用于拾取半导体芯片的装置和方法

专利名称：用于拾取半导体芯片的装置和方法
用于拾取半导体芯片的装置和方法本申请要求于2006年12月29日提交的第10-2006-0137510号韩国专利 申请的优先权，其内容通过引用完全包含于此，就像完全在这里提出一样。技术领域本公开涉及拾取半导体芯片(die)的装置和方法，更具体地讲，涉及能 增强保真度和产量的拾取半导体芯片的装置和方法。
背景技术：
随着信息通信领域的快速发展和信息介质(比如计算机)的快速普及， 半导体装置的技术快速发展。半导体装置的技术的快速发展需要功能方面的 高速运行或大容量的存储。半导体装置的大容量和高密度的趋势提高了半导 体装置的集成水平，所以构成存储器单元的各单元装置的尺寸也被小型化。 因此，在有限的区域内形成高度集成的多层结构的技术已成为研究的热点。用于构造半导体装置的单元工艺需要极度严格的精度，以符合这样的高 度集成技术。通常，用于制造半导体装置的单元工艺可主要分为杂质离子注 入和扩散工艺、沉积工艺、蚀刻工艺(包括光刻)和用于去除杂质的晶片清 洁工艺(包括化学机械抛光CMP)等。杂质离子注入和扩散用于将IIIB族(例 如硼B )或VIB族(例如磷P或砷As )的杂质离子注入到半导体基底的内部。 沉积工艺用于在半导体基底上形成材料膜。包括光刻的蚀刻工艺用于将通过 薄膜沉积形成的材料膜图案化成指定的图案。包括CMP的晶片清洁工艺用于 在晶片上沉积层间绝缘层等，并将晶片的表面整体抛光以去除台阶覆盖物 (step coverage )。选择性并重复性地执行这些单元工艺，由此在晶片的表面 上堆叠多个电路图案，以构造半导体装置。在这些单元工艺中完成的半导体装置经历切割工艺(sawing process), 从而被组装成半导体集成电路，在所述切割工艺中，利用刀片将形成在晶片 上的作为半导体芯片的半导体装置成片地分成单独的半导体芯片。在切割工
艺中，通过利用刀片，沿着在晶片的整个表面中的一边方向的划线将晶片的 一边完全地切割。然后，安装有晶片的晶片夹旋转90。，沿着与初始切割垂直 的方向切割晶片，使得晶片被分成单独的半导体芯片。但是，在这样的切割 工艺中，当仅切割一个晶片时，半导体芯片被分散并遗失到工艺区域之外。 为了防止这个问题，通常将粘合剂胶带附于晶片的后表面，使得通过切割工 艺与晶片分离的半导体芯片通过粘合剂胶带仍然保持着紧密的关系而不被分 散。然后，分离的芯片分别与粘合剂胶带分离，并经历用于半导体芯片的封 装工艺。图1A至图1C示出了利用根据传统技术的半导体芯片拾取装置来拾取被 切割的半导体芯片的步骤。参照图1A,由基体膜10、 UV膜12和粘合剂膜 14组成的粘合剂胶带16附于晶片18的后表面。基体膜10可具有切块带 (dicing tape )的形状，粘合剂膜14用作将晶片18牢固地固定到粘合剂胶带 16的主要的粘合剂膜。UV膜12是由粘性强的材料构成的材料膜，以增强基 体膜IO和粘合剂膜14之间的粘附力。通过利用刀片沿着划线来切割后表面 附于粘合剂胶带16的晶片18，晶片18被切割成单独的半导体芯片。作为切 割晶片的结果，形成在晶片上的多个半导体芯片通过被沿着划线20切割而被 分成单个的半导体芯片18a。图1B和图1C示出了通过利用半导体芯片拾取装置来拾取图1A中的被 切割的半导体芯片18a的步骤。参照图1B,半导体芯片拾取装置22被设置 在晶片18的上方，以拾取被沿着划线20切割和分离的半导体芯片18a。半导 体芯片拾取装置22包括传送头28，传送头28连接到驱动装置并将半导体芯 片18a—片片地移到用于后续工艺的处理设备中。半导体芯片拾取装置还包 括夹头(collet) 24,夹头24固定于传送头28的下端，并且在夹头24内设 置了真空管道26，以产生将使被切割的半导体芯片18a与夹头24保持在一起 的吸力。夹头24可以由例如橡胶材料形成，以充分减少对半导体芯片18a的 损坏。为了更确实地防止对半导体芯片18a造成损坏，可以在夹头24的下部 另外地形成由软性材料形成的保护膜。参照图1C,通过孔栓(plunge pin) 30将单独分离的半导体芯片18a抬 起，被抬起的半导体芯片18a通过真空管道26的吸力被拾取并与夹头24保 持在一起。遗憾的是，在图1A至图1C中表示的半导体芯片拾取工艺是推举(push up)方案，该推举方案将孔栓30向着半导体芯片18a的后表面抬升，以抬起 半导体芯片18a。施加到半导体芯片18a后表面的孔栓30的接触应力会造成 在切割线区域(用参考标记A表示)上出现裂紋。例如，在处理50pm以下 的超薄晶片的过程中，由于晶片18的扭曲或柔性导致被切割的半导体芯片不 能有效地被孔栓30分离，当向晶片施加的力过大时，在晶片上会出现裂紋。 此外，在通过利用孔栓30推举半导体芯片18a的有限接触区域的推举方 案中，通过孔栓30施加的推举力没有均匀地提供到半导体芯片的整个区域 上，由此导致半导体芯片的变形或拾取误差等。例如，在如参考符号B所示 地已经在半导体芯片和粘合剂膜14之间产生了粘附的状态下，当通过利用孔 栓30推举半导体芯片18a时，孔栓30的力不会到达区域B或者晶片18会破 损。此外，当利用夹头24时，施加到半导体芯片18a的吸力集中在夹头内部 局部形成的真空管道26中。因此，吸力不能均匀地作用到半导体芯片18a的 整个区域，这样也会造成拾取误差。此外，根据将被孔栓30抬起的半导体芯 片的尺寸来构造孔栓30,因此对于不同尺寸的半导体芯片需要专用的半导体 芯片拾取装置。示例性实施例解决了传统技术的这些和其它缺点。发明内容本发明的目的在于提供用于拾取半导体芯片的装置和方法，由此能够充 分降低对半导体芯片的物理损伤并减少拾取误差，同时增强了保真度和产量。本发明提供了一种用于拾取半导体芯片的装置，该装置包括电磁结构 的夹头单元，用于在夹头单元和晶片粘合剂胶带之间产生引力，晶片粘合剂 胶带设置在晶片的后表面上，晶片粘合剂胶带包括^f兹性粘合剂膜；传送头单 元，附于夹头单元，传送头单元被构造成移动夹头单元和半导体芯片。本发明还提供了一种用于拾取半导体芯片的方法，该方法包括以下步骤 电磁夹头单元，被构造成在电磁夹头单元和磁性晶片粘合剂胶带之间选择性 地产生引力，磁性晶片粘合剂胶带设置在半导体芯片的表面上；传送头单元， 附于电磁夹头单元，传送头单元被构造成通过驱动装置的驱动来移动被电磁 夹头单元拾取的半导体芯片。本发明还提供了一种用于拾取半导体芯片的装置，该装置包括将包括 磁性粘合剂膜的晶片粘合剂胶带附于晶片的后表面；将晶片切割，以从晶片分割出半导体芯片；将夹头单元设置在半导体芯片上方，夹头单元具有电磁 结构；向夹头施加电力，以产生吸引^兹性粘合剂膜并保持半导体芯片附于夹 头单元的石兹场。本发明又提供了一种拾取半导体芯片的方法，该方法包括将晶片粘合 剂胶带附于晶片的后表面，晶片粘合剂胶带包括基体膜和磁性粘合剂膜；沿 着划线切割晶片，以将晶片分成多个半导体芯片；将半导体芯片拾取装置放 置在半导体芯片的上方，半导体芯片拾取装置包括具有电磁结构的夹头单元， 以产生与》兹性粘合剂膜的引力；向夹头单元施加电力，以在夹头单元和磁性 粘合剂膜之间产生引力，并将半导体芯片与基体膜分离。


通过详细的描述和附图，将更充分地理解示例实施例，描述和附图的存 在是出于解释的目的而不是限制的目的。图1A至图1C示出了通过根据传统技术的半导体芯片拾取装置来拾取被 切割的半导体芯片的步骤。图2示出了根据示例实施例的附于晶片的后表面的晶片粘合剂胶带。图3示出了根据示例实施例的将铁氧体材料转换成顺磁物质从而形成适 于使用的磁性粘合剂层的工艺。图4A至图4E示出了根据示例实施例的半导体芯片拾取装置和半导体芯 片拾取工艺。图5是描述了图4A至图4E中所示的一部分工艺的流程图。图6A至图6E示出了根据其它示例实施例的半导体芯片拾取装置和半导体芯片拾取工艺。图7是描述了图6A至图6E中所示的一部分工艺的流程图。图8A至图8E示出了根据其它示例实施例的半导体芯片拾取装置和半导体芯片拾取工艺。图9是描述了图8A至图8E中所示的一部分工艺的流程图。图IOA至图IOE示出了根据其它示例实施例的半导体芯片拾取装置和半导体芯片拾取工艺。图ll是描述了图IOA至图10E中所示的一部分工艺的流程图。
具体实施方式
下文中，参照图2至图11来更充分地描述示例实施例。然而，本发明可 以以许多不同的形式来实施，而不应该;故理解为限于这里阐述的示例实施例。 相反，提供这些示例实施例，使得该公开是彻底和完全的，并将向本领域的 技术人员充分传达在一个或多个示例实施例中体现的本发明的原理。除非另外地限定，否则这里使用的所有术语(包括技术术语和科学术语) 的含义与本发明所属领域的普通技术人员通常所理解的含义相同。还应该理 解的是，这里使用的术语应该被理解为其含义与本说明书和相关领域的环境 中它们的含义一致，并且除非在这里特别地限定，否则将不以理想的或过度 正式的含义来解释这些术语。图2示出了根据一些示例实施例的附于晶片108的后表面的晶片粘合剂 胶带106。粘合剂胶带106包括基体膜100、紫外(UV)膜102和磁性粘合 剂膜104。磁性粘合剂膜104包括磁性填充物204，由此磁性粘合剂膜104具 有顺磁物质的特性或铁磁材料的特性。因此，当向电石兹结构的夹头施加电力 时，在夹头和磁性粘合剂膜104之间产生引力，从而被切割的半导体芯片与 基体膜100分离。下面参照图3来说明将磁性填充物204添加到普通的粘合剂膜中以使粘 合剂膜具有磁性物质的这种原理。图3示出了根据示例实施例的将铁氧体材 料转换成顺磁物质以形成适于使用的磁性粘合剂层的工艺。如图3中的左侧 所示，铁氧体材料200被含氧材料202环绕。然后，在通过在预定温度下加 热而执行的固化工艺中，铁氧体材料200被氧化并变化为顺磁物质或磁性填 充物204。铁氧体材料200可以是当施加电力时形成磁场的电磁结构的材料， 例如，铁、镍、钴等。通常，磁性物质是在存在外部施加的磁场的情况下被磁化的材料。根据 在存在外部f兹场的情况下表现出的磁化水平，磁性物质可以被分类为铁磁材 料、反铁磁材料和顺磁材料。由于铁磁材料中原子的磁矩对齐，因此铁磁材料是强磁性物质。在反铁 磁材料中，沿着与外部磁场相反的方向产生^兹化。顺磁材料是由于原子的热振动而导致磁化无序的物质。顺磁材料沿着施 加》兹场的方向被弱；兹化，并且当去除-兹场时不祐」磁化。顺-兹材料可以是金属 中的锡、柏、铱等且可以是氧或空气等。顺磁材料的磁性大小与外部磁场的
大小成比例，磁化水平用磁化率表示。磁化率与温度成反比地增大，这被称 作居里定律。如图3中所示，被含氧材料202环绕的铁氧体材料200被注入到普通的 粘合剂膜的内部，然后在指定温度下被固化。根据示例实施例， 一旦铁氧体 材料200被氧化，就具有顺磁材料的特性，因此，普通的粘合剂膜成为可用 作粘合剂胶带106的组件的磁性粘合剂膜104。根据示例实施例，附于晶片后表面的粘合剂胶带106包括磁性粘合剂膜 104，当电磁结构的夹头被施加电力以拾取半导体芯片时，磁性粘合剂膜104 可以沿着外部磁场的方向被磁化。因此，在夹头和磁性粘合剂膜104之间产 生引力。这种引力用作对磁性粘合剂膜104和UV膜102的恒定的分离力。 结果，从整体的晶片切割出的半导体芯片可以没有损坏地与基体膜分离。此 时，引力在磁性粘合剂膜和夹头之间的整个区域上均匀地分散。因此，恒定 的拾取力也作用在设置在磁性粘合剂膜104上的半导体芯片上，从而防止半 导体芯片的变形并充分降低了裂紋的发生率。图4A至图4E示出了根据示例实施例的半导体芯片拾取装置和半导体芯 片拾取工艺。图5是描述了图4A至图4E中所示的一部分工艺的流程图。参照图4A和图5,在步骤S400中，由基体膜300、 UV膜302和磁性粘 合剂膜304构成的粘合剂胶带306附于晶片308的后表面。基体膜300具有 切块带的形状，UV膜302是由粘性强的材料形成的材料层，以增强基体膜 300和磁性粘合剂膜304之间的粘附力。磁性粘合剂膜304将晶片308牢固 地固定到基体膜300,如以上所说明的，磁性粘合剂膜304是根据示例实施 例的半导体芯片粘合剂胶带306的重要的组件。在形成磁性粘合剂膜304的过程中，作为磁性物质的被含氧材料环绕的 铁氧体材料被注入到普通的粘合剂膜中，然而在指定温度下被固化。铁氧体 材料可以是当施加电力时形成磁场的铁磁结构的材料，例如，铁、镍、钴等。 随后，在固化步骤中，铁氧体材料被氧化并呈现出顺磁物质的特性，并且普 通的粘合剂膜变为具有顺磁物质的特性的磁性粘合剂膜304。被氧化的铁氧 体材料在普通的粘合剂膜中用作i兹性填充物，从而使粘合剂膜具有顺磁特性。如以上所说明的，铁、镍、钴等是铁磁物质的例子。因此，在可选的示 例实施例中，可以去除固化工艺，且可以使用铁^f兹材料的特性来替代顺磁材 料的特性。
参照图4B和图5,随后在步骤S402中，通过利用刀片沿着切割线310 来切割晶片308,从晶片分离出多个半导体芯片308a。接着，在步骤S404中， 为了拾取被沿着切割线310单独分离的半导体芯片308a,将根据示例实施例 的半导体芯片拾取装置312设置在晶片308上方。半导体芯片拾取装置312 包括传送头314和夹头316。传送头314连接到驱动装置(未示出)，驱动装 置将被切割的半导体芯片移向用于后续工艺的工艺设备。夹头316附于传送 头314的下端，并拾取被切割的半导体芯片308a。夹头316的下部可以另外 地设置有保护膜318，保护膜318由软性材料形成以充分减少对半导体芯片 308a的损坏。才艮据示例实施例，半导体芯片4合取装置312的夹头316优选地 包括可被;兹化的材料。更具体地讲，夹头316优选地包括当施加电力时形成 磁场的金属材料。所述金属材料作为铁氧体群中的铁磁材料可包括例如铁、 镍、钴等。参照图4C和图5,将包括具有电磁结构的夹头316的半导体芯片拾取装 置312设置在被切割的半导体芯片308a的上方，然后向夹头316施加电力。 然后，在步骤406中，电;兹结构的夹头316被磁化，在夹头316和附于晶片 308后表面的磁性粘合剂膜304之间产生引力，如参考符号C所指示的。参照图4D和图5,在步骤S408中，在引力作用在电》兹结构的夹头316 和磁性粘合剂膜304之间的状态下，通过利用半导体芯片拾取装置312的传 送头314来拾取被切割的半导体芯片308a。即，通过夹头316和磁性粘合剂 膜304之间作用的引力，磁性粘合剂膜304与UV膜302分离，从而将被切 割的半导体芯片308a与基体膜300分离，并拾取被切割的半导体芯片308a。此时，在整个磁性粘合剂膜304中均匀地分布磁性填充物。在整个夹头 316中也均匀地产生》兹力。因此，在-兹性粘合剂膜304和夹头316的整个区 域中分布基本上均匀的引力，基本上均匀的拾取力作用在设置在磁性粘合剂 膜304上的被切割的半导体芯片308a上。因此，当如图4D所示通过利用半 导体芯片拾取装置312拾取半导体芯片308a时，基本上均匀的分离力作用在 半导体芯片308a的整个区域上，被切割的半导体芯片308a可以与基体膜300 分离，而半导体芯片308a没有变形或者产生裂紋。参照图4E和图5，在步骤S410中，被拾取的半导体芯片308a被移向印 刷电路板(PCB) 322,并被安装在PCB 322上。然后，在步骤S412中，输 入到夹头316的电被切断，夹头316的磁力和与磁性粘合剂膜304的引力被
消除。在步骤S414中，被切割的半导体芯片308a保留在PCB 322上以构成 电路，半导体芯片拾取装置312返回到初始位置，并为后续的半导体芯片拾 取操作备用。如上对于示例实施例的描述，使用包含具有顺磁物质的磁性填充物的磁 性粘合剂膜304以及与磁性粘合剂膜304有引力作用的电磁结构的夹头316， 从而有效地将被切割的半导体芯片308a与基体膜分离，而不造成变形或裂紋。图6A至图6E示出了根据其它示例实施例的半导体芯片拾取装置和半导 体芯片拾取工艺。图7是描述了图6A至图6E所示的一部分工艺的流程图。参照图6A和图7，在步骤S600中，由基体膜500、 UV膜502、第一粘 合剂膜504、磁性粘合剂膜506和第二粘合剂膜508构成的粘合剂胶带510 附于晶片512的后表面。基体膜500具有切块带的形状，UV膜502是由粘性 强的材料形成的材料层，以增强基体膜500和第一粘合剂膜504之间的粘附 力。第二粘合剂膜508用于将晶片512牢固地固定到基体膜500。磁性粘合 剂膜506设置在第一粘合剂膜504和第二粘合剂膜508之间。在形成磁性粘合剂膜506的过程中，在UV膜502上形成第一粘合剂膜 504。然后，在第一粘合剂膜504上再形成一层普通的粘合剂膜，接着，作为 磁性填充物的被含氧材料环绕的铁氧体材料被注入到普通的粘合剂膜中，然 后在预定的温度下被固化。铁氧体材料在固化步骤中被氧化，因此具有顺磁 物质的特性。因此，普通的粘合剂膜变成具有顺磁物质的特性的磁性粘合剂 膜506。铁氧体材料可以是当施加电力时形成磁场的电磁结构的材料，例如， 铁、镍、钴等。另一方面，铁、镍和钴等自身是具有铁磁物质的铁氧体材料。因此，根 据可选的实施例，可以原封不动地利用铁^t材料的特性，而不用固化步骤。根据以上描述的示例实施例，在第一粘合剂膜504上形成普通的粘合剂 膜，然而将铁氧体材料注入到普通的粘合剂膜中，使得普通的粘合剂膜变成 磁性粘合剂膜。根据其它示例实施例，铁氧体材料层可直接在第一粘合剂膜 504上形成为指定厚度。在这种情况下，铁氧体材料可以是当施加电力时形 成磁场的电磁结构的材料，比如，铁、镍、钴等。参照图6B和图7，通过利用刀片沿着晶片512的划线来切割后表面附于 粘合剂胶带510的晶片512。然后，在步骤S602中，沿着基于划线的切割线 514，将形成在晶片上的多个半导体芯片分成单独的半导体芯片512a。 随后，在步骤S604中，为了拾取沿着切割线514被成片分离的半导体芯 片512a,将根据示例实施例的半导体芯片拾取装置516设置在晶片512上方。 半导体芯片拾取装置516包括传送头518和夹头520。传送头518连接到驱 动装置，驱动装置将传送头和被切割的半导体芯片512a移向用于后续工艺的 工艺设备。夹头520附于传送头518的下端，并拾取被切割的半导体芯片512a。 夹头520的下部可以另外地设置有保护膜522，保护膜522由软性材料形成， 以充分减少对半导体芯片的损坏。半导体芯片拾取装置516的夹头520优选 地包含可被-兹化的材料。更具体地讲，夹头520包含作为铁氧体群的电磁材 料的当施加电力时形成磁场的金属材料(即，铁、镍、钴等)。参照图6C和图7,将包括电磁结构的夹头520的半导体芯片拾取装置516 设置在被切割的半导体芯片512a上方，然后向夹头520施加电力。接着，在 步骤S606中，电》兹结构的夹头520被磁化，并与附于晶片512后表面的》兹性 粘合剂膜506有引力作用，如参考符号D所指示的。参照图6D和图7，在步骤S608中，当引力作用在电^f兹结构的夹头520 和磁性粘合剂膜506之间时，通过利用半导体芯片拾取装置516的传送头518 来拾取被切割的半导体芯片512a。即，通过作用在夹头520和磁性粘合剂膜 506之间的引力，磁性粘合剂膜506与第一粘合剂膜504分离，从而将被切 割的半导体芯片512a与基体膜500分离，并拾取被切割的半导体芯片512a。此时，磁性填充物均匀地分布在整个磁性粘合剂膜506中。在整个夹头 520中也均匀地产生^t力。均匀的引力通过^f兹性粘合剂膜506和夹头520的 整个区域作用，因此，均匀的拾取力作用在设置在磁性粘合剂膜506上的被 切割的半导体芯片512a上。因此，在如图6D所示通过利用半导体芯片拾取 装置516拾取半导体芯片512a的过程中，均匀的分离力作用在半导体芯片 512a的整个区域上，从而简单地将被切割的半导体芯片512a从基体膜500 拾取的操作没有使半导体芯片512a产生变形或裂紋。参照图6E和图7,在步骤S610中，将被拾取的半导体芯片512a移向PCB 524并安装在PCB 524上。然后，切断输入到夹头520的电力。在步骤S612 中，当去除夹头520的磁力时，夹头520与磁性粘合剂膜506的引力也消失。 在步骤S614中，被切割的半导体芯片512a保留在PCB 524上以构成电路， 半导体芯片拾取装置516返回到初始位置，并为后续的半导体芯片拾取操作 备用。
根据以上描述的示例实施例，使用了含有磁性填充物的磁性粘合剂膜506以及具有与磁性粘合剂膜506的引力的电磁结构的夹头520,从而有效地将 被切割的半导体芯片512a与基体膜分离，而没有造成变形或裂紋，其中，磁 性填充物具有顺》兹物质。图8A至图8E示出了根据其它示例实施例的半导体芯片拾取装置和半导 体芯片拾取工艺。图9是描述了图8A至图8E中所示的一部分工艺的流程图。参照图8A和图9，在步骤S800中，由基体膜700、 UV膜702和-兹性粘 合剂膜704构成的粘合剂胶带706附于晶片708的后表面。基体膜700具有 切块带的形状，UV膜702是由粘性强的材料形成的材料层，以增强基体膜 700和磁性粘合剂膜704之间的粘附力。磁性粘合剂膜704是用于将晶片708 牢固地固定到基体膜700的主粘合剂膜。在形成磁性粘合剂膜704的过程中，作为磁性物质的被含氧材料环绕的 铁氧体材料被注入到普通的粘合剂膜中，然后在预定温度下被固化。铁氧体 材料在固化步骤中被氧化，从而具有顺磁物质的特性。因此，普通的粘合剂 膜变成具有顺磁物质的特性的磁性粘合剂膜704。被氧化的铁氧体材料用作 为普通粘合剂膜赋予顺磁特性的磁性填充物。铁氧体材料可以是当施加电力 时形成磁场的电磁结构的材料，比如，铁、镍、钴等。另一方面，铁、镍和钴等自身是具有铁磁物质的铁氧体材料。因此，根 据可选的示例实施例，可以原封不动地利用铁一磁体材料的特性，而不用固化 步骤。参照图8B和图9,通过利用刀片沿着晶片708的划线切割后表面附于粘 合剂胶带706的晶片708。然后，在步骤S802中，沿着基于划线的切割线(参 考标号710所示)，将形成在晶片708上的多个半导体芯片分成单独的半导体芯片。随后，在步骤S804中，为了拾取通过沿着切割线710被成片分离的半导 体芯片708a,将根据本发明实施例的半导体芯片拾取装置712设置在晶片708 上方。半导体芯片拾取装置714包括传送头714和夹头716。传送头714连 接到驱动装置，并成片地将半导体芯片移向用于后续工艺的工艺设备。夹头 716附于传送头714的下端，并拾取被切割的半导体芯片。夹头716的下部 可另外地设置有保护膜718，保护膜718由软性材料形成，以充分减小对半 导体芯片的损坏。此处的特征在于，半导体芯片拾取装置712的夹头716由
可被磁化的材料形成。更具体地讲，夹头716是作为铁氧体群的电磁材料的 用于当施加电力时形成磁场的金属材料(即，铁、镍或钴等)。另外，夹头716包括多个真空管道720，以向位于夹头下方的被切割的半导体芯片708a 施力口吸力。参照图8C和图9,将包括电磁结构的夹头716的半导体芯片拾取装置712 设置在纟皮切割的半导体芯片708a上方，然后向夹头716施加电力。然后，电 磁结构的夹头716被磁化，并与附于晶片708后表面的磁性粘合剂膜704产 生引力作用，如参考标号E所示。吸力提供到夹头716内部采用的真空管道 720。结果，在步骤S806中，被;兹化的夹头716和〃磁性粘合剂膜704之间的 引力和通过真空管道720的真空吸力作用在半导体芯片708a上。参照图8D和图9，在步骤S808中，当引力作用在电^f兹结构的夹头716 和磁性粘合剂膜704之间且通过真空管道720对半导体芯片708a作用真空吸 力时，通过利用半导体芯片拾取装置712的传送头714拾取被切割的半导体 芯片708a。即，通过作用在夹头716和磁性粘合剂膜704之间的引力，磁性 粘合剂膜704与UV膜702分离，从而将被切割的半导体芯片708a从基体膜 700分离，并拾取被切割的半导体芯片708a。优选地，f兹性填充物均匀地分布于整个磁性粘合剂膜704。优选地，在 整个夹头716中也均匀地产生磁力。因此，均匀的引力通过磁性粘合剂膜704 和夹头716的整个区域作用，因此，均匀的拾取力作用在设置在磁性粘合剂 膜704上的被切割的半导体芯片708a上。因此，当如图8D所示通过利用半 导体芯片拾取装置712拾取半导体芯片708a时，均匀的分离力作用在半导体 芯片708a的整个区域上，从基体膜700拾取被切割的半导体芯片708a的操 作没有使半导体芯片708a产生变形或裂紋。参照图8E和图9，在步骤S810中，将被拾取的半导体芯片708a移向PCB 722并安装在PCB 722上。然后，切断输入到夹头716的电力。接着，在步 骤S812中，停止提供到真空管道720的真空。随后，夹头716的磁力消失， 与磁性粘合剂膜704的引力也消失。通过真空管道720的真空吸力也消失。 被切割的半导体芯片708a与半导体芯片拾取装置712分离，并保留在PCB 722 上以构成电路。在步骤S814中，半导体芯片拾取装置712返回到初始位置， 并为后续的半导体芯片拾取操作备用。根据以上描述的示例实施例，使用了含有磁性填充物的磁性粘合剂膜704 以及具有与磁性粘合剂膜704的引力的电磁结构的夹头716，从而有效地将 被切割的半导体芯片708a与基体膜分离，而不造成变形或裂紋，其中，磁性 填充物具有顺;兹物质。另外，真空管道720形成在夹头716内部，从而与仅 依赖于与磁性粘合剂膜704的引力相比，对被切割的半导体芯片708a的拾取 效果可以加倍。图IOA至图IOE示出了根据其它示例实施例的半导体芯片拾取装置和半 导体芯片拾取工艺。图ll是描述了图IOA至图10E中所示的一部分工艺的流程图。参照图IOA和图11，在步骤S1000中，由基体膜900、 UV膜902、第一 粘合剂膜904、磁性粘合剂膜906和第二粘合剂膜908构成的粘合剂胶带910 附于晶片912的后表面。基体膜900具有切块带的形状，UV膜902是由粘性 强的材料形成的材料层，以增强基体膜900和第一粘合剂膜904之间的粘附 力。第二粘合剂膜908用于将晶片912牢固地固定到基体膜卯0。磁性粘合 剂膜906设置在第一粘合剂膜904和第二粘合剂膜908之间。在形成^f兹性粘合剂膜906的过程中，在UV膜902上形成第一粘合剂膜 904。然后，在第一粘合剂膜904上形成普通的粘合剂膜，接着，作为磁性物 质的由含氧材料环绕的铁氧体材料被注入到普通的粘合剂膜中，然后在预定 温度下被固化。铁氧体材料在固化步骤中被氧化，从而具有顺磁物质的特性。 因此，普通的粘合剂膜变成具有顺磁物质的特性的磁性粘合剂膜906。被氧 化的铁氧体材料用作磁性填充物，使得普通的粘合剂膜具有顺磁特性。铁氧 体材料可以是当施加电力时形成磁场的电磁结构的材料，比如，铁、镍、钴 等。另一方面，铁、镍、钴等自身是具有铁磁特性的铁氧体材料。因此，在 可选的示例实施例中，可以原封不动地利用4失一磁材料的特性，而不用固化步骤。如上所述，在第一粘合剂膜904上形成普通的粘合剂膜，然后，将铁氧 体材料注入到普通的粘合剂膜中，以将其变为磁性粘合剂膜。但是，除了这 种方法之外，铁氧体材料层也可直接在第一粘合剂膜904上形成为指定厚度。 在这种情况下，铁氧体材料可以是用于当施加电力时形成磁场的电磁结构的 材料，比如，铁、镍、钴等。参照图IOB和图11,通过利用刀片沿着晶片912的划线切割后表面附于
粘合剂胶带910的晶片912。然后，在步骤S1002中，沿着基于划线的切割 线(标号914所示)，形成在晶片912上的多个半导体芯片被分成单独的半导 体芯片。随后，在步骤S1004中，为了拾取沿着切割线914被成片分离的半导体 芯片912a,将根据本发明实施例的半导体芯片拾取装置916设置在晶片912 上方。半导体芯片拾取装置916包括传送头918和夹头920。传送头918连 接到驱动装置，并成片地将半导体芯片移向用于后续工艺的工艺设备。夹头 920附于传送头918的下端，并拾取被切割的半导体芯片912a。夹头920的 下部可另外地设置有保护膜922,保护膜922由软性材料形成，以充分减少 对半导体芯片的损坏。此处的特征在于，半导体芯片拾取装置916的夹头920 由可被磁化的材料形成。更具体地讲，夹头920是作为铁氧体群的电磁材料 的当施加电力时形成磁场的金属材料，即，铁、镍或钴等。在夹头920内部 形成多个真空管道924,真空管道924用于向被切割的半导体芯片912a施加 吸力。参照图IOC和图11，将包括电磁结构的夹头920的半导体芯片拾取装置 916设置在被切割的半导体芯片912a上方，然后向夹头920施加电力。接着， 电;兹结构的夹头920祐J兹化，在夹头920和附于晶片912的后表面的,兹性粘 合剂膜906之间产生引力，如参考符号F所表示的。另外，向夹头920内部 采用的真空管道924提供真空。结果，在步骤S1006中，被磁化的夹头920 和磁性粘合剂膜906之间的引力以及通过真空管道924的真空吸力作用在半 导体芯片912a上。参照图10D和图11,在步骤S1008中，当引力作用在电^兹结构的夹头 920和磁性粘合剂膜906之间时且当通过真空管道924作用真空吸力时，通 过利用半导体芯片拾取装置916的传送头918拾取被切割的半导体芯片912a。 即，通过夹头920和磁性粘合剂膜906之间的引力，磁性粘合剂膜906与第 一粘合剂膜904分离，从而将被切割的半导体芯片912a与基体膜900分离， 并拾取被切割的半导体芯片912a。优选地，/磁性填充物均匀地分布在整个;兹性粘合剂膜906中。优选地， 在整个夹头920中也均匀地产生磁力。均匀的引力通过磁性粘合剂膜906和 夹头920的整个区域作用，因此，均匀的拾取力作用在设置在磁性粘合剂膜 906上的被切割的半导体芯片912a上。因此，在如图IOD所示通过利用半导
体芯片拾取装置916来拾取半导体芯片912a的过程中，均匀的分离力作用在 半导体芯片912a的整个区域上，从而简单地将被切割的半导体芯片912a与 基体膜900分离的操作没有导致在半导体芯片912a上产生变形或裂紋。参照图IOE和图11,在步骤S1010中，将被拾取的半导体芯片912a移 向PCB 926并安装在PCB 926上。然后，切断输入到夹头920的电力。接着， 在步骤S1012中，切断提供到真空管道924的真空。随后，夹头920的磁力 消失，与磁性粘合剂膜906的引力也消失。此外，通过真空管道924的真空 吸力消失。在步骤S1014中，被切割的半导体芯片912a保留在PCB926上， 半导体芯片拾取装置916返回到初始位置，并为后续的半导体芯片拾取操作 备用。根据以上描述的示例实施例，使用含有f兹性填充物的磁性粘合剂膜906 以及具有与磁性粘合剂膜906的引力的电磁结构的夹头920，从而有效地将 被切割的半导体芯片912a与基体膜分离，而不造成变形或裂紋，其中，磁性 填充物具有顺-兹物质，。真空管道924形成在夹头920内部，因此，与仅依赖 于与磁性粘合剂膜906的引力相比，对被切割的半导体芯片912a的拾取效果 可以力M咅。如上所述，根据示例实施例，应用了含有磁性填充物的磁性粘合剂膜作 为晶片粘合剂带，以固定被切割的半导体芯片，其中，^F兹性填充物具有作为 顺磁物质或铁磁物质的磁性物质的特性。此外，在半导体芯片拾取装置中采 用了电磁结构的夹头，以拾取被切割的半导体芯片，其中，夹头与磁性粘合 剂膜有引力作用。因此，引力通过夹头和磁性粘合剂膜之间的整个区域均匀 地作用，由此，均匀的拾取力作用于设置在磁性粘合剂膜上的半导体芯片， 从而有效地将半导体芯片与晶片粘合剂胶带的基体膜分离，而半导体芯片没 有出现变形或裂紋，从而充分减小了拾取误差。另外，在传统技术中，根据半导体芯片的尺寸来构造特定的半导体芯片 拾取装置是不方便的。然而，根据以上描述的示例实施例，可以自由地构造 半导体芯片拾取装置而没有设计限制(即，完整的平坦的或圆形等)，以实现 最高的半导体芯片的保真度和工作效率，从而增强了半导体芯片的保真度和 工作效率，还在成本上表现出优势。具体地对于倒装芯片，考虑到与传统夹 头的接触，没有焊盘(pad)的空间应该保留在中心部分中，但在根据本发明 的实施例应用电磁结构的夹头的情况下，与传统技术中类似的真空管道不是
必须的，从而半导体芯片拾取装置相对于传统的拾取装置被小型化，且工作 效率更高。因此，根据本发明的一些实施例，可以解决如在传统技术中的根据半导 体芯片的尺寸来构造特定的半导体芯片拾取装置的不方便，从而充分压缩了 制造装置的成本。此外，通过根据一些示例实施例在电磁结构的夹头的内部进一步釆用真 空管道，与仅依赖于与磁性粘合剂膜的引力相比，可以增强对被切割的半导 体芯片的拾取效果。虽然根据 一 些示例实施例如上描述了半导体芯片拾取装置及其方法，但 是附于晶片的后表面的晶片粘合剂胶带或用于拾取被切割的半导体芯片的半 导体芯片拾取装置等的构造不限于以上描述的实施例，而是可以在不脱离本 发明的精神的情况下进行各种变换。例如，可以变换构成晶片粘合剂胶带的 所有材料层的顺序或种类。根据示例实施例的半导体芯片拾取装置还具有夹 头，夹头由电磁结构的金属材料代替传统的橡胶材料形成。因此，根据示例实施例，其它组分可以;陂添加到夹头的下端或上端，同时仍然保持电^f兹特性。 如上所述，根据本发明的一些实施例，采用含有磁性填充物的磁性粘合 剂膜作为晶片粘合剂胶带，来固定被切割的半导体芯片，其中，磁性填充物 具有顺磁物质的特性。此外，在半导体芯片拾取装置中釆用了具有电磁结构 的夹头，以拾取被切割的半导体芯片，其中，夹头与磁性粘合剂膜有引力作 用。因此，引力通过夹头和磁性粘合剂膜之间的整个区域均匀地作用，因此， 均匀的拾取力作用于设置在磁性粘合剂膜上的半导体芯片上，从而有效地将 半导体芯片与晶片粘合剂胶带的基体膜分离，而半导体芯片没有出现变形或裂紋，从而充分减小了拾取误差。还可以避免根据半导体芯片的尺寸来构造 特定的拾取装置的不方便。应该清楚的是，本发明可以以许多方式来实践。以下是对一些实施例的 示例的、非限制性的描述。根据一些示例实施例，半导体芯片拾取装置包括电磁结构的夹头，该夹 头用于在夹头单元和磁性粘合剂膜之间产生引力，磁性粘合剂膜构成附于晶 片后表面的晶片粘合剂胶带。半导体芯片拾取装置还包括传送头单元，传送 头单元用于通过驱动装置的驱动移动被夹头单元拾取的半导体芯片。根据一些示例实施例，半导体芯片拾取装置包括晶片粘合剂胶带，包 括磁性粘合剂膜并附于晶片的后表面，以固定被切割的半导体芯片；电磁结构的夹头单元，用于与晶片粘合剂胶带的磁性粘合剂膜产生引力；传送头单 元，用于通过驱动装置的驱动来移动被夹头单元拾取的被切割的半导体芯片。根据一些示例实施例，拾取半导体芯片的方法包括将包括磁性粘合剂 膜的晶片粘合剂胶带附于晶片的后表面；将后表面附于粘合剂胶带的晶片切 割成单独的半导体芯片；将半导体芯片拾取装置设置在被切割的半导体芯片 上方，所述半导体芯片拾取装置包括电磁结构的夹头单元，用于与磁性粘合 剂膜产生引力；通过向夹头单元施加电力来在夹头单元中产生》兹场，由此通 过夹头单元与磁性粘合剂膜产生引力并吸附半导体芯片。根据一些示例实施例，半导体芯片拾取方法包括将包括基体膜和磁性 粘合剂膜的晶片粘合剂胶带附于晶片的后表面；沿着划线将后表面附于粘合 剂胶带的晶片切割成单独的半导体芯片；将半导体芯片拾取装置设置在被切 割的半导体芯片上方，所述半导体芯片拾取装置包括电磁结构的夹头单元， 用于与磁性粘合剂膜产生引力；向夹头单元施加电力，随后在夹头单元中产 生磁场，由此与磁性粘合剂膜产生引力并将半导体芯片与基体膜分离。对本领域的技术人员来说应该清楚的是，在不脱离本发明的精神或范围 的情况下，可以对以上描述的示例实施例进行更改和变化。因此，本发明意 在覆盖落入权利要求及其等同物的范围内的对本发明的任何这类更改和变 化。因此，这些和其它改变和更改被看作是在如权利要求限定的本发明的真 实的精神和范围内。在附图和说明书中，已经公开了本发明的典型的实施例，虽然采用了特 定术语，但是这些术语只是用于通用和描述性的含义，而不是出于限制的目 的，在权利要求中阐述了本发明的范围。
权利要求
1、一种用于拾取半导体芯片的装置，包括电磁结构的夹头单元，用于在夹头单元和晶片粘合剂胶带之间产生引力，晶片粘合剂胶带设置在晶片的后表面上，晶片粘合剂胶带包括磁性粘合剂膜；传送头单元，附于夹头单元，传送头单元被构造成移动夹头单元和半导体芯片。
2、 如权利要求l所述的装置，其中，夹头单元还包括用于保护半导体芯 片的保护层，保护层设置在夹头单元的表面上。
3、 如权利要求l所述的装置，其中，夹头单元还包括真空管道，真空管 道向半导体芯片施加吸力，且真空管道设置在夹头单元的内部。
4、 如权利要求l所述的装置，其中，晶片粘合剂胶带还包括 基体膜；紫外膜，设置在基体膜上，其中，磁性粘合剂膜设置在紫外膜上。
5、 如权利要求4所述的装置，其中，磁性粘合剂膜包括磁性填充物，磁 性填充物包括铁氧体材料。
6、 如权利要求5所述的装置，其中，铁氧体材料包括铁。
7、 如权利要求6所述的装置，其中，夹头单元包含当施加电力时形成磁 场的金属材料。
8、 如权利要求7所述的装置，其中，金属材料是铁氧体群中的电磁材料。
9、 如权利要求8所述的装置，其中，金属材料包括从由铁、镍和钴组成 的组中选择的至少一种。
10、 一种用于拾取半导体芯片的装置，包括电磁夹头单元，被构造成在电磁夹头单元和磁性晶片粘合剂胶带之间选 择性地产生引力，磁性晶片粘合剂胶带设置在半导体芯片的表面上；传送头单元，附于电磁夹头单元，传送头单元被构造成通过驱动装置的 驱动来移动被电磁夹头单元拾取的半导体芯片。
11、 如权利要求IO所述的装置，磁性晶片粘合剂胶带包括 基体膜；紫外膜，设置在基体膜上； 磁性粘合剂膜，设置在紫外膜上。
12、 如权利要求11所述的装置，其中，磁性粘合剂膜包括从由铁磁材料 和顺;兹材料组成的组中选择的至少 一种。
13、 如权利要求12所述的装置，其中，铁磁材料包括镍。
14、 如权利要求IO所述的装置，其中，电磁夹头单元包括来自铁氧体群 的金属材料。
15、 如权利要求14所述的装置，其中，金属材料包括从由铁、镍和钴组 成的组中选择的至少一种。
16、 一种将半导体芯片与晶片分离并拾取半导体芯片的方法，所述方法包括将包括磁性粘合剂膜的晶片粘合剂胶带附于晶片的后表面； 将晶片切割，以从晶片分割出半导体芯片； 将夹头单元设置在半导体芯片上方，夹头单元具有电^ 兹结构； 向夹头单元施加电力，以产生吸引^F兹性粘合剂膜并保持半导体芯片附于 夹头单元的磁场。
17、 如权利要求16所述的方法，其中，将晶片粘合剂胶带附于晶片的后 表面的步骤包括将磁性填充物放置在磁性粘合剂膜内部，磁性填充物包含 铁氧体材料。
18、 如权利要求17所述的方法，其中，将磁性填充物放置在磁性粘合剂 膜内部的步骤包括将钴放置在磁性粘合剂膜内部。
19、 如权利要求16所述的方法，其中，夹头单元包括来自铁氧体群的金 属材料。
20、 如权利要求16所述的方法，其中，金属材料包括从由铁、镍和钴组 成的组中选择的至少一种。
21、 一种拾取半导体芯片的方法，所述方法包括将晶片粘合剂胶带附于晶片的后表面，晶片粘合剂胶带包括基体膜和磁 性粘合剂膜；沿着划线切割晶片，以将晶片分成多个半导体芯片； 将半导体芯片拾取装置放置在半导体芯片的上方，半导体芯片拾取装置包括具有电磁结构的夹头单元，以产生与磁性粘合剂膜的引力；向夹头单元施加电力，以在夹头单元和磁性粘合剂膜之间产生引力，并 将半导体芯片与基体膜分离。
22、 如权利要求21所述的方法，其中，晶片粘合剂胶带还包括设置在基体膜上的紫外膜，磁性粘合剂膜设置在紫外膜上。
23、 如权利要求22所述的方法，其中，晶片粘合剂胶带还包括 第一粘合剂膜，设置在紫外膜和磁性粘合剂膜之间； 第二粘合剂膜，设置在磁性粘合剂膜上。
24、 如权利要求21所述的方法，还包括切断提供到夹头单元的电力，以消除夹头单元产生的磁场。
25、 如权利要求21所述的方法，还包括在向半导体芯片施加引力的同时 向半导体芯片施加吸力。
全文摘要
本发明提供了用于拾取半导体芯片的装置及拾取半导体芯片的方法。根据示例实施例，用于拾取半导体芯片的装置包括电磁夹头单元，电磁夹头单元被构造成在电磁夹头单元和磁性晶片粘合剂胶带之间选择性地产生引力，其中，磁性晶片粘合剂胶带设置在半导体芯片的表面上。该装置还包括附于电磁夹头单元的传送头单元，传送头单元被构造成通过驱动装置的驱动移动电磁夹头单元拾取的半导体芯片。
文档编号H01L21/677GK101211809SQ200710305869
公开日2008年7月2日 申请日期2007年12月28日 优先权日2006年12月29日
发明者宋炫静, 沈钟辅, 边鹤均 申请人:三星电子株式会社