JP2005064151A - 半導体チップの供給方法及び装置 - Google Patents

Abstract

【課題】 簡単な構成によりＵＶシート上に所定の位置にマウントされていた半導体チップを順次良好にピックアップすることができ、結果として半導体製造装置の製造歩留まりと製造効率を向上させることができる半導体チップ供給方法及び装置を提供すること。
【解決手段】 紫外線照射により粘着力を失う粘着剤によって表面側に複数の半導体チップ１が貼着されたＵＶシート３の裏面を紫外線透過性ガラス基板４上に載置し、前記紫外線透過性ガラス基板４の下方の紫外線光源５から紫外線を照射することにより前記粘着剤の粘着力を失わせ、前記ＵＶシート３上の各半導体チップ１を一個ずつコレット６によりピックアップして半導体製造装置（図示せず）へ半導体チップ１を供給する。
【選択図】 図２

Description

本発明は、半導体装置の製造における半導体チップ供給方法及びその装置に関し、特に自動ダイボンダー又は自動チップボンダーに半導体チップを供給する際の、粘着性シートからの半導体チップの剥離を容易にする方法及びその装置に関する。

半導体装置の製造工程においては、ウエハー表面に各種チップ構造や素子構造を形成した後、ウエハーを半導体チップないしは半導体素子（以下、「半導体チップ」という。）単位に分割し、マウンティングのためにダイボンダー、チップボンダー等に送る良品の半導体チップ等を拾い出す工程がある。この工程では、マウンターリングに広げられたシ−トの表面に、ダイシングによって分割された半導体チップが貼り付けられており、半導体チップはこのシートから剥離されて、真空コレットで吸着されてダイボンド工程に送られる。

従来の半導体チップを粘着性シートから剥離する方法は、例えば、図３に開示されるように、マウンターリング３２に広げられた粘着性シート３３上に貼り付けられた半導体チップ３１を、１個ずつ粘着性シートの下部から金属製の先端形状の鋭いピン３４によって突き上げて、真空チャック３５で吸引することにより行われていた。このため粘着性シート３３から半導体チップ３１を剥離させる際に、この半導体チップ３１にピン３４による機械的ストレスが加わり、半導体チップ３１の破壊や性能劣化が発生していた。そこで、突き上げピンの先端がシートに接すると突き上げピンの移動速度を減速して半導体チップに対する衝撃を弱めることが考えられていた（下記特許文献１参照）。

また、図４に示されるように、粘着性シート４３に使用されている粘着剤の材料として紫外線を照射すると硬化ないし軟化して粘着力が無くなるものを用い、そのシートの裏面側で昇降動してシートの裏面に接合したときに光ファイバ４４を介して紫外線を照射すると共に真空引きして半導体チップを動かないようにする突き上げヘッド４５により、半導体チップ４１に１個ずつ紫外線を照射して剥離し、マウントヘッド４６で吸着してダイボンダーに供給する形式のものも知られている（下記特許文献２参照）。

この下記特許文献２に開示されている装置では、突き上げヘッド４５が半導体チップ４１を突き上げるときに、マウンターリング４２により支持されているシート４３の裏面に紫外線発生器４７で発生された紫外線を照射すると共に、突き上げヘッド４５において真空引きして半導体チップ４１を動かないようにすることにより、紫外線硬化型粘着材が硬化し、半導体チップ４１はシート４３から剥離すると共にシート上に保持される。そして、剥離したシート上の半導体チップ４１はマウントヘッド４６の吸着手段で吸着される。係る装置においては、裏面から半導体チップを１個ずつ突き上げ及び保持するために、昇降機構４８とＸ−Ｙテーブル４９を組み合わせた機構が必要である。

更にまた、紫外線の照射によって粘着力を低下させるダイシングシートに複数の半導体チップを貼り付け、この半導体チップのうち任意の位置の半導体チップを任意の時期に剥離するために、剥離を行う半導体チップ部分のダイシングシートを真空ノズルで吸引して台上に固定し、この剥離を行う半導体チップの接着部分のみに紫外線をスポット的に照射して粘着力を低下させ、次いでこの半導体チップを真空チャックで吸引保持して剥離する方法及び装置も提案されている（下記特許文献３参照）。このように、個別に紫外線を照射して粘着力を弱めるのは、第１に、マウンターリング内の全ての半導体素子に一度に紫外線を照射してダイシングシートの粘着力を低下させてしまうと、特定の半導体チップを突き上げヘッドにより突き上げた際に周囲の半導体チップが位置ずれあるいはシートから剥離してバラけてしまう問題があり、これを防ぐためであり、第２に、マウンターリング内の全ての半導体チップに一度に紫外線を照射してシートの粘着力を弱くしてしまうと、性能の似た半導体チップを先に選択していくランク選別をすると、時間を置いて剥離する半導体チップでは、シートの粘着力が経時変化で再び高まり、剥離性が悪くなるためであるとされている。
特開平４−１５８５４９号公報（第２頁，第１図） 特開平１０−３３５２７０号公報（第３頁，図１） 特開平９−３０６９７６号公報（第３頁，図１）

しかしながら、上記特許文献３に開示されているような紫外線の照射によって粘着力を低下させるダイシングシートを使用した半導体チップの剥離方法では、半導体チップを真空チャックで吸引保持して剥離するときにある程度の粘着性を残しておく必要があるが、半導体チップに粘着剤が残ったりするとダイボンド工程における接着が不完全になってチップ剥がれが生じたり、或いは半導体チップ性能が低減してしまう等の問題点があった。

加えて、紫外線照射後の粘着剤にある程度の粘着性が残っているため、半導体チップを真空チャックで吸引保持して剥離すると、ダイシングシートが半導体チップに引っ張られるために、剥離を行う半導体チップ部分のダイシングシートを真空ノズルで吸引して台上に固定しておく必要があるので、複雑な機構を必要とし、また、工程が煩雑になるという問題点があった。

本発明者は、上述のような問題点を解決すべく種々検討を重ねた結果、紫外線透過性ガラス基板を使用して紫外線照射装置とレーザチップステージを共通にすると、他に特別な手段を設けなくても、紫外線照射により粘着性が無くなるＵＶシート上にマウントされていた複数の半導体チップを全て同時に剥離して個別にピックアップしても、半導体チップはばらけることがなく、所定の位置の半導体チップを順次良好にピックアップすることができ、しかも従来例に比して半導体チップの破損が減少し、半導体製造装置の製造効率が向上することを見出し、本発明を完成するに至ったのである。

すなわち、本発明は、前記の従来技術の問題点を解決することを課題とし、簡単な構成によりＵＶシート上に所定の位置にマウントされていた半導体チップを順次良好にピックアップすることができ、結果として半導体製造装置の製造歩留まりと製造効率を向上させることができる半導体チップ供給方法及び装置を提供することを目的とする。

本発明の上記目的は、以下の構成により達成することができる。すなわち、本願の請求項１に係る半導体チップの供給方法の発明は、紫外線照射により粘着力を失う粘着剤によって表面側に複数の半導体チップが貼着されたＵＶシートの裏面を紫外線透過性ガラス基板上に載置し、前記紫外線透過性ガラス基板の下方から紫外線を照射することにより前記粘着剤の粘着力を失わせ、前記ＵＶシート上の各半導体チップを一個ずつコレットによりピックアップして半導体製造装置へ半導体チップを供給するようにしたことを特徴とする。

また、本願の請求項２に係る発明は、前記請求項１に記載の半導体チップの供給方法において、前記半導体製造装置が自動ダイボンダー又は自動チップボンダーであることを特徴とする。

更に、本願の請求項３に係る半導体チップ供給装置の発明は、
紫外線光源と、
前記紫外線光源上に水平に載置された紫外線透過性ガラス基板と、
前記紫外線透過性ガラス基板上に載置されたＵＶシート上の任意の位置にある半導体チップを一個ずつピックアップして半導体製造装置に供給するように前記紫外線透過性ガラス基板の上方に位置するコレットと、
からなることを特徴とする。

また、本願の請求項４に係る発明は、前記請求項３に記載の半導体チップ供給装置において、前記紫外線透過性ガラス基板は反射防止コーティングが施されているものであることを特徴とする。

また、本願の請求項５に係る発明は、前記請求項３又は４に記載の半導体チップ供給装置において、前記紫外線透過性ガラス基板は石英ガラス製であることを特徴とする。

また、本願の請求項６に係る発明は、前記請求項３に記載の半導体チップ供給装置は、前記半導体製造装置が自動ダイボンダー又は自動チップボンダーであることを特徴とする。

本発明は、上述の構成を備えることにより以下のような優れた効果を奏する。すなわち、本願の請求項１に係る半導体チップ供給方法によれば、紫外線照射により粘着力を失う粘着剤によって表面側に複数の半導体チップが貼着されたＵＶシートの裏面を紫外線透過性ガラス基板上に載置しているので、複数の半導体チップは実質的にＵＶシートを介して平らな紫外線透過性ガラス基板上に載置された形になる。この状態で紫外線透過性ガラス基板の下方から紫外線をＵＶシートの粘着剤に照射すると、粘着材は粘着力を無くしてしまうので、ＵＶシート上の半導体チップは全て剥離した状態となるが、紫外線透過性ガラス基板は平らであるので半導体チップはばらけることなく元の位置に止まった状態となる。更に、この状態でＵＶシート上の各半導体チップを一個ずつコレットによりピックアップして半導体製造装置へ半導体チップを供給しても、半導体チップはＵＶシートから剥離した状態となっているので、ＵＶシートには力が加わることがなく、他の半導体チップに何等の影響も及ぼすことがない。したがって、従来技術のようにＵＶシートを真空吸引して固定する必要がないから、簡単な構成によりＵＶシート上の所定の位置にマウントされていた半導体チップを順次良好にピックアップすることができる。

また、本願の請求項２に係る半導体チップ供給方法によれば、自動ダイボンダー又は自動チップボンダーに適用した場合、半導体チップを順次良好にピックアップして供給することができるので、結果として半導体製造装置の製造歩留まり及び製造効率を向上させることができるようになる。

更に、本願の請求項３に係る半導体チップ供給装置によれば、ＵＶシートを真空吸引して固定するための構成もなく、構成が簡単でありながら、前記請求項１に記載の半導体チップ供給方法を実施することができるようになる。

また、本願の請求項４に係る半導体チップ供給装置によれば、紫外線の反射が少なくなるので紫外線の透過性が向上し、低出力の紫外線光源でかつ短時間でＵＶシートの粘着性をなくすことができるようになる。

また、本願の請求項５に係る半導体チップ供給装置によれば、石英ガラスは紫外線透過性が良好で短波長の紫外線まで適用可能であるから、より低出力の紫外線光源で短時間でＵＶシートの粘着性をなくすことができるようになる。

また、本願の請求項６に係る半導体チップ供給装置によれば、半導体チップにストレスを与えずに、順次良好にピックアップして半導体製造装置に供給することができるので、結果として半導体製造装置の製造歩留まり及び製造効率を向上させることができるようになる。

以下、本発明を実施するための最良の形態を実施例及び図面を参照して説明する。ただし、以下に示す実施例は本発明の技術思想を具体化するための半導体チップ供給方法及びそれに使用する装置を例示するものであって、本発明をこの実施例の半導体チップ供給方法及びそれに使用する装置に特定することを意図するものではなく、特許請求範囲に記載された技術的範囲に含まれるものに等しく適用し得るものである。

図１は本発明に係るレーザチップステージの一部破断斜視図であり、図２は本発明に係るレーザチップステージの要部側断面図である。

図において、半導体チップや半導体素子が形成された半導体ウエハーを分割した半導体チップ１がマウンターリング２に支持されている紫外線硬化性粘着材を施してあるＵＶシート３の表面に貼着されている。このＵＶシート３の裏面はレーザチップステージの紫外線透過性ガラス基板４の表面に接するように載置されており、この紫外線透過性ガラス基板４の下部にはレンズ光学系を含む紫外線照射装置５が配置されている。ＵＶシート３の上方には真空チャックなどの吸着手段のコレット６が配置されており、このコレット６は、Ｘ−Ｙ軸方向及びＺ軸方向に自由に動くことができるようになされており、ＵＶシート３上の任意位置にある半導体チップ１を吸着保持することができるようになっている。

まず、紫外線硬化型粘着材を施したＵＶシート３に半導体チップ１を貼り付けてレーザチップステージのガラス基板４上に載置する。そうすると、複数の半導体チップ１は実質的にＵＶシートを介して平らな紫外線透過性ガラス基板上に載置された形になる。なお、紫外線透過性ガラス基板４としては、紫外線光源の波長及び粘着剤の材質にもよるが、それほど短波長の紫外線光源は必要ないので、一般的なガラスも使用し得る。しかしながら、一般的なガラスは紫外線透過効率が悪いので、わずかでも反射を少なくして紫外線を有効利用するため、及び低出力の紫外線光源を使用できるようにするために、反射防止膜を形成したものを使用するとよい。また、ＵＶシートとしては、市販の紫外線透過型フィルムを適宜採用して使用し得る。

なお、紫外線透過性ガラスとして紫外線透過性が良好な石英ガラスも使用し得る。石英ガラスは極めて短波長の紫外線も透過するし、紫外線硬化型粘着剤の硬化効率は波長が短いほど高くなるから、紫外線透過性ガラスとして石英ガラスを使用すると短波長の紫外線光源を使用し得ることと紫外線透過効率がよいことと相まって、短時間で紫外線硬化型粘着剤の硬化を終了させて全ての半導体チップを剥離させることができるようになる。

紫外線照射を行って紫外線硬化型粘着剤を硬化させ、半導体チップ１を剥離した状態では、紫外線透過性ガラス基板４は平らであるので半導体チップ１はばらけることなく元の位置に止まった状態となる。

この状態でＵＶシート上の各半導体チップを一個ずつコレット６によりピックアップして周知の半導体製造装置（図示せず）へ半導体チップ１を供給しても、半導体チップ１はＵＶシート３から剥離しているから、ＵＶシート３には特に力が加わることがないので、他の半導体チップは、何等の影響も受けることがなく、ばらけることがない。したがって、従来技術のようにＵＶシートを真空吸引して固定する必要がないから、簡単な構成によりＵＶシート上に所定の位置にマウントされていた半導体チップを順次良好にピックアップして半導体製造装置に供給することができるようになる。

この場合、半導体チップ１は従来例のように機械的な手段で突き上げられることがないので、破損などのおそれがなく、結果として半導体製品の製造歩留まりが向上する。更に、上述の実施例においては、紫外線透過型ガラス基板４と紫外線照射装置５を介して複数の半導体チップ１に同時に紫外線を照射することにより紫外線硬化型粘着剤の粘着力を弱めることができるので、一度の紫外線照射により同時に多数の半導体チップ１を剥離した状態とすることができるので、係る点からしても半導体製造装置の製造効率を向上させることができる。

また、上記実施例では紫外線硬化性粘着材を施してあるＵＶシートを使用した例を示したが、これに限らず紫外線照射により粘着性を失う粘着材が施されているＵＶシートを使用し得ることは当業者にとり自明であろう。更に、上記実施例では、コレット６がＸ−Ｙ軸方向及びＺ軸方向に自由に動くことができるものを使用したが、これに限らずレーザチップステージのガラス基板４がＸ−Ｙ軸方向及びＺ軸方向に自由に動くことができるものも使用し得る。

本発明に係るレーザチップステージの一部破断斜視図である。 本発明に係るレーザチップステージの要部側断面図である。 従来の半導体チップの剥離方法の説明図である。 従来の半導体チップの他の剥離方法の説明図である。

符号の説明

１ 半導体チップ
２ マウンターリング
３ ＵＶシート
４ 紫外線透過性ガラス基板
５ 紫外線照射装置
６ コレット

Claims (6)

1. 紫外線照射により粘着力を失う粘着剤によって表面側に複数の半導体チップが貼着されたＵＶシートの裏面を紫外線透過性ガラス基板上に載置し、前記紫外線透過性ガラス基板の下方から紫外線を照射することにより前記粘着剤の粘着力を失わせ、前記ＵＶシート上の各半導体チップを一個ずつコレットによりピックアップして半導体製造装置へ半導体チップを供給するようにしたことを特徴とする半導体チップの供給方法。
2. 前記半導体製造装置が自動ダイボンダー又は自動チップボンダーであることを特徴とする請求項１に記載の半導体チップの供給方法。
3. 紫外線光源と、
   前記紫外線光源上に水平に載置された紫外線透過性ガラス基板と、
   前記紫外線透過性ガラス基板上に載置されたＵＶシート上の任意の位置にある半導体チップを一個ずつピックアップして半導体製造装置に供給するように前記紫外線透過性ガラス基板の上方に位置するコレットと、
   からなることを特徴とする半導体チップ供給装置。
4. 前記紫外線透過性ガラス基板は反射防止コーティングが施されているものであることを特徴とする請求項３に記載の半導体チップ供給装置。
5. 前記紫外線透過性ガラス基板は石英ガラス製であることを特徴とする請求項３又は４に記載の半導体チップ供給装置。
6. 前記半導体製造装置が自動ダイボンダー又は自動チップボンダーであることを特徴とする請求項３に記載の半導体供給装置。

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