JP7237033B2 - チップピックアップ装置及びチップピックアップ方法及び半導体装置の製造方法 - Google Patents

Description

本開示は、チップピックアップ装置及びチップピックアップ方法及び半導体装置の製造方法に関するものである。

特許文献１には、粘着シートに貼り付けられた半導体チップ（以下、チップ）を粘着シートから剥離してピックアップするチップピックアップ装置が開示されている。当該チップピックアップ装置は、チップ下の粘着シートを吸着することでチップと粘着シートを部分的に剥離させ、チップと粘着シートとの部分的な剥離により生じた空間に流体を注入することでチップと粘着シートの剥離を促進し、チップを吸着したチップ吸着冶具を上昇させることでチップを粘着シートから完全に剥離させ、チップをピックアップしている。

特開２０１２－０５４３４４号公報

特許文献１では、チップと粘着シートとの部分的な剥離により生じた空間に注入した流体が漏れるという問題があった。

本開示は、このような問題を解決するためのものであり、粘着シートに貼り付けられたチップをピックアップする際に、チップ下の粘着シートを吸着することで生じた空間に注入した流体が漏れるという問題の起こらないチップピックアップ装置及びチップピックアップ方法及び半導体装置の製造方法を提供することを目的とする。

本開示のチップピックアップ装置は、粘着シートに貼り付けられた半導体チップを粘着シートから剥離してピックアップするチップピックアップ装置であって、チップを吸着するチップ吸着冶具と、粘着シートに接触する接触面に粘着シートを吸引する凹部または吸引孔が設けられたシート吸引冶具と、を備え、シート吸引冶具は、凹部に対しまたは吸引孔内で進退自在に設けられた筒状の複数のニードルと、各ニードルの筒穴内に進退自在に配置された配管である複数の配管と、各ニードルの凹部側または吸引孔の吸引口側の端部の筒穴内に配管に接続して配置され、配管の進出により前記ニードル外に位置可能であり、配管から流体を内部に注入されることで膨張するバルーンである、複数のバルーンと、を備える、チップピックアップ装置、である。

また、本開示のチップピックアップ方法は、本開示のチップピックアップ装置を用いたチップピックアップ方法であって、シート吸引冶具の接触面を粘着シートに接触させる工程と、凹部または吸引孔により粘着シートの吸引を行うことで粘着シートとチップとの間に空間を作る工程と、複数のニードルそれぞれで粘着シートを突き破る工程と、複数の配管を進出させて複数のニードルそれぞれからバルーンを出すことで空間に複数のニードル外に位置する状態の複数のバルーンを挿入する工程と、複数の配管を通して流体を複数のバルーンそれぞれの内部に注入し、空間内で複数のバルーンを膨張させることによって、チップを粘着シートから剥離させる工程と、粘着シートから剥離したチップをチップ吸着冶具により吸着してピックアップする工程と、を備える、チップピックアップ方法、である。

また、本開示の半導体装置の製造方法は、本開示のチップピックアップ方法を用いた半導体装置の製造方法であって、半導体ウエハをウエハプロセスにより加工する工程と、ウエハプロセスにより加工されたウエハを粘着シートに貼り付ける工程と、ウエハを粘着シートに貼り付いた状態のまま複数のチップに切り分けるダイシング工程と、ウエハから切り分けられ粘着シートに貼り付いた状態のチップを本開示のチップピックアップ方法によりピックアップするピックアップ工程と、を備える、半導体装置の製造方法、である。

本開示のチップピックアップ装置において、シート吸引冶具は、各ニードルの凹部側または吸引孔の吸引口側の端部の筒穴内に配管に接続して配置され、配管の進出によりニードル外に位置可能であり、配管から流体を内部に注入されることで膨張するバルーンである、複数のバルーン、を備える。これにより、本開示のチップピックアップ装置、本開示のチップピックアップ方法、及び本開示の半導体装置の製造方法において、粘着シートに貼り付けられたチップをピックアップする際に、チップ下の粘着シートを吸着することで生じた空間に注入した流体が漏れるという問題が起こらない。

実施の形態１のチップピックアップ装置の断面図である。 実施の形態１から５のチップピックアップ装置のいずれかを用いたチップピックアップ方法の手順を示すフローチャートである。 実施の形態１のチップピックアップ装置を用いたチップピックアップ方法のチップ吸着冶具下降工程における、チップピックアップ装置の状態を示す断面図である。 実施の形態１のチップピックアップ装置を用いたチップピックアップ方法のシート吸引冶具上昇工程における、チップピックアップ装置の状態を示す断面図である。 実施の形態１のチップピックアップ装置を用いたチップピックアップ方法のシート吸引冶具排気工程における、チップピックアップ装置の状態を示す断面図である。 実施の形態１のチップピックアップ装置を用いたチップピックアップ方法のニードル挿入工程における、チップピックアップ装置の状態を示す断面図である。 実施の形態１のチップピックアップ装置を用いたチップピックアップ方法のバルーン挿入工程における、チップピックアップ装置の状態を示す断面図である。 実施の形態１のチップピックアップ装置を用いたチップピックアップ方法のバルーン膨張工程における、チップピックアップ装置の状態を示す断面図である。 実施の形態１のチップピックアップ装置を用いたチップピックアップ方法のチップ搬送工程における、チップピックアップ装置の状態を示す断面図である。 実施の形態２のチップピックアップ装置の断面図である。 実施の形態３のチップピックアップ装置の断面図である。 実施の形態４のチップピックアップ装置のシート吸引冶具の平面図である。 実施の形態５のチップピックアップ装置のシート吸引冶具の平面図である。 実施の形態６の半導体装置の製造方法の手順を示すフローチャートである。

＜Ａ．実施の形態１＞
＜Ａ－１．構成＞
図１は、実施の形態１におけるチップピックアップ装置１０の構成を示す断面図である。チップ２１と粘着シート２０はチップピックアップ装置１０に含まれないが、図１及び他の図において説明の為必要に応じ記載されている。

粘着シート２０は例えばダイシングテープであり、図１においてチップ２１は粘着シート２０に貼り付けられている。粘着シート２０は、図示されない保持具により保持されている。チップ２１は、例えば、ウエハが粘着シート２０に貼り付けられた後に、ダイシング加工され複数のチップに分割されたもののうちの１つである。その場合、粘着シート２０に複数のチップが貼り付けられているが、省略して１つのチップ２１のみが示されている。但し、チップピックアップ装置１０によるチップ２１のピックアップは、このように粘着シート２０に貼り付けられたウエハがダイシング加工され複数のチップに分割された場合でなくとも、チップ２１が粘着シート２０に貼り付けられている場合に実行可能である。

チップピックアップ装置１０は、チップ吸着冶具３０とシート吸引冶具４０と、を備える。

チップ吸着冶具３０は、チップ吸着冶具駆動部３００と、吸気部３０１と、を備える。

チップ吸着冶具３０とシート吸引冶具４０とは、粘着シート２０に貼り付けられたチップ２１をピックアップする際、図１のように、粘着シート２０に貼り付けられているチップ２１を間に挟むように、すなわち互いに対向するように配置される。その際、チップ２１がチップ吸着冶具３０側、粘着シート２０がシート吸引冶具４０側に配置される。

チップ吸着冶具３０には、吸気孔３１が設けられている。図１においてチップ吸着冶具３０のチップ２１側の表面である吸着面に吸気孔３１の吸気口３１０が設けられている。吸着面は平面視において例えば矩形、円形、楕円形等の形状を有している。チップ吸着冶具３０は、吸気部３０１により、吸気孔３１を通して吸気口３１０の側から吸気可能であり、チップ２１が吸着面に接する場合に、チップ２１を吸着できる。

シート吸引冶具４０は、複数のニードル４２と、複数のバルーン４５と、複数の配管４６と、シート吸引冶具駆動部４００と、排気部４０１と、ニードル駆動部４２０と、配管駆動部４６０と、流体注入部４６１と、を備える。

図１において、チップ吸着冶具駆動部３００と、吸気部３０１と、シート吸引冶具駆動部４００と、排気部４０１と、ニードル駆動部４２０と、配管駆動部４６０と、流体注入部４６１と、は、詳細は省略してブロックとして描かれており、これらが他の要素を駆動等する機構も、省略して他の要素との間を繋ぐ線で示されている。

シート吸引冶具４０の、図１における粘着シート２０側の表面であり粘着シート２０に接触する面である接触面には、粘着シートを吸引する凹部４３が設けられている。チップ吸着冶具３０の吸着面とシート吸引冶具４０の接触面とは平行になるように構成されている。チップ吸着冶具駆動部３００はチップ吸着冶具３０を、シート吸引冶具駆動部４００はシート吸引冶具４０を、吸着面または接触面と垂直及び水平に移動可能である。

また、シート吸引冶具４０には、シート吸引冶具４０の接触面に接する粘着シートを凹部４３が吸引できるよう、排気孔４１が設けられており、排気部４０１により、凹部４３の気体を、排気孔４１を通して排気できる。凹部４３は、平面視で、チップ２１よりも小さい輪郭を持つ。

ニードル４２はそれぞれ筒状であり、排気孔４１に、凹部４３に対し進退自在に設けられている。つまり、ニードル４２は、ニードル駆動部４２０によって、凹部４３に進出または凹部４３から退出することが可能である。排気孔４１の孔の太さや形状を調整することで、排気孔４１の壁面は、ニードル４２を進退させる際に位置ずれを防ぐガイドとして働く。ニードル４２は、シート吸引冶具駆動部４００によるシート吸引冶具４０の移動に伴い、シート吸引冶具４０との相対位置を保って移動することもできる。また、ニードル４２の凹部４３側の端は、粘着シート２０を突き破れるような形状になっている。また、ニードル４２の凹部４３側の端部には、バルーン４５がニードル４２の筒穴内から外に出られるよう、バルーン出入口４４が設けられている。チップピックアップ装置１０が備えるニードル４２の数は対象とするチップ２１の面積に応じて変更可能であるが、チップピックアップ装置１０は少なくとも２つのニードル４２を備える。

配管４６は、各ニードル４２の筒穴内に進退自在に配置されている。各配管４６は、配管駆動部４６０により、当該配管４６が内部に配置されているニードル４２の筒穴内で進退が可能である。また、各配管４６は、当該配管４６が内部に配置されているニードル４２の移動に伴い、当該ニードル４２と相対位置を保って移動することもできる。

バルーン４５は、ニードル４２の凹部４３側の端部の筒穴内に配管に接続して配置され、配管４６の進出によりニードル外に位置可能である。また、バルーン４５は、流体注入部４６１の動作により当該バルーン４５に繋がれた配管４６から流体を内部に注入されることで膨張する。バルーン４５は、例えばゴム材やシリコーン材で構成される。

＜Ａ－２．動作＞
図２は、本実施の形態に係るチップピックアップ方法の各工程の手順を説明するためのフローチャートである。本実施の形態に係るチップピックアップ方法は、チップピックアップ装置１０を用いたチップピックアップ方法である。

図３から図９は、本実施の形態に係るチップピックアップ方法の各工程におけるチップピックアップ装置１０の状態を示す断面図である。図３から図９において、チップ吸着冶具駆動部３００と、吸気部３０１と、シート吸引冶具駆動部４００と、排気部４０１と、ニードル駆動部４２０と、配管駆動部４６０と、流体注入部４６１と、は、省略され示されていない。

図２に示すように、本実施の形態に係るチップピックアップ方法は、チップ吸着冶具下降工程（ステップＳ１１）、シート吸引冶具上昇工程（ステップＳ１２）、シート吸引冶具排気工程（ステップＳ１３）、ニードル挿入工程（ステップＳ１４）、バルーン挿入工程（ステップＳ１５）、バルーン膨張工程（ステップＳ１６）、チップ搬送工程（ステップＳ１７）を備える。

なお、本実施の形態に係るチップピックアップ方法は、粘着シート２０に貼り付けられたチップ２１をピックアップするものである。チップ２１は、例えば、予めウエハプロセスにより加工されチップ２１が形成されたウエハが、粘着シート２０に貼り付けられ、ダイシング加工装置により複数のチップ２１に切り分けられたものである。粘着シート２０は例えばダイシングテープである。本実施の形態及び他の実施の形態に係る図１、図３から図１１では、ピックアップする対象である１つのチップ２１のみが示されている。また、粘着シート２０は、図示されない保持機構により保持されている。当該保持機構は、チップピックアップ装置１０が備えていてもよいし、そうでなくてもよい。

初めに、チップ吸着冶具下降工程（ステップＳ１１）を行う。ステップＳ１１では、粘着シート２０の上面に貼り付けられているチップ２１の上面にチップ吸着冶具３０を近づけて接触させずに待機させる。図３は、ステップＳ１１を行う際のチップピックアップ装置１０の状態を示す。

図３に示すように、例えば、チップ吸着冶具３０が粘着シート２０の上方にある状態で、平面視におけるチップ吸着冶具３０とチップ２１の相対位置が望ましいものになるように、チップ吸着冶具３０の平面視における位置を調整する。例えば、平面視におけるチップ吸着冶具３０の中心とチップ２１の中心とが略一致するようにチップ吸着冶具３０の平面視における位置を調整する。そして、平面視における位置が調整されたチップ吸着冶具３０を下降させ、チップ２１の上側にチップ２１とは接触させずチップ吸着冶具３０を待機させる。待機開始後、吸気部３０１により、吸気孔３１を通して吸気口３１０からの吸気を開始する。但し、ステップＳ１１で吸気口３１０からの吸気を開始する必要はなく、ステップＳ１７の時点で、チップ吸着冶具３０が吸気口３１０からの吸気をしていればよい。

次に、シート吸引冶具上昇工程（ステップＳ１２）を行う。ステップＳ１２では、平面視で凹部４３の領域がチップ２１の領域に含まれるように、シート吸引冶具４０の接触面を粘着シート２０に接触させる。図４は、ステップＳ１２を行う際のチップピックアップ装置１０の状態を示す。

図４に示すように、例えば、シート吸引冶具４０が粘着シート２０の下方にある状態で、平面視におけるシート吸引冶具４０の中心とチップ２１の中心とが略一致するように、シート吸引冶具４０の水平面内の位置を調整しておく。ステップＳ１２の終了後は、シート吸引冶具４０の上面とチップ２１下側の粘着シート２０が接触しているため、凹部４３と粘着シート２０により形成される空間ＳＰは、気密が確保される。

次に、シート吸引冶具排気工程（ステップＳ１３）を行う。図５は、ステップＳ１３を行う際のチップピックアップ装置１０の状態を示す。ステップＳ１３では、凹部４３により粘着シート２０の吸引を行うことで粘着シート２０とチップ２１との間に空間を作る。

図５に示すように、排気部４０１により、排気孔４１を通して排気を行い、凹部４３と粘着シート２０により形成されている空間ＳＰを減圧する。これにより、粘着シート２０のうちチップ２１の凹部４３に対向する部分に貼り付けられている部分が剥離し、凹部４３に向かって吸引される。粘着シート２０のうちシート吸引冶具４０の吸引によりチップ２１と剥離した部分と、チップ２１と、の間の空間をＳＰｓとする。減圧の程度は、後述のステップＳ１４で空間ＳＰｓにニードル４２を挿入できるものであれば、粘着シート２０とチップ２１が凹部４３の外周部を残して剥離する程度でもよい。

次に、ニードル挿入工程（ステップＳ１４）を行う。ステップＳ１４では、ニードル駆動部４２０によりニードル４２を凹部４３に向け進出させる。これにより、図６に示すように、ニードル４２それぞれで粘着シート２０を突き破り、ニードル４２は空間ＳＰｓに挿入される。空間ＳＰｓへニードル４２が挿入される度合いは、ニードル４２がチップ２１に接さず、ニードル４２に設けられたバルーン出入口４４からバルーン４５をニードル４２外に出した場合にバルーン４５が空間ＳＰｓに挿入されるようなものであればよい。

次に、バルーン挿入工程（ステップＳ１５）を行う。ステップＳ１５では、配管駆動部４６０により配管４６を凹部側に進出させることで、バルーン出入口４４から、ニードル４２に内包されたバルーン４５を外に出し、ニードル４２の外に位置する状態でバルーン４５を空間ＳＰｓに挿入する。なお、ステップＳ１４で空間ＳＰｓにニードル４２を挿入した段階で既に位置的にはバルーン４５が図５で示されている空間ＳＰｓ内に位置していてもよく、その場合、ステップＳ１５でバルーン４５を空間ＳＰｓに挿入するとは、ニードル４２の内に位置する状態から外に位置する状態でバルーン４５を空間ＳＰｓ内に位置させることを意味する。図７は、ステップＳ１５を行う際のチップピックアップ装置１０の状態を示す。図７では空間ＳＰｓに挿入された後のバルーン４５は配管４６と平行に延びているが、配管４６と平行である必要はなく、例えばチップ２１の面に沿うように折れ曲がっていてもよい。

次に、バルーン膨張工程（ステップＳ１６）を行う。図８は、ステップＳ１６を行う際のチップピックアップ装置１０の状態を示す。ステップＳ１６では、バルーン４５を膨らませるため、まず、排気部４０１による排気孔４１からの排気を停止する。その後、流体注入部４６１により配管４６を通して流体ＦＬをバルーン４５それぞれの内部に注入し、空間ＳＰｓ内でバルーン４５を膨張させることによって、チップ２１を粘着シート２０から完全に剥離させる。これにより、チップ２１と粘着シート２０は図８に示されるように、互いに接していない状態になる。粘着シート２０から剥離したチップ２１はバルーン４５上に安置される。流体ＦＬは、バルーン４５を溶融してしまうもの、例えば有機溶剤など、でなければ、気体でも液体でも、気体と液体が混ざったものでもよい。

次に、チップ搬送工程（ステップＳ１７）を行う。図９は、ステップＳ１７を行う際のチップピックアップ装置１０の状態を示す。ステップＳ１７では、ステップＳ１６で粘着シート２０から完全に剥離したチップ２１をチップ吸着冶具３０により吸着してピックアップする。

ステップＳ１７では、ステップＳ１６から継続して流体注入部４６１により配管４６から流体ＦＬをバルーン４５内部へ注入し、バルーン４５を膨張させる。これにより、ステップＳ１６で粘着シート２０から剥離されバルーン４５上に安置されたチップ２１が、バルーン４５の膨張にしたがって持ち上げられ、チップ２１の上側で待機しているチップ吸着冶具３０まで搬送される。そして、チップ２１は、吸気口３１０からの吸気を継続したままチップ２１の上側に待機しているチップ吸着冶具３０まで搬送され、チップ吸着冶具３０により吸着されることで、チップピックアップ装置１０にピックアップされる。

以上説明した本実施の形態に係るチップピックアップ方法には、以下の利点がある。

チップピックアップ装置１０において、シート吸引冶具４０は、各ニードル４２の凹部４３側の端部の筒穴内に配管４６に接続して配置され、配管４６の進出によりニードル４２外に位置可能であり、配管４６から流体ＦＬを内部に注入されることで膨張するバルーン４５である、複数のバルーン４５、を備える。そして、ステップＳ１６及びステップＳ１７では、バルーン４５を空間ＳＰｓに挿入しバルーン４５に流体を注入している。そのため、特許文献１のように空間ＳＰｓに流体を注入しチップ２１を粘着シート２０から剥離させる場合と比べ、安定的に剥離させられる。チップピックアップ装置１０及びチップピックアップ装置１０を用いたピックアップ方法では、粘着シート２０に貼り付けられたチップ２１をピックアップする際に、チップ２１下の粘着シート２０を吸着することで生じた空間ＳＰｓに注入した流体が漏れるという問題が起こらない。チップピックアップ装置１０及びチップピックアップ装置１０を用いたピックアップ方法では、特許文献１で空間ＳＰｓに液体を注入する場合のように、液体がチップ２１の角付近から漏れて、液体の表面張力によりチップ２１のピックアップが困難になり、チップ吸着冶具３０の吸引力を上げた場合にはチップ２１表面に吸着痕ができる、といった問題が起こることが無い。

ステップＳ１６でバルーン４５を膨張させることでチップ２１を粘着シート２０から完全に剥離できるため、チップピックアップ装置１０は、チップ２１を粘着シート２０から剥離する過程で、チップ吸着冶具３０でチップ２１を吸着する必要が無い。ステップＳ１１の説明で示したように、チップ吸着冶具３０はチップ２１に接さず待機しており、その後のステップＳ１６までのチップ２１を粘着シート２０から剥離する過程で、チップ２１上面へチップ吸着冶具３０からの力が加わることがない。これにより、従来のチップピックアップ装置で起こっていた、チップをピックアップする際のチップ下の突き上げ冶具からの力と、チップ吸着冶具のチップを上から押さえつける力により、チップが割れる、という問題が起こらない。また、チップ２１上面の傷を抑制できるため、ピックアップ後のチップ２１動作時の、チップ２１上面の傷を起点とした破壊を防ぐことができる。

ステップＳ１５からステップＳ１７の説明で示したように、ニードル４２がチップ２１に接触することはなく、チップ２１下面に接触する物体は粘着シート２０を除けばバルーン４５のみである。そのため、チップ２１下面の傷を抑制でき、ピックアップ後のチップ２１動作時の、傷を起点とした破壊を防ぐことができる。

さらに、粘着シート２０を介してチップ２１をニードルで突き上げる従来の手法よりもチップ２１に生じる応力が小さいため、ピックアップ時にチップ２１が割れることを抑制できる。

また、少なくとも２つのバルーン４５でチップへ力を加えるため、複数の剥離起点が存在し、１つのバルーン４５でチップへ力を加える場合と比べ、チップ２１が粘着シート２０から容易に剥離する。

＜Ａ－３．効果＞
チップピックアップ装置１０において、シート吸引冶具４０は、各ニードル４２の凹部４３側の端部の筒穴内に配管４６に接続して配置され、配管４６の進出によりニードル４２外に位置可能であり、配管４６から流体ＦＬを内部に注入されることで膨張するバルーン４５である、複数のバルーン４５、を備える。これにより、チップピックアップ装置１０及びチップピックアップ装置１０を用いたピックアップ方法では、粘着シート２０に貼り付けられたチップ２１をピックアップする際に、チップ２１下の粘着シート２０を吸着することで生じた空間ＳＰｓに注入した流体が漏れるという問題が起こらない。

＜Ａ－４．変形例＞
＜Ａ－１．構成＞では、シート吸引冶具４０の粘着シートに接触する接触面には、粘着シートを吸引する凹部４３が設けられており、排気部４０１は、凹部４３の気体を、排気孔４１を通して排気するとして説明した。変形例として、シート吸引冶具４０には、凹部４３及び排気孔４１の代わりに、シート吸引冶具４０の接触面に凹部４３の開口と同程度の大きさの吸引口を持ち、当該吸引口が下方へと連通された、粘着シートを吸引する吸引孔（以下、吸引孔４１０とする）が設けられていてもよい。

本変形例では、複数のニードル４２は、ステップＳ１４で各ニードル４２を空間ＳＰｓに挿入できるように、吸引孔４１０内に進退自在に設けられる。また、バルーン４５は、各ニードル４２の吸引孔４１０の吸引口側の端部の筒穴内に配管４６に接続して配置され、配管４６の進出によりニードル外に位置可能である。配管４６は、＜Ａ－１．構成＞で説明した場合と同様、各ニードル４２の筒穴内に進退自在に配置される。排気部４０１は吸引孔４１０から排気することで吸引孔４１０を減圧する。

本変形例の構成によるチップピックアップ装置１０でチップ２１をピックアップする動作は基本的には＜Ａ－２．動作＞と同じであるが、その説明において、凹部及び排気孔４１を吸引孔４１０と置き換えたのに応じた変更が必要である。例えば、本変形例では、ステップＳ１２では、平面視で吸引口の領域がチップ２１の領域に含まれるように、シート吸引冶具４０の接触面を粘着シート２０に接触させる。ステップＳ１３では、吸引孔４１０により粘着シート２０の吸引を行うことで粘着シート２０とチップ２１との間に空間を作る。ステップＳ１４では、ニードル駆動部４２０によりニードル４２を吸引口に向け進出させる。これにより、ニードル４２が粘着シート２０を突き破り、ニードル４２は空間ＳＰｓに挿入される。

本変形例の構成のチップピックアップ装置１０では、シート吸引冶具４０は、各ニードル４２の吸引口側の端部の筒穴内に配管４６に接続して配置され、配管４６の進出によりニードル４２外に位置可能であり、配管４６から流体ＦＬを内部に注入されることで膨張するバルーン４５である、複数のバルーン４５、を備える。これにより、チップ２１をピックアップする際、チップ２１下の粘着シート２０を吸着することで生じた空間ＳＰｓに注入した流体が漏れるという問題が起こらない。

＜Ｂ．実施の形態２＞
＜Ｂ－１．構成＞
実施の形態２に係るチップピックアップ装置１０ｂは、実施の形態１のチップピックアップ装置１０（＜Ａ－４．変形例＞で説明した変形例でもよい）と一部を除き同様であり、動作についても実施の形態１と同様である。したがって、実施の形態１と異なる箇所について説明し、共通する部分は同一の符号を付して説明を省略する。

図１０は、チップピックアップ装置１０ｂの構成を示す断面図である。チップピックアップ装置１０ｂはチップピックアップ装置１０と比べ、チップ吸着冶具３０の代わりにチップ吸着冶具３０ｂを備える。チップピックアップ装置１０ｂはその他の点はチップピックアップ装置１０と同様である。

チップ吸着冶具３０では吸着面の大きさは特に制限が無く、また、チップ吸着冶具３０は吸着面より面直方向に突出した枠を備えていなかった。チップ吸着冶具３０ｂの吸着面は、平面視で前記チップより大きく、チップ吸着冶具３０ｂは吸着面より面直方向に突出した枠３２を備える。なお、枠３２が吸着面より面直方向に突出しているとは、吸着面でチップ２１を吸着した際の吸着面よりもチップ２１の側に枠３２が位置するという意味であり、枠３２が吸着面から垂直に突き出していることは意味しない。枠３２は、チップ吸着冶具３０ｂが平面視においてチップ２１を枠３２の内側で枠３２との間に０．５ｍｍ以上の距離を保って吸着できるよう、配置されている。

チップ吸着冶具３０ｂは、チップ吸着冶具３０と同様、チップ吸着冶具駆動部３００と、吸気部３０１とを備える。チップ吸着冶具駆動部３００は、チップ吸着冶具３０ｂを吸着面と垂直及び水平に移動可能である。チップ吸着冶具３０ｂには吸気孔３１ｂが設けられており、チップ吸着冶具３０ｂは、吸気部３０１により、吸気孔３１ｂを通して、吸着面でチップ２１を吸着できる。

以上で説明した点を除けば、チップ吸着冶具３０ｂの構成はチップ吸着冶具３０の構成と同様である。

図１０において、チップ吸着冶具駆動部３００と、吸気部３０１と、シート吸引冶具駆動部４００と、排気部４０１と、ニードル駆動部４２０と、配管駆動部４６０と、流体注入部４６１と、は、省略され示されていない。

＜Ｂ－２．動作＞
本実施の形態に係るチップピックアップ方法の各工程のフローチャートは、実施の形態１の場合同様、図２で示される。また、本実施の形態に係るチップピックアップ方法の各工程も、実施の形態１で説明した内容については、実施の形態１の場合と同様である。但し、本実施の形態に係るチップピックアップ方法はチップピックアップ装置１０ｂを用いたチップピックアップ方法であり、当該説明中のチップピックアップ装置１０をチップピックアップ装置１０ｂに置き換える。

本実施の形態に係るチップピックアップ方法においては、ステップＳ１１において、平面視で枠３２の内側でチップ２１をピックアップできるような位置に、チップ吸着冶具３０ｂの平面視での位置を調整しておく。ステップＳ１７においては、図１０に示すように、チップ吸着冶具３０ｂに設けられた枠３２がチップ２１搬送時のガイドの役割を果たす。これにより、チップ２１搬送時に平面視でのチップ２１の位置のズレが抑制され、チップ２１のバルーン４５からの落下が防がれる。

＜Ｂ－３．効果＞
チップ吸着冶具３０ｂは吸着面より面直方向に突出した枠３２を備える。これにより、ステップＳ１７のチップ２１搬送時に平面視でのチップ２１の位置のズレが抑制され、チップ２１のバルーン４５からの落下が防がれる。

枠３２は、チップ吸着冶具３０ｂが平面視においてチップ２１を枠３２の内側で枠３２との間に０．５ｍｍ以上の距離を保って吸着できるよう、配置されている。これにより、チップ２１搬送時に平面視でのチップ２１の位置のズレ度合いが問題ない範囲の場合には、チップ２１が枠３２と接することが無く、チップ２１と枠３２との不要な接触を避けることができる。

＜Ｃ．実施の形態３＞
＜Ｃ－１．構成＞
実施の形態３に係るチップピックアップ装置１０ｃは、実施の形態２のチップピックアップ装置１０ｂと一部を除き同様であり、動作についても実施の形態２と同様である。したがって、実施の形態２と異なる箇所について説明し、共通する部分は同一の符号を付して説明を省略する。

図１１は、チップピックアップ装置１０ｃの構成を示す断面図である。

チップピックアップ装置１０ｃは、チップピックアップ装置１０ｂと比べると、チップ吸着冶具３０ｂの代わりに、チップ吸着冶具３０ｃを備える。その他の点は、チップピックアップ装置１０ｃは、チップピックアップ装置１０ｂと同様である。チップ吸着冶具３０ｃは、チップ吸着冶具３０ｂと異なり、緩衝材３３を備える。その他の点は、チップ吸着冶具３０ｃは、チップ吸着冶具３０ｂと同様である。

チップ吸着冶具３０ｃは、チップ吸着冶具３０ｂの吸着面下側に緩衝材３３が設けられた構造となっており、緩衝材３３の下面がチップ吸着冶具３０ｃの吸着面となっている。緩衝材３３は、チップ吸着冶具３０ｃのうち緩衝材３３以外の部分よりも柔軟性があり、例えばゴム材やシリコーン材などで構成されている。

チップ吸着冶具３０ｃでは吸気孔３１ｃは緩衝材３３を貫通しており、緩衝材３３の下面である吸着面に吸気孔３１ｃの吸気口が設けられている。

チップ吸着冶具３０ｃは、チップ吸着冶具３０ｂと同様、チップ吸着冶具駆動部３００と、吸気部３０１とを備える。チップ吸着冶具駆動部３００は、チップ吸着冶具３０ｃを吸着面と垂直及び水平に移動可能である。チップ吸着冶具３０ｃは、吸気部３０１により、吸気孔３１ｃを通して、吸着面でチップ２１を吸着できる。

以上で説明した点を除けば、チップ吸着冶具３０ｃの構成はチップ吸着冶具３０ｂの構成と同様である。

図１１において、チップ吸着冶具駆動部３００と、吸気部３０１と、シート吸引冶具駆動部４００と、排気部４０１と、ニードル駆動部４２０と、配管駆動部４６０と、流体注入部４６１と、は、省略され示されていない。

＜Ｃ－２．動作＞
本実施の形態に係るチップピックアップ方法の各工程のフローチャートは、実施の形態２の場合同様、図２で示される。また、本実施の形態に係るチップピックアップ方法の各工程も、実施の形態２で説明した内容については、実施の形態２の場合と同様である。但し、本実施の形態に係るチップピックアップ方法はチップピックアップ装置１０ｃを用いたチップピックアップ方法であり、当該説明中のチップピックアップ装置１０ｂをチップピックアップ装置１０ｃに置き換える。

本実施の形態に係るチップピックアップ方法においては、ステップＳ１７でチップ２１がチップ吸着冶具３０ｃにより吸着される際、チップ２１には緩衝材３３が接することで、吸着面の柔軟化により、実施の形態２の場合よりもチップ２１の傷を抑制できる。図１１は、チップピックアップ装置１０ｃを用いたチップピックアップ方法のステップＳ１７でのチップピックアップ装置１０ｃの状態を示す断面図である。

＜Ｃ－３．効果＞
チップ２１がチップ吸着冶具３０ｃにより吸着される際、チップ２１には緩衝材３３が接することで、吸着面の柔軟化により、緩衝材３３が無い場合よりもチップ２１への傷を抑制できる。

＜Ｃ－４．変形例＞
チップ吸着冶具３０ｃは実施の形態２に係るチップ吸着冶具３０ｂの吸着面に緩衝材３３が設けられたものとしたが、チップ吸着冶具３０ｃは実施の形態１に係るチップ吸着冶具３０の吸着面に緩衝材３３が設けられたものであってもよい。その場合も、チップピックアップ装置１０ｃでは、＜Ｃ－２．動作＞で新たに説明された動作により、チップピックアップ装置１０と比べ、＜Ｃ－３．効果＞に記載の効果が得られる。

＜Ｄ．実施の形態４＞
＜Ｄ－１．構成＞
実施の形態４に係るチップピックアップ装置（以下これをチップピックアップ装置１０ｄとする）は、実施の形態１に係るチップピックアップ装置１０と比べ、シート吸引冶具４０の代わりにシート吸引冶具４０ｄを備える。その他の点はチップピックアップ装置１０と同じである。また、シート吸引冶具４０ｄは、＜Ａ－１．構成＞または＜Ａ－４．変形例＞で説明した範囲においては、シート吸引冶具４０と同じ構成である。

シート吸引冶具４０ｄにおいて、複数のニードル４２は、複数のバルーン４５それぞれをニードル４２の外に位置させて予め定められた最大サイズまで膨張させてもバルーン４５が互いに接触することが無いような距離をへだてて配置されている。

例えば、各ニードル４２は、図１２のように配置される。図１２は、シート吸引冶具４０ｄの構成例を示す平面図である。

図１２に示される例において、各ニードル４２は接触面に垂直に配置されている。図１２において、最も近接した２つのニードル４２の中心軸間の距離をｄ、またそれぞれに収容されているバルーン４５それぞれの予め定められた最大膨張時の直径をφ_maxとする。この場合、各ニードル４２は、ｄ≧２φ_maxとなるように配置されている。

各バルーン４５の最大サイズは、＜Ｄ－２．動作＞で説明されるステップＳ１６及びステップＳ１７で各バルーン４５に注入する流体の量を予め定めておくことで、予め定めることができる。

＜Ｄ－２．動作＞
チップピックアップ装置１０ｄを用いたチップピックアップ方法は、＜Ａ－２．動作＞の項目で説明したチップピックアップ方法と、当該項目で説明した範囲において、同じである。但し、当該項目の説明において、チップピックアップ装置１０をチップピックアップ装置１０ｃに置き換える。チップピックアップ装置１０ｄを用いたチップピックアップ方法のフローチャートは図２に示される。

チップピックアップ装置１０ｄでは、複数のニードル４２は、複数のバルーン４５それぞれをニードル４２の外に位置させて予め定められた最大サイズまで膨張させてもバルーン４５が互いに接触することが無いような距離をへだてて配置されている。そのため、チップピックアップ装置１０ｄを用いたチップピックアップ方法においては、ステップＳ１６及びステップＳ１７で、バルーン４５を予め定められた最大サイズまで膨張させる際に、バルーン４５の中心が各ニードルの中心軸からずれていても、バルーン４５が互いに接触することが無い。これにより、バルーン４５同士の接触に起因する、バルーン４５の大きさの想定からのずれやバルーン４５の破裂が無くなり、チップピックアップ装置１０ｄは、チップ２１をチップ吸着冶具３０までより安定的に搬送できる。

＜Ｄ－３．効果＞
チップピックアップ装置１０ｄでは、複数のニードル４２は、複数のバルーン４５それぞれをニードル４２の外に位置させて予め定められた最大サイズまで膨張させてもバルーン４５が互いに接触することが無いような距離をへだてて配置されている。これにより、チップ２１をピックアップする際にバルーン４５同士の接触が起きることがなく、バルーン４５同士の接触に起因する、バルーン４５の大きさの想定からのずれやバルーン４５の破裂が無くなり、チップピックアップ装置１０ｄは、チップ２１をチップ吸着冶具３０まで安定的に搬送できる。

＜Ｄ－４．変形例＞
上記の＜Ｄ－１．構成＞の説明ではチップピックアップ装置１０ｄはチップ吸着冶具３０を備えていたが、チップピックアップ装置１０ｄは、チップ吸着冶具３０の代わりに、チップ吸着冶具３０ｂまたはチップ吸着冶具３０ｃを備えていてもよい。また、そのようなチップピックアップ装置１０ｄを用いたチップピックアップ方法も、＜Ｄ－２．動作＞説明同様に実行可能である。その場合も、チップピックアップ装置１０ｄにより、チップピックアップ装置１０ｂまたはチップピックアップ装置１０ｃと比べ、さらに＜Ｄ－３．効果＞に記載の効果が得られる。

＜Ｅ．実施の形態５＞
＜Ｅ－１．構成＞
実施の形態５に係るチップピックアップ装置（以下これをチップピックアップ装置１０ｅとする）は、構成としては実施の形態１で説明したチップピックアップ装置１０と同じである。図１３は、シート吸引冶具４０ｅの構成を示す平面図である。シート吸引冶具４０ｅが備えるバルーン４５を、図１３に示されるように、外周側から順にバルーン１、バルーン２、バルーン３とする。

＜Ｅ－２．動作＞
チップピックアップ装置１０ｅを用いたチップピックアップ方法は、＜Ａ－２．動作＞または＜Ａ－４．変形例＞の項目で説明したチップピックアップ方法と、当該項目で説明した範囲において、同じである。但し、当該項目の説明において、チップピックアップ装置１０をチップピックアップ装置１０ｅに置き換える。チップピックアップ装置１０ｅを用いたチップピックアップ方法のフローチャートは図２に示される。

チップピックアップ装置１０ｅを用いたチップピックアップ方法においては、ステップＳ１６でバルーン４５を膨張させる際、チップ２１に生じる曲げ応力を小さくするため、まずチップ２１の外周側のバルーン４５を膨張させ、粘着シート２０とチップ２１とを剥離させる。その後、外周側のバルーン４５の膨張で剥離しきらなかった部分を剥離させるため、内側のバルーン４５を、チップ中心へ向かう順番で膨張させる。図１３に示されているシート吸引冶具４０ｅの例の場合、バルーン３の位置にチップ２１の中心があるとすると、最初に複数のバルーン１が、次に複数のバルーン２が、最後にバルーン３が膨張させられる。また、複数のバルーン１を膨張させる際は、複数のバルーン１を同時に膨張させてもよいし、同時ではなく例えば時計回りの順に膨らませてもよい。複数のバルーン２を膨らます際も同様である。

ある物体に異なる向きの力が加わる場合に当該物体に生ずる曲げ応力は、当該異なる向きの力が当該物体の近い点で働く方が、小さくなる。例えば片持ち梁において、片持ち梁の支点と外力が加わる点の間の距離をＬ、加わる外力の大きさをＦとすると、片持ち梁に働く曲げモーメントＭの最大値Ｍ_ｍａｘはＭ_ｍａｘ＝Ｆ・Ｌで与えられる。また、物体に生ずる曲げ応力は、曲げモーメントＭに比例する。このように、外力が加わる点と、外力と逆向きの力が働く支持点とが近い方が、曲げ応力は小さくなる。

つまり、ステップＳ１６でバルーン４５を膨張させることによってチップ２１を粘着シートから剥離させる際に、チップ２１外周側からチップ２１中心へ向かう順番で膨張させることで、チップ２１に生じる曲げ応力が小さくなり、チップ２１の割れによる破壊が抑制される。

＜Ｅ－３．効果＞
チップピックアップ装置１０ｅは、複数の配管４６を通して流体ＦＬを複数のバルーン４５の内部に注入して複数のバルーン４５を膨張させることによってチップ２１を粘着シート２０から完全に剥離させる際に、バルーン４５をチップ２１外周側からチップ２１中心へ向かう順番で膨張させる。これにより、チップ２１に生じる曲げ応力が小さくなり、チップ２１の割れによる破壊が抑制される。

＜Ｅ－４．変形例＞
チップピックアップ装置１０ｅは、実施の形態２から４またはその変形例で説明されたチップピックアップ装置１０ｂ、チップピックアップ装置１０ｃ、チップピックアップ装置１０ｄであってもよい。その場合も、＜Ｅ－２．動作＞で新たに説明された動作により、＜Ｅ－３．効果＞に記載の効果が得られる。なお、図１３で例として示されているシート吸引冶具４０ｅは、説明のため、図１２に示されているシート吸引冶具４０ｄとは異なる数のニードル４２を備えているが、シート吸引冶具４０ｅは図１２に示されているシート吸引冶具４０ｄであってもよい。

＜Ｆ．実施の形態６＞
＜Ｆ－１．構成＞
本実施の形態では、実施の形態１から５及びその変形例のチップピックアップ方法のいずれかを用いた半導体装置の製造方法について説明する。当該半導体装置の製造方法では、用いるチップピックアップ方法に応じて、実施の形態１から５及びその変形例で説明されたチップピックアップ装置１０、チップピックアップ装置１０ｂ、チップピックアップ装置１０ｃ、チップピックアップ装置１０ｄ、チップピックアップ装置１０ｅ、のいずれかを用いる。

＜Ｆ－２．動作＞
本実施の形態に係る半導体装置の製造方法のフローチャートは、図１４に示される。

本実施の形態に係る半導体装置の製造方法は、図１４に示されるように、ウエハをウエハプロセスにより加工する工程（ステップＳ３１）と、ウエハプロセスにより加工されたウエハを粘着シート２０に貼り付ける工程（ステップＳ３２）と、ウエハを粘着シート２０に貼り付いた状態のまま複数のチップに切り分けるダイシング工程（ステップＳ３３）と、ウエハから切り分けられ粘着シート２０に貼り付いた状態のチップをピックアップするピックアップ工程（ステップＳ３４）と、を備える。

ウエハプロセスは例えば不純物イオン注入や不純物活性化などである。

ステップＳ３３では、ウエハは複数のチップに切り分けられるが、粘着シート２０は切られず、ダイシング工程の後も繋がったままである。

ステップＳ３４では、実施の形態１から５及びその変形例で説明されたチップピックアップ方法のいずれかにより、ダイシング工程でウエハから切り分けられたチップであるチップ２１をピックアップする。

ステップＳ３４の後、チップ２１は、例えば、チップ吸着冶具３０によりチップトレー等の搬送用冶具に収納され、次工程で用いるチップテスト装置に搬送される。

＜Ｆ－３．効果＞
本実施の形態の半導体装置の製造方法で用いるチップピックアップ装置（チップピックアップ装置１０、チップピックアップ装置１０ｂ、チップピックアップ装置１０ｃ、チップピックアップ装置１０ｄ、チップピックアップ装置１０ｅ、のいずれか）において、シート吸引冶具（シート吸引冶具４０、シート吸引冶具４０ｄ、シート吸引冶具４０ｅ、のいずれか）は、各ニードル４２の凹部４３側または吸引孔４１０の吸引口側の端部の筒穴内に配管４６に接続して配置され、配管４６の進出によりニードル４２外に位置可能であり、配管４６から流体を内部に注入されることで膨張するバルーン４５である、複数のバルーン４５、を備える。これにより、本実施の形態の半導体装置の製造方法でチップ２１をピックアップする際、チップ２１下の粘着シート２０を吸着することで生じた空間ＳＰｓに注入した流体が漏れるという問題が起こらない。

なお、各実施の形態を自由に組み合わせたり、各実施の形態を適宜、変形、省略したりすることが可能である。

１，２，３，４５ バルーン、１０，１０ｂ，１０ｃ，１０ｄ，１０ｅ チップピックアップ装置、２０ 粘着シート、２１ チップ、３０，３０ｂ，３０ｃ チップ吸着冶具、３１ 吸気孔、３２ 枠、３３ 緩衝材、４０，４０ｄ，４０ｅ シート吸引冶具、４１ 排気孔、４２ ニードル、４３ 凹部、４４ バルーン出入口、４６ 配管、３００ チップ吸着冶具駆動部、３０１ 吸気部、３１０ 吸気口、４００ シート吸引冶具駆動部、４０１ 排気部、４２０ ニードル駆動部、４６０ 配管駆動部、４６１ 流体注入部、ＦＬ 流体、ＳＰ，ＳＰｓ 空間。

Claims (8)

1. 粘着シートに貼り付けられた半導体チップを前記粘着シートから剥離してピックアップするチップピックアップ装置であって、
   前記チップを吸着するチップ吸着冶具と、
   前記粘着シートに接触する接触面に前記粘着シートを吸引する凹部または吸引孔が設けられたシート吸引冶具と、
   を備え、
   前記シート吸引冶具は、
   前記凹部に対しまたは前記吸引孔内で進退自在に設けられた筒状の複数のニードルと、
   各前記ニードルの筒穴内に進退自在に配置された配管である複数の配管と、
   各前記ニードルの前記凹部側または前記吸引孔の吸引口側の端部の筒穴内に前記配管に接続して配置され、前記配管の進出により前記ニードル外に位置可能であり、前記配管から流体を内部に注入されることで膨張するバルーンである、複数のバルーンと、
   を備える、
   チップピックアップ装置。
2. 請求項１に記載のチップピックアップ装置であって、
   前記チップ吸着冶具の面であって前記チップ吸着冶具が前記チップを吸着する際に前記チップと対向する面である吸着面は、平面視で前記チップより大きく、
   前記チップ吸着冶具は前記吸着面より面直方向に突出した枠を備え、
   前記チップ吸着冶具が平面視において前記チップを前記枠の内側で吸着できるよう、前記枠が配置されている、
   チップピックアップ装置。
3. 請求項２に記載のチップピックアップ装置であって、
   前記チップ吸着冶具が平面視において前記チップを前記枠の内側で前記枠との間に０．５ｍｍ以上の距離を保って吸着できるよう、前記枠が配置されている、
   チップピックアップ装置。
4. 請求項１から３のいずれかに記載のチップピックアップ装置であって、
   前記チップ吸着冶具は緩衝材を備え、
   前記緩衝材は、前記チップ吸着冶具が前記チップを吸着する際には前記緩衝材が前記チップと接するように配置されている、
   チップピックアップ装置。
5. 請求項１から４のいずれかに記載のチップピックアップ装置であって、
   前記複数のニードルは、前記複数のバルーンそれぞれを前記ニードルの外に位置させて予め定められた最大サイズまで膨張させても前記バルーンが互いに接触することが無いような距離をへだてて配置されている、
   チップピックアップ装置。
6. 請求項１から５のいずれかに記載のチップピックアップ装置であって、
   前記複数の配管を通して前記流体を前記複数のバルーンの内部に注入して前記複数のバルーンを膨張させることによって前記チップを前記粘着シートから剥離させる際に、前記バルーンを前記チップ外周側から前記チップ中心へ向かう順番で膨張させる、
   チップピックアップ装置。
7. 請求項１に記載のチップピックアップ装置を用いたチップピックアップ方法であって、
   前記シート吸引冶具の前記接触面を前記粘着シートに接触させる工程と、
   前記凹部または前記吸引孔により前記粘着シートの吸引を行うことで前記粘着シートと前記チップとの間に空間を作る工程と、
   前記複数のニードルそれぞれで前記粘着シートを突き破る工程と、
   前記複数の配管を進出させて前記複数のニードルそれぞれから前記バルーンを出すことで前記空間に前記複数のニードル外に位置する状態の前記複数のバルーンを挿入する工程と、
   前記複数の配管を通して前記流体を前記複数のバルーンそれぞれの内部に注入し、前記空間内で前記複数のバルーンを膨張させることによって、前記チップを前記粘着シートから剥離させる工程と、
   前記粘着シートから剥離した前記チップを前記チップ吸着冶具により吸着してピックアップする工程と、
   を備える、
   チップピックアップ方法。
8. 請求項７に記載のチップピックアップ方法を用いた半導体装置の製造方法であって、
   半導体ウエハをウエハプロセスにより加工する工程と、
   前記ウエハプロセスにより加工された前記ウエハを前記粘着シートに貼り付ける工程と、
   前記ウエハを前記粘着シートに貼り付いた状態のまま複数のチップに切り分けるダイシング工程と、
   前記ウエハから切り分けられ前記粘着シートに貼り付いた状態の前記チップを請求項７に記載のチップピックアップ方法によりピックアップするピックアップ工程と、
   を備える、
   半導体装置の製造方法。

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