JP2013191781A - 半導体製造装置および半導体製造装置の制御方法 - Google Patents

Abstract

【課題】高品質な状態で半導体チップを粘着シートから剥離し取り上げることができる半導体製造装置および半導体製造装置の制御方法を提供する。
【解決手段】ピックアップ装置の保持ステージ１０は、粘着シート２を介して半導体チップ１ａが載置される第１ステージ１１と、第１ステージ１１に載置された半導体チップ１ａどうしが接触することを防止する接触防止板３１と、を備える。このピックアップ装置において、第１ステージ１１の溝２１が設けられた面に半導体チップ１ａを載置する。第１ステージ１１の上方の所定の位置に所定の間隔をあけて接触防止板３１を配置する。そして、減圧手段によって溝２１および粘着シート２で囲まれた閉空間２３を減圧し、隣り合う溝２１の側壁で構成された突起部２２に半導体チップ１ａを保持する。その後、第１ステージ１１から離れた位置に接触防止板３１を移動し、コレットによって半導体チップ１ａをピックアップする。
【選択図】図７

Description

この発明は、半導体製造装置および半導体製造装置の制御方法に関する。

近年、ＩＧＢＴ（Ｉｎｓｕｌａｔｅｄ Ｇａｔｅ Ｂｉｐｏｌａｒ Ｔｒａｎｓｉｓｔｏｒ：絶縁ゲート型バイポーラトランジスタ）は、高性能化および低コスト化のために、半導体ウエハの薄化が進められている。例えば、ＩＧＢＴの高性能化および低コスト化のために、半導体ウエハの厚さを５０μｍ〜１００μｍ程度、またはそれ以下の厚さになるまで薄くする必要がある。

デバイス厚の薄い半導体装置の製造方法として、次の方法が提案されている。半導体ウエハのおもて面にデバイス構造を形成した後、所定の厚さになるまで、半導体ウエハ裏面のバックグラインドやシリコンエッチングを行う。そして、半導体ウエハのおもて面に形成されたデバイス構造ごとにダイシングを行い、半導体ウエハを個々の半導体チップに切断する。

また、デバイス厚の薄い半導体装置の別の製造方法として、次の方法が提案されている。半導体ウエハのおもて面にデバイス構造を形成した後、ダイシングラインに沿って、半導体ウエハのおもて面に例えば半導体装置の完成後の所定の厚さよりも深い溝を形成する。そして、半導体ウエハ裏面のバックグラインドやシリコンエッチングを行い、半導体ウエハを所定の厚さになるまで薄くすることで、おもて面に形成された溝によって半導体ウエハは個々の半導体チップに切断される。

デバイス厚の薄い半導体装置を製造する別の方法として、さらに、次の方法が提案されている。半導体ウエハのおもて面にデバイス構造を形成した後、半導体ウエハ裏面のバックグラインドやシリコンエッチングを行い、半導体ウエハの直径よりも狭い範囲で半導体ウエハの中央部のみを薄くして、半導体ウエハの外周部（以下、リブ部とする）を残す。そして、半導体ウエハのリブ部を残したまま、またはリブ部を除去した後にダイシングを行い、半導体ウエハを個々の半導体チップに切断する。

このように半導体ウエハをダイシングする際に、ダイシングによって分離された半導体チップが飛び散るなどの問題を回避するために、例えば、半導体ウエハの裏面にダイシングシートなどの粘着シートを貼り付けてダイシングを行う方法が公知である。半導体ウエハの裏面に粘着シートを貼り付けてダイシングを行った後、半導体チップをピックアップするためのピックアップ装置に、粘着シートに貼り付いて固定された状態の半導体チップを投入し、粘着シートからピックアップして個々の半導体チップに分離する。

粘着シートから半導体チップをピックアップする方法として、次の方法が提案されている。粘着シートが貼り付けられた裏面側から半導体チップを例えばニードルによって上方に突き上げることにより、半導体チップと粘着シートとの接触面積を低減させる。ニードルによって上方に突き上げられた半導体チップは、半導体チップ上面をコレットなどによって吸引されることにより粘着シートからピックアップされ、半導体チップが搭載されるダイパッドなどに搬送される。しかしながら、半導体チップが薄化されている場合、ニードルによる突き上げにより、半導体チップの裏面が傷ついたり、半導体チップが破損したりする虞がある。

このような問題を解決するために、ニードルによる突き上げを行わない方法として、次の方法が提案されている。固定ジグは、片面に複数の突起物と側壁を有するジグ基台と、ジグ基台の突起物を有する面上に積層され側壁の上面に接着された密着層とからなる。ジグ基台の突起物を有する面には、密着層、突起物および側壁により区画空間が形成され、貫通孔によって真空源に接続されている。貫通孔を通して区画空間内の空気を吸引して密着層を変形させるとともに、チップの上面側から吸着コレットがチップを吸引して、チップを密着層からピックアップする（例えば、下記特許文献１参照。）。

また、別の方法として、チップ状部品と対向する領域をカバーするように分布する複数の吸引溝と、これら吸引溝間であって各チップ状部品に対して少なくとも２箇所において部分的に対向するように位置する突起とを有する、載置台上に保持シートを載置し、吸引溝に負圧を付与することによって、保持シートを突起に沿うように変形させてチップ状部品から剥がそうとするとき、まず、チップ状部品の周縁部に対向する吸引溝に付与される負圧をより強くし、チップ状部品の周縁部から保持シートが剥がれるようにする方法が提案されている（例えば、下記特許文献２参照。）。

さらに、別の方法として、次の方法が提案されている。吸着駒のダイシング用テープを介して半導体チップの裏面側を載置する面には、上に凹状かつ略半球形状で、同一の高さの複数の突起がそれぞれ垂直に立ち上がるように設けられた吸着面と、吸着面の外周部の全周囲にわたって幅が０．４ｍｍ以下、かつ高さが突起の高さと同じか突起の高さとの差が１ｍｍ未満である側壁と、が設けられている。そして、突起同士の間の谷もしくは突起の側面またはその両方の少なくとも一つ以上に設けられた吸着穴からダイシング用テープを吸着して、突起に吸い寄せ、半導体チップのおもて面側からコレットによって半導体チップをピックアップする。吸着穴からダイシング用テープを吸着する際には、ダイシング用テープの弾力性の範囲内で吸着駒の側壁と吸着面との間にダイシング用テープがわずかに沈み込むようにする（例えば、下記特許文献３参照。）。

また、半導体チップに傷がつくことなどを回避するピックアップ装置として、次の装置が提案されている。ウエハ載置台は、頂部で粘着シートを介してＩＣチップの下面を保持する複数の突起と、複数の突起の谷部に形成された吸引溝と、この吸引溝に接続管を介して接続され、吸引溝に吸引力を発生させることで、粘着シ−トをＩＣチップから剥離して突起の谷部に吸着する真空装置を具備する（例えば、下記特許文献４参照。）。

特開２００８−１０３４９３号公報 特開平１１−５４５９４号公報 特開２０１０−１２３７５０号公報 特開平５−３３５４０５号公報

しかしながら、上述した各特許文献に示す技術では、次のような問題が生じる。図１３
は、従来の半導体製造装置の保持ステージに保持された状態の半導体チップを示す断面図である。図１３には、複数の半導体チップ１０１ａを固定する粘着シート１０２を保持ステージ１１１の突起部１１１ａに沿うように変形させて、半導体チップ１０１ａから粘着シート１０２を断続的に剥離した状態を示す。図１３に示すように粘着シート１０２を変形させたときに、１つの半導体チップ１０１ａ−１の面内で粘着シート１０２が半導体チップ１０１ａから剥離されるタイミングが異なる場合、粘着シート１０２の剥離が早かった部分が浮いてしまう。つまり、コレットによって半導体チップ１０１ａ−１を吸引する前に、半導体チップ１０１ａ−１が保持ステージ１１１に対して傾いた状態となってしまう。

半導体チップ１０１ａ−１が保持ステージ１１１に対して傾いた状態となった場合、半導体チップ１０１ａ−１の端部が隣り合う半導体チップ１０１ａ−２に接触し、半導体チップ１０１ａ−１，１０１ａ−２に欠けが生じる虞がある。また、半導体チップ１０１ａ−１が保持ステージ１１１に対して傾いた状態となった場合、半導体チップ１０１ａ−１の浮き上がった側の端部がコレット（不図示）に衝突し、半導体チップ１０１ａ−１に傷がつく虞がある。

また、半導体チップ１０１ａ裏面の表面粗さや金属膜の有無によって半導体チップ１０１ａと粘着シート１０２との密着力が異なること、粘着シート１０２を構成する基材および粘着層の材質などによって粘着力や剛性が変わることなどの要因によって、突起部１１１ａへの粘着シート１０２の変形しやすさが異なる。このため、突起部１１１ａへの粘着シート１０２の変形を一定に制御することは難しい。したがって、上述した各特許文献に示す技術では、上述したように半導体チップ１０１ａ−１が保持ステージ１１１に対して傾いた状態となってしまうことを防止することができない。

この発明は、上述した従来技術による問題点を解消するため、高品質な状態で半導体チップを粘着シートから剥離し取り上げることができる半導体製造装置および半導体製造装置の制御方法を提供することを目的とする。

上述した課題を解決し、本発明の目的を達成するため、この発明にかかる半導体製造装置は、ダイシングによって切断された半導体チップを粘着シートから取り上げる半導体製造装置であって、次の特徴を有する。前記半導体チップが載置されるステージを備える。前記ステージの前記半導体チップが載置される面には、溝が設けられている。また、前記ステージの前記半導体チップが載置される面には、前記溝の開口部側の端部によって形成され、前記粘着シートを介して前記半導体チップを保持する頂点部が設けられている。前記ステージには、前記溝に連結された少なくとも１つの通気孔が設けられている。前記ステージに載置された前記半導体チップの前記ステージ側の面に貼り付いている前記粘着シート、および前記ステージに設けられた前記溝で囲まれた空間を、前記通気孔を介して減圧する減圧手段を備える。前記減圧手段によって前記空間が減圧されることで前記頂点部に保持された前記半導体チップを吸引して取り上げる吸引手段を備える。前記ステージの上方に所定の間隔をあけて配置され、前記減圧手段によって前記空間が減圧されるときに前記半導体チップどうしが接触することを防止する接触防止板を備える。

また、この発明にかかる半導体製造装置は、上述した発明において、前記減圧手段によって前記空間が減圧される前に、前記ステージの上方に前記接触防止板を移動し、前記吸引手段によって前記半導体チップの取り上げが開始される前に、前記吸引手段の動作を妨げない位置に前記接触防止板を移動する移動手段をさらに備える。

また、この発明にかかる半導体製造装置は、上述した発明において、ダイシングによって前記半導体チップの１辺の長さａ、前記半導体チップの厚さｂ、隣り合う前記半導体チップ間の間隔ｃとなるように切断された矩形状の前記半導体チップが載置された前記ステージの上方に、下記（１）式を満たす所定の間隔ｘをあけて前記接触防止板が配置されることを特徴とする。

また、この発明にかかる半導体製造装置は、上述した発明において、前記接触防止板は、前記ステージに載置されたすべての前記半導体チップの主面に対向することを特徴とする。

また、上述した課題を解決し、本発明の目的を達成するため、ダイシングによって切断された半導体チップを粘着シートから取り上げる半導体製造装置の制御方法であって、次の特徴を有する。前記粘着シートが貼り付けられた側の面をステージ側にして、前記ステージの溝が設けられた面に前記半導体チップを載置する載置工程を行う。つぎに、前記溝および前記粘着シートで囲まれた空間を減圧し、前記溝の開口部側の端部によって形成された頂点部に前記半導体チップを保持させる減圧工程を行う。前記減圧工程では、前記ステージの上方に所定の間隔をあけて配置された接触防止板によって前記半導体チップどうしが接触することを防止する。つぎに、吸引手段によって、前記頂点部に保持された前記半導体チップを吸引して取り上げる吸引工程を行う。

また、この発明にかかる半導体製造装置の制御方法は、上述した発明において、さらに、次の特徴を有する。前記減圧工程の前に、前記ステージの上方に前記接触防止板を移動する第１移動工程を行う。前記載置工程後、前記吸引工程の前に、前記吸引手段の動作を妨げない位置に前記接触防止板を移動する第２移動工程を行う。

また、この発明にかかる半導体製造装置の制御方法は、上述した発明において、さらに次の特徴を有する。前記載置工程では、ダイシングによって前記半導体チップの１辺の長さａ、前記半導体チップの厚さｂ、隣り合う前記半導体チップ間の間隔ｃとなるように切断された矩形状の前記半導体チップを前記ステージに載置する。前記第１移動工程では、前記ステージの上方に、下記（２）式を満たす所定の間隔ｘをあけて前記接触防止板を配置する。

また、この発明にかかる半導体製造装置の制御方法は、上述した発明において、前記接触防止板は、前記ステージに載置されたすべての前記半導体チップの主面に対向することを特徴とする。

上述した発明によれば、減圧手段によって粘着シートおよびステージの溝で囲まれた閉空間が減圧されている間、ステージの上方の所定位置に所定の間隔をあけて接触防止板が配置されるため、半導体チップがステージに対して傾いた状態になったとしても、隣り合う他の半導体チップに接触しない程度に半導体チップの傾き角度を抑えることができる。これにより、隣り合う半導体チップどうしが接触することにより生じる半導体チップの欠けや傷を防止することができる。

また、実施の形態によれば、接触防止板はステージに載置されたすべての半導体チップの主面に対向するため、ステージに載置されたすべての半導体チップの欠けや傷を防止することができる。また、実施の形態によれば、吸引手段によって半導体チップをピックアップするときには、接触防止板はコレットの動作を妨げない位置に移動されるため、従来のピックアップ装置と同様の動作を行う吸引手段を用いることができる。

本発明にかかる半導体製造装置および半導体製造装置の制御方法によれば、高品質な状態で半導体チップを粘着シートから剥離し取り上げることができるという効果を奏する。

実施の形態にかかる半導体製造装置で処理される半導体ウエハを示す平面図である。 図１に示す半導体ウエハのダイシング後の状態を示す平面図である。 実施の形態にかかる半導体製造装置の要部を模式的に示す斜視図である。 実施の形態にかかる半導体製造装置の要部を模式的に示す断面図である。 実施の形態にかかる半導体製造装置に半導体チップを載置した後の状態を示す断面図である。 実施の形態にかかる半導体製造装置の要部を模式的に示す鳥瞰図である。 実施の形態にかかる半導体製造装置の保持ステージに載置された状態の半導体チップを示す断面図である。 図７に示す隣り合う半導体チップどうしが接触した状態を示す断面図である。 実施の形態にかかる半導体製造装置の動作について順に示す断面図である。 実施の形態にかかる半導体製造装置の動作について順に示す断面図である。 実施の形態にかかる半導体製造装置の動作について順に示す断面図である。 実施の形態にかかる半導体製造装置の動作について順に示す断面図である。 従来の半導体製造装置の保持ステージに保持された状態の半導体チップを示す断面図である。

以下に添付図面を参照して、この発明にかかる半導体製造装置および半導体製造装置の制御方法の好適な実施の形態を詳細に説明する。なお、以下の実施の形態の説明および添付図面において、同様の構成には同一の符号を付し、重複する説明を省略する。

（実施の形態）
図１は、実施の形態にかかる半導体製造装置で処理される半導体ウエハを示す平面図である。また、図２は、図１に示す半導体ウエハのダイシング後の状態を示す平面図である。実施の形態にかかる半導体製造装置で処理される前の半導体ウエハ１について説明する。図１，２に示すように、半導体ウエハ１は、粘着シート２を貼り付けられた状態でダイシングされ、デバイスの表面構造が形成された個々の半導体チップ１ａに切断される。

具体的には、例えば、次のように半導体ウエハ１をダイシングして個々の半導体チップ１ａに切断する。半導体ウエハ１には、図１に示すように、半導体チップの形成領域１ｂごとに、半導体ウエハ１のおもて面側にデバイスの表面構造が形成されている。半導体チップの形成領域１ｂは、例えば等間隔にマトリクス状に配置されている。隣り合う半導体チップの形成領域１ｂの間には、ダイシングライン１ｃ等の目印が形成されている。

半導体ウエハ１の裏面は、バックグラインドやシリコンエッチングを行い、半導体ウエハ１を所定の厚さになるまで薄化されており、裏面側の半導体層や電極などが形成されている。半導体ウエハ１は、裏面が平坦なウエハであってもよいし、裏面側の外周部（リブ部）を残したリブウエハとしてもよい。

上記のように薄化された半導体ウエハ１の裏面側に粘着シート２を貼り付ける。粘着シート２は、ダイシングによって分離された半導体チップ１ａが飛び散るなどの問題を回避する機能を有する。図１は、半導体ウエハ１の裏面側に粘着シート２が貼り付けられた状態を示している。

なお、粘着シート２は予めダイシングフレーム３に貼り付けられており、粘着シート２に半導体ウエハ１を貼り付けることにより、ダイシングフレーム３に半導体ウエハ１を固定する。

つぎに、ダイシングライン１ｃに沿って、半導体ウエハ１のおもて面側から半導体ウエハ１をダイシングする。このとき、ダイシングによる切れ込みが粘着シート２を貫通しないようにダイシングを行う。これにより、図２に示すように、半導体ウエハ１は個々の半導体チップ１ａに切断される。

なお、半導体ウエハ１に対する切断工程終了後、粘着シートの粘着力の性能に応じて、この粘着力を弱める工程を備えてもよい。粘着力を弱める工程は、粘着シートの粘着層の特性に応じて、加熱を行ったり、裏面側から紫外線を照射したりするものである。

粘着シート２の厚さは、例えば２０μｍ以上２００μｍ以下であるのが望ましい。その理由は、粘着シート２の厚さが２００μｍを超えると、粘着シート２の剛性が高くなり、実施の形態にかかる半導体製造装置によって粘着シート２から半導体チップ１ａを取り上げる（ピックアップする）際に、後述するように保持ステージに設けられた溝に沿って粘着シート２が変形しにくく、半導体チップ１ａから粘着シート２を剥離することができなくなるからである。

半導体チップ１ａは、粘着シート２に貼り付いていた状態であるため、後述する実施の形態にかかる半導体製造装置によって粘着シート２からピックアップされ分離される。すなわち、実施の形態にかかる半導体製造装置は、粘着シート２に貼り付いた半導体チップ１ａを粘着シート２からピックアップするピックアップ装置である。

つぎに、実施の形態にかかる半導体製造装置（以下、ピックアップ装置とする）の構成について説明する。図３は、実施の形態にかかる半導体製造装置の要部を模式的に示す斜視図である。図４は、実施の形態にかかる半導体製造装置の要部を模式的に示す断面図である。図５は、実施の形態にかかる半導体製造装置に半導体チップを載置した後の状態を示す断面図である。図３〜５に示すように、ピックアップ装置の保持ステージ１０は、粘着シート２を介して半導体チップ１ａが載置される第１ステージ１１と、第１ステージ１１を支持する第２ステージ１２と、保持ステージ１０の真空引きを行うための真空引き用の配管１３と、第１ステージ１１に載置された半導体チップ１ａどうしが接触することを防止する接触防止板３１と、を備える。

第１ステージ１１の半導体チップ１ａが載置される側の面（以下、上面とする）には、複数の溝２１と、隣り合う溝２１の側壁で構成された突起部２２と、溝２１に連結された通気孔１４と、が設けられている。第１ステージ１１は、例えば、円形状の平面形状を有する。そして、第１ステージ１１は、例えば片側（以下、底面とする）１２ａが塞がれた筒形状の側壁１２ｂを有する第２ステージ１２の開口部１２ｃを塞ぐように、第２ステージ１２の側壁１２ｂに支持されている。

第１ステージ１１は、第１ステージ１１の上面に対して反対側の面（以下、下面とする）が、第２ステージ１２の底面１２ａから離れた状態で、第２ステージ１２の側壁１２ｂに支持されている。また、第１ステージ１１の側面は、第２ステージ１２の側壁１２ｂとの間に隙間ができないように接触している。これにより、保持ステージ１０内には、第１ステージ１１と第２ステージ１２とに囲まれた真空引き用の空間１５が形成される。

この真空引き用の空間１５は、第１ステージ１１に設けられた通気孔１４と、第２ステージ１２に設けられた配管１３とをつなぐように形成されている。通気孔１４は、第１ステージ１１の上面に形成された溝２１の底部から第１ステージ１１を貫通し、溝２１と真空引き用の空間１５とをつなぐように形成されている。通気孔１４は、第１ステージ１１に少なくとも１つ以上設けられている。

配管１３は、例えば、第２ステージ１２の側壁１２ｂを貫通し、第２ステージ１２の外側に露出する。配管１３の、第２ステージ１２の外側に露出した部分は、図示省略するバルブを介して真空装置などの減圧手段（不図示）に連結されている。減圧手段によって真空引きが行われることにより、通気孔１４、真空引き用の空間１５および配管１３を通る空気の流れ（実線矢印）１６が形成され、第１ステージ１１の上面側の空気が吸引される。

後述するように、第１ステージ１１の上面には、半導体チップ１ａの粘着シート２が貼り付けられた面を下側（第１ステージ１１側）にして半導体チップ１ａが載置される。このため、減圧手段によって真空引きが行われることにより、粘着シート２および第１ステージ１１の溝２１で囲まれた空間（以下、閉空間とする）が減圧される。これにより、粘着シート２が溝２１の側壁に沿って変形し、粘着シート２の溝２１に対向する部分が半導体チップ１ａから剥離される。

減圧手段は、第１ステージ１１の上面に粘着シート２を介して半導体チップ１ａが載置
されたときに形成される粘着シート２および第１ステージ１１の溝２１で囲まれた閉空間を減圧する。そして、減圧手段は、半導体チップ１ａに貼り付けられた粘着シート２を溝２１の内壁に沿うように変形させる。具体的には、減圧手段は、半導体チップ１ａと粘着シート２との接触部分が突起部２２の半導体チップ１ａ側の端部（以下、頂点部とする）に対応する部分のみになるまで当該閉空間を減圧する。

接触防止板３１は、例えば第１ステージ１１の上面に対向する平坦面を有する板状部材である。接触防止板３１は、少なくとも第１ステージ１１に載置されたすべての半導体チップ１ａに対向する大きさを有する。また、接触防止板３１は、接触した半導体チップ１ａに欠けが発生しない材料でできている。例えば、接触防止板３１は、アクリルゴム、ニトリルゴム、フッ素系ゴム、シリコンゴムなどを半導体チップ１ａと接触する側に貼り付けた２層構造を有する部材であってもよい。

接触防止板３１は、移動可能に支持されており、減圧手段によって真空引き用の空間１５の減圧が開始される前に、第１ステージ１１の上方の所定位置に、第１ステージ１１の上面と所定の間隔ｘをあけて配置される。接触防止板３１の平坦面は、第１ステージ１１に載置される半導体チップ１ａの主面と対向する。接触防止板３１は、少なくとも減圧手段によって真空引き用の空間１５が減圧されている間、第１ステージ１１の上方の所定位置で保持される。そして、接触防止板３１は、半導体チップ１ａの端部が浮き上がったときに、半導体チップ１ａの浮き上がった端部の接触をうけて、半導体チップ１ａの浮き上がりを抑えることにより、隣り合う半導体チップ１ａどうしが接触することを防止する。

具体的には、接触防止板３１は、第１ステージ１１の上面と所定の間隔ｘをあけて配置され、一方の端部が浮き上がることにより第１ステージ１１に対して傾いた半導体チップ１ａの第１ステージ１１に対する傾き角度（以下、半導体チップ１ａの傾き角度とする）θを所定角度未満に抑える。半導体チップ１ａの傾き角度θとは、半導体チップ１ａの裏面（粘着シート２側の面）と第１ステージ１１の上面とのなす角度である。隣り合う半導体チップ１ａどうしが接触しないための接触防止板３１と第１ステージ１１の上面との所定の間隔ｘの条件、および半導体チップ１ａの傾き角度θの条件については後述する。

一方、接触防止板３１は、後述するコレット（不図示）によって半導体チップ１ａがピックアップされるときには、コレットによる半導体チップ１ａのピックアップ動作を妨げない位置に移動される。コレットによる半導体チップ１ａのピックアップ動作を妨げない位置とは、例えば、接触防止板３１の平坦面が第１ステージ１１の上面から離れた位置である。具体的には、コレットによる半導体チップ１ａのピックアップ動作を妨げない位置とは、例えば、接触防止板３１の平坦面と第１ステージ１１の上面とが略垂直になる位置など、接触防止板３１の平坦面と第１ステージ１１の上面とが対向しない位置である。第１ステージ１１の上方の所定位置や、第１ステージ１１の上面から離れた位置への接触防止板３１の移動は、例えば図示省略する移動手段によって行われる。

保持ステージ１０の上方には、半導体チップ１ａをピックアップするコレットが設けられている。コレットは、減圧手段によって粘着シート２および第１ステージ１１の溝２１で囲まれた閉空間が減圧された後に、半導体チップ１ａを吸引して吸着し半導体チップ１ａをピックアップする。具体的には、コレットは、半導体チップ１ａと粘着シート２との接触部分が突起部２２に対応する部分のみになるまで粘着シート２が変形された後に、半導体チップ１ａを吸引してピックアップする。

コレットは、第１ステージ１１の突起部２２に粘着シート２を介して保持された半導体チップ１ａと予め定めた間隔ｈをあけて配置されるのが好ましい。その理由は、コレットを半導体チップ１ａに押し付けずに半導体チップ１ａをピックアップすることができ、半導体チップ１ａの表面に形成された素子構造などに傷がつくことを防止することができるからである。

さらに、ピックアップ装置は、粘着シート２を加熱する加熱手段（不図示）を備えていてもよい。加熱手段によって粘着シート２を加熱することにより、粘着シート２が変形しやすくなる。具体的には、加熱手段は、例えば、減圧手段によって真空引き用の空間１５が減圧されるときに、粘着シート２を加熱するヒーターであってよい。

ピックアップ装置を構成する保持ステージ１０、接触防止板３１、移動手段、減圧手段、コレットおよび加熱手段の制御は、例えば、ピックアップ装置におけるＲＯＭ、ＲＡＭ、磁気ディスク、光ディスクなどに記録されたプログラムやデータを用いて、ＣＰＵが所定のプログラムを実行することによって行われる。

つぎに、第１ステージ１１の溝２１および突起部２２について詳細に説明する。図６は、実施の形態にかかる半導体製造装置の要部を模式的に示す鳥瞰図である。図６には、図３に示す第１ステージ１１の一部分１１ａの拡大図を示す。図６に示すように、溝２１は、所定の間隔で設けられた複数の第１溝部２１ａと、第１溝部２１ａに直交し、かつ所定の間隔で設けられた第２溝部２１ｂと、からなる。第１，２溝部２１ａ，２１ｂは、例えば、第１ステージ１１の上面から第１ステージ１１の下面に達しない深さで設けられている。

隣り合う第１溝部２１ａ間、および隣り合う第２溝部２１ｂ間の間隔は、矩形状の半導
体チップ１ａの短辺の長さ以下であるのが望ましい。その理由は、半導体チップ１ａの短
辺を少なくとも２つの突起部２２で保持することができるからである。第１，２溝部２１
ａ，２１ｂの断面形状は、第１ステージ１１の深さ方向に向かって徐々に幅が狭くなる逆
三角形状や、第１ステージ１１の深さ方向に向かって幅がほぼ等しい矩形形状であるのが
好ましい。その理由は、第１ステージ１１の上面に第１，２溝部２１ａ，２１ｂを形成す
る際に、加工しやすいからである。

突起部２２は、複数の第１，２溝部２１ａ，２１ｂによって、第１ステージ１１の上面に複数設けられ、粘着シート２を介して半導体チップ１ａを保持する。突起部２２は、角錐台状をなす。そして、突起部２２の半導体チップ１ａ側の端部（頂点部）２２ａには、半導体チップ１ａが面接触する平面が設けられている。突起部２２の頂点部２２ａは、第１ステージ１１の上面に保持される半導体チップ１ａの例えば裏面に平行な平坦面となっており、半導体チップ１ａの第１ステージ１１側の面に面接触する。

突起部２２は、半導体チップ１ａを吸引してピックアップするコレット（不図示）によって、突起部２２上の半導体チップ１ａを傾けることなくピックアップすることができる形状であればよい。具体的には、突起部２２の形状は、角錐台状に限らず、例えば角錐状や立方体状であってもよい。突起部２２の形状が角錐状である場合、突起部２２の頂点部２２ａは、半導体チップ１ａに点接触する。各突起部２２は、各頂点部２２ａが同一面内に位置するように、それぞれ同じ高さで設けられている。

突起部２２の頂点部２２ａの表面積は、例えば、突起部２２の頂点部２２ａに粘着シート２を介して保持される半導体チップ１ａをピックアップするコレットの吸引力によって決定される。具体的には、半導体チップ１ａと突起部２２の頂点部２２ａとの間にある粘着シート２のみが半導体チップ１ａに貼り付いている状態のときに、半導体チップ１ａと粘着シート２との密着力が、コレットによって半導体チップ１ａをピックアップすることができる程度の密着力となるように、突起部２２の頂点部２２ａの表面積を決定する。

つぎに、隣り合う半導体チップ１ａどうしが接触しないための条件について説明する。図７は、実施の形態にかかる半導体製造装置の保持ステージに載置された状態の半導体チップを示す断面図である。図８は、図７に示す隣り合う半導体チップどうしが接触した状態を示す断面図である。図７は、図５に示すように半導体チップ１ａが載置された第１ステージ１１の一部を拡大して示す拡大図である。図８では、半導体チップ１ａの傾き角度θを明確にするために、半導体チップ１ａを図７と異なる寸法で図示する。

図７に示すように、半導体チップ１ａは、粘着シート２が貼り付けられた側の面を下にして載置されることにより、粘着シート２を介して複数の突起部２２の頂点部２２ａに接触した状態となる。これにより、粘着シート２および第１ステージ１１の溝２１（第１，２溝部２１ａ，２１ｂ）で囲まれた閉空間２３が形成される。この状態で、減圧手段によって閉空間２３が減圧されることにより、粘着シート２が溝２１の側壁に沿って変形し、粘着シート２の溝２１に対向する部分が半導体チップ１ａから剥離されるため、半導体チップ１ａは、粘着シート２からほぼ剥離された状態となる。

図８に示すように、隣り合う半導体チップ１ａを、対向する上端部どうしが接触するようにそれぞれ対向する側の端部を支点として第１ステージ１１に対して同じ傾き角度で傾かせた場合の傾き角度よりも小さい傾き角度θであれば、隣り合う半導体チップ１ａどうしは接触しない。このため、隣り合う半導体チップ１ａどうしが接触しないための半導体チップ１ａの傾き角度θの条件は、下記（３）式であらわされる。矩形状の半導体チップ１ａの１辺の長さａ、半導体チップ１ａの厚さｂ、隣り合う半導体チップ１ａ間の間隔ｃとなるように、ダイシングにより個々の半導体チップ１ａに切断されたものとする。

接触防止板３１は、半導体チップ１ａの傾き角度θが上記（３）式を満たす位置で、半導体チップ１ａの浮き上がった側の端部が接触するように、第１ステージ１１との所定の間隔ｘをあけて配置される。このため、接触防止板３１によって、上記（３）式を満たすように半導体チップ１ａの端部の浮き上がりを抑えることができ、隣り合う半導体チップ１ａどうしが接触することを防止することができる。したがって、上記（３）式を満たす接触防止板３１と第１ステージ１１との間隔ｘの条件は、下記（４）式であらわされる。

上記（３）式、（４）式より、半導体チップ１ａどうしが接触しないための接触防止板３１と第１ステージ１１との間隔ｘは、下記（５）式であらわされる。

例えば、半導体チップ１ａの１辺の長さａを１０ｍｍとし、半導体チップ１ａの厚さｂを１００μｍとし、隣り合う半導体チップ１ａ間の間隔ｃを３０μｍとした場合、上記（５）式より、半導体チップ１ａどうしが接触しないための接触防止板３１と第１ステージ１１との間隔ｘは、１．６ｍｍ未満となる。矩形状の半導体チップ１ａが長辺と短辺とを有する場合、半導体チップ１ａの１辺の長さａは、例えば、小さい傾斜角度θで隣り合う半導体チップ１ａと接触する可能性のある例えば長辺の長さを適用してもよい。このように、接触防止板３１は、上記（５）式を満たすように接触防止板３１と第１ステージ１１との間隔ｘをあけて配置され、上記（３）式を満す傾き角度θとなるように半導体チップ１ａの端部の浮き上がりを抑える機能を有する。

つぎに、実施の形態にかかるピックアップ装置による半導体チップ１ａのピックアップ方法について説明する。図９〜１２は、実施の形態にかかる半導体製造装置の動作について順に示す断面図である。図９〜１２は、図７に示すように保持ステージ１０の第１ステージ１１の上面に載置された１つの半導体チップ１ａについて示す。まず、図９に示すように、第１ステージ１１の上面に、ダイシングフレーム３に固定された半導体チップ１ａを、粘着シート２が貼り付けられた側の面を下にして載置する。第１ステージ１１の載置された半導体チップ１ａは、粘着シート２を介して複数の突起部２２の頂点部２２ａに接触した状態となる。そして、粘着シート２および第１ステージ１１の溝２１（第１，２溝部２１ａ，２１ｂ）で囲まれた閉空間２３が形成される。

つぎに、図１０に示すように、移動手段によって、第１ステージ１１の上方の所定位置に接触防止板３１を移動する。接触防止板３１は、上記（５）式を満たすように第１ステージ１１の上面と所定の間隔ｘをあけて配置される。これにより、接触防止板３１の平坦面は、第１ステージ１１に載置されたすべての半導体チップ１ａの主面と所定の間隔をあけて対向する。第１ステージ１１の上方に接触防止板３１を移動するタイミングは、第１ステージ１１に半導体チップ１ａが載置される前であってもよいし、第１ステージ１１に半導体チップ１ａが載置された後であってもよい。

つぎに、減圧手段（不図示）によって、通気孔１４を介して、粘着シート２および第１ステージ１１の溝２１で囲まれた閉空間２３を減圧する。これにより、半導体チップ１ａに貼り付けられた粘着シート２の、溝２１に対向する部分に負圧が生じ、粘着シート２のみが溝２１の内壁に沿って変形される。このため、粘着シート２および第１ステージ１１の溝２１で囲まれた閉空間２３はほぼなくなる。このようにして、粘着シート２の、溝２１に対向する部分が半導体チップ１ａから剥離される。これにより、半導体チップ１ａと粘着シート２とは、突起部２２の頂点部２２ａに対応する部分のみで密着した状態となり、半導体チップ１ａから粘着シート２がほぼ剥離された状態となる。したがって、半導体チップ１ａと粘着シート２との密着をコレットの吸引力のみで吸引可能な程度に低くすることができる。

このとき、粘着シート２との密着力が低下した半導体チップ１ａが第１ステージ１１に対して傾いた状態となったとしても、第１ステージ１１の上方には接触防止板３１が上記（５）式を満たすように所定の間隔ｘをあけて配置されているため、半導体チップ１ａの浮き上がった側の端部は接触防止板３１に接触する。これにより、第１ステージ１１に対して傾いた半導体チップ１ａの傾き角度θは上記（３）式を満たす値となる。このため、半導体チップ１ａは、第１ステージ１１に対して傾いた状態になったとしても、隣り合う他の半導体チップ１ａに接触しない。したがって、半導体チップ１ａに欠けが生じることはない。

また、第１ステージ１１に対して傾いた状態となった半導体チップ１ａは、接触防止板３１に接触することにより、第１ステージ１１に対して傾いていない状態に戻る（傾き角度θ＝０）。その後、移動手段によって、第１ステージ１１から離れた位置に接触防止板３１を移動する。つぎに、図１１に示すように、半導体チップ１ａから予め定めた間隔ｈをあけて半導体チップ１ａの上方に、コレット４１を移動する。つぎに、コレット４１によって、半導体チップ１ａを吸引して吸着する。半導体チップ１ａと粘着シート２との密着力は十分に低くなっているので、コレット４１と半導体チップ１ａとの間隔ｈを例えば１ｍｍ以下とすることができる。これにより、コレット４１の吸引力のみで半導体チップ１ａをピックアップすることができる。

コレット４１を半導体チップ１ａに押し付けずに、半導体チップ１ａをピックアップすることが好ましい。このため、コレット４１と半導体チップ１ａとの間隔ｈは、コレット４１が半導体チップ１ａに押し付けられない間隔であればよく、コレット４１と半導体チップ１ａとが接触していてもよい。すなわち、コレット４１と半導体チップ１ａとの間隔ｈは０ｍｍ以上であるのが好ましい。コレット４１と半導体チップ１ａとの間隔ｈを０ｍｍ以上とすることで、半導体チップ１ａの表面に形成された素子構造などに傷がつくことを防止することができる。

また、コレット４１によって半導体チップ１ａを吸引している間、減圧手段によって閉空間２３を減圧しつづける。これにより、半導体チップ１ａから剥離された粘着シート２は、溝２１の内壁に接した状態で維持されるので、コレット４１によって半導体チップ１ａを吸引するときに粘着シート２がコレット４１に貼り付くことはない。このようにして、図１２に示すように、第１ステージ１１から半導体チップ１ａがピックアップされる。

ピックアップ装置が加熱手段を備えている場合、加熱手段によって粘着シート２を加熱しながら、減圧手段によって閉空間２３を減圧してもよい。加熱手段によって粘着シート２を加熱することで、粘着シート２は変形しやすくなる。このため、粘着シート２は、第１ステージ１１の溝２１の内壁に沿って容易に変形し、半導体チップ１ａから剥離される。

以上、説明したように、実施の形態によれば、減圧手段によって粘着シートおよび第１ステージの溝で囲まれた閉空間が減圧されている間、第１ステージの上方の所定位置に所定の間隔をあけて接触防止板が配置されるため、半導体チップが第１ステージに対して傾いた状態になったとしても、隣り合う他の半導体チップに接触しない程度に半導体チップの傾き角度を抑えることができる。これにより、隣り合う半導体チップどうしが接触することにより生じる半導体チップの欠けや傷を防止することができる。したがって、高品質な状態で半導体チップを粘着シートから剥離しピックアップすることができる。

また、実施の形態によれば、接触防止板は第１ステージに載置されたすべての半導体チップの主面に対向するため、第１ステージに載置されたすべての半導体チップの欠けや傷を防止することができる。また、実施の形態によれば、コレットによって半導体チップをピックアップするときには、接触防止板はコレットの動作を妨げない位置に移動されるため、従来のピックアップ装置と同様の動作を行うコレットを用いることができる。このため、半導体チップをピックアップするための特殊な治具を設ける必要はない。

また、上述した発明によれば、減圧手段によって粘着シートおよび第１ステージの溝で囲まれた閉空間が減圧されることで、粘着シートの溝に対向する部分が半導体チップから剥離され、粘着シートを介して複数の頂点部のみに半導体チップを保持させることができる。このため、半導体チップと粘着シートとの密着力を吸引手段の吸引力のみで半導体チップをピックアップ可能な程度まで低下させることができる。これにより、半導体チップを粘着シートから確実に剥離しピックアップすることができる。また、半導体チップと粘着シートとの密着力をコレットの吸引力のみで半導体チップをピックアップ可能な程度まで低下させることができるので、吸引手段によって半導体チップをピックアップするときに、従来のようにニードルなどを用いて半導体チップを突き上げる処理を行う必要がない。したがって、半導体チップの表面にニードルなどによって傷が生じることを防止することができる。これにより、高品質な状態で半導体チップを粘着シートから剥離しピックアップすることができる。

さらに、上述した発明によれば、半導体チップと粘着シートとの密着力を吸引手段の吸引力のみで半導体チップをピックアップ可能な程度まで低下させることができる。このため、コレットを半導体チップに押し付けることなく、コレットの吸引力によって半導体チップを確実にピックアップすることができる。

このように、半導体チップを第１ステージに対して傾かせることなく、かつ半導体チップに欠けや割れを生じさせることなく第１ステージ上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、実施の形態にかかるピックアップ装置により、薄化された半導体チップをピックアップすることが可能であり、薄化された半導体チップを安全に搬送することができる。

以上において本発明は、薄化された半導体ウエハの裏面に粘着シートを貼り付ける前に、半導体ウエハの裏面側に裏面電極などを形成した場合においても同様の効果が得られる。

以上のように、本発明にかかる半導体製造装置および半導体製造装置の制御方法は、ダイシングカットされた半導体チップを粘着シートからピックアップして個々の半導体チップに分離する際に有用である。

１ 半導体ウエハ
１ａ 半導体チップ
２ 粘着シート
３ ダイシングフレーム
１０ 保持ステージ
１１，１２ 保持ステージを構成するステージ（第１，２）
１３ 真空引き用の配管
１４ 通気孔
１５ 真空引き用の空間
１６ 空気の流れ
２１ 溝
２２ 突起部
２２ａ 突起部の頂点部
２３ 閉空間
３１ 接触防止板

Claims (8)

1. ダイシングによって切断された半導体チップを粘着シートから取り上げる半導体製造装置であって、
   前記半導体チップが載置されるステージと、
   前記ステージの前記半導体チップが載置される面に設けられた溝と、
   前記溝の開口部側の端部によって形成され、前記粘着シートを介して前記半導体チップを保持する頂点部と、
   前記ステージに設けられ、前記溝に連結された少なくとも１つの通気孔と、
   前記ステージに載置された前記半導体チップの前記ステージ側の面に貼り付いている前記粘着シート、および前記ステージに設けられた前記溝で囲まれた空間を、前記通気孔を介して減圧する減圧手段と、
   前記減圧手段によって前記空間が減圧されることで前記頂点部に保持された前記半導体チップを吸引して取り上げる吸引手段と、
   前記ステージの上方に所定の間隔をあけて配置され、前記減圧手段によって前記空間が減圧されるときに前記半導体チップどうしが接触することを防止する接触防止板と、
   を備えることを特徴とする半導体製造装置。
2. 前記減圧手段によって前記空間が減圧される前に、前記ステージの上方に前記接触防止板を移動し、前記吸引手段によって前記半導体チップの取り上げが開始される前に、前記吸引手段の動作を妨げない位置に前記接触防止板を移動する移動手段をさらに備えることを特徴とする請求項１に記載の半導体製造装置。
3. ダイシングによって前記半導体チップの１辺の長さａ、前記半導体チップの厚さｂ、隣り合う前記半導体チップ間の間隔ｃとなるように切断された矩形状の前記半導体チップが載置された前記ステージの上方に、下記（１）式を満たす所定の間隔ｘをあけて前記接触防止板が配置されることを特徴とする請求項１または２に記載の半導体製造装置。
   

   
4. 前記接触防止板は、前記ステージに載置されたすべての前記半導体チップの主面に対向することを特徴とする請求項１〜３のいずれか一つに記載の半導体製造装置。
5. ダイシングによって切断された半導体チップを粘着シートから取り上げる半導体製造装置の制御方法であって、
   前記粘着シートが貼り付けられた側の面をステージ側にして、前記ステージの溝が設けられた面に前記半導体チップを載置する載置工程と、
   前記溝および前記粘着シートで囲まれた空間を減圧し、前記溝の開口部側の端部によって形成された頂点部に前記半導体チップを保持させる減圧工程と、
   吸引手段によって、前記頂点部に保持された前記半導体チップを吸引して取り上げる吸引工程と、
   を含み、
   前記減圧工程では、前記ステージの上方に所定の間隔をあけて配置された接触防止板によって前記半導体チップどうしが接触することを防止することを特徴とする半導体製造装置の制御方法。
6. 前記減圧工程の前に、前記ステージの上方に前記接触防止板を移動する第１移動工程と、
   前記載置工程後、前記吸引工程の前に、前記吸引手段の動作を妨げない位置に前記接触防止板を移動する第２移動工程と、
   をさらに含むことを特徴とする請求項５に記載の半導体製造装置の制御方法。
7. 前記載置工程では、ダイシングによって前記半導体チップの１辺の長さａ、前記半導体チップの厚さｂ、隣り合う前記半導体チップ間の間隔ｃとなるように切断された矩形状の前記半導体チップを前記ステージに載置し、
   前記第１移動工程では、前記ステージの上方に、下記（２）式を満たす所定の間隔ｘをあけて前記接触防止板を配置することを特徴とする請求項５または６に記載の半導体製造装置の制御方法。
   

   
8. 前記接触防止板は、前記ステージに載置されたすべての前記半導体チップの主面に対向することを特徴とする請求項５〜７のいずれか一つに記載の半導体製造装置の制御方法。

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