JP2014027079A - ピックアップ方法およびピックアップ装置 - Google Patents

Abstract

【課題】ピックアップされるチップに糊残りを残留させないようにする。
【解決手段】分割される前の各半導体チップ３の厚み方向に形成されている凹部３ｂの縁面３ｃを粘着層１ａに貼り付けてワーク２をＵＶ硬化型テープ１にマウントする（図１（ａ））。ＵＶ硬化型テープ１にマウントされたワーク２をダイシングして複数個の半導体チップ３に分割する（図１（ｂ））。ワーク２がマウントされたＵＶ硬化型テープ１を、ワーク２が複数個の半導体チップ３に分割された状態で、ワーク２を中心とする一方および他方へ拡張し、凹部３ｂの縁端面３ｄに糊溜まり５を生じさせる（図１（ｃ））。拡張されたＵＶ硬化型テープ１を縮退させ、糊溜まり５を凹部３ｂの縁端面３ｄから離し（図１（ｄ）、粘着層１ａを硬化させ（図１（ｅ））、分割された半導体チップ３をピックアップする（図１（ｆ））。
【選択図】 図１

Description

この発明は、テープにマウントされた半導体ウエハなどのワークを複数個のチップに分割してピックアップするピックアップ方法およびピックアップ装置に関するものである。

従来より、半導体チップの製造過程では、テープの粘着層に半導体ウエハをワークとしてマウントし、このテープにマウントされたワークをダイシングして複数個の半導体チップに分割し、この分割された半導体チップをピックアップするようにしている。

この場合、粘着層を有するテープとして、例えば紫外線硬化型のテープ（ＵＶ硬化型テープ）を使用し、テープにマウントされたワークをダイシングして複数個の半導体チップに分割した後、テープに紫外線を照射して粘着層を硬化させるようにしている。これにより、テープの粘着力が低下し、半導体チップをテープから剥がし易くなる（例えば、特許文献１参照）。

特開平５−２１７９６９号公報

しかしながら、このような方法では、半導体チップの形状によっては、半導体チップをピックアップする際に、ピックアップされた半導体チップに粘着層の糊が残ることがあり、この残された糊によって不良が発生することがあった。この糊残りについて、半導体チップの形状として、その厚み方向に凹部が形成されている半導体チップを例にとって説明する。

図１１にＵＶ硬化型テープにマウントされたワークの要部の断面図を示す。同図において、１はＵＶ硬化型テープであり、粘着層１ａを有している。２はＵＶ硬化型テープ１の粘着層１ａにマウントされたワークであり、ＵＶ硬化型テープ１へのマウント後、ダイシングによって複数個の半導体チップ３に分割されている。半導体チップ３は、その上面をダイアフラム３ａとするために、厚み方向に凹部３ｂが形成されている。ワーク２は、図１１示されるように、分割される前の各半導体チップ３の凹部３ｂの縁面３ｃを粘着層１ａに貼り付けて、ＵＶ硬化型テープ１にマウントされている。

この状態で、ＵＶ硬化型テープ１に紫外線が照射され、粘着層１ａが硬化される。この際、各半導体チップ３の凹部３ｂには酸素が存在することにより、凹部３ｂ内の粘着層１ａの糊の硬化反応が阻害される。これにより、図１２に示すように、半導体チップ３のピックアップ時、半導体チップ３の凹部３ｂの縁端面３ｄに糊が引っかかり、その糊が粘着層１ａより切れて、半導体チップ３に糊残り４として残留する。この残留した糊残り４によって半導体チップ３に不良が発生することがあった。

本発明は、このような課題を解決するためになされたもので、その目的とするところは、ピックアップされるチップに糊残りを残留させないようにすることが可能なピックアップ方法およびピックアップ装置を提供することにある。

このような目的を達成するために本発明は、テープの粘着層にワークをマウントし、このテープにマウントされたワークをダイシングして複数個のチップに分割し、この分割されたチップをピックアップするピックアップ方法において、分割される前の各チップの厚み方向に形成されている凹部の縁面を粘着層に貼り付けてワークをテープにマウントするステップと、テープにマウントされたワークをダイシングして複数個のチップに分割するステップと、ワークがマウントされたテープを、ワークが複数個のチップに分割された状態で、ワークを中心とする一方および他方へ拡張するステップと、拡張されたテープを元の方向へ縮退させるステップと、縮退されたテープの粘着層を硬化させるステップと、粘着層が硬化されたテープから分割されたチップをピックアップするステップとを備えることを特徴とする。

本発明では、分割される前の各チップの厚み方向に形成されている凹部の縁面を粘着層に貼り付けてワークをテープにマウントし、このテープにマウントされたワークをダイシングして複数個のチップに分割する。そして、このワークがマウントされたテープを、ワークが複数個のチップに分割された状態で、ワークを中心とする一方および他方へ拡張し、この拡張されたテープを元の方向へ縮退させる。

この場合、一方および他方へのテープの拡張によって、各チップの凹部の縁面に接していた糊がこすり取られ、凹部の縁端面に糊溜まりが生じる。凹部の縁端面に生じた糊溜まりは、拡張されたテープを元の方向へ縮退させることによって、凹部の縁端面から離れる。この状態で、テープの粘着層を硬化させ、分割されたチップをテープからピックアップする。この場合、テープの拡張と縮退によって、各チップの凹部の縁面に接している糊の量は減少しており、またこの糊の減少により生じる糊溜まりは凹部の縁端面から離れているので、凹部内の粘着層の糊の硬化反応が阻害されていたとしても、チップのピックアップ時に糊残りが残留する確率は小さく、また糊残りが残留したとしてもその量は僅かとなる。

本発明において、ワークをマウントするテープは、外部エネルギーを投入することによって粘着層が硬化するテープを用いる。例えば、その一例として、紫外線を照射することにより粘着層が硬化する紫外線硬化型のテープを用いたり、熱を加えることにより粘着層が硬化する熱硬化型のテープを用いたりすることが考えられる。また、本発明は、上述したピックアップ方法を適用したピックアップ装置として構成することもできる。

本発明によれば、ワークがマウントされたテープを、ワークが複数個のチップに分割された状態で、ワークを中心とする一方および他方へ拡張し、拡張されたテープを元の方向へ縮退させ、縮退されたテープの粘着層を硬化させるようにしたので、テープの拡張と縮退によって、各チップの凹部の縁面に接していた糊の量が減少する一方、この糊の減少によって生じる糊溜まりが凹部の縁端面から離れるものとなり、凹部内の粘着層の糊の硬化反応が阻害されていたとしても、チップのピックアップ時に糊残りが残留する確率は小さく、また糊残りが残留したとしてもその量は僅かとなり、ピックアップされるチップに糊残りを残留させないようにすることが可能となる。

本発明に係るピックアップ方法の概略を説明するための工程図である。 本発明に係るピックアップ方法の一実施の形態を説明するための工程図（第１工程）である。 本発明に係るピックアップ方法の一実施の形態を説明するための工程図（第２工程（クランプ前））である。 本発明に係るピックアップ方法の一実施の形態を説明するための工程図（第２工程（クランプ後））である。 本発明に係るピックアップ方法の一実施の形態を説明するための工程図（第３工程）である。 本発明に係るピックアップ方法の一実施の形態を説明するための工程図（第４工程）である。 本発明に係るピックアップ方法の一実施の形態を説明するための工程図（第５工程）である。 本発明に係るピックアップ方法の一実施の形態を説明するための工程図（第６工程）である。 本発明に係るピックアップ方法の一実施の形態を説明するための工程図（第７工程）である。 本発明に係るピックアップ方法を適用したピックアップ装置の要部を示すブロック図である。 ＵＶ硬化型テープにマウントされたワーク（半導体ウエハ）の要部の断面図である。 ピックアップされる半導体チップに糊残りが残留する様子を示す図である。

以下、本発明の実施の形態を図面に基づいて詳細に説明する。
〔概略〕
図１はこの発明に係るピックアップ方法の概略を説明するための工程図である。同図において、図１１とと同一符号は図１１を参照して説明した構成要素と同一或いは同等構成要素を示し、その説明は省略する。

〔マウント〕
先ず、図１（ａ）に示すように、ワーク２をＵＶ硬化型テープ１にマウントする。この場合、分割される前の各半導体チップ３の厚み方向に形成されている凹部３ｂの縁面３ｃを粘着層１ａに貼り付けて、ワーク２をＵＶ硬化型テープ１にマウントする。

〔ダイシング〕
次に、図１（ｂ）に示すように、ＵＶ硬化型テープ１にマウントされたワーク２をダイシングして、複数個の半導体チップ３に分割する。

〔拡張（エキスパンド）〕
そして、図１（ｃ）に示すように、ワーク２がマウントされたＵＶ硬化型テープ１を、ワーク２が複数個の半導体チップ３に分割された状態で、ワーク２を中心とする一方および他方へ拡張（エキスパンド）する。

この一方および他方へのＵＶ硬化型テープ１の拡張によって、各半導体チップ３の凹部３ｂの縁面３ｃに接していた糊がこすり取られて減少し、凹部３ｂの縁端面３ｄに糊溜まり５が生じる。

〔縮退（エキスパンド戻し）〕
次に、図１（ｄ）に示すように、拡張したＵＶ硬化型テープ１を元の方向へ縮退（エキスパンド戻し）させる。このＵＶ硬化型テープ１の元の方向への縮退により、凹部３ｂの縁端面３ｄに生じていた糊溜まり５が凹部３ｂの縁端面３ｄから離れる。

〔ＵＶ硬化〕
この状態で、図１（ｅ）に示すように、ＵＶ硬化型テープ１に紫外線６を照射し、ＵＶ硬化型テープ１の粘着層１ａを硬化させる。この時の紫外線６の照射量（紫外線の露光量）はＵＶ硬化型テープ１の推奨露光量とする。

〔ピックアップ〕
そして、この推奨露光量の紫外線６の照射後、図１（ｆ）に示すように、分割された半導体チップ３をピックアップする。

この場合、ＵＶ硬化型テープ１の拡張と縮退によって、半導体チップ３の凹部３ｂの縁面３ｃに接している糊の量は減少しており、またこの糊の減少によって生じた糊溜まり５は凹部３ｂの縁端面３ｄから離れているので、凹部３ｂ内の粘着層１ａの糊の硬化反応が阻害されていたとしても、半導体チップ３のピックアップ時に糊残りが残留する確率は小さく、また糊残りが残留したとしてもその量は僅かとなる。

〔実施の形態〕
次に、本発明に係るピックアップ方法の一実施の形態を、図２〜図９に示す工程図および図１０に示すブロック図を参照しながら説明する。

なお、図３〜図９において、（ａ）はワーク２における１つの半導体チップ３について着目した図、（ｂ）はワーク２がセットされる或いはセットされたステージ部の構成を示す側断面図である。ステージ部には、その上面部にクランプ７が設けられた固定ステージ８と、この固定ステージ８の中空部に上下方向に移動可能に設けられたリング状の可動ステージ（以下、リングステージと呼ぶ）９と、このリングステージ９の下方に位置しリングステージ９とともに昇降するＵＶランプユニット１０とが設けられている。

また、図１０において、１００はこのピックアップ方法を適用したピックアップ装置２００を構成する各部の動作を制御する制御装置であり、プロセッサや記憶装置からなるハードウェアと、これらのハードウェアと協働して各種機能を実現させるプログラムとによって実現される。ピックアップ装置２００を構成する各部については、その機能を交えながら以下の工程の説明と合わせて説明する。

〔第１工程：マウント〕
制御装置１００は、ワーク搬送装置１０１に指示を与え、図２（ａ）にその平面図を、図２（ｂ）にその側断面図を示すように、ワーク２をＵＶ硬化型テープ１にマウントする。この例において、ＵＶ硬化型テープ１はリング状の金属フレーム１１の下面に貼り付けられており、分割される前の各半導体チップ３の厚み方向に形成されている凹部３ｂの縁面３ｃを粘着層１ａに貼り付けるようにして、ＵＶ硬化型テープ１の中央部にワーク２をマウントする。

〔第２工程：ステージへのセット」
次に、制御装置１００は、ワーク搬送装置１０１に指示を与え、図３（ｂ）に示すように、ワーク２がマウントされたＵＶ硬化型テープ１を金属フレーム１１とともにステージ部まで搬送し、固定ステージ８の上に載せる。そして、クランプ装置１０２を作動させ、図４（ｂ）に示すように、金属フレーム１１をクランプ７によってクランプする。

〔第３工程：ダイシング〕
次に、制御装置１００は、ダイシング装置１０３に指示を与え、図５（ｂ）に示すように、ＵＶ硬化型テープ１にマウントされているワーク２をダイシングして、複数個の半導体チップ３に分割する。

〔第４工程：拡張（エキスパンド）〕
そして、制御装置１００は、リングステージ昇降装置１０４に指示を与え、図６（ｂ）に示すように、リングステージ９をＵＶランプユニット１０とともに上昇させ、固定ステージ８からのＵＶ硬化型テープ１の面までの高さをＨ１（例えば、Ｈ１＝２７ｍｍ）とする。

これにより、クランプ７によってその縁面が押さえられているＵＶ硬化型テープ１が上方へ押し上げられ、ＵＶ硬化型テープ１がワーク２中心とする一方および他方へ拡張（エキスパンド）される。この時、隣り合う半導体チップ３間には、隙間ｈ１が生じる。

この一方および他方へのＵＶ硬化型テープ１の拡張によって、図６（ａ）に示すように、各半導体チップ３の凹部３ｂの縁面３ｃに接していた糊がこすり取られて減少し、凹部３ｂの縁端面３ｄに糊溜まり５が生じる。

〔第５工程：縮退（エキスパンド戻し）〕

次に、制御装置１００は、リングステージ昇降装置１０４に指示を与え、図７（ｂ）に示すように、リングステージ９をＵＶランプユニット１０とともに降下させ、固定ステージ８からのＵＶ硬化型テープ１の面までの高さをＨ２（例えば、Ｈ２＝２３ｍｍ、Ｈ２＜Ｈ１）とする。

これにより、クランプ７によりその縁面が押さえられているＵＶ硬化型テープ１が下方へ押し下げられ、拡張されたＵＶ硬化型テープ１が元の方向へ縮退（エキスパンド戻し）する。この時、隣り合う半導体チップ３間には、隙間ｈ２（ｈ２＜ｈ１）が生じる。

このＵＶ硬化型テープ１の元の方向への縮退により、図７（ａ）に示すように、凹部３ｂの縁端面３ｄに生じていた糊溜まり５が凹部３ｂの縁端面３ｄから離れる。

〔第６工程：ＵＶ硬化〕
この状態で、制御装置１００は、ＵＶランプユニット作動装置１０５に指示を与え、図８（ｂ）に示すように、紫外線６を照射させる。ＵＶ硬化型テープ１は、紫外線が照射されると粘着層１ａが硬化して、粘着力が低下する。この時の紫外線６の照射量（紫外線の露光量）はＵＶ硬化型テープ１の推奨露光量とする。

〔第７工程：ピックアップ〕
そして、制御装置１００は、この推奨露光量の紫外線６の照射後、ニードルピン駆動装置１０７やピックアップ吸着コレット駆動装置１０８を作動させて、図９に示すように、所望の半導体チップ３をピックアップする。

すなわち、制御装置１００は、チップ位置認識用カメラ１０６によって、所望の半導体チップ３の位置を認識し、ニードルピン駆動装置１０７を作動させて、ＵＶ硬化型テープ１の下側から所望の半導体チップ３をニードルピン１２で押し上げる。また、ピックアップ吸着コレット駆動装置１０８を作動させて、ピックアップ吸着コレット１３を所望の半導体チップ３の位置まで移動させ、ニードルピン１２で押し上げられた所望の半導体チップ３を吸い上げる。

この場合、ＵＶ硬化型テープ１の拡張と縮退によって、半導体チップ３の凹部３ｂの縁面３ｃに接している糊の量は減少しており、またこの糊の減少によって生じた糊溜まり５は凹部３ｂの縁端面３ｄから離れているので、凹部３ｂ内の粘着層１ａの糊の硬化反応が阻害されていたとしても、半導体チップ３のピックアップ時に糊残りが残留する確率は小さく、また糊残りが残留したとしてもその量は僅かとなる。

このようにして、本実施の形態では、ＵＶ硬化型テープ１に紫外線６を照射する前に、拡張（エキスパンド）と縮退（エキスパンド戻し）を行うことにより、ピックアップされる半導体チップ３に糊残りを残留させないようにすることができる。

これにより、糊残りによる不良を低減し、安定した歩留まりでダイアフラム３ａを有する半導体チップ３（センサチップ）を生産することができるようになる。また、目視検査工程での測定工数を低減し、コストダウンを図ることが可能となる、という波及効果も得られる。

なお、上述した説明では、ワーク２をマウントするテープを紫外線を照射することにより粘着層が硬化する紫外線硬化型のテープとしたが、熱を加えることにより粘着層が硬化する熱硬化型のテープを用いてもよい。また、紫外線硬化型のテープ、熱硬化型のテープに限られるものではなく、外部エネルギーを投入することによって粘着層が硬化するテープであればどのようなテープでもよい。また、本発明でいうテープの概念には、シートなども含まれるものである。

〔実施の形態の拡張〕
以上、実施の形態を参照して本発明を説明したが、本発明は上記の実施の形態に限定されるものではない。本発明の構成や詳細には、本発明の技術思想の範囲内で当業者が理解し得る様々な変更をすることができる。また、各実施の形態については、矛盾しない範囲で任意に組み合わせて実施することができる。

１…ＵＶ硬化型テープ、１ａ…粘着層、２…ワーク（半導体ウエハ）、３…半導体チップ、３ａ…ダイアフラム、３ｂ…凹部、３ｃ…縁面、３ｄ…縁端面、４…糊残り、５…糊溜まり、６…紫外線、７…クランプ、８…固定ステージ、９…可動ステップ（リングステージ）、１０…ＵＶランプユニット、１１…金属フレーム、１２…ニードルピン、１３…ピックアップ吸着コレット、１００…制御装置、１０１…ワーク搬送装置、１０２…クランプ装置、１０３…ダイシング装置、１０４…リングステージ昇降装置、１０５…ＵＶランプユニット作動装置、１０６…チップ認識用カメラ、１０７…ニードルピン駆動装置、１０８…ピックアップ吸着コレット駆動装置、２００…ピックアップ装置。

Claims (6)

1. テープの粘着層にワークをマウントし、このテープにマウントされたワークをダイシングして複数個のチップに分割し、この分割されたチップをピックアップするピックアップ方法において、
   前記分割される前の各チップの厚み方向に形成されている凹部の縁面を前記粘着層に貼り付けて前記ワークを前記テープにマウントするステップと、
   前記テープにマウントされたワークをダイシングして前記複数個のチップに分割するステップと、
   前記ワークがマウントされたテープを、前記ワークが複数個のチップに分割された状態で、前記ワークを中心とする一方および他方へ拡張するステップと、
   前記拡張されたテープを元の方向へ縮退させるステップと、
   前記縮退されたテープの粘着層を硬化させるステップと、
   前記粘着層が硬化されたテープから前記分割されたチップをピックアップするステップと
   を備えることを特徴とするピックアップ方法。
2. 請求項１に記載されたピックアップ方法において、
   前記テープは、
   紫外線を照射することにより前記粘着層が硬化する紫外線硬化型のテープである
   ことを特徴とするピックアップ方法。
3. 請求項１に記載されたピックアップ方法において、
   前記テープは、
   熱を加えることにより前記粘着層が硬化する熱硬化型のテープである
   ことを特徴とするピックアップ方法。
4. テープの粘着層にワークをマウントし、このテープにマウントされたワークをダイシングして複数個のチップに分割し、この分割されたチップをピックアップするピックアップ装置において、
   前記分割される前の各チップの厚み方向に形成されている凹部の縁面を前記粘着層に貼り付けて前記ワークを前記テープにマウントする手段と、
   前記テープにマウントされたワークをダイシングして前記複数個のチップに分割する手段と、
   前記ワークがマウントされたテープを、前記ワークが複数個のチップに分割された状態で、前記ワークを中心とする一方および他方へ拡張する手段と、
   前記拡張されたテープを元の方向へ縮退させる手段と、
   前記縮退されたテープの粘着層を硬化させる手段と、
   前記粘着層が硬化されたテープから前記分割されたチップをピックアップする手段と
   を備えることを特徴とするピックアップ装置。
5. 請求項４に記載されたピックアップ装置において、
   前記テープは、
   紫外線を照射することにより前記粘着層が硬化する紫外線硬化型のテープである
   ことを特徴とするピックアップ装置。
6. 請求項４に記載されたピックアップ装置において、
   前記テープは、
   熱を加えることにより前記粘着層が硬化する熱硬化型のテープである
   ことを特徴とするピックアップ装置。

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