(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
所定処理で硬化する接着保持部材上に所定強度で接着保持された半導体ウエハを、該接着保持部材の所定深さまで切り込んで所定大きさのチップに切断し、該切断により該接着保持部材を伸長させる工程と、
該接着保持部材を硬化させると共に、該硬化時に加熱により該接着保持部材を伸長させる工程と、
硬化した該接着保持部材を冷却させて縮ませて、該縮み力で該接着保持部材と前記チップとの接着部分の所定部分を剥離させる工程と、
該チップごとに該接着保持部材よりピックアップする工程と、
を含むことを特徴とする半導体装置の製造方法。
【請求項２】
請求項１記載の接着保持部材が光硬化部材で形成されて、所定光の照射により硬化させることを特徴とする半導体装置の製造方法。
【請求項３】
請求項１記載の接着保持部材が熱硬化部材で形成されて、加熱により硬化させることを特徴とする半導体装置の製造方法。
【請求項４】
請求項１〜３の何れか一項において、前記切断、硬化により伸長した前記接着保持部材を吸着手段により吸引して縮ませることを特徴とする半導体装置の製造方法。
【請求項５】
所定処理で硬化する接着保持部材上に所定強度で接着保持された半導体ウエハを、該接着保持部材の所定深さまで切り込んで所定大きさのチップに切断し、該切断により該接着保持部材を伸長させる切断手段と、
該接着保持部材を硬化させると共に、該硬化時に加熱により該接着保持部材を伸長させる硬化手段と、
硬化した該接着保持部材を冷却させて縮ませて、該縮み力で該接着保持部材と前記チップとの接着部分の所定部分を剥離させる剥離手段と、
該チップごとに該接着保持部材よりピックアップするピックアップ手段と、
を有することを特徴とする半導体製造装置。
【請求項６】
請求項５記載の接着保持部材は、所定光の照射による硬化する光硬化部材で形成されてなることを特徴とする半導体製造装置。
【請求項７】
請求項５記載の接着保持部材は、加熱により硬化する熱硬化部材で形成されてなることを特徴とする半導体製造装置。
【請求項８】
請求項５〜７の何れか一項において、前記剥離手段は、前記切断、硬化により伸長した前記接着保持部材を吸引させて縮ませる吸着手段を備えることを特徴とする半導体製造装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【産業上の利用分野】
本発明は、半導体ウエハからダイシングされたチップを分離する処理を含む半導体装置の製造方法に関する。
近年、半導体装置の高集積化、多機能化に伴って半導体チップが大型化する傾向にある。この半導体チップはテープ上に接着固定された半導体ウエハをダイシング加工した後にピックアップされるもので、大型化に伴って粘着強度が大きくなり、確実にピックアップできることが要求されている。
【０００２】
【従来の技術】
図９に、半導体ウエハの説明図を示す。また、図１０に、従来のチップ形成の説明図を示す。
図９において、半導体ウエハ１１を保持するためのウエハリング１２に例えばポリイミドやアクリル系のテープ１３がその円周でウエハリング１２に接着固定される。そして、ウエハリング１２内のテープ１３上に所定の処理が施された半導体ウエハ１１が接着固定される。
【０００３】
この半導体ウエハ１１は、図１０（Ａ）に示すようにダイシング装置のブレード１４でスクライブラインに沿って切断される。切断はいわゆるフルカット方式であり、半導体ウエハ１１を完全に切断し、テープ１３を途中まで切断して個々のチップ１１ａに分離する。そして、このチップ１１ａがそれぞれピックアップされる。
【０００４】
チップ１１ａのピックアップは、図１０（Ｂ）に示すように、ピンホルダ１５の先端のピンマウント１５ａ上に立設された所定数のピン１６によりテープ１３の下方よりピックアップを行うチップ１１ａを突き上げて該テープ１３より完全に分離させる。このチップ１１ａをコレット１７により吸引（真空吸着）して保持して次工程に搬送するものである。
【０００５】
ところで、チップ形成にあたって半導体ウエハ１１をテープ１３上に接着固定されるが、チップ１１ａの大きさが小チップから大チップ（例えば６インチウエハにおける２０ｍｍ□）まで同じ粘着力のテープ１３を用いて行う場合と、チップサイズに応じて粘着力の異なる複数種類のテープ１３を用いて行われる。複数種類のテープ１３を用意することは、管理上不便であると共に、チップサイズが変わるごとにテープ交換を行い、工程条件を変える必要があって工数を要する点で不便となる。
【０００６】
従って、チップ１１ａのサイズに拘らず同じ粘着力のテープ１３を用いる場合、例えば総てのサイズのチップ１１ａを小チップサイズに合致させた粘着力（例えば半導体ウエハのミラー面での粘着力のピーリング力７〜１０ｇｆ（０．００７〜０．０１０Ｎ）／２５ｍｍ中）のものが使用される。このとき、例えば２０ｍｍ□の大チップのテープ１３からの剥離強度は２２００ｇｆ／２０ｍｍ□（０．２２Ｎ／２０ｍｍ□）となる。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】
しかし、上述のように、小チップ用のピーリング力のテープ１３に大チップサイズ用のチップ１１ａ（半導体ウエハ１１）を粘着固定させると粘着面積が大きくなって剥離強度が大きくなり、ピックアップ時に１本のピン１６への荷重が大きくなってピン折れやチップ背面に傷を付けることになるという問題がある。  この場合、ピーリング力の小な粘着力のテープを用いることも考えられるが、ピーリング力が小さくなるほど小チップサイズのダイシングに悪影響を与えることになる。
【０００８】
そこで、本発明は上記課題に鑑みなされたもので、チップの確実なピックアップを図る半導体装置の製造方法を提供することを目的とする。
【０００９】
【課題を解決するための手段】
図１に、本発明方法の原理説明図を示す。図１に示すように、上記課題を解決するために、請求項１では、所定処理で硬化する接着保持部材上に所定強度で接着保持された半導体ウエハを、該接着保持部材の所定深さまで切り込んで所定大きさのチップに切断し、該切断により該接着保持部材を伸長させる（ステップ（Ｓ）１）。また、該接着保持部材を硬化させると共に、該硬化時に加熱により該接着保持部材を伸長させる（Ｓ２）。また、硬化した該接着保持部材を冷却させて縮ませて、該縮み力で該接着保持部材と前記チップとの接着部分の所定部分を剥離させる（Ｓ３）。そして、該チップごとに該接着保持部材よりピックアップする（Ｓ３）。
【００１０】
請求項２では、請求項１記載の接着保持部材が光硬化部材で形成されて、所定光の照射により硬化させる。
請求項３では、請求項１記載の接着保持部材が熱硬化部材で形成されて、加熱により硬化させる。
【００１１】
請求項４では、請求項１〜３の何れか一項において、前記切断、硬化により伸長した前記接着保持部材を吸着手段により吸引して縮ませる。
【００１２】
請求項５では、所定処理で硬化する接着保持部材上に所定強度で接着保持された半導体ウエハを、該接着保持部材の所定深さまで切り込んで所定大きさのチップに切断し、該切断により該接着保持部材を伸長させる切断手段と、該接着保持部材を硬化させると共に、該硬化時に加熱により該接着保持部材を伸長させる硬化手段と、硬化した該接着保持部材を冷却させて縮ませて、該縮み力で該接着保持部材と前記チップとの接着部分の所定部分を剥離させる剥離手段と、該チップごとに該接着保持部材よりピックアップするピックアップ手段と、を有して半導体製造装置が構成される。
【００１３】
請求項６では、請求項５記載の接着保持部材は、所定光の照射による硬化する光硬化部材で形成されてなる。
請求項７では、請求項５記載の接着保持部材は、加熱により硬化する熱硬化部材で形成されてなる。
【００１４】
請求項８では、請求項５〜７の何れか一項において、前記剥離手段は、前記切断、硬化により伸長した前記接着保持部材を吸引させて縮ませる吸着手段を備える。
【００１５】
【作用】
上述のように請求項１乃至３、又は５乃至７の発明では、光硬化部材又は熱硬化部材の接着保持部材に保持された半導体ウエハを切断手段により切断し、接着保持部材を硬化手段により硬化させた後に、加熱により伸長した接着保持部材を剥離手段により冷却させて縮ませてチップの所定部分を剥離させ、該チップをピックアップ手段によりピックアップさせる。これにより、接着保持部材とチップに生じた剥離部分で全体の剥離強度が低下し、チップの確実なピックアップを行うことが可能となる。
【００１６】
請求項１１の発明では、伸長した接着保持部材を縮ませるに際し、吸着手段で吸引し、又は吸着手段で吸着させる。これにより、接着保持部材を強制的に縮ませてチップの剥離部分を効率的に形成させることが可能となる。
【００１７】
【実施例】
図２に、本発明の第１実施例の半導体製造装置の構成図を示す。図２は半導体製造装置におけるダイシング装置２１を示したもので、ローダ２２、切断手段であるブレード切断部２３、洗浄部２４、硬化手段であるテープ硬化部２５、剥離手段であるチップ剥離部２６、及びアンローダ２７により構成される。
【００１８】
ローダ２２は半導体ウエハ３１を保持するホルダ３２（詳細は図３で説明する）を所定数収納し、所定処理部（ダイシング装置２１ではブレード切断部２３）に供給する。ブレード切断部２３は、ブレート３３によりホルダ３２上の半導体ウエハ３１を所定大きさ２２のチップに切断する。洗浄部２４は、ブレード切断部２３によるブレード切断で生じた切り屑を洗浄により除去するもので、スピナ３４上で洗浄液を供給しながら回転させて行う。
【００１９】
テープ硬化部２５は、ホルダ３２の後述するテープを硬化させるもので、ここではテープに紫外線（ＵＶ）により硬化するＵＶテープを使用するものとして、紫外線光を照射する（ＵＶ）ランプ３５が配置されている。なお、テープが熱硬化性のテープが使用される場合には、ＵＶランプ３５の代りに赤外線ランプ（加熱プレート等でもよい）が配置される。
【００２０】
チップ剥離部２６は、テープ硬化部２５より搬送されるホルダ３２のテープを冷却手段である冷却器３６により冷却して該テープと切断されたチップとの所定部分を剥離させる（詳細は後述する）。
そして、アンローダ２７は、チップ剥離部２６から搬送されるホルダ３２を収納し、チップをピックアップするピックアップ部（後述する）に供給する。
【００２１】
そこで、図３に、ダイシング工程の説明図を示す。図３（Ａ）はブレード切断部２３におけるダイシングを示したもので、ダイシングを行う半導体ウエハ３１が、前述の図９と同様にウエハリング４１の円周で取り付けられた接着保持部材であるＵＶテープ４２に接着固定されて上記ホルダ３２を構成している。ＵＶテープ４２は、図３（Ｂ）に示すように基材４２ｂ上に糊材４２ａが形成されたもので、紫外線（ＵＶ）光が照射されると硬化する。
【００２２】
また、ＵＶテープ４２は硬化時に伸長されるもので、ポリオレフィン系（例えばポリエチレン）の材料で形成され、粘着力は半導体ウエハ３１のミラー面に対してＵＶ照射後でピーリング力５ｇｆ（０．００５Ｎ）／２５ｍｍ幅以下（５０ｍｍ／ｓによる９０°剥離）のものである。本実施例ではピーリング力４ｇｆ（０．００４Ｎ）／２５ｍｍ幅としている。
【００２３】
そして、図３（Ａ）に戻って、ブレード３３により半導体ウエハ３１を所定大きさのチップ３１ａにフルカット方式により切断する。例えば、６インチサイズの半導体ウエハ（厚さ３２０μｍ）３１を用いた場合に、２０ｍｍ□のチップ３１ａにフルカット切断するものとし、この場合のＵＶテープ４２の厚さを例えば９０μｍ（基材４２ｂの厚さ７０μｍ、糊材４２ａの厚さ２０μｍ）としたときに、基材４２ｂに１０μｍの深さで切り込みが行われるように設定される。なお、上記ＵＶテープ４２とチップ３１ａとの剥離強度は２２００ｇｆ（２．２０Ｎ）／２０ｍｍ□である。
【００２４】
上述のようにブレード３３によりチップ３１ａの切断が行われた場合、切断時におけるブレード３３のＵＶテープ４２への押圧により第ＵＶテープ４２は、図３（Ｃ）に示すように伸長が生じ、例えば約１．２ｍｍ伸びる。この状態で洗浄部２４に供給されて洗浄された後、テープ硬化部２５に供給される。
【００２５】
図４に、図２のテープ硬化処理の説明図を示す。図４（Ａ）に示すようにテープ硬化部２５ではＵＶテープ４２にＵＶランプ３５によりＵＶ光の照射が行われる。ＵＶ光の照射は、例えば４５０ｍＷ／ｃｍで２秒間行われ、テープ温度を約１１０℃まで加熱して当該ＵＶテープ４２を硬化させる。このＵＶ光の照射による加熱で該ＵＶテープ４２が前述のように伸長する。ダイシング時の伸長と合わせて、全体の伸びが約１．８ｍｍとなる。そして、この状態でチップ剥離部２６に供給される。
【００２６】
図５に、図２の剥離処理の説明図を示す。図５（Ａ）に示すようにチップ剥離部２６では、ホルダ３２のＵＶテープ４２側が冷却器３６上に載置される。冷却器３６は、例えばペルチェ素子を用いて電子冷却を行うもので、約１１０℃に加熱されたＵＶテープ４２を常温以下（３０℃〜０℃）に冷却する。なお、伸長したＵＶテープ４２は元の長さに自然回復するものであるが、長時間を要するものであり、冷却することで強制的に縮ませる。これによりＵＶテープ４２の伸長が０．６ｍｍまで戻る。
【００２７】
冷却されたＵＶテープ４２の縮みは、その縮み力で当該ＵＶテープ４２に接着されているチップ３１ａの周囲で剥離が生じる。図５（Ｂ）に示すように、２０ｍｍ□のチップ３１ａで周囲約２ｍｍの剥離を生じる。この状態で、チップ３１ａの剥離強度が約１９００ｇｆ（１．９０Ｎ）／２０ｍｍ□となる。
【００２８】
この状態でホルダ３２は一担アンローダ２７に搬送されて収納される。そして、アンローダ２７よりチップのピックアップ手段に供給される。
図６に、ダイシング後のチップのピックアップの説明図を示す。図６はピックアップ手段を示したもので、上下動自在なピンホルダ４３の先端のピンマウント４３ａ上に所定数のピン４４が立設されており、対向する位置にチップ３１ａを吸着（真空吸着）を行うコレット４５が上下動自在に配置される。
【００２９】
このピンホルダ４３とコレット４５の間に位置決めされたホルダ３２が位置され、ピンホルダ４３を上方に移動させることでピン４４をＵＶテープ４２を突き破ってチップ３１ａを突き上げる。これをコレット４５で吸着して、所定の位置に収納するものである。
【００３０】
この場合、チップ３１ａの剥離強度が上述のように低下されていることから、ピン４４による突き上げで当該ピン４４が折れることがないと共に、またチップ３１ａの接触面に傷を付けることもなく、当該チップ３１ａの確実なピックアップを行うことができるものである。
【００３１】
なお、上記実施例では、接着保持部材として光硬化性のＵＶテープ４２を使用した場合を示したが、熱硬化性樹脂（例えば不飽和ポリエステル樹脂系）で形成される接着テープを使用してもよい。この場合、前述のようにテープ硬化部２５ではＵＶランプ３５に代えて、赤外線ランプやヒートプレート等を使用すればよい。
【００３２】
次に、図７に、本発明の第２実施例の剥離処理の説明図を示す。図７（Ａ）は、第１実施例におけるチップ剥離部２６で使用される冷却器３６に代えて、吸着手段である吸着器５１を示したもので、他の構成は第１実施例と同様である。この吸着器５１は、テープ硬化部２５より供給されるホルダ３２を吸着台５２上に載置させ、吸着台５２上に形成された吸着溝５２ａにより伸長したＵＶテープ４２を吸着（真空吸着）する。この状態の拡大図が図７（Ｂ）に示される。
【００３３】
すなわち、前述の図４（Ｂ）に示す伸長したＵＶテープ４２が吸着台５２上で吸着されることで縮みを強制的に行わせることとなり、前述の図５（Ｂ）に示すように接着されているチップ３１ａの周囲に剥離を生じさせることができるものである。これにより、剥離強度が低下してチップ３１ａの確実なピックアップを行うことができるものである。
【００３４】
続いて、図８に、本発明の第３実施例の剥離処理に使用される吸着冷却器の概念図を示す。図８は第１実施例におけるチップ剥離部２６で使用される冷却器３６に第２実施例の吸着器５１を組み合わせた吸着冷却器６１を示したもので、他の構成は第１実施例と同様である。
【００３５】
この吸着冷却器６１は、電子冷却を行うペルチェ素子で形成される電子冷却素子６２上に吸着台６３を設けたもので、吸着台６３には真空吸着を行う吸着溝６３ａが形成される。この吸着台６３上に前述の図４（Ｂ）示すホルダ３２の伸長したＵＶテープ４２が吸着（真空吸着）され、同時に電子冷却素子６２で冷却を行うものである。
【００３６】
すなわち、ＵＶテープ４２の吸着と冷却により強制的な縮みを促進するもので、短時間で前述の図５（Ｂ）に示すようにチップ３１ａの周囲に剥離を確実に生じさせることができるものである。これにより、剥離強度が低下してチップ３１ａの確実なピックアップを行うことができるものである。
【００３７】
【発明の効果】
以上のように請求項１乃至３、又は５乃至７の発明では、光硬化部材又は熱硬化部材の接着保持部材に保持された半導体ウエハを切断手段により切断し、接着保持部材を硬化手段により硬化させた後に、加熱により伸長した接着保持部材を剥離手段により冷却させて縮ませてチップの所定部分を剥離させ、該チップをピックアップ手段によりピックアップさせることにより、接着保持部材とチップに生じた剥離部分で全体の剥離強度が低下し、チップの確実なピックアップを行うことができる。
【００３８】
請求項１１の発明では、伸長した接着保持部材を縮ませるに際し、吸着手段で吸引し、吸着手段で吸着させることにより、接着保持部材を強制的に縮ませてチップの剥離部分を効率的に形成させることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明方法の原理説明図である。
【図２】本発明の第１実施例の半導体製造装置の構成図である。
【図３】図２のダイシング工程の説明図である。
【図４】図２のテープ硬化処理の説明図である。
【図５】図２の剥離処理の説明図である。
【図６】ダイシング後のチップのピックアップの説明図である。
【図７】本発明の第２実施例の剥離処理の説明図である。
【図８】本発明の第３実施例の剥離処理に使用される吸着冷却器の概念図である。
【図９】半導体ウエハの説明図である。
【図１０】従来のチップ形成の説明図である。
【符号の説明】
２１  ダイシング装置
２２  ローダ
２３  ブレード切断部
２４  洗浄部
２５  テープ硬化部
２６  チップ剥離部
２７  アンローダ
３１  半導体ウエハ
３１ａ  チップ
３２  ホルダ
３３  ブレード
３４  スピナ
３５  ＵＶランプ
３６  冷却器
４１  ウエハリング
４２  ＵＶテープ
４４  ピン
４５  コレット
５１  吸着器
５２，６３  吸着台
５２ａ，６３ａ  吸着溝
６２  電子冷却素子
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
0003618389.tif 000008
【図８】
0003618389.tif 000009
【図９】
0003618389.tif 000010
【図１０】
0003618389.tif 000011