JP5075769B2 - 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

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し、かつ個々に移動可能な複数のスライダーと、
前記ステージに形成され、前記複数の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、
前記複数のスライダーは、一の前記半導体チップに対向して互いに離間して並行に配置されることを特徴とするピックアップ装置
が提供される。

また、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、
一の前記半導体チップに対向して互いに離間して並行に配置され、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し、かつ個々に移動可能な複数のスライダーと、
前記ステージに形成され、前記複数の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粘着シートを前記ステージに戴置し、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、スライダー収容部に収容される複数のスライダーが、粘着シートに接触し、一の半導体チップに対向して互いに離間して並行に配置される。これにより、各スライダーの間隙において粘着シートによって閉じた空間が形成されることになり、吸引機構がスライダー収容部を吸引することで、各スライダーの間隙に負圧を発生させることができ、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、スライダーを半導体チップに対して水平方向に移動することで、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。

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歩留まりを改良することができる。

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。

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、３は、本実施形態のピックアップ装置１の平面図である。

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スライダー２０１ａ、２０１ｂ、２０１ｃ、２０１ｄと、ステージ１００に形成され、各スライダー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２０１ａ、２０１ｂ、２０１ｃ、２０１ｄは、一の半導体チップ１２に対向して互いに離間して並行に配置される。

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３（ａ）は、スライダー収容部１０２部分を拡大した図である。図３（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。なお、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。

また、ピックアップ装置１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。

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られる。

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４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４（ａ）〜（ｃ）は、ピックアップ装置１の断面図である。図２、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。

まず、スライダー２０１ａ、２０１ｂ、２０１ｃ、２０１ｄを、スライダー収容部１０２に収容（図２（ａ））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。こうすることで、ダイシングシート１３がスライダー２０１ａ、２０１ｂ、２０１ｃ、２０１ｄのそれぞれに接触し、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、各スライダーの間隙においても、ダイシングシート１３により閉じられた閉空間が形成される。なお、半導体ウェハ６００はダイシングされ、ダイシングシート１３は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４（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。これにより、ダイシングシート１３によってスライダー２０１ａ、２０１ｂ、２０１ｃ、２０１ｄの間隙において形成された閉空間にも負圧が発生することになる。したがって、各スライダーの間隙を閉じているダイシングシート１３が半導体チップ１２から剥がれることになる。

また、スライダー２０１ａ、２０１ｄとスライダー収容部１０２との間にはそれぞれ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から剥がれることになる。図２（ａ）には、破線で半導体チップ１２の形状を示すが、このように、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。

このようにして、図３（ｂ）において点線で示す位置に対向するダイシングシート１３が半導体チップ１２から剥離されることになる。

ついで、図４（ｂ）で示すように、平面視において、スライダー２０１ｂ、２０１ｃ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、スライダー２０１ａとスライダー２０１ｂとの間隙でダイシングシート１３が負圧により引き込まれ、半導体チップ１２から剥離されている。そのため、スライダー２０１ａとスライダー２０１ｂとの間隙でダイシングシート１３の一部に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２０１ｂ、２０１ｃが移動することで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の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。そのため、スライダー２０１ｂとスライダー２０１ｃとの間隙およびスライダー２０１ｃとスライダー２０１ｄとの間隙でも同様に、剥離の起点が形成されていることとなる。したがって、前述のように、スライダー２０１ｂおよびスライダー２０１ｃが水平移動することで、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。

換言すると、図３（ｂ）において点線で示す箇所に接触するダイシングシート１３において、剥離の起点が形成されているといえる。そして、スライダー２０１ａ、２０１ｂ、２０１ｃ、２０１ｄが個々に移動することで、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ができる（図２（ｃ））。このようにして、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、ピックアップ装置１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、スライダー収容部１０２に収容されるスライダー２０１ａ、２０１ｂ、２０１ｃ、２０１ｄが、ダイシングシート１３に接触し、一の半導体チップ１２に対向して互いに離間して並行に配置される。これにより、各スライダーの間隙においてダイシングシート１３によって閉じた空間が形成されることになり、吸引機構５００がスライダー収容部１０２を吸引することで、各スライダーの間隙に負圧を発生させることができ、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２０１ａ、２０１ｂ、２０１ｃ、２０１ｄを半導体チップに対して水平方向に移動することで、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、スライダー２０１ａ、２０１ｂ、２０１ｃ、２０１ｄの動きをコントロールすることで、半導体チップ１２を効率よくダイシングシート１３から剥離することができる。

たとえば、スライダー２０１ａ、２０１ｂ、２０１ｃ、２０１ｄを半導体チップ１２に対して個々に移動させることで、剥離性の悪い箇所を効果的に剥離することができる。

また、スライダー２０１ａ、２０１ｂ、２０１ｃ、２０１ｄの移動速度は、任意に変更することもできる。たとえば、剥離性の悪いところはすばやくスライダーを移動させて剥離する力を強くすることができる。一方、半導体チップ１２のわれや欠けが危惧される箇所は、スライダーを徐々に移動させることで徐々にダイシングシート１３から半導体チップ１２を剥離させることができる。よって、半導体チップ１２の割れ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。

ところで、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、周辺部以外のスライダー（図２の例では、スライダー２０１ｂ、２０１ｃ）を先に移動することで半導体チップ１２の中央部に対向する位置に空洞が生じてしまう。そうすると、半導体チップ１２の大きさ・薄さによっては、負圧に引き込まれ、ひずみ割れてしまうことが懸念される。そこで、このような懸念があるとき、スライダー収容部１０２の周縁部にあるスライダー（図２の例では、スライダー２０１ａ、スライダー２０１ｄ）を先に移動させ、その後それ以外のスライダー（図２の例では、スライダー２０１ｂ、スライダー２０１ｃ）を移動させることができる。スライダー収容部１０２の周縁部のスライダー（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。

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。

たとえば、図５で示すように、スライダー２０１ａ、２０１ｂ、２０１ｃ、２０１ｄは、ダイシングシート１３と接触する側にそれぞれ複数のスリット１０３を備えていてもよい。スリット１０３は、スライダー収容部１０２に連通している。図５は、ピックアップ装置１の変形例であるピックアップ装置２を示す平面図である。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、各スライダーがスリット１０３を備えている点のみである。

スリット１０３は、平面視において、各スライダー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２０１ａ、２０１ｂ、２０１ｃ、２０１ｄのそれぞれの側面に到達している。

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が戴置されることで、ダイシングシート１３がスライダー２０１ａ、２０１ｂ、２０１ｃ、２０１ｄそれぞれに接触し、各スライダーのスリット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。

ピックアップ装置２において、吸引機構５００によりスライダー収容部１０２を吸引すると、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。したがって、ダイシングシート１３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。

図５（ａ）では、半導体チップ１２の形状を破線で示すが、図示するように、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の中央部も剥がすことができる。

ついで、ピックアップ装置１で説明したように、平面視において、スライダー２０１ａ、２０１ｂ、２０１ｃ、２０１ｄをそれぞれ半導体チップ１２に対して水平方向に移動させるが、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。したがって、各スライダーが移動することで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。よって、ピックアップ装置２では、剥離の起点をさらに増やし、剥離力を高めることができる。

ピックアップ装置２によれば、スライダー２０１ａ、２０１ｂ、２０１ｃ、２０１ｄ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。したがって、互いに分散した剥離の起点の数をさらに多く形成させることができる。そして、スライダー２０１ａ、２０１ｂ、２０１ｃ、２０１ｄを半導体チップ１２に対して個々に水平方向に移動させることで、上記した起点から剥離部分を徐々に大きくし、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る。

また、図５（ａ）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に保持させることで、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。

なお、当然ながら、上述した実施の形態および変形例は、その内容が相反しない範囲で組み合わせることができる。また、上述した実施の形態および変形例では、各部の構造などを具体的に説明したが、その構造などは本発明を満足する範囲で各種に変更することができる。

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。 実施の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４（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。 実施の形態の変形例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
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し、かつ個々に移動可能な複数のスライダーと、
   前記ステージに形成され、前記複数の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、
   前記複数のスライダーは、一の前記半導体チップに対向して互いに離間して並行に配置され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. 前記複数のスライダーは、各スライダーが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請求項１に記載の半導体チップのピックアップ装置。
3. 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、
   一の前記半導体チップに対向して互いに離間して並行に配置され、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し、かつ個々に移動可能な複数のスライダーと、
   前記ステージに形成され、前記複数の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粘着シートを前記ステージに戴置し、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シート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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