JP2020181887A - 半導体装置の製造方法 - Google Patents

Abstract

【課題】半導体チップの損傷及び位置ずれを抑制しながら所望の半導体チップをピックアップすることができる半導体装置の製造方法を提供する。【解決手段】半導体装置の製造において、複数の半導体チップが吸着保持される。また、複数の半導体チップが吸着保持されたまま複数の半導体チップから選択された半導体チップが吸着されピックアップされる。【選択図】図５

Description

本発明は、半導体装置の製造方法に関する。

半導体装置が製造される際には、多くの場合は、半導体ウエハがダイシングテープの一方の主面上に貼り付けられる。また、貼り付けられた半導体ウエハがダイシング加工される。これにより、ダイシングテープの一方の主面上に複数の半導体チップが形成される。また、ダイシングテープを引き伸ばすエキスパンドが行われ、ダイシングテープの他方の主面の側からダイシングテープを介して所望の半導体チップが突き上げ冶具により突き上げられる。これにより、所望の半導体チップがダイシングテープから剥がされピックアップされる。

半導体チップを突き上げることにより半導体チップがダイシングテープから剥がされる場合は、半導体チップがダイシングテープから適切に剥がされないことがあり、半導体チップが割れる、半導体チップがダメージを受ける等の問題が発生することがある。半導体チップが受けたダメージは、半導体チップがピックアップされた後に実行される工程において進行する可能性があり、最終的に製造される半導体装置の信頼性を低下させる。これらの問題は、半導体チップの特性を改善するために半導体チップが薄くされている場合、及び半導体チップがパワーデバイスの半導体チップである場合等の半導体チップが大きなチップサイズを有する場合に特に顕著になる。半導体チップが大きなチップサイズを有する場合にこれらの問題が顕著になるのは、突き上げが行われる力点の位置から半導体チップがダイシングテープから剥がされ始める作用点の位置までの距離が長くなるためである。このため、半導体チップをピックアップする方法の改善が必要であり、半導体チップを突き上げずに半導体チップをピックアップする方法が提案されている。

例えば、特許文献１に記載された技術においては、ウェーハに形成された状態の各半導体装置が、ダイシングテープに貼り付けられ、ダイシングされる（段落００２５）。また、ダイシングテープに貼り付けられた複数の半導体チップが、吸引され、真空チャックユニットの上面に固定される（段落００２４）。また、ダイシングテープが半導体チップから剥離される（段落００２８）。半導体チップからダイシングテープが剥離された後、半導体チップへの吸引固定力が解除され、半導体チップが真空チャックユニットの上面に載置されただけの状態となる（段落００２９）。その後、半導体チップが、ピックアップヘッドにより拾い上げられる（段落００２９）。

特開２００１−３４５３６８号公報

特許文献１に記載された技術においては、半導体チップがピックアップヘッドにより拾い上げられる際に、半導体チップへの吸引固定力が解除されており、半導体チップが真空チャックユニットの上面に載置されただけの状態となる。このため、半導体チップがピックアップヘッドにより拾い上げられる際に、半導体チップの位置がずれ、所望の半導体チップを拾い上げることができないという問題が発生することがある。

本発明は、この問題に鑑みてなされた。本発明が解決しようとする課題は、半導体チップの損傷及び位置ずれを抑制しながら所望の半導体チップをピックアップすることができる半導体装置の製造方法を提供することである。

本発明は、半導体装置の製造方法に向けられる。

半導体装置の製造において、複数の半導体チップが吸着保持される。また、複数の半導体チップが吸着保持されたまま複数の半導体チップから選択された半導体チップが吸着されピックアップされる。

本発明によれば、所望の半導体チップを突き上げることなく所望の半導体チップをピックアップすることができる。このため、所望の半導体チップが損傷することを抑制することができる。

また、本発明によれば、複数の半導体チップが吸着保持されたまま所望の半導体チップがピックアップされる。このため、所望の半導体チップをピックアップする際に半導体チップの位置ずれを抑制することができる。これにより、所望の半導体チップを的確にピックアップすることができる。

本発明の目的、特徴、局面及び利点は、以下の詳細な説明と添付図面とによって、より明白となる。

実施の形態１の半導体装置の製造方法を図示するフローチャートである。 実施の形態１の半導体装置の製造方法において処理されるワーク等を模式的に図示する平面図である。 実施の形態１の半導体装置の製造方法において処理されるワーク等を模式的に図示する平面図である。 実施の形態１の半導体装置の製造方法において処理されるワーク等を模式的に図示する斜視図である。 実施の形態１の半導体装置の製造方法において処理されるワーク等を模式的に図示する断面図である。 実施の形態１の半導体装置の製造方法において処理されるワーク等を模式的に図示する断面図である。 実施の形態１の半導体装置の製造方法において処理されるワーク等を模式的に図示する断面図である。 実施の形態１の半導体装置の製造方法において処理されるワーク等を模式的に図示する断面図である。

図１は、実施の形態１の半導体装置の製造方法を図示するフローチャートである。図２から図８までは、実施の形態１の半導体装置の製造方法において処理されるワーク等を模式的に図示する図である。図２及び図３は、平面図である。図４は、斜視図である。図５から図８までは、半導体チップが保持されたポーラスステージを含む一部を拡大した断面図である。

実施の形態１の半導体装置の製造方法においては、図１に図示される工程Ｓ１０１からＳ１０５までが順次に実行される。

工程Ｓ１０１においては、図２に図示されるように、ダイシングテープ１０がダイシングリング１１に張られる。また、半導体ウエハ１２の表面となるパターン面が、張られたダイシングテープ１０に貼り付けられる。

ダイシングテープ１０は、半導体ウエハ１２及び下述する複数の半導体チップ２０を保持することができる粘着性を有する粘着シートである。半導体ウエハ１２のパターン面は、配線パターンを有する。ダイシングテープ１０は、マウントテープとも呼ばれる。ダイシングリング１１は、マウントリングとも呼ばれる。

工程Ｓ１０２においては、図３に図示されるように、貼り付けられた半導体ウエハ１２が半導体ウエハ１２の裏面側からダイシング加工される。これにより、半導体ウエハ１２が分割され、複数の半導体チップ２０が形成される。なお、通常、半導体ウエハ１２の裏面側にはダイシングラインが設けられていないが、裏面露光技術を利用することで正確なダイシングが可能である。

形成される各半導体チップ２０の表面は、配線パターンを有する。複数の半導体チップ２０が不良品の半導体チップ２１を含む場合は、不良品の半導体チップ２１の表面にはＮＧマーク等の印２２が付されている。ＮＧマークは、バッドマークとも呼ばれる。

工程Ｓ１０３においては、図４に図示されるように、形成された複数の半導体チップ２０の裏面がポーラステーブル３０に吸着保持される。また、吸着保持された複数の半導体チップ２０からダイシングテープ１０が剥がされる。これにより、ポーラステーブル３０上に複数の半導体チップ２０のみが残される。

工程Ｓ１０４においては、図５に図示されるように、複数の半導体チップ２０がポーラステーブル３０に吸着保持されたまま、複数の半導体チップ２０から選択された半導体チップ２０が、半導体チップ２０の表面２０Ｆの側から吸着コレット４１により吸着されピックアップされる。図５に描かれる破線矢印は、空気の流れを示す。

工程Ｓ１０４においては、ポーラステーブル３０が、第１の吸着圧で複数の半導体チップ２０を吸着保持する。また、吸着コレット４１が、第１の吸着圧より大きい第２の吸着圧で選択された半導体チップ２０を吸着する。ポーラステーブル３０が第１の吸着圧で複数の半導体チップ２０を吸着保持することにより、選択された半導体チップ２０に隣接する半導体チップの位置ずれを抑制することができる。選択された半導体チップ２０の直下のみ選択的に第１の吸着圧を低下させてもよい。

ポーラステーブル３０は、図６に図示されるように、真空配管５０を経由してコントロールユニット５１により制御される電磁弁５２に接続されている。真空配管５０、コントロールユニット５１及び電磁弁５２は、ポーラステーブル３０に複数の半導体チップ２０を吸着させるための吸着機構５３を構成する。図６に描かれる破線矢印は、空気の流れを示す。

工程Ｓ１０４においては、電磁弁５２により、第１の吸着圧が調整され、ポーラステーブル３０による複数の半導体チップ２０の保持力が調整される。電磁弁５２は、開閉度を調整することにより、生成する真空圧を調整し、第１の吸着圧を調整する。電磁弁５２による第１の吸着圧の調整によれば、信号により第１の吸着圧を調整することができる。

第１の吸着圧を制御することにより、各半導体チップ２０の厚さ及びチップサイズに応じてポーラステーブル３０への複数の半導体チップ２０の吸着力及び密着力が変化した場合でも、ポーラステーブル３０への複数の半導体チップ２０の吸着状態をレシピ及び条件に応じて制御することができる。

第２の吸着圧は、センサーにより検出される。吸着コレット４１が半導体チップ２０を吸着することが失敗したことが第２の吸着圧により検出された場合は、そのことを示すエラー信号が発せられる。発せられたエラー信号は、電磁弁５２に入力される。電磁弁５２は、エラー信号が入力された場合に、第１の吸着圧を低下させる。これにより、吸着コレット４１が半導体チップ２０を吸着することが失敗した場合に、第１の吸着圧が低下し、吸着コレット４１が半導体チップ２０を吸着することが容易になる。

吸着コレット４１は、各半導体チップ２０の平面形状より小さな平面形状を有するチップピッカーである。これにより、選択されたひとつの半導体チップ２０のみをピックアップすることができる。

選択された半導体チップ２０がピックアップされる際には、選択された半導体チップ２０の表面２０Ｆの配線パターンがカメラにより認識され、認識された配線パターンから特定される半導体チップ２０の表面２０Ｆの中央部が吸着される。これにより、表面２０Ｆの中央部からずれた表面２０Ｆの周辺部が吸着されることを抑制することができ、半導体チップ２０を安定して搬送することができる。

また、複数の半導体チップ２０から半導体チップ２０が選択される際には、不良品の半導体チップ２１の表面に付された印２２がカメラにより認識され、当該印２２が付された不良品の半導体チップ２１を選択することが回避される。

ポーラステーブル３０は、金属製テーブル６０及びゴム製シート６１を備える。ゴム製シート６１は、金属製テーブル６０の表面６２に貼り付けられる。ゴム製シート６１の表面６３は、ポーラステーブル３０の表面となり、複数の半導体チップ２０を吸着保持する。ゴム製シート６１の表面６３のようなゴム製部材の表面は、大きな摩擦係数を有する。このため、ゴム製シート６１の表面６３が複数の半導体チップ２０を吸着保持することにより、半導体チップ２０をピックアップするために第１の吸着圧が低下した場合、及び複数の半導体チップ２０が吸着されていない場合でも、テープ等の粘着物を用いることなく、複数の半導体チップ２０の位置ずれを抑制することができ、複数の半導体チップ２０がばらばらになることを抑制することができる。これにより、各半導体チップ２０が隣接する半導体チップ２０に接触して各半導体チップ２０にキズ、欠け等が発生することを抑制することができる。ゴムからなるゴム製シート６１が、複数の半導体チップ２０の位置ずれを抑制することができる程度の摩擦係数を有するゴム以外の材質からなるシートに置き換えられてもよい。

ゴム製シート６１は、ゴム製シート６１の表面６３の広がり方向に配列された複数の突起６４を表面６３に備える。これにより、表面６３が平坦である場合と比較して、複数の半導体チップ２０の位置ずれを効果的に抑制することができ、複数の半導体チップ２０がばらばらになることを効果的に抑制することができる。

ゴム製シート６１が複数の突起６４をゴム製シート６１の表面６３に備えることにより、各半導体チップ２０の裏面２０Ｂの全体がゴム製シート６１に接触することを回避することができる。これより、第１の吸着圧と第２の吸着圧とのバランスをとることができる。

複数の半導体チップ２０がポーラステーブル３０に吸着されている場合は、図７に図示されるように、複数の突起６４がゴム製シート６１の厚さ方向に圧縮され、各半導体チップ２０と複数の突起６４との接触面積が大きくなり、複数の半導体チップ２０の位置ずれが効果的に抑制される。複数の半導体チップ２０がポーラステーブル３０に吸着されていない場合は、図８に図示されるように、複数の突起６４がゴム製シート６１の厚さ方向に圧縮されず、各半導体チップ２０と複数の突起６４との接触面積が小さくなる。図７に描かれる破線矢印は、空気の流れを示す。

ゴム製シート６１は、多数の細孔を有する多孔質体である。また、複数の半導体チップ２０は、当該多数の細孔を経由して吸引される。このため、各半導体チップ２０が小さな平面形状を有する場合でも、ポーラステーブル３０は、各半導体チップ２０を吸着保持することができる。

ゴム製シート６１が、各半導体チップ２０のチップサイズに応じて入れ替えられてもよい。

ステップＳ１０５においては、ピックアップされた半導体チップ２０に対して必要な加工がおこなわれる。これにより、半導体装置が完成する。

実施の形態１の発明によれば、所望の半導体チップ２０を突き上げることなく所望の半導体チップ２０をピックアップすることができる。このため、所望の半導体チップ２０が損傷することを抑制することができる。

また、実施の形態１の発明によれば、複数の半導体チップ２０が吸着保持されたまま所望の半導体チップ２０がピックアップされる。このため、所望の半導体チップ２０をピックアップする際に隣接する半導体チップの位置ずれを抑制することができる。これにより、所望の半導体チップを的確にピックアップすることができる。

なお、本発明は、その発明の範囲内において、実施の形態を適宜、変形、省略することが可能である。

この発明は詳細に説明されたが、上記した説明は、すべての局面において、例示であって、この発明がそれに限定されるものではない。例示されていない無数の変形例が、この発明の範囲から外れることなく想定され得るものと解される。

１０ ダイシングテープ、１１ ダイシングリング、１２ 半導体ウエハ、２０ 半導体チップ、３０ ポーラステーブル、４１ 吸着コレット、５０ 真空配管、５２ 電磁弁、６０ 金属製テーブル、６１ ゴム製シート、６４ 突起。

Claims (7)

1. a) 複数の半導体チップを吸着保持する工程と、
   b) 前記複数の半導体チップを吸着保持したまま前記複数の半導体チップから選択した半導体チップを吸着しピックアップする工程と、
   を備える半導体装置の製造方法。
2. c) 半導体ウエハをダイシングテープに貼り付ける工程と、
   d) 前記半導体ウエハをダイシング加工し前記複数の半導体チップを形成する工程と、
   をさらに備える請求項１の半導体装置の製造方法。
3. 前記工程a)は、前記複数の半導体チップをゴム製部材の表面に吸着保持する
   請求項１又は２の半導体装置の製造方法。
4. 前記ゴム製部材は、前記表面の広がり方向に配列された複数の突起を前記表面に備える
   請求項３の半導体装置の製造方法。
5. 前記工程b)は、第１の吸着圧で前記複数の半導体チップを吸着保持し、前記第１の吸着圧より大きい第２の吸着圧で前記半導体チップを吸着する
   請求項１から４までのいずれかの半導体装置の製造方法。
6. 前記工程b)は、電磁弁により前記第１の吸着圧を調整する
   請求項５の半導体装置の製造方法。
7. 前記電磁弁は、前記半導体チップを吸着することが失敗したことを示す信号が入力された場合に前記第１の吸着圧を低下させる
   請求項６の半導体装置の製造方法。

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