JPH0917840A - 半導体チップの分離装置およびその分離方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 本発明は、チップテープに及ぶ損傷を減少し
チップのクラックを減少させてパッケージが完了された
製品から発生されるクラックを事前に防止することにあ
る。 【解決手段】 従来とは異なりチップ分離が２段階に分
けて進行されるが、１次的にはチップ分離装置のシリン
ダー２２を真空によって下降させて装置の本体に半導体
チップ２０を押し上げて半導体チップの端部の部分に接
着されているテープを分離してから、２次的にプランジ
ャーピン３０を押し上げて残りの部分にあるテープを除
去することにより、少さい力によっても半導体チップを
分離することを特徴とする。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は半導体製造装置に関
するもので、より具体的にはウェーハ状態の半導体素子
を個別チップ（‘ダイ’ともいう）に分離するとき、一
次的にチップの底面に付着されているテープの端部の部
分を分離してから、二次的に残りの部分に接着されてい
るテープを離す半導体チップの分離装置およびその半導
体チップの分離方法に関する。

【０００２】

【従来の技術】通常、ウェーハプロセッサによって所望
の素子が成形された半導体ウェーハは、個別素子によっ
てパッケージのために、それぞれのチップに分離されな
ければならない。

【０００３】まず、ウェーハ状態からＥＤＳ等の電気的
な特性を検査し不良チップに対してはインク等で表示し
てから、そのウェーハの後面にテープを付ける。そのテ
ープが接着されたウェーハを個別チップに分離するため
にダイヤモンドホイール等を使用して切断する。このと
き、ウェーハは普通に完全に切断されずウェーハの厚さ
の１／２、または２／３程のみ切断され、この状態から
テープを引っ張る等の方法によってチップがお互に離れ
て分離されるが、その切断されたチップはテープにまだ
付いているので、このようなテープと半導体チップを分
離する工程を経てのみ以後のパッケージ工程を進行する
ことができる。

【０００４】図３（Ａ）および（Ｂ）は従来のチップ分
離器１０の平面図およびその正面の断面図である。

【０００５】まず、接着テープが付着された半導体ウェ
ーハをチップ分離器１０の支持端２の図中上面に整列・
固定させる。このチップ分離器１０の軸４と連結されて
いるプランジャーピン６を図中上部に押し上げて半導体
チップ８からテープを分離する。

【０００６】このような、従来のチップ分離器１０を利
用したチップの分離過程を図４（Ａ）および（Ｂ）に図
示する。

【０００７】まず、ウェーハ固定リング（図示せず）等
によって支持されているウェーハを図４（Ａ）に図示の
ように整列させる。そして、ウェーハを支持端２の図中
上面に載置しておいて接合面の間を真空にしてウェーハ
が前記支持端２に密着されるようにする。前記支持端２
内のプランジャーピン６は、テープが底面に接着された
半導体チップ８を押し上げると支持端２に密着された部
分とピン６によって持ち上げられて押し上げられる部分
のテープが離れるようになる。このように分離された個
別チップは、後続工程（例えば、ダイアタッチ工程）に
送くられて真空が除去されてウェーハを移動させ、次に
分離する半導体チップに対する位置を整列する。

【０００８】

【発明が解決しようとする課題】ところが、このような
従来のチップ分離器を使用すると、次のような問題点が
あった。

【０００９】第一に、３個〜６個ぐらいのプランジャー
ピン６間の水平レベルが一致しない場合に同一のテープ
に付いている隣接チップとの衝突によってチップの角の
部分が亀裂されるチップ−アウト現象が発生するとか、
その分離されたチップを後続の工程のために拾う過程か
らエラーが発生されてしまう。

【００１０】第二に、前記プランジャーピン端の半径が
普通、２ｍｍ程度と小さいので、押し上げたピンがチッ
プに損傷を及んでチップにクラックが発生される。この
ようなチップのクラックは、高温高圧の下で進行される
パッケージ工程の途中やパッケージの終了後に信頼性の
検査を経る間にパッケージ自体のクラックを誘発させて
パッケージの信頼性が低下されてしまう。

【００１１】第三に、チップの大きさが大きくなる程、
テープの接着力も強力になるので、チップの分離速度、
即ちプランジャーピンの上昇速度を減少させなければな
らないので、工程の生産性の低下を招来してしまう。

【００１２】したがって、本発明の目的は、半導体ウェ
ーハを個別チップに迅速・効果的に分離し作業の生産性
を向上させることができるチップ分離装置およびチップ
の分離方法を提供することにある。

【００１３】本発明の他の目的は、組立工程の初期の段
階からチップのクラックおよびパッケージのクラックの
原因を除去して半導体素子の信頼性を向上させることに
ある。

【００１４】

【課題を解決するための手段】このような目的の達成の
ために、請求項１記載の第１の発明は、半導体チップの
底面にテープが接着されているウェーハ状態の半導体チ
ップを個別チップに分離する半導体チップの分離装置に
おいて、前記ウェーハの底面と密着固定される支持部
と、前記半導体チップの中の分離する特定の半導体チッ
プの端部の部分のテープを分離する第１分離手段を包含
し上下方向に運動する第１運動手段と、前記端部の部分
のテープを除外した前記特定の半導体チップを接着され
ている残りの部分のテープを分離するために上昇運動す
る第２運動手段を備えたことを要旨とする。したがっ
て、半導体ウェーハを個別チップに迅速・効果的に分離
し作業の生産性を向上させることができる。

【００１５】請求項２記載の第２の発明は、前記特定の
チップの端部の部分のテープの分離のために前記第１運
動手段の前記支持部は下降運動をしており、前記第１分
離手段は固定されており、前記残りの部分のテープの分
離のために前記第２運動手段は上昇運動することを要旨
とする。

【００１６】請求項３記載の第３の発明は、前記支持部
の下降運動は真空により駆動されることを要旨とする。
従って、チップの端部の部分に接着されているテープを
離すことができる。

【００１７】請求項４記載の第４の発明は、前記第１運
動手段は前記支持部の運動距離を制御するためのストッ
パーと、前記支持部と前記第１分離手段との間に連結さ
れる弾性部材とを具備することを要旨とする。従って、
シリンダの下降距離を制御できる。

【００１８】請求項５記載の第５の発明は、半導体チッ
プの底面にテープが接着されているウェーハ状態の半導
体チップを個別チップに分離するための半導体チップの
分離方法において、前記ウェーハから分離する特定の半
導体チップの位置を整列する段階と、前記特定の半導体
チップの底面の端部の部分に接着されているテープを分
離する第１分離段階と、前記特定の半導体チップの前記
端部の部分以外の部分に接着されているテープを分離す
る第２分離段階を包含することを要旨とする。従って、
組立工程の初期の段階からチップのクラックおよびパッ
ケージのクラックの原因を除去して半導体素子の信頼性
を向上できる。

【００１９】請求項６記載の第６の発明は、前記第１分
離段階から分離される接着剤は前記特定の半導体チップ
の底面に接着されている接着剤の全体の面積の４０〜５
０％であることを要旨とする。従って、小さい力によっ
てもテープがチップから完全に取れることができる。

【００２０】請求項７記載の第７の発明は、前記第１分
離段階から分離される接着剤は前記特定の半導体チップ
の底面と５〜１０°の角度をもつことを要旨とする。従
って、テープや半導体チップに及ぶ損傷を著しく減少で
きる。

【００２１】

【発明の実態の形態】以下、図面を参照して本発明の実
施形態に対して詳細に説明する。

【００２２】図１（Ａ）および（Ｂ）は本発明によるチ
ップ分離器の一つの実施形態の平面図およびその正面の
断面図である。

【００２３】本発明によるチップ分離器１００は、大別
すると三つの部分に分けることができるが、半導体チッ
プ２０とテープを１次的に分離するためのシリンダー運
動手段２１，２２，２３，２４，２６，２８と、前記半
導体チップ２０とテープを完全に分離するためのプラン
ジャーピン運動手段３０，３１，３２，３４，３６およ
び本体４０からなっている。

【００２４】前記半導体チップ２０の１次分離は前記シ
リンダー運動手段によって行なわれるが、このシリンダ
ー２２は、前記チップ分離器１００の内部に入っている
空気を排気する真空処理によって図中下向に下がる部分
としてチップの端部の部分に接着されているテープを離
すためのものである。スプリング２４は真空の力によっ
て下がって来たシリンダー２２を元の位置に戻すときに
必要な帰還スプリングである。ストッパー２６はシリン
ダー２２が図中下向に下がって来るときの下降距離を制
御するためのもので、このシリンダー２２は図中Ｈ工程
のみ下がる。

【００２５】ここで、支持端２１はシリンダー２２と一
体形になっているので、このシリンダー２２が図中下向
に下がるとき一緒に下がり、前記支持端２１の上部面は
ウェーハに接着されたテープと接している。ガイド捩子
２８は前記シリンダー２２の上下運動時に直線に運動す
るための案内の役割をする。

【００２６】真空によって前記シリンダー２２と支持端
２１が図中下向に下降すると支持端２１と密着されてい
るウェーハは図中下向に一緒に下がる。しかし、本体４
０と一体形になっている突出部２３は固定されているの
で、この突出部２３の図中上部の半導体チップ２０が図
中上向に押し上げられる効果があるので、テープの１次
分離が行なわれる。その次にプランジャーピン３０の上
昇運動によってチップ２０の完全分離が行なわれる。

【００２７】プランジャーピン３０は１次分離後にチッ
プ２０を押し上げるためのピンであり、図１（Ａ）のプ
ランジャーピンの孔３１を通じて図中上向に上がるよう
になる。前記プランジャーピン３０は、固定板３２とピ
ン支持具３４によって支持されている。軸３６は、前記
プランジャーピン３０の本体部分としてチップ分離装置
１００によるチップ２０の２次分離時に当該軸３６の上
昇によって前記プランジャーピン３０が前記チップ２０
を押し上げるようになる。

【００２８】半導体チップ２０がテープから完全に分離
するとチップ分離装置１００の真空を解除してやり図中
下向に下降してあったシリンダー２２がスプリング２４
の弾性力によって元の位置に上がる。そして、前記軸３
６を下降させて前記プランジャーピン３０を元の位置に
戻す。その次に、分離する次の半導体チップの位置とチ
ップ分離器の位置が整列されるようにウェーハが移動す
る。

【００２９】図２（Ａ）〜（Ｃ）は本発明によるチップ
分離器１００を利用してウェーハのテープを離れて半導
体チップを分離する過程を説明するための図である。説
明を簡単にするために、この図面においては前記チップ
分離器１００のシリンダー２２と本体４０およびプラン
ジャーピン３０のみを図示している。

【００３０】まず、図２（Ａ）に図示のように、前記半
導体チップ２０がテープに５０〜１００％接着されてい
るウェーハを本発明によるチップ分離器１００に配置さ
せる。

【００３１】次に、図２（Ｂ）に図示のように、前記チ
ップ分離器１００の内部を真空処理してシリンダー２２
を下降させると、ウェーハ全体が図中下向に降りて来る
ようになるが、このとき装置の本体４０はそのままに固
定されている。したがって、分離する前記半導体チップ
２０は本体４０の端部によって支えられるので、チップ
の端部にあるテープが離れるようになる。このとき、離
れるテープはチップに付いているテープの全体面積の約
４０〜５０％が離れるように本体４０の端部の位置を制
御することが望ましい。本体４０の端部の部分が離れる
角度（θ）は５〜１０°に調整することが望ましいので
あるが、これは上述のように、図１（Ｂ）のストッパー
２６とシリンダー２２の図中Ｈの距離により制御するこ
とができる。

【００３２】したがって、前記テープが接着面から図中
垂直に離れずに一定の角度を維持しながら端部の部分か
ら離れるので、小さい力によっても分離可能であり、テ
ープや半導体チップ２０に及ぶ損傷が著しく減少され
る。

【００３３】次に、図２（Ｃ）に図示のように、前記プ
ランジャーピン３０によってチップ２０を押し上げて残
りのテープを取り捨てる。テープ５０の４０〜５０％は
既に取れているので、小さい力によってもテープがチッ
プから完全に取れるというのは容易に理解することがで
きる。

【００３４】ここで、前記プランジャーピン３０の半径
は０．２ｍｍのものを使用したが、チップ２０の面積に
より任意に調整することができる。このようにウェーハ
から個別チップに分離された半導体素子はパッケージの
ための後続工程、例えばダイアタッチ工程に進行され
る。

【００３５】以上の説明のようにウェーハの後面に接着
されているテープを除去するとき、チップの角の部分に
付着しているテープを先に取り捨ててから残りの部分を
分離させることによって、プランジャーピン３０による
テープおよび半導体チップに及ぶストレスを減少させる
ことができる。

【００３６】また、組立工程の開始段階から内在されて
あったチップクラックやパッケージクラックの発生要因
を除去することにより、信頼性が向上された半導体パッ
ケージの製品を生産することが可能になる。

【００３７】本発明によるチップ分離装置を図１を参照
して説明したが、これは例示的なものであり、本発明の
範囲はこれに限定されるものではない。例えば、図１に
おいてはチップ２０の１次分離がシリンダーの下降運動
によって行なわれるが、これとは反対方向の運動による
１次分離も可能であるということは本発明が属する技術
分野の通常の知識をもつものなら自明な事実であろう。

【００３８】

【発明の効果】以上の説明により、本発明は、チップ分
離が２段階に分けて進行されるが、１次的にはチップ分
離装置のシリンダーを真空によって下降させて装置の本
体に半導体チップを押し上げて半導体チップの端部の部
分に接着されているテープを分離してから、２次的にプ
ランジャーピンを押し上げて残りの部分にあるテープを
除去することにより、半導体ウェーハを個別チップに迅
速・効果的に分離し作業の生産性を向上させることがで
きる。また、組立工程の初期の段階からチップのクラッ
クおよびパッケージのクラックの原因を除去して半導体
素子の信頼性を向上できる。

【図面の簡単な説明】

【図１】（Ａ）は本発明によるチップ分離器の一つの実
施形態の断面図であり、（Ｂ）は（Ａ）のＡ−Ａ線の本
発明によるチップ分離器の一つの実施形態の断面図であ
る。

【図２】本発明によるチップ分離器によっ半導体チップ
が分離される過程を説明するための要部説明図である。

【図３】（Ａ）は従来のチップ分離器の平面図であり、
（Ｂ）は（Ａ）のＡ−Ａ線の従来のチップ分離器の断面
図である。

【図４】従来のチップ分離器によって半導体チップが分
離される過程を説明するための要部説明図である。

【符号の説明】

２０ 半導体チップ ２１ 支持端 ２２ シリンダー ２３ 突出部 ２４ スプリング ２６ ストッパー ２８ ガイド捩子 ３０ プランジャーピン ３１ プランジャーピン孔 ３２ 固定板 ３４ ピン支持具 ３６ 軸 ４０ 本体 １００ チップ分離器

Claims (7)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 半導体チップの底面にテープが接着され
   ているウェーハ状態の半導体チップを個別チップに分離
   する半導体チップの分離装置において、 前記ウェーハの底面と密着固定される支持部と、 前記半導体チップの中の分離する特定の半導体チップの
   端部の部分のテープを分離する第１分離手段を包含し上
   下方向に運動する第１運動手段と、 前記端部の部分のテープを除外した前記特定の半導体チ
   ップが接着されている残りの部分のテープを分離するた
   めに上昇運動する第２運動手段とを備えたことを特徴と
   する半導体チップの分離装置。
2. 【請求項２】 前記特定のチップの端部の部分のテープ
   の分離のために前記第１運動手段の前記支持部は下降運
   動をしており、前記第１分離手段は固定されており、前
   記残りの部分のテープの分離のために前記第２運動手段
   は上昇運動することを特徴とする請求項１記載の半導体
   チップの分離装置。
3. 【請求項３】 前記支持部の下降運動は真空により駆動
   されることを特徴する請求項２記載の半導体チップの分
   離装置。
4. 【請求項４】 前記第１運動手段は前記支持部の運動距
   離を制御するためのストッパーと、前記支持部と前記第
   １分離手段との間に連結される弾性部材とを具備するこ
   とを特徴とする請求項１乃至請求項３のいずれの一つの
   項に記載の半導体チップの分離装置。
5. 【請求項５】 半導体チップの底面にテープが接着され
   ているウェーハ状態の半導体チップを個別チップに分離
   するための半導体チップの分離方法において、 前記ウェーハから分離する特定の半導体チップの位置を
   整列する段階と、 前記特定の半導体チップの底面の端部の部分に接着され
   ているテープを分離する第１分離段階と、 前記特定の半導体チップの前記端部の部分以外の部分に
   接着されているテープを分離する第２分離段階を包含す
   る半導体チップの分離方法。
6. 【請求項６】 前記第１分離段階から分離される接着剤
   は前記特定の半導体チップの底面に接着されている接着
   剤の全体の面積の４０〜５０％であることを特徴とする
   請求項５記載の半導体チップの分離方法。
7. 【請求項７】 前記第１分離段階から分離される接着剤
   は前記特定の半導体チップの底面と５〜１０°の角度を
   もつことを特徴とする請求項５または請求項６記載の半
   導体チップの分離方法。