(57)【要約】【課題】厚さ１００μｍ以下、大きさ１ｍｍ角以下といった微小な半導体素子を容易に加工可能とし、半導体素子をピックアップして電子部品等に搭載するといった操作を容易に行うことを可能にする。【解決手段】半導体ウエハ１０を、回路面を接着面側とし保護フィルム２２を介して支持板２０に接着する工程と、半導体素子を所定の厚さにまで薄加工する工程と、半導体ウエハを個片化する工程と、前記保護フィルムの接着性を失わせる処理を施した後、保護フィルム２２から半導体素子１０ａを剥がしながら剥離フィルム２６に半導体素子を接着させて移しかえる工程と、剥離フィルムの周縁を支持リング２８に支持し、剥離フィルムの接着性を失わせる処理を施した後、剥離フィルムの下面側から突き上げピン３０により剥離フィルム２６とともに半導体素子１０ａを個々に突き上げ、突き上げられた半導体素子を、ピックアップ装置によってピックアップする工程とを備える。【選択図】　　　　　図１
2004014956.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
半導体ウエハを、回路面を接着面側とし保護フィルムを介して支持板に接着する工程と、
半導体ウエハを支持板に支持して半導体素子を所定の厚さにまで薄加工する工程と、
半導体ウエハを保護フィルムに接着した状態で半導体ウエハを個々の半導体素子に個片化する工程と、
前記保護フィルムの接着性を失わせる処理を施した後、半導体素子の研磨面側に、接着性を有する剥離フィルムを保護フィルムに支持されている半導体素子の全体にわたって貼着し、保護フィルムから半導体素子を剥がしながら剥離フィルムに半導体素子を接着させて移しかえる工程と、
前記剥離フィルムの周縁を支持リングに支持し、剥離フィルムの接着性を失わせる処理を施した後、剥離フィルムの下面側から突き上げピンにより剥離フィルムとともに半導体素子を個々に突き上げ、突き上げられた半導体素子を、ピックアップ装置によってピックアップする工程とを備えることを特徴とする微小半導体素子の加工処理方法。
【請求項２】
半導体ウエハを、回路面を接着面側とし保護フィルムを介して支持板に接着する工程と、
半導体ウエハを支持板に支持して半導体素子を所定の厚さにまで薄加工する工程と、
半導体ウエハを保護フィルムに接着した状態で半導体ウエハを個々の半導体素子に個片化する工程と、
前記保護フィルムの接着性を失わせる処理を施した後、半導体素子の研磨面側に、接着性を有する剥離フィルムを保護フィルムに支持されている半導体素子の全体にわたって貼着し、保護フィルムから半導体素子を剥がしながら剥離フィルムに半導体素子を接着させて移しかえる工程と、
前記剥離フィルムに半導体素子を移しかえた後、剥離フィルムの接着性を失わせる処理を施し、吸引ノズルにより前記剥離フィルムから半導体素子をエア吸引して、収納容器内に半導体素子を収納する工程とを備えることを特徴とする微小半導体素子の加工処理方法。
【請求項３】
吸引ノズルにより剥離フィルムから半導体素子をエア吸引する際に、
前記剥離フィルムの半導体素子が支持されている面と反対側の面をローラに接触させて剥離フィルムを曲げながら引っ張るように移動させながら、吸引ノズルによって半導体素子をエア吸引することを特徴とする請求項２記載の微小半導体素子の加工処理方法。
【請求項４】
半導体ウエハを、回路面を接着面側とし保護フィルムを介して支持板に接着する工程と、
半導体ウエハを支持板に支持して半導体素子を所定の厚さにまで薄加工する工程と、
半導体ウエハを保護フィルムに接着した状態で半導体ウエハを個々の半導体素子に個片化する工程と、
前記保護フィルムの接着性を失わせる処理を施した後、吸引ノズルにより前記剥離フィルムから半導体素子をエア吸引して、収納容器内に半導体素子を収納する工程とを備えることを特徴とする微小半導体素子の加工処理方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、厚さが数百μｍ以下、大きさが１ｍｍ角以下といったきわめて微小な半導体素子の加工処理方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
電子機器の小型化とともに、電子機器に搭載される半導体素子の小型化、高密度化が顕著に進展している。これとともに、半導体素子はきわめて多様な用途に使用されるようになってきた。たとえば、ＩＣカードなどにはきわめて薄く、小さな半導体素子が搭載されており、いろいろなデータの記録・再生に利用されている。最近では、厚さが１００μｍ程度で、大きさが０．５ｍｍ角といった、紙の中に埋め込むこともできる程度の、微小な半導体素子が開発されている。このような小さな半導体素子は、無線タグとして用品に埋め込むことにより、商品を識別したり、認証するといった使用が可能となり、従来にはみられなかった新しい用途への利用が可能になる。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、厚さが１００μｍ程度で、大きさが０．５ｍｍ角といったような小さな半導体素子は、搬送操作や、半導体素子をひとつずつピックアップして機器に搭載するといった操作が難しいという問題がある。
【０００４】
図５に、ウエハをダイシングして個片化し、個片となった半導体素子を電子部品等に搭載する従来方法を示す。図５（ａ）は、回路面を接着面側に向けて半導体ウエハ１０を保護テープ１２に貼着した状態で、図５（ｂ）は、半導体ウエハ１０の裏面側を研磨加工して所定の厚さに形成した状態である。次いで、所定の厚さに加工した半導体ウエハ１０から保護テープ１２を剥離し（図５（ｃ））、ダイシングリンク１４に支持した支持テープ１５に回路面を上側として半導体ウエハ１０を貼着し（図５（ｄ））、半導体ウエハを個片にダイシングした後、支持テープ１５から個片の半導体素子をピックアップして電子部品等に搭載する。
【０００５】
一般的に使用されている半導体素子は、１ｍｍ程度の厚さで少なくとも数ｍｍ角程度の大きさがあるから、吸着パッドを備えたピックアップ装置によって容易にピックアップすることができる。しかしながら、厚さ１００μｍ以下、または大きさ１ｍｍ角以下といった微小な半導体素子の場合は、従来のピックアップ方法では、半導体素子を的確にピックアップするといった操作が困難であり、ピックアップ操作も効率的に行えない。
そこで、本発明はこれらの課題を解決すべくなされたものであり、その目的とするところは、半導体素子をきわめて薄くかつ小型に加工することができ、半導体素子をピックアップする操作や、搭載する操作を容易にかつ効率的に行うことができる微小半導体素子の加工処理方法を提供するにある。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
本発明は、上記目的を達成するため次の構成を備える。
すなわち、微小半導体素子の加工処理方法において、半導体ウエハを、回路面を接着面側とし保護フィルムを介して支持板に接着する工程と、半導体ウエハを支持板に支持して半導体素子を所定の厚さにまで薄加工する工程と、半導体ウエハを保護フィルムに接着した状態で半導体ウエハを個々の半導体素子に個片化する工程と、前記保護フィルムの接着性を失わせる処理を施した後、半導体素子の研磨面側に、接着性を有する剥離フィルムを保護フィルムに支持されている半導体素子の全体にわたって貼着し、保護フィルムから半導体素子を剥がしながら剥離フィルムに半導体素子を接着させて移しかえる工程と、前記剥離フィルムの周縁を支持リングに支持し、剥離フィルムの接着性を失わせる処理を施した後、剥離フィルムの下面側から突き上げピンにより剥離フィルムとともに半導体素子を個々に突き上げ、突き上げられた半導体素子を、ピックアップ装置によってピックアップする工程とを備えることを特徴とする。
【０００７】
また、微小半導体素子の加工処理方法において、半導体ウエハを、回路面を接着面側とし保護フィルムを介して支持板に接着する工程と、半導体ウエハを支持板に支持して半導体素子を所定の厚さにまで薄加工する工程と、半導体ウエハを保護フィルムに接着した状態で半導体ウエハを個々の半導体素子に個片化する工程と、前記保護フィルムの接着性を失わせる処理を施した後、半導体素子の研磨面側に、接着性を有する剥離フィルムを保護フィルムに支持されている半導体素子の全体にわたって貼着し、保護フィルムから半導体素子を剥がしながら剥離フィルムに半導体素子を接着させて移しかえる工程と、前記剥離フィルムに半導体素子を移しかえた後、剥離フィルムの接着性を失わせる処理を施し、吸引ノズルにより前記剥離フィルムから半導体素子をエア吸引して、収納容器内に半導体素子を収納する工程とを備えることを特徴とする。
また、前記吸引ノズルにより剥離フィルムから半導体素子をエア吸引する際に、前記剥離フィルムの半導体素子が支持されている面と反対側の面をローラに接触させて剥離フィルムを曲げながら引っ張るように移動させながら、吸引ノズルによって半導体素子をエア吸引することを特徴とする。
【０００８】
また、微小半導体素子の加工処理方法において、半導体ウエハを、回路面を接着面側とし保護フィルムを介して支持板に接着する工程と、半導体ウエハを支持板に支持して半導体素子を所定の厚さにまで薄加工する工程と、半導体ウエハを保護フィルムに接着した状態で半導体ウエハを個々の半導体素子に個片化する工程と、前記保護フィルムの接着性を失わせる処理を施した後、吸引ノズルにより前記剥離フィルムから半導体素子をエア吸引して、収納容器内に半導体素子を収納する工程とを備えることを特徴とする。
【０００９】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の好適な実施の形態について添付図面にしたがって詳細に説明する。
図１は本発明に係る微小半導体素子の加工処理方法を示す説明図である。
図１（ａ）は、まず、被加工品である半導体ウエハ１０を支持板２０に保護フィルム２２を介して接着して支持した状態を示す。支持板２０は半導体ウエハ１０を１００μｍ程度まで研磨加工する際に、半導体ウエハ１０を確実に保持できるようにするために使用するものである。本実施形態では、両面接着タイプの保護フィルム２２を用いて支持板２０に半導体ウエハ１０を接着している。
【００１０】
支持板２０は一定の保形性を有するものであれば、シリコンウエハ、ガラス板等の適宜材料を使用することができる。
支持板２０にシリコンウエハを使用した場合は、平坦性に優れること、被加工品である半導体ウエハ１０と等質材であることから、熱応力が生じないといった利点がある。
また、支持板２０にガラス板を使用する場合は、保護フィルム２２が紫外線硬化樹脂からなり、支持板２０を透過させて保護フィルム２２に紫外線を照射することによって保護フィルム２２の接着性を失わせるといった使い方をする場合に有効に使用できる。紫外線を透過させるため、支持板２０を石英ガラス板によって形成することも有効である。
【００１１】
図１（ｂ）は、支持板２０に半導体ウエハ１０を支持して、１００μｍ程度の所望の厚さにまで半導体ウエハ１０を研磨した状態を示す。半導体ウエハ１０は回路面と反対側の裏面を研磨するから、半導体ウエハ１０は回路面を保護フィルム２２の接着面に向けて接着されている。
なお、半導体ウエハ１０を所望の厚さにまで薄く加工する（薄加工）方法として、研磨加工の他に、ドライエッチング、ウェットエッチング等を利用することができる。
【００１２】
図１（ｃ）、（ｄ）は支持板２０に支持された半導体ウエハ１０を個片化する工程を示す。半導体ウエハ１０を個片化する方法としては、半導体ウエハ１０をダイシングして個片にすることももちろん可能であるが、本実施形態ではプラズマエッチングによって半導体ウエハ１０を個片にする方法によっている。
図１（ｃ）は、半導体ウエハ１０の露出面に感光性レジストを塗布し、露光および現像して、個片の半導体素子として残す部位のみを被覆したレジストパターン２４を形成した状態である。
【００１３】
レジストパターン２４を形成した状態でプラズマエッチングを施すことにより、半導体ウエハ１０の露出部分がエッチングされ、半導体素子の外形線に沿って半導体ウエハ１０が個片化される。
図１（ｄ）は、半導体ウエハ１０をプラズマエッチングして個片化した後、レジストパターン２４を除去した状態で、個片に形成された半導体素子１０が保護フィルム２２に接着されて支持板２０に支持されている状態を示す。
【００１４】
本実施形態の微小半導体素子の加工処理方法においては、次に、図１（ｅ）に示すように、保護フィルム２２に接着されている半導体素子１０ａを、剥離フィルム２６に移しかえる操作を行う。
剥離フィルム２６に半導体素子１０ａを移しかえるため、剥離フィルム２６として一定の接着性（粘着性）を有するフィルムを使用し、半導体素子１０ａの裏面側（半導体素子１０ａが保護フィルム２２に接着している面と反対面）に剥離フィルム２６を接着し、保護フィルム２２から半導体素子１０ａを剥がすようにして剥離フィルム２６に半導体素子１０ａを移しかえる。
【００１５】
半導体素子１０ａを保護フィルム２２から剥がして剥離フィルム２６に移しかえるため、あらかじめ、半導体素子１０ａを接着している保護フィルム２２の接着力を失わせておくのがよい。保護フィルム２２が、加熱によって接着性が失われる熱ピール性のものである場合は、あらかじめ保護フィルム２２を加熱して接着力を除去しておけばよいし、保護フィルム２２が紫外線を照射することによって接着性が失われるものである場合は、あらかじめ保護フィルム２２に紫外線を照射して接着力を除去しておく。
図１（ｅ）に示すように、半導体素子１０ａの裏面側に剥離フィルム２６を貼着し、剥離フィルム２６を支持板２０の一端側から徐々に引き剥がすようにすると、保護フィルム２２から半導体素子１０ａが剥離され、剥離フィルム２６に半導体素子１０ａが接着されて移しかえられる。
【００１６】
図１（ｆ）は、剥離フィルム２６に接着されて支持された半導体素子１０ａをピックアップする操作を示す。半導体素子１０ａを接着した剥離フィルム２６は、その周縁部を支持リング２８に支持してピックアップ操作をする。
支持リング２８に剥離フィルム２６の周縁部を支持することによって、多数個の半導体素子１０ａが支持リング２８と剥離フィルム２６とによって支持され、取り扱いが難しい半導体素子１０ａを確実に支持することが可能になる。また、ピックアップ操作を半導体素子１０ａを電子部品等に搭載する際に行うことで、剥離フィルム２６に半導体素子１０ａを接着した状態で半導体素子１０ａを収納しておくといったことも容易に可能になる。
【００１７】
剥離フィルム２６から半導体素子１０ａをピックアップする際に、本実施形態では、剥離フィルム２６の下方から突き上げピン３０によって、剥離フィルム２６とともに半導体素子１０ａを上方に突き上げ、突き上げられた半導体素子１０ａをエア吸着パッドを備えたピックアップ３２によってピックアップすることを特徴とする。
【００１８】
なお、剥離フィルム２６から半導体素子１０ａをピックアップする操作を行う際も、あらかじめ剥離フィルム２６についてその接着性（粘着性）を失わせる操作を行っておく。すなわち、剥離フィルム２６についても保護フィルム２２と同様に加熱あるいは紫外線照射等によって接着力を失わせることができるフィルムを使用し、保護フィルム２２から半導体素子１０ａを移しかえる際には、接着性を備え、半導体素子１０ａをピックアップする際には、剥離フィルム２６の接着力を失わせる処理を行って、半導体素子１０ａをピックアップする。
剥離フィルム２６とともに半導体素子１０ａを突き上げピン３０によって突き上げるようにすると、ピックアップ対象の半導体素子１０ａが他の半導体素子１０ａよりも上位置に持ち上げられるから、他の半導体素子１０ａと干渉せずに対象とする半導体素子１０ａをピックアップすることができる。
【００１９】
本実施形態のように、保護フィルム２２から剥離フィルム２６に半導体素子１０ａを移すことにより、回路面がピックアップ側（露出面側）となるように半導体素子１０ａが剥離フィルム２６に支持されるから、回路面を露出面側として電子部品等に半導体素子１０ａを搭載することが可能になる。
ピックアップ３２を用いて半導体素子１０ａを剥離フィルム２６から一つづつピックアップする方法は、必ずしも効率的ではないが、半導体素子１０ａを確実に支持してピックアップできることから半導体素子１０ａを損傷させずにピックアップでき、また半導体素子１０ａを所定位置に位置合わせして搭載する操作が確実にできるという利点がある。
【００２０】
上述した実施形態において、剥離フィルム２６から半導体素子１０ａをピックアップする操作において問題となるのは、半導体素子１０ａが０．５ｍｍ角以下といった微小な大きさになってきた場合には、図１（ｆ）に示すように、突き上げピン３０によって半導体素子１０ａを突き上げるようにしても、従来の吸着パッドを用いたピックアップ装置では、一つ一つの半導体素子１０ａを的確にピックアップできなくなるということである。また、このような小さな半導体素子１０ａはきわめて軽く、静電作用によって簡単にどこにでも張り付いてしまうために、非常に取り扱いにくいという問題もある。
【００２１】
図２、３は、きわめて微小に形成された半導体素子１０ａをピックアップする方法として、エアによって半導体素子１０ａを容器内に吸引して収納する方法を示す。
本実施形態では、図１（ｅ）に示すように、保護フィルム２２から半導体素子１０ａを剥離フィルム２６に移しかえ、剥離フィルム２６に加熱あるいは紫外線照射等の接着力を失わせる処理を施した後、図２に示すように剥離フィルム２６の下面をローラ３４に接触させて剥離フィルム２６を曲げながら引っ張るように移動させて、吸引ノズル３６によって半導体素子１０ａをエア吸引する。
吸引ノズル３６は、図３に示す収納容器３８の導入口３９に連絡し、収納容器３８が吸引ダクト４０から真空吸引されることによって半導体素子１０ａが収納容器３８に吸引して収納される。
【００２２】
ローラ３４で剥離フィルム２６をしごくようにして移動させると、半導体素子１０ａはローラ３４を通過する際に剥離フィルム２６から剥離されるから、吸引ノズル３６によって簡単に吸引することができる。半導体素子１０ａはきわめて軽量であり、剥離フィルム２６から剥離された半導体素子１０ａはエアによる吸引操作によって簡単に収納容器３８に収納される。
収納容器３８では、吸引ダクト４０の開口部を遮蔽網４２によって遮蔽して、真空ダクト４０から真空吸引側に半導体素子１０ａが引き込まれないようにしている。
【００２３】
このように、剥離フィルム２６から半導体素子１０ａをエア吸引して収納容器３８に収納する方法は、半導体素子１０ａを剥離フィルム２６からピックアップする操作がきわめて簡単にできるという利点がある。
ただし、エア吸引によって収納容器３８に半導体素子１０ａを集める方法の場合は、半導体素子１０ａの向き、表裏などがまったくまちまちとなる。したがって、このピックアップ方法の場合は、半導体素子１０ａの向き等を問題とせずに半導体素子１０ａを使用する方法に適している。
なお、半導体素子１０ａは微小で軽量であるから、エア吸引の際に半導体素子１０ａが相互に接触等しても、半導体素子１０ａが損傷したりすることはほとんどない。
【００２４】
図４は、半導体素子１０ａを吸引する吸引ノズルの例をいくつか示したものである。図４（ａ）は、単純な円形パイプ状に形成したもの、図４（ｂ）は、吸引口を幅広に形成したもの、図４（ｃ）は、ウエハ状に配置されている半導体素子１０ａを剥離フィルム２６の全幅にわたって一度に吸引できるように、吸引ノズル３６の開口部が剥離フィルム２６の全幅にわたるように形成した例である。
いずれの場合も、吸引ノズル３６の材質はとくに限定されないが、半導体素子１０ａの特性を劣化させたりせず、静電的な影響を受けにくいものを使用するのがよい。
【００２５】
また、本実施形態のように、エア吸引によって半導体素子１０ａを収納容器３８に収納する場合は、半導体素子１０ａの回路面の向きは問題にならないから、図１（ｅ）に示すような保護フィルム２２から剥離フィルム２６に半導体素子１０ａを移しかえるようにしなくてもよい。図１（ｄ）に示す状態で、保護フィルム２２から簡単に半導体素子１０ａが剥離できる場合には、吸引ノズル３６によってエア吸引することにより、保護フィルム２２から半導体素子１０ａを剥離して収納容器３８に収納することができる。
【００２６】
なお、上記実施形態においては、微小半導体素子の加工処理方法を説明したが、本発明方法は、通常の厚さ、大きさの半導体装置の加工にも適用することが可能である。
【００２７】
【発明の効果】
本発明に係る微小半導体素子の加工処理方法によれば、上述したように、厚さ１００μｍ以下、大きさ１ｍｍ角以下といったきわめて小さな半導体素子であっても、研磨加工等によって容易に形成することができ、また、個片に形成された半導体素子をピックアップして電子部品等に搭載するといった操作を容易に行うことができる。また、半導体素子をエア吸引する方法を利用することにより、微小な半導体素子を効率的にピックアップして収納容器等に収納して提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明に係る微小半導体素子の加工処理方法を示す説明図である。
【図２】半導体素子をエア吸引する方法を示す説明図である。
【図３】収納容器に半導体素子が収納されている様子を示す説明図である。
【図４】吸引ノズルの形態を示す説明図である。
【図５】個片の半導体素子をピックアップする方法を示す説明図である。
【符号の説明】
１０　半導体ウエハ
１０ａ　半導体素子
１２　保護テープ
２０　支持板
２２　保護フィルム
２４　レジストパターン
２６　剥離フィルム
２８　支持リング
３０　突き上げピン
３２　ピックアップ
３４　ローラ
３６　吸引ノズル
３８　収納容器
４０　吸引ダクト
【図１】
2004014956.tif 000003
【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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