(57)【要約】【課題】  より確実なピックアップが可能な半導体装置の製造装置、半導体装置のピックアップ方法、半導体装置の製造方法を提供する。【解決手段】  一方の面に複数のチップ２が貼着され、複数のチップ２を囲むようにウェハリング４が形成されているウェハシート３を他方の面側から複数のチップ２を囲むように支持するウェハ支持部材５と、ウェハリング４を保持しながらウェハ支持部材５との間で相対的に昇降可能に設けられたシート張設機構６と、シート張設機構６により張設されたウェハシート３上のチップ２をピックアップするピックアップ機構７とを含んで備える半導体装置の製造装置１であって、シート張設機構６は、ウェハリング４を保持する保持部材１２と、保持部材１２を支持する保持部材支持具１３とを有し、シート張設機構６とウェハ支持部材５との相対的な昇降動作は、トルク制御可能な駆動材構を制御することにより行われていることを特徴としている。【選択図】  図３
2012049402.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
一方の面に複数のチップが貼着され、複数の前記チップを囲むようにウェハリングが形成されているウェハシートを他方の面側から複数の前記チップを囲むように支持するウェハ支持部材と、
前記ウェハリングを保持しながら前記ウェハ支持部材との間で相対的に昇降可能に設けられたシート張設機構と、
前記シート張設機構により張設された前記ウェハシート上の前記チップをピックアップするピックアップ機構と、
を含んで備える半導体装置の製造装置であって、
前記シート張設機構は、前記ウェハリングを保持する保持部材と、
前記保持部材を支持する保持部材支持具とを有し、
前記シート張設機構と前記ウェハ支持部材との相対的な昇降動作は、トルク制御可能な駆動材構を制御することにより行われていることを特徴とする半導体装置の製造装置。
【請求項２】
前記駆動材構は、トルクモータであることを特徴とする請求項１記載の半導体装置の製造装置。
【請求項３】
請求項１又は請求項２に記載の半導体装置の製造装置を用いた半導体装置のピックアップ方法であって、
前記チップを前記ピックアップ機構によりピックアップする工程と、
前記チップ数の減少に応じて前記ウェハシートの張力を一定に張設する工程と、
を含むことを特徴する半導体装置のピックアップ方法。
【請求項４】
前記チップをピックアップする順序は、前記ウェハシートの張力が均一に張設可能な順序でピックアップすることを特徴とする請求項４記載の半導体装置のピックアップ方法。
【請求項５】
請求項１又は請求項２に記載の半導体装置の製造装置を用いた半導体装置の製造方法であって、
前記ウェハシートの前記ウェハリングを前記シート張設機構の前記保持部材により保持する工程と、
前記駆動材構によりウェハ支持部材とシート張設機構を相対的に昇降動作させ、前記ウェハシートに貼着されている複数の前記チップ同士の間隔を広げる工程と、
前記ピックアップ機構の前記突き上げ部材により前記チップを突き上げ、前記ピックアップヘッドにより前記チップをピックアップする工程と、
前記チップの減少に応じて前記ウェハシートの張力を一定に張設する工程と、
を含むことを特徴とする半導体装置の製造方法。
【請求項６】
更に、前記ピックアップ機構により前記チップをピックアップする際に、前記ウェハシートの張力が均一に張設可能な順序で前記チップをピックアップしていく工程を含むことを特徴とする請求項５記載の半導体装置の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明の実施形態は、半導体装置の製造装置、半導体装置のピックアップ方法、半導体装置の製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
一般的に、ウェハシートに貼着された状態で供給される半導体チップ（以下、単にチップという）をピックアップする半導体装置の製造装置には、ウェハシートを面方向に張設し、チップ同士の間隔を広げ、ピックアップを容易にするためのシート張設機構と、チップをウェハシートから剥がす突き上げ部材とが設けられている。
【０００３】
図８に示すように、半導体装置の製造装置１０１のシート張設機構１０２には、一方の面にチップ１０３が設けられたウェハシート１０４を保持する保持部材１０５と、保持部材１０５と結合しているエアシリンダ１０６と、保持部材１０５の下降停止位置を規制する下降規制部材１０７と、エアシリンダ１０６と下降規制部材１０７の動作を制御する制御部（図示しない）を有している。また、突き上げ部材１０８は、ウェハシート１０４の他方の面側に設けられ、ウェハシート１０４を介してチップ１０３を突き上げることが可能に設けられている。
【０００４】
そして、チップ１０３をピックアップする際は、シート張設機構１０２により、ウェハシート１０４を張設し、保持部材１０５を所定の下降停止位置まで下降させてから、突き上げ部材１０８によりチップ１０３を突き上げてピックアップヘッド１０９によりチップ１０３をピックアップしている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２００９−１６４７０号
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかしながら、従来の半導体装置の製造装置１０１では、以下の点について配慮がなされてない。
【０００７】
突き上げ部材１０８により局部的に引き伸ばされたウェハシート１０４は、突き上げ部材１０８が下降した後に引き伸ばされる前の状態に戻らないため、引き伸ばされた部分のウェハシート１０４が弛緩してしまい、ピックアップしたチップ１０３の数が増加するにつれて徐々に張力が減少してしまっていた。ところが、シート張設機構１０２により弛緩したウェハシート１０４を張設する際、保持部材１０５の下降位置を基準としているため、ウェハシート１０４の張力を一定にするように調整することが難しく、チップ１０３のピックアップミスが発生し易かった。
【０００８】
そこで本発明では、より確実なピックアップが可能な半導体装置の製造装置、半導体装置のピックアップ方法、半導体装置の製造方法の提供を目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
上記目的を達成するために、実施形態の半導体装置の製造装置は、一方の面に複数のチップが貼着され、複数のチップを囲むようにウェハリングが形成されているウェハシートを他方の面側から複数のチップを囲むように支持するウェハ支持部材と、ウェハリングを保持しながらウェハ支持部材との間で相対的に昇降可能に設けられたシート張設機構と、シート張設機構により張設されたウェハシート上のチップをピックアップするピックアップ機構と、を含んで備える半導体装置の製造装置であって、シート張設機構は、ウェハリングを保持する保持部材と、保持部材を支持する保持部材支持具とを有し、シート張設機構とウェハ支持部材との相対的な昇降動作は、トルク制御可能な駆動材構を制御することにより行われていることを特徴としている。
【００１０】
また、実施形態の半導体装置のピックアップ方法は、請求項１又は請求項２に記載の半導体装置の製造装置を用いた半導体装置のピックアップ方法であって、チップをピックアップ機構によりピックアップする工程と、チップ数の減少に応じてウェハシートの張力を一定に張設する工程とを含むことを特徴する半導体装置のピックアップ方法。
【００１１】
また、実施形態の半導体装置の製造方法は、請求項１又は請求項２に記載の半導体装置の製造装置を用いた半導体装置の製造方法であって、ウェハシートのウェハリングをシート張設機構の保持部材により保持する工程と、駆動材構によりウェハ支持部材とシート張設機構を相対的に昇降動作させ、ウェハシートに貼着されている複数のチップ同士の間隔を広げる工程と、ピックアップ機構の前記突き上げ部材によりチップを突き上げ、ピックアップヘッドによりチップをピックアップする工程と、チップの減少に応じてウェハシートを張設する工程とを含むことを特徴としている。
【図面の簡単な説明】
【００１２】
【図１】一般のウェハシートの上面図。
【図２】本発明の実施形態に係る半導体装置の製造装置の上面図。
【図３】図２のＡ−Ａ線に沿う半導体装置の製造装置の断面図。
【図４】図２のＢ−Ｂ線に沿う半導体装置の製造装置の断面図。
【図５】本発明の実施形態に係る半導体装置の製造方法の工程断面図。
【図６】本発明の実施形態に係る半導体装置の製造方法の工程断面図。
【図７】本発明の実施形態に係る半導体装置の製造方法に関わるウェハシートの上面図。
【図８】従来の半導体装置の製造装置を示す断面図。
【発明を実施するための形態】
【００１３】
以下、本発明の実施形態に係るより確実なピックアップが可能な半導体装置の製造装置、半導体装置のピックアップ方法、半導体装置の製造方法を、図面を参照して詳細に説明する。
【００１４】
まず、半導体装置を形成するための半導体チップ２が設けられているウェハシート３について図１を参照して説明する。
【００１５】
ウェハシート３は、図１に示すように、半導体チップ２（以下、チップという）毎に分割されたウェハが貼り付けられ、その周りにウェハリング４が形成されたものである。
【００１６】
次に、本発明の実施形態に係る半導体装置の製造装置について、図２乃至図４を参照して説明する。
【００１７】
図２、図３に示すように、本実施形態における半導体装置の製造装置１は、ウェハ支持部材５とシート張設機構６と、ピックアップ機構７と、機体支持部材８と、ＸＹテーブル９とを備えている。
【００１８】
ウェハ支持部材５は、ウェハシート３が張設される際に、ウェハシート３のチップ２が設けられている面（一方の面）の対向面側（他方の面側）を支持するために設けられており、第１の環状部材１０と、第１の環状部材１０と嵌合し、機体支持部材８により支持されている第２の環状部材１１とで構成されている。
【００１９】
シート張設機構６は、２つ設けられ、ウェハシート３を間にお互いが向かい合う位置に設置されており、ウェハシート３のウェハリング４を保持しながら昇降可能に設けられている。また、シート張設機構６は、ウェハシート３のウェハリング４を保持する保持部材１２と、保持部材１２と螺合し、支持している保持部材支持具１３と、保持部材支持具１３を支持する支持部材１４と、保持部材支持具１３を駆動させるモータ１５と、保持部材支持具１３の一部とモータ１５の回転軸Ｒを接続するカップリング１６と、モータ１５の制御を行う制御部１７とから構成されている。
【００２０】
保持部材１２は、押さえ１８と保持台１９とを備えており、ウェハシート３のウェハリング４を、押さえ１８と保持台１９により保持するものである。また、保持台１９には、保持部材支持具１３と螺合するためにナットＮが設けられており、保持部材支持具１３の回転により昇降することができる。
【００２１】
保持部材支持具１３は、保持部材１２のナットＮと螺合する部分に螺旋状の溝が設けられ、ナットＮと螺合しない領域には螺旋状の溝は形成されていないものを用いている。具体的な物としては、例えばボールねじ等が用いられている。
【００２２】
支持部材１４は、保持部材支持具１３を、ベアリングＢを介して支持している。また、支持部材１４は、シート張設機構６の全体を支持するために、シート張設機構支持部材２０が設けられており、ウェハ支持部材５の第２の環状部材１１に接続している。
【００２３】
モータ１５は、ウェハシート３を一定の張力で張設するために、負荷の変化に合わせてトルク制御が可能な駆動材構であり、トルクモータを使用している。このようなトルク制御可能な駆動材構を用いることにより、ピックアップしたチップ２の数が徐々増加しても、その都度ウェハシート３の張力を一定に調整することが容易となる。
【００２４】
そして、モータ１５は制御部１７により制御されており、２つのモータ１５を１つの制御部１７により制御している。なお、本実施形態では２つのモータ１５を１つの制御部１７により制御しているが、２つのモータ１５に対してそれぞれ制御部１７を設けて制御を行ってもよい。
【００２５】
図２、図３、図４に示すように、ピックアップ機構７は、張設されたウェハシート３上のチップ２を突き上げ、そして突き上げられたチップ２をピックアップするために設けられている。ウェハシート３上のチップ２を突き上げる材構としては、駆動部２１と、駆動部２１によりウェハシート３の他方の面に向かって昇降する突き上げ部材２２と、駆動部２１に設けられ、駆動部２１の動きを突き上げ部材２２へと伝達する伝達部材２４と、駆動部２１を支持する逆Ｌ字型のスタンドＳとから構成されている。また、チップ２をピックアップする材構としては、突き上げ部材２２とウェハシート３を間に対向する位置に設けられ、突き上げられたチップ２をピックアップするピックアップヘッド２３とから構成されている。
【００２６】
駆動部２１は、突き上げ部材２２をウェハシート３に向かって昇降させるために設けられている。そして、駆動部２１は、機体支持部材８と、ＸＹテーブル９との間に配置されるようにスタンドＳにより支持されている。
【００２７】
伝達部材２４は、駆動部２１上に設置され、後述する機体支持部材８の開口部Ｏとウェハ保持部材６の第２の環状部材１１を貫通し、ウェハシート３に接するように設けられている。
【００２８】
突き上げ部材２２は、伝達部材２４内に設けられており、突き上げ部材２２の長さは、ピックアップヘッド２３がチップ２をピックアップし易い高さまで突出可能な長さに設けられている。
【００２９】
ピックアップヘッド２３は、突き上げ部材２２により突き上げられたチップ２をピックアップするため、突き上げ部材２２上に設置されている。また、ピックアップヘッド２３は、チップ２をピックアップした後、図示しないチップ移動場所へとチップ２を移動して設ける事が可能に設けられている。
【００３０】
機体支持部材８は、ウェハ支持部材５の第２の環状部材１１を支持するために設けられており、ＸＹテーブル９上に設置され、Ｌ字形状に設けられている。そして、ウェハ支持部材５の第２の環状部材１１の開口面積より小さい開口面積であり、貫通して設けられている開口部Ｏが形成されている。
【００３１】
ＸＹテーブル９は、ウェハシート３のチップ２をピックアップする際に、ピックアップ機構７の位置が固定されているため、ＸＹテーブル９によりピックアップする位置を変える為に設けられている。
【００３２】
次に、本発明の実施形態に係る半導体装置の製造方法と、半導体装置のピックアップ方法について、図５を参照して説明する。なお、一部図示省略する部分があるが、それらに関しては図３を参照している。
【００３３】
まず、図５（ａ）に示すように、保持部材１２の保持台１９に、ウェハシート３のウェハリング４を位置合わせして設置し、押さえ１８と保持台１９によりウェハシート３のウェハリング４を保持する。
【００３４】
次に、図５（ｂ）に示すように、カップリング１６（図示省略）を介してモータ１５（図示省略）により保持部材支持具１３を回転させ、保持部材１２を下降させる。そして、ウェハシート３上のチップ２同士の間隔が広がるまで保持部材１２を下降させる。
【００３５】
この時、ウェハシート３はウェハ支持部材５の第１の環状部材１０に支持されながら張設される。
【００３６】
そして、図５（ｃ）に示すように、ピックアップ機構７の駆動部２１（図示省略）により伝達部材２４を介して突き上げ部材２２を突出させ、ウェハシート３上のチップ２を突き上げる。更に、突き上げられたチップ２は、ピックアップヘッド２３によりピックアップされる。
【００３７】
その後、図５（ｄ）に示すように、突き上げ部材２２は下降する。そして、ピックアップヘッド２３によりピックアップされたチップ２は、図示しない所定の場所へと設置される。
【００３８】
また、突き上げ部材２２により弛緩したウェハシート３を張設するため、制御部１７（図示省略）によりトルク制御を行い、モータ１５を回転させる。そして、モータ１５の回転により、カップリング１６を介して保持部材支持具１３が回転することにより、ウェハリング４を保持している保持部材１２をさらに下降させる。このように、チップ２の減少に応じて制御部１７によりモータ１５の回転をトルク制御することにより、弛緩したウェハシート３の張力を一定にする事が可能となるため、他のチップ２をピックアップする際のピックアップミスを防ぐことができる。
【００３９】
次に、図６に示すように、他のチップ２をピックアップするために、ＸＹテーブル９を−Ｘ軸方向に移動させることで、ウェハ支持部材５と、シート張設機構６と、機体支持部材８とを移動させ、移動しないピックアップ機構７の突き上げ部材２２上へウェハシート３上に他のチップ２が位置するように位置合わせする。
【００４０】
なお、本実施形態ではＸＹテーブル９は−Ｘ軸方向に移動しているが、これに限られることはなく、チップ２をピックアップする順番により、Ｘ軸方向、Ｙ軸方向、−Ｙ軸方向、ＸＹ軸方向などどの様に移動してもよい。
【００４１】
そして、再び図５（ｃ）のように突き上げ部材２２により他のチップ２を突き上げ、ピックアップヘッド２３により突き上げられたチップ２をピックアップし、図５（ｄ）のように突き上げ部材２２を下降させ、制御部１７（図示省略）によりモータ１５のトルク制御を行いながら保持部材１２を下降させていく。
【００４２】
このように、ウェハシート３上のチップ２を全てピックアップするまで、図５（ｃ）、図５（ｄ）、図６に示す工程を繰り返し行っていく。
【００４３】
また、チップ２をピックアップする順序としては、図７に示すように、ウェハシート３上のチップ２を中央から螺旋状にチップ２をピックアップしていく。張力は同心円状に加わるものであるため、このような順序でピックアップしていくことにより、トルク制御により張設されたウェハシート３に加わる張力をより一層均一にすることが可能となる。
【００４４】
なお、本実施形態ではチップ２を中央から螺旋上にチップ２をピックアップしていくが、外周から螺旋状にチップ２をピックアップしてもよく、ウェハシート３の張力が偏りなく均一に加わるようなピックアップを行うことが可能であれば、どのような順序でもよい。
【００４５】
以上、本実施形態によれば、半導体装置の製造装置１にトルク制御可能なモータ１５を設け、ウェハシート３上のチップ２をピックアップする際に、ウェハシート３の張力が一定になるようにトルク制御しながら回転することが可能である。これにより、ウェハシート３の張力を一定に調整可能となり、より確実なピックアップを行うことが出来る。
【００４６】
更に、ウェハシート３の張力の偏りを防ぐために、チップ２をピックアップする際には、中央から螺旋状にチップ２をピックアップし、張力が均一に加わり、一定に張設できるようにしている。これにより、ウェハシート３の張力がより均一にすることが出来るので、更に確実なピックアップを行うことが可能となる。
【符号の説明】
【００４７】
１，１０１…半導体装置の製造装置
２，１０３…チップ
３，１０４…ウェハシート
４…ウェハリング
５…ウェハ支持部材
６，１０２…シート張設機構
７…ピックアップ機構
８…機体支持部材
９…ＸＹテーブル
１０…第１の環状部材
１１…第２の環状部材
１２，１０５…保持部材
１３…保持部材支持具
１４…支持部材
１５…モータ
１６…カップリング
１７…制御部
１８…押さえ
１９…保持台
２０…シート張設機構支持部材
２１…駆動部
２２，１０８…突き上げ部材
２３，１０９…ピックアップヘッド
２４…伝達部材
Ｄ…段差部
Ｒ…回転軸
Ｎ…ナット
Ｓ…スタンド
Ｂ…ベアリング
Ｏ…開口部
１０６…エアシリンダ
１０７…下降規制部材
【図１】
2012049402.tif 000003
【図２】
2012049402.tif 000004
【図３】
2012049402.tif 000005
【図４】
2012049402.tif 000006
【図５】
2012049402.tif 000007
【図６】
2012049402.tif 000008
【図７】
2012049402.tif 000009
【図８】
2012049402.tif 000010