(57)【要約】【課題】構造が単純で、半導体素子に与えるストレスが小さい、つまりピックアップの際に半導体素子に生じる損傷を少なくするピックアップ装置を提供する。【解決手段】コレット１１の下端にあって半導体素子２に接触する吸着面１１ａは、半導体素子２の表面に平行な平面をなし、吸着面１１ａには吸引穴１１ｂが開口するとともに、ニードル１２の上端にあって粘着シート３に接触する押圧面１２ａは、半導体素子２の表面に平行な平面をなし、ニードル１２はその中心軸が吸引穴１１ｂの中心軸と同軸になるように配置され、押圧面１２ａの面積は、吸着面１１ａにおける吸引穴１１ｂの開口面積より大きい。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
粘着シートに貼着された半導体素子を吸着して上方に持ち上げる吸着ノズルと、前記粘着シートの下方から前記半導体素子を押圧する押圧片を備えて、前記半導体素子を前記粘着シートから分離して、ピックアップするピックアップ装置において、
前記吸着ノズルの下端にあって前記半導体素子に接触する吸着面は、前記半導体素子の表面に平行な平面をなし、
前記吸着面には吸引穴が開口するとともに、
前記押圧片は上下に昇降する柱状のニードルであり、
前記ニードルの上端にあって前記粘着シートに接触する押圧面は、前記半導体素子の表面に平行な平面をなし、
前記押圧面の面積は、前記吸着面における前記吸引穴の開口面積より大きい
ことを特徴とするピックアップ装置。
【請求項２】
前記押圧面と、前記吸着面における前記吸引穴の開口は円形をなし、
前記押圧面の直径は、前記吸着面における前記吸引穴の開口の直径より大きい
ことを特徴とする請求項１に記載のピックアップ装置。
【請求項３】
前記吸着ノズルの吸着面に複数個の吸引穴が開口するとともに、
複数の前記ニードルが組をなし、
前記ニードルの組は、１組で１個の前記半導体素子を押圧するように配置されている
ことを特徴とする請求項１に記載のピックアップ装置。
【請求項４】
前記ニードルの組は、前記吸引穴と同数個の前記ニードルからなる
ことを特徴とする請求項３に記載のピックアップ装置。
【請求項５】
前記ニードルの組は、共通の台板に固定されて、全ての前記ニードルが同時に昇降する
ことを特徴とする請求項３に記載のピックアップ装置。
【請求項６】
粘着シートに貼着された半導体素子を吸着して上方に持ち上げる吸着ノズルと、前記粘着シートの下方から前記半導体素子を押圧する押圧片を備えて、前記半導体素子を前記粘着シートから分離して、ピックアップするピックアップ装置において、
前記吸着ノズルの下端にあって前記半導体素子に接触する吸着面は、前記半導体素子の表面に平行な平面をなし、
前記吸着面には吸引スリットが開口するとともに、
前記押圧片は上下に昇降する円柱状のニードルであり、
前記ニードルの上端にあって前記粘着シートに接触する押圧面は、前記半導体素子の表面に平行な平面をなし、
前記押圧面の幅は、前記吸引スリットの幅より大きい
ことを特徴とするピックアップ装置。
【請求項７】
前記押圧面は円形をなし、前記押圧面の直径は、前記吸引スリットの幅より大きい
ことを特徴とする請求項６に記載のピックアップ装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ダイシングされた半導体素子を粘着シートからピックアップするピックアップ装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
半導体素子の製造過程において、円盤状の半導体ウエハ上に多数の半導体素子が形成された後で、それらの半導体素子を切り分けるダイシングと呼ばれる工程がある。また、切り分けられた回路素子が散乱しないようにするために、ダイシング工程に先立って、半導体ウエハを粘着シートに貼着している。そのため、ダイシング工程の後には、半導体素子を一個ずつ粘着シートから分離してピックアップする必要がある。
【０００３】
また、近年は、高密度実装の要求により、半導体素子は薄肉化されていて、ピックアップの際にクラックや反りなどの損傷が生じやすくなっている。そこで、半導体素子の上面を吸着するのと同時に、半導体素子の下面を押圧片で押圧して、ピックアップの際の損傷の発生を防止するようにしたピックアップ装置が提案されている（例えば特許文献１〜４など）。
【０００４】
【特許文献１】特開２０００−２０８４４７号公報
【特許文献２】特開２００４−１２８３３９号公報
【特許文献３】特開２００４−１７９６２７号公報
【特許文献４】特開２００７−０４２９９６号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
特許文献１乃至３に開示されたピックアップ装置は、半導体素子の下面を尖ったピンの先端で押圧する。したがって、半導体素子が点支持されるので、半導体素子のピンに接触する部分には大きなストレスが生じる。例えば、特許文献３の図１に示されたピックアップ装置では、コレットが半導体素子の周縁部を支持し、ピンが半導体素子の中央を押圧するので、半導体素子の中央はコレットの内部に押し込まれるように変形する。このような変形は特に厚さ１２０μｍ以下の薄型半導体素子の場合に顕著である。
【０００６】
上述のような局所的に大きな変形が生じると、半導体素子にクラックが発生したり、半導体素子上に実装された配線パターンが損傷したりする危険が大きい。
【０００７】
特許文献４に開示されたピックアップ装置は、半導体素子をブロックで面支持するので、かかる問題は生じないが、構造および制御が煩雑である。
【０００８】
本発明はかかる問題点に鑑みてなされたものであり、構造が単純で、半導体素子に与えるストレスが小さい、つまりピックアップの際に半導体素子に生じる損傷の危険を少なくするピックアップ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】
【０００９】
本発明に係るピックアップ装置は、粘着シートに貼着された半導体素子を吸着して上方に持ち上げる吸着ノズルと、前記粘着シートの下方から前記半導体素子を押圧する押圧片を備えて、前記半導体素子を前記粘着シートから分離して、ピックアップするピックアップ装置において、前記吸着ノズルの下端にあって前記半導体素子に接触する吸着面は、前記半導体素子の表面に平行な平面をなし、前記吸着面には吸引穴が開口するとともに、前記押圧片は上下に昇降する柱状のニードルであり、前記ニードルの上端にあって前記粘着シートに接触する押圧面は、前記半導体素子の表面に平行な平面をなし、前記押圧面の面積は、前記吸着面における前記吸引穴の開口面積より大きいことを特徴とする。
【００１０】
また、本発明に係るピックアップ装置は、粘着シートに貼着された半導体素子を吸着して上方に持ち上げる吸着ノズルと、前記粘着シートの下方から前記半導体素子を押圧する押圧片を備えて、前記半導体素子を前記粘着シートから分離して、ピックアップするピックアップ装置において、前記吸着ノズルの下端にあって前記半導体素子に接触する吸着面は、前記半導体素子の表面に平行な平面をなし、前記吸着面には吸引スリットが開口するとともに、前記押圧片は上下に昇降する円柱状のニードルであり、前記ニードルの上端にあって前記粘着シートに接触する押圧面は、前記半導体素子の表面に平行な平面をなし、前記押圧面の幅は、前記吸引スリットの幅より大きいことを特徴とする。
【発明の効果】
【００１１】
本発明の半導体素子のピックアップ装置は、構造が単純であり、薄型半導体素子を粘着シートからピックアップする際に、半導体素子の局所的な変形及び局所的に大きな曲げ応力の発生を抑制することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１２】
以下、本発明の具体的な実施態様を、図を参照しながら説明する。
【００１３】
図１は、本発明の実施形態を示すピックアップ装置１の概念図である。図２は、ピックアップ装置１の主要部の外形を示す斜視図である。図３はピックアップ装置１の主要部を示す断面図である。図４は、ピックアップ装置１の吸着穴の形状を示す平面図である。
【００１４】
図１に示すように、ピックアップ装置１は、吸着ステージ１０、コレット１１、及びニードル１２を備える。
【００１５】
吸着ステージ１０は、半導体ウエハ２０を載置する台である。なお、半導体ウエハ２０は、前工程において多数の半導体素子２に切り分けられて、粘着シート３に貼着されている。
【００１６】
また、吸着ステージ１０には、ニードル１２を挿通するための円形のニードル穴１０ａが貫通している（図２、図３参照）。ニードル穴１０ａは、吸着ステージ１０のほぼ全面に多数配置され、本実施形態では、半導体素子２の個片１個について、５個のニードル穴１０ａを設けている。
【００１７】
コレット１１は、半導体素子２の個片を１個ずつ真空吸着して搬送する吸着ノズルであり、駆動装置１３によって駆動されて、水平及び鉛直方向に移動する。駆動装置１３は駆動モータ１３ａを有し、駆動モータ１３ａはＣＰＵ１４からの制御信号を受けて駆動装置１３を動作させる。
【００１８】
コレット１１の下端には吸着面１１ａを備える。吸着面１１ａは、半導体素子２の表面に面接触するように平坦に成形され、その平坦な面が吸着ステージ１０に載置された半導体ウエハ２０の表面と平行になるように取り付けられている。また、吸着面１１ａの平面形は、半導体素子２の個片の平面形と同形か、それよりも小さくする。ピックアップ動作の際に、隣接する他の個片を吸着することを避けるためである。
【００１９】
また、吸着面１１ａには、円形の吸着穴１１ｂが５個開口している（図４（ａ）参照）。吸着穴１１ｂはコレット１１を貫通して、真空ポンプ１５につながっている。真空ポンプ１５は駆動モータ１５ａを備え、駆動モータ１５ａはＣＰＵ１４からの制御信号を受けて真空ポンプ１５を駆動する。また、真空ポンプ１５は吸着ステージ１０の内側とも結ばれていて、吸着ステージ１０の内側を大気圧に対して負圧にして、粘着シート３を吸着ステージ１０に吸着する。
【００２０】
ニードル１２は、吸着ステージ１０に出没自在に取り付けられて、半導体素子２の個片を下方から押圧して持ち上げる円柱状の部材であり、ニードル穴１０ａに挿通される。また、５本のニードル１２が組になって、共通の台板１６に固定される。台板１６はニードル駆動部１７に取り付けられる。ニードル駆動部１７は駆動モータ１７ａを備え、駆動モータ１７ａはＣＰＵ１４からの制御信号を受けてニードル駆動部１７を動作させて、前記５本のニードル１２の組を同時に昇降させる。
【００２１】
なお、前述したニードル１２、台板１６及びニードル駆動部１７の組は、吸着ステージ１０に載置される半導体素子２の個片のそれぞれに対応して配置される。つまり、吸着ステージ１０に載置される半導体素子２の個片と同数の前記組が、前記個片のそれぞれに対応する位置に配置される。
【００２２】
また、ニードル１２の上端には押圧面１２ａを備える。押圧面１２ａは、粘着シート３の下面に面接触するように平坦に成形され、その平坦な面が吸着ステージ１０に載置された半導体ウエハ２０の表面と平行になるように取り付けられている。また、押圧面１２ａの平面形は、吸着面１１ａにおける吸着穴１１ｂの開口面より大きくする。本実施形態では、押圧面１２ａおよび吸着穴１１ｂの平面形は円形なので、押圧面１２ａの平面形の直径を、吸着穴１１ｂの開口面の直径より大きく（つまり、押圧面１２ａの平面形を吸着穴１１ｂの平面形より大きく）しているので、半導体素子２をコレット１１とニードル１２で挟んでも、半導体素子２の一部が吸着穴１１ｂの内部に押しこまれるような局部的な変形は生じない。
【００２３】
本実施形態では、ピックアップ装置１のニードル穴１０ａ、吸着穴１１ｂおよびニードル１２は円筒状あるいは円柱状をなし、それらを同軸、つまり中心軸が共通になるように配置しているが、ニードル穴１０ａ、吸着穴１１ｂおよびニードル１２の形状は、これに限定されない。例えば、図４（ｂ）に示すように、スリット状の吸着穴１１ｂを備えて、ニードル１２の押圧面１２ａの直径を吸着穴１１ｂの幅より大きくし、ニードル１２の中心軸が吸着穴１１ｂの幅の中央を通るように構成してもよい。
【００２４】
さて、図５はピックアップ装置１の動作を示す説明図であり、図６はピックアップ装置１のコレット１１の吸着面１１ａとニードル１２の押圧面１２ａの高さの変化を示すタイムチャートである。以下、ピックアップ装置１の動作を図５及び図６を参照しながら説明する。
【００２５】
まず、図５（ａ）に示すように、コレット１１は駆動装置１３に駆動されて、吸着面１１ａがピックアップ対象の半導体素子２の上面に接触する。このとき、ニードル１２の押圧面１２ａは、吸着ステージ１０の上面と同じ高さに位置し、半導体素子２の裏面の粘着シート３の下面に接触している。
【００２６】
吸着面１１ａがピックアップ対象の半導体素子２の上面に接触したら、ＣＰＵ１４は真空ポンプ１５を運転して、半導体素子２をコレット１１で吸引する。次に、図５（ｂ）に示すようにニードル駆動部１７を運転して、ニードル１２を上昇させて、吸着ステージ１０の上面に突出させる。この時のニードル１２の上昇速度は１０ｍｍ／秒程度である。
【００２７】
ニードル１２が上昇すると、それに追従してコレット１１が上昇する。本実施形態ではコレット１１は押し下げる圧力が一定になるように、駆動装置１３を制御して、コレット１１をニードル１２に追従させている。
【００２８】
図５（ｃ）に示すように、粘着シート３の半導体素子２とニードル１２に間に挟まれた部分は上昇するが、粘着シート３の他の部分は、吸着ステージ１０側に吸引されているため、粘着シート３は半導体素子２の側縁部分から中央部に向けて剥離を開始する。
【００２９】
粘着シート３の剥離が進み、粘着シート３の他の部分が剥離し終わったら、ＣＰＵ１４はニードル駆動部１７を制御して、ニードル１２を下降させる。この時、コレット１１は、上昇を続けてもよいし、所定の高さで停止してもよい。
【００３０】
ニードル１２が下降すると、粘着シート３も重力及び粘着シート３自身の張力によって下降し、図５（ｄ）に示すように、半導体素子２から完全に剥離する。
【００３１】
以上説明したように、ピックアップ装置１のコレット１１およびニードル１２は半導体素子２に面接触するので、ピックアップの過程で半導体素子２に大きな変形が生じない。そのため、ピックアップの際の半導体素子２が損傷する危険が減少する。
【００３２】
また、ニードル１２の押圧面１２ａの平面形をコレット１１の吸着穴１１ｂより大きくしているので、半導体素子２をコレット１１とニードル１２で挟んだときに、ニードル１２で半導体素子２を吸着穴１１ｂに押し込むような局部変形が生じない。そのため、ピックアップの際に半導体素子２の損傷が損傷する危険が更に減少する。
【００３３】
また、本実施形態では、１片の半導体素子２に対して、５組の吸着穴１１ｂとニードル１２を備える例を示したが、吸着穴１１ｂとニードル１２の数は５組に限られるものではない。１組であってもよい。
【００３４】
また、ニードル１２は円柱状のものには限定されない。角柱状あるいは他の形状を選んでもよい。押圧面１２ａの平面形も円には限定されない。
【００３５】
また、コレット１１の素材に多孔質材料を選んでもよい。
【００３６】
また、本実施形態では、複数のニードル１２を共通の台板１６に固定して、同時に昇降するようにしたが、複数のニードル１２が個別に昇降するようにしてもよい。例えば、半導体素子２の周縁部を支持するニードル１２を先に下降させて、導体素子２の中央付近を支持するニードル１２を後から下降させるようにすれば、粘着シート３をより速やかに剥離することができる。
【図面の簡単な説明】
【００３７】
【図１】本発明の実施形態を示すピックアップ装置の概念図である。
【図２】前記ピックアップ装置の主要部の外形を示す斜視図である。
【図３】前記ピックアップ装置の主要部を示す断面図である。
【図４】前記ピックアップ装置の吸着穴の形状を示す平面図である。
【図５】前記ピックアップ装置の動作を示す説明図である。
【図６】前記ピックアップ装置のコレット下面及びニードルの先端の高さの変化を示すタイムチャートである。
【符号の説明】
【００３８】
１    ピックアップ装置
２    半導体素子
３    粘着シート
１０    吸着ステージ
１０ａ  ニードル穴
１１    コレット
１１ａ  吸着面
１１ｂ  吸着穴
１２    ニードル
１２ａ  押圧面
１３    駆動装置
１３ａ  駆動モータ
１４    ＣＰＵ
１５    真空ポンプ
１５ａ  駆動モータ
１６    台板
１７    ニードル駆動部
１７ａ  駆動モータ
２０    半導体ウエハ
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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