JP2007194433A - ピックアップ装置及びピックアップ方法 - Google Patents

Abstract

【課題】全体としてコンパクトで、作業効率性に優れしかもピップアップ作業を長期に渡って安定して行うことが可能なピックアップ装置およびピップアップ方法を提供する。
【解決手段】紫外線の照射により粘着力が低下する粘着材にてシート１上に粘着された複数のチップ２をシート１から剥がものである。紫外線発光ダイオード３で発生させた紫外線をシート１の裏面側から照射する紫外線照射手段５を備える。紫外線発光ダイオード３がマトリックス状に配列されている。
【選択図】図１

Description

本発明は、シート（ダイシングシート）からチップ（半導体素子）を剥離するピックアップ装置及びピックアップ方法に関するものである。

半導体装置の組立工程にはダイボンド工程と呼ばれる工程がある。この工程は、ダイシングシートと呼ばれるシート体に貼り付けられた半導体素子を剥離して基盤にマウントする工程である。

そのため、半導体素子を剥離して基盤にマウントするためのピップアップ方法には、剥離対象の半導体素子に対する粘着材に対してダイシングシートの裏面から紫外線を照射して、その粘着材の粘着力を低下させ、この状態で、チップ表面側から真空チャック（真空コレット）等にて剥離対象の半導体素子をダイシングシートから剥離させるものがある（特許文献１、特許文献２、及び特許文献３）。

すなわち、従来のこの種のピックアップ装置は、例えば、図３に示すように、複数のチップ（半導体素子）５２が粘着材を介して粘着されたダイシングシート５１の下方に配置される遮光マスク５３と、この遮光マスク５３の照射口に紫外線を導く紫外線照射装置５５とを備える。

紫外線照射装置５５は、紫外線光源（ＵＶ光源）５６と、調光レンズ等を有する調光機構５７と、紫外線光源５６からの紫外線を調光機構５７に導く光ファイバケーブル５８を備える。また、ダイシングシート５１の上方に位置する吸着部材（吸着ヘッド）６０等を備えたチャック機構６１が配置されている。

このため、紫外線光源５６からの紫外線を光ファイバケーブル５８を介して調光機構５７に導き、この調光機構５７にて紫外線を平行光に調光して、この調光機構５７から遮光マスク５３の照射口に向けて照射する。遮光マスク５３によって、紫外線が剥離対象のチップの形状及び大きさに対応した範囲のものとなって、剥離対象のチップ側に照射される。

この紫外線の照射によって、剥離対象のチップの粘着材からガスが発生し、このガス圧でチップが浮き上がってその粘着力が低下する。この状態で、ダイシングシート５１の上方に位置する吸着部材（吸着ヘッド）６０にて、剥離対象のチップを吸着してダイシングシート５１からピックアップすることができる。
特開平９−３０６９７６号公報 特開２００５−３０９９６０号公報 特開２００５−６４１５１号公報

例えば、チップ５２が１０ｍｍ×１０ｍｍの正方形のものであれば、粘着材の粘着力を低下させるためには、３０００ｍＷ／ｃｍ^２程度の照度の紫外線を必要とする。このため、図３に示す従来のピックアップ装置では、大型のＵＶ光源５６を必要としていた。そこで、チップピップアップ部位近傍にＵＶ光源５６を配置することができず、光ファイバケーブル５８を使用して、紫外線を照射することになる。

このように、図３に示すようなものでは、ＵＶ光源（ランプ）５６、光ファイバケーブル５８、調光レンズ、及び遮光マスク５３等の多くの光学系部品を必要し、コスト高となっていた。しかも、光ファイバケーブル５８も大径のものを使用する必要があり、配線作業及び配線位置の確保等が困難であった。また、大面積を照射しようとすれば、各光学系部品を大型化する必要があり、装置全体として大型化して、装置設置は困難であり、一層コスト高となる。

さらに、ＵＶ光源（ランプ）５６からの紫外線には熱成分があり、この熱成分を除去するためには、例えば、熱線カットフィルター等を使用することになる。しかしながら、熱線カットフィルター等を使用すれば、照度が低下するという問題がある。さらに、紫外線照射のＯＮ／ＯＦＦは、機械的なシャッタ機構にて行うことになり、時間的なロス時間が発生して作業効率が悪い。しかも、機械的なシャッタ機構であるので、壊れやすい欠点もある。また、ＵＶ光源（ランプ）は寿命が短い欠点がある。

本発明は、上記課題に鑑みて、全体としてコンパクトで、作業効率性に優れしかもピップアップ作業を長期に渡って安定して行うことが可能なピックアップ装置を提供する。

本発明のピックアップ装置は、紫外線の照射により粘着力が低下する粘着材にてシート上に粘着された複数のチップをシートから剥がすピックアップ装置において、紫外線発光ダイオードで発生させた紫外線を前記シートの裏面側から照射する紫外線照射手段を備えたものである。

紫外線照射手段が紫外線発光ダイオードであるので、大型のＵＶ光源や光ファイバケーブルを必要とせず、装置全体の小型化を図ることができる。また、電気的な紫外線照射のＯＮ／ＯＦＦを行うことができる。しかも、紫外線発光ダイオードからの紫外線には、熱成分がなく、熱線カットの必要がない。

前記紫外線照射手段からの紫外線は、一つのチップの外形よりも広範囲の照射が可能である。このため、一つのチップに対する全範囲の粘着材の粘着力を確実に低下させることができる。

前記紫外線照射手段は、それぞれが独立した電気的なＯＮ／ＯＦＦを可能とした複数個の紫外線発光ダイオードを備える。このため、ＯＮする紫外線発光ダイオードを選択することによって、チップサイズに応じた照射面積をコントロールすることができる。

紫外線発光ダイオードがマトリックス状に配列されているので、マトリックス配列の紫外線発光ダイオードにより、紫外線を照射面に均一に当てることができる。

前記紫外線照射手段の紫外線照射領域をチップに対してその中央部から外側に向かって拡大させることが出来るので、チップの中央部に対応する粘着材からガスが発生し、その後、外側の粘着材からガスが発生する。このため、チップの中央部で発生したガスが外部に逃げにくく、チップに対する粘着力低下機能に優れる。これに対して、まず外側の粘着材に紫外線が照射されれば、発生したガスが外部へ逃げて、効率の悪い粘着力低下工程となる。

ピックアップするチップへの紫外線の予備照射を行ことが出来るので、作業効率の向上を図ることができる。

本発明のピックアップ方法は、紫外線の照射により粘着力が低下する粘着材にてシート上に粘着された複数のチップをシートから剥がすピックアップ方法において、紫外線発光ダイオードで発生させた紫外線を、チップに対してその中央部に照射した後、その照射範囲を拡大していくようにすることが出来る。

チップの中央部に対応する粘着材からガスが発生し、その後、外側の粘着材からガスが発生するように出来る。このため、チップの中央部で発生したガスが外部に逃げにくく、チップに対する粘着力低下機能に優れる。

本発明のピックアップ装置では、大型のＵＶ光源や光ファイバケーブルを必要とせず、装置全体の小型化を図ることができる。このため、設置スペースを小さくすることができ、設置しやすくしかもコスト低減が可能となる。また、紫外線発光ダイオードは電気的なＯＮ／ＯＦＦが可能であるので、ピーク照度に達する時間的ロスがなく、作業時間の短縮を図って作業効率向上が可能となる。しかも、紫外線発光ダイオードからの紫外線は熱成分が極めて少ないので、熱線カットフィルター等を必要としない。このため、照度低下のおそれがなく、粘着力低下のための照度の紫外線を安定して照射することができる。また、紫外線発光ダイオードは寿命が長いので、ピップアップ作業を長期に渡って安定して行う ことができる。

ＯＮする紫外線発光ダイオードの部位を選択することによって、チップサイズに応じた照射面積をコントロールすることがでるので、照射範囲を調整するためのマスク等を設けることなく種々のサイズのチップのピップアップ作業が可能となる。しかも、照射面積のコントロールも簡単かつ確実に行うことができ、部品点数の減少が可能となる。また、大面積の紫外線の照射を行う場合には、紫外線発光ダイオード数を多くすればよいので、設計が簡単である。なお、小面積の紫外線の照射を行う場合には、ＯＮする紫外線発光ダイオードを少なくすればよい。

マトリックス配列の紫外線発光ダイオードにより、紫外線を照射面に均一に当てることができるので、高価な調光レンズ等が不要となり、部品点数の減少を図ることができると共に、コスト低減が達成できる。

前記紫外線照射手段の紫外線照射領域をチップに対してその中央部から外側に向かって拡大させることが出来るので、チップの中央部に対応する粘着材からガスが発生し、その後、外側の粘着材からガスが発生させることができる。このため、チップの中央部で発生したガスが外部に逃げにくく、チップに対する粘着力低下機能に優れ、ピップアップ作業の一層の短時間化を図ることができる。

ピックアップするチップへの紫外線の予備照射を行う為の予備照射用紫外線発光ダイオードを追記することが容易なので、作業効率の向上を図ることができ、ピップアップ作業の一層の短時間化を達成することができる。

本発明のピックアップ方法では、チップの中央部で発生したガスが外部に逃げにくく、チップに対する粘着力低下機能に優れ、ピップアップ作業の一層の短時間化を図ることができる。

以下本発明の実施の形態を図１と図２に基づいて説明する。

ピックアップ装置は、ダイシングシート１と呼ばれるシート体に貼り付けられた半導体素子（チップ）２を剥離するための装置である。このダイシングシート１は、紫外線を照射するとその粘着力が低下する粘着材にてチップ２が粘着されている。

このピックアップ装置は、紫外線発光ダイオード３で発生した紫外線を前記シート１の裏面側から照射する紫外線照射手段５を備える。すなわち、紫外線照射手段５は、図２に示すように、基板６上に複数の紫外線発光ダイオード３がマトリックス配列されたＵＶ光ＬＥＤモジュール７にて構成されている。このＵＶ光ＬＥＤモジュール７がダイシングシート１の裏面側（下面側）に配置される。ここで、マトリックス配列とは、例えば、図２に示すように、６行６列等に配置される配列である。また、各紫外線発光ダイオード３は電気的なＯＮ／ＯＦＦがそれぞれ可能である。

ダイシングシート１の表面側（上面側）には、吸着部材（吸着ヘッド）８等を備えたチャック機構９が配置されている。なお、ダイシングシート１は、図示省略のウエハリング等にて保持されている。

次に、前記のように構成されたピックアップ装置にて、ダイシングシート１上のチップ２をピックアップする方法を説明する。まず、剥離対象のチップ２を、ＵＶ光ＬＥＤモジュール７の上方に来るようにセットする。この際、ＵＶ光ＬＥＤモジュール７側を固定してダイシングシート１側を移動させても、逆に、ダイシングシート１側を固定してＵＶ光ＬＥＤモジュール７側を移動させてもよい。

この状態で、ＵＶ光ＬＥＤモジュール７の各紫外線発光ダイオード３からの紫外線をダイシングシート１に向けて照射する。この場合、チップ２の外形よりも広範囲に紫外線を照射する。具体的には、例えば、チップ２が正方形であれば、各辺が１ｍｍ程度大きい範囲の照射を可能とする。なお、この最大照射範囲の変更は任意であり、各辺において１ｍｍ以上であってもよい。

このように紫外線を照射することによって、このチップ２をダイシングシート１に粘着している粘着材からガスが発生し、このガス圧でチップが浮き上がってその粘着力が低下する。この状態で、ダイシングシート１の上方に位置する吸着部材（吸着ヘッド）８にて、剥離対象のチップ２を吸着してダイシングシート１からピックアップすることができる。以後、他のチップ２も同様の工程にて順次ピックアップすることができる。

前記ピックアップ装置によれば、大型のＵＶ光源や光ファイバケーブルを必要とせず、装置全体の小型化を図ることができる。このため、設置スペースを小さくすることができ、設置しやすくしかもコスト低減が可能となる。しかも、ＵＶ光ＬＥＤモジュール７の紫外線発光ダイオード３は、粘着力を低下させる波長や照度の紫外線を照射することができる。また、紫外線発光ダイオード３は電気的なＯＮ／ＯＦＦが可能であるので、ピーク照度に達する時間的ロスがなく、作業時間の短縮を図って作業効率向上が可能となる。しかも、紫外線発光ダイオード３からの紫外線の熱成分は極めて少ないので、熱線カットフィルター等を必要としない。このため、照度低下のおそれがなく、粘着力低下のための照度の紫外線を安定して照射することができる。また、紫外線発光ダイオード３は寿命が長いので、ピップアップ作業を長期に渡って安定して行うことができる。

紫外線照射手段５からの紫外線は、一つのチップ２の外形よりも広範囲の照射が可能であるので、一つのチップ２に対する全範囲の粘着材の粘着力を確実に低下させることができ、各チップに対する剥離作業性が向上する。

ＯＮする紫外線発光ダイオード３の部位を選択することによって、チップサイズに応じた照射面積をコントロールすることができ、照射範囲を調整するためのマスク等を設けることなく種々のサイズのチップ２のピップアップ作業が可能となる。しかも、照射面積のコントロールも簡単かつ確実に行うことができ、部品点数の減少が可能となる。また、大面積の紫外線の照射を行う場合には、紫外線発光ダイオード３の数を多くすればよいので、設計が簡単である。なお、小面積の紫外線の照射を行う場合には、ＯＮする紫外線発光ダイオード３を少なくすればよい。

マトリックス配列の紫外線発光ダイオード３により、紫外線を照射面に均一に当てることができるので、高価な調光レンズ等が不要となり、部品点数の減少を図ることができると 共に、コスト低減が達成できる。

また、粘着力低下後のチップ２のピップアップのためのチャック機構等を既存の機構をそのまま使用することができるので、このピックアップ装置を、既存の装置全体の僅かな変更にて構成することができきる利点もある。

ところで、各紫外線発光ダイオード３はそれぞれが独立したＯＮ／ＯＦＦを可能であるので、前記紫外線照射手段５の紫外線照射領域をチップ２に対してその中央部から外側に向かって拡大させることができる。すなわち、ピップアップ方法として、チップ２の中央部に対応する紫外線発光ダイオード３をＯＮ状態とした後、以後順次外側の紫外線発光ダイオード３をＯＮ状態とするようにできる。この方法にすれば、チップ２の中央部に対応する粘着材からガスが発生し、その後、外側の粘着材からガスが発生する。このため、チップ２の中央部で発生したガスが外部に逃げにくく、チップ２に対する粘着力低下機能に優れ、ピップアップ作業の一層の短時間化を図ることができる。

紫外線照射領域をチップ２に対してその中央部から外側に向かって拡大させる方法において、紫外線発光ダイオード３をＯＮ状態としたまま、順次外側の紫外線発光ダイオード３をＯＮ状態とするもの、つまり、剥離対象のチップ２の粘着材全体の粘着力が低下するまで紫外線発光ダイオード３をＯＮ状態としたままであっても、粘着材の粘着力が低下した部位の紫外線発光ダイオード３をＯＦＦ状態とするものであってもよい。

また、ピックアップするチップ２への紫外線の予備照射を行うようにしてもよい。この場合、剥離対象のチップ２に対して紫外線を照射しているＵＶ光ＬＥＤモジュール７にて、次に剥離対象となるチップ２に予備照射を行っても、さらに予備照射用のＵＶ光ＬＥＤモジュールを配置して、予備照射を行ってもよい。このように、予備照射を行うようにすれば、作業効率の向上を図ることができ、ピップアップ作業の一層の短時間化を達成することができる。特に、予備照射を行う為の予備照射用紫外線発光ダイオードを追記することが容易なので、作業効率の向上を図ることができる。

以上、本発明の実施形態につき説明したが、本発明は前記実施形態に限定されることなく種々の変形が可能であって、例えば、紫外線発光ダイオード３の数は剥離すべきチップ２の形状や大きさ等によって変更可能であり、１個であってもよい。また、各紫外線発光ダイオード３の大きさも任意であり、照射される紫外線も、ダイシングシート１に使用している粘着材からガスが発生して、粘着力が低下する波長や照度であればよい。粘着材としても、紫外線の照射によって粘着力が低下するものであればよい。

さらに、各紫外線発光ダイオード３をマトリックス状に配列することなく、アトランダムに配列してもよく、または渦巻き状や全体が他の任意形状を成すように配列してもよい。また、ＵＶ光ＬＥＤモジュール７の照射範囲は、ダイシングシート１の全チップ２を一度に照射することができるものであってもよい。

チップ２に対してその中央部から外側に向かって紫外線を照射する場合、チップ２の中央部対応部のみ照射可能なＵＶ光ＬＥＤモジュール７を、その中央部対応部から渦巻き状に順次外側に移動させるようにしてもよい。

また、粘着材の粘着力を低下させることができる範囲で、ＵＶ光ＬＥＤモジュール７とダイシングシート１との間の寸法の変更が可能であり、ＵＶ光ＬＥＤモジュール７とダイシングシート１とが直接接触してもよい。

本発明の実施形態を示すピックアップ装置の簡略図である。 前記ピックアップ装置の紫外線照射手段のＵＶ光ＬＥＤモジュールの簡略平面図である。 従来のピックアップ装置の簡略図である。

符号の説明

１ ダイシングシート
２ チップ
３ 紫外線発光ダイオード
５ 紫外線照射手段

Claims (7)

1. 紫外線の照射により粘着力が低下する粘着材にてシート上に粘着された複数のチップをシートから剥がすピックアップ装置において、紫外線発光ダイオードで発生させた紫外線を前記シートの裏面側から照射する紫外線照射手段を備えたことを特徴とするピックアップ装置。
2. 前記紫外線照射手段からの紫外線は、一つのチップの外形よりも広範囲の照射が可能であることを特徴とする請求項１のピックアップ装置。
3. 前記紫外線照射手段は、それぞれが独立した電気的なＯＮ／ＯＦＦを可能とした複数個の紫外線発光ダイオードを備えたこと特徴とする請求項１又は請求項２のピックアップ装置。
4. 紫外線発光ダイオードがマトリックス状に配列されていることを特徴とする請求項１〜３のいずれかのピックアップ装置。
5. 前記紫外線照射手段の紫外線照射領域をチップに対してその中央部から外側に向かって拡大させることを特徴とする請求項１〜４のいずれかのピックアップ装置。
6. ピックアップするチップへの紫外線の予備照射を行うことを特徴とする請求項１〜５のいずれかのピックアップ装置。
7. 紫外線の照射により粘着力が低下する粘着材にてシート上に粘着された複数のチップをシートから剥がすピックアップ方法において、紫外線発光ダイオードで発生させた紫外線を、チップに対してその中央部に照射した後、その照射範囲を拡大していくことを特徴とするピックアップ方法。