TWI409886B - 防止晶粒破裂之晶粒拾取方法與裝置 - Google Patents

Description

防止晶粒破裂之晶粒拾取方法與裝置

本發明係有關於半導體晶粒之拾取技術，特別係有關於一種防止晶粒破裂之晶粒拾取方法。

在半導體製程中，待一晶圓上完成必要的積體電路或主動元件之後，複數個晶粒由晶圓切割形成再拾取安裝到基板或導線架，即為「晶粒上片」。早期的晶粒厚度為數百微米，為了符合薄化要求，晶圓切割之前或過程中，施以一晶背研磨步驟，使晶粒的厚度被降低至100微米以下，甚至30微米以下。故倘如繼續使用以往的頂針式晶粒拾取裝置，晶粒破裂的可能性便會大幅提高。或者，在晶圓階段中希望能預先使晶粒具有黏著性，以省略封裝製程中在基板或導線架上的塗膠或貼膠之步驟，然而會造成在拾取黏性晶粒之困難，同時會有晶粒破裂的問題。

如本國專利證書號第I225279號「半導體裝置及半導體裝置之製造方法」揭示一種晶粒拾取技術。第1A與1B圖繪示該習知晶粒拾取過程，用以將至少一晶粒110由一黏性膠帶120取出。該黏性膠帶120被一載台130吸附固定，該載台130之中央有一開孔131，供一頂針132的伸出。如第1A圖所示，先上伸該頂針132，以頂推該黏性膠帶120上其中一晶粒110，當該晶粒110被頂昇到一預定高度，藉由該頂針132提供一垂直向超音波振動，以降低該黏性膠帶120對該晶粒110之黏性。接著，如第1B圖所示，下降一吸嘴140至一不與該被頂伸晶粒110接觸但與其接近之高度，以懸空的吸附力使該晶粒110由該黏性膠帶120。然而，當晶粒又更加薄化時超音波振動的頂針容易損害晶粒結構，頂針的頂伸將使該晶粒110與該黏性膠帶120之間產生相互拉扯的應力，特別集中在該晶粒110之四個角隅，只會使晶粒彎曲與結構破壞，對於幫助晶粒與黏著膠帶之分離效果為無明顯助益。或者，晶粒表面預先形成之黏晶層為熱固性時，超音波振動會增加溫度導致膠體溶合，反不利於晶粒與黏著膠帶之分離，依目前既有的頂針式晶粒拾取裝置係強行以吸附力拾取晶粒，這將造成晶粒的破裂現象頻頻發生。

為了解決上述之問題，本發明之主要目的係在於一種防止晶粒破裂之晶粒拾取方法與裝置，完全防止習知頂針的頂伸造成的晶粒彎曲變形與破裂，特別適用於拾取超薄型晶粒或/與預先貼附有黏晶層之晶粒。

本發明的目的及解決其技術問題是採用以下技術方案來實現的。本發明揭示一種防止晶粒破裂之晶粒拾取方法，包含以下步驟。首先，提供至少一晶粒在一XY平面上，其中該晶粒係黏附於一黏著膠帶，該晶粒與該黏著膠帶之間係形成有一黏晶層。之後，藉由一吸嘴吸附固定該晶粒。並依平行於該XY平面之方向，橫向雷射切割該黏晶層，在切割過程中該晶粒係保持被該吸嘴吸附固定之狀態。最後，以垂直於該XY平面之Z軸方向上昇該吸嘴，使得該晶粒以及該黏晶層黏附於該晶粒之殘留部位由該黏著膠帶分離。本發明另揭示一種可實踐該方法之晶粒拾取裝置。

本發明的目的及解決其技術問題還可採用以下技術措施進一步實現。

在前述之晶粒拾取方法中，該黏晶層係可為一晶粒貼附材料(Die Attach Material,DAM)，並具有大於該晶粒之厚度。

在前述之晶粒拾取方法中，該晶粒之厚度係可小於30微米。

在前述之晶粒拾取方法中，該XY平面係可由一無頂針載台所提供。

在前述之晶粒拾取方法中，該無頂針載台係可為一真空吸盤。

在前述之晶粒拾取方法中，該晶粒係由一晶圓切割成的複數型態，可由接近一橫向雷射切割裝置而遠離之方式重覆上述晶粒吸附固定步驟、上述橫向雷射切割步驟與上述上昇該吸嘴之步驟，以逐排拾取該些晶粒。

以下將配合所附圖示詳細說明本發明之實施例，然應注意的是，該些圖示均為簡化之示意圖，僅以示意方法來說明本發明之基本架構或實施方法，故僅顯示與本案有關之元件與組合關係，圖中所顯示之元件並非以實際實施之數目、形狀、尺寸做等比例繪製，某些尺寸比例與其他相關尺寸比例或已誇張或是簡化處理，以提供更清楚的描述。實際實施之數目、形狀及尺寸比例為一種選置性之設計，詳細之元件佈局可能更為複雜。

依據本發明之第一較佳實施例，一種防止晶粒破裂之晶粒拾取方法舉例說明於第2A至2D圖於過程中之截面示意圖以及第3A與3B圖逐排拾取晶粒時之上視示意圖。

首先，如第2A圖所示，提供至少一晶粒210在一XY平面231上，其中該XY平面231係可由一無頂針載台所提供，作為本發明之XY平面提供機構230。在本實施例中，該無頂針載台係可為一真空吸盤，其具有複數個第一真空吸孔232，使得該晶粒210貼平在該XY平面231上。此外，一吸嘴240可由上方往該晶粒210移動。而該XY平面231之一側邊係設有一橫向雷射切割裝置250。並且，該晶粒210係黏附於一黏著膠帶220，該晶粒210與該黏著膠帶220之間係形成有一黏晶層211。該晶粒210之主動面可設置有複數個銲墊212。該黏著膠帶220係可為一晶圓切割膠帶，於其膠帶表面可形成有一UV光敏黏著層221。在本實施例中，該黏晶層211係可為一晶粒貼附材料(Die Attach Material,DAM)，為熱固性並在晶圓階段預先形成於該晶粒210上，並且該黏晶層211係可具有大於該晶粒210之厚度。由於該黏晶層211本身具有黏性，即使該UV光敏黏著層221經UV光照射之後黏性降低，但假如使用具有超音波震盪之頂針頂出，該黏晶層211會更加黏附於該黏著膠帶220，故仍不適用於使用習知頂針頂出。此外，本發明之晶粒拾取方法特別適用於該晶粒210之厚度小於30微米之場合。

之後，如第2B圖所示，藉由該吸嘴240吸附固定該晶粒210。較佳地，該吸嘴240之吸附面係貼設有一軟膠層242，例如橡膠吸嘴頭(rubber tip)。該吸嘴240應具有複數個第二真空吸孔243，用以吸附該晶粒210。

之後，如第2C圖所示，依平行於該XY平面231之方向，由該橫向雷射切割裝置250發出一雷射光251，以橫向雷射切割該黏晶層211，在切割過程中該晶粒210係保持被該吸嘴240吸附固定之狀態。該黏晶層211被切割成一黏附於該晶粒210之殘留部位211A與一在該黏著膠帶220上之被切除部位211B。較佳地，該殘留部位211A之厚度應相等於或大於該被切除部位211B之厚度，該被切除部位211B應儘可能的減少為較佳型態。

最後，如第2D圖所示，以垂直於該XY平面231之Z軸方向241上昇該吸嘴240，使得該晶粒210以及該黏晶層211黏附於該晶粒210之殘留部位211A能由該黏著膠帶220分離。因此，本發明之晶粒拾取方法能完全防止習知頂針的頂伸造成的晶粒彎曲變形與破裂，特別適用於拾取超薄型晶粒或/與預先貼附有黏晶層之晶粒。

更具體地，可參閱第3A與3B圖，該晶粒210係由一晶圓切割成的複數型態，可由接近該橫向雷射切割裝置250而遠離之方式重覆上述晶粒吸附固定步驟、上述橫向雷射切割步驟與上述上昇該吸嘴240之步驟，以逐排拾取該些晶粒210。而該XY平面提供機構230可具有一Y軸軌道252，用以調整令預備發射之雷射光對準預定被拾取之晶粒210，如第3A與3B圖中有斜線標記之晶粒210。

此外，再參閱第2A至2D圖，本發明另揭示一種可實踐該方法之晶粒拾取裝置，主要包含該XY平面提供機構230、該吸嘴240以及該橫向雷射切割裝置250。該XY平面提供機構230係用以使得至少一之該晶粒210位在該XY平面231上，其中該晶粒210係黏附該黏著膠帶220，該晶粒210與該黏著膠帶220之間係形成有該黏晶層211。該吸嘴240係用以吸附固定該晶粒210，該吸嘴240係以垂直於該XY平面231之Z軸方向241昇降。該橫向雷射切割裝置250係依照能平行於該XY平面231之方向橫向雷射切割該黏晶層211而設置。

以上所述，僅是本發明的較佳實施例而已，並非對本發明作任何形式上的限制，雖然本發明已以較佳實施例揭露如上，然而並非用以限定本發明，任何熟悉本項技術者，在不脫離本發明之技術範圍內，所作的任何簡單修改、等效性變化與修飾，均仍屬於本發明的技術範圍內。

110．．．晶粒

120．．．黏著膠帶

130．．．載台

131．．．開孔

132．．．頂針

140．．．吸嘴

210．．．晶粒

211．．．黏晶層

211A．．．殘留部位

211B．．．被切除部位

212．．．銲墊

220．．．黏著膠帶

221．．．UV光敏黏著層

230．．．XY平面提供機構

231．．．XY平面

232．．．第一真空吸孔

240．．．吸嘴

241．．．Z軸方向

242．．．軟膠層

243．．．第二真空吸孔

250．．．橫向雷射切割裝置

251．．．雷射光

252．．．Y軸軌道

第1A與1B圖：繪示習知晶粒拾取過程之截面示意圖。

第2A至2D圖：繪示依據本發明之一較佳實施例之一種防止晶粒破裂之晶粒拾取方法之截面示意圖。

第3A與3B圖：繪示依據本發明之一較佳實施例之一種防止晶粒破裂之晶粒拾取方法中逐排拾取晶粒之上視示意圖。

210．．．晶粒

211．．．黏晶層

211A．．．殘留部位

211B．．．被切除部位

212．．．銲墊

220．．．黏著膠帶

221．．．UV光敏黏著層

230．．．XY平面提供機構

231．．．XY平面

232．．．第一真空吸孔

240．．．吸嘴

242．．．軟膠層

243．．．第二真空吸孔

250．．．橫向雷射切割裝置

251．．．雷射光

Claims (10)

1. 一種防止晶粒破裂之晶粒拾取方法，包含：提供至少一晶粒在一XY平面上，其中該晶粒係黏附於一黏著膠帶，該晶粒與該黏著膠帶之間係形成有一黏晶層；藉由一吸嘴吸附固定該晶粒；依平行於該XY平面之方向，橫向雷射切割該黏晶層，在切割過程中該晶粒係保持被該吸嘴吸附固定之狀態；以及以垂直於該XY平面之Z軸方向上昇該吸嘴，使得該晶粒以及該黏晶層黏附於該晶粒之殘留部位由該黏著膠帶分離。
2. 依據申請專利範圍第1項之防止晶粒破裂之晶粒拾取方法，其中該黏晶層係為一晶粒貼附材料(Die Attach Material,DAM)，並具有大於該晶粒之厚度。
3. 依據申請專利範圍第2項之防止晶粒破裂之晶粒拾取方法，其中該晶粒之厚度係小於30微米。
4. 依據申請專利範圍第1、2或3項之防止晶粒破裂之晶粒拾取方法，其中該XY平面係由一無頂針載台所提供。
5. 依據申請專利範圍第4項之防止晶粒破裂之晶粒拾取方法，其中該無頂針載台係為一真空吸盤。
6. 依據申請專利範圍第1項之防止晶粒破裂之晶粒拾取方法，其中該晶粒係由一晶圓切割成的複數型態，由接近一橫向雷射切割裝置而遠離之方式重覆上述晶粒吸附固定步驟、上述橫向雷射切割步驟與上述上昇該吸嘴之步驟，以逐排拾取該些晶粒。
7. 一種防止晶粒破裂之晶粒拾取裝置，包含：一XY平面提供機構，使至少一晶粒位在一XY平面上，其中該晶粒係黏附於一黏著膠帶，該晶粒與該黏著膠帶之間係形成有一黏晶層；一吸嘴，用以吸附固定該晶粒，該吸嘴係以垂直於該XY平面之Z軸方向昇降；以及一橫向雷射切割裝置，依平行於該XY平面之方向橫向雷射切割該黏晶層。
8. 依據申請專利範圍第7項之防止晶粒破裂之晶粒拾取裝置，其中該XY平面提供機構係包含一無頂針載台。
9. 依據申請專利範圍第8項之防止晶粒破裂之晶粒拾取裝置，其中該無頂針載台係為一真空吸盤。
10. 依據申請專利範圍第7項之防止晶粒破裂之晶粒拾取裝置，其中該吸嘴之吸附面係貼設有一軟膠層。