JP2020188240A - 半導体製造装置及び半導体装置の製造方法 - Google Patents

半導体製造装置及び半導体装置の製造方法 Download PDF

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Abstract

【課題】 半導体片をピックアップする際に、粘着テープが半導体片の四隅から均等に剥がれ、半導体片の位置ずれまたはテープ破れが起きることなく、安定して半導体片をピックアップすることができる半導体製造装置を提供する。【解決方法】 上面に平坦部と、四隅に形状が凹状の凹部があるニードル１を用いて、粘着テープ２に貼り付けられた半導体片４の突き上げを行い、均等に半導体片４の四隅の粘着テープの剥がれを発生させ、ピックアップを行う。【選択図】 図２

Description

本発明は、粘着テープに保持されてダイシングされた半導体片をニードルで突上げ、コレットで吸着してピックアップを行う半導体製造装置に関するものである。
半導体デバイスの製造工程において、ダイシング用テープ等の粘着テープに引張応力を加えてエキスパンドした後、粘着テープから個々の半導体片をピックアップし、ピックアップした半導体片を回路基板等にマウントすることが行われている。ピックアップ装置は、粘着テープを保持した保持材が設置されるステージと、半導体片の位置をステージの上方から検出する上部撮影カメラと、ステージ下方から半導体片を突上げる突上げ材と、半導体片を上方からピックアップするコレットから構成されている（例えば、特許文献１参照）。
特開２０１６−１９５１９４号公報
上記した従来の半導体製造装置では、半導体片をピックアップする際、粘着テープ上の半導体片を下から突上げたときに、粘着テープと半導体片の接着状態が不均一な場合には、半導体片が粘着テープから剥がれる状態にばらつきが生じる。このため半導体片の位置ずれ、もしくはテープ破れが発生し、同一条件で安定してピックアップができないという問題があった。
本発明は、上述のような問題を解決するためになされたもので、位置ずれまたはテープ破れが起こることなく、安定して粘着テープから半導体片をピックアップできる半導体製造装置を得ることを目的とする。
本発明にかかる半導体製造装置は、半導体片の底面と粘着テープ越しに接する突上げ部分が平坦で、矩形の四隅に凹状の凹部がある形状をしている上面を有し、上面の幅と半導体片の幅が同等である突上げニードルを備えたものである。
本発明にかかる半導体製造装置は、半導体片を保持部材にセットした粘着テープから同じ状態で剥がすことができ、安定したピックアップを行うことができるという効果がある。
本発明の実施の形態１を示すピックアップ装置の斜視図である。 本発明の実施の形態１を示すピックアップ装置の構成を示すブロック図である。 本発明の実施の形態１を示すピックアップ装置がピックアップする半導体片のダイシング前の状態を示す半導体基板の上面図である。 本発明の実施の形態１を示すピックアップ装置がピックアップする半導体片の斜視図である。 本発明の実施の形態１を示すピックアップ装置のニードルの先端部分を拡大して示した斜視図である。 本発明の実施の形態１を示すピックアップ装置のニードルの上面図である。 本発明の実施の形態１を示すピックアップ装置のニードルを横から見た断面図である。 高周波デバイスの製造方法を説明するためのフローチャートである。 本発明の実施の形態１を示すピックアップ装置ニードルが粘着テープ越しに半導体片に接したときの断面図である。 本発明の実施の形態１を示すピックアップ装置のニードルによって、粘着テープと半導体片が持ち上げられて半導体片の端が粘着テープから剥がれた状態の断面図である。 本発明の実施の形態１を示すピックアップ装置のニードルによって、粘着テープと半導体片が持ち上げられて半導体片の端が粘着テープから剥がれた状態を下方から見た図である。 従来の実施を示すピックアップ装置のニードルで、粘着テープに貼り付けられた半導体片を突上げるために上方移動し、粘着テープに接したときの断面図である。 従来の実施を示すピックアップ装置のニードルにより、粘着テープに貼り付けられた半導体片が持ち上げられたときの断面図である。 従来の実施を示すピックアップ装置のニードルにより、粘着テープに貼り付けられた半導体片が持ち上げられたときの半導体片から粘着テープが剥がれた状態を下から見た断面図である。 本発明の実施の形態１を示すピックアップ装置のニードルの第一の変形例で、先端部分を拡大して示した斜視図である。 本発明の実施の形態１を示すピックアップ装置のニードルの第二の変形例で、先端部分を拡大して示した斜視図である。 本発明の実施の形態２を示すピックアップ装置の斜視図である。 本発明の実施の形態２を示すピックアップ装置の構成を示すブロック図である。 本発明の実施の形態２を示すピックアップ装置のピックアップする工程Ｓ３ａにおける動作のフローチャート図である。 本発明の実施の形態２を示すピックアップ装置の第一の変形例の構成を示すブロック図である。 本発明の実施の形態２を示すピックアップ装置の第二の変形例の構成を示すブロック図である。 本発明の実施の形態２を示すピックアップ装置の第三の変形例の構成を示すブロック図である。 本発明の実施の形態３を示すピックアップ装置の斜視図である。 本発明の実施の形態３を示すピックアップ装置の構成を示すブロック図である。
実施の形態１．
まず、本発明の実施の形態１の半導体製造装置に係るピックアップ装置１００の構成を説明する。図１は、本実施の形態の構成の一例を示すピックアップ装置１００の斜視図である。ピックアップ装置１００は、エキスパンドされた粘着テープ２上に半導体片４が貼り付けられた状態のリング状保持部材３を載置するためのピックアップステージ８と、ピックアップステージ８の上方に半導体片４の配置に関する位置情報を検出する上部撮影カメラ６と、ピックアップステージ８の下方から半導体片４を突上げる上面が平坦で四隅に切り取り部を持つニードル１と、ニードル１を保持し突上げを行うニードルステージ９と、半導体片を上方からピックアップするコレット５から構成されている。なお、図１にはｘ方向、ｙ方向及びｚ方向を示す表示をしており、上向きをｚ方向、直行する水平方向をｘ方向とｙ方向としている。図１以外の図において、同様のｘ方向、ｙ方向及びｚ方向を示す表示がある場合は、これらの向きはそれぞれ図１と同様の向きを示すものとする。
図２は、本発明の実施の形態１に係るピックアップ装置１００の構成を示すブロック図である。ピックアップ装置１００は、ニードル１を上下移動させるニードルステージ９を制御する突上げ駆動部２３と、ピックアップステージ８の水平方向の位置を制御するステージ駆動部２１と、半導体片４の配置に関する位置情報を検出する位置決め検出部２２とを備えており、さらに突上げ駆動部２３と、ステージ駆動部２１及び位置決め検出部２２を制御する制御部２４を備えている。
ピックアップ装置１００には、半導体片４が貼り付けられた粘着テープ２を保持しているリング状保持材３が載置されているピックアップステージ８が設けられている。ピックアップステージ８の上方には、半導体片４の位置を撮影する上部撮影カメラ６が配置されている。上部撮影カメラ６からの映像情報が位置決め検出部２２に送信され、検出された半導体片４の配置に関する位置情報が、制御部２４に送られる。制御部２４は、位置決め検出部２２から送信されてきた位置情報をもとに、ステージ駆動部２１にピックアップステージ８を移動させる指示となる信号を送る。次に、制御部２４は、突上げ駆動部２３に突上げを行うニードルステージ９を駆動させる指示となる信号を送る。さらに制御部２４はニードル１で突上げられた粘着テープ２上の半導体片４をコレット５が上方から吸着しピックアップするように、コレット駆動部２６に指示する信号を送る。
図３は、半導体片４のダイシング前の状態を示す半導体基板７の上面図である。半導体基板７の表面には複数の半導体片４が行列方向にアレイ状に並んでおり、この半導体基板７を粘着テープ２に貼り付けダイシングを行い、さらに粘着テープ２をエキスパンドすることにより、個々の半導体片４を作成する。
図４は、本発明の実施の形態１の半導体製造装置に係るピックアップ装置１００がピックアップする半導体片４の斜視図である。半導体基板７から切り出した半導体片４は、幅Ａ１、奥行き方向の長さＡ２、高さＡ３を有する矩形状である。
図５は、本発明の実施の形態１の半導体製造装置に係るピックアップ装置１００のニードル１の先端部分を拡大して示した斜視図で、破線より下端側は省略して示している。ニードル１は、半導体片４の幅Ａ１と奥行きＡ２に対し、半導体片４と粘着テープ２越しに接する上面が、同等の大きさの直方体形状で、平坦な形状をしており、その四方を切り取った切り取り部１０を有している。なお、四方が切り取られた切り取り部１０は、四方の形状が凹状の凹部となっていることを意味するものであり、実際に切り取って形成されていることに限られるわけではなく、例えば鋳型で形成するようにしてもよい。
図６は、本発明の実施の形態１の半導体製造装置に係るピックアップ装置１００のニードル１の上面図であり、ｚ軸の正方向から見た図である。ニードル１が半導体片４と接する上面は平坦な形状をしており、その四方が切り取られた切り取り部１０は、ｘ方向にＷｚ１、ｙ方向にＷｚ２の大きさで切り取られることにより形成されている。図６では１つの切り取り部１０が、上面形状が四分の一円の曲面状態となっているが、形状はこれに限らない。また図７は、本発明の実施の形態１の半導体製造装置に係るピックアップ装置１００のニードル１を横から見た断面図である。切り取り部１０において、Ｗｚ１とＷｚ２の表記をまとめてＷｚとする。
次に、本発明の実施の形態１の半導体製造装置に係るピックアップ装置１００の動作を含めて、半導体装置の製造方法を説明する。ここで、半導体装置とは、たとえば高周波デバイス、光デバイス、パワーモジュール等の半導体デバイス及び半導体モジュールのことであるが、半導体を用いた装置であればこれに限らない。以下では、半導体装置として、高周波デバイスを例に説明する。
図８は、高周波デバイスの製造方法を説明するためのフローチャートである。高周波デバイスは、半導体ウエハの表面に素子を形成する工程Ｓ１、半導体基板７を粘着テープ２に貼り付けダイシングして個々の半導体片４に切り分ける工程Ｓ２、半導体片４を粘着テープ２からピックアップする工程Ｓ３、回路基板等にピックアップされた半導体片４をマウントする工程Ｓ４を含む工程を経て作成される。
工程Ｓ１では、高周波トランジスタ、コンデンサ、抵抗等の素子が半導体プロセスを用いて半導体ウエハの表面に形成される。工程Ｓ２では、素子が形成された半導体ウエハが粘着テープ２に貼り付けられ、ダイシングされて個々の半導体片４に切り分けられる。
工程Ｓ３では、まず、半導体片４が並んでいる粘着テープ２がエキスパンドされ、リング状保持材３にセットされる。次に図２に示されたピックアップ装置１００を用いて半導体片４が粘着テープ２からピックアップされる。
工程Ｓ３について、さらに詳細に以下で説明する。図２において、ピックアップ装置１００のピックアップステージ８に、半導体片４が並んでいる粘着テープ２をエキスパンドした状態で保持したリング状保持材３をセットする。上部撮影カメラ６で半導体片４の撮影を行い、位置決め検出部２２で半導体片４の位置を検出し、位置情報を制御部２４に送信する。制御部２４からは、ピックアップステージ８を移動させるステージ駆動部２１に半導体片４の位置情報を送信し、ステージ駆動部２１は半導体片４をピックアップするための位置にピックアップステージ８を移動させる。同時に、制御部２４からは、突上げ駆動部２３に突上げを行うタイミング等の情報を送信し、ピックアップステージ８がピックアップするための位置に到達してから突上げを行うように、突上げニードルステージ９に指令を送り、ニードル１の突上げを行う。ニードル１は粘着テープ２越しに半導体片４を突上げ、半導体片４の四隅を粘着テープ２から剥離させる。これにあわせて、コレット５が半導体片４を上方から吸着し、ｚ方向に移動させ、ピックアップを行う。
図９は、実施の形態１の半導体製造装置に係るピックアップ装置１００のニードル１が粘着テープ２越しに半導体片４を突上げるため上方移動し、ちょうど粘着テープ２に接したときの断面図である。ｙ軸の正方向から見た図としているが、ｘ軸の正方向から見た図も同様である。ニードル１の上面の平坦部が粘着テープ２越しに半導体片４の底面に接し、ニードル１の上面平坦部と半導体片４の底面で粘着テープ２を挟み込んだ状態となる。
図１０は、実施の形態１の半導体製造装置に係るピックアップ装置１００のニードル１が、粘着テープ２に貼り付けられた半導体片４を突上げ、粘着テープ２と半導体片４が持ち上げられて半導体片４の端が粘着テープ２から剥がれた状態の断面図である。ニードル１の上面平坦部と半導体片４の底面に挟まれた部分の粘着テープ２は上下から挟まれているため、突上げられても剥がれないが、ニードル１の切り取り部１０の部分は粘着テープ２が下方に引っ張られるため、半導体片４から切り取り部１０のサイズＷｚと同等のＷｔ１，Ｗｔ２だけ剥がれが生じる。
図１１は、図１０において半導体片４から粘着テープ２が剥がれている状態を下方から見た図であり、ｚ軸の負方向から見た図である。剥がれ部分１３は四隅に発生し、その大きさは、ｘ方向はＷａ１，Ｗａ２、Ｗｃ１，Ｗｃ２、ｙ方向はＷｄ１，Ｗｄ２、Ｗｂ１，Ｗｄ２である。Ｗａ１、Ｗｂ１、Ｗｃ１、Ｗｄ１は図１１のＷｔ１に、Ｗａ２、Ｗｂ２、Ｗｃ２、Ｗｄ２は図１０のＷｔ２に適合する。Ｗｔ１、Ｗｔ２が切り取り部１０のＷｚと同等の大きさであることから、四隅には同等の大きさの剥がれ部１３が発生することになる。
しかしながら、従来の半導体製造装置で用いる従来の先端の尖ったニードル１１を1本使って突上げを行った場合には、四隅に同等の大きさの剥がれ部は得られなかった。
図１２は、従来の半導体製造装置の従来のニードル１１で、粘着テープ２に貼り付けられた半導体片４を突上げるために上方移動し、粘着テープ２に接したときの断面図である。ｙ軸の正方向から見た図としているが、ｘ軸の正方向から見た図も同様である。従来のニードル１１の先端部分のみ、粘着テープ２越しに半導体片４に接している。
図１３は、従来の半導体製造装置の従来のニードル１１が粘着テープ２に貼り付けられた半導体片４を突上げたときの断面図である。従来のニードル１１と半導体片４の底面との接点が１点であるため、たとえば半導体片４の底面に付着する異物や粘着テープ２の粘着材の不均一により、半導体片４と粘着テープ２の接着面の接着力は均一ではなく、半導体片４からの粘着テープ２の剥がれは粘着力の弱いところが剥がれやすいため、剥がれ方が不均一で、Ｗｎ１とＷｎ２に差が生じる。
図１４は、図１３において半導体片４から粘着テープ２が剥がれた状態を下から見た断面図であり、ｚ軸の負方向から見た図である。半導体片４からの粘着テープ２の剥がれ部１３の剥がれ量は、ｘ方向はＷｐ１，Ｗｐ２，Ｗｒ１、Ｗｒ２、ｙ方向はＷｓ１，Ｗｓ２、Ｗｑ１、Ｗｑ２である。図１３では、Ｗｐ１，Ｗｑ１，Ｗｒ１，Ｗｓ１をＷｎ１，Ｗｐ２，Ｗｑ２，Ｗｒ２，Ｗｓ２をまとめてＷｎ２と表記している。Ｗｎ１，Ｗｎ２に差が生じることにより、半導体片４の粘着テープ２への接着状態は半導体片４ごと、また粘着テープ２ごとに違いが生じ不均一となることから、半導体片４の位置ずれなどが生じることとなる。
一方、本発明の実施の形態１の半導体製造装置に係るピックアップ装置１００では、コレット５により半導体片４をピックアップする際には、半導体片４と粘着テープ２の接着状態において、粘着テープ２から半導体片４の四隅が均等に剥がれており、半導体片４が位置ずれすることもなく、また半導体片４と粘着テープ２の接着状態も一定であるため、安定してピックアップを行うことができる。実施の形態１の半導体装置に係るピックアップ装置１００のニードル１を用いて突上げを行うことにより、粘着テープ２から半導体片３の四隅に均等に剥がれが生じ、位置ずれすることもなく安定してピックアップを行うことができる。
次に、工程Ｓ４において、ピックアップ装置１００によってピックアップされた半導体片４は、回路基板等にマウント実装される。高周波デバイスが実装された回路基板は、たとえば基地局用の高周波モジュールやパワーアンプモジュールを構成する。
次に、本実施の形態１の半導体製造装置に係るピックアップ装置１００のニードルの第１の変形例であるニードル１ａについて説明する。図１５は、ニードル１ａの先端部分を拡大して示した斜視図で、破線より下端側は省略して示している。
ニードル１ａは、半導体片４の幅Ａ１と奥行きＡ２に対し、半導体片４と粘着テープ２越しに接する上面が、同等の大きさの直方体形状で、平坦な形状をしており、その四方がｚ軸方向に切り取られた切り取り部１０ａを有している。なお、四方が切り取られた切り取り部１０ａは、四方の形状が凹状の凹部となっていることを意味するものであり、実際に切り取られて形成されていることに限られるわけではなく、例えば、鋳型で形成するようにしてもよい。
第１の変更例のニードル１ａは、切り取り部１０ａがニードル１ａの下部まで続いているため、製造が容易であり、製造材料が少なくてすむという効果がある。第１の変更例は、ピックアップ装置１００において、半導体片４の突上げにニードル１ａを用い、それ以外は同様である。
次に、本実施の形態１の半導体製造装置に係るピックアップ装置１００のニードルの第２の変形例であるニードル１ｂについて説明する。図１６は、本実施の形態１の半導体製造装置に係るピックアップ装置１００のニードル１ｂの先端部分を拡大して示した斜視図で、破線より下端側は省略して示している。細いニードル素片１４を長手をｚ軸方向に向けて平行に並列することにより構成された集合体で、第１の変形例のニードル１ａと同様の形体が構成されている。さらに詳細に説明すると、複数本の細いニードル素片１４の先端部分を同一の高さにｘ−ｙ平面に並べることにより平坦な上面部分を形成しており、細いニードル素片１４を四隅部分に配置しないことにより、形状が凹状の凹部としての切り取り部１０ｂを構成している。上部の破線は、細いニードル素片１４が集合することにより形成している第１の変形例１のニードル１ａと同様の形体、すなわち平坦な上面部分を示している。
第２の変更例のニードル１ｂは、製造が容易でかつ値段が安価な細いニードル素片１４を配置するだけで作成が可能であり、容易かつ安価に得られるという効果がある。第２の変更例は、ピックアップ装置１００において、半導体片４の突上げにニードル１ｂを用い、それ以外は同様である。
以上のように、本実施の形態１の半導体製造装置は、上面に平坦部と、四隅に形状が凹状の凹部がそれぞれあるニードル１，１ａ，１ｂのいずれかを有しており、一定した粘着テープ２から半導体片４の剥がれを発生させることができ、安定したピックアップを行うことができる。
また本実施の形態１の半導体製造装置に係るピックアップ装置１００を用い、本実施の形態１の半導体装置の製造方法にてピックアップする工程Ｓ３を行うことにより、粘着テープ２から半導体片４の剥がれを均等に発生させることができ、半導体片４の位置ずれが生じることなく、安定したピックアップを行うことができる効果が得られる。
実施の形態２．
本発明の実施の形態２の半導体製造装置に係るピックアップ装置２００の構成を説明する。本発明の実施の形態２は、本発明の実施の形態１とは、ピックアップステージ８の下部に、ニードルが半導体片を突上げたときの粘着テープ２からの半導体片の剥がれ状態を検知する検知機構が設置されており、検知機構で四隅の剥がれ部分の剥がれ状態を検知してニードルの突上げを制御している点が相違しており、それ以外は同様である。
図１７は、本実施の形態の構成の一例を示すピックアップ装置２００の斜視図である。図１７において、図１と同じ符号を付けたものは、同一または対応する構成を示しており、その説明を省略する。ピックアップステージ８の下部には、ニードル１が半導体片４を突上げたときの粘着テープ２からの半導体片４の剥がれ状態の検知機構として動作する下部撮影カメラ３１が２台設置されている。下部撮影カメラ３１のそれぞれが四隅の剥がれ部分１３の２つを撮影することで、２台の下部撮影カメラ３１で四隅の剥がれ部分１３を撮影することができるように構成されている。なお、下部撮影カメラ３１を４台設置して、それぞれが半導体片４の剥がれ部１３のそれぞれを分担して撮影するようにしても良い。
図１８は、本発明の実施の形態２に係るピックアップ装置２００の構成を示すブロック図である。図１８において、図２と同じ符号を付けたものは同一または対応する構成を示しており、その説明を省略する。ピックアップステージ８の下部に、ニードル１が半導体片４を突上げたときの粘着テープ２からの半導体片４の剥がれ状態を撮影する下部撮影カメラ３１が設置され、下部撮影カメラ３１の映像から接着面の状態を検知する接着面状態検知器２５が設置されている。
次に、本発明の実施の形態２の半導体製造装置に係るピックアップ装置２００の動作を含めて、半導体装置の製造方法を説明する。ここで、半導体装置とは、実施の形態１と同様、たとえば高周波デバイス、光デバイス、パワーモジュール等の半導体デバイス及び半導体モジュールのことであるが、半導体を用いた装置であればこれに限らない。以下では、半導体装置として、高周波デバイスを例に説明する。
半導体装置の製造方法は実施の形態１の図８のフローチャートと一部を除いて同様である。このうち工程Ｓ３の詳細な工程について実施の形態１と相違点があるので、これを工程Ｓ３ａと称して説明する。
図１９は、ピックアップする工程Ｓ３ａにおける、半導体製造装置に係るピックアップ装置２００の動作のフローチャート図である。ステップＳ１１で、上部撮影カメラ６で半導体片４を撮影し、位置決め検出部２２で素子の配置に関する位置情報の検出を行い、位置情報を制御部２４に送信する。次に、ステップＳ１２で、制御部２４からはステージ駆動部２１に指示を送りピックアップステージ８をピックアップ位置にステージ移動し、さらに突上げ駆動部２３に指示を送る。ステップＳ１３で、半導体片４の突上げを開始する。ステップＳ１４で、ピックアップステージ８の下部から下部撮影カメラ３１により、粘着テープ２からの半導体片４の剥がれ状態を撮影し、半導体片４の剥離状態を検出する。下部撮影カメラ３１は、半導体片４の突上げ時にはニードル１によって陰になり下部撮影カメラ３１と対向する側の剥がれ状態が見えないことから、ニードル1を挟んだ対向する位置にそれぞれ１台ずつ設置する。下部撮影カメラ３１からの情報により、接着面状態検知部２５で剥がれた状態を判定し半導体片の剥離状態を検出する。ステップＳ１５で、ピックアップが可能な剥がれ状態かの指標となるパラメータに照らし合わせ、剥がれ状態が条件を満たすかを制御部２４で判断し、条件を満たす場合はステップＳ１６の半導体片４のピックアップに進む。ステップＳ１５で、剥がれ状態が条件を満たさない場合はステップＳ１８に進み、突上げ量の追加を行い、さらに突上げを行う。次にステップＳ１９において、剥がれ量が不足しているか判断を行い、十分剥がれ量がある場合はステップＳ１６の半導体片４のピックアップに進み、剥がれ量が不足している場合は、ステップＳ２０に進んで、剥がれ量が設定している範囲外かの判定を行う。剥がれ量が設定範囲内であれば、さらに突上げ量の追加を行い、設定範囲外であれば、ステップＳ２１に進み、エラーとしてその半導体片４のピックアップは中断し、次の半導体片をピックアップするためステージを移動する。全ての半導体片４が終了したら、ピックアップする工程Ｓ３ａは終了する。
さらに図１９における半導体片剥離状態を検出するステップＳ１４と、剥がれた状態が条件を満たすかを判断するステップＳ１５について説明する。下部撮影カメラ３１で粘着テープ２越しに半導体片４の底面の画像を撮影する。半導体片４が粘着テープ２から剥がれた部分は、接着している部分に比べ輝度が低くぼやけた映像となる。この輝度が低い部分を検出し剥がれた部分として認識を行う。四隅に剥がれが発生していることと、剥がれが可能かの指標となるパラメータを剥がれ部分の面積の和が満たしていることの、両方を満足した場合に、ステップＳ１５において剥がれた状態が条件を満たすかを判断し、Ｙｅｓの判定を行う。
また図１９における剥がれ量が不足しているかの判定を行うステップＳ１９と、剥がれ量が設定範囲外かの判定を行うステップＳ２０について説明する。
剥がれ状態が条件を満たすかを判定するステップＳ１５でＮｏとなった場合は、ニードル１の突上げをさらに追加し、下部撮影カメラ３１で撮影しステップＳ１４と同様に剥がれた部分の面積を計測する。剥がれ量が不足か判定するステップＳ１９において、ピックアップが可能な剥がれ状態かの指標となる設定したパラメータを、剥がれた部分の面積の和が満足すれば、Ｎｏ判定となりステップＳ１６のピックアップに進む。剥がれた部分の面積の和がパラメータを満足しなかった場合、次のステップ２０に進み、剥がれ量が設定範囲外かどうかの判定を行う。剥がれた部分の面積の和がある一定の範囲内であれば、さらに一定の突上げを追加すればパラメータを満足する可能性が高いが、ある一定の範囲外であれば突上げを追加しても剥がれ部分の面積は条件を満たさない。ステップＳ２０で剥がれ量が一定の範囲内にあるかどうかを判断し、範囲外である場合は、この半導体片４の正常なピックアップは不可能と判断し、次の半導体片４のピックアップ工程に移るため、ステージを移動させる。
以上のように下部撮影カメラ３１で半導体片４の剥がれ状態を撮影し、接着面状態検知部２５で剥がれた部分の面積を検出し、制御部２４でピックアップ装置２００の制御を行い、半導体片４のピックアップを行う。
次に実施の形態２の半導体製造装置に係るピックアップ装置２００の検知機構の第１の変形例について光反射板センサを用いた場合を説明する。図２０は、本実施の形態２の半導体装置に係るピックアップ装置２００において、検知機構として光反射板センサを用いた構成を示す本実施の形態の第１の変形例のブロック図である。図２０において、図１８と同じ符号を付けたものは同一または対応する構成を示しており、その説明を省略する。本発明の実施の形態２の中で、下部撮影カメラ３１と接着面状態検知部２５に変えて、粘着テープ２からの半導体片４の剥がれ状態を検知するため、ピックアップステージ８の下部に光反射板センサ３１ａと、光反射板センサ３１ａからの送信を受け接着面状態を検知する接着面状態検知部２５ａとが設置されており、それ以外は同様である。
光反射板センサ３１ａは、光を半導体片４の底面に照射し、その反射光を検出する。なお、光は可視光に限らず、半導体片４の剥がれ状態が検出できれば、例えば赤外線を用いても良い。図２０においては、光反射板センサ３１ａは２箇所に設置されているが、半導体片４の四隅の反射光を検出する必要があるため、光反射板センサ３１ａは、四隅に光を照射し、４箇所からの反射光を検出する機能を持つ機構とする。
光反射板センサ３１ａから送られた反射光の情報から、粘着テープ２からの半導体片４の剥がれ状態を接着面状態検知部２５ａで検出し、制御部２４に送信することにより、ピックアップ装置２００の動作が制御され、ピックアップ作業を行う。ピックアップ装置２００の動作は、上記の光反射板センサ３１ａと接着面状態検知部２５ａの動作以外は同様である。
次に実施の形態２の半導体製造装置に係るピックアップ装置２００の検知機構の第２の変形例について空気伝播振動検出センサを用いた場合を説明する。図２１は、本実施の形態２の半導体装置に係るピックアップ装置２００において、検知機構として空気伝播振動検出センサを用いた構成を示す本実施の形態２の変形例のブロック図である。図２１において、図１８と同じ符号を付けたものは同一または対応する構成を示しており、その説明を省略する。本発明の実施の形態２の中で、下部撮影カメラ３１と接着面状態検知部２５に変えて、粘着テープ２からの半導体片４の剥がれ状態を検知するため、ピックアップステージ８の下部で粘着テープ２に近い場所に空気伝播振動検出センサ３１ｂと、空気伝播振動検出センサ３１ｂからの送信を受け接着面状態を検知する接着面状態検知部２５ｂとが設置されており、それ以外は同様である。
空気伝播振動検出センサ３１ｂは、ニードル１の突上げにより粘着テープ２から半導体片４が剥がれるときに発生する空気伝播振動を検出する。空気伝播振動としては、例えば音による振動があるが、これに限られるものではなく、空気を介して伝播してくる振動を検出するものであれば良い。
空気伝播振動検出センサ３１ｂから送られた空気伝播振動の情報から、粘着テープ２からの半導体片４の剥がれ状態を接着面状態検知部２５ｂで検出し、制御部２４に送信することにより、ピックアップ装置２００の動作が制御され、ピックアップ作業を行う。ピックアップ装置２００の動作は、上記の空気伝播振動検出センサ３１ｂと接着面状態検知部２５ｂの動作以外は同様である。
次に、実施の形態２の半導体製造装置に係るピックアップ装置２００の検知機構の第３の変形例について、圧電素子を用いた場合を説明する。図２２は、本実施の形態２の半導体装置に係るピックアップ装置２００において、検知機構として圧電素子を用いた構成を示す本実施の形態の第３の変形例のブロック図である。図２２おいて、図１８と同じ符号を付けたものは同一または対応する構成を示しており、その説明を省略する。本発明の実施の形態２の中で、下部撮影カメラ３１と接着面状態検知部２５に変えて、粘着テープ２からの半導体片４の剥がれ状態を検知するため、ニードル１を介して伝播してくる弾性波を検出する圧電素子３１ｃが例えばニードル１に取り付けられている。さらに圧電素子３１ｃからの送信を受け接着面状態を検知する接着面状態検知部２５ｃとが設置されており、それ以外は同様である。図２２において、圧電素子３１ｃはニードル１に設置している場合を説明したが、ピックアップステージ８もしくはリング状保持材３など、粘着テープ２から半導体片４が剥がれたときに発生する弾性波を検知することができる箇所であれば、これに限らない。
圧電素子３１ｃは、ニードル１の突上げにより粘着テープ２から半導体片４が剥がれるときに発生する弾性波を検出する。
圧電素子３１ｃから送られた弾性波の振動の情報から、粘着テープ２からの半導体片４の剥がれ状態を接着面状態検知部２５ｃで検出し、制御部２４に送信することにより、ピックアップ装置２００の動作が制御され、ピックアップ作業を行う。ピックアップ装置２００の動作は、圧電素子３１ｃと接着面状態検知部２５ｃの動作以外は同様である。
実施の形態３．
本発明の実施の形態３の半導体製造装置に係るピックアップ装置３００の構成を説明する。本発明の実施の形態３は、本発明の実施の形態１とは、サイズの異なる半導体片が混在しており、ピックアップステージ８の下部に設置されたニードルステージ９ａに、半導体片に接する上面のサイズが違う複数のニードルが設置されている点が相違しており、それ以外は同様である。サイズの異なる半導体片が混在していても、安定した半導体片のピックアップを行うことができるという効果を得ることができる。
図２３は、本実施の形態３の半導体製造装置に係るピックアップ装置３００の斜視図である。図１と同じ符号を付けたものは、同一またはそれに対応する構成を示しており、その説明を省略する。ピックアップステージ８には、サイズが互いに異なる半導体片４ａ、４ｂ、４ｃが粘着テープ２に貼り付けられ、リング状保持材３に設置されたものがセットされている。以下では、サイズの互いに異なる半導体片４ａ、４ｂ、４ｃをまとめて半導体片４ｚと呼ぶものとする。ピックアップステージ８の下部に設置されたニードルステージ９ａには、半導体片４ｚに接する上面が、サイズが互いに異なる半導体片４ｚにそれぞれ対応する大きさを持つ複数のニードル１ａ、１ｂ、１ｃが配置されている。以下では、複数のニードル１ａ、１ｂ、１ｃをまとめてニードル１ｚと呼ぶものとする。上部撮影カメラ６で撮影された画像データをもとに、半導体片４ｚのそれぞれのサイズに対応した上面サイズを持つニードル１ｚで突上げが行えるように構成されている。なお、半導体片４ｚのそれぞれのサイズに応じて、上面サイズの異なる複数から構成されたニードル１ｚを配置するため、ニードルの本数に制限がないことは言うまでもない。
図２４は、本発明の実施の形態３に係るピックアップ装置３００の構成を示すブロック図である。図２４において、図２と同じ符号を付けたものは同一または対応する構成を示しており、その説明を省略する。ピックアップ装置３００は、上部撮影カメラ６からの信号を受ける位置決めサイズ検出部２２ａと、半導体片４ｚのサイズに対応したサイズの上面を持つニードル１ｚと、ニードル１ｚを設置し突上げを行うニードルステージ９ａと、ニードルステージ９ａにどのサイズのニードル１ｚを突上げるかの指令を送る突上げ駆動部２３ａを備えている。
次に、本発明の実施の形態３の半導体製造装置に係るピックアップ装置３００の動作を含めて半導体装置の製造方法を説明する。ここで、半導体装置とは、実施の形態１と同様、たとえば高周波デバイス、光デバイス、パワーモジュール等の半導体デバイス及び半導体モジュールのことであるが、半導体を用いた装置であればこれに限らない。以下では、半導体装置として、高周波デバイスを例に説明する。
半導体装置の製造方法は、実施の形態１の図８のフローチャートと一部を除いて同様である。このうち工程Ｓ３の詳細な工程について、実施の形態１と相違点があるので、これを工程Ｓ３ｂと称して説明する。
工程Ｓ３ｂでは、ピックアップステージ８の上部に配置された上部撮影カメラ６で撮影された画像情報は、位置決めサイズ検出部２２ａに送られ、半導体片４のサイズと配置に関する位置情報を検出し、制御部２４に送信する。制御部２４からは、半導体片４の位置情報をステージ駆動部２１に送信し、半導体片４をピックアップするための位置にピックアップステージ８を移動させる。同時に制御部２４は半導体片４のサイズ情報を突上げ駆動部２３ａに送信し、突上げ駆動部２３ａは、半導体片４のサイズに対応したニードルを選択し突上げを行うようにニードルステージ９ａに指令を送る。ニードルステージ９ａからは、半導体片４ｚのサイズに対応したニードル１ｚのみ突上げを行う。ニードルは粘着テープ２越しに半導体片４ｚを突上げ、半導体片３の四隅を粘着テープ２から剥離させる。これにあわせて、コレット５が半導体片４ｚを上方から吸着し、ｚ方向に移動させ、ピックアップを行う。
以上のように、粘着テープ上にサイズのちがう半導体片が混合して貼り付けられている場合でも、半導体片４のサイズに合わせたサイズの上面を持つニードルを突上げることにより、粘着テープ２から半導体片４の剥がれが大きすぎることなく、四隅に剥がれ部分が生じさせることができる。これにより、粘着テープ２から半導体片４の剥がれを均等に発生させることができ、半導体片４の位置ずれが生じることなく、安定したピックアップを行うことができる。
１００，２００，３００ ピックアップ装置、 １，１ａ，１ｂ，１ｃ，１ｚ ニードル、 ２ 粘着テープ、 ３ リング状保持材、 ４，４ａ，４ｂ，４ｃ，４ｚ 半導体片、 ５ コレット、 ６ 上部撮影カメラ、 ７ 半導体基板、 ８ ピックアップステージ、 ９ ニードルステージ、 １０，１０ａ，１０ｂ 切り取り部、 １１ 従来のニードル、 １２ 接着面、 １３ 剥がれ部、 １４ 細いニードル素片、 ２１ ステージ駆動部、 ２２ 位置決め検出部、 ２２ａ 位置決め・サイズ検出部、 ２３，２３ａ 突上げ駆動部、 ２４ 制御部、 ２５，２５ｂ，２５ｃ 接着面状態検知部、２６ コレット駆動部、 ３１ 下部撮影カメラ、 ３１ａ 光反射板センサ、 ３１ｂ 空気伝播振動検出センサ、 ３１ｃ 圧電素子。

Claims (9)

  1. 半導体片が貼り付けられた粘着テープを保持する保持材と、
    前期保持材を載置するピックアップステージと、
    前記ピックアップステージの移動を制御するステージ駆動部と、
    前記ピックアップステージの上方に設置され、前記半導体片の位置を撮影する上部撮影カメラと、
    前記上部撮影カメラの撮影情報から前記半導体片の位置情報を検出する位置決め検出部と、
    前記半導体片をピックアップするコレットと、
    前記コレットを制御するコレット駆動部と、
    前記ピックアップステージの下方に配置され、半導体片と同等の幅で、四隅の形状が凹状になっている平坦な上面を有し、前記半導体片をピックアップするために保持材の突上げを行うニードルと、
    前記ニードルを支持するニードルステージと、
    前記ニードルステージを駆動する突上げ駆動部と、
    前記位置決め検出部からの前記位置情報をもとに前記ステージ駆動部にステージの移動を行う指示をするとともに、前記突上げ駆動部に前記半導体片の突上げを指示し、さらに前記ニードルで突上げられた前記半導体片を上方から吸着するように前記コレット駆動部に指示する制御部と、
    を備えた半導体製造装置。
  2. 前記粘着テープの、前記半導体片の四隅からの剥がれ状態を検知する検知機構と、
    前記検知機構からの情報により、前記粘着テープの前記半導体片からの剥がれ状態がピックアップに適しているかの判断を行いピックアップを行うかを決定する接着面状態検知部と
    をさらに備え、
    前記制御部は、接着面状態検知部からの情報により前記粘着テープの前記半導体片からの剥がれ状態がピックアップに適した条件になるように突上げを行うことを指示することを特徴とする、
    請求項１に記載の半導体製造装置。
  3. 前記検知機構が画像の撮影カメラで構成されていることを特徴とする、
    請求項２に記載の半導体製造装置。
  4. 前記検知機構が光反射板センサで構成されていることを特徴とする、
    請求項２に記載の半導体製造装置。
  5. 前記検知機構が空気伝播振動検出センサで構成されていることを特徴とする、
    請求項２に記載の半導体製造装置。
  6. 前記検知機構が圧電素子で構成されていることを特徴とする、
    請求項２に記載の半導体製造装置。
  7. 前記ニードルは、サイズの異なる半導体片の各々のサイズに対応して複数備えられており、
    前記制御部は、半導体片のサイズに合わせて対応する前記ニードルを選択すること
    を特徴とする請求項１に記載の半導体製造装置。
  8. ダイシングされた半導体片が貼り付けられた粘着テープを保持した保持材をピックアップステージに載置する工程と、
    四方の形状が凹状の凹部となっている平坦な上面を有したニードルで前記粘着テープ越しに前記半導体片を突上げる工程と、
    コレットで前記半導体片を上方から吸着し、ピックアップを行う工程と、
    を備えた半導体装置の製造方法。
  9. 前記ニードルで突上げたときの、前記粘着テープに貼り付けられた半導体片の四隅の剥がれ状態を検知機構で検出し、接着面状態検知部で剥がれ状態がピックアップに適しているかの判断を行う工程をさらに備えた、
    請求項８に記載の半導体装置の製造方法。
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