CN103311150B - 半导体制造装置以及半导体制造装置的控制方法 - Google Patents

半导体制造装置以及半导体制造装置的控制方法 Download PDF

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CN103311150B CN201310047606.6A CN201310047606A CN103311150B CN 103311150 B CN103311150 B CN 103311150B CN 201310047606 A CN201310047606 A CN 201310047606A CN 103311150 B CN103311150 B CN 103311150B
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Abstract

本发明提供能够以高品质的状态从粘接片剥离并拾取半导体芯片的半导体制造装置和控制方法。拾取装置的保持台(10)包括:隔着粘接片(2)载置半导体芯片的第一载置台(11);和防止载置于第一载置台(11)的半导体芯片彼此接触的接触防止板(31)。在第一载置台(11)的设置有槽(21)的面载置半导体芯片。以隔开规定间隔的方式在第一载置台上方规定位置配置接触防止板(31)。通过减压单元对由槽(21)和粘接片(2)围成的密闭空间(23)进行减压,在由相邻的槽的侧壁构成的突起部(22)保持半导体芯片。然后,将接触防止板(31)移动至离开第一载置台的位置,通过夹头拾取半导体芯片。

Description

半导体制造装置以及半导体制造装置的控制方法
技术领域
本发明涉及半导体制造装置以及半导体制造装置的控制方法。
背景技术
近年来,为了实现IGBT(Insulated Gate Bipolar Transistor:绝缘栅双极型晶体管)的高性能化和低成本化,半导体晶片的薄型化加快。例如,为了实现IGBT的高性能化和低成本化,必须使半导体晶片的厚度变薄直至成为50μm~100μm左右、或者其以下的厚度。
作为元件厚度薄的半导体装置的制造方法,提出了以下的方法。在半导体晶片的表面形成器件构造后,对半导体晶片的背面进行背面研磨和硅蚀刻直至成为规定的厚度。接着,对形成于半导体晶片的表面的每个器件构造进行切割,将半导体晶片切断成各个半导体芯片。
另外,作为元件厚度薄的半导体装置的其他的制造方法,提出了以下的方法。在半导体晶片的表面形成器件构造后,沿着切割线,在半导体晶片的表面例如形成比半导体装置完成后的规定厚度深的槽。接着,进行半导体晶片背面的背面研磨和硅蚀刻,使半导体晶片变薄直至成为规定的厚度,由此,根据形成于表面的槽,半导体晶片被切断成各个半导体芯片。
作为制造元件厚度薄的半导体装置的其他的方法,还提出了以下的方法。在半导体晶片的表面形成器件构造后,进行半导体晶片背面的背面研磨和硅蚀刻,由此,在比半导体晶片的直径窄的范围仅使半导体晶片的中央部变薄,保留半导体晶片的外周部(以下称作肋部)。然后,在照原样保留半导体晶片的肋部的情况下、或者在除去肋部后进行切割,将半导体晶片切断成各个半导体芯片。
像这样在切割半导体晶片时,为了避免因切割而分离的半导体芯片飞散等问题,例如,众所周知的方法是在半导体晶片的背面粘贴切割片等粘接片并进行切割。在半导体晶片的背面粘贴粘接片并进行切割后,向用于拾取半导体芯片的拾取装置中投入粘贴并固定于粘接片的状态的半导体芯片,从粘接片拾取并分离成各个半导体芯片。
作为从粘接片拾取半导体芯片的方法,提出了以下的方法。例如通过针将半导体芯片从粘贴有粘接片的背面侧向上方托起,由此,减少半导体芯片与粘接片的接触面积。对于通过针被向上方托起的半导体芯片,通过夹头等吸引半导体芯片上表面,由此半导体芯片从粘接片被拾取并被搬送至搭载半导体芯片的下垫板等。但是,在半导体芯片薄型化的情况下,因针的托起,有可能导致半导体芯片的背面损伤或半导体芯片破损。
为了解决这样的问题,作为不进行针的托起的方法,提出了以下的方法。固定夹具包括:在单面上具有多个突起物和侧壁的夹具基台;和与在具有夹具基台的突起物的面上层叠且与侧壁的上表面粘接的紧贴层。在具有夹具基台的突起物的面,由紧贴层、突起物和侧壁形成分区空间,通过贯通孔与真空源连接。经由贯通孔来吸引分区空间内的空气从而使紧贴层变形,并且吸附夹头从芯片的上表面一侧吸引芯片,从紧贴层拾取芯片(例如,参照下述专利文献1)。
另外,作为其他的方法,提出了以下的方法。载置台具有:以覆盖与芯片状零件相对的区域的方式分布的多个吸引槽;和位于这些吸引槽之间且以在至少两处与各个芯片状零件局部相对的方式设置的突起,通过在该载置台上载置保持片,并向吸引槽施加负压,使保持片沿着突起变形,在要从芯片状零件剥离时,首先进一步增强被施加于与芯片状零件的周边部相对的吸引槽的负压,将保持片从芯片状零件的周边部剥离(例如,参照下述专利文献2)。
另外,作为其他的方法,提出了以下的方法。在隔着吸附台的切割用带载置半导体芯片的背面侧的面设置有:吸附面,在其上表面以分别垂直地立起的方式设置有呈凹状且大致呈半球形状的相同高度的多个突起;和侧壁,其位于吸附面的外周部的整个周围,其宽度在0.4mm以下、且高度与突起的高度相同或者与突起的高度之差未满1mm。并且,从在突起彼此之间的谷部、突起的侧面、或两者的至少一个以上设置的吸附孔吸附切割用带,将其吸引到突起,通过夹头从半导体芯片的表面一侧拾取半导体芯片。从吸附孔吸附切割用带时,使得切割用带在切割用带的弹性的范围内略微陷入吸附台的侧壁与吸附面之间(例如,参照下述专利文献3)。
另外,作为避免对半导体芯片造成损伤等的拾取装置,提出了以下的装置。晶片载置台包括:在顶部隔着粘接片保持IC芯片的下表面的多个突起;形成于多个突起的谷部的吸引槽;和真空装置,其经由连接管与该吸引槽连接,利用在吸引槽中产生吸引力,将粘接片从IC芯片上剥离并吸附在突起的谷部(例如,参照下述专利文献4)。
现有技术文献
专利文献
专利文献1:日本特开2008-103493号公报
专利文献2:日本特开平11-54594号公报
专利文献3:日本特开2010-123750号公报
专利文献4:日本特开平5-335405号公报
发明内容
发明所要解决的课题
但是,在上述各个专利文献所示的技术中,发生以下这样的问题。图13是表示被保持在现有的半导体制造装置的保持台上的状态的半导体芯片的截面图。在图13中表示使固定多个半导体芯片101a的粘接片102沿着保持台111的突起部111a变形,从半导体芯片101a上断续地剥离粘接片102的状态。如图13所示,当使粘接片102变形时,在一个半导体芯片101a-1的面内,在粘接片102从半导体芯片101a剥离的时机不同的情况下,粘接片102的剥离早的部分突起。即,在通过夹头吸引半导体芯片101a-1之前,半导体芯片101a-1成为相对于保持台111倾斜的状态。
在半导体芯片101a-1成为相对于保持台111倾斜的状态的情况下,半导体芯片101a-1的端部与相邻的半导体芯片101a-2接触,导致有可能在半导体芯片101a-1、101a-2产生缺损。另外,在半导体芯片101a-1成为相对于保持台111倾斜的状态的情况下,半导体芯片101a-1的突起一侧的端部碰撞夹头(未图示),有可能损伤半导体芯片101a-1。
另外,因半导体芯片101a背面的表面粗糙度和有无金属膜而使得半导体芯片101a与粘接片102的紧固力各异,因构成粘接片102的基材和粘接层的材质等而使得紧固力和刚性改变,由于以上等的原因,粘接片102容易向突起部111a变形的程度不同。因此,难以将粘接片102向突起部111a的变形控制在一定程度。因此,在上述各个专利文献所示的技术中,如上所述,不能够防止半导体芯片101a-1成为相对于保持台111倾斜的状态。
为了解决上述现有技术的问题点,本发明的目的在于,提供能够以高品质的状态从粘接片上剥离并拾取半导体芯片的半导体制造装置和半导体制造装置的控制方法。
用于解决课题的方法
为了解决上述的课题,达到本发明的目的,本发明的半导体制造装置是从粘接片拾取通过切割而被切断的半导体芯片的半导体制造装置,其具有以下的特征。包括载置所述半导体芯片的载置台。在上述载置台的载置上述半导体芯片的面设置有槽。另外,在所述载置台的载置所述半导体芯片的面,设置有由上述槽的开口部一侧的端部形成且隔着粘接片保持上述半导体芯片的顶点部。在所述载置台设置有与所述槽连结的至少一个通气孔。包括经由上述通气孔对由上述粘接片和设置于上述载置台的上述槽围成的空间进行减压的减压单元,其中,上述粘接片粘贴在载置于上述载置台的上述半导体芯片的上述载置台一侧的面。包括吸引单元,其通过吸引而拾取由上述减压单元对上述空间进行减压而被保持在上述顶点部的上述半导体芯片。包括接触防止板,其以隔开规定间隔的方式配置在上述载置台的上方,在由上述减压单元对上述空间进行减压时防止上述半导体芯片彼此接触。
另外,在上述的发明中,本发明的半导体制造装置还包括移动单元,上述移动单元在由上述减压单元对上述空间进行减压之前,将上述接触防止板移动至上述载置台的上方,在由上述吸引单元开始拾取上述半导体芯片之前,将上述接触防止板移动至不妨碍上述吸引单元的动作的位置。
另外,在上述的发明中,本发明的半导体制造装置的特征在于:在载置有通过切割而被切断的矩形状的上述半导体芯片的上述载置台的上方,以隔开满足下述公式(1)的规定间隔x的方式配置上述接触防止板,其中,上述半导体芯片的一边长度为a,上述半导体芯片的厚度为b,相邻的上述半导体芯片之间的间隔为c。
【数学式1】
x < 1 2 ( ac b + 4 b 2 + c 2 ) &CenterDot; &CenterDot; &CenterDot; ( 1 )
另外,在上述的发明中,本发明的半导体制造装置的特征在于:上述接触防止板与载置于上述载置台的所有上述半导体芯片的主面相对。
另外,为了解决上述课题,达到本发明的目的,作为从粘接片拾取通过切割而被切断的半导体芯片的半导体制造装置的控制方法,具有以下的特征。进行载置工序,即,将上述半导体芯片以粘贴有上述粘接片的一侧的面朝向载置台一侧方式载置于上述载置台的设置有槽的面。接着,进行减压工序,即,对由上述槽和上述粘接片围成的空间进行减压,使上述半导体芯片保持在由上述槽的开口部一侧的端部形成的顶点部。在上述减压工序中,通过以隔开规定间隔的方式配置在上述载置台的上方的接触防止板,来防止上述半导体芯片彼此接触。接着,进行吸引工序,即,利用吸引单元吸引并拾取被保持在上述顶点部的上述半导体芯片。
另外,在上述的发明中,本发明的半导体制造装置的控制方法还具有以下的特征。在上述减压工序之前,进行将上述接触防止板移动至上述载置台的上方的第一移动工序。在上述载置工序之后上述吸引工序之前,进行将上述接触防止板移动至不妨碍上述吸引单元的动作的位置的第二移动工序。
另外,在上述的发明中,本发明的半导体制造装置的控制方法还具有以下的特征。在上述载置工序中,将通过切割而被切断的矩形状的上述半导体芯片载置于上述载置台,其中,上述半导体芯片的一边长度为a,上述半导体芯片的厚度为b,相邻的上述半导体芯片之间的间隔为c,在上述第一移动工序中,在上述载置台的上方以隔开满足下述公式(2)的规定间隔x的方式配置上述接触防止板。
【数学式2】
x < 1 2 ( ac b + 4 b 2 + c 2 ) &CenterDot; &CenterDot; &CenterDot; ( 2 )
另外,在上述的发明中,本发明的半导体制造装置的控制方法的特征在于:上述接触防止板与载置于上述载置台的所有上述半导体芯片的主面相对。
根据上述的发明,在利用减压单元对由粘接片和载置台的槽围成的密闭空间进行减压的期间,以隔开规定间隔的方式在载置台的上方的规定位置配置接触防止板,因此,即使半导体芯片成为相对于载置台倾斜的状态,也能将半导体芯片的倾斜角度抑制在不与相邻的其他半导体芯片接触的程度。由此,能够防止相邻的半导体芯片彼此接触而产生的半导体芯片的缺损和划痕。
另外,根据实施方式,接触防止板与载置于载置台的所有半导体芯片的主面相对,因此能够防止载置于载置台上的所有半导体芯片的缺损和划痕。另外,根据实施方式,在利用吸引单元拾取半导体芯片时,接触防止板被移动至不妨碍夹头的动作的位置,因此能够使用进行与现有的拾取装置同样的动作的吸引单元。
发明效果
根据本发明的半导体制造装置和半导体制造装置的控制方法,发挥能够以高品质的状态从粘接片剥离并拾取半导体芯片的效果。
附图说明
图1是表示实施方式的半导体制造装置所处理的半导体晶片的平面图。
图2是表示图1所示的半导体晶片的切割后的状态的平面图。
图3是示意性地表示实施方式的半导体制造装置的主要部分的立体图。
图4是示意性地表示实施方式的半导体制造装置的主要部分的截面图。
图5是表示在实施方式的半导体制造装置上载置半导体芯片后的状态的截面图。
图6是示意性地表示实施方式的半导体制造装置的主要部分的俯视图。
图7是表示载置于实施方式的半导体制造装置的保持台上的状态的半导体芯片的截面图。
图8是表示图7所示的相邻的半导体芯片彼此接触的状态的截面图。
图9是依次表示实施方式的半导体制造装置的动作的截面图。
图10是依次表示实施方式的半导体制造装置的动作的截面图。
图11是依次表示实施方式的半导体制造装置的动作的截面图。
图12是依次表示实施方式的半导体制造装置的动作的截面图。
图13是表示被保持在现有的半导体制造装置的保持台上的状态的半导体芯片的截面图。
附图标记的说明
1半导体晶片
1a半导体芯片
2粘接片
3切割框
10保持台
11、12构成保持台的载置台(第一、二)
13真空吸引用的配管
14通气孔
15真空吸引用的空间
16空气的流动
21槽
22突起部
22a突起部的顶点部
23密闭空间
31接触防止板
具体实施方式
下面,参照附图,详细地说明本发明的半导体制造装置和半导体制造装置的控制方法的优选实施方式。此外,在以下的实施方式的说明和附图中,在相同的结构标注相同的符号,并省略重复的说明。
(实施方式)
图1是表示实施方式的半导体制造装置所处理的半导体晶片的平面图。另外,图2是表示图1所示的半导体晶片的切割后的状态的平面图。对在通过实施方式的半导体制造装置处理之前的半导体晶片1进行说明。如图1、2所示,半导体晶片1在粘贴有粘接片2的状态下被切割,并被切断为形成有器件的表面构造的各个半导体芯片1a。
具体而言,例如,如以下那样切割半导体晶片1并切断成各个半导体芯片1a。如图1所示,在半导体芯片1上,在每个半导体芯片的形成区域1b中,在半导体芯片1的表面一侧形成器件的表面构造。半导体芯片的形成区域1b例如等间隔地成矩阵状配置。在相邻的半导体芯片的形成区域1b之间形成有切割线1c等的标记。
对半导体晶片1的背面进行背面研磨和硅蚀刻,使半导体晶片1变薄直至成为规定的厚度,形成背面侧的半导体层和电极等。半导体晶片1的背面既可以是平坦的晶片,也可以是保留背面侧的外周部(肋部)的肋晶片(rib wafer)。
在如上述那样被薄化的半导体晶片1的背面侧粘贴粘接片2。粘接片2具有避免通过切割而分离的半导体芯片1a飞散等问题的功能。图1表示在半导体芯片1的背面侧粘贴有粘接片2的状态。
另外,粘接片2被预先粘贴于切割架3,通过在粘接片2粘贴半导体晶片1,将半导体晶片1固定于切割架3上。
接着,沿着切割线1c,从半导体晶片1的表面侧切割半导体晶片1。此时,以切割的切口不贯通粘接片2的方式进行切割。由此,如图2所示,半导体晶片1被切断成各个半导体导体芯片1a。
另外,也可以包括在对半导体晶片1的切断工序结束后,根据粘接片的粘接力的性能来减弱其粘接力的工序。减弱粘接力的工序是根据粘接片的粘接层的特性进行加热或者从背面侧照射紫外线来进行的。
粘接片2的厚度例如优选20μm以上200μm以下。其理由是,如果粘接片2的厚度超过200μm,则粘接片2的刚性增强,当利用实施方式的半导体制造装置从粘接片2拾取(拾起)半导体芯片1a时,如后述那样,粘接片2难以沿着设置于保持台的槽变形,无法从半导体芯片1a剥离粘接片2。
半导体芯片1a处于粘贴在粘接片2的状态,因此需要利用后述的实施方式的半导体制造装置从粘接片2拾取并分离。即,实施方式的半导体制造装置是从粘接片2拾取粘贴于粘接片2的半导体芯片1a的拾取装置。
接着,对实施方式的半导体制造装置(以下设为拾取装置)的结构进行说明。图3是示意性地表示实施方式的半导体制造装置的主要部分的立体图。图4是示意性地表示实施方式的半导体制造装置的主要部分的截面图。图5是表示在实施方式的半导体制造装置载置半导体芯片后的状态的截面图。如图3~5所示,拾取装置的保持台10包括:隔着粘接片2载置半导体芯片1a的第一载置台11;支撑第一载置台11的第二载置台12;用于进行保持台10的真空吸引的真空吸引用的配管13;和防止载置于第一载置台11的半导体芯片1a彼此接触的接触防止板31。
在第一载置台11的载置半导体芯片1a的一侧的面(以下设为上表面)设置有:多个槽21;由相邻的槽21的侧壁构成的突起部22;和与槽21连结的通气孔14。第一载置台11例如具有圆形的平面形状。第二载置台12具有堵塞例如单侧(以下设为底面)12a的筒形状的侧壁12b,第一载置台11以堵塞第二载置台12的开口部12c的方式被支撑在第二载置台12的侧壁12b。
第一载置台11,以与第一载置台11的上表面相反一侧的面(以下设为下表面)从第二载置台12的底面12a分离的状态,被支撑于第二载置台12的侧壁12b。另外,第一载置台11的侧面与第二载置台12的侧壁12b以在它们之间不存在缝隙的方式接触。由此,在保持台10内形成由第一载置台11与第二载置台12围成的真空吸引用的空间15。
该真空吸引用的空间15形成为将设置于第一载置台11的通气孔14与设置于第二载置台12的配管13连接。通气孔14从形成于第一载置台11的上表面的槽21的底部贯通第一载置台11,形成为将槽21与真空吸引用的空间15连接。通气孔14在第一载置台11至少设置有一个以上。
配管13例如贯通第二载置台12的侧壁12b,在第二载置台12的外侧露出。配管13的在第二载置台12的外侧露出的部分通过图示省略的阀与真空装置等减压单元(未图示)连结。利用减压单元进行真空吸引,由此,形成经由通气孔14、真空吸引用的空间15和配管13的空气流(实线箭头)16,吸引第一载置台11的上表面一侧的空气。
如后述那样,在第一载置台11的上表面,以半导体芯片1a的粘贴有粘接片2的一面朝向下侧(第一载置台11一侧)的方式载置半导体芯片1a。因此,通过由减压单元进行真空吸引,由粘接片2和第一载置台11的槽21围成的空间(以下设为密闭空间)被减压。由此,粘接片2沿着槽21的侧壁变形,粘接片2的与槽21相对的部分从半导体芯片1a剥离。
减压单元对在第一载置台11的上表面隔着粘接片2载置半导体芯片1a时而形成的由粘接片2和第一载置台11的槽21围成的密闭空间进行减压。减压单元使粘贴在半导体芯片1a的粘接片2沿着槽21的内壁变形。具体而言,减压单元对该密闭空间进行减压,直至半导体芯片1a与粘接片2的接触部分仅成为与突起部22的半导体芯片1a一侧的端部(以下设为顶点部)对应的部分。
接触防止板31例如是具有与第一载置台11的上表面相对的平坦面的板状部件。接触防止板31具有与至少载置于第一载置台11的所有半导体芯片1a相对的大小。另外,接触防止板31采用不会使得在所接触的半导体芯片1a产生缺损的材料而形成。例如,接触防止板31也可以是具有将丙烯酸橡胶、丁腈橡胶、氟类橡胶、硅橡胶等粘贴在与半导体芯片1a接触的一侧的双层构造的部件。
接触防止板31能够移动地被支撑,在由减压单元开始真空吸引用的空间15的减压之前,在第一载置台11的上方的规定位置,以与第一载置台11的上表面隔开规定间隔x的方式配置。接触防止板31的平坦面与载置于第一载置台11的半导体芯片1a的主面相对。接触防止板31至少在由减压单元对真空吸引用的空间15进行减压的期间,被保持在第一载置台11的上方的规定位置。由此,在半导体芯片1a的端部突起时,接触防止板31与半导体芯片1a的突起的端部接触,抑制半导体芯片1a的突起,由此防止相邻的半导体芯片1a彼此接触。
具体而言,接触防止板31以与第一载置台11的上表面隔开规定间隔x的方式配置,将因其中一个端部突起而相对于第一载置台11倾斜的半导体芯片1a的与第一载置台11的倾斜角度(以下称作半导体芯片1a的倾斜角度)θ控制为未满规定角度。半导体芯片1a的倾斜角度θ是指半导体芯片1a的背面(粘接片2一侧的面)与第一载置台11的上表面所成的角度。用于使相邻的半导体芯片1a彼此不接触的接触防止板31与第一载置台11的上表面的规定间隔x的条件、和半导体芯片1a的倾斜角度θ的条件如后所述。
另一方面,在通过后述的夹头(未图示)拾取半导体芯片1a时,接触防止板31移动至不妨碍夹头拾取半导体芯片1a的动作的位置。不妨碍夹头拾取半导体芯片1a的动作的位置是指,例如接触防止板31的平坦面离开第一载置台11的上表面的位置。具体而言,不妨碍夹头拾取半导体芯片1a的动作的位置是指,例如,接触防止板31的平坦面与第一载置台11的上表面大致垂直的位置等、且接触防止板31的平坦面与第一载置台11的上表面不相对的位置。向第一载置台11的上方的规定位置、和远离第一载置台11的上表面的位置的接触防止板31的移动,例如是通过省略图示的移动单元来进行的。
在保持台10的上方设置有拾取半导体芯片1a的夹头。在利用减压单元对由粘接片2和第一载置台11的槽21围成的密闭空间进行减压后,夹头吸引并吸附半导体芯片1a然后拾取半导体芯片1a。具体而言,在粘接片2发生变形直至半导体芯片1a与粘接片2的接触部分成为仅与突起部22对应的部分后,夹头吸引并拾取半导体芯片1a。
夹头优选以与隔着粘接片2被保持在第一载置台11的突起部22的半导体芯片1a隔开预先决定的间隔h的方式配置。其理由在于,不向半导体芯片1a按压夹头就能拾取半导体芯片1a,能够防止对在半导体芯片1a的表面形成的元件构造等产生损伤。
而且,拾取装置也可以包括加热粘接片2的加热单元(未图示)。利用加热单元来加热粘接片2,由此使粘接片2容易变形。具体而言,加热单元例如也可以是在利用减压单元对真空吸引用的空间15进行减压时加热粘接片2的加热器。
构成拾取装置的保持台10、接触防止板31、移动单元、减压单元、夹头和加热单元的控制,例如是通过CPU使用记录在拾取装置中的ROM、RAM、磁盘、光盘等中的程序和数据来运行规定的程序而进行的。
接着,对第一载置台11的槽21和突起部22进行详细的说明。图6是示意性地表示实施方式的半导体制造装置的主要部分的俯视图。在图6中表示图3所示的第一载置台11的一部分11a的放大图。如图6所示,槽21包括:按照规定间隔设置的多个第一槽部21a;和与第一槽部21a正交且按照规定间隔设置的第二槽部21b。第一、二槽部21a、21b例如按照从第一载置台11的上表面未到达第一载置台11的下表面的深度来设置。
相邻的第一槽部21a之间和相邻的第二槽部21b之间的间隔优选为矩形状的半导体芯片1a的短边长度以下。其原因在于,能够用至少两个突起部22来保持半导体芯片1a的短边。第一、二槽部21a、21b的截面形状优选朝向第一载置台11的深度方向宽度逐渐变窄的倒三角形状、或朝向第一载置台11的深度方向宽度大体相等的矩形。其原因在于,当在第一载置台11的上表面形成第一、二槽部21a、21b时容易加工。
根据多个第一、二槽部21a、21b,突起部22在第一载置台11的上表面设置有多个,并且隔着粘接片2保持半导体芯片1a。突起部22呈角锥台状。并且,在突起部22的半导体芯片1a一侧的端部(顶点部)22a设置有与半导体芯片1a面接触的平面。突起部22的顶点部22a成为与被保持在第一载置台11的上表面的半导体芯片1a的例如背面平行的平坦面,且与半导体芯片1a的第一载置台11一侧的面接触。
突起部22是能够通过吸引并拾取半导体芯片1a的夹头(未图示)将突起部22上的半导体芯片1a以不倾斜的方式拾取的形状即可。具体而言,突起部22的形状并不限定于角锥台状,例如可以是角锥状或立方体形状。在突起部22的形状是角锥状的情况下,突起部22的顶点部22a与半导体芯片1a点接触。各个突起部22分别以相同的高度设置,使得各顶点部22a位于同一面内。
突起部22的顶点部22a的表面积例如根据拾取隔着粘接片2被保持在突起部22的顶点部22a的半导体芯片1a的夹头的吸引力来决定。具体而言,在仅位于半导体芯片1a与突起部22的顶点部22a之间的粘接片2粘贴在半导体芯片1a的状态下,以使得半导体芯片1a与粘接片2的紧固力成为能够通过夹头拾取半导体芯片1a的程度的紧固力的方式,来决定突起部22的顶点部22a的表面积。
接着,对相邻的半导体芯片1a彼此不接触的条件进行说明。图7是表示载置于实施方式的半导体制造装置的保持台的状态的半导体芯片的截面图。图8是表示图7所示的相邻的半导体芯片彼此接触的状态的截面图。图7是放大表示如图5所示载置了半导体芯片1a的第一载置台11的一部分的放大图。在图8中,为了明确半导体芯片1a的倾斜角度θ,按照与图7不同的尺寸表示半导体芯片1a。
如图7所示,半导体芯片1a以粘贴有粘接片2的一侧的面朝下的方式载置,因此成为隔着粘接片2与多个突起部22的顶点部22a接触的状态。由此,形成由粘接片2和第一载置台11的槽21(第一、二槽部21a、21b)围成的密闭空间23。在此状态下,通过减压单元对密闭空间23进行减压,由此,粘接片2沿着槽21的侧壁变形,粘接片2的与槽21相对的部分从半导体芯片1a剥离,因此半导体芯片1a成为从粘接片2剥离的状态。
如图8所示,如果倾斜角度θ小于使相邻的半导体芯片1a以相对的上端部彼此接触的方式、以分别相对的一侧的端部为支点且以相同的倾斜角度相对于第一载置台11倾斜时的倾斜角度,则相邻的半导体芯片1a彼此不接触。因此,用于使相邻的半导体芯片1a彼此不接触的半导体芯片1a的倾斜角度θ的条件由下述公式(3)表示。通过切割而切断成矩形状的各个半导体芯片1a,其中,半导体芯片1a的一边的长度为a、半导体芯片1a的厚度为b、相邻的半导体芯片1a之间的间隔为c。
【数学式3】
b sin &theta; < c 2 &CenterDot; &CenterDot; &CenterDot; ( 3 )
接触防止板31以在半导体芯片1a处于其倾斜角度θ满足上述公式(3)的位置时、能够与半导体芯片1a的突起一侧的端部接触的方式,配置为与第一载置台11隔开规定间隔x。因此,通过接触防止板31,能够抑制半导体芯片1a的端部的突起而满足上述公式(3),能够防止相邻的半导体芯片1a彼此接触。因此,满足上述公式(3)的、接触防止板31与第一载置台11的间隔x的条件由下述公式(4)表示。
【数学式4】
x=bsinθ+asinθ …(4)
根据上述公式(3)、公式(4),用于使半导体芯片1a彼此不接触的、接触防止板31与第一载置台11的间隔x由下述公式(5)表示。
【数学式5】
x < 1 2 ( ac b + 4 b 2 + c 2 ) &CenterDot; &CenterDot; &CenterDot; ( 5 )
例如,在半导体芯片1a的一边的长度a为10mm,半导体芯片1a的厚度b为100μm,相邻的半导体芯片1a间的间隔c为30μm的情况下,根据上述公式(5),用于使半导体芯片1a彼此不接触的接触防止板31与第一载置台11的间隔x未满1.6mm。在矩形状的半导体芯片1a具有长边和短边的情况下,半导体芯片1a的一边的长度a例如也可以使用有可能以小的倾斜角度θ与相邻的半导体芯片1a接触的例如长边的长度。像这样,为了满足上述公式(5),接触防止板31以隔开接触防止板31与第一载置台11的间隔x的方式配置,具有抑制半导体芯片1a的端部突起、使其成为满足上述公式(3)的倾斜角度θ的功能。
接着,对实施方式的拾取装置拾取半导体芯片1a的方法进行说明。图9~图12是依次表示实施方式的半导体制造装置的动作的截面图。图9~图12表示如图7所示载置于保持台10的第一载置台11的上表面的一个半导体芯片1a。首先,如图9所示,在第一载置台11的上表面,以粘贴有粘接片2一侧的面朝下的方式载置固定于切割框3的半导体芯片1a。载置于第一载置台11的半导体芯片1a成为隔着粘接片2与多个突起部22的顶点部22a接触的状态。由此,形成由粘接片2和第一载置台11的槽21(第一、二槽部21a、21b)围成的密闭空间23。
接着,如图10所示,利用移动单元将接触防止板31移动至第一载置台11上方的规定位置。为了满足上述公式(5),接触防止板31以与第一载置台11的上表面隔开规定间隔x的方式配置。由此,接触防止板31的平坦面与载置于第一载置台11的所有半导体芯片1a的主面隔开规定间隔地相对。将接触防止板31移动至第一载置台11的上方的时间既可以是半导体芯片1a载置于第一载置台11之前,也可以是半导体芯片1a载置于第一载置台11之后。
接着,利用减压单元(未图示),经由通气孔14,对由粘接片2和第一载置台11的槽21围成的密闭空间23进行减压。由此,在粘贴于半导体芯片1a的粘接片2的与槽21相对的部分产生负压,仅粘接片2沿着槽21的内壁变形。因此,由粘接片2和第一载置台11的槽21围成的密闭空间23基本消失。这样,粘接片2的与槽21相对的部分从半导体芯片1a剥离。由此,半导体芯片1a与粘接片2成为仅在与突起部22的顶点部22a对应的部分紧贴的状态,粘接片2成为大致上从半导体芯片1a剥离的状态。因此,能够将半导体芯片1a与粘接片2的紧贴降低至仅靠夹头的吸引力就能吸引的程度。
此时,即使与粘接片2的紧固力下降后的半导体芯片1a成为相对于第一载置台11倾斜的状态,由于以隔开满足上述公式(5)的规定间隔x的方式在第一载置台11的上方配置接触防止板31,因此,半导体芯片1a的突起一侧的端部与接触防止板31接触。由此,相对于第一载置台11倾斜的半导体芯片1a的倾斜角度θ成为满足上述公式(3)的值。因此,即使半导体芯片1a成为相对于第一载置台11倾斜的状态,也不会与相邻的其他半导体芯片1a接触。因此,不会在半导体芯片1a产生缺损。
另外,成为相对于第一载置台11倾斜的状态的半导体芯片1a,由于与接触防止板31接触,因此返回相对于第一载置台11不倾斜的状态(倾斜角度θ=0)。然后,利用移动单元将接触防止板31移动至离开第一载置台11的位置。接着,如图11所示,将夹头41移动至半导体芯片1a的上方,并使其与半导体芯片1a隔开预先规定的间隔h。接着,利用夹头41吸引并吸附半导体芯片1a。由于半导体芯片1a与粘接片2的紧固力变得足够低,因此能够将夹头41与半导体芯片1a的间隔h控制在例如1mm以下。由此,仅靠夹头41的吸引力就能拾取半导体芯片1a。
优选不向半导体芯片1a按压夹头41来拾取半导体芯片1a。由此,夹头41与半导体芯片1a的间隔h为夹头41未被向半导体芯片1a按压的间隔即可,夹头41与半导体芯片1a也可以接触。即,夹头41与半导体芯片1a的间隔h优选为0mm以上。通过使夹头41与半导体芯片1a的间隔h为0mm以上,能够防止对在半导体芯片1a的表面形成的元件构造等产生损伤。
另外,在通过夹头41吸引半导体芯片1a的期间,继续利用减压单元对密闭空间23进行减压。由此,从半导体芯片1a剥离的粘接片2被维持为与槽21的内壁接触的状态,所以在利用夹头41吸引半导体芯片1a时粘接片2不会粘贴于夹头41。这样,如图12所示,半导体芯片1a从第一载置台11被拾取。
在拾取装置包括加热单元的情况下,也可以一边利用加热单元来加热粘接片2,一边利用减压单元对密闭空间23进行减压。因为利用加热单元来加热粘接片2,所以粘接片2变得容易变形。因此,粘接片2容易沿着第一载置台11的槽21的内壁变形,而从半导体芯片1a上剥离。
如以上所说明的那样,根据实施方式,在利用减压单元对由粘接片和第一载置台的槽围成的密闭空间进行减压的期间,以隔开规定间隔的方式在第一载置台上方的规定位置配置接触防止板,因此,能够将半导体芯片的倾斜角度控制为,即使半导体芯片成为相对于第一载置台倾斜的状态也不与相邻的其他半导体芯片接触的程度。由此,能够防止因相邻的半导体芯片彼此接触而产生的半导体芯片的缺损和损伤。因此,能够以高品质的状态从粘接片剥离拾取半导体芯片。
另外,根据实施方式,由于接触防止板与载置于第一载置台的所有半导体芯片的主面相对,因此能够防止载置于第一载置台的所有半导体芯片的缺损和损伤。另外,根据实施方式,在利用夹头拾取半导体芯片时,接触防止板被移动至不妨碍夹头的动作的位置,因此能够使用进行与现有的拾取装置同样的动作的夹头。因此,不必设置用于拾取半导体芯片的特殊的夹具。
另外,根据上述的发明,利用减压单元对由粘接片和第一载置台的槽围成的密闭空间进行减压,由此粘接片的与槽相对的部分从半导体芯片剥离,能够使半导体芯片隔着粘接片仅保持在多个顶点部。因此,能够将半导体芯片与粘接片的紧固力降低至仅靠吸引单元的吸引力就能拾取半导体芯片的程度。由此,能够可靠地从粘接片剥离并拾取半导体芯片。另外,由于能够将半导体芯片与粘接片的紧固力降低至仅靠吸引单元的吸引力就能拾取半导体芯片的程度,因此,当利用吸引单元拾取半导体芯片时,不必如现有技术那样进行使用针等托起半导体芯片的处理。因此,能够防止因针等划伤半导体芯片的表面。由此,能够以高品质的状态从粘接片剥离并拾取半导体芯片。
并且,根据上述的发明,能够将半导体芯片与粘接片的紧固力降低至仅靠吸引单元的吸引力就能拾取半导体芯片的程度。因此,不向半导体芯片按压夹头,也能够通过夹头的吸引力可靠地拾取半导体芯片。
这样,能够在不使半导体芯片相对于第一载置台倾斜且不会在半导体芯片产生缺损和断裂的情况下,拾取第一载置台上的半导体芯片。因此,根据实施方式的拾取装置,能够拾取被薄型化的半导体芯片,并且能够安全地搬送被薄型化的半导体芯片。
根据以上的说明,对于在被薄型化的半导体晶片的背面粘贴粘接片之前、在半导体晶片的背面侧形成背面电极等的情况,本发明也能获得同样的效果。
工业上的利用可能性
如以上说明,本发明的半导体制造装置和半导体制造装置的控制方法,在从粘接片拾取被切割断的半导体芯片并分离成各个半导体芯片时有用。

Claims (8)

1.一种半导体制造装置,其特征在于:
其是从粘接片拾取通过切割而被切断的半导体芯片的半导体制造装置,
所述半导体制造装置包括:
载置所述半导体芯片的载置台;
在所述载置台的载置所述半导体芯片的面设置的槽;
由所述槽的开口部一侧的端部形成且隔着粘接片保持所述半导体芯片的顶点部;
设置于所述载置台且与所述槽连结的至少一个通气孔;
经由所述通气孔对由所述粘接片和设置于所述载置台的所述槽围成的空间进行减压的减压单元,其中,所述粘接片粘贴在载置于所述载置台的所述半导体芯片的所述载置台一侧的面;
吸引单元,其通过吸引而拾取由所述减压单元对所述空间进行减压而被保持在所述顶点部的所述半导体芯片;和
接触防止板,其以隔开规定间隔的方式配置在所述载置台的上方,抑制所述半导体芯片的倾斜角度,来在由所述减压单元对所述空间进行减压时防止所述半导体芯片彼此接触。
2.如权利要求1所述的半导体制造装置,其特征在于:
所述半导体制造装置还包括移动单元,所述移动单元在由所述减压单元对所述空间进行减压之前,将所述接触防止板移动至所述载置台的上方,在由所述吸引单元开始拾取所述半导体芯片之前,将所述接触防止板移动至不妨碍所述吸引单元的动作的位置。
3.如权利要求1或2所述的半导体制造装置,其特征在于:
在载置有通过切割而被切断的矩形状的所述半导体芯片的所述载置台的上方,以隔开满足下述公式(1)的规定间隔x的方式配置所述接触防止板,其中,所述半导体芯片的一边长度为a,所述半导体芯片的厚度为b,相邻的所述半导体芯片之间的间隔为c,
x < 1 2 ( a c b + 4 b 2 + c 2 ) ... ( 1 ) .
4.如权利要求1或2所述的半导体制造装置,其特征在于:
所述接触防止板与载置于所述载置台的所有所述半导体芯片的主面相对。
5.一种半导体制造装置的控制方法,其特征在于:
其是从粘接片拾取通过切割而被切断的半导体芯片的半导体制造装置的控制方法,
所述半导体制造装置的控制方法包括:
载置工序,将所述半导体芯片以粘贴有所述粘接片的一侧的面朝向载置台一侧的方式载置于所述载置台的设置有槽的面;
减压工序,对由所述槽和所述粘接片围成的空间进行减压,使所述半导体芯片保持在由所述槽的开口部一侧的端部形成的顶点部;和
吸引工序,利用吸引单元吸引并拾取被保持在所述顶点部的所述半导体芯片,
在所述减压工序中,通过以隔开规定间隔的方式配置在所述载置台的上方的接触防止板抑制所述半导体芯片的倾斜角度,来防止所述半导体芯片彼此接触。
6.如权利要求5所述的半导体制造装置的控制方法,其特征在于,包括:
第一移动工序,在所述减压工序之前,将所述接触防止板移动至所述载置台的上方,
第二移动工序,在所述载置工序之后所述吸引工序之前,将所述接触防止板移动至不妨碍所述吸引单元的动作的位置。
7.如权利要求6所述的半导体制造装置的控制方法,其特征在于:
在所述载置工序中,将通过切割而被切断的矩形状的所述半导体芯片载置于所述载置台,其中,所述半导体芯片的一边长度为a,所述半导体芯片的厚度为b,相邻的所述半导体芯片之间的间隔为c,
在所述第一移动工序中,在所述载置台的上方以隔开满足下述公式(2)的规定间隔x的方式配置所述接触防止板,
x < 1 2 ( a c b + 4 b 2 + c 2 ) ... ( 2 ) .
8.如权利要求5至7中任一项所述的半导体制造装置的控制方法,其特征在于:
所述接触防止板与载置于所述载置台的所有所述半导体芯片的主面相对。
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