(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
底面側に複数のバンプが形成されるとともに非導電性の接着フィルムが接着された複数の半導体チップを粘着保持したシート材から前記半導体チップをピックアップするピックアップ装置であって、
一部又は全部が、電離作用を有する除電用電磁波が透過可能な材料を含み、前記シート材の裏面を吸着保持するステージと、
前記ステージの裏側から前記半導体チップを突き上げる突き上げピンと、
前記突き上げピンの周囲を覆い、周面に前記除電用電磁波を通過させる照射孔が形成された吸引筒と、
前記除電用電磁波を、前記照射孔を介して前記ステージの裏側からかつ斜方から前記シート材を透過させて前記半導体チップの裏面かつ前記突き上げピンが前記半導体チップを突き上げる領域に照射して、前記半導体チップと前記シート材との間に生じた電荷を除電する除電機構と、
を備えることを特徴とするピックアップ装置。
【請求項２】
請求項１に記載のピックアップ装置であって、
前記除電機構は、３ｅＶ〜１５ｋｅＶの範囲である光子エネルギーを有する除電用電磁波を照射する、
ことを特徴とするピックアップ装置。
【請求項３】
請求項１または２に記載のピックアップ装置であって、
前記除電機構は、紫外線領域の光子エネルギーを有する前記除電用電磁波を照射するものであり、
前記ステージは、石英、または、フッ化カルシウム、またはフッ化マグネシウムを含む、
ことを特徴とするピックアップ装置。
【請求項４】
請求項１または２に記載のピックアップ装置であって、
前記除電機構は、Ｘ線領域の光子エネルギーを有する前記除電用電磁波を照射する、ことを特徴とするピックアップ装置。
【請求項５】
シート材の表面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方法であって、
底面側に複数のバンプが形成されるとともに非導電性の接着フィルムが接着された複数の半導体チップを粘着保持したシート材を電離作用を有する除電用電磁波が透過可能な材料含むステージで、吸着保持する工程と、
突き上げピンで、前記ステージの裏側から前記半導体チップを突き上げて、前記半導体チップの少なくとも一部を前記シート材から剥離する工程と、
前記突き上げと並行して、または、突き上げ直後に、前記除電用電磁波を、前記突き上げピンの周囲を覆う吸引筒の周面に形成された照射孔を介して、前記ステージの裏側からかつ斜方から前記シート材を透過させて前記半導体チップの裏面であって前記突き上げピンが前記半導体チップを突き上げる領域に照射して、前記半導体チップと前記シート材との間に生じた電荷を除電する工程と、
を備えることを特徴とするピックアップ方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本願は、シート材の表面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装置およびピックアップ方法を開示する。
【背景技術】
【０００２】
ボンディング前の半導体チップは、ダイシングシート等のシート材の表面に、整列して貼着されている。半導体チップを回路基板等にボンディングする際には、このシート材から半導体チップをピックアップする必要がある。半導体チップをピックアップする際には、シート材の裏側から、対象の半導体チップを突き上げるとともに、突き上げられた半導体チップを、コレット等で吸着保持する。【０００３】
ここで、半導体チップが貼付されるシート材から半導体チップを剥離してピックアップする際に、半導体チップとシート材との間で剥離帯電が生じることがある。特に、半導体チップの裏面に、樹脂からなる接着剤が塗布されている場合、同じく樹脂からなるシート材との間に、剥離帯電が生じやすい。半導体チップの裏面およびシート材の表面が帯電することで、半導体チップが飛散したり、静電破壊したりすることがあった。【０００４】
そこで、従来から、除電装置を設けて、半導体チップ周辺の電荷を中和することが提案されている。例えば、特許文献１には、静電力により半導体ウエハを吸着する静電チャックと、静電チャックの静電力を解除した後も残留する電荷を中和して除電するイオン化ガス発生手段と、を備えた半導体ウエハ・チャック装置が開示されている。この特許文献１において、イオン化ガス発生手段は、ウエハを側方から照射し、ウエハ周囲の不活性ガスをイオン化するＵＶ光照射装置を有している。【０００５】
また、特許文献２には、電子部品を保持したテープから、当該テープの上面を負うトップテープを剥離する剥離部位に帯電する電荷を除去する除電手段を備えた電子部品実装装置が開示されている。この特許文献２において、除電手段は、トップテープの上方に配され、剥離部位に対してイオン化された空気を噴射する除電器である。なお、特許文献２には、明記されていないが、イオン化された空気は、コロナ放電を利用して生成されるものと推測される。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特許第３１６３９７３号公報
【特許文献２】特許第４４５８１９３号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
こうした除電装置を用いることで、半導体チップ周辺の電荷をある程度、低減できる。しかしながら、従来の除電装置の多くは、半導体チップの上側または側方に設けられている。そのため、従来技術では、半導体チップの裏面、すなわち、シート材と半導体チップの裏面との接合箇所の除電は、効率的に行えなかった。結果として、半導体チップが静電力により飛散したり、静電破壊したりすることがあった。【０００８】
また、半導体チップの裏面まで除電するために、コロナ放電により生成したイオン化空気を、半導体チップの裏面に送風することも考えられる。しかし、この場合、送風により半導体チップが飛散するという別の問題を招く。【０００９】
そこで、本願では、半導体チップをより適切にピックアップできるピックアップ装置およびピックアップ方法を開示する。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
本願で開示するピックアップ装置は、シート材の表面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装置であって、一部又は全部が、電離作用を有する除電用電磁波が透過可能な材料を含み、前記シート材の裏面を吸着保持するステージと、前記ステージの裏側から前記半導体チップを突き上げる突き上げピンと、前記除電用電磁波を、前記ステージの裏側から前記シート材を透過させて前記半導体チップの裏面に照射して、前記半導体チップと前記シート材との間に生じた電荷を除電する除電機構と、を備える。【００１１】
かかる構成とすることで、半導体チップの裏面周辺を、無風で除電することができ、静電力や除電用風による半導体チップの飛散、静電力による半導体チップの静電破壊等を効果的に防止できる。そして、結果として、半導体チップをより適切にピックアップできる。【００１２】
ピックアップ装置は、さらに、前記突き上げピンの周囲を覆い、周面に前記除電用電磁波を通過させる照射孔が形成された吸引筒を備え、前記光除電機構は、前記照射孔を介して、前記除電用電磁波を前記半導体チップに照射する光源を有してもよい。【００１３】
照射孔を介して、除電用電磁波を半導体チップに照射することで、吸引筒の内部に光源を配する必要がなく、構成を簡易化できる。【００１４】
また、前記除電機構は、３ｅＶ〜１５ｋｅＶの範囲である光子エネルギーを有する除電用電磁波を照射してもよい。【００１５】
かかる構成とすることで、人体等への悪影響を抑えつつ、光除電ができる。【００１６】
また、前記除電機構は、紫外線領域の光子エネルギーを有する前記除電用電磁波を照射するものであり、前記ステージは、石英、フッ化カルシウム、またはフッ化マグネシウムを含んでもよい。また、前記除電機構は、Ｘ線領域の光子エネルギーを有する前記除電用電磁波を照射するものであり、前記ステージは、一部又は全部がベリリウム、ダイヤモンドを含んでもよい。また、前記除電機構は、Ｘ線領域の光子エネルギーを有する前記除電用電磁波を照射するものであり、前記ステージは、一部または全部が、厚さによって前記除電用電磁波に対する透過性を制御する金属材料または非金属材料で構成されてもよい。【００１７】
かかる構成とすることで、除電用電磁波が、ステージを透過して、半導体チップに到達できる。【００１８】
本願で開示するピックアップ方法は、シート材の表面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方法であって、電離作用を有する除電用電磁波が透過可能な材料含むステージで、前記シート材を吸着保持する工程と、突き上げピンで、前記ステージの裏側から前記半導体チップを突き上げて、前記半導体チップの少なくとも一部を前記シート材から剥離する工程と、前記突き上げと並行して、または、突き上げ直後に、前記除電用電磁波を、前記ステージの裏側から前記シート材を透過させて前記半導体チップの裏面に照射して、前記半導体チップと前記シート材との間に生じた電荷を除電する工程と、を備える。【００１９】
かかる構成とすることで、半導体チップの裏面周辺を、無風で除電することができ、静電力や除電用風による半導体チップの飛散、静電力による半導体チップの静電破壊等を効果的に防止できる。そして、結果として、半導体チップをより適切にピックアップできる。
【発明の効果】
【００２０】
本願で開示するピックアップ装置およびピックアップ方法によれば、半導体チップの裏面周辺を、無風で除電することができ、静電力や除電用風による半導体チップの飛散、静電力による半導体チップの静電破壊等を効果的に防止できる。そして、結果として、半導体チップをより適切にピックアップできる。
【図面の簡単な説明】
【００２１】
【図１】ピックアップ装置の構成を示す図である。
【図２】図１のＡ部拡大図である。
【図３】ピックアップの様子を示すイメージ図である。
【発明を実施するための形態】
【００２２】
以下、ピックアップ装置１０について図面を参照して説明する。図１は、ピックアップ装置１０の構成を示す図である。また、図２は、図１のＡ部拡大図である。ピックアップ装置１０は、半導体チップ１００が貼付されたシート材１１０を吸着保持する吸引ステージ１２と、吸引ステージ１２上の任意の半導体チップ１００を所定のタイミングで突き上げる突き上げ機構１６と、半導体チップ１００を吸引保持して搬送するコレット１８と、半導体チップ１００の周囲にイオン対を発生させて除電する除電機構２０と、を備えている。
【００２３】
シート材１１０は、半導体チップ１００を粘着保持するプラスチック製シートで、一般的に、ダイシングシートやウエハシートと呼ばれるものである。シート材１１０の材料は、電離作用を有した除電用電磁波、例えば、紫外線や軟Ｘ線の透過が可能であれば限定されず、例えば、シート材１１０は、塩化ビニル樹脂等からなる。シート材１１０の表面には、複数の半導体チップ１００が、整列して貼付されている。
【００２４】
半導体チップ１００は、底面に複数のバンプ（図示せず）が形成されている。また、これら複数のバンプを覆うように、半導体チップ１００の底面には、非導電性の接着フィルム１０２が貼付されている。この接着フィルム１０２は、例えば、ダイアタッチフィルム（ＤＡＦ）や、ウェハボンディングコーティング（ＷＢＣ）と呼ばれるものである。
【００２５】
吸引ステージ１２には、複数の吸引孔２２、および、１以上の突き上げ孔２４が形成された略平板状部材である。吸引ステージ１２のうち、除電用電磁波である紫外線や軟Ｘ線の透過が可能な材質、例えば、石英や、フッ化カルシウム、フッ化マグネシウム等を含む。
【００２６】
吸引ステージ１２の裏面には、略円筒形の吸引筒１４が密着して配置されている。吸引筒１４は、上端が開口された円筒部材で、下端は、吸引ポンプ（図示せず）に連結されている。シート材１１０は、この吸引筒１４、および、吸引孔２２を介して、吸引保持される。突き上げ孔２４は、後述する突き上げピン２６の通過を許容する孔である。半導体チップ１００をピックアップする際には、ピックアップ対象の半導体チップ１００が、この突き上げ孔２４の真上に位置するように、シート材１１０の位置を調整する。換言すれば、この突き上げ孔２４が設けられている位置が、半導体チップ１００がピックアップされるピックアップ位置になる。
【００２７】
吸引筒１４の内部には、突き上げ機構１６を構成する突き上げピン２６が設けられている。突き上げピン２６は、半導体チップ１００を上方に突き上げることで、半導体チップ１００の少なくとも一部をシート材１１０から剥離するピンである。突き上げピン２６は、突き上げ孔２４と同軸に配されており、ピックアップの際には、上から順に、コレット１８、半導体チップ、突き上げ孔２４、突き上げピン２６が、上下に並ぶ。
【００２８】
吸引筒１４の内部には、この突き上げピン２６を保持するピン保持具も設けられている。ピン保持具２８には、突き上げピン２６が挿通され、突き上げピン２６の昇降をガイドするガイド孔３０が形成されている。そして、突き上げピン２６は、図示しない昇降機構により、当該ガイド孔３０に沿って昇降可能となっている。なお、昇降機構としては、プランジャや、カム機構等を用いることができる。
【００２９】
なお、ここでは、突き上げピン２６を一本だけとしているが、突き上げピン２６は、複数でもよい。すなわち、大型の半導体チップ１００等を剥離する場合等には、水平方向に並んだ突き上げピン２６を、タイミングまたは上昇量をずらして、順番に突き上げるようにしてもよい。また、突き上げピン２６は、水平方向にも移動可能とし、半導体チップ１００の突き上げ位置を適宜、変更できるようにしてもよい。
【００３０】
コレット１８は、ピックアップ位置において半導体チップ１００をピックアップして吸引保持し、次の作業位置、例えばチップの傾き等を調整する位置決め位置等に搬送する。コレット１８は、半導体チップ１００を挟んで、突き上げピン２６の反対側に設けられている。このコレット１８は、半導体チップ１００を保持する先端部３２と、先端部３２に開口する貫通穴３４とを有する筒状の部材である。貫通穴３４には、図示しない真空源が接続されている。また、コレット１８は、図示しない移動機構により、上下方向および水平方向に移動できる。なお、移動機構としては、例えば、モータとガイドレールとを備えた機構等を用いることができる。半導体チップ１００は、突き上げピン２６によって突き上げられて、シート材１１０から剥離された後、当該コレット１８により吸引され、保持される。コレット１８は、半導体チップを吸引保持すれば、上昇して移動し、半導体チップを搬送する。
【００３１】
除電機構２０は、吸引筒１４の側方に配された光源４０を備える。光源４０は、電離作用を持つ電磁波４２（以下「除電用電磁波４２」という）、例えば、紫外線の領域や、Ｘ線の領域を含む光子エネルギー３ｅＶ〜１５ｋｅＶの電磁波を半導体チップ１００の裏面（シート材１１０との接触面）に放射する。なお、紫外線を用いる場合は、波長１０ｎｍ〜２００ｎｍ（光子エネルギー６ｅＶ〜１２３ｅＶ）の真空紫外線（遠紫外線）を用いることが望ましい。また、Ｘ線としては、波長が１０分の数ｎｍ〜数十ｎｍ（エネルギーが０．１ｋｅＶ〜２ｋｅＶ）の軟Ｘ線を用いることが望ましい。軟Ｘ線は、電離作用を持つ一方で、透過性が低く、数ｍｍ程度のポリ塩化ビニル板で遮蔽でき、人体等への悪影響を防止できるためである。なお、半導体チップ１００が貼付されているシート材１１０は、ポリ塩化ビニル等のプラスチックを含むが、シート材１１０の厚みは、数十〜数百μｍと非常に薄いため、軟Ｘ線の透過が可能である。
【００３２】
吸引筒１４の周壁には、この光源４０から照射された電磁波を、半導体チップ１００近傍に導く照射孔４６が形成されている。すなわち、照射孔４６は、電磁波の出射点と、半導体チップ１００の底面とを結ぶ直線に沿って延びている。光源４０は、この照射孔４６を通過して半導体チップ１００の底面に到達するレベルの電磁波を放射する。なお、照射孔４６の内周面は、電磁波の透過吸収を阻害するために、金属等のシールド材料で被覆されていてもよい。また、照射孔４６からのエア漏れを防止するために、当該照射孔４６には、除電用電磁波４２が透過可能な材料、例えば、石英、フッ化カルシウム、フッ化マグネシウムを含む閉鎖部材４８で閉鎖されていることが望ましい。
【００３３】
また、除電用電磁波４２にＸ線を用いる場合、閉鎖部材４８にはＸ線に対して透過性の高いベリリウムやダイヤモンドを用いることができる。さらに、閉鎖部材４８には、ベリリウムやダイヤモンドと同等の透過性を持たせるように厚さを調整した金属材料又は非金属材料を用いてもよい。
【００３４】
光源４０は、除電用電磁波４２を、ピックアップ処理の期間中、常時、放射していてもよいし、突き上げピン２６で半導体チップ１００を突き上げる直後だけ、放射するようにしてもよい。
【００３５】
次に、このように除電機構２０を設ける理由について従来技術と比較して説明する。図３は、ピックアップの様子を示すイメージ図である。既述した通り、半導体チップ１００をピックアップする際には、図３（ａ）、（ｂ）に示すように、シート材１１０の裏側から、半導体チップ１００を、突き上げピン２６で突き上げて、半導体チップ１００の少なくとも一部をシート材１１０から剥離する。シート材１１０から半導体チップ１００の少なくとも一部が剥離されれば、コレット１８が、降下して、半導体チップ１００を上側から吸引保持する。
【００３６】
ここで、突き上げにより、半導体チップ１００の一部がシート材１１０から剥離するとき、半導体チップ１００の裏面（接着フィルム１０２の端面）およびシート材１１０の表面に、剥離帯電が生じる。その結果、半導体チップ１００の裏面およびシート材１１０の表面が、正または負に帯電する。かかる帯電が生じると、半導体チップ１００が、静電力により飛散したり、静電破壊したりする。
【００３７】
そこで、従来から、半導体チップ１００の周辺に除電を施すことが提案されている。しかし、従来技術では、半導体チップ１００の上側から除電していた。そのため、剥離帯電が最も生じやすい半導体チップ１００の裏面およびシート材１１０の表面を効率的に除電できなかった。
【００３８】
また、従来、設けられていた除電機構２０は、コロナ放電により生成したイオン対（イオン化空気）を、除電対象箇所（本例では半導体チップ１００周辺）に吹き付ける構成であった。この場合、イオン対を吹き付ける風により、半導体チップ１００が飛散するという別の問題も招いていた。
【００３９】
本願で開示するピックアップ装置１０では、既述した通り、電離作用を持つ除電用電磁波４２を半導体チップ１００の裏面（シート材１１０との接触面）に放射する。なお、シート材１１０の背後には、吸引ステージ１２（図３では図示せず）が存在しているが、既述した通り、吸引ステージ１２は、除電用電磁波４２が透過可能な石英、フッ化カルシウム、フッ化マグネシウムを含む。または、厚さが調節された材料を含む。また、シート材１１０は、ポリ塩化ビニル等の樹脂からなるが、これらは十分に薄いため、除電用電磁波４２は、透過できる。その結果、除電用電磁波４２は、半導体チップ１００の裏面に到達できる。
【００４０】
除電用電磁波４２で照射された範囲の空気は、図３（ｃ）に示すように、当該除電用電磁波４２の持つ電離作用によりイオン化され、両極性のイオンが生じる。すなわち、除電用電磁波の電離作用により、安定した原子／分子から電子が弾き飛ばされる。電子が弾き飛ばされた原子／分子は、プラスのイオンになり、はじき出された電子と結合した原子／分子は、マイナスのイオンになる。このように生じたイオン対は、帯電体である半導体チップ１００およびシート材１１０に引き寄せられ、静電気を除去する。
【００４１】
このように、本願で開示するピックアップ装置１０では、除電用電磁波４２を、帯電が生じやすい半導体チップ１００の裏面およびシート材１１０の表面に照射している。そのため、半導体チップ１００の上側や側方から除電を試みていた従来技術に比べて、より効果的に除電することができ、静電力に起因する半導体チップ１００の飛散や、静電破壊を効果的に防止する。
【００４２】
また、除電用電磁波４２を用いた除電、すなわち、光除電は、コロナ放電を利用した除電と異なり、風が不要である。そのため、風により半導体チップ１００や塵の飛散が防止される。結果として、半導体チップ１００の飛散や汚染をより確実に防止でき、半導体チップ１００を、より適切にピックアップできる。
【００４３】
コレット１８は、この除電された半導体チップ１００を、上側から吸引保持し、下流工程の作業箇所に搬送する。半導体チップ１００が、除電用電磁波４２の放射範囲から外れると、イオン化していた原子／分子は、いずれも、安定した原子／分子に戻る。つまり、除電用電磁波４２を利用した光除電では、イオンバランスが偏った逆帯電や、イオン化した原子／分子が残留する残留帯電が生じることがなく、その後の作業に悪影響を与えることもない。
【００４４】
以上の説明から明らかな通り、本願で開示するピックアップ装置１０によれば、半導体チップ１００をより適切にピックアップできる。なお、これまで説明した構成は一例であり、除電用電磁波４２を、シート材１１０の裏側から半導体チップ１００の裏面に照射して、除電するのであれば、その他の構成は、適宜、変更されてもよい。例えば、上述の説明では、光源４０を、吸引筒１４の側方に配したが、他部材との干渉を避けられるのであれば、他の箇所、例えば、吸引筒１４の内部等に配してもよい。また、上述の例では、除電用電磁波４２の光路は、屈曲しない直線状となっているが、光路途中に、適宜、反射部材を設けて、屈曲させてもよい。また、吸引ステージ１２に限らず、吸引筒１４や、突き上げピン２６の少なくとも一部を除電用電磁波４２が透過可能な材料で構成してもよい。
【符号の説明】
【００４５】
１０  ピックアップ装置、１２  吸引ステージ、１４  吸引筒、１６  突き上げ機構、１８  コレット、２０  除電機構、２２  吸引孔、２４  突き上げ孔、２６  突き上げピン、２８  ピン保持具、３０  ガイド孔、３２  先端部、３４  貫通穴、４０  光源、４２  除電用電磁波、４６  照射孔、４８  閉鎖部材、１００  半導体チップ、１０２  接着フィルム、１１０  シート材。
【図１】
0006715353.tif 000002
【図２】
0006715353.tif 000003
【図３】
0006715353.tif 000004