(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
粘着性の膜の表面に貼付されたチップを上記膜の裏面側から突き上げるチップ突き上げ装置において、
上記チップが貼付された膜の裏面側に配置され、第１の突き上げ手段が固着されるとともに、第２の突き上げ手段が第１の弾性体を介して取り付けられ、さらに、上記膜を吸着する膜吸着手段が第２の弾性体を介して取り付けられた支持手段と、
上記支持手段を上記粘着性の膜の裏面側から上記チップ方向へ駆動させる駆動手段と、
駆動された上記膜吸着手段を所定の第１の位置に停止させる第１の停止手段と、駆動された上記第２の突き上げ手段を所定の第２の位置に停止させる第２の停止手段とを備え、
上記膜吸着手段が上記第１の位置に停止した後に、上記駆動手段により上記第２の突き上げ手段を駆動し、さらに、上記第２の突き上げ手段が上記第２の位置に停止した後に、上記駆動手段により上記第１の突き上げ手段を駆動して、上記膜吸着手段の膜吸着位置より上記第２の突き上げ手段によるチップ突き上げ高さを高くするとともに、上記第２の突き上げ手段によるチップ突き上げ高さより上記第１の突き上げ手段によるチップ突き上げ高さを高くしたことを特徴とするチップ突き上げ装置。
【請求項２】
第１の突き上げ手段は、第２の突き上げ手段に比べてチップの中心に近い部分を突き上げるように配置されていることを特徴とする請求項１記載のチップ突き上げ装置。
【請求項３】
第２の突き上げ手段は、停止手段による停止位置が異なることによりチップ突き上げ高さが異なる複数の突き上げ部材を有することを特徴とする請求項１又は２記載のチップ突き上げ装置。
【請求項４】
複数の突き上げ部材は、チップ突き上げ高さが高い突き上げ部材が、チップ突き上げ高さが低い突き上げ部材に比べてチップの中心側を突き上げるように配置されていることを特徴とする請求項３記載のチップ突き上げ装置。
【請求項５】
第１の弾性体及び第２の弾性体はバネであることを特徴とする請求項１乃至４いずれか１項記載のチップ突き上げ装置。
【請求項６】
粘着性の膜の表面に貼付されたチップをチップ吸着手段が上記膜の表面側から吸着するチップ吸着機構と、上記チップをチップ突き上げ手段が上記膜の裏面側から突き上げるチップ突き上げ機構とを備え、
上記チップ突き上げ機構は請求項１乃至５いずれか１項記載のチップ突き上げ装置からなることを特徴とするダイボンディング装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は半導体組立工程において、粘着シート上に貼り付けられたチップを下方より突き上げて、該粘着シートから強制的に剥離するチップ突き上げ装置、及びそれをチップ突き上げ機構として用いたダイボンディング装置（「ダイボンダ」とも言う。）に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来のダイボンダのチップ突き上げ機構では、チップを水平に保ちながら突き上げるために複数の突き上げピンを有し、ウエハシートからチップを剥がれやすくするため、複数の突き上げピンをチップ周辺部から順次突き上げる方法などが用いられている。
【０００３】
図９は、このような突き上げ方法を実施するための、例えば、特開平４−１６２４４５号公報に示された従来のチップ突き上げ機構を示す要部断面図である。図９において、中心突き上げ針４３が固定された中心突き上げ針ホルダ４４を上下レバー４５ａで駆動し、周辺突き上げ針４６を固定した周辺突き上げ針ホルダ４７を別の上下レバー４５ｂで駆動する。
【０００４】
図１０は、図９に示された構成を有する従来のチップ突き上げ機構の動作を説明する要部断面図である。突き上げ動作は、まず図１０（ａ）に示すように、吸着コレット４８の上昇と同期して上下レバー４５ａと４５ｂを駆動して中心突き上げ針４３と周辺突き上げ針４６でチップ４１（＝「ペレット」）を下方より均一に突き上げる。次に、図１０（ｂ）に示すように、コレット４８の上昇と同期したまま中心突き上げ針４３を突き上げると共に、周辺突き上げ針４６を下降させ、中心突き上げ針１本で突き上げることによりチップをウェハシートから効率よく剥がすものである。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
しかるに、上述した従来のチップ突き上げ機構では、複数段階の突き上げ針をそれぞれ異なる駆動力で駆動するため、駆動手段として少なくとも２つのモータ等のアクチュエータが必要になる。
【０００６】
生産性を高めるため生産ラインの高密度化の必要からダイボンダ全体を小さくするのが望ましいが、上記の突き上げ機構においては、少なくともアクチュエータが増加する分だけ、突き上げ機構の占めるスペースが大きくなりダイボンダ全体を小さくするのに不利である。また、複数のアクチュエータを制御しなければならず制御手段が複雑になり、該アクチュエータの制御手段を必要とする分だけコストが増すことになる。
【０００７】
本発明は上記のような点に鑑みてなされたもので、一の駆動手段で複数段階の突き上げ動作を行うことができるチップ突き上げ装置、及びこの装置をチップ突き上げ機構として用いたダイボンディング装置を得ることを目的とするものである。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
この発明に係るチップ突き上げ装置は、粘着性の膜の表面に貼付されたチップを上記膜の裏面側から突き上げるチップ突き上げ装置において、上記チップが貼付された膜の裏面側に配置され、第１の突き上げ手段が固着されるとともに、第２の突き上げ手段が第１の弾性体を介して取り付けられ、さらに、上記膜を吸着する膜吸着手段が第２の弾性体を介して取り付けられた支持手段と、上記支持手段を上記粘着性の膜の裏面側から上記チップ方向へ駆動させる駆動手段と、上記膜吸着手段を所定の第１の位置に停止させる第１の停止手段と、上記第２の突き上げ手段を所定の第２の位置に停止させる第２の停止手段とを備え、上記膜吸着手段の上記第１の停止手段による停止後において、上記駆動手段により上記第２の突き上げ手段を駆動し、さらに、上記第２の突き上げ手段の上記第２の停止手段による停止後において、上記駆動手段により上記第１の突き上げ手段を駆動して、上記膜吸着手段の膜吸着位置より上記第２の突き上げ手段によるチップ突き上げ高さを高くするとともに、上記第２の突き上げ手段によるチップ突き上げ高さより上記第１の突き上げ手段によるチップ突き上げ高さを高くしたことを特徴とするものである。
【０００９】
又、上記第１の突き上げ手段は、第２の突き上げ手段に比べてチップの中心に近い部分を突き上げるように配置されていることを特徴とするものである。
【００１０】
又、上記第２の突き上げ手段は、停止手段による停止位置が異なることによりチップ突き上げ高さが異なる複数の突き上げ部材を有することを特徴とするものである。
【００１１】
又、上記複数の突き上げ部材は、チップ突き上げ高さが高い突き上げ部材が、チップ突き上げ高さが低い突き上げ部材に比べてチップの中心側を突き上げるように配置されていることを特徴とするものである。
【００１３】
又、上記弾性体はバネであることを特徴とするものである。
【００１４】
又、この発明に係るダイボンディング装置は、粘着性の膜の表面に貼付されたチップをチップ吸着手段が上記膜の表面側から吸着するチップ吸着機構と、上記チップをチップ突き上げ手段が上記膜の裏面側から突き上げるチップ突き上げ機構とを備え、上記チップ突き上げ機構は請求項１乃至５いずれか１項記載のチップ突き上げ装置からなることを特徴とするものである。
【００１５】
【発明の実施の形態】
実施の形態１．
図１は本発明に係るダイボンディング装置を示す概念図であり、該ダイボンディング装置が有する各機構とその役割を示すものである。
【００１６】
この装置における半導体チップの流れを説明する。まず、半導体チップはウェハの状態でウェハカセットローダ２８から、ウェハテーブル２９上の粘着シートに載置され、該粘着シートを平面方向に延ばすことでダイシングラインに沿って複数のチップに分離される。
【００１７】
次に、粘着シート上の各チップをそれぞれチップ突き上げ機構３０（即ち、チップ突き上げ装置）及びチップ吸着機構３１を用いてピックアップし、このチップを搬送機構３２を用いて、プリアライメント及びプリヒート機構３３のもとへ搬送し、位置決め及び予備加熱を施し、このチップをボンディングヘッド３４を用いてリードフレームにダイボンディングする。
【００１８】
次に、この装置におけるリードフレームの流れを説明する。まず、フレームローダ３５からフレームフィーダ３６にリードフレームが供給され、フレーフィーダ３６においいてリードフレームが搬送されるとともに加熱され、接着剤塗布機構３７により接着剤が塗布される。その後、上記のようにボンディングヘッド３４によりチップがダイボンディングされる。そして、ダイボンディング済みの完成品がアンローダ３８より外部に搬出される。
【００１９】
図２は、本発明に係るダイボンディング装置のチップ突き上げ機構の一実施の形態を示す要部断面図である。このチップ突き上げ機構３０は、粘着シート１５に張り付いたチップ１７を、多段階の突き上げを行うことにより剥離するものである。
【００２０】
図２に示されるように、チップ突き上げ機構３０の上方に、ダイシング済のチップ１７が貼り付けられた粘着シート１５が配置されている。又、チップ突き上げ機構３０は、センタ突き上げピン５ｂがチップ１７の中心の下方に位置するように設置されている。加えて、チップ吸着機構３１の構成要素である吸着コレット１８は、その中心がチップ１７の中心の上方に位置するように設置されている。
【００２１】
チップ突き上げ機構３０はその外周をベース１上に固定されたフレーム２により覆われている。又、チップ突き上げ機構３０は最終段階でチップ中心を突き上げるセンタ突き上げピン５ｂと、上端部に該センタ突き上げピン５ｂを固定し駆動力を伝える突き上げ軸５（即ち、第１の突き上げ手段）と、この突き上げ軸５を固定する支持手段である支持アーム４と、この支持アーム４を上下に駆動する駆動手段３とを具備する。
【００２２】
さらに、センタ突き上げピン５ｂで突き上げる前段階でチップ周辺部を突き上げる４本の周辺突き上げピン６ｃと、上端部にセンタ突き上げピン５ｂが貫通する貫通孔を有するとともに、該上端部に周辺突き上げピン６ｃを固定して駆動力を伝える突き上げ筒６（即ち、第２の突き上げ手段）と、突き上げ筒６と支持アーム４の間に装填され突き上げ軸５のストッパ部５ａと突き上げ筒６のストッパ部６ａを接触させるように突き上げ筒６を突き上げ方向に押し上げるバネ１０とを具備する。
【００２３】
ここで、突き上げ筒６は支持アーム４にバネ１０を介して取り付けられており、かつ、筒状のリニアガイド７を介して突き上げ軸５に接している。
【００２４】
さらに、上面部にセンタ突き上げピン５ｂと周辺突き上げピン６ｃが貫通する複数の貫通孔と真空吸着するための複数の真空吸着孔１１ｂを有し、チップ１７が貼り付けられた粘着シート１５を吸着固定できる真空吸着ステージ１１（即ち、膜吸着手段）と、真空吸着ステージ１１が固定され、該ステージ１１に駆動力を伝えるホルダ８と、このホルダ８と支持アーム４の間に装填され、ホルダ８のストッパ部８ａと支持アーム４のストッパ部４ａを接触させるようにホルダ８を突き上げ方向に押し上げるバネ１３とを具備する。
【００２５】
ここで、ホルダ８は支持アーム４にバネ１３を介して取り付けられており、かつ、筒状のリニアガイド９を介して突き上げ筒６に接しているとともに、筒状のリニアガイド１２を介してフレーム２に接している。
【００２６】
さらに、支持アーム４を上下動させる一の機械的駆動手段３と、ホルダ８に形成されて、突き上げ筒のストッパ部６ｂと当接することにより、周辺突き上げピン６ｃが真空吸着ステージ１１の上面からチップを突き上げる高さを決める、例えば調整ネジからなる停止手段１４と、フレーム２に形成されて、ホルダ８のストッパ部８ｂと当接することにより、真空吸着ステージ１１が粘着シート１５を真空吸着固定する高さを決める、例えば調整ネジからなる停止手段１６を具備する。
【００２７】
次に本発明に係るチップ突き上げ機構３０の動作を説明する。
図２は待機状態に相当し、この状態においては、突き上げ筒６は支持アーム４との間に装填されたバネ１０により、突き上げ軸のストッパ部５ａと突き上げ軸のストッパ部６ａが接するように押し上げられた位置で停止している。又、ホルダ８は支持アーム４との間に装填されたバネ１３により、支持アームのストッパ部４ａとホルダのストッパ部８ａが接するように押し上げられた位置で停止している。
【００２８】
ここで、バネ１０は周辺突き上げピン６ｃがチップ１７を突き上げる駆動力を伝えるのに十分なバネを、バネ１３は真空吸着ステージ１１を上下動させる駆動力を伝えるのに十分なバネをそれぞれ用いている。
【００２９】
この待機状態において、周辺突き上げピン６ｃの上端は真空吸着ステージ１１の上面と同じ高さか、又はわずかに下方に位置し、センタ突き上げピン５ｂの上端は周辺突き上げピン６ｃの上端と同じ高さか、又はわずかに下方に位置している。
【００３０】
次に、駆動手段３により支持アーム４を上昇させると、図３に示すように、支持アーム４に連結されたセンタ突き上げ軸５が上昇し、それと共に、バネ１０を介して支持アーム４に取り付けられている突き上げ筒６と、バネ１３を介して支持アーム４に取り付けられているホルダ８とが上昇する。
【００３１】
そして、真空ステージ１１の上面が粘着シート１７と接触する高さでホルダ８が停止するように調整されているストッパ１６に、ホルダ８のストッパ部８ｂが接触した位置において、真空吸着ステージ１１の上昇は停止する。
【００３２】
このとき、真空吸着ステージ１１の上面は粘着シート１７に接触しており、排気口１１ａから真空吸着ステージ内の気体を排気することにより、複数の真空吸着孔１１ｂを備えた真空吸着ステージ１１の上面に、粘着シート１７を真空吸着固定することができる。このとき、同時に、チップ１７の上面に接する位置までコレット１８が下降し、チップ１７を真空吸着する。
【００３３】
次に、駆動手段３により支持アーム４をさらに上昇させると、図４に示すように、支持アーム４に連結されたセンタ突き上げピン５ｂが上昇し、それと共に、バネ１０を介して支持アーム４に取り付けられている突き上げ筒６が上昇する。又、同時に、コレット１８もチップ１７を真空吸着したまま支持アーム４と同期して上昇する。
【００３４】
このとき、周辺突き上げピン６ｃがチップ１７の周辺部を突き上げ、チップ１７の外縁部の粘着シート１５を剥がす。ホルダ８のストッパ部８ｂとフレーム２に固定されたストッパ１６が接触しているため駆動手段３からの駆動力はバネ１３によって吸収され、真空吸着ステージ１１は粘着シート１５を真空吸着固定した状態で停止したままである。
【００３５】
そして、真空吸着ステージ１１上面からの周辺突き上げピン６ｃの突き上げ高さが最適になるように調整されたストッパ１４に、突き上げ筒のストッパ部６ｂが接触した位置において、周辺突き上げ筒６の上昇は停止する。
【００３６】
さらに、駆動手段３により支持アーム４を上昇させると、図５に示すように、真空吸着ステージ１１は上述のように停止したままであり、また、ストッパ部６ｂとストッパ１４が接触しているため駆動手段３からの駆動力はバネ１０に吸収され周辺突き上げピン６ｃも停止したままとなる。
【００３７】
一方、センタ突き上げピン５ｂは上昇し、チップ１７を突き上げ粘着シート１５から完全に剥がす。このときのセンタ突き上げピン５ｂのチップ突き上げ高さは駆動手段３によって最適に制御される。
【００３８】
このとき、吸着コレット１８が支持アーム４と同期して上昇し、チップ１７をピックアップし、搬送機構３２により次工程のプリアライメント及びプリヒート機構３３へと搬送する。このようにして、本発明のチップ突き上げ機構３０は複数段階の突き上げ動作を一の駆動手段３により実現するものである。その際、ストッパ１４、１６の高さを調整することにより、各段階におけるチップ突き上げ高さを最適に設定することができる。
【００３９】
本実施の形態においては、上記のような構成とすることにより、一の駆動手段で複数段階の突き上げ動作を行なうことができるようになる。その際、真空吸着ステージ１１および周辺突き上げピン６ｃの停止位置は機械的停止手段１４、１６で最適に設定することができる。
【００４０】
本発明は１つの駆動手段で複数の突き上げ手段を駆動し、複数の機械的停止手段で各々の突き上げ手段の突き上げ高さを制限して、複数段階の突き上げ動作を行う点を要旨としており、機械的停止手段は調整ネジに限らずマイクロメータヘッドなどの微調整機構でもよく、また、突き上げ軸５及び突き上げ筒６等の突き上げ手段については、図６（ａ）に示すようにその上端部がすべて尖鋭形状のピンでも、図６（ｂ）に示すように上端部が平滑な棒状と筒状の突き上げ手段であっても、あるいはそれらの混在した構成であっても構わない。
【００４１】
また可動部は３つに限るものではなく図７に示すように４つの可動部５、６、８及び１９で構成されても、それ以上の複数の可動部で構成されてもよい。ここで、１９は突き上げ筒６の外側に、バネ２１を介して支持アーム４に取り付けられた突き上げ筒（即ち、突き上げ部材）であり、突き上げ筒６（即ち、突き上げ部材）を停止させるためのストッパ２０を有するものである。
【００４２】
また、突き上げ手段は図１にて示したような同軸状に設定された構成に限らず、図８に示すように互いに平行に配置された構成としてもよく、さらに、この際においても、突き上げ手段の上端部は尖鋭状のピンでも上端部が平滑な棒状でも、上端部が平滑な筒状でも、上端部が平滑な板状でも構わない。ここで、図８において２２、２３、２４はそれぞれ支持アーム４に弾性体２５、２６、２７を介して取り付けられた突き上げ軸（即ち、突き上げ部材）である。
【００４３】
以上のように本発明に係る突き上げ機構では、一の駆動手段により複数の突き上げ手段を駆動するため、モータ等の機械的アクチュエータが１つでよく、装置の縮小化と制御の簡略化をはかれることができるとともに、アクチュエータの数を減らすことにより装置製造の際のコストを減らすことが出来るという利点を有する。
【００４４】
この発明に係るチップ突き上げ装置は、粘着性の膜の表面に貼付されたチップを上記膜の裏面側から突き上げるチップ突き上げ装置において、上記チップが貼付された膜の裏面側に配置され、第１の突き上げ手段が固着されるとともに、第２の突き上げ手段が第１の弾性体を介して取り付けられ、さらに、上記膜を吸着する膜吸着手段が第２の弾性体を介して取り付けられた支持手段と、上記支持手段を上記粘着性の膜の裏面側から上記チップ方向へ駆動させる駆動手段と、上記膜吸着手段を所定の第１の位置に停止させる第１の停止手段と、上記第２の突き上げ手段を所定の第２の位置に停止させる第２の停止手段とを備え、上記膜吸着手段の上記第１の停止手段による停止後において、上記駆動手段により上記第２の突き上げ手段を駆動し、さらに、上記第２の突き上げ手段の上記第２の停止手段による停止後において、上記駆動手段により上記第１の突き上げ手段を駆動して、上記膜吸着手段の膜吸着位置より上記第２の突き上げ手段によるチップ突き上げ高さを高くするとともに、上記第２の突き上げ手段によるチップ突き上げ高さより上記第１の突き上げ手段によるチップ突き上げ高さを高くしたことを特徴とするので、一の駆動手段で複数段階の突き上げ動作を行うことができると同時に、チップの粘着性の膜からの剥離を効率的に行うことができる。そのため、装置の小型化を図ることができる。又、上記チップ突き上げ装置及びそれを用いたチップの突き上げのコストを低減することができる。
【００４５】
又、上記第１の突き上げ手段は、第２の突き上げ手段に比べてチップの中心に近い部分を突き上げるように配置されていることを特徴とするので、第２の突き上げ手段の停止後において第１の突き上げ手段が駆動され、チップの中心に近い部分に貼り付いている薄膜が周辺部分に貼り付いている薄膜に比べて高く突き上げられるので、該周辺部に貼り付いている粘着性の膜が中心に近い部分に貼り付いている粘着性の膜に比べてより早く剥離されるため、上記チップの粘着性の膜からの剥離をさらに容易に行うことができる。
【００４６】
又、上記第２の突き上げ手段は、停止手段による停止位置が異なることによりチップ突き上げ高さが異なる複数の突き上げ部材を有することを特徴とするので、さらに多くの段階の突き上げ動作を行うことができ、チップの粘着性の膜からの剥離をさらに容易に行うことができる。
【００４７】
又、上記複数の突き上げ部材は、チップ突き上げ高さが高い突き上げ部材が、チップ突き上げ高さが低い突き上げ部材に比べてチップの中心側を突き上げるように配置されていることを特徴とするので、上記チップの粘着性の膜からの剥離をさらに容易に行うことができる。
【００４９】
又、上記弾性体はバネであることを特徴とするので、該突き上げ装置を容易にしかも低コストに製造することが可能となる。
【００５０】
又、この発明に係るダイボンディング装置は、粘着性の膜の表面に貼付されたチップをチップ吸着手段が上記膜の表面側から吸着するチップ吸着機構と、上記チップをチップ突き上げ手段が上記膜の裏面側から突き上げるチップ突き上げ機構とを備え、上記チップ突き上げ機構は請求項１乃至５いずれか１項記載のチップ突き上げ装置からなることを特徴とするので、上記チップの薄膜からの剥離を容易かつ効率的に行うことができる。又、装置の小型化を図ることができるとともに、コストを低減することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】  この発明に係るダイボンディング装置の一実施の形態を示す概念図である。
【図２】  この発明に係るダイボンディング装置のチップ突き上げ機構の一実施の形態を示す要部断面図である。
【図３】  この発明に係るダイボンディング装置のチップ突き上げ機構の一実施の形態における動作を示す要部断面図である。
【図４】  この発明に係るダイボンディング装置のチップ突き上げ機構の一実施の形態における動作を示す要部断面図である。
【図５】  この発明に係るダイボンディング装置のチップ突き上げ機構の一実施の形態における動作を示す要部断面図である。
【図６】  この発明に係るダイボンディング装置のチップ突き上げ機構の一実施の形態における、突き上げ手段の先端部の形状を示す要部断面図である。
【図７】  この発明に係るダイボンディング装置のチップ突き上げ機構の他の実施の形態を示す要部断面図である。
【図８】  この発明に係るダイボンディング装置のチップ突き上げ機構の他の実施の形態を示す要部断面図である。
【図９】  従来のダイボンディング装置のチップ突き上げ機構を示す要部断面図である。
【図１０】  従来のダイボンディング装置のチップ突き上げ機構の動作を示す要部断面図である。
【符号の説明】
３  駆動手段、    ４  支持手段、    ５  第１の突き上げ手段、
６  第２の突き上げ手段、    １０、２１、２５、２６、２７  弾性体、
１１  膜吸着手段、    １４、２０  停止手段、    １５  粘着性の膜、
１７  チップ、    １９、２２、２３、２４（、６）  突き上げ部材、
３０  チップ突き上げ装置（チップ突き上げ機構）。
【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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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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