JP2006191144A - ピックアップ装置及びピックアップ方法 - Google Patents

Abstract

【課題】薄厚化したチップをピックアップする際に、クラックを抑制でき、チップの品質を向上できるピックアップ装置及びピックアップ方法を提供する。
【解決手段】突き上げ機構２２のピンで粘着テープからチップを引き剥がす際、粘着テープにおける粘着面の裏面側を吸着して保持しつつ、粘着テープの粘着面側から、コレット２８をチップの上方に近づけ、コレットを徐々に下降させてチップを吸着し、チップが粘着テープから引き剥がされるまで待った後、コレットを上昇させてチップをピックアップすることを特徴としている。ピンを滞留させることでチップの剥離を促すことができる。また、ダイシングが終了し、粘着テープに貼り付けられたチップをピックアップするとき、粘着テープを高温の不活性ガスを吹き付けて瞬時に加熱することで、チップを粘着テープからダメージなく剥がすことを特徴としている。
【選択図】 図１

Description

本発明は、半導体装置の実装技術、特にマウント技術に係り、半導体パッケージ、特にＩＣカードやＴＡＧ、３Ｄパッケージなどで用いられる薄いチップをパッケージに実装する際に、ウェーハをダイシングして個片化したチップを、粘着テープから順次引き剥がして搬送するピックアップ装置及びピックアップ方法に関する。

ＩＣカードや携帯機器に使われる半導体装置は、実装面積や厚さに制限がある。しかし、その反面、要求される機能は限りなく増加している。このような要求に応じるためには、チップを三次元に実装する技術が有効であり、盛んに試されている。いわゆる、積層モジュールと呼ばれる半導体パッケージであり、パッケージの厚さは従来と変わらない。例えば、携帯機器のメモリ部に使うために、フラッシュメモリとSRAMを２段重ねにした製品が既に市販されており、３〜４段に重ねた製品の研究開発も市販に向けて進められている。

このような薄い半導体パッケージに実装するために、従来は２００〜６５０μｍであったチップの厚さが、２００μｍ未満という要求が増えつつある。上記フラッシュメモリとSRAMを２段重ねにした製品や３〜４段に重ねた製品では、チップの厚さが５０〜１５０μｍと特に薄い。更には、５０μｍ以下という薄厚化したチップも要求されている。

しかし、このようなチップの薄厚化要求に従い、チップが薄くなるのに伴って、ピックアップ時に発生するクラックが深刻な問題となっている。チップの曲げ強度は、チップの厚さの２乗に比例することが知られており、薄くなるほどチップには割れやクラックが発生しやすくなるからである。

従来のピックアップ装置では、厚さが４０〜２００μｍの薄いシリコン・チップでは、ピックアップ時にクラックが多発する。ここで言うクラックとは、チップが割れること、また、チップの周辺部、すなわちコーナー部や辺が欠けることを総称する。

まず、図１２乃至図１８により、上記ピックアップ時に発生するクラックについて詳しく説明する。図１２は、従来のピックアップ装置及びピックアップ方法について説明するためのもので、突き上げ機構におけるバックアップ・ホルダー、ピン・ホルダー及びピンの断面構成を概略的に示している。ピン・ホルダー１１は、バックアップ・ホルダー１２内で上下動するようになっており、ピン・ホルダー１１が上昇するとピン１３が粘着テープ１４越しにチップ１５を上方に押圧し、粘着面１４Ａに貼り付けられたチップ１５を引き剥がすようになっている。

一般に、ピン１３は図１３（ａ）に示すように、チップ１５の中心位置に対して点対称で、且つ対角線に沿うように配置されている。また、バックアップ・ホルダー１２には、上記ピン配置に対応して、図１３（ｂ）に示すようにピン１３が飛び出す位置に貫通孔１６が設けられている。

図１４（ａ）〜（ｃ）及び図１５（ａ）〜（ｄ）はそれぞれ、厚さが２００〜７５０μｍの通常のチップ１５を突き上げる様子と、突き上げるにつれ、チップ１５が徐々に粘着テープ１４から離れていく様子を示している。図１４（ａ）〜（ｃ）に示すようにピン１３が上昇すると、図１５（ａ）〜（ｄ）に斜線で示すようにチップ１５が粘着テープ１４から徐々に引き剥がされて行き、完全に剥離する。この際、ピン１３の上昇に伴って、まずチップ１５の周辺部、特にコーナー部が剥がれ、ピン１３が最高点に達したときには既に剥がれている。

しかしながら、チップ１５の厚さが４０〜１００μｍまで薄くなると、図１６（ａ）〜（ｃ）に示すように、ピン１３が当たった部分がまず上昇するが、ピン１３が当たっていない部分には上昇の遅れが生ずる。なぜなら、チップ１５が薄いためにチップ１５が湾曲し、粘着テープ１４からチップ１５が剥離しないからである。この結果、図１７（ａ），（ｂ）に斜線で示すように粘着テープ１４から剥離させることができず、図１７（ｃ）に示すようにクラック１６が発生してしまう。このクラック１６は、チップ１５がシリコンの降伏限界を超えるほど曲げられたために、表面に劈開が生じて発生したものである。また、表面に生じたクラック１６が裏面まで伝播し、チップ１５が完全に裂けた状態になるものもある。このクラック１６の発生は、チップ１５の厚さが薄ければ薄いほど頻繁になる。

図１８（ａ）〜（ｈ）はそれぞれ、チップがクラックした様子を示しており、厚さ１００μｍ以下の特に薄いシリコン・チップがクラックした様子である。クラックは、大きく分けて“カケ”モード、“ワレ”モード及び“貫通”モードの３つに分類することができる。“カケ”モードとは、図１８（ａ）〜（ｃ）に示すようにチップのコーナーや周辺がクラックして欠けたものである。“ワレ”モードとは、図１８（ｄ）〜（ｇ）に示すように、線が入るようにクラックするものである。また、“貫通”モードとは、図１８（ｈ）に示すように、ピンが当たる部分だけ、シリコンが隆起するように割れるものである。

上記のように従来のピックアップ装置及びピックアップ方法では、薄厚化したチップをピックアップする際にクラックなどのダメージを与えてしまい、チップの品質が低下するという問題があった。

この発明は上記のような事情に鑑みてなされたもので、その目的とするところは、薄厚化したチップをピックアップする際にもクラックなどのダメージを抑制でき、チップの品質を向上できるピックアップ装置及びピックアップ方法を提供することにある。

本発明の一態様に係るピックアップ装置は、バックアップ・ホルダーと、このバックアップ・ホルダー内で上下動し、粘着テープに転写されたチップを、この粘着テープ越しにピンで押圧するためのピン・ホルダーとを備えた突き上げ機構と、前記突き上げ機構により粘着テープに転写されたチップをピックアップする際、前記粘着テープを加熱して粘着力を低下させる加熱機構と、前記突き上げ機構でピックアップしたチップを吸着して搬送する吸着搬送機構とを具備する。

そして、上記ピックアップ装置において、下記（Ａ）〜（Ｆ）のような構成を備えている。

（Ａ）前記ピン・ホルダーは、高温の不活性ガスを流すキャピラリ管を備え、前記バックアップ・ホルダーは、前記ピン・ホルダーのピンの位置と相対する位置と、前記ピン・ホルダーのキャピラリ管の位置と相対する位置にそれぞれ設けられた貫通孔を備える。

（Ｂ）高温の不活性ガスは、ピンが突き上げ動作を開始する直前または同時に供給され、この不活性ガスの供給から、ピンの突き上げ動作開始までの遅延時間を制御する第１の制御手段を更に具備する。

（Ｃ）高温の不活性ガスを供給し始めてから供給を停止するまでの時間を制御する第２の制御手段を更に具備する。

（Ｄ）粘着テープの加熱温度を検知するセンサと、このセンサによって加熱が検出されたときに前記高温の不活性ガスの供給を停止する第３の制御手段とを更に具備する。

（Ｅ）前記加熱機構は、前記ピン・ホルダーに設けられ、前記粘着テープを加熱するヒータである。

（Ｆ）前記突き上げ機構のピンによるチップの突き上げ動作と前記吸着搬送機構によるチップの吸着動作を制御し、前記ピンが最高点に達したときに前記吸着搬送機構でチップを吸着した状態でピンを滞留させることによって前記チップの剥離を促す第４の制御手段を更に具備する。

また、本発明の一態様に係るピックアップ方法は、ウェーハ・リングに装着した粘着テープの粘着面側に、ウェーハをダイシングして個片化したチップを転写して貼り付け、これらのチップを粘着テープから順次引き剥がして搬送するピックアップ方法であって、突き上げピンがチップを突き上げするのと同時または直前に、高温の不活性ガスを前記粘着テープに吹き付けて粘着力を低下させ、チップを粘着テープから順次剥がして搬送する。

更に、本発明の一態様に係るピックアップ方法は、ウェーハ・リングに装着した粘着テープの粘着面側に、ウェーハをダイシングして個片化したチップを転写して貼り付け、これらのチップを粘着テープから順次引き剥がして搬送するピックアップ方法であって、突き上げピンでチップを突き上げ、ピンが最高点に達してから下降し始めるまで、所定の時間滞留させた状態で、高温の不活性ガスを前記粘着テープに吹き付けて粘着力を低下させ、チップを粘着テープから順次剥がして搬送する。

そして、上記ピックアップ方法において、下記（Ｇ）のような特徴を備えている。

（Ｇ）前記不活性ガスは窒素ガスであり、この窒素ガスの温度は２００〜４００℃である。

上記のようなピックアップ装置によれば、粘着テープを瞬時に加熱することで、粘着テープの粘着力を低下させ、チップにダメージを与えることなく粘着テープから剥がすことができる。この結果、薄厚化したチップをピックアップする際にもクラックなどのダメージを抑制でき、チップの品質を向上できる。

加熱には、高温の不活性ガスを粘着テープに吹き付ければ、粘着テープの基材の縮みや劣化、チップへのダメージを最小限にでき、冷却の問題を配慮する必要がない。

第１の制御手段を設ければ、高温の不活性ガスの供給とピンの突き上げ動作を最適化できる。

第２の制御手段を設ければ、高温の不活性ガスの供給時間を最適化できる。

第３の制御手段を設ければ、粘着テープの過熱状態に応じた不活性ガスの供給と停止が制御できる。

上記加熱機構は、ピン・ホルダーに設けたヒータでも実現できる。

第４の制御手段を設ければ、ピンの滞留時間を制御できる。

また、上記のようなピックアップ方法によれば、粘着テープを瞬時に加熱することで、粘着テープの粘着力を低下させ、チップにダメージを与えることなく粘着テープから剥がすことができる。この結果、薄厚化したチップをピックアップする際にもクラックなどのダメージを抑制でき、チップの品質を向上できる。

上記高温の不活性ガスとしては、温度が２００〜４００℃の窒素ガスが安価である。

この発明によれば、薄厚化したチップをピックアップする際にもクラックなどのダメージを抑制でき、チップの品質を向上できるピックアップ装置及びピックアップ方法が得られる。

以下、この発明の実施の形態について図面を参照して説明する。
図１は、本発明の実施の形態に係るピックアップ装置について説明するためのもので、外観を示す斜視図である。このピックアップ装置は、ピックアップ機構２１、突き上げ機構２２、チップ位置認識機構２３及び制御装置２４などから構成されている。

上記ピックアップ機構２１は、ロボット・アーム２５とこのロボット・アーム２５の一端を支点にして図示矢印Ａ方向に往復動作させる駆動部２６、及びロボット・アーム２５を上下動（矢印Ｂ方向）させる駆動部２７を備えている。また、このロボット・アーム２５の先端部には、コレット２８が設けられている。コレット２８は、チップと直接接触し、バキューム力でチップを吸着する。これによって、ロボット・アーム２５は、チップをピックアップする位置で上下動し、且つチップを吸着して搬送する動作を行う。

ピックアップの対象となるチップは粘着テープに貼り付けられており、バキューム力だけではピックアップすることは困難である。バキューム力を強めたり、メカニカルにチップを掴み取る方法などもあるが、チップにチッピングやクラックを発生させ、品質を低下させる恐れがある。そこで、突き上げ機構２２によりチップを粘着テープから剥離する。上記突き上げ機構２２は、バックアップ・ホルダー３２をウェーハ・リング面内で自由に動かせる駆動部２９と、突き上げピンを上下動させる駆動部３０とを備えている。上記駆動部２９はモーター３１などにより図示矢印方向Ｃと、この方向Ｃと直交する矢印方向Ｄにバックアップ・ホルダー３２を移動させる。上記バックアップ・ホルダー３２には貫通孔３２Ａが設けられており、駆動部３０に設けられているモーター３３により突き上げピンを上下動（矢印Ｅ方向）させることにより、上記貫通孔３２Ａからピンが突き出してチップを押し上げ、粘着テープから引き剥がすようになっている。

上記粘着テープはウェーハ・リングと呼ばれる環状の治具に貼り付けられている。このピックアップ装置には、ウェーハ・リングを精度良く載置して固定する治具３４が設けられている。ウェーハ・リングの固定治具３４は、粘着テープを固定するだけでなく、粘着テープを押し上げるようにして、粘着テープにテンションを掛けられるようになっている。チップをピックアップする際には、通常、１〜５ｍｍ押し上げるようにする。

上記チップ位置認識機構２３は、カメラ３５から得た画像データから、ウェーハ・リング内にあるチップの位置を±１０μｍ以下の精度で割り出すものである。バックアップ・ホルダー３２及びロボット・アーム２５は、チップ位置認識機構２３から得られたチップの位置データにしたがって、±２０μｍ以下の精度で正確に移動するようになっている。

なお、上記ピックアップ機構２１の駆動部２６，２７の動作やコレット２８による吸着動作、突き上げ機構２２の駆動部２９，３０の動作、及びチップ位置認識機構２３によるチップ位置の割り出しなどはそれぞれ、制御装置２４によって制御される。

ところで、薄厚化されたチップをピックアップする場合には、上記突き上げ機構２２が重要である。次に、図２乃至図４を用いて上記ピックアップ装置の突き上げ機構２２について詳しく説明する。図２は突き上げ機構２２におけるバックアップ・ホルダー、ピン・ホルダー及びピンの断面構成を示している。図３及び図４はそれぞれ、ピンのパターン配置例を示しており、図３はアスタリスク型配置、図４は直線配置を示している。

図２は、上記チップ位置認識機構２３から得られたチップ位置の認識データにしたがって、バックアップ・ホルダー３２をピックアップの対象となるチップ下部に移動させ、今まさにピン・ホルダー３６を上昇させて粘着テープ３７越しにチップ３８を突き上げようとしている状態である。ここで、ピン・ホルダー３６は、バックアップ・ホルダー３２内で上下動をするようになっており、ピン３９の先端はバックアップ・ホルダー３２の上面と同じ高さが定位置である。ここの高さを０とする。この位置からピン３９が上昇を開始し、粘着テープ３７越しにチップ３８を上方向に押圧する。

図３（ａ）〜（ｑ）及び図４（ａ）〜（ｒ）に示すように、ピン３９は５本以上であり、隣接するピンとピンとの隙間のうち、最も狭い部分の隙間は０．３ｍｍ以上、１ｍｍ以下である。また、前記突き上げ機構のピンは５本以上で、チップのコーナー部を押圧する外周の４本は四角形になるように配置され、その対角線の交点を中心として、外周の４本のピンは誤差１００μｍを見込んで点対称に配置されている。あるいは、最も外側に配置されたピンの中心を結び全てのピンを囲む図形を、チップ外周と同じ大きさの図形中に、はみ出さないように描いた場合、外側のピンの中心と、チップ外周との距離が１．５ｍｍ以上の外周が存在する。これらのピン３９はそれぞれ、先端部が曲面を有しており、この曲面の半径は０．５ｍｍ以上、２ｍｍ以下である。

上記のように、５本以上のピンを用ることにより、ピックアップ時にチップ３８に掛かる応力を分散でき、クラックをより抑制できる。また、ピン３９とピン３９との間の距離やピン３９のパターン配置を最適化することにより、クラック抑制効果を更に高めることができる。更に、ピン３８の先端部を曲面にし、この曲面の半径を０．５ｍｍ以上、２ｍｍ以下にすることにより、“貫通”モードのクラックを抑制できる。

次に、上記のような構成のピックアップ装置を用いたピックアップ方法について説明する。ウェーハをダイシングして個片化したチップを形成し、このチップをウェーハ・リングに装着した状態で図１に示したピックアップ装置におけるウェーハ・リングの固定治具３４に固定する。

まず、ピックアップ装置にチップを供給するまでの一連のダイシング工程について説明する。

ウェーハに回路を焼き付けた後、ウェーハをダイシングして個片化する。個片化する手順は、普通、ウェーハ裏面を研削して薄くしてからダイシングする。この時、裏面チッピングが発生し易い。裏面チッピングとは、ウェーハの裏面に発生する細かいチップの欠けである。シリコンウェーハと粘着テープとの間、すなわち、固いものと柔らかいものとの間であるが故に発生し易いクラックである。裏面チッピングは、チップ裂開の起点となり得る。もちろん、チップ自体の強度にも関係してくるので、裏面チッピングが少ない方が品質が高いと言える。裏面チッピングは薄いチップほど深刻な問題となる。

上記裏面チッピングを極力減らすことができる方式が、これから説明する先ダイシング(DBGとも呼ぶ、Dicing Before Grindingの略)・プロセスである。図５は、先ダイシング・プロセスのフローチャートである。先ダイシング・プロセスでは、まず、ウェーハを個片化するためのダイシングラインやチップ分割ラインに沿って、ハーフカット溝を形成する（ＳＴＥＰ１）。この時、切り込みはウェーハ裏面まで貫通しないようにする。この方法はハーフカット・ダイシングとも呼ばれる。通常のダイシングでは、ウェーハの裏面まで貫通するように切り込みを入れるからである。切り込みの深さは、チップの最終仕上げ厚さよりも、およそ１０μｍ乃至３０μｍだけ深くする。どれだけ多めにするかは、ダイサーとグラインダーの精度により決まる。

図５のフローチャートでは、ウェーハを搬送する装置を前提にしているので、ダイシング・テープを使わない方式を表しているが、もちろん、ダイシング・テープを使っても構わない。すなわち、個片化したとき、チップが飛ばないように、ダイシング時には予めウェーハをテープに貼り固定しておく。ダイシング・テープ基材の材質は、塩化ビニルやポリオレフィン等のプラスチックが用いられる。基材に粘着性を持たせるために、表面状態を荒らし、自己粘着性を持つタイプと、基材上に薄く粘着剤を塗布したタイプに分けられる。後者の粘着剤タイプは、粘着力を選択的に変えられる。ダイシングするときは、しっかりと保持した方が良く、チップをピックアップするときは、ダメージを与えないように剥がし易い方が良い。粘着剤は、このような二律背反の性質を持つことが好ましく、何らかの作用によって粘着力を低下する性質を持つものが用いられる。何らかの作用とは、紫外線照射や加熱である。紫外線タイプは、主成分がエポキシ樹脂とアクリル樹脂であり、ラジカル重合による硬化反応を利用したものである。また、加熱タイプは、シリコーン樹脂の発泡現象を利用したものである。

上記ダイシング・テープを使うか使わないかは、装置の構成によって選ぶ。ダイシング・テープを使う装置では、ウェーハ・リングに装着した状態で搬送する。従って、予めウェーハをダイシング・テープに貼り付け、ダイサー（ダイシング装置）にウェーハを供給する。

次に、ハーフカット・ダイシング済みのウェーハの素子形成面にテープを貼り付ける（ＳＴＥＰ２）。このテープを表面保護テープと呼ぶ。ウェーハ表面にテープを貼り付ける目的は、ウェーハ裏面を削り取り、薄くする過程で素子にダメージを与えないようにするためである。

次は、ウェーハの裏面研削（ラッピング）工程（ＳＴＥＰ３）である。裏面研削は、砥石のついたホイールと呼ばれるものを４０００〜６０００ｒｐｍの高速で回転させながらウェーハの裏面を所定の厚さに削って行く工程である。上記砥石は、人工ダイヤモンドをフェノール樹脂で固めて成形したものである。この裏面研削工程は、２軸で行うことが多い。また、まず、１軸で予め３２０〜６００番で荒削りした後、２軸で１５００〜２０００番で鏡面に仕上げる方法もある。更には、３軸で研削する方法でも良い。

裏面研削後のチップは、ウェーハ・リングに装着した粘着テープ上に転写する（ＳＴＥＰ４）。この粘着テープは、ピックアップテープ（もしくは転写テープ）と呼ばれる。上記ピックアップ・テープの材料としては、塩化ビニル系、アクリル系が良く用いられる。薄厚のチップに対応可能なピックアップ・テープは、アクリル系で且つ紫外線を照射して、粘着力が弱くなるものが望ましい。ピックアップ・テープには、転写して搬送すること、ピックアップしやすいことなどが要求される。転写・搬送性のためには、チップが動かないようにしっかりと保持した方が好ましいが、ピックアップでは、簡単に剥がれる方が好ましい。アクリル系テープのうち、紫外線を照射すると粘着力が弱くなるものがある。このようなアクリル系テープでは、紫外線を照射する前と後で粘着特性が選択的であり、薄いチップを扱うピックアップ・テープとして好適である。ピックアップ・テープの代表銘柄を示すと、日立化成製ＨＡＬ−１５０３、同ＨＡＬ−１６０３、リンテック社製Ｇ−１１、Ｇ−１５などの塩化ビニル系テープが用いられる。また、リンテック社製のＤ−１０５などのアクリル・ＵＶ系テープでも良い。

その後、上記表面保護テープを剥離（ＳＴＥＰ５）した後、ピックアップテープ（粘着テープ）に例えば紫外線を照射して粘着力を低下させ（ＳＴＥＰ６）、ピックアップ装置におけるウェーハ・リングの固定治具３４に装着する（ＳＴＥＰ７）。

この先ダイシング方式によれば、通常ダイシングのような問題はなく、裏面のチッピングを大きく減らすことができる。特に、薄いチップに対しては、この先ダイシング・プロセスが好適であり、従来のダイシングに比べてウェーハまたはチップの抗折強度を向上できる。

本発明のピックアップ装置及びピックアップ方法では、この先ダイシング・プロセスを用いて個片化した薄いチップをピックアップする。

まず、カメラ３５から得た画像データから、チップ位置認識機構２３でピックアップの対象となるチップの位置を割り出し、この位置データにしたがって突き上げ機構２２によりピン・ホルダー３２を移動させると共に、ロボット・アーム２５の先端部に設けられたコレット２８を割り出した位置に移動させる。

そして、図６に示すようなシーケンスに従ってピン３９を上昇させてピックアップを行う。この図６では、従来のシーケンスと比較して示している。従来のピックアップ装置では、ピンがフィルム越しにチップを押し、停止した瞬間に直ちに下降を始める。

これに対し、本発明のピックアップ方法では、ピンは停止位置（高さ０）から徐々に速度を上げ、やがて定速になり、最高点に近づくと遅くなり、最高点に達すると直ちに停止する。上記突き上げピン３９が上昇する速度は、スピードが速すぎるとチップ３８がクラックしてしまうので、厚さが１００μｍ以下のチップでは、デバイスの種類によって異なるが、定速状態で０．１ｍｍ／秒〜５ｍｍ／秒が適正である。チップへのダメージを減らすために、最も好ましくは、０．１ｍｍ／秒〜１ｍｍ／秒である。更に、突き上げピン３９のストロークは、バックアップ・ホルダー３２上面を基準として０．１〜２ｍｍが好ましい。なお、従来のピックアップ装置では、突き上げピンは、定速状態で１００μｍ／秒〜１０００μｍ／秒の速度である。また、突き上げのストロークは、バックアップ・ホルダー上面を基準として、１〜５ｍｍである。ピンの突き上げ動作とコレットの下降動作は同時タイミングであり、突き上げピンが最高点に達したときは、コレット２８はチップに接触し、吸着している。ピン３９が最高点に達してから、直ちに下降をせずに滞留させている。滞留させることによって、チップ３８の剥離を促すことができる。本発明のピックアップ装置では、滞留時間が０〜１０秒までの間で設定可能である。それと同時にコレット２８は上昇を開始し、チップ３８を所定の場所に持って行く。

上記図６のシーケンスに従ったピン３９の上昇では、突き上げ負荷は図７に示すようになる。図７に示すように、従来の方法ではチップ３８が粘着テープ３７から剥離する寸前に負荷のピークがあったのに対し、本発明の装置及び方法ではピークが２つに分かれ、且つそれぞれの負荷の最高点のレベルが従来の装置及び方法よりも下がっている。この結果、チップ３８の変形量が小さくなり、図８に示すように、従来の装置あるいは方法に比してチップ３８の抗折強度を高めることができる。

ピックアップした後の工程は、トレー詰めする場合とダイ・アタッチする場合がある。トレー詰めする場合は、ロボット・アーム２５を移動させて、直接、チップをトレーに収納する。ダイ・アタッチする場合は、やはりロボット・アーム２５を移動させて、リード・フレームや実装基板の所定の位置にチップをマウントする。

次に、本発明の第２の実施の形態に係るピックアップ装置及びピックアップ方法について説明する。第２の実施の形態の趣旨は、ピックアップし易くすることにある。本第２の実施の形態では、粘着テープを局部加熱することで、粘着性を低下させ、ピックアップを容易にする。加熱するときのポイントは、瞬時に加熱することである。瞬時に加熱することによって、生産性を落とさずにピックアップが可能になる。

図９は、図１に示したピックアップ装置における突き上げ機構２２の他の構成例について説明するためのもので、バックアップ・ホルダー、ピン・ホルダー及びピンの断面構成を示している。バックアップ・ホルダー４０には、粘着テープを真空圧で吸着固定できるように、真空配管がされている。ピン・ホルダー４１は、バックアップ・ホルダー４０の中に収容されて上下動する。ピン・ホルダー４１の上面には突き上げピン４２が固定され、バックアップ・ホルダー４０の上面に設けられた貫通孔４３からピン４２が突出するようになっている。また、ピン・ホルダー４１中にはピン４２の位置と並ぶように、ガラスのキャピラリ管４４が上下に延びており、高温の不活性ガスの注入口４５が、このピン・ホルダー４１に固定されている。注入口４５から供給された高温の不活性ガス、例えば温度が２００〜４００℃の窒素ガスは、上記キャピラリ管４４及び上記バックアップ・ホルダー４０の上面に設けられている貫通孔４６を介して、粘着テープの裏面側に導かれる。窒素ガスを粘着テープに吹き付けるタイミングは、ピン・ホルダー４１が上昇し、突き上げを開始する直前か、上昇と同時が好ましい。

なお、図９では、キャピラリ管４５がピン・ホルダー４１の上面までしか形成されていないが、上面から突出していても構わない。

図１０（ａ）は、上記ピン・ホルダー４１の上面における突き上げピン４２、キャピラリ管４４、及び上記真空配管に接続されているバキューム孔４７のパターン配置例を示している。図示するように、長孔４８内に突き上げピン４２とキャピラリ管４４とが交互に配置され、この長孔４８は、十字形になるように配置されている。そして、バキューム孔４７が上記長孔４８の間に等間隔で配置されている。

また、図１０（ｂ）は、バックアップ・ホルダー４０の上面における各貫通孔４３，４６とバキューム孔４７のパターン配置例を示している。この図１０（ｂ）はバックアップ・ホルダー４０が粘着テープと接触する面である。バックアップ・ホルダー４０の上面には、上記ピン・ホルダー４１の上面に対応して長孔４８とバキューム孔４７が配置されている。

上記のような構成によれば、ピックアップの直前に粘着テープを加熱することで、粘着テープの粘着力を低下させ、チップをピックアップし易くできる。また、高温の不活性ガスを使うことで、瞬時に加熱することができ、且つガスを吹き付けたときのみ加熱が可能で、冷却も早いので生産性が高い。

図１１（ａ）は、上記ピン・ホルダー４１の上面における突き上げピン４２、キャピラリ管４４、及び上記真空配管に接続されているバキューム孔４７の他のパターン配置例を示している。図示するように、長孔４８を放射状に配置している。

また、図１１（ｂ）は、バックアップ・ホルダー４０の上面における各貫通孔４３，４６とバキューム孔４７の他のパターン配置例を示している。バックアップ・ホルダー４０の上面には、上記ピン・ホルダー４１の上面に対応して長孔４８とバキューム孔４７が配置されている。

このような構成によれば、ピン４２の数が多くなるので、チップに掛かる応力を分散させてよりクラックの発生を抑制できる。

なお、上記第２の実施の形態では、高温の不活性ガスを吹き付けて粘着テープの粘着力を低下させる例について説明したが、バックアップ・ホルダーにヒータを設け、このヒータを制御して粘着テープを加熱しても良い。このヒータには、シート状のものを使っても良いし、バックアップ・ホルダーにヒータ棒を取り付け、局部的に加熱しても高温の不活性ガスを吹き付けるのと同様な効果が得られる。

しかし、この方式では、ヒータ部の冷却を瞬時にできないため、高温の不活性ガスを用いる場合に比べて多少生産性が低下する可能性がある。ヒータを冷却する理由は、加熱を続けすぎると粘着テープの基材の縮みが起きるなど、テープが劣化するとともに、チップにダメージを与える危険性もあるからである。

以上実施の形態を用いて本発明の説明を行ったが、本発明は上記各実施の形態に限定されるものではなく、実施段階ではその要旨を逸脱しない範囲で種々に変形することが可能である。例えば、第１の実施の形態と第２の実施の形態を組み合わせても良いのは勿論である。更に、上記各実施の形態には種々の段階の発明が含まれており、開示される複数の構成要件の適宜な組み合わせにより種々の発明が抽出され得る。例えば各実施の形態に示される全構成要件からいくつかの構成要件が削除されても、発明が解決しようとする課題の欄で述べた課題の少なくとも１つが解決でき、発明の効果の欄で述べられている効果の少なくとも１つが得られる場合には、この構成要件が削除された構成が発明として抽出され得る。

本発明の実施の形態に係るピックアップ装置について説明するためのもので、外観を示す斜視図。 図１に示したピックアップ装置の突き上げ機構におけるバックアップ・ホルダー、ピン・ホルダー及びピンの構成を示す断面図。 ピンのパターン配置例を示しており、アスタリスク型配置を示す図。 ピンのパターン配置例を示しており、直線配置を示す図。 先ダイシング・プロセスのフローチャート。 ピンを上昇させて粘着テープからチップを引き剥がす際のシーケンスを、従来のピックアップ装置と本発明のピックアップ装置とで比較して示す図。 ピンの突き上げ負荷を、従来のピックアップ装置と本発明のピックアップ装置とで比較して示す図。 チップの抗折強度を、従来のピックアップ装置と本発明のピックアップ装置とで比較して示す図。 本発明の第２の実施の形態に係るピックアップ装置及びピックアップ方法について説明するためのもので、図１に示したピックアップ装置における突き上げ機構の他の構成例を示し、バックアップ・ホルダー、ピン・ホルダー及びピンの断面構成図。 バックアップ・ホルダーが粘着テープと接触する面におけるピン用の貫通孔とガス管用の貫通孔の配置例を示す平面図。 バックアップ・ホルダーが粘着テープと接触する面におけるピン用の貫通孔とガス管用の貫通孔の他の配置例を示す平面図。 従来のピックアップ装置及びピックアップ方法について説明するためのもので、突き上げ機構におけるバックアップ・ホルダー、ピン・ホルダー及びピンの断面構成を概略的に示す図。 図１２に示した突き上げ機構におけるピンの配置とバックアップ・ホルダーの貫通孔との関係について説明するための図。 厚さが２００〜７５０μｍの通常のチップを突き上げる様子を順次示す図。 図１４の突き上げ動作により、チップが徐々に粘着テープから離れていく様子を示す図。 厚さが４０〜１００μｍの薄いチップを突き上げる様子を順次示す図。 図１４の突き上げ動作により、チップにクラックが発生する様子を示す図。 チップがクラックした時の種々の状態を示す図。

符号の説明

２１…ピックアップ機構、２２…突き上げ機構、２３…チップ位置認識機構、２４…制御装置、２５…ロボット・アーム、２６…駆動部、２７…駆動部、２８…コレット、２９…駆動部、３０…駆動部、３１…モーター、３２…バックアップ・ホルダー、３２Ａ…貫通孔、３３…モーター、３４…ウェーハ・リングの固定治具、３５…カメラ、３６…ピン・ホルダー、３７…粘着テープ、３８…チップ、３９…ピン、４０…バックアップ・ホルダー、４１…ピン・ホルダー、４２…ピン、４３…貫通孔、４４…キャピラリ管、４５…高温不活性ガスの注入口、４６…貫通孔、４７…バキューム孔、４８…長孔。

Claims (9)

1. バックアップ・ホルダーと、このバックアップ・ホルダー内で上下動し、粘着テープに転写されたチップを、この粘着テープ越しにピンで押圧するためのピン・ホルダーとを備えた突き上げ機構と、
   前記突き上げ機構により粘着テープに転写されたチップをピックアップする際、前記粘着テープを加熱して粘着力を低下させる加熱機構と、
   前記突き上げ機構でピックアップしたチップを吸着して搬送する吸着搬送機構と
   を具備することを特徴とするピックアップ装置。
2. 請求項１に記載のピックアップ装置において、前記ピン・ホルダーは、高温の不活性ガスを流すキャピラリ管を備え、
   前記バックアップ・ホルダーは、前記ピン・ホルダーのピンの位置と相対する位置と、前記ピン・ホルダーのキャピラリ管の位置と相対する位置にそれぞれ設けられた貫通孔を備えることを特徴とするピックアップ装置。
3. 請求項１または２に記載のピックアップ装置において、高温の不活性ガスは、ピンが突き上げ動作を開始する直前または同時に供給され、この不活性ガスの供給から、ピンの突き上げ動作開始までの遅延時間を制御する第１の制御手段を更に具備することを特徴とするピックアップ装置。
4. 請求項１乃至３いずれか１つの項に記載のピックアップ装置において、高温の不活性ガスを供給し始めてから供給を停止するまでの時間を制御する第２の制御手段を更に具備することを特徴とするピックアップ装置。
5. 請求項１乃至４いずれか１つの項に記載のピックアップ装置において、粘着テープの加熱温度を検知するセンサと、このセンサによって加熱が検出されたときに前記高温の不活性ガスの供給を停止する第３の制御手段とを更に具備することを特徴とするピックアップ装置。
6. 請求項１に記載のピックアップ装置において、前記加熱機構は、前記ピン・ホルダーに設けられ、前記粘着テープを加熱するヒータであることを特徴とするピックアップ装置。
7. 請求項１乃至６いずれか１つの項に記載のピックアップ装置において、前記突き上げ機構のピンによるチップの突き上げ動作と前記吸着搬送機構によるチップの吸着動作を制御し、前記ピンが最高点に達したときに前記吸着搬送機構でチップを吸着した状態でピンを滞留させることによって前記チップの剥離を促す第４の制御手段を更に具備することを特徴とするピックアップ装置。
8. ウェーハ・リングに装着した粘着テープの粘着面側に、ウェーハをダイシングして個片化したチップを転写して貼り付け、これらのチップを粘着テープから順次引き剥がして搬送するピックアップ方法であって、
   突き上げピンがチップを突き上げするのと同時または直前に、高温の不活性ガスを前記粘着テープに吹き付けて粘着力を低下させ、チップを粘着テープから順次剥がして搬送することを特徴とするピックアップ方法。
9. ウェーハ・リングに装着した粘着テープの粘着面側に、ウェーハをダイシングして個片化したチップを転写して貼り付け、これらのチップを粘着テープから順次引き剥がして搬送するピックアップ方法であって、
   突き上げピンでチップを突き上げ、ピンが最高点に達してから下降し始めるまで、所定の時間滞留させた状態で、高温の不活性ガスを前記粘着テープに吹き付けて粘着力を低下させ、チップを粘着テープから順次剥がして搬送することを特徴とするピックアップ方法。

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