JP2000277461A - 半導体素子の分離方法及び分離装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】厚さの薄い半導体ウエハーを粘着シートに貼り
付けた状態で厚さの薄い半導体素子の単位に切断し、該
切断された列状態の厚さの薄い半導体素子群を各半導体
素子に損傷する事無く吸着板によって粘着シートから分
離して、高品質の製品を製造する事が出来るようにした
半導体素子の分離方法及び分離装置である。 【解決手段】本発明は、半導体ウエハーを粘着シートに
シリコンのミラー面を下にして貼り付けた状態でウエハ
ーの回路面側をウエハー全体が吸着出来る吸着板を用い
てウエハー全体を吸着し、シートが吸着された状態から
シートを固定している枠からシートを切り離す為に切断
刃によって、シートを切断し、枠からシートを切り離
す。このシートをウエハーから分離させる為に先端角度
１５°の案内板でウエハー上面をガイドし、シートを案
内板の先端に倣わせながらウエハーに対して４５°方向
からシートを剥がす事を特徴とする半導体素子の分離方
法及び分離装置である。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、半導体のウエハー
を半導体素子(半導体チップ)の単位に切断する為にウエ
ハーを固定するシートから半導体素子を分離し半導体素
子個々にピックアップして別の場所に移動し収納する半
導体素子の分離方法及び分離装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】半導体ウエハーを粘着シートに貼り付け
た状態で、半導体素子(半導体チップ)の単位に切断し、
該切断された半導体素子を粘着シートから剥がしてピッ
クアップする従来技術として特開平６−２９５９３０号
公報（従来技術１）、及び特開平６−９７２１４号公報
（従来技術２）が知られている。

【０００３】従来技術1には、剥離すべき半導体チップ
を接着している粘着シートの裏面を摺動ピンで擦る事で
半導体チップとの粘着力を弱め、該摺動ピンの周囲に設
けられた突上げピンを摺動ピンと一緒に上昇して半導体
チップを均等に持ち上げる事によって粘着力の弱まった
半導体チップを粘着シートから剥離する事が記載されて
いる。

【０００４】また、従来技術2には、多数個のペレット
が粘着された粘着シートをペレットを下側にして固定的
に保持し、ニードルユニットの下端の球状形状で粘着シ
ートの押え面を形成し、ニードルユニットから先端の尖
ったニードルを付き下げる事によって、ペレットを粘着
シートから剥離し、下方に位置するコレットによって、
真空吸着する事が記載されている。

【０００５】ところで、半導体ウエハーを粘着シートに
貼り付けた状態で半導体素子(半導体チップ)の単位に切
断する従来技術としては、特開平１−２６４２３６号公
報（従来技術３）が知られている。

【０００６】この従来技術３には、フレームリングに貼
り付けられた粘着シートとその粘着シートで固定された
セミフルカット済みのウエハーとを粘着シートの裏面か
ら中央部に膨らみの有るローラを押し当てて移動させる
事によってウエハー状態の半導体素子を素子単位に切離
するウエハーブレーク技術が記載されている。

【０００７】

【発明が解決しようとする課題】ところで、非接触ＩＣ
カードや携帯電話等のモバイル製品に実装する半導体チ
ップは、製品の厚さを薄くする・実装効率を上げる等の
必要性から半導体チップの厚さを薄くする事を要求され
ている。

【０００８】このように厚さの薄い半導体チップを非接
触ＩＣカードや携帯電話等のモバイル製品を形成する回
路基板（被搭載基板）に搭載して上記の製品を製造する
際に厚さの薄い半導体チップに損傷を与える事無く実装
する必要がある。

【０００９】しかしながら、上記従来技術１は、摺動ピ
ンの周囲に設けられた突上げピンを摺動ピンと一緒に上
昇して半導体チップを均等に持ち上げる事によって半導
体チップを粘着シートから剥離するものである為半導体
チップのテープ粘着面に対して分離する面が小さく、厚
さの薄い半導体チップの場合、分離出来ずに割ってしま
う可能性が高い。

【００１０】上記従来技術２に於いても先端の尖ったニ
ードルを付き下げる事によって、ペレットを粘着シート
から剥離するものである為、厚さの薄い半導体チップの
場合、分離出来ずに割ってしまう可能性が高い。

【００１１】また、上記従来技術３は、ウエハー状態の
半導体素子を素子単位に切離するウエハーブレーク技術
に関するものである。

【００１２】このように、上記何れの従来技術に於いて
も厚さの薄い半導体ウエハーを粘着シートに貼り付けた
状態で厚さの薄い半導体チップの単位に切断し該切断さ
れた列状態の厚さの薄い半導体素子群を各半導体素子に
損傷する事無く、粘着シートから分離しようとする点に
ついては考慮されていなかった。

【００１３】本発明の目的は、上記課題を解決すべく、
厚さの薄い半導体ウエハーを粘着シートに貼り付けた状
態で厚さの薄い半導体チップの単位に切断し、該切断さ
れた列状態の厚さの薄い半導体素子群を各半導体素子に
損傷する事無く、粘着シートを吸着板によって分離し、
高品質の製品を製造する事が出来る様にした半導体素子
の分離方法及びその方法を実現させる分離装置を提供す
る事に有る。

【００１４】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成する為
に、本発明は、半導体ウエハーを粘着シートにシリコン
のミラー面を下にして貼り付けた状態でウエハーの回路
面側をウエハー全体が吸着出来る吸着板を用いてウエハ
ー全体を吸着し、シートが吸着された状態からシートを
固定している枠からシートを切り離す為に切断刃によっ
て、シートを切断し、枠からシートを切り離す。このシ
ートをウエハーから分離させる為に先端角度１５°の案
内板でウエハー上面をガイドし、シートを案内板の先端
に倣わせながらウエハーに対して４５°方向からシート
を剥がす事を特徴とする半導体素子の分離方法及び分離
装置である。

【００１５】また、本発明は、上記に示した分離方法で
シートからウエハーを分離させた後、各半導体チップを
各々独立的にチップピックアップコレットによってピッ
クアップして別の場所に移動させる事を特徴とする半導
体素子の分離方法及び分離装置である。

【００１６】

【発明の実施の形態】本発明に係る実施の形態について
図を用いて説明する。

【００１７】図１は、本発明に係る厚さの薄い半導体ウ
エハーが枠に固定されたシートに貼り付けてある状態か
らシートからウエハーを分離させる方式及び機構の説明
を示す図である。

【００１８】厚さの薄いウエハー１をチップサイズに切
断する為にリング１にダイシングテープ３を貼り付けダ
イシングテープ３上に厚さの薄いウエハー１を貼り付け
られて有る。また、このウエハーはシリコンミラー面を
下にして貼り付けられている。このウエハーを多穴板４
の位置まで搬送する。

【００１９】この多穴板４は、０．５ｍｍの穴が１ｍｍ
のピッチで１５５００個空けて５インチウエハー全体を
カバー出来、１３００１／ｍｉｎの吸引用のブロアを用
いる事により０．５ｇ／ｍｍの吸引力が有る。また、
Ａ，Ｂ面上下２箇所同じ加工をし１つの機構で２枚のウ
エハーの分離処理が可能になる様にした。

【００２０】ウエハー１を多穴板４の位置まで搬送後、
上記の吸引力でウエハー１のデバイス(回路)面全体を吸
着し、その状態で多穴板４の下側に配置して有るテープ
切断刃５が上昇し、回転してリング１からダイシングテ
ープ３を切り離す。切り離した後はテープ切断刃は下降
しダイシングテープ３を切取られたリング１は元の位置
に退避する。切断されたダイシングテープ３からウエハ
ー２を分離させる為に案内板６が吸着されたウエハー２
の位置まで移動し多穴板の上面から０．２ｍｍの位置で
テープをガイドし、案内板の先端角度１５°にテープを
倣わせ、ウエハー２に対して４５°の方向にダイシング
テープ３と案内板６を同期させてダイシングテープ３を
引張り、ダイシングテープ３からウエハー２を分離させ
る（図２）。

【００２１】次に多穴板４のＡ面に分離させて吸着した
状態で多穴板を１８０°に回転反転させる。Ａ面のウエ
ハー２は図３で説明するチップ単体のピックアップ動作
に移り、Ｂ面については、次のウエハー２の分離処理を
Ａ面がピックアップ動作を行っている時に並行して行う
事が出来る。

【００２２】図３は、分離後のチップ単体をピックアッ
プして別の場所に設置して有るトレイに収納する動作を
説明する図である。

【００２３】上記で説明した方法でウエハーを分離した
後、次工程の関係で色々な処理動作（直接チップをピッ
クアップして実装する、実装前のバッファとしてトレイ
に収納する等）が考えられるが、本発明では、トレイ収
納について説明する。

【００２４】チップ吸着ヘッド７をチップ８に対してピ
ックアップ動作中での損傷を与えない為にチップ上面か
ら０．１２ｍｍの位置までチップ吸着ヘッド７を下降さ
せチップ８を吸着後、デバイス（回路）面が下向きに収
納したい時は通常トレイ９の位置に移動し更にトレイ上
面０．２ｍｍの位置までチップ吸着ヘッド７が下降しチ
ップを通常トレイ９へ収納する。（トレイ上面０．２ｍ
ｍまでしか下降しない理由は収納時にチップに損傷を与
えない為）デバイス（回路）面を上向きにして収納した
い時はチップ８を反転トレイ１０の位置まで移動して通
常トレイ９と同じ条件で収納する。この反転トレイ１０
にチップを満杯に収納後、反転トレイ１０に収納して有
るチップを吸着固定し反転トレイ１０自体を上昇・旋回
・下降させ更にピン１１でチップ８を押して通常トレイ
９へ転写させる。転写後、反転トレイ１０は上昇・旋回・
下降して元の位置に戻る。

【００２５】更にチップ吸着ヘッド７は３６０°に駆動
する為、９０°各方向へのトレイへの収納が可能であ
る。ここで図２のチップ８をピックアップする時にチッ
プ吸着ヘッド７と該当半導体ウエハーの個別半導体チッ
プの位置合せ（チップ８の中心をピックアップ出来るよ
うにチップ８の中心にチップ吸着ヘッド７が来る様にす
る。）については、次の様な方式を採用した。

【００２６】チップ吸着ヘッド７の駆動軸上に検出用の
カメラを設置してダイシングテープ３から分離して多穴
板４に吸着固定されたウエハー２の位置を検出する。

【００２７】この際にウエハー２はデバイス（回路）面
を下にして吸着固定されている為にシリコンのミラー面
を検出する事になる。ミラー面側で検出のターゲットに
なるのは基本的にウエハーを切断したダイシングの切断
ラインしかない為、このダイシングのラインを検出して
位置合せを行う。

【００２８】更にこのダイシングラインを直接検出する
には、リング１上にある精度でウエハー２が貼り付けら
れるのが、前提条件で貼り付け精度が保証されない場合
には、本装置へ投入前にウエハー２内のある決められた
位置のテスト用のチップを対角方向に２箇所抜取り、こ
のチップを抜取った跡を検出する方式を考案した。後述
の方式は抜取る工数は必要であるが、貼り付け精度が保
証されない時にはウエハー２上でチップの抜きは有り得
ないので非常に有効な方式である。

【００２９】

【発明の効果】本発明によれば、０．０５〜０．１８ｍ
ｍ程度の薄さの半導体ウエハー及び０．４〜０．５ｍｍ
の通常厚さの半導体ウエハーについても粘着シートに貼
り付けた状態で半導体素子（半導体チップ）の単位に切
断し、該切断された列状態の半導体素子群を各半導体素
子に損傷する事無く、吸着板によって粘着シートから分
離して高品質の非接触ＩＣカードや携帯電話等のモバイ
ル製品を製造する事が出来る効果がある。

【図面の簡単な説明】

【図１】 本発明に係るシートからウエハーを分離させ
る方式及び機構の説明図である。

【図２】 本発明に係るシートからウエハーを分離する
方向を示した図である。

【図３】 本発明に係るシートからウエハー分離後のチ
ップをピックアップしてトレイに収納する方式及び機構
の説明図である。

【符号の説明】

１…リング ２…厚さの薄いウエハー ３…ダイシングテープ ４…多穴板（吸着ユニット） ５…テープ切断刃 ６…案内板 ７…チップ吸着ヘッド ８…チップ ９…通常トレイ １０…反転トレイ １１…ピン

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 二木 和行 神奈川県横浜市戸塚区吉田町292番地 株 式会社日立製作所生産技術研究所内 (72)発明者 中久喜 昌二 茨城県日立市会瀬町二丁目９番１号 日立 設備エンジニアリング株式会社内

Claims (4)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】シート上にウエハーを構成する多数の半導
   体チップが切断されて構成されており、且つ該シートの
   端部は枠にて包囲されて支持されたものを所定の場所に
   位置決めし、該ウエハーを吸着板に吸引するステップと
   ウエハーが粘着された場所を含むシートの部分を枠から
   切り離す為にシートを切断し、該ウエハーを該吸着板に
   吸引した状態でシートを該ウエハーから分離するステッ
   プと半導体チップを個々にピックアップして該吸着板か
   ら別の場所に移動してトレイに収納することを特徴とす
   る半導体素子の分離方法。
2. 【請求項２】請求項１に記載の分離方法において、半導
   体チップからシートを分離する際に楔状のガイドでシー
   トをガードして移動させながら、シートの端部を所定方
   向に引張る事でシートを分離し、楔状のガイドはウエハ
   ーのチップの切断線とほぼ４５°の角度の方向に移動さ
   せながらシートを４５°の方向に引張り、シートは吸着
   板の上面から楔状のガイドの角度１５°に倣わせてほぼ
   １５°の角度の方向に引張ることを特徴とする半導体素
   子の分離方法。
3. 【請求項３】枠にて包囲されて支持されたシート状に多
   数の半導体チップ単位に切断されて粘着されたウエハー
   を吸引する吸着板と、ウエハーが粘着された場所を含む
   シートの部分を該枠から分離すべくシートを切断するカ
   ッターと、該ウエハーを該吸着板に保持した状態でシー
   トの端部を保持してシートを所定方向に引張り、該シー
   トをウエハーから剥がす分離機構と、半導体チップを各
   々独立的に該吸着板からピックアップして移動する移動
   機構とからなることを特徴とする半導体素子の分離装
   置。
4. 【請求項４】請求項３に記載の分離装置において、該吸
   着板は回転可能な機構とを有することを特徴とする半導
   体素子の分離装置。