，所述半导体裸片在所述裸片附接区附接到所述衬底以便于所述半导体裸片的移除。

Description

拾取及放置操作期间的冷流体半导体装置释放以及相关系统 及方法
技术领域
本技术大体上涉及用于在拾取及放置操作期间释放半导体装置的系统及方法。
背景技术
封装半导体裸片(包含存储器芯片、微处理器芯片及成像器芯片)通常包含半导体裸片，其安装在衬底上并且(任选地)围封在保护性覆盖物(例如，模制材料、密封剂、塑料等)中。裸片包含功能特征，例如存储器单元、处理器电路及/或成像器装置，以及电连接到这些功能特征的结合垫。结合垫可电连接到外部端子，以允许裸片连接到其它装置(例如，更高级电路)。
在常规的制造过程期间，在半导体晶片上一起制造许多半导体裸片，然后将其单个化或切割以形成个别裸片。在裸片已被单个化后，其通常由“拾取及放置”机器处置，所述机器移除个别裸片并将其放置在处理站或其它位置进行额外制造步骤。随着半导体装置变得越来越小，尤其是在拾取及放置过程期间处置个别裸片而不破坏裸片的能力变得更具挑战性。因此，所属领域仍然需要能够处置极薄半导体裸片而不破坏或以其它方式损坏裸片的拾取及放置装置。
发明内容
本发明的一个实施例涉及一种用于处置半导体裸片的系统。所述系统包括：支撑构件，其经定位以承载可释放地附接到支撑衬底的裸片附接区的至少一个半导体裸片；拾取装置，其具有真空拾取头并经定位以在拾取站处拾取所述半导体裸片；以及冷却构件，其经配置以将冷流体引导朝向在所述拾取站处的所述裸片附接区。
本发明的另一实施例涉及一种处置半导体裸片的方法。所述方法包括：冷却支撑衬底以松开所述支撑衬底与可释放地附接到所述支撑衬底的单个化半导体裸片之间的结合；将拾取装置与所述单个化半导体裸片接合；以及用所述拾取装置从所述支撑衬底移除所述单个化半导体裸片。
本发明的另一实施例涉及一种用于处置半导体裸片的系统。所述系统包括：支撑构件，其经定位以承载半导体晶片，所述半导体晶片具有可释放地附接到由切割框架承载的切割带的多个半导体裸片；拾取装置，其具有真空拾取头，所述拾取头位于所述半导体晶片上方，并经配置以在拾取站处拾取所述半导体裸片中的个别者；喷射器装置，其在所述拾取站处位于所述半导体晶片下方，并具有经配置以向上移动以接触所述切割带的至少一个喷射器销；以及冷却构件，其耦合到冷流体源并且经配置以在所述拾取站处冷却所述切割带。
附图说明
图1是根据本技术的实施例的半导体裸片处置系统的部分示意性侧视图。
图2A到2C是包含根据本技术的实施例配置的冷却构件的图1中所示系统的一部分的局部示意性放大横截面图。
图3是包含根据本技术的另一实施例配置的冷却构件的图1中所示系统的一部分的局部示意性放大横截面图。
图4是包含根据本技术的另一实施例配置的冷却构件的图1中所示系统的一部分的局部示意性放大横截面图。
图5是根据本技术的实施例的用于处置半导体装置的过程或方法的流程图。
具体实施方式
下文描述用于从切割带或其它支撑衬底释放半导体装置(例如，半导体裸片)的半导体装置处置系统的若干实施例的特定细节。在下文描述的若干实施例中，半导体处置系统包含冷却构件，其经配置以在从支撑衬底移除半导体裸片之前冷却支撑衬底以松开或释放将半导体裸片固持到支撑衬底的结合。举例来说，一些实施例包含将气态或液态冷流体引导朝向靠近半导体裸片附接到衬底的位置的支撑衬底的裸片附接区，以松开半导体裸片与下伏切割带层之间的结合。当拾取及放置系统从切割带提升裸片时，由于先前的松开结合的过程，裸片不太可能破裂。因此，预期由根据本技术配置的系统处置的完整裸片或其它半导体装置的产量大于常规系统的产量。
如本文所使用，考虑到图中展示的定向，术语“竖直”、“横向”、“上”及“下”可指代半导体裸片组合件中的特征的相对方向或位置。举例来说，“上”或“最上”可指代比另一特征更靠近页面顶部定位的特征。然而，这些术语应被广义地解释为包含具有其它定向的半导体装置，例如倒置或倾斜定向，其中顶部/底部、上方/下方、上面/下面，向上/向下及左/右可互换，这取决于定向。
图1是根据本技术的实施例的经配置以“拾取及放置”半导体装置的半导体装置处置系统100(“系统100”)的局部示意性侧视图。系统100包含支撑构件110，所述支撑构件承载具有下表面125a及上表面125b的支撑衬底120。半导体装置150可释放地附接到支撑衬底120的上表面125b并且包含多个半导体裸片152。拾取装置130可定位在支撑衬底120上方的拾取站111处以用于在拾取站111处从支撑衬底120移除(例如，“拾取”)个别半导体裸片152。在拾取站111处，可将喷射器装置140定位在支撑衬底120下方以便于拾取过程。系统100进一步包含冷却构件160，其经配置以在拾取站111处朝向支撑衬底120及/或半导体装置150引导释放流体(例如，冷流体)，以帮助在拾取装置130移除半导体裸片152之前从支撑衬底120松开、释放或至少部分地释放半导体裸片152。与常规的拾取及放置系统相比较，预期这将减少拾取及放置过程对半导体裸片152的损坏。
在特定实施例中，支撑衬底120包含切割框架122，其承载具有下表面125a及上表面125b的一张切割带124。半导体装置150可释放地连接到切割带124的上表面125b。如图1中所说明，切割框架122可具有环形形状，使得半导体装置150的全部或一部分仅在切割带上方。因此，切割带124的下表面125a可暴露在半导体装置150下。切割带124可包含UV固化的交联材料，其经由静电力、机械力(通过符合半导体装置150的背面上的形貌特征)及/或其它力与半导体装置接合。在一些实施例中，半导体装置150是在拾取装置130执行拾取及放置操作之前已被切割或单个化以形成个别半导体裸片152的半导体晶片。
拾取装置130可包含具有拾取尖端134的拾取头132，所述拾取尖端在移除之前接触半导体裸片152。拾取头132可耦合到真空源170，这允许拾取尖端134经由吸力或真空力可释放地与个别半导体裸片152接合。在将个别半导体裸片152提升远离支撑衬底120之前，喷射器装置140可相对于其相邻装置向上推动个别半导体裸片152，以便于一次仅移除一个裸片152。
系统100可进一步包含用于选择性地将支撑衬底120及/或半导体装置150固持就位的组件。举例来说，在一些实施例中，喷射器装置140可耦合到真空源170，使得喷射器装置140可在个别半导体裸片152下面可释放地接合切割带124的下表面125a。因此，在一些实施例中，在喷射器装置140向上推动半导体裸片152之前，喷射器装置140可将个别半导体裸片152拉向喷射器装置140，以进一步便于一次仅移除一个半导体裸片152。在一些实施例中，真空源170可进一步耦合到支撑构件110以将支撑衬底120(例如，切割框架122)相对于支撑构件110固持就位。在其它实施例中，系统100可包含多个真空源，举例来说，一个用于将支撑衬底120固持就位，另一个用于可释放地接合切割带124的下表面125a，及/或又一个用于固持半导体裸片152与拾取尖端134接触。在一些实施例中，支撑衬底120可通过其它机械机构紧固或固定到支撑构件。举例来说，切割框架122可经由夹子、紧固件、粘合剂等固定到支撑构件110。
为了一次一个地移除半导体裸片152中的每一者，系统100经配置以提供支撑构件110与拾取头132及喷射器装置140之间的相对移动。也就是说，支撑构件110相对于拾取头132及喷射器装置140的位置是可变的，使得每一半导体裸片152可定位在拾取站111处以便移除。因此，在一些实施例中，支撑构件110可经致动以相对于一或多个轴(例如，沿由参考标号X、Y及Z指示的一或多个轴)平移。除支撑构件110移动之外或代替支撑构件110移动，拾取装置130可经由引导件136或其它合适装置移动。因此，拾取尖端134可沿一或多个轴(例如，沿三个轴X、Y及Z)平移。类似地，在一些实施例中，喷射器装置140可经配置以经由单独引导件或装置(未画出)相对于支撑构件110移动，使得其可在拾取站111处定位在拾取尖端134下面。在某些实施例中，喷射器装置140经配置以仅沿单个轴(例如，沿轴Z)平移。在一些此类实施例中，在移除个别半导体裸片152之后，喷射器装置140沿轴Z远离支撑衬底120移动，并且在移除随后的半导体152(例如，相邻半导体裸片152)之前朝向支撑衬底120移动以接触支撑衬底120。一旦通过拾取装置130移除半导体裸片152，移除的半导体裸片可放置在整个系统100内的另一位置，或者可被转移到系统100外部。
系统100可进一步包含冷流体源180，其将冷流体供应到冷却构件160，以便于从支撑衬底120释放个别半导体裸片152。稍后参考图2A到4描述冷却构件160及释放操作的进一步细节。
在一些实施例中，系统100包含控制器190，其编程有用于指导由支撑构件110、拾取装置130、喷射器装置140、冷却构件160及/或系统100的其它组件实行的操作及运动的指令。因此，控制器190可包含处理器、存储器、输入/输出装置，以及含有用于执行本文描述的一些或所有任务的指令的计算机可读媒体。
图2A到2C是图1中所示系统100的一部分在用于移除半导体裸片的拾取及放置操作中的不同阶段的放大局部示意性横截面图。图2A说明附接到切割带124的上表面125b的多个半导体裸片152，其包含第一半导体裸片152a(在拾取站111处的位置)及两个相邻第二半导体裸片152b。更特定来说，切割带124可包含在半导体裸片152中的个别者下面及/或附近的多个裸片附接区，并且每一个别半导体裸片152可在切割带124的对应裸片附接区处附接到切割带124。举例来说，第一半导体裸片152a可在第一裸片附接区226a处附接到切割带124，并且第二半导体裸片152b可在第二裸片附接区226b处附接到切割带124。如图2A中所说明，拾取头132的拾取尖端134尚未在拾取站111处接合第一半导体裸片152a。
拾取尖端134可包含经由真空流动路径237耦合到真空源(例如，图1的真空源170)的多个真空端口235。真空端口235可为个别通道(如图2A到2C中所示)，或者可具有其它配置。举例来说，拾取尖端134可包含多孔的泡沫或由多孔的泡沫形成，以便于允许真空力作用在第一半导体裸片152a上。真空流动路径237可包含与真空端口235中的一或多者流体连通的增压室238，以及从真空端口235延伸到用于连接到真空源170的合适点的导管或其它通道239。当真空源170被激活时，第一半导体裸片152a经由真空端口235可释放地固定成与拾取头132的拾取尖端134接触。
喷射器装置140包含定位在拾取站111处的上部分或圆顶242。切割带124的第一半导体裸片152a及对应的第一裸片附接区226a在拾取站111处定位在圆顶242上方。在图2A到2C中所说明的实施例中，圆顶242包含内部腔室241及至少部分地位于腔室241内的一或多个喷射器销244。圆顶242进一步包含延伸通过圆顶242的上表面并与喷射器销244对准的多个孔隙246。喷射器销244经配置以经由一或多个致动器248致动而向上延伸通过圆顶242中的对应孔246，以在第一裸片附接区226a处接触切割带124的下表面125a。如图2A中所示，喷射器销244处于喷射器装置140内的非致动位置，并且第一半导体裸片152a大体上与相邻的第二半导体裸片152b共面。喷射器装置140可进一步包含至少一个真空端口243，其流体地耦合到真空源(例如，图1的真空源170)并在真空源与喷射器装置140的腔室241之间提供流体通路。当真空源被激活时，第一裸片附接区226a处的切割带124的下表面125a经由通过圆顶242中的孔隙246及/或额外孔隙(未画出)施加的吸力或真空力可释放地固定成与圆顶242接触。在一些实施例中，吸力或真空力可向下拉第一半导体裸片152a，使得相对于相邻第二半导体裸片152b降低。
冷却构件160可包含冷却结构262，所述冷却结构定位在拾取站111处，并且经配置(例如，成形及定位)以在第一裸片附接区226a处朝向切割带124引导冷流体268以冷却在第一裸片附接区226a处的切割带124。冷却结构262界定腔266(例如，腔室)并且可环绕喷射器装置140的至少一部分。更特定来说，冷却结构262可具有大体上环形的形状并且可附接到喷射器装置140的圆顶242的外表面。举例来说，冷却结构262可为具有圆形、椭圆形、多边形或其它形状的环，其与喷射器装置140的外部形状匹配，使得冷却结构262可紧密地安装到喷射装置140上。在一些实施例中，冷却结构262可以可移除地附接或永久地粘附到喷射器装置140。以这种方式，冷却构件160可经配置以安装到例如具有常规或先前制造的喷射器装置的现有拾取及放置系统中。在其它实施例中，冷却结构262可与喷射器装置140一体形成。
腔266经配置以从冷流体源(例如，图1的冷流体源180)接收冷流体268。在一些实施例中，冷却结构262中的端口264将腔266流体地连接到供应冷流体268的冷流体源180。冷却结构262可替代地或额外地经由一或多个管道、导管或图2A到2C中未画出的其它流体通道流体地耦合到冷流体源180。腔266的至少一部分邻近第一裸片附接区226a的至少一部分定位，使得冷流体268可冷却切割带124。举例来说，在所说明的实施例中，腔266经定位邻近切割带124的第一裸片附接区226a的外部部分(例如，外部环形部分)，这是因为冷却结构262围绕喷射器装置140定位。取决于冷却结构262及喷射器装置140的相对大小，腔266可经定位邻近第一裸片附接区226a的更多或更少的位置。当冷流体源180被激活时，冷流体268至少部分地填充腔266，这允许冷流体268经由远离切割带124转移的热而冷却邻近腔266的切割带124的第一裸片附接区226a的部分。也就是说，冷却结构262在第一裸片附接区226a处将冷流体268引导朝向切割带124的下表面125a的一部分以冷却(例如，冻结)切割带124的裸片附接区226a。
在一些实施例中，冷却结构262是封闭结构，使得腔266是密封腔室。在此类实施例中，当冷流体源180被激活时，冷流体268不直接接触切割带124。而是，冷流体268通过冷却与切割带124接触及/或靠近切割带124的冷却结构262来间接冷却第一裸片附接区226a处的切割带124。在其它实施例中，冷却结构262不是封闭结构，使得当冷流体源180被激活时，冷流体268可直接流动并接触切割带124的下表面125a。举例来说，在一些实施例中，当下表面125a经由通过孔隙246施加的吸力或真空力可释放地固定成与圆顶242接触时，切割带124的下表面125a直接定位在腔266上面。因此，切割带124可围封腔266以提供密封或部分密封的区，冷流体268可在所述区中接触并冷却切割带124。
由冷流体源180供应的冷流体268可为任何合适流体(例如，空气、氮气等)，并且可呈液态及/或气态。在一些实施例中，冷流体源180是冷空气炮，其经配置以使冷空气通过端口264及/或其它流体通道(未画出)流入冷却结构262。在某些实施例中，来自冷空气炮的冷空气具有约-12摄氏度或低于约-12摄氏度的温度。在其它实施例中，冷流体268是液氮。
在第一裸片附接区226a处冷却切割带124有助于通过例如松开第一半导体裸片152a与切割带124之间的附接力及/或以其它方式削弱这两个组件之间的结合(例如，静电、机械及/或其它结合)来从切割带124释放第一半导体裸片152a。因此，拾取头132可更容易地将第一半导体裸片152a提升离开切割带124而不会破坏第一半导体裸片152a(图2C)。在一些实施例中，降低切割带124的温度会导致切割带124冻结、降低切割带124的粘性、收缩切割带124、降低切割带124的粘附性，及/或使切割带124更脆。切割带124的温度降低及所得物理改变可取决于冷流体268的类型及数量、切割带124的性质、切割带124暴露于冷流体268的时间长度等。在一些实施例中，在第一半导体裸片152a已处于拾取站111处仅几秒钟之后，冷却构件160可充分地松开切割带124与第一半导体裸片152a之间的结合。然而，此时间可在上文列出的因素不同的实施例中变化。
图2B说明在拾取头132的拾取尖端134已经接合第一半导体裸片152a之后，并且在喷射器销244已经由一或多个致动器248向上致动以在第一裸片附接区226a处接触切割带124的下表面125a之后的系统100。当喷射器销244向上延伸时，第一半导体裸片152a相对于相邻第二半导体裸片152b升高。此布置可使拾取头132更容易一次取回一个半导体裸片。此外，在一些实施例中，因为冷却构件160在致动喷射器销244之前在第一裸片附接区226a处冷却切割带124，所以喷射器销244可帮助促进第一半导体裸片152a的释放。举例来说，喷射器销244抵靠冷却的切割带124的接触力可松开或破坏切割带124与第一半导体裸片152a之间的结合，并使切割带124的至少一部分在第一裸片附接区226a处从第一半导体裸片152a剥离或以其它方式从第一半导体裸片152a释放。在一些实施例中，如上文描述，首先致动喷射器销244，同时切割带124的下表面125a经由吸力或真空力可释放地固定成与喷射器装置140的圆顶242接触。由喷射器销244产生的向下吸力及向上力的此组合可进一步使冷却的切割带124从第一半导体裸片152a释放。
如图2B中进一步说明，在一些实施例中，在喷射器销244向上致动之后及/或在拾取头132接合第一半导体裸片152a之后，冷流体268(图2A)不再填充冷却结构262的腔266。举例来说，在某些实施例中，冷流体268(例如，由来自切割带124的感应热转移加热的)通过端口264及/或冷却构件160的其它部分排出或排尽。在冷却结构262不是密封或封闭结构的实施例中，冷流体268可自由地从腔266流出并流出冷却结构262。在其它实施例中，冷却构件160可为封闭系统，其中冷流体268从冷却结构262返回到冷流体源180(例如，经由冷却结构262中的第二端口)。
图2C说明在第一半导体裸片152a已经从切割带124完全释放之后以及在支撑衬底120(例如，切割带124及切割框架122)在箭头A的方向上平移期间的系统100。第一半导体裸片152a经由真空端口235固定成与拾取头132的拾取尖端134接触。如上文描述，拾取头132可相对于支撑衬底120及/或喷射器装置140移动，使得第一半导体裸片152a可远离拾取站111移动并移动到释放站(未画出；例如，在经配置用于进一步处置的站处)。类似地，支撑衬底120可为可移动的，使得另一半导体裸片152(例如，最左边的相邻第二半导体裸片152b)可定位在拾取站111处，如图1中所示。此外，举例来说，喷射器装置140可在相对于支撑衬底120的至少一个方向上为可移动的，以允许支撑衬底120的移动而不受喷射器装置140的干扰。举例来说，在图2C中所示的实施例中，喷射器装置140已在箭头B的方向上相对于支撑衬底120向下移动以允许支撑衬底120的自由移动。当相邻第二半导体裸片152b在拾取站111处就位时，喷射器装置140可向上移动以接触切割带124，如图2A所示。此外，如图2C中所示，在将第二半导体裸片152b定位在拾取站111处之前，致动器248可缩回(例如，向下致动)喷射器销244。
当拾取头132将第一半导体裸片152a移动到释放站时及/或当相邻第二半导体裸片152b被移动到拾取站111时，冷却构件160可用冷流体268至少部分地再填充冷却结构262的腔266。因此，一旦裸片附接区226b定位在拾取站111处，冷却构件160就可冷却相邻第二半导体裸片152b下方的裸片附接区226b。在其它实施例中，冷却构件160可经配置以仅在重新定位支撑衬底120之后将冷流体268供应到冷却结构262。
图3是说明具有根据本技术的另一实施例配置的冷却构件360的图1中所示的系统100的一部分的放大局部示意性横截面图。可提供冷却构件360来代替图2A到2C的冷却构件160或者除图2A到2C的冷却构件160之外还提供冷却构件360。冷却构件360与喷射器装置140集成在一起，并包含至少一个端口364，其将喷射器装置140的腔室241流体连接到冷流体源(例如，图1的冷流体源180)。在一些实施例中，冷流体源180经由一或多个管道、导管或图3中未画出的其它流体通道流体地耦合到端口364。因此，由冷流体源180供应的冷流体268可在冷流体源180被激活时至少部分地填充腔室241。喷射器装置140的圆顶242中的一或多个冷却孔隙346及/或孔隙246(对应于喷射器销244)可将冷流体268引导朝向在第一裸片附接区226a处的切割带124的下表面125a的一部分以冷却第一裸片附接区226a。在一些实施例中，冷流体源180可在真空源(例如，真空源170)流体地耦合到腔室241之后或之前被激活，使得冷流体268不会由于腔室241内的真空压力而从腔室241移除。在其它实施例中，喷射器装置140可包含至少两个内部腔室—一个流体地耦合到真空源，且另一个流体地耦合到冷流体源—每一腔室在圆顶242中具有对应孔隙以允许与切割带124相互作用。
在一些实施例中，冷却构件360允许比图2A到2C中所说明的冷却构件160更均匀地冷却切割带124的第一裸片附接区226a。特定来说，通过冷却孔346将冷流体268引导朝向切割带124的下表面125a允许冷流体268接触第一裸片附接区226a的内部部分(例如，更靠近第一半导体裸片152a的中心)。此内部部分可不直接在冷却构件160的腔266上面，且因此不会被冷却构件160直接冷却。然而，与冷却构件160相比较，可能更难以修改现有拾取及放置系统以包含冷却构件360。举例来说，如上文描述，在一些实施例中，冷却构件160可无需修改或相对较小的修改而集成到现有拾取及放置系统中。
图2A到3中所说明的实施例中的每一者具有以下优点：其将冷流体引导朝向切割带124的下表面125a—而不是半导体裸片152所附接到的上表面125b。因此，冷流体268不直接接触半导体裸片152，直接接触半导体裸片152可能潜在地损坏或污染裸片。然而，本技术的一些实施例包含冷却构件，其经配置以在第一裸片附接区226a处及/或朝向第一半导体裸片152a将冷流体引导朝向切割带124的上表面125b。
举例来说，图4是说明具有根据本技术的另一实施例配置的冷却构件460的图1中所示的系统100的一部分的放大局部示意性横截面图。可提供冷却构件460来代替图2A到2C的冷却构件160及/或图3的冷却构件360或者除图2A到2C的冷却构件160及/或图3的冷却构件360之外还提供冷却构件460。冷却构件460的一些特征可大体上类似于冷却构件160的一些特征。举例来说，冷却构件460可包含冷却结构462，其定位在拾取站111处并界定腔466(例如，腔室)，并且可配置以冷却切割带124的裸片附接区226a。与冷却构件160相反，冷却构件460定位在支撑衬底120上面(例如，在切割带124上面)。举例来说，在图4中所说明的实施例中，冷却构件460环绕拾取装置130的拾取头132的至少一部分并且经配置以将冷流体(例如，冷流体268)引导朝向第一半导体裸片152a及/或切割带124的上表面125b。更特定来说，冷却结构462可具有环形形状并且可永久地或可释放地附接到拾取头132的拾取尖端134的外表面。在其它实施例中，冷却构件460可不同地耦合到拾取装置130，或者以不同方式定位在支撑衬底120上方，用于将冷流体引导朝向切割带124的第一裸片附接区226a(例如，朝向第一半导体裸片152a)。冷却构件460可进一步包含流体耦合到冷流体源(例如，冷流体源180)的端口464，其向冷却构件460的腔466供应冷流体268。
在图4中所说明的实施例中，拾取尖端134在拾取站111处可释放地接合到第一半导体裸片152a，并且喷射器销244尚未由致动器248向上致动。冷却构件460的腔466邻近第一半导体裸片152a的至少一部分及/或切割带124的上表面125b定位。举例来说，在所说明的实施例中，腔466经定位邻近第一半导体裸片152a的外部分(例如，外环形部分)及在第一裸片附接区226a切割带124的外环形部分(例如，第一半导体裸片152a与相邻第二半导体裸片152b之间的切割带124的暴露区)上面。当冷流体源180被激活时，冷流体268至少部分地填充腔266，这允许冷流体268冷却第一半导体裸片152a及/或切割带124的暴露部分。冷却第一半导体裸片152a会间接冷却切割带124的第一裸片附接区226a，以促进第一半导体裸片152a的释放。
上文参考图1到4描述的至少一些系统及方法的一个特征是使用冷流体至少削弱(例如，削弱或破坏)半导体裸片或其它半导体装置与下伏切割带或其它支撑衬底之间的结合。通过至少减小这些力，可显著改进拾取装置一致地移除半导体裸片而不破坏或以其它方式损坏半导体裸片的可能性。这在半导体裸片非常薄(例如，100微米厚或更薄)的情况下特别有利。因此，可显著改进此类薄裸片的产量。此布置可在其中高产量具有明显生产益处的生产环境及/或用于测试的可用裸片数目可能受限且每一破坏或损坏裸片可能显著阻碍相关联研究进展的研究环境中提供优势。
图5是根据本技术的实施例的用于处置半导体装置的过程或方法500的流程图。举例来说，可使用上文参考图1到4描述的处置系统中的一或多者来实行过程500。从框502处开始，过程500包括冷却支撑衬底以松开支撑衬底与可释放地附接到支撑衬底的半导体装置(例如，单个化半导体裸片)之间的结合。举例来说，支撑衬底可包含半导体装置可释放地附接到的切割带，并且冷却支撑衬底可包含靠近半导体装置可释放地附接到切割带的位置将冷流体引导朝向切割带。在框504处，所述过程包含使拾取装置与半导体装置接合。在框506处，所述过程包含用拾取装置从支撑衬底(例如，从切割带)移除半导体装置。在一些实施例中，在用拾取装置移除半导体装置(框506)之前冷却支撑衬底(框502)降低了在从支撑衬底移除期间半导体装置将被损坏的可能性。在某些实施例中，在冷却支撑衬底(框502)之前拾取装置接合半导体装置(框504)。
从前述将了解，本文已经出于说明的目的描述本技术的特定实施例，但在不脱离本技术的范围的情况下可进行各种修改。举例来说，在特定实施例中，拾取装置及/或冷却构件的细节可与前述图式中所示的不同。在一些实施例中，各种实施例可组合以例如并入不止一个冷却构件。在特定实施例中，用于从相关联切割带或其它支撑组件释放个别裸片的冷流体可与本文明确揭示的那些不同或具有不同的组成。冷流体可从安装在喷射器装置上或与喷射器装置集成的冷却构件递送，或者从经配置以将冷流体递送或引导朝向切割带或其它支撑组件的任何冷却构件递送。因此，冷却构件可定位在支撑衬底上面或下面。支撑衬底可经配置以经由切割带(如结合上文若干实施例所描述)或者经由其它可释放的媒体或机构支撑半导体装置。在特定实施例中(例如，当支撑衬底包含切割带时)，由冷流体释放的力主要是静电力及/或机械力，并且在其它实施例中，力可为除静电及/或机械力外或代替静电及/或机械力的不同类型。在这些实施例中的任何者中，力可取决于各种因素而变化，包含支撑衬底的类型及/或年份、晶片背侧的粗糙度、存在或不存在残留晶种层材料、最近在晶片上完成的过程的性质及/或其它因素。拾取及放置操作可在切割之后立即执行，或者与其它过程相关联地执行，例如，热压结合、裸片分选及/或倒装芯片工具操作。可控制(例如，通过自动控制器)由本文描述的系统执行的拾取及放置操作，包含冷却构件的操作。系统可恰好在裸片封装操作之前使用，及/或在使用拾取及放置操作的制造过程中的任何合适的步骤处使用。
在其它实施例中，可组合或消除在特定实施例的上下文中描述的技术的某些方面。此外，虽然已经在所述实施例的上下文中描述与某些实施例相关联的优点，但其它实施例也可展现此类优点，并且并非所有实施例都必须展现落入本技术范围内的此类优点。因此，本发明及相关技术可涵盖未在本文明确说明或描述的其它实施例。

Claims (20)

1.一种用于处置半导体裸片的系统，其包括：
支撑构件，其经定位以承载可释放地附接到支撑衬底的裸片附接区的至少一个半导体裸片；
拾取装置，其具有真空拾取头并经定位以在拾取站处拾取所述半导体裸片；以及冷却构件，其经配置以将冷流体引导朝向在所述拾取站处的所述裸片附接区。
2.根据权利要求1所述的系统，其中所述支撑衬底包含承载切割带的框架。
3.根据权利要求1所述的系统，其中所述半导体裸片在所述裸片附接区处可释放地附接到切割带的上表面，且其中所述冷却构件将所述冷流体引导朝向所述切割带的与所述上表面相对的下表面。
4.根据权利要求1所述的系统，其中所述冷流体松开所述半导体裸片与所述支撑衬底之间的结合。
5.根据权利要求1所述的系统，其进一步包括在所述拾取站处的喷射器装置，其中所述支撑衬底定位在所述拾取头与所述喷射器装置之间，且其中所述喷射器装置包含一或多个喷射器销，其耦合到致动器并经配置以向上移动以接触所述支撑衬底的下表面。
6.根据权利要求5所述的系统，其中所述冷却构件包含具有环形形状且定位在所述喷射器装置周围的冷流体结构，其中所述冷流体结构界定在所述支撑衬底下方的开口，且其中所述冷流体经由所述开口被引导朝向所述裸片附接区。
7.根据权利要求5所述的系统，其中所述冷却构件流体地耦合到所述喷射器装置，其中所述喷射器装置包含靠近所述支撑衬底定位的至少一个孔隙，且其中所述冷流体经由所述孔隙被引导朝向所述裸片附接区。
8.根据权利要求1所述的系统，其中所述冷却构件耦合到所述拾取装置。
9.根据权利要求1所述的系统，其中所述冷流体是温度为约或小于约-12摄氏度的气体。
10.根据权利要求1所述的系统，其中所述冷流体是接触所述支撑衬底的液体。
11.一种处置半导体裸片的方法，其包括：
冷却支撑衬底以松开所述支撑衬底与可释放地附接到所述支撑衬底的单个化半导体裸片之间的结合；
将拾取装置与所述单个化半导体裸片接合；以及
用所述拾取装置从所述支撑衬底移除所述单个化半导体裸片。
12.根据权利要求11所述的方法，其中所述支撑衬底包含切割框架及切割带，其中所述单个化半导体裸片在所述切割带的裸片附接区处附接到所述切割带，且其中冷却所述支撑衬底包含将冷流体引导朝向所述裸片附接区。
13.根据权利要求11所述的方法，其中在冷却所述支撑衬底之前执行使所述拾取装置与所述单个化半导体裸片接合。
14.根据权利要求11所述的方法，其中在冷却所述支撑衬底之后执行使所述拾取装置与所述单个化半导体裸片接合。
15.根据权利要求11所述的方法，其进一步包括：
将半导体晶片的至少一部分可释放地附接到所述支撑衬底；以及
在所述半导体晶片附接到所述支撑衬底的同时，单个化所述半导体晶片的半导体裸片。
16.一种用于处置半导体裸片的系统，其包括：
支撑构件，其经定位以承载半导体晶片，所述半导体晶片具有可释放地附接到由切割框架承载的切割带的多个半导体裸片；
拾取装置，其具有真空拾取头，所述拾取头位于所述半导体晶片上方，并经配置以在拾取站处拾取所述半导体裸片中的个别者；
喷射器装置，其在所述拾取站处位于所述半导体晶片下方，并具有经配置以向上移动以接触所述切割带的至少一个喷射器销；以及
冷却构件，其耦合到冷流体源并且经配置以在所述拾取站处冷却所述切割带。
17.根据权利要求16所述的系统，其中所述冷却构件包含至少部分地围绕所述喷射器装置的冷却结构，且其中来自所述冷流体源的冷流体被注入所述冷却结构中以冷却所述切割带。
18.根据权利要求16所述的系统，其中所述支撑构件经配置以相对于所述拾取装置及所述喷射器装置移动所述半导体晶片，以将个别半导体裸片定位在所述拾取站处。
19.根据权利要求16所述的系统，其中所述喷射器装置包含靠近所述半导体晶片的至少一个孔隙，其中所述冷却构件流体地耦合到所述喷射器装置，且其中所述冷却构件经配置以经由所述孔隙引入来自靠近所述切割带的所述冷流体源的冷流体以冷却所述切割带。
20.根据权利要求16所述的系统，其中所述至少一个喷射器销的向上移动使在所述拾取站处的个别单个化半导体裸片相对于相邻裸片升高。
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