JP2009117867A - Method of manufacturing semiconductor apparatus - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、半導体装置の製造技術に関し、特に、粘着テープに貼り付けた半導体ウエハをダイシングして複数の半導体チップに分割した後、それぞれの半導体チップを粘着テープから剥離する工程に適用して有効な技術に関する。 The present invention relates to a semiconductor device manufacturing technique, and in particular, is effective when applied to a process in which a semiconductor wafer bonded to an adhesive tape is diced and divided into a plurality of semiconductor chips, and then each semiconductor chip is peeled off from the adhesive tape. Technology.
近年、半導体装置の高密度実装を推進する目的で、配線基板上に複数枚の半導体チップを三次元的に実装する積層パッケージが実用化されているが、このような積層パッケージを組み立てるに際しては、厚さが数十μm程度まで薄く加工された半導体チップ(以下、単にチップという)が使用される。 In recent years, for the purpose of promoting high-density mounting of semiconductor devices, a stacked package in which a plurality of semiconductor chips are mounted three-dimensionally on a wiring board has been put into practical use. When assembling such a stacked package, A semiconductor chip (hereinafter simply referred to as a chip) processed to a thickness of about several tens of μm is used.
上記のような薄いチップを配線基板に実装するには、まず所望の集積回路を形成した半導体ウエハ(以下、単にウエハという)の主面上に集積回路を保護するためのテープを貼り付け、この状態でウエハの裏面を研磨およびエッチングすることによって、その厚さを数十μm程度まで薄くする。続いて、この薄いウエハの裏面に粘着テープを貼り付けた状態でダイシングを行って、ウエハを複数個のチップに分割する。その後、粘着テープの裏面に突き上げピンなどを押し当ててチップを1個ずつ粘着テープから剥がし、剥離したチップをコレットでピックアップして配線基板上に搬送し、ペレット付けを行う。 In order to mount such a thin chip on a wiring board, first, a tape for protecting the integrated circuit is attached to the main surface of a semiconductor wafer (hereinafter simply referred to as a wafer) on which a desired integrated circuit is formed. By polishing and etching the back surface of the wafer in this state, the thickness is reduced to about several tens of μm. Subsequently, dicing is performed with the adhesive tape attached to the back surface of the thin wafer to divide the wafer into a plurality of chips. Thereafter, a push-up pin or the like is pressed against the back surface of the adhesive tape to peel off the chips one by one from the adhesive tape, and the peeled chips are picked up by a collet and conveyed onto a wiring board for pelletization.
ところで、上記のような極めて薄いチップを使用するパッケージの組立て工程では、ダイシングによって分割されたチップを粘着テープから剥離、ピックアップする際に、チップに割れや欠けが生じ易いことから、これを防止するための配慮が必要となる。 By the way, in the assembly process of the package using the extremely thin chip as described above, when the chip divided by dicing is peeled off from the adhesive tape and picked up, the chip is likely to be cracked or chipped, so this is prevented. Consideration is necessary.
特開平6−295930号公報(特許文献1)は、チップを粘着テープから剥離する際の割れや欠けを防止する技術を開示している。この文献に記載されたチップ剥離装置は、複数のチップに分割されたウエハが接着された粘着シートを支持する支持台と、この支持台の下部に配置された剥離ヘッドと、この剥離ヘッドの内部に収容され、上記粘着シートの裏面を擦る摺動ピンおよびチップを突き上げる突き上げピンからなる剥離ピンと、上記摺動ピンおよび突き上げピンのそれぞれを水平方向および上下方向に動かす駆動手段とを備えている。 Japanese Patent Application Laid-Open No. 6-295930 (Patent Document 1) discloses a technique for preventing cracking and chipping when peeling a chip from an adhesive tape. The chip peeling apparatus described in this document includes a support base that supports a pressure-sensitive adhesive sheet to which a wafer divided into a plurality of chips is bonded, a peeling head disposed under the support base, and an inside of the peeling head. And a peeling pin comprising a sliding pin that rubs against the back surface of the pressure-sensitive adhesive sheet and a push-up pin that pushes up the chip, and a drive means that moves the slide pin and the push-up pin in the horizontal direction and the vertical direction, respectively.
上記剥離装置を使ってチップを粘着シートから剥離するには、まず、剥離すべきチップが接着された箇所の粘着シートに裏面から摺動ピンを当て、この摺動ピンをシート面に対して水平な方向に往復動させながら擦ることによって、粘着シートとチップの粘着力を弱める。次に、摺動ピンおよび突き上げピンを共に上昇させてチップを持ち上げると、粘着力が弱くなったチップは、強い突き上げ力を必要とすることなく粘着シートから剥離される。 In order to peel off the chip from the adhesive sheet using the peeling device, first, a sliding pin is applied to the adhesive sheet where the chip to be peeled is adhered from the back surface, and the sliding pin is placed horizontally with respect to the sheet surface. By rubbing while reciprocating in any direction, the adhesive force between the adhesive sheet and the chip is weakened. Next, when both the sliding pin and the push-up pin are raised and the chip is lifted, the chip having a weak adhesive force is peeled from the adhesive sheet without requiring a strong push-up force.
前記従来技術は、粘着シートに裏面から摺動ピンを当て、この摺動ピンをシート面に対して水平な方向に往復動させながら擦ることによって、粘着シートとチップの粘着力を弱めようとするものであるが、粘着シートに水平方向の摺動を加えても、短時間でその粘着力を弱めることは困難である。 The prior art tries to weaken the adhesive force between the adhesive sheet and the chip by applying a sliding pin from the back surface to the adhesive sheet and rubbing the sliding pin while reciprocating in a horizontal direction with respect to the sheet surface. However, even if horizontal sliding is applied to the adhesive sheet, it is difficult to weaken the adhesive force in a short time.
また、前述したような厚さが数十μm程度まで薄く加工されたチップは、極めて割れ易いため、このような薄いチップを粘着シートから剥離するに際しては、厚いチップを粘着シートから剥離する場合とは異なる種々の工夫が要求される。 In addition, since the chip processed to a thickness of about several tens of μm as described above is very easy to break, when peeling such a thin chip from the adhesive sheet, the case where the thick chip is peeled from the adhesive sheet Requires different ideas.
本発明の目的は、粘着テープに貼り付けた極めて薄いチップを、割れや欠けが生じることなく、速やかに剥離することができる技術を提供することにある。 An object of the present invention is to provide a technique capable of quickly peeling an extremely thin chip attached to an adhesive tape without causing breakage or chipping.
本発明の前記ならびにその他の目的と新規な特徴は、本明細書の記述および添付図面から明らかになるであろう。 The above and other objects and novel features of the present invention will be apparent from the description of this specification and the accompanying drawings.
本願において開示される発明のうち、代表的なものの概要を簡単に説明すれば、次のとおりである。 Of the inventions disclosed in the present application, the outline of typical ones will be briefly described as follows.
本発明の半導体装置の製造方法は、以下の工程を含んでいる。
(a)主面に集積回路が形成された半導体ウエハと、前記半導体ウエハよりも径が大きく、かつその表面に粘着剤が塗布された粘着テープを用意する工程、
(b)前記半導体ウエハの裏面に前記粘着テープを貼り付けた後、前記半導体ウエハをダイシングして複数の半導体チップに分割する工程、
(c)前記複数の半導体チップのうち、剥離の対象となる半導体チップの周辺の半導体チップおよびその下部の前記粘着テープを吸着固定する工程、
(d)前記複数の半導体チップが貼り付けられた前記粘着テープの面に対して水平方向の張力を加えながら、前記粘着テープの裏面に振動子を接触させ、前記複数の半導体チップのうち、剥離の対象となる半導体チップおよびその下部の前記粘着テープに前記振動子を通じて周波数が1kHz〜100kHzの範囲、振幅が1μm〜50μmの範囲の縦振動を加えることによって、前記半導体チップを前記粘着テープから剥離する工程。
The method for manufacturing a semiconductor device of the present invention includes the following steps.
(A) a step of preparing a semiconductor wafer having an integrated circuit formed on the main surface, and an adhesive tape having a diameter larger than that of the semiconductor wafer and coated with an adhesive on the surface thereof;
(B) a step of attaching the adhesive tape to the back surface of the semiconductor wafer and then dicing the semiconductor wafer into a plurality of semiconductor chips;
(C) a step of adsorbing and fixing a semiconductor chip around the semiconductor chip to be peeled and the adhesive tape under the semiconductor chip among the plurality of semiconductor chips;
(D) While applying a horizontal tension to the surface of the adhesive tape to which the plurality of semiconductor chips are attached, a vibrator is brought into contact with the back surface of the adhesive tape, and peeling is performed among the plurality of semiconductor chips. The semiconductor chip is peeled from the adhesive tape by applying longitudinal vibration having a frequency in the range of 1 kHz to 100 kHz and an amplitude in the range of 1 μm to 50 μm through the vibrator to the semiconductor chip to be subjected to the process and the adhesive tape below the semiconductor chip. Process.
本願において開示される発明のうち、代表的なものによって得られる効果を簡単に説明すれば以下のとおりである。 Among the inventions disclosed in the present application, effects obtained by typical ones will be briefly described as follows.
粘着テープに貼り付けた半導体ウエハをダイシングして複数の半導体チップに分割した後、それぞれの半導体チップを粘着テープから剥離する際、極めて薄い半導体チップであっても、割れや欠けが生じることなく、速やかに剥離することができる。 After dicing the semiconductor wafer attached to the adhesive tape and dividing it into a plurality of semiconductor chips, when peeling each semiconductor chip from the adhesive tape, even if it is a very thin semiconductor chip, no cracks or chipping occurs, It can be peeled off quickly.
以下、本発明の実施の形態を図面に基づいて詳細に説明する。なお、実施の形態を説明するための全図において、同一の機能を有する部材には同一の符号を付し、その繰り返しの説明は省略する。 Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the drawings. Note that components having the same function are denoted by the same reference symbols throughout the drawings for describing the embodiments, and the repetitive description thereof will be omitted.
(実施の形態1)
本実施の形態は、配線基板上に複数枚のチップを三次元的に実装する積層パッケージの製造に適用したものであり、その製造方法を図1〜図23を用いて工程順に説明する。
(Embodiment 1)
The present embodiment is applied to the manufacture of a stacked package in which a plurality of chips are three-dimensionally mounted on a wiring board, and the manufacturing method will be described in the order of steps with reference to FIGS.
まず、図1に示すような単結晶シリコンからなるウエハ1Aの主面に周知の製造プロセスに従って集積回路を形成した後、格子状のスクライブラインによって区画された複数のチップ形成領域1A’のボンディングパッド2にプローブを当てて電気試験を行い、各チップ形成領域1A’の良否を判定する。
First, an integrated circuit is formed on a main surface of a
次に、図2に示すように、ウエハ1Aの主面側に集積回路を保護するためのバックグラインドテープ3を貼り付け、この状態でウエハ1Aの裏面をグラインダで研削、さらに研削によって発生したウエハ裏面のダメージ層を、ウエットエッチング、ドライポリッシング、プラズマエッチングなどの方法によって除去することにより、ウエハ1Aの厚さを100μm以下、例えば50μm〜90μm程度まで薄くする。前記ウエットエッチング、ドライポリッシング、プラズマエッチングなどの方法は、ウエハの厚さ方向に進む処理速度が、グラインダでの研削における研削速度に比較して遅いものであるが、グラインダによる研削に比較して、これらの処理によるウエハ内部へのダメージが小さいだけでなく、グラインダによる研削によって発生したウエハ内部のダメージ層を除去することができ、ウエハおよびチップを割れにくくするという効果がある。
Next, as shown in FIG. 2, a
次に、バックグラインドテープ3を除去した後、図3に示すように、ウエハ1Aの裏面にダイシングテープ4を貼り付け、この状態でダイシングテープ4の周辺部をウエハリング5に固定する。ダイシングテープ4は、ポリオレフィン(PO)、ポリ塩化ビニル(PVC)、ポリエチレンテレフタレート(PET)などからなる樹脂フィルムの表面に、紫外線の照射によって硬化する紫外線(UV)硬化型粘着剤を塗布し、これを円形に裁断したものである。
Next, after the
次に、図4に示すように、ダイシングブレード6を使ってウエハ1Aをダイシングすることにより、ウエハ1Aを複数個のチップ1に分割する。このとき、分割されたそれぞれのチップ1をダイシングテープ4上に残しておくために、ダイシングテープ4は、完全には切断しない。続いて、この状態でダイシングテープ4に紫外線を照射すると、ダイシングテープ4に塗布されていた粘着剤が硬化してその粘着性が低下する。これにより、チップ1がダイシングテープ4から剥がれ易くなると共に、後述するチップ剥離工程で一旦ダイシングテープ4から剥離したチップ1がダイシングテープ4に再付着し難くなる。
Next, as shown in FIG. 4, the
次に、図5(平面図)および図6(断面図)に示すように、ウエハリング5に固定されたダイシングテープ4の上方に押さえ板7を配置し、下方にエキスパンドリング8を配置する。そして、図7に示すように、ウエハリング5の上面に押さえ板7を押し付けると共に、ダイシングテープ4の裏面の周辺部をエキスパンドリング8で上方に押し上げる。このようにすると、ダイシングテープ4は、その中心部から周辺部に向かう強い張力を受け、弛みなく引き伸ばされる。
Next, as shown in FIG. 5 (plan view) and FIG. 6 (cross-sectional view), the pressing plate 7 is disposed above the dicing
次に、この状態でエキスパンドリング8を図8に示すチップ剥離装置100のステージ101上に位置決めしてダイシングテープ4を水平に保持する。このステージ101の内側には、縦振動を発振する振動子110が組み込まれた吸着駒102が配置されている。この吸着駒102は、図示しない駆動機構によって水平方向および上下方向に移動できるようになっている。
Next, in this state, the expand
図9は、上記吸着駒102の上端部近傍の拡大断面図である。ダイシングテープ4の裏面に対向する吸着駒102の上面周辺部には、複数の吸引口103の一端部が配置されている。これらの吸引口103の内部は、図示しない吸引機構によって減圧されるようになっている。
FIG. 9 is an enlarged cross-sectional view of the vicinity of the upper end portion of the
吸着駒102の上面中央部には、振動子110の上端部(交換ヘッド111a)が通過する窓穴104が設けられている。振動子110は、図示しない駆動機構によって吸着駒102とは独立に上下動し、窓穴104の上方に突出した交換ヘッド111aの先端がダイシングテープ4の裏面に接触したときに、剥離の対象となる1個のチップ1とその下部のダイシングテープ4とに対して垂直方向の縦振動を加える。
A
ステージ101に位置決めされたダイシングテープ4の上方には、図示しない移動機構に支持された吸着コレット105が配置されている。吸着コレット105の底面の中央部には、図示しない吸引機構によって減圧される吸着口106の一端部が配置され、これにより、剥離の対象となる1個のチップ1を選択的に吸着、保持できるようになっている。
A
図10は、上記チップ剥離装置100の吸着駒102に組み込まれた振動子110を示す一部破断側面図、振動子110に共鳴している縦方向の振動の変位と振動子110の位置関係を表した図、および振動子110に共鳴している縦方向の振動の振幅と振動子110の位置関係を表した図を複合した図、図11は、この振動子110の振動子本体112を示す一部破断側面図である。
FIG. 10 is a partially broken side view showing the
振動子110は、振動子本体112と共鳴部113とで構成されている。共鳴部113は、その内部に組み込まれた圧電素子114から発生する縦振動を共鳴させてその振幅を増幅する部分である。この共鳴部113は、縦振動の伝わる方向(図の上下方向)の長さが、この縦振動の波長の2分の1となるように設計されている。例えば図10に示す場合において、圧電素子114による振動発生源である圧電素子114の端部における縦振動の振幅が3μmである場合、交換ヘッド111aの部分での振幅は15μm程度である。このような振動の増幅を得るためには、圧電素子114の厚さ(図10の上下方向に沿った圧電素子114の高さ)を、縦振動の波長よりも短くすることが好ましく、また、圧電素子114の直径よりも交換ヘッド111aの直径を小さくすることが好ましい。
The
振動子本体112は、共鳴部113で増幅された縦振動に共振して振動する部分であり、その鍔115をクランプ116、ホルダ117およびシール118で固定することにより、共鳴部113に対して着脱自在に取り付けられている。振動子本体112を共鳴部113に取り付ける鍔115は、縦振動の減衰を最小限にとどめるために、縦振動の節(ノード)の部分に配置されている。
The vibrator
振動子本体112は、縦振動の伝わる方向の長さが、縦振動の波長の2分の1となるように設計され、共鳴部113と合わせた振動子110全体の長さが縦振動の1波長と一致するようになっている。
The vibrator
振動子本体112の長さとしては縦振動の波長の2分の1である場合に限定するわけではないが、振動の増幅率をより大きくするためには、振動の腹の位置、もしくはその近傍に交換ヘッド111aの先端が位置するような長さに設定するのが好ましく、少なくとも圧電素子114の端部から発振する振動よりも振幅が大きくなる位置に配置するのが好ましい。また、振動子本体112の長さについては、波長の2分の1の長さに波長の整数倍の長さを足した長さにしても構わないが、装置全体を小型化し、かつ適当な振動の増幅率を得るためには、振動子本体112を波長の2分の1もしくはその近傍の長さに設定することが好ましい。
The length of the vibrator
振動子本体112の先端部分にネジ止めされた交換ヘッド111aは、前述したダイシングテープ4に接触して縦振動を加える部分である。交換ヘッド111aは、チップ1のサイズなどに応じて最適なサイズのものが選択される。交換ヘッド111aが取り付けられた振動子本体112の先端部分は、縦振動の振幅が最大となる位置に相当するので、ダイシングテープ4に対して効率的に縦振動を加えることができる。
The replacement head 111a screwed to the tip of the vibrator
上記のように構成された振動子110は、交換ヘッド111aを取り換えるだけで複数種類のチップ1に対応することができるので、チップ1の種類に拘わりなく同一の振動子本体112および共鳴部113を使用することができ、チップ剥離装置100の製造コストを低減することができる。また、チップ1の種類に拘わりなく同一の振動子本体112および共鳴部113を使用できることにより、振動子本体112や共鳴部113の寸法ばらつきに起因してチップ1の種類毎に縦振動の波長や振幅がばらつくこともない。
Since the
振動子110の構成としては、本実施の形態に記載された構成に限られるわけではないが、圧電素子114などの振動源から発生する振動を、振動子110に共鳴させて増幅することにより、高い周波数の振動を低いエネルギーで発生することができると共に、横方向の振動の印加を抑えることができる。横方向の振動の印加を抑えることによって、振動印加時のチップ1の横方向へのずれ、もしくは回転ずれの発生を防ぎ、その後のペレット付け工程において、チップ1が所定の位置からずれて搭載されることによる不良の発生を防ぐことができる。
The configuration of the
上記チップ剥離装置100を使ったチップ1の剥離は、図12に示すタイミングに従って行われる。同図に示すタイミングに従ってチップ1を剥離するには、まず、図13に示すように、吸着駒102を上昇させ、剥離の対象となるチップ1の下部に位置するダイシングテープ4の裏面にその上面を接触させてダイシングテープ4を吸着する。このとき、吸着駒102を僅かに(例えば400μm程度)突き上げると、前述した押さえ板7とエキスパンドリング8によって水平方向の張力が加えられているダイシングテープ4に対して、さらに張力を加えることができる。
The
また、吸着駒102の上昇とほぼ同時に、吸着コレット105を下降させてその底面を剥離の対象となるチップ1の上面に接触させ、チップ1を吸着すると共に下方に軽く押さえ付ける。チップ1の剥離は、極めて短時間(通常、0.05秒〜0.5秒程度)に行われるので、ダイシングテープ4に振動を加える前にあらかじめチップ1を吸着コレット105で押さえ付けておくことにより、ダイシングテープ4から剥がれたチップ1が振動によって飛び出すことを防ぐことができる。
At substantially the same time as the
そして、この状態で振動子110を作動させる(図12のタイミングa)。このとき、振動子110の交換ヘッド111aは、ダイシングテープ4の裏面に接触していない。
In this state, the
上記振動子110の好ましい発振周波数は1kHz〜100kHzの範囲、振幅は1μm〜50μmの範囲である。周波数が1kHz未満でもチップ1の剥離は可能であるが、剥離に長時間を要するので実用的でない。同様に、振幅が1μm未満でも剥離は可能であるが、剥離に長時間を要する。一方、周波数が100kHzを超えると、振動エネルギーによるダイシングテープ4の発熱量が増えるなどの副作用が顕在化する。また、振幅が50μmを超えると、特にチップ1が極めて薄い場合には、割れが発生したり、集積回路がダメージを受けたりする。本実施の形態では、振動子110の発振周波数を60kHz、振幅を10μmに設定する。
A preferable oscillation frequency of the
次に、図14に示すように、振動子110を上昇させ、剥離の対象となるチップ1の下部に位置するダイシングテープ4の裏面に交換ヘッド111aを接触させる(図12のタイミングb)。このとき、振動子110を僅かに(例えば400μm程度)突き上げることによって、ダイシングテープ4に対してさらに強い水平方向の張力を加えることができる(図12のタイミングb−c)。
Next, as shown in FIG. 14, the
振動する交換ヘッド111aがダイシングテープ4の裏面に接触すると、ダイシングテープ4とチップ1には、ダイシングテープ4の面に対して垂直な方向の縦振動が加わる。
When the vibrating exchange head 111 a comes into contact with the back surface of the dicing
ここで、振動子110の先端にある交換ヘッド111aからの振動印加に伴うチップ剥離のメカニズムについて解説する。
Here, the mechanism of chip peeling accompanying vibration application from the exchange head 111a at the tip of the
交換ヘッド111aは、自らの振動によって短時間に高速の上昇と下降を繰り返している。交換ヘッド111aの上昇時には、交換ヘッド111aからの圧力によって、ダイシングテープ4およびチップ1に対して上向きの運動が加えられる。交換ヘッド111aは自らの上昇運動を終了すると、急速に下降運動に転じる。交換ヘッド111aの下降運動時には、その運動が高速であるのと、かつ上昇運動から下降運動への速度変化が激しいために、ダイシングテープ4およびチップ1は、交換ヘッド111aの運動に追従できず、交換ヘッド111aから離れることさえある。交換ヘッド111aの下降運動時には、チップ1が、慣性の法則にしたがって上昇運動を続けようとするのに対して、ダイシングテープ4には強い張力が加えられているために、その張力によって表面積のより小さな状態に復元しようとして、下向きの加速度が働く。このように、交換ヘッド111aの下降運動時にチップ1の持つ慣性とダイシングテープ4に加えられた張力による加速度によって、チップ1とダイシングテープ4とを剥がそうとする力が働く。
The exchange head 111a repeats high-speed ascent and descent in a short time due to its own vibration. When the exchange head 111a is raised, an upward movement is applied to the dicing
チップ1とダイシングテープ4との剥離は、ダイシングテープ4に加えられた張力が最も大きくなるチップ1の端部から開始され、順次チップ1の内側の方向に向かって進行してゆく。
The separation between the
交換ヘッド111aの上昇運動時にチップ1に十分な運動を印加しておくためには、交換ヘッド111aが高速で上昇する必要がある。交換ヘッド111aの下降運動時にダイシングテープ4に発生する加速度を十分なものとするためには、ダイシングテープ4にあらかじめ強い張力を加えておく必要がある。ダイシングテープ4に加えられた張力によって発生する加速度を十分に発揮するためには、ダイシングテープ4が交換ヘッド111aに追従できないほどの勢いで、交換ヘッド111aが上昇運動から下降運動へ速度変化をし、かつ高速で下降運動する必要がある。さらに、これらのメカニズムによって発生する剥離を急速に進行させるためには、交換ヘッド111aの上昇運動と下降運動を短時間でより多くの回数繰り返す必要がある。
In order to apply sufficient motion to the
次に、図15に示すように、ダイシングテープ4から剥離したチップ1を吸着コレット105で吸着、保持しながら上方に引き上げると同時に、振動子110の作動を停止する(図12のタイミングd)。
Next, as shown in FIG. 15, the
ダイシングテープ4に振動を加え始めてからチップ1を引き上げるまでの所要時間(図12のタイミングb〜タイミングd)は、チップ1のサイズや厚さ、ダイシングテープ4の材質や粘着剤の種類、ダイシングテープ4に加える振動の周波数や振幅、ダイシングテープ4に加える張力の大きさ、交換ヘッド111aのサイズや形状など、多くの要素によって異なってくる。従って、チップ1を上方に引き上げるタイミングは、予め実験によって算出しておく。
The time required from the start of applying vibration to the dicing
また、本実施の形態では、チップ1がダイシングテープ4から剥離されると同時にダイシングテープ4への加振を停止する。その理由は、チップ1が取り除かれた箇所のダイシングテープ4に高い周波数の振動を与え続けると、交換ヘッド111aとダイシングテープ4との摩擦によって生じる熱でダイシングテープ4が溶融し、これによって、交換ヘッド111aが汚染されたり、ダイシングテープ4に加わる張力が低下したりする虞れがあるからである。
In the present embodiment, the vibration to the dicing
吸着コレット105によるチップ1の引き上げに同期して振動子110の振動を停止するには、例えばチップ1を押さえている吸着コレット105が交換ヘッド111aに及ぼす負荷の変動を電流変化、電圧変化あるいはインピーダンス変化などによって検出すればよい。なお、チップ1の剥離がある程度進行すると、吸着コレット105がチップ1を吸着する力だけでチップ1をダイシングテープ4から剥離できるようになるので、チップ1を上方に引き上げる直前に振動子110の振動を停止してもよい。
In order to stop the vibration of the
次に、図16に示すように、振動子110および交換ヘッド111aを下降させる(図12のタイミングe)。ここまでの工程により、1個のチップ1をダイシングテープ4から剥離する工程が完了する。
Next, as shown in FIG. 16, the
その後、ダイシングテープ4から剥離されたチップ1を次工程(ペレット付け工程)に搬送した吸着コレット105がチップ剥離装置100に戻ってくると、前記図13〜図16に示した手順に従って、次のチップ1をダイシングテープ4から剥離する作業が開始され、以後同様の手順に従ってダイシングテープ4上の良品のチップ1が剥離される。
After that, when the
ダイシングテープ4に振動を加え始めてからチップ1を引き上げるまでの所要時間は、交換ヘッド111aのサイズや形状を最適化することによって、短縮することもできる。
The time required from the start of applying vibration to the dicing
一般に、交換ヘッド111aの上面(ダイシングテープ4の裏面に接する面)の面積は、剥離の対象となるチップ1の面積よりも幾分小さいことが望ましい。交換ヘッド111aの上面の面積がチップ1の面積より大きい場合は、チップ1の周辺部付近のダイシングテープ4がチップ1と交換ヘッド111aによって両側から挟み付けられるので、チップ1の周辺部から内側方向に向かう剥離の進行が遅くなる。他方、交換ヘッド111aの上面の面積がチップ1の面積に比べて小さすぎると、ダイシングテープ4に振動を加えた際にダイシングテープ4とチップ1の剥離開始点となるチップ1端部の界面に十分に応力を集中させることができず、チップ1に強い曲げ応力が加わるために、チップ1が割れることがある。この観点から、例えば突き上げピンのように、ダイシングテープ4に点接触するような形状は、交換ヘッド111aの形状として好ましくないことが分かる。特に限定はされないが、本実施の形態では、チップ1のサイズが3mm角〜7mm角の場合は、上端部の面積が2.5mm角の交換ヘッド111aを使用し、チップ1のサイズが6mm角〜10mm角の場合は、4mm角の交換ヘッド111aを使用する。
In general, the area of the upper surface of the exchange head 111a (the surface in contact with the back surface of the dicing tape 4) is desirably somewhat smaller than the area of the
また、例えば図17に示す交換ヘッド111bのように、上面の周辺部にフィレットを形成したり、周辺部の曲率半径(R1)を中央部の曲率半径(R2)より小さくしたりしてもよい(R1<R2)。このような形状にすると、曲率半径の大きな交換ヘッド111bの中央部によって、チップ1に対して効率的に振動を印加できるとともに、チップ1内部に生じる曲げ応力を小さくすることができる。さらに、交換ヘッド111b中央部の周囲に、ヘッド中央部と比較して曲率半径のより小さい周辺部を形成し、かつ前記ヘッドの周辺部を半導体チップ1の端部よりも内側に配置して振動を印加することにより、ダイシングテープ4とチップ1の剥離開始点となるチップ1端部の界面に剥離応力を十分に集中させることができ、剥離を開始させやすくするとともに、チップ1の周辺部から内側方向に向かう剥離が進行し易くなるので、チップ1を短時間で剥離することができる。例えば図18に示す交換ヘッド111cのように、上面の周辺部を面取りした場合にも、上記と同様の効果が得られる。
Further, for example, as in the
また、曲率半径の大きなヘッドの中央部の形状としては、図17もしくは図18に示したように、フラットな形状に限らず、ヘッドの周辺部よりも曲率半径が大きければ凸形状の曲率を持つ物を採用しても構わない。さらには、図19に示す交換ヘッド111dのように、上面の周辺部にフィレットを形成すると共に、中央部に凹みを設けてもよい。このようにすると、図20に示すように、ダイシングテープ4の裏面を交換ヘッド111dで突き上げたときに、チップ1の全体が交換ヘッド111dの凹みに合わせて反るので、チップ1が平坦なときよりも強度が増加し、高い振動エネルギーを加えても割れ難くなる。さらに、チップ1の周辺部が上方に反ることによって、チップ1に対するダイシングテープ4の剥離角度(θ)がより大きくなるので、チップ1が剥がれ易くなる。交換ヘッド111dの中央部に凹みを設ける場合は、交換ヘッド111dの凹みに合わせて吸着コレット105の底面を凸形状にしてもよい。
Further, the shape of the central portion of the head having a large curvature radius is not limited to a flat shape as shown in FIG. 17 or FIG. 18, and has a convex curvature if the curvature radius is larger than the peripheral portion of the head. You may adopt a thing. Furthermore, as with the
また、チップ1が非常に小さい場合には、交換ヘッド111b中央部に曲率半径の大きな箇所を設けると、交換ヘッド111b周辺部からチップ1端部までの距離が小さくなり、剥離開始点となるチップ1端部の界面に十分な応力を集中させることが困難となるため、交換ヘッド111bに曲率半径の大きな中央部を設けずに、小さな曲率半径を持つ交換ヘッド111bを用いてもよい。
Further, when the
図21に示すように、ペレット付け工程に搬送されたチップ1は、接着剤10などを介して配線基板11上に実装され、Auワイヤ12を介して配線基板11の電極13と電気的に接続される。
As shown in FIG. 21, the
次に、図22に示すように、配線基板11上に実装されたチップ1の上に接着剤10などを介して第2のチップ14が積層され、Auワイヤ15を介して配線基板11の電極16と電気的に接続される。第2のチップ14は、チップ1と異なる集積回路が形成されたシリコンチップであり、前述した方法でダイシングテープ4から剥離された後、ペレット付け工程に搬送されてチップ1の上に積層される。
Next, as shown in FIG. 22, the
その後、配線基板11をモールド工程に搬送し、図23に示すように、チップ1、14をモールド樹脂17で封止することによって、積層パッケージ18が略完成する。
Thereafter, the
(実施の形態2)
チップ1の剥離は、図24に示すタイミングに従って行うこともできる。同図に示すタイミングに従ってチップ1を剥離するには、まず、図25に示すように、吸着駒102を上昇させ、剥離の対象となるチップ1の下部に位置するダイシングテープ4の裏面にその上面を接触させてダイシングテープ4を吸着する。前記実施の形態1では、このとき、吸着コレット105を下降させてその底面を剥離の対象となるチップ1の上面に接触させたが、本実施の形態では、吸着コレット105をチップ1の上面近傍まで下降させ、チップ1に接触させることなく停止する(図25のタイミングa)。
(Embodiment 2)
The
次に、図26に示すように、振動子110を上昇させて交換ヘッド111aをテダイシングープ4の裏面に接触させると共に、振動の印加を開始する(図24のタイミングf)。このとき、吸着コレット105はチップ1に接触していないために、振動抵抗が小さく、剥離開始の段階においてより大きなエネルギーの振動を効率的に印加することができる。
Next, as shown in FIG. 26, the
次に、図27に示すように、振動を印加しながら振動子110の上昇(突き上げ)を継続し、チップ1がダイシングテープ4から完全に剥がれる前に、チップ1の上面を吸着コレット105の底面に接触させ、吸着コレット105によってチップ1を吸着、保持する(図24のタイミングb)。続いて、振動子110の上昇を停止し(図24のタイミングc)、チップ1がダイシングテープ4から完全に剥がれると同時に、またはその直前に吸着コレット105をチップ1と共に上方に引き上げると同時に、振動子110の作動を停止する(図24のタイミングd)。
Next, as shown in FIG. 27, the
上記のようなタイミングに従ってチップ1を剥離した場合は、吸着コレット105とチップ1が接触する前に、振動子110による加振を開始するので、振動の抵抗を小さくすることができ、剥離の開始およびその進行をより促進することができる。また、振動子110による加振の開始後も振動子110の上昇を継続し、チップ1がダイシングテープ4から完全に剥がれる前にチップ1と吸着コレット105を接触させてチップ1を保持することにより、剥離したチップ1がダイシングテープ4から脱落することを防ぐことができる。
When the
以上、本発明者によってなされた発明を前記実施の形態に基づき具体的に説明したが、本発明は前記実施の形態に限定されるものではなく、その要旨を逸脱しない範囲で種々変更可能であることはいうまでもない。 The invention made by the present inventor has been specifically described based on the above embodiment, but the present invention is not limited to the above embodiment, and various modifications can be made without departing from the scope of the invention. Needless to say.
前記実施の形態では、ダイシングテープの裏面に縦振動を加えたが、Sモードとよばれる定在波を加えてもよい。この場合は、剥離の対象となるチップの近傍のみに選択的に定在波を加える工夫が必要となる。 In the above embodiment, longitudinal vibration is applied to the back surface of the dicing tape. However, a standing wave called S mode may be applied. In this case, it is necessary to devise a method of selectively applying a standing wave only in the vicinity of the chip to be peeled.
前記実施の形態においては、ウエハを数十μmの厚さまで薄くした場合について記載したが、ウエハの厚さはこれらに限られるものではなく、より薄いウエハや、より厚いウエハに対して本発明を適用してもよい。 In the above-described embodiment, the case where the wafer is thinned to a thickness of several tens of μm has been described. However, the thickness of the wafer is not limited to these, and the present invention is applied to a thinner wafer or a thicker wafer. You may apply.
本発明は、配線基板上に複数枚のチップを三次元的に実装する積層パッケージの製造に適用することができる。 The present invention can be applied to manufacture of a stacked package in which a plurality of chips are three-dimensionally mounted on a wiring board.
1 半導体チップ
1A 半導体ウエハ
1A’ チップ形成領域
2 ボンディングパッド
3 バックグラインドテープ
4 ダイシングテープ(粘着テープ)
5 ウエハリング
6 ダイシングブレード
7 押さえ板
8 エキスパンドリング
10 接着剤
11 配線基板
12 Auワイヤ
13 電極
14 半導体チップ
15 Auワイヤ
16 電極
100 チップ剥離装置
101 ステージ
102 吸着駒
103 吸引口
104 窓穴
105 吸着コレット
106 吸着口
110 振動子
111a〜111d 交換ヘッド
112 振動子本体
113 共鳴部
114 圧電素子
115 鍔
116 クランプ
117 ホルダ
118 シール
DESCRIPTION OF
5 Wafer Ring 6 Dicing Blade 7
Claims (9)
(a)主面に集積回路が形成された半導体ウエハと、前記半導体ウエハよりも径が大きく、かつその表面に粘着剤が塗布された粘着テープを用意する工程、
(b)前記半導体ウエハの裏面に前記粘着テープを貼り付けた後、前記半導体ウエハをダイシングして複数の半導体チップに分割する工程、
(c)前記複数の半導体チップのうち、剥離の対象となる半導体チップの周辺の半導体チップおよびその下部の前記粘着テープを吸着固定する工程、
(d)前記複数の半導体チップが貼り付けられた前記粘着テープの面に対して水平方向の張力を加えながら、前記粘着テープの裏面に振動子を接触させ、前記複数の半導体チップのうち、剥離の対象となる半導体チップおよびその下部の前記粘着テープに前記振動子を通じて周波数が1kHz〜100kHzの範囲、振幅が1μm〜50μmの範囲の縦振動を加えることによって、前記半導体チップを前記粘着テープから剥離する工程。 A semiconductor device manufacturing method including the following steps:
(A) a step of preparing a semiconductor wafer having an integrated circuit formed on the main surface, and an adhesive tape having a diameter larger than that of the semiconductor wafer and coated with an adhesive on the surface thereof;
(B) a step of attaching the adhesive tape to the back surface of the semiconductor wafer and then dicing the semiconductor wafer into a plurality of semiconductor chips;
(C) a step of adsorbing and fixing a semiconductor chip around the semiconductor chip to be peeled and the adhesive tape under the semiconductor chip among the plurality of semiconductor chips;
(D) While applying a horizontal tension to the surface of the adhesive tape to which the plurality of semiconductor chips are attached, a vibrator is brought into contact with the back surface of the adhesive tape, and peeling is performed among the plurality of semiconductor chips. The semiconductor chip is peeled from the adhesive tape by applying longitudinal vibration having a frequency in the range of 1 kHz to 100 kHz and an amplitude in the range of 1 μm to 50 μm through the vibrator to the semiconductor chip to be subjected to the process and the adhesive tape below the semiconductor chip. Process.
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