(57)【要約】【課題】本発明の目的は、帯電による不良な半導体素子を、予め検知して、パッケージに組み込む前に取り除くことにより、パッケージ製造の歩留まりを向上させることにあり、そのために必要な半導体素子の電位測定方法を提供することである。【解決手段】半導体素子の剥離帯電による電位を測定する方法であって、半導体ウエハをダイシングして半導体素子とするダイシング工程と、前記半導体素子をピックアップするピックアップ工程と、前記半導体素子をピックアップするとともに、該半導体素子の電位を測定する電位測定工程と、を有することを特徴とする半導体素子の電位測定方法。【選択図】図３
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
半導体素子の剥離帯電による電位を測定する方法であって、
半導体ウエハをダイシングして半導体素子とするダイシング工程と、
前記半導体素子をピックアップするピックアップ工程と、
前記半導体素子をピックアップするとともに、該半導体素子の電位を測定する電位測定工程と、を有することを特徴とする半導体素子の電位測定方法。
【請求項２】
前記半導体素子の電位測定工程は、該半導体素子をピックアップした際の、電位の変動量を測定するものである請求項１に記載の半導体素子の電位測定方法。
【請求項３】
前記変動量の測定は、電位を測定するプローブを用いて行われる請求項２に記載の電位測定方法。
【請求項４】
前記電位を測定するプローブの測定応答速度が、２．５ｍｓｅｃ以下である請求項３に記載の半導体素子の電位測定方法。
【請求項５】
前記電位を測定するプローブと、半導体素子との測定距離が、０．１ｍｍ以上、２ｍｍ以下である請求項４に記載の半導体素子の電位測定方法。
【請求項６】
前記電位を測定するプローブは、半導体素子をピックアップする吸着ノズルに絶縁性の接合材を介して結合している請求項４または５に記載の半導体素子の電位測定方法。
【請求項７】
前記絶縁性の接合材の表面抵抗値が、１０１４以上である請求項６に記載の半導体素子の電位測定方法。
【請求項８】
前記絶縁性の接合材は、接着性樹脂を含有する接着剤をフィルム状の基材に塗布したものである請求項６または７に記載の半導体素子の電位測定方法。
【請求項９】
前記吸着ノズルは、該吸着ノズルの先端に吸着コレットが設置されている請求項６〜８のいずれかに記載の半導体素子電位測定方法。
【請求項１０】
半導体ウエハをダイシングして半導体素子とするダイシング工程と、前記半導体素子をピックアップするピックアップ工程と、前記半導体素子をピックアップするとともに、該半導体素子の電位を測定する工程と、を有し、前記電位を測定する工程の後に、測定した電位が８０ｍＶ以下となる半導体素子をパッケージにマウントするマウント工程を有する半導体パッケージの製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、半導体素子の電位測定方法に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
半導体装置を製造する工程において、半導体ウエハやパッケージ等の半導体部材を切断する際（ダイシングする際）、ダイシングフィルムが用いられている。このダイシングフィルムは、貼り付けられた半導体部材をダイシング（切断、個片化）した後、フィルムのエキスパンド等を行うことにより、個片化された半導体素子をピックアップしやすくするために用いられる。
【０００３】
しかし、前述したピックアップの工程において、個片化された半導体素子をダイシングフィルムから剥離させる際、剥離帯電が発生するという問題がある。半導体素子が帯電すると、帯電した電荷が放電されることにより半導体素子上の回路が破壊されたり、また、前述した放電が、帯電したダイシングフィルム内で起きると、ピックアップ前の半導体素子の回路が破壊されたりする場合がある。
【０００４】
近年の半導体の高集積化により、半導体素子上の回路間のピッチは狭くなる傾向にあり、ピックアップ工程での静電気放電による歩留まり低下の割合は増加している。そこで、特許文献１のように、半導体製造工程中における帯電の発生を防止し、該帯電による半導体デバイスの破壊および製の劣化を防ぐことのできる半導体加工用粘着シートが開発されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２００６−３１６２０８号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかし、これらの開発品をもってしても発生し得る帯電による不良に関して、その不良がパッケージを完成させるまで（出荷前の検査を行うまで）検知されず、その結果、パッケージ製造の歩留まりが低くなるという問題があった。
【０００７】
本発明の目的は、帯電による不良な半導体素子を、予め検知して、パッケージに組み込む前に取り除くことにより、パッケージ製造の歩留まりを向上させることにあり、そのために必要な半導体素子の電位測定方法を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
このような目的は、下記（１）〜（１０）の本発明により達成される。
（１）半導体素子の剥離帯電による電位を測定する方法であって、半導体ウエハをダイシングして半導体素子とするダイシング工程と、前記半導体素子をピックアップするピックアップ工程と、前記半導体素子をピックアップするとともに、該半導体素子の電位を測定する電位測定工程と、を有することを特徴とする半導体素子の電位測定方法。
（２）前記半導体素子の電位測定工程は、該半導体素子をピックアップした際の、電位の変動量を測定するものである前記（１）に記載の半導体素子の電位測定方法。
（３）前記変動量の測定は、電位を測定するプローブを用いて行われる前記（２）に記載の電位測定方法。
（４）前記電位を測定するプローブの測定応答速度が、２．５ｍｓｅｃ以下である前記（３）に記載の半導体素子の電位測定方法。
（５）前記電位を測定するプローブと、半導体素子との測定距離が、０．１ｍｍ以上、２ｍｍ以下である前記（４）に記載の半導体素子の電位測定方法。
（６）前記電位を測定するプローブは、半導体素子をピックアップする吸着ノズルに絶縁性の接合材を介して結合している前記（４）または（５）に記載の半導体素子の電位測定方法。
（７）前記絶縁性の接合材の表面抵抗値が、１０１４以上である前記（６）に記載の半導体素子の電位測定方法。
（８）前記絶縁性の接合材は、接着性樹脂を含有する接着剤をフィルム状の基材に塗布したものである前記（６）または（７）に記載の半導体素子の電位測定方法。
（９）前記吸着ノズルは、該吸着ノズルの先端に吸着コレットが設置されている前記（６）〜（８）のいずれかに記載の半導体素子の電位測定方法。
（１０）半導体ウエハをダイシングして半導体素子とするダイシング工程と、前記半導体素子をピックアップするピックアップ工程と、前記半導体素子をピックアップするとともに、該半導体素子の電位を測定する工程と、を有し、前記電位を測定する工程の後に、測定した電位が８０ｍＶ以下となる半導体素子をパッケージにマウントするマウント工程を有する半導体パッケージの製造方法。
【発明の効果】
【０００９】
本発明に係る半導体素子の電位測定方法は、帯電による不良な半導体素子を予め検知でき、それにより不良な半導体素子をパッケージに組み込む前に取り除き、パッケージ製造の歩留まりを向上させることができる。
【図面の簡単な説明】
【００１０】
【図１】ダイシングフィルムに貼り付けられた半導体部材を表す図。
【図２】個片化した半導体素子を表す図。
【図３】個片化した半導体素子を吸着コレットに真空吸着させる場面を表す図。
【図４】真空吸着させた吸着コレットを持ち上げる場面を表す図。
【図５】エキスパンド後、離間した半導体素子を表す図。
【図６】プローブが吸着ノズルと絶縁性の接合材を介して結合していることを表す図。
【発明を実施するための形態】
【００１１】
＜＜半導体素子の電位測定方法＞＞
まずは、本発明の半導体パッケージの製造方法について説明する。
【００１２】
本発明の半導体素子の電位測定方法は、半導体素子の剥離帯電による電位を測定する方法であって、半導体ウエハをダイシングして半導体素子とするダイシング工程と、前記半導体素子をピックアップするピックアップ工程と、前記半導体素子をピックアップするとともに、該半導体素子の電位を測定する電位測定工程と、を有することを特徴とする。
【００１３】
以下、各工程について説明する。
【００１４】
＜ダイシング工程＞
ダイシング工程は、図１のようなダイシングフィルム２に貼り付けられた半導体部材１を、ダイシングブレードやダイシングソーと呼ばれる刃を用いて機械的に分割し、図２のような半導体素子１１に個片化する工程である。半導体部材として、例えば、半導体ウエハやパッケージ基板が挙げられる。また、ダイシングフィルムとは、ダイシング時に前記半導体部材をフレームに固定化するための粘着テープのことであり、例えば、ポリ塩化ビニル、ポリオレフィン、ポリエチレンテレフタレートなどのベースフィルムと、アクリル樹脂系の接着剤とにより構成されている。
【００１５】
＜ピックアップ工程＞
ピックアップ工程は、ダイシング工程後に個片化した半導体素子１１をダイシングフィルム２から剥離する工程である。具体的には、まず、図３のように個片化した半導体素子１１を吸着コレット３２に真空吸着させ、次に、図４のように真空吸着させた吸着コレット３２を持ち上げることにより、半導体素子１１をダイシングフィルム２から剥離する。
【００１６】
前記ピックアップ工程において、半導体素子１１を真空吸着させた吸着コレット３２を持ち上げるスピード（以下、「ピックアップするスピード」とする）は、特に限定されないが、５ｍｍ／ｓｅｃ以上、７０ｍｍ／ｓｅｃ以下であることが好ましい。より好ましくは７ｍｍ／ｓｅｃ以上、５０ｍｍ／ｓｅｃ以下である。ピックアップするスピードが前記範囲を超える場合、半導体素子１１が吸着コレット３２から外れ落ちたり、ダイシングテープに負荷がかかったりする場合がある。また、ピックアップするスピードが前記範囲未満である場合、ピックアップに時間がかかり作業性が悪化する場合がある。
【００１７】
なお、前記ダイシング工程とピックアップ工程との間に、図５のようにダイシングフィルムをエキスパンドして各半導体素子の間隔を離間させるエキスパンド工程を挟んでいてもよい。
【００１８】
＜電位測定工程＞
電位測定工程は、半導体素子１１をピックアップするとともに、半導体素子１１の剥離帯電による電位の測定を行う工程である。すなわち、電位の測定とは、ピックアップする際の電位の変動量を測定することである。具体的には、前述したピックアップ工程において、半導体素子１１を吸着コレット３２に真空吸着させ、真空吸着させた吸着コレット３２を持ち上げることにより、半導体素子１１をダイシングフィルム２から剥離させる際の、半導体素子の電位の変動量を測定する。
【００１９】
前記変動量の測定は、例えば、電位を測定するプローブ４を用いて行う。このようなプローブ４としては、例えば、プローブ内にセンサ電極を有するものなどが挙げられる。プローブ内にセンサ電極が有する場合、前記プローブを被測定面（ここでいうダイシングフィルム１１）に接近させると、プローブ内のセンサ電極と被測定面間に静電容量が発生する。この静電容量は、プローブ内の音叉によって変化させられ、これによりセンサ電極には表面電位を交流変調した信号が誘起されることになる。この交流信号を、図４に示すように、前記プローブ４を接続した表面電位計６にて増幅し、この増幅した信号を同期検波することにより出力信号を得、この得られた出力信号を、例えば表面電位計６に接続したデータロガーやパソコン等を用いてデータ化することにより、被測定面の電位および電位の変動量を測定することが可能となる。
【００２０】
前記電位を測定するプローブ４は、例えば図６に示すように、半導体素子１１をピックアップする吸着ノズル３１に絶縁性の接合材５を介して結合されていることが好ましい。プローブ４と吸着ノズル３１とが結合されていることにより、ピックアップする際の電位を測定することができるようになる。これにより帯電による不良な半導体素子を、ピックアップの途中で検知し、取り除くことにより、パッケージに組み込む不良な半導体素子が減少する。すなわち、パッケージ製造の歩留まりを向上させることができるようになる。
【００２１】
前記電位を測定するプローブ４の先端径は、例えば、半導体素子１１の短辺の長さより小さいことが好ましく、より好ましくは直径３ｍｍ以下である。プローブ４の先端径が前記範囲内であることにより、吸着ノズルに負荷なく結合することができ、電位の測定も正確に行えるようになる。
【００２２】
前記絶縁性の接合材５としては、例えば、例えば、接着性樹脂を含有する接着剤を、フィルム状の基材に塗布したものが挙げられる。前記接着性樹脂としては、例えば、エポキシ樹脂などのポリオレフィン樹脂や、アクリル樹脂、またはシリコーン樹脂などが挙げられる。前記基材としては、例えば、ポリエチレンフィルムやポリプロピレンフィルムなどのポリオレフィンフィルムや、ポリエステルフィルム、ポリアミドフィルム、またはポリカーボネートフィルム等が挙げられる。このような絶縁性の接合材５を用いることにより、プローブ４と吸着ノズル３１とを結合させる接合性に優れるとともに、半導体素子１１から吸着コレット３２を通って吸着ノズルに移動した電位の漏出を防ぐことができる。
【００２３】
前記絶縁性の接合材５の表面抵抗値は、特に限定されないが、１０１４以上であることが好ましく、１０１５以上であることがより好ましい。絶縁性接合材５の表面抵抗値が前記記載の範囲であることにより、半導体素子１１から吸着コレット３２を通って吸着ノズル３１に移動した電位の漏出をさらに防ぐことができ、剥離帯電による電位を正確に測定することが可能となる。
【００２４】
前記吸着ノズル３１は、例えば、その先端に吸着コレット３２を備えていることが好ましい。吸着コレット３２を備えることにより、半導体素子１１を真空吸着させる際、吸着コレット３２と半導体素子１１との間に生じ得る隙間からの空気漏れを防ぎ、より確実に真空吸着ができるようになる。前記吸着コレット３２の形状としては、例えば平コレットや角錐コレットなどが挙げられ、半導体素子１１の表面形状に合わせて、隙間が生じないように適宜選択することができる。
【００２５】
前記吸着コレット３２は、例えば、導電材料や絶縁材料などが挙げられる。前記導電材料としては、例えば、金属製材料やシリコンゴム、ニトリルゴムなどの導電性ゴムなどが挙げられる。
【００２６】
前記電位を測定するプローブ４の測定応答速度は、特に限定しないが、２．５ｍｓｅｃ以下であることが好ましく、１．５ｍｓｅｃ以下であることがより好ましいく、更に好ましくは０．５ｍｓｅｃ以下である。測定応答速度が前記上限値以下である場合、ピックアップによる剥離帯電発生の瞬間や、帯電量の増加する速度に対応できる電位の測定が可能になる。
【００２７】
＜＜半導体パッケージの製造方法＞＞
次に、本発明の半導体パッケージの製造方法について説明する。
【００２８】
本発明の半導体パッケージの製造方法は、半導体ウエハをダイシングして半導体素子とするダイシング工程と、前記半導体素子をピックアップするピックアップ工程と、前記半導体素子をピックアップするとともに、該半導体素子の電位を測定する工程と、を有し、前記電位を測定する工程の後に、測定した電位が８０ｍＶ以下となる半導体素子をパッケージにマウントするマウント工程を有することを特徴とする。
【００２９】
＜ダイシング工程＞
ダイシング工程は、上述したダイシング工程と同様に行う。
【００３０】
＜ピックアップ工程＞
ピックアップ工程は、上述したピックアップ工程と同様に行う。
【００３１】
＜電位測定工程＞
電位測定工程は、上述した電位測定工程と同様に行う。
【００３２】
＜マウント工程＞
マウント工程は、電位測定工程において、正常な電位を有する半導体素子をパッケージに組み込む工程である。前記正常な電位とは、特に限定されないが、ピックアップ時における電位の変動量が８０ｍＶ以下である半導体素子のことであり、より好ましくは５０ｍＶ以下である。電位の変動量が、前記記載の範囲内である場合、剥離帯電による回路破壊が抑制される。この工程において、前記電位の変動量が８０ｍＶを超える半導体素子を、パッケージにマウントする前に取り除くことにより、パッケージ製造の歩留まりを向上させることができるようになるのである。
【実施例】
【００３３】
以下、本発明を実施例に基づいて詳細に説明するが、本発明はこれに限定されるものではない。
【００３４】
ダイシングフィルム（住友ベークライト社製、商品名：ＦＳＬ−Ｎ７１００）に貼り付けられた半導体ウエハをダイシングソー（（株）ディスコ製、商品名：ＤＦＤ６３６０）を用いて以下の条件でダイシング（分割）した。これにより、半導体部材が個片化され、以下のダイシングサイズの半導体素子を得た。
【００３５】
＜ダイシング条件＞
・ダイシングサイズ ：１０ｍｍ×１０ｍｍ角
・ダイシング速度 ：５０ｍｍ／ｓｅｃ
・スピンドル回転数 ：３０，０００ｒｐｍ
【００３６】
次いで、エキスパンド装置（ＤＢ−７００）を用いて、以下の条件でエキスパンド（離間）を行った。
【００３７】
＜エキスパンド条件＞
・エキスパンド量 ：５ｍｍ
・エキスパンド速度 ：８ｍｍ／ｓｅｃ
【００３８】
次いで、エキスパンドした半導体素子の表面を導電性ゴム（材質名：スチレン・ブタジエンゴム（ＳＢＲ））から構成される吸着コレットに真空吸着させ、持ち上げることによりダイシングフィルムからピックアップ（剥離）した。ピックアップは、以下の条件で行った。
【００３９】
＜ピックアップ条件＞
・ピックアップ装置 ：ＤＢ―７００（株式会社ルネサス東日本セミコンダクタ製）
・コレット吸引力 ：−６０ＫＰａ
・コレット荷重 ：０．５Ｎ
・コレット待機時間 ：１００ｍｓｅｃ
・コレットの材質：スチレン・ブタジエンゴム（ＳＢＲ）
【００４０】
ここで、ピックアップする際、吸着ノズルに表面抵抗値が１０１５Ωである粘着剤付きポリプロピレンフィルムを介して結合しているプローブにより、剥離される半導体素子の剥離帯電による電位の測定を行った。電位の測定は、以下の条件で行った。
【００４１】
＜電位の測定条件＞
吸着コレットを備える吸着ノズル：ＤＢ―７００（株式会社ルネサス東日本セミコンダクタ製）
プローブ：表面電位計ＭＯＤＥＬ ３７０−１（ＴＲＥＫ株式会社製）
プローブの測定応答速度：約０．３ｍｓｅｃ
プローブと半導体素子との測定距離：１ｍｍ
【００４２】
その後、ピックアップ時における電位の変動量が５０ｍＶ以下である半導体素子を、パッケージにマウントした。これにより、パッケージ製造の歩留まりを向上させることができた。
【産業上の利用可能性】
【００４３】
本発明の半導体素子の電位測定方法は、帯電による不良な半導体素子を、予め検知して、パッケージに組み込む前に取り除くことにより、パッケージ製造の歩留まりを向上させるための電位測定方法である。
【符号の説明】
【００４４】
１０  半導体部材
１１  半導体素子
２０  ダイシングフィルム
３１  吸着ノズル
３２  吸着コレット
４０  プローブ
５０  絶縁性の接合材
６０  表面電位計
【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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