JP2010062472A - 半導体チップのピックアップ装置およびこれを用いた半導体チップのピックアップ方法 - Google Patents

Abstract

【課題】薄い半導体チップであっても割れを防いで粘着シートから剥離する。
【解決手段】ピックアップ装置１は、ダイシングシート１３が戴置されるステージ１００と、ダイシングシート１３の裏面と接触し、平面視において、半導体チップ１２に対して水平方向に移動する一のスライダーと、ステージ１００に形成され、スライダーを収容するスライダー収容部と、ステージ１００に連結し、スライダー収容部を吸引する吸引機構５００と、を有する。ステージ１００には、半導体チップ１２がスライダー収容部と対向する位置でダイシングシート１３が戴置される。スライダーは、ダイシングシート１３と接触する側に複数のスリットを備えている。スリットは、スライダー収容部１０２に連通している。
【選択図】図１

Description

本発明は、粘着シートの表面に搭載された半導体チップを粘着シートから剥離する半導体チップのピックアップ装置、およびこれを用いた半導体チップのピックアップ方法に関する。

半導体装置の製造工程において使用する従来の半導体チップのピックアップ装置としては、例えば特許文献１および２に記載されたものがある。

特許文献１に記載された半導体チップのピックアップ装置は、半導体チップ（以下、チップともいう）が貼り付けられたダイシングシートをステージに乗せ、複数の突起部材をもつローラを回転させながらこれら突起部材をダイシングシートの下から突上げる。

特許文献２に記載された半導体チップのピックアップ装置は、チップが貼り付けられたダイシングシートをステージに乗せ、ステージから複数の突起部材をダイシングシートの下から突上げてスライドさせる。

近年、パッケージ薄化に伴い、チップの薄化が要求されている。
特開２００３−２２４０８８号公報 特開２００５−３２８０５４号公報

しかしながら、上記文献記載の従来技術では、薄いチップをピックアップしようとすると、粘着シートからチップを引き剥がす力に耐えられずチップが割れたり、欠けてしまったりする。この問題はチップが大きいほど顕著となる。したがって、大型の薄い半導体チップの歩留が低下してしまうことが懸念される。

本発明によれば、粘着シートの表面に搭載された半導体チップを前記粘着シートから剥離する半導体チップのピックアップ装置であって、
前記粘着シートが戴置されるステージと、
前記粘着シートの裏面と接触し、平面視において、前記半導体チップに対して水平方向に移動する少なくとも一以上のスライダーと、
前記ステージに形成され、前記スライダーを収容するスライダー収容部と、
前記ステージに連結し、前記スライダー収容部を吸引する吸引機構と、
を有し、
前記ステージには、前記半導体チップが前記スライダー収容部と対向する位置で前記粘着シートが戴置され、
前記スライダーは、前記粘着シートと接触する側に少なくとも一以上のスリットを備え、
前記スリットは、前記スライダー収容部に連通していることを特徴とする半導体チップのピックアップ装置
が提供される。

また、本発明によれば、ピックアップ装置を用いて粘着シートの表面に搭載された半導体チップを前記粘着シートから剥離する半導体チップのピックアップ方法であって、
前記ピックアップ装置は、
前記粘着シートが戴置されるステージと、
前記粘着シートの裏面と接触し、平面視において、前記半導体チップに対して水平方向に移動する少なくとも一以上のスライダーと、
前記ステージに形成され、前記スライダーを収容するスライダー収容部と、
前記ステージに連結し、前記スライダー収容部を吸引する吸引機構と、
前記スライダーの前記粘着シートと接触する側に設けられ、前記スライダー収容部に連通している少なくとも一以上のスリットと、
を備え、
前記スライダー収容部が前記半導体チップと対向する位置で前記ステージに前記粘着シートを裏面から戴置し、前記粘着シートを前記スライダーに接触させるステップと、
前記スライダー収容部を吸引するステップと、
平面視において、前記スライダーを前記半導体チップに対して水平方向に移動させるステップと、
を含むことを特徴とする半導体チップのピックアップ方法
が提供される。

本発明によれば、スライダーの粘着シートと接触する側に設けられたスリットが、スライダー収容部に連通している。これにより、吸引機構がスライダー収容部を吸引することで、スリットを吸引し、スリットと粘着シートで形成された空間に負圧を発生させることができる。この負圧により、粘着シートを吸引することができ、粘着シートの一部を半導体チップから剥がすことができる。また、スライダー収容部の周縁部と粘着シートで形成された空間にも負圧が発生するため、スライダー収容部の周縁部に対向している粘着シートも吸引して半導体チップから剥がすことができる。したがって、互いに分散した剥離の起点が複数形成され、そして、スライダーを半導体チップに対して水平方向に移動した場合、上記した起点から剥離部分を徐々に大きくすることができる。よって、半導体チップから粘着シートを剥離するときに半導体チップに加わる力を分散することができ、これによって、大型の薄いチップであっても割れを防止することができる。

なお、本発明の各種の構成要素は、個々に独立した存在である必要もなく、複数の構成要素が一個の部材として形成されていること、一つの構成要素が複数の部材で形成されていること、ある構成要素が他の構成要素の一部であること、ある構成要素の一部と他の構成要素の一部とが重複していること、等でよい。

また、本発明の半導体チップのピックアップ方法には複数の工程を順番に記載してあるが、その記載の順番は複数の工程を実行する順番を限定するものではない。このため、本発明の半導体チップのピックアップ方法を実施するときには、その複数の工程の順番は内容的に支障しない範囲で変更することができる。

本発明によれば、薄い半導体チップであっても割れを防いで粘着シートから剥離することができる。したがって、半導体チップのピックアップ工程における製造効率を高めることができる。

以下、本発明の実施の形態について、図面を用いて説明する。尚、すべての図面において、同様な構成要素には同様の符号を付し、適宜説明を省略する。

（第１の実施形態）
図１、２は、本実施形態のピックアップ装置１を示す模式図である。図１は、本実施形態のピックアップ装置１の側面図である。図２は、本実施形態のピックアップ装置１の平面図である。

図１で示すように、ピックアップ装置１は、ダイシングシート（粘着シート）１３の表面に搭載された半導体チップ１２をダイシングシート１３から剥離する半導体チップのピックアップ装置である。ピックアップ装置１は、ダイシングシート１３が戴置されるステージ１００と、ダイシングシート１３の裏面と接触し、平面視において、半導体チップ１２に対して水平方向に移動する一のスライダー１０１と、ステージ１００に形成され、スライダー１０１を収容するスライダー収容部１０２と、ステージ１００に連結し、スライダー収容部１０２を吸引する吸引機構５００と、を有する。ステージ１００には、半導体チップ１２がスライダー収容部１０２と対向する位置でダイシングシート１３が戴置される。スライダー１０１は、ダイシングシート１３と接触する側に複数のスリット１０３を備えている。スリット１０３は、スライダー収容部１０２に連通している。

スリット１０３は、図２で示すように、平面視において、スライダー１０１の移動する方向に対して交わる方向、好ましくは、直角に延伸し、スライダー１０１の側面に到達している。ステージ１００とスライダー１０１との間には隙間が形成されており、この隙間はスライダー収容部１０２の一部を構成している。したがって、この隙間が吸引機構５００によって吸引されることによりステージ１００とスライダー１０１との間に負圧が発生し、スリット１０３が負圧状態になる。

ピックアップ装置１は、大きさが１〜２０ｍｍ、基板の厚みが５〜２００μｍの半導体チップ１２のピックアップに好適に用いることができる。ピックアップ装置１によってピックアップされた半導体チップ１２は、モバイル系ＬＳＩのようなデバイスの製造に用いることができる。

エキスパンダ２００は、ウエハリング（図示せず）を固定するユニットである。半導体ウェハ６００は、ダイシングされた後、エキスパンダ２００に搭載され、エキスパンドされる。

図３は、ピックアップ装置１が半導体チップ１２をダイシングシート１３から剥離する動作を説明する図である。図３（ａ）〜（ｃ）は、ピックアップ装置１の断面図である。図３を参照しつつ、半導体チップ１２をダイシングシート１３から剥離する動作を説明する。

まず、スライダー１０１を、スライダー収容部１０２に収容し、スライダー収容部１０２が半導体チップ１２と対向する位置で、ステージ１００にダイシングシート１３を裏面から戴置する（図３（ａ））。こうすることで、ダイシングシート１３がスライダー１０１に接触し、スライダー収容部１０２とダイシングシート１３との間で閉空間が形成される。また、スリット１０３の上面がダイシングシート１３で覆われることでスリット１０３とダイシングシート１３との間にスライダー収容部１０２に連通している空間が形成される。半導体ウェハ６００はダイシングされエキスパンドされている。ダイシングされた半導体ウェハ６００は、複数の半導体チップ１２から構成されている。

ついで、吸引機構５００によりスライダー収容部１０２を吸引する（図３（ａ））。こうすることで、スライダー収容部１０２とダイシングシート１３との間に形成された閉空間に負圧が発生する。ここで、スリット１０３はスライダー１０１の側面に到達し、スライダー１０１の側面とスリット１０３との接続部分は開放している。したがって、スリット１０３とダイシングシート１３との間に形成された空間にも負圧が発生することになる。スリット１０３を介してスライダー１０１と接触しているダイシングシート１３を吸引することができる。したがって、図３（ｃ）の拡大図で示すようにダイシングシート１３の一部が半導体チップ１２から剥がれ、スリット１０３に接触することとなる。

また、スライダー１０１とスライダー収容部１０２との間には所定の幅の隙間が形成されている。そのため、この隙間も吸引機構５００により吸引されることになる。したがって、スライダー収容部１０２の周縁部に対向して保持されているダイシングシート１３が吸引され、半導体チップ１２から剥がれる。さらに、スライダー収容部１０２の周縁部と半導体チップ１２の周縁部とを対向させるようにダイシングシート１３をステージ１００に配置しているときは、半導体チップ１２の周縁部に接着しているダイシングシート１３を剥がすことができる。このとき、吸引力を適度にコントロールすることで、適度な吸引力で剥がすことができ、半導体チップ１２の欠けを防止することができる。

図２（ｂ）で示すように、スリット１０３は、半導体チップ１２の中央部に対応する位置に形成させることで、半導体チップ１２の中央部からダイシングシート１３を剥がすことができる。こうすることで、剥離しにくい半導体チップ１２の中央部も、チップ周縁部と同時に剥がすことができる。

図３（ｂ）に戻り、平面視において、スライダー１０１を半導体チップ１２に対して水平方向に移動させる。ここで、前述のように、ダイシングシート１３のスリット１０３と対向する部分が半導体チップ１２から剥離されているため、剥離の起点が形成されていることとなる。よって、スライダー１０１の動きとともに上記剥離の起点から剥離部分を水平方向に徐々に大きくすることができる。また、ダイシングシート１３のスライダー収容部１０２周縁部に対向している部分も半導体チップ１２から剥離されているため、この部分にも剥離の起点が形成されていることになる。よって、前述のように、スライダー１０１の動きとともに上記剥離の起点から剥離部分を水平方向に徐々に大きくすることができる。このように、互いに分散した複数の起点からダイシングシート１３の剥離部分を徐々に大きくすることで、半導体チップ１２全体がダイシングシート１３から剥離されることになる。

剥離された半導体チップ１２は、図１で示すボンディングヘッド３００に吸着されることによりピックアップされる。ボンディングヘッド３００は、ピックアップした半導体チップ１２をダイマウンタ４００に搭載する。ダイマウンタ４００に実装基板をおいておくことで、半導体チップ１２を基板に実装することもできる。

つづいて、本実施形態の作用効果について図１、２を用いて説明する。ピックアップ装置１によれば、スライダー１０１のダイシングシート１３と接触する側に設けられたスリット１０３が、スライダー収容部１０２に連通している。これにより、吸引機構５００がスライダー収容部１０２を吸引することで、スリット１０３を吸引し、スリット１０３とダイシングシート１３で形成された空間に負圧を発生させることができる。この負圧により、ダイシングシート１３を吸引することができ、ダイシングシート１３の一部を半導体チップ１２から剥がすことができる。また、スライダー収容部１０２の周縁部とダイシングシート１３で形成された空間にも負圧が発生するため、スライダー収容部１０２の周縁部に対向しているダイシングシート１３も吸引して半導体チップ１２から剥がすことができる。したがって、互いに分散した剥離の起点が複数形成され、そして、スライダー１０１を半導体チップ１２に対して水平方向に移動した場合、上記した起点から剥離部分を徐々に大きくすることができる。よって、半導体チップ１２からダイシングシート１３を剥離するときに半導体チップ１２に加わる力を分散することができ、これによって、大型の薄いチップであっても割れを防止することができる。

また、図２（ｂ）で示すように、スリット１０３と半導体チップ１２の中央部とが対向するようにダイシングシート１３をステージ１００に保持させる。そのため、スリット１０３に対向しているダイシングシート１３をスリット１０３内に吸引することができ、半導体チップ１２の中央部を貼り付けるダイシングシート１３に水平方向の引っ張りの力を加えることができる。よって、剥離しにくいチップ中央部を貼り付けるダイシングシート１３に水平方向の引っ張りの力を加えて剥離を促進することができる。

（第２の実施形態）
図４、５は、本実施形態のピックアップ装置２を示す平面図である。図４、図５（ｂ）は、ピックアップ装置２のステージ１００の平面図である。また、図５（ａ）は、スライダー収容部１０２部分を拡大した図である。図５では、スリット１０３を省略して示している。ピックアップ装置２がピックアップ装置１と異なる点は、１の半導体チップ１２に対向して複数のスライダー２０１ａ、２０１ｂ、２０１ｃ、２０１ｄが互いに離間して並行に形成され、各スライダーが、平面視において、半導体チップ１２に対して個々に水平に移動可能な点である。ピックアップ装置２の断面図は、図３と同様である。

各スライダー間の間隔は、チップの大きさ、厚み、吸引機構５００から発生する負圧の大きさ、ダイシングシート１３の粘着力に併せて最適な距離を設定することができるが、スライダー収容部１０２の周縁部と各スライダーとの間に形成される隙間の距離と同程度とすることができる。図５（ａ）で示すように、ｄ_１＝ｄ_２となるように設計すると、均等に引っ張りの力を加えることができる。また、各スライダー間隔が互いに異なるように設計することも可能である。図５（ｂ）は、剥離の起点を点線で示している。

また、ピックアップ装置２は、スライダー２０１ａ、２０１ｂ、２０１ｃ、２０１ｄを個々に水平移動させる制御部（図示せず）を備えている。制御部は、各スライダー２０１ａ、２０１ｂ、２０１ｃ、２０１ｄを任意の順で移動することもできるし、同時に移動することもできる。

図４は、ピックアップ装置２が半導体チップ１２をダイシングシート１３から剥離する動作を説明する図である。図４（ａ）〜（ｃ）は、ピックアップ装置２の平面図である。ピックアップ装置２の断面図は、図３と同様である。図３および図４を参照しつつ、半導体チップ１２をダイシングシート１３から剥離する動作を説明する。

図４（ａ）は、各スライダーを動作させる前のピックアップ装置２である。ステージ１００の内部にスライダー２０１ａ、２０１ｂ、２０１ｃ、２０１ｄが収容されている。

まず、第１の実施形態と同様に、ダイシングシート１３を裏面から保持するステージ１００上に、ダイシングシート１３の表面に接着された半導体ウェハ６００を用意し、吸引機構５００がスライダー収容部１０２を吸引する。これにより、各スライダーのスリット１０３、各スライダー間の隙間、およびスライダー収容部１０２の周縁部に対向する位置のダイシングシート１３が吸引され、半導体チップ１２から剥がれる。

そして、平面視において、各スライダーを半導体チップ１２に対して水平方向に移動させる（図４（ｂ））。図４（ｂ）に示す例では、スライダー２０１ｂ、２０１ｃのみ水平移動をし、スライダー２０１ａ、２０１ｄは、スライダー収容部１０２に収容されたままになっている。

その後、スライダー２０１ｂ、２０１ｃに遅れて、スライダー２０１ａ、２０１ｄを水平移動させる（図４（ｃ））。

なお、スライダー２０１ａ、２０１ｂ、２０１ｃ、２０１ｄは同時に水平方向に移動させてもよい。

つづいて、本実施形態の作用効果について説明する。ピックアップ装置２では、スライダー２０１ａ、２０１ｂ、２０１ｃ、２０１ｄが互いに離間して並行に形成されている。そのため、吸引機構５００がスライダー収容部１０２を吸引すると、各スライダーの隙間に接しているダイシングシート１３が吸引されて半導体チップ１２から剥がれる。したがって、スライダー収容部１０２の周縁部だけでなく各スライダーの周囲に剥離の起点を形成することができる。また、各スライダーを個々に移動させて、ダイシングシート１３を裏面から引っ張る力を徐々に高めることができる。これにより、各スライダーの動きをコントロールして剥離性の悪い箇所を効果的に剥離させることができる。よって、半導体チップ１２の割れや欠けを防ぎつつ効率よくダイシングシート１３から剥離させることが可能となる。

各スライダーが水平方向に移動することにより形成される空洞にダイシングシート１３が引き込まれることで、半導体チップ１２がひずみ割れてしまうことが懸念される。そこで、ピックアップ装置２では、たとえば、半導体チップ１２の周縁部側のスライダー２０１ａ、２０１ｄを先に移動させて、その後周縁部以外のスライダー２０１ｂ、２０１ｃを移動させることができる。スライダー２０１ａ、２０１ｄの移動により形成される空洞は、スライダー２０１ｂ、２０１ｃの移動によって形成される空洞よりも小さい。したがって、半導体チップ１２のひずみや割れを抑制することができる。

また、図４で示すように、ピックアップ装置２は、各スライダーにスリット１０３が設けられている。スリット１０３は、半導体チップ１２の中央部に対応する位置に形成させることが好ましい。これにより、ダイシングシート１３とチップ間で剥離しきれなかった半導体チップ１２の中央部も、チップ周辺部と同時に剥離することができ、インデックスを落とすことなく安定してピックアップできる。また、個々のスライダーの動作を調節することにより、剥離しにくい箇所をさらに効率よく剥離させることができる。

以上、図面を参照して本発明の実施形態について述べたが、これらは本発明の例示であり、上記以外の様々な構成を採用することもできる。

実施の形態に係るピックアップ装置を示す模式的な側面図である。 第１の実施形態に係るピックアップ装置の平面図である。 実施の形態に係るピックアップ装置の動作を説明する図である。図３（ａ）〜（ｃ）は、実施の形態に係るピックアップ装置の断面図である。 第２の実施形態に係るピックアップ装置の動作を説明する図である。図４（ａ）〜（ｃ）は、第２の実施形態に係るピックアップ装置の平面図である。 第２の実施形態に係るピックアップ装置の平面図である。

符号の説明

１ ピックアップ装置
２ ピックアップ装置
１２ 半導体チップ
１３ ダイシングシート
１００ ステージ
１０１ スライダー
１０２ スライダー収容部
１０３ スリット
２００ エキスパンダ
２０１ａ スライダー
２０１ｂ スライダー
２０１ｃ スライダー
２０１ｄ スライダー
３００ ボンディングヘッド
４００ ダイマウンタ
５００ 吸引機構
６００ 半導体ウェハ

Claims (5)

1. 粘着シートの表面に搭載された半導体チップを前記粘着シートから剥離する半導体チップのピックアップ装置であって、
   前記粘着シートが戴置されるステージと、
   前記粘着シートの裏面と接触し、平面視において、前記半導体チップに対して水平方向に移動する少なくとも一以上のスライダーと、
   前記ステージに形成され、前記スライダーを収容するスライダー収容部と、
   前記ステージに連結し、前記スライダー収容部を吸引する吸引機構と、
   を有し、
   前記ステージには、前記半導体チップが前記スライダー収容部と対向する位置で前記粘着シートが戴置され、
   前記スライダーは、前記粘着シートと接触する側に少なくとも一以上のスリットを備え、
   前記スリットは、前記スライダー収容部に連通していることを特徴とする半導体チップのピックアップ装置。
2. 前記スリットは、平面視において、前記スライダーの移動方向に対して直角に延伸していることを特徴とする請求項１に記載の半導体チップのピックアップ装置。
3. 一の前記半導体チップに対向して複数の前記スライダーが互いに離間して並行に配置され、前記複数のスライダーは個々に移動可能であることを特徴とする請求項１または２に記載の半導体チップのピックアップ装置。
4. ピックアップ装置を用いて粘着シートの表面に搭載された半導体チップを前記粘着シートから剥離する半導体チップのピックアップ方法であって、
   前記ピックアップ装置は、
   前記粘着シートが戴置されるステージと、
   前記粘着シートの裏面と接触し、平面視において、前記半導体チップに対して水平方向に移動する少なくとも一以上のスライダーと、
   前記ステージに形成され、前記スライダーを収容するスライダー収容部と、
   前記ステージに連結し、前記スライダー収容部を吸引する吸引機構と、
   前記スライダーの前記粘着シートと接触する側に設けられ、前記スライダー収容部に連通している少なくとも一以上のスリットと、
   を備え、
   前記スライダー収容部が前記半導体チップと対向する位置で前記ステージに前記粘着シートを裏面から戴置し、前記粘着シートを前記スライダーに接触させるステップと、
   前記スライダー収容部を吸引するステップと、
   平面視において、前記スライダーを前記半導体チップに対して水平方向に移動させるステップと、
   を含むことを特徴とする半導体チップのピックアップ方法。
5. 前記粘着シートを前記スライダーに接触させる前記ステップにおいて、前記半導体チップの周縁部と前記スライダー収容部の周縁部とが対向する位置に前記粘着テープを配置させることを特徴とする請求項４に記載の半導体チップのピックアップ方法。

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