JP2003133391A - 半導体チップの剥離方法及び装置 - Google Patents

半導体チップの剥離方法及び装置

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Abstract

(57)【要約】 【課題】 半導体チップの剥離方法及び装置に関し、半
導体チップを薄くしても半導体チップをテープから確実
に剥離させることができるようにすることを目的とす
る。 【解決手段】 外側から内側へ順次に配置された複数の
環状の接触部材５４，５６，５８，６０を含む剥離装置
３８によってテープ２４に貼られた半導体チップ１６を
該テープから剥離させる工程を備え、半導体チップ１６
が外周部から中心部に向けて段階的にテープ２４から剥
離されるように該複数の環状の接触部材を作動させる構
成とする。

Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は半導体装置の製造工
程における半導体チップの剥離方法及び装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】従来、半導体装置は、例えばシリコンウ
エハ（半導体基板）の第１の表面に複数の半導体素子を
形成し、このシリコンウエハをダイシングして半導体素
子（シリコンチップ）毎に分離することにより形成され
る。シリコンウエハはダイシング前にダイシングテープ
に貼られ、ダイシングされた状態では分離されたシリコ
ンチップはダイシングテープに付着している。シリコン
チップはダイボンディング前に剥離装置によってダイシ
ングテープから剥離される。
【０００３】シリコンチップをダイシングテープから剥
離するために、従来は図１１に示されるニードル装置３
４が使用されている。ニードル装置３４はニードル３４
Ａを含む。ニードル３４Ａはダイシングテープ２４の下
側からダイシングテープ２４に向かって移動され、ダイ
シングテープ２４を貫通してシリコンチップ１６を持ち
上げるようになっている。また、ニードル３４Ａがダイ
シングテープ２４を貫通しないようにしたニードル装置
もある。
【０００４】特開平１０−１８９６９０号公報は、ニー
ドルがシリコンチップの４角付近及び中央付近に配置さ
れ、４角付近のニードルを先に作動させ、それから中央
付近のニードルを作動させ、シリコンチップを４角付近
から中央付近に向かって段階的に剥離させるようにした
剥離装置を開示している。
【０００５】特開平６−３３８５２７号公報は、ニード
ルを使用することなく、吸引溝を有する剥離装置によっ
てダイシングテープを下側から吸引することにより、シ
リコンチップをダイシングテープから剥離することを開
示している。特開平１１−３１８３７６号公報は、ダイ
シングテープを下側から吸引溝で吸引し、ステージを平
行移動することにより、シリコンチップをダイシングテ
ープから剥離することを開示している。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】最近、シリコンウエハ
及びシリコンチップをますます薄くする要求がある。し
かし、シリコンウエハが薄くなるにつれて、シリコンチ
ップをダイシングテープから剥離することが難しくなっ
てきている。例えば、シリコンチップが薄くなると、ニ
ードルがダイシングテープを貫通した後でシリコンチッ
プに突き刺さったり、傷がついたりする傾向になる。
【０００７】また、シリコンチップが薄くなるとシリコ
ンチップは変形しやすくなり、例えば、図１２に示され
るように、ニードル３４Ａが当たった位置においてダイ
シングテープ２４及びシリコンチップ１６が凹状に変形
する状態になることがある。このため、シリコンチップ
１６が傷ついたり、割れたりするようになる。これは、
ダイシングテープを下側から吸引溝で吸引する場合にも
同様である。
【０００８】さらに、シリコンチップ１６をダイシング
テープ２４から剥離させるためには、シリコンチップ１
６とダイシングテープ２４との間のインターフェースに
空気が入り、空気がインターフェースに沿って拡がるこ
とが必要である。ダイシングテープ２４が突き破られな
い場合には、空気はシリコンチップ１６の中央部におい
て最初にインターフェースに入ることはなく、空気はシ
リコンチップ１６の外周部においてインターフェースに
入るので、剥離はシリコンチップ１６の外周部からしか
起こらない。図１２に示される状況になると、剥離は生
じにくく、シリコンチップ１６が損傷しやすくなる。
【０００９】本発明の目的は半導体チップを薄くしても
半導体チップをテープから確実に剥離させることができ
るようにした半導体チップの剥離方法及び装置を提供す
ることである。
【００１０】
【課題を解決するための手段】本発明による半導体チッ
プの剥離方法は、外側から内側へ順次に配置された複数
の環状の接触部材を含む剥離装置によってテープに貼ら
れた半導体チップを該テープから剥離させる工程を備
え、半導体チップが外周部から中心部に向けて段階的に
テープから剥離されるように該複数の環状の接触部材を
作動させることを特徴とする。
【００１１】また、本発明による半導体チップの剥離装
置は、テープに貼られた半導体チップを該テープから剥
離させるための剥離装置であって、外側から内側へ順次
に配置された複数の環状の接触部材と、半導体チップが
外周部から中心部に向けて段階的にテープから剥離され
るように該複数の環状の接触部材を作動させる作動装置
とを備えたことを特徴とする。
【００１２】この構成によれば、半導体チップが外側か
ら内側へ順次に配置された複数の環状の接触部材を含む
剥離装置によって外周部から中心部に向けて段階的にテ
ープから剥離される。従って、半導体チップを薄くして
も、半導体チップをテープから確実に剥離させることが
できる。
【００１３】
【発明の実施の形態】以下本発明の実施例について図面
を参照して説明する。図１０を参照して半導体装置の製
造方法の典型的な一連の工程の例を説明する。
【００１４】図１０（Ａ）は集積回路形成プロセスが実
施されたシリコンウエハ（半導体基板）１０を示す図で
ある。シリコンウエハ１０の第１の表面１２には集積回
路形成プロセスによって複数の半導体素子（シリコンチ
ップ）１６が形成されている。図１０（Ｂ）において、
保護テープ１８が半導体素子１６の第１の表面１２に貼
られる。
【００１５】図１０（Ｃ）において、保護テープ１８が
シリコンウエハ１０の第１の表面１２に貼られた状態
で、シリコンウエハ１０の第２の表面１４が削られる。
この例では、回転支持部材２０がシリコンウエハ１０の
保護テープ１８の側を支持した状態で、機械的な加工工
具であるダイヤモンド砥石２２がシリコンウエハ１０の
第２の表面１４を削る。この間、シリコンウエハ１０の
半導体素子１６が形成されている第１の表面１２は保護
テープ１８によって保護される。シリコンウエハ１０は
所定の厚さをもつように研削される。
【００１６】図１０（Ｄ）において、シリコンウエハ１
０の第２の表面１４がダイシングテープ２４に貼られ、
保護テープ１８がシリコンウエハ１０の第１の表面１２
から剥がされる。ダイシングテープ２４はウエハリング
２６に貼られており、保護テープ１８は例えば両面接着
テープ２８により剥がされる。保護テープ１８を剥がす
前に、保護テープ１８にＵＶ照射を行う。
【００１７】図１０（Ｅ）において、シリコンウエハ１
０はダイシングテープ２４に貼られた状態でダイサー３
０によってダイシングされる。分離されたシリコンチッ
プ１６はダイシングテープ２４に接着している。ダイシ
ングの後で、ダイシングテープ２４にＵＶ照射を行う。
図１０（Ｆ）において、シリコンチップ１６はリードフ
レーム３２にダイボンディングされる。この場合、各シ
リコンチップ１６は剥離装置３８によってダイシングテ
ープ２４から剥がされ、吸着ヘッド３６によってリード
フレーム３２へ運ばれる。
【００１８】図１は本発明の実施例による半導体チップ
の剥離方法及び装置を示す断面図である。図１は図１０
（Ｆ）のダイボンディング工程と同様のダイボンディン
グ工程でニードル装置３４の代わりに使用される剥離装
置３８を示す。複数のシリコンウエハ１０はダイシング
テープ２４に貼られており、剥離装置３８と吸着ヘッド
３６との間に搬送される。
【００１９】剥離装置３８は、フレーム４０と、フレー
ム４０の頂部に配置された吸着キャップ４２と、吸着キ
ャップ４２の中央開口部から露出するようにフレーム４
０に取り付けられた剥離ヘッド４４とを含む。さらに、
剥離装置３８は、剥離ヘッド４４を作動させるためのカ
ム４６と、モータ４８とを含む。カム４６はプーリ５
０，５１及びベルト５２によってモータ４８に作動連結
される。
【００２０】図２は剥離ヘッド４４を示す拡大断面図で
ある。図２は剥離ヘッド４４の表面を示す平面図であ
る。剥離ヘッド４４は外側から内側へ順次に配置された
複数の環状の接触部材５４，５６，５８，６０を含む。
環状の接触部材５４は最も外側に位置し、環状の接触部
材５６は環状の接触部材５４の内部に摺動可能に嵌合さ
れ、環状の接触部材５８は環状の接触部材５６の内部に
摺動可能に嵌合され、環状の接触部材６０は環状の接触
部材５８の内部に摺動可能に嵌合される。
【００２１】図３（Ａ）に示す例においては、環状の接
触部材５４，５６，５８，６０の表面（及び断面）は正
方形の形状で形成されている。図３（Ｂ）に示す例にお
いては、環状の接触部材５４，５６，５８，６０の表面
（及び断面）は矩形の形状で形成されている。しかし、
環状の接触部材５４，５６，５８，６０の表面（及び断
面）の形状はこれらの例に限定されるものではない。
【００２２】図２に示されるように、環状の接触部材５
４，５６，５８，６０はそれぞれ肩部をもつ段付き形状
に形成されている。環状の接触部材５４の内方肩部５４
ｉは環状の接触部材５６の外方肩部５６ｏを支持し、環
状の接触部材５６の内方肩部５６ｉは環状の接触部材５
８の外方肩部５８ｏを支持し、環状の接触部材５８の内
方肩部５８ｉは環状の接触部材６０の外方肩部６０ｏを
支持する。全ての肩部が互いに当接しているときに環状
の接触部材５４，５６，５８，６０の表面は共通の平面
内に整列する。
【００２３】外側に位置する環状の接触部材５４が上方
に作動されると、全ての環状の接触部材５４，５６，５
８，６０が上昇する。次に外側に位置する環状の接触部
材５６が上方に作動されると、環状の接触部材５６，５
８，６０が上昇する。次に外側に位置する環状の接触部
材５８が上方に作動されると、環状の接触部材５８，６
０が上昇する。中央の環状の接触部材６０が上方に作動
されると、環状の接触部材６０のみが上昇する。
【００２４】カム４６は、その１回転の間に、外側に位
置する環状の接触部材５４を第１の位置に上昇させた後
でその位置に維持し、次に外側に位置する環状の接触部
材５６を第１の位置より高い第２の位置に上昇させた後
でその位置に維持し、次に外側に位置する環状の接触部
材５８を第２の位置より高い第３の位置に上昇させた後
でその位置に維持し、次に中央の環状の接触部材６０を
第３の位置より高い第４の位置に上昇させるように形成
されている。
【００２５】さらに、剥離装置３８のフレーム４０の内
部は真空チャンバとして形成され、真空チューブ６２が
真空チャンバに接続されている。真空チューブ６２は真
空源（図示せず）に接続される。真空チャンバに導入さ
れた真空は吸着キャップ４２の上に配置されたダイシン
グテープ２４に作用する。真空はダイシングテープ２４
を吸着キャップ４２に対して、及び環状の接触部材５
４，５６，５８に対して吸着させる。
【００２６】図４から図９は剥離装置３８の作動を説明
する図である。各（Ｂ）図においては、ハッチングはシ
リコンチップ１６のダイシングテープ２４に接着されて
いる領域を示し、ハッチングのない領域ではシリコンチ
ップ１６はダイシングテープ２４から剥離されている。
【００２７】図４において、剥離ヘッド４４の環状の接
触部材５４，５６，５８，６０は初期位置にあり、シリ
コンチップ１６が接着されているダイシングテープ２４
が吸着キャップ４２及び環状の接触部材５４，５６，５
８，６０の上に置かれる。真空チューブ６２から導入さ
れた真空はダイシングテープ２４に作用し、ダイシング
テープ２４を吸着ヘッド４２に吸着させる。
【００２８】図５において、外側に位置する環状の接触
部材５４が第１の位置に上方に作動され、よって全ての
環状の接触部材５４，５６，５８，６０が上昇する。全
ての環状の接触部材５４，５６，５８，６０の表面はシ
リコンチップ１６の面積よりも少し小さい。従って、全
ての環状の接触部材５４，５６，５８，６０はシリコン
チップ１６の最外周部を除いた大部分を上昇させる。
【００２９】ダイシングテープ２４のシリコンチップ１
６の外側の部分には真空が作用しており、ダイシングテ
ープ２４は下向きに引っ張られる。そのために、全ての
環状の接触部材５４，５６，５８，６０が上昇すると外
側に位置する環状の接触部材５４のまわりのシリコンチ
ップ１６の最外周部がダイシングテープ２４から剥離す
る。つまり、シリコンチップ１６の最外周部においてシ
リコンチップ１６とダイシングテープ２４との間のイン
ターフェースに空気が入る。この場合、シリコンチップ
１６の大部分は環状の接触部材５４，５６，５８，６０
によって支持されており、シリコンチップ１６のダイシ
ングテープ２４から剥離する部分の半径方向の幅は比較
的に小さいので剥離に伴なって無理な力はかからず、か
つ、シリコンチップ１６のダイシングテープ２４から剥
離する部分は周方向に連続しているので剥離に伴った応
力の集中が生じない。そのため、シリコンチップ１６が
損傷することがない。
【００３０】図６において、次に、外側に位置する環状
の接触部材５４が第１の位置に維持された状態で、次に
外側に位置する環状の接触部材５６が第２の位置に上方
に作動され、環状の接触部材５６，５８，６０が上昇す
る。このときには、環状の接触部材５６の外側に位置す
る環状の接触部材５４に相当するシリコンチップ１６の
部分がダイシングテープ２４から剥離する。つまり、空
気が外側から内側へインターフェースに入る。このとき
にも、シリコンチップ１６には剥離に伴なって無理な力
がかからず、シリコンチップ１６の部分はダイシングテ
ープ２４から確実に剥離する。
【００３１】図７において、次に、環状の接触部材５６
が第２の位置に維持された状態で、次に外側に位置する
環状の接触部材５８が第３の位置に上方に作動され、環
状の接触部材５８，６０が上昇する。このときには、こ
の環状の接触部材５８の外側に位置する環状の接触部材
５６に相当するシリコンチップ１６の部分がダイシング
テープ２４から剥離する。つまり、空気が外側から内側
へインターフェースに入る。
【００３２】図８において、環状の接触部材５８が第３
の位置に維持された状態で、中央に位置する環状の接触
部材６０が第４の位置に上方に作動され、環状の接触部
材６０が上昇する。このときには、この環状の接触部材
６０の外側に位置する環状の接触部材５８に相当するシ
リコンチップ１６の部分がダイシングテープ２４から剥
離する。つまり、空気が内側から外側へインターフェー
スに入る。
【００３３】図９において、吸着ヘッド３６が作動され
てシリコンチップ１６を吸着し、シリコンチップ１６を
上昇させる。従って、シリコンチップ１６はダイシング
テープ２４から最終的に剥離する。シリコンチップ１６
とダイシングテープ２４とは中央に位置する環状の接触
部材６０に相当する小さな部分においてのみ接着してい
たのであるから、最終的な剥離は容易且つ確実に生じ
る。
【００３４】カム４６が１回転すると、全ての環状の接
触部材５４，５６，５８，６０は、カム４８の上方への
押圧作用を受けなくなるが、真空の作用を受けているダ
イシングテープ２４によって下方に押され、初期位置へ
戻る。
【００３５】このように、本発明においては、半導体チ
ップ１６が外周部から中心部に向けて段階的にテープ２
４から剥離されるようになっている。従って、半導体チ
ップ１６は損傷することなくテープ２４から確実に剥離
する。しかも、環状の接触部材５４，５６，５８，６０
は点ではなく連続的な表面で半導体チップ１６を受けて
いるので、剥離に伴なう応力の集中は生じず、半導体チ
ップ１６が変形したり割れたりすることがない。
【００３６】
【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば、
半導体チップを薄くしても半導体チップをテープから確
実に剥離させることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施例による半導体チップの剥離方法
及び装置を示す断面図である。
【図２】図１の剥離ヘッドを示す拡大断面図である。
【図３】図１の剥離ヘッドの表面を示す平面図である。
【図４】図１の剥離装置の作動を説明する図であり、
（Ａ）は剥離装置の断面図、（Ｂ）はヘッドの平面図で
ある。
【図５】図１の剥離装置の作動を説明する図であり、
（Ａ）は剥離装置の断面図、（Ｂ）はヘッドの平面図で
ある。
【図６】図１の剥離装置の作動を説明する図であり、
（Ａ）は剥離装置の断面図、（Ｂ）はヘッドの平面図で
ある。
【図７】図１の剥離装置の作動を説明する図であり、
（Ａ）は剥離装置の断面図、（Ｂ）はヘッドの平面図で
ある。
【図８】図１の剥離装置の作動を説明する図であり、
（Ａ）は剥離装置の断面図、（Ｂ）はヘッドの平面図で
ある。
【図９】図１の剥離装置の作動を説明する図であり、
（Ａ）は剥離装置の断面図、（Ｂ）はヘッドの平面図で
ある。
【図１０】半導体装置の製造方法の典型的な一連の工程
の例を示す図である。
【図１１】半導体ウエハの剥離のために使用される従来
のニードル装置を示す図である。
【図１２】半導体ウエハが薄い場合に剥離時に変形した
半導体ウエハを示す図である。
【符号の説明】
１０…シリコンウエハ １６…半導体チップ ２４…ダイシングテープ ３８…剥離装置 ４４…剥離ヘッド ４６…カム ５４，５６，５８，６０…環状の接触部材
フロントページの続き (72)発明者 吉田 英治 神奈川県川崎市中原区上小田中４丁目１番 １号 富士通株式会社内 Ｆターム(参考） 5F031 CA13 HA78 LA11 LA13 MA39 MA40 PA20

Claims (4)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】 外側から内側へ順次に配置された複数の
    環状の接触部材を含む剥離装置によってテープに貼られ
    た半導体チップを該テープから剥離させる工程を備え、
    半導体チップが外周部から中心部に向けて段階的にテー
    プから剥離されるように該複数の環状の接触部材を作動
    させることを特徴とする半導体チップの剥離方法。
  2. 【請求項２】 該複数の環状の接触部材を同時に移動さ
    せ、それから該複数の環状の接触部材のうちの外側のも
    のを停止させて残りのものを同時にさらに移動させるこ
    とを特徴とする請求項１に記載の半導体チップの剥離方
    法。
  3. 【請求項３】 テープに貼られた半導体チップを該テー
    プから剥離させるための剥離装置であって、外側から内
    側へ順次に配置された複数の環状の接触部材と、半導体
    チップが外周部から中心部に向けて段階的にテープから
    剥離されるように該複数の環状の接触部材を作動させる
    作動装置とを備えたことを特徴とする半導体チップの剥
    離装置。
  4. 【請求項４】 該作動装置は該複数の環状の接触部材を
    作動させるカムを含むことを特徴とする請求項３に記載
    の半導体チップの剥離装置。
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