(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
外側から内側へ順次に配置された複数の環状の接触部材を含む剥離装置によってテープに貼られた半導体チップを該テープから剥離させる工程を備え、
前記剥離させる工程は、該複数の環状の接触部材を複数のカム部分を有するカムにより作動させ、該カムの１回転の間に、第１のカム部分により全ての前記接触部材を第１の位置に上昇させ、次いで前記接触部材のうち最外周の接触部材を除くその他の接触部材を、第２のカム部分により前記第１の位置よりも高い第２の位置へ上昇させることにより、前記半導体チップを外周部から中心部に向けて段階的に前記テープから剥離することを特徴とする半導体チップの剥離方法。
【請求項２】
前記接触部材のうち最外周の接触部材を除くその他の接触部材を前記第１の位置よりも高い前記第２の位置へ順次上昇させた後に、前記第２の位置に移動させた複数の接触部材のうち、最外周の接触部材を除くその他の接触部材を前記第２の位置よりも高い第３の位置へ上昇させることを特徴とする請求項１に記載の半導体チップの剥離方法。
【請求項３】
テープに貼られた半導体チップを該テープから剥離させるための剥離装置であって、
外側から内側へ順次に配置された複数の環状の接触部材と、
半導体チップが外周部から中心部に向けて段階的にテープから剥離されるように該複数の環状の接触部材を作動させる作動装置とを備え、
該作動装置は該複数の環状の接触部材を作動させるカムを含み、該カムは、該カムの１回転の間に、全ての前記接触部材を第１の位置に上昇させる第１のカム部分と、次いで前記接触部材のうち最外周の接触部材を除くその他の接触部材を、前記第１の位置よりも高い第２の位置へ上昇させる第２のカム部分と有することを特徴とする半導体チップの剥離装置。
【請求項４】
前記カムは、プーリ及びベルトによってモータに連結され、前記モータの回転によって作動することを特徴とする請求項３に記載の半導体チップの剥離装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は半導体装置の製造工程における半導体チップの剥離方法及び装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来、半導体装置は、例えばシリコンウエハ（半導体基板）の第１の表面に複数の半導体素子を形成し、このシリコンウエハをダイシングして半導体素子（シリコンチップ）毎に分離することにより形成される。シリコンウエハはダイシング前にダイシングテープに貼られ、ダイシングされた状態では分離されたシリコンチップはダイシングテープに付着している。シリコンチップはダイボンディング前に剥離装置によってダイシングテープから剥離される。
【０００３】
シリコンチップをダイシングテープから剥離するために、従来は図１１に示されるニードル装置３４が使用されている。ニードル装置３４はニードル３４Ａを含む。ニードル３４Ａはダイシングテープ２４の下側からダイシングテープ２４に向かって移動され、ダイシングテープ２４を貫通してシリコンチップ１６を持ち上げるようになっている。また、ニードル３４Ａがダイシングテープ２４を貫通しないようにしたニードル装置もある。
【０００４】
特開平１０−１８９６９０号公報は、ニードルがシリコンチップの４角付近及び中央付近に配置され、４角付近のニードルを先に作動させ、それから中央付近のニードルを作動させ、シリコンチップを４角付近から中央付近に向かって段階的に剥離させるようにした剥離装置を開示している。
【０００５】
特開平６−３３８５２７号公報は、ニードルを使用することなく、吸引溝を有する剥離装置によってダイシングテープを下側から吸引することにより、シリコンチップをダイシングテープから剥離することを開示している。特開平１１−３１８３７６号公報は、ダイシングテープを下側から吸引溝で吸引し、ステージを平行移動することにより、シリコンチップをダイシングテープから剥離することを開示している。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
最近、シリコンウエハ及びシリコンチップをますます薄くする要求がある。しかし、シリコンウエハが薄くなるにつれて、シリコンチップをダイシングテープから剥離することが難しくなってきている。例えば、シリコンチップが薄くなると、ニードルがダイシングテープを貫通した後でシリコンチップに突き刺さったり、傷がついたりする傾向になる。
【０００７】
また、シリコンチップが薄くなるとシリコンチップは変形しやすくなり、例えば、図１２に示されるように、ニードル３４Ａが当たった位置においてダイシングテープ２４及びシリコンチップ１６が凹状に変形する状態になることがある。このため、シリコンチップ１６が傷ついたり、割れたりするようになる。これは、ダイシングテープを下側から吸引溝で吸引する場合にも同様である。
【０００８】
さらに、シリコンチップ１６をダイシングテープ２４から剥離させるためには、シリコンチップ１６とダイシングテープ２４との間のインターフェースに空気が入り、空気がインターフェースに沿って拡がることが必要である。ダイシングテープ２４が突き破られない場合には、空気はシリコンチップ１６の中央部において最初にインターフェースに入ることはなく、空気はシリコンチップ１６の外周部においてインターフェースに入るので、剥離はシリコンチップ１６の外周部からしか起こらない。図１２に示される状況になると、剥離は生じにくく、シリコンチップ１６が損傷しやすくなる。
【０００９】
本発明の目的は半導体チップを薄くしても半導体チップをテープから確実に剥離させることができるようにした半導体チップの剥離方法及び装置を提供することである。
【００１０】
【課題を解決するための手段】
本発明による半導体チップの剥離方法は、外側から内側へ順次に配置された複数の環状の接触部材を含む剥離装置によってテープに貼られた半導体チップを該テープから剥離させる工程を備え、前記剥離させる工程は、該複数の環状の接触部材を複数のカム部分を有するカムにより作動させ、該カムの１回転の間に、第１のカム部分により全ての前記接触部材を第１の位置に上昇させ、次いで前記接触部材のうち最外周の接触部材を除くその他の接触部材を、第２のカム部分により前記第１の位置よりも高い第２の位置へ上昇させることにより、前記半導体チップを外周部から中心部に向けて段階的に前記テープから剥離することを特徴とする。
【００１１】
また、本発明による半導体チップの剥離装置は、テープに貼られた半導体チップを該テープから剥離させるための剥離装置であって、外側から内側へ順次に配置された複数の環状の接触部材と、半導体チップが外周部から中心部に向けて段階的にテープから剥離されるように該複数の環状の接触部材を作動させる作動装置とを備え、該作動装置は該複数の環状の接触部材を作動させるカムを含み、該カムは、該カムの１回転の間に、全ての前記接触部材を第１の位置に上昇させる第１のカム部分と、次いで前記接触部材のうち最外周の接触部材を除くその他の接触部材を、前記第１の位置よりも高い第２の位置へ上昇させる第２のカム部分と有することを特徴とする。
【００１２】
この構成によれば、半導体チップが外側から内側へ順次に配置された複数の環状の接触部材を含む剥離装置によって外周部から中心部に向けて段階的にテープから剥離される。従って、半導体チップを薄くしても、半導体チップをテープから確実に剥離させることができる。
【００１３】
【発明の実施の形態】
以下本発明の実施例について図面を参照して説明する。図１０を参照して半導体装置の製造方法の典型的な一連の工程の例を説明する。
【００１４】
図１０（Ａ）は集積回路形成プロセスが実施されたシリコンウエハ（半導体基板）１０を示す図である。シリコンウエハ１０の第１の表面１２には集積回路形成プロセスによって複数の半導体素子（シリコンチップ）１６が形成されている。図１０（Ｂ）において、保護テープ１８が半導体素子１６の第１の表面１２に貼られる。
【００１５】
図１０（Ｃ）において、保護テープ１８がシリコンウエハ１０の第１の表面１２に貼られた状態で、シリコンウエハ１０の第２の表面１４が削られる。この例では、回転支持部材２０がシリコンウエハ１０の保護テープ１８の側を支持した状態で、機械的な加工工具であるダイヤモンド砥石２２がシリコンウエハ１０の第２の表面１４を削る。この間、シリコンウエハ１０の半導体素子１６が形成されている第１の表面１２は保護テープ１８によって保護される。シリコンウエハ１０は所定の厚さをもつように研削される。
【００１６】
図１０（Ｄ）において、シリコンウエハ１０の第２の表面１４がダイシングテープ２４に貼られ、保護テープ１８がシリコンウエハ１０の第１の表面１２から剥がされる。ダイシングテープ２４はウエハリング２６に貼られており、保護テープ１８は例えば両面接着テープ２８により剥がされる。保護テープ１８を剥がす前に、保護テープ１８にＵＶ照射を行う。
【００１７】
図１０（Ｅ）において、シリコンウエハ１０はダイシングテープ２４に貼られた状態でダイサー３０によってダイシングされる。分離されたシリコンチップ１６はダイシングテープ２４に接着している。ダイシングの後で、ダイシングテープ２４にＵＶ照射を行う。図１０（Ｆ）において、シリコンチップ１６はリードフレーム３２にダイボンディングされる。この場合、各シリコンチップ１６は剥離装置３８によってダイシングテープ２４から剥がされ、吸着ヘッド３６によってリードフレーム３２へ運ばれる。
【００１８】
図１は本発明の実施例による半導体チップの剥離方法及び装置を示す断面図である。図１は図１０（Ｆ）のダイボンディング工程と同様のダイボンディング工程でニードル装置３４の代わりに使用される剥離装置３８を示す。複数のシリコンウエハ１０はダイシングテープ２４に貼られており、剥離装置３８と吸着ヘッド３６との間に搬送される。
【００１９】
剥離装置３８は、フレーム４０と、フレーム４０の頂部に配置された吸着キャップ４２と、吸着キャップ４２の中央開口部から露出するようにフレーム４０に取り付けられた剥離ヘッド４４とを含む。さらに、剥離装置３８は、剥離ヘッド４４を作動させるためのカム４６と、モータ４８とを含む。カム４６はプーリ５０，５１及びベルト５２によってモータ４８に作動連結される。
【００２０】
図２は剥離ヘッド４４を示す拡大断面図である。図２は剥離ヘッド４４の表面を示す平面図である。剥離ヘッド４４は外側から内側へ順次に配置された複数の環状の接触部材５４，５６，５８，６０を含む。環状の接触部材５４は最も外側に位置し、環状の接触部材５６は環状の接触部材５４の内部に摺動可能に嵌合され、環状の接触部材５８は環状の接触部材５６の内部に摺動可能に嵌合され、環状の接触部材６０は環状の接触部材５８の内部に摺動可能に嵌合される。
【００２１】
図３（Ａ）に示す例においては、環状の接触部材５４，５６，５８，６０の表面（及び断面）は正方形の形状で形成されている。図３（Ｂ）に示す例においては、環状の接触部材５４，５６，５８，６０の表面（及び断面）は矩形の形状で形成されている。しかし、環状の接触部材５４，５６，５８，６０の表面（及び断面）の形状はこれらの例に限定されるものではない。
【００２２】
図２に示されるように、環状の接触部材５４，５６，５８，６０はそれぞれ肩部をもつ段付き形状に形成されている。環状の接触部材５４の内方肩部５４ｉは環状の接触部材５６の外方肩部５６ｏを支持し、環状の接触部材５６の内方肩部５６ｉは環状の接触部材５８の外方肩部５８ｏを支持し、環状の接触部材５８の内方肩部５８ｉは環状の接触部材６０の外方肩部６０ｏを支持する。全ての肩部が互いに当接しているときに環状の接触部材５４，５６，５８，６０の表面は共通の平面内に整列する。
【００２３】
外側に位置する環状の接触部材５４が上方に作動されると、全ての環状の接触部材５４，５６，５８，６０が上昇する。次に外側に位置する環状の接触部材５６が上方に作動されると、環状の接触部材５６，５８，６０が上昇する。次に外側に位置する環状の接触部材５８が上方に作動されると、環状の接触部材５８，６０が上昇する。中央の環状の接触部材６０が上方に作動されると、環状の接触部材６０のみが上昇する。
【００２４】
カム４６は、その１回転の間に、外側に位置する環状の接触部材５４を第１の位置に上昇させた後でその位置に維持し、次に外側に位置する環状の接触部材５６を第１の位置より高い第２の位置に上昇させた後でその位置に維持し、次に外側に位置する環状の接触部材５８を第２の位置より高い第３の位置に上昇させた後でその位置に維持し、次に中央の環状の接触部材６０を第３の位置より高い第４の位置に上昇させるように形成されている。
【００２５】
さらに、剥離装置３８のフレーム４０の内部は真空チャンバとして形成され、真空チューブ６２が真空チャンバに接続されている。真空チューブ６２は真空源（図示せず）に接続される。真空チャンバに導入された真空は吸着キャップ４２の上に配置されたダイシングテープ２４に作用する。真空はダイシングテープ２４を吸着キャップ４２に対して、及び環状の接触部材５４，５６，５８に対して吸着させる。
【００２６】
図４から図９は剥離装置３８の作動を説明する図である。各（Ｂ）図においては、ハッチングはシリコンチップ１６のダイシングテープ２４に接着されている領域を示し、ハッチングのない領域ではシリコンチップ１６はダイシングテープ２４から剥離されている。
【００２７】
図４において、剥離ヘッド４４の環状の接触部材５４，５６，５８，６０は初期位置にあり、シリコンチップ１６が接着されているダイシングテープ２４が吸着キャップ４２及び環状の接触部材５４，５６，５８，６０の上に置かれる。真空チューブ６２から導入された真空はダイシングテープ２４に作用し、ダイシングテープ２４を吸着ヘッド４２に吸着させる。
【００２８】
図５において、外側に位置する環状の接触部材５４が第１の位置に上方に作動され、よって全ての環状の接触部材５４，５６，５８，６０が上昇する。全ての環状の接触部材５４，５６，５８，６０の表面はシリコンチップ１６の面積よりも少し小さい。従って、全ての環状の接触部材５４，５６，５８，６０はシリコンチップ１６の最外周部を除いた大部分を上昇させる。
【００２９】
ダイシングテープ２４のシリコンチップ１６の外側の部分には真空が作用しており、ダイシングテープ２４は下向きに引っ張られる。そのために、全ての環状の接触部材５４，５６，５８，６０が上昇すると外側に位置する環状の接触部材５４のまわりのシリコンチップ１６の最外周部がダイシングテープ２４から剥離する。つまり、シリコンチップ１６の最外周部においてシリコンチップ１６とダイシングテープ２４との間のインターフェースに空気が入る。この
場合、シリコンチップ１６の大部分は環状の接触部材５４，５６，５８，６０によって支持されており、シリコンチップ１６のダイシングテープ２４から剥離する部分の半径方向の幅は比較的に小さいので剥離に伴なって無理な力はかからず、かつ、シリコンチップ１６のダイシングテープ２４から剥離する部分は周方向に連続しているので剥離に伴った応力の集中が生じない。そのため、シリコンチップ１６が損傷することがない。
【００３０】
図６において、次に、外側に位置する環状の接触部材５４が第１の位置に維持された状態で、次に外側に位置する環状の接触部材５６が第２の位置に上方に作動され、環状の接触部材５６，５８，６０が上昇する。このときには、環状の接触部材５６の外側に位置する環状の接触部材５４に相当するシリコンチップ１６の部分がダイシングテープ２４から剥離する。つまり、空気が外側から内側へインターフェースに入る。このときにも、シリコンチップ１６には剥離に伴なって無理な力がかからず、シリコンチップ１６の部分はダイシングテープ２４から確実に剥離する。
【００３１】
図７において、次に、環状の接触部材５６が第２の位置に維持された状態で、次に外側に位置する環状の接触部材５８が第３の位置に上方に作動され、環状の接触部材５８，６０が上昇する。このときには、この環状の接触部材５８の外側に位置する環状の接触部材５６に相当するシリコンチップ１６の部分がダイシングテープ２４から剥離する。つまり、空気が外側から内側へインターフェースに入る。
【００３２】
図８において、環状の接触部材５８が第３の位置に維持された状態で、中央に位置する環状の接触部材６０が第４の位置に上方に作動され、環状の接触部材６０が上昇する。このときには、この環状の接触部材６０の外側に位置する環状の接触部材５８に相当するシリコンチップ１６の部分がダイシングテープ２４から剥離する。つまり、空気が内側から外側へインターフェースに入る。
【００３３】
図９において、吸着ヘッド３６が作動されてシリコンチップ１６を吸着し、シリコンチップ１６を上昇させる。従って、シリコンチップ１６はダイシングテープ２４から最終的に剥離する。シリコンチップ１６とダイシングテープ２４とは中央に位置する環状の接触部材６０に相当する小さな部分においてのみ接着していたのであるから、最終的な剥離は容易且つ確実に生じる。
【００３４】
カム４６が１回転すると、全ての環状の接触部材５４，５６，５８，６０は、カム４８の上方への押圧作用を受けなくなるが、真空の作用を受けているダイシングテープ２４によって下方に押され、初期位置へ戻る。
【００３５】
このように、本発明においては、半導体チップ１６が外周部から中心部に向けて段階的にテープ２４から剥離されるようになっている。従って、半導体チップ１６は損傷することなくテープ２４から確実に剥離する。しかも、環状の接触部材５４，５６，５８，６０は点ではなく連続的な表面で半導体チップ１６を受けているので、剥離に伴なう応力の集中は生じず、半導体チップ１６が変形したり割れたりすることがない。
【００３６】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明によれば、半導体チップを薄くしても半導体チップをテープから確実に剥離させることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施例による半導体チップの剥離方法及び装置を示す断面図である。
【図２】図１の剥離ヘッドを示す拡大断面図である。
【図３】図１の剥離ヘッドの表面を示す平面図である。
【図４】図１の剥離装置の作動を説明する図であり、（Ａ）は剥離装置の断面図、（Ｂ）はヘッドの平面図である。
【図５】図１の剥離装置の作動を説明する図であり、（Ａ）は剥離装置の断面図、（Ｂ）はヘッドの平面図である。
【図６】図１の剥離装置の作動を説明する図であり、（Ａ）は剥離装置の断面図、（Ｂ）はヘッドの平面図である。
【図７】図１の剥離装置の作動を説明する図であり、（Ａ）は剥離装置の断面図、（Ｂ）はヘッドの平面図である。
【図８】図１の剥離装置の作動を説明する図であり、（Ａ）は剥離装置の断面図、（Ｂ）はヘッドの平面図である。
【図９】図１の剥離装置の作動を説明する図であり、（Ａ）は剥離装置の断面図、（Ｂ）はヘッドの平面図である。
【図１０】半導体装置の製造方法の典型的な一連の工程の例を示す図である。
【図１１】半導体ウエハの剥離のために使用される従来のニードル装置を示す図である。
【図１２】半導体ウエハが薄い場合に剥離時に変形した半導体ウエハを示す図である。
【符号の説明】
１０…シリコンウエハ
１６…半導体チップ
２４…ダイシングテープ
３８…剥離装置
４４…剥離ヘッド
４６…カム
５４，５６，５８，６０…環状の接触部材
【図１】
0003976541.tif 000002
【図２】
0003976541.tif 000003
【図３】
0003976541.tif 000004
【図４】
0003976541.tif 000005
【図５】
0003976541.tif 000006
【図６】
0003976541.tif 000007
【図７】
0003976541.tif 000008
【図８】
0003976541.tif 000009
【図９】
0003976541.tif 000010
【図１０】
0003976541.tif 000011
【図１１】
0003976541.tif 000012
【図１２】
0003976541.tif 000013