(57)【要約】【課題】プリサイサステージのクリーニングに際し、付着した異物を確実に除去すると共に、クリーニングを短時間で行えるクリーニング機構を備えた半導体チップの実装装置を提供することにある。【解決手段】半導体チップを供給する供給部と、表面の粗さが１０μ以下に形成されたプリサイサステージと供給部から半導体チップを吸着保持して取り出し、プリサイサステージに半導体チップを載置する吸着ノズルと、プリサイサステージから半導体チップを吸着保持して取り出し、基板に実装する実装ツールと、プリサイサステージに接触しながら表面に沿って往復動作することで、プリサイサステージの表面をクリーニングするクリーニング手段を具備する。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
基板に半導体チップを実装するための実装装置であって、
前記半導体チップを供給する供給部と、
表面の粗さが１０μ以下に形成されたプリサイサステージと、
前記供給部から前記半導体チップを吸着保持して取り出し、前記プリサイサステージに前記半導体チップを載置する吸着ノズルと、
前記プリサイサステージから前記半導体チップを吸着保持して取り出し、前記基板に実装する実装ツールと、
前記プリサイサステージに接触しながら表面に沿って往復動作することで、前記プリサイサステージの表面をクリーニングするクリーニング手段と
を具備したことを特徴とする半導体チップの実装装置。
【請求項２】
前記クリーニング手段の前記プリサイサステージに対向する面の表面粗さは、前記プリサイサステージの表面粗さよりも粗いことを特徴とする請求項１記載の半導体チップの実装装置。
【請求項３】
前記クリーニング手段は、粘着ローラー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実装装置。
【請求項４】
前記クリーニング手段は加熱手段を設けていることを特徴とする請求項１乃至３記載の半導体チップの実装装置。
【請求項５】
基板に半導体チップを実装するための実装装置であって、
前記半導体チップを供給する供給部と、
前記基板を搬送する搬送部と、
前記供給部と搬送部の間にあって前記半導体チップが載置されるプリサイサステージと、
前記供給部から前記半導体チップを吸着保持して取り出し、前記プリサイサステージに前記半導体チップを載置する吸着ノズルと、
前記プリサイサステージから前記半導体チップを吸着保持して取り出し、前記基板に実装する実装ツールと、
前記プリサイサステージの表面を粘着シートによりクリーニングするクリーニング手段と
を具備したことを特徴とする半導体チップの実装装置。
【請求項６】
前記プリサイサステージに冷却手段を設けていることを特徴とする請求項１乃至５記載の半導体チップの実装装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、半導体ウエハから分割された半導体チップを基板に実装する半導体チップの実装装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
半導体チップを基板に実装するダイボンダやインナリードボンダ或いはフリップチップボンダなどの実装装置は半導体ウエハから分割された半導体チップを、半導体ウエハを貼り付けた樹脂製シートや供給トレイなどからピックアップして基板に実装される。
【０００３】
近年、上記半導体チップは三次元実装技術の進歩から薄厚な半導体チップの需要が多くなっている。薄厚な半導体チップは薄くなることで反りが大きくなり、基板に実装するときの位置決めが困難となってしまう。その為、基板に実装する前に薄厚な半導体チップをプリサイサステージと呼ばれる中間ステージに吸着保持させることで反りを補正し、薄厚な半導体チップの位置を正確に取得して基板への実装精度を向上させている。
【０００４】
半導体チップの分割は、半導体ウエハが樹脂製シートやベースとなるプレートなどに貼着された状態で、ダイシングソーによって切断して行なわれる。その為、切断時に生じる切りかすや切断部分の欠け片、樹脂製シートに起因する粘着性のある異物などが、ダイシングソーによって半導体ウエハに形成された溝や半導体チップの表面などに残留していることがある。
【０００５】
そして、半導体チップをプリサイサステージに吸着保持した際に、粘着性のある異物などがプリサイサステージの表面に付着、堆積してしまい、半導体チップの破損、半導体チップの位置検出の不具合の原因となっている。
【０００６】
その為、粘着性のある異物などがプリサイサステージの表面に付着しないよう、プリサイサステージの表面に非粘着性のコーティングを施したり、プリサイサステージの表面をブラシでクリーニングしたりして（特許文献１参照）、プリサイサステージの表面を正常な状態に保つことが行われている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００７】
【特許文献１】特許第４９９２８８１号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
しかしながら、ブラシによるクリーニングでは、除去された異物が飛散し、プリサイサステージ周辺や実装装置内部に付着、堆積してしまう場合がある。例えば吸引捕集機構を設けたとしても、よほど大がかりな機構でないと確実に異物の飛散を防止することはできない。
【０００９】
また、粘着性のある物質は、ブラシを往復運動によって剥ぎ取ろうとしても容易には除去できず、粘着性のある物質の表面を往復運動している時間だけ、異物を飛散させてしまう上、無駄に時間を費やしてしまう虞がある。
【００１０】
この発明は、プリサイサステージのクリーニングに際し、付着した異物を飛散しないように確実に除去すると共に、クリーニングを短時間で行えるクリーニング機構を備えた半導体チップの実装装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
この発明は、基板に半導体チップを実装するための実装装置であって、
前記半導体チップを供給する供給部と、
表面の粗さが１０μ以下に形成されたプリサイサステージと
前記供給部から前記半導体チップを吸着保持して取り出し、前記プリサイサステージに前記半導体チップを載置する吸着ノズルと
前記プリサイサステージから前記半導体チップを吸着保持して取り出し、前記基板に実装する実装ツールと、
前記プリサイサステージに接触しながら表面に沿って往復動作することで、前記プリサイサステージの表面をクリーニングするクリーニング手段と
を具備したことを特徴とする半導体チップの実装装置にある。
【発明の効果】
【００１２】
この発明によれば、プリサイサステージの表面に付着した異物を、粘着性を利用した簡易な動きで除去するようにしたので、付着した異物を飛散しないように確実に除去すると共に、クリーニングを短時間で行える。よって、プリサイサステージの表面に付着した異物に起因する半導体チップの破損や装置の稼働率の低下を抑制することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１３】
【図１】第１の実施の形態の実装装置の主要部分の斜視図
【図２】第１の実施の形態の実装装置のクリーニングヘッドの側面図
【図３】第２の実施の形態の実装装置の主要部分の斜視図
【図４】第２の実施の形態の実装装置のクリーナーの側面図
【図５】第３の実施の形態の実装装置の主要部分の斜視図
【図６】第３の実施の形態の実装装置のクリーナーの側面図
【発明を実施するための形態】
【００１４】
以下、この発明の実施の形態を図面を参照して説明する。 
図１はこの発明の第１の実施の形態である基板に半導体チップを実装する実装装置としてのダイボンダの主要部分を示す斜視図である。このダイボンダはリードフレームや樹脂製シートなどの基板５の搬送及び支持手段としての一対のガイドレール８、半導体ウエハ１を保持して半導体チップ２を供給する供給部であるウエハテーブル３、供給部から取り出された半導体チップ２が一時載置される中間ステージとしてのプリサイサステージ９、供給部の半導体ウエハ１より半導体チップ２を吸着保持することでピックアップし、プリサイサステージ９に載置する実装ツールとしての吸着ノズル６、プリサイサステージ９に載置された半導体チップ２を基板５に実装する実装ツールとしての実装ツール７と、プリサイサステージ９の表面をクリーニングするクリーニングヘッド１０などで構成されており、これらが図示しない制御手段により統括制御されている。
【００１５】
前記一対のガイドレール８は図中Ｘ軸方向に沿って配置され、前記基板５は図示しない搬送機構によってピッチ送りされるよう構成されている。
【００１６】
前記ウエハテーブル３には図示しないウエハリング供給装置によりウエハリング４が供給され、供給されたウエハリング４は前記ウエハテーブル３に保持されると共に図示しない水平駆動機構、θ方向駆動機構によって図中Ｘ、Ｙ軸方向及びθ軸方向に駆動される。
【００１７】
このウエハリング４には樹脂製シートが張設されており、その樹脂製シートに半導体ウエハ１が貼着されている。例えば、樹脂製シートに粘着性があるもの、半導体ウエハ１の裏面に粘着材を介する等により貼着されている。そして、半導体ウエハ１には賽の目状に分割された多数の半導体チップ２が形成されている。
【００１８】
ウエハテーブル３のウエハリング４が保持される部分の下方には、図示しない突き上げピンを有する突き上げ装置が配置されている。
【００１９】
前記突き上げピンは上下方向に駆動される。それによって、前記ウエハリング４に樹脂製シートによって貼着された半導体ウエハ１に形成された多数の半導体チップ２のうちの１つが前記突き上げピンによって樹脂製シートを介して突き上げられる。
【００２０】
突き上げピンによって突き上げられた半導体チップ２は、吸着ノズル６を図示しない駆動装置によって上下、前後左右あるいは回転方向に駆動することで吸着保持（ピックアップ）されて、プリサイサステージ９に載置され、吸着保持される。
【００２１】
プリサイサステージ９に載置された半導体チップ２は、プリサイサステージ９上方に設けられた図示しないカメラによって撮像され、その画像情報に基づいて載置位置情報が取得される。
【００２２】
プリサイサステージ９の表面は、表面粗さが１０μ以下となるよう加工が施され、例えば、研磨加工や樹脂コーティング等が施される。また、その表面粗さに起因する反射光でもカメラによる撮像が正常に行われるよう略黒色に塗装されている。
【００２３】
そして、半導体チップ２はプリサイサステージ９から実装ツール７により吸着保持される。この実装ツール７はＸ、Ｙ、Ｚ軸方向に図示しない駆動装置によって駆動可能となっており、半導体チップ２を実装ツール７の先端で吸着し、前記ガイドレール８に保持された前記基板５の上方の実装位置に位置決めする。そして、実装ツール７は下降方向に駆動されて半導体チップ２を前記基板５に実装する。
【００２４】
以上のようにして、半導体チップ２が前記基板５に実装されるが、本発明の第１の実施の形態においては、半導体チップ２の実装時、クリーニング手段としてのクリーニングヘッド１０により、所定期間又は任意のタイミングで、以下のようにしてプリサイサステージ９の表面をクリーニングする。
【００２５】
図１、図２に示すように、クリーニングヘッド１０は、ウエハテーブル３とガイドレール８の間に配置され、Ｘ、Ｙ、Ｚ軸方向及びθ方向に図示しない駆動装置によって駆動可能となっており、プリサイサステージ９に対向する面にはクリーニング部材１１を有している。
【００２６】
クリーニング部材１１のプリサイサステージ９に対向する面は、プリサイサステージ９の表面粗さよりも粗く形成している。
【００２７】
また、クリーニング部材１１の形状は、プリサイサステージ９の表面に接触した際、プリサイサステージ９の表面全体に接触できるよう、プリサイサステージ９の表面形状よりも大きく形成している。
【００２８】
図２に示すように、吸着ノズル６、実装ツール７がプリサイサステージ９から退避した状態で、クリーニングヘッド１０がプリサイサステージ９上に図示しない駆動装置によって位置決めされる。
【００２９】
次に、クリーニング部材１１のプリサイサステージ９に対向する面がプリサイサステージ９の上面に所定の圧力で接触するよう下降方向に駆動される。この接触は、クリーニング部材１１の表面の凸凹がつぶれきらない程度に行われる。
【００３０】
続いて、クリーニングヘッド１０は、Ｘ軸方向又はＹ軸方向に所定距離で所定回数、例えば５ｍｍで２回往復移動するよう駆動し、プリサイサステージ９の表面に付着した異物をクリーニング部材１１の表面に転写させて除去する。
【００３１】
そして、クリーニングヘッド１０が上昇し、プリサイサステージ９上から退避するよう駆動され、プリサイサステージ９の表面のクリーニングが終了する。
【００３２】
上述した本発明の第１の実施の形態によれば、クリーニング部材１１のプリサイサステージ９に対向する面がプリサイサステージ９の表面粗さ（１０μ以下）よりも粗く形成しているので、異物のクリーニング部材１１に対する接触面積は、プリサイサステージ９との接触面積よりも大きくなる。その為、粘着性のある異物はクリーニング部材１１との密着度が増して付着しやすい状態となって、クリーニングヘッド１０が上昇することで、プリサイサステージ９から粘着性のある異物が除去される。
【００３３】
さらに、クリーニング部材１１がプリサイサステージ９の上面に接触し往復運動する際、プリサイサステージ９の上面に付着した粘着性のある異物は削られるようにはぎとられる。
【００３４】
そして、プリサイサステージ９の表面に付着した粘着性のある異物は、ブラシのように掃くような動作によってではなく、クリーニング部材１１に擦りつけるように付着させることでプリサイサステージ９から除去されるので、粘着性のある異物が飛散することもない。
【００３５】
なお、クリーニングヘッド１０をθ方向に所定角度揺動してもよいし、Ｘ、Ｙ、θ軸を複合した動きをさせても良いし、プリサイサステージ９をθ方向に所定角度揺動する等、クリーニングヘッド１０とプリサイサステージ９が接触した際、相対運動させられればどのような手段でも良い。
【００３６】
さらに、一般に粘着性の物質は、温度が上がると粘着性が増すので、クリーニングヘッド１０にヒーター等の加熱手段を設けることで、異物の粘着性を上げて異物の除去力を向上させることもできる。
【００３７】
次に、この発明の第２の実施の形態を図面を参照して説明する。ここでは、第１の実施の形態と異なる部分について説明する。
【００３８】
図３はこの発明の第２の実施の形態である基板に半導体チップを実装する実装装置としてのダイボンダの主要部分を示す斜視図である。
【００３９】
第２の実施の形態においては、クリーニング手段としてのクリーナー２０によりプリサイサステージ９の表面をクリーニングする。
【００４０】
図４に示すように、クリーナー２０は、粘着ローラー２１を有している。粘着ローラー２１はその表面に粘着層２２が形成されており、回転自在となるよう粘着ローラー支持部２３に支持されている。
【００４１】
粘着ローラー支持部２３は、図示しない駆動装置によりＸ軸方向に駆動され、その際、粘着ローラー２１が所定の押圧力でプリサイサステージ９の表面を押圧して転がるようＺ方向の位置が調整されている。
【００４２】
クリーナー２０によるプリサイサステージ９の表面のクリーニングは、所定期間又は任意のタイミングで以下のように行われる。
【００４３】
吸着ノズル６、実装ツール７がプリサイサステージ９から退避した状態で、粘着ローラー支持部２３は、図示しない駆動装置によりＸ軸マイナス方向に駆動される。
【００４４】
粘着ローラー支持部２３が駆動されると、粘着ローラー２１がプリサイサステージ９の表面を所定の押圧力で転がり、プリサイサステージ９の表面に付着した粘着性のある異物は、粘着ローラー２１の粘着層２２に転写されプリサイサステージ９の表面から除去される。
【００４５】
粘着ローラー支持部２３がＸ軸マイナス方向に駆動され、粘着ローラー２１がプリサイサステージ９の表面から離れると、粘着ローラー支持部２３は、図示しない駆動装置によりＸ軸プラス方向に駆動され、再度プリサイサステージ９の表面を転がり、プリサイサステージ９の表面に付着した粘着性のある異物を粘着ローラー２１の粘着層２２に転写し、プリサイサステージ９の表面から除去していく。
【００４６】
粘着ローラー支持部２３がＸ軸プラス方向に駆動され、粘着ローラー支持部２３が初期位置に戻ると、プリサイサステージ９の表面のクリーニングが終了する。
【００４７】
上述した本発明の第２の実施の形態によれば、プリサイサステージ９の表面に付着した異物は粘着ローラー２１に転写されて除去されるので、異物が飛散することもない。
【００４８】
また、上述した本発明の第２の実施の形態では、ひとつの粘着ローラー２１を用いているが、複数の粘着ローラーを併設してプリサイサステージ９の表面に付着した異物を除去しても良い。
【００４９】
さらに、一般に粘着性の物質は、温度が上がると粘着性が増すので、粘着ローラー２１にヒーター等の加熱手段を設けることで、粘着ローラー２１の粘着性を上げて異物の除去力を向上させることもできる。
【００５０】
さらに、上述した本発明の第２の実施の形態では、粘着ローラー支持部２３は、図示しない駆動装置によりＸ軸マイナス方向に駆動されているが、要は粘着ローラーがプリサイサステージ９の表面を舐めるように駆動されれば良い。
【００５１】
次に、この発明の第３の実施の形態を図面を参照して説明する。ここでは、第１の実施の形態と異なる部分について説明する。
【００５２】
図５はこの発明の第３の実施の形態である基板に半導体チップを実装する実装装置としてのダイボンダの主要部分を示す斜視図である。
【００５３】
第３の実施の形態においては、クリーニング手段としてのクリーナー３０によりプリサイサステージ９の表面をクリーニングする。
【００５４】
図５、図６に示すように、クリーナー３０はローラー３１を有している。ローラー３１の回転軸はガイドレール８に対して直交する向きで、ローラー支持部３２に支持されている。
【００５５】
ローラー支持部３２は、シリンダ支持台３７に固定されたシリンダ３５のロッド３６の先端に設けられ、シリンダ３５の駆動によりＸ軸方向に駆動され、その際、ローラー３１が所定の押圧力でプリサイサステージ９の表面を押圧して転がるようＺ方向の位置が調整されている。
【００５６】
ローラー３１の円筒面にはローラー３１の全長と略同一の幅の粘着シート３３が粘着面を外側に巻かれており、粘着シート３３の一端はシリンダ支持台３７に固定され、他端は弾性体３４を介してシリンダ支持台３７に固定されている。
【００５７】
クリーナー３０によるプリサイサステージ９の表面のクリーニングは、所定期間又は任意のタイミングで以下のように行われる。
【００５８】
吸着ノズル６、実装ツール７がプリサイサステージ９から退避した状態で、ローラー支持部３２は、シリンダ３５の駆動によりＸ軸マイナス方向に駆動される。
【００５９】
ローラー支持部３２が駆動されると、ローラー３１がプリサイサステージ９の表面を所定の押圧力で転がり、それと共に粘着シート３３が弾性体３４により張力を維持しながら、プリサイサステージ９の表面に貼着されていく。
【００６０】
そして、ローラー３１がプリサイサステージ９を押圧している位置がプリサイサステージ９の縁まで駆動されると、ローラー支持部３２がＸ軸プラス方向に駆動され、ローラー支持部３２が初期位置に戻ると、プリサイサステージ９の表面のクリーニングが終了する。
【００６１】
ローラー支持部３２がＸ軸プラス方向に駆動され、ローラー支持部３２が初期位置に戻る時に、粘着シート３３は弾性体３４により引っ張られているので、ローラー３１のＸ軸プラス方向の駆動に合わせて粘着シート３３が元に戻るようにプリサイサステージ９の表面から剥がされていく。
【００６２】
その際、プリサイサステージ９の表面に付着した粘着性のある異物は粘着シート３３に転写され、プリサイサステージ９の表面から除去される。
【００６３】
上述した本発明の第３の実施の形態によれば、プリサイサステージ９の表面に付着した異物は粘着シート３３に転写されて除去されるので、異物が飛散することもない。
【００６４】
また、シート状の粘着シートをクリーナー３０に装着するだけなので、メンテナンスの容易な実装装置とすることができ、稼働率の向上を計ることができる。
【００６５】
上述した実施の形態では実装装置としてダイボンダを例に挙げたが、実装装置はダイボンダに限定されず、フリップチップボンダやインナリードボンダ等、プリサイサステージを使用した実装装置でこの発明を適用することができる。
【００６６】
また、上述した実施の形態ではクリーニング手段を加熱することで、異物の粘着性を上げて異物の除去力を向上させているが、プリサイサステージを冷却して、異物の付着を抑制しても良い。
【符号の説明】
【００６７】
１…半導体ウエハ
２…半導体チップ
３…ウエハテーブル
４…ウエハリング
５…基板
６…吸着ノズル
７…実装ツール
８…ガイドレール
９…プリサイサステージ
１０…クリーニングヘッド
１１…クリーニング部材
２０…クリーナー
２１…粘着ローラー
２２…粘着層
２３…粘着ローラー支持部
３０…クリーナー
３１…ローラー
３２…ローラー支持部
３３…粘着シート
３４…弾性体
３５…シリンダ
３６…ロッド
３７…シリンダ支持台
【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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