JP2006237504A - 半導体チップ剥離装置およびそれを用いた半導体装置の製造方法 - Google Patents

Abstract

【課題】 半導体チップをピックアップする際に、半導体チップにクラックが発生することを防止する。
【解決手段】 本発明では、シート１２に貼着された半導体チップ１５をピックアップする際に、ピックアップされる半導体チップ１５が位置するシート１２のみに集中的に紫外線を照射している。具体的には、半導体チップ１５の下方に位置する突き上げコレット１６から、紫外線を照射させている。従って、ピックアップ予定の半導体チップ１５のみを、シート１２から確実に剥離させることができる。更に、ピックアップされない他の半導体チップ１５は、シート１２に貼着された状態に維持することができる。
【選択図】図３

Description

本発明は半導体チップ剥離装置およびそれを用いた半導体装置の製造方法に関し、特に、シートからの半導体チップの剥離を容易にする半導体チップ剥離装置およびそれを用いた半導体装置の製造方法に関するものである。

半導体装置を製造する工程に於いては、半導体の前工程を経た半導体ウェハをダイシング等により分離することで、個々の半導体チップが得られる。また、ダイシング工程では、半導体ウェハは、粘着材が設けられたシートに貼り付けられたまま、個々の半導体チップに分離される。従って、このように個片化された半導体チップを使用するには、個々の半導体チップをシートから剥離しなければ成らない。

図６を参照して、シート１００から半導体チップ１０１を剥離する一般的な方法を説明する（下記特許文献１を参照）。

図６（Ａ）を参照して、先ず、半導体ウェハをダイシングすることにより、個片化された半導体チップ１０１が、シート１０１の表面に貼着されている。そして、ピックアップされる予定の半導体チップ１０１が位置するシート１００の下面には、ホルダー１０２の先端部が当接している。また、ホルダー１０２には、上下に移動可能にピン１０２Ａが内蔵されている。

図６（Ｂ）を参照して、次に、ホルダー１０２に内蔵されたピン１０２Ａを上昇させることにより、半導体チップ１０１の裏面をシート１００の表面から剥がす。ピン１０２Ａにてシート１００を局所的に突き上げることにより、ピン１０２Ａが当接する箇所を除いた領域の半導体チップ１０１の裏面は、シート１００の表面から強制的に剥離される。

図６（Ｃ）を参照して、次に、ピン１０２Ａにより突き上げられた半導体チップ１０１の表面に吸着コレット１０３を当接させる。そして、コレット１０３に吸引力を加えることにより、半導体チップ１０１をシート１００から剥離して輸送する。

上記したような工程により、分離された半導体チップ１０１は、ボンディングの工程や封入の工程等を経て、パッケージとして完成する。
特開平１１−３１２６９５号公報

しかしながら、上述した半導体チップの剥離方法では、半導体チップにクラックが発生してしまう問題があった。

具体的には、オン抵抗の低減や電子機器の小型化に伴い、半導体チップにも小型化と薄型化が求められており、例えば厚みが５０μｍ程度の半導体チップが登場している。このような薄型の半導体チップは、チップ自身の機械的強度が弱いために、ピン１０２Ａによる突き上げを行った際に、シート１００に追従してたわみ、クラックが発生してしまう。

また、紫外線等の光を照射することにより表面の粘着力が低下するシート（ＵＶシート）を用いると、ピンによる突き上げを行わずとも、半導体チップ１０１をシート１００から剥離させることができる。しかしながら、ＵＶシートを用いる場合は、シート１００全体に紫外線が照射される。従って、シート１００全体に紫外線を照射すると、全ての半導体チップ１０１がシート１００の表面から分離されるので、吸着コレット１０３により吸着されない残りの半導体チップの保管が困難になる問題があった。

本発明は、上記した問題を鑑みて成されたものである。本発明の目的は、効率的に半導体チップをシートから剥がす半導体チップ剥離装置およびそれを用いた半導体装置の製造方法を提供することにある。

本発明の半導体チップ剥離装置は、シートの表面に貼着された半導体チップを剥離する半導体チップ剥離装置に於いて、ピックアップされる予定の前記半導体チップが位置する領域の前記シートに、部分的に光を照射させて、前記シートの粘着力を局所的に低下させる照射手段と、前記半導体チップの上面を吸着して前記シートから剥離する剥離手段とを有することを特徴とする。

更に本発明の半導体チップ剥離装置は、前記光は紫外線であることを特徴とする。

更に本発明の半導体チップ剥離装置は、前記照射手段は、前記シートの裏面に当接した状態で、前記光を照射することを特徴とする。

本発明の半導体装置の製造方法は、シートの表面に貼着された半導体チップを剥離する工程を含む半導体装置の製造方法に於いて、ピックアップを行う予定の前記半導体チップが位置する領域の前記シートに、部分的に光を照射させて前記シートの粘着力を局所的に低下させて、前記半導体チップを吸着して前記シートから剥離することを特徴とする。

更に本発明の半導体装置の製造方法は、前記半導体チップを吸着する前に、前記光を前記シートに照射することを特徴とする。

本発明の半導体チップ剥離装置およびそれを用いた半導体装置の製造方法に依れば、厚みが数十μｍ程度の薄い半導体チップをシートから剥離させる場合でも、半導体チップにクラックが発生することを防止することができる。具体的には、ピックアップされる半導体チップが位置する領域のみに光を照射させて、局所的にシートの粘着力を低下させている。従って、局所的に確実にシートの粘着力が低下されるので、半導体チップのシートからの剥離を、半導体チップにクラックを発生させることなく、確実に行うことができる。

更に、ピックアップされない他の半導体チップは、シートの表面に貼着されたままである。従って、ピックアップされない他の半導体チップは、シートの表面から移動しないので、そのまま保管することもできる。

図１から図５を参照して、本実施の形態を説明する。

図１を参照して、先ず、多数個の半導体チップ１５が貼着されたシート１２を説明する。図１（Ａ）はウェハ１０が貼着されたシート１２の平面図であり、図１（Ｂ）はその断面図であり、図１（Ｃ）は断面拡大図である。

図１（Ａ）および図１（Ｂ）を参照して、拡散工程にて表面に多数個の電気回路がマトリックス状に形成された半導体ウェハ１０は、シート１２の表面に貼着されている。ここでは、シート１２は、弛みが無いように引き延ばされた状態で、ウェハリング１３に貼り付けられている。

ウェハ１０は、シート１２に貼り付けられた状態で、各回路の境界に位置するダイシングライン１１に沿ってダイシングされる。このことにより、個片化された半導体チップが得られる。ここでは、ウェハ１０は、電気回路が形成された面に対向する面がシート１２に貼着される。

図１（Ｃ）を参照して、シート１２の表面には、粘着層１４を介して半導体チップ１５が貼着されている。シート１２は、紫外線を透過させる透明な樹脂が採用され、具体的には、アクリル、ＡＢＳ等を用いることができる。また、接着層１４は、紫外線を吸収することにより粘着力が低減する接着剤が採用される。

次に図２および図３を参照して、半導体チップをピックアップする工程を説明する。

図２（Ａ）を参照して、先ず、ピックアップされる予定の半導体チップ１５の下方に突き上げコレット１６を位置させる。ここでは、突き上げコレット１６または、シート１２の何れかを平面的に移動させることにより、ピックアップ予定の半導体チップ１５の下方に突き上げコレット１６が配置される。この時点で、突き上げコレット１６から、紫外線を照射しても良い。このことにより、半導体チップ１５下の接着層１４の粘着力を早期に低下させることができるので、後の工程にてピックアップを直ちに行うことができる。

図２（Ｂ）は突き上げコレット１６を示す斜視図である。本形態では、突き上げコレット１６は、照射手段として機能している。この図を参照して、本形態で用いる突き上げコレット１６を説明する。突き上げコレット１６は、透過層１６Ｂが被覆層１６Ａにより被覆された構成になっており、上面から透過層１６Ｂが露出している。透過層１６Ｂは、例えばグラスファイバーからなり紫外線を透過させる材料から成る。また、被覆層１６Ａは、紫外線を透過させない遮光性の樹脂等から成る。

上部に露出する透過層１６Ｂの平面的な大きさは、１つの半導体チップ１５と同等である。例えば、半導体チップ１５の平面的な大きさが１０ｍｍ×１０ｍｍ程度である場合は、透過層１６Ｂの大きさも１０ｍｍ×１０ｍｍ程度に形成される。両者の大きさを同等にすることにより、ピックアップの対象となる半導体チップ１５の下方のみに、紫外線を照射することができる。また、照射領域の大きさを、チップサイズよりも２−３割大きくても良い。

図３（Ａ）を参照して、次に、突き上げコレット１６の上面を、シート１２の裏面に当接させる。突き上げコレット１６の上下移動は、モータあるいは空気圧による駆動により行うことができる。本工程の状態で、突き上げコレット１６から紫外線を照射しても良い。即ち、吸着コレット１７が半導体チップ１５に当接する前に、シート１２に紫外線を照射して、接着層１４の接着力を低下させても良い。このことにより、吸着コレット１７が半導体チップ１５に当接するときには、既に接着層１４の接着力は低下しているので、半導体チップ１５の剥離を直ちに行うことができる。

図３（Ｂ）を参照して、次に、突き上げコレット１６からシート１２に紫外線を照射して、接着層１４の接着力を局所的に低下させる。ここでは、突き上げコレット１６は、ピックアップされる半導体チップ１５の下方のみに位置している。従って、１つの半導体チップ１５の下方に対応する領域の接着層１４のみが露光される。露光された部分の接着層１４は、性質が変化して接着力が低下する。その結果、ピックアップされる半導体チップ１５とシート１２との密着強度は低下して、半導体チップ１５の剥離は容易になる。

ピックアップされない他の半導体チップ１５の下方に位置する接着層１４は、本工程はで露光されない。従って、他の半導体チップ１５はシート１２の表面に貼着された状態が維持される。また、吸着コレット１７または突き上げコレット１６により、シート１２に衝撃が加わった場合でも、他の半導体チップ１５は移動しないので位置ずれが生じない。

更に、本工程では、半導体チップ１５の上面に吸着コレット１７が当接し、吸引されることにより、吸着コレットに半導体チップ１５が固定される。また、吸着コレット１７には、ポンプ等の吸引手段に連通された吸気孔１７Ａが設けられている。従って、ポンプ等の吸引手段を操作することにより、吸着コレット１７の吸着保持および吸着解除を行うことができる。本形態では、吸着コレット１７は、半導体チップ１５をシート１２から剥離させる剥離手段として機能している。

更にまた、吸着コレット１７により半導体チップ１５を吸着した後に、突き上げコレット１６から紫外線を照射しても良い。このことにより、接着層１４の接着力が低下することにより、半導体チップ１５の位置がずれてしまうのを防止することができる。

図３（Ｃ）を参照して、次に、吸着コレット１７を上昇させることにより、半導体チップ１５をシート１２から剥離する。前工程にて、半導体チップ１５下方の接着層１４は、接着力が低減されている。従って、半導体チップ１５の裏面は、接着層１４から容易に剥離される。

本工程では、従来のように突き上げピン等を用いて局所的に半導体チップ１５の裏面を押圧していない。従って、半導体チップ１５へのクラックの発生は防止されている。

図４を参照して、上記工程が終了した後に、半導体チップ１５は所定の場所へ移動される。吸着コレット１７は、立体的に移動可能になっている。ここでは、半導体チップ１５は、実装基板２０の上面に位置する導電パターン２１に塗布された半田２２の上部に、載置される。半田２２の上部に半導体チップ１５が載置された後は、吸着コレット１７に対して加印されている吸引力を解除することにより、半導体チップ１５は吸着コレット１７から開放される。

次に、図５のフローチャートを参照して、半導体チップをピックアップする工程を含む半導体装置の製造方法を説明する。

第１の工程Ｓ１では、先ず、ウェハを形成する。具体的には、半導体結晶のインゴットを用意して、スライスすることにより半導体ウェハを得る。

第２の工程Ｓ２では、周知の拡散工程により、半導体ウェハの表面に多数個の電気回路を形成する。

第３の工程Ｓ３では、ウェハプローブ等を用いて、半導体ウェハの表面に形成された多数個の各電気回路の特性をチェックする。そして、良品と不良品との選別を行う。本工程にて、不良品が発生した場合は、不良となった電気回路を選別可能な状態にしておく。そして、不良品となった電気回路が形成された半導体チップは、後の工程にてピックアップしない。

第４の工程Ｓ４では、シートに貼着した半導体ウェハをダイシングすることで、各半導体チップを得る。本形態では、紫外線を照射することにより粘着力が低下するシートに、半導体ウェハを貼着して、ダイシングを行っている。

第５の工程Ｓ５では、前工程にて分割された半導体チップをピックアップする。上述したように、本形態では、半導体チップの破損等を抑止して、半導体チップをシートから剥離している。従って、本工程に於ける不良の発生は抑止され、歩溜まりが向上されている。

第６の工程Ｓ６では、前工程にてピックアップした半導体チップを、導電パターン等の導電材料に固着して、金属細線等を介して半導体チップを導電パターン等と電気的に接続する。

第７の工程Ｓ７では、半導体チップおよび導電部材が被覆されるように封止する。一般的には、トランスファーモールド等の樹脂封止により、半導体チップ等が封止される。以上の工程により、半導体チップが内蔵された半導体装置が製造される。

本発明の半導体装置の製造方法を示す図であり、（Ａ）は平面図であり、（Ｂ）は断面図であり、（Ｃ）は拡大断面図である。 本発明の半導体装置の製造方法を示す図であり、（Ａ）は断面図であり、（Ｂ）は斜視図である。 本発明の半導体装置の製造方法を示す図であり、（Ａ）−（Ｃ）は断面図である。 本発明の半導体装置の製造方法を示す断面図である。 本発明の半導体装置の製造方法を示すフローチャートである。 従来の半導体装置の製造方法を示す図であり、（Ａ）−（Ｃ）は断面図である。

符号の説明

１０ ウェハ
１１ ダイシングライン
１２ シート
１３ ウェハリング
１４ 接着層
１５ 半導体チップ
１６ 突き上げコレット
１６Ａ 被覆層
１６Ｂ 透過層
１７ 吸着コレット
２０ 実装基板
２１ 導電パターン
２２ 半田

Claims (5)

1. シートの表面に貼着された半導体チップを剥離する半導体チップ剥離装置に於いて、
   ピックアップされる予定の前記半導体チップが位置する領域の前記シートに、部分的に光を照射させて、前記シートの粘着力を局所的に低下させる照射手段と、
   前記半導体チップの上面を吸着して前記シートから剥離する剥離手段とを有することを特徴とする半導体チップ剥離装置。
2. 前記光は紫外線であることを特徴とする請求項１記載の半導体チップ剥離装置。
3. 前記照射手段は、前記シートの裏面に当接した状態で、前記光を照射することを特徴とする請求項１記載の半導体チップ剥離装置。
4. シートの表面に貼着された半導体チップを剥離する工程を含む半導体装置の製造方法に於いて、
   ピックアップを行う予定の前記半導体チップが位置する領域の前記シートに、部分的に光を照射させて前記シートの粘着力を局所的に低下させて、前記半導体チップを吸着して前記シートから剥離することを特徴とする半導体装置の製造方法。
5. 前記半導体チップを吸着する前に、前記光を前記シートに照射することを特徴とする請求項４記載の半導体装置の製造方法。
   
   
   
   
   

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