JP5075770B2 - 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貼り付けら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、
前記粘着シートと接触し、平面視において、前記半導体チップに対して平行に回転する回転式の回転部材と、
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、前記回転部材及び前記スライダーを収容する収容部と、
前記ステージに連結し、前記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収容部に対向する位置で前記粘着シートが戴置され、
前記回転部材は、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、
前記粘着シートと接触し、平面視において、前記半導体チップに対して平行に回転する回転式の回転部材と、
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、前記回転部材及び前記スライダーを収容する収容部と、
前記ステージに連結し、前記収容部を吸引する吸引機構と、
前記回転部材の前記粘着シートと接触する側に設けられ、前記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回転部材に接触させるステップと、
前記収容部を吸引するステップと、
平面視において、前記回転部材を前記半導体チップに対して平行に回転させるステップと、
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、回転式の回転部材が粘着シートと接触する側にスリットを備え、このスリットが収容部に連通している。これにより、吸引機構が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、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、収容部の周縁部に対向す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、平面視において、回転部材を半導体チップに対して平行に回転することで、上記した起点から回転部材を中心として円周方向に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欠けや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。

（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。

ピックアップ装置１は、ダイシングシート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と接触し、平面視において、半導体チップ１２に対して平行に回転する回転式のローラ（回転部材）３０２と、ステージ１００に形成され、ローラ３０２を収容する収容部１０２と、ステージ１００に連結し、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が収容部１０２に対向する位置でダイシングシート１３が戴置される。ローラ３０２は、ダイシングシート１３と接触する側に複数のスリット３０３を備えている。スリット３０３は、収容部１０２に連通している。

スリット３０３は、図２で示すように、平面視において、ローラ３０２の中心から放射状に延伸し、ローラ３０２の側面に到達している。

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。

つづいて、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、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がローラ３０２に接触し、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３０３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３０３とダイシングシート１３との間に収容部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により収容部１０２を吸引する。こうすることで、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３０３はローラ３０２の側面に到達し、ローラ３０２の側面とスリット３０３との接続部分は開放している。したがって、スリット３０３とダイシングシート１３との間に形成された空間も負圧が発生することになり、スリット３０３を介してローラ３０２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３０３に接触することとなる。

また、ローラ３０２と収容部１０２との間には任意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、この隙間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、図２（ｂ）では破線で半導体チップ１２の形状を図示するが、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に配置することで、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。

そして、平面視において、ローラ３０２を半導体チップ１２に対して平行に回転させる。ここで、前述のように、ダイシングシート１３のスリット３０３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、ローラ３０２の回転にともなって上記剥離の起点から円周方向に剥離部分を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、ローラ３０２の回転とともに上記剥離の起点から剥離部分がローラ３０２を中心として円周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、回転式のローラ３０２のダイシングシート１３と接触する側にスリット３０３を備え、このスリット３０３が収容部１０２に連通している。これにより、吸引機構５００が収容部１０２を吸引することで、スリット３０３を吸引し、スリット３０３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、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、収容部１０２の周縁部に対向す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、平面視において、ローラ３０２を半導体チップ１２に対して平行に回転することで、上記した起点からローラ３０２を中心として円周方向に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、ピックアップ装置１では、ローラ３０２がダイシングシート１３を引っ張る動作を繰り返す。また、ローラ３０２での引っ張りを繰り返すスピードは、ローラ３０２のモーター回転速度に依存する。したがって、ローラ３０２のモーター回転速度を調節することで、ダイシングシート１３の引っ張りの頻度を微調整することができる。

（第２の実施形態）
図３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。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、第１の実施形態で説明したピックアップ装置１に加え、スライダー３０１ａ、３０１ｂを備えている点である。スライダー３０１ａ、３０１ｂは、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。収容部１０２は、スライダー３０１ａ、３０１ｂを収容する。

スライダー３０１ａ、３０１ｂ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ている。また、平面視において、スライダー３０１ａとスライダー３０１ｂとの間にローラ３０２が設けられている。さらに、ピックアップ装置２は、スライダー３０１ａ、３０１ｂを個々に水平移動させる制御部（図示せず）を備えることで、各スライダー３０１ａ、３０１ｂ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の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の断面図である。図３、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３（ａ）および図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３０１ａ、３０１ｂ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が収容部１０２を吸引する（図４（ｂ））。これにより、（ｉ）スリット３０３に対向する位置のダイシングシート１３、（ｉｉ）スライダー３０１ａ、３０１ｂとローラ３０２とのそれぞれの間に形成される隙間に対向する位置のダイシングシート１３、および、（ｉｉｉ）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、がそれぞれ吸引され、半導体チップ１２から剥がれる。

ついで、第１の実施形態と同様に、平面視において、ローラ３０２を半導体チップ１２に対して平行に回転させる（図３（ｂ））。図３(ｂ）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、半導体チップ１２の中央部に対して１以上のローラ３０２を対向するように配置させることで剥離しにくい半導体チップ１２の中央部を効果的に剥離することができる。

そして、平面視において、スライダー３０１ａ、３０１ｂを半導体チップ１２に対して水平方向に移動させる（図３（ｃ）、図４（ｃ））。前述のように、ダイシングシート１３の一部が半導体チップ１２から剥離されているため、複数の剥離の起点が分散して形成されていることになる。本実施の形態では、スライダー３０１ａ、３０１ｂが水平方向に移動することで、上記（ii）および（iii）で示す部分のダイシングシートを剥離の起点とし、剥離部分を水平方向に徐々に大きくすることができる。

つづいて、本実施形態のピックアップ装置２の作用効果について図３、４を用いて説明する。スライダー３０１ａ、３０１ｂが水平方向に移動することにより中央部が空洞になると、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。しかしながら、ピックアップ装置２では、半導体チップ１２の中央部に対応する位置にローラ３０２があるため、このような懸念はない。

また、半導体チップ１２の周縁部に対応する位置にスライダー３０１ａ、３０１ｂを設けている。これにより、ローラ３０２の回転機構によって剥離しにくい半導体チップ１２の中央部の剥離性を高めつつ、スライダー３０１ａ、３０１ｂの水平移動によって半導体チップ１２の周縁部からダイシングシート１３を剥離することができる。したがって半導体チップ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。

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で示すピックアップ装置３では、ピックアップ装置２の構成に加えて、スライダー３０１ａ、３０１ｂが、ダイシングシート１３と接触する側に複数のスリット１０３（第二スリット）をそれぞれ備えている。スリット１０３は、収容部１０２に連通している。

また、スリット１０３は、図５（ａ）で示すように、平面視において、スライダー３０１ａ、３０１ｂ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３０１ａ、３０１ｂの側面に到達している。

図６は、ピックアップ装置３を示す断面図である。ピックアップ装置３では、ステージ１００にダイシングシート１３を裏面から保持させることで（図６（ａ））、スリット１０３の上面がダイシングシート１３で覆われ、スリット１０３とダイシングシート１３との間に収容部１０２に連通する空間が形成される。そのため、吸引機構５００が収容部１０２を吸引することで、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負圧が発生することになる。したがって、スリット１０３を介してスライダー３０１ａ、３０１ｂのそれぞれ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、図６（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。これにより、ダイシングシート１３に剥離の起点を形成することができる。

そして、第２の実施形態と同様に、平面視において、ローラ３０２を半導体チップ１２に対して平行に回転させた後（図５（ｂ））、図５（ｃ）および図６（ｂ）で示すように、平面視において、スライダー３０１ａ、３０１ｂを半導体チップ１２に対して水平方向に移動させると、上記剥離の起点から剥離部分が水平方向に徐々に大きくすることができる。このように、さらに多くの分散した剥離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、ダイシングシート１３の剥離性を高めることができる。

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。

第１の実施形態のピックアップ装置を示す側面図である。 第１の実施形態のピックアップ装置を示す平面図である。 第２の実施形態のピックアップ装置２を示す平面図である。 第２の実施形態に係るピックアップ装置を示す断面図である。 第２の実施形態に係るピックアップ装置の変形例を示す平面図である。 第２の実施形態に係るピックアップ装置の変形例を示す断面図である。

符号の説明

１ ピックアップ装置
２ ピックアップ装置
３ 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 収容部
１０３ スリット
２００ エキスパンダ
３００ ボンディングヘッド
３０１ａ スライダー
３０１ｂ スライダー
３０２ ローラ
３０３ スリット
４００ ダイマウンタ
５００ 吸引機構
６００ 半導体ウェハ

Claims (8)

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、
   前記粘着シートと接触し、平面視において、前記半導体チップに対して平行に回転する回転式の回転部材と、
   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、前記回転部材及び前記スライダーを収容する収容部と、
   前記ステージに連結し、前記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収容部に対向する位置で前記粘着シートが戴置され、
   前記回転部材は、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、前記回転部材の中心から放射状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. 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第二スリットを備え、
   前記第二スリットは、前記収容部に連通していることを特徴とする請求項１又は２に記載の半導体チップのピックアップ装置。
4. 前記第二スリットは、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３に記載の半導体チップのピックアップ装置。
5. 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乃至４いずれか一項に記載の半導体チップのピックアップ装置。
6. 平面視において、一の前記スライダーと他の前記スライダーとの間に前記回転部材が設けられていることを特徴とする請求項５に記載の半導体チップのピックアップ装置。
7. 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、
   前記粘着シートと接触し、平面視において、前記半導体チップに対して平行に回転する回転式の回転部材と、
   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、前記回転部材及び前記スライダーを収容する収容部と、
   前記ステージに連結し、前記収容部を吸引する吸引機構と、
   前記回転部材の前記粘着シートと接触する側に設けられ、前記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回転部材に接触させるステップと、
   前記収容部を吸引するステップと、
   平面視において、前記回転部材を前記半導体チップに対して平行に回転させるステップと、
   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。
8. 前記粘着シートを前記回転部材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７に記載の半導体チップのピックアップ方法。

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