TW202412141A - 用於半導體元件封裝之拾取與放置工具的吸頭 - Google Patents

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Abstract

提供一種用於半導體元件封裝之拾取與放置工具的吸頭。此吸頭包含：吸取單元配置以對上晶粒施加吸力以及拾取並固持上晶粒；以及翹曲矯正機構。翹曲矯正機構包含推動機構，且推動機構包含複數個推動單元，每個推動單元設於吸頭之一角落區。每個推動單元包含：管狀腔室相對於吸頭之底面垂直延伸；以及推動件設於管狀腔室中且與管狀腔室之側壁氣密接觸。推動件可垂直移動，且可凸出吸頭之底面，以推動上晶粒之角落區並對角落區施加向下的力。

Description

具翹曲矯正機構之拾取與放置工具
由於各種電子元件(例如，電晶體、二極體、電阻器、電容器等)在整合密度上的不斷提高，半導體產業已歷經快速成長。在大多數情況下，整合密度的提高源自於最小特徵尺寸的反覆縮減，此允許將更多組件整合到給定區域。
雖然一些整合元件製造商(IDM)自行設計與製造積體電路 (IC)，但無廠半導體公司將半導體製造外包給半導體製造廠或代工廠。半導體製造由一系列的製程組成，其中透過在基材上施加一系列層來製造元件結構。這包含各種介電質、半導體、與金屬層的沉積與去除。透過微影來控制要沉積或去除之層的區域。每個沉積與去除製程之後通常都會進行清潔與檢查步驟。因此，整合元件製造商與代工廠均依賴通常由供應商提供之大量的半導體設備與半導體製造材料。總是有訂做或改進那些半導體設備與半導體製造材料的需求，因而帶來更高的靈活性、可靠性、與成本效益。
以下的揭露提供了許多不同實施方式或實施例，以實施所提供之標的之不同特徵。以下描述構件與安排的特定實施例，以簡化本揭露。當然這些僅為實施例，並非用以作為限制。舉例而言，於描述中，第一特徵形成於第二特徵之上方或之上，可能包含第一特徵與第二特徵以直接接觸的方式形成的實施方式，亦可能包含額外特徵可能形成在第一特徵與第二特徵之間的實施方式，如此第一特徵與第二特徵可能不會直接接觸。此外，本揭露可能會在各實施例中重複參考數字及/或文字。這樣的重複係為了簡化與清楚之目的，以其本身而言並非用以指定所討論之各實施方式及/或配置之間的關係。
此外，在此可能會使用空間相對用語，例如「在下(beneath)」、「下方(below)」、「較低(lower)」、「上方(above)」、「較高(upper)」、與類似用語，以方便說明如圖式所繪示之一構件或一特徵與另一(另一些)構件或特徵之間的關係。除了在圖中所繪示之方位外，這些空間相對用詞意欲含括元件在使用或操作中的不同方位。設備可能以不同方式定位(旋轉90度或在其他方位上)，因此可以同樣的方式來解釋在此所使用之空間相對描述符號。
此外，源極/汲極區可根據上下文而單獨或共同指源極或汲極。舉例而言，元件可包含第一源極/汲極區與第二源極/汲極區，以及其他組件。第一源極/汲極區可為一源極區，而第二源極/汲極區可為一汲極區，反之亦然。在此技術領域中具有通常知識者將認識許多變化、修改、與取代。
描述本揭露之一些實施方式。可在這些實施方式中所描述的階段之前、期間、及/或之後提供額外的操作。對於不同的實施方式，可替換或去除所描述的一些階段。對於不同的實施方式，可替換或去除以下所描述的一些特徵，且可加入額外的特徵。雖然一些實施方式以特定順序進行的操作來討論，但這些操作可以另一邏輯順序進行。
概述
封裝技術一度被認為只是後段製程。時代變了。計算工作負載在過去十年中的成長可能比先前四個十年都要多。雲端計算、大數據分析、人工智慧(AI)、神經網絡訓練、人工智慧推理、高階智慧型手機上的移動計算、甚至自動駕駛汽車均推升計算極限(computing envelope)。現代工作負載已將封裝技術帶到了創新的最前線，它們對產品的性能、功能、與成本至關重要。這些現代工作負載已推動產品設計採用更全面的系統級優化方法。
基材上晶圓上晶片(CoWoS)是一種晶圓級多晶片封裝技術，通常與混合接合結合使用。CoWoS是一種將多個晶片並排整合在矽中介層上的封裝技術，以實現更好的互連密度與性能。個別之晶片通過例如矽中介層上之微凸塊接合，而形成晶圓上晶片(CoW)結構。接著，CoW結構減薄，而暴露出穿矽介層窗(TSV)，隨後形成凸塊(例如C4凸塊)與分割。然後，將CoW結構接合到封裝基板而形成CoWoS結構。由於多個晶片或晶粒通常以並排方式結合，因此CoWoS被視為一種2.5維(2.5D)晶圓級封裝技術。
整合扇出型(InFO)是另一種晶圓級封裝技術。InFO是一種結合高密度再分布層(RDL)與穿InFO介層窗(TIV)的封裝技術，以實現各種應用，例如行動裝置、高性能計算等的高密度互連與性能。晶圓通常在測試後被切割成個別的良裸晶粒(KGD)，且良裸晶粒放置在臨時載體上並相隔一定距離。隨後，形成再分布層，以在不增加良裸晶粒之尺寸的情況下實現更多數量的外部接觸。
另一方面，接合到CoWoS結構中之中介層或嵌入InFO結構中的那些晶片可均包含具有多層、多種晶片尺寸、與多種功能之堆疊晶片或小晶片(即模組化晶片)。在一實施方式中，使用混合接合(HB)將堆疊晶粒接合在一起。混合接合是一種同時使用先進封裝之介電接合層與金屬對金屬互連來堆疊與接合晶粒的製程。由於沒有使用像微凸塊那樣的凸塊，因此混合接合被認為是一種無凸塊的接合技術。混合接合可提供更高之整合密度、更快的速度、與更高的帶寬。除了晶粒對晶粒(die-to-die)接合，混合接合亦可用於晶圓對晶圓(wafer-to-wafer)接合與晶粒對晶圓(die-to-wafer)接合。
具有超高密度垂直堆疊(通常使用混合接合)之堆疊晶粒有時稱為系統整合單晶片(SoIC)技術。SoIC技術可實現高性能、低功耗、與最小電阻-電感-電容(RLC)。SoIC技術將從系統單晶片(SoC)中分離出來之主動與被動晶片整合至一個新的整合SoC系統，此系統在電性上與原生SoC相同，以實現更佳的形狀因子與性能。因此，有時將使用混合接合所接合在一起之晶粒堆疊稱為 SoIC晶粒堆疊(「SoIC 晶粒堆疊」與「晶粒堆疊」在整個揭露中可互換使用)。
對於包含將晶粒堆疊於晶圓上、將晶粒堆疊在中介層上、或將晶粒堆疊在晶粒上的晶粒對晶圓接合與晶粒對晶粒接合，無粒子添加器之處理晶粒的基礎設施，以及接合晶粒的能力，成為一個主要挑戰。一般而言，後段製程，例如薄膜框架上的切割、晶粒處理、與晶粒傳輸，必須適應前端清潔程度，以在晶粒等級上實現高接合良率。舉例而言，銅混合接合在晶圓廠之無塵室中進行，而非在外包半導體組裝與測試(OSAT)設施中進行。
拾取與放置工具(有時亦稱為「拾取與放置系統」為晶粒對晶圓接合與晶粒對晶粒接合的背景下處理晶粒之基礎設施的一部分。拾取與放置系統是一種自動系統，其可拾取一個晶粒(通常稱為「上晶粒」)並將其放置到另一個晶粒(通常稱為「下晶粒」)或主晶圓上，通常以高速的方式。一個人可能認為拾取與放置上晶粒這樣的任務的複雜性與難度是理所當然的。相反地，在不影響高系統產能下，晶粒的精確對準非常具有挑戰性，特別是考慮到在微米量級(即，微米)上的對準精度。若位置偏移誤差無法進一步縮減，混合接合金屬墊的關鍵尺寸就無法縮減，這反而限制了接合密度。
半導體晶圓與由其製成之晶粒具有固有的翹曲傾向，翹曲程度取決於其厚度以及在基材內與基材上形成之電子結構。此外，由於晶圓上與晶圓內之各層包含具有不同熱膨脹特性的材料，因此翹曲的傾向可能會根據處理過程中的溫度變化而變化。
晶粒對晶粒或晶粒對晶圓接合製程中所使用之上晶粒具有翹曲的情況並不少見。舉例而言，當拾取與放置工具拾取且固持上晶粒時，上晶粒之角落部相對於上晶粒之中心部升高。因此，當上晶粒放置在下晶粒上時，上晶粒之角落部沒有與下晶粒直接接觸。上晶粒的翹曲可能會引發嚴重的問題。首先，翹曲可能導致上晶粒放置在下晶粒上時無法完全平整。若沒有妥善處理，翹曲會導致弱接合強度，甚至出現未接合區域。此外，上晶粒與下晶粒之間也可能形成不利的間隙或空隙，而實質損壞所得之半導體封裝的結構穩定性。
依照本揭露之一些態樣，提供一種新穎的拾取與放置工具。拾取與放置工具包含至少一翹曲矯正機構。翹曲矯正機構可操作以對上晶粒的角落區或側邊區施加向下的力，以矯正上晶粒的翹曲。利用翹曲矯正機構，可整平上晶粒，並在上晶粒與下晶粒之間形成平整緊密的界面。此外，翹曲矯正機構可消除上晶粒與下晶粒之間的間隙，確保接合晶粒具有足夠的接合強度，改善所得之半導體封裝的整體性能。
以下將參考圖1至圖14B詳細描述本揭露之各態樣的細節。
示例拾取與放置工具及其操作
圖1係繪示依照一些實施方式的一種示例拾取與放置工具100的剖面示意圖。在圖1所示之實施例中，拾取與放置工具100包含晶圓座102、主驅動機構110、附接軸112、起重架114、次驅動機構116、吸頭120、吸軸130、視覺對準相機126、真空裝置132、以及翹曲矯正機構190(有時也稱為「翹曲矯正系統」或「翹曲矯正結構」)。
如以下將參照圖2A至圖14B詳細討論，翹曲矯正機構190配置以平坦化利用拾取與放置工具100放置並接合到下晶粒上的上晶粒；矯正上晶粒之翹曲；消除上晶粒與下晶粒之間的間隙；使上晶粒與下晶粒的接合層形成平坦界面；以及提高上晶粒與下晶粒之間的接合強度。在一些實施方式中，如以下將參照圖2A至圖9D討論，翹曲矯正機構190包含推動機構190a或190a’。在其他實施方式中，如以下將參照圖10A至圖13討論，翹曲矯正機構190包含滾動機構190b。應了解到的是，這些實施方式並非旨在限制，翹曲矯正機構190可在其他實施方式中以其他方式實施。
應了解到的是，在其他實施例中可使用比圖1所示的那些構件更多或更少的構件。舉例而言，在其他實施方式中，拾取與放置工具100可更包含控制單元、視覺對準處理器、記憶體裝置、顯示器、以及輸入/輸出(I/O)裝置。在圖1所示之實施例中，拾取與放置工具100可拾取上晶粒106，上晶粒106通常來自切割製程後框架上的構件晶圓，且拾取與放置工具100可將上晶粒106放置在下晶粒104上，下晶粒104設置在晶圓上。
晶圓座102用以承載下晶​​粒104設於其上的晶圓。應了解到的是，本揭露所中討論之技術可應用於晶粒對晶粒接合環境與晶粒對晶圓接合環境。在圖1所示之實施例中，下晶粒104具有前側(在圖1中表示為「前側F」)與後側(在圖1中表示為「後側B」)。在圖1所示之實施例中，下晶粒104已翻轉，即倒置。在矽基材150之後側上形成接合層156。在一些實施中，接合層156由介電質製成，且可用於與上晶粒106處之另一接合層156接合。
於翻轉前，一或多個半導體元件(例如，電晶體、電阻器、電容器、電感器等)在前段(FEOL)製程中形成於矽基材150上。於翻轉前，多層互連(MLI)結構152設於一或多個半導體元件之上。多層互連結構152包含介電層與導電層的組合，且配置以形成各種互連結構。導電層配置以形成垂直互連特徵(例如，元件級接觸、介層窗等)與水平互連特徵(例如，在水平面中延伸之導線)。垂直互連特徵一般連接多層互連結構152之不同層(例如，通常表示為「M1」的第一金屬層與通常表示為「M5」的第五金屬層)中的水平互連特徵。在下晶粒104的操作期間，互連結構配置以給訊號定路線及/或分配訊號(例如，時脈訊號、電壓訊號、接地訊號)至一或多個半導體元件，以執行特定功能。應了解到的是，雖然圖1中描繪了具有給定數量之介電層與導電層的多層互連結構152，但是根據下晶粒104的設計需求，本揭露考慮具有更多或更少之介電層及/或導電層的多層互連結構。
在圖1所示之實施例中，下晶粒104包含形成在接合層156中的混合接合金屬墊158，且混合接合金屬墊158透過穿矽介層窗(TSV)154連接到多層互連結構152，穿矽介層窗154在垂直方向(即，方向Z)上穿過矽基材150。應了解到的是，雖然圖1中僅顯示一個混合接合金屬墊158與一個穿矽介層窗154，但不以此為限。
同樣地，上晶粒106具有前側(在圖1中表示為「前側F」) 與後側(在圖1中表示為「後側B」)。在圖1所示之實施例中，上晶粒106已翻轉，即倒置。上晶粒106之矽基材150被固持(例如，吸附)到吸頭120並與吸頭120接觸，其細節將於下面描述。於翻轉上晶粒106之前，在前側與多層互連結構152之上方形成接合層 156。在一實施中，接合層156由介電質製成，且可用於與下晶粒104處之接合層156接合，如上所述。同樣地，上晶粒106包含形成在接合層156中之混合接合金屬墊158，且混合接合金屬墊158透過例如介層窗連接到多層互連結構152。應了解的是，雖然圖1中僅顯示一個混合接合金屬墊158與一個穿矽介層窗154，但不以此為限。
利用吸頭120拾取上晶粒106，拾取與放置工具100接著相應地控制吸頭120，以將上晶粒106移動到目標位置，例如下晶粒104的正上方。隨後，吸頭120將上晶粒106放置於下晶粒104上。在一些實施方式中，於室溫下，上晶粒106與下晶粒104因每一側上的接合層 156 而接合。同時，每一側之混合接合金屬墊158彼此接觸，而形成上晶粒106與下晶粒104之間的電性連接路徑。
主驅動機構110與起重架114透過附接軸112連接。主驅動機構110既可在垂直方向(即，方向Z)上，也可在水平面(即，X-Y平面，也就是方向X及/或方向Y)上驅動起重架114。在一實施中，主驅動機構110為致動器、軌道、連續軌道、步進馬達、齒輪、皮帶、或其組合。應瞭解的是，此非用以作為限制，主驅動機構110之其他實施亦落在本揭露之範圍內。
起重架114與吸頭120透過吸軸130連接。次驅動機構116位於起重架114處，且既可在垂直方向(即，方向Z)上，也可在水平面(即，X-Y平面，亦即方向X及/或方向Y)上驅動吸頭120。在一實施中，次驅動機構116為致動器、步進馬達、或其組合。在另一實施中，次驅動機構116利用磁力驅動吸頭120。應了解的是，此非用以作為限制，次驅動機構116之其他實施亦落在本揭露之範圍內。
視覺對準相機126位於起重架114處。視覺對準相機126為朝下之相機，其可檢測起重架114相對於下晶粒104的準確位置。可利用視覺對準處理器來輔助主驅動機構110，而將起重架114驅動至目標起重架位置。在一些實施方式中，可在下晶粒104上形成一些對準圖案。視覺對準處理器與視覺對準相機126可利用對準圖案來相應地調整起重架114的位置，以達成上晶粒106的準確著陸。
真空裝置132透過管路134與吸軸130連接。吸軸130為中空且在中間具有沿方向Z延伸之通道。當真空裝置132運轉時，吸頭120產生吸力以將上晶粒106吸持至吸頭120之接合區122。在一些實施方式中，吸頭120亦可包含輔助區，輔助區容置光學對準系統。光學對準系統配置以在控制單元的協助下，輔助吸頭120相應地調整其位置並將上晶粒106放置在目標位置。控制單元配置以執行儲存在記憶體裝置中之電腦程式碼，以使拾取與放置工具100實現其各種功能。應了解的是，在一些實施方式中，視覺對準處理器可為控制單元的一部分。
示例推動機構及其操作
圖2A與圖2B係繪示一種包含推動機構190a之吸頭120的實施例。圖2A係繪示依照一些實施方式的一種吸頭120的剖面示意圖。圖2B係繪示依照一些實施方式的圖2A之吸頭120的底視示意圖。在此技術領域中具有通常知識者將認識在本揭露之構思範圍內的許多變化、潤飾、與修改。亦應了解的是，圖2A與圖2B並未按比例繪示。
在例示之實施例中，吸頭120具有推動機構190a及至少一吸取單元204。吸取單元204配置以在晶粒對晶粒或晶粒對晶圓之接合製程期間，對上晶粒106施加向上之吸力，以拾取與固持上晶粒106。推動機構190a包含至少一推動單元202。每個推動單元202具有沿方向Z垂直延伸之推動件210。當上晶粒106放置在下晶粒104上時，推動件210可垂直移動，且配置以在受控制的情況下向下移動，以凸出於吸頭120之底面180並推抵上晶粒106之底面194。以下將參照圖5A至圖9B討論推動單元202的細節。
吸取單元204可具有吸取腔室(未示出)，吸取腔室可操作地連接到拾取與放置工具100之真空裝置132並與其氣體連通。真空裝置132配置以在吸取腔室內產生低壓，且對上晶粒106施加向上之吸力，因此吸頭120可吸取與固持上晶粒106。
如圖2B所示，吸頭120之底面180在X-Y平面中具有矩形或實質矩形的幾何形狀，然在替代實施方式中亦可能為其他幾何形狀。吸頭120具有中心區188與側邊區184(有時也稱為「周邊區」)。側邊區184連續地側向圍繞中心區188之外周邊。側邊區184具有相對於底面180之長度L或寬度W之約5%至約40%之寬度W’。 側邊區184更包含多個角落區186分別對應底面180之角落，且每個角落區186具有相對於底面180之長度L或寬度W之約5%至約25%的半徑R。
在一些實施方式中，推動機構190a包含多個推動單元202，至少一個推動單元202位於每個角落區186中。多個推動單元202可形成一對稱圖案。在例示之實施例中，推動機構190a包含四個推動單元202分別位於四個角落區186中。在一些實施方式中，推動機構190a可包含至少一個額外的推動單元202位於角落區186外的側邊區184。
吸取單元204可排成一圖案且位於側邊區184中。在一些實施方式中，兩陣列之吸取單元204沿方向Y排列，且分別位於側邊區184之相對兩段中。這些吸取單元204中的四個亦分別位於四個角落區186中。在此安排中，推動單元202在對應之角落區186中緊鄰吸取單元204。應注意的是，圖2B中所示之實施例並非作為限制，推動單元202與吸取單元204之數量、樣式、與確切位置可根據設計需求而變化。
吸頭120之底面180可在幾何上與上晶粒106相當，在尺寸上的偏差為約0%至約10%。因此，上晶粒106可具有對應於吸頭120之中心區188的中心部、對應於吸頭120之側邊區184的側邊部、以及分別對應於吸頭120之角落區186的多個角落部。在晶粒對晶粒之接合製程期間，控制角落區186中之推動單元202的推動件210來推動上晶粒106之對應角落部並在其上施加向下的力。
圖3係繪示依照一些實施方式的一種操作吸頭120之示例之方法350的流程示意圖。圖4A至圖4D係繪示依照一些實施方式的吸頭120在方法350的各個操作階段的剖面示意圖。在此技術領域中具有通常知識者將認識在本揭露之構思範圍內的許多變化、潤飾、與修改。亦應了解的是，圖4A至圖4D並未按比例繪示。
如圖3所示，方法350包含操作352、354、356、與358。可進行額外操作。而且，應了解到的是，上面參考圖3討論之多個操作的順序是為了說明之目的而提供，因此其他實施方式可利用不同之順序。這些不同的操作順序將包含在實施方式的範圍內。
於操作352，利用拾取與放置工具之吸頭拾取與固持上晶粒，並控制上晶粒向下朝由晶圓座所固持之下晶粒移動。在操作352中之吸頭的配置繪示於圖4A。如圖所示，吸取單元204施加向上之吸力220，使吸頭120拾取與固持上晶粒106。上晶粒106具有翹曲，上晶粒106之底面194與吸頭120之底面180之間存在間隙。間隙之尺寸在中心區188中較大，且在從中心區188到側邊區184的徑向方向上逐漸減小。控制吸頭120向下移動，以使上晶粒106接近下晶粒104。於操作352，推動單元202之推動件210處於起始位置(有時也稱為「初始位置」)，此時推動件210在方向Z上保持在底面180上方的吸頭120中。
於操作354，控制並調整吸頭120，以使上晶粒與下晶粒接合。在操作354中之吸頭120的配置繪示於圖4B。在一些實施中，上晶粒106之接合層156在中心區188與下晶粒104之接合層156接觸。應注意的是，在一些實施方式中，因上晶粒106的翹曲，上晶粒106與下晶粒104在側邊區184與角落區186可能沒有完全接觸。在操作356之前，去除向上之吸力220，以使得上晶粒106自然地放置在下晶粒104上。
於操作356，啟動推動機構，以使推動件壓抵在上晶粒上，並對上晶粒之角落部施加向下的力。在操作 356中之吸頭120的配置繪示於圖4C。啟動推動機構190a，以控制推動單元202之推動件210向下移動。推動件210可突出底面180，以直接推抵上晶粒106。推動件210對上晶粒106之角落部施加向下的力222，向下的力222夠大，以克服上晶粒106之內應力並矯正翹曲。因此，上晶粒106受到推動件210的推動，而在橫跨上晶粒106的整個區域上與下晶粒104接觸。在一些實施中，可調整向下之力222的強度與時間，使得上晶粒106變平並與下晶粒104形成平坦的界面。因此，上晶粒106與下晶粒104之接合層156在橫跨上晶粒106的整個區域上接觸。
於操作358，控制吸頭120向下移動並壓住整個上晶粒106，以使上晶粒106與下晶粒104接合，如圖4D所示。在一些實施中，推動件210縮回，以返回起始位置，而在操作358之前移除向下的力222。按壓時，吸頭120之底面180與上晶粒106的整個底面194直接接觸，因而消除了兩者之間的間隙。因此，上晶粒106 被壓平並完全接合到下晶粒104，以在接合層 156 之間形成平坦界面。故，因而確保上晶粒106與下晶粒104之間的接合強度。
在一些實施中，測量上晶粒106與下晶粒104之間的壓力(以下稱為「壓力」)。吸頭相對於下晶粒104的位移可根據壓力與位移之間的關係來確定。可根據所確定之位移來調整施加在上晶粒106之向下的力 222，以確保接合層156之間有足夠的接合強度。以下將參考圖14A與圖14B描述細節。
圖5A與圖5B係繪示依照一些實施方式之推動單元202之實施例。圖5A係繪示處於起始配置之示例推動單元202之剖面示意圖。圖5B係繪示處於結束配置之示例推動單元202的剖面示意圖。
在例示之實施例中，推動單元202具有管狀腔室230與推動件210。管狀腔室230從管狀腔室頂壁232垂直延伸至吸頭120之底面180處的開口282。管狀腔室230具有管狀腔室側壁234，管狀腔室側壁234圓周向地連接管狀腔室頂壁232。管狀腔室230具有由管狀腔室頂壁232、管狀腔室側壁234、與吸頭120之底面180所定義之內部空間238。推動件210設於內部空間238中。推動件210從推動件頂壁212垂直延伸至推動件底壁214。推動件210更包含推動件側壁216，推動件側壁216圓周向地連接推動件頂壁212與推動件底壁214。當推動件210處於起始位置(有時也稱為「原始位置」)時，推動件210位於內部空間238內，且推動件底壁214與吸頭120之底面180共面或位於吸頭120之底面180之上。推動件側壁216與管狀腔室側壁234氣密接觸。推動件210在外力作用下可沿方向Z在管狀腔室230內移動。推動件210可為實心結構，或可為中空結構。
在一些實施方式中，管狀腔室230可操作地連接到氣動系統240，此氣動系統240配置以驅動及控制推動件210垂直移動。氣動系統240除其他構件外包含氣體壓縮機242、壓縮機管路244、以及壓縮機閥246。壓縮機管路244連接氣體壓縮機242與管狀腔室230。氣體壓縮機242配置以透過壓縮機管路244提供加壓氣流248給管狀腔室230。加壓氣流248可對推動件頂壁212施加向下的力F1，以驅動推動件210向下移動。可利用壓縮機閥246控制加壓氣流248，以調節向下之力F1的值。向下的力 F1 可為可調整的，例如透過調整氣動系統之參數，例如氣體壓力與氣體流速。應了解的是，氣動系統240僅用於說明之目的而非作為限制，亦可使用其他供電機構，例如電動馬達，來驅動與控制推動件210。
在一些實施方式中，推動單元202包含縮回機構250，縮回機構250配置以縮回推動件210並使其返回起始位置。在一些實施方式中，縮回機構250包含至少一個如圖5A與圖5B所示之彈簧。彈簧連接管狀腔室230之管狀腔室頂壁232與推動件頂壁212。當推動件210處於起始位置時，彈簧具有原始長度L 0。當推動件210向下移動時，彈簧被拉長並對推動件210施加向上的力F2。向上的力F2的強度與伸長或位移，例如彈簧之長度L與其原始長度L 0之差，或「L-L 0」，成正比。需注意的是，力F2在數值上遠小於力F1，如此推動件210可在力F1的影響下繼續向下移動。
如圖5B所示，推動件210可具有底部218，底部218凸出吸頭120之底面180，並在結束位置直接推抵上晶粒106。當推動步驟完成時，加壓氣流248停止，以移除向下的力F1，且向上的力F2成為主導。力F2可克服推動件210之重力，使推動件210縮回管狀腔室230中並返回起始位置。應了解的是，例示實施例中的彈簧並非作為限制，亦可將其他技術應用在縮回機構250。
圖6A至圖7B係繪示具有推動機構190a’之吸頭120的另一實施例。推動機構190a’為圖5A與圖5B所示之推動機構190a的近似變體。圖6A係繪示吸頭120的剖面示意圖。圖6B係繪示圖6A之吸頭120的底視示意圖。圖7A係繪示推動機構190a’處於啟始配置的剖面示意圖。圖7B係繪示推動機構190a’處於結束配置的剖視示意圖。
相較於推動機構190a，推動機構190a’具有整合之推動單元202’。 整合之推動單元202’包含中空之推動件210’，推動件210’圍繞方向Z之中心軸包圍吸取腔室262，如此中空之推動件210’與吸取單元204同心。此整合設計可節省吸頭的空間，並可在處理小尺寸之上晶粒方面提供優勢。
類似於推動機構190a，推動機構190a’可包含多個整合之推動單元202’，如圖6B所示。吸頭120之每個角落區186中設置有至少一個整合之推動單元202’。在一些實施方式中，整合之推動單元202’與X-Y平面中之一列或一行的其他吸取單元204對齊。應了解的是，推動機構190a’可包含設於角落區186之外，例如在側邊區184與中心區188中，的額外之整合的推動單元202’，整合之推動單元202’的數量與確切位置可根據設計需求而變化。推動機構190a’可以類似於推動機構190a的方式操作，例如透過實施如上所述之方法350。
在圖7A之圖示實施例中，整合之推動單元202’除其他構件外包含管狀腔室230、中空之推動件210’、與吸取單元204之吸取腔室262。管狀腔室230、中空之推動件210’、與吸取腔室262沿方向Z之中心軸同心。管狀腔室230已描述於上，將不再重述。吸取腔室262從吸取腔室頂壁264延伸至吸頭120之底面180處的開口282。吸取腔室262具有吸取腔室側壁266，吸取腔室側壁266圓周向地連接到吸取腔室頂壁264。中空之推動件210’從推動件頂壁212延伸到底面180，且包含圓周向地連接到推動件頂壁212的推動件側壁272。推動件側壁272之底部274設於管狀腔室側壁234與吸取腔室側壁266之間，且與管狀腔室側壁234及吸取腔室側壁266氣密接觸。在例如由氣動系統240所提供之外力作用下，推動件側壁272可在管狀腔室側壁234與吸取腔室側壁266之間垂直移動。推動件頂壁212與吸取腔室頂壁264之間的距離足夠長，以使得推動件側壁272可向下移動並到達上晶粒106。
操作期間，在吸取腔室262中產生低壓，以對上晶粒106施加向上之吸力F3，使吸頭120可拾取與固持上晶粒106。以與推動機構190a類似的方式，當上晶粒106 放置在下晶粒104 上時，移除吸力F3，且對中空之推動件210’的推動件頂壁212施加向下之力F1，以使中空之推動件210’向下移動。在結束位置，推動件側壁272之底部274凸出底面180且直接壓在上晶粒106之角落部，如圖7B所示。當推動步驟完成時，移除向下之力F1，彈簧所產生之向上回縮之力F2，使中空之推動件210’回到起始位置。
圖8A與圖8B繪示出吸頭120之另外的實施例。圖8A係繪示依照一些實施方式之吸頭120的實施例的底視示意圖。圖8B係繪示依照一些實施方式之吸頭120的另一實施例的底視示意圖。在圖8A之實施例中，與吸取單元204相比，推動件210較遠離中心區188。在一些實施方式中，推動件210分別設於角落區186中，且推動件210與吸頭120之最近邊緣之間的距離定義為距離D1。吸取單元204沿底面180之寬度W排成兩行，且分別設於側邊區184中。在吸取單元204與吸頭120之最近邊緣之間測量之吸取單元的邊緣距離定義為距離D2。
在一些實施方式中，距離D1不大於距離D2。舉例而言，距離D1與距離D2符合以下關係：距離D1=距離D2或距離D1＜距離D2。在圖8B之圖示實施例中，相較於吸取單元204，推動件210更靠近中心區188。在一些實施例中，推動件210之邊緣之距離D1’不小於吸取單元204之邊緣之距離D2’。 舉例而言，距離D1’與距離D2’符合以下關係：距離D1’=距離D2’或距離D1’＞距離D2’。
圖9A至圖9D係繪示依照一些實施方式的吸頭120之各種實施例的底視示意圖。在圖9A所示之實施例中，吸頭120包含多個推動件210設於側邊區184與角落區186中。在圖9B所示之實施例中，吸頭120包含多個不同類型之推動件210(例如，類型1推動件、類型2推動件)。在一些實施方式中，多個類型1推動件210a設於角落區186中，多個類型2推動件210b沿底面180之寬度W設於中心區188中。相較於類型1推動件210a，類型2推動件210b由硬度較高之材料構成。利用類型1推動件210a壓住上晶粒之角落部時，類型1推動件210a之較低硬度可保護上晶粒免受損壞。
類似的，在圖9C之圖示實施例中，吸頭120包含四個類型1推動件210a、兩個類型2推動件210b、兩個類型3推動件210c、與一個類型4推動件210d。類型1推動件210a設於角落區186中。類型2推動件210b與類型3推動件210c設於中心區188中。類型4推動件210d設於中心區188之中心點。類型4推動件210d為類型2推動件210b與類型3推動件210c所包圍。不同類型之推動件可由不同材料組成，或可具有不同硬度。在一些實施方式中，推動件之硬度(H)符合以下關係：H(類型4推動件)＞H(類型3推動件)＞H(類型2推動件)＞H(類型1推動件)。在此配置中，推動件之硬度從中心區188向側邊區184與角落區186逐漸減小。
在圖9D之圖示實施例中，吸頭120包含設於角落區186之四個推動件210、以及設於中心區188之中心點的錐形件280。錐形件280在固定位置時可從底面180突出，且當上晶粒106放置在下晶粒104上時推抵上晶粒之中心部。錐形件280可用以固定上晶粒的位置，並在推動件210壓住上晶粒之角落部時防止上晶粒移位或變形。需注意的是，圖9A至圖9D中所示之實施例並非意在限制，推動件與抽取單元之樣式可根據設計需求而變化。
示例之滾動機構及其操作
圖10A至圖10C係繪示一種具有滾動機構之吸頭120的實施例。圖10A係繪示依照一些實施方式的吸頭120的底視示意圖。圖10B係繪示依照一些實施方式之沿圖 10A之線A-A’之處於起始配置的滾動單元302的剖面圖。圖10C係繪示依照一些實施方式之沿圖 10A之線A-A’之處於結束配置的滾動單元302的剖面圖。在此技術領域中具有通常知識者將認識在本揭露之構思範圍內的許多變化、潤飾、與修改。亦應了解的是，圖10A至圖10C並未按比例繪示。
在例示之實施例中，滾動機構190b包含四個滾動單元302對稱分布在X-Y平面中。每個滾動單元302除其他構件外包含滾輪304、驅動軸308、由一對滾動軌道側壁320所定義之滾動軌道306、一對平行之凹槽322、起始位置擋塊312、以及結束位置擋塊314。
滾動軌道306沿縱軸(例如，線A-A’)從設於中心區188中之較高端326延伸到角落區186中之較低端328。在一些實施方式中，滾動軌道306之縱軸可與底面180之對角線對齊。在一些實施方式中，滾動軌道306可沿著與方向X或方向Y對齊之縱軸從中心區188延伸到側邊區184。兩個滾動軌道側壁320平行且彼此相對，而定義出滾動軌道306之軌道寬度。兩個凹槽322相互平行，且分別位於兩個滾動軌道側壁320上。每個凹槽322從較高之凹槽端342延伸至較低之凹槽端344。較高之凹槽端342靠近滾動軌道306之較高端326，而較低之凹槽端344靠近滾動軌道306之較低端328。較高之凹槽端342相對於較低之凹槽端344處於升高的位置，使得兩個平行之凹槽322相對於底面180形成傾斜，如圖10B至圖10C所示。在一些實施方式中，兩個平行之凹槽322中的每一個與底面180之間的傾斜角為約1度至約60度，或約5度至約45度，或約10度至約30度。
驅動軸308設於滾動軌道306中，且附接到滾動軌道側壁320。驅動軸308沿中心軸從一端延伸至另一端，且可繞其中心軸線轉動。滾輪304安裝在驅動軸308之外表面上，且沿中心軸與驅動軸308同心。驅動軸308之兩端分別連接到兩個平行之凹槽322，且為兩個平行之凹槽322所限位。驅動軸308可操作地連接(由圖10A中所示之虛線示意性地示出)馬達330，馬達330配置以對驅動軸308提供動力。在馬達330的驅動下，驅動軸308可在兩個平行之凹槽322的較高之凹槽端342與較低之凹槽端344之間雙向轉動。因此，兩個平行之凹槽322在滾動軌道306中限定出傾斜之滾動路徑332，以供驅動軸308沿其移動。傾斜之滾動路徑332與平行之凹槽322相對於吸頭120之底面180具有相同的傾斜角。因此，安裝在驅動軸308上並由驅動軸308所承載之滾輪304可沿傾斜之滾動路徑332在滾動軌道306之較高端326與較低端328之間移動。在一些實施方式中，滾輪304具有圓柱形幾何形狀或形狀。然而，在替代實施方式中，亦可能為其他幾何形狀或形狀，例如球形與橄欖形。
起始位置擋塊312與結束位置擋塊314設置在滾動軌道306中，且進一步為滾輪304限定出傾斜之滾動路徑332。起始位置擋塊312靠近較高端326，結束位置擋塊314靠近較低端328。於操作期間，滾輪304可沿傾斜之滾動路徑332從滾動軌道306之起始位置向下移動至結束位置。如圖所示，滾輪304在起始位置相對於底面180升高，且可在結束位置突出底面180。凸出程度DP，由底面180與滾輪304在結束位置之最低水平面之間的距離測量，可透過調整設計參數，例如滾輪304之尺寸與凹槽322之傾斜角，來調整。
圖11係繪示依照一些實施方式的一種操作具有滾動機構190b之吸頭120的示例的方法1100的流程圖。圖12A至圖12D係繪示依照一些實施方式在方法1100的各個操作階段之吸頭120的剖面示意圖。在此技術領域中具有通常知識者將認識在本揭露之構思範圍內的許多變化、潤飾、與修改。亦應了解的是，圖12A至圖12D並未按比例繪示。
在圖11之圖示實施例中，方法1100包含操作1102、1104、1106、與1108。而且，應了解到的是，上面參考圖11討論之多個操作的順序是為了說明之目的而提供，因此其他實施方式可利用不同之順序。這些不同的操作順序將包含在實施方式的範圍內。亦需注意的是，方法1100與上述之方法350類似，除非另有說明，否則類似操作不再重述。
於操作1102，利用拾取與放置工具之吸頭拾取與固持上晶粒，並控制上晶粒向下朝由晶圓座所固持之下晶粒移動。在操作1102中之吸頭的配置繪示於圖12A。如圖所示，由吸頭120所固持之上晶粒106具有翹曲，上晶粒106之底面194與吸頭120之底面180之間存在間隙。滾動單元302之滾輪304保持在起始位置，此位置高於底面180。
於操作1104，控制並調整吸頭，以使上晶粒與下晶粒接合。如圖12B所示，上晶粒106之接合層156在吸頭120之中心區188與下晶粒104之接合層156接觸。
於操作1106，啟動滾動機構，以使滾輪向下移動，並壓住上晶粒之角落區。如圖12B與圖12C所示，由馬達330所驅動之滾輪304，沿著傾斜之滾動路徑332從起始位置(例如，滾動軌道306之較高端326)向下移動至結束位置(例如，滾動軌道306之較低端328)。在一些實施中，滾輪304在朝向結束位置之路徑的中間與上晶粒106接合，且此後繼續滾動而壓在上晶粒106上。如上所述，滾輪304可在結束位置凸出底面180，並對上晶粒之角落部施加向下的力F1。滾輪304於退回底面180上方之前持續壓著上晶粒106之角落部。可調節向下的力F1，以確保完全矯正上晶粒106之翹曲。如此，可平坦化上晶粒106，且接合上晶粒106與下晶粒104之接合層156，以在上晶粒106與下晶粒104之間形成平坦的界面。
於操作1108，控制吸頭120向下移動並壓住整個上晶粒106，如圖12D所示。在一些實施中，於操作1108之前，控制滾輪304退回起始位置。
圖13係繪示具有滾動機構190b之吸頭120的另一實例的底視示意圖。在圖示之實施例中，滾動機構190b包含多個滾動單元302a與302b(統稱為302)。每個滾動單元302a從中心區188延伸至角落區186，且每個滾動單元302b沿方向Y從中心區188延伸至側邊區184。在此配置中，相較於圖10A所示之實施例，滾動單元302a與302b之滾輪304可滾壓上晶粒之更大區域。需注意的是，在此所示例之實施方式並非意在限制，且滾動單元302之總數、樣式、與確切位置可根據設計需求而變化。
基於壓力感測器之可調的向下力
圖14A係繪示依照一些實施方式之吸頭120的另一實施例的示意圖。圖14B係繪示依照一些實施方式之在晶粒對晶粒的接合製程中，吸頭相對於下晶粒的位移與上晶粒對下晶粒之壓力之間之關係的曲線圖。在圖14A之圖示實施例中，吸頭120可操作地連接到壓力感測器402。在一些實施方式中，壓力感測器402可設於圖1所示之吸軸130中，且可操作地連接到吸軸130。壓力感測器402配置以檢測與測量上晶粒對下晶粒之壓力(以下簡稱「壓力」)。
應注意的是，壓力可保持在一個最佳範圍內，以確保上晶粒與下晶粒之間有足夠的接合強度。但若壓力過高(例如，超過上限)，則可能造成上晶粒或下晶粒的結構損壞(例如，破裂、變形等)。如圖14B所示，在壓力下限P1與壓力上限P2之間的線性區1490中，吸頭相對於下晶粒之位移可根據壓力感測器所測量到之上晶粒對下晶粒的壓力來確定。推動機構190a所提供之向下的力可根據位移來調整，以將壓力維持在最佳範圍內。因此，吸頭120之操作方法可更包含：測量上晶粒對下晶粒之壓力；確定吸頭相對於下晶粒的位移；以及根據位移調整推動機構所施加之向下的力。
應了解的是，圖14A之實施例僅用於說明之目的，而非意在限制，壓力感測器402亦可與在此所描述之其他翹曲矯正機構結合使用，例如推動機構190a、滾動機構190b、或其等效機構。
各種組合
在此技術領域中具有通常知識者應了解到的是，本揭露不限於圖1至圖14B所示的實施例。在此所揭露之特徵的各種組合可在其他實施方式中組合，而不限於此。舉例而言，依照本揭露之翹曲矯正機構根據需求可包含推動機構(例如，推動機構190a或190a’)以及滾動機構(例如，滾動機構190b)的組合。
總結
依照本揭露之一些態樣，提供一種用於半導體元件封裝之拾取與放置工具的吸頭。此吸頭包含：吸取單元配置以對上晶粒施加吸力以及拾取並固持上晶粒；以及翹曲矯正機構。翹曲矯正機構包含推動機構，且推動機構包含複數個推動單元，每個推動單元設於吸頭之一角落區。每個推動單元包含：管狀腔室相對於吸頭之底面垂直延伸；以及推動件設於管狀腔室中且與管狀腔室之側壁氣密接觸。推動件可垂直移動，且可凸出吸頭之底面，以推動上晶粒之角落區並對角落區施加向下的力。
依照本揭露之一些態樣，提供一種用於半導體元件封裝之拾取與放置工具的吸頭。此吸頭包含：吸取單元配置以對上晶粒施加吸力以及拾取並固持上晶粒；以及翹曲矯正機構。翹曲矯正機構包含滾動機構，且此滾動機構包含複數個滾動單元。每個滾動單元包含滾動軌道以及設於滾動軌道中之滾輪。滾動軌道從滾動軌道之較高端延伸至滾動軌道之較低端，且較低端位於吸頭之角落區中。滾輪可沿滾動軌道之較高端與低端之間之傾斜滾動路徑移動。滾輪可凸出吸頭之底面，以推動上晶粒之角落區並對角落區施加向下的力。
依照本揭露之一些態樣，提供一種方法。此方法包含利用拾取與放置工具之吸頭，拾取與固持上晶粒，並控制上晶粒向下朝下晶粒移動；使上晶粒接觸下晶粒；啟動吸頭之翹曲矯正機構，以對上晶粒之角落區施加向下的力；以及壓住吸頭，以將上晶粒接合至下晶粒。
上述已概述數個實施方式的特徵，因此熟習此技藝者可更了解本揭露之態樣。熟習此技藝者應了解到，其可輕易地利用本揭露做為基礎，來設計或潤飾其他製程與結構，以實現與在此所介紹之實施方式相同之目的及/或達到相同的優點。熟習此技藝者也應了解到，這類對等架構並未脫離本揭露之精神和範圍，且熟習此技藝者可在不脫離本揭露之精神和範圍下，在此進行各種之更動、取代、與修改。
100:拾取與放置工具 102:晶圓座 104:下晶粒 106:上晶粒 110:主驅動機構 112:附接軸 114:起重架 116:次驅動機構 120:吸頭 122:接合區 126:視覺對準相機 130:吸軸 132:真空裝置 134:管路 150:矽基材 152:多層互連結構 154:穿矽介層窗 156:接合層 158:混合接合金屬墊 180:底面 184:側邊區 188:中心區 190:翹曲矯正機構 190a:推動機構 190a’:推動機構 190b:滾動機構 194:底面 202:推動單元 202’:推動單元 204:吸取單元 210:推動件 210’:推動件 210a:類型1推動件 210b:類型2推動件 210c:類型3推動件 210d:類型4推動件 212:推動件頂壁 214:推動件底壁 216:推動件側壁 218:底部 220:吸力 222:力 230:管狀腔室 232:管狀腔室頂壁 234:管狀腔室側壁 238:內部空間 240:氣動系統 242:氣體壓縮機 244:壓縮機管路 246:壓縮機閥 248:加壓氣流 250:縮回機構 262:吸取腔室 264:吸取腔室頂壁 266:吸取腔室側壁 272:推動件側壁 274:底部 280:錐形件 282:開口 302:滾動單元 302a:滾動單元 302b:滾動單元 304:滾輪 306:滾動軌道 308:驅動軸 312:起始位置擋塊 314:結束位置擋塊 320:滾動軌道側壁 322:凹槽 326:較高端 328:較低端 330:馬達 332:滾動路徑 342:凹槽端 344:凹槽端 350:方法 352:操作 354:操作 356:操作 358:操作 402:壓力感測器 1100:方法 1102:操作 1104:操作 1106:操作 1108:操作 1490:線性區 A-A’:線 B:後側 D1:距離 D1’:距離 D2:距離 D2’:距離 DP:凸出程度 F:前側 F1:力 F2:力 F3:吸力 L:長度 L 0:原始長度 P1:壓力下限 P2:壓力上限 R:半徑 W:寬度 W’:寬度 X:方向 Y:方向 Z:方向
從以下結合附圖所做的詳細描述，可對本揭露之態樣有更佳的了解。需注意的是，根據業界的標準實務，各特徵並未依比例繪示。事實上，為了使討論更為清楚，各特徵的尺寸都可任意地增加或縮減。 ［圖1］係繪示依照一些實施方式的一種示例拾取與放置工具的剖面示意圖。 ［圖2A］係繪示依照一些實施方式的一種示例吸頭的剖面示意圖。 ［圖2B］係繪示依照一些實施方式的圖2A之吸頭的底視示意圖。 ［圖3］係繪示依照一些實施方式的一種示例方法的流程示意圖。 ［圖4A］至［圖4D］係繪示依照一些實施方式的一種示例吸頭的各種剖面示意圖。 ［圖5A］與［圖5B］係繪示依照一些實施方式的一種示例推動單元的各種剖面示意圖。 ［圖6A］係繪示依照一些實施方式的一種示例吸頭的剖面示意圖。 ［圖6B］係繪示依照一些實施方式的圖6A之吸頭的底視示意圖。 ［圖7A］與［圖7B］係繪示依照一些實施方式的一種示例推動機構的各種剖面示意圖。 ［圖8A］與［圖8B］係繪示依照一些實施方式的一種吸頭之各種實施例的底視示意圖。 ［圖9A］至［圖9D］係繪示依照一些實施方式的一種吸頭之各種實施例的底視示意圖。 ［圖10A］係繪示依照一些實施方式的一種示例吸頭的底視示意圖。 ［圖10B］與［圖10C］係繪示依照一些實施方式之圖10A的吸頭沿線A-A'的各種底視示意圖。 ［圖11］係繪示依照一些實施方式的一種示例方法的流程示意圖。 ［圖12A］至［圖12D］係繪示依照一些實施方式的一種吸頭的各種剖面示意圖。 ［圖13］係繪示依照一些實施方式的一種示例吸頭的底視示意圖。 ［圖14A］係繪示依照一些實施方式的一種示例吸頭的剖面示意圖。 ［圖14B］係繪示依照一些實施方式的一種吸頭相對於下晶粒的位移與上晶粒對下晶粒之壓力之間之關係的曲線圖。
國內寄存資訊(請依寄存機構、日期、號碼順序註記) 無 國外寄存資訊(請依寄存國家、機構、日期、號碼順序註記) 無
106:上晶粒
120:吸頭
132:真空裝置
156:接合層
180:底面
190a:推動機構
194:底面
202:推動單元
204:吸取單元
210:推動件
242:氣體壓縮機
262:吸取腔室
B:後側
F:前側
X:方向
Y:方向
Z:方向

Claims (20)

  1. 一種用於半導體元件封裝之拾取與放置工具的吸頭，該吸頭包含： 一吸取單元，配置以對一上晶粒施加一吸力以及拾取並固持該上晶粒；以及 一翹曲矯正機構，其中該翹曲矯正機構包含一推動機構，且該推動機構包含複數個推動單元，該些推動單元之每一者設於該吸頭之一角落區，其中該些推動單元之每一者包含： 一管狀腔室，相對於該吸頭之一底面垂直延伸；以及 一推動件，設於該管狀腔室中且與該管狀腔室之一側壁氣密接觸，其中該推動件可垂直移動，且可凸出該吸頭之該底面，以推動該上晶粒之一角落區並對該角落區施加一向下的力。
  2. 如請求項1所述之吸頭，其中該推動件由一氣動系統所提供之一加壓氣流驅動，該氣動系統可操作地連接到該推動單元。
  3. 如請求項1所述之吸頭，其中施加在該上晶粒上之該向下的力是可調的。
  4. 如請求項1所述之吸頭，其中該推動機構更包含一縮回機構，該縮回機構配置以將該推動件縮回到該管狀腔室中。
  5. 如請求項4所述之吸頭，其中該縮回機構更包含至少一彈簧，該至少一彈簧連接該管狀腔室之一頂壁與該推動件之一頂壁。
  6. 如請求項1所述之吸頭，其中該推動機構更包含一錐形件設於該吸頭之一中心區中，其中該錐形件凸出該底面且保持在一固定位置，其中該錐形件配置以推動該上晶粒之一中心部。
  7. 如請求項1所述之吸頭，其中該推動件具有一中空結構，且圍住該吸取單元之一吸取腔室，使得該推動件與該吸取腔室在一垂直方向上圍繞一中心軸同心。
  8. 如請求項1所述之吸頭，其中該吸頭可操作地連接到一壓力感測器，該壓力感測器配置以測量該上晶粒施加在一下晶粒上之一壓力，其中該向下的力可根據該壓力感測器所測得之該壓力進行調整。
  9. 一種用於半導體元件封裝之拾取與放置工具的吸頭，該吸頭包含： 一吸取單元，配置以對一上晶粒施加一吸力以及拾取並固持該上晶粒；以及 一翹曲矯正機構，其中該翹曲矯正機構包含一滾動機構，且該滾動機構包含複數個滾動單元，該些滾動單元之每一者包含： 一滾動軌道以及設於該滾動軌道中之一滾輪，其中該滾動軌道從該滾動軌道之一較高端延伸至該滾動軌道之一較低端，且該較低端位於該吸頭之一角落區中，其中該滾輪可沿該滾動軌道之該較高端與較低端之間之一傾斜滾動路徑移動；其中該滾輪可凸出該吸頭之一底面，以推動該上晶粒之一角落區並對該角落區施加一向下的力。
  10. 如請求項9所述之吸頭，其中該滾輪由一馬達驅動。
  11. 如請求項9所述之吸頭，其中該傾斜滾動路徑與該吸頭之該底面之間之一傾斜角為1度至60度。
  12. 如請求項9所述之吸頭，其中該些滾動單元中之每一者更包含一起始位置擋塊設於該較高端、以及一結束位置擋塊設於該較低端。
  13. 如請求項9所述之吸頭，其中該滾輪能退回到該滾動軌道之該較高端。
  14. 如請求項9所述之吸頭，其中該滾輪具有圓柱形。
  15. 如請求項9所述之吸頭，其中該滾輪具有球形。
  16. 如請求項9所述之吸頭，其中該吸頭可操作地連接到一壓力感測器，該壓力感測器配置以測量該上晶粒施加在一下晶粒上之一壓力，其中該向下的力可根據該壓力感測器所測得之該壓力進行調整。
  17. 一種方法，包含： 利用一拾取與放置工具之一吸頭，拾取與固持一上晶粒，並控制該上晶粒向下朝一下晶粒移動； 使該上晶粒接觸該下晶粒； 啟動該吸頭之一翹曲矯正機構，以對該上晶粒之一角落區施加一向下的力；以及 壓住該吸頭，以將該上晶粒接合至該下晶粒。
  18. 如請求項17所述之方法，其中啟動該翹曲矯正機構包含： 啟動該吸頭之一推動機構，以使一推動件向下移動來施加該向下的力。
  19. 如請求項17所述之方法，其中啟動該翹曲矯正機構包含： 啟動該吸頭之一滾動機構，以使一滾輪向下移動來施加該向下的力。
  20. 如請求項17所述之方法，更包含： 測量該上晶粒對該下晶粒之一壓力； 確定該吸頭相對於該下晶粒之一位移；以及 根據該位移調整所施加之該向下的力。
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