JP2012084685A - チップ剥離装置およびチップ剥離方法 - Google Patents

Abstract

【課題】チップにダメージを与えることなく、チップを安定して剥離でき、しかも、剥離作業における動作も単純で高精度の制御も必要がなく、装置として安価に提供できるチップ剥離装置及びチップ剥離方法を提供する。
【解決手段】シート１２と反対側でチップ１１を吸着するコレット１３と、コレット１３にて吸着されているチップ１１をシート１２を介して受ける針状体１４と、チップ１１を針状体１４にて受けている状態のままシート１２を反チップ側へ吸引する吸引手段１５とを備える。剥離すべきチップ１１をシート１２を介して針状体１４にて受けている状態で、チップ１１をコレット１３にて反シート側から吸着する。次に、吸引手段１５を介してシート１２をチップ１１と反対側へ吸引して、シート１２をチップ１１から剥離する。
【選択図】図１

Description

本発明は、チップ剥離装置およびチップ剥離方法に関する。

半導体装置の製造においては、多数個の素子を一括して造り込まれたウェーハをダイシングして個々の半導体チップに分離し、これを一個ずつリードフレーム等の所定位置にボンディングするというチップボンディングの手法が採用されている。

すなわち、ウェーハから個々に分離されたチップは、エキスパンドテープ（粘着テープ）上に保持され、このエキスパンドテープから一個ずつ半導体チップをピックアップしてリードフレーム上等のボンディング位置に搬送される。

このピックアップに、保持体としての吸着コレットを備えたピックアップ装置が使用される。すなわち、吸着コレットはその下面に吸着孔が開口し、この吸着孔を介して半導体チップを吸着することになる。そして、この吸着コレットに搬送手段を構成するロボットのアームが付設され、このアームが揺動することによって、吸着コレットに吸着されている半導体チップをボンディング位置に搬送することができる。

ところで、ピックアップポジションにおけるチップのピックアップは、通常、突き上げ針（突き上げ棒）を有するピックアップ装置が使用される（特許文献１及び特許文献２等）。すなわち、図５に示すように、ピックアップ装置は、シート（粘着シート）１が載置されるピックアップ用ステージ５を備え、このピックアップ用ステージ５に突き上げ針２が配置されている。

この場合、まず、図５（ａ）に示すように、剥離すべきチップ３の上方からコレット４が下降して、コレット４がチップ３を吸着する。この状態で、突き上げ針２を上昇させて、シート１を突き破るとともに、コレット４を上昇させる（図５（ｂ））。これによって、粘着シート１上に貼り付けたチップ３を剥離するようにするものである。この場合、剥離したチップ３をコレット４で吸着して、ボンディングポジションに搬送することになる。

特開２０００−１９５８７７号公報 特開２０００−３５３７１０号公報

しかしながら、突き上げ針（突き上げ棒）２を用いる場合、前記したように、シート１を介してチップ３を突き上げ、シート１を破ることになる。このため、突き上げ針２にてチップ裏面を傷つけるおそれがある。そのため、突き上げ針２の上昇と吸着コレット４の上昇とを同期させて、チップ裏面にダメージを与えないようにする必要がある。

従って、従来のダイボンダでは、突き上げ針２の上昇と吸着コレット４の上昇とを同期させる制御手段が必要である。しかしながら、その制御としては高精度を要求され、調整が困難であり、高コスト化を招くことになる。

そこで、本発明は斯かる実情に鑑み、チップにダメージを与えることなく、チップを安定して剥離でき、しかも、剥離作業における動作も単純で高精度の制御も必要がなく、装置として安価に提供できるチップ剥離装置及びチップ剥離方法を提供しようとするものである。

本発明のチップ剥離装置は、複数のチップが貼り付けられたシートからチップを剥離させるチップ剥離装置であって、シートと反対側でチップを吸着するコレットと、コレットにて吸着されているチップをシートを介して受ける針状体と、チップを針状体にて受けている状態のままシートを反チップ側へ吸引する吸引手段とを備え、前記コレットにて吸着されているチップの反コレット側に、前記吸引手段にて吸引されたシートが前記チップから剥離するための隙間部を設けたものである。

本発明のチップ剥離装置によれば、吸引手段にてシートを隙間部側に吸引することができる。この際、針状体でシートを介して剥離しようとするチップを受けており、しかも、チップはコレットにて吸着されて、この位置が維持されている。このため、シートは針状体によって破れて、チップから剥離していく。すなわち、この針状体が突き上げ針として機能することになる。しかしながら、実際には針状体を突き上げないので、針状体の先端とチップとの間には、僅かな隙間（例えば、シートの厚さ分だけの隙間）を確保することができたり、チップが傷つかない程度に接触したりすることになり、針状体によるチップの傷つきを回避できる。さらに、この針状体を突き上げる必要がないとともに、コレットを上昇させる必要もない。このため、従来のように、突き上げ針の上昇と吸着コレットの上昇との同期制御を必要としない。

シートが載置される基台を有し、この基台のシート受け面に凹窪部を設け、この凹窪部にて前記隙間部を形成するものであってもよい。また、前記凹窪部が、底中央が深くなるすり鉢形状であるのが好ましい。

本発明のチップ剥離方法は、複数のチップが貼り付けられたシートからチップを剥離させるチップ剥離方法であって、剥離すべきチップをシートを介して針状体にて受けている状態で、チップをコレットにて反シート側から吸着し、次に、シートをチップと反対側へ吸引して、シートをチップから剥離するものである。

本発明のチップ剥離方法によれば、シートをチップと反対側へ吸引することによって、シートをチップから剥離することができる。針状体を突き上げないので、針状体の先端とチップとの間には、僅かな隙間（例えば、シートの厚さ分だけの隙間）を確保することができたり、チップが傷つかない程度に接触したりすることになり、針状体によるチップの傷つきを回避できる。

基台にシートを載置し、反チップ側からのシートの吸引時に、前記基台を反コレット側へ移動させるようにもできる。

本発明のチップ剥離装置およびチップ剥離方法では、従来のように、突き上げ針の上昇と吸着コレットの上昇との同期制御を必要としないので、装置の動きの制御を簡単に行うことができ、低コストを実現できる。しかも、チップに対してダメージを与えることがなく、安定した剥離作業を行うことができる。

基台のシート受け面に凹窪部を設け、この凹窪部にて隙間部を形成するものであれば、基台を駆動させる必要がなく、装置全体の小型化及び低コスト化を図ることができる。

ところで、一のチップに対して剥離作業を行えば、このチップの隣のチップも凹窪部側に引き込まれる。このため、凹窪部が、底中央が深くなるすり鉢形状であれば、この隣のチップの引き込み量を小さくすることができ、隣のチップへのダメージを抑えることができる。

基台がコレットにて吸着されているチップから反コレット側へ移動するものでは、基台（ステージ）のシートを引き込むための凹窪部を設ける必要がなくなって、基台として単純な形状のものでよく、基台自体の生産性に優れる。

本発明の実施形態を示すチップ剥離装置の要部簡略図である。 前記チップ剥離装置の基台の要部平面図である。 針状体とチップとの関係を示す簡略図である。 本発明の他の実施形態を示すチップ剥離装置の要部簡略図である。 従来のチップ剥離装置を用いたチップ剥離方法の説明図である。

以下本発明の実施の形態を図１〜図４に基づいて説明する。

図１は本発明に係るチップ剥離装置の要部簡略図を示す。このチップ剥離装置は、複数のチップ１１が貼り付けられたシート１２からチップ１１を剥離させるためのものであり、シート１２と反対側でチップ１１を吸着するコレット１３と、コレット１３にて吸着されているチップ１１をシート１２を介して受ける針状体１４と、チップ１１を針状体１４にて受けている状態のままシート１２を反チップ側へ吸引する吸引手段１５（図２参照）とを備える。なお、針状体１４は、先細テーパ状のコーン部１４ａを有する。

すなわち、多数個の素子を一括して造り込まれたウェーハをダイシングして個々の半導体チップ１１に分離し、これを一個ずつリードフレーム等の所定位置にボンディングするボンディング装置において、本発明のチップ剥離装置が用いられる。ボンディング装置では、ウェーハから個々に分離されたチップ１１は、シート（粘着シート）１２上に保持され、このシート１２から一個ずつ半導体チップをピックアップしてリードフレーム上等のボンディング位置に搬送される。

コレット（吸着コレット）１３は、水平方向及び上下方向に移動可能なロボットアーム（ボンディングアーム）に連結される。そして、この吸着コレット１３には、その下面（吸着面）に開口する吸着孔が設けられ、この吸着孔には、図示省略の真空発生器が連結され、この真空発生器の駆動によって吸着孔のエアを吸引してチップ１１を吸着させることになる。

ピックアップするピックアップポジションには、図１に示すような基台１６が配置される。この場合、基台１６の上面（吸着面）１６ａには、底中央が深くなるすり鉢形状の凹窪部１７が設けられる。この基台１６の凹窪部１７の底中央には前記針状体１４が突設されている。

また、図２に示すように、凹窪部１７には孔部１８の廻りに吸引手段１５の一部を構成する吸引口２０が開口している。すなわち、各吸引口２０には、図示省略の真空発生器が連結され、この真空発生器の駆動によって吸引口２０を介して、凹窪部１７のエアを吸引することができる。なお、凹窪部１７の開口部の大きさは少なくとも一つのチップ１１の大きさよりも大きくするのが好ましい。

次に前記チップ剥離装置を用いたチップ剥離方法を説明する。まず、図１（ａ）に示すように、剥離すべきチップ１１をピックアップポジションに配置する。この際、針状体１４の先端が基台１６の上面（吸着面）１６ａから突出させない状態である。すなわち、剥離すべきチップ１１の粘着面中央を、針状体１４がシート１２を介して受けている状態とする。なお、剥離すべきチップ１１をピックアップポジションに配置する場合、テープ１２側が、例えば、ＸＹＺθ軸ステージ等の駆動によって行うことができる。

次に、剥離すべきチップ１１の上方からコレット１３を下降させて、反シート側からチップ１１を吸着する。この状態で、前記吸引手段１５にて、吸引口２０を介して凹窪部１７内のエアを吸引する。これによって、図１（ｂ）に示すように、チップ１１がその位置を維持したまま、シート１２が凹窪部１７の底面側へ矢印Ａに示すように、引っ張られることになる。このように、シート１２が凹窪部１７の底面側へ引っ張られれば、針状体１４の先端１９（図３参照）によって、シート１２が突き破られて、シート１２が凹窪部１７の底面に張り付くことになり、チップ１１からシート１２が剥離する。この際、チップ１１の下面中央部に対応するシートの部位が針状体１４にて支持された状態となり、剥離は、チップ１１の端から剥がれていくことになる。

この実施形態では、図３に示すように、針状体１４は上下動しないので、チップ１１と針状体４の先端との間にシート１２の厚さ分のクリアランスＣが設けられる。しかしながら、針状体４が上下動しないで静止した状態で、このようなクリアランスＣが設けられずに、チップ１１を傷つけない程度に針状体４がチップ１１に接触するものであってもよい。

その後は、図１（ｃ）に示すように、コレット１３を上昇させる。すなわち、シート１２から剥離したチップ１１をコレット１３を動作させることによって、ボンディングポジョン（ボンディング位置）まで搬送して、このボンディング位置で、このチップ１１をボンディングすることになる。

また、吸引手段１５にて、吸引口２０を介した凹窪部１７内のエアの吸引を解除して（図１（ｄ））、次の剥離すべきチップ１１をこのピックアップポジションに配置するようにする。以後、前記工程を順次行うことによって、この１枚のシート１２の全てのチップ１１を剥離することができる。

ところで、前記実施形態では、基台１６の上面に凹窪部１７を設けることによって、コレット１３にて吸着されているチップ１１の反コレット側に、吸引手段１５にて吸引されたシート１２がチップ１１から離間するための隙間部Ｓを形成していることになる。

これに対して、図４に示すチップ剥離装置では、基台１６をチップ１１から離れる方向に移動させる、つまり下降させて、前記隙間部Ｓを形成するようにしてもよい。この場合、基台１６の上面に凹窪部１７を設ける必要がない。しかしながら、基台１６を上下動機構によって上下動させる必要がある。なお、このような上下動機構としては、シリンダ機構、ボールねじ機構等の既存の機構を用いることができる。

すなわち、この場合の基台１６には、上下方向に延びる孔部２５が設けられ、この孔部２５に針状体２６が挿通される。この際、針状体２６は、上下動せず、基台１６のみが上下動する。また、基台１６の上面には、吸引手段１５の吸引口２０が開口し、吸引手段１５の駆動によって、基台１６の上面にシート１２が吸着される。

次に、図４に示すチップ剥離装置を用いたチップ剥離方法を説明する。まず、図４（ａ）に示すように、剥離すべきチップ１１をピックアップポジション（ピックアップ位置）に位置させる。その後は、図４（ｂ）に示すように、剥離すべきチップ１１の上方からコレット１３を下降させて、反シート側からチップ１１を吸着する。この際、吸引手段１５によって、基台１６の上面にシート１２が吸着されている。

その後、図４（ｃ）に示すように、基台１６を矢印Ｂのように、下降させる。この際、針状体２６及びコレット１３をその位置を維持したままとする。このため、シート１２は基台１６の上面に吸着されたまま基台１６とともに下降する。これによって、シート１２は針状体２６の先細テーパ部１９によって、突き破れて、チップ１１から剥離することになる。この場合も、前記図３に示すように、針状体２６の先端１９とチップ１１との間には、クリアランスＣが設けられるように設定しても、針状体４が上下動しないで静止した状態で、このようなクリアランスＣが設けられずに、チップ１１を傷つけない程度に針状体４がチップ１１に接触するものであってもよい。

このように、剥離した後は、図４（ｄ）に示すように、コレット１３を上昇させる。すなわち、シート１２から剥離したチップ１１をコレット１３を動作させることによって、ボンディングポジション（ボンディング位置）まで搬送して、このボンディング位置で、このチップ１１をボンディングすることになる。

その後は、図４（ｅ）に示すように、基台１６を元の高さ位置まで上昇させ、次の剥離すべきチップ１１をこのピックアップポジションに配置するようにする。以後、前記工程を順次行うことによって、この１枚のシート１２の全てのチップ１１を剥離することができる。

本発明のチップ剥離装置では、吸引手段１５にてシート１２を隙間部Ｓ側に吸引することができる。この際、針状体１４でシート１２を介して剥離しようとするチップ１１を受けており、しかも、チップ１１はコレット１３にて吸着されて、この位置が維持され、このため、シート１２は針状体１４（２６）によって破れて、チップ１１から剥離していく。すなわち、この針状体１４（２６）が突き上げ針として機能することになる。しかしながら、実際には針状体１４（２６）を突き上げないので、針状体１４（２６）の先端１９とチップ１１との間には、僅かな隙間（例えば、シート１２の厚さ分だけの隙間）を確保することができたり、チップ１１が傷つかない程度に接触したりすることになり、針状体１４（２６）によるチップ１１の傷つきを回避でき、チップ１１に対してダメージを与えることがなく、安定した剥離作業を行うことができる。さらに、この針状体１４（２６）を突き上げる必要がないとともに、コレット１３を上昇させる必要もない。このため、従来のように、突き上げ針の上昇と吸着コレットの上昇との同期制御を必要としない。従って、装置の動きの制御を簡単に行うことができ、低コストを実現できる。

基台１６のシート受け面１６ａに凹窪部１７を設け、この凹窪部１７にて隙間部Ｓを形成するものであれば、基台１６を駆動させる必要がなく、装置全体の小型化及び低コスト化を図ることができる。この場合、凹窪部１７の開口部の大きさは少なくとも一つのチップ１１の大きさよりも大きくすることによって、一つのチップ１１に張り付いているシート１２を確実に剥がすことができる。ところで、一のチップ１１に対して剥離作業を行えば、このチップ１１の隣のチップ１１も凹窪部１７側に引き込まれる。このため、凹窪部１７が、底中央が深くなるすり鉢形状であれば、この隣のチップ１１の引き込み量を小さくすることができ、隣のチップ１１へのダメージを抑えることができる。

基台１６がコレット１３にて吸着されているチップ１１から反コレット側へ移動するものでは、基台（ステージ）１６のシート１２を引き込むための凹窪部１７を設ける必要がなくなって、基台１６として単純な形状のものでよく、基台１６自体の生産性に優れる。

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、基台１６に凹窪部１７を設ける場合、実施形態のようなすり鉢形状に限るものではなく、その底面の深さ寸法が同じものであってもよい。また、凹窪部１７の大きさ（外形寸法）は、剥離すべきチップ１１よりも大きければよいが、あまり大きすぎて、剥離すべきチップ１１の隣のチップ１１がこの凹窪部１７へ引き込まれて、損傷しないように設定する必要がある。なお、すり鉢形状とする場合の傾斜角度や最深部の深さ寸法等としても任意に設定できるが、剥離すべきチップ１１の隣のチップ１１がこの凹窪部１７へ引き込まれて、損傷しない程度のものを選択することができる。

凹窪部１７に開口する吸引口２０の増減は任意であるが、チップ１１が図例のように、矩形乃至長方形である場合に、均等に剥離するには、図例のように、チップ１１の４隅のコーナ部に対応するようにするのが好ましい。

また、図４に示すように、基台１６を可動させる場合の移動量としても、剥離すべきチップ１１の隣のチップ１１が、形成させる隙間部Ｓに引き込まれて、損傷しない程度のものを選択することができる。

図１に示す針状体１４であっても、図４に示す針状体２６であっても、基台１６に対して、１本に限るものではなく、２本以上の複数本であってもよい。また、針状体１４、２６の外径寸法、先細テーパ部１４ａ，２６ａのテーパ角度、先端鋭利度等も、シート１２を突き破ることができるものであればよい。

ところで、図１に示すチップ剥離装置において、針状体１４が基台１６と一体化されたものであったが、針状体１４と基台１６とを別体にて構成してもよい。すなわち、図４に示すように、針状体１４を棒状体とするとともに、基台１６にこの針状体１４が挿通される挿通孔を設けたものであってもよい。このようにすることによって、針状体１４が損傷等した場合に、針状体１４の交換が可能となる。

１１ チップ
１２ シート
１３ コレット
１４ 針状体
１５ 吸引手段
１６ 基台
１７ 凹窪部
２６ 針状体
Ｓ 隙間部

Claims (5)

1. 複数のチップが貼り付けられたシートからチップを剥離させるチップ剥離装置であって、
   シートと反対側でチップを吸着するコレットと、コレットにて吸着されているチップをシートを介して受ける針状体と、チップを針状体にて受けている状態のままシートを反チップ側へ吸引する吸引手段とを備え、前記コレットにて吸着されているチップの反コレット側に、前記吸引手段にて吸引されたシートが前記チップから離間するための隙間部を設けたことを特徴とするチップ剥離装置。
2. シートが載置される基台を有し、この基台のシート受け面に凹窪部を設け、この凹窪部にて前記隙間部を形成したことを特徴とする請求項１に記載のチップ剥離装置。
3. 前記凹窪部が、底中央が深くなるすり鉢形状であることを特徴とする請求項２に記載のチップ剥離装置。
4. 複数のチップが貼り付けられたシートからチップを剥離させるチップ剥離方法であって、
   剥離すべきチップをシートを介して針状体にて受けている状態で、チップをコレットにて反シート側から吸着し、次に、シートをチップと反対側へ吸引して、シートをチップから剥離することを特徴とするチップ剥離方法。
5. 基台にシートを載置し、反チップ側からのシートの吸引時に、前記基台を反コレット側へ移動させることを特徴とする請求項４に記載のチップ剥離方法。

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