特開 2023-167124 チップ剥離装置及びチップ剥離方法

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】公開特許公報(A)

(11)【公開番号】P2023167124

(43)【公開日】2023-11-24

(54)【発明の名称】チップ剥離装置及びチップ剥離方法

(51)【国際特許分類】

   H01L 21/683 20060101AFI20231116BHJP

【ＦＩ】

H01L21/68 N

【審査請求】未請求

【請求項の数】10

【出願形態】ＯＬ

(21)【出願番号】P 2022078045

(22)【出願日】2022-05-11

(71)【出願人】

【識別番号】390019839

【氏名又は名称】三星電子株式会社

【氏名又は名称原語表記】Ｓａｍｓｕｎｇ Ｅｌｅｃｔｒｏｎｉｃｓ Ｃｏ．，Ｌｔｄ．

【住所又は居所原語表記】１２９，Ｓａｍｓｕｎｇ－ｒｏ，Ｙｅｏｎｇｔｏｎｇ－ｇｕ，Ｓｕｗｏｎ－ｓｉ，Ｇｙｅｏｎｇｇｉ－ｄｏ，Ｒｅｐｕｂｌｉｃ ｏｆ Ｋｏｒｅａ

(74)【代理人】

【識別番号】100103894

【弁理士】

【氏名又は名称】家入 健

(72)【発明者】

【氏名】石本 達也

(72)【発明者】

【氏名】梶並 将人

(72)【発明者】

【氏名】諸石 史孝

【テーマコード（参考）】

5F131

【Ｆターム（参考）】

5F131AA04

5F131BA53

5F131BA54

5F131CA09

5F131CA23

5F131CA37

5F131DA03

5F131DA13

5F131DA33

5F131DA42

5F131DB22

5F131DB62

5F131EA07

5F131EA23

5F131EB01

5F131EB54

5F131EB73

5F131EC33

5F131EC72

5F131EC73

5F131EC74

5F131EC75

(57)【要約】

【課題】装置を小型化でき、且つ欠けを低減できるチップ剥離装置及びチップ剥離方法を提供すること。
【解決手段】チップ剥離装置１００は、ウェハ１０を載置可能な載置面１１１を有し、載置面１１１に凹部１１３と第１真空吸着穴１１２とを有し、凹部１１３に第２真空吸着穴１１５と、ブロウ穴１１６と、突起１１４とを有するハウジング１０１と、第１真空吸着穴１０２及び第２真空吸着穴１０５を真空引きする真空吸引源１０２と、第２真空吸着穴１０５の真空引きの真空度を検出する圧力検出器１０５と、ブロウ穴１１６に流体を送出する加圧源１０７と、真空度に基づいてブロウ穴１１６に送出する流体の流量を決定するコントローラ１０６と、流体を、コントローラ１０６の決定した流量に制御する流量制御弁１０８と、を備え、コントローラ１０６は、第２真空吸着穴１０５の真空引きを行うと共に、ブロウ穴６に流体を送出する制御を行う。
【選択図】図１

【特許請求の範囲】

【請求項1】

ウェハを載置可能な載置面を有し、前記載置面に凹部と第１真空吸着穴とを有し、前記凹部に第２真空吸着穴と、ブロウ穴と、突起とを有するハウジングと、
前記第１真空吸着穴及び前記第２真空吸着穴を真空引きする真空吸引源と、
前記第２真空吸着穴の真空引きの真空度を検出する圧力検出器と、
前記ブロウ穴に流体を送出する加圧源と、
前記真空度に基づいて前記ブロウ穴に送出する流体の流量を決定するコントローラと、
前記流体を、前記コントローラの決定した流量に制御する流量制御弁と、
を備え、
前記コントローラは、前記第２真空吸着穴の真空引きを行うと共に、前記ブロウ穴に流体を送出する制御を行うチップ剥離装置。

【請求項2】

前記ブロウ穴の開口面積は、前記第２真空吸着穴の開口面積より小さい、請求項１に記載のチップ剥離装置。

【請求項3】

前記コントローラは、前記ブロウ穴に送出する流体の流量を時間の経過と共に減少させる制御を行う請求項１に記載のチップ剥離装置。

【請求項4】

前記コントローラは、前記ブロウ穴に送出する流体の流量を時間の経過と共に減少させる制御を行う請求項２に記載のチップ剥離装置。

【請求項5】

前記ハウジングは、前記凹部を突出可能なブロック部を有する請求項１に記載のチップ剥離装置。

【請求項6】

前記ハウジングは、前記凹部を突出可能なブロック部を有する請求項２に記載のチップ剥離装置。

【請求項7】

前記ハウジングは、前記凹部を突出可能なブロック部を有する請求項３かに記載のチップ剥離装置。

【請求項8】

前記ハウジングは、前記凹部を突出可能なブロック部を有する請求項４に記載のチップ剥離装置。

【請求項9】

前記流量制御弁は、周期的に流量を変化可能なサーボ弁である請求項１から８のいずれかに記載のチップ剥離装置。

【請求項10】

ウェハを載置可能な載置面を有し、前記載置面に凹部と第１真空吸着穴とを有し、前記凹部に第２真空吸着穴と、ブロウ穴と、突起とを有するハウジングと、
前記第１真空吸着穴及び前記第２真空吸着穴を真空引きする真空吸引源と、
前記第２真空吸着穴の真空引きの真空度を検出する圧力検出器と、
前記ブロウ穴に流体を送出する加圧源と、
前記流体の流量に制御する流量制御弁と、
を備えるチップ剥離装置において、
前記第２真空吸着穴の真空引きを行うと共に、前記ブロウ穴に流体を送出する制御を行うチップ剥離方法。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明はチップ剥離装置及びチップ剥離方法に関し、例えば半導体製造装置に用いられるチップ剥離装置及びチップ剥離方法に関する。

【背景技術】

【0002】

半導体実装工程ではダイシングしたチップをチップ剥離装置で剥離し、ピックアップして別のウェハへ搭載するダイボンディング工程がある。

【0003】

チップ剥離方法には、鋭利なピンでダイシングテープごとチップを突き上げる方法がある。例えばチップの大きさが10mm角で30μm以下の薄いチップを突き上げる際、チップが薄くピンの先端が鋭利なため、突き上げる部分が起点となり割れや欠けが発生していた。

【0004】

この問題を解決する方法として特許文献１～３が検討されている。特許文献１には、ダイシングテープ下部のエジェクター形状はスライド式のチップ剥離装置が記載されている。また、特許文献２には、分割式のチップ剥離装置が記載されている。そして、特許文献３には、押上げ形状を工夫したチップ剥離装置が記載されている。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0005】

【特許文献1】特許５１８４３０３号

【特許文献2】特開２０１３－２１４７３９号公報

【特許文献3】特許４８１６５９８号

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0006】

しかしながら特許文献１～３のチップ剥離装置は、機構が複雑で装置スペースを占有してしまい、装置が大型化してしまう問題がある。

【課題を解決するための手段】

【0007】

一実施形態のチップ剥離装置は、ウェハを載置可能な載置面を有し、前記載置面に凹部と第１真空吸着穴とを有し、前記凹部に第２真空吸着穴と、ブロウ穴と、突起とを有するハウジングと、前記第１真空吸着穴及び前記第２真空吸着穴を真空引きする真空吸引源と、前記第２真空吸着穴の真空引きの真空度を検出する圧力検出器と、前記ブロウ穴に流体を送出する加圧源と、前記真空度に基づいて前記ブロウ穴に送出する流体の流量を決定するコントローラと、前記流体を、前記コントローラの決定した流量に制御する流量制御弁と、を備え、前記コントローラは、前記第２真空吸着穴の真空引きを行うと共に、前記ブロウ穴に流体を送出する制御を行うようにした。

【0008】

一実施形態のチップ剥離装置によれば、真空吸着の圧力を加圧流量で制御するため、真空吸着時の急激なチップ変形を抑えることで割れ、欠けを低減できる。

【0009】

一実施形態のチップ剥離装置は、前記ブロウ穴の開口面積は、前記第２真空吸着穴の開口面積より小さくした。

【0010】

一実施形態のチップ剥離装置によれば、急激な加圧の発生を抑えることができる。

【0011】

一実施形態のチップ剥離装置は、前記コントローラは、前記ブロウ穴に送出する流体の流量を時間の経過と共に減少させる制御を行うようにした。

【0012】

一実施形態のチップ剥離装置によれば、真空圧の急激な上昇を防ぐことができる。

【0013】

一実施形態のチップ剥離装置は、前記ハウジングは、前記凹部を突出可能なブロック部を有するようにした。

【0014】

一実施形態のチップ剥離装置によれば、剥離するチップを流体で加圧すると共に上昇させることで、チップ周辺四隅の剥離を促進できる。

【0015】

一実施形態のチップ剥離装置は、前記流量制御弁は、周期的に流量を変化可能なサーボ弁にした。

【0016】

一実施形態のチップ剥離装置によれば、加圧の周期を変えながら、振動の力により、チップの剥離を促進できる。

【0017】

一実施形態のチップ剥離方法は、ウェハを載置可能な載置面を有し、前記載置面に凹部と第１真空吸着穴とを有し、前記凹部に第２真空吸着穴と、ブロウ穴と、突起とを有するハウジングと、前記第１真空吸着穴及び前記第２真空吸着穴を真空引きする真空吸引源と、前記第２真空吸着穴の真空引きの真空度を検出する圧力検出器と、前記ブロウ穴に流体を送出する加圧源と、前記流体の流量に制御する流量制御弁と、を備えるチップ剥離装置において、前記第２真空吸着穴の真空引きを行うと共に、前記ブロウ穴に流体を送出する制御を行うようにした。

【0018】

一実施形態のチップ剥離方法によれば、真空吸着の圧力を加圧流量で制御するため、真空吸着時の急激なチップ変形を抑えることで割れ、欠けを低減できる。

【発明の効果】

【0019】

本発明のチップ剥離装置及びチップ剥離方法によれば、装置を小型化でき、且つ真空吸着の圧力を加圧流量で制御するため、真空吸着時の急激なチップ変形を抑えることで割れ、欠けを低減できる。

【図面の簡単な説明】

【0020】

【図1】実施の形態１にかかるチップ剥離装置の一例を示す断面図である。

【図2】実施の形態１にかかるチップ剥離装置の一例を示す上面透視図である。

【図3】実施の形態１にかかるチップ剥離装置の凹部１１３の一例を示す上面図である。

【図4】実施の形態１にかかるチップ剥離装置の一例を示す断面図である。

【図5】実施の形態１にかかるチップ剥離装置の一例を示す断面図である。

【図6】流量制御の有無を比較するグラフである。

【図7】実施の形態２にかかるチップ剥離装置の一例を示す断面図である

【図8】剥離の説明のための上面図である。

【図9】実施の形態３にかかるチップ剥離装置の一例を示す断面図である。

【図10】実施の形態３にかかるチップ剥離装置の一例を示す断面図である。

【発明を実施するための形態】

【0021】

（実施の形態１）
以下、図面を参照して本発明の実施の形態について説明する。図１は、実施の形態１にかかるチップ剥離装置の一例を示す断面図である。図１において、チップ剥離装置１００は、ハウジング１０１と、真空吸引源１０２と、第１バルブ１０３と、第２バルブ１０４と、圧力検出器１０５と、コントローラ１０６と、加圧源１０７と、流量制御弁１０８と、を備える。ピッカー２０は、ダイシングテープ１１が剥離された半導体ウェハ１０のうち、チップ１２をピックアップする構成である。図１では、図面下方向が重力方向となる例として説明する。

【0022】

ハウジング１０１は、載置面１１１にダイシングされた半導体ウェハ１０が載置される。この載置面１１１には、真空吸着穴１１２が全体に分布している。また、この載置面１１１には、１チップのサイズの領域に凹部１１３が設けられている。図２は、実施の形態１にかかるチップ剥離装置の一例を示す上面透視図である。また、図３は、実施の形態１にかかるチップ剥離装置の凹部１１３の一例を示す上面図である。図１～図３に示すように、この凹部１１３には、突起１１４と、真空吸着穴１１５と、ブロウ穴１１６が設けられている。図１に示すように、突起１１４の上端は、載置面１１１の高さと同じである。

【0023】

またブロウ穴１１６の開口面積は、真空吸着穴１１５の開口面積より小さい。穴の面積の大小関係により、急激な加圧の発生を抑えることができる。

【0024】

また、ハウジング１０１の凹部１１３の部分に上下に移動可能なブロック部１１７を備える。ハウジング１０１とブロック部１１７でエジェクターが構成される。すなわち、突起１１４と、真空吸着穴１１５と、ブロウ穴１１６はハウジング１０１のブロック部１１７の部分に設けられている。

【0025】

図１に戻って、真空吸引源１０２は、第１バルブ１０３を介して真空吸着穴１１２を真空引きする。また、真空吸引源１０２は、第２バルブ１０４を介して真空吸着穴１１５を真空引きする。

【0026】

第１バルブ１０３は、真空吸着穴１１２と真空吸引源１０２を結ぶ配管の途中に設けられたストップバルブである。

【0027】

第２バルブ１０４は、真空吸着穴１１５と真空吸引源１０２を結ぶ配管の途中に設けられたストップバルブである。

【0028】

圧力検出器１０５は、真空吸着穴１１５から吸引する圧力（すなわち半導体ウェハ１０とハウジング１０１の凹部１１３が形成する空間の圧力）を検出する。そして圧力検出器１０５は、検出した圧力値をコントローラ１０６に出力する。

【0029】

コントローラ１０６は、圧力検出器１０５が検出した圧力値に基づいて流量制御弁１０８での流量を調節する。またコントローラ１０６は、第１バルブ１０３及び第２バルブ１０４の開閉を制御する。コントローラ１０６の制御の詳細は後述する。

【0030】

加圧源１０７は、流量制御弁１０８を介してブロウ穴１１６に流体を供給することにより、半導体ウェハ１０を加圧する。流体は気体が望ましい。好ましくは、流体は不活性の気体が望ましい。例えば加圧源１０７は、加圧ポンプまたは気体を充填したボンベが好適である。

【0031】

流量制御弁１０８は、コントローラ１０６の指示に従い、加圧源１０７からブロウ穴１１６に送出される流体の量を調整する。

【0032】

以上の構成により、チップ剥離装置１００はチップ１２からダイシングテープ１１を剥がす。次にチップ剥離装置１００の動作について説明する。図４及び図５は、実施の形態１にかかるチップ剥離装置の一例を示す断面図である。また図６は、流量制御の有無を比較するグラフである。以下の説明の動作は、コントローラ１０６により制御される。

【0033】

まず、図４のＡに示すように、チップ剥離装置１００において、ダイシングされたリング付き半導体ウェハ１０がエジェクター（のハウジング１０１）上に載置される。このエジェクター上でチップからテープの剥離が行われる。

【0034】

次に、エジェクターの凹部１１３の水平方向の位置を剥離するチップ１２と合わせた状態で、エジェクターの高さをダイシングテープ１１と同じ高さへ移動させる。

【0035】

そして、図４のＢに示すように、エジェクターの真空吸引源１０２によりダイシングテープ１１が真空吸着される。

【0036】

そして、圧力検出器１０５により真空圧を検知し、加圧側に設けた流量制御弁１０８を介して、加圧したエアーをブロウ穴１１６に入れ、真空圧の急激な上昇を防ぐように制御する。流量制御の有無による真空圧の変化を図６に示す。図６において、縦軸は真空度を示す。また横軸は時間を示す。図６に示すように、加圧するエアーの流量を時間と共に減少させる制御を行うことにより、真空圧の急激な上昇を防いでいる。ダイシングテープ１１が真空吸着された結果、図５のＡに示すようになる。

【0037】

そして、図５のＢに示すように、隣接するチップと接触しないよう、図示しないアクチュエータ等によりブロック部１１７を上昇させる。

【0038】

ピッカー２０のピックアップヘッドをチップ１２上に配置し下降させチップ１２に接近し吸着可能位置で真空吸着によりチップ１２を吸着する。この動作により、図５のＣに示すように、チップがピックアップされる。
以上の動作により、チップが半導体ウェハよりピックアップされる。

【0039】

ハウジング１０１の凹部１１３は、真空吸着する土台形状に突起１１４（または溝）をあらかじめ設けておく。この形状により、真空吸着した際に、チップ１２とテープ１１が接触する部分を突起１１４に限定することができるので、チップ１２とテープ１１の接触面積を減らし剥離を促進できる。

【0040】

例えば、中央の溝を形成する場合、中央の溝は剥離するチップサイズより小さく、チップに対して面積比90％から99％であることが望ましい。

【0041】

また、溝の深さはダイシングテープ厚さに加えて100μmから500μmであることが望ましい。

【0042】

突起１１４の頂点位置はエジェクターのハウジング１０１より100μmから500μm突出できるように可動できることが望ましい。

【0043】

真空吸着穴１１２及び真空吸着穴１１５の直径は0.5mm程度が望ましい。また、加圧用のブロウ穴１１６の直径は真空吸着穴１１２及び真空吸着穴１１５の直径よりかなり小さくすること望ましい。具体的には、ブロウ穴１１６の直径は0.1mm以下が好ましい。
真空吸引源１０２により真空吸着を行うことで、ダイシングテープ１１を吸着し、それに伴い、チップ１２とテープ１１とのダイシング接触面積が減りチップ１２が半導体ウェハ１０から剥離する。

【0044】

このように実施の形態１のチップ剥離装置によれば、真空吸着の圧力を加圧流量で制御するため、真空吸着時の急激なチップ変形を抑えることで割れ、欠けを低減できる。また、実施の形態１のチップ剥離装置によれば、駆動系がブロック部の微小駆動のため小型化できる。また、実施の形態１のチップ剥離装置によれば、加圧のエアーで真空圧の制御を行うので、真空弁だけで制御を行うより応答が速く、剥離までの時間を短縮できる。

【0045】

（実施の形態２）
実施の形態２では、凹部の部分を加圧のみの状態で上昇させる例について説明する。実施の形態２のチップ剥離装置の構成は実施の形態１のチップ剥離装置と同じであり、動作が異なる。

【0046】

図７を用いて動作について説明する。図７は、実施の形態２にかかるチップ剥離装置の一例を示す断面図である。また、図８は剥離の説明のための上面図である。

【0047】

まず、図７のＡに示すように、チップ剥離装置１００において、ダイシングされたリング付き半導体ウェハ１０がエジェクター（のハウジング１０１）上に載置される。このエジェクター上でチップからテープの剥離が行われる。

【0048】

次に、エジェクターの凹部１１３の水平方向の位置を剥離するチップ１２と合わせた状態で、エジェクターの高さをダイシングテープ１１と同じ高さへ移動させる。

【0049】

そして、図７のＢに示すように、加圧側に設けた流量制御弁１０８を介して、加圧したエアーをブロウ穴１１６に入れると共に、隣接するチップと接触しないよう、図示しないアクチュエータ等によりブロック部１１７を上昇させる。この動作により、テープとチップが持ち上がる形となりテープが弓なりに曲がるため、チップ周辺四隅の剥離が促進される。すなわち図８の丸８０１で囲んだ部分の剥離が促進される。

【0050】

そして、図７のＣに示すように図示しないアクチュエータ等によりブロック部１１７を下降させると共に、エジェクターの真空吸引源１０２によりダイシングテープ１１が真空吸着される。また、圧力検出器１０５により真空圧を検知し、加圧側に設けた流量制御弁１０８を介して、加圧したエアーをブロウ穴１１６に入れる。

【0051】

ピッカー２０のピックアップヘッドをチップ１２上に配置し下降させチップ１２に接近し吸着可能位置で真空吸着によりチップ１２を吸着する。この動作により、図７のＤに示すように、チップがピックアップされる。

【0052】

このように、実施の形態２のチップ剥離装置によれば、剥離するチップを流体で加圧すると共に上昇させることで、チップ周辺四隅の剥離を促進できる。

【0053】

（実施の形態３）
実施の形態３では、加圧側の流路にサーボ弁を備える例について説明する。図９は、実施の形態３にかかるチップ剥離装置の一例を示す断面図である。図９において、チップ剥離装置９００は、ハウジング１０１と、真空吸引源１０２と、第１バルブ１０３と、第２バルブ１０４と、圧力検出器１０５と、コントローラ９０６と、加圧源１０７と、サーボ弁９０８とを備える。図９において、図１と同一の構成については、同じ番号を付し、説明を省略する。

【0054】

コントローラ９０６は、圧力検出器１０５が検出した圧力値に基づいてサーボ弁９０８での流量を調節する。またコントローラ１０６は、第１バルブ１０３及び第２バルブ１０４の開閉を制御する。コントローラ９０６の制御の詳細は実施の形態１のコントローラ１０６にサーボ弁９０８の制御を加えたものである。

【0055】

サーボ弁９０８は、コントローラ９０６の指示に従い、加圧源１０７からブロウ穴１１６に送出される流体の量を調整する。具体的には、サーボ弁９０８は、周期的に流体の量を調整する。

【0056】

次にチップ剥離装置９００の動作について説明する。図１０は、実施の形態３にかかるチップ剥離装置の一例を示す断面図である。以下の説明の動作は、コントローラ９０６により制御される。

【0057】

まず、図１０のＡに示すように、チップ剥離装置１００において、ダイシングされたリング付き半導体ウェハ１０がエジェクター（のハウジング１０１）上に載置される。このエジェクター上でチップからテープの剥離が行われる。

【0058】

次に、エジェクターの凹部１１３の水平方向の位置を剥離するチップ１２と合わせた状態で、エジェクターの高さをダイシングテープ１１と同じ高さへ移動させる。

【0059】

そして、図１０のＢに示すように、加圧側に設けたサーボ弁９０８を介して、加圧したエアーをブロウ穴１１６に入れ、

【0060】

そして、図１０のＣに示すように、エジェクターの真空吸引源１０２によりダイシングテープ１１が真空吸着される。

【0061】

この図１０のＢの加圧と、図１０のＣの真空吸着を交互に繰り返す。

【0062】

そして、ピッカー２０のピックアップヘッドをチップ１２上に配置し下降させチップ１２に接近し吸着可能位置で真空吸着によりチップ１２を吸着する。この動作により、図１０のＤに示すように、チップがピックアップされる。
以上の動作により、チップが半導体ウェハよりピックアップされる。

【0063】

このように、実施の形態３のチップ剥離装置によれば、加圧の周期を変えながら、振動の力により、チップの剥離を促進できる。

【0064】

なお、本発明は上記実施の形態に限られたものではなく、趣旨を逸脱しない範囲で適宜変更することが可能である。例えば、上記実施の形態では、図面下方向が重力方向となる例として説明しているが、他の方向で実施されてもよい。

【符号の説明】

【0065】

１０ 半導体ウェハ
１１ ダイシングテープ
１２ チップ
２０ ピッカー
１００、９００ チップ剥離装置
１０１ ハウジング
１０２ 真空吸引源
１０３ 第１バルブ
１０４ 第２バルブ
１０５ 圧力検出器
１０６、９０６ コントローラ
１０７ 加圧源
１０８ 流量制御弁
１１１ 載置面
１１２、１１５ 真空吸着穴
１１３ 凹部
１１４ 突起
１１６ ブロウ穴
１１７ ブロック部
９０８ サーボ弁

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8】

【図9】

【図10】