(57)【要約】【課題】ピックアップ時の粘着シートの変形を防止して、位置ずれに起因するピックアップミスを防止することができる半導体チップのピックアップ装置を提供することを目的とする。【解決手段】粘着シートに貼着された半導体チップをピックアップヘッドでピックアップする半導体チップのピックアップ装置において、半導体チップから粘着シートを剥離する粘着シート剥離機構６に設けられた筒状部材２１の当接部２２が粘着シートの下面と当接した状態で、エアブロー手段２９を駆動して貫通孔２３ａより当接部材２３の上面と粘着シートの下面との間にエアを噴出させ、当接部２２と粘着シートとを摺動させる際の摺動抵抗を軽減させる。これにより、ピックアップ時の粘着シートの変形を防止して、位置ずれに起因するピックアップミスを防止することができる。【選択図】  図２
2004165244.tif 000002
【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チップをピックアップヘッドで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、前記粘着シートを保持する保持テーブルと、この保持テーブルの下方に配設されピックアップヘッドでピックアップされる半導体チップから前記粘着シートを剥離する粘着シート剥離機構と、前記保持テーブルを粘着シート剥離機構に対して相対的に水平移動させる移動手段とを備え、前記粘着シート剥離機構は、上面に前記粘着シートに当接する当接部が設けられた筒状部材と、前記当接部が粘着シートに当接した状態で前記移動手段を駆動して当接部と粘着シートの下面とを摺動させる際の摺動抵抗を軽減させる摺動抵抗軽減手段とを備え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】
前記摺動抵抗軽減手段は、前記筒状部材の内部から前記当接部の上面側にエアを噴出させるエアブロー手段であ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】
前記摺動抵抗軽減手段は、前記筒状部材の前記当接部に形成された低摩擦係数の表面層であ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】
前記摺動抵抗軽減手段は、前記筒状部材の前記当接部を粘着シートとの引っ掛かりが生じない形状に整形することによって形成された当接部形状であ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５】
前記ピックアップヘッドが、マルチノズルタイプであることを特徴とする請求項１乃至４記載の半導体チップ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チップをピックアップヘッドで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、請求項１記載の半導体チップのピックアップ装置を用い、前記当接部が粘着シートに当接した状態で前記移動手段を駆動して当接部と粘着シートの下面とを摺動させる際の摺動抵抗を軽減させることを特徴とする半導体チップのピックアップ方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、ウェハから切り出され粘着シートに貼着された状態の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に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
半導体装置の製造工程において、半導体チップは多数のチップより成るウェハから切り出される。このチップの切り出しは、粘着シートにウェハを貼着した状態で行われ、切り出された個片チップは粘着シートから剥ぎ取られてピックアップされる。このピックアップ工程では、個片チップは粘着シートの下面側からエジェクタによって突き上げられることによって、粘着シートから剥離され、ピックアップノズルによってピックアップされる（例えば特許文献１参照）。
【０００３】
このとき、粘着シートを保持した保持テーブルを移動させて、ピックアップ対象の半導体チップを順次ピックアップ位置に移動させる。そしてここで半導体チップの認識を行った後に、認識結果に基づいて保持テーブルの位置補正を行うことにより、半導体チップとピックアップノズルとを正しく位置合わせするようになっている。この保持テーブルの移動時には、エジェクタの上面が粘着シートの下面に接触した状態のまま相対移動が行われる。
【０００４】
【特許文献１】
特開平５−３２６６７２号公報
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
しかし、保持テーブルを移動させて半導体チップをピックアップ位置に移動させる際には、上述のようにエジェクタの上面が粘着シートの下面に接触したままであるため、移動時にエジェクタと粘着シートとの摺動抵抗によって粘着シートが横方向に引っ張られることによる位置ずれが生じることがある。このため、半導体チップとピックアップノズルとの位置補正が必ずしも正しく行われなくなり、ピックアップ動作において正しい位置を吸着保持できず、ピックアップミスを誘発する場合があった。
【０００６】
そこで本発明は、ピックアップ時の粘着シートの変形を防止して、位置ずれに起因するピックアップミスを防止することができる半導体チップのピックアップ装置を提供することを目的とする。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
請求項１記載の半導体チップのピックアップ装置は、粘着シートに貼着された半導体チップをピックアップヘッドで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、前記粘着シートを保持する保持テーブルと、この保持テーブルの下方に配設されピックアップヘッドでピックアップされる半導体チップから前記粘着シートを剥離する粘着シート剥離機構と、前記保持テーブルを粘着シート剥離機構に対して相対的に水平移動させる移動手段とを備え、前記粘着シート剥離機構は、上面に前記粘着シートに当接する当接部が設けられた筒状部材と、前記当接部が粘着シートに当接した状態で前記移動手段を駆動して当接部と粘着シートの下面とを摺動させる際の摺動抵抗を軽減させる摺動抵抗軽減手段とを備えた。
【０００８】
請求項２記載の半導体チップのピックアップ装置は、請求項１記載の半導体チップのピックアップ装置であって、前記摺動抵抗軽減手段は、前記筒状部材の内部から前記当接部の上面側にエアを噴出させるエアブロー手段である。
【０００９】
請求項３記載の半導体チップのピックアップ装置は、請求項１記載の半導体チップのピックアップ装置であって、前記摺動抵抗軽減手段は、前記筒状部材の前記当接部に形成された低摩擦係数の表面層である。
【００１０】
請求項４記載の半導体チップのピックアップ装置は、請求項１記載の半導体チップのピックアップ装置であって、前記摺動抵抗軽減手段は、前記筒状部材の前記当接部を粘着シートとの引っ掛かりが生じない形状に整形することによって形成された当接部形状である。
【００１１】
請求項５記載の半導体チップのピックアップ装置は、請求項１乃至４記載の半導体チップのピックアップ装置であって、前記ピックアップヘッドが、マルチノズルタイプである。
【００１２】
請求項６記載の半導体チップのピックアップ方法は、粘着シートに貼着された半導体チップをピックアップヘッドで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、請求項１記載の半導体チップのピックアップ装置を用い、前記当接部が粘着シートに当接した状態で前記移動手段を駆動して当接部と粘着シートの下面とを摺動させる際の摺動抵抗を軽減させる。
【００１３】
本発明によれば、半導体チップから前記粘着シートを剥離する粘着シート剥離機構の当接部が粘着シートに当接した状態で、当接部と粘着シートの下面とを摺動させる際の摺動抵抗を軽減させる摺動抵抗軽減手段を備えることにより、ピックアップ時の粘着シートの変形を防止して、位置ずれに起因するピックアップミスを防止することができる。
【００１４】
【発明の実施の形態】
次に本発明の実施の形態を図面を参照して説明する。図１は本発明の一実施の形態の半導体チップのピックアップ装置の構成を示すブロック図、図２は本発明の一実施の形態の半導体チップのピックアップ装置の粘着シート剥離機構の部分断面図、図３は本発明の一実施の形態の半導体チップのピックアップ装置によるピックアップ動作のフロー図、図４は本発明の一実施の形態の半導体チップのピックアップ装置によるピックアップ動作の動作説明図である。
【００１５】
まず、図１を参照して半導体チップのピックアップ装置の構成を説明する。図１において、チップ供給部１は粘着シート４を保持する保持テーブル３を備えており、粘着シート４には多数の半導体チップ５（以下、単に「チップ５」と略記する。）が貼着されている。保持テーブル３は、移動手段であるＸＹテーブル２によって水平方向に移動する。
【００１６】
保持テーブル３の下方には、粘着シート剥離機構６が配設されている。粘着シート剥離機構６は、後述するようにニードルを昇降させるニードル昇降機構を内蔵しており、粘着シート４を突き破ってニードルを上方に突出させることにより、粘着シート４に貼着されたチップ５を突き上げ、チップ５から粘着シート４を剥離する。ＸＹテーブル２を駆動することにより、保持テーブル３は粘着シート剥離機構６に対して相対的に水平移動する。
【００１７】
チップ供給部１の上方には、移動テーブル９に装着されたピックアップヘッド８が水平動自在に配設されている。ピックアップヘッド８は上下動自在な複数のピックアップノズル８ａを備えたマルチノズルタイプのピックアップヘッドであり、粘着シート４が剥離されたチップ５はピックアップノズル８ａによって真空吸着によりピックアップされる。その後チップ５をピックアップしたピックアップヘッド８は移動テーブル９によって移動し、基板保持テーブル１０に載置されたワーク１１上にチップ５を実装する。
【００１８】
保持テーブル３の上方には、撮像部７が配設されている。撮像部７は粘着シート４上のチップ５を撮像し、撮像によって取得された画像データは画像認識部１２に伝達される。画像認識部１２は画像データを画像処理し、チップ５の位置を認識する。演算部１６はＣＰＵであり、記憶部１７に記憶されたプログラムを実行することにより各種動作処理や演算を行う。これにより、以下に説明する各部の動作制御が実行される。
【００１９】
記憶部１７は各部の動作に必要なプログラムや認識対象のチップ５のサイズや粘着シート４上での配列データなどの各種データを記憶する。ピックアップヘッド駆動部１３は、ピックアップヘッド８およびピックアップヘッドを移動させる移動テーブル９を駆動する。エジェクタ駆動部１４は、粘着シート剥離機構６を駆動する。ＸＹテーブル駆動部１５はＸＹテーブル２を駆動する。
【００２０】
画像認識部１２によるチップ５の認識結果に基づいて、ピックアップ駆動部１３、エジェクタ駆動部１４、ＸＹテーブル駆動部１５の動作を制御することにより、チップピックアップ動作が実行される。すなわち、チップ５の中心を粘着シート剥離機構６のニードルの中心に合致させ、さらにこの状態でニードルによって突き上げられたチップ５を、ピックアップヘッド８によってピックアップする。表示モニタ１８は撮像されたチップ５の画像や操作・入力時の画面を表示する。キー入力部１９はキーボードなどの入力装置であり、操作入力やデータ入力を行う。
【００２１】
次に図２を参照して、粘着シート剥離機構６について説明する。図２において、粘着シート剥離機構６は、エジェクタ昇降機構２０上に中空形状の筒状部材２１を昇降自在に配設した構成となっており、エジェクタ昇降機構２０を駆動することにより、筒状部材２１が保持テーブル３に保持された粘着シート４に対して下方から昇降するようになっている。
【００２２】
筒状部材２１の上面には、エジェクタ昇降機構２０によって上昇した状態において粘着シートの下面に当接する当接部２２が設けられている。当接部２２は、中央位置に貫通孔２３ａが設けられた略円板状の当接部材２３を、押さえ部材２１ａによって筒状部材２１の頂部に着脱自在に装着した構成となっている。当接部材２３の上面には、低摩擦係数の表面層２３ｂが形成されている。表面層２３ｂの形成は、フッ素樹脂をコーティングする方法や、摺動性に優れた金属被膜をメッキによって形成する方法などによって行われる。表面層２３ｂは、当接部２３が粘着シート４の下面に摺接して移動する際の摺動抵抗を軽減させる。
【００２３】
当接部材２３は、上面に緩やかな傾斜のテーパ部２３ｃが設けられた形状となっている。また押さえ部材２１ａの外周縁部はＲ面加工部２１ｂが設けられている。当接部２２の上面を、テーパ部２３ｃやＲ面加工部２１ｂのような形状とすることにより、後述するように、当接部２３が粘着シート４の下面に摺接して移動する際に、粘着シート４をエッジ部によって引っ掛ける不具合を防止するようになっている。
【００２４】
筒状部材２１の内部には、ニードル昇降機構２４が内蔵されており、ニードル昇降機構２４から上方に延出した軸部２４ａの上端には、ニードルホルダ２５が結合されている。ニードルホルダ２５には、チップ突き上げ用のニードル２６が着脱自在に装着される。ニードル昇降機構２４を駆動することにより、ニードル２６は昇降し、当接部２２の貫通孔２３ａを介して上方へ突出する。
【００２５】
筒状部材２１の内部空間には、真空吸引手段２８およびエアブロー手段２９が接続されている。真空吸引手段２８を駆動することにより、当接部２２の上面側から貫通孔２３ａを介して真空吸引する。当接部２２が粘着シート４に当接した状態で真空吸引手段２８を駆動することにより、粘着シート４は当接部２２の上面に真空吸着により保持される。
【００２６】
またエアブロー手段２９を駆動することにより、貫通孔２３ａを介して当接部２２の上面側に向かってエアが噴出する。当接部２２が粘着シート４に当接した状態でエアブロー手段２９を駆動することにより、粘着シート４の下面と当接部２２の上面との間には薄い空気層が介在した状態となり、粘着シート４を粘着シート剥離機構６に対して水平移動させる際の摺動抵抗が軽減される。
【００２７】
また筒状部材２１は上部を加熱するヒータ２７を備えており、当接部２２を粘着シート４に当接させることにより、粘着シート４を加熱することができるようになっている。これにより、以下に説明するニードルによる粘着シート剥離動作において、剥離を容易に行うことができるようになっている。
【００２８】
次に図３、図４を参照して、チップピックアップ動作について説明する。図３のフローは、複数のピックアップノズル８ａを備えたマルチノズルタイプのピックアップヘッド８によって、１実装ターンにおいて複数のチップ５を一括して取り出す動作を示している。このピックアップ動作においては、チップ５の吸着保持に先立って、これらのチップ５を一括して認識することが行われ、吸着動作時にはこの認識結果に基づいてチップ５を順次ピックアップする。
【００２９】
なお、このピックアップ動作によれば、ピックアップヘッドが往復する１ターンにおいて、複数の半導体チップを取り出すことができ、半導体チップ１個当たりのタクトタイムを大幅に短縮できるという利点がある。
【００３０】
まずピックアップ動作開始に際しては、エジェクタ昇降機構２０を駆動して筒状部２１を上昇させ、当接部２２を粘着シート４の下面に当接させる。次にブローをＯＮの状態にする（ＳＴ１）。すなわち、エアブロー手段２９を駆動して、図４（ａ）に示すように、当接部２２の貫通孔２３ａからエアを噴出させる。これにより、噴出したエアは粘着シート４と当接部材２３との間を通過して周囲に流出し、粘着シート４の下面と当接部材２３の上面との間には空気層が介在した状態となる。
【００３１】
次いで、保持テーブル３を移動させてチップ５の仮位置決めが行われる（ＳＴ２）。これにより、ピックアップ対象のチップ５が、ピックアップ位置に向かって移動する。そしてエアブロー手段２９を停止してブローをＯＦＦの状態（ＳＴ３）にした後、撮像部７によって粘着シート４を撮像してチップ５を認識する（ＳＴ４）。
【００３２】
この後、チップ５を所定個数認識したか否かが判断され（ＳＴ５）、ＮＯであれば認識対象を次のチップ５に変更（ＳＴ６）して、（ＳＴ１）に戻り、その後（ＳＴ４）までの処理が反復実行される。そして（ＳＴ５）にて、所定個数のチップ５の認識が確認されたならば、ブローをＯＮ状態にする（ＳＴ７）。そして認識結果に基づき保持テーブル３を駆動して、チップ５をピックアップ位置に移動させ（ＳＴ８）、ブローをＯＦＦの状態にする（ＳＴ９）。これにより、ピックアップ対象のチップ５は、粘着シート剥離機構６に対して正しく位置合わせされる。
【００３３】
この後真空吸引手段２８を駆動して、貫通孔２３ａから真空吸引して吸着ＯＮの状態にする。これにより、図４（ｃ）に示すように、粘着シート４の下面は当接部材２３の上面に真空吸着により保持される。次いでチップピックアップが行われる（ＳＴ１１）。すなわち、ニードル昇降機構２４を駆動して、ニードル２６を貫通孔２３ａから上方に突出させ、粘着シート４を突き破ってチップ５を下方から突き上げる。そしてこのようにして粘着シート４が剥離された状態のチップ５をピックアップノズル８ａによってピックアップする。
【００３４】
この後、チップ５を所定個数ピックアップしたか否かが判断され、ＮＯであればピックアップ対象を次のチップ５に変更（ＳＴ１３）して、（ＳＴ７）に戻り、その後（ＳＴ１１）までの処理が反復実行される。そして（ＳＴ１２）にて、所定個数のチップ５のピックアップが確認されることにより、１実装ターンにおけるチップピックアップ動作を終了する。
【００３５】
上述のフローの（ＳＴ２）、（ＳＴ８）において、粘着シート４を粘着シート剥離機構６に対して移動させる際には、図４（ａ）に示すようにエアブローによって、粘着シート４の下面と当接部材２３の上面との間に空気層を介在させた状態で行われる。これにより、粘着シート４の移動の際に粘着シート４の下面は当接部材２３に直接接触せず、当接部材２３の上面との摺動抵抗が軽減される。すなわち、貫通孔２３ａからエアを噴出させるエアブロー手段２９は、当接部２２が粘着シート４と当接した状態で、当接部２２と粘着シート４の下面とを摺動させる際の摺動抵抗を軽減させる摺動抵抗軽減手段となっている。
【００３６】
上述のエアブローに際しては、噴出したエアによる空気層が粘着シート４の下面と当接部材２３の上面との当接面全体にわたって均一に形成されるとは限らず、粘着シート４の下面が部分的に当接部材２３に摺接した状態で移動が行われる場合がある。このような場合においても、当接部材２３の上面には、低摩擦係数の表面層２３ｂ（図２参照）が形成されていることから、移動時の摺動抵抗が軽減される。すなわち、当接部２２に形成された低摩擦係数の表面層２３ｂは、摺動抵抗軽減手段となっている。
【００３７】
さらに、当接部２２の当接部材２３および押さえ部材２１ａには、それぞれテーパ部２３ｃやＲ面加工部２１ｂ（図２参照）が設けられており、当接部２２が粘着シート４の下面に摺接して移動する際の、粘着シート４の引っ掛かりが生じないようになっている。これにより、図４（ｂ）に参考図として示すような不具合、すなわち粘着シート４の移動時において、粘着シート４の下面を当接部３０のエッジ３０ａによって引っ掛ける不具合が発生しない。すなわち、テーパ部２３ｃやＲ面加工部２１ｂなど、筒状部材２１の当接部２２を粘着シート４との引っ掛かりが生じない形状に整形することによって形成された当接部形状は、摺動抵抗軽減手段となっている。
【００３８】
上記説明したように、本実施の形態に示すチップピックアップ動作においては、粘着シート４を当接部２２に対して移動させる際の摺動抵抗を軽減するようにしている。これにより、粘着シート４の移動時に、当接部材２３と粘着シート４との摺動抵抗によって粘着シート４が水平方向に引っ張られて変形することによる位置ずれが小さく、位置精度に優れたピックアップ動作を行うことができる。特に、複数のピックアップノズルを備えたマルチノズルタイプのピックアップヘッドによってピックアップ動作を行う場合には、保持テーブル３の移動を、大きな移動量で高頻度に行う必要があることから、本発明を適用することによる効果が顕著である。
【００３９】
なお上記実施の形態では、マルチノズルタイプのピックアップヘッドによってピックアップ動作を行う例を示しているが、シングルノズルタイプのピックアップヘッドを用いる場合にあっても、本発明を適用することにより、図４のフローの（ＳＴ２）に示す仮位置決めのためのテーブル移動動作において、粘着シート４が当接部２２と摺動する際の摺動抵抗を軽減することができる。
【００４０】
また上記実施の形態においては、粘着シート剥離機構６として、ニードル２６によって粘着シートを突き破る方法を用いた例を示しているが、本発明はこれに限定されるものではなく、粘着シートの下面に当接部を当接させる構成を有する粘着シート剥離機構であれば、本発明の適用対象とすることができる。
【００４１】
【発明の効果】
本発明によれば、半導体チップから前記粘着シートを剥離する粘着シート剥離機構の当接部が粘着シートに当接した状態で、当接部と粘着シートの下面とを摺動させる際の摺動抵抗を軽減させる摺動抵抗軽減手段を備えたので、ピックアップ時の粘着シートの変形を防止して、位置ずれに起因するピックアップミスを防止することができる。
【００４２】
【発明の実施の形態】
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の一実施の形態の半導体チップのピックアップ装置の構成を示すブロック図
【図２】本発明の一実施の形態の半導体チップのピックアップ装置の粘着シート剥離機構の部分断面図
【図３】本発明の一実施の形態の半導体チップのピックアップ装置によるピックアップ動作のフロー図
【図４】本発明の一実施の形態の半導体チップのピックアップ装置によるピックアップ動作の動作説明図
【符号の説明】
１  チップ供給部
２  ＸＹテーブル
３  保持テーブル
４  粘着シート
５  半導体チップ
６  粘着シート剥離機構
８  ピックアップヘッド
２１  筒状部材
２２  当接部
２３  当接部材
２３ａ  貫通孔
２３ｂ  表面層
２６  ニードル
２８  真空吸引手段
２９  エアブロー手段
【図１】
2004165244.tif 000003
【図２】
2004165244.tif 000004
【図３】
2004165244.tif 000005
【図４】
2004165244.tif 000006