JP2009094126A - チップのピックアップ方法 - Google Patents

Abstract

【課題】薄いチップを安定してピックアップすることができるチップのピックアップ方法を提供すること。
【解決手段】本発明のチップのピックアップ方法は、粘着シート（１２）に保持された複数のチップＣを粘着シート（１２）上からピックアップするチップのピックアップ方法であって、複数のチップＣを保持した状態の粘着シート（１２）を、チップ端部が粘着シートから剥離する程度の第１の張力でエキスパンドする工程と、第１の張力を第１の張力よりも小さい第２の張力に緩めるか、又は、第１の張力を完全に解除した状態で、チップＣをピックアップする工程とを有する。
【選択図】図２

Description

本発明は、ダイシングテープ又はダイシング・ダイボンディングシートに保持されたチップをシート上からピックアップするチップのピックアップ方法に関する。

半導体装置の製造工程では、半導体ウエハに伸縮性のある粘着シートを貼り付けた後、半導体ウエハをチップ単位で切断（ダイシング）する工程、粘着シートをエキスパンドする工程、さらにチップをピックアップする工程が実施される。

上記半導体装置の製造工程に使用される粘着シートとして、基材フィルム上に粘着剤層が設けられたダイシングテープの他、ダイシングテープとダイボンディングフィルム（ダイアタッチフィルムともいう）との２つの機能を併せ持つダイシング・ダイボンディングシートが提案されている。
ダイシングテープは、半導体ウエハをダイシングする工程で、切断されたチップが飛び散らないようにウエハを固定するものであり、ウエハを強力に固定する高い粘着力が求められる一方で、チップのピックアップ時には、チップから容易に剥がれることが求められる。

一方、ダイシング・ダイボンディングシートは、リードフレームやパッケージ基板、あるいは他の半導体チップ等へ接着するために使用されるダイボンディングフィルムと、ダイシングテープとが積層された構造を有する。このようなダイシング・ダイボンディングシートを用いる場合、ウエハのダイシング時にダイボンディングフィルムも同時にダイシングされるので、チップをピックアップすると、ダイボンディングフィルムはダイシングテープから剥離して、チップの裏面に付着する。このように、裏面にダイボンディングフィルムが付着した半導体チップは、パッケージ基板等にダイレクトにマウント可能であるので、接着剤の塗布工程や別途各チップにダイボンディングフィルムを接着する工程を省略することができる。

上記半導体装置の製造工程の中で、エキスパンド工程は、ダイシングされたチップを保持した粘着シートを周方向に引き伸ばす（エキスパンドする）ことによって、チップ同士の間隔を広げ、ＣＣＤカメラ等によるチップの認識性を高めるとともに、ピックアップの際に隣接するチップ同士が接触することによって生じるチップの破損を防止するために行われる。したがって、エキスパンド時に粘着シートに与える張力としては、チップの認識が可能であり、且つ、チップ同士が接触しないようなチップ間隙を形成できればよく、通常、粘着シートのシワを伸ばす程度の比較的小さい張力でエキスパンドを行っている。

エキスパンド後は、粘着シートをエキスパンドした状態のままで、チップのピックアップが開始される。具体的には、粘着シートの下面側からチップをピンによって突き上げるとともに、粘着シートの上面側から吸着冶具でチップを吸着することで、半導体チップがピックアップされる。
このようなダイシング後のチップを保持する粘着シートをエキスパンドした後、チップをシートからピックアップする方法は、例えば、特許文献１〜３に開示されている。
特開平５−１５６２１９号公報 特開平６−１３４９４１号公報 特開平６−２８３５９２号公報

しかしながら、近年、半導体ウエハの薄膜化が益々進んでいることから、チップをピックアップする際にチップの割れが発生しやすく、安定したピックアップが困難となってきている。薄いチップを安定してピックアップするためには、粘着シートの粘着力の制御や、ピックアップスピードやピックアップ方式等のピックアップ条件の最適化が必要であるが、多大な時間や労力を要してしまう。

そこで、本発明の目的は、薄いチップを安定してピックアップすることができるチップのピックアップ方法を提供することにある。

本発明のチップのピックアップ方法は、粘着シートに保持された複数のチップを該粘着シート上からピックアップするチップのピックアップ方法であって、複数のチップを保持した状態の粘着シートを、チップ端部が粘着シートから剥離する程度の第１の張力でエキスパンドする工程と、前記第１の張力を前記第１の張力よりも小さい第２の張力に緩めるか、又は、前記第１の張力を完全に解除した状態で、チップをピックアップする工程とを有することを特徴とする。

前記粘着シートとして外部刺激により粘着力が低下する性質を有するものを用いることが好ましく、この外部刺激により粘着シートの粘着力を低下させた後に、前記第１の張力でのエキスパンド工程を実施することが好ましい。外部刺激としては、放射線照射又は加熱を挙げることができる。

前記粘着シートとしては、基材フィルム上に粘着剤層が設けられたダイシングテープ、及び、基材フィルム上に粘着剤層と接着剤層とがこの順に形成されたダイシング・ダイボンディングシートを挙げることができる。

本発明のチップのピックアップ方法では、まず、チップを保持した状態の粘着シートを、チップ端部が粘着シートから剥離する程度の大きい力（第１の張力）でエキスパンドすることにより、チップ同士の間隔を広げるとともに、チップ端部を粘着シートから剥離させ、チップをピックアップしやすい状態にする。ところが、このとき、端部が剥離した薄いチップは下に凸の反りが発生しやすく、反りの発生したチップはピックアップ冶具に挟まれて割れてしまうおそれがある。したがって、本発明のチップのピックアップ方法では、粘着シートを第１の張力でエキスパンドした後、その状態でピックアップを開始せずに、第１の張力を第１の張力よりも小さい第２の張力に緩めるか、又は、第１の張力を完全に解除することで、チップに掛かる力を緩和して、チップの反りを矯正する。反りが矯正されたチップは、一度粘着シートから剥離されて粘着シートに対する接着力が低下しているので、容易にピックアップすることができ、薄いチップであっても安定したピックアップが可能となる。
このようなチップのピックアップ方法は、半導体チップが、５０μｍ以下の厚さで且つ１０ｍｍ角以上の大きさを有する場合に、特に有効である。

以下に、本発明の実施形態に係るチップのピックアップ方法を、図１及び図２を用いて説明する。
図１は、粘着シート１２に、半導体ウエハＷとダイシング用リングフレーム２０とが貼り合わされた状態を示す。
本実施形態の粘着シート１２は、基材フィルム１２ａと、その上に設けられた粘着剤層１２ｂとからなるダイシングテープである。

まず、図１に示すように、粘着シート１２をダイシング用リングフレーム２０に貼り付け、半導体ウエハＷを粘着シート１２の粘着剤層１２ｂ上に貼り合わせる。これらの貼り付け順序に制限はなく、粘着シート１２をリングフレーム２０に貼り付けた後に半導体ウエハＷを粘着剤層１２ｂに貼り合わせてもよく、リングフレーム２０と半導体ウエハＷに同時に粘着シート１２を貼り合わせても良い。

図１に示す状態で半導体ウエハＷのダイシング工程を実施し、次いで、粘着シート１２に紫外線を照射する工程を実施する。具体的には、図示しないダイシングブレードによって半導体ウエハＷをチップ単位に切断し、その後、粘着シート１２の下面側から紫外線を照射する。この紫外線照射によって、粘着剤層１２ｂを硬化させてその粘着力を低下させる。なお、紫外線の照射に代えて、加熱などの外部刺激によってシートの粘着力を低下させてもよい。

ダイシング後は、複数の半導体チップＣを保持した状態の粘着シート１２をエキスパンドする工程を実施する。まず、図２（ａ）に示すように、粘着シート１２の外周部をエキスパンド用リングフレーム３０に貼り合わせ、エキスパンド装置のステージ３１上に載置する。図中、符号３２は、エキスパンド装置の中空円柱形状の突き上げ部材である。

次に、図２（ｂ）に示すように、突き上げ部材３２を上昇させることによって、複数の半導体チップＣを保持した状態の粘着シート１２を、チップ端部が粘着シート１２から剥離する程度にエキスパンドする。このエキスパンドにより、半導体チップＣ同士の間隔を広げるとともに、チップ端部を粘着シート１２から剥離させ、チップＣをピックアップしやすい状態にする。
チップＣの端部を粘着シート１２から剥離させるためには、突き上げ量（エキスパンド量）をある程度大きくすることにより、粘着シート１２をエキスパンドすることが望ましい。使用する粘着シート１２の材質にもよるが、本実施形態におけるエキスパンド条件は、例えば、エキスパンド量が５〜１５ｍｍである。

しかしながら、上記のように端部が剥離したチップＣは、図２（ｂ）に示すように、下に凸の反りが発生しやすく、反りの発生したチップはピックアップ冶具に挟まれて割れてしまうおそれがある。

そこで、次に、図２（ｃ）に示すように、突き上げ部材３２を下降させることにより、粘着シート１２に印加された張力を緩める。このときの下降速度は、例えば５〜１２０ｍｍ／ｓであり、下降量は、例えば５〜１５ｍｍである。あるいは、粘着シート１２に印加された張力が解除されるよう、突き上げ部材３２を図２（ａ）に示す位置まで下降させてもよい。

このように突き上げ部材３２を下降させることにより、チップの反りが矯正される。このとき、粘着シート１２は、エキスパンド工程に先立って紫外線照射によって硬化しているので、最初に印加された張力を完全に解除する場合にも、粘着シート１２の伸びは完全に戻らず、チップ同士の間隔はある程度保持される。

次いで、上記のように最初に印加された張力を緩めるか又は完全に解除した状態で、半導体チップＣのピックアップ工程を開始する。具体的には、粘着シート１２の下面側からチップＣをピンによって突き上げるとともに、粘着シート１２の上面側から吸着冶具でチップＣを吸着する。このとき、反りが矯正されたチップＣは、一度粘着シート１２から剥離されて粘着シート１２に対する接着力が低下しているので、容易にピックアップすることができ、薄いチップであっても安定してピックアップすることができる。
このようなチップのピックアップ方法は、半導体チップＣが、５０μｍ以下の厚さで且つ１０ｍｍ角以上の大きさを有する場合に、特に有効である。

なお、本発明のチップのピックアップ方法に使用される粘着シートとしては、本実施形態の粘着シート（ダイシングテープ）１２に限らず、基材フィルムの上に、粘着剤層と、ダイボンディングフィルムとして機能する接着剤層とが積層された、ダイシング・ダイボンディングシートであってもよい。
また、粘着シートの構成材料についても特に限定はなく、紫外線照射等の外部刺激により粘着力が低下する性質を有する公知のエキスパンド用粘着シートを使用することができる。

次に、本発明の実施例について説明するが、本発明はこれら実施例に限定されるものではない。

（粘着シートの作製）
有機溶剤に溶解したアクリル系放射線硬化性粘着剤組成物を、厚さ１００μｍのポリオレフィンフィルムに乾燥膜厚が１０μｍとなるように塗布し、１１０℃で３分間乾燥し、粘着シートを調製した。

（半導体ウエハの貼合せ）
上記粘着シートをダイシング用リングフレームに貼り付け、半導体ウエハ（径３００ｍｍ、厚さ５０μｍ）を粘着シートの粘着剤層上に貼り合わせた。次いで、ダイシングブレードにより、半導体ウエハを１０ｍｍ×１０ｍｍのチップに切断した後、粘着シートに紫外線を照射（積算照射量１５０ｍＪ／ｃｍ^２）し、粘着剤層を硬化させて粘着力を低下させた。
次に、切断されたチップを保持した状態の粘着シートの外周部を、内径３４５ｍｍのステンレス製のリングフレームに貼り付け、エキスパンド装置によりリングを固定した。次に、粘着シートを表１に示す条件にてエキスパンドした。

（半導体チップのピックアップ）
上記エキスパンドによって分断された半導体チップを、ダイボンダー装置（Ｃａｎｏｎマシナリー製、商品名「ＣＡＰ−３００II」）によりピックアップする試験を行い、チップ数１００個でのピックアップ成功率を求めた。また、ピックアップ時のチップの割れの有無を調査した。これらの結果を表１に示す。

表１の結果より、最初に印加された張力を緩めてからピックアップを行った実施例１及び実施例２では、ピックアップ成功率１００％を達成し、ピックアップ時のチップの割れも発生しなかった。これに対し、最初に印加された張力を緩めずに、第１のエキスパンド状態でピックアップを行った比較例１及び２は、ピックアップ成功率に劣り、ピックアップ時のチップ割れも生じた。
以上の結果から明らかなように、本発明のチップのピックアップ方法によれば、厚さ５０μｍ、１０ｍｍ角の半導体チップであっても、安定したピックアップが可能であることが確認された。

本発明の実施形態に係るチップのピックアップ方法を説明するための図（その１）である。 本発明の実施形態に係るチップのピックアップ方法を説明するための図（その２）である。

符号の説明

１２：粘着シート（ダイシングテープ）
１２ａ：基材フィルム
１２ｂ：粘着剤層
２０：ダイシング用リングフレーム
３０：エキスパンド用リングフレーム
３１：ステージ
３２：突き上げ部材

Claims (6)

1. 粘着シートに保持された複数のチップを該粘着シート上からピックアップするチップのピックアップ方法であって、
   複数のチップを保持した状態の粘着シートを、チップ端部が粘着シートから剥離する程度の第１の張力でエキスパンドする工程と、
   前記第１の張力を前記第１の張力よりも小さい第２の張力に緩めるか、又は、前記第１の張力を完全に解除した状態で、チップをピックアップする工程と
   を有することを特徴とするチップのピックアップ方法。
2. 前記粘着シートとして外部刺激により粘着力が低下する性質を有するものを用いることを特徴とする請求項１に記載のチップのピックアップ方法。
3. 前記外部刺激により前記粘着シートの粘着力を低下させた後に、前記第１の張力でのエキスパンド工程を実施することを特徴とする請求項２に記載のチップのピックアップ方法。
4. 前記外部刺激が、放射線照射又は加熱であることを特徴とする請求項２又は請求項３に記載のチップのピックアップ方法。
5. 前記粘着シートは、基材フィルム上に粘着剤層が設けられたダイシングテープであることを特徴とする請求項１から請求項４のいずれか１項に記載のチップのピックアップ方法。
6. 前記粘着シートは、基材フィルム上に粘着剤層と接着剤層とがこの順に形成されたダイシング・ダイボンディングシートであることを特徴とする請求項１から請求項４のいずれか１項に記載のチップのピックアップ方法。
   

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