(57)【要約】【課題】吸着ノズルによって半導体チップをピックアップできないとき、ピックアップを繰り返して行なうことができるピックアップ装置を提供することにある。【解決手段】粘着シートの上面に貼着された半導体チップをピックアップする半導体チップのピックアップ装置であって、  所定の位置に位置決めされた半導体チップ４を粘着シート３の下面から突き上げる突き上げピン２３と、突き上げピンによって突き上げられる半導体チップの上面を吸着し突き上げピンの突き上げ動作に連動して上昇する吸着ノズル６と、突き上げピンが半導体チップを突き上げて上昇が停止し、吸着ノズルが上昇を開始したときに吸着ノズルに半導体チップが吸着されているか否かを検出するセンサ１３とを具備する。【選択図】      図１
2008078411.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
粘着シートの上面に貼着された半導体チップをピックアップする半導体チップのピックアップ装置であって、
所定の位置に位置決めされた半導体チップを上記粘着シートの下面から突き上げる突き上げピンと、
この突き上げピンによって突き上げられる半導体チップの上面を吸着し上記突き上げピンの突き上げ動作に連動して上昇する吸着ノズルと、
上記突き上げピンが上記半導体チップを突き上げて上昇が停止し、上記吸着ノズルが上昇を開始したときに上記吸着ノズルに上記半導体チップが吸着されているか否かを検出するセンサと
を具備したことを特徴とする半導体チップのピックアップ装置。
【請求項２】
上記センサによって上記吸着ノズルに上記半導体チップが吸着されていないことが検出されたときに、上記突き上げピンによる上記半導体チップの突き上げと、上記吸着ノズルによる上記半導体チップの吸着を繰り返して行なわせる制御手段を有することを特徴とする請求項１記載の半導体チップのピックアップ装置。
【請求項３】
上記センサによって上記吸着ノズルが上記半導体チップを吸着していないことを検出したときに、直ちに上記吸着ノズルの上昇を停止させて下降方向に駆動させる制御手段を有することを特徴とする請求項１記載の半導体チップのピックアップ装置。
【請求項４】
粘着シートの上面に貼着された半導体チップをピックアップする半導体チップのピックアップ方法であって、
所定の位置に位置決めされた半導体チップを上記粘着シートの下面から突き上げピンによって突き上げる工程と、
上記突き上げピンによって突き上げられる半導体チップの上面を吸着ノズルによって吸着し上記突き上げピンの突き上げ動作に連動して上記吸着ノズルを上昇させる工程と、
上記突き上げピンが上記半導体チップを突き上げて上昇が停止し、上記吸着ノズルが上昇を開始したときに上記吸着ノズルに上記半導体チップが吸着されているか否かを検出する工程と
を具備したことを特徴とする半導体チップのピックアップ方法。
【請求項５】
上記センサによって上記吸着ノズルに上記半導体チップが吸着されていないことが検出されたときに、上記突き上げピンによる上記半導体チップの突き上げと、上記吸着ノズルによる上記半導体チップの吸着を繰り返して行なわせる工程を有することを特徴とする請求項４記載の半導体チップのピックアップ装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は粘着シートに貼着された半導体チップを突き上げピンによって突き上げて吸着ノズルでピックアップする半導体チップのピックアップ装置及びピックアップ方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
半導体ウエハをさいの目状に切断して形成された半導体チップは粘着シートに貼られており、この半導体チップを基板にボンディングする場合、突き上げピンによって突き上げて粘着シートから剥離し、吸着ノズルによってピックアップするようにしている。
【０００３】
粘着シートの粘着力は経時変化して粘着力が部分的に強くなるということがある。そのような場合、粘着シートに貼着された半導体チップを突き上げピンで突き上げても、半導体チップが粘着シートから確実に剥離されないということがある。半導体チップが粘着シートから確実に剥離されていない状態で、その半導体チップを吸着ノズルによって吸着してピックアップしても、半導体チップが粘着シート側に残るという、ピックアップミスが生じることがある。
【０００４】
ピックアップミスが生じると、半導体チップを吸着ノズルから次工程に受け渡したり、基板に実装するなどのことができなくなる。そこで、吸着ノズルによって半導体チップがピックアップされたか否かを検出し、ピックアップされていないときには作業者が装置を停止して点検した後、作業を再開させるということが行われている。  
特許文献１には吸着ノズルによって半導体チップがピックアップされたか否かを検出することが示されている。
【特許文献１】特開２００４−２４１６８５号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、上記センサによって吸着ノズルが半導体チップをピックアップしていないことを検出したときに、作業者が装置を停止して点検し、その後作業を再開させるようにしたのでは生産性が大幅に低下するということになる。
【０００６】
しかも、従来は吸着ノズルが突き上げピンとともに上昇し、突き上げピンが上昇し終わって吸着ノズルが十分に上昇してから、センサによってピックアップミスの有無を検出するようにしている。
【０００７】
そのため、ピックアップミスが生じ、センサがピックアップミスを検出した時点では、吸着ノズルは半導体チップから大きく離れる高さまで上昇してしまう。そして、ピックアップミスが生じた半導体チップは粘着シートに対して部分的に剥離されていることが多いから、吸着ノズルが半導体チップから大きく離れる高さまで上昇してしまうと、粘着シートに残留した半導体チップは粘着シート上でずれ動いてしまうということがある。
【０００８】
半導体チップが粘着シート上でずれ動いてしてしまうと、ピックアップ動作を繰り返して行なおうとしても、突き上げピンによる突き上げや吸着ノズルによる吸着を確実に行なうことができないから、半導体チップを再度ピックアップすることができなくなり、結局は装置を停止して点検しなければならないことになる。
【０００９】
この発明は、吸着ノズルが半導体チップをピックアップしていないピックアップミスをセンサが検出したならば、装置を停止することなく、上記突き上げピンと吸着ノズルによるピックアップ動作を繰り返して行なうことができるようにした半導体チップのピックアップ装置及びピックアップ方法を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
この発明は、粘着シートの上面に貼着された半導体チップをピックアップする半導体チップのピックアップ装置であって、
所定の位置に位置決めされた半導体チップを上記粘着シートの下面から突き上げる突き上げピンと、
この突き上げピンによって突き上げられる半導体チップの上面を吸着し上記突き上げピンの突き上げ動作に連動して上昇する吸着ノズルと、
上記突き上げピンが上記半導体チップを突き上げて上昇が停止し、上記吸着ノズルが上昇を開始したときに上記吸着ノズルに上記半導体チップが吸着されているか否かを検出するセンサと
を具備したことを特徴とする半導体チップのピックアップ装置にある。
【００１１】
上記センサによって上記吸着ノズルに上記半導体チップが吸着されていないことが検出されたときに、上記突き上げピンによる上記半導体チップの突き上げと、上記吸着ノズルによる上記半導体チップの吸着を繰り返して行なわせる制御手段を有することが好ましい。
【００１２】
上記センサによって上記吸着ノズルが上記半導体チップを吸着していないことを検出したときに、直ちに上記吸着ノズルの上昇を停止させて下降方向に駆動させる制御手段を有することが好ましい。
【００１３】
この発明は、粘着シートの上面に貼着された半導体チップをピックアップする半導体チップのピックアップ方法であって、
所定の位置に位置決めされた半導体チップを上記粘着シートの下面から突き上げピンによって突き上げる工程と、
上記突き上げピンによって突き上げられる半導体チップの上面を吸着ノズルによって吸着し上記突き上げピンの突き上げ動作に連動して上記吸着ノズルを上昇させる工程と、
上記突き上げピンが上記半導体チップを突き上げて上昇が停止し、上記吸着ノズルが上昇を開始したときに上記吸着ノズルに上記半導体チップが吸着されているか否かを検出する工程と
を具備したことを特徴とする半導体チップのピックアップ方法にある。
【００１４】
上記センサによって上記吸着ノズルに上記半導体チップが吸着されていないことが検出されたときに、上記突き上げピンによる上記半導体チップの突き上げと、上記吸着ノズルによる上記半導体チップの吸着を繰り返して行なわせる工程を有することが好ましい。
【発明の効果】
【００１５】
この発明によれば、突き上げピンが半導体チップを突き上げて上昇が停止し、吸着ノズルが上昇を開始したときに、吸着ノズルに半導体チップが吸着されているか否かを検出する。
【００１６】
そのため、吸着ノズルが半導体チップからほとんど離れることのない時点でピックアップミスの有無を検出できるから、ピックアップミスが生じたときには粘着シート上の半導体チップが吸着ノズルによって位置ずれするのが阻止されるため、ピックアップを繰り返して行なうことが可能となる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１７】
以下、この発明の一実施の形態を図面を参照しながら説明する。  
図１はピックアップ装置１を示し、このピックアップ装置１は突き上げ機構２を備えている。この突き上げ機構２は図示しないウエハリングに張設された粘着シート３の下面側に対向して設けられている。
【００１８】
上記粘着シート３の上面には半導体ウエハをさいの目状に分割した複数の半導体チップ４が貼着されている。上記ウエハリングはＸ、Ｙ駆動源５によって水平方向に駆動されるようになっている。
【００１９】
それによって、粘着シート３に貼着された半導体チップ４は上記突き上げ機構２に対してＸ及びＹ方向に位置決め可能となっている。なお、ウエハリングに代わり突き上げ機構２を水平方向に駆動してもよく、要はウエハリングと突き上げ機構２が相対的にＸ、Ｙ方向に駆動されるようになっていればよい。
【００２０】
上記粘着シート３の上面側で、上記突き上げ装置２の上方には吸着ノズル６が設けられている。この吸着ノズル６はホルダ７に保持されている。このホルダ７はＸ、Ｙ、Ｚ駆動源８によって水平方向及び上下方向に駆動されるようになっている。
【００２１】
上記吸着ノズル６には一端が吸着ノズル６の先端面に開口したノズル孔９が形成されている。このノズル孔９の他端には第１の吸引ポンプ１１がチューブ１２を介して接続されている。このチューブ１２の中途部には上記チューブ１２に作用する上記第１の吸引ポンプ１１の吸引力が所定の圧力まで低下したときにそのことを検出するバキュームセンサ１３が設けられている。
【００２２】
上記バキュームセンサ１３は後述するように吸着ノズル６の先端面に上記半導体チップ４が吸着されて上記チューブ１２内が所定の圧力に低下したときにそのことを検出し、その検出信号を図２に示す制御装置１４に出力するようになっている。つまり、バキュームセンサ１３は吸着ノズル６が半導体チップ４を粘着シート３からピックアップしたか否かを上記チューブ１２内の圧力が所定の値か否かで検出するようになっている。
【００２３】
上記突き上げ機構２は装置本体１５を有する。この装置本体１５は円筒状の基部１６と、この基部１６の上端に取着されたキャップ１７を有する。この装置本体１５には可動軸１８が上記基部１６に対して気密な状態で上下方向に移動可能に挿通支持されている。
【００２４】
上記可動軸１８の下端部は上記基部１６の下端面から突出し、その突出端にはカムフォロア１９が回転可能に設けられている。このカムフォロア１９はカム体２１の外周面に接触している。カム体２１は回転駆動源２２によって回転駆動される。それによって、上記可動軸１８はカム体２１の上死点と下死点との高さの範囲で上下駆動されるようになっている。
【００２５】
上記可動軸１８の上端には突き上げピン２３が設けられている。この突き上げピン２３は、上記可動軸１８がカム体２１によって上昇方向に駆動されると、先端が上記キャップ１７の上面に穿設された突出孔２４から突出する。上記キャップ１７の上面は上記粘着シート３の下面に接触している。
【００２６】
したがって、突き上げピン２３の先端が突出孔２４から突出すると、この突出孔２４に対して位置決めされた半導体チップ４、つまりピックアップ位置に位置決めされた半導体チップ４の下面が上記粘着シート３を介して突き上げられるようになっている。
【００２７】
ピックアップ位置に位置決めされた半導体チップ４はピックアップ装置１の上方に配置された撮像カメラ２５によって撮像される。この撮像カメラ２５の撮像信号は上記制御装置１４に出力されて画像処理される。
【００２８】
それによって、上記半導体チップ４のＸ、Ｙ座標が算出され、その算出に基いて上記吸着ノズル６がＸ、Ｙ方向に対して位置決めされる。つまり、位置決めされた半導体チップ４の中心に、上記吸着ノズル６の軸芯が一致するよう位置決めされる。  
なお、ピックアップされる半導体チップ４は、その中心が上記突き上げピン２３の軸芯に一致するよう、ウエハリングを介して上記Ｘ、Ｙ駆動源５によって位置決めされる。
【００２９】
上記キャップ１７の上面で、上記突出孔２４の周辺部には複数の吸引孔２６が穿設されている。上記基部１６の側壁の下端部には接続部２７が設けられ、この接続部２７には第２の吸引ポンプ２８がチューブ２９を介して接続されている。
【００３０】
それによって、第２の吸引ポンプ２８が作動すれば、その吸引力が基部１６及びキャップ１７の内部空間を通じてキャップ１７の上面に形成された上記吸引孔２６に作用するから、このキャップ１７の上面に上記粘着シート３が吸着される。つまり、粘着シート３のピックアップされる半導体チップ４が貼着された部分の下面側がキャップ１７の上面に吸着保持される。
【００３１】
なお、上記Ｘ、Ｙ駆動源５、上記Ｘ、Ｙ、Ｚ駆動源８、上記第１の吸引ポンプ１１、上記回転駆動源２２及び上記第２の吸引ポンプ２８は上記制御装置１４によって駆動が制御されるようになっている。
【００３２】
つぎに、上記構成のピックアップ装置１によって半導体チップ４をピックアップするときの動作を図３（ａ）〜（ｃ）を参照しながら説明する。  
まず、Ｘ、Ｙ駆動源５によってウエハリングがＸ、Ｙ方向に駆動され、ピックアップされる半導体チップ４がピックアップ位置に位置決される。位置決めされた半導体チップ４は撮像カメラ２５によって撮像され、その撮像に基いて吸着ノズル６がＸ、Ｙ、Ｚ駆動源８によって水平方向に駆動されて半導体チップ４の上方に位置決めされる。
【００３３】
つぎに、図３（ａ）に示すように、上記吸着ノズル６が上記Ｘ、Ｙ、Ｚ駆動源８によって下降方向に駆動され、半導体チップ４の上面を吸着する。吸着ノズル６が半導体チップ４の上面を吸着すると、回転駆動源２２によってカム体２１が回転駆動されて可動軸１８が図３（ｂ）に示すように上昇し、その先端に設けられた突き上げピン２３によって位置決めされた半導体チップ４の下面が粘着シート３を介して突き上げられる。
【００３４】
突き上げピン２３が半導体チップ４を突き上げるタイミングと同期して吸着ノズル６がＸ、Ｙ、Ｚ駆動源８によって上昇方向に駆動される。突き上げピン２３が上記カム体２１の上死点によって上昇限まで上昇させられてその上昇が停止すると、上記吸着ノズル６が上昇を開始する。
【００３５】
上記吸着ノズル６が上昇を開始した時点で、バキュームセンサ１３の検出信号が入力された制御装置１４によって上記吸着ノズル６が半導体チップ４を吸着しているか否かが判定される。
【００３６】
上記吸着ノズル６が半導体チップ４を吸着していると判定されると、この吸着ノズル６はさらに上昇して半導体チップ４の受け渡し位置までＸ、Ｙ方向に駆動される。
【００３７】
図３（ｃ）に示すように、上記吸着ノズル６が半導体チップ４を吸着しておらず、そのことがバキュームセンサ１３によって判定される、つまりピックアップミスが生じると、その時点で直ちに吸着ノズル６は上昇を停止して下降方向に駆動されるとともに、それと同期してと突き上げピン２３も下降方向に駆動される。それによって、半導体チップ４、突き上げピン２３及び吸着ノズル６は図３（ａ）に示すピックアップ動作を開始するときの状態に戻る。
【００３８】
この間、吸着ノズル６の先端面は突き上げピン２３によって突き上げられた半導体チップ４の上面から大きく離れることがないから、上記半導体チップ４が粘着シート３に対して部分的に剥離されていても、突き上げピン２３と吸着ノズル６とによって粘着シート３上でずれ動くのが制限される。
【００３９】
すなわち、上記突き上げピン２３の上昇が停止してから、吸着ノズル６が上昇を開始し、その先端面が半導体チップ４の上面からわずかに離れた時点で、チューブ１２内の圧力が上昇するため、バキュームセンサ１３によって半導体チップ４がピックアップされているか否かが検出される。
【００４０】
そのため、吸着ノズル６によって半導体チップ４がピックアップされないとき、その半導体チップ４が粘着シート３から部分的に剥離されていても、上記吸着ノズル６と上記突き上げピン２３によって粘着シート３上でずれ動くのが阻止される。
【００４１】
それによって、上記半導体チップ４が上記吸着ノズル６や上記突き上げピン２３に対して位置ずれすることがないから、吸着不良や突き上げ不良を招くことなく、ピックアップ動作を繰り返して行なうことが可能となる。
【００４２】
このように、ピックアップミスが生じた半導体チップ４に対してピックアップ動作を繰り返して行なえば、その半導体チップ４と粘着シート３の貼着力が弱まって、上記半導体チップ４を上記吸着ノズル６によってピックアップすることが可能となる。
【００４３】
したがって、吸着不良が発生したとき、従来のように作業者がピックアップ装置１を停止して点検するということをせずにすむから、生産性を大幅に向上させることが可能となる。
【００４４】
上記一実施の形態では吸着ノズルに半導体チップが吸着されているか否かをバキュームセンサによって検出したが、チューブに空気が流れているか否かをフローセンサによって検出したり、吸着ノズルが上昇したときに半導体チップが吸着されているか否かを光センサによって検出してもよく、半導体チップがピックアップされているか否かを検出するセンサはなんら限定されるものでない。
【図面の簡単な説明】
【００４５】
【図１】この発明の一実施の形態を示すピックアップ装置の概略的構成図。
【図２】制御系統のブロック図。
【図３】半導体チップのピックアップ動作の説明図。
【符号の説明】
【００４６】
１…ピックアップ装置、２…突き上げ機構、３…粘着シート、４…半導体チップ、６…吸着ノズル、１３…バキュームセンサ、１４…制御装置、２３…突き上げピン。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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