专利名称：拾取方法和拾取装置的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种芯片的拾取方法和芯片的拾取装置。
背景技术：
近年来，半导体器件的高集成化不断发展。在此，在水平面内配置高集成化的多个半导体器件并用布线连接上述半导体器件而进行产品化时，会担心以下所述的点。即，担心由于布线长度增加而由此导致布线的电阻变大的情况和因布线导致的信号传送延迟变大的情况。因此，提出有使用将多个半导体器件层叠而对其进行三维配置的三维集成技术的方案。在该三维集成技术中，提出有以下所述的方法。即，将预先制作有集成电路的基板分割成多个芯片。然后，从通过分割得到的多个芯片中挑选出通过在分割前进行的合格品判断试验而确认为合格品的芯片。接着，将如此挑选出的芯片层叠到另一基板上，安装为三维层叠体(以下，也称为“堆叠芯片:stacked chip”)。通常，这种堆叠芯片是通过以下方式制造的。首先，在形成有半导体器件的基板上，从形成有半导体器件的器件形成面侧粘贴切割带或背面研磨带等粘合片。然后，从与器件形成面相反的一侧的面、即基板的背面对如此在器件形成面上粘贴有粘合片的基板进行磨削而使其薄化，直到规定的厚度为止。之后，在仍然粘贴于粘合片的状态下，对如此薄化后的基板进行切割加工而将其分割成各个芯片。接着，从粘合片上取出如此分割后的各个芯片，并将取出后的芯片层叠起来(例如参照专利文献I)。此处，在这样的制造工序的、从粘合片上取出各个芯片的工序中，利用拾取装置来从粘贴有各个芯片的粘合片上一个一个地剥离并取出芯片。作为该拾取装置，公开有从粘合片的背面将针顶起而取出芯片的针拾取装置(例如参照专利文献2)。另外，公开有将能够真空吸附芯片的吸嘴靠近芯片的表面并通过该吸嘴的真空吸附来从粘合片上取出芯片的无针拾取装置(例如参照专利文献3)。先行技术文献专利文献专利文献1:日本特开2010 - 056531号公报专利文献2:日本特开昭60 - 102754号公报专利文献3:日本特开2004 - 039722号公报然而，对于这样的从粘合片上取出各个芯片、即拾取各个芯片的拾取装置和拾取方法，可想到以下那样的问题。S卩，在拾取薄化后的芯片时，若以短时间使芯片从粘合片剥离，则担心芯片被施加超过材料强度的应力而使芯片破坏的情况。作为避免这种情况的方法，例如，可想到以下方法:进一步延长从粘合片剥离芯片的时间以在剥离时使施加在芯片上的应力降低。但是，在这样延长了从粘合片剥离芯片的时间的情况下，在芯片的面内会同时存在已经从粘合片剥离了的部分和没有从粘合片剥离的部分。并且，会因已经从粘合片剥离了的部分和没有从粘合片剥离的部分在芯片的面内的分布而在芯片面内产生被施加在芯片上的应力的分布。在此，担心芯片在该分布中的、施加在芯片上的应力最强的部分处破坏的情况。即，在施加在芯片上的应力超过由芯片形状和例如硅等芯片的材料的材料强度决定的破坏强度的情况下，芯片有可能被破坏，其中，该芯片形状由芯片的平面尺寸和厚度尺寸决定。例如，在已经从粘合片剥离了的部分和没有从粘合片剥离的部分间的交界面会作用有剪切应力，该剪切应力依赖于由芯片的平面尺寸和厚度尺寸所决定的芯片形状。并且，当剪切应力超过芯片的剪切破坏强度(剪切强度)时，芯片有可能被破坏。这样，若仅靠延长从粘合片剥离芯片的剥离时间，则会担心由于芯片形状的不同而不能防止被施加在芯片上的应力大于材料强度的情况。因此，存在不被破坏就能够被拾取的芯片的形状受到限制这样的问题。
发明内容
本发明是鉴于上述的点而做成的。即，本发明提供一种芯片的拾取方法和拾取装置，在拾取薄化后的芯片的情况下，能够降低在对粘贴在粘合片上的芯片进行拾取时施加在芯片上的应力负荷，从而能够防止芯片的破坏。为了解决上述课题，本发明的特征在于采用如下所述的各手段。本发明的一实施例提供一种如下所述的拾取方法。在该拾取方法中，使第I吸附部靠近并接触被粘贴在粘合片上的芯片，并且，使第2吸附部靠近粘合片并使第2吸附部以与第I吸附部相对的方式接触粘合片，该第2吸附部在用于与粘合片接触的接触面上形成有凹部。然后，利用与粘合片接触着的第2吸附部来吸引粘合片，并且利用注入部向粘合片与芯片之间注入流体。这样一来，使粘合片从芯片的与凹部相对的部分剥离，在利用第I吸附部吸附着芯片的状态下，使第I吸附部远离由第2吸附部吸引着的粘合片。这样一来，使芯片从粘合片剥离而拾取该芯片。本发明的一实施例提供一种拾取装置，该拾取装置包括:第I吸附部，其用于吸附芯片；第I驱动部，其以使第I吸附部移动的方式驱动第I吸附部；第2吸附部，其在用于与粘合片接触的接触面上形成有凹部，用于吸引粘合片；第2驱动部，其以使第2吸附部移动的方式驱动第2吸附部；注入部，其用于注入流体；以及控制部。此处，控制部进行如下的控制:利用第I驱动部使第I吸附部靠近并接触被粘贴在粘合片上的芯片，并且，利用第2驱动部使第2吸附部靠近粘合片并使第2吸附部以与第I吸附部相对的方式接触粘合片。然后，控制部进行如下的控制:利用与粘合片接触着的第2吸附部吸引粘合片，并且利用注入部向粘合片与芯片之间注入流体，从而使粘合片从芯片的与凹部相对的部分剥离。然后，控制部进行如下的控制:在利用第I吸附部吸附着芯片的状态下，利用第I驱动部使第I吸附部远离由第2吸附部吸引着的粘合片，从而使芯片从粘合片剥离而拾取该芯片。采用本发明，即使在拾取薄化后的芯片的情况下，也能够降低在拾取被粘贴在粘合片上的芯片时施加在芯片上的应力负荷，从而能够防止芯片发生破坏。
图1是实施方式的拾取装置的概略剖视图。
图2是用于说明实施方式的拾取方法的各工序的顺序的流程图。图3A是表示实施方式的拾取方法的各工序中的拾取装置的状态的概略剖视图(之一X图3B是表示实施方式的拾取方法的各工序中的拾取装置的状态的概略剖视图(之二 )。图3C是表示实施方式的拾取方法的各工序中的拾取装置的状态的概略剖视图(之三)。图3D是表示实施方式的拾取方法的各工序中的拾取装置的状态的概略剖视图(之四)。图3E是表示实施方式的拾取方法的各工序中的拾取装置的状态的概略剖视图(之五)。图3F是表示实施方式的拾取方法的各工序中的拾取装置的状态的概略剖视图(之六)。图3G是表示实施方式的拾取方法的各工序中的拾取装置的状态的概略剖视图(之七)。图3H是表示实施方式的拾取方法的各工序中的拾取装置的状态的概略剖视图(之八)。图4是示意性地表示比较例的拾取装置的结构的纵剖视图。图5A是表示三个状态中的一个状态下的上吸嘴(collet)上升工序(步骤S18)中作用于芯片上的剥离力的时间变化的图形。图5B是表示三个状态中的另一个状态下的上吸嘴上升工序(步骤S18)中作用于芯片上的剥离力的时间变化的图形。图5C是表示三个状态中的又一个状态下的上吸嘴上升工序(步骤S18)中作用于芯片上的剥离力的时间变化的图形。图6是用于对上吸嘴上升工序(步骤S18)中作用于芯片上的剪切应力进行说明的拾取装置的纵剖视图。图7是用于对上吸嘴上升工序(步骤S18)中作用于芯片上的剪切应力进行说明的芯片的俯视图。图8是用于对上吸嘴上升工序(步骤S18)中作用于芯片上的剪切应力的剪切面积进行说明的芯片的立体图。图9是实施方式的变形例的拾取装置的概略剖视图。图10是用于说明实施方式的变形例的拾取方法的各工序的顺序的流程图。图1lA是表示实施方式的变形例的拾取方法的各工序中的拾取装置的状态的概略剖视图(之一)。图1lB是表示实施方式的变形例的拾取方法的各工序中的拾取装置的状态的概略剖视图(之二)。图1lC是表示实施方式的变形例的拾取方法的各工序中的拾取装置的状态的概略剖视图(之三)。图1lD是表示实施方式的变形例的拾取方法的各工序中的拾取装置的状态的概略剖视图(之四)。图1lE是表示实施方式的变形例的拾取方法的各工序中的拾取装置的状态的概略剖视图(之五)。
具体实施例方式下面，连同附图一起说明用于实施本发明的实施方式。实施方式首先，参照图1 图8说明本发明的实施方式的拾取装置和拾取方法。首先，参照图1说明本实施方式的拾取装置。图1是本实施方式的拾取装置10的概略剖视图。拾取装置10包括载置台20、上吸嘴30、下吸嘴40以及控制部60。载置台20呈水平设置。粘贴有晶圆W的例如作为切割带的粘合片21在被环框22保持着的状态下被保持在载置台20上。粘接在粘合片21上的晶圆W在形成在晶圆W上的多个芯片23被切割加工而被分割成各个芯片的状态下粘接在粘合片21上。此外，也可以在拾取装置10之外单独设置载置台20。S卩，拾取装置10至少具有上吸嘴30和下吸嘴40。上吸嘴30和下吸嘴40以从上下方向对被粘贴在由载置台20保持着的粘合片21上的芯片23进行夹持的方式、即以彼此相对的方式构成。上吸嘴30和下吸嘴40设置成能够分别上下移动以及在水平面内沿二维方向移动的结构，利用后述的上吸嘴驱动机构32使上吸嘴30沿上下方向以及在水平面内沿二维方向移动，利用后述的下吸嘴驱动机构42使下吸嘴40沿上下方向以及在水平面内沿二维方向移动。并且，利用上吸嘴驱动机构32和下吸嘴驱动机构34对上吸嘴30和下吸嘴40进行定位，使得上吸嘴30的中心轴线及下吸嘴40的中心轴线与所拾取的芯片23的中心相一致。此外，上吸嘴30和下吸嘴40分别相当于本发明的第I吸附部和第2吸附部。另夕卜，拾取装置10既可以为将图1所示的结构旋转90°而呈横向倒伏的结构，也可以为将图1所示的结构上下翻转而成的结构。上吸嘴30具有上吸嘴主体部31、上吸嘴驱动机构32以及上吸嘴排气机构33。上吸嘴驱动机构32相当于本发明的第I驱动部。上吸嘴主体部31具有上吸嘴下端部34和上吸嘴轴部35。上吸嘴主体部31为安装于上吸嘴驱动机构32的下端的构造体，该上吸嘴主体部31设置为能够在水平面内移动且能够在铅垂方向上移动的结构。并且，上吸嘴主体部31被上吸嘴驱动机构32驱动而在水平面内移动并且在铅垂方向上移动。上吸嘴下端部34的下表面、即靠芯片23侧的表面以与芯片23的上表面大致平行的方式构成，且在俯视时具有例如矩形、圆形、椭圆形等形状。上吸嘴下端部34具有在中心侧和周缘侧分别将周缘侧构件36和中心侧构件37配置成双层的构造。周缘侧构件36是气密性的构件，在周缘侧构件36的下表面的中心侧形成有开口 39，该开口 39与为了对接触周缘侧构件36的下表面的芯片23进行吸引的吸引孔38相连通。中心侧构件37以在与吸引孔38连通的开口 39附近卡定于周缘侧构件36的方式设置。中心侧构件37由多孔质材料构成，并具有能够供气体在多孔质材料的内部的细微的孔中通过而流通的结构。
上吸嘴轴部35用于保持上吸嘴下端部34。上吸嘴轴部35沿中心轴线具有中空的吸引孔38。吸引孔38的下端经由由多孔质材料形成的中心侧构件37而与形成在周缘侧构件36的下表面上的开口 39连接。吸引孔38的上端与上吸嘴排气机构33连接。上吸嘴排气机构33具有未图示的排气泵和阀，其能够通过在任意时刻调整阀的开度来调整吸引孔38的排气压力。在周缘侧构件36的下表面与芯片23的上表面接触了的状态下利用上吸嘴排气机构33使吸引孔38减压时，利用芯片23的上表面封住开口 39而使中心侧构件37和吸引孔38减压。其结果，上吸嘴主体部31能够吸附芯片23。即，周缘侧构件36的下表面具有通过与芯片23的上表面接触而将由开口 39的内部的多孔质材料形成的中心侧构件37及吸引孔38与大气隔离的构造。因此，在使芯片23吸附在形成于上吸嘴下端部34的开口 39上的状态下，上吸嘴主体部31借助上吸嘴驱动机构32向上方移动来拾取芯片23。这样，上吸嘴主体部31即使在拾取芯片23时也能够吸附而保持芯片23。下吸嘴40具有下吸嘴主体部41、下吸嘴驱动机构42、下吸嘴排气机构43以及针
44。下吸嘴驱动机构42相当于本发明的第2驱动部。下吸嘴主体部41具有下吸嘴上端部45和下吸嘴轴部46。下吸嘴主体部41为安装于下吸嘴驱动机构42的上端的构造体，该下吸嘴主体部41设置成能够在水平面内移动且能够在铅垂方向上移动的结构。另外，用于对粘贴有芯片23的粘合片21进行保持的载置台20有时设置为能够使粘合片21在水平面内移动的结构。在该情况下，下吸嘴主体部41也可以不设置成能够在水平面内移动的结构。下吸嘴上端部45的上表面45S、即靠粘合片21侧的表面以与粘合片21的片表面大致平行的方式构成，在俯视时具有例如矩形、圆形、椭圆形等形状。下吸嘴上端部45具有周缘侧构件47。周缘侧构件47是气密性的构件，并形成有在周缘侧构件47的上表面45S的中心侧开口的凹部48。凹部48用于吸引与周缘侧构件47的上表面45S接触的粘合片
21。在凹部48的底面49上形成有吸引孔50的开口 51，该吸引孔50用于吸引与周缘侧构件47的上表面45S接触的粘合片21。此外，如后所述，下吸嘴上端部45利用其上表面45S与粘合片21接触。因此，下吸嘴上端部45的上表面45S相当于本发明中的与粘合片接触的接触面。下吸嘴轴部46用于保持下吸嘴上端部45。下吸嘴轴部46沿中心轴线具有中空的吸引孔50。吸引孔50的上端与形成于凹部48的底面49上的开口 51连接。吸引孔50的下端与下吸嘴排气机构43连接。下吸嘴排气机构43具有未图示的排气泵和阀，其能够通过在任意时刻调整阀的开度来调整吸引孔50的排气压力。在周缘侧构件47的上表面45S与粘合片21的下表面接触的状态下利用下吸嘴排气机构43使吸引孔50减压时，开口被粘合片21的下表面封住的凹部48和吸引孔50被减压。其结果，下吸嘴主体部41将粘合片21吸附到凹部48上。S卩，周缘侧构件47的上表面45S具有通过与粘合片21的下表面接触而将凹部48及吸引孔50与大气隔离的构造。其结果，即使在使芯片23吸附在形成于上吸嘴下端部34的开口 39上的状态下拾取芯片23时，下吸嘴主体部41也能够利用凹部48来吸附而保持粘合片21。此外，在使芯片23吸附在形成于上吸嘴下端部34的开口 39上的状态下利用上吸嘴驱动机构32使上吸嘴主体部31向上方移动来进行芯片23的拾取。
针44包括针主体部52、针驱动机构53以及流体供给机构54。针44相当于本发明的注入部。针44为安装于下吸嘴主体部41的构造体，其设置成能够在铅垂方向上移动的结构。并且，针主体部52被针驱动机构53驱动而在铅垂方向上移动。在针44的顶端44T形成有开口 56。开口 56与供给孔55相连通。供给孔55为了向芯片23与从芯片23剥离了的粘合片21之间注入作为气体或液体的流体而用于供给流体。另外，针44沿中心轴线具有中空的供给孔55。供给孔55的上端与形成于针44的顶端44T的开口 56连接。供给孔55的下端与流体供给机构54连接。如上所述，通过使粘合片21的下表面与周缘侧构件47的上表面45S接触，用粘合片21堵住凹部48的开口 48K，形成空间SP (参照后述的图3D)。凹部48的开口 48K也在俯视时具有例如矩形、圆形、椭圆形等形状。例如，若使芯片23具有俯视时的矩形形状、使凹部48的开口 48K的形状为矩形、使芯片23的平面尺寸为L1、使凹部48的开口 48K的尺寸为L2，则为了形成空间SP而优选L2 < LI。例如，若使LI为10mm，则能够使L2为例如9mm。此外，如后所述，该L2的值是大于规定值的值，该规定值是如下的值:当凹部48的开口 48K的尺寸L2为该规定值时，作用于芯片23的剪切应力等于芯片23的剪切破坏强度(剪切强度)。另一方面，凹部48的深度尺寸Hl优选是如下那样的尺寸:能够使粘合片21从芯片23的下表面剥离并向凹部48吸引粘合片21，且能够将针44插入到芯片23的下表面与被吸引的粘合片21之间而注入流体。为了使针44的顶端44T能够易于贯穿被吸引的粘合片21，针44的顶端44T也可以具有相对于水平面以规定的锥角切断而成的那样的端面。若将针44的外径设为Φ1_、将锥角设为45° ,则端面的上端与下端之间的高低差Hn为Hn=lmmXtan45° =lmm。若将随着针44的上下移动而产生的余量Hm估计为4mm左右,则凹部48优选具有针44的端面的高低差Hn=Imm与余量Hm=4mm的总和、即5mm左右的深度尺寸Hl。根据以上所述，例如，在开口 48K的形状是矩形的形状时，能够将凹部设为开口48K的尺寸L2为9mm、深度尺寸为5mm的棱台状的形状。另外，凹部48的开口 48K的形状也可以为圆、椭圆，在该情况下，凹部48也可以具有圆台状、椭圆台状的形状。也可以在下吸嘴主体部41上设置例如作为超声波振子等的振动部57。在设有振动部57时，通过振动部57的振动来使下吸嘴主体部41振动。因此，在下吸嘴主体部41隔着粘合片21与芯片23接触的状态下，使振动部57振动，从而能够向粘贴有芯片23的粘合片21施加振动。通过向粘合片21施加振动，能够对例如为了将芯片23粘贴在粘合片21的上表面上而设置的粘合层施加振动而产生气蚀现象(cavitation),由此能够使粘合层产生气泡。而且，通过使粘合层产生气泡，能够使粘合片21从芯片23的下表面剥离。此外，在后述的下吸嘴排气工序(步骤S14)中，在易于从芯片23的表面剥离粘合片21时，能够省略剥离开始工序(步骤S15)。在该情况下，能够省略振动部57。控制部60控制上吸嘴驱动机构32、上吸嘴排气机构33、下吸嘴驱动机构42以及下吸嘴排气机构43。另外，在设有振动部57时，控制部60还控制振动部57。控制部60具有例如未图示的运算处理部、存储部以及显示部。运算处理部是具有例如CPU (Central Processing Unit)的计算机。存储部是存储有用于使运算处理部执行各种处理的程序的、例如硬盘等计算机可读取的存储介质。显示部例如是计算机的画面。运算处理部读取被存储在存储部中的程序，并根据该程序向拾取装置10的各部发送控制信号，执行以下说明的实施方式的拾取方法。接下来，参照图2 图3H说明本实施方式的拾取方法。图2是用于说明本实施方式的拾取方法的各工序的顺序的流程图。图3A 图3H是表示本实施方式的拾取方法的各工序中的拾取装置的状态的概略剖视图。如图2所示，本实施方式的拾取方法具有上吸嘴下降工序(步骤S11)、上吸嘴排气工序(步骤S12)、下吸嘴上升工序(步骤S13)、下吸嘴排气工序(步骤S14)、剥离开始工序(步骤S15)、针插入工序(步骤S16)、流体注入工序(步骤S17)以及上吸嘴上升工序(步骤S18)。此外，如图2所示，从上吸嘴下降工序(步骤Sll)到下吸嘴上升工序(步骤S13)相当于本发明的第I步骤。另外，从下吸嘴排气工序(步骤S14)到流体注入工序(步骤S17)相当于本发明的第2步骤。另外，上吸嘴上升工序(步骤S18)相当于本发明的第3步骤。在进行本实施方式的拾取方法前，预先将形成有多个芯片23的晶圆W粘贴在例如作为切割带的粘合片21上，利用例如环框22对粘贴有晶圆W的粘合片21的周缘进行保持。然后，通过未图示的切割加工装置对粘贴在粘合片21上的晶圆W进行切割加工，从而将晶圆W以粘贴在粘合片21上的状态分离成各个芯片23。再将粘贴有被切割加工后的多个芯片23的粘合片21以仍然保持于环框22的状态固定并保持在例如载置台20上。此时，能够将粘合片21的带面以例如呈水平的方式固定并保持在载置台20上，从而能够配置成在被水平地保持着的粘合片21的上表面上粘贴有芯片23。此外，本实施方式的拾取装置只要以如下方式构成即可。即，使上吸嘴30从粘合片21的粘贴有芯片23的一侧靠近粘合片21，然后使下吸嘴40从粘合片21的与粘贴有芯片23的一侧相反的一侧靠近粘合片21。然后，以如下方式构成即可:利用如此靠近后的上吸嘴30和下吸嘴40来夹持粘合片21和芯片23。因此，上吸嘴30和下吸嘴40之间的上下关系并不被限定。首先，进行上吸嘴下降工序(步骤S11)。在步骤Sll中，使上吸嘴30下降。然后，如后所述，为了吸引并保持芯片23，使上吸嘴30靠近并接触芯片23的上表面，该芯片23粘贴在被固定并保持着的粘合片21的上表面上。图3A表示在进行步骤Sll时的拾取装置10的状态。在步骤Sll中，如图3A所示，例如，在上吸嘴主体部31处于固定并保持在载置台20上的粘合片21的上方的状态下，调整上吸嘴主体部31在水平面内的位置。S卩，利用图1所示的上吸嘴驱动机构32来调整上吸嘴主体部31在水平面内的位置，使得在俯视时的上吸嘴主体部31的中心与芯片23的中心大致一致。然后，利用上吸嘴驱动机构32使如此调整了水平面内的位置的上吸嘴主体部31下降，使上吸嘴主体部31接触芯片23的上表面。此时，上吸嘴主体部31的周缘侧构件36与芯片23的上表面接触。其结果，能够确保上吸嘴主体部31的中心侧构件37及吸引孔38与芯片23的上表面之间的气密。此外，这里，在本实施方式的拾取装置中，既可以将上吸嘴30和下吸嘴40之间的上下关系与图1的情况相反地构成，或者也可以将上吸嘴30和下吸嘴40以在水平方向上相对的方式构成。在本实施方式的拾取装置以如上方式构成的情况下，在步骤Sll中，只要使上吸嘴30靠近被固定并保持着的粘合片21并使上吸嘴30接触被粘贴在粘合片21上的芯片23的表面即可。在步骤Sll之后，进行上吸嘴排气工序(步骤S12)。在步骤S12中，利用在步骤Sll中与芯片23接触的上吸嘴30来吸附芯片23。图3B表示进行步骤S12时的拾取装置10的状态。此处，在形成于上吸嘴主体部31的下表面的吸引孔38上连接有图1所示的上吸嘴排气机构33。并且，利用上吸嘴排气机构33对如图3B所示那样确保了与芯片23的上表面之间的气密的、上吸嘴主体部31的中心侧构件37和吸引孔38内进行减压。其结果，芯片23的上表面被上吸嘴主体部31的中心侧构件37和吸引孔38吸引。此外，为了防止由于在下吸嘴排气工序(步骤S14)中因作用于芯片23上的剪切应力而使芯片23断裂，进行步骤S12。作用于该芯片23上的剪切应力是指在对由下吸嘴主体部41的凹部48和粘合片21形成的空间SP进行减压时、作用于芯片23的与凹部48的周缘相对应的部分上的剪切应力。因此，步骤S12只要在下吸嘴排气工序(步骤S14)之前进行即可。或者，能够如后所述那样根据俯视时的凹部48的开口 48K的面积(或开口 48K的尺寸)与芯片23的面积(或平面尺寸)间的大小关系来使作用于芯片23的与凹部48的周缘相对应的部分的剪切应力不那么大。在该情况下，步骤S12只要在后述的上吸嘴上升工序(步骤S18)之前进行即可。接着，进行下吸嘴上升工序(步骤S13)。在步骤S13中，利用上吸嘴30和下吸嘴40来夹持、固定并保持芯片23。即，使下吸嘴40上升，并使下吸嘴40隔着粘合片21接触被粘贴在粘合片21上的芯片23的下表面。图3C表示进行步骤S13时的拾取装置10的状态。在步骤S13中，如图3C所示，例如，在下吸嘴主体部41处于固定并保持在载置台20上的粘合片21的下方的状态下，调整下吸嘴主体部41在水平面内的位置。S卩，利用图1所示的下吸嘴驱动机构42来调整下吸嘴主体部41在水平面内的位置，使得俯视时的下吸嘴主体部41的中心与芯片23的中心大致一致。然后，利用下吸嘴驱动机构42使如此调整了水平面内的位置的下吸嘴主体部41上升，并使下吸嘴主体部41隔着粘合片21接触芯片23的下表面。此时，下吸嘴主体部41的周缘侧构件47隔着粘合片21与芯片23的下表面接触。其结果，能够确保形成于下吸嘴主体部41的凹部48处的空间SP的气密。此处，如上所述，既可以将上吸嘴30和下吸嘴40之间的上下关系以与图1的情况相反的方式构成，或者也可以将上吸嘴30和下吸嘴40以在水平方向上相对的方式构成。在这种情况下，在步骤S13中，只要使下吸嘴40以与上吸嘴30相对的方式靠近被固定并保持着的粘合片21即可。并且，只要使如此靠近后的下吸嘴40隔着粘合片21接触被粘贴在粘合片21上的芯片23的表面即可。接着，进行下吸嘴排气工序(步骤S14)。在步骤S14中，对由下吸嘴40的凹部48和粘合片21形成的空间SP进行减压而吸引粘合片21。图3D表示进行步骤S14时的拾取装置10的状态。如图3D所示，利用图1所示的下吸嘴排气机构43对由凹部48和粘合片21形成的空间SP进行减压。此处，下吸嘴排气机构43经由吸引孔50与形成于凹部48的底面49的开口 51连接。通过该空间SP的减压，朝向凹部48吸引粘合片21的被粘贴于芯片23的与凹部48相对的部分上的部分。减压的程度可以为该减压所产生的吸引使粘合片21从芯片23发生剥离的程度。但是，由于减压的程度不同，有时粘合片21难以从芯片23的表面剥离。此时，也可以为了产生使粘合片21从芯片23的表面剥离的起点而进行剥离开始工序(步骤S15)。在步骤S15中，通过使粘合片21振动来使粘合片21从芯片23的与凹部48相对的部分开始剥离。图3E表示进行步骤S15时的拾取装置10的状态。在步骤S15中，使上述振动部57振动，对粘合片21施加振动。这样一来，例如，对粘合片21所具有的粘合层施加振动而产生气蚀现象，由此能够使粘合层产生气泡。此处，粘合层是指用于将芯片23粘贴在粘合片21的上表面的层。另一方面，已经利用步骤S14来使由凹部48和粘合片21形成的空间SP减压。因此，如图3E所示，能够使粘合片21从芯片23的与凹部48相对的部分开始剥离。接着，进行针插入工序(步骤S16)。在步骤S16中，在使粘合片21从芯片23的与凹部48相对的部分开始剥离时，将针44插入到芯片23与开始剥离后的粘合片21之间。图3F表示进行步骤S16时的拾取装置10的状态。在本实施方式中，针44设置为能够借助图1所示的针驱动机构53而沿着与凹部48的深度方向并行的方向在吸引孔50内移动、即能够在吸引孔50内上下移动。因此，利用针驱动机构53使针44上升，如图3F所示那样使针44将已剥离了的粘合片21贯穿，插入到芯片23与已剥离了的粘合片21之间。接着，进行流体注入工序(步骤S17)。在步骤S17中，利用在步骤S16中插入后的针44向芯片23与已剥离了的粘合片21之间注入流体FL。其结果，能够使粘合片21从芯片23的与凹部48相对的部分中的更多的部分剥离。图3G表示进行步骤S17时的拾取装置10的状态。在步骤S17中，如图3G所示，利用插入到芯片23与已剥离了的粘合片21之间的针44向芯片23与已剥离了的粘合片21之间注入包含气体或液体的流体FL。其结果，在已剥离了的粘合片21上作用有以下的力。即，作用有注入到芯片23与已剥离了的粘合片21之间的流体FL的压力和由于上述减压而将已剥离了的粘合片21向凹部48吸引的吸引力。其结果，作用有欲使粘合片21进一步从芯片23剥离的力，能够使粘合片21从芯片23的与凹部48相对的部分完全剥离。作为流体FL，能够使用作为液体的非压缩性流体或者使用作为气体的压缩性流体。作为非压缩性流体，能够使用包含例如纯水等水、乙醇等酒精、碳酸水等中任何一种以上的液相状态的流体。另外，作为压缩性流体，能够使用包含例如二氧化碳(CO2)、氮(N2)、其他各种气体中任何一种以上的气相状态的流体。接着，进行上吸嘴上升工序(步骤S18)。在步骤S18中，在已剥离了的粘合片21与芯片23之间注入有流体FL的状态下使上吸嘴30上升。然后，通过使上吸嘴30如此远离由下吸嘴40吸引着的粘合片21，使芯片23从粘合片21剥离。图3H表示进行步骤S18时的拾取装置10的状态。步骤S18是在如下状态下进行的:使粘合片21从芯片23的与凹部48相对的部分剥离，在已剥离了的粘合片21与芯片23之间注入有流体FL，吸引芯片23 (参照图3G)。即，在步骤S18中，在该状态下，利用图1所示的上吸嘴驱动机构32使上吸嘴主体部31上升。这样，通过使上吸嘴主体部31上升，如图3H所示，使吸附在上吸嘴31上的芯片23从粘合片21剥离而拾取该芯片23。接着，参照图4和图5A 图5C说明利用本实施方式的拾取装置和拾取方法来拾取被粘贴在粘合片上的芯片时能够降低施加于芯片上的应力负荷的作用效果。通常，作为调查粘合片的粘合力、即粘合粘着性(tack)特性的方法，存在倾斜式滚珠粘着性(ball tack)试验、滚球粘着性(rolling ball tack)试验、探头粘着性(probetack)试验等方法。例如，在探头粘着性试验中，在使圆筒状的探头的平滑的端面接触粘合剂的表面后，测量在将该端面拉开时的每单位面积的应力一应变曲线。然后，能够根据例如该应力一应变曲线中的每单位面积的最大应力值来求出粘合力。因此，在本实施方式的拾取方法的上吸嘴上升工序(步骤S18)中，从粘合片剥离芯片所需要的剥离力F以F=SX Omax (I)表示。此处，S表示上吸嘴上升工序(步骤S18)开始时刻的、芯片与粘合片之间的粘接面积。例如，在作为切割带而使用株式会社卜一 3 — 7 K r ^的通常压敏系列的切割带的情况下，用探头粘着性法测量的粘合力、即剥离力F是0.7N/20mm2 1.0N/20mm2。另夕卜，在作为切割带而使用株式会社卜一 3 —7 K ^ 々的UV系列的切割带的情况下，用探头粘着性法测量的粘合力、即剥离力F是1.7N/20mm2 3.9N/20mm2。此处，为了便于说明，以不在下吸嘴的上表面设置凹部且针不能注入流体的方式构成的拾取装置作为比较例来进行说明。图4是概略地表示比较例的拾取装置110的结构的纵剖视图。如图4所示，比较例的拾取装置110具有载置台120、上吸嘴130以及下吸嘴140。上吸嘴130具有上吸嘴主体部131、上吸嘴驱动机构132以及上吸嘴排气机构133。下吸嘴140具有下吸嘴主体 部141、下吸嘴驱动机构142、下吸嘴排气机构143以及针144。粘贴有芯片23的粘合片21借助环框22保持在载置台120上这点与连同图1等一起在上面说明的实施方式相同。另外，利用上吸嘴排气机构133对与形成于上吸嘴主体部131的下表面的开口 139连通的吸引孔138进行减压这点也与连同图1等一起在上面说明的实施方式相同。另外，利用下吸嘴排气机构143对与形成于下吸嘴主体部141的上表面的开口 151连通的吸引孔150进行减压这点也与连同图1等一起在上面说明的实施方式相同。但是，在比较例的拾取装置110中，如图4所示，没有在下吸嘴主体部141的上表面设置凹部。另外，虽然针144以通过形成于下吸嘴主体部141的上表面的开口 151而从下吸嘴主体部141的上表面突出自如的方式设置，但不能利用针144来注入流体。此处，在比较例的拾取装置110中，设成通过上吸嘴主体部131的吸引孔138的减压来吸引芯片23并通过下吸嘴主体部141的吸引孔150的减压来吸引粘合片21的状态。并且，将通过在该状态下使上吸嘴主体部131上升而使芯片23从粘合片21剥离所需要的剥离力设为Fl。另一方面，在连同图1等一起在上面说明的本实施方式的拾取装置10中，在进行流体注入工序(步骤S17)时，设想所注入的流体FL的量为相对较少的状态。并且，将通过在该状态下使上吸嘴主体部31上升而使芯片23从粘合片21剥离所需要的剥离力设为F2。另外，在连同图1等一起在上面说明的本实施方式的拾取装置10中，设想所注入的流体FL的量为相对较多的状态。并且，将通过在该状态下使上吸嘴主体部31上升而使芯片23从粘合片21剥离所需要的剥离力设为F3。这时，Fl > F2 > F3的关系成立。将上述三个状态下的上吸嘴上升工序(步骤S18)中作用于芯片23上的剥离力的时间变化分别表示在图5A、图5B、图5C中。此处，图5A表示连同图4 一起在上面说明的比较例的情况。图5B表示在连同图1等一起在上面说明的本实施方式中所注入的流体FL的量相对较少的情况，图5C表示在连同图1等一起在上面说明的本实施方式中所注入的流体FL的量相对较多的情况。另外，在图5A、图5B、图5C中，由于示出了以相等速度使上吸嘴30 (130)上升的情况，因此，图5A、图5B、图5C的横轴也等同于上吸嘴30 (130)向上方向移动的距离。将图5A、图5B以及图5C这三个情况进行比较时，在上吸嘴上升工序(步骤S18)的开始时刻的芯片23与粘合片21间的粘接面积最大的情况、即图5A的情况下，剥离力Fl最大。另外，在该情况下，剥离所需要的时间tl、即上吸嘴130的移动距离也最大。并且，在上吸嘴上升工序(步骤S18)的开始时刻的芯片23与粘合片21间的粘接面积最小的情况、即图5C的情况下，剥离力F3最小。另外，在该情况下，剥离所需要的时间t3、即上吸嘴30的移动距离也最小。并且，在图5B所示的情况下，剥离力F2处于Fl与F3的中间，剥离所需要的时间t2也处于tl与t3的中间。S卩，在连同图1 一起在上面说明的本实施方式中，在上吸嘴上升工序(步骤S18)中使芯片23从粘合片21剥离前，利用下吸嘴40向凹部48吸引粘合片21(步骤S14)。然后，还利用针44向粘合片21与芯片23之间注入流体FL (步骤S17)。这样一来，预先使粘合片21从芯片23的与凹部48相对的部分剥离。由此，能够减小上吸嘴上升工序(步骤S18)的开始时刻的、芯片23与粘合片21间的粘接面积。其结果，能够降低上吸嘴上升工序(步骤S18)中的剥离力F，从而能够使剥离所需要的时间t缩短。接着，参照图6 图8说明通过连同图1等一起在上面说明的本实施方式的拾取装置和拾取方法来拾取被粘贴在粘合片上的芯片时能够防止芯片破坏的作用效果。图6是用于对上吸嘴上升工序(步骤S18)中作用于芯片23上的剪切应力进行说明的拾取装置10的纵剖视图。图7是用于对上吸嘴上升工序(步骤S18)中作用于芯片23上的剪切应力进行说明的芯片23的俯视图。图8是用于对上吸嘴上升工序(步骤S18)中作用于芯片23上的剪切应力的剪切面积进行说明的芯片23的立体图。此外，以下，说明在流体注入工序(步骤S17)中注入了可注入的最大量的流体FL的状态。在该状态下，在芯片23的与凹部48相对的部分，粘合片21从芯片23完全剥离，如图5C所示，上吸嘴上升工序(步骤S18)中的剥离力(剥离阻力)F最小。如图6所示，在上吸嘴上升工序(步骤S18)中，在芯片23的与凹部48相对的部分上作用有由上吸嘴30产生的朝上的吸引力FU。另外，在芯片23的与凹部48相对的部分以外的部分上作用有由粘合片21产生的朝下的吸引力FD。此时，将作用于芯片23的与凹部48相对的部分和芯片23的与凹部48相对的部分以外的部分间的交界面(图6、图7以及图8中的面SF。以下称为“剪切面”。)上的剪切力设为T。此时，若将朝下设为正，则T=FD —FU (2)。并且，若将剪切面SF的面积的总和设为A，则该剪切力T作用于剪切面SF上的剪切应力τ表示为:τ=Τ/Α= (FD — FU)/A (3)。并且，若将芯片23的剪切破坏强度设为Tmax，则芯片23不发生剪切破坏的条件是剪切应力τ与剪切破坏强度τ_满足以下关系:T < Tmax ⑷。接着，进行芯片23的剪切应力τ的估算。下面，如图7和图8所示，例如将芯片23在俯视时的形状设成一边(平面尺寸)为LI的正方形形状，并将厚度设为d。另外，如图7所示，将下吸嘴40的凹部48在俯视时的形状设成例如一边(开口尺寸)为L2的正方形形状。另外，为了简化，将上吸嘴30的周缘侧构件36的形状与芯片23的俯视时的形状设为大致相等，并将朝上的吸引力FU设为小于朝下的吸引力FD的吸引力。于是，根据图7和图8，A=L2XdX4 (5)，另夕卜，根据式(1)，
权利要求
1.一种拾取方法，其中，在该拾取方法中，使第I吸附部靠近并接触被粘贴在粘合片上的芯片，并且，使第2吸附部靠近上述粘合片并使上述第2吸附部以与上述第I吸附部相对的方式接触上述粘合片，该第2吸附部在用于与上述粘合片接触的接触面上形成有凹部，利用与上述粘合片接触着的上述第2吸附部来吸引上述粘合片，并且利用注入部向上述粘合片与上述芯片之间注入流体，从而使上述粘合片从上述芯片的与上述凹部相对的部分剥离，在利用上述第I吸附部吸附着上述芯片的状态下，使上述第I吸附部远离由上述第2吸附部吸引着的上述粘合片，从而使上述芯片从上述粘合片剥离而拾取该芯片。
2.根据权利要求1所述的拾取方法，其中，上述第2吸附部的上述凹部的开口的尺寸大于规定值且小于上述芯片的平面尺寸，该规定值是如下的值:当上述凹部的开口的尺寸为该规定值时，在上述第I吸附部远离上述粘合片时作用于上述芯片上的剪切应力与上述芯片的剪切强度相等。
3.根据权利要求1所述的拾取方法，其中，在利用与上述粘合片接触着的上述第2吸附部来吸引上述粘合片并且利用上述注入部向上述粘合片与上述芯片之间注入流体而使上述粘合片从上述芯片的与上述凹部相对的部分剥离时，利用上述第2吸附部来吸引上述粘合片并且利用振动部使上述粘合片振动，从而使上述粘合片从上述芯片的与上述凹部相对的部分开始剥离，通过向开始剥离后的上述粘合片与上述芯片之间插入上述注入部并利用所插入的上述注入部注入流体，从而使上述粘合片从上述芯片的与上述凹部相对的部分剥离。
4.根据权利要求1至3中任一项所述的拾取方法，其中，在上述第2吸附部的上述凹部的底面上形成有与用于吸引上述粘合片的吸引孔连通的开口，上述注入部以上述注入部的顶端通过上述吸引孔而从上述开口突出自如的方式设置。
5.根据权利要求1至3中任一项所述的拾取方法，其中，上述注入部以上述注入部的顶端从上述凹部的底面突出的状态与上述第2吸附部设置成一体。
6.一种拾取装置，其中，该拾取装置包括:第I吸附部，其用于吸附芯片；第I驱动部，其以使上述第I吸附部移动的方式驱动上述第I吸附部；第2吸附部，其在用于与粘合片接触的接触面上形成有凹部，用于吸引上述粘合片；第2驱动部，其以使上述第2吸附部移动的方式驱动上述第2吸附部；注入部，其用于注入流体；以及控制部，该控制部用于进行如下的控制:利用上述第I驱动部使上述第I吸附部靠近并接触被粘贴在粘合片上的上述芯片，并且，利用上述第2驱动部使上述第2吸附部靠近上述粘合片并使上述第2吸附部以与上述第I吸附部相对的方式接触上述粘合片，利用与上述粘合片接触着的上述第2吸附部来吸引上述粘合片，并且利用上述注入部向上述粘合片与上述芯片之间注入流体，从而使上述粘合片从上述芯片的与凹部相对的部分剥离，在利用上述第I吸附部吸附着上述芯片的状态下，利用上述第I驱动部使上述第I吸附部远离由上述第2吸附部吸引着的上述粘合片，从而使上述芯片从上述粘合片剥离而拾取该芯片。
7.根据权利要求6所述的拾取装置，其中，上述第2吸附部的上述凹部的开口的尺寸大于规定值且小于上述芯片的平面尺寸，该规定值是如下的值:当上述凹部的开口的尺寸为该规定值时，利用上述第I驱动部使上述第I吸附部远离上述粘合片时作用于上述芯片上的剪切应力与上述芯片的剪切强度相等。
8.根据权利要求6所述的拾取装置，其中，该拾取装置包括用于使上述粘合片振动的振动部，上述控制部利用上述第2吸附部吸引上述粘合片并利用上述振动部使上述粘合片振动，从而使上述粘合片从上述芯片的与上述凹部相对的部分开始剥离，通过向开始剥离后的上述粘合片与上述芯片之间插入上述注入部并利用插入后的上述注入部注入流体，从而使上述粘合片从上述芯片的与上述凹部相对的部分剥离。
9.根据权利要求6至8中任一项所述的拾取装置，其中， 在上述第2吸附部的上述凹部的底面上形成有与用于吸引上述粘合片的吸引孔连通的开口，上述注入部以上述注入部的顶端通过上述吸引孔而从上述开口突出自如的方式设置。
10.根据权利要求6至8中任一项所述的拾取装置，其中，上述注入部以上述注入部的顶端从上述凹部的底面突出的状态与上述第2吸附部设置成一体。
全文摘要
使第1吸附部靠近并接触被粘贴在粘合片上的芯片，并且，使第2吸附部靠近粘合片，并使第2吸附部以与第1吸附部相对的方式接触粘合片，该第2吸附部在用于与粘合片接触的接触面上形成有凹部，利用与粘合片接触着的第2吸附部来吸引粘合片，并且利用注入部向粘合片与芯片之间注入流体，从而使粘合片从芯片的与凹部相对的部分剥离，在利用第1吸附部吸附着芯片的状态下，使第1吸附部远离粘合片，从而拾取芯片。
文档编号H01L21/67GK103081083SQ20118004153
公开日2013年5月1日 申请日期2011年6月30日 优先权日2010年8月31日
发明者中尾贤, 中村充一, 饭田到, 原田宗生 申请人:东京毅力科创株式会社