TW502342B

TW502342B - Chip pickup device and manufacturing method for semiconductor device

Info

Publication number: TW502342B
Application number: TW090118770A
Authority: TW
Inventors: Takahito Nakazawa; Hideo Numata; Shinya Takyu; Tetsuya Kurosawa
Original assignee: Toshiba Corp
Priority date: 2000-08-04
Filing date: 2001-08-01
Publication date: 2002-09-11
Also published as: CN1160768C; CN1341958A; US20020019074A1; JP2002050670A; KR20020011916A; US6774011B2; KR100436188B1

Description

502342 A7 B7 五、發明説明（1 ) 【技術之背景】本發明，係半導體裝置之封裝（package)技術，特別是有關以安裝技術被使用晶片摘取裝置以及半導體裝置的製造方法，更詳細而言係有關摘取裝置以及半導體裝置的製造方法，以I C卡或T A G，3 D封裝等將被使用薄晶片進行封裝化之製程中，將晶圓切成小立方形（dicing)並將進行個片化後之晶片，由粘接膠帶依順序剝離並進行搬運。：被使用於I C卡或攜帶機器之半導體裝置，係在實裝面積或厚度有限制。可是，其相反，被要求之功能係無限並繼續增加。爲了應付如此要求，係將晶片封裝成立體之技術爲有效，不斷的被試驗。所謂，被稱爲疊層模組之半導體封裝，封裝之厚度係與先前無改變。譬如，爲了在攜帶機器之記憶部使用，將閃光記憶體及S R A Μ形成2段重疊之製品已經被上市，重疊成3〜4段之製品的硏究開發也朝向上市邁進。在如此薄的半導體封裝中爲了進行封裝，將先前係 2 0 0〜6 5 0 // m之晶片厚度，增加要求未達2 0 0 # m。將上述閃光記億體及S R A Μ形成2段重疊之製品或重疊成3〜4段之製品，係使晶片之厚度5 0〜1 5 0 /zm的特薄。進而，也被要求5 0 以下之薄片化的晶片。可是，根據如此晶片之薄片化要求，隨著晶片變薄在摘取時形成發生深刻裂紋的問題。晶片之彎曲強度，係已本紙浪尺度適用中國國家標準（CNS ) A4規格（210X297公釐） (請先聞讀背面之注意事項再填寫本頁) 裝. 、11 -4- 502342 A7 __B7 _ 五、發明説明（2 ) 知與晶片厚度平方成比例，在愈薄的晶片係愈容易發生破裂或裂紋。 (請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁) 在先前之摘取裝置，係使厚度在4 0〜2 0 0 薄的矽晶片，係在摘取時多發生裂紋。於此所謂裂紋，係指含晶片破裂，又，晶片之周邊部，即角部或邊出缺口等之總稱。首先，根據圖1、2 A、2 B，3 A〜3 C，4 A〜 4D，5A〜5C，6A〜6C及7A〜7H，對於上述摘取時發生之裂紋詳細加以說明。圖1係爲了對於先前摘取裝置以及半導體裝置的製造方法加以說明，顯示疊起機構中之支持夾具，銷夾具及銷之剖面構成槪略圖。銷夾具 1 1，係在支持夾具1 2內形成上下動，使銷夾具1 1進行上昇則使銷13越過粘接膠帶14將晶片推壓於上方，將被粘貼於粘著面1 4 A之晶片1 5形成剝離。一般而言，銷1 3係如圖2A所示，對晶片1 5之中心位置在點對稱，且沿著對角線被配置。又，在支持夾具 1 2之上面，係對應於上述銷配置，如圖2 B所示使銷 1 3在凸出位置設有貫通孔1 6。圖3A〜3 C係分別顯示使厚度2 0 0〜7 5 0//m 之通常的晶片1 5壘起的情形，圖4 A〜4 D係分別顯示隨著壘起，使晶片1 5慢慢由粘接膠帶1 4分離的倩形。如圖3A〜3 C所示使銷1 3進行上昇，則如圖4A〜4 C斜線所示使晶片1 5由粘著膠帶1 4慢慢被剝離下去，如圖4D所示完全進行剝離。此時，隨著銷1 3之上昇，本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) A4規格（210X297公釐） -5- 502342 A7 B7 五、發明説明（3 ) 首先使晶片1 5之周邊部，特別是角部剝離（參考圖4 B )，使被剝離之部分將銷13之周圍殘留擴大下去（參考圖4 C )，使銷達到最高點時已經被剝離（參考圖4 D ) 〇可是，使晶片1 5之厚度成爲40〜1 〇〇/zm爲止之薄片，則如圖5 A〜5 C所示，使銷1 3碰到的部分首先進行上昇，但銷1 3未碰到的部分係產生上昇較遲。原因是，因爲晶片1 5薄使晶片1 5進行灣曲，由粘接膠帶 1 4由於使晶片1 5不剝離。該結果，如圖6A及6B斜線所示由粘接膠帶1 4使剝離較慢，會發生圖6 C所示裂紋1 6。該裂紋1 6，係因爲使晶片1 5愈超越矽之降伏界限愈被灣曲，在表面產生劈開發生裂紋。又，在表面使產生裂紋1 6傳播到背面，並使晶片1 5形成完全破裂狀態。該裂紋1 6之發生，係使晶片1 5之厚度愈薄形成愈頻繁。圖7 A〜7 Η係分別顯示晶片裂紋的情形。特別使厚度1 0 0 μ m以下薄的矽晶片裂紋的情形。裂紋，係可分成、碎片〃模式，、破裂〃模式及、貫通'模式之三大類。所謂〜碎片"模式，係如圖7 A〜7 C所示使晶片1 5 之角部或周邊碎片。、破裂〃模式，係如圖7D〜7G所示，如使線進入進行裂紋。又、貫通〃模式，係如圖7所示，僅使銷碰到的部分，使矽隆起破裂。如上述先前之摘取裝置以及半導體裝置的製造方法，係將薄片化之晶片進行摘取時會賦予裂紋等之損害，使晶本纸張尺度適用中國國家標準（CNS ) A4規格（210X297公釐） (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 訂 -6- 502342 A7 B7 五、發明説明（4 ) 片之品質降低，會使製造合格率下降之問題。【發明之揭示】根據本發明之一觀點一種摘取裝置，係在裝著於晶圓圈（Wafer Ring)之粘著膠帶之粘著面側，將晶圓切成小立方形並將個片化之晶片進行複製貼上，將此等之晶片由粘接膠帶依順序進行剝離並加以搬運，係含有：壘起機構，係被構成由前述粘接膠帶中之粘接面的背面側，越過粘接膠帶以銷將各自之晶片推壓成壘起，並將晶片由粘接膠帶剝離；搬運機構，係被構成藉由前述壘起機構將晶片剝離時，以筒夾用以吸著晶片，使晶片由粘接膠帶被剝離爲止用以維持吸著狀態，之後使筒夾上昇用以摘取晶片，並進行搬運到下次製程；及控制器，係被構成藉由前述壘起機構之銷用以控制晶片之壘起動作，而前述控制器係用以控制前述銷之上昇時間及下降時間，並由上昇變化到下降時使預定之時間滯留。根據本發明之一觀點一種半導體裝置的製造方法，係在粘著膠帶之粘著面側，將晶圓切成小立方形並將個片化之晶片貼上，將此等之晶片由粘接膠帶依順序進行剝離並加以搬運，係含有：由粘接膠帶中之粘著面的背面側，以銷在越過粘接膠帶將晶片推壓成壘起；以前述銷將晶片在剝離動作時，由前述粘接膠帶之粘接面側，將筒夾碰到晶片爲止使下降用以吸著晶片；及使晶片由粘接膠帶到被剝離爲止等待之後，使筒夾上昇用以摘取晶片，並進行搬運本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) Μ規格（210X297公釐） ---------裝-- (請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁) 、tl •加經濟部智慧时4 P--7,Ή工消費合作社印災 502342 A7 ____B7 _ 五、發明説明（5 ) 到下次製程。 (請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁) 根據本發明之一觀點一種摘取裝置，係含：壘起機構，具備支持夾具’及銷夾具在前述支持夾具內進行上下動，將被貼著於粘接膠帶之晶片，在越過前述粘接膠帶以銷爲了推壓成壘起；加熱機構，被構成將被貼著於前述粘接膠帶之晶片進行撤取時，用以加熱前述粘接膠帶並使粘接力降低；及吸著搬運機構，被構成藉由前述壘起機構用以吸著被壘起之晶片並進行搬運。根據本發明之一觀點一種半導體裝置的製造方法，係在粘著膠帶之粘著面側，將晶圓切成小立方形並將個片化之晶片貼上，將此等之晶片由粘接膠帶依順序進行剝離並加以搬運，係含有：使壘起銷將晶片壘起同時或在直前，將高溫之不活性氣體吹噴向粘接膠帶，使前述粘接膠帶之粘著力下降；及將晶片由粘接膠帶依順序進行剝離並加以搬運。【圖式之簡單說明】圖1係顯示爲了對於先前之摘取裝置以及半導體裝置的製造方法加以說明，壘起機構中之支持夾具，銷夾具及銷之構成槪略剖面圖。圖2A及2 B係爲了用以說明對於上述圖1所示之壘起機構中之銷的配置及支持夾具之貫通孔的關係上視圖^ 圖3A〜3 C係分別依順序顯示使厚度將2 0 0〜 7 5 0 // m之晶片壘起情形的剖面圖。本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) A4規格（210X297公釐） -8 - 聲 I )才 i 502342 A7 ___B7 _ 五、發明説明（6 ) 圖4 A〜4 D係分別顯示根據上述圖3 a〜3 C所示之壘起動作，使晶片慢慢由粘接膠帶分.離情形的平面圖。圖5A〜5 C係分別顯示使厚度將4 0〜1 0 0 /zm 之薄晶片壘起情形的剖面圖，。圖6 A〜6 C係分別顯示根據上述圖5 A〜5 C所示之壘起動作’在晶片產生裂紋情形的平面圖。圖7 A〜7 Η係分別顯示在晶片產生裂紋時之種種狀態的平面圖。圖8係顯示爲了用以說明對於根據本發明之第1實施態樣的摘取裝置之外觀斜視圖。圖9係顯示上述圖8所示之摘取裝置的壘起機構中之支持夾具，銷夾具及銷之構成剖面圖。圖1 0 Α〜1 0 Q係分別顯示銷之模型配置例，並顯示星號型配置平面圖。圖1 1 A〜1 1 R係分別顯示銷之模型配置例，並顯示直線配置平面圖。圖1 2係先切成小立方形程序之流程圖。圖13係顯示使銷上昇由粘接膠帶將晶片剝離時之程序線圖。圖1 4係顯示將銷之壘起負荷，以先前之摘取裝置及本實施態樣之摘取裝置進行比較之線圖。圖1 5 A係爲了用以說明對於四點灣曲試驗之剖面圖 (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) -裝· 、11

rl ::P Γα! 圖 Β係顯示晶片之抗曲強度的衛布爾分布本纸張尺度適用中國國家標準（CNS ) Μ規格（2Η)Χ297公釐） -9- 502342 A7 B7 五、發明説明（7)

Weibull distribution)，以先前之摘取裝置及本實施形態之摘取裝置進行比較之線圖。 (請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁) 圖1 6係顯示爲了用以說明根據本發明之第2實施態樣的摘取裝置以及半導體裝置的製造方法，顯示圖8所示之摘取裝置中之壘起機構的其他構成例，支持夾具’銷夾具及銷之構成剖面圖。圖1 7 A係顯示銷夾具之上面中之銷，毛細管及真空孔之配置例平面圖。圖1 7 B係顯示使支持夾具與粘接膠帶進行胃中的貫通孔之配置例平面圖。圖1 8 A係顯示銷夾具之上面中之銷’毛細管及真空孔之其他配置例平面圖。圖1 8 B係顯示使支持夾具與粘接膠帶進行胃_之面中的貫通孔之其他配置例平面圖。主要元件對照表 21 摘取機構 '£象”甲.r%1 寸是4113旁>卞*£.^-3^ 2 2 疊起機構 23 晶片位置認識機構 2 4 控制裝置（控制器） 25 機器人柄 26，27，29，30 驅動部 2 8 筒夾 30，40 夾持夾具本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) Α4規格（210X297公釐） -10- 502342 A7 B7 五、發明説明（8 ) 32A，43，46 貫通孔 3 3 馬達 3 4 固定夾具 3 6 , 4 1 銷夾 3 7 粘接膠帶 3 8 晶片 3 9 銷 4 2 疊起銷 4 4 毛細管 4 5 注入 □ 4 7 真空孔 4 8 長孔 6 0 感測器 (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 裝· 訂【發明之實態樣】圖8係顯示爲了用以說明對於根據本發明第1實施態樣之摘取裝置的外觀斜視圖。該摘取裝置，被構成含有摘取機構2 1，壘起機構2 2，壘起機構2 2及晶片位置認識機構2 3及控制裝置（控制器）2 4等。上述摘取機構2 1，係具備有：驅動部26，將機器人柄2 5及該機器人柄2 5之一端做爲支點使往復動作於圖示箭頭A方向；及驅動部2 7，使機器人柄2 5進行上下動。又，在該機器人柄2 5之前端部，係被設有筒夾 28。筒夾28，係與晶片進行直接接觸，以真空力用以本纸浪尺度適用中國國家標準（CNS ) A4規格（210X297公釐） -11 - 502342 A7 ____ B7_·___ 五、發明説明（9) 吸著晶片。藉此，機器人柄2 5，係將晶片在摘取之位置進行上下動，且用以吸著晶片並進行搬運之動作。 (請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁) 成爲摘取對象之晶片係被貼在粘接膠帶，僅以真空力係要進行摘取係有所困難。加強真空力，以機械拿取晶片方法等也有，但會使晶片產生傷刃或裂紋.，會有使品質下降之虞。因此，藉由壘起機構2 2將晶片由粘接膠帶進行剝離。在上述墨起機構2 2側，係具備有：驅動部2 9，使支持夾具3 2在晶圓環面內自由移動；及驅動部3 0，使壘起銷進行上下動。上述驅動部2 9係藉由馬達3 1等，在圖示箭頭方向C，與該方向C垂直之箭頭方向D使支持夾具3 2進行移動。在上述支持夾具3 2係被設有貫通孔3 2 A，藉由被設於驅動部3 0之馬達3 3使壘起銷進行上下動（箭頭E方向），由上述貫通通孔3 2 A使銷進行突出推上晶圓，由粘接膠帶形成剝離。上述粘接膠帶係被貼於稱爲晶圓環之環狀夾具。在該摘取裝置，係被設有夾具3 4將晶圓環精確度良好進行載置加以固定。晶圓環之固定夾具3 4，係不僅用以固定粘接膠帶，並能進行推上粘接膠帶，在粘接膠帶形成被名上張力。在用以摘取晶片時，通常，係能進行1〜5mm推上。上述晶片位置認識機構2 3，係由照相機3 5取得畫像資料後，將晶圓環內之晶片位置以± 1 〇 # m以下之精確度進行分度。支持夾具3 2及機器人柄2 5，係由晶片位置認識機構2 3根據被取得之晶片的位置資料，以本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) A4規格U10X 297公釐） -12- 502342 A7 __B7____ 五、發明説明（10) 土2 0 // m以下的精確度，形成進行移動。 (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 尙有，藉由上述摘取機構2 1之驅動部2 6、2 7之動作或筒夾2 8吸著動作，藉由壘起機構2 2側之福動部 2 9、3 0之動作，及晶片位置認識機構2 3晶片位置之分度等，係分別藉由控制裝置24被控制。但是，用以摘取被薄片化後之晶片時，則上述壘起機構22係極爲重要。其次，使用圖9、10A〜10Q及 1 1 A〜1 1R對於上述摘取裝置之壘起機構2 2詳細加以說明。圖9係顯示壘起機構2 2中之支持夾具，銷夾具及銷之剖面構成圖。圖10A〜10Q及11A〜11R 係分別顯示銷之模型配置例，圖1 0 A〜1 〇 Q係顯示星號型配置，圖11A〜11R係直線配置。圖9係由上述晶片位置認識機構2 3根據被取得之晶片位置認識資料，使驅動部2 9將支持夾具3 2移動到成爲摘取對象之晶片下部，此刻正是使銷夾具3 6上昇在越過粘接膠帶3 7將晶片3 8進行壘起之狀態。於此，銷夾具3 6，係在支持夾具3 2內形成能進行上下動，銷3 9 之前端係與支持夾具3 2之上面定位成同樣高度。將此高度做爲0。由該位置使銷3 9開始進行上昇，在越過粘接膠帶3 7將晶片進行推壓到上方向。如圖10A〜10Q及圖1 1A〜1 1R所示，銷 3 9係5支以上，而鄰接之銷及銷的間隙之中，最狹窄部分之間隙係0 · 3 m m以上，1 m m以下。又，由5支以上之銷中選擇4支，將此等4支之銷的中心分別連結放入衣纸張尺度適用中國國家標準（CNS ) A4規格（210X297公釐） 502342 A7 B7____ 五、發明説明（11) 6條之結線時，使外周成四角形，且將其對角線之交點做爲中心，使對角線上之2組之銷同時預估誤差1 0 0 // m 使成爲點對稱之4條之組，至少被配置能1組進行存在。或，連接被配置於最外側之銷的中心將圍住全部之銷的圖形，在與晶片外周之距離使1…5 mm以上之外周進行存在。此等之銷3 9係分別使前端部具有曲面，而該曲面之半徑係0 · 5 m m以上，2 m m以下。如此，藉由使用5支以上之銷，在摘取時可分散加在晶片3 8之應力，更可抑制裂紋。又，藉由用以最適化銷 3 9及銷3 9間之距離或銷3 9之模型配置，可更提高裂紋抑制效果，進而，將銷3 8之前端部做爲曲面，將該曲面之半徑藉由做爲0 . 5 m m以上，2 m m以下，可抑制 a貫通"模式之裂紋。其次，對於使用如上述構成之摘取裝置之半導體裝置的製造方法加以說明。將晶圓切成小立方形用以形成個片化之晶片，將該晶片裝著於晶圓環之狀態下固定於圖8所示之摘取裝置中之晶圓環的固定夾具3 4。首先，對於用以供給晶片到摘取裝置爲止之一連串的切成小立方形製程加以說明。藉由眾所周知之種種製程在晶圚中用以形成電路之後，將晶圓切成小立方形進行個片化。個片化之程序，普通，係將晶圓背面進行硏削變薄之後切成小立方形。此時，容易發生背面傷刃（tippmg )。所謂背面傷刃，係在晶圓背面發生細小的晶片碎片。將堅固矽晶圓在柔軟粘接膠帶本纸張尺度適用中國國家標準（CNS ) A4規格（210X297公釐） (請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁) 訂 -14- 502342 A7 ______B7__ 五、發明説明（12) 上進行切斷時，使矽晶圓在被分離之直前，使粘接膠帶藉由進行變形，並使切斷方向偏差或破碎在矽晶圓及粘接膠帶之界面發生之裂紋。背面傷刃，係會形成晶片裂開的起點。當然在晶片自體之強度也會形成關係，所以可說背面傷刃少的是品質高的。背面傷刃係形成愈薄的晶片愈有深刻的問題。可儘力用以減少上述背面傷刃之方式，係由此加以說明之先切成小立方形（也稱爲DBG ，Dicing Before Grinding )程序。圖1 2，係先切成小立方形.程序之流程圖。先切成小立方形程序，係爲了將晶圓進行個片化沿著切成小立方形線或晶片分割線，用以形成半切（ half cut ) 溝（STEP 1)。此時切入係不要貫通晶圓背面爲止。該方法也被稱爲半切.切成小立方形（half cut.dicing )。在通常之切成小立方形，係將切成進行貫通到晶圓之背面爲止加工之後。切入之深度，係比晶片之最後加工厚度，大約僅更深1 0 //m乃至3 0 Am。要多多少，係根據切刀及硏磨機之精密度決定。圖1 2之流程圖，係將用以搬運晶圓之裝置爲前提，顯示不使用切成小立方形.膠帶之方式，但當然，使用切成小立方形膠帶也無妨。即，進行個片化時，不要使晶片飛散，在切成小立方形時係預先將晶圓貼在膠帶固定放著。切成小立方形膠帶基材之材質，係被使用氯化乙烯或聚烯烴等之塑膠。在基材爲了使持有粘接性，使表面狀態變成粗糙，被分成持有自己粘接性之型式，及在基材上用以本纸張尺度適用中國國家標準（CNS ) A4規格（210X297公釐） (請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁)

-15- 502342 A7 B7____ 五、發明説明（13) 塗布薄粘接劑之型式。後者之粘接劑型式，係選擇性可變更粘接力。進行切成小立方形時，係能堅固進行保持爲佳，將晶片進行摘取時，係不要賦予破損使容易剝離爲佳。粘接劑，係持有如此二律相反之性質爲較佳，藉由任何之作用被使用持有用以降低粘接力之性質。所謂:任何之作用，係指紫外線照射或加熱。紫外線型，係主成分爲環氧樹脂及丙烯樹脂，藉由自由基引發聚合利用硬化反應者。又，加熱型，係利用矽樹脂之發泡現象者。使用或不使用上述切成小立方形.膠帶，係藉由裝置之構成加以選擇。使用切成小立方形膠帶之裝置，係在裝著於晶圓環之狀態下進行搬運。因此，預先將晶圓貼緊在切成小立方形膠帶用以供給晶圓到切刀（切成小立方形裝置）。其次，在半切.切成小立方形完成之晶圓的元件形成面將膠帶貼緊（STEP2)。將該膠帶稱爲表面保護膠帶。在晶圓表面貼緊膠帶之目的，係削取晶圓背面，在進行削薄過程中在元件爲了不賦予破損。其次，晶圓之背面硏削（lapping )製程（S T E P 3 )。背面硏削，係將附有磨刀石之輪以4 0 0 0〜 6 0 0 0 r pm之高速一邊使旋轉一邊將晶圓之背面硏削成預定之厚度的製程。上述磨刀石，係將人工鑽石以苯酚樹脂固化成形者。該背面硏削製程，係以2軸進行爲多。又，也有預先以1軸用3 2 0〜6 0 0號之磨刀石進行粗削之後，以2軸用1 5 0 0〜2 0 0 0號之磨刀石加工成本紙浪尺度適用中國國家標準（CNS ) A4規格（210X297公釐） (請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁) -裝· 訂 Μ -16- 502342 A7 B7 五、發明説明（14) 鏡面之方法。進而，以3軸進行硏削之方法也可。背面硏削後之晶片，·係在裝著於晶圓環之粘接膠帶上進行複製（STEP4)。該粘接膠帶，係被稱爲摘取膠帶（或複製膠帶）。做爲上述摘取膠帶之材料，係常被使用氯化乙烯系，丙烯系。可對應於薄片之晶片的摘取膠帶，係以丙烯系且用以照射紫外線，使粘接力變弱爲較佳。摘取膠帶，係進行複裝並加以搬運，被要求容易進行摘取。爲了複製•搬運性，係使晶片不能移動堅固保持爲佳，但以摘取，係使簡單剝離爲佳。丙烯系膠帶之中，用以照射紫外線則使粘接力變弱。在如此丙燦系膠帶，係在用以照射紫外線之前及後使粘接特性有選擇，很適合做爲處理薄晶片摘取•膠帶。顯示摘取膠帶之代表品種，則被使用日立化成製HAL- 1503，同HAL - 1 6 03， Lintic公司製G - 1 1，G - 15等之氯化乙烯系膠帶。又，使用Lintic公司製之D - 1 0 5等之丙烯· VU系膠帶也可。之後，用以剝離上述表面保護膠帶（STE P 5 )之後，在摘取膠帶（粘接膠帶）譬如用以照射紫外線使粘接力下降（STEP6)，並裝著於摘取裝置中之晶圓環的固定夾具34 (STEP7)。若藉由該先切成小立方形方式，則如通常切成小立方形係無問題，可大大用以減少背面之傷刃。特別是，對薄晶片，該先切成小立方形程序係很適合，比起先前之切成小立方形可用以提高晶圓或晶片之抗曲強度。衣紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) A4規格（210X297公釐） I.----------^裝-- (請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁) -訂 ¾齊部皆 ^;nAarM.'/if^itfi印製 •17- 502342 A7 B? 五、發明説明（15) — ~ 在本實施態樣之摘取裝置以及半導體裝置的製造方法，係使用該先切成小立方形程序進行個片化之薄晶片的摘 (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 首先，根據控制裝置2 4之控制，由照相機3 5取得畫像資料之後’以晶片位置認識機構2 3將成爲摘取對象之晶片位置進行分度，根據該位置資料藉由壘起機構2 2 使支持夾具2 3移動，同時將被設於機器人柄2 5之前端部的筒夾2 8使移動到進行分度之位置。而且，藉由上述控制裝置2 4之控制，根據如圖1 3 所示之程序使銷3 9上昇並進行摘取。在先前之摘取裝置，係使銷越過薄膜用以推上晶片，在停止之瞬間對立刻開始下降，以本實施態樣之半導體裝置的製造方法，銷係由停止位置（高度0 )慢慢提高速度，不久成爲定速，接近於最高點（上死點）則變慢，並達到最高點則立刻進行停止。滯留時間ΔΤ，係晶片之厚度爲l〇〇//m以下時，則0.01〜10秒爲較佳。使上死點附近之速度若充分的下降，則不一定使銷完全停止也可。之後，返回到停止位置（高度0)並進行停止。使上述壘起銷3 9上昇之速度，係使速度過快則使晶片3 8會裂紋，所以使厚度在1 0 0 β m以下之晶片，係根據摘取裝置之種類而不同，但在定速狀態下〇 · 1mm /秒〜5 m m /秒爲適當。對晶片爲了減少破損，最佳係 0·1mm/秒〜1mm/秒。進而曼起銷39之衝程’ 係將支持夾具32上面做爲基準0·1〜2mm爲較佳。本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) A4規格（210X297公釐） 502342 A7 B7 五、發明説明（16) 尙有，在先前之摘取裝置，係將厚晶圓之摘取做爲前提，所以無必要使壘起銷滯留，在定速狀態下有1 0 0 /zm/秒〜1 0 0 〇em之速度。又，壘起之衝程，係將支持夾具上面做爲基準，有1〜5mm。銷之壘起動作及筒夾之下降動作係同時同步，使壘起銷達到最高點時，則筒夾2 8係接觸於晶片，並進行吸著。在本實施態樣之半導體裝置的製造方法，係使銷3 9 達到最高點之後，不使立刻下降而使滯留。藉由使滯留，可用以促進晶片3 8之剝離。在本賓施態樣之摘取裝置，係使滯留時間△ T可設定在0〜1 〇秒爲止之間。之後筒夾2 8係開始進行上昇，並將晶片3 8帶到預定之場所。根據上述圖1 3之程序的銷3 9之上昇，則壘起負荷係形成如圖1 4所示。如圖1 4所示，在先前之方法係使晶圓3 8由粘接膠帶3 7在進行剝離直前對負荷有峰値，在本實施態樣之裝置及方法係分成2個峰値，且使分別之負荷的最高點之水平比先前之裝置及方法下降。該結果，使晶圓3 8之變形量變小，比起先前之裝置或方法可提高晶片3 8之抗曲強度。圖1 5係顯示爲了對於四點灣曲試驗加以說明，以支持構件Ρ 1、Ρ 2用以支持晶片3 8之一方面側的二點狀態下，在他方面側之二點通過Ρ 3、Ρ 4藉由灣曲夾具 5 0在箭頭F方向加重負荷之狀態。用以測定該時之抗曲負荷，根據材料力學之理論求出抗曲強度，則抗曲強度σ (MPa)係以下式表示。本纸張尺度適用中國國家標準（CNS ) A4規格（210X297公釐） (請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁) 裝.

、1T -19- 502342 A7 _ B7__ 五、發明说明（17) σ = 3 a F / b h 2 因此，F係使晶圓3 8破損時之負荷（N ) ，a係力 (請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁) 點間距離（m ) ，b係支點間距離（m ) ，h係晶圓3 8 之厚度（m ) 〇圖1 5係由上述四點灣曲試驗及前式被取得之衛布爾分布（Weibull distribution)。比起先前之裝·置或方法可知本實施態樣使晶圓3 8之抗曲強度變高。進行摘取後之製程，係有盤塞之情形及塑模附著的情形。盤塞之情形，係使機器人柄2 5移動，直接，將晶圓收容在盤。塑模附著之情形，係依舊使機器人柄2 5移動用以安裝晶片在導框或封裝基板之預定位置。若依據如上述構成之摘取裝置，則在摘取時藉由控制裝置用以控制銷之上下動動作，使銷滯留可促進晶片之剝離，以小的負荷將晶片由粘接膠帶不用勉強可剝離。該結果，將薄片化之晶片在摘取時也可抑制裂紋等之破損，可提局晶片之品質。又，若依據如上述半導體裝置的製造方法，則以銷推壓晶片之狀態下，使晶片由粘接膠帶到被剝離爲止進行等待，所以可促進晶片之剝離，以小的負荷將晶片由粘接膠帶不用勉強可剝離。藉此，將薄片化之晶片在摘取時也可抑制裂紋等之破損，可提高晶片之品質及製造合格率。其次，根據本發明第2實施態樣對於摘取裝置以及半導體裝置的製造方法加以說明。第2實施態樣之趣旨，係將晶片由粘接膠帶容易進行摘取。即，在本第2實施態樣

^纸張尺度適用中國國家標準（CNS ) A4規格（210X297公H •20- 502342 A7 B7 五、發明説明（18) ，係用以局部加熱粘接膠帶，使粘接性降低，容易進行摘取。進行加熱時之重點，係瞬間進行加熱。藉由瞬間進行加熱，使生產性不會降落形成可摘取。 1 i •t i (請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁) 圖1 6係顯示爲了用:以說明對於上述圖8所示摘取裝置中之壘起機構2 2其他構成例，支持夾具，銷夾具及銷之剖面構成圖。支持夾具4 0，係將粘接膠帶以真空壓可吸著固定，被真空配管。銷夾具41 ，係被收容於支持夾具4 0之中並進行上下動。在銷夾具4 1之上面係使壘起銷4 2被固定，由被設於支持夾具4 0之上面的貫通孔 4 3形成使銷4 2能進行突出。又，銷夾具4 1中係與銷 4 2之位置能並排，使玻璃之毛細管4 4延伸於上下，並使高溫之不活性氣體的注入口 4 5，被固定於該銷夾具 4 1。由注入口 4 5被供給之高溫的不活性氣體，譬如溫度爲2 0 0〜40 0°C之氮（N2)氣，係通過被設於上述毛細管4 4及上述支持夾具4 0之上面的貫通孔4 6，被引導到粘接膠帶之背面側。將氮氣吹噴到粘接膠帶之時序，係使銷夾具4 1進行上昇，並使壘起進行開始之直前，與上昇同時爲較佳。由該氮氣之供給，到銷之壘起動作開始爲止之遲延時間，係以控制器2 4被控制。又，由開始用以供給氮氣，到進行停止供給爲止之時間也同樣，以控制器2 4被控制。設有用以檢測粘接膠帶之加熱溫度的感測器6 0，藉由上述感測器6 0使加熱被檢測時以控制器2 4能用以停止上述氮氣之供給進行控制也可。尙有，在圖16，係使毛細管44僅到銷夾具41之本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) A4規格（210X297公釐） -21 - 通係貫 B 各 7 的 1 中圖面該上〇之例 ο 置 4 配具型夾模持之支 7 示4 顯孔係空 B 真 7及 IX CO 圖 4 5 、又 3 4 孔『裝. 502342 Α7 Β7 五、發明説明(19) 上面爲止被形成，但由上面進行突出也無妨。_ 圖1 7 Α係顯示被連接於上述銷夾.具4 1之上面中的壘起銷4 2，毛細管4 4，及上述真空配管之真空孔4 7 的模型配置例。如圖示，在長孔4 8內使壘起銷4 2及毛細管4 4交替被配置，該長孔4 8，係被配置成十字形。而且，使真空孔4 7以等間隔被配置於上述長孔4 8之間使支持夾具4 0與粘接膠帶進行接觸之面。在支持夾具 4 0之上面，係對應於上述銷夾具之上面使長孔4 8及真空孔4 7被配置。若依據如上述之構成，則在摘取之直前用以加熱粘接膠帶，使粘接膠帶之粘接力下降，可容易用以摘取晶片。又，使用高溫之不活性氣體，在瞬間可進行加熱，且僅在吹噴氣體時可加熱，冷卻也快所以生產性高。圖1 8Α係顯示被連接於上述銷夾具4 1之上面中的壘起銷42，毛細管44，及上述真空配管之真空孔47 的其他模型配置例。如圖示，將長孔配置成放射狀。又，圖1 8 Β係顯示支持夾具4 0之上面中的各貫通孔43、46及真空孔47之其他模型配置例。在支持夾具4 0之上面，係對應於上述銷夾具4 1之上面使長孔 48及真空孔47被配置。若依據如此之構成，則使銷4 2之數變多，所以藉由本纸張尺度適用中國國家標準（CNS ) Α4規格（210X297公釐） (請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁) 訂 •22- 502342 A7 _B7_____ 五、發明説明（20) 使加在晶片之應力分散可抑、制裂紋之發生。 (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 因此，若依據如上述之摘取裝置，則在瞬間用以加熱粘接膠帶，使粘接膠帶之粘接力下降，在晶片不會賦予破損由粘接膠帶可剝離。該結果，將薄片化之晶片在進行摘取時也可抑制裂紋等之破損，可提高晶片之品質。又，若依據如上述半導體裝置之製造方法，則在瞬間用以加熱粘接膠帶，使粘接膠帶之粘接力下降，對晶片不會賦予破損由粘接膠帶可剝灕。該結果，將薄片化之晶片在摘取時也可抑制裂紋等之破損，可提高晶片之品質及製造合格率。尙有，在上述第2實施態樣，係對於吹噴高溫之不活性氣體使粘接膠帶之粘接力下降之例做了說明，但在支持夾具設置加熱器，用以控制該加熱器將粘接膠帶進行加熱也可。該加熱器，係使用薄物狀之加熱器也可，並在支持夾具安裝加熱棒，以局部性進行加熱也與吹噴高溫之不活性氣體可取得同樣效果。可是，該方式，係因爲不能瞬間加熱部之冷卻，所以比起使用高溫之不活性氣體時有可能使生產性多少會下降。用以冷卻加熱器之理由，係繼續過於加熱則使粘接膠帶之基材產生收縮等，使膠帶進行惡化，同時對晶片也會有賦予破損之危險性。本纸張尺度適用中國國家標準（CNS ) Α4規格（210X297公釐） -23-

Claims

502342 B8 C8 ____ D8 六、申請專利範圍 ,, 1 · 一種摘取裝置，係在裝著於晶圓圈（Wafer Rmg) 之粘著膠帶之粘著面側，將晶圓切成小立方形並將個片化之晶片進行複製貼上，將此等之晶片由粘接膠帶依順序進行剝離並加以搬運，係含有：壘®機構，係被構成由前述粘接膠帶中之粘接面的背面側’越過粘接膠帶以銷將各自之晶片推壓成壘起，並將晶片由粘接膠帶剝離；搬運機構，係被構成藉由前述.壘起機構將晶片剝離時 ’以筒夾用以吸著晶片，使晶片由粘接膠帶被剝離爲止用以維持吸著狀態，之後使筒夾上昇用以摘取晶片，並進行搬運到下次製程；及第1控制器，係被構成藉由前述壘起機構之銷用以控制晶片之壘起動作，而前述第1控制器係用以控制前述銷之上昇時間及下降時間，並由上昇變化到下降時使預定之時間滯留。 2 ·如申請專利範圍第1項所記載之摘取裝置，進而具備有： i 晶圓環保持機構，被構成能用以保持前述晶圓環； $ i 晶片位置認識機構，被構成以光學能用以認識剝離晶 1 t Ϊ 片之位置；及 ; 移動機構，被構成使前述壘起機構之銷，以前述晶片 i 位置認識機構進行移動到認識之晶片的位置。 ? ; 3 .如申請專利範圍第1項所記載之摘取裝置’其中匕 J 前述粘接膠帶，係在一方之面被塗布粘接劑之有機薄膜者本紙張尺度逋用中國國家揉準（CNS > A4規格（210X297公釐） (請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁)

-24- 502342 B8 C8 _ . D8_'_六、申請專利範園？ Ο 4 ·如申請專利範圍第1項所記載之摘取裝置，其中將前述晶圓切成小立方形並進行個片化後之晶片，係沿著切成小立方形線或晶片分割線，由晶圓之元件形成面到前述晶圓之背面爲止不貫通用以形成半切溝，並用以硏削前述晶圓之背面而進行個片化省。 5 ·如申請專利範圍第1項所記載之摘取裝置，其中前述壘起機構中之銷，係將晶片由粘接膠帶剝離時，由原點位置慢慢將速度上昇之後，形成定常速度，接著慢慢變慢並進行停止，之後，返回原點位置進行動作者。 6 ·如申請專利範圍第1項所記載之摘取裝置，其中前述晶片之厚度係1 0 0 /zm以下，並使前述壘起機構之銷越過粘接膠帶用以推壓晶片時之速度，係在定常狀態有 0 · 1mm/秒〜1mm/秒者。 7 ·如申請專利範圍第1項所記載之摘取裝置，其中使前述壘起機構之銷用以推壓粘接膠帶之衝程，係有 0 · m 2 m m 者0 1 t 8 ·如申請專利範圍第1項所記載之摘取裝置，其中前述第1控制器，係將前述壘起機構之銷的滯留時間進行控制在0 · 0 1〜1 0秒之間者。 9 ·如申請專利範圍第1項所記載之摘取裝置，其中前述壘起機構之銷係有5支以上，而鄰接之銷及銷之間隙中，最狹窄部分之間隙係有0·3mm以上，1mm以下者。 (請先聞讀背面之注意事項再填寫本頁)

本紙張尺度逋用中國國家棣準（CNS ) A4规格（210X297公釐） -25 502342 A8 B8 C8 D8 — … ............ . ———一丨哪丨_丨丨丨丨 _丨丨丨丨丨丨丨丨丨丨""" ..........................................丨丨丨丨丨 ..................................................................................... μ· 穴、申請專利範圍、 1 0 ·如申請專利範圍第1項所記載之摘取裝置，其中前述壘起機搆之銷係有5支以上，由其中選出4支，將此等4支之銷的中心分別加以連結形成6條之結線時，使外周有四角形，且將其對角線之交點做爲中心，使對角線上之2組的銷一起以估計誤差1 0 0 /z m形成點對稱的4 條之組，至少能存在1組被配置者。 1 1 ·如申請專利範圍第1項所記載之摘取裝置，其中前述壘起機構之銷係5支以上，將被配置於最外側之銷的中心連結並將圍成全部銷之圖形，在與晶片外周同樣大小的圖形中，不要被溢出描畫時，使外側之銷的中心，及晶片外周之距離存在1 · 5 m m以上之外周者。 1 2 ·如申請專利範圍第1項所記載之摘取裝置，其中前述壘起機構之銷係使前端部具有曲面，並使前述曲面之半徑係〇 · 5mm以上，2mm以下者。 13·—種半導體裝置的製造方法，係在粘著膠帶之粘著面側，將晶圓切成小立方形並將進行個片化後之晶片貼上’將此等之晶片由粘接膠帶依順序進行剝離並加以搬運，係含有：由粘接膠帶中之粘著面的背面側，以銷在越過粘接膠帶將晶片推壓成壘起；以前述銷將晶片在剝離動作時，由前述粘接膠帶之粘接面側，將筒夾碰到晶片爲止使下降用以吸著晶片；及使晶片由粘接膠帶到被剝離爲止等待之後，使筒夾上昇用以摘取晶片，並進行搬運到下次製程。本纸張尺度適用中國國家榇率（CNS ) A4规格（210X297公釐） (請先聞讀背面之注意事項再填寫本頁) -裝. 訂 -26- 502342

六、申請專利範圍 … . 1 4 ·如申請專利範圍第丨3項所記載之半導體裝置 @ Μ _力法，係由前述粘’接膠帶中之粘接面的背面側，以 II®過粘接膠帶將晶片在推壓成壘起之前， &光:學用以認識剝離晶片之位置， 1使壘起機構之銷，移動到認識晶片後之位置， $以吸著前述粘接膠帶中之粘接面的背面側並加以保持者。 1 5 ·如申請專利範圍第1 3項所記載之半導體裝置的製造方法，係將前述晶圓切成小立方形在晶片進行個片化時’沿著切成小立方形線或晶片分割線，由晶圓之元件形成面到前述晶圓之背面爲止不貫通用以形成半切溝，並用以硏削前述晶圓之背面而進行個片化者。 1 6 ·如申請專利範圍第1 3項所記載之半導體裝置的製造方法，其中前述銷，係將晶片剝離時，由原點位置慢慢將速度上昇之後，形成定常速度，接著慢慢變慢並進行停止，之後，返回原點位置進行動作者。 17·-種摘取裝置，係含：壘起機構，具備支持夾具，及銷夾具在前述支持夾具內進行上下動，將被貼著於粘接膠帶之晶片，在越過前述粘接膠帶以銷爲了推壓成壘起；加熱機構，被構成將被貼著於前述粘接膠帶之晶片進行摘取時，用以加熱前述粘接膠帶並使粘接力降低；及吸著搬運機構，被構成藉由前述壘起機構用以吸著被壘起之晶片並進行搬運。本紙張尺度適用中國國家標率（CNS ) A4规格（210X297公釐） (請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁) £· 、tT -27- 502342 8 容嗡 A BCD 六、申請專利範团 1 8 ·如申請專利範圍第1 7項所記載之摘取裝置， #中前述銷夾具，係具備毛細管用以流動高溫之不活性氣體，而前述支持夾具，係具備貫通孔分別被設於與前述銷 &具：·之位置進行相對的位置，及與前述銷夾具之毛細管之位置進行相對的位置者。 1 9 ·如申請專利範圍第1 8項所記載之摘取裝置，係進而具備控制器用以控制由前述不活性氣體之供給到銷之壘起動作開始爲止的遲延時間，而前述高溫之不活彳生氣體’係使銷在用以開始壘起動作之直前或同時被供給者。 2 〇 · —種半導體裝置的製造方法，係在粘接膠帶之粘著面側，將晶圓切成小立方形並將進行個片化後之晶片貼上，將此等之晶片由粘接膠帶依順序進行剝離並加以搬運，係含有：使壘起銷在將晶片壘起同時或直前，將高溫之不活性氣體吹噴向粘接膠帶，使前述粘接膠帶之粘著力下降；及將晶片由粘接膠帶依順序進行剝離並加以搬運。本紙張尺度適用中國國家梂準（CNS ) A4規格（210X297公釐） (請先閎讀背面之注意事項再填寫本頁) 裝· 訂 -28 -