(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
粘着シート上に貼り付けられた半導体ウェハが、ダイシング工程によって、該粘着シート上に貼り付けられた状態でそれぞれが所定の間隔をあけた複数の半導体チップに分割された後に、分割された半導体チップを、前記粘着シートから１つずつピックアップして次工程に搬送するピックアップ装置において、
ピックアップされる前記半導体チップと、該半導体チップに隣接する複数の半導体チップのそれぞれの一部とが、前記粘着シートとともに載置される多孔質材部分を有し、該多孔質材部分に、ピックアップされる前記半導体チップのサイズと略同等のサイズの矩形状領域にのみ凹凸面が形成された吸着ステージと、
該吸着ステージの前記多孔質材部分に載置された前記粘着シートを、前記凹凸面を含む前記多孔質材部分を介して吸引する真空吸引手段と、
前記吸着ステージの前記凹凸面上に位置する前記半導体チップを吸着するコレットと、
を備える半導体チップのピックアップ装置。
【請求項２】
前記吸着ステージは、前記真空吸引手段によって内部が真空とされる吸着筒の上端部に、交換可能に取り付けられている請求項１に記載の半導体チップのピックアップ装置。
【請求項３】
前記吸着筒には、前記吸着ステージを加熱する加熱手段が設けられている請求項１または２に記載の半導体チップのピックアップ装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、粘着シートに貼り付けられた半導体チップを粘着シートから分離するためのピックアップ装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
半導体装置の製造においては、半導体ウェハに回路素子を形成する前半工程と、半導体ウェハをダイシングしてウェハから個々に分割した半導体チップをパッケージに封止する後半工程とに大きく分けられる。
【０００３】
半導体ウェハから分割された半導体チップを後半工程に搬送するためには、半導体チップを固定していた粘着シートから取り上げるピックアップ装置が使用されている。従来のピックアップ装置としては、以下のようなものが挙げられる。
【０００４】
（従来例１）
従来から、図４に示すようなピックアップ装置が用いられている。このピックアップ装置は、粘着シート２の裏面に突き上げユニット８を接触させて真空吸引により粘着シート２を吸着しながら、突き上げユニット８の内部から突き上げピン７を上昇させ、半導体チップ１の裏面を突き上げるようにして粘着シート２から分離して、コレット６により半導体チップ１をピックアップする。
【０００５】
（従来例２）
特開２０００−１９５８７７号公報には、図５に示すようなピックアップ装置が開示されている。このピックアップ装置は、図５（ａ）に示すように、半導体チップ１１が貼り付けられたダイシングシート１３（図４に示した粘着シートに相当）を引っ張り状態で保持するシート保持機構（図示せず）と、半導体チップ１１の寸法に対応した複数の吸引通路（貫通孔）１２ｂを有する真空吸引可能な溝１２ａが設けられた吸着ステージ１２と、半導体チップ１１をダイシングシート１３から分離するときにダイシングシート１３を吸着ステージ１２に真空吸着するための真空吸引機構(図示せず)とを備えている。このピックアップ装置を用いてダイシングシートに貼り付けられた半導体チップ１１をピックアップするには、吸着ステージ１２の中空部を真空状態にすることによってダイシングシート１３を溝１２ａに沿って真空吸着し、図５（ｂ）に示すように半導体チップ１１とダイシングシート１３との間に間隙を作ることにより半導体チップ１１とダイシングシート１３を分離した後、図５（ｃ）に示すようにコレット１４でピックアップする。
【０００６】
このピックアップ装置において、吸着ステージ１２の溝１２ａは図６に示すように形成されている。すなわち、溝１２ａが同心円形状（図６（ａ））、直線並列形状（図６（ｂ））、格子形状（図６（ｃ））などの形状からピックアップする半導体チップ１１の外形的な条件に従って、ダイシングシートから半導体チップを分離し易い適切なものを適宜選択することができる。なお、この従来技術では、半導体チップの品種、すなわち半導体チップサイズの違いに応じて、最適な大きさの吸着ステージ１２に交換されるため、溝１２ａは吸着ステージ１２上面の形状に沿ってほぼ全面に形成していた。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上述した従来例１（図４）の構造では、ダイシングシート１を突き破ることができる鋭利な突き上げピン７が必要であり、この鋭利な突き上げピン７が半導体チップ１を突き上げるため、半導体チップ１の裏面を傷つけやすい。特に、半導体チップが薄い場合には、突き上げピン７の突き上げによってチップ割れが発生し易いという問題がある。
【０００８】
また、上記従来例２（図５、図６）の構造では、凹凸状の吸着溝１２ａが吸着ステージ１２上面の形状に沿って全面に形成されているため、図７に示すように吸着ステージ１２と隣接する半導体チップと重なる領域２０では、ピックアップしようとする半導体チップ１１だけではなく、本来ピックアップされるまでダイシングシート１３に安定して固定されていなければならない隣接する半導体チップも分離されてしまう。このため、半導体ウェハの移動時に半導体チップが飛散するおそれがあり、装置の自動化に不都合が生じる。
【０００９】
本発明は、このような従来技術の課題を解決するべくなされたものであり、半導体チップのピックアップ工程において、ピックアップしようとする半導体チップのみを粘着シートとの粘着力を低下させて分離し、薄い半導体チップでも損傷することなくピックアップ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。
【００１０】
【課題を解決するための手段】
本発明に係る半導体発光素子は、粘着シート上に貼り付けられた半導体ウェハが、ダイシング工程によって、該粘着シート上に貼り付けられた状態でそれぞれが所定の間隔をあけた複数の半導体チップに分割された後に、分割された半導体チップを、前記粘着シートから１つずつピックアップして次工程に搬送するピックアップ装置において、ピックアップされる前記半導体チップと、該半導体チップに隣接する複数の半導体チップのそれぞれの一部とが、前記粘着シートとともに載置される多孔質材部分を有し、該多孔質材部分に、ピックアップされる前記半導体チップのサイズと略同等のサイズの矩形状領域にのみ凹凸面が形成された吸着ステージと、該吸着ステージの前記多孔質材部分に載置された前記粘着シートを、前記凹凸面を含む前記多孔質材部分を介して吸引する真空吸引手段と、前記吸着ステージの前記凹凸面上に位置する前記半導体チップを吸着するコレットとを備え、そのことにより上記目的が達成される。
【００１１】
前記吸着ステージは、前記真空吸引手段によって内部が真空とされる吸着筒の上端部に、交換可能に取り付けられていることが望ましい。
【００１２】
前記吸着筒には、前記吸着ステージを加熱する加熱手段が設けられていることが望ましい。
【００１３】
前記吸着筒部に加熱手段を備えているのが望ましい。
【００１４】
以下に、本発明の作用について説明する。
【００１５】
本発明の半導体チップのピックアップ装置を用いて、ピックアップしようとする半導体チップ下面の粘着シートを凹凸状の吸着面を有する吸着ステージに真空吸着することにより、吸着面凹部に粘着シートを引き込み、半導体チップと粘着シートを分離する。これにより、半導体チップと粘着シートは吸着面凸部のみで粘着した状態となり、半導体チップと粘着シートとの粘着力が大幅に低下する。この状態でコレットにより半導体チップをピックアップすることができる。吸着ステージの吸着面は半導体チップのサイズと略同等のサイズの矩形状領域にのみ凹凸面を形成しているため、隣接する半導体チップの粘着力が低下することはない。
【００１６】
従来例１のように、半導体チップを突き上げピンなどにより少数の点で支持すると、特定の部分に応力が集中するため、半導体チップが損傷するおそれがある。これに対して、本発明のピックアップ装置では、多数の点で半導体チップを支持するため、半導体チップを損傷することなくピックアップすることができる。この効果は、薄い半導体チップのピックアップにおいて特に顕著であり、薄型パッケージの組み立てを効率良く行うことが可能となる。
【００１７】
従来例２のように、吸着ステージの大きさがピックアップする半導体チップのサイズに最適化され、凹凸状の吸着溝が吸着ステージ上面の形状に沿って全面に形成されている場合、ピックアップしようとする半導体チップだけではなく、隣接する半導体チップの粘着力まで低下してしまい、半導体ウェハを移動させる際に半導体チップが飛散するおそれがある。吸着ユニットの大きさは装置の制約上、あまり小さくすることができず、小さい半導体チップの場合には特に半導体チップが飛散するおそれがある。これに対して、本発明のピックアップ装置では、吸着ステージの吸着面に半導体チップのサイズと略同等のサイズの矩形状領域にのみ凹凸面を形成しているため、ピックアップしようとする半導体チップのみ粘着力を下げることが可能であり、隣接する半導体チップの粘着力が低下することにより半導体チップが飛散することはない。このため、吸着ユニット自体に大きさの制約は無くなる。
【００１８】
従って、本発明によれば、鋭利な突き上げピンで突き上げることなく半導体チップをピックアップして半導体チップの損傷を避けることができる。また、ピックアップしようとする半導体チップのみ粘着力を低下させて半導体チップが飛散するのを防ぐことができる。よって、製造装置および製造工程の自動化にも適している。
【００１９】
上記吸着ユニットを吸着ステージと吸着筒に分離し、この吸着ステージのみを半導体チップのサイズに応じて交換することにより、吸着ユニット自体の大きさは半導体チップ毎のサイズに合わせる必要がなく、余裕のある大きさにすればよい。このため、凹凸面を形成しない余裕部分は隣接する半導体チップを固定するように作用する。
【００２０】
上記吸着ユニットの吸着面となる吸着ステージは多孔質材を用いる。または、多孔質材の代わりに、真空吸着するための貫通孔を設けてもよい。
【００２１】
上記吸着ユニットには粘着シートを加熱できるように加熱手段を設けるのが望ましい。吸着ユニットを加熱してその熱によって半導体チップと粘着シートとの粘着力を低下させることにより、半導体チップと粘着シートの分離を容易にすることができる。特に、吸着ユニットの本体部となる吸着筒部は加熱手段を設けるのに適している。
【００２２】
【発明の実施の形態】
以下に、本発明の実施の形態について図面を参照しながら説明する。
【００２３】
図１は、本発明の一実施形態である半導体チップのピックアップ装置の構成を示す断面図である。このピックアップ装置は、ダイシングシート（粘着シート）２に貼り付けられた半導体チップ１をピックアップするためのものであり、吸着ユニット３、ヒーター４およびコレット５を備えている。
【００２４】
吸着ユニット３は吸着筒３ａと吸着ステージ３ｂから構成されており、ネジ止めなどにより固定することができ、半導体チップのサイズに応じて適切な吸着ステージ３ｂの交換を容易に行うことができる。この吸着ステージ３ｂは、粘着シート２を真空吸着するための多孔質材３ｃ部分を有している。多孔質材としては、セラミック、金属粉末を焼結したもの等によって構成されている。
【００２５】
図２（ａ−１）は吸着ユニット３の上面図であり、図２（ａ−２）はその側面図である。吸着ステージ３ｂには、半導体チップのサイズとほぼ同等のサイズの矩形状領域にのみ凹凸面を形成した多孔質材３ｃを使用することにより、真空源（図示せず）によって真空吸引することにより、粘着シート全面を安定して吸着することができる。また、凹凸面の形状としては例えば角錐形凹凸が挙げられるが、角錐形凹凸に限られず、真空吸引したときに半導体チップを多点かつ小面積で支持することができ、粘着力を低下させることができる形状であれば、様々な形状を取ることができる。但し、半導体チップの損傷を避けるために、凹凸面の凸部の形状は鋭利でないものが望ましい図２（ｂ−１）および図２（ｂ−２）に示すように、多孔質材を用いずにバキューム孔（貫通孔）６を設けて真空吸着してもよい。
【００２６】
吸着筒３ａは、吸着ステージ３ｂを加熱できるようにヒーター４を設けて粘着シート２を加熱することができる。この熱によって半導体チップ１と粘着シート２との粘着力を低下させ、さらに、粘着シートが伸びやすくなることにより、吸着ステージ３ｂの凹凸面の凹部への粘着シートの追従性が向上し、半導体チップ１と粘着シート２の分離が容易になる。
【００２７】
粘着シート２は、半導体チップ１と粘着シート２の分離が容易なように、展延性に優れ、紫外線照射等により粘着力が低下するものを使用するのが望ましい。このような材料としては、例えばポリオレフィン基材とアクリル系粘着材からなる粘着シートが挙げられる。
【００２８】
コレット６は、粘着力の低下した半導体チップをピックアップし、移送またはマウントするためのものである。
【００２９】
次に、上記ピックアップ装置を用いて粘着シート２に貼り付けられた半導体チップ１をピックアップする方法について説明する。図３（ａ）〜図３（ｄ）はピックアップ時の各部の動きを動作順に図示した概略図であり、所定の半導体チップをピックアップする際の一連の流れを図示したものである。
【００３０】
まず、図３（ａ）に示すように、粘着シート２に貼り付けられた半導体チップ１を、吸着ユニット３の真上で、かつ、吸着ステージ３ｂの多孔質材３ｃに設けた半導体チップ１のサイズと略同等サイズの矩形状の凹凸面と重なり合うように位置決めする。
【００３１】
次に、図３（ｂ）に示すように、真空吸引により粘着シート２を吸着ステージ３ｂに真空吸着させることにより、粘着シート２が吸着ステージ３ｂの凹凸面にならって変形する。その結果、半導体チップ１の吸着面の凹部に対応する部分が粘着シート２から分離し、半導体チップ１は吸着面凸部でのみ粘着シート２と粘着した状態となり、粘着力が低下する。
【００３２】
このとき、吸着筒３ａに設けたヒーター４により吸着ステージ３ｂを加熱することにより、粘着シート２が熱によって伸びやすくなり、かつ、粘着力を低下させることができるので、より容易にピックアップ可能となる。
【００３３】
また、吸着ステージ３ｂの凹凸面は半導体チップのサイズと略同等の矩形状領域にのみ凹凸面を形成しているので、ピックアップしようとする半導体チップ１のみ粘着シート２から分離され、隣接する半導体チップ１が粘着シート２から分離されることはない。
【００３４】
さらに、吸着ステージ３ｂに凹凸面を有する多孔質材３ｃを用いることにより、粘着シートを安定して吸着することができ、吸着ステージ３ｂにバキューム孔６を設けて真空吸引するよりも安定して半導体チップを分離することができる。このとき、多孔質材３ｃ上で凹凸面が形成されていない領域と、隣接する半導体チップとが重なる部分（図１に符号１０で示す部分）では、真空吸引によりその半導体チップをより安定して固定する方向に作用する。よって、ピックアップ工程において隣接する半導体チップが飛散することがなくなる。
【００３５】
続いて、図３（ｃ）に示すように、コレット５を上下させて粘着力の低下した半導体チップ１をコレット５により真空吸着してピックアップする。
【００３６】
その後、図３（ｄ）に示すように、粘着シート２と吸着ステージ３ｂを分離するため、真空吸引を切る。このとき、真空弁（図示せず）を切り換えて陽圧にすることが望ましい。
【００３７】
以降、上記図３(ａ)〜図３（ｄ）の工程を繰り返して行い、順次所定の半導体チップをピックアップして次工程へ搬送する。
【００３８】
【発明の効果】
以上詳述したように、本発明の半導体チップのピックアップ装置によれば、半導体チップを損傷し易い突き上げピンの代わりに凹凸面を有する吸着ステージを使用することにより、半導体チップと粘着シートとの粘着力を低下させた状態で半導体チップをピックアップすることができる。よって、薄い半導体チップでも損傷することなく安定した状態でピックアップすることができる。
【００３９】
また、吸着ステージの吸着面は半導体チップのサイズと略同等のサイズの矩形状領域にのみ凹凸面を形成しており、ピックアップしようとする半導体チップのみ粘着シートから分離され、隣接する半導体チップが粘着シートから分離されることはない。よって、小さな半導体チップでも飛散することなく安定した状態でピックアップすることができる。このため、吸着ステージ自身の大きさの制約が緩和される。
【００４０】
また、吸着ステージに多孔質材を用いることにより、粘着シートを多点で吸着することができ、隣接する半導体チップ部分の粘着シートを含めて多点で真空吸着することができるので、安定した状態で真空吸着することができる。または、多孔質材の代わりに、真空吸着するための貫通孔（バキューム孔）を設けてもよい。
【００４１】
さらに、品種切り換え時には吸着ステージのみを半導体チップのサイズに合わせて交換するだけでよいので、突き上げピンの交換時に必要であった調整作業の手間がかからず、容易に機種切り換えが可能である。
【００４２】
さらに、上記吸着ユニットに加熱手段を設けて加熱し、その熱によって半導体チップと粘着シートとの粘着力を低下させることにより、半導体チップと粘着シートを容易に分離することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の一実施形態である半導体チップのピックアップ装置の概略構成を示す縦断面図である。
【図２】（ａ−１）は多孔質材を使用した吸着ステージの吸着ユニット形状を示す上面図、（ａ−２）はその側面図であり、（ｂ−１）はバキューム孔を設けた吸着ステージの吸着ユニット形状を示す上面図、（ｂ−２）はその側面図である。
【図３】（ａ）〜（ｄ）は本発明の一実施形態である半導体チップのピックアップ装置におけるピックアップ動作例を説明するための図である。
【図４】従来の半導体チップのピックアップ装置の概略構成を示す縦断面図である。
【図５】  (ａ）〜（ｃ）は従来の半導体チップのピックアップ装置の概略構成を示す縦断面図である。
【図６】（ａ）〜（ｃ）は図５の半導体チップのピックアップ装置における吸着ステージ溝の形状を示す斜視図である。
【図７】従来の半導体チップのピックアップ装置における問題を説明するための上面図である。
【符号の説明】
１  半導体チップ
２  粘着シート
３ａ  吸着筒
３ｂ  吸着ステージ
３ｃ  多孔質材
４  ヒーター
５  コレット
６  バキューム孔
７  突き上げピン
８  突き上げユニット
１０  多孔質材上で凹凸面が形成されていない領域と隣接する半導体チップとが重なる領域
１１  半導体チップ
１２  吸着ステージ
１２ａ  溝
１２ｂ  吸引通路
１３  ダイシングシート
１４  コレット
２０  吸着ステージと隣接する半導体チップとが重なる領域
【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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