JP2008141068A - 半導体チップのピックアップ装置及びピックアップ方法 - Google Patents

Abstract

【課題】この発明は粘着シートから半導体チップを損傷させることなく確実にピックアップすることができるようにしたピックアップ装置を提供することにある。
【解決手段】上面が粘着シート３の下面を吸着保持するバックアップ体１と、バックアップ体内に上下方向に駆動可能に設けられ粘着シートの下面を押圧して半導体チップ４を押し上げるとともに、押し上げるにつれて半導体チップを押圧する押し上げ面積が漸減する押し上げ体と、半導体チップの上面を吸着保持する吸着ノズル１７を有し、押し上げ体によって押し上げられた半導体チップを吸着して粘着シートからピックアップするピックアップ手段１１と、半導体チップをピックアップするときに吸着ノズルを駆動して半導体チップが粘着シートの張力によって下方へ湾曲変形するのを阻止する押圧力を付与するリニアアクチュエータ１８を具備する。
【選択図】 図１

Description

この発明は粘着シートに貼着された半導体チップをピックアップするピックアップ装置及びピックアップ方法に関する。

半導体ウエハをさいの目状に切断して形成された半導体チップは粘着シートに貼られており、この半導体チップを基板にボンディングする場合には吸着ノズルによって上記粘着シートから１つずつピックアップするようにしている。

半導体チップを粘着シートからピックアップする場合、従来は特許文献１に示されるように、半導体チップが貼着された粘着シートの下面をバックアップ体の上面によって吸着保持する。バックアップ体内には先端が鋭利な突き上げピンが上下駆動可能に設けられている。

そして、ピックアップされる半導体チップの上面を吸着ノズルによって吸着したならば、その半導体チップを下面側から上記突き上げピンによって突き上げるとともに、上記吸着ノズルを突き上げピンに連動させて上昇させる。

それによって、上記粘着シートは引き伸ばされて上記半導体チップの下面周縁部から徐々に剥離するから、上記吸着ノズルによって上記半導体チップを上記粘着シートからピックアップすることができるようになっている。
特開２００２−１００６４４号公報

ところで、最近では半導体チップの厚さが５０μｍ以下と非常に薄い場合があり、そのように薄い半導体チップは荷重を加えることで湾曲変形可能な柔軟性を備えている。そのため、そのように薄い半導体チップを突き上げピンによって粘着シートを引き伸ばしながら突き上げると、突き上げられた半導体チップの周辺部に上記粘着シートの張力が加わることになるから、その張力によって上記半導体チップは下方へ湾曲変形するということがある。

半導体チップが下方へ湾曲変形すると、その半導体チップの周辺部から粘着シートが確実に剥離しないため、半導体チップを上記吸着ノズルによってピックアップすることができないということがあったり、湾曲度合が大きくなると半導体チップが損傷するということがある。

この発明は、半導体チップをピックアップするとき、その半導体チップを下方へ大きく湾曲変形させることなく、確実にピックアップすることができるようにした半導体チップの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。

この発明は、粘着シートの上面に貼着された半導体チップをピックアップする半導体チップのピックアップ装置であって、
上面が上記粘着シートの下面を吸着保持する吸着面に形成されたバックアップ体と、
このバックアップ体内に上下方向に駆動可能に設けられ上記粘着シートのピックアップされる上記半導体チップが貼着された部分の下面を押圧して上記半導体チップを上記バックアップ体の上面から押し上げるとともに、押し上げるにつれて上記半導体チップを押圧する押し上げ面積が漸減する押し上げ体と、
ピックアップされる上記半導体チップの上面を吸着保持する吸着ノズルを有し、上記押し上げ体によって押し上げられた上記半導体チップを上記吸着ノズルによって吸着して上記粘着シートからピックアップするピックアップ手段と、
このピックアップ手段によって上記半導体チップをピックアップするときに上記吸着ノズルを駆動して上記半導体チップが上記粘着シートの張力によって下方へ湾曲変形するのを阻止する押圧力を付与する押圧手段と
を具備したことを特徴とする半導体チップのピックアップ装置にある。

上記押圧手段による上記吸着ノズルの駆動を制御する制御装置を有し、
この制御装置は上記半導体チップが上記押し上げ体によって押し上げられるにつれて上記半導体チップに付与する上記押圧力が次第に減少するよう上記吸着ノズルの駆動を制御することが好ましい。

上記押し上げ体は、上記バックアップ体内に同心的に設けられた複数の可動部材を有し、これらの押し上げ体は上昇方向に駆動され上記半導体チップを押し上げるにつれて径方向内方に位置する押し上げ体が外方に位置する押し上げ体よりも上昇方向に突出する構成であることが好ましい。

上記半導体チップは矩形状であって、上記押し上げ体と上記吸着ノズルの平面形状は上記半導体チップと対応する矩形状であることが好ましい。

上記複数の可動部材のうち、中心部に位置する可動部材は軸状であって、他の可動部材は角筒状であることが好ましい。

この発明は、粘着シートの上面に貼着された半導体チップを押し上げ体によって下面側から押し上げるとともに、上面を吸着ノズルで吸着してピックアップする半導体チップのピックアップ方法であって、
上記押し上げ体によって上記半導体チップを押し上げるとともに、押し上げるにつれて上記押し上げ体が上記半導体チップを押し上げる押し上げ面積を漸減させる工程と、
上記半導体チップが上記押し上げ体によって上記粘着シートを引き伸ばしながら押し上げられたときに、上記半導体チップに上記吸着ノズルによって押圧力を付与して上記半導体チップが上記粘着シートの張力によって下方へ湾曲するのを阻止する工程と
を備えたことを特徴とする半導体チップのピックアップ方法にある。

上記吸着ノズルによって上記半導体チップに付与する押圧力を、上記押し上げ体による押し上げ面積の漸減に応じて減少させることが好ましい。

この発明によれば、半導体チップを押し上げる押し上げ体による押し上げ面積を、半導体チップを押し上げるにつれて漸減させるとともに、半導体チップをピックアップする吸着ノズルによって半導体チップに押圧力を付与する。

それによって、半導体チップを粘着シートの張力によって下方へ湾曲変形させることなく、押し上げ面積の減少に応じて粘着シートを半導体チップから剥離し、確実にピックアップすることが可能となる。

以下、この発明の実施の形態を図面を参照しながら説明する。
図１乃至図５はこの発明の第１の実施の形態であって、図１に示すピックアップ装置はバックアップユニット１０を備えている。このバックアップユニット１０はバックアップ体１を備えている。このバックアップ体１は、ウエハリング２に張設された粘着シート３の下面側に対向して設けられ、図示しないＺ駆動源によってＺ方向において、後述するごとくバックアップ体１の上面が粘着シート３の下面に接触する位置と、粘着シート３から離れた位置との間で駆動されるようになっている。

上記ウエハリング２は固定リング５の上面に押圧リング６によって押圧保持される。このとき、ウエハリング２に保持された粘着シート３の下面周辺部はエキスパンドリング７に当たる。それによって、上記粘着シート３が引き伸ばされ、この粘着シート３の上面に多数の半導体チップ４に分割されて貼着された半導体ウエハが引き伸ばされ、各半導体チップ４の間隔が拡開される。

上記固定リング５、押圧リング６及びエキスパンドリング７はエキスパンド機構８を構成し、このエキスパンド機構８は図示しないＸ及びＹ駆動源によって水平方向に駆動可能になっている。それによって、粘着シート３に貼着された複数の半導体チップ４のうち、ピックアップする半導体チップ４はバックアップユニット１０に対してＸ及びＹ方向に位置決め可能となっている。

なお、バックアップユニット１０に代わり、エキスパンド機構８をＺ方向に駆動するようにしてもよく、要はウエハリングとバックアップユニット１０とが相対的にＸ、Ｙ及びＺ方向に駆動されるようになっていればよい。

上記粘着シート３の上面側で、上記バックアップユニット１０の上方にはピックアップ手段１１が設けられている。このピックアップ手段１１は可動体１２を有する。この可動体１２には軸線を垂直にして配置された駆動ねじ軸１３が螺合されている。この駆動ねじ軸１３は上下駆動モータ１４によって回転駆動される。それによって、上記可動体１２は上下方向である、Ｚ方向に駆動されるようになっている。

上記可動体１２には上下方向に沿う第１の支持部１２ａが設けられ、この支持部１２ａにはホルダ１６が設けられている。このホルダ１６には吸着ノズル１７がＺ方向に移動可能に支持されている。

上記可動体１２には水平面を有する第２の支持部１２ｂが設けられている。この第２の支持部１２ｂには押圧手段を構成するボイスコイルモータなどのリニアアクチュエータ１８が設けられていて、上記吸着ノズル１７は上記リニアアクチュエータ１８によってＺ方向に駆動可能となっている。

それによって、上記吸着ノズル１７がピックアップする半導体チップ４を吸着したときに、この吸着ノズル１７を上記リニアアクチュエータ１８によって下方へ駆動すれば、このリニアアクチュエータ１８に印加された電圧値に応じた押圧力を上記半導体チップ４に付与できるようになっている。

上記吸着ノズル１７は上記半導体チップ４とほぼ同じ大きさの平坦な矩形状に形成された吸着面１７ａを有し、この吸着面１７ａには図示しない吸引ポンプによって吸引力を発生させることができるようになっている。

上記上下駆動モータ１４と上記リニアアクチュエータ１８は制御装置２１によって駆動が制御される。上記制御装置２１には設定部２２が接続されていて、この設定部２２によって上記上下駆動モータ１４による上記可動体１２のＺ方向の動きに応じて、上記リニアアクチュエータ１８が上記吸着ノズル１７に付与する押圧力を後述するように設定することができるようになっている。

上記バックアップ体１は、図２と図３に示すように上端面に矩形状の開口部２３が形成され下端面が閉塞された角筒状をなしている。つまり、バックアップ体１には角柱状の収容部２４が上下方向に沿って形成されている。上記開口部２３は、図３に鎖線で示すピックアップの対象となる矩形状の半導体チップ４よりもわずかに小さな矩形状に形成されている。つまり、開口部２３は半導体チップ４と相似形状に形成されている。

上記バックアップ体１の上面には、上記開口部２３を囲む３つの環状溝２５が同心的に形成されている。３つの環状溝２５はバックアップ体１の径方向に沿って形成された４つの連通溝２６によって連通している。４つの連通溝２６の１つには吸引孔２８の一端が開口している。この吸引孔２８は上記バックアップ体１の周壁に上下方向に沿って穿設されていて、その他端はバックアップ体１の下部側面に開口している。

上記吸引孔２８の他端には吸引ポンプ３１が配管３２（ともに図１に示す）によって接続されている。吸引ポンプ３１が作動すれば、吸引孔２８及び連通溝２６を介して３つの環状溝２５に吸引力が発生するから、バックアップ体１の上面を粘着シート３の下面に接触させれば、その上面に粘着シート３が吸着保持される。つまり、バックアップ体１の上面は粘着シート３を吸着保持する吸着面となっている。

上記バックアップ体１の角柱状の収容部２４にはピックアップされる半導体チップ４を押し上げるための押し上げ体３３が収容されている。この押し上げ体３３は第１乃至第３の可動部材３４〜３６からなる。

第１の可動部材３４は外形状が上記収容部２４とほぼ同じ形状をなした角筒状であって、その下端部の外周面の対向する一対の側面には図２に示すように断面形状がＬ字状の一対の第１の鍔３７が設けられている。この第１の鍔３７は上記収容部２４の対向する一対の内面に形成された第１の凹部３８に上下方向に移動可能に収容されている。つまり、第１の凹部３８の高さ寸法は上記第１の鍔３７の高さ寸法よりも大きく設定されている。

上記第１の鍔３７と上記第１の凹部３８の上面との間には第１のばね３９が圧縮状態で収容されている。それによって、上記第１の可動部材３４は上記第１の鍔３７の下端面が上記第１の凹部３８の下端面に当たる位置で弾性的に保持されている。その状態において、第１の可動部材３４の上端面は上記バックアップ体１の上面と同じ高さになっている。

上記第２の可動部材３５は上記第１の可動部材３４内に収容される大きさの角筒状であって、その下端部の対向する一対の側面には断面形状がＬ字状の一対の第２の鍔４１が設けられている。この第２の鍔４１は上記第１の可動部材３４の対向する一対の内面に形成された第２の凹部４２に上下方向に移動可能に収容されている。つまり、第２の凹部４２の高さ寸法は上記第２の鍔４１の高さ寸法よりも大きく設定されている。

上記第２の鍔４１と上記第２の凹部４２の上面との間には上記第１のばね３９よりも荷重に対する変形量が小さい、つまり強い第２のばね４３が圧縮状態で収容されている。それによって、上記第２の可動部材３５は上記第２の鍔４１の下端面が上記第２の凹部４２の下端面に当たる位置で弾性的に保持されている。その状態において、第２の可動部材３５の上端面は上記バックアップ体１及び第１の可動部材３４の上面と同じ高さになっている。

上記第３の可動部材３６は上記第２の可動部材３５内に収容される大きさの角軸状であって、その下端部の対向する一対の側面には断面形状がＬ字状の一対の第３の鍔４４が設けられている。この第３の鍔４４は上記第２の可動部材３５の対向する一対の内面に形成された第３の凹部４５に上下方向に移動可能に収容されている。つまり、第３の凹部４５の高さ寸法は上記第３の鍔４４の高さ寸法よりも大きく設定されている。

上記第３の鍔４４と上記第３の凹部４５の上面との間には上記第２のばね４３よりも強い第３のばね４６が圧縮状態で収容されている。それによって、上記第３の可動部材３６は上記第３の鍔４４の下端面が上記第３の凹部４５の下端面に当たる位置で弾性的に保持されている。その状態において、第３の可動部材３６の上端面は上記バックアップ体１及び第１、第２の可動部材３４，３５の上面と同じ高さになっている。

上記第３の可動部材３６の下端には駆動軸部４８が下方に向けて延出されている。この駆動軸部４８は上記バックアップ体１の底壁に形成された通孔５１から外部に気密に突出していて、その下端部にはカムフォロア５２が設けられている。

上記カムフォロア５２はカム体５３の外周面に当接している。このカム体５３は図１に示す回転モータ５４によって回転駆動される。回転モータ５４は上記制御装置２１によって駆動が制御される。カム体５３が回転駆動されると、上記第３の可動部材３６はこのカム体５３の上死点と下死点との間で上下駆動される。図２は第３の可動部材３６が下降位置にある状態を示している。

上記カム体５３が回転駆動されて上記第３の可動部材３６が上昇方向に駆動されると、この第３の可動部材３６の上昇に上記第２の可動部材３５と第１の可動部材３４が第３、第２のばね４６，４３を介して連動する。このとき、押し上げ体３３の最も外側に位置する第１の可動部材３４は第１のばね３９を圧縮する。第１のばね３９を圧縮しながら第１の可動部材３４が上昇し、その第１の鍔３７の上端が第１の凹部３８の上面に当たると、この第１の可動部材３４の上昇が停止する。しかしながら、第２の可動部材３５は第２のばね４３を圧縮しながらさらに上昇し、それに第３の可動部材３６が第３のばね４６を介して連動する。

第２のばね４３が圧縮されて第２の可動部材３５の第２の鍔４１の上端が第２の凹部４２の上面に当たると、この第２の可動部材３５の上昇が停止して第３の可動部材３６だけが第３のばね４６を圧縮しながら上昇する。

そして、上記駆動軸部４８に設けられたカムフォロア５２が上記カム体５３の上死点に移行したときに、上記第３の可動部材３６の上昇が最大となる。そして、その後のカム体５３の回転によって第３乃至第１の各可動部材３６，３５，３４はそれぞれ第３乃至第１のばね４６，４２，３９の復元力によって順次下降位置に戻ることになる。

すなわち、第１乃至第３のばね３９，４３，４６の強さを順次強くしたことで、第１乃至第３の可動部材３４〜３６を段階的に上昇させることができるようになっている。

図３に示すように、上記第１、第２の可動部材３４，３５の周壁には上下方向に貫通した複数の吸引孔３４ａ，３５ａが周方向に所定間隔で穿設されている。上記第３の可動部材３６の中心部には一端を上面に開口させた吸引孔３６ａが穿設されている。この吸引孔３６ａの他端は図２に示すように上記第３の可動部材３６の下端から延出された駆動軸部４８の上記収容部２４内に位置する部分の外周面に開口している。

上記バックアップ体１の周壁の下端部には上記収容部２４に連通する連通孔５５が形成されていて、この連通孔５５は上記吸引ポンプ３０に配管３２によって接続されている。それによって、上記吸引ポンプ３０の吸引力は、各可動部材３４〜３６に形成された吸引孔３４ａ〜３６ａを通じてこれら可動部材３４〜３６の上面に作用することになる。

つぎに、上記構成のピックアップ装置の作用を図４（ａ）、（ｂ）と図５（ａ）〜（ｄ）を参照しながら説明する。
図４（ａ）はリニアアクチュエータ１８によって吸着ノズル１７に付与する押圧力を示し、図４（ｂ）は第１乃至第３の可動部材３４〜３６が段階的に上昇駆動される状態を示している。すなわち、第１乃至第３の可動部材３４〜３６が段階的に上昇駆動されるにつれて、上記リニアアクチュエータ１８が吸着ノズル１７に付与する押圧力が段階的に小さくなるよう、制御装置２１に接続された設定部２２によって上記上下駆動モータ１４、リニアアクチュエータ１８及び回転モータ５４の駆動が制御されるよう設定される。

このような設定のもとで、図１に示すようにバックアップ体１を、その吸着面としての上面が粘着シート３の下面に接触する位置まで上昇させたならば、粘着シート３が張設されたウエハリング２を含むエキスパンド機構８をＸ、Ｙ方向に駆動し、ピックアップする半導体チップ４がバックアップ体１の上面の開口部２３の上方に位置決めされる。つまり、半導体チップ４の中心が開口部２３の中心に一致するよう位置決めされる。

ピックアップされる半導体チップ４を位置決めしたならば、上下駆動モータ１４を作動させる。それによって、吸着ノズル体１７が下降してその吸着面１７ａによってピックアップする半導体チップ４の上面が吸着される。

このとき、吸着ノズル１７はリニアアクチュエータ１８によって下降方向に駆動される。それによって、吸着ノズル１７には半導体チップ４を押圧する押圧力が付与される。この押圧力は図４（ａ）にＰ１で示す値である。

上部吸着ノズル１７を下降させて半導体チップ４の上面を吸着保持すると同時に、吸引ポンプ３１を作動させる。それによって、バックアップ体１の上面の環状溝２５と第１乃至第３の可動部材３４〜３６の吸引孔３４ａ〜３６ｃに吸引力が生じるから、その吸引力によって粘着シート３のピックアップされる半導体チップ４が貼着された部分の下面がバックアップ体１及び各可動部材３４〜３６の上面に吸着保持される。

このようにして粘着シート３が吸着保持されと、回転モータ５４が作動してカム体５３が回転駆動される。それによって、第１乃至第３の可動部材３４〜３６からなる押し上げ体３３が上昇方向に駆動される。

押し上げ体３３の上昇駆動に連動して吸着ノズル１７が上下駆動モータ１４によって可動体１２とともに上昇方向に駆動される。押し上げ体３３と吸着ノズル１７の上昇速度は同じに設定されている。そのため、ピックアップされる半導体チップ４にはリニアアクチュエータ１８によって設定された上記吸着ノズル１７による押圧力が付与された状態が継続される。

上記押し上げ体３３は、図４（ｂ）に示すように上面がバックアップ体１の上面と同じ高さであるＨ０からＨ１の高さまで上昇して半導体チップ４を押し上げる。

押し上げ体３３がＨ１の高さに上昇すると、リニアアクチュエータ１８によって吸着ノズル１７に付与された半導体チップ４を押圧する押圧力が図４（ａ）にＰ２で示す値に制御される。Ｐ２はＰ１よりも小さい値である。

上記押し上げ体３３の第１乃至第３の可動部材３４〜３６の上面積の総和をＳとすると、上記押圧力がＰ２のとき、押し上げ体３３に加わる単位面積当たりの荷重をＰｓとする。

押し上げ体３３によって半導体チップ４がＨ０からＨ１の高さまで上昇させられると、図５（ａ）に示すようにその上昇分だけ粘着シート３が引き伸ばされるから、粘着シート３の張力が半導体チップ４に加わって、半導体チップ４を下方へ湾曲させる虞がある。

しかしながら、半導体チップ４には吸着ノズル１７によってＰ２の押圧力が付与されているため、その押圧力によって半導体チップ４は押し上げ体３３の上面と吸着ノズル１７の吸着面１７ａとで挟持されるから、半導体チップ４が粘着シート３の張力によって湾曲変形するのが阻止される。

しかも、半導体チップ４を押し上げる、第１乃至第３の可動部材３４〜３６の上面は、半導体チップ４とほぼ同じ矩形状であるから、そのことによっても半導体チップ４が下方へ湾曲変形するのが阻止される。このとき、第１乃至第３の稼動部材３４〜３６に設けられた吸引孔３４ａ，３５ａ，３６ａによって粘着シート３は吸引されている。

上記押し上げ体３３が図４（ｂ）に示すように高さＨ１に上昇させられた後、高さＨ２まで上昇方向に駆動されると、押し上げ体３３の第１の可動部材３４の上昇が停止し、第２の可動部材３５と第３の可動部材３６だけが上昇する。この状態を図５（ｂ）に示す。

第２、第３の可動部材３５，３６が高さＨ２まで上昇すると、吸着ノズル１７が半導体チップ４に付与する押圧力はリニアアクチュエータ１８によって図４（ａ）に示すようにＰ２からＰ３に変更される。Ｐ３はＰ２よりも小さい値であるが、半導体チップ４を押し上げる第２、第３の可動部材３５，３６の上面がなす押し上げ面に加わる単位面積当たりの荷重は、図５（ａ）に示す荷重がＰ２のときと同じＰｓになるよう設定されている。

そのため、半導体チップ４を押し上げる押し上げ体３３の押し上げ面積が第１の可動部材３４の面積分だけ減少しても、半導体チップ４の第２、第３の可動部材３５，３６の上面によって押し上げられる部分に吸着ノズル１７によって加えられる単位面積当たりの押圧力は図５（ａ）のときと同じＰｓである。そのため、半導体チップ４の第２、第３の可動部材３５，３６の上面によって押し上げられる部分が吸着ノズル１７によって強く押圧され過ぎて損傷するのが防止される。

第１の可動部材３４が上昇せずに、第２、第３の可動部材３５，３６が上昇すると、第１の可動部材３４の上面による粘着シート３の保持状態、つまり第１の可動部材３４の上面による半導体チップ４の押圧状態が開放される。そのため、粘着シート３は図５（ｂ）に示すように半導体チップ４の周辺部から剥離し始める。

また、このとき、第１の稼動部材３４に設けられた吸引孔３４ａによって粘着シート３が吸引されている。そのため、半導体チップ４の裏面に貼着された粘着シート３は下向きに引張られるから、粘着シート３の剥離をより一層、確実に行なうことができる。

このとき、吸着ノズル１７は半導体チップ４をＰ３の押圧力によって押圧保持している。そのため、その押圧力によって半導体チップ４が粘着シート３の張力によって下方へ湾曲変形するのが阻止されることになる。

図４（ｂ）に示すように、上記押し上げ体３３が高さＨ２まで上昇させられた後、さらに高さＨ３まで上昇方向に駆動されると、図５（ｃ）に示すように押し上げ体３３の第２の可動部材３５は上昇せずに、第３の可動部材３６だけが上昇する。このとき、吸着ノズル１７が半導体チップ４に付与する押圧力はリニアアクチュエータ１８によってＰ３からＰ４に設定される。

Ｐ４はＰ３よりも小さい値であるが、吸着ノズル１７が半導体チップ４を押し上げる第３の可動部材３６に加える単位面積当たりの荷重は図５（ａ）に示すＰ２のときと同じＰｓとなるよう設定されている。

そのため、半導体チップ４の第３の可動部材３６によって押し上げられた部分が吸着ノズル１７によって強く押圧され過ぎるのが防止されるから、吸着ノズル１７に付与された押圧力によって半導体チップ４が損傷させられることがない。

上記第２の可動部材３５が上昇せずに、第３の可動部材３６だけが上昇すると、粘着シート３の第２の可動部材３５の上面によって押圧されていた部分の押圧状態が開放される。そのため、粘着シート３は図５（ｃ）に示すように第３の可動部材３６の上面によって押圧された部分だけを残して半導体チップ４の下面から剥離される。

このときも、第２の可動部材３５に設けられた吸引孔３５ａによって粘着シート３が吸引されている。そのため、半導体チップ４の裏面に貼着された粘着シート３は下向きに引張られるから、粘着シート３の剥離をより確実に行なうことができる。

このときも、半導体チップ４の第３の可動部材３６によって押圧された部分は吸着ノズル１７から付与された押圧力によって保持されるとともに上面全体が吸着ノズル１７の吸引力によって保持されているから、下方へ湾曲するのが防止される。

半導体チップ４が押し上げ体３３によって図５（ｃ）に示す高さＨ３まで押し上げられると、図５（ｄ）に示すように吸着ノズル１７だけがさらに上昇方向に駆動される。それによって、半導体チップ４は粘着シート３からピックアップされることになる。このときも、粘着シート３は下向きに引張られるから、粘着シート３の剥離をより確実に行なうことができる。

吸着ノズル１７によって半導体チップ４がピックアップされると、押し上げ体３３は図４（ｂ）に示すように高さＨ３から高さＨ０に向かって下降し、初期位置に復帰することになる。また、吸着ノズル１７に付与される押圧力はＰ４からＰ１になる。それによって、上述したピックアップ工程を繰り返して行なうことが可能な状態となる。

図６（ａ），（ｂ）は吸着ノズル１７によって半導体チップ４に付与される押圧力と、押し上げ体３３の上昇位置との関係を示すこの発明の第２の実施の形態である。すなわち、この実施の形態は、押し上げ体３３の上昇に応じて半導体チップ４に付与される押圧力を漸減させるという点では上記一実施の形態と同じであるが、押圧力をＰ１からＰ２、Ｐ２からＰ３及びＰ３からＰ４に変更する際、その変更を図４（ａ）に示すように階段状でなく、押し上げ体３３の上昇に比例して徐々に低減させるようにしているという点で相違する。

このように押圧力を変更すれば、押圧力の変更時に半導体チップ４に衝撃を与えるのを防止或いは低減できるから、半導体チップ４を損傷させることなく押圧力を変更することができる。

上記実施の形態では、半導体チップを押し上げる押し上げ体の押し上げ面積が漸減するにつれて吸着ノズルが半導体チップに付与する押圧力も漸減させるようにしたが、半導体チップがその厚さや材質などによって損傷し難い場合には押圧力を一定に維持するようにしてもよい。

押し上げ体を第１乃至第３の可動部材によって構成したが、押し上げ体を構成する可動部材の数は２つ或いは４つ以上であっても差し支えない。

押し上げ体の径方向の中心に位置する可動部材を断面矩形状の軸状としたが、その可動部材を断面円形状に軸状としてもよい。断面円形状であればエッジ部分がなくなるから、半導体チップを押し上げたときに半導体チップに与える応力を低減させることができる。

また、バックアップ体と環状溝は平面形状が四角形状の場合について説明したが、円形状であってもよい。
さらに、押し上げ体の上下駆動はカム体と回転モータで上下動させるようにしたが、第１乃至第３の可動部材をそれぞれ別々の駆動源、たとえばリニアモータで上下駆動させるようにしてもよい。

この発明の第１の実施の形態を示すピックアップ装置の概略的構成図。 バックアップ体の縦断面図。 バックアップ体の平面図。 吸着ノズルが半導体チップに付与する押圧力と、半導体チップを押し上げる押し上げ体の上昇位置との関係を示す図。 粘着シート半導体チップをピックアップするときの動作説明図。 この発明の第２の実施の形態を示す吸着ノズルが半導体チップに付与する押圧力と、半導体チップを押し上げる押し上げ体の上昇位置との関係を示す図。

符号の説明

１…バックアップ体、３…粘着シート、４…半導体チップ、１１…ピックアップ手段、１７…吸着ノズル体、１８…リニアアクチュエータ、２１…制御装置、３３…押し上げ体、３４…第１の可動部材、３５…第２の可動部材、３６…第３の可動部材。

Claims (7)

1. 粘着シートの上面に貼着された半導体チップをピックアップする半導体チップのピックアップ装置であって、
   上面が上記粘着シートの下面を吸着保持する吸着面に形成されたバックアップ体と、
   このバックアップ体内に上下方向に駆動可能に設けられ上記粘着シートのピックアップされる上記半導体チップが貼着された部分の下面を押圧して上記半導体チップを上記バックアップ体の上面から押し上げるとともに、押し上げるにつれて上記半導体チップを押圧する押し上げ面積が漸減する押し上げ体と、
   ピックアップされる上記半導体チップの上面を吸着保持する吸着ノズルを有し、上記押し上げ体によって押し上げられた上記半導体チップを上記吸着ノズルによって吸着して上記粘着シートからピックアップするピックアップ手段と、
   このピックアップ手段によって上記半導体チップをピックアップするときに上記吸着ノズルを駆動して上記半導体チップが上記粘着シートの張力によって下方へ湾曲変形するのを阻止する押圧力を付与する押圧手段と
   を具備したことを特徴とする半導体チップのピックアップ装置。
2. 上記押圧手段による上記吸着ノズルの駆動を制御する制御装置を有し、
   この制御装置は上記半導体チップが上記押し上げ体によって押し上げられるにつれて上記半導体チップに付与する上記押圧力が次第に減少するよう上記吸着ノズルの駆動を制御することを特徴とする請求項１記載の半導体チップのピックアップ装置。
3. 上記押し上げ体は、上記バックアップ体内に同心的に設けられた複数の可動部材を有し、これらの押し上げ体は上昇方向に駆動され上記半導体チップを押し上げるにつれて径方向内方に位置する押し上げ体が外方に位置する押し上げ体よりも上昇方向に突出する構成であることを特徴とする請求項１又は請求項２記載の半導体チップのピックアップ装置。
4. 上記半導体チップは矩形状であって、上記押し上げ体と上記吸着ノズルの平面形状は上記半導体チップと対応する矩形状であることを特徴とする請求項１記載の半導体チップのピックアップ装置。
5. 上記複数の可動部材のうち、中心部に位置する可動部材は軸状であって、他の可動部材は角筒状であることを特徴とする請求項１又は請求項４記載の半導体チップのピックアップ装置。
6. 粘着シートの上面に貼着された半導体チップを押し上げ体によって下面側から押し上げるとともに、上面を吸着ノズルで吸着してピックアップする半導体チップのピックアップ方法であって、
   上記押し上げ体によって上記半導体チップを押し上げるとともに、押し上げるにつれて上記押し上げ体が上記半導体チップを押し上げる押し上げ面積を漸減させる工程と、
   上記半導体チップが上記押し上げ体によって上記粘着シートを引き伸ばしながら押し上げられたときに、上記半導体チップに上記吸着ノズルによって押圧力を付与して上記半導体チップが上記粘着シートの張力によって下方へ湾曲するのを阻止する工程と
   を備えたことを特徴とする半導体チップのピックアップ方法。
7. 上記吸着ノズルによって上記半導体チップに付与する押圧力を、上記押し上げ体による押し上げ面積の漸減に応じて減少させることを特徴とする請求項６記載の半導体チップのピックアップ方法。

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