特開 2024-155437 半導体製造装置

(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】P2024155437

(43)【公開日】2024-10-31

(54)【発明の名称】半導体製造装置

(51)【国際特許分類】

   H01L 21/67 20060101AFI20241024BHJP

   H01L 21/52 20060101ALI20241024BHJP

【ＦＩ】

H01L21/68 E

H01L21/52 F

【審査請求】未請求

【請求項の数】10

【出願形態】ＯＬ

(21)【出願番号】P 2023070147

(22)【出願日】2023-04-21

(71)【出願人】

【識別番号】000006013

【氏名又は名称】三菱電機株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】100109612

【弁理士】

【氏名又は名称】倉谷 泰孝

(74)【代理人】

【識別番号】100116643

【弁理士】

【氏名又は名称】伊達 研郎

(74)【代理人】

【識別番号】100184022

【弁理士】

【氏名又は名称】前田 美保

(72)【発明者】

【氏名】山下 欽也

(72)【発明者】

【氏名】高木 保志

(72)【発明者】

【氏名】上野 和起

(72)【発明者】

【氏名】北野 大

【テーマコード（参考）】

5F047

5F131

【Ｆターム（参考）】

5F047FA01

5F047FA04

5F131AA04

5F131BA52

5F131BA53

5F131CA70

5F131EA07

5F131EB02

5F131EB54

5F131EB78

5F131EC33

5F131EC74

(57)【要約】

【課題】半導体チップの剥離時に不要チップが飛び散ることを抑制した半導体製造装置を提供する。
【解決手段】ダイシングされて小片に分断された半導体チップを含む略円形のウエハが貼り付けられたダイシングシートから半導体チップを剥離する半導体製造装置１０１であって、複数の突起部を有するステージ３と、ダイシングシート保持部７と、ステージ３とダイシングシート１３の間の空間を真空引きする真空引き手段と、を備え、突起部は、断面視において先細るテーパー部を有し先端がステージ３の中央の略円形の領域である中央部３ａ１に配置された複数の第１突起部１０、および断面視においてテーパーを有さず先端が平面視において中央部３ａ１を囲う領域である外周部３ａ２に配置された第２突起部１１を含む半導体製造装置１０１。
【選択図】図２

【特許請求の範囲】

【請求項1】

ダイシングされて小片に分断された半導体チップを含む略円形のウエハが一方の面に貼り付けられたダイシングシートから前記半導体チップを剥離する半導体製造装置であって、
複数の突起部を有し、前記ウエハが前記ダイシングシートを介して前記突起部に支持されて載置されるステージと、
前記ダイシングシートを保持するダイシングシート保持部と、
前記ステージと前記ダイシングシートの間の空間を真空引きする真空引き手段と、を備え、
前記突起部は、断面視において先細るテーパー部を有し先端が平面視において前記ステージの中央の略円形の領域である中央部に配置された複数の第１突起部、および断面視においてテーパーを有さず先端が平面視において前記中央部を囲う外周部に配置された第２突起部を含む半導体製造装置。

【請求項2】

前記第２突起部は平面視において前記中央部を囲んで環状に連続して設けられている請求項１の半導体製造装置。

【請求項3】

前記第２突起部は平面視において連続せずに複数設けられている請求項１の半導体製造装置。

【請求項4】

隣り合う前記第２突起部の間隙は１ｍｍ以下である請求項３の半導体製造装置。

【請求項5】

隣り合う前記第１突起部の先端のピッチは２ｍｍ以下である請求項１の半導体製造装置。

【請求項6】

前記ウエハの中央領域には前記半導体チップが配置され、前記中央領域を囲う外周領域には前記半導体チップではない小片である不要チップが配置されており、前記ウエハが前記ステージに配置されたときに、平面視において、少なくとも１つの前記第１突起部の先端は前記半導体チップに重なり、少なくとも１つの前記第２突起部の先端は前記不要チップに重なる請求項１の半導体製造装置。

【請求項7】

平面視において前記中央部の中心と前記中央部の中心から最も遠い位置にある前記第１突起部の先端との距離である第１距離は４５±２ｍｍ、７０±２ｍｍ、９５±２ｍｍ、１４５±２ｍｍ、２２０±２ｍｍのいずれかである請求項１～６のいずれか１項に記載の半導体製造装置。

【請求項8】

平面視において前記中央部の中心と前記第２突起部の前記中央部の中心から最も遠い位置にある端部との距離である第２距離は、前記第１距離が４５±２ｍｍの場合は５０ｍｍ以上、７０±２ｍｍの場合は７５ｍｍ以上、９５±２ｍｍの場合は１００ｍｍ以上、１４５±２ｍｍの場合は１５０ｍｍ以上、２２０±２ｍｍの場合は２２５ｍｍ以上である請求項７に記載の半導体製造装置。

【請求項9】

前記ダイシングシート保持部は前記ダイシングシートを前記ステージの中央から外周端へ向かう方向に引き伸ばす機能を有する請求項１～６のいずれか１項に記載の半導体製造装置。

【請求項10】

前記半導体チップを前記ステージから取り上げるピックアップ手段を有する請求項１～６のいずれか１項に記載の半導体製造装置。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本開示は、半導体製造装置に関する。

【背景技術】

【0002】

半導体装置製造工程においては、ダイシングシート上に貼り付けられたウエハをダイシングして半導体チップを形成し、形成した個々の半導体チップをピックアップ装置によってダイシングシートからピックアップする技術が用いられることがある。

【0003】

特許文献１には、ダイシングシート（特許文献１においては密着層と記載されているがダイシングシートとして用いてもよいとされている。）を介して半導体チップを保持するステージ（ジグ基台）に複数の突起部を設け、ダイシングシートとステージの間を真空引きして突起部が当接している部分以外のダイシングシートを半導体チップから剥離し、ダイシングシートと半導体チップとの密着力を低減させた状態でピックアップする技術が記載されている。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0004】

【特許文献1】特開２００８－１０３４９３号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0005】

特許文献１に記載された技術においては、ダイシングによってウエハの外周領域に発生するウエハの不要な小片（以降、不要チップと呼ぶ）が真空引きした際にダイシングシートから剥離し、製品となる半導体チップの上に飛び散って傷をつけることがあった。

【0006】

本開示は、上記のような問題点を解決するためになされたもので、半導体チップの剥離時におけるダイシングシートからの剥離促進および不要チップが飛び散ることの抑制が可能である半導体製造装置を提供することを目的とする。

【課題を解決するための手段】

【0007】

本開示に係る半導体製造装置は、ダイシングされて小片に分断された半導体チップを含む略円形のウエハが一方の面に貼り付けられたダイシングシートから半導体チップを剥離する半導体製造装置であって、複数の突起部を有し、ウエハがダイシングシートを介して突起部に支持されて載置されるステージと、ダイシングシートを保持するダイシングシート保持部と、ステージとダイシングシートの間の空間を真空引きする真空引き手段と、を備え、突起部は、断面視において先細るテーパー部を有し先端が平面視においてステージの中央の略円形の領域である中央部に配置された複数の第１突起部、および断面視においてテーパーを有さず先端が平面視において中央部を囲う外周部に配置された第２突起部を含む。

【発明の効果】

【0008】

本開示によれば、ステージに設けられた突起部が、断面視において先細るテーパー部を有し先端が平面視においてステージの中央の略円形の領域である中央部に配置された複数の第１突起部、および断面視においてテーパーを有さず先端が平面視において中央部を囲う外周部に配置された第２突起部を含むことによって、平面視において中央部と重なる半導体チップのダイシングシートからの剥離促進と平面視において外周部と重なる不要チップの飛び散り抑制の両立が可能であるという効果を奏する。

【図面の簡単な説明】

【0009】

【図1】実施の形態１に係る半導体製造装置を示す平面図である。

【図2】実施の形態１に係る半導体製造装置を示す断面図である。

【図3】実施の形態１に係る半導体製造装置の一部を示す平面図である。

【図4】実施の形態１に係る半導体製造装置の一部を示す断面図である。

【図5】実施の形態１に係る半導体製造装置の一部を示す断面図である。

【図6】実施の形態１に係る半導体製造工程を示す断面図である。

【図7】実施の形態１に係る半導体製造工程を示す断面図である。

【図8】実施の形態１に係る半導体製造工程を示す断面図である。

【図9】実施の形態１に係る半導体製造工程を示す断面図である。

【図10】実施の形態１に係る半導体製造工程を示す断面図である。

【図11】実施の形態１に係る半導体製造工程を示す断面図である。

【図12】ウエハの概略を示す平面図である。

【図13】実施の形態２に係る半導体製造装置の一部を示す平面図である。

【図14】実施の形態２に係る半導体製造装置の一部を示す断面図である。

【0010】

本開示においてはステージの半導体チップおよびウエハが載置される側の面を上面、その反対側の面を下面と称する。またステージの下面から上面に向かう方向を上（上方向）、その逆を下（下方向）と称する。また縦方向とはステージの上面と垂直な方向であり、横方向とは縦方向と直交する方向、すなわちステージの上面と平行な方向である。また平面視とはステージの上面と垂直な方向から視た視方であり、断面視とはステージの上面と平行な方向から視た視方である。なおステージの上面に突起部を設けた場合には各突起部の先端を結んで形成される面を仮想の上面として方向を規定する。

【0011】

＜実施の形態１＞
まず図１および図２を用いて実施の形態１に係る半導体製造装置１０１の概要を説明する。図１は半導体製造装置１０１を示す平面図であり、図２は図１における半導体製造装置１０１の断面Ａ―Ａにおける断面図である。図１および図２に示すように、半導体製造装置１０１は筐体１、筐体１の内部に配置されたステージ枠２、ステージ枠２の内側に配置されたステージ３および筐体１の外周の上部に設けられたダイシングシート保持部７を有する。筐体１、ステージ枠２、ステージ３およびダイシングシート保持部７は略円形であるウエハの形状に合わせて平面視において略円形となっている。また図示しないがステージ３の上方には搬送ハンドが設けられている。以下で詳細を説明する。

【0012】

ステージ３はダイシングによって複数の半導体チップに分割されたウエハがダイシングシートを介して載置される載置部である。ステージ３のダイシングシートが載置される側の面であるステージ上面３ａは第１の方向であるＸ方向および第１の方向と直交する第２の方向であるＹ方向と平行方向に広がり、平面視においてウエハよりも大きな略円形を有している。すなわちステージ上面３ａは略円形のウエハに対し、ウエハの直径よりも大きな直径の円の外周端を有する略円形である。本開示では、ウエハの形状およびステージの形状が略円形である例を示したが、形状は略円形に限られず、多角形、楕円等でも構わない。

【0013】

さらにステージ上面３ａは略円形の中央の領域である中央部３ａ１と中央部３ａ１を囲う外周の領域である外周部３ａ２を有し、図２に示すように中央部３ａ１に第１突起部１０、外周部３ａ２に第２突起部１１が配置されている。従ってダイシングシートに貼り付けられたウエハがステージ３に載置されるときには、第１突起部１０および第２突起部１１の先端がダイシングシートに当接し、ダイシングシートを介してウエハを支持することになる。第１突起部１０および第２突起部１１の詳細については別の図を用いて後述する。

【0014】

ステージ３にはステージ上面３ａからステージ上面３ａの反対面であるステージ下面３ｂまで貫通する吸引口４が設けられている。吸引口４のステージ上面３ａ側は開放され、ステージ下面３ｂ側は吸引チューブ（図示しない）の一端に接続されており、さらに吸引チューブの他方の一端は真空ポンプ（図示しない）に接続されている。真空ポンプが駆動するとステージ上面３ａの上方の空気が吸引される。従ってステージ３にダイシングシートを介してウエハが載置された際に真空ポンプが駆動するとステージ上面３ａとダイシングシートの間の空間が真空引きされる。なお吸引口４、真空ポンプおよび吸引チューブを設けなくても、ステージ上面３ａとダイシングシートの間の空間を真空引きすることができる真空引き手段が設けられていればよい。

【0015】

ステージ枠２はステージ３を囲む枠状、例えば、円筒形状の筐体である。ステージ枠２に囲まれる領域においてステージ３の下部には中軸５の一方の端部が接続され、さらに中軸５の他方の端部はモーターを内蔵するステージ駆動部６と接続されている。ステージ駆動部６のモーターを駆動させることにより、ステージ３をＸ方向およびＹ方向と直交する第３の方向であるＺ方向に移動させることができる。

【0016】

ダイシングシート保持部７は筐体１の外周の上部に環状に取り付けられており、ウエハが貼り付けられたダイシングシートがステージ３に載置された際にダイシングシートを保持し、かつダイシングシートを外周端の方向、すなわち、略円形のステージ３およびウエハの中心から外側に向かう方向に引っ張る機能を有する機構部である。より具体的に説明すると、ダイシングシート保持部７はフレーム支持部８、フレーム押さえ部９およびフレーム押さえ部９を上下動させるシリンダー（図示しない）を有しており、ダイシングシートの外周部に取り付けられたフレームをフレーム支持部８およびフレーム押さえ部９で挟み込んで保持することができる。

【0017】

さらにフレーム支持部８のダイシングシートと当接する面のＺ方向の位置がステージ上面３ａに設けられた第１突起部１０および第２突起部１１の先端の位置より低いため、ダイシングシートを保持したときにフレームの位置が第１突起部１０および第２突起部１１の先端より低い位置で保持される。その結果ダイシングシート保持部７はダイシングシートをステージ３の中央から外周端に向かう方向に引き伸ばすことになる。

【0018】

次にステージ上面３ａの中央部３ａ１に設けられている第１突起部１０および外周部３ａ２に設けられている第２突起部１１について詳細に説明する。図３は図１におけるＢ部、すなわち上方から見たステージ３の中央部３ａ１と外周部３ａ２の境界部の一部を拡大して示した平面図である。また図４は図３におけるＣ―Ｃ断面における断面図であり、図２におけるＤ部の拡大図に相当するものである。なお図３において中央部３ａ１と外周部３ａ２の境界および外周部３ａ２の外周端は円弧であるが、簡略化して直線で記載している。またステージ枠２は記載していない。

【0019】

図３および図４に示すように複数の第１突起部１０は先端がステージ上面３ａの中央部３ａ１の領域において突出するよう設けられている。または第２突起部１１は環状に連続した先端がステージ上面３ａの外周部３ａ２の領域において突出するよう設けられている。すなわち第１突起部１０および第２突起部１１の先端はそれぞれ中央部３ａ１および外周部３ａ２の領域に配置されている。さらに第１突起部１０と第２突起部１１の先端の高さは同じ高さとなっている。ここで本開示において、第１突起部１０および第２突起部１１の先端とは各々の突起部のステージ上面３ａから突出した側の先端を意味するものとする。なお、第１突起部１０と第２突起部１１の先端の高さはウエハをダイシングシートを介して保持できる程度の平坦さを提供できればよく、必ずしも第１突起部１０と第２突起部１１のすべてが互いに同一の高さでなくてもよい。

【0020】

中央部３ａ１に設けられている第１突起部１０についてさらに詳細に説明する。図３および図４に示すように第１突起部１０は、先端が平面視においてＸ方向のピッチであるＰｘおよびＹ方向のピッチであるＰｙを有して格子状になるように配置されている。本実施の形態ではＰｘとＰｙは等しく、したがって第１突起部１０は正方形がなす格子状に配置されている。ただし第１突起部１０の平面視における配置位置は図３で示す配置に限定されず、ウエハがダイシングされて形成される半導体チップのサイズ、ダイシングシートの変形しやすさ、粘着力、真空引き手段の吸引能力などを考慮し適時決めればよい。

【0021】

例えば電力用半導体装置に用いられる半導体チップはチップサイズがおおよそ５ｍｍ角～１５ｍｍ角程度であるが、このサイズの半導体チップに対しては隣り合う第１突起部１０の先端のピッチが２ｍｍ以下であればよく、望ましくは０．５ｍｍ～１．５ｍｍとするとよい。隣り合う第１突起部１０の先端のピッチが大きすぎると１つの半導体チップを支持する点が少なくなり、また小さすぎると１つの半導体チップを支持する点の間隔が小さくなり、いずれの場合もダイシングシートから半導体チップが剥離できない剥離ミスが発生しやすくなる。また配置についても正方形を含む矩形の格子状とすることには限定されず、上記ピッチで配置されていればよい。

【0022】

第１突起部１０は四角錘の形状を有しており、断面視において先端に向かって先細るテーパー部となっている。第１突起部１０の先端はダイシングシートと当接する部分であるため、ダイシングシートと半導体チップを剥離する目的に対しては、ダイシングシートに当接する面積が極力小さく、点で当接する形状であることが望ましい。しかし一方で先端が尖った形状であると当接した際にダイシングシートや半導体チップに傷をつけてダメージを与える可能性がある。このため第１突起部１０の先端は図３および図４に示すように、必要最小限の範囲で例えばステージ上面３ａに平行な平面に面取りされていてもよい。面取りはまたは半球状等であってもよい。

【0023】

なお図３および図４に示すように、第１突起部１０は四角錐の形状を有しているが、これに限定されず、円錐または三角錐等の角錐であってもよい。また第１突起部１０は先端に角錐や円錐の形状の先細るテーパー部を有し、さらにテーパー部より根本側に角柱や円柱の形状の根元部を有してもよい。

【0024】

次にステージ上面３ａの外周部３ａ２に設けられている第２突起部１１について詳細に説明する。図３および図４に示すようにステージ上面３ａの外周部３ａ２には第２突起部１１がステージ上面３ａから先端が突出するよう設けられている。第２突起部１１は、平面視においては中央部を取り囲む環状の形状であり、また断面視においては図面Ｚ方向にテーパーを備えず、矩形の断面形状を有している。すなわち第２突起部１１の先端はステージ上面３ａに平行な面の形状を有している。

【0025】

ステージ上面３ａの第１突起部１０が配置される中央部３ａ１と第２突起部１１が配置される外周部３ａ２のそれぞれの大きさは製造するウエハのサイズ、およびウエハ上に形成された半導体チップのサイズと配置により適時変更してよい。具体的にはダイシングによってウエハの外周部に発生するウエハの小片であり、製品とはならない不要チップの位置に対応するように外周部３ａ２を設定し、それより内側の領域を中央部３ａ１として各々に第２突起部１１および第１突起部１０を配置すればよい。不要チップについては本開示の作用の説明で後述する。

【0026】

現在、半導体装置の製造において使用されるウエハのサイズは標準化されており、オリフラ部を除くと略円形である外周端の直径は、例えば１００ｍｍ、１５０ｍｍ、２００ｍｍ、３００ｍｍまたは４５０ｍｍである。また半導体装置の製造工程においては、例えばウエハの外周端から３～５ｍｍ内側までの領域は製品とならない不要チップが発生しやすくなると共に製造プロセスのばらつきなどの問題で製品仕様を満たすことが難しくなるため、無効領域として製品となる半導体チップが配置されないことがある。

【0027】

これらを考慮すると、前述したように標準化された各サイズのウエハに対して、例えば中央部３ａ１を直径が９２±２ｍｍ、１４２±２ｍｍ、１９２±２ｍｍ、２９２±２ｍｍ、４４２±２ｍｍのいずれかの略円形とする。そして第１突起部１０については中央部３ａ１の外周端から中心に向かう方向において外周端の内側２ｍｍ以内の領域にもっとも外側にある第１突起部１０の先端が位置するように配置するとよい。すなわち中央部３ａ１の中心と中央部３ａ１の中心から最も遠い位置にある第１突起部１０の先端との距離を第１距離とすると、第１距離を４５±２ｍｍ、７０±２ｍｍ、９５±２ｍｍ、１４５±２ｍｍ、２２０±２ｍｍのいずれかにするとよい。

【0028】

また第２突起部１１については平面視において中央部３ａ１の中心から最も遠い位置にある第２突起部１１の端部がそれぞれのウエハサイズに対してウエハの外周端よりも外側となるように配置すればよい。すなわち中央部３ａ１の中心と中央部３ａ１の中心から最も遠い位置にある第２突起部１１の端部との距離を第２距離とすると、第２距離を第１距離が４５±２ｍｍの場合は５０ｍｍ以上、７０±２ｍｍの場合は７５ｍｍ以上、９５±２ｍｍの場合は１００ｍｍ以上、１４５±２ｍｍの場合は１５０ｍｍ以上、２２０±２ｍｍの場合は２２５ｍｍ以上とすればよい。これらの配置により半導体チップは中央部３ａ１に重なって載置され、不要チップは外周部３ａ２に重なって配置される。

【0029】

第１突起部１０および第２突起部１１はステージ３に別途作成した突起部となる部材を取り付けて設けてもよく、またステージ３の上面を加工して直接形成してもよい。第１突起部１０および第２突起部１１をステージ３と分離可能な部材とし、ステージ３に取り付ける際の取り付け方法を例えばネジを使用した方法としておくと、ステージ３から個々に脱着することが可能となり、突起部の形状、配置間隔、配置数などを状況に応じて変更することが可能となる。

【0030】

図３および図４に示すようにステージ３には吸引口４が設けられているが、吸引口４はステージ上面３ａの面内の広範囲に分散して複数個が設けられていてもよい。分散して設けられると、真空引きする際にステージ上面３ａとダイシングシートの間の空間をより均一に真空引きをすることができる。また吸引口４の平面視における形状は円形でもよく、また矩形やスリット形状でもよい。

【0031】

さらに真空引きを効率的に行うためにステージ上面３ａの各々の第１突起部１０および第２突起部１１の間に真空引きする際の排気の経路となる真空溝１５が設けられていてもよい。図５は図４で示したステージ３に対して真空溝１５を追加して設けたステージ３の断面を示す断面図である。この真空溝１５はＸ方向またはＹ方向のいずれか一方の方向に延在するように設けられていてもよく、格子状に設けられていてもよい。また断面視において複数個の突起部に対して１本の真空溝１５が設けられていてもよい。真空溝１５の機能の詳細については半導体製造装置１０１を使用した半導体装置の製造方法の説明の中で後述する。

【0032】

最後に搬送ハンド（図示しない）について説明する。搬送ハンドはステージ３に載置されたダイシングシートに貼り付けられた半導体チップをピックアップするピックアップ手段である。搬送ハンドは例えば先端に吸着パッドが取り付けられたアーム部を備えており、吸着パッドで半導体チップを吸着し、保持しながらピックアップすることができる。搬送ハンドは半導体製造装置１０１の一部として設けられていてもよく、また別の装置、例えば次工程の製造装置に組み込まれていてもよく、また単独の搬送ロボットに組み込まれていてもよい。

【0033】

実施の形態１の半導体製造装置１０１の作用および効果の説明にあたり、まず半導体製造装置１０１を使用した半導体装置の製造方法について説明する。ここで説明する半導体装置の製造方法はダイシングによって形成された個々の半導体チップとダイシングシートを剥離し、半導体チップをピックアップする製造工程に対応するものである。

【0034】

図６は搬入工程後の製造工程を模式的に示す断面図である。また図７は図６におけるＥ部を拡大した断面図である。まずウエハ１２及びダイシングシート１３を半導体製造装置１０１に搬入する搬入工程が行われる。ウエハ１２は図６においては簡略化して記載しているが、実際は前工程のダイシング工程においてダイシングシート１３の上面に貼り付けられた状態でダイシングされている。すなわちウエハ１２は図７に示すように、製品となる半導体チップ１２ａ、半導体チップ１２ａと同じサイズであるが製品とならない不要チップ１２ｂ、そして半導体チップ１２ａより小さいサイズであり製品とならない不要チップ１２ｃに分割されている。不要チップ１２ｂは半導体チップ１２ａと同じサイズであるが、ウエハ１２の外周端付近に面付されたため、品質管理上のリスクから製品とされないものである。これらは搬入工程において、ダイシングシート１３に貼り付けられた状態のまま、半導体装置１０１に搬送され、ダイシングシート１３を介してステージ３の第１突起部１０および第２突起部１１に支持されて載置される。

【0035】

ダイシングシート１３は一方の面に粘着性を有する粘着シートであり、例えばポリオレフィンを含む基材にアクリル系の粘着剤が付与された樹脂製のシートである。ダイシングシート１３はダイシングのときに、ウエハ１２が動かないように固定し、さらにダイシングで分割された半導体チップ１２ａ、不要チップ１２ｂおよび不要チップ１２ｃが剥離して散らばらないように固定するために必要な強度の粘着性を有している。

【0036】

ダイシングシート１３のウエハ１２が貼付けられている領域より外側の領域の上面にはフレーム１４が取り付けられている。ダイシングシート１３の搬送や装置内での保持の際にはこのフレーム１４を利用する。

【0037】

図８はダイシングシート保持工程後の製造工程を模式的に示す断面図である。また図９は図８におけるＦ部を拡大した断面図である。搬入工程の次にはダイシングシート１３を保持し、外側に引っ張るダイシングシート保持工程が実施される。搬入工程でダイシングシート１３が装置に搬入されると筐体１の外周部に取り付けられたダイシングシート保持部７のフレーム押さえ部９が下降し、フレーム支持部８とフレーム押さえ部９とでフレーム１４を挟み込むことによってダイシングシート１３を保持する。

【0038】

ダイシングシート保持工程によりダイシングシート１３はステージ上面３ａの上方に載置された状態から動かないように保持されるが、フレーム１４がステージ面３ａよりも低い位置で保持されるため、ダイシングシート１３が略円形のステージ３およびウエハの中心から外周端にむかって引っ張られる状態となる。すると弾性を有するダイシングシート１３が外周端の方向に向けて引き伸ばされ、隣り合う半導体チップ１２ａ、不要チップ１２ｂおよび不要チップ１２ｃの間の間隔が広がってピックアップする際にチップ同士が干渉する不具合が抑制される。

【0039】

図１０は剥離工程後の製造工程を模式的に示す断面図である。また図１１は図１０におけるＧ部を拡大した断面図である。ダイシングシート保持工程の次にダイシングシート１３から半導体チップ１２ａを剥離する剥離工程が実施される。図１０は剥離工程後の製造工程を模式的に示す断面図である。また図１１は図１０におけるＧ部を拡大した断面図である。ダイシングシート１３が保持された状態で真空ポンプが動作するとダイシングシート１３とステージ上面３ａの間の空間が真空引きされ、図１１に示すように第１突起部１０および第２突起部１１の先端が当接している部分以外のダイシングシート１３が吸引されてステージ上面３ａに近づく方向に変形する。

【0040】

ここでステージ上面３ａの中央部３ａ１においては第１突起部１０が配置されており、その領域には主に製品となる半導体チップ１２ａが載置される。このため、真空引きがなされると第１突起部１０の先端が当接している部分以外のダイシングシート１３がステージ上面３ａに近づく方向に変形し、半導体チップ１２ａの裏面から剥離される。

【0041】

半導体チップ１２ａのサイズに対して第１突起部１０の配置のピッチが大きいと１つの半導体チップ１２ａに当接する第１突起部１０が少なくなる。このような場合、ダイシングシート１３の変形にともなって半導体チップ１２ａが隣り合う第１突起部１０の間に落ち込んで傾き、ダイシングシート１３の剥離に失敗することがある。また逆に半導体チップ１２ａのサイズに対して第１突起部１０の配置のピッチが小さいと隣り合う第１突起部１０の間の領域が狭くなり、ダイシングシート１３の変形が抑制されてダイシングシート１３の剥離に失敗することがある。中央部３ａ１においては不要チップ１２ｃのようなサイズの小さいものが載置されないため、第１突起部１０の配置間隔を半導体チップ１２ａのサイズに合わせて最適化することができる。

【0042】

その一方で、ステージ上面３ａの外周部３ａ２においては第２突起部１１が配置されており、その領域には主に製品とならない不要チップ１２ｂおよび不要チップ１２ｃが載置される。外周部３ａ２においてダイシングシート１３は第２突起部１１の先端の面に当接して変形せず、不要チップ１２ｂおよび不要チップ１２ｃとダイシングシート１３とが剥離しにくい。特に本実施の形態では第２突起部１１を環状に連続して設けており、ウエハ１２と平坦な面で当接することから、不要チップ１２ｃの大きさが小さくても剥離することなくダイシングシート１３に貼り付いた状態で保持することができる。

【0043】

図１１において、ダイシングシート１３は中央部３ａ１で第１突起部１０の形状に追従して完全に吸着された状態となっている。しかし必ずしもこのように完全に吸着されていなくてもよく、第１突起部１０の先端が当接している部分以外の領域でダイシングシート１３が半導体チップ１３の下面から剥離されるまでステージ上面３ａに近づく方向に変形していればよい。

【0044】

なお、ダイシング－ト１３がステージ上面３ａに完全に吸着されてしまうと、吸引口４を塞いでしまい、ステージ上面３ａの面内の一部に十分に真空引きがされない領域が残ってしまうことがある。このような場合に、図５に示したように真空溝１５を設けておくと中央部３ａ１においてダイシングシート１３が第１突起部１０に完全に吸着した場合であっても真空引きの際に空気が排出される経路を確保することができる。この真空溝１５をステージ上面３ａの広い領域に設けることにより、ステージ上面３ａとダイシングシート１３の間の空間を面内で均一に真空引きすることが可能となる。

【0045】

剥離工程の後、半導体チップ１２ａをダイシングシート１３からピックアップし、装置外に搬出するピックアップ工程が行われる。ピックアップ工程は例えば吸着パッドを有する搬送ハンドで半導体チップ１３の上面を吸着し、上方に持ち上げてダイシングシート１３から剥離した後、次工程へ向かう搬送ラックに収納する工程である。ピックアップに入る前の剥離工程の時点で半導体チップ１２ａとダイシングシート１３は第１突起部１０の先端が当接している箇所以外の領域で剥離されており、第１突起部１０の先端が当接している箇所のみで貼付け保持されている状態となっている。従って搬出ハンドは半導体チップ１２ａを小さい力で容易にピックアップすることができる。

【0046】

実施の形態１の半導体製造装置１０１の作用を説明する。説明にあたり、ウエハ１２の構成について詳細に説明する。図１２はダイシングシート１３に貼り付けられてダイシングされたウエハ１２を上から見た平面図である。ウエハ１２は図１２に示すように、前工程のダイシング工程においてダイシングシート１３の上面に貼り付けられた状態でＸ方向およびＸ方向と直交するＹ方向に延伸するダイシングラインでダイシングされ、製品となる矩形の半導体チップ１２ａ、半導体チップ１２ａと同じサイズの矩形であるが製品とならない不要チップ１２ｂ、そして半導体チップ１２ａより小さいサイズで矩形ではなく、製品とならない不要チップ１２ｃに分断されている。半導体チップ１２ａ、不要チップ１２ｂおよび不要チップ１２ｃの間の領域はダイシングラインであり、ダイシング後にはウエハ１２が除去された空隙部になっている。

【0047】

半導体装置の製造にあたり、ウエハ１２には略円形の境界線１６が設定され、境界線１６より内側の中央領域は製品を配置することができる有効領域となる。またこの境界線１６より外側の外周領域は製造プロセスのばらつきなどから品質管理上のリスクがあり、製品となるチップを配置することができない無効領域となる。図１２に示すように、不要チップ１２ｂは半導体チップ１２ａと同じサイズであるが、チップの全てまたは一部が境界線１６より外側の無効領域にあるため製品とはならないものである。また不要チップ１２ｃはウエハ１２の最外周にあって境界線１６より外側の無効領域にあるだけでなく、チップサイズが半導体チップ１２ａより小さいサイズとなって製品とはならないものである。ウエハ１２の外周領域の幅は製品の仕様などで異なるが、例えば３～５ｍｍ程度で設定される。すなわち境界線１６は略円形のウエハ１２に対し直径が６～１０ｍｍ程度小さい略円形で設定される。

【0048】

半導体製造装置１０１は、ステージ上面３ａの中央部３ａ１にテーパー部を有する第１突起部１０が配置され、ステージ上面３ａの外周部３ａ２にテーパーを有さない第２突起部１１が配置されている。中央部３ａ１においては半導体チップ１２ａに対して第１突起部１０が点で当接する。その結果、半導体チップ１２ａがダイシングシート１３の変形にともなって傾くことなく第１突起部１０によって保持され、その一方で第１突起部１０が当接している点と点の間の領域においてダイシングシート１３と半導体チップ１２ａの剥離がされやすくなるという作用がある。

【0049】

その一方で外周部３ａ２においてはウエハ１２の外周領域に発生する不要チップ１２ｂおよび不要チップ１２ｃに対してテーパーを有さない第２突起部１１が面で当接することにより、真空引きでダイシングシート１３の変形が抑えられ、意図しない剥離が抑制される作用がある。特に不要チップ１２ｃは半導体チップ１２ａと比較してサイズが小さいが、第２突起部１１が面で当接するために意図せずに剥離することが抑制される。

【0050】

次に実施の形態１の半導体製造装置１０１の効果を説明する。ダイシングにより発生する不要チップ１２ｂおよび不要チップ１２ｃは製品として使用されることはなく、ダイシングシート１３に貼り付けられたまま別途処分する工程に送られる。しかし不要チップ１２ｃは半導体チップ１２ａと比較してサイズが小さいため、ダイシングシート１３から意図せずに剥離しやすい傾向がある。特に従来技術のように不要チップ１２ｃがテーパーの形状を有する突起部に点で当接して支持された状態で真空引きがなされると、ダイシングシート１３が変形したときに剥離してしまうことがある。不要チップ１２ｃが剥離すると、周辺の製品となる半導体チップ１２ａの上に飛び散り、傷をつけるチップ飛散不具合が発生することがある。

【0051】

実施の形態１の半導体製造装置１０１は、ウエハ１２の境界線１６より内側の中央領域に対応するようにステージ上面３ａの中央部３ａ１にテーパー部を有する第１突起部１０を設けてウエハ１２の中央領域に配置された半導体チップ１２ａのダイシングシート１３からの剥離を促進し、剥離ミスを抑制する効果を奏する。そしてその一方で境界線１６よりも外側の外周領域に対応するようにステージ上面３ａの外周部３ａ２にテーパーを有さない第２突起部１１を設けてウエハ１２の外周領域に発生する不要チップ１２ｃの意図しない剥離を低減し、チップ飛散不具合を抑制する効果を奏する。

【0052】

＜実施の形態２＞
図１３および図１４を用いて実施の形態２に係る半導体製造装置の概要を説明する。図１３は上方から見たステージ３の中央部３ａ１と外周部３ａ２の境界部の一部であるＨ部を示す平面図である。Ｈ部は実施の形態１の図１におけるＢ部に相当し、図１３は、実施の形態１の図３に相当する。また図１４は図１３におけるＩ―Ｉ断面の断面図であり、実施の形態１の図４に相当する。なお図１３において中央部３ａ１と外周部３ａ２の境界および外周部３ａ２の外周端は円弧であるが、簡略化して直線で記載している。

【0053】

実施の形態２の半導体製造装置は実施の形態１と同様にステージ上面３ａとダイシングシート１３の間の空間を真空引きし、半導体チップ１２ａとダイシングシート１３を剥離するものである。ただし実施の形態１ではステージ上面３ａの中央部３ａ１にテーパー部を有する第１突起部１０を有し、外周部３ａ２にテーパーを有さず、平面視で環状に連続している第２突起部１１を有するのに対し、実施の形態２に係る半導体製造装置では実施の形態１と同様にステージ上面３ａの中央部３ａ１にテーパー部を有する第１突起部１０を有しながら、外周部３ａ２にテーパーを有さない複数の第２突起部１７を備えている。以下で詳細を説明する。なお実施の形態１と重複する同様の構成についてはその説明を省略することがある。

【0054】

図１３および図１４に示すようにステージ上面３ａの中央部３ａ１には実施の形態１と同様に複数の第１突起部１０がステージ上面３ａから先端が突出するよう設けられている。第１突起部１０の配置についても実施の形態１と同様であり、隣り合う第１突起部１０のピッチが２ｍｍ以下であればよく、望ましくは０．５ｍｍ～１．５ｍｍとするとよい。

【0055】

その一方で、ステージ上面３ａの外周部３ａ２には四角柱の形状を有する複数の第２突起部１７がステージ上面３ａから先端が突出するよう設けられている。隣り合う第２突起部１７の間の隙間、すなわち間隙であるＳｘおよびＳｙは１ｍｍ以下であり、かつ中央部３ａ１における第１突起部１０のピッチＰｘおよびＰｙよりも小さい寸法となっている。なお第２突起部１７は四角柱に限らず円柱や三角柱などの角柱であってよい。

【0056】

第１突起部１０と第２突起部１７の先端の高さは、例えば、同じ高さとなっている。ここで本開示においては、第１突起部１０および第２突起部１７の先端とは突起部のステージ上面３ａから突出した側の先端を意味するものとする。なお、第１突起部１０と第２突起部１７の先端の高さはウエハ１２をダイシングシート１３を介して保持できる程度の平坦さを提供できればよく、必ずしも第１突起部１０と第２突起部１７のすべてが互いに同一の高さでなくてもよい。

【0057】

第１突起部１０と第２突起部１７の配置位置については実施の形態１と同様である。すなわち各標準サイズのウエハに対応し、第１突起部１０の配置については、平面視において中央部３ａ１の中心と中央部３ａ１の中心から最も遠い位置にある第１突起部１０の先端との距離である第１距離を４５±２ｍｍ、７０±２ｍｍ、９５±２ｍｍ、１４５±２ｍｍ、２２０±２ｍｍのいずれかとすればよい。また第２突起部１７の配置については、平面視において中央部３ａ１の中心と中央部３ａ１の中心から最も遠い位置にある第２突起部１７の端部との距離である第２距離をそれぞれ第１距離が４５±２ｍｍの場合は５０ｍｍ以上、７０±２ｍｍの場合は７５ｍｍ以上、９５±２ｍｍの場合は１００ｍｍ以上、１４５±２ｍｍの場合は１５０ｍｍ以上、２２０±２ｍｍの場合は２２５ｍｍ以上とすればよい。

【0058】

実施の形態２の半導体製造装置１０２の効果について説明する。実施の形態２において、中央部３ａ１は実施の形態１と同様の構成を有しており、第１突起部１０ａが当接している間の領域においてダイシングシート１３と半導体チップ１２ａの剥離がされやすい（剥離ミスが生じにくい）作用を有している。また外周部３ａ２においてはウエハ１２の外周領域に発生する不要チップ１２ｂおよび不要チップ１２ｃに対してテーパーを有さない第２突起部１７が面で当接することにより、真空引きで不要チップ１２ｂおよび不要チップ１２ｃと接するダイシングシート１３の変形が抑えられるため、意図しない剥離が抑制される作用がある。

【0059】

ただし実施の形態２においては外周部３ａ２において第２突起部１７が連続して設けられておらず、隣り合う第２突起部１７の間に隙間がある。この隙間が真空引きをした際の排気の経路となって第２突起部１７の先端の面にエアだまりができることを抑制し、第２突起部１７の先端の面とダイシングシート１３が隙間なく密着して意図しない剥離を抑制することができる。なお第２突起部１７の間の隙間が大きいと真空引きした際にダイシングシート１３がその隙間に入り込むように変形し、不要チップ１２ｂおよび不要チップ１２ｃが意図せずに剥離する可能性がある。そのため隣り合う第２突起部１７の間の隙間、すなわち間隙であるＳｘおよびＳｙをそれぞれ１ｍｍ以下とするとダイシングシート１３の変形が小さくなり、不要チップ１２ｂおよび不要チップ１２ｃの剥離を抑え、チップ飛散不具合を抑制する効果を奏する。

【0060】

本開示のいくつかの実施の形態を説明したが、これらの実施の形態は、例として提示したものである。その要旨を逸脱しない範囲で種々の省略、置き換え、変更を行うことができる。また各実施の形態は組み合わせすることが可能である。また、本開示の範囲は、上記した説明ではなく特許請求の範囲によって示され、特許請求の範囲と均等の意味および範囲内でのすべての変更が含まれることを意図される。

【0061】

以下、本開示の諸態様を付記としてまとめて記載する。

【0062】

（付記１）
ダイシングされて小片に分断された半導体チップを含む略円形のウエハが一方の面に貼り付けられたダイシングシートから前記半導体チップを剥離する半導体製造装置であって、
複数の突起部を有し、前記ウエハが前記ダイシングシートを介して前記突起部に支持されて載置されるステージと、
前記ダイシングシートを保持するダイシングシート保持部と、
前記ステージと前記ダイシングシートの間の空間を真空引きする真空引き手段と、を備え、
前記突起部は、断面視において先細るテーパー部を有し先端が平面視において前記ステージの中央の略円形の領域である中央部に配置された複数の第１突起部、および断面視においてテーパーを有さず先端が平面視において前記中央部を囲う領域である外周部に配置された第２突起部を含む半導体製造装置。
（付記２）
前記第２突起部は平面視において前記中央部を囲んで環状に連続して設けられている付記１の半導体製造装置。
（付記３）
前記第２突起部は平面視において連続せずに複数設けられている付記１の半導体製造装置。
（付記４）
隣り合う前記第２突起部の間隙は１ｍｍ以下である付記３の半導体製造装置。
（付記５）
隣り合う前記第１突起部の先端のピッチは２ｍｍ以下である付記１～４のいずれか１項に記載の半導体製造装置。
（付記６）
前記ウエハの中央領域には前記半導体チップが配置され、前記中央領域を囲う外周領域には前記半導体チップではない小片である不要チップが配置されており、前記ウエハが前記ステージに載置されたときに、平面視において、少なくとも１つの前記第１突起部の先端は前記半導体チップに重なり、少なくとも１つの前記第２突起部の先端は前記不要チップに重なる付記１～５のいずれか１項に記載の半導体製造装置。
（付記７）
平面視において前記中央部の中心と前記中央部の中心から最も遠い位置にある前記第１突起部の先端との距離である第１距離は４５±２ｍｍ、７０±２ｍｍ、９５±２ｍｍ、１４５±２ｍｍ、２２０±２ｍｍのいずれかである付記１～６のいずれか１項に記載の半導体製造装置。
（付記８）
平面視において前記中央部の中心と前記中央部の中心から最も遠い位置にある前記第２突起部の端部との距離である第２距離は前記第１距離が４５±２ｍｍの場合は５０ｍｍ以上、７０±２ｍｍの場合は７５ｍｍ以上、９５±２ｍｍの場合は１００ｍｍ以上、１４５±２ｍｍの場合は１５０ｍｍ以上、２２０±２ｍｍの場合は２２５ｍｍ以上である付記７に記載の半導体製造装置。
（付記９）
前記ダイシングシート保持部は前記ダイシングシートを前記ステージの中央から外周端へ向かう方向に引き伸ばす機能を有する付記１～８のいずれか１項に記載の半導体製造装置。
（付記１０）
前記半導体チップを前記ステージから取り上げるピックアップ手段を有する付記１～９のいずれか１項に記載の半導体製造装置。

【符号の説明】

【0063】

３ ステージ、７ ダイシングシート保持部、１０ 第１突起部、１１、１７ 第２突起部、１２ ウエハ、１２ａ 半導体チップ、１２ｂ、１２ｃ 不要チップ、１３ ダイシングシート

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8】

【図9】

【図10】

【図11】

【図12】

【図13】

【図14】