JP2011129821A - 半導体チップのピックアップ装置及び半導体チップの製造方法 - Google Patents

Abstract

【課題】 半導体チップにＡｕ膜を形成すると、半導体チップとウエハシートとの粘着力が高まり、ウエハシートを剥離し難くなる。
【解決手段】 保持機構が、相互に分離された複数の半導体チップが表面に貼付されたウエハシートを保持する。吸着ステージが、保持機構に保持されたウエハシートの背面に対向するように配置され、少なくとも、第１の方向に隣り合う２つの半導体チップに対応する領域に対向し、該ウエハシートに対向する対向面に凹凸が設けられている。保持機構に保持されたウエハシートの背面に、対向面の凸部の頂部を接触させた状態で、排気装置が、該対向面と該ウエハシートとの間の空間を減圧する。対向面に、第１の方向に並んだ２つの半導体チップのうち一方に重なる第１の領域と、他方に重なる第２の領域とが画定されており、第２の領域内の凸部の頂部は、第１の領域内の凸部の頂部を第１の方向に並進移動させても重ならないように分布している。
【選択図】 図７−２

Description

本発明は、ウエハシートから半導体チップをピックアップする装置、及び半導体チップの製造方法に関する。

表面に集積回路が形成されたウエハを粘着性のウエハシートに貼り付けた状態で、個々の半導体チップに分離することによって、半導体素子が得られる。半導体チップが貼付されたウエハシートを、複数の突起が形成されたステージに載置して吸引することにより、半導体チップの一部の領域において、ウエハシートを半導体チップから剥離させることができる。

また、ウエハシートに貼付された半導体チップの中央部近傍を、ウエハシートの背面から突き上げることにより、半導体チップの端部近傍において、ウエハシートを半導体チップから剥離させることができる。

特開平５−３３５４０５号公報 特開２００２−１６４３０５号公報 特開平１０−１８９６９０号公報

近年、半導体素子の高密度実装が進み、また半導体素子が高性能になるに従い、半導体素子に高い放熱特性が要求されるようになってきた。半導体チップを薄型化することにより、放熱特性を改善することができる。半導体チップが薄くなると、その機械的強度が低下する。このため、ウエハシートの背面から半導体チップを突き上げたときに、半導体チップが、割れやひび等の損傷を受けやすくなる。

また、放熱特性をより高めるために、半導体チップの背面にＡｕ膜をスパッタリング等により形成する場合がある。半導体チップにＡｕ膜を形成すると、半導体チップとウエハシートとの粘着力が高まり、ウエハシートを剥離し難くなる。

本発明の一観点によると、
相互に分離された複数の半導体チップが表面に貼付されたウエハシートを保持する保持機構と、
前記保持機構に保持されたウエハシートの背面に対向するように配置され、少なくとも、第１の方向に隣り合う２つの半導体チップに対応する領域に対向し、該ウエハシートに対向する対向面に凹凸が設けられている吸着ステージと、
前記保持機構に保持されたウエハシートの背面に、前記対向面の凸部の頂部を接触させた状態で、該対向面と該ウエハシートとの間の空間を減圧する排気装置と
を有し、
前記対向面に、前記第１の方向に並んだ２つの半導体チップのうち一方に重なる第１の領域と、他方に重なる第２の領域とが画定されており、前記第２の領域内の凸部の頂部は、前記第１の領域内の凸部の頂部を前記第１の方向に並進移動させても重ならないように分布していることを特徴とする半導体チップのピックアップ装置が提供される。

本発明の他の観点によると、
相互に分離された複数の半導体チップが表面に貼付されたウエハシートから、前記半導体チップをピックアップする半導体チップの製造方法であって、
前記ウエハシートの背面のうち、少なくとも１つの前記半導体チップに対応するチップ領域の一部の領域である吸着領域に吸着ステージを接触させ、該吸着ステージを接触させた状態で前記ウエハシートと前記吸着ステージとの間の空間を減圧し、
次いで、前記ウエハシートの背面のうち、前記チップ領域内であって、かつ前記吸着領域とは異なる領域に、前記吸着ステージを接触させ、該吸着ステージを接触させた状態で前記ウエハシートと前記吸着ステージとの間の空間を減圧し、
次いで、前記チップ領域に対応する前記半導体チップを、前記ウエハシートからピックアップする
ことを特徴とする半導体チップの製造方法が提供される。

ウエハシートと吸着ステージとの間の空間を減圧することにより、ウエハシートを半導体チップから剥離させることができる。剥離させる工程を２回行うことにより、半導体チップのより広い領域において、ウエハシートを半導体チップから剥離させることができる。これにより、ピックアップが容易になる。

実施例１による半導体素子の製造方法に用いられるピックアップ装置の概略断面図である。 （２Ａ）は、実施例１で用いられるピックアップ装置の吸着ステージの平面図であり、（２Ｂ）及び（２Ｃ）は、それぞれ（２Ａ）の一点鎖線２Ｂ−２Ｂにおける断面図及び２Ｃ−２Ｃにおける断面図である。 実施例１による半導体素子の製造方法のフローチャートである。 （４Ａａ）及び（４Ａｂ）は、それぞれ実施例１による半導体素子の製造方法の途中段階における半導体チップ及び吸着ステージ部分の断面図及び平面図である。 （４Ｂａ）及び（４Ｂｂ）は、それぞれ実施例１による半導体素子の製造方法の途中段階における半導体チップ及び吸着ステージ部分の断面図及び平面図である。 （４Ｃ）及び（４Ｄ）は、実施例１による半導体素子の製造方法の途中段階における半導体チップ及び吸着ステージ部分の断面図である。 （４Ｅａ）及び（４Ｅｂ）は、それぞれ実施例１による半導体素子の製造方法の途中段階における半導体チップ及び吸着ステージ部分の断面図及び平面図である。 （４Ｆａ）及び（４Ｆｂ）は、それぞれ実施例１による半導体素子の製造方法の途中段階における半導体チップ及び吸着ステージ部分の断面図及び平面図である。 （４Ｇ）〜（４Ｉ）は、実施例１による半導体素子の製造方法の途中段階における半導体チップ及び吸着ステージ部分の断面図である。 （４Ｊ）〜（４Ｌ）は、実施例１による半導体素子の製造方法の途中段階における半導体チップ及び吸着ステージ部分の断面図である。 実施例２によるピックアップ装置の吸着ステージの平面図である。 実施例２による半導体素子の製造方法のフローチャートである。 （７Ａａ）及び（７Ａｂ）は、それぞれ実施例２による半導体素子の製造方法の途中段階における半導体チップ及び吸着ステージ部分の断面図及び平面図である。 （７Ｂａ）及び（７Ｂｂ）は、それぞれ実施例２による半導体素子の製造方法の途中段階における半導体チップ及び吸着ステージ部分の断面図及び平面図である。 実施例２によるピックアップ装置を用いてピックアップする順番を示すウエハの平面図である。 実施例３によるピックアップ装置の吸着ステージの平面図である。 （１０Ａ）及び（１０Ｂ）は、実施例３による半導体素子の製造方法の途中段階における半導体チップ及び吸着ステージ部分の平面図である。 実施例４によるピックアップ装置の吸着ステージの平面図である。 実施例４によるピックアップ装置を用いてピックアップする順番を示すウエハの平面図である。 実施例５によるピックアップ装置の吸着ステージの平面図である。 （１４Ａ）及び（１４Ｂ）は、それぞれ実施例６及びその変形例によるピックアップ装置の吸着ステージの対向面の平面図である。 （１５Ａ）及び（１５Ｂ）は、実施例７によるピックアップ装置の吸着ステージの平面図である。 （１６Ａ）及び（１６Ｂ）は、実施例７によるピックアップ装置の突き上げブロックの斜視図である。

図面を参照しながら、実施例について説明する。

図１に、実施例１によるピックアップ装置の概略断面図を示す。複数の半導体チップ２２が貼付されたウエハシート２０が、保持機構３１等により保持され、吸着ステージ３０と吸着コレット３２との間に位置する。ウエハシート２０の一方の表面は粘着性を有する粘着面であり、この粘着面に、複数の半導体チップ２２が貼付されている。ウエハシート２０に貼付された半導体チップ２２同士は、相互に分離されている。ウエハシート２０は、その外周（保持機構３１の外側）においてウエハフレーム２１に支持されている。

保持機構３１がウエハシート２０を押さえる位置は、ウエハフレーム２１よりも内側である。保持機構３１は、ウエハシート２０をウエハシート２０の下側から押さえ、ウエハフレーム２１は、ウエハシート２０をウエハシート２０の上側から押さえる。すなわち、保持機構３１が、ウエハフレーム２１よりもやや内側において、ウエハシート２０を支持する。このように、ウエハシート２０が保持機構３１及びウエハフレーム２１によって支持された状態で、ウエハフレーム２１に荷重が印加され、ウエハフレーム２１が図１の矢印方向に移動する。その結果、ウエハシート２０が中央から外周に向かって引き伸ばされる。ウエハシート２０の背面には、吸着ステージ３０が位置し、吸着ステージ３０は、ウエハシート２０を挟んでウエハシート２０の表面に貼付された半導体チップ２２と対向する。また、図１に示すように、ウエハシート２０及び半導体チップ２２を挟んで吸着ステージ３０と対向する位置に、吸着コレット３２が配置される。

ウエハシート２０の面に平行な面をｘｙ面とし、ウエハシート２０の粘着面の法線方向をｚ軸とするｘｙｚ直交座標系を定義する。半導体チップ２２は、ｘ方向及びｙ方向をそれぞれ行方向及び列方向とする行列状に配置されている。吸着ステージ３０は、ｘｙｚ直交座標系のｚ軸方向に移動可能である。吸着ステージ３０は、ウエハシート２０に近づけた状態で、ウエハシート２０を吸着することができる。吸着ステージ３０がウエハシート２０から離れると、保持機構３１がウエハシート２０を、ｘ方向及びｙ方向に移動させることができる。吸着コレット３２は、半導体チップ２２を吸着してウエハシート２０からピックアップし、半導体チップ２２を吸着した状態で、半導体チップ２２をリードフレームやマウント基板まで移送する。

図２Ａに、吸着ステージ３０の平面図を示す。ウエハシート２０を下側から押し上げる対向部材３６が、その外周に設けられた円筒状のステージ枠３５の内側に配置されている。対向部材３６は、図１に示したウエハシート２０の背面に対向するように配置されている。ウエハシート２０の面のうち、ウエハシート２０に対向する面（以下、対向面という。）に凹凸が形成されている。ここで、凹凸とは、例えば、図２Ｂに示すように、相互に合同の正四角錘形状の凸部３６Ｂが、ｘ方向及びｙ方向を行方向及び列方向とする行列状に隈なく配置されたものである。この正四角錘の各々の頂点が、凸部３６Ｂの頂部となる。凹凸が形成された正方形の領域（凸部３６Ｂが分布する領域）は、図１に示した１つの半導体チップ２２の大きさとほぼ等しい。

正四角錘の底面の一辺の長さをａとする。すなわち、これらの凸部の頂部は、ｘ方向及びｙ方向に、ピッチａで配列する。

凹凸が形成された正方形の領域の各辺よりもやや外側に、各辺に沿って開口３７が形成されている。凹凸が形成された領域内に、複数の貫通孔３８が形成されている。貫通孔３８は、凸部３６Ｂの頂部以外の領域に配置される。例えば、正四角錘の底面の角の位置に配置される。図２Ａに示した例では、５つの貫通孔３８が形成されている。このうち４つの貫通孔３８が、正方形の各頂点に対応する位置に配置され、残りの１つの貫通孔３８は、この正方形の中心に配置されている。貫通孔３８内に、それぞれ突き上げピン４１が挿入されている。

図２Ｂ及び図２Ｃに、それぞれ図２Ａの一点鎖線２Ｂ−２Ｂにおける断面図、及び２Ｃ−２Ｃにおける断面図を示す。ステージ枠３５の一方の端部（図２Ｂにおいて上端）が、対向部材３６で閉じられている。図２Ａを参照して説明したように、対向部材３６の対向面３６Ａに凹凸が形成されている。図２Ｂに示した断面では、凸部３６Ｂの断面は三角形である。凸部３６Ｂの頂部と、ステージ枠３５の端部とは、ほぼ同じ高さになるような位置関係を有する。

ステージ枠３５内に突き上げユニット４０Ａが装着されている。突き上げユニット４０Ａの上に、突き上げブロック４０Ｂが配置されている。突き上げブロック４０Ｂに突き上げピン４１が取り付けられている。突き上げピン４１は、貫通孔３８内を貫通し、その先端が対向部材３６の対向面３６Ａから外側に突出している。突き上げユニット４０Ａ及び突き上げブロック４０Ｂはステージ枠３５に対して軸方向に移動可能である。これにより、対向面３６Ａから突き上げピン４１が突出する量を変化させることができる。

突き上げユニット４０Ａ内に、ガスが流通する流路４３が形成されている。流路４３に真空ポンプ等の吸引装置４５が接続されている。吸引装置４５を動作させると、突き上げユニット４０Ａと対向部材３６との間の空間が減圧される。ステージ枠３５の先端及び凸部３６Ｂの頂部を、図１に示したウエハシート２０に接触させて、吸引装置４５を動作させると、対向面３６Ａとウエハシート２０との間の空間が、開口３７及び流路４３を介して減圧され、ウエハシート２０が吸着ステージ３０に吸引される。

図３、図４Ａａ〜図４Ｌを参照して、半導体チップのピックアップ方法について説明する。

図３に、実施例１による半導体チップのピックアップ方法のフローチャートを示す。まず、図１に示した保持機構３１を駆動して、剥離対象の半導体チップ２２を、吸着ステージ３０と重なる位置に移動させる（ステップＳＡ１）。

図４Ａａに示すように、吸着ステージ３０をウエハシート２２に近づけ、凸部３６Ｂの頂部Ｔをウエハシート２０の背面に接触させる（ステップＳＡ２）。このとき、突き上げピン４１の先端は、頂部Ｔよりも低い位置に保持されている。半導体チップ２２の中心Ｃ_１は、対向面３６Ａの凹凸が形成された領域の中心Ｃ_０からｘ方向に、ピッチａの１／２だけずれている。この状態で、図１に示した排気装置４５を動作させ、ウエハシート２０を吸引する（ステップＳＡ３）。これにより、凸部３６Ｂの頂部Ｔで支えられていない領域のウエハシート２０が半導体チップ２２から剥離される。

図４Ａｂに、図４Ａａに示した状態の平面図を示す。図４Ａｂの一点鎖線４Ａａ−４Ａａにおける断面図が図４Ａａに相当する。凸部３６Ｂの頂部Ｔの近傍の領域では、ウエハシート２０と半導体チップ２２との接着が維持されている。半導体チップ２２とウエハシート２０との接着が維持されている領域を、接着領域２５と呼ぶこととする。その他の領域では、ウエハシート２０が半導体チップ２２から剥離されている。ウエハシート２０が半導体チップ２２から剥離されている領域を、剥離領域２６ということとする。

図４Ｂａに示すように、吸着ステージ３０による吸引を停止させる（ステップＳＡ４）。これにより、ウエハシート２０は、その弾性により平坦な状態に戻る。ただし、図４Ｂｂに示すように、吸引時に一旦剥離した剥離領域２６においては、ウエハシート２０が半導体チップ２２に再接着されることはなく、剥離された状態が維持される。

図４Ｃに示すように、吸着ステージ３０をｚ方向に移動させて、ウエハシート２０から離す（ステップＳＡ５）。

図４Ｄに示すように、ウエハシート２０をｘ方向にピッチａの１／２だけ移動させることにより、平面視において、半導体チップ２２の中心Ｃ_１を、対向面３６Ａの凹凸が形成された領域の中心Ｃ_０に一致させる（ステップＳＡ６）。

図４Ｅａに示すように、吸着ステージ３０を上昇させて、凸部３６Ｂの頂部Ｔをウエハシート２０の背面に接触させる（ステップＳＡ７）。

図４Ｅｂに、図４Ｅａの状態の平面図を示す。頂部Ｔが、接着領域２５からｘ方向にずれており、頂部Ｔは、剥離領域２６においてウエハシート２０に接触する。すなわち、１回目の吸引時に、頂部Ｔに接触していた領域とは異なる領域に、頂部Ｔが接触する。また、１回目の吸引時に頂部Ｔに接触していた領域には、頂部Ｔが接触しない。

図４Ｆａに示すように、吸着ステージ３０による吸引を開始する（ステップＳＡ８）。２回目の吸引により、ウエハシート２０のうち、１回目の吸引時に剥離しなかった接着領域２５（図４Ｅｂ）において、ウエハシート２０が半導体チップ２２から剥離される。図４Ｆｂに示すように、半導体チップ２２のほぼ全域において、ウエハシート２０が半導体チップ２２から剥離される。

図４Ｇに示すように、突き上げユニット４０Ａ及び突き上げブロック４０Ｂを上昇させ、突き上げピン４１を、凸部３６Ｂの頂部Ｔよりも高い位置まで突出させる（ステップＳＡ９）。これにより、半導体チップ２２がウエハシート２０から持ち上げられる。

図４Ｈに示すように、吸着コレット３２を吸着ステージ３０に対向する位置まで移動させ、吸着コレット３２の先端を半導体チップ２２に接触させる（ステップＳＡ１０）。吸着コレット３２による吸引を開始し、半導体チップ２２を吸着コレット３２に吸着させる（ステップＳＡ１１）。

図４Ｉに示すように、吸着ステージ３０による吸引を停止させる（ステップＳＡ１２）。ウエハシート２０は、その弾性により、複数の突き上げピン４１で突き上げられた領域のみがやや盛り上がった状態になる。

図４Ｊに示すように、吸着コレット３２を上昇させることにより、半導体チップ２２をウエハシート２０からピックアップする（ステップＳＡ１３）。

図４Ｋに示すように、突き上げユニット４０Ａ、突き上げブロック４０Ｂ及び突き上げピン４１を下降させる（ステップＳＡ１４）。これにより、ウエハシート２０がほぼ平坦な状態に戻る。

図４Ｌに示すように、吸着ステージ３０を下降させ、ウエハシート２０から離す（ステップＳＡ１５）。

ウエハシート２０から良品の半導体チップがすべてピックアップされたか否かを判定する（ステップＳＡ１６）。良品の半導体チップがすべてピックアップされた場合には、処理を終了する。良品の半導体チップが残っている場合には、ステップＳＡ１に戻り、次に取り上げるべき半導体チップ２２ａが吸着ステージ３０と重なるまで、ウエハシート２０を移動させる。その後の工程は、図４Ａａ及び図４Ａｂ以降の工程と共通である。

上記実施例１では、図４Ａａ及び図４Ａｂに示した１回目の吸引、及び図４Ｆａ及び図４Ｆｂに示した２回目の吸引で、半導体チップ２２のほぼ全域において、ウエハシート２０が半導体チップ２２から剥離されている。このため、半導体チップ２２を突き上げる際（図４Ｇ）に、半導体チップ２２の割れ等の損傷の発生が防止される。さらに、半導体チップ２２をピックアップする際（図４Ｊ）に、半導体チップ２２がウエハシート２０上に残ることなく、半導体チップ２２をウエハシート２０から再現性よくピックアップすることができる。

実施例１では、１回目の吸引時（図４Ａａ、図４Ａｂ）に吸着ステージ３０に接触していた領域の全域が、２回目の吸引時（図４Ｅａ、図４Ｅｂ）に、吸着ステージ３０に接触していない。他の例として、１回目の吸引時に吸着ステージ３０に接触していた領域の少なくとも一部分が、２回目の吸引時に、吸着ステージ３０に接触せず、他の部分が吸着ステージ３０に接触していてもよい。この場合には、１回目の吸引時と２回目の吸引時との両方で吸着ステージ３０に接触していた領域においては、ウエハシート２０が半導体チップ２２から剥離されない。ただし、１回のみ吸引を行う場合に比べて、より広い領域でウエハシート２０を剥離させることができる。

図５に、実施例２によるピックアップ装置の吸着ステージ３０の平面図を示す。以下、図２Ａに示した実施例１の吸着ステージ３０との相違点に着目して説明し、同一の構成については説明を省略する。

実施例１では、対向面３６Ａのうち凹凸が形成された領域が、半導体チップ２２とほぼ同じ大きさであった。実施例２では、凹凸が形成された領域が、ｘ方向に並ぶ２つの半導体チップ２２とほぼ重なる大きさとされている。凹凸が形成された領域のうち第１の領域５０が、一方の半導体チップと重なり、第２の領域５１が、他方の半導体チップと重なる。第１の領域５０内の凸部の頂部Ｔ_１をｘ方向に並進移動すると、第２の領域５１内の凸部の頂部Ｔ_２に一致する。貫通孔３８及び突き上げピン４１は、第２の領域５１内にのみ配置され、第１の領域５０内には配置されていない。

次に、図６、図７Ａａ〜図７Ｂｂを参照して、実施例２によるピックアップ装置を用いたピックアップ方法について説明する。

図６に、実施例２によるピックアップ装置を用いたピックアップ方法のフローチャートを示す。

図７Ａａに示すように、ピックアップすべき半導体チップ２２が、吸着ステージ３０の第１の領域５０と重なるように、ウエハシート２０を移動させる（ステップＳＢ１）。このとき、半導体チップ２２の中心Ｃ_１は、第１の領域５０の中心Ｃ_２から、頂部Ｔ_１のピッチａの１／２だけ＋ｘ方向または−ｘ方向にずれている。中心Ｃ_２は、ｘ方向に隣り合う２つの頂部Ｔ_１の中央に位置する。凸部３６Ｂの頂部Ｔ_１及びＴ_２をウエハシート２０に接触させた状態で、吸着ステージ３０により吸引を行う（ステップＳＢ２、ＳＢ３）。

図７Ａｂに示すように、頂部Ｔ_１を含む接着領域２５内ではウエハシート２０が半導体チップ２２に接着されたままであり、接着領域２５以外の剥離領域２６において、ウエハシート２０が半導体チップ２２から剥離される。図７Ａｂの一点鎖線７Ａａ−７Ａａにおける断面図が図７Ａａに相当する。その後、吸着ステージ３０による吸引を停止し（ステップＳＢ４〜ＳＢ６））、半導体チップ２２が第２の領域５１と重なるように、ウエハシート２０をｘ方向に移動させる。

図７Ｂａに示すように、半導体チップ２２の中心Ｃ_１が、第２の領域５１の中心Ｃ_３に一致した時点で、ウエハシート２０の移動を停止させる（ステップＳＢ６）。中心Ｃ_３は、ｘ方向に隣り合う２つの頂部Ｔ２の中央に位置する。ステップＳＢ６における移動距離は、１チップ分＋ピッチａの１／２または１チップ分−ピッチａの１／２である。半導体ウエハ２２の隣（後方）に配置されている半導体ウエハ２２ａが第１の領域５０と重なる。後方の半導体ウエハ２２ａの中心Ｃ_４は、第１の領域５０の中心Ｃ_２と一致する。この状態で、吸着ステージ３０を上昇させて（ステップＳＢ７）、ウエハシート２０を吸引する（ステップＳＢ８）。

図７Ｂｂに示すように、半導体チップ２２内の領域では、ｘ方向に隣り合う接着領域２５の間の剥離領域２６において、頂部Ｔ_２がウエハシート２０に接触する。図７Ｂｂの一点鎖線７Ｂａ−７Ｂａにおける断面図が図７Ｂａに相当する。吸引を行うと、半導体チップ２２内の接着領域２５において、ウエハシート２０が半導体チップ２２から剥離される。後方の半導体チップ２２ａ内においては、頂部Ｔ_１を含む接着領域２５ａ内でウエハシート２０が半導体チップ２２ａに接着されたままであり、それ以外の剥離領域２６ａでは、ウエハシート２０が半導体チップ２２ａから剥離される。

その後、実施例１と同様に、突き上げピン４１による半導体チップ２２の突き上げ（ステップＳＢ９）、吸着コレットによる半導体チップ２２のピックアップを行う（ステップＳＢ１０〜ＳＢ１５）。半導体チップ２２のほぼ全域において、ウエハシート２０が半導体チップ２２から剥離されているため、半導体チップ２２をウエハシート２０から容易にピックアップすることができる。

ウエハシート２０から良品の半導体チップがすべてピックアップされたか否かを判定する（ステップＳＢ１６）。良品の半導体チップがすべてピックアップされた場合には、処理を終了する。良品の半導体チップが残っている場合には、ステップＳＢ６に戻り、後方の半導体チップ２２ａを第２の領域５１と重ねた後、ウエハシート２０の吸引、半導体チップ２２ａの突き上げ及びピックアップを行う。このとき、半導体チップ２２ａの中心Ｃ_４を、第２の領域５１の中心Ｃ_３から、ピッチａの１／２だけｘ方向にずらして配置する。これにより、半導体チップ２２ａのほぼ全域において、ウエハシート２０を半導体チップ２２ａから剥離させることができる。

実施例２では、図７Ｂａ及び図７Ｂｂに示した状態で、半導体チップ２２に対して２回目の吸引を行うと同時に、後方の半導体チップ２２ａに対して１回目の吸引が行われる。このため、実施例１の方法に比べて、１枚のウエハのすべての半導体チップをウエハシートからピックアップする時間を短縮することができる。

図８に、ウエハ５３内の複数の半導体チップ２２の取り上げの順番の一例を示す。複数の半導体チップ２２が行列状に配列している。まず、最下行の右端の半導体チップ２２から左に向かってピックアップを進める。左端の半導体チップ２２のピックアップが終了すると、１行上の右端の半導体チップ２２から左に向かってピックアップを進める。

ピックアップが行われている半導体チップ２２が吸着ステージ３０の第２の領域５１と重なっているとき、その左隣の半導体チップ２２が、第１の領域５０と重なっている。このように、１つの行内においては、右端から左端に向かって一方向に半導体チップ２２のピックアップが進められる。

図９に、実施例３によるピックアップ装置の吸着ステージの平面図を示す。以下、図５に示した吸着ステージ３０との相違点に着目して説明し、共通部分については説明を省略する。

図５に示した実施例２では、第２の領域５１内の頂部Ｔ_２と、第１の領域５０内の頂部Ｔ_１とは、ｙ方向に関して同一の位置に配置されていた。実施例３では、第２の領域５１内の頂部Ｔ_２が、第１の領域５０内の頂部Ｔ_１に対して、ｙ方向にずれて配置されている。ずれ量は、例えばピッチａの１／２である。

図１０Ａに、半導体チップ２２に対して１回目の吸引を行うときの平面図を示す。半導体チップ２２が第１の領域５０と重なる。両者の中心は一致している。この状態で吸引を行う。半導体チップ２２内では、頂部Ｔ_１を含む接着領域２５内で、ウエハシート２０が半導体チップ２２に接着したままになり、それ以外の剥離領域２６では、ウエハシート２０が半導体チップ２２から剥離される。

図１０Ｂに、半導体チップ２２に対して２回目の吸引を行うときの平面図を示す。半導体チップ２２が第２の領域５１と重なっている。半導体チップ２２内では、ｙ方向に隣り合う２つの接着領域２５の間に頂部Ｔ_２が配置される。この状態で吸引を行うと、接着領域２５において、ウエハシート２０が半導体チップ２２から剥離される。後方の半導体チップ２２ａが第１の領域５０と重なり、１回目の吸引が行われる。

実施例３では、半導体チップ２２を第１の領域５０から第２の領域５１まで移動させるときに、ｘ方向の移動距離が目標値からずれても、接着領域２５が頂部Ｔ_２と重なることはない。このため、半導体チップ２２の全域で、安定して、ウエハシート２０を半導体チップ２２から剥離することができる。

なお、第１の領域５０内の頂部Ｔ_１を、半導体チップ２２のｘ方向の配列周期に等しい距離だけ並進移動させたとき、第２の領域５１内の頂部Ｔ_２と重ならないように、頂部Ｔ_１及びＴ_２を配置してもよい。第１の領域５０内の頂部Ｔ_１を、半導体チップ２２のｘ方向の配列周期に等しい距離だけ並進移動させたときの頂部Ｔ_１の位置に対して、第２の領域５１内の頂部Ｔ_２がｘ方向にずれている場合には、実施例３の場合に比べて、半導体チップ２２のｘ方向への移動距離に高い精度が求められる。

図１１に、実施例４によるピックアップ装置の吸着ステージの平面図を示す。以下、図９に示した実施例３の吸着ステージ３０との相違点に着目して説明し、共通部分については説明を省略する。

実施例３では、対向面３６Ａに第１の領域５０と第２の領域５１とが設けられていた。実施例４では、さらに第３の領域５２が設けられている。図１に示したｘ方向に並ぶ３つの半導体チップ２２のうち、左端の半導体チップ２２を第１の領域５０に重ね、中央の半導体チップ２２を第２の領域５１に重ねたとき、右端の半導体チップ２２が第３の領域５２に重なる。

第３の領域５２内の頂部Ｔ_３の位置は、ｙ方向に関して、第２の領域５１内の頂部Ｔ_２の位置からずれている。一例として、第３の領域５２内の頂部Ｔ_３の位置は、ｙ方向に関して、第１の領域５０内の頂部Ｔ_１の位置に一致する。第３の領域５２内には、突き上げピン４１が配置されていない。

１つの半導体チップ２２に着目すると、実施例３では、第１の領域５０内で１回目の吸引が行われ、第２の領域５１内で２回目の吸引及びピックアップが行われた。実施例４では、第３の領域５２内で１回目の吸引を行い、第２の領域５１内で２回目の吸引及びピックアップを行うことも可能である。

図１２に、ウエハ５３内の複数の半導体チップ２２のピックアップの順番の一例を示す。複数の半導体チップ２２が行列状に配列している。１つの行内の右端から左端に向かってピックアップを進める場合には、第１の領域５０内で１回目の吸引を行い、第２の領域５１内で２回目の吸引とピックアップを行う。左端から右端に向かってピックアップを進める場合には、第３の領域５２内で１回目の吸引を行い、第２の領域５１内で２回目の吸引とピックアップを行う。

このように、１つの行の右端から左端に向かう処理、及び左端から右端に向かう処理のいずれの処理も可能である。このため、実施例３に比べて、１枚のウエハ５３のピックアップ時間を短縮することができる。

図１３に、実施例５によるピックアップ装置の吸着ステージの平面図を示す。以下、図９に示した実施例３の吸着ステージ３０との相違点に着目して説明し、共通部分については説明を省略する。

実施例３では、対向面３６Ａに第１の領域５０と第２の領域５１とが設けられていた。実施例５では、さらに第４の領域５３が設けられている。図１に示したｘ方向に並ぶ３つの半導体チップ２２のうち、中央の半導体チップ２２を第１の領域５０に重ね、右端の半導体チップ２２を第２の領域５１に重ねたとき、左端の半導体チップ２２が第４の領域５３に重なる。

ｙ方向に関して、第４の領域５３内の頂部Ｔ_４の位置（ｙ座標）は、第１の領域５０内の頂部Ｔ_１及び第２の領域５１内の頂部Ｔ_２のいずれの位置（ｙ座標）とも一致しない。例えば、第２の領域５１内の頂部Ｔ_２のｙ座標は、第１の領域５０内の頂部Ｔ_１をｙ軸の正の向きにピッチａの１／３だけずらした位置に一致する。第４の領域５３内の頂部Ｔ_４のｙ座標は、第１の領域５０内の頂部Ｔ_１をｙ軸の負の向きにピッチａの１／３だけずらした位置に一致する。第４の領域５３内には、突き上げピン４１が配置されていない。

実施例５では、１つの半導体チップに着目すると、第４の領域５３内で１回目の吸引を行い、第１の領域５０内で２回目の吸引を行い、第２の領域５１内で３回目の吸引とピックアップを行う。このように、１枚の半導体チップ２２に対して３回の吸引を行うことにより、ウエハシート２０の粘着力が強い場合でも、半導体チップ２２のピックアップを安定して行うことができる。

図１４Ａに、実施例６によるピックアップ装置の吸着ステージの対向面の平面図を示す。実施例１〜実施例５では、対向面３６Ａに形成された凸部の頂部が点状であった。実施例６では、凸部の頂部が直線状である。すなわち、凸部は尾根状である。

第１の領域５０及び第２の領域５１内に、それぞれｘ方向に延在する直線状の複数の頂部Ｒ_１及びＲ_２が、ｙ方向にピッチａで配列している。第２の領域５１内の頂部Ｒ_２のｙ方向の位置は、第１の領域５０内の頂部Ｒ_１のｙ方向の位置から、ピッチａの１／２だけずれている。このため、図９に示した実施例３のピックアップ装置と同じ効果が得られる。

図１４Ｂに、実施例６の変形例によるピックアップ装置に用いられる吸着装置の対向面の平面図を示す。図１４Ｂに示した例では、第１の領域５０内の頂部Ｒ_１及び第２の領域５１内の頂部Ｒ_２が、同心円状に配置されている。頂部Ｒ_１が描く同心円の各々の半径は、頂部Ｒ_２が描く同心円のいずれの半径とも一致しない。例えば、半径の増分がａの同心円のうち奇数番目の円周で、第１の領域５０内の頂部Ｒ_１を構成し、偶数番目の円周で、第２の領域５１内の頂部Ｒ_２を構成する。

頂部Ｒ_１の間に谷部Ｖ_１が形成されており、頂部Ｒ_２の間に谷部Ｖ_２が形成されている。頂部Ｒ_１及び頂部Ｒ_２には、それぞれ切れ目Ｄ_１及びＤ_２が設けられている。切れ目Ｄ_１、Ｄ_２は、対向面に吸着されたウエハシートと、谷部Ｖ_１、Ｖ_２との間の空間が、外部から遮断されて密閉されてしまうことを防止する。

第１の領域５０内の同心円の中心と、第２の領域５１内の同心円の中心は、ｙ方向に関して同じ位置に配置され、ｘ方向の間隔は、図１に示した半導体チップ２２のｘ方向のピッチに等しい。半導体チップ２２に対して第１の領域５０内で１回目の吸引を行い、第２の領域５１内で２回目の吸引を行うと、頂部Ｒ_１とＲ_２とは、ウエハシート２０に、異なる位置で接触する。このため、半導体チップ２２のほぼ全域において、ウエハシート２０を半導体チップ２２から剥離させることができる。

図１５Ａに、実施例７によるピックアップ装置に用いられる吸着ステージの平面図を示す。以下、図９に示した実施例３によるピックアップ装置の吸着ステージとの相違点に着目して説明し、共通部分については説明を省略する。

実施例７では、第２の領域内に、貫通孔３８の他に、複数の貫通孔３８Ａが形成されている。貫通孔３８内に、突き上げピン４１が挿入されている。

図１６Ａに、突き上げブロック４０Ｂ及び突き上げピン４１の斜視図を示す。この突き上げピン４１が、図１５Ａに示した貫通孔３８を通過して、対向面３６Ａの上に突出する。

図１６Ｂに、もう１つの突き上げブロック４０Ｂａ及び突き上げピン４１ａの斜視図を示す。突き上げブロック４０Ｂと、もう１つの突き上げブロック４０Ｂａとは、相互に交換可能に、突き上げユニット４０Ａに装着される。

図１５Ａは、突き上げブロック４０Ｂを吸着ステージ３０に装着した状態を示している。図１５Ｂに、もう１つの突き上げブロック４０Ｂａを装着した状態を示している。図１５Ｂの状態では、貫通孔３８内に突き上げピン４１が挿入されず、その代わりに、貫通孔３８Ａ内に突き上げピン４１ａが挿入される。

図１５Ｂに示すように、半導体チップ２２よりも小さな半導体チップ２２Ｓを第２の領域５１に重ねたとき、最外周の突き上げピン４１ａを結ぶ直線で囲まれた多角形（図１５Ｂの例では正方形）が、半導体チップ２２Ｓに内包される。図１５Ａに示した最外周の突き上げピン４１ａを結ぶ直線で囲まれた多角形（図１５Ａの例では正方形）は、図１５Ｂに示した小さな半導体チップ２２Ｓよりも大きく、大きな半導体チップ２２よりも小さい。

大きな半導体チップ２２のピックアップを行う場合には、図１６Ａに示した突き上げブロック４０Ｂを突き上げユニット４０Ａの上に配置して、吸着ステージ３０に装着する。小さな半導体チップ２２Ｓのピックアップを行う場合には、図１６Ｂに示した突き上げブロック４０Ｂａを突き上げユニット４０Ａの上に配置して、吸着ステージ３０に装着する。このように、２種類の突き上げブロック４０Ｂ、４０Ｂａが準備され、２種類の突き上げブロック４０Ｂ、４０Ｂａの突き上げピン４１、４１ａの位置に対応する貫通孔３８、３８Ａが形成されている。これにより、１つの吸着ステージ３０で、チップサイズの異なる半導体チップのピックアップを行うことが可能になる。

以上実施例に沿って本発明を説明したが、本発明はこれらに制限されるものではない。例えば、種々の変更、改良、組み合わせ等が可能なことは当業者に自明であろう。

２０ ウエハシート
２１ ウエハフレーム
２２ 半導体チップ
２５ 接着領域
２６ 剥離領域
３０ 吸着ステージ
３１ 保持機構
３２ 吸着コレット
３５ ステージ枠
３６ 対向部材
３６Ａ 対向面
３６Ｂ 凸部
３７ 開口
３８、３８Ａ 貫通孔
４０Ａ 突き上げユニット
４０Ｂ、４０Ｂａ 突き上げブロック
４１、４１ａ 突き上げピン
４３ 流路
４５ 排気装置
５０ 対向面内の第１の領域
５１ 対向面内の第２の領域
５２ 対向面内の第３の領域
５３ 対向面内の第４の領域

Claims (6)

1. 相互に分離された複数の半導体チップが表面に貼付されたウエハシートを保持する保持機構と、
   前記保持機構に保持されたウエハシートの背面に対向するように配置され、少なくとも、第１の方向に隣り合う２つの半導体チップに対応する領域に対向し、該ウエハシートに対向する対向面に凹凸が設けられている吸着ステージと、
   前記保持機構に保持されたウエハシートの背面に、前記対向面の凸部の頂部を接触させた状態で、該対向面と該ウエハシートとの間の空間を減圧する排気装置と
   を有し、
   前記対向面に、前記第１の方向に並んだ２つの半導体チップのうち一方に重なる第１の領域と、他方に重なる第２の領域とが画定されており、前記第２の領域内の凸部の頂部は、前記第１の領域内の凸部の頂部を前記第１の方向に並進移動させても重ならないように分布していることを特徴とする半導体チップのピックアップ装置。
2. 前記第１の方向と直交する方向に関して、前記第１の領域内の凸部の頂部の位置には、前記第２の領域内の凸部の頂部が配置されていないことを特徴とする請求項１に記載の半導体チップのピックアップ装置。
3. 前記吸着ステージの前記対向面は、前記第１の方向に並ぶ３つの半導体チップに対応する領域に対向し、
   前記第１の方向に並んだ３つの半導体チップのうち、一方の端の半導体チップを前記第１の領域に重ね、中央の半導体チップを前記第２の領域に重ねたとき、他方の端の半導体チップに重なる第３の領域が前記対向面に画定されており、
   前記第２の領域内の凸部の頂部は、前記第３の領域内の凸部の頂部を前記第１の方向に並進移動させても重ならないように分布していることを特徴とする請求項１または２に記載の半導体チップのピックアップ装置。
4. 前記ステージの前記対向面は、前記第１の方向に並ぶ３つの半導体チップに対応する領域に対向し、
   前記第１の方向に並んだ３つの半導体チップのうち、一方の端の半導体チップを前記第２の領域に重ね、中央の半導体チップを前記第１の領域に重ねたとき、他方の端の半導体チップに重なる第４の領域が前記対向面に画定されており、
   前記第２の領域内の凸部の頂部は、前記第４の領域内の凸部の頂部を前記第１の方向に並進移動させても重ならないように分布していることを特徴とする請求項１または２に記載の半導体チップのピックアップ装置。
5. 前記吸着ステージは、さらに、
   前記第２の領域に重なっている半導体チップを、前記対向面から遠ざける突き上げる突き上げピンが貫通する複数の貫通孔と、
   前記貫通孔を貫通する突き上げピンが設けられ、相互に交換可能に装着される第１及び第２の突き上げブロックを含み、
   前記第２の領域よりも小さな第１の大きさの半導体チップを前記第２の領域に重ねたとき、前記第１の突き上げブロックに設けられた最外周の突き上げピンを結ぶ直線で囲まれた多角形は、前記第１の大きさの半導体チップに内包され、前記第２の突き上げブロックに設けられた最外周の突き上げピンを結ぶ直線で囲まれた多角形は、前記第１の大きさの半導体チップよりも大きいことを特徴とする請求項１乃至４のいずれか１項に記載の半導体チップのピックアップ装置。
6. 相互に分離された複数の半導体チップが表面に貼付されたウエハシートから、前記半導体チップをピックアップする半導体チップの製造方法であって、
   前記ウエハシートの背面のうち、少なくとも１つの前記半導体チップに対応するチップ領域の一部の領域である吸着領域に吸着ステージを接触させ、該吸着ステージを接触させた状態で前記ウエハシートと前記吸着ステージとの間の空間を減圧し、
   次いで、前記ウエハシートの背面のうち、前記チップ領域内であって、かつ前記吸着領域とは異なる領域に、前記吸着ステージを接触させ、該吸着ステージを接触させた状態で前記ウエハシートと前記吸着ステージとの間の空間を減圧し、
   次いで、前記チップ領域に対応する前記半導体チップを、前記ウエハシートからピックアップする
   ことを特徴とする半導体チップの製造方法。

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