JP2004281659A - 保持部材及び半導体装置の製造方法 - Google Patents
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Abstract
【課題】半導体チップにおけるベース基材からの取り出しを円滑に行うことにある。
【解決手段】半導体装置の製造方法は、(a)エネルギー44が加えられることによって被着体から自ら剥がれる性質を有する自己剥離型の粘着材28が設けられたベース基材26に、粘着材28によって貼り付けられた半導体基板11を、複数の半導体チップ12に個片にすること、(b)エネルギー44を粘着材28に加えること、を含む。
【選択図】 図3
【解決手段】半導体装置の製造方法は、(a)エネルギー44が加えられることによって被着体から自ら剥がれる性質を有する自己剥離型の粘着材28が設けられたベース基材26に、粘着材28によって貼り付けられた半導体基板11を、複数の半導体チップ12に個片にすること、(b)エネルギー44を粘着材28に加えること、を含む。
【選択図】 図3
Description
【0001】
【発明の属する技術分野】
本発明は、保持部材及び半導体装置の製造方法に関する。
【0002】
【従来の技術】
【特許文献1】
特開平8−78508号公報
【0003】
【発明の背景】
ダイシング後の半導体チップをテープ(ベース基材)から剥離する工程では、ニードルによる突き上げやテープの部分的な真空吸着によって、テープの表面を凹凸にして、半導体チップとテープの間の接着力を低下させる方法が適用されている。最終的には、半導体チップは、コレットで吸着されテープから剥離される。
【0004】
しかしながら、例えば50μm程度の薄型の半導体チップでは、テープの表面の凹凸にならって屈曲してしまうので、半導体チップがテープから剥離できない場合があった。また、従来使用されていたテープ上の粘着材は、所定のエネルギーを加えることで粘着力を低下させることはできたが、粘着力をなくすことはできず、ニードルによる突き上げやテープの部分的な真空吸着の工程が不可欠であった。
【0005】
本発明の目的は、半導体チップにおけるベース基材からの取り出しを円滑に行うことにある。
【0006】
【課題を解決するための手段】
(1)本発明に係る半導体装置の製造方法は、(a)エネルギーが加えられることによって被着体から自ら剥がれる性質を有する自己剥離型の粘着材が設けられたベース基材に、前記粘着材によって貼り付けられた半導体基板を、複数の半導体チップに個片にすること、
(b)前記エネルギーを前記粘着材に加えること、
を含む。本発明によれば、粘着材が自己剥離するため、ニードルによる突き上げやベース基材の部分的な真空吸着の工程が必要なく、薄型の半導体チップでもベース基材から円滑に取り出すことが可能になる。
(2)この半導体装置の製造方法において、
前記(b)工程で、前記エネルギーを加えることによって、前記粘着材と前記半導体チップとの接着界面にガスが発生してもよい。これによれば、ガス(気体)の発生により、粘着材と半導体チップとの接着力がなくなる。
(3)この半導体装置の製造方法において、
前記エネルギーは、光エネルギーであり、
前記(b)工程で、前記光エネルギーを前記粘着材に照射してもよい。
(4)この半導体装置の製造方法において、
前記ベース基材は、光透過性を有し、
前記(b)工程で、前記光エネルギーを、前記ベース基材を透過させて、前記粘着材に照射してもよい。
(5)この半導体装置の製造方法において、
前記(b)工程で、前記光エネルギーとして、紫外光又はレーザ光を照射してもよい。
(6)この半導体装置の製造方法において、
前記エネルギーは、熱エネルギーであり、
前記(b)工程で、前記粘着材を加熱してもよい。
(7)この半導体装置の製造方法において、
前記複数の半導体チップは、良品及び不良品を含み、
前記(b)工程で、前記粘着材における前記良品の半導体チップに接着する部分に前記エネルギーを加え、前記粘着材における前記不良品の半導体チップに接着する部分には前記エネルギーを加えなくてもよい。こうすることで、不良品の半導体チップをベース基材上に一括して管理でき、例えば一括して廃棄処理することができる。
(8)この半導体装置の製造方法において、
(c)前記半導体チップを上方から吸着することによって、前記ベース基材から取り出すことをさらに含んでもよい。これによれば、半導体チップは、粘着材との接着力がなくなっているので、吸着ツールによる吸着を円滑に行うことができる。
(9)この半導体装置の製造方法において、
前記粘着材は、前記ベース基材の第1及び第2のエリアを含むように設けられ、
前記ベース基材の前記第1及び第2のエリアには、それぞれ前記半導体チップが貼り付けられており、
前記(b)及び(c)工程で、
前記粘着材における前記第1のエリアの部分に前記エネルギーを加え、前記第1のエリア上の少なくとも1つの前記半導体チップを前記ベース基材から取り出し、
その後、前記粘着材における前記第2のエリアの部分に前記エネルギーを加え、前記第2のエリア上の少なくとも1つの前記半導体チップを前記ベース基材から取り出してもよい。これによれば、自己剥離型の粘着材であっても、複数の半導体チップがバラバラにならず、半導体チップのベース基材からの取り出しを円滑にすることができる。
(10)この半導体装置の製造方法において、
前記(a)工程で、前記半導体基板を切削切断することによって、前記複数の半導体チップに個片にしてもよい。
(11)この半導体装置の製造方法において、
前記(a)工程前に、前記半導体基板を薄く研削することをさらに含んでもよい。本発明は、薄型の半導体チップに適用すると効果的である。
(12)この半導体装置の製造方法において、
前記ベース基材は、プレートであってもよい。
(13)この半導体装置の製造方法において、
前記(a)及び前記(b)工程を含む一連の工程を複数サイクル行うことを含み、
いずれかのサイクルの前記(b)工程終了後に、前記プレート上の前記粘着材を除去し、次のサイクルの前記(a)工程に前記プレートを再利用してもよい。これによれば、製造工程のコストを削減することができる。
(14)本発明に係る保持部材は、個片後の複数の半導体チップを保持する保持部材であって、
ベース基材と、
エネルギーが加えられることによって被着体から自ら剥がれる性質を有し、前記ベース基材に設けられた自己剥離型の粘着材と、
を含む。本発明によれば、粘着材が自己剥離するものであるので、半導体チップにおけるベース基材からの取り出しを円滑に行うことが可能になる。
(15)この保持部材において、
前記粘着材は、前記エネルギーが加えられることによって、被着体との接着界面にガスが発生する性質を有してもよい。
(16)この保持部材において、
前記ベース基材は、光透過性を有してもよい。これによって、ベース基材を透過させて、例えば光エネルギーを粘着材に照射することが可能になる。
(17)この保持部材において、
前記ベース基材は、プレートであってもよい。
【0007】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態について図面を参照して説明する。図1〜図6は、本実施の形態に係る半導体装置の製造方法を示す図である。図7は、本実施の形態に係る半導体装置の一例を示す図である。本実施の形態では、半導体基板10を複数の半導体チップ12に個片にする。
【0008】
半導体基板10は、半導体ウエハ(例えばシリコンウエハ)であってもよい。半導体基板10は、図示しない集積回路を内部に有し、集積回路基板と呼ぶこともできる。集積回路は、半導体基板10の一方の面側に形成されてもよい。半導体基板10は、集積回路に電気的に接続された複数の電極14(図7参照)を有する。複数の電極14は、半導体基板10のいずれかの面(例えば集積回路が形成された側の面)に露出している。電極14は、パッド(例えばアルミニウムパッド又は銅パッド)を有し、パッド上のバンプ(例えば金バンプ)をさらに有してもよい。半導体基板10における電極14が形成された面には、図示しないパッシベーション膜(例えばシリコン酸化膜など)が形成されている。
【0009】
図1に示すように、半導体基板10を薄く研削してもよい。詳しくは、半導体基板10における集積回路が形成されていない部分を研削する。例えば、半導体基板10を、集積回路側とは反対側から研削してもよい。図1に示す例では、半導体基板10の集積回路側の面を、保持部材16に貼り付け、集積回路側とは反対側の面を、研削ツール18で研削する。研削工程は、ステージ20上で行う。半導体基板10を砥石によって研削してもよい。本実施の形態では、薄型(例えば厚さ50μm程度)の半導体基板を使用した場合でも、個片後の半導体チップにおけるベース基材からの取り出しを円滑に行うことができる。
【0010】
図2に示すように、研削工程後の半導体基板11を複数の半導体チップ12に個片にする。本実施の形態では、切削ツール24を使用して、半導体基板11を切削切断する(ダイシング工程)。半導体基板11は、保持部材30(ダイシング用保持部材)によって保持され、ステージ32上で切削切断される。詳しくは、保持部材30は、ベース基材26及び粘着材28を含み、半導体基板11は、粘着材28によってベース基材26に貼り付けられている。切削ツール24は、円形状のブレードであり、外周部に刃が設けられ、高速回転することによって、半導体基板11を切削切断することができる。半導体基板11の集積回路側の面から切削ツール24の刃を挿入する場合、半導体基板11の集積回路側とは反対側の面がベース基材26に貼り付けられる。図2に示すように、切削ツール24の外周部(刃部)は、粘着材28の一部を切削してもよいが、ベース基材26を再利用する場合には、ベース基材26の表面は切削しないほうが好ましい。
【0011】
ベース基材26は、平らな面を有し、半導体基板11を平行に保持できるようになっている。ベース基材26は、板状のベース基板であってもよい。ベース基材26は、屈曲変形しにくいプレート(リジッド基板)であってもよいし、屈曲変形しやすいテープ(フレキシブル基板)であってもよい。ベース基材26は、無機系の材料(例えばガラス(石英)プレート)で形成してもよく、有機系の材料(例えばプラスチックプレート)で形成してもよい。後述するように光エネルギーを使用する場合には、ベース基材26は光透過性を有する。ベース基材26は、透明基板であってもよい。ベース基材26は、粘着性を発現しないものであってもよい。ベース基材26がテープである場合、テープの外周にはリング22が張り付けられ、リング22によって半導体基板11の持ち運びが可能になる。ベース基材26が屈曲変形しにくいプレート(リジッド基板)である場合、前記リング22が不要となり、直接持ち運びが可能である。
【0012】
粘着材28は、ベース基材26に設けられている。粘着材28は、ベース基材26の平らな面に設けられている。粘着材28は、常温でシート状をなしてもよいし、液状又はゲル状をなしてもよい。粘着材28は、半導体基板11(切削切断後は半導体チップ12)と、ベース基材26との間に設けられ、切削切断工程では両者を接着している。
【0013】
本実施の形態では、粘着材28は、いわゆる自己剥離型の粘着材である。詳しくは、粘着材28は、所定のエネルギーが加えられることによって、被着体から自ら剥がれる性質を有する。言い換えれば、粘着材28は、エネルギーが加えられると粘着力を失う性質を有する。粘着材28は、エネルギーに反応して、被着体(半導体チップ12)との接着界面にガスを発生する性質を有してもよい。光エネルギー(紫外光(UV))によって自己剥離するものとして、商品名「SELFA(セルファ)」(メーカー名:積水化学工業株式会社)が挙げられる。熱エネルギーによって自己剥離するものとして、商品名「リバアルファ」(メーカー名:日東電工株式会社)が挙げられる。なお、光エネルギー(例えばレーザ光(YAGレーザ光))である場合、粘着材28は、光熱変換層を有してもよい。これによれば、粘着材28は、光熱変換層によって光を吸収し発熱するので、熱エネルギーが供給された場合と同様の作用効果を発揮する。
【0014】
図3〜図6に示すように、複数の半導体チップ12をベース基材26から取り出す工程を行う。本実施の形態では、半導体チップの取り出し装置を使用する。半導体チップの取り出し装置は、半導体装置の製造装置でもある。半導体チップの取り出し装置は、ベース基材26を支持する支持部34と、粘着材28にエネルギー44を供給するエネルギー供給部40と、半導体チップ12をベース基材26から取り出す吸着ツール50と、を含む。
【0015】
支持部34は、ベース基材26の外周端部を支持し、ベース基材26の平面方向に移動可能であってもよい。こうすることで、支持部34の移動によって、半導体チップ12を所定位置に位置決めすることができる。ベース基板26がテープである場合、テープの外周に張り付けられたリング22の外周端部を支持し、支持部34の移動によって半導体チップ12を所定位置に位置決めすることができる。
【0016】
エネルギー供給部40は、粘着材28の粘着力を下げるためのエネルギー44を供給する。エネルギー供給部40は、エネルギー44が発生するエネルギー源42(例えばランプ、ヒータ)を有する。エネルギー44は、例えば光エネルギー(例えば紫外光又はレーザ光)や熱エネルギーなどであり、粘着材28の性質に対応して決めればよい。エネルギー供給部40は、粘着材28における全部の半導体チップ12に対応する部分に一括してエネルギー44を供給してもよい。あるいは、エネルギー供給部40は、粘着材28における一部(1つ又は複数)の半導体チップ12(例えば良品の半導体チップのみ)に対応する部分に複数回に分割してエネルギー44を供給してもよい。図3〜図6に示す例によれば、エネルギー供給部40は、粘着材28における第1のエリア27に設けられた部分(図3では1つの半導体チップ12が接着する部分)にエネルギー44を供給し、その後に、粘着材28における第2のエリア29に設けられた部分(図5では1つの半導体チップ12が接着する部分)にエネルギー44を供給する。
【0017】
エネルギー44が光エネルギーである場合に、エネルギー供給部40は、エネルギー44の粘着材28に対する照射領域を規制できるガイド部46をさらに有してもよい。ガイド部46は、遮光部としての機能を果たす。こうすることで、エネルギー44を、粘着材28に部分的に照射することができる。エネルギー供給部40は、光エネルギーを、ベース基材26を透過させて粘着材28に照射してもよい。
【0018】
吸着ツール50は、先端面に開口する穴52を有し、穴52を介して排気を行うことができる。詳しくは、穴52には、図示しない空気吸引手段(例えば真空ポンプ)が接続され、空気を吸引することで、半導体チップ12を吸着することができる。吸着ツール50の先端面は、平らな面であってもよい。
【0019】
本実施の形態では、上述の半導体チップの取り出し装置を使用して、複数の半導体チップ12を複数回に分割して取り出す。まず、図3に示すように、複数の半導体チップ12が貼り付けられたベース基材26を支持部34にセットする。複数の半導体チップ12のうち、最初に取り出すべき少なくとも1つ(図3では1つ)の半導体チップ12をカメラ48で認識し、所定位置に位置決めする。カメラ48の位置を固定し、支持部34を移動させて、半導体チップ12を位置決めしてもよい。また、カメラ48によって、半導体チップ12の良品又は不良品を識別してもよい。あるいは、あらかじめ識別しておいたデータに基づいて、良品の半導体チップ12のみをカメラ48で認識及び位置決めしてもよい。本実施の形態では、良品及び不良品を含む複数の半導体チップ12のうち、粘着材28における良品の半導体チップ12に接着する部分にエネルギー44を加え、粘着材28における不良品の半導体チップ12に接着する部分にはエネルギー44を加えない。こうすることで、不良品の半導体チップ12をベース基材26上に一括して管理でき、例えば一括して廃棄処理することできる。
【0020】
次に、所定位置に位置決めされた少なくとも1つ(図3では1つ)の半導体チップ12の範囲に、エネルギー44を供給する。図3に示すように、光エネルギー(紫外光)を照射してもよい。詳しくは、ガイド部46が上昇し、ガイド部46によって規制された照射領域に、光エネルギーを照射する。光エネルギーを、ベース基材26を透過させて粘着材28に照射してもよい。図3に示す例では、粘着材28の一部(ベース基材26の第1のエリア27に設けられた部分)に、光エネルギーを照射する。本実施の形態で使用する粘着材28は、自己剥離型の粘着材であるので、エネルギー44の供給によって次第に粘着力を失う。エネルギー44に反応して粘着材28がガスを発生する場合には、エネルギー供給量が多くなると、ガスが多く発生し、粘着材28と半導体チップ12との接着力が低下する。その後、エネルギー44の供給量が一定値以上になると、粘着材28の粘着力がゼロ(又はほぼゼロ)になり、半導体チップ12は粘着材28に接着されなくなり、ベース基材26に単に載せられた状態になる。その間、位置決めした半導体チップ12を除く範囲には、エネルギー44を供給しない。
【0021】
図4に示すように、エネルギー供給範囲の半導体チップ12を吸着ツール50で上方から吸着する。エネルギー供給範囲の半導体チップ12が複数である場合、半導体チップ12を1つずつ吸着してもよいし、2以上を同時に(例えば2以上の吸着ツールを使用して別々に)吸着してもよい。こうして、半導体チップ12をベース基材26から取り出す。これによれば、エネルギー供給範囲の半導体チップ12は、粘着材28との接着力がゼロになっているので、吸着ツール50による吸着を円滑に行うことができる。なお、吸着後の半導体チップ12は、トレーに収納してもよいし、半導体装置用基板(例えばインターポーザ又は回路基板)に搭載してもよい。
【0022】
同様にして、図5に示すように、次に取り出すべき少なくとも1つ(図5では1つ)の半導体チップ12をカメラ48で認識し、所定位置に位置決めを行い、位置決めされた少なくとも1つの半導体チップ12の範囲に、エネルギー44を供給する。すなわち、粘着材28の一部(ベース基材26の第2のエリア29に設けられた部分)に、光エネルギーを照射する。その後、図6に示すように、エネルギー供給範囲の半導体チップ12を上方から吸着し、ベース基材26から取り出す。
【0023】
これによれば、自己剥離型の粘着材28であっても、複数の半導体チップ12がバラバラにならず、半導体チップ12のベース基材26からの取り出しを円滑にすることができる。
【0024】
図3〜図6に示した工程を繰り返し行い、ベース基材26上の複数の半導体チップ12を処理する。例えば、ベース基材26上の良品の半導体チップ12のみを全て取り出す。ベース基材26としてプレート(リジッド基板)を使用した場合には、ベース基材26を再利用することができる。詳しくは、ベース基材26上に残った不良品の半導体チップ12及び粘着材28を除去し、ベース基材26に新しい粘着材28を設け、次の半導体基板11を貼り付けてもよい。すなわち、本実施の形態によれば、必ずしもベース基材26を屈曲変形させる必要がないので、ベース基材26としてプレートを使用でき、再利用可能になるので、製造工程のコストを削減することができる。
【0025】
本実施の形態に係る半導体装置の製造方法は、粘着材28が自己剥離するため、ニードルによる突き上げやベース基材26の部分的な真空吸着の工程が必要なく、薄型の半導体チップ12でもベース基材26から円滑に取り出すことが可能になる。
【0026】
本実施の形態の変形例として、切削切断工程で使用する保持部材30を、研削工程で使用してもよい。その場合、複数の保持部材30を用意して、研削工程から切削切断工程に移行するときに、保持部材30を貼り換えてもよい。あるいは、同一の保持部材30を連続して使用してもよい。同一の保持部材30を使用する場合、切削ツール24は、半導体基板10の集積回路側とは反対側の面から、切削切断することになる。
【0027】
図7は、上述の製造方法を適用して製造された半導体装置の一例であり、半導体装置は、上述の半導体チップ12と、半導体チップ12がフェースダウンボンディングされた基板60と、を含む。半導体チップ12の電極14と、基板60の配線パターン62との電気的接続は、異方性導電材料64によって図ってもよい。異方性導電材料64は、絶縁性接着材料に導電粒子66を含み、導電粒子66が電極14及び配線パターン62の間に介在して両者を電気的に接続する。基板60の配線パターン62には、外部端子(例えばハンダボール)68が設けられてもよい。
【0028】
本発明は、上述した実施の形態に限定されるものではなく、種々の変形が可能である。例えば、本発明は、実施の形態で説明した構成と実質的に同一の構成(例えば、機能、方法及び結果が同一の構成、あるいは目的及び結果が同一の構成)を含む。また、本発明は、実施の形態で説明した構成の本質的でない部分を置き換えた構成を含む。また、本発明は、実施の形態で説明した構成と同一の作用効果を奏する構成又は同一の目的を達成することができる構成を含む。また、本発明は、実施の形態で説明した構成に公知技術を付加した構成を含む。
【図面の簡単な説明】
【図1】図1は、本発明の実施の形態に係る半導体装置の製造方法を示す図である。
【図2】図2は、本発明の実施の形態に係る半導体装置の製造方法を示す図である。
【図3】図3は、本発明の実施の形態に係る半導体装置の製造方法及び保持部材を示す図である。
【図4】図4は、本発明の実施の形態に係る半導体装置の製造方法を示す図である。
【図5】図5は、本発明の実施の形態に係る半導体装置の製造方法を示す図である。
【図6】図6は、本発明の実施の形態に係る半導体装置の製造方法を示す図である。
【図7】図7は、本発明の実施の形態に係る半導体装置の一例を示す図である。
【符号の説明】
10…半導体基板 11…半導体基板 12…半導体チップ
24…切削ツール 26…ベース基材 27…第1のエリア 28…粘着材
29…第2のエリア 30…保持部材 34…支持部
40…エネルギー供給部 44…エネルギー 46…ガイド部
50…吸着ツール
【発明の属する技術分野】
本発明は、保持部材及び半導体装置の製造方法に関する。
【0002】
【従来の技術】
【特許文献1】
特開平8−78508号公報
【0003】
【発明の背景】
ダイシング後の半導体チップをテープ(ベース基材)から剥離する工程では、ニードルによる突き上げやテープの部分的な真空吸着によって、テープの表面を凹凸にして、半導体チップとテープの間の接着力を低下させる方法が適用されている。最終的には、半導体チップは、コレットで吸着されテープから剥離される。
【0004】
しかしながら、例えば50μm程度の薄型の半導体チップでは、テープの表面の凹凸にならって屈曲してしまうので、半導体チップがテープから剥離できない場合があった。また、従来使用されていたテープ上の粘着材は、所定のエネルギーを加えることで粘着力を低下させることはできたが、粘着力をなくすことはできず、ニードルによる突き上げやテープの部分的な真空吸着の工程が不可欠であった。
【0005】
本発明の目的は、半導体チップにおけるベース基材からの取り出しを円滑に行うことにある。
【0006】
【課題を解決するための手段】
(1)本発明に係る半導体装置の製造方法は、(a)エネルギーが加えられることによって被着体から自ら剥がれる性質を有する自己剥離型の粘着材が設けられたベース基材に、前記粘着材によって貼り付けられた半導体基板を、複数の半導体チップに個片にすること、
(b)前記エネルギーを前記粘着材に加えること、
を含む。本発明によれば、粘着材が自己剥離するため、ニードルによる突き上げやベース基材の部分的な真空吸着の工程が必要なく、薄型の半導体チップでもベース基材から円滑に取り出すことが可能になる。
(2)この半導体装置の製造方法において、
前記(b)工程で、前記エネルギーを加えることによって、前記粘着材と前記半導体チップとの接着界面にガスが発生してもよい。これによれば、ガス(気体)の発生により、粘着材と半導体チップとの接着力がなくなる。
(3)この半導体装置の製造方法において、
前記エネルギーは、光エネルギーであり、
前記(b)工程で、前記光エネルギーを前記粘着材に照射してもよい。
(4)この半導体装置の製造方法において、
前記ベース基材は、光透過性を有し、
前記(b)工程で、前記光エネルギーを、前記ベース基材を透過させて、前記粘着材に照射してもよい。
(5)この半導体装置の製造方法において、
前記(b)工程で、前記光エネルギーとして、紫外光又はレーザ光を照射してもよい。
(6)この半導体装置の製造方法において、
前記エネルギーは、熱エネルギーであり、
前記(b)工程で、前記粘着材を加熱してもよい。
(7)この半導体装置の製造方法において、
前記複数の半導体チップは、良品及び不良品を含み、
前記(b)工程で、前記粘着材における前記良品の半導体チップに接着する部分に前記エネルギーを加え、前記粘着材における前記不良品の半導体チップに接着する部分には前記エネルギーを加えなくてもよい。こうすることで、不良品の半導体チップをベース基材上に一括して管理でき、例えば一括して廃棄処理することができる。
(8)この半導体装置の製造方法において、
(c)前記半導体チップを上方から吸着することによって、前記ベース基材から取り出すことをさらに含んでもよい。これによれば、半導体チップは、粘着材との接着力がなくなっているので、吸着ツールによる吸着を円滑に行うことができる。
(9)この半導体装置の製造方法において、
前記粘着材は、前記ベース基材の第1及び第2のエリアを含むように設けられ、
前記ベース基材の前記第1及び第2のエリアには、それぞれ前記半導体チップが貼り付けられており、
前記(b)及び(c)工程で、
前記粘着材における前記第1のエリアの部分に前記エネルギーを加え、前記第1のエリア上の少なくとも1つの前記半導体チップを前記ベース基材から取り出し、
その後、前記粘着材における前記第2のエリアの部分に前記エネルギーを加え、前記第2のエリア上の少なくとも1つの前記半導体チップを前記ベース基材から取り出してもよい。これによれば、自己剥離型の粘着材であっても、複数の半導体チップがバラバラにならず、半導体チップのベース基材からの取り出しを円滑にすることができる。
(10)この半導体装置の製造方法において、
前記(a)工程で、前記半導体基板を切削切断することによって、前記複数の半導体チップに個片にしてもよい。
(11)この半導体装置の製造方法において、
前記(a)工程前に、前記半導体基板を薄く研削することをさらに含んでもよい。本発明は、薄型の半導体チップに適用すると効果的である。
(12)この半導体装置の製造方法において、
前記ベース基材は、プレートであってもよい。
(13)この半導体装置の製造方法において、
前記(a)及び前記(b)工程を含む一連の工程を複数サイクル行うことを含み、
いずれかのサイクルの前記(b)工程終了後に、前記プレート上の前記粘着材を除去し、次のサイクルの前記(a)工程に前記プレートを再利用してもよい。これによれば、製造工程のコストを削減することができる。
(14)本発明に係る保持部材は、個片後の複数の半導体チップを保持する保持部材であって、
ベース基材と、
エネルギーが加えられることによって被着体から自ら剥がれる性質を有し、前記ベース基材に設けられた自己剥離型の粘着材と、
を含む。本発明によれば、粘着材が自己剥離するものであるので、半導体チップにおけるベース基材からの取り出しを円滑に行うことが可能になる。
(15)この保持部材において、
前記粘着材は、前記エネルギーが加えられることによって、被着体との接着界面にガスが発生する性質を有してもよい。
(16)この保持部材において、
前記ベース基材は、光透過性を有してもよい。これによって、ベース基材を透過させて、例えば光エネルギーを粘着材に照射することが可能になる。
(17)この保持部材において、
前記ベース基材は、プレートであってもよい。
【0007】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態について図面を参照して説明する。図1〜図6は、本実施の形態に係る半導体装置の製造方法を示す図である。図7は、本実施の形態に係る半導体装置の一例を示す図である。本実施の形態では、半導体基板10を複数の半導体チップ12に個片にする。
【0008】
半導体基板10は、半導体ウエハ(例えばシリコンウエハ)であってもよい。半導体基板10は、図示しない集積回路を内部に有し、集積回路基板と呼ぶこともできる。集積回路は、半導体基板10の一方の面側に形成されてもよい。半導体基板10は、集積回路に電気的に接続された複数の電極14(図7参照)を有する。複数の電極14は、半導体基板10のいずれかの面(例えば集積回路が形成された側の面)に露出している。電極14は、パッド(例えばアルミニウムパッド又は銅パッド)を有し、パッド上のバンプ(例えば金バンプ)をさらに有してもよい。半導体基板10における電極14が形成された面には、図示しないパッシベーション膜(例えばシリコン酸化膜など)が形成されている。
【0009】
図1に示すように、半導体基板10を薄く研削してもよい。詳しくは、半導体基板10における集積回路が形成されていない部分を研削する。例えば、半導体基板10を、集積回路側とは反対側から研削してもよい。図1に示す例では、半導体基板10の集積回路側の面を、保持部材16に貼り付け、集積回路側とは反対側の面を、研削ツール18で研削する。研削工程は、ステージ20上で行う。半導体基板10を砥石によって研削してもよい。本実施の形態では、薄型(例えば厚さ50μm程度)の半導体基板を使用した場合でも、個片後の半導体チップにおけるベース基材からの取り出しを円滑に行うことができる。
【0010】
図2に示すように、研削工程後の半導体基板11を複数の半導体チップ12に個片にする。本実施の形態では、切削ツール24を使用して、半導体基板11を切削切断する(ダイシング工程)。半導体基板11は、保持部材30(ダイシング用保持部材)によって保持され、ステージ32上で切削切断される。詳しくは、保持部材30は、ベース基材26及び粘着材28を含み、半導体基板11は、粘着材28によってベース基材26に貼り付けられている。切削ツール24は、円形状のブレードであり、外周部に刃が設けられ、高速回転することによって、半導体基板11を切削切断することができる。半導体基板11の集積回路側の面から切削ツール24の刃を挿入する場合、半導体基板11の集積回路側とは反対側の面がベース基材26に貼り付けられる。図2に示すように、切削ツール24の外周部(刃部)は、粘着材28の一部を切削してもよいが、ベース基材26を再利用する場合には、ベース基材26の表面は切削しないほうが好ましい。
【0011】
ベース基材26は、平らな面を有し、半導体基板11を平行に保持できるようになっている。ベース基材26は、板状のベース基板であってもよい。ベース基材26は、屈曲変形しにくいプレート(リジッド基板)であってもよいし、屈曲変形しやすいテープ(フレキシブル基板)であってもよい。ベース基材26は、無機系の材料(例えばガラス(石英)プレート)で形成してもよく、有機系の材料(例えばプラスチックプレート)で形成してもよい。後述するように光エネルギーを使用する場合には、ベース基材26は光透過性を有する。ベース基材26は、透明基板であってもよい。ベース基材26は、粘着性を発現しないものであってもよい。ベース基材26がテープである場合、テープの外周にはリング22が張り付けられ、リング22によって半導体基板11の持ち運びが可能になる。ベース基材26が屈曲変形しにくいプレート(リジッド基板)である場合、前記リング22が不要となり、直接持ち運びが可能である。
【0012】
粘着材28は、ベース基材26に設けられている。粘着材28は、ベース基材26の平らな面に設けられている。粘着材28は、常温でシート状をなしてもよいし、液状又はゲル状をなしてもよい。粘着材28は、半導体基板11(切削切断後は半導体チップ12)と、ベース基材26との間に設けられ、切削切断工程では両者を接着している。
【0013】
本実施の形態では、粘着材28は、いわゆる自己剥離型の粘着材である。詳しくは、粘着材28は、所定のエネルギーが加えられることによって、被着体から自ら剥がれる性質を有する。言い換えれば、粘着材28は、エネルギーが加えられると粘着力を失う性質を有する。粘着材28は、エネルギーに反応して、被着体(半導体チップ12)との接着界面にガスを発生する性質を有してもよい。光エネルギー(紫外光(UV))によって自己剥離するものとして、商品名「SELFA(セルファ)」(メーカー名:積水化学工業株式会社)が挙げられる。熱エネルギーによって自己剥離するものとして、商品名「リバアルファ」(メーカー名:日東電工株式会社)が挙げられる。なお、光エネルギー(例えばレーザ光(YAGレーザ光))である場合、粘着材28は、光熱変換層を有してもよい。これによれば、粘着材28は、光熱変換層によって光を吸収し発熱するので、熱エネルギーが供給された場合と同様の作用効果を発揮する。
【0014】
図3〜図6に示すように、複数の半導体チップ12をベース基材26から取り出す工程を行う。本実施の形態では、半導体チップの取り出し装置を使用する。半導体チップの取り出し装置は、半導体装置の製造装置でもある。半導体チップの取り出し装置は、ベース基材26を支持する支持部34と、粘着材28にエネルギー44を供給するエネルギー供給部40と、半導体チップ12をベース基材26から取り出す吸着ツール50と、を含む。
【0015】
支持部34は、ベース基材26の外周端部を支持し、ベース基材26の平面方向に移動可能であってもよい。こうすることで、支持部34の移動によって、半導体チップ12を所定位置に位置決めすることができる。ベース基板26がテープである場合、テープの外周に張り付けられたリング22の外周端部を支持し、支持部34の移動によって半導体チップ12を所定位置に位置決めすることができる。
【0016】
エネルギー供給部40は、粘着材28の粘着力を下げるためのエネルギー44を供給する。エネルギー供給部40は、エネルギー44が発生するエネルギー源42(例えばランプ、ヒータ)を有する。エネルギー44は、例えば光エネルギー(例えば紫外光又はレーザ光)や熱エネルギーなどであり、粘着材28の性質に対応して決めればよい。エネルギー供給部40は、粘着材28における全部の半導体チップ12に対応する部分に一括してエネルギー44を供給してもよい。あるいは、エネルギー供給部40は、粘着材28における一部(1つ又は複数)の半導体チップ12(例えば良品の半導体チップのみ)に対応する部分に複数回に分割してエネルギー44を供給してもよい。図3〜図6に示す例によれば、エネルギー供給部40は、粘着材28における第1のエリア27に設けられた部分(図3では1つの半導体チップ12が接着する部分)にエネルギー44を供給し、その後に、粘着材28における第2のエリア29に設けられた部分(図5では1つの半導体チップ12が接着する部分)にエネルギー44を供給する。
【0017】
エネルギー44が光エネルギーである場合に、エネルギー供給部40は、エネルギー44の粘着材28に対する照射領域を規制できるガイド部46をさらに有してもよい。ガイド部46は、遮光部としての機能を果たす。こうすることで、エネルギー44を、粘着材28に部分的に照射することができる。エネルギー供給部40は、光エネルギーを、ベース基材26を透過させて粘着材28に照射してもよい。
【0018】
吸着ツール50は、先端面に開口する穴52を有し、穴52を介して排気を行うことができる。詳しくは、穴52には、図示しない空気吸引手段(例えば真空ポンプ)が接続され、空気を吸引することで、半導体チップ12を吸着することができる。吸着ツール50の先端面は、平らな面であってもよい。
【0019】
本実施の形態では、上述の半導体チップの取り出し装置を使用して、複数の半導体チップ12を複数回に分割して取り出す。まず、図3に示すように、複数の半導体チップ12が貼り付けられたベース基材26を支持部34にセットする。複数の半導体チップ12のうち、最初に取り出すべき少なくとも1つ(図3では1つ)の半導体チップ12をカメラ48で認識し、所定位置に位置決めする。カメラ48の位置を固定し、支持部34を移動させて、半導体チップ12を位置決めしてもよい。また、カメラ48によって、半導体チップ12の良品又は不良品を識別してもよい。あるいは、あらかじめ識別しておいたデータに基づいて、良品の半導体チップ12のみをカメラ48で認識及び位置決めしてもよい。本実施の形態では、良品及び不良品を含む複数の半導体チップ12のうち、粘着材28における良品の半導体チップ12に接着する部分にエネルギー44を加え、粘着材28における不良品の半導体チップ12に接着する部分にはエネルギー44を加えない。こうすることで、不良品の半導体チップ12をベース基材26上に一括して管理でき、例えば一括して廃棄処理することできる。
【0020】
次に、所定位置に位置決めされた少なくとも1つ(図3では1つ)の半導体チップ12の範囲に、エネルギー44を供給する。図3に示すように、光エネルギー(紫外光)を照射してもよい。詳しくは、ガイド部46が上昇し、ガイド部46によって規制された照射領域に、光エネルギーを照射する。光エネルギーを、ベース基材26を透過させて粘着材28に照射してもよい。図3に示す例では、粘着材28の一部(ベース基材26の第1のエリア27に設けられた部分)に、光エネルギーを照射する。本実施の形態で使用する粘着材28は、自己剥離型の粘着材であるので、エネルギー44の供給によって次第に粘着力を失う。エネルギー44に反応して粘着材28がガスを発生する場合には、エネルギー供給量が多くなると、ガスが多く発生し、粘着材28と半導体チップ12との接着力が低下する。その後、エネルギー44の供給量が一定値以上になると、粘着材28の粘着力がゼロ(又はほぼゼロ)になり、半導体チップ12は粘着材28に接着されなくなり、ベース基材26に単に載せられた状態になる。その間、位置決めした半導体チップ12を除く範囲には、エネルギー44を供給しない。
【0021】
図4に示すように、エネルギー供給範囲の半導体チップ12を吸着ツール50で上方から吸着する。エネルギー供給範囲の半導体チップ12が複数である場合、半導体チップ12を1つずつ吸着してもよいし、2以上を同時に(例えば2以上の吸着ツールを使用して別々に)吸着してもよい。こうして、半導体チップ12をベース基材26から取り出す。これによれば、エネルギー供給範囲の半導体チップ12は、粘着材28との接着力がゼロになっているので、吸着ツール50による吸着を円滑に行うことができる。なお、吸着後の半導体チップ12は、トレーに収納してもよいし、半導体装置用基板(例えばインターポーザ又は回路基板)に搭載してもよい。
【0022】
同様にして、図5に示すように、次に取り出すべき少なくとも1つ(図5では1つ)の半導体チップ12をカメラ48で認識し、所定位置に位置決めを行い、位置決めされた少なくとも1つの半導体チップ12の範囲に、エネルギー44を供給する。すなわち、粘着材28の一部(ベース基材26の第2のエリア29に設けられた部分)に、光エネルギーを照射する。その後、図6に示すように、エネルギー供給範囲の半導体チップ12を上方から吸着し、ベース基材26から取り出す。
【0023】
これによれば、自己剥離型の粘着材28であっても、複数の半導体チップ12がバラバラにならず、半導体チップ12のベース基材26からの取り出しを円滑にすることができる。
【0024】
図3〜図6に示した工程を繰り返し行い、ベース基材26上の複数の半導体チップ12を処理する。例えば、ベース基材26上の良品の半導体チップ12のみを全て取り出す。ベース基材26としてプレート(リジッド基板)を使用した場合には、ベース基材26を再利用することができる。詳しくは、ベース基材26上に残った不良品の半導体チップ12及び粘着材28を除去し、ベース基材26に新しい粘着材28を設け、次の半導体基板11を貼り付けてもよい。すなわち、本実施の形態によれば、必ずしもベース基材26を屈曲変形させる必要がないので、ベース基材26としてプレートを使用でき、再利用可能になるので、製造工程のコストを削減することができる。
【0025】
本実施の形態に係る半導体装置の製造方法は、粘着材28が自己剥離するため、ニードルによる突き上げやベース基材26の部分的な真空吸着の工程が必要なく、薄型の半導体チップ12でもベース基材26から円滑に取り出すことが可能になる。
【0026】
本実施の形態の変形例として、切削切断工程で使用する保持部材30を、研削工程で使用してもよい。その場合、複数の保持部材30を用意して、研削工程から切削切断工程に移行するときに、保持部材30を貼り換えてもよい。あるいは、同一の保持部材30を連続して使用してもよい。同一の保持部材30を使用する場合、切削ツール24は、半導体基板10の集積回路側とは反対側の面から、切削切断することになる。
【0027】
図7は、上述の製造方法を適用して製造された半導体装置の一例であり、半導体装置は、上述の半導体チップ12と、半導体チップ12がフェースダウンボンディングされた基板60と、を含む。半導体チップ12の電極14と、基板60の配線パターン62との電気的接続は、異方性導電材料64によって図ってもよい。異方性導電材料64は、絶縁性接着材料に導電粒子66を含み、導電粒子66が電極14及び配線パターン62の間に介在して両者を電気的に接続する。基板60の配線パターン62には、外部端子(例えばハンダボール)68が設けられてもよい。
【0028】
本発明は、上述した実施の形態に限定されるものではなく、種々の変形が可能である。例えば、本発明は、実施の形態で説明した構成と実質的に同一の構成(例えば、機能、方法及び結果が同一の構成、あるいは目的及び結果が同一の構成)を含む。また、本発明は、実施の形態で説明した構成の本質的でない部分を置き換えた構成を含む。また、本発明は、実施の形態で説明した構成と同一の作用効果を奏する構成又は同一の目的を達成することができる構成を含む。また、本発明は、実施の形態で説明した構成に公知技術を付加した構成を含む。
【図面の簡単な説明】
【図1】図1は、本発明の実施の形態に係る半導体装置の製造方法を示す図である。
【図2】図2は、本発明の実施の形態に係る半導体装置の製造方法を示す図である。
【図3】図3は、本発明の実施の形態に係る半導体装置の製造方法及び保持部材を示す図である。
【図4】図4は、本発明の実施の形態に係る半導体装置の製造方法を示す図である。
【図5】図5は、本発明の実施の形態に係る半導体装置の製造方法を示す図である。
【図6】図6は、本発明の実施の形態に係る半導体装置の製造方法を示す図である。
【図7】図7は、本発明の実施の形態に係る半導体装置の一例を示す図である。
【符号の説明】
10…半導体基板 11…半導体基板 12…半導体チップ
24…切削ツール 26…ベース基材 27…第1のエリア 28…粘着材
29…第2のエリア 30…保持部材 34…支持部
40…エネルギー供給部 44…エネルギー 46…ガイド部
50…吸着ツール
Claims (17)
- (a)エネルギーが加えられることによって被着体から自ら剥がれる性質を有する自己剥離型の粘着材が設けられたベース基材に、前記粘着材によって貼り付けられた半導体基板を、複数の半導体チップに個片にすること、
(b)前記エネルギーを前記粘着材に加えること、
を含む半導体装置の製造方法。 - 請求項1記載の半導体装置の製造方法において、
前記(b)工程で、前記エネルギーを加えることによって、前記粘着材と前記半導体チップとの接着界面にガスが発生する半導体装置の製造方法。 - 請求項1又は請求項2記載の半導体装置の製造方法において、
前記エネルギーは、光エネルギーであり、
前記(b)工程で、前記光エネルギーを前記粘着材に照射する半導体装置の製造方法。 - 請求項3記載の半導体装置の製造方法において、
前記ベース基材は、光透過性を有し、
前記(b)工程で、前記光エネルギーを、前記ベース基材を透過させて、前記粘着材に照射する半導体装置の製造方法。 - 請求項3又は請求項4記載の半導体装置の製造方法において、
前記(b)工程で、前記光エネルギーとして、紫外光又はレーザ光を照射する半導体装置の製造方法。 - 請求項1又は請求項2記載の半導体装置の製造方法において、
前記エネルギーは、熱エネルギーであり、
前記(b)工程で、前記粘着材を加熱する半導体装置の製造方法。 - 請求項1から請求項6のいずれかに記載の半導体装置の製造方法において、
前記複数の半導体チップは、良品及び不良品を含み、
前記(b)工程で、前記粘着材における前記良品の半導体チップに接着する部分に前記エネルギーを加え、前記粘着材における前記不良品の半導体チップに接着する部分には前記エネルギーを加えない半導体装置の製造方法。 - 請求項1から請求項7のいずれかに記載の半導体装置の製造方法において、
(c)前記半導体チップを上方から吸着することによって、前記ベース基材から取り出すことをさらに含む半導体装置の製造方法。 - 請求項8記載の半導体装置の製造方法において、
前記粘着材は、前記ベース基材の第1及び第2のエリアを含むように設けられ、
前記ベース基材の前記第1及び第2のエリアには、それぞれ前記半導体チップが貼り付けられており、
前記(b)及び(c)工程で、
前記粘着材における前記第1のエリアの部分に前記エネルギーを加え、前記第1のエリア上の少なくとも1つの前記半導体チップを前記ベース基材から取り出し、
その後、前記粘着材における前記第2のエリアの部分に前記エネルギーを加え、前記第2のエリア上の少なくとも1つの前記半導体チップを前記ベース基材から取り出す半導体装置の製造方法。 - 請求項1から請求項9のいずれかに記載の半導体装置の製造方法において、
前記(a)工程で、前記半導体基板を切削切断することによって、前記複数の半導体チップに個片にする半導体装置の製造方法。 - 請求項1から請求項10のいずれかに記載の半導体装置の製造方法において、
前記(a)工程前に、前記半導体基板を薄く研削することをさらに含む半導体装置の製造方法。 - 請求項1から請求項11のいずれかに記載の半導体装置の製造方法において、
前記ベース基材は、プレートである半導体装置の製造方法。 - 請求項12記載の半導体装置の製造方法において、
前記(a)及び前記(b)工程を含む一連の工程を複数サイクル行うことを含み、
いずれかのサイクルの前記(b)工程終了後に、前記プレート上の前記粘着材を除去し、次のサイクルの前記(a)工程に前記プレートを再利用する半導体装置の製造方法。 - 個片後の複数の半導体チップを保持する保持部材であって、
ベース基材と、
エネルギーが加えられることによって被着体から自ら剥がれる性質を有し、前記ベース基材に設けられた自己剥離型の粘着材と、
を含む保持部材。 - 請求項14記載の保持部材において、
前記粘着材は、前記エネルギーが加えられることによって、被着体との接着界面にガスが発生する性質を有する保持部材。 - 請求項14又は請求項15記載の保持部材において、
前記ベース基材は、光透過性を有する保持部材。 - 請求項14から請求項16のいずれかに記載の保持部材において、
前記ベース基材は、プレートである保持部材。
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Legal Events
Date | Code | Title | Description |
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