TWI685046B - 拾取裝置以及拾取方法 - Google Patents

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Abstract

本發明將經由黏彈性膜而貼附於片材表面的薄半導體晶粒與黏彈性膜一併自片材表面拾取。 本發明的拾取裝置具備：平台20，含有吸附片材12的背面12b的吸附面22；上推構件30，配置於平台20的開口23中，前端自吸附面22突出並將片材12的背面12b上推；以及三向閥67，使開口23的開口壓力於接近真空的第一壓力與接近大氣壓的第二壓力之間切換；並且於將半導體晶粒15與黏彈數膜11一併拾取時，於將吸附面22的吸附壓力設為接近真空的第三壓力且利用上推構件30將片材12的背面12b自吸附面22上推的狀態下，使開口壓力以與黏彈性膜11的黏彈性特性相應的既定頻率於第一壓力與第二壓力之間振動。

Description

拾取裝置以及拾取方法
本發明是有關於一種自片材(sheet)拾取半導體晶粒(die)的拾取裝置及其方法。
半導體晶粒是將8吋或12吋大小的晶圓(wafer)切斷成既定大小而製造。於所製造的晶圓的背面，安裝有於晶粒接合(die bonding)時於基板與半導體晶粒之間形成樹脂層的被稱為黏晶膜(Die Attach Film，DAF)的黏彈性膜。另外，為了於切斷晶圓時使所切斷的半導體晶粒不零亂，而於DAF的背面貼附切割片材(dicing sheet)，自表面側藉由切割鋸(dicing saw)或雷射光線等將晶圓與DAF一併切斷。此時，貼附於背面的切割片材稍許被切入但並未被切斷，成為保持各半導體晶粒及DAF的狀態。然後，將所切斷的各半導體晶粒與DAF一併自切割片材逐一拾取，送至晶粒接合等後續工程。
關於將半導體晶粒與DAF一併自切割片材拾取的拾取裝置，已提出有如下拾取裝置：使半導體晶粒的周邊部自切割片材初期剝離後，使半導體晶粒的中央部自切割片材剝離，利用筒夾(collet)拾取半導體晶粒(例如參照專利文獻1)。該拾取裝置如下般動作。首先，於使圓筒狀的吸附平台的表面吸附切割片材 且使筒夾吸附半導體晶粒的狀態下，使配置於吸附平台的中央部的初期剝離用支柱及頂出銷(eject pin)自吸附平台的表面向上突出，將半導體晶粒上推。另外，同時將吸附平台的內部設為真空而使半導體晶粒的周邊發生初期剝離(參照專利文獻1的圖4a、圖4b)。然後，於將吸附平台的內部設為真空的狀態下，使初期剝離用支柱下降至吸附平台的表面，使半導體晶粒的中央部自切割片材剝離(參照專利文獻1的圖6a、圖6b)。繼而，利用筒夾拾取半導體晶粒。
[現有技術文獻] [專利文獻]
[專利文獻1]美國專利第7,665,204號說明書
再者，近年來半導體晶粒逐漸變得非常薄，亦有例如20μm左右的半導體晶粒。另一方面，切割片材的厚度為100μm左右，故切割片材的厚度亦成為半導體晶粒的厚度的4倍~5倍。對於專利文獻1所記載的先前技術的拾取裝置而言，於將吸附平台的內部設為真空時，頂出銷之間的半導體晶粒及DAF追隨於切割片材的向下方的變形而向下方撓曲，並未於DAF與切割片材之間發生剝離，難以拾取薄半導體晶粒。
因此，本發明的目的在於將經由黏彈性膜而貼附於片材表面的薄半導體晶粒與黏彈性膜一併自片材表面拾取。
本發明的拾取裝置將經由黏彈性膜而貼附於片材表面的半導體晶粒與黏彈性膜一併自片材表面拾取，且所述拾取裝置的特徵在於具備：平台(stage)，含有吸附片材的背面的吸附面；上推構件，配置於設於平台的吸附面的開口中，前端自吸附面突出並將片材的背面上推；以及開口壓力切換機構，將開口的開口壓力於接近真空的第一壓力與接近大氣壓的第二壓力之間切換；並且於將半導體晶粒與黏彈性膜一併拾取時，於將吸附面的吸附壓力設為接近真空的第三壓力且利用上推構件將片材的背面自吸附面上推的狀態下，使開口壓力以與黏彈性膜的黏彈性特性相應的既定頻率於第一壓力與第二壓力之間振動。
於本發明的拾取裝置中，亦可根據黏彈性膜的弛緩時間使第一壓力與第二壓力之間的開口壓力的振動頻率變化。
於本發明的拾取裝置中，亦可黏彈性膜的弛緩時間越長則越提高第一壓力與第二壓力之間的開口壓力的振動頻率。
於本發明的拾取裝置中，第一壓力與第二壓力之間的開口壓力的振動頻率亦可設為10Hz至50Hz。
於本發明的拾取裝置中，上推構件亦可包含：上頂銷組，包含將片材背面的遠離的多個位置上推的多個上頂銷；以及上頂塊，包含將各上頂銷之間及上頂銷組的外周側的片材背面上推的多個上頂柱；且上頂銷組的前端及上頂塊的前端分別於高於吸附面的第一位置與低於第一位置的第二位置之間移動，於將半 導體晶粒與黏彈性膜一併拾取時，將吸附壓力設為第三壓力且將上頂銷組的前端及上頂塊的前端設為第一位置，使開口壓力以與黏彈性膜的黏彈性特性相應的既定頻率於第一壓力與第二壓力之間振動後，於將吸附壓力保持於第三壓力且將上頂銷組的前端保持於第一位置的狀態下，將上頂塊的前端設為第二位置，使開口壓力於第一壓力與第二壓力之間振動。
於本發明的拾取裝置中，上推構件亦可包含：上頂銷組，包含將片材背面的遠離的多個位置上推的多個上頂銷；以及上頂塊，包含將各上頂銷之間及上頂銷組的外周側的片材背面上推的多個上頂柱；且上頂銷組的前端及上頂塊的前端分別於高於吸附面的第三位置與低於第三位置的第四位置之間移動，於將半導體晶粒與黏彈性膜一併拾取時，將吸附壓力設為第三壓力且將上頂銷組的前端及上頂塊的前端設為第三位置與第四位置之間的第五位置，使開口壓力以與黏彈性膜的黏彈性特性相應的既定頻率於第一壓力與第二壓力之間振動後，於將吸附壓力保持於第三壓力且將上頂塊的前端保持於第五位置的狀態下，將上頂銷組的前端設為第三位置，使開口壓力於第一壓力與第二壓力之間振動。
於本發明的拾取裝置中，上推構件亦可包含：上頂銷組，包含將片材背面的遠離的多個位置上推的多個上頂銷；以及上頂塊，包含將各上頂銷之間及上頂銷組的外周側的片材背面上推的多個上頂柱；且上頂銷組的前端及上頂塊的前端分別於高於吸附面的第三位置與低於第三位置的第四位置之間移動，於將半 導體晶粒與黏彈性膜一併拾取時，將吸附壓力設為第三壓力且將上頂銷組的前端及上頂塊的前端設為第三位置與第四位置之間的第五位置，使開口壓力以與黏彈性膜的黏彈性特性相應的既定頻率於第一壓力與第二壓力之間振動後，於將吸附壓力保持於第三壓力的狀態下，將上頂銷組的前端設為第三位置，且將上頂塊的前端設為第四位置，使開口壓力於第一壓力與第二壓力之間振動。
於本發明的拾取裝置中，第四位置亦可設為與吸器面相同或較吸附面低的位置。
本發明的拾取方法將經由黏彈性膜而貼附於片材表面的半導體晶粒與黏彈性膜一併自片材表面拾取，且所述拾取方法的特徵在於：準備拾取裝置，該拾取裝置具備：平台，含有吸附片材的背面的吸附面；上推構件，配置於設於平台的吸附面的開口中，前端自吸附面突出並將片材的背面上推；以及開口壓力切換機構，將開口的開口壓力於接近真空的第一壓力與接近大氣壓的第二壓力之間切換；於將吸附面的吸附壓力設為接近真空的第三壓力且利用上推構件將片材的背面自吸附面上推的狀態下，使開口壓力以與黏彈性膜的黏彈性特性相應的既定頻率於第一壓力與第二壓力之間振動，將半導體晶粒與黏彈性膜一併拾取。
於本發明的拾取方法中，亦可根據黏彈性膜的弛緩時間使第一壓力與第二壓力之間的開口壓力的振動頻率變化。
於本發明的拾取方法中，亦可黏彈性膜的弛緩時間越長則越提高第一壓力與第二壓力之間的開口壓力的振動頻率。
於本發明的拾取方法中，第一壓力與第二壓力之間的開口壓力的振動頻率亦可設為10Hz至50Hz。
本發明可將經由黏彈性膜而貼附於片材表面的薄半導體晶粒與黏彈性膜一併自片材表面拾取。
10‧‧‧晶圓固持器
11‧‧‧黏彈性膜
11a‧‧‧表面/黏彈性膜的表面
12a‧‧‧表面/片材的表面
15a‧‧‧表面/半導體晶粒的表面
11b‧‧‧背面/黏彈性膜的背面
12b‧‧‧背面/片材的背面
15b‧‧‧背面/半導體晶粒的背面
12‧‧‧片材
13‧‧‧環
14‧‧‧間隙
15‧‧‧半導體晶粒
16‧‧‧擴充環
17‧‧‧環按壓件
18‧‧‧筒夾
18a‧‧‧保持面
19‧‧‧吸引孔
20‧‧‧平台
21‧‧‧罩殼
22‧‧‧吸附面
23‧‧‧開口
26‧‧‧吸附槽
27‧‧‧吸附孔
30‧‧‧上推構件
31‧‧‧上頂銷
31a、33a‧‧‧前端
32‧‧‧上頂銷組
33‧‧‧上頂柱
34‧‧‧上頂塊
41、43、46‧‧‧質量
42、44、47‧‧‧彈簧
45‧‧‧阻尼器
50‧‧‧驅動機構
51‧‧‧馬達
52‧‧‧凸輪
53‧‧‧凸輪從動件
54‧‧‧桿
55‧‧‧變換機構
61‧‧‧真空泵
62‧‧‧壓力感測器
63、64、65‧‧‧配管
66‧‧‧吸入管
67、68、69‧‧‧三向閥
70‧‧‧控制部
71‧‧‧CPU
72‧‧‧記憶體
73‧‧‧設備/感測器介面
74‧‧‧資料匯流排
80‧‧‧筒夾驅動部
100‧‧‧拾取裝置
Fp‧‧‧剝離力
f‧‧‧頻率
H1、H2、H3‧‧‧高度
P1‧‧‧第一壓力
P2‧‧‧第二壓力
t0、t1、t2、t3‧‧‧時刻
△t、△t1、△t2‧‧‧時間
τ‧‧‧弛緩時間
圖1為表示實施形態的拾取裝置的構成的系統圖。
圖2為表示圖1所示的拾取裝置的平台的立體圖。
圖3為表示半導體晶粒、黏彈性膜及片材的變形的說明圖。
圖4為半導體晶粒、黏彈性膜及片材的積層體的物理模型。
圖5為表示對圖4所示的物理模型的片材下側的面施加振動壓力時的片材與黏彈性膜之間的剝離力的變化的圖。
圖6為表示黏彈性膜的弛緩時間與壓力振動的最適頻率的關係的圖表。
圖7為表示圖1所示的拾取裝置的動作的說明圖(初期狀態)。
圖8為表示圖1所示的拾取裝置的動作的說明圖(周邊剝離狀態)。
圖9為表示圖1所示的拾取裝置的動作的說明圖(大致全面剝離狀態)。
圖10為表示圖7至圖9所示的動作時的開口壓力的振動的圖表。
圖11為表示圖1所示的拾取裝置的其他動作的說明圖(周邊剝離狀態)。
圖12為表示圖1所示的拾取裝置的其他動作的說明圖(大致全面剝離狀態)。
圖13為表示圖1所示的拾取裝置的其他動作的說明圖(大致全面剝離狀態)。
<拾取裝置的構成>
以下，一面參照圖式一面對實施形態的拾取裝置100進行說明。本實施形態的拾取裝置100將經由黏彈性膜11而貼附於樹脂製的片材12的表面12a的半導體晶粒15與黏彈性膜11一併自片材12的表面12a拾取。
如圖1所示，本實施形態的拾取裝置100具備保持片材12的晶圓固持器10、吸附片材12的平台20、設於平台20的開口23中的上推構件30、設於平台20的罩殼(casing)21的內部且將上推構件30上下驅動的驅動機構50、拾取半導體晶粒15的筒夾18、真空泵(VAC)61以及進行拾取裝置100的驅動控制的控制部70。
晶圓固持器10具有圓環狀的擴充環(expand ring)16、以及將安裝於片材12周邊的金屬製的環13固定於擴充環16的凸緣上的環按壓件17。片材12若設置於擴充環16上，則以擴充環16的上表面與凸緣面的階差程度沿著擴充環上部的曲面被拉伸， 自片材12的中心朝向周圍的拉伸力發揮作用。片材12因該拉伸力而延伸，故貼附於片材12上的各半導體晶粒15之間與黏彈性膜11之間出現間隙14。另外，晶圓固持器10可藉由未圖示的移動機構而沿水平方向及上下方向移動。
如圖2所示，平台20為圓筒形，且於上表面形成有吸附片材12的背面12b的吸附面22。於吸附面22的中央，設有與罩殼21的內部連通的四角開口23，於開口23中配置有自吸附面22突出並將片材12的背面12b上推的上推構件30。上推構件30包含上頂銷組32及上頂塊34。上頂銷組32包含將片材12的背面12b的遠離的多個位置上推的針狀的多個上頂銷31。上頂塊34包含將各上頂銷31之間及上頂銷組32的外周側的片材12的背面12b上推的多個四角柱狀的上頂柱33。於開口23的周圍，以將開口23包圍的方式雙重地設有吸附槽26。於各吸附槽26中設有吸附孔27。
如圖1所示，於平台20的罩殼21的內部，收納有將構成上推構件30的上頂銷組32及上頂塊34上下驅動的驅動機構50。驅動機構50具備馬達51、將馬達51的旋轉移動變換為上下移動的凸輪52、與凸輪52接觸的凸輪從動件53、安裝有凸輪從動件53且藉由馬達51的旋轉而沿上下方向移動的桿54、以及將桿54的上下移動變換為上頂銷組32及上頂塊34的上下移動的變換機構55。
筒夾18於前端具有吸附保持半導體晶粒15的保持面 18a。於保持面18a設有吸引孔19。筒夾18藉由筒夾驅動部80而沿水平方向及上下方向移動。
罩殼21的內部通過配管63而與真空泵61連通。平台20的開口23與吸附面22及罩殼21的內部連通，故真空泵61通過配管63、罩殼21而與開口23連接。另外，吸附孔27亦通過配管64而與真空泵61連通。筒夾18的吸引孔19通過配管65而與真空泵61連通。另外，於各配管63、64、65中配置有三向閥67、三向閥68、三向閥69。於真空泵61的吸入管66中安裝有檢測真空泵61的吸引壓力的壓力感測器(pressure sensor)62。三向閥67、三向閥68、三向閥69可將連通方向切換至真空泵側與大氣開放側，故於切換至真空泵側的情形時，與真空泵61連通而將罩殼21、吸附槽26、筒夾18的吸引孔19設為真空。反之於設為大氣開放側的情形時，與大氣開放端連通而對罩殼21、吸附槽26、筒夾18的吸引孔19導入空氣，破壞真空。三向閥67經由配管63而連接於罩殼21並將罩殼21的開口23的壓力P於真空與大氣壓之間切換，與技術方案所記載的開口壓力切換機構相對應。再者，於三向閥67的大氣開放側，亦可連接較大氣壓高的壓縮空氣源並將罩殼21的開口23的壓力P於真空與較大氣壓高的壓力之間切換。
控制部70為包含進行運算處理的中央處理單元(Central Processing Unit，CPU)71、儲存控制程式或資料的記憶體72以及設備/感測器介面73，利用資料匯流排74將CPU 71、記憶體72 及設備/感測器介面73連接的電腦。驅動上推構件30的驅動機構50的馬達51、真空泵61、筒夾驅動部80、三向閥67、三向閥68、三向閥69、未圖示的晶圓固持器10的移動機構連接於設備/感測器介面73，藉由控制部70的指令而被驅動。另外，壓力感測器62連接於設備/感測器介面73，檢測信號是由控制部70進行處理。
<半導體晶粒、黏彈性膜及片材的積層體的振動響應>
如圖3所示，半導體晶粒15經由黏彈性膜11而貼附於片材12，故半導體晶粒15、黏彈性膜11及片材12成為圖3所示般的積層體。再者，圖3中符號15a、符號11a、符號12a表示半導體晶粒15、黏彈性膜11、片材12的各表面，符號15b、符號11b、符號12b表示半導體晶粒15、黏彈性膜11、片材12的各背面。半導體晶粒15的厚度較片材12的厚度薄，半導體晶粒15的彎曲剛性小於片材12。此處，若將圖1、圖2所示的平台20的開口23的壓力P設為真空，則片材12如圖3所示般向下凸地彎曲變形。彎曲剛性小於片材12的半導體晶粒15及黏彈性膜11追隨於片材12而向下凸地彎曲變形。
發生此種變形的半導體晶粒15、黏彈性膜11及片材12的積層體可以圖4所示般的物理模型的形式而操作。如圖4所示，以個體形式作為彈性體的半導體晶粒15是以質量41與表示彎曲剛性的彈簧42的組合表示。同樣地，以個體形式作為彈性體的片材12亦如圖4所示，能以質量46與表示彎曲剛性的彈簧47的組合表示。另一方面，作為黏彈性體的黏彈性膜11可表示為將質量 43、表示彎曲剛性的彈簧44及表示黏性的阻尼器(dashpot)45串聯連接。而且，如圖4所示，半導體晶粒15、黏彈性膜11及片材12的積層體可以將質量41及彈簧42、質量43及彈簧44及阻尼器45、以及質量46及彈簧47串聯連接的物理模型的形式而操作。
若使施加於圖4所示的片材12的下端的壓力P振動，則對物理模型施加壓力P×受壓面積A的振動外力PA。若於圖4所示的物理模型的下端輸入如圖5中以實線所示般振動的壓力P作為外力，則固體的半導體晶粒15或片材12對應於壓力P的時間變化而無延遲地變化，相對於此，黏彈性膜11的移位相對於壓力P的時間變化而延遲地變化。因此，於片材12與黏彈性膜11之間產生移位差。藉由該移位差，如圖5的一點鏈線所示，產生使片材12的表面12a與黏彈性膜11的背面11b之間剝離的方向的剝離力Fp。片材12與黏彈性膜11之間的剝離力FP1根據作為外力的壓力P的振動的頻率f及黏彈性膜11的弛緩時間τ而變化。
因此，若根據黏彈性膜11的弛緩時間τ來選擇適當的壓力P的振動的頻率f，則可如圖5所示，於自壓力P最低的時刻t0延遲時間△t的時刻t1使剝離力Fp達到最大。
關於圖5所示的時間△t，黏彈性膜11的弛緩時間τ越變長，即黏彈性膜11的特性越接近彈性特性，則所述時間△t越變短，而黏彈性膜11的弛緩時間τ越變短，即黏彈性膜11的特性越接近黏性特性，則所述時間△t越變長。因此，於黏彈性膜11 的弛緩時間τ長的情形時將壓力P的振動的頻率f設定得高，且於黏彈性膜11的弛緩時間τ短的情形時將壓力P的振動的頻率f設定得低，藉此可於自壓力P最低的時刻t0延遲時間△t的時刻t1獲得大的剝離力Fp。
此處，黏彈性膜11的弛緩時間τ表示黏彈性膜11的黏彈性特性，為利用通常的黏彈性測定裝置(流變儀)所測定的物性值。根據發明者的研究得知，於黏彈性膜11的弛緩時間τ為10(ms)至20(ms)的情形時，藉由將壓力P的振動的頻率f設為10Hz~50Hz，可獲得大的剝離力Fp。更佳為藉由將壓力P的振動的頻率f設為10Hz~40Hz，可獲得更大的剝離力Fp。進而佳為藉由將壓力P的振動的頻率f設為10Hz~30Hz，可獲得進而大的剝離力Fp。進而更佳為藉由將壓力P的振動的頻率f設為20Hz，可獲得更大的剝離力Fp。再者，將壓力P的振動的頻率f設為20Hz為一例，不限於此。作為其他態樣，壓力P的振動的頻率f各為10Hz、11Hz、12Hz、13Hz、14Hz、15Hz、16Hz、17Hz、18Hz、19Hz、20Hz、21Hz、22Hz、23Hz、24Hz、25Hz、26Hz、27Hz、28Hz、29Hz、30Hz、31Hz、32Hz、33Hz、34Hz、35Hz、36Hz、37Hz、38Hz、39Hz、40Hz、41Hz、42Hz、43Hz、44Hz、45Hz、46Hz、47Hz、48Hz、49Hz、50Hz，亦可為該些頻率的任意兩個的範圍內。
<對拾取裝置的應用>
如以上所說明，若對半導體晶粒15、黏彈性膜11及片材12 的積層體以與黏彈性膜11的弛緩時間τ相應的既定頻率f施加壓力P的振動，則可於黏彈性膜11與片材12之間產生大的剝離力Fp。本實施形態的拾取裝置100應用該原理，於將半導體晶粒15與黏彈性膜11一併拾取時，使開口23的壓力P以既定的頻率f於接近真空的第一壓力P1與接近大氣壓的第二壓力P2之間振動，藉此於黏彈性膜11與片材12之間產生大的剝離力Fp而自片材12拾取半導體晶粒15及黏彈性膜11。再者，第二壓力P2只要為接近大氣壓的壓力，則除了與大氣壓相同的壓力以外，包括略高於大氣壓的壓力及略低於大氣壓的壓力。
此處，所謂使開口23的壓力P於接近真空的第一壓力P1與接近大氣壓的第二壓力P2之間使壓力P振動，只要壓力P的第一壓力P1與第二壓力P2之間的振動為一個週期以上即可，例如是指賦予一次以上的如下的壓力P的變動：使開口23的壓力P自接近大氣壓的第二壓力P2降低至接近真空的第一壓力P1後，回到接近大氣壓的第二壓力P2。
<拾取裝置的動作>
以下，一面參照圖7至圖10一面對拾取裝置100的動作進行說明。以下的說明中，將壓力振動的頻率f設為20Hz進行說明。
如圖7所示，控制部70藉由未圖示的移動機構而調整晶圓固持器10的水平方向及上下方向的位置，使貼附有半導體晶粒15及黏彈性膜11的片材12的背面12b與平台20的吸附面22接觸，半導體晶粒15及黏彈性膜11的水平方向的位置成為開口 23的正上方。繼而，控制部70將三向閥68設為真空泵側，藉由真空泵61使平台20的吸附槽26的壓力降低，將片材12的背面12b吸附固定於吸附面22。於該狀態下，上頂銷31、上頂柱33的各前端31a、前端33a成為與吸附面22相同面的第二位置。
繼而，控制部70於圖10所示的時刻t1將三向閥67設為真空泵側，藉由真空泵61使平台20的開口23的壓力P自接近大氣壓的第二壓力P2開始降低。另外，控制部70於開口23的壓力開始降低的大致同時，如圖8所示，藉由驅動機構50使上頂銷組32、上頂塊34的各上頂銷31、各上頂柱33的各前端31a、前端33a上升至較吸附面22高出高度H1的第一位置。進而，控制部70將三向閥69設為真空泵側，使筒夾18的吸引孔19的壓力降低。如圖8所示，由於開口23周邊的片材12被吸附固定於吸附面22，故藉由上頂銷31、上頂柱33的各前端31a、前端33a的上升而將片材12傾斜向下方拉伸。另外，片材12藉由開口23的壓力P而被向下方拉伸。
此時，半導體晶粒15藉由吸引孔19的真空而吸附於筒夾18的保持面18a。然而，於使開口23的壓力P自接近大氣壓的第二壓力P2降低至接近真空的第一壓力P1的圖10的時刻t1至時刻t2之間，半導體晶粒15離開筒夾18的保持面18a，半導體晶粒15及黏彈性膜11如圖3所示般追隨於片材12而向下側彎曲。因此，黏彈性膜11與片材12並未剝離。然而，於筒夾18的保持面18a為橡膠等彈性體的情形時，由於半導體晶粒15薄，故以稍許 的按壓力便使半導體晶粒15的外周部如圖3所示般彎曲變形為凸狀，產生剝離阻力。於該情形時，筒夾18以離半導體晶粒15稍許的間隙於空中待機。即便為筒夾18未與半導體晶粒15接觸的狀態，若對本案的剝離製程不造成任何影響而完成剝離，則半導體晶粒15被吸引吸附於筒夾18。
於開口23的壓力P於圖10所示的時刻t2到達接近真空的第一壓力P1後，控制部70將三向閥67切換至大氣開放側而將空氣導入至罩殼21的內部。藉此，開口23的壓力P自時刻t2的第一壓力P1向接近大氣壓的第二壓力P2急速上升，於時刻t3回到接近大氣壓的第二壓力P2。
拾取裝置100中，以如下方式調整真空泵61的空氣吸引速度及三向閥67對開口23的真空開放速度：如圖10所示，自開口23的壓力P開始降低的時刻t1起，至開口23的壓力P到達接近真空的第一壓力P1，並再次回到第二壓力P2的時刻t3為止的時間△t2(=t3-t1)，成為作為既定週期的20Hz的一週期即50(ms)=(1/20Hz×1000)。
因此，如圖10所示，開口23的壓力P到達接近真空的第二壓力P2後，於△t1時間後於黏彈性膜11與片材12之間產生最大的剝離力Fp。藉由該剝離力Fp，於時刻t2至時刻t3之間，即如圖8所示於真空破壞時間的期間中，於黏彈性膜11的周邊部與片材12之間發生初期剝離。
繼而，控制部70再次將三向閥67設為真空泵側，藉由 真空泵61使平台20的開口23的壓力P自接近大氣壓的第二壓力P2開始降低。另外，控制部70於開口23的壓力P開始降低的大致同時，如圖9所示，於藉由驅動機構50將上頂銷31的各前端31a的位置保持於第一位置的狀態下，使上頂柱33的各前端33a降低至與吸附面22相同高度，即較第一位置低高度H1的第二位置。藉此，被上頂柱33上推的片材12的部分藉由開口23的比大氣壓低的壓力而被向下方拉伸並向下方彎曲。
此時，半導體晶粒15、黏彈性膜11亦追隨於片材12而向下方彎曲。於該狀態下，被上頂柱33上推的片材12的部分的黏彈性膜11與片材12還未剝離。
繼而，於開口23的壓力P到達接近真空的第一壓力P1後，控制部70將三向閥67切換至大氣開放側而將空氣導入至罩殼21的內部。藉此，開口23的壓力P自第一壓力P1向接近大氣壓的第二壓力P2上升而回到接近大氣壓的第二壓力P2。
於圖9的狀態下，關於使開口23的壓力P自第二壓力P2降低至第一壓力P1後回到第二壓力P2為止的時間△t2，亦可與上文中於圖8的狀態下使開口23的壓力P於第二壓力P2與第一壓力P1之間以頻率20Hz振動同樣地，以所述時間△t2成為20Hz的一週期即50(ms)=(1/20Hz×1000)的方式調整真空泵61的空氣吸引速度及三向閥67對開口23的真空開放速度，或亦能以所述時間△t2成為較50(ms)更長的時間的方式進行調整。
於將時間△t2調整為50(ms)的情形時，與參照圖8所 說明同樣地，於開口23的壓力P自第一壓力P1回到第二壓力P2的期間中於片材12與黏彈性膜11之間產生最大的剝離力Fp，藉由該最大的剝離力Fp於被上頂柱33上推的片材12的部分產生片材12與黏彈性膜11之間的剝離。
另一方面，於使時間△t2較50(ms)更長的情形時，例如於自第二壓力P2到達第一壓力P1後，空開稍許時間後開始破壞真空的情形時，於回到接近大氣壓的第二壓力P2的過程中將開口23的壓力P保持於第二壓力P2的期間中，藉由上頂銷31之間的部分的半導體晶粒15因彈性力而欲由向下凸的彎曲變形回到原本的平面狀態的力，於片材12與黏彈性膜11之間發生剝離。其原因在於：於上頂銷31之間的區域中，半導體晶粒15藉由上頂銷31的前端31a而如兩端固定梁般受到支持，故剛性大於圖8所示的周邊部，因此藉由半導體晶粒15的剛性而促進片材12與黏彈性膜11的剝離。
繼而，若開口23的壓力P回到接近大氣壓的第二壓力P2，則於中央部的片材12與黏彈性膜11之間發生剝離。然後，控制部70藉由筒夾驅動部80使筒夾18上升，自片材12拾取半導體晶粒15及黏彈性膜11。
如以上所說明，實施形態的拾取裝置100可將經由黏彈性膜11而貼附於片材12的表面12a的半導體晶粒15與黏彈性膜11一併自片材12的表面12a拾取。
以上的說明中，控制部70於如圖8所示般於黏彈性膜 11的周邊部分與片材12之間發生初期剝離的情形時，使開口23的壓力P於接近大氣壓的第二壓力P2與接近真空的第一壓力P1之間使壓力P振動一次，即，說明作使壓力P自第二壓力P2降低至第一壓力P1後回到第二壓力P2，但壓力P的振動不限於一個週期，例如亦可如圖10的實線以及虛線所示的t1、t2、t3、t4、t5，使壓力P於第二壓力P2與第一壓力P1之間振動兩個週期。於該情形時，產生兩次剝離力Fp達到最大的時刻，因此可更佳地進行片材12與黏彈性膜11的剝離。
繼而，一面參照圖11、圖12一面對拾取裝置100的其他動作進行說明。首先，關於與參照圖7至圖10所說明的動作相同的動作，將說明省略。
本動作於圖7所示的初期狀態之後，如圖11所示，控制部70使上頂銷31的各前端31a及上頂柱33的各前端33a自吸附面22上升至高度H2的第五位置後，使開口23的壓力P於第二壓力P2與第一壓力P1之間以頻率20Hz振動一個週期。然後，控制部70於將上頂柱33的各前端33a的位置保持於第五位置的狀態下，使上頂銷31的前端31a上升至較第五位置高且位於距吸附面22的高度H3的位置的第三位置，使開口23的壓力P於第二壓力P2與第一壓力P1之間振動。於該情形時，吸附面22的位置成為技術方案所記載的第四位置。
拾取裝置100藉由所述動作，亦可與上文所說明同樣地，將經由黏彈性膜11貼附於片材12的表面12a的薄半導體晶 粒15與黏彈性膜11一併自片材12的表面12a拾取。
然後，一面參照圖13一面對拾取裝置100的其他動作進行說明。該動作自圖7所示的初期狀態進入圖11所示般的初期剝離狀態後，如圖13所示，控制部70使上頂柱33的各前端33a的位置下降至與吸附面22的高度為相同高度的第四位置，並且使上頂銷31的前端31a上升至較第五位置高且位於距吸附面22的高度H3的位置的第三位置，使開口23的壓力P於第二壓力P2與第一壓力P1之間振動。於該情形時，吸附面22的位置成為技術方案所記載的第四位置。
拾取裝置100藉由所述動作，亦可與上文所說明同樣地，將經由黏彈性膜11貼附於片材12的表面12a的薄半導體晶粒15與黏彈性膜11一併自片材12的表面12a拾取。
10‧‧‧晶圓固持器
11‧‧‧黏彈性膜
12‧‧‧片材
12a‧‧‧表面/片材的表面
12b‧‧‧背面/片材的背面
13‧‧‧環
14‧‧‧間隙
15‧‧‧半導體晶粒
16‧‧‧擴充環
17‧‧‧環按壓件
18‧‧‧筒夾
18a‧‧‧保持面
19‧‧‧吸引孔
20‧‧‧平台
21‧‧‧罩殼
22‧‧‧吸附面
23‧‧‧開口
26‧‧‧吸附槽
30‧‧‧上推構件
31‧‧‧上頂銷
32‧‧‧上頂銷組
33‧‧‧上頂柱
34‧‧‧上頂塊
50‧‧‧驅動機構
51‧‧‧馬達
52‧‧‧凸輪
53‧‧‧凸輪從動件
54‧‧‧桿
55‧‧‧變換機構
61‧‧‧真空泵
62‧‧‧壓力感測器
63、64、65‧‧‧配管
66‧‧‧吸入管
67、68、69‧‧‧三向閥
70‧‧‧控制部
71‧‧‧CPU
72‧‧‧記憶體
73‧‧‧設備/感測器介面
74‧‧‧資料匯流排
80‧‧‧筒夾驅動部
100‧‧‧拾取裝置

Claims (8)

  1. 一種拾取裝置，將經由黏彈性膜而貼附於片材的表面的半導體晶粒與所述黏彈性膜一併自所述片材的所述表面拾取，並且所述拾取裝置的特徵在於包括：平台，含有吸附所述片材的背面的吸附面；上推構件，配置於設於所述平台的所述吸附面的開口中，前端自所述吸附面突出並將所述片材的背面上推；以及開口壓力切換機構，將所述開口的開口壓力於接近真空的第一壓力與接近大氣壓的第二壓力之間切換；並且根據預先測定的所述黏彈性膜的黏彈性特性，算出且設定使於將所述半導體晶粒及所述黏彈性膜從所述片材拾取時的剝離力達到最大的所述第一壓力與所述第二壓力之間切換的頻率，於將所述半導體晶粒與所述黏彈性膜一併拾取時，於將所述吸附面的吸附壓力設為接近真空的第三壓力且利用所述上推構件將所述片材的背面自所述吸附面上推的狀態下，使所述開口壓力以設定的所述頻率於所述第一壓力與所述第二壓力之間振動。
  2. 如申請專利範圍第1項所述的拾取裝置，其中所述第一壓力與所述第二壓力之間的所述開口壓力的振動頻率為10Hz至50Hz。
  3. 如申請專利範圍第1項或第2項所述的拾取裝置，其中所述上推構件包含：上頂銷組，包含將所述片材的背面的遠離的多個位置上推的多個上頂銷；以及上頂塊，包含將所述各上頂銷 之間及所述上頂銷組的外周側的所述片材的背面上推的多個上頂柱；且所述上頂銷組的前端及所述上頂塊的前端分別於高於所述吸附面的第一位置與低於所述第一位置的第二位置之間移動，於將所述半導體晶粒與所述黏彈性膜一併拾取時，將所述吸附壓力設為所述第三壓力且將所述上頂銷組的前端及所述上頂塊的前端設為所述第一位置，使所述開口壓力以與所述黏彈性膜的黏彈性特性相應的既定頻率於所述第一壓力與所述第二壓力之間振動後，於將所述吸附壓力保持於所述第三壓力且將所述上頂銷組的前端保持於所述第一位置的狀態下，將所述上頂塊的前端設為所述第二位置，使所述開口壓力於所述第一壓力與所述第二壓力之間振動。
  4. 如申請專利範圍第1項或第2項所述的拾取裝置，其中所述上推構件包含：上頂銷組，包含將所述片材的背面的遠離的多個位置上推的多個上頂銷；以及上頂塊，包含將所述各上頂銷之間及所述上頂銷組的外周側的所述片材的背面上推的多個上頂柱；且所述上頂銷組的前端及所述上頂塊的前端分別於高於所述吸附面的第三位置與低於所述第三位置的第四位置之間移動，於將所述半導體晶粒與所述黏彈性膜一併拾取時，將所述吸附壓力設為所述第三壓力且將所述上頂銷組的前端及所述上頂塊的前端設為所述第三位置與所述第四位置之間的第五位置，使所述開口壓力以與所述黏彈性膜的黏彈性特性相應的 既定頻率於所述第一壓力與所述第二壓力之間振動後，於將所述吸附壓力保持於所述第三壓力且將所述上頂塊的前端保持於所述第五位置的狀態下，將所述上頂銷組的前端設為所述第三位置，使所述開口壓力於所述第一壓力與所述第二壓力之間振動。
  5. 如申請專利範圍第1項或第2項所述的拾取裝置，其中所述上推構件包含：上頂銷組，包含將所述片材的背面的遠離的多個位置上推的多個上頂銷；以及上頂塊，包含將所述各上頂銷之間及所述上頂銷組的外周側的所述片材的背面上推的多個上頂柱；且所述上頂銷組的前端及所述上頂塊的前端分別於高於所述吸附面的第三位置與低於所述第三位置的第四位置之間移動，於將所述半導體晶粒與所述黏彈性膜一併拾取時，將所述吸附壓力設為所述第三壓力且將所述上頂銷組的前端及所述上頂塊的前端設為所述第三位置與所述第四位置之間的第五位置，使所述開口壓力以與所述黏彈性膜的黏彈性特性相應的既定頻率於所述第一壓力與所述第二壓力之間振動後，於將所述吸附壓力保持於所述第三壓力的狀態下，將所述上頂銷組的前端設為所述第三位置，將所述上頂塊的前端設為所述第四位置，使所述開口壓力於所述第一壓力與所述第二壓力之間振動。
  6. 如申請專利範圍第4項所述的拾取裝置，其中所述第四位置為與所述吸附面相同或較所述吸附面低的位置。
  7. 一種拾取方法，將經由黏彈性膜而貼附於片材的表面的半導體晶粒與所述黏彈性膜一併自所述片材的所述表面拾取，並且於所述拾取方法中準備拾取裝置，所述拾取裝置具備：平台，含有吸附所述片材的背面的吸附面；上推構件，配置於設於所述平台的所述吸附面的開口中，前端自所述吸附面突出並將所述片材的背面上推；以及開口壓力切換機構，將所述開口的開口壓力於接近真空的第一壓力與接近大氣壓的第二壓力之間切換；並且根據預先測定的所述黏彈性膜的黏彈性特性，算出且設定使於將所述半導體晶粒及所述黏彈性膜從所述片材拾取時的剝離力達到最大的所述第一壓力與所述第二壓力之間切換的頻率；於將所述吸附面的吸附壓力設為接近真空的第三壓力且利用所述上推構件將所述片材的背面自所述吸附面上推的狀態下，使所述開口壓力以設定的所述頻率於所述第一壓力與所述第二壓力之間振動，將所述半導體晶粒與所述黏彈性膜一併拾取。
  8. 如申請專利範圍第7項所述的拾取方法，其中所述第一壓力與所述第二壓力之間的所述開口壓力的振動頻率為10Hz至50Hz。
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