JP2001358198A - 半導体装置の搬送方法および実装方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】ウェハから切り分けられた微小ＩＣチップを効
率よく搬送し、テープ実装する方法を提供する。 【解決手段】ＩＣチップと搬送ガスを流す搬送用パイプ
とを同符号の電荷で帯電させ、電荷による斥力でそれぞ
れを非接触に保って搬送する。また、異符号の電荷によ
る吸引力を利用して、ＩＣチップをテープ上の所定の位
置に実装する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、非接触にＩＣチッ
プをハンドリングする搬送方法および実装方法に関す
る。

【０００２】

【従来の技術】本発明に関連する従来のＩＣチップのピ
ックアップ方法および装置として、特開平１０−２７５
８４９号公報に記載される技術が知られている。図１に
上記従来技術のピックアップ装置の断面図を示した。図
において、１はＩＣウェハ、２はＩＣチップ（ダイとも
いう）、３はダイ収容部、４はウェハシート（粘着シー
ト）、５はウェハリング（ウェハ支持部材）、６は突き
上げ駒、６ａは突き上げ駒先端部、７は突き上げ針、８
は吸着コレット（ダイ保持部品）、９はカメラ、１０は
制御部（制御用コンピュータ）、１３はステージ、１４
はチップ認識部である。

【０００３】この装置では、ダイシング後のウェハ１
は、粘着性のウェハシート４を介してウェハリング５に
支持されている。ダイシング後のダイ２を突き上げ駒６
で突き上げ、その内部に配備された突き上げ針７でさら
にダイ２を突き上げることで、ウェハシート４からダイ
２を分離する。分離したダイ２は搬送吸着コレット８で
ダイ収容部３に搬送する。

【０００４】上記ウェハシート４からダイ２を分離する
とき、画像情報を取り込むカメラ９と上記画像情報によ
ってダイ２のウェハ１上の位置を認識するチップ（ダ
イ）認識部１４により、ステージ１３および突き上げ駒
６の突き上げ量などを制御部１０により制御する。

【０００５】上記のような方式により、ウェハ１に貼り
付けられたウェハシート４から、個々のダイ２を剥が
し、ピックアップして、所定のダイ収容部３に選別収容
するものである。

【０００６】その他、半導体素子、ＩＣチップ、ピック
アップ、実装、ダイボンディング等に関する従来技術と
して、以下のような発明が列挙される。特開平５−１６
９３２６、特開平５−１２１５２５、特開平７−３３５
７２０、特開平９−５５５９８、特開平９−２８３５４
０、特開平１０−１６３２６５、特開平１０−１６３２
７４、特開平１１−１４５１６２、特開平１１−２３３
４５７、特開平１１−３３００１２。

【０００７】

【発明が解決しようとする課題】上述した従来技術は、
半導体チップ２を突き上げ針７で突き上げても破壊され
ないチップ厚と、ある程度大きいチップサイズの場合に
は有効である。しかし、より微細化され、薄型化された
チップ、たとえばチップ厚が５０μm以下、チップ外寸
が２mm角以下のようなチップでは、突き上げ時の破損に
よる歩留まり低下、および１チップずつピックアップす
ることによる生産性などの点から、コスト高となる問題
がある。

【０００８】また、上記ではウェハの電気特性を予め測
定し、そのデータを用いてピックアップを行っている
が、チップサイズが小さくなった場合は、１枚のウェハ
から切り出されるチップ数が膨大となり、それらの電気
特性を短時間で測定するためには測定装置の性能向上に
関わる費用が必要となり、さらにコスト高となる。

【０００９】本発明の目的は、上記課題を解決し、非接
触にチップを搬送し、さらに電気特性を測定しながら良
品のみを選別し、シートなどに実装してＩＣタグあるい
はＩＣカードなどを製造するのに好適なチップの搬送方
法および実装方法を提供することにある。

【００１０】

【課題を解決するための手段】上記目的は、ＩＣチップ
とそれを搬送するための搬送径路（搬送パイプ）を、同
符号の電荷で帯電させ、上記電荷による斥力を利用し
て、チップ同士およびチップと搬送用パイプとの衝突を
防止して、たとえば窒素ガスなどの搬送ガスの連続的な
流れを利用して上記チップを搬送（エアー搬送）するこ
とによって達成される。

【００１１】また、上記本発明の目的は、ＩＣチップと
それを固定するための基材を異符号の電荷で帯電させる
か、または上記のどちらか一方を帯電させることによ
り、上記両者間に生ずる引力を利用して固定用基材にＩ
Ｃチップを実装することで達成される。

【００１２】また、ＩＣチップ上にアンテナを形成して
おくことで、チップのピックアップの前に、無線でＩＣ
チップの動作、非動作を判定することにより、従来実装
前または収納前に予め行っていた電気特性評価を搬送過
程で実施でき、工程簡略化によるコスト低減が可能とな
る。

【００１３】

【発明の実施の形態】図２に本発明の一実施例になるＩ
Ｃチップの搬送方法を示す。図において１５はコンデン
サー、１６はバッテリー、１７はチップ搬送用パイプ、
１８は搬送パイプ吸引口、１９は搬送パイプ排出口、２
０はチップ搬送用ベルト、２１はチップ吸着用ヘッド、
２２は搬送用窒素ガス吸入元、２３は搬送用窒素ガス吸
入口である。

【００１４】本実施例において、ＩＣウェハ１は従来例
と同様に、ウェハリング５に固定したウェハシート４に
貼り付けられ、ダイシングによりＩＣチップ２に分離さ
れている。このＩＣチップ２の分離は、ドライエッチン
グによる分離溝を形成することによって行ってもかまわ
ない。

【００１５】本実施例では、ステージ１３上にあるＩＣ
チップ２に、コンデンサー１５およびバッテリー１６か
ら電荷を供給し、ＩＣチップ２を帯電させる。同様にチ
ップ搬送用パイプ１７も上記ＩＣチップ２と同符号の電
荷で帯電させる。ＩＣチップ２はチップ突き上げ駒６で
突き上げられ、ウェハシート４から剥離されると、チッ
プ搬送用吸引口１８から搬送パイプ１７内に吸引され
る。

【００１６】上記吸引は、搬送用窒素ガス吸入元２２か
らガスを吸入し、搬送用窒素ガス吸入管２２ａを通り、
搬送用窒素ガス吸入口２３よりチップ搬送用出口１９に
向かってガスが流れる構造にすることにより、チップ搬
送用吸引口１８に吸引するガスの流れを発生させること
でなされる。搬送パイプ１７内に吸引されたＩＣチップ
２は、矢印２４のようにチップ搬送方向に搬送される
（以下ではこのようなチップ搬送用パイプ１７内のガス
流による搬送方法をエアー搬送と呼ぶ）。

【００１７】上記ＩＣチップ２およびチップ搬送用パイ
プ１７は同符号の電荷で帯電しているため、ＩＣチップ
２のエアー搬送時にはＩＣチップ２同士、およびＩＣチ
ップ２と搬送用パイプ１７間には反発力が発生し、互い
に衝突することなく連続的に搬送できる。チップ搬送用
吸引口１８に吸引されるＩＣチップ２は、カメラ９を通
してチップ認識部１４で認識され、ＩＣチップ２が搬送
パイプ１７に吸引されたことを確認し、制御用コンピュ
ータ１０に記憶させたデータに従い、ステージ１３の
Ｘ、Ｙ座標および動作距離を決定し、位置の移動を行
う。上記制御用コンピュータ１０には、あらかじめＩＣ
ウェハ１のＩＣチップ２の配列情報を入力しておく。

【００１８】搬送されたＩＣチップ２は、チップ搬送用
ベルト上２０のチップ吸着用ヘッド２１に吸着させ、矢
印２５に示す搬送ベルト可動方向に搬送する。このと
き、上記チップ吸着用ヘッド２１はチップ２と異符号の
電荷で帯電させることで、異符号による吸引力を利用し
てチップ２を吸着ヘッド２１上に吸着する。ここで、上
記チップ吸着用ヘッド２１には、真空または磁気による
吸引力を利用してもよい。

【００１９】図３は本発明によるＩＣチップの静電吸着
を用いた実装方法の実施例を示す。同図において、３０
は固定用テープ（粘着シート）、３１はテープローラ
Ａ、３２はテープローラＢ、３３はテープローラＣ、３
４はカバーテープ（粘着シート）である。

【００２０】ＩＣウェハ１を、ウェハリング５に固定し
たウェハシート４に粘着材で貼り付け、ダイシングして
ＩＣチップ２に分離する。ＩＣチップ２はステージ１３
上にあり、コンデンサー１５、バッテリー１６により電
荷を供給してＩＣチップ２を帯電させる。同様に固定用
シート３０は上記ＩＣチップ２と異符号の電荷で帯電さ
せる。ここで、場合によっては上記のどちらか一方を帯
電させるだけでもよい。

【００２１】チップ突き上げ駒６により、持ち上げられ
たＩＣチップ２は、異符号（またはどちらか一方）の電
荷による吸着力により、固定用シート３０に静電吸着さ
せる。３台のテープローラ３１、３２、３３を同期させ
て稼働し、固定用シート（粘着シート）３０とカバーテ
ープ３４の間にチップ２を連続的に挟み込んだ状態で、
テープローラＢに製品を巻き上げる。

【００２２】上記固定用テープ３０、およびカバーテー
プ３４の材質は、ペット（ポリエチレンテレフタレー
ト）、塩化ビニール、ポリエチレン、紙等の材料を使用
目的に応じて選択することができる。ここで、突き上げ
駒先端部６ａは、円筒状の物を用いてもよく、その場合
は複数のＩＣチップ２を同時に実装することが可能とな
る。

【００２３】図４に、アンテナ回路を搭載したＩＣチッ
プの実装方法に関する実施例を示す。図において２６は
質問機用アンテナ、２７は質問機、２８は真空チャッ
ク、２９はゴミ箱、３５はステップモータである。

【００２４】図４は、チップ上に給電用のアンテナ回路
を搭載したＩＣチップ２ａが、チップ搬送用ベルト２０
上のチップ吸着用ヘッド２１に吸着して、ベルト可動方
向（矢印２５）に搬送されている。ＩＣチップ２ａが、
質問機用アンテナ２６の下を通過するときに、質問機２
７で動作チップ、非動作チップを判定し、動作チップは
真空チャック２８で固定用テープ３０に粘着材で固定す
る、非動作チップは真空チャック２８でゴミ箱２９に廃
棄する。上記質問機２７はＩＣチップ２ａが書き込み用
メモリを持っている場合は、書き込みをすることも可能
である。

【００２５】質問機２７のデータは、制御用コンピュー
タ１０に記憶させており、ＩＣチップ２ａのピックアッ
プ時に良品、不良品のデータを参照し、カメラ９、チッ
プ認識部１４でＩＣチップを認識し、真空チャック２８
の動作を制御して固定用テープ３０に粘着材で固定また
はゴミ箱２９に廃棄の分別処理行う。

【００２６】さらに、ステップモータ３５を制御して、
固定テープ３０の必要な距離をローラ回転方向（矢印３
６）に移動させる。このとき、テープローラ３１、３
２、３３は、テープローラ３２に同期させ、固定テープ
３０が弛まないようにする。ＩＣチップ２ａを貼り付け
た固定テープ３０は、テープローラ３３に巻かれている
カバーテープ３４でカバーした状態で、テープローラ３
２に巻き取る構造をしている。ここで、本実施例では上
記固定用テープ３０およびカバーテープ３４にロール状
のテープを用いたが、シート状の物を用いてもよい。

【００２７】図５に複数個のアンテナ回路搭載ＩＣチッ
プ２ａを同時に実装する実施例を示す。図５（ａ）のよ
うに、チップ搬送用ベルト２０上に、アンテナ回路搭載
ＩＣチップ２ａを複数個並べて搬送し、質問機用アンテ
ナ２６の下を通過するときに、質問機２７でアンテナ回
路搭載ＩＣチップ２ａのデータを読みとり、動作、非動
作を判定する。本実施例では複数個のアンテナ回路搭載
ＩＣチップ２ａが存在するため、質問機用アンテナコイ
ル２６ａをマトリックス状に形成している。一列に並ん
だ複数のＩＣチップに対し、質問機２７側で順番に動
作、非動作を判定し、そのデータを制御用コンピュータ
１０に送り、記憶させる。

【００２８】ＩＣチップ２ａの並んだ数と同じ数の真空
チャック２８でサンプルを吸着し、非動作のアンテナ回
路搭載ＩＣチップ２ａは、ゴミ箱２９に廃棄する。動作
するアンテナ回路搭載ＩＣチップ２ａは、図５（ｂ）の
ように縦に欠番の部分の距離を詰めて並び替え、一列に
固定用テープ３０に貼り付け、カバーシート３４でカバ
ーし、テープローラＢ３２に巻き取る。

【００２９】上記実施例では、図５（ａ）のようにアン
テナ回路搭載ＩＣチップ２ａ、質問機用アンテナ２６、
真空チャック２８を横に配列したが、必要に応じて縦に
配置してもよく、その場合は、固定用テープ３０に貼り
付けるときに、真空チャック２８の方向は並べ替えるこ
となく、欠番の真空チャック２８部分の距離を詰めて並
べ替えればよい。上記のように質問機用アンテナ２６、
真空チャック２８を縦に配置した場合は、チップ搬送用
ベルト２０上の、アンテナ回路搭載ＩＣチップ２ａの並
べた列の分を繰り返して搬送した後、次の行に進む。

【００３０】上記質問機用アンテナコイル２６ａは、マ
トリックス状に形成したが、アンテナ回路搭載ＩＣチッ
プ２ａが、複数のチップを同時に制御できる場合は、質
問機用アンテナコイル２６ａは並列または直列接続、も
しくは一つのアンテナ構造でよい。

【００３１】上記上記図５（ｂ）で、アンテナ回路搭載
ＩＣチップ２ａは縦に一列に並べて、固定用テープ３０
に貼り付けていたが、横に複数個並べてもよい。ただ
し、非動作品が発生して、欠番ができた場合は、真空チ
ャックの並べ替え操作などが複雑となるため、真空チャ
ックの動作範囲、制御用コンピュータ、センサーなどに
高い性能が要求される。

【００３２】図６にテープに実装されたＩＣチップの状
態を示す。図６（ａ）は固定用テープ３０上の、粘着剤
３８にアンテナ回路搭載ＩＣチップ２ａを固定し、剥離
紙３９を貼り付ける、実際に使用する場合は、一つずつ
カットし、剥離紙３９を剥がし、粘着剤３８で接着す
る。

【００３３】図６（ｂ）は、固定用テープ３０上の、粘
着剤３８にアンテナ回路搭載ＩＣチップ２ａを固定し、
カバーシート（粘着剤シート）３４を貼り付けて、アン
テナ回路搭載ＩＣチップ２ａを保護する。固定用テープ
３０の裏面には粘着剤３８が存在し、剥離紙３９でカバ
ーしている。実際に使用する場合は、一つづつカット
し、裏面の剥離紙３９を剥がし、粘着剤３８で接着す
る。

【００３４】図６（ｃ）は、固定用テープ材料の中に、
アンテナ回路搭載ＩＣチップ２ａを漉き込む構造とした
もので、実際の紙、ペット、塩化ビニール、ポリエチレ
ン等の材料からなるに固定用テープに漉き込んで用い
る。

【００３５】本発明の半導体素子の搬送および実装方法
は、上記図６（ａ）から（ｃ）のような実装後の形態に
おいても、用いることができる。

【００３６】

【発明の効果】以上に詳しく述べたように、本発明によ
り、ＩＣチップおよびチップ搬送用パイプを同符号の電
荷で帯電させることにより、反発力を発生させて、ＩＣ
チップ同士、ＩＣチップとチップ搬送用パイプが衝突す
ることなく、エアー搬送することができる。また、アン
テナ回路搭載ＩＣチップを用いることにより、あらかじ
めＩＣの電気特性を検査することなく、チップを実装す
る前に、質問機で動作チップと非動作チップを選別し、
動作チップのみを実装することが可能となる。さらに、
複数の質問機用アンテナコイルと真空チャックを用いる
ことにより、同時に複数のＩＣチップを実装することが
可能となる。

【００３７】本発明により、薄く、小さいＩＣチップに
おいても、非接触でＩＣチップを単体にし、搬送および
実装する、半導体素子の搬送および実装方法を実現でき
る。

【図面の簡単な説明】

【図１】従来技術によるＩＣチップの搬送方法の説明
図。

【図２】本発明の一実施例になるＩＣチップの搬送方法
の説明図。

【図３】本発明の一実施例になるＩＣチップのテープ実
装方法の説明図。

【図４】本発明の一実施例になるＩＣチップのテープ実
装方法の説明図。

【図５】本発明の一実施例になるＩＣチップのテープ実
装方法の説明図。

【図６】テープ実装後の形態を示す断面図。

【符号の説明】

１…ＩＣウェハ、２…ＩＣチップ、２ａ…アンテナ回路
搭載ＩＣチップ、３…ダイ収容部、４…ウェハシート
（粘着シート）、５…ウェハリング（ウェハ支持部
材）、６…突き上げ駒、６ａ…先端部、７…突き上げ
針、８…吸着コレット（ダイ保持部品）、９…カメラ、
１０…制御部（制御用コンピュータ）、１２…突き上げ
方向、１３…ステージ、１４…チップ認識部、１５…コ
ンデンサー、１６…バッテリー、１７…チップ搬送用パ
イプ、１８…チップ搬送用吸引口、１９…チップ搬送用
出口、２０…チップ搬送用ベルト、２１…チップ吸着用
ヘッド、２２…搬送用窒素ガス吸入元、２３…搬送用窒
素ガス吸入口、２４…チップ搬送方向、２５…ベルト可
動方向、２６…質問機用アンテナ、２７…質問機、２８
…真空チャック、２９…ゴミ箱、３０…固定用テープ
（粘着シート）、３１…テープローラＡ、３２…テープ
ローラＢ、３３…テープローラＣ、３４…カバーテープ
（粘着シート）、３５…ステップモータ、３６…ローラ
回転方向Ａ、３７…ローラ回転方向Ｂ、３８…粘着剤、
３９…剥離紙。

Claims (9)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】少なくとも、ＩＣチップとその搬送ガスを
   流す搬送パイプとを同符号の電荷で帯電させ、上記電荷
   による斥力を利用して、上記ＩＣチップ同士およびＩＣ
   チップと搬送パイプとを衝突させることなく、上記ＩＣ
   チップを搬送することを特徴とする半導体装置の搬送方
   法。
2. 【請求項２】ＩＣチップとそれを固定するための基材を
   異符号の電荷で帯電させるか、または上記のどちらか一
   方を帯電させることにより、上記両者間に生ずる引力を
   利用して上記固定用基材にＩＣチップを実装することを
   特徴とする半導体装置の実装方法。
3. 【請求項３】ＩＣチップに帯電させた電荷と異なる符号
   の電荷で帯電させたチップ吸着用ヘッドに、異符号電荷
   による引力で上記チップを吸着させることを特徴とする
   半導体装置の搬送方法。
4. 【請求項４】上記チップ吸着用ヘッドは、チップ搬送用
   ベルト上にＩＣチップを連続的に整列させ、搬送するこ
   とを特徴とする請求項３記載の半導体装置の搬送方法。
5. 【請求項５】アンテナ回路を搭載したＩＣチップを用い
   ることにより、質問機と質問機用アンテナでＩＣチップ
   の情報を読みとり、ＩＣチップ搬送および途中で特性検
   査を行って、動作チップのみをテープに実装することを
   特徴とする半導体装置の搬送方法。
6. 【請求項６】上記アンテナ回路を搭載したＩＣチップ
   が、縦、横に複数個並んでいた場合に、複数のマトリッ
   クス状に配列した質問機用アンテナコイルを持つ質問機
   用アンテナと質問機により、連続的に複数のＩＣチップ
   の情報を読みとり、動作、非動作を判定し、動作するＩ
   Ｃチップのみを実装することを特徴とする請求項５記載
   の半導体装置の搬送方法。
7. 【請求項７】質問機用アンテナコイルは並列または直列
   接続もしくは一つのアンテナを用いて、配列された複数
   のＩＣチップの情報を読みとり、動作、非動作を判定
   し、動作するＩＣチップのみを実装することを特徴とす
   る請求項５または６記載の半導体装置の搬送方法。
8. 【請求項８】請求項１、３、４、５、６、７のいずれか
   記載の半導体装置の搬送方法で搬送される上記ＩＣチッ
   プを、固定用テープまたはシートとカバーテープまたは
   シートを兼用した構造、固定用テープまたはシートとカ
   バーテープまたはシートで挟み込む構造、固定用テープ
   またはシートの中に漉き込む構造のいずれかの構造で実
   装することを特徴とする半導体装置の実装方法。
9. 【請求項９】上記固定テープまたはシートおよびカバー
   テープまたはシートの材質に、紙、ポリエチルテレフタ
   レート、ポリエチレンまたは塩化ビニールのいずれかを
   用いたことを特徴とする請求項８記載の半導体装置の実
   装方法。