JP2016219573A - Pickup apparatus and method - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、ピックアップ装置及び方法に関する。 The present invention relates to a pickup apparatus and method.
従来、半導体装置を製造する工程では、まず、一枚のシリコンウエハ上に微細加工技術等を用いて、多数の集積回路が２次元状に配列して形成される。次に、表面に集積回路が形成されたシリコンウエハを粘着性を有するシート上に脱着自在に接着した状態で、シリコンウエハを個々の半導体チップに切断して、個々の半導体チップが得られる。次に、個々の半導体チップをシートから脱着してピックアップされる。ピックアップされた各半導体チップは、例えばパッケージングされて、個々の半導体装置が得られる。 Conventionally, in the process of manufacturing a semiconductor device, first, a large number of integrated circuits are two-dimensionally arranged and formed on a single silicon wafer using a microfabrication technique or the like. Next, in a state where a silicon wafer having an integrated circuit formed on the surface is detachably bonded onto an adhesive sheet, the silicon wafer is cut into individual semiconductor chips to obtain individual semiconductor chips. Next, each semiconductor chip is removed from the sheet and picked up. Each picked-up semiconductor chip is packaged, for example, to obtain an individual semiconductor device.
また、半導体装置が搭載される電子装置の高性能化に伴って、複数の半導体チップを積層する３次元実装技術が用いられている。３次元実装技術を用いることにより、２次元の微細化による素子の集積化を超えて、半導体装置の性能の一層の向上が図られる。 In addition, with the improvement in performance of an electronic device on which a semiconductor device is mounted, a three-dimensional mounting technique for stacking a plurality of semiconductor chips is used. By using the three-dimensional mounting technology, the performance of the semiconductor device can be further improved beyond the integration of elements by two-dimensional miniaturization.
各半導体チップには、シリコンウエハを貫通する貫通シリコンビア（以下、ＴＳＶともいう）が形成されて、半導体チップの表側と裏側との導通が得られる。ＴＳＶと、マイクロバンプを用いて、上下に積層された半導体チップ同士が電気的に接続される。 In each semiconductor chip, a through silicon via (hereinafter also referred to as TSV) penetrating the silicon wafer is formed, and conduction between the front side and the back side of the semiconductor chip is obtained. Using TSVs and micro bumps, the semiconductor chips stacked one above the other are electrically connected.
ＴＳＶは、シリコンウエハを貫通するビアホールを形成し、ビアホール内に導電体が充填されて形成される。ここで、ビアホールの形成又は導電体の充填は、ＴＳＶのアスペクト比の制約を受ける。そこで、ＴＳＶの好ましいアスペクト比を得るために、シリコンウエハの裏面を研磨して、ウエハの厚さの薄化が行われる。 The TSV is formed by forming a via hole penetrating the silicon wafer and filling the via hole with a conductor. Here, the formation of via holes or the filling of conductors is restricted by the aspect ratio of TSV. Therefore, in order to obtain a preferable aspect ratio of TSV, the back surface of the silicon wafer is polished to reduce the thickness of the wafer.
上述したシート上から個々の半導体チップをピックアップする工程では、シートの下方からニードルピンを突き上げてシートを変形し、半導体チップの周縁とシートとを剥離させた後、半導体チップを上方から吸着して、シートから剥離することが行われている。 In the process of picking up individual semiconductor chips from the above-described sheet, the needle pin is pushed up from below the sheet to deform the sheet, peel off the periphery of the semiconductor chip and the sheet, and then adsorb the semiconductor chip from above. The peeling from the sheet is performed.
しかし、ウエハの厚さの薄化が進んだ結果、ニードルピンの突き上げによっても、半導体チップの周縁とシートとを剥離できない場合が生じるようになってきた。半導体チップの周縁とシートとが剥離していない状態で半導体チップを上方から吸着すると、半導体チップをシートからピックアップできないか、又は、半導体チップを破損するおそれがある。 However, as the thickness of the wafer has been reduced, there has been a case where the peripheral edge of the semiconductor chip and the sheet cannot be peeled even if the needle pins are pushed up. If the semiconductor chip is adsorbed from above in a state where the periphery of the semiconductor chip and the sheet are not peeled off, the semiconductor chip may not be picked up from the sheet or the semiconductor chip may be damaged.
そこで、半導体チップの周縁とシートとを剥離するために、シートを下側から吸引して、半導体チップの周縁とシートとを剥離させることが提案されている。ピックアップされる半導体チップは、半導体チップの輪郭と対応する溝を有するステージ上にシートを介して配置される。溝内を負圧にして、シートを下側から吸引してシートを変形させることにより、半導体チップの周縁とシートとを剥離するものである。 Therefore, in order to separate the peripheral edge of the semiconductor chip and the sheet, it has been proposed to suck the sheet from the lower side to separate the peripheral edge of the semiconductor chip and the sheet. The semiconductor chip to be picked up is arranged via a sheet on a stage having a groove corresponding to the outline of the semiconductor chip. The periphery of the semiconductor chip and the sheet are peeled off by applying a negative pressure in the groove and sucking the sheet from below to deform the sheet.
しかし、溝内を負圧にしてシートを吸引する方法は、シートの変形量を制御することが困難であり、また、制御できる変形量の範囲が狭い。そのため、吸引力が強いと半導体チップが破損し、吸引力が弱いと剥離しないという問題がある。 However, in the method of sucking a sheet with a negative pressure in the groove, it is difficult to control the deformation amount of the sheet, and the range of the deformation amount that can be controlled is narrow. Therefore, there is a problem that if the suction force is strong, the semiconductor chip is damaged, and if the suction force is weak, the semiconductor chip does not peel off.
半導体チップの周縁とシートとを剥離することは、一般に、半導体チップの機械的強度、及び、シートの接着力の影響を受けるが、シートの吸引を用いる方法は、半導体チップの周縁とシートとを上手く剥離できる範囲が狭い。そのため、この方法は、様々な接着状態の半導体チップをピックアップするための汎用性に劣るという問題もある。 Separation of the periphery of the semiconductor chip and the sheet is generally affected by the mechanical strength of the semiconductor chip and the adhesive force of the sheet. However, the method using suction of the sheet removes the periphery of the semiconductor chip and the sheet. The range that can be peeled off well is narrow. Therefore, this method also has a problem that it is inferior in versatility for picking up semiconductor chips having various adhesion states.
更に、半導体チップの周縁とシートとを剥離するために、半導体チップの上方から空気を吹き付けて、半導体チップの周縁とシートとを剥離させることが提案されている。ピックアップされる半導体チップは、半導体チップの輪郭と対応する溝を有するステージ上にシートを介して配置される。溝内を負圧にした状態で、半導体チップの上方からエアを半導体チップの周縁に吹き付けて、半導体チップの周縁とシートとを剥離するものである。 Furthermore, in order to peel the peripheral edge of the semiconductor chip and the sheet, it has been proposed to blow air from above the semiconductor chip to peel the peripheral edge of the semiconductor chip and the sheet. The semiconductor chip to be picked up is arranged via a sheet on a stage having a groove corresponding to the outline of the semiconductor chip. In a state where the pressure in the groove is negative, air is blown from above the semiconductor chip to the periphery of the semiconductor chip to separate the periphery of the semiconductor chip from the sheet.
しかし、切断されて分離している半導体チップ同士の間隔は１００μｍ程度である。半導体チップとシートとを剥離させるような強い風を、そのような小さな隙間に対して精度よく吹き付けること非常に困難である。また、隙間から半導体チップとシートとの間に吹き込まれた空気を、どのように排出するのかも問題となる。このように、空気の吹きつけを用いて、半導体チップの周縁とシートとの剥離を行うことは、商業生産において現実的ではない。 However, the distance between the semiconductor chips cut and separated is about 100 μm. It is very difficult to accurately blow a strong wind that separates the semiconductor chip and the sheet against such a small gap. Another problem is how to discharge air blown between the semiconductor chip and the sheet through the gap. As described above, it is not practical in commercial production to separate the periphery of the semiconductor chip and the sheet by using air blowing.
本明細書では、上述した問題を解決し得るピックアップ装置を提供することを課題とする。 This specification makes it a subject to provide the pick-up apparatus which can solve the problem mentioned above.
また、本明細書では、上述した問題を解決し得る方法を提供することを課題とする。 Another object of the present specification is to provide a method that can solve the above-described problem.
本明細書に開示するピックアップ装置の一形態によれば、一の半導体チップの輪郭と対応する溝を有し、相互に分離された複数の半導体チップが表面に脱着可能に接着された延性を有するシートを、一の半導体チップを該一の半導体チップの輪郭が上記溝と対応するように載置可能なステージと、一の半導体チップを保持可能な保持部と、上記保持部を駆動する第１駆動部とを有し、上記保持部が保持した一の半導体チップをシートから取り外し可能な取り外し部と、隣接する半導体チップの間隔よりも狭い厚さを有するブレードと、上記ブレードを駆動する第２駆動部とを有し、上記ブレードを用いて、隣接する半導体チップの間のシートの部分を上記溝内に押し下げ可能な押し下げ部と、を備える。 According to an embodiment of the pickup device disclosed in the present specification, a plurality of semiconductor chips which have a groove corresponding to the outline of one semiconductor chip and are separated from each other are detachably bonded to the surface. A sheet, a stage on which one semiconductor chip can be placed so that the outline of the one semiconductor chip corresponds to the groove, a holding part capable of holding one semiconductor chip, and a first for driving the holding part A detachable portion capable of removing one semiconductor chip held by the holding portion from the sheet, a blade having a thickness narrower than an interval between adjacent semiconductor chips, and a second for driving the blade. And a push-down portion that can push down a portion of a sheet between adjacent semiconductor chips into the groove using the blade.
また、本明細書に開示する方法の一形態によれば、相互に分離された複数の半導体チップが表面に脱着可能に接着された延性を有するシートを、一の半導体チップの輪郭と対応する溝を有するステージ上に、複数の半導体チップが露出するように且つ上記一の半導体チップを上記一の半導体チップの輪郭が上記溝と対応するように載置し、上記一の半導体チップが上記ステージ上を移動しないように固定した状態で、隣接する半導体チップの間の上記シートの部分を上記溝内に押し下げ、隣接する半導体チップの間の上記シートの部分を上記溝内に押し下げた状態で、上記一の半導体チップを上記シートから取り外す。 Further, according to one mode of the method disclosed in this specification, a duct having a ductility sheet in which a plurality of semiconductor chips separated from each other are detachably bonded to the surface is formed in a groove corresponding to the outline of the one semiconductor chip. The one semiconductor chip is placed on the stage so that a plurality of semiconductor chips are exposed and the outline of the one semiconductor chip corresponds to the groove, and the one semiconductor chip is placed on the stage. The sheet portion between adjacent semiconductor chips is pushed down into the groove, and the sheet portion between adjacent semiconductor chips is pushed down into the groove. One semiconductor chip is removed from the sheet.
上述したピックアップ装置の一形態によれば、様々な接着状態の半導体チップを破損せずにシートから取り外すことができる。 According to one embodiment of the pickup device described above, it is possible to remove various bonded semiconductor chips from the sheet without damaging them.
また、上述した方法の一形態によれば、様々な接着状態の半導体チップを破損せずにシートから取り外すことができる。 Moreover, according to one form of the method mentioned above, the semiconductor chip of various adhesion | attachment states can be removed from a sheet | seat, without damaging.
本発明の目的及び効果は、特に請求項において指摘される構成要素及び組み合わせを用いることによって認識され且つ得られるだろう。 The objects and advantages of the invention will be realized and obtained by means of the elements and combinations particularly pointed out in the appended claims.
前述の一般的な説明及び後述の詳細な説明の両方は、例示的及び説明的なものであり、特許請求の範囲に記載されている本発明を制限するものではない。 Both the foregoing general description and the following detailed description are exemplary and explanatory and are not restrictive of the invention as claimed.
以下、本明細書で開示するピックアップ装置の好ましい一実施形態を、図を参照して説明する。但し、本発明の技術範囲はそれらの実施形態に限定されず、特許請求の範囲に記載された発明とその均等物に及ぶものである。 Hereinafter, a preferred embodiment of a pickup device disclosed in the present specification will be described with reference to the drawings. However, the technical scope of the present invention is not limited to these embodiments, but extends to the invention described in the claims and equivalents thereof.
図１（Ａ）は、本明細書に開示するピックアップ装置の一実施形態を示す図であり、図１（Ｂ）は、ピックアップ装置の要部を示す平面図である。 FIG. 1A is a diagram illustrating an embodiment of a pickup device disclosed in the present specification, and FIG. 1B is a plan view illustrating a main part of the pickup device.
本実施形態のピックアップ装置１０（以下、単に装置１０ともいう）は、相互に分離された複数の半導体チップが表面に脱着可能に接着されたシート２０から、個々の半導体チップを取り外す（ピックアップする）装置である。取り外された半導体チップは、次の工程に搬送されて、例えば、他の半導体チップと積層し接続されて３次元実装された半導体装置をとなり得る。
The pickup device 10 of the present embodiment (hereinafter also simply referred to as the device 10) removes (picks up) individual semiconductor chips from the
装置１０は、溝１２を有するステージ１１と、取り外し部１３と、押し下げ部１４と、各構成要素を制御する制御部１５を備える。
The apparatus 10 includes a
ステージ１１上に載置されるシート２０は、例えば光軟化性樹脂により形成される接着層（図示せず）を有し、表面に多数の集積回路が２次元状に配列して形成されたシリコンウエハが脱着可能に接着される。シリコンウエハは、スクライブラインに沿って切断されて、集積回路を有する個々の半導体チップとなる。個々に切断された半導体チップ同士の間隔は、例えば、５０〜１００μｍである。このように相互に分離された複数の半導体チップが表面に接着されたシート２０が、ステージ１１の表面に載置される。
The
シート２０が載置されるステージ１１の表面は、平坦であるが、取り外される半導体チップ３０ａの輪郭と対応する溝１２を有する。また、ステージ１１の表面には、シート２０を吸引するための吸引口（図示せず）が設けられている。
The surface of the
シート２０は、複数の半導体チップが露出するように且つ取り外される半導体チップ３０ａを半導体チップ３０ａの輪郭が溝１２と対応するように、ステージ１１上に載置される。
The
ステージ１１上に載置されたシート２０は、図示しないシート駆動部によって、２次元方向に移動可能であり、シート２０から取り外される半導体チップ３０ａを、半導体チップ３０ａの輪郭が溝１２と対応させて位置するようになされている。シート２０をステージ１１上で移動させる時には、シート２０の吸着は停止する。位置合わせの方法としては、画像処理を用いる方法等の公知の方法を用いることができる。
The
シート２０は、延性を有し、シート２０の周囲を外方に引っ張って延ばすことによりしわが除かれて平坦になり、更に、ステージ１１の吸引口から減圧することにより、シート２０がステージ１１上に密着して固定される。
The
図１（Ｂ）に示すように、装置１０によりシート２０から取り外される半導体チップ３０ａは、ステージ１１の中央に位置するように配置される。半導体チップ３０ａの周囲には、次に取り外される他の半導体チップ３０ｂが位置している。なお、図１（Ｂ）には、シート２０の図示は省略されている。また、実際には、半導体チップ以外のシリコンウエハの部分がシート２０上に接着されているが、この部分の図示も省略している。更に、図１（Ｂ）に示す半導体チップの数は例示であり、シートに接着される半導体チップの数に制限はない。
As shown in FIG. 1B, the semiconductor chip 30 a that is removed from the
半導体チップ３０ａを平面視した形状は矩形である。溝１２を平面視した形状も、半導体チップの輪郭と対応して矩形である。溝１２は、平面視して、半導体チップ３０ａの輪郭を囲むようになされている。
The shape of the semiconductor chip 30a in plan view is a rectangle. The shape of the
溝１２は、所定の幅を有し、半導体チップ３０ａが輪郭を溝１２に合わせて、ステージ１１上に配置された場合、溝１２の内側の部分（図１（Ｂ）中の鎖線で示す）は半導体チップ３０ａの周縁よりも半導体チップ３０ａの内側に位置するようになされている。即ち、溝１２の外側の寸法は、半導体チップ３０ａの輪郭よりも大きく、溝１２の内側の寸法は、半導体チップ３０ａの輪郭より小さい。
The
即ち、半導体チップ３０ａは、その周縁が、溝１２の内側から外側に向かって突き出すように、ステージ１１上に配置される。
In other words, the semiconductor chip 30 a is arranged on the
後述する図５（Ｂ）に示すように、溝１２は、２つの側面１２ａと、底面１２ｂを有する。一の側面１２ａは、取り外される半導体チップ３０ａの周縁よりも半導体チップ３０ａの内側に位置から下方に向かって延びている。他の側面１２ａは、取り外される半導体チップ３０ａと隣接する半導体チップ３０ｂの周縁の位置から下方に向かって延びている。底面１２ｂは、２つの側面１２ａの下端同士を連結する。２つの側面１２ａは、底面１２ｂの両端から垂直に上方に向かって延びている。
As shown in FIG. 5B described later, the
ステージ１１は、図示しないステージ駆動部によって、２次元方向に移動可能であり、取り外される半導体チップを、即ち溝１２の部分を、取り外し部１３及び押し下げ部１４と対向させて位置するようになされている。ステージ１１と、取り外し部１３又は押し下げ部１４との位置合わせの方法としては、画像処理を用いる方法等の公知の方法を用いることができる。
The
取り外し部１３は、半導体チップ３０ａを保持可能な保持部１３ａと、保持部１３ａを駆動する取り外し駆動部１３ｂとを有する。
The
保持部１３ａは、平面視した形状が半導体チップ３０ａと同じ形状を有することが、厚さの薄い半導体チップ３０ａの機械的強度を補償しながら、半導体チップ３０ａをシート２０から取り外す上で好ましい。保持部１３ａが、半導体チップ３０ａの上面を覆うように接触することにより、半導体チップ３０ａの機械的強度を補償できる。
The holding part 13a preferably has the same shape as the semiconductor chip 30a in plan view in order to remove the semiconductor chip 30a from the
保持部１３ａの半導体チップ３０ａと接触する面には、複数の吸着口（図示せず）が設けられており、複数の吸着口を用いて、半導体チップ３０ａを吸着することにより、半導体チップ３０ａを保持することが可能になされている。 A plurality of suction ports (not shown) are provided on the surface of the holding unit 13a that contacts the semiconductor chip 30a. By using the plurality of suction ports to suck the semiconductor chip 30a, the semiconductor chip 30a is attached. It is made possible to hold.
保持部１３ａは、ステージ１１上に載置されたシート２０上の半導体チップ３０ａと対向するように配置され得る。
The holding unit 13 a can be arranged to face the semiconductor chip 30 a on the
保持部１３ａにおける半導体チップ３０ａと接触する面は、ゴム等の柔軟性を有する材料を用いて形成されることが、半導体チップ３０ａを傷つけない観点から好ましい。 The surface of the holding portion 13a that contacts the semiconductor chip 30a is preferably formed using a flexible material such as rubber from the viewpoint of not damaging the semiconductor chip 30a.
取り外し駆動部１３ｂは、保持部１３ａを上下に移動させる。取り外し駆動部１３ｂは、半導体チップ３０ａを取り外す時には、保持部１３ａが半導体チップ３０ａと接触する位置に、保持部１３ａを移動させる。また、取り外し駆動部１３ｂは、半導体チップ３０ａを吸着して保持している保持部１３ａを上方へ移動させることにより、半導体チップ３０ａをシート２０から取り外す。
The
押し下げ部１４は、隣接する半導体チップの間隔よりも狭い厚さを有するブレード１４ａと、ブレード１４ａを駆動する押し下げ駆動部１４ｂとを有する。
The push-down
ブレード１４ａは、断面がテーパ形状を有し、先端に向かって厚さが薄くなる板状の部材である。 The blade 14a is a plate-like member having a tapered cross section and having a thickness that decreases toward the tip.
図１（Ｂ）に示すように、押し下げ部１４は、４枚のブレード１４ａを有する。４枚のブレード１４ａは、矩形を有する半導体チップ３０の４辺それぞれに対応するように配置される。具体的には、各ブレード１４ａは、隣接する半導体チップの間のシート２０の部分と対向して、矩形の溝１２の一辺の中に挿入可能に配置され得る。なお、図１（Ａ）では、４つのブレード１４ａの内の対向する２つのブレードを示している。
As shown in FIG. 1B, the push-
押し下げ駆動部１４ｂは、ブレード１４ａを上下に移動させる。押し下げ駆動部１４ｂは、半導体チップ３０ａを取り外す時には、ブレード１４ａの先端を、隣接する半導体チップの間のシート２０の部分を溝１２内に押し下げる。そして、取り外し部１３が半導体チップ３０ａをシート２０から取り外した後、押し下げ駆動部１４ｂは、ブレード１４ａを上昇させて、ブレード１４ａの先端を、溝１２から引き上げる。
The push-down drive unit 14b moves the blade 14a up and down. When removing the semiconductor chip 30a, the push-down drive unit 14b pushes the tip of the blade 14a into the
次に、シート２０から半導体チップ３０ａを取り外す際の押し下げ部１４の働きを以下に説明する。
Next, the function of the push-
シート２０上に接着されている半導体チップ３０ａを、シート２０から取り外すためには、シート２０と半導体チップ３０ａとの間の接着力よりも大きな力で、半導体チップ３０ａを上方に持ち上げることになる。前提条件として、ステージ１１がシート２０を吸着する吸着力は、シート２０と半導体チップ３０ａとの間の接着力よりも大きいとする。
In order to remove the semiconductor chip 30a bonded on the
半導体チップ３０ａの周縁の部分がシート２０と接着している時と、半導体チップ３０ａの周縁の部分がシート２０から剥離している時とでは、半導体チップ３０ａをシート２０から取り外す力が小さくなることが知られている。
When the peripheral portion of the semiconductor chip 30a is bonded to the
そこで、装置１０は、まず、ブレード１４ａを用いて、隣接する半導体チップの間のシート２０の部分を溝１２内に押し下げることによりシート２０を変形させて、半導体チップ３０ａの周縁の部分をシート２０から剥離させる。
Therefore, the apparatus 10 first deforms the
次に、半導体チップ３０ａの周縁の部分がシート２０から剥離した状態で、取り外し部１３が、半導体チップ３０ａを上方に持ち上げることにより、小さい力で半導体チップ３０ａをシート２０から取り外すことが可能となる。
Next, in a state where the peripheral portion of the semiconductor chip 30a is peeled off from the
以上が、押し下げ部１４の働きの説明である。
The above is the description of the operation of the push-down
制御部１５は、上述したステージ１１と、取り外し部１３と、押し下げ部１４の動作を制御して、シート２０上に脱着可能に接着された各半導体チップをシート２０から取り外す。
The
次に、上述した装置１０の動作の例を、図２〜図４を参照して、以下に説明する。 Next, an example of the operation of the apparatus 10 described above will be described below with reference to FIGS.
まず、図２（Ａ）に示すように、相互に分離された複数の半導体チップ３０ａ、３０ｂが表面に脱着可能に接着された延性を有するシート２０が、ステージ１１上に載置されて吸着される。シート２０は、前もって半導体チップが接着されている面とは反対側から、紫外線が照射されており、光軟化性樹脂を用いて形成されている接着剤の接着力が弱められている。ここで、複数の半導体チップ３０ａ、３０ｂが露出するように且つ取り外される半導体チップ３０ａを半導体チップ３０ａの輪郭が溝１２と対応するように、ステージ１１上に載置する。ステージ１１の表面に設けられた吸着口（図示せず）から吸引されて、シート２０とステージ１１との間が負圧になり、シート２０がステージ１１に吸着する。この時、溝１２内も負圧になる。
First, as shown in FIG. 2A, a
シート２０から取り外される半導体チップ３０ａが保持部１３ａと対向し、且つ、各ブレード１４ａがシート２０を介して溝１２と対向するように、ステージ１１が駆動される。
The
次に、図２（Ｂ）に示すように、取り外し部１３は、保持部１３ａを移動させて、保持部１３ａを半導体チップ３０ａの上面に接触させる。取り外し部１３は、保持部１３ａを用いて半導体チップ３０ａを吸着し、取り外される半導体チップ３０ａがステージ１１上を移動しないように固定する。
Next, as shown in FIG. 2B, the detaching
次に、図３（Ａ）に示すように、押し下げ部１４は、ブレード１４ａの先端を、隣接する半導体チップの間のシート２０の部分を溝１２内に押し下げる。
Next, as shown in FIG. 3A, the push-
図３（Ａ）に示す工程の詳細を、図５を参照して、以下に説明する。 Details of the process shown in FIG. 3A will be described below with reference to FIG.
図５（Ａ）は、図３（Ａ）の要部を拡大した図である。ブレード１４ａは、ステージ１１上に載置された隣接する半導体チップ３０ａ、３０ｂの間のシート２０の部分と対向するように配置される。図５（Ｂ）及び図５（Ｃ）は、図５（Ａ）の矩形で囲まれている部分の拡大図である。なお、図５（Ａ）〜図５（Ｃ）には、説明を分かり易くするために、保持部等は記載していない。
FIG. 5A is an enlarged view of the main part of FIG. The blade 14 a is disposed so as to face the portion of the
次に、図５（Ｂ）に示すように、ブレード１４ａが下降して、ブレード１４ａの先端が隣接する半導体チップ３０ａ、３０ｂの間のシート２０の部分を溝１２内に押し下げ始める。隣接する半導体チップ３０ａ、３０ｂの間のシート２０の部分は、ブレード１４ａに押し下げられて延びるように変形する。半導体チップ３０ａの上面は、平面視した形状が同じである保持部１３ａに覆われているので、半導体チップ３０ａの機械的強度が補償されているため、ブレード１４ａがシート２０を溝１２内に押し下げる時に、半導体チップ３０ａが破損することが防止される。
Next, as shown in FIG. 5B, the blade 14a descends and the tip of the blade 14a begins to push down the portion of the
次に、図５（Ｃ）に示すように、ブレード１４ａが下降して、ブレード１４ａの先端が隣接する半導体チップ３０ａ、３０ｂの間のシート２０の部分を溝１２の底面１２ｂに接するまで押し下げる。隣接する半導体チップ３０ａ、３０ｂの間のシート２０の部分が変形して、半導体チップ３０ａの周縁と接着していたシート２０の部分が、半導体チップ３０ａから剥離する。なお、シート２０は延性を有するが、ブレード１４ａに押し下げられたシート２０の部分が延びる量は小さい。そのため、隣接する半導体チップ３０ａ、３０ｂの間のシート２０の部分がブレード１４ａにより押し下げられることにより、半導体チップ３０ａの周縁と接着していたシート２０の部分が、半導体チップ３０ａから剥離する。
Next, as shown in FIG. 5C, the blade 14 a is lowered, and the portion of the
次に、図３（Ｂ）に示すように、ブレード１４ａにより隣接する半導体チップ３０ａ、３０ｂの間のシート２０の部分を溝１２内に押し下げている状態で、取り外し部１３は、保持部３０ａが吸着している半導体チップ３０ａをシート２０から取り外す。
Next, as shown in FIG. 3B, in the state where the portion of the
次に、図４に示すように、押し下げ駆動部１４ｂは、ブレード１４ａを上昇させて、ブレード１４ａを、溝１２から引き上げる。取り外された半導体チップ３０ａは、次の工程に搬送されて、例えば、他の半導体チップと積層し接続されて３次元実装された半導体装置をとなり得る。
Next, as shown in FIG. 4, the push-down drive unit 14 b raises the blade 14 a and lifts the blade 14 a from the
続いて、シート２０をステージ１１上で移動させて、他の半導体チップ３０ｂが、半導体チップの輪郭が溝１２と対応するように、ステージ１１上に位置付けられた後、上述したのと同様にしてシート２０から取り外される。
Subsequently, after the
上述した本実施形態のピックアップ装置によれば、半導体チップを破損せずにシートから取り外すことができる。また、本実施形態のピックアップ装置は、ブレードが隣接する半導体チップの間のシートの部分を物理的に押し下げて変形させて、半導体チップの周縁とシートとを剥離する。そのため、本実施形態のピックアップ装置は、広い範囲の厚さの半導体チップ、又は、広い範囲のシートの接着力に対して適用可能である。 According to the pickup device of the present embodiment described above, the semiconductor chip can be removed from the sheet without being damaged. Further, in the pickup device of this embodiment, the blade is physically pushed down to deform the sheet portion between adjacent semiconductor chips, and the peripheral edge of the semiconductor chip and the sheet are peeled off. Therefore, the pickup device of the present embodiment can be applied to the adhesive force of a wide range of semiconductor chips or a wide range of sheets.
次に、上述した本実施形態のピックアップ装置の変形例１〜４を、図６〜図８を参照して、以下に説明する。 Next, modified examples 1 to 4 of the above-described pickup device according to the present embodiment will be described below with reference to FIGS.
図６（Ａ）〜図６（Ｃ）は、ピックアップ装置の変形例１の要部を説明する図である。図６（Ｂ）及び図６（Ｃ）は、図６（Ａ）の矩形で囲まれている部分の拡大図である。なお、図６（Ａ）〜図６（Ｃ）には、説明を分かり易くするために、保持部等は記載していない。
6 (A) to 6 (C) are diagrams illustrating a main part of
図６（Ｂ）に示すように、変形例１のピックアップ装置のステージ１１の溝１２は、ステージ１１のシート２０が載置される面に対して垂直に下方に延びる側面１２ａと、ステージ１１のシート２０が載置される面に対して傾斜して下方に延びる底面１２ｂとを有する。
As shown in FIG. 6B, the
側面１２ａは、取り外される半導体チップ３０ａに隣接する半導体チップ３０ｂの周縁の位置から下方に向かって延びており、上述した本実施形態と同様の構成を有する。底面１２ｂは、半導体チップ３０ａの周縁よりも半導体チップ３０ａの内側に位置から側面１２ａの下端に向かって延びている。
The side surface 12a extends downward from the peripheral position of the
なお、変形例１の溝１２は、側面１２ａと底面１２ｂを有すると規定したが、溝１２は、側面１２ａと、ステージ１１のシート２０が載置される面に対して傾斜を有する側面とを有し、底面を有さないと規定してもよい。ステージ１１のシート２０が載置される面に対して傾斜を有する面を、底面と呼ぶか、又は、側面と呼ぶかは便宜上のことである。このことは、後述する変形例２に対しても適用される。
In addition, although the groove |
次に、図６（Ａ）〜図６（Ｃ）を参照して、押し下げ部１４が、ブレード１４ａの先端を、隣接する半導体チップの間のシート２０の部分を溝１２内に押し下げる工程を以下に説明する。
Next, referring to FIGS. 6A to 6C, a process in which the push-down
図６（Ａ）は、図３（Ａ）の要部を拡大した図に対応する。ブレード１４ａは、ステージ１１上に載置された隣接する半導体チップ３０ａ、３０ｂの間のシート２０の部分と対向するように配置される。
FIG. 6A corresponds to an enlarged view of the main part of FIG. The blade 14 a is disposed so as to face the portion of the
次に、図６（Ｂ）に示すように、ブレード１４ａが下降して、ブレード１４ａの先端が隣接する半導体チップ３０ａ、３０ｂの間のシート２０の部分を溝１２内に押し下げ始める。隣接する半導体チップ３０ａ、３０ｂの間のシート２０の部分は、ブレード１４ａに押し下げられて延びるように変形する。
Next, as shown in FIG. 6B, the blade 14a descends, and the tip of the blade 14a begins to push down the portion of the
次に、図６（Ｃ）に示すように、ブレード１４ａが下降して、ブレード１４ａの先端が隣接する半導体チップ３０ａ、３０ｂの間のシート２０の部分を溝１２の底面１２ｂに接するまで押し下げる。ブレード１４ａの先端は、底面１２ｂの傾斜に沿って半導体チップ３０ｂ側に向かって滑りながら移動するので、取り外される半導体チップ３０ａの周縁の下に位置するシート２０を、図５（Ｃ）と比較して横方向へより強く引っ張りながら、溝１２の下方に向かって押し下げる。その結果、隣接する半導体チップ３０ａ、３０ｂの間のシート２０の部分が変形して、半導体チップ３０ａの周縁と接着していたシート２０の部分が、半導体チップ３０ａから剥離する。
Next, as shown in FIG. 6C, the blade 14 a is lowered, and the portion of the
図７（Ａ）〜図７（Ｃ）は、ピックアップ装置の変形例２の要部を説明する図である。図７（Ｂ）及び図７（Ｃ）は、図７（Ａ）の矩形で囲まれている部分の拡大図である。なお、図７（Ａ）〜図７（Ｃ）には、説明を分かり易くするために、保持部等は記載していない。 FIG. 7A to FIG. 7C are diagrams for explaining a main part of a second modification of the pickup device. FIGS. 7B and 7C are enlarged views of a portion surrounded by a rectangle in FIG. 7A. 7A to 7C do not show a holding portion or the like for easy understanding.
図７（Ｂ）に示すように、変形例２のピックアップ装置のステージ１１の溝１２は、ステージ１１のシート２０が載置される面に対して垂直に下方に延びる側面１２ａと、ステージ１１のシート２０が載置される面に対して傾斜して下方に延びる底面１２ｂとを有する。
As shown in FIG. 7B, the
側面１２ａは、取り外される半導体チップ３０ａの周縁よりも半導体チップ３０ａの内側に位置から下方に向かって延びており、上述した本実施形態と同様の構成を有する。底面１２ｂは、取り外される半導体チップ３０ａに隣接する半導体チップ３０ｂの周縁の位置から側面１２ａの下端に向かって延びている。
The side surface 12a extends downward from the position inside the semiconductor chip 30a rather than the periphery of the semiconductor chip 30a to be removed, and has the same configuration as in the above-described embodiment. The
次に、図７（Ａ）〜図７（Ｃ）を参照して、押し下げ部１４が、ブレード１４ａの先端を、隣接する半導体チップの間のシート２０の部分を溝１２内に押し下げる工程を以下に説明する。
Next, referring to FIGS. 7A to 7C, a process in which the push-down
図７（Ａ）は、図３（Ａ）の要部を拡大した図に対応する。ブレード１４ａは、ステージ１１上に載置された隣接する半導体チップ３０ａ、３０ｂの間のシート２０の部分と対向するように配置される。
FIG. 7A corresponds to an enlarged view of the main part of FIG. The blade 14 a is disposed so as to face the portion of the
次に、図７（Ｂ）に示すように、ブレード１４ａが下降して、ブレード１４ａの先端が隣接する半導体チップ３０ａ、３０ｂの間のシート２０の部分を溝１２内に押し下げ始める。隣接する半導体チップ３０ａ、３０ｂの間のシート２０の部分は、ブレード１４ａに押し下げられて延びるように変形する。
Next, as shown in FIG. 7B, the blade 14a descends, and the tip of the blade 14a begins to push down the portion of the
次に、図７（Ｃ）に示すように、ブレード１４ａが下降して、ブレード１４ａの先端が隣接する半導体チップ３０ａ、３０ｂの間のシート２０の部分を溝１２の底面１２ｂに接するまで押し下げる。ブレード１４ａの先端は、底面１２ｂの傾斜に沿って、取り外される半導体チップ３０ａ側に向かって滑りながら移動するので、取り外される半導体チップ３０ａの周縁の下に位置するシート２０を、図６（Ｃ）と比較して縦方向へより強く引っ張りながら、溝１２の下方に向かって押し下げる。その結果、隣接する半導体チップ３０ａ、３０ｂの間のシート２０の部分が変形して、半導体チップ３０ａの周縁と接着していたシート２０の部分が、半導体チップ３０ａから剥離する。
Next, as shown in FIG. 7C, the blade 14 a is lowered, and the portion of the
溝１２の形状として、上述した３つのタイプを説明した。溝１２の形状を変更することにより、取り外される半導体チップの周縁の下に位置するシートに加えられる張力又は角度を調整することができる。これら３つのタイプの内のいずれを選択するかは、半導体チップの形状又は厚さ等の寸法、シートの接着力等に基づいて、半導体チップが破損し難いものが適宜選択され得る。また、溝１２は、ブレードがシートを押し下げ可能に形成されていれば、他の形状を有していてもよい。
The three types described above have been described as the shape of the
図８（Ａ）は、ピックアップ装置の変形例３の要部を示す図であり、図１（Ｂ）に対応する。
FIG. 8A is a diagram illustrating a main part of
変形例３のピックアップ装置では、ブレードの形状が、上述した実施形態とは異なっている。図８（Ａ）に示すように、変形例３の４つのブレード１４ａそれぞれは、平面視して、シート２０から取り外される矩形の半導体チップ３０ａの角の輪郭に対応する折曲部を有する。ブレード１４ａは、平面視してＬ字の形状を有しており、半導体チップ３０ａの角から、この角を形成する２辺それぞれに沿って延びる形状を有する。押し下げ部は、ブレード１４ａの折曲部を用いて、取り外される半導体チップの角の周囲のシートの部分を、溝１２内に押し下げ可能になされている。ブレードの厚さは通常５０〜１００μｍと薄いので、折曲部を形成することによりブレードの機械的強度を高めることができる。
In the pickup device of
図８（Ｂ）は、ピックアップ装置の変形例４の要部を示す図である。 FIG. 8B is a diagram illustrating a main part of a fourth modification of the pickup device.
変形例４のピックアップ装置では、ブレードの形状が、上述した実施形態とは異なっている。図８（Ｂ）に示すように、変形例４のブレード１４ａは、図８（Ａ）に示す４つのブレードそれぞれが隣接するブレードと接続して単一のブレードとなっており、取り外される矩形の半導体チップ３０ａの周囲を囲む形状を有する。押し下げ部１４は、ブレード１４ａを用いて、取り外される半導体チップ３０ａの全周囲のシート２０の部分を、溝１２内に押し下げ可能になされている。変形例４のブレード１４ａは、上述した変形例３のブレードよりも更に機械的強度が高められている。
In the pickup device of Modification 4, the shape of the blade is different from that of the above-described embodiment. As shown in FIG. 8 (B), the blade 14a of the modified example 4 has a rectangular shape that is removed by connecting each of the four blades shown in FIG. It has a shape surrounding the periphery of the semiconductor chip 30a. The push-
本発明では、上述した実施形態のピックアップ装置及び方法は、本発明の趣旨を逸脱しない限り適宜変更が可能である。 In the present invention, the pickup device and method of the above-described embodiment can be modified as appropriate without departing from the spirit of the present invention.
例えば、上述した実施形態では、ステージが有する溝は、半導体チップを囲むように、閉じた形状を有していたが、溝は、半導体チップの輪郭の少なくとも一部と対応するように形成されていればよい。例えば、半導体チップの輪郭の一部と対応する１つ又は複数の溝が、ステージに形成されていてもよい。 For example, in the embodiment described above, the groove of the stage has a closed shape so as to surround the semiconductor chip, but the groove is formed so as to correspond to at least a part of the outline of the semiconductor chip. Just do it. For example, one or more grooves corresponding to a part of the outline of the semiconductor chip may be formed on the stage.
以下、本明細書に開示するピックアップ装置及び方法について、実験例を用いて更に説明する。ただし、本発明の範囲はかかる実験例に制限されるものではない。 Hereinafter, the pickup apparatus and method disclosed in this specification will be further described using experimental examples. However, the scope of the present invention is not limited to such experimental examples.
（実験例１）
図１に示すピックアップ装置を用いて、半導体チップをシートが取り外した。まず、厚さを５０μｍに薄化したシリコンウエハを、シートとしてのダイシングフィルムＤ−６７５（リンテック社製）に接着し、２０×２０ｍｍの寸法の個々の半導体チップに切断した。シリコンウエハの切断後に、シートに対して、５００ｍＪ／ｃｍ２の紫外線を照射して、シートの接着層を形成する紫外線軟化樹脂の接着力を低減した。溝は、図１及び図５に示す形状を有し、幅１ｍｍ、深さ１ｍｍであった。取り外し部の保持部を、ステージの溝と対向するように配置した。保持部は、図１に示すように配置された４枚のブレードを有し、各ブレードの厚さは、１００μｍであった。次に、ステージ上に、相互に分離された複数の半導体チップが表面に脱着可能に接着されたシートを、取り外される半導体チップを半導体チップの輪郭が溝と対応するように載置した。シートをステージ上に配置する際には、画像処理法を用いて、半導体チップの形状及び位置を確認して行った。シートの周囲を外方に引っ張って延ばしてしわが除かれて平坦になった状態で、ステージの吸引口から減圧することにより、シートがステージ上に密着して固定された。次に、保持部を移動させて、保持部を取り外される半導体チップの上面に接触させて半導体チップを吸着し、取り外される半導体チップがステージ上を移動しないように固定した。次に、ブレードを下降させて、ブレードの先端が隣接する半導体チップの間のシートの部分を溝内に約５００μｍの深さになるまで押し下げて、取り外される半導体チップの周縁と接着していたシートの部分を、半導体チップから剥離した。ブレードが隣接する半導体チップの間のシート２０の部分を溝内に押し下げている状態で、半導体チップを吸着している保持部を０．５ｍｍ／秒の速度で上昇させて、半導体チップをシートから取り外した。半導体チップは、破損することなく、シートから取り外された。
(Experimental example 1)
The sheet was removed from the semiconductor chip using the pickup device shown in FIG. First, a silicon wafer having a thickness of 50 μm was bonded to a dicing film D-675 (manufactured by Lintec) as a sheet, and cut into individual semiconductor chips having a size of 20 × 20 mm. After cutting the silicon wafer, the sheet was irradiated with ultraviolet rays of 500 mJ / cm 2 to reduce the adhesive strength of the ultraviolet softening resin that forms the adhesive layer of the sheet. The groove had the shape shown in FIGS. 1 and 5 and had a width of 1 mm and a depth of 1 mm. The holding part of the removal part was disposed so as to face the groove of the stage. The holding part had four blades arranged as shown in FIG. 1, and the thickness of each blade was 100 μm. Next, a sheet on which a plurality of semiconductor chips separated from each other were detachably bonded was placed on the stage, and the semiconductor chip to be removed was placed so that the outline of the semiconductor chip corresponds to the groove. When placing the sheet on the stage, the shape and position of the semiconductor chip were confirmed using an image processing method. The sheet was tightly fixed on the stage by reducing the pressure from the suction port of the stage in a state where the periphery of the sheet was pulled outward and extended to remove wrinkles and become flat. Next, the holding part was moved, the holding part was brought into contact with the upper surface of the semiconductor chip to be removed, and the semiconductor chip was adsorbed, and the semiconductor chip to be removed was fixed so as not to move on the stage. Next, the blade is lowered, and the portion of the sheet between the adjacent semiconductor chips is pushed down to a depth of about 500 μm in the groove, and the blade is adhered to the periphery of the semiconductor chip to be removed. This part was peeled from the semiconductor chip. With the blade pressing down the portion of the
（実験例２）
ピックアップ装置の取り外し部が、図８（Ａ）に示すブレードを有すること以外は、上述した実験例１と同様にして、半導体チップをシートから取り外した。半導体チップは、破損することなく、シートから取り外された。
(Experimental example 2)
The semiconductor chip was removed from the sheet in the same manner as in Experimental Example 1 described above, except that the removal unit of the pickup device had the blade shown in FIG. The semiconductor chip was removed from the sheet without breaking.
（実験例３）
ピックアップ装置のステージが有する溝が、図７（Ａ）〜図７（Ｃ）に示す形状を有すること以外は、上述した実験例１と同様にして、半導体チップをシートから取り外した。溝の側面と底面とがなす角度は６０度であった。半導体チップは、破損することなく、シートから取り外された。
(Experimental example 3)
The semiconductor chip was removed from the sheet in the same manner as in Experimental Example 1 except that the groove of the stage of the pickup device had the shape shown in FIGS. 7A to 7C. The angle formed between the side surface and the bottom surface of the groove was 60 degrees. The semiconductor chip was removed from the sheet without breaking.
（実験例４）
ピックアップ装置の取り外し部が、図８（Ｂ）に示すブレードを有すること以外は、上述した実験例１と同様にして、半導体チップをシートから取り外した。半導体チップは、破損することなく、シートから取り外された。
(Experimental example 4)
The semiconductor chip was removed from the sheet in the same manner as in Experimental Example 1 described above, except that the removal unit of the pickup device had the blade shown in FIG. The semiconductor chip was removed from the sheet without breaking.
（比較実験例）
半導体チップをシートから取り外す方法として、従来のニードルピンを用いる取り外し法を用いること以外は、上述した実験例１と同様にして、半導体チップのシートからの取り外しを試みた。シートの下方からニードルピンを３００μｍの距離突き上げてシートを変形させた所、シートの周縁は半導体チップから剥離せず、半導体チップは破損して、シートから取り外すことができなかった。
(Comparative experiment example)
As a method for removing the semiconductor chip from the sheet, an attempt was made to remove the semiconductor chip from the sheet in the same manner as in Experimental Example 1 except that a conventional removal method using a needle pin was used. When the needle pin was pushed up from the bottom of the sheet by a distance of 300 μm to deform the sheet, the periphery of the sheet was not peeled off from the semiconductor chip, and the semiconductor chip was damaged and could not be removed from the sheet.
ここで述べられた全ての例及び条件付きの言葉は、読者が、発明者によって寄与された発明及び概念を技術を深めて理解することを助けるための教育的な目的を意図する。ここで述べられた全ての例及び条件付きの言葉は、そのような具体的に述べられた例及び条件に限定されることなく解釈されるべきである。また、明細書のそのような例示の機構は、本発明の優越性及び劣等性を示すこととは関係しない。本発明の実施形態は詳細に説明されているが、その様々な変更、置き換え又は修正が本発明の精神及び範囲を逸脱しない限り行われ得ることが理解されるべきである。 All examples and conditional words mentioned herein are intended for educational purposes to help the reader deepen and understand the inventions and concepts contributed by the inventor. All examples and conditional words mentioned herein are to be construed without limitation to such specifically stated examples and conditions. Also, such exemplary mechanisms in the specification are not related to showing the superiority and inferiority of the present invention. While embodiments of the present invention have been described in detail, it should be understood that various changes, substitutions or modifications can be made without departing from the spirit and scope of the invention.
１０ ピックアップ装置
１１ ステージ
１２ 溝
１２ａ 側面
１２ｂ 底面
１３ 取り外し部
１３ａ 保持部
１３ｂ 取り外し駆動部（第１駆動部）
１４ 押し下げ部
１４ａ ブレード
Ａ 折曲部
１４ｂ 押し下げ駆動部（第２駆動部）
１５ 制御部
２０ シート
３０ａ、３０ｂ 半導体チップ
DESCRIPTION OF SYMBOLS 10
14 Pushing part 14a Blade A Bending part 14b Pushing drive part (2nd drive part)
15
Claims (6)
一の半導体チップを保持可能な保持部と、前記保持部を駆動する第１駆動部とを有し、前記保持部が保持した一の半導体チップをシートから取り外し可能な取り外し部と、
隣接する半導体チップの間隔よりも狭い厚さを有するブレードと、前記ブレードを駆動する第２駆動部とを有し、前記ブレードを用いて、隣接する半導体チップの間のシートの部分を前記溝内に押し下げ可能な押し下げ部と、
を備えるピックアップ装置。 A duct having a duct having a groove corresponding to the outline of one semiconductor chip and having a plurality of semiconductor chips separated from each other detachably bonded to the surface, and one semiconductor chip being the outline of the one semiconductor chip A stage that can be placed so as to correspond to the groove;
A holding part capable of holding one semiconductor chip; and a first driving part for driving the holding part; and a detaching part capable of removing the one semiconductor chip held by the holding part from the sheet;
A blade having a thickness narrower than an interval between adjacent semiconductor chips, and a second driving unit that drives the blade, and using the blade, a portion of a sheet between adjacent semiconductor chips is placed in the groove. A push-down portion that can be pushed down,
A pickup device comprising:
前記押し下げ部は、前記折曲部を用いて、一の半導体チップの角の周囲のシートの部分を、前記溝内に押し下げ可能である請求項１〜４の何れか一項に記載のピックアップ装置。 The blade has a bent portion corresponding to the corner outline of one semiconductor chip,
5. The pickup device according to claim 1, wherein the push-down portion can push down a sheet portion around a corner of one semiconductor chip into the groove by using the bent portion. .
前記一の半導体チップが前記ステージ上を移動しないように固定した状態で、隣接する半導体チップの間の前記シートの部分を前記溝内に押し下げ、
隣接する半導体チップの間の前記シートの部分を前記溝内に押し下げた状態で、前記一の半導体チップを前記シートから取り外す方法。 A ductile sheet having a plurality of semiconductor chips separated from each other removably bonded to a surface is placed on a stage having a groove corresponding to the outline of one semiconductor chip, and the plurality of semiconductor chips are exposed. Placing the one semiconductor chip such that the outline of the one semiconductor chip corresponds to the groove;
With the one semiconductor chip fixed so as not to move on the stage, the portion of the sheet between adjacent semiconductor chips is pushed down into the groove,
A method of removing the one semiconductor chip from the sheet in a state where a portion of the sheet between adjacent semiconductor chips is pushed down into the groove.
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