JP2009105249A

JP2009105249A - ピックアップ装置およびピックアップ方法

Info

Publication number: JP2009105249A
Application number: JP2007276090A
Authority: JP
Inventors: Isamu Kawashima; 勇川島
Original assignee: NEC Electronics Corp
Current assignee: NEC Electronics Corp
Priority date: 2007-10-24
Filing date: 2007-10-24
Publication date: 2009-05-14

Abstract

【課題】本発明の目的は、粘着シートに貼り付けられた被吸着物の裏面側から高圧流体を噴射して被吸着物を突き上げる際に、被吸着物を粘着シートから確実に剥離させることができ、吸着ミスを発生させることがないピックアップ装置およびピックアップ方法を提供することである。
【解決手段】本発明のピックアップ装置１は、粘着シート１３に貼り付けられた半導体チップ１４の裏面側から高圧エア２２を噴射して半導体チップ１４を突き上げる噴射ノズル２４の先端方向を回動自在に変更させるノズル首振り機構部２を備える。
【選択図】図１

Description

本発明は、粘着シートに貼り付けられたチップを粘着シートから引き剥がしてピックアップするピックアップ装置およびピックアップ方法に関する。

例えば、半導体装置の組立工程においては、半導体チップは粘着シート上に貼り付けられた状態で供給される。

このため、粘着シート上の半導体チップを特性検査のための検査ステージや収納用トレイなどに移載するには、半導体チップを粘着シートから一つずつ引き剥がしてピックアップする必要がある。

そのためのピックアップ装置の一例として図７に示すようなものがある。

図７は、ピックアップ装置の概略構成を示す部分断面図であり、ピックアップ寸前の状態を示している。

このようなピックアップ装置１０は、粘着シート１３上に貼り付けられた多数の半導体チップ１４の上方に配置された吸着コレット１１と、粘着シート１３の下方に配置された突き上げピン１２とを備えている。

吸着コレット１１は筒状であり、末端が真空ポンプ１５に接続され、半導体チップ１４をその吸着口１１ａに真空吸着して所定位置に移送できるようになっている。

突き上げピン１２は、先端が尖った棒状であり、吸着コレット１１が半導体チップ１４をピックアップする際に、粘着シート１３の下方から半導体チップ１４の裏面を突き上げ、粘着シート１３との接着面積を低減させることで粘着力を低下させてピックアップしやすくする。

ピックアップ方法は、吸着コレット１１の吸着口１１ａの中心と突き上げピン１２の中心とを合わせた後、突き上げピン１２で半導体チップ１４の裏面の中心を突き上げると共に、所定高さまで下降させた吸着コレット１１で半導体チップ１４の表面を真空吸着してピックアップする。

吸着コレット１１は、ピックアップした半導体チップ１４を所定位置に移送した後、元の位置に復帰して待機する。

そして、ウェーハリング（図示せず）を移動させて、次の半導体チップ１４を所定のピックアップ位置まで移動させて、順次、ピックアップして移送する。（例えば、特許文献１図５参照）。

しかしながら、上記のようなピックアップ装置１０では、突き上げピン１２で突き上げる際に、チップ裏面にダメージを与え、割れや欠けが発生するおそれがあった。

また、突き上げピン１２は、多数の半導体チップ１４を突き上げるうちに、その先端が汚れたり摩耗したりするため定期的に清掃したり交換したりする必要があった。

このような問題を解決するため、突き上げピンの代わりに、粘着シートの裏面側から高圧流体を噴き付けてチップを突き上げるピックアップ装置が提案されている。

このような構成のピックアップ装置の一例を図８を用いて説明する。

図８は、ピックアップ装置の概略構成を示す部分断面図であり、ピックアップ寸前の状態を示している。

このようなピックアップ装置２０は、高圧エア供給源２１からの高圧エア２２の供給を受けるエア制御部２３と、このエア制御部２３に接続されて高圧エア２２を噴出する噴射ノズル２４とを備えている。

エア制御部２３は、高圧エア供給源２１から供給された空気の圧力を、外部から入力された制御信号に応じた圧力に制御するとともに、圧力制御された空気を噴射ノズル２４へ供給する。

噴射ノズル２４は、予め設定されたピックアップ位置に交換自在に固定されており、ウェーハリング（図示せず）が移動されることによって、ピックアップ対象となる半導体チップ１４の中心が、この噴射ノズル２４の上方位置に配置されるように構成されている。

この噴射ノズル２４は、先細りした円筒状で、円形穴２４ａが開設されており、半導体チップ１４の裏面の中心に向けて高圧エア２２を噴出し、粘着シート１３を上方へ突き上げて山型に変形させる。

ピックアップ方法は、吸着コレット１１の吸着口１１ａの中心と噴射ノズル２４の円形穴２４ａの中心とを合わせた後、噴射ノズル２４から高圧エア２２を半導体チップ１４の裏面の中心に噴き付けて突き上げると共に、所定高さまで下降させた吸着コレット１１で半導体チップ１４の表面を真空吸着してピックアップする。

そして、ウェーハリング（図示せず）を移動させて、次の半導体チップ１４を所定のピックアップ位置まで移動させて、順次、ピックアップして移送する。

このようなピックアップ装置２０では、噴射ノズル２４と粘着シート１３とは非接触であり、半導体チップ１４に与えるダメージは少なく、また、噴射ノズル２４の先端が摩耗したりすることがなく清掃したり交換したりする必要がない。（例えば、特許文献２図１、２参照）。
特開平８−１３９１６１号広報特開２００３−１８８１９５号広報

しかしながら、図９（ａ）に示すように、突き上げピン１２で粘着シート１３を突き上げた場合に比べて、図９（ｂ）に示すように、高圧エア２２で粘着シート１３を突き上げた場合は、どうしても粘着シート１３の形状が緩やかな凸状となる傾向があった（図中の剥離角度；θ１>θ２）。

このため、粘着シート１３の粘着力がばらついて、比較的強い粘着力で貼り付けられた半導体チップ１４があった場合、粘着力を十分に低下させることができず吸着ミスを発生させるおそれがあった。

尚、これに対しては、高圧エアのエア圧をアップさせることである程度、対応できるが、あまり高圧にすると、どうしても動圧による突き上げ力が変動し安定した突き上げ状態が維持できなくなった。

本発明の目的は、粘着シートに貼り付けられた被吸着物の裏面側から高圧流体を噴射して被吸着物を突き上げる際に、被吸着物を粘着シートから確実に剥離させることができ、吸着ミスを発生させることがないピックアップ装置およびピックアップ方法を提供することである。

本発明のピックアップ装置は、粘着シートに貼り付けられた被吸着物の裏面側から高圧流体を噴射して被吸着物を突き上げる噴射ノズルを備えたピックアップ装置であって、噴射ノズルの先端方向を回動自在に変更させるノズル首振り機構部を備えたピックアップ装置である。

本発明のピックアップ方法は、粘着シートに貼り付けられた被吸着物の裏面側から高圧流体を噴射して被吸着物を突き上げる際に、予め、高圧流体で被吸着物の中心からずれた位置を移動噴射し、被吸着物を傾斜させて粘着シートから被吸着物の外周部を予備剥離させるピックアップ方法である。

本発明のピックアップ装置およびピックアップ方法によれば、粘着シートに貼り付けられた被吸着物の裏面側から高圧流体を噴射して被吸着物を突き上げる際に、被吸着物を粘着シートから確実に剥離させることができ、吸着ミスを発生させることがない。

本発明のピックアップ装置の一例を図１を参照して説明する。

図１は、本発明のピックアップ装置の一例の概略構成を示す部分断面図であり、ピックアップ寸前の状態を示している。尚、図７，８と同一部分には同一符号を付す。

図１に示すように、本発明のピックアップ装置１が、従来のピックアップ装置２０（図８）の構成と異なる点は、ノズル首振り機構部２を備えている点である。

このため、同一構成部分の説明は省略し、ノズル首振り機構部２について説明する。

ノズル首振り機構部２は、図１に示すように、噴射ノズル２４と連結配置され、噴射ノズル２４の先端方向を可動する駆動部２ａと、噴射ノズル２４と駆動部２ａとを連結するジョイント部２ｂと、噴射ノズル２４の首振り動作をプログラム制御可能な動作制御部２ｃとを備えている。

そして、噴射ノズル２４の先端方向を回動自在に変更させて、高圧エア２２の噴射位置が所定の軌跡を描くように移動噴射させることが出来る。

次に、上記のようなピックアップ装置１を用いたピックアップ方法を図１〜４を参照して説明する。

先ず、図２に示すように、吸着コレット１１の吸着口１１ａの中心と噴射ノズル２４の円形穴２４ａの中心とを合わせた後、ウェーハリング（図示せず）を移動させて、ピックアップ対象となる半導体チップ１４の中心を噴射ノズル２４の上方位置に配置させる。

ここで、吸着コレット１１は半導体チップ１４から十分、離れた上方位置で待機する。

次に、図３（ａ）に示すように、噴射ノズル２４の先端を傾斜させながら旋回させて、高圧エア２２で半導体チップ１４の中心からずれた位置を移動噴射して粘着シート１３から半導体チップ１４を予備剥離する。

この噴射位置の移動軌跡Ｔは、図３（ｂ）に示すように、半導体チップ１４の裏面の外周縁から一定距離だけ内側を周回する略矩形（４辺をｔ１〜ｔ４とする）の軌跡とする。

例えば、噴射位置が辺ｔ１，辺ｔ３にある場合の剥離状態をそれぞれ、図４（ａ），（ｂ）に示す。（辺ｔ２、辺ｔ４にある場合は省略する。）

先ず、噴射位置が辺ｔ１にあるとき、図４（ａ）に示すように、半導体チップ１４は（図中）左上がりに傾斜し、半導体チップ１４の（図中）左側の外周部が一定面積だけ粘着シート１３から剥離される。

反対に、噴射位置が辺ｔ３にあるとき、図４（ｂ）に示すように、半導体チップ１４は（図中）右上がりに傾斜し、半導体チップ１４の（図中）右側の外周部が一定面積だけ粘着シート１３から剥離される。

尚、予備剥離の剥離面積は、移動軌跡Ｔと高圧エア２２の圧力で調整可能である。

このようにして、チップ裏面の全外周部が粘着シート１３から概ね均等に予備剥離される。

そして、この予備剥離を施した後、図１に示すように、高圧エア２２の噴射位置を半導体チップ１４の中心に移動させて固定して、半導体チップ１４を所定の高さまで突き上げる。

このとき、上方で待機していた吸着コレット１１が所定高さまで下降し、半導体チップ１４の表面を真空吸着してピックアップする。

そして、吸着コレット１１は、ピックアップした半導体チップ１４を所定位置に移送した後、元の位置に復帰して待機する。

このようなピックアップ装置１およびピックアップ方法では、予め、半導体チップ１４の外周部の一定面積を概ね均等に粘着シート１３から予備剥離した後、半導体チップ１４の中心を突き上げるため、半導体チップ１４を粘着シート１３から確実に剥離させることができ吸着ミスを発生させることがない。

さらに、本発明の他の例として、図５に示すように、半導体チップ１４の表面側から高圧エア２２を噴射する第２の噴射ノズル３を４方向に固定配置（図中２個のみ図示）して、半導体チップ１４の中心を突き上げる際に、高圧エア２２を噴射して粘着シート１３を下方に押し下げるようにしてもよい。

このようにすると、さらに半導体チップ１４と粘着シート１３との剥離が確実となり好適である。

また、上記では、移動軌跡Ｔを略矩形とする例で説明したが、特にこれに限るわけではなく、図６（ａ）に示すように、略円形であってもよく、チップサイズが大きい場合には、図６（ｂ）に示すように、チップ中心に向かう螺旋形としてもよい。

また、上記では、被吸着物としてペレッタイズされた個別の半導体チップ１４の例で説明したが、図６（ｃ）に示すように、複数の半導体レーザチップ１４ａが連接されたバー状半導体４であってもよい。

バー状半導体４の場合、貼付け面積や粘着力が大きいため本発明の適用効果が大きい。

また、上記では、高圧流体として高圧エア２２の例で説明したが特にこれに限るわけではなく窒素ガスなどであってもよく、純水などの液体であってもよい。

本発明のピックアップ装置の一例の概略構成を示す部分断面図本発明のピックアップ方法を説明する部分断面図本発明のピックアップ方法を説明する断面図および平面図本発明のピックアップ方法を説明する部分断面図本発明のピックアップ装置の他の例の概略構成を示す部分断面図本発明の他の移動軌跡およびバー状半導体の平面図従来のピックアップ装置の一例の概略構成を示す部分断面図従来のピックアップ装置の他の例の概略構成を示す部分断面図従来のピックアップ装置の課題を説明する要部拡大図

符号の説明

１本発明のピックアップ装置
２ノズル首振り機構部
２ａジョイント機構部
２ｂ駆動モータ
２ｃ動作制御部
３第２の噴射ノズル
４バー状半導体
１０，２０従来のピックアップ装置
１１吸着コレット
１１ａ吸着口
１２突き上げピン
１３粘着シート
１４半導体チップ
１４ａ半導体レーザチップ
１５真空ポンプ
２１高圧エア供給源
２２高圧エア
２３エア制御部
２４噴射ノズル
２４ａ円形穴
θ１，θ２剥離角度
Ｔ噴射位置の軌跡
ｔ１，ｔ２，ｔ３，ｔ４噴射位置の軌跡の各辺

Claims

粘着シートに貼り付けられた被吸着物の裏面側から高圧流体を噴射して前記被吸着物を突き上げる噴射ノズルを備えたピックアップ装置であって、前記噴射ノズルの先端方向を回動自在に変更させるノズル首振り機構部を備えたピックアップ装置。
前記ノズル首振り機構部は、前記噴射ノズルの先端方向を所定方向に可動する駆動部と、前記噴射ノズルと前記駆動部とを連結するジョイント部と、前記噴射ノズルの首振り動作をプログラム制御可能な動作制御部とを備えた請求項１に記載のピックアップ装置。
前記被吸着物の表面側から高圧流体を噴射する第２の噴射ノズルをさらに備えた請求項１または２に記載のピックアップ装置。
粘着シートに貼り付けられた被吸着物の裏面側から高圧流体を噴射して前記被吸着物を突き上げる際に、予め、前記高圧流体で前記被吸着物の中心からずれた位置を移動噴射し、前記被吸着物を傾斜させて前記粘着シートから前記被吸着物の外周部を予備剥離させるピックアップ方法。
前記予備剥離を施した後、噴射位置を前記被吸着物の中心に移動させて固定して前記被吸着物の中心を突き上げる請求項４に記載のピックアップ方法。
前記移動噴射による噴射位置の移動軌跡は、前記被吸着物の裏面の外周縁から一定距離だけ内側を周回する軌跡である請求項４または５に記載のピックアップ方法。
前記移動軌跡の形状は、略矩形、略円形、あるいは略螺旋形である請求項６に記載のピックアップ方法。
前記被吸着物の中心を突き上げる際に、前記被吸着物の表面側から高圧流体を噴射して、前記粘着シートを下方に押し下げる請求項５〜７のいずれかに記載のピックアップ方法。
前記被吸着物は、個別の半導体チップである請求項４〜８のいずれかに記載のピックアップ方法。
前記被吸着物は、複数の半導体チップが連接されたバー状半導体である請求項４〜８のいずれかに記載のピックアップ方法。