JP2008028310A

JP2008028310A - 半導体装置の製造方法

Info

Publication number: JP2008028310A
Application number: JP2006201924A
Authority: JP
Inventors: Shinji Toyosaki; 眞二豊崎
Original assignee: Renesas Technology Corp
Current assignee: Renesas Technology Corp
Priority date: 2006-07-25
Filing date: 2006-07-25
Publication date: 2008-02-07

Abstract

【課題】チップの変形を防ぐことができる半導体装置の製造方法を得る。
【解決手段】ステージ上に粘着シートを介してウェハを搭載し、チップごとにダイシングする工程と、ダイシング後に、静電チャック機構で構成したコレットを用いて、粘着シートからチップを引き剥がしてピックアップする工程と、コレットを用いてチップを基板又はフレームへプレースして貼り付ける工程とを有する。
【選択図】図２

Description

本発明は、ダイシングされたチップをピックアップして基板又はフレームへプレースして貼り付ける半導体装置の製造方法に関し、特にチップの変形を防ぐことができる半導体装置の製造方法に関するものである。

ダイボンド工程において、ダイシングされたチップをハンドリングする一般的方法として、真空吸着機構で構成したコレットが用いられる。このような従来のダイボンド工程について、以下に図面を用いて説明する。

まず、ステージ上に粘着シートを介してウェハを搭載し、チップごとにダイシングする。次に、図９に示すように、真空吸着機構で構成したコレット２２をチップ１５に吸着させる。そして、図１０に示すように、コレット２２を用いて、ステージ１２上の粘着シート１３からチップ１５を引き剥がしてピックアップする。ここで、真空吸着機構では大気圧以上の吸着力を得ることができないため、下側から針２３によってチップ１５を突き上げることにより、チップ１５の粘着シート１３からの剥離を促す。

次に、図１１に示すように、コレット２２を用いてチップ１５を基板１７へ接着剤１８を介してプレースして貼り付ける。なお、基板１７の代わりにフレームにチップ１５を貼り付けてもよい。以上の工程によりダイボンドが行われる。

なお、ウェハプロセスのＣＶＤ、イオン注入、エッチングなどの前工程において、真空のチャンバ内でウェハを保持するために静電チャックが用いられている（例えば、特許文献１，２参照）。しかし、静電チャックは高価であるため、ダイボンド工程では用いられていなかった。

特開平７−２９７２６６号公報特開平９−１０２５３５号公報

真空吸着機構で構成したコレット２２は、チップ１５の端まで吸着することができない。このため、チップ１５を粘着シート１３から剥がす際に、図１０に示すように、チップ１５が変形してしまうという問題があった。また、真空吸着機構で構成したコレット２２はチップ１５を吸着させる面が平らではないため、図１１に示すように、プレースを行ったチップ１５が変形するという問題があった。近年、チップ１５は薄くなり、また低誘電率膜を用いることで強度が低くなっているため、この問題は一層顕著になっている。

また、チップ１５を積層化して容量を上げるために、チップ１５を貫通する貫通電極が設けられている。このため、チップ１５が変形すると、貫通電極との界面を基点にして低誘電率膜にクラックが生じて、電気のリークが生じるという問題があった。

また、多孔質膜からなる真空吸着機構で構成したコレットを用いることもできる。このコレットは、チップの端まで吸着することができ、チップを吸着させる面は平らである。しかし、多孔質膜は、真空吸着と同様に大気圧以上に圧力差を得ることができず、真空吸着よりシートの粘着の方が強いために、チップがシートの張力に負けて反ってリークが始まり、吸着力が無くなるという問題があった。

また、フリップチップ接続を行う場合にも、真空吸着機構で構成したコレットによりピックアップしたチップが変形し、バンプ間の距離が変化してしまう。このため、下側のチップとのバンプ同士の接続不良が生じるという問題があった。

本発明は、上述のような課題を解決するためになされたもので、その目的は、チップの変形を防ぐことができる半導体装置の製造方法を得るものである。

本発明に係る半導体装置の製造方法は、ステージ上に粘着シートを介してウェハを搭載し、チップごとにダイシングする工程と、ダイシング後に、静電チャック機構で構成したコレットを用いて、粘着シートからチップを引き剥がしてピックアップする工程と、コレットを用いてチップを基板又はフレームへプレースして貼り付ける工程とを有する。本発明のその他の特徴は以下に明らかにする。

本発明により、ピックアップやプレースにおけるチップの変形を防ぐことができる。

実施の形態１．
本発明の実施の形態１に係る半導体装置の製造方法について図面を用いて説明する。

まず、図１に示すように、複数の半導体素子を形成したウェハ１１をステージ１２上に粘着シート１３を介して搭載し、ダイシングブレード１４により、チップ１５ごとにダイシングする。

次に、図２に示すように、静電チャック機構で構成したコレット１６をチップ１５に吸着させる。そして、図３に示すように、コレット１６を用いて、粘着シート１３からチップ１５を引き剥がしてピックアップする。次に、図４に示すように、コレット１６を用いてチップ１５を基板１７へ接着剤１８を介してプレースして貼り付ける。なお、基板１７の代わりにフレームにチップ１５を貼り付けてもよい。以上の工程によりダイボンドが行われる。

ここで、静電チャック機構で構成したコレット１６は、チップ１５の端まで吸着することができる。これにより、チップ１５を粘着シート１３から剥がす際に、チップ１５が変形するのを防ぐことができる。また、このコレット１６は、チップ１５を吸着させる面を平らにすることがでるため、チップ１５を均一に吸着することができ、吸着によってチップ１５が変形するのを防ぐことができる。そして、静電チャック機構で構成したコレット１６はチップ１５を吸着させる面が平らであるため、プレースを行ったチップ１５が変形するのを防ぐことができる。

なお、コレット１６への供給電力を調節して、コレット１６とチップ１５との吸着力を粘着シート１３とチップ１５との接着力よりも大きくするのが好ましい。これにより、チップ１５を粘着シート１３から剥がす際に、従来のようにチップ１５を下から針で突き上げる必要はないため、装置を簡略化することができる。

また、コレット１６の吸着領域の寸法とチップ１５の寸法を同じにするのが好ましい。これにより、チップ１５の端まで吸着することができ、かつ隣のチップ１５を吸着するのを防ぐことができる。

また、コレット１６として、チップ１５を吸着させる平面内における通電エリアを調整することで吸着領域の寸法を選択することができるものを用いるのが好ましい。このようなコレット１６では、例えば、ある品種のチップをピックアップする場合は図５に示すように通電エリア１９を選択し、他の品種のチップでは図６に示すように通電エリア１９を選択することができる。これにより、ピックアップするチップの大きさに応じてコレットを交換する必要がなく、共用することができる。

また、静電チャックには、一般的には単極方式と双極方式があるが、双極方式のものを用いるのが好ましい。これにより、コレットがチップから離れた瞬間にチップ側の静電気が対消滅するため、チップに悪影響を与えない。

また、接着剤１８による基板１７（又はフレーム）とチップ１５との接着力をコレット１６とチップ１５との吸着力よりも大きくするのが好ましい。これにより、静電チャックの除電が完了するまで待たなくても、チップから静電チャックを引き離すことができ、処理時間を短縮することができる。

実施の形態２．
本発明の実施の形態２に係る半導体装置の製造方法について図面を用いて説明する。

まず、図７に示すように、静電チャック機構で構成したコレット１６を用いて、チップ１５をフェイスダウンでピックアップする。次に、図８に示すように、コレット１６を用いてチップ１５をウェハ２１上にフリップチップ接続する。

ここで、静電チャック機構で構成したコレット１６は、チップ１５を吸着させる面を平らにすることがでるため、チップ１５を均一に吸着することができ、吸着によってチップ１５が変形するのを防ぐことができる。これにより、チップ１５のバンプ間の距離を一定に保つことができるため、チップ１５とウェハ２１とのバンプ同士の接続不良を防ぐことができる。

また、静電チャック機構で構成したステージ２１上にウェハ２１を吸着させるのが好ましい。これにより、チップ１５を吸着させる面を平らにすることがでるため、ウェハ１１を均一に吸着することができ、吸着によってウェハ２１が変形するのを防ぐことができる。

本発明の実施の形態１に係る半導体装置の製造方法を説明するための斜視図である。本発明の実施の形態１に係る半導体装置の製造方法を説明するための断面図である。本発明の実施の形態１に係る半導体装置の製造方法を説明するための断面図である。本発明の実施の形態１に係る半導体装置の製造方法を説明するための断面図である。静電チャック機構で構成したコレットのチップを吸着させる平面を示す下面図である。静電チャック機構で構成したコレットのチップを吸着させる平面を示す下面図である。本発明の実施の形態２に係る半導体装置の製造方法を説明するための断面図である。本発明の実施の形態２に係る半導体装置の製造方法を説明するための断面図である。従来の半導体装置の製造方法を説明するための断面図である。従来の半導体装置の製造方法を説明するための断面図である。従来の半導体装置の製造方法を説明するための断面図である。

符号の説明

１１ウェハ
１２，２１ステージ
１３粘着シート
１５チップ
１６コレット
１７基板
１８接着剤
１９通電エリア

Claims

ステージ上に粘着シートを介してウェハを搭載し、チップごとにダイシングする工程と、
ダイシング後に、静電チャック機構で構成したコレットを用いて、前記粘着シートからチップを引き剥がしてピックアップする工程と、
前記コレットを用いて前記チップを基板又はフレームへプレースして貼り付ける工程とを有することを特徴とする半導体装置の製造方法。
前記コレットと前記チップとの吸着力を前記粘着シートと前記チップとの接着力よりも大きくすることを特徴とする請求項１に記載の半導体装置の製造方法。
前記コレットの吸着領域の寸法と前記チップの寸法を同じにすることを特徴とする請求項１又は２に記載の半導体装置の製造方法。
前記コレットとして、前記チップを吸着させる平面内において通電エリアを調整することで、吸着領域の寸法を選択することができるものを用いることを特徴とする請求項１〜３の何れか１項に記載の半導体装置の製造方法。
前記基板又はフレームと前記チップとの接着力を前記コレットと前記チップとの吸着力よりも大きくすることを特徴とする請求項１〜４の何れか１項に記載の半導体装置の製造方法。
静電チャック機構で構成したコレットを用いて、チップをフェイスダウンでピックアップする工程と、
前記コレットを用いて前記チップをウェハ上にフリップチップ接続する工程とを有することを特徴とする半導体装置の製造方法。
静電チャック機構で構成したステージ上に前記ウェハを吸着させることを特徴とする請求項６に記載の半導体装置の製造方法。