JP2016096235A - 半導体チップ剥離装置 - Google Patents

Abstract

【課題】機構と動作の簡略化が図られた半導体チップ剥離装置を提供すること。【解決手段】半導体チップＴ１が貼り付けられている半導体チップ貼着シートＴから半導体チップＴ１を剥離すると共に吸着コレット４に吸着する半導体チップ剥離装置１において、半導体チップ貼着シートＴを保持する保持機構２と、保持機構２に保持された半導体チップ貼着シートＴの半導体チップＴ１が貼り付けられている側の面と反対側の面に当接する当接面２０を有する当接部材１３と、当接面２０よりも半導体チップ貼着シートＴの側に突出し、半導体チップ貼着シートＴに接触する接触部２４を有する突出部材１４と、接触部２４が半導体チップＴ１の外側から半導体チップＴ１に向けて移動するように突出部材１４を移動させる移動機構７とを有すること。【選択図】図１

Description

本発明は、半導体チップ剥離装置に関する。

従来、半導体チップ貼着シートから半導体チップを剥離しピックアップする装置として、たとえば、特許文献１，２に開示される装置が知られている。該装置は、半導体チップの一部がはみ出す位置に可動ステージを上昇させ、はみ出した部分に負圧を生じさせることで、半導体チップから半導体チップ貼着シートを剥離させる構成を有している。

特開２０１０−１１４１５６号 特開２０１０−１１４１５７号

しかしながら、該装置は、半導体チップに対して可動ステージと当接させる際、半導体チップの一部が可動ステージからはみ出るように可動ステージを半導体チップに対して位置決めして当接させる必要がある。そのため、機構および装置の動作が複雑になり易いという問題がある。そこで、本発明は、機構と動作の簡略化が図られた半導体チップ剥離装置を提供することを目的とする。

上述の課題を解決するため、半導体チップが貼り付けられている半導体チップ貼着シートから半導体チップを剥離すると共に吸着コレットに吸着する半導体チップ剥離装置において、半導体チップ貼着シートを保持する保持機構と、保持機構に保持された半導体チップ貼着シートの半導体チップが貼り付けられている側の面と反対側の面に当接する当接面を有する当接部材と、当接面よりも半導体チップ貼着シートの側に突出し、半導体チップ貼着シートに接触する接触部を有する突出部材と、接触部が半導体チップの外側から半導体チップに向けて移動するように突出部材を移動させる移動機構とを有することとする。

また、他の発明は、上述の半導体チップ剥離装置において、接触部が移動機構により半導体チップの外側から半導体チップに向けて移動される方向を前方としたとき、接触部よりも後方に当接面と半導体チップ貼着シートとの間に負圧を発生させる第１の吸引機構を備えることとする。

また、他の発明は、上述の半導体チップ剥離装置において、接触部の移動方向の両側に、当接面と半導体チップ貼着シートとの間に移動方向に沿って負圧を発生させる第２の吸引機構を備えることとする。

また、他の発明は、上述の半導体チップ剥離装置において、接触部の移動方向に直交する方向の幅は、半導体チップの移動方向に直交する方向の幅に対して１／２以上であることとする。

また、他の発明は、上述の半導体チップ剥離装置において、接触部の移動方向に沿う方向の幅は、半導体チップの移動方向に沿う方向の幅に対して１／２以下であることとする。

また、他の発明は、上述の半導体チップ剥離装置において、接触部が当接面よりも半導体チップ貼着シートの側に突出する量は、半導体チップの厚さの１倍以上２５倍以下であることとする。

また、他の発明は、上述の半導体チップ剥離装置において、移動機構により接触部が半導体チップの外側から半導体チップに向けて移動される際には、吸着コレットの下面は、当接面に対して所定の距離を開けて、半導体チップに対向されていることとする。

また、他の発明は、上述の半導体チップ剥離装置において、当接部材の側面は円柱面であることとする。

また、他の発明は、上述の半導体チップ剥離装置において、移動機構は、突出部材を移動方向にガイドするガイド部材と、回転駆動手段により回転される回転アームと、回転アームの回転軸から離間した位置に配置され、回転アームと突出部材とを連結する連結部材と、前記連結部材と前記突出部材との関係において、連結部材を突出部材に対して、移動方向への移動を規制し、かつ、移動方向に直交する方向への移動を可能に連結する連結部とを有することとする。

本発明は、機構と動作の簡略化が図られた半導体チップ剥離装置を提供することができる。

本発明の実施形態である剥離装置の全体構成を概略的に示す図である。 剥離機構を後方斜め左方から見た外観の全体を示す図である。 図２に示す剥離機構の吸着ステージの部分を拡大して示す図である。 図２に示す剥離機構から吸着ステージを取り外し、移動機構の構成を判り易く示した図である。 貼着シートから半導体チップを剥離すると共に吸着コレットに吸着させる際の剥離装置の動作を示す図である。 剥離装置の動作を説明するフローチャートである。

（本実施形態の電半導体チップ剥離装置１）
以下、本発明の実施の形態にかかる半導体チップ剥離装置（以下、単に「剥離装置」と記載する）１について図面を参照しながら説明する。以下の説明において、矢示Ｘ１方向を前方、矢示Ｘ２方向を後方とし、また、前方に向かって左手側である矢示Ｙ１方向を左方、矢示Ｙ２方向を右方として説明する。そして、矢示Ｚ１方向を剥離装置１の上方、矢示Ｚ２を下方として説明する。矢示Ｘ１方向は、後述するように（図２から５参照）、半導体チップＴ１から半導体チップ貼着シートＴを剥離する際に突出部材１４を移動させる方向である。

（電子部品接合装置１の全体構成）
図１は、剥離装置１の全体構成を概略的に示す図である。剥離装置１は、半導体チップ貼着シート（以下、単に「貼着シート」と記載する）Ｔを保持する保持機構２と、保持機構２をＸＹ方向に移動およびＸＹ平面内で回転させることができる移動機構３と、吸着コレット４を備える吸着機構５と、吸着コレット４をＸＹＺ方向に移動させることができる移動機構６と、剥離機構７と、剥離機構７を上下方向に移動させる昇降機構８と、移動機構３、吸着機構５、移動機構６、剥離機構７および昇降機構８等の駆動制御を行う制御部９とを有する。

貼着シートＴは、粘着面に半導体チップＴ１が貼り付けられている。半導体チップＴ１と半導体チップＴ１との間には、ウェハ状態から各半導体チップＴ１に切断した際の切込みが隙間Ｔ２として形成されている。保持機構２は、エキスパンドリング１０と、押えリング１１とを有している。貼着シートＴは、ウェハリング１２に張られた状態で保持される。貼着シートＴは、ウェハリング１２に張力を生じるように張られている。貼着シートＴが張られたウェハリング１２をエキスパンドリング１０に搭載し、押えリング１１にてウェハリング１２をエキスパンドリング１０に固定することで、貼着シートＴは、隣接する半導体チップＴ１間に隙間Ｔ２を生ずるように引き伸ばされた（エキスパンドされた）状態で保持機構２に保持される。

移動機構３は、たとえば、駆動源としてのモーターと、駆動力伝達手段としてのギヤと、ＸＹ各方向へのガイド機構およびＸＹ面内での回転機構等により構成される。移動機構３は、たとえば、いわゆるＸＹθ軸ステージにて構成することができる。移動機構３により貼着シートＴ上の各半導体チップＴ１を剥離機構７に対して所望の位置に配置することができる。

吸着機構５は、吸着コレット４の下面４Ａ（貼着シートＴ上の半導体チップＴ１に対向する面）に形成される吸着孔４Ｂ（図５参照）に空気流路を介して連通する真空ポンプ（図示省略）（以下、「コレット用真空ポンプ」と記載する）を備えている。このコレット用真空ポンプを駆動することにより吸着コレット４の下面４Ａに負圧を発生させることができる。したがって、吸着コレット４は、下面４Ａに発生する負圧により、貼着シートＴ上の半導体チップＴ１を下面４Ａに吸着することができる。

吸着コレット４は、移動機構６により、ＸＹＺ方向に移動可能であり、貼着シートＴから半導体チップＴ１を吸着する位置と、吸着した半導体チップＴ１を基板等にボンディング（搭載）する位置である図示外のボンディング位置との間を移動させられる。移動機構６は、たとえば、駆動源としてのモーターと、駆動力伝達手段としてのギヤと、ＸＹＺ各方向のガイド部等により構成される。移動機構６は、たとえば、いわゆるＸＹＺ軸ステージにて構成することができる。

剥離機構７は、吸着コレット４による半導体チップＴ１の吸着動作と相俟って、半導体チップＴ１から貼着シートＴを剥離する。なお、昇降機構８は、たとえば、駆動源としてのモーターと、駆動力伝達手段としてのギヤ等とにより構成され、剥離機構７を上下に昇降させ、後述する当接面２０を貼着シートＴに対して接離させることができる。次に、図２から図５を参照しながら、剥離機構７の構成について説明する。

（剥離機構７の構成）
図２から図５に示すように、剥離機構７は、吸着ステージ１３と、突出部材１４と、突出部材１４を前後に移動する移動機構１５とを有する。図２は、剥離機構７を後方斜め左方から見た外観の全体を示す図である。図３は、図２に示す剥離機構７の吸着ステージ１３の部分を拡大して示す図である。図４は、図２に示す剥離機構７から吸着ステージ１３を取り外し、移動機構１５の構成を判り易く示した図である。

（吸着ステージ１３）
吸着ステージ１３は、側面１６を円柱の外周面とする略円柱形を呈している。したがって、吸着ステージ１３を上方から見たときの外周の形状は円形となっている。吸着ステージ１３の上面１７には、突出部材１４の移動をガイドするガイド部材１８が嵌合する（嵌り合う）凹部１９が形成されている。凹部１９の外側の後方と左右の３方向に当接面２０が形成されている。吸着ステージ１３の内部は、下方に開口する中空に形成され、この中空内に移動機構１５の一部が配置されている。

凹部１９の後方に配置される当接面２０には、第１の吸引機構として左右方向に長い溝２１Ａが形成されている。また、凹部１９の左右に配置される当接面２０には、第２の吸引機構として前後方向に長い溝２１Ｂが形成されている。溝２１Ａの底面には、吸着孔２２Ａが設けられている。また、溝２１Ｂの底面には、吸着孔２２Ｂが設けられている。

吸着孔２２Ａ，２２Ｂは、空気流路を介して真空ポンプ（図示省略）（以下、「吸着ステージ用真空ポンプ」と記載する）に連通している。したがって、吸着ステージ用真空ポンプを駆動することにより溝２１Ａ，２１Ｂ内に負圧を発生させることができる。なお、溝２１Ａの左右方向の長さは、半導体チップＴ１の左右方向の幅と概ね同一である。また、溝２１Ｂの前後方向の長さは、後述する突出部２３の前後方向の移動距離よりも長い。

（突出部材１４）
突出部材１４は、全体として上下方向に薄く扁平した板状を呈する。突出部材１４の後端側には上方に突出する突出部２３が設けられ、突出部２３の上面は貼着シートＴに接触する接触部２４となっている。突出部材１４の上面２５は、突出部２３の部分を除き平面である。接触部２４は、上面２５よりも上方に突出している。接触部２４の平面視（上方から見たとき）における形状は、左右方向に長手方向を向ける矩形を呈する平面である。

突出部材１４の左右の各側面には、前後方向に沿って左右の外側に突出し、上面２５よりも下側の下がった位置に段面２６Ａを左右に向ける段部２６（図４参照）が設けられている。段部２６は、後述するガイド部材１８のガイド溝３２（図３参照）に嵌合し、ガイド溝３２のガイドを受ける被ガイド部として機能する。

（移動機構１５）
移動機構１５は、ガイド部材１８と、回転駆動手段としてのモーター２７と、モーター２７の出力軸２８の回転運動を突出部材１４の前後方向への並進運動に変換するリンク機構２９とを有する。

（ガイド部材１８）
ガイド部材１８は、突出部材１４が嵌合する凹部３０（図３参照）を有する。凹部３０の底面部３１の左右には、前後に延設されるガイド溝３２が設けられている。左右のガイド溝３２は、互いに溝の開口部を凹部３０の内側に向けて対向させる溝である。つまり、ガイド部材１８は、全体として上方に開口部を有するいわゆるリップ溝の形状を呈している。段部２６をガイド溝３２内に嵌合するように、突出部材１４は凹部３０内に嵌合される。凹部３０内に嵌合された突出部材１４は、下面を底面部３１に支持され、段部２６をガイド溝３２にガイドされ前後方向に移動可能である。

（リンク機構２９）
リンク機構２９は、回転アーム３３と、連結部材としての連結ピン３４と、連結部３５とを有する。回転アーム３３は、モーター２７の出力軸２８に取り付けられ、出力軸２８を回転軸として回転させられる。回転アーム３３には、回転アーム３３の回転軸（出力軸２８）から離間した位置に、回転アーム３３と突出部材１４とを連結する連結ピン３４が取り付けられている。連結ピン３４は、回転アーム３３から上方に向けて出力軸２８と平行に配置されている。

突出部材１４には、連結部３５が取り付けられている。連結部３５は左右方向に長い略直方体を呈している。連結部３５には、上下に貫通する左右方向に長い長孔３６が形成されている。長孔３６には連結ピン３４が挿通されている。

連結部３５は、左右に配置される２本の連結体３７により突出部材１４に連結されている。連結部３５と突出部材１４とは、連結体３７を介して一体となっている。ガイド部材１８の底面部３１には、前後方向に長い２本の長孔３８が形成されている。

突出部材１４は、連結体３７を長孔３８に通した状態でガイド部材１８の凹部３０内に嵌合される。突出部材１４を取り付けられたガイド部材１８は、吸着ステージ１３の凹部１９内に嵌合され吸着ステージ１３に取り付けられる。なお、吸着ステージ１３の凹部１９の底面には、図示外の孔部が形成されている。この孔部の大きさと形状は、突出部材１４と共に連結体３７が前後に移動する際に、連結体３７が吸着ステージ１３に干渉しない大きさと形状である。

モーター２７の出力軸２８が回転すると、回転アーム３３も回転する。回転アーム３３が回転すると出力軸２８から離間した位置に配置される連結ピン３４が出力軸２８の周囲に回転する。連結ピン３４は、連結部３５の長孔３６に挿通されている。長孔３６は左右方向に長く、連結ピン３４の左右方向の移動が許容される。つまり、連結ピン３４が出力軸２８の周囲に回転した際に、連結ピン３４は長孔３６内を左右方向に移動する。

一方、突出部材１４に一体の連結部３５は、段部２６のガイド溝３２によるガイドにより前後方向への移動を許容されているが左右方向についての移動を規制されている。したがって、連結ピン３４が出力軸２８の周りに回転すると、出力軸２８の回転に従って連結部３５は前後に往復移動する。つまり、出力軸２８が回転され、連結ピン３４が出力軸２８の周りに回転することで、突出部材１４が前後に往復移動する。なお、モーター２７の下方には、出力軸２８の回転位置と所定位置からの回転量を検出するエンコーダー３９が備えられている。

吸着ステージ１３の上面１７の後側および左右に形成される各当接面２０は、互いに同一面上に配置される面である。ガイド部材１８は、当接面２０よりも上方に突出する部分がないように構成されている。突出部材１４は、突出部２３の接触部２４のみが当接面２０よりも上方に突出している。したがって、吸着ステージ１３の当接面２０を含む面からは接触部２４のみが上方に突出している。

接触部２４の左右方向の幅Ｗ（図３参照）は、半導体チップＴ１の左右方向の幅に対して１／２以上の長さを有している。また、接触部２４の前後方向の幅Ｌ（図３参照）は、半導体チップＴ１の前後方向の幅に対して１／２以下である。

（剥離および吸着動作）
次に、図５，６を参照しながら、剥離装置１による半導体チップＴ１からの貼着シートＴの剥離動作と、半導体チップＴ１の吸着コレット４への吸着動作について説明する。図５は、貼着シートＴから半導体チップＴ１を剥離すると共に吸着コレット４に吸着させる際の剥離装置１の動作を示す概略図である。図６は、剥離装置１の動作を説明するフローチャートである。なお、移動機構３、移動機構６、吸着機構５、剥離機構７および昇降機構８等の諸動作は、制御部９により制御される。剥離装置１の初期状態として、剥離機構７は下方位置に配置され、また、吸着機構５は貼着シートＴの保持機構２へのセットの妨げにならない位置に配置されている。剥離機構７の下方位置とは、突出部２３の接触部２４が保持機構２に保持された貼着シートＴから離間する位置である。

また、剥離機構７は、突出部材１４を前後方向の移動範囲の後端の位置である移動開始位置に配置させている。図２，３，４には、突出部材１４が移動開始位置に配置される状態が示されている。

（貼着シートＴの保持）
剥離動作および吸着動作に先立ち、貼着シートＴが張られたウェハリング１２をエキスパンドリング１０に搭載し、押えリング１１にてウェハリング１２をエキスパンドリング１０に固定する。すなわち、貼着シートＴを保持機構２に保持（セット）する。ウェハリング１２が押えリング１１によりエキスパンドリング１０に固定されると、ウェハリング１２に張られた貼着シートＴは、隣接する半導体チップＴ１同士の間に隙間Ｔ２を生ずるようにエキスパンドされた状態となる。

（保持機構２の初期位置への移動：ステップＳ１０）
貼着シートＴが保持機構２に保持された後、制御部９は、移動機構３を駆動し保持機構２を初期位置に移動させる（ステップＳ１０）。該初期位置は、図５（Ａ）に示すように、吸着コレット４への吸着（ピックアップ）対象とする半導体チップＴ１（以下、該半導体チップＴ１を「対象チップＴ１Ａ」と記載する）よりも後方の貼着シートＴの部分Ｐを、移動開始位置に配置されている突出部２３の接触部２４に対向させる位置である。

部分Ｐは、対象チップＴ１Ａよりも外側の位置である。部分Ｐは、対象チップＴ１Ａから貼着シートＴを剥離させるために、突出部２３を対象チップＴ１Ａに向けて移動させる際の移動開始時に、接触部２４を接触させる部分である。なお、保持機構２が初期位置に移動されたとき、接触部２４の長手方向（左右方向）と対象チップＴ１Ａの後端面とは平行であり、また、接触部２４の左右方向の中心と対象チップＴ１Ａの左右方向の中心とは一致している。

（剥離機構７の上昇および吸着コレット４の吸着位置への移動：ステップＳ２０）
続いて、制御部９は、昇降機構８を駆動し、図５（Ｂ）に示すように、吸着ステージ１３の当接面２０を貼着シートＴに接触させる位置である上方位置に、剥離機構７を上昇させる（ステップＳ２０）。また、制御部９は、剥離機構７の上方位置への上昇に併せて、あるいはそれに前後して、移動機構６を駆動し、図５（Ｂ）に示すように、吸着コレット４を吸着位置に移動させる（ステップＳ２０）。この吸着位置とは、吸着コレット４の下面４Ａが対象チップＴ１Ａの上面に対向する位置である。

突出部２３の接触部２４は、当接面２０よりも上方に突出している。したがって、剥離機構７が上方位置に移動された状態で、接触部２４が接触している貼着シートＴの部分Ｐは、上方に押し上げられた状態となる（図５（Ｂ）参照）。吸着コレット４が吸着位置に配置されたとき、下面４Ａは当接面２０から所定の高さＨ（図５（Ｄ）参照）に配置される。高さＨは、接触部２４により上方に押し上げられる貼着シートＴの部分の当接面２０からの高さＨ１に、半導体チップＴ１の厚さＨ２を加えた高さよりも高いが、貼着シートＴが剥離された半導体チップＴ１を、下面４Ａに発生する負圧により吸着できる距離（吸着可能距離）を超えない高さである。

（吸着ステージ用真空ポンプの駆動：ステップＳ３０）
続いて、制御部９は、吸着ステージ用真空ポンプ（図示省略）を駆動し、溝２１Ａ，２１Ｂ内に負圧を発生させる（ステップＳ３０）。溝２１Ａ，２１Ｂ内が負圧になると、貼着シートＴの接触部２４の後方および左右の部分は当接面２０に吸着される。

（コレット用真空ポンプの駆動：ステップＳ４０）
続いて、制御部９は、コレット用真空ポンプ（図示省略）を駆動し、下面４Ａに負圧を発生させる（ステップＳ４０）。これにより、下面４Ａに対象チップＴ１Ａを吸着するための吸引力が発生する。

（突出部材１４の前方への移動：ステップＳ５０）
続いて、制御部９は、モーター２７を駆動して、図５（Ｃ）に示すように、突出部材１４を前方に移動させる（ステップＳ５０）。突出部材１４が前方に向けて移動すると、突出部２３が対象チップＴ１Ａを後端側から前方に向けて上方に押し上げる。突出部２３により押し上げられた貼着シートＴには、突出部２３の前側に斜面Ｔ３が形成されている。斜面Ｔ３が形成されていることで、突出部２３は対象チップＴ１Ａの後端縁に引っ掛かることなく、対象チップＴ１Ａの下側に入り込み、対象チップＴ１Ａを後端側から上方に押し上げることができる。

突出部２３の後方および左右の貼着シートＴは、溝２１Ａ，２１Ｂに発生される負圧により当接面２０に吸着されている。したがって、図５（Ｃ）から図５（Ｄ）に示すように、対象チップＴ１Ａが後端側から前方に向けて押し上げられるにしたがって、対象チップＴ１Ａに貼着されている貼着シートＴは、順次剥離されていく。

接触部２４の前後の幅Ｌ（図３参照）は、半導体チップＴ１の前後方向の幅の１／２以下とされている。これにより、貼着シートＴを対象チップＴ１Ａから剥離させ易くすることができる。貼着シートＴの接触部２４よりも後方の部分は、溝２１Ａ，２１Ｂ内の負圧により下方に引っ張られる。そのため、貼着シートＴの接触部２４よりも後方の部分には、斜面Ｔ４（図５（Ｄ）参照）が形成される。

斜面Ｔ４は、前方から後方に向かって下降する斜面である。このように貼着シートＴの接触部２４よりも後方の部分が下方に引っ張られ、斜面Ｔ４が形成されることで、貼着シートＴの対象チップＴ１Ａからの剥離が促される。一方、接触部２４の前後方向の幅Ｌを長くすると、斜面Ｔ４の傾斜が小さくなり、貼着シートＴの接触部２４よりも後方の部分が下方に引っ張られ難くなる。そのため、対象チップＴ１Ａから貼着シートＴが剥離し難くなる。接触部２４の前後の幅Ｌを、半導体チップＴ１の前後方向の幅の１／２以下とすることで、貼着シートＴの対象チップＴ１Ａからの剥離を好適に促すことができる。

上述したように、下面４Ａには対象チップＴ１Ａを吸着する負圧が発生している。そのため、貼着シートＴの対象チップＴ１Ａからの剥離が進み、対象チップＴ１Ａと貼着シートＴとの間の貼着力よりも下面４Ａの吸着力が勝ったときに、図５（Ｄ）に示すように、対象チップＴ１Ａは下面４Ａに吸着させられる。

接触部２４の左右方向の幅Ｗ（図３参照）は、半導体チップＴ１の左右方向の幅の１／２以上とされている。そのため、突出部２３が対象チップＴ１Ａの下側に入り込んだときに、対象チップＴ１Ａが左右方向に傾斜してしまうことを抑制できる。仮に左右方向に傾斜した場合には、対象チップＴ１Ａが下面４Ａに吸着される際に、対象チップＴ１Ａが下面４Ａに対して左右にずれたり、あるいは回転（水平面内での回転）した状態で吸着される虞がある。しかしながら、対象チップＴ１Ａの左右方向への傾斜を抑制することで、対象チップＴ１Ａは左右にずれてしまわないように、あるいは回転してしまわないように下面４Ａに吸着される。

（対象チップＴ１Ａのボンディング位置への移動送：ステップＳ６０）
続いて、制御部９は、移動機構６を駆動し、下面４Ａに対象チップＴ１Ａを吸着した吸着コレット４を上述したボンディング位置に移動させ、基板等に対して所定のボンディングを行う。

（突出部材１４の移動開始位置への移動：ステップＳ７０）
対象チップＴ１Ａが下面４Ａに吸着されるまで突出部材１４を前方に移動（図５（Ｄ）参照）した後、制御部９は、モーター２７の回転を反転させ、突出部材１４を後方に向けて移動させ移動開始位置（突出部材１４の前後方向の移動範囲の後端の位置）に配置させる（ステップＳ７０）。突出部材１４の移動量および移動方向は、出力軸２８の回転を介してエンコーダー３９により検出することができる

突出部材１４を後方に移動させるタイミングは、対象チップＴ１Ａが下面４Ａに吸着された後である。突出部材１４の移動開始位置から前方への移動量は、半導体チップＴ１の大きさおよび貼着シートＴの粘着力等により異なる。半導体チップＴ１の大きさおよび貼着シートＴの粘着力等に応じて、該移動量が予め制御部９に設定されている。たとえば、制御部９のメモリに、貼着シートＴの種類毎に予め所定の該移動量を記憶することができる。

（吸着ステージ用真空ポンプの駆動停止：ステップＳ８０）
突出部材１４が移動開始位置に移動された後、吸着ステージ用真空ポンプ（図示省略）の駆動を停止する（ステップＳ８０）。吸着ステージ用真空ポンプの駆動を停止することで、貼着シートＴの当接面２０への吸着力を解除することができる。

（保持機構２を初期位置に移動：ステップＳ９０）
吸着ステージ用真空ポンプの駆動を停止した状態で、制御部９は、移動機構３を駆動し、図５（Ｅ）に示すように、保持機構２を初期位置に移動させる（ステップＳ９０）。つまり、次の対象チップＴ１Ａとなる半導体チップＴ１に対する部分Ｐに突出部２３の接触部２４が配置されるように保持機構２を移動させる。

（吸着コレット４の吸着位置への移動：ステップＳ１００）
続いて、制御部９は、移動機構６を駆動し、ステップＳ２０と同様に、吸着コレット４を吸着位置に移動させる（図５（Ｅ）参照）（ステップＳ１００）。そして、貼着シートＴ上の所望個数の半導体チップＴ１について貼着シートＴから剥離が終わるまで（ステップＳ１１０においてＹｅｓ）、ステップＳ３０からステップＳ１００の動作が繰り返される。

（本実施の形態の主な効果）
上述したように、剥離装置（半導体チップ剥離装置）１は、半導体チップＴ１が貼り着けられている貼着シート（半導体チップ貼着シート）Ｔから半導体チップＴ１を剥離すると共に吸着コレット４に吸着することができる。剥離装置１は、貼着シートＴを保持する保持機構２と、保持機構２に保持された貼着シートＴの半導体チップＴ１が貼り付けられている側の面と反対側の面に当接する当接面２０を有する当接部材としての吸着ステージ１３と、当接面２０よりも貼着シートＴの側に突出し、貼着シートＴに接触する接触部２４を有する突出部材１４と、接触部２４が半導体チップＴ１の外側からこの半導体チップＴ１に向けて移動するように突出部材１４を移動させる移動機構１５とを有する。

このように剥離装置１は、接触部２４を半導体チップＴ１の外側の位置から半導体チップＴ１に向けて移動させている。一方、従来の装置は、半導体チップに可動ステージを当接させる際に、半導体チップの一部を可動ステージからはみ出させるように可動ステージの位置決めを行うものであり、高い精度で可動ステージの位置決めを行うことができる構成とする必要がある。これに対し、剥離装置１は、接触部２４の移動開始位置を半導体チップＴ１の外側とすれば足りるので、従来の位置決め精度に比べて、接触部２４の移動開始位置に対する位置決めに高い精度を要しない。そのため、剥離装置１の機構と動作の簡略化を図ることができる。

なお、上述の実施の形態に示す剥離装置１は、溝２１Ａ，２１Ｂ内に負圧を発生させ、接触部２４よりも後方の貼着シートＴを下方に引っ張ることで、貼着シートＴを対象チップＴ１Ａから剥がれ易くしている。しかしながら、貼着シートＴを下方に引っ張らない（溝２１Ａ，２１Ｂ内に負圧を発生させない）場合であっても、下面４Ａに吸着力を発生せている状態で、突出部２３を後方から前方へ移動させると、対象チップＴ１Ａが上方に引き上げられる。これにより、貼着シートＴは対象チップＴ１Ａの後端側から前方に向かって順に剥離されていく。

剥離装置１は、移動機構１５により接触部２４が対象チップＴ１Ａの外側から対象チップＴ１Ａに向けて移動される方向を前方としたとき、接触部２４よりも後方に当接面２０と貼着シートＴとの間に負圧を発生させる第１の吸引機構としての溝２１Ａを備える。このように、溝２１Ａ内に負圧を発生させることで、接触部２４よりも後方の貼着シートＴを下方に引っ張ることができ、貼着シートＴを対象チップＴ１Ａから剥がし易くなる。

剥離装置１においては、溝２１Ａの左右方向の長さを半導体チップＴ１の左右方向の幅と概ね同一としている。これにより、対象チップＴ１Ａから貼着シートＴが剥がれ易くなる。溝２１Ａの左右方向の長さは、半導体チップＴ１の左右方向の幅に対して１／２以上とすることが好ましい。１／２未満となると、対象チップＴ１Ａの左右側で貼着シートＴが剥がれ難くなる虞がある。溝２１Ａの左右方向の長さを、半導体チップＴ１の左右方向の幅に対して８０％以上とすることで、対象チップＴ１Ａから貼着シートＴを剥離する際の剥離ミスが効果的に低減される。

剥離装置１は、接触部２４の移動方向の両側、すなわち接触部２４の左右に、当接面２０と貼着シートＴとの間に負圧を発生させる第２の吸引機構として溝２１Ｂを備える。溝２１Ｂは、接触部２４の移動方向、すなわち、前後方向に長い溝であり、当接面２０と貼着シートＴとの間に、前後方向に沿って負圧を発生させる。

溝２１Ｂ内に負圧を発生させることで、貼着シートＴに対して接触部２４の左右両側にも下方に引っ張る力を作用させることができる。そのため、貼着シートＴを対象チップＴ１Ａからより剥がし易くなる。

剥離装置１においては、溝２１Ｂの前後方向の長さを突出部２３の前後方向の移動距離よりも長くしている。これにより、対象チップＴ１Ａから貼着シートＴを確実に剥がすことができる。溝２１Ｂの前後方向の長さは、突出部２３の前後方向の移動距離の１／２以上とすることが好ましい。１／２未満となると、対象チップＴ１Ａの左右側で貼着シートＴが剥がれ難くなる虞がある。溝２１Ｂの前後方向の長さを、突出部２３の前後方向の移動距離に対して８０％以上とすることで、対象チップＴ１Ａから貼着シートＴを剥離する際の剥離ミスが効果的に低減される。

なお、溝２１Ａを設けず、溝２１Ｂのみを設けたり、あるいは、溝２１Ｂを設けず、溝２１Ａのみを設ける構成であってもよい。しかしながら、溝２１Ａおよび溝２１Ｂを設けることで、対象チップＴ１Ａから貼着シートＴをより確実に剥離することができる。

また、溝２１Ａ，２１Ｂは、連続でなくても不連続であってもよい。この場合は、不連続の各溝内にそれぞれ吸着孔２２Ａ，２２Ｂが設けられる。溝２１Ａ，２１Ｂを不連続とした場合には、各溝の長さの合計が上述した長さになるように、溝の長さと数を設定する。

接触部２４の移動機構１５による移動方向に直交する方向の幅、すなわち、接触部２４の左右方向の幅Ｗ（図３参照）は、半導体チップＴ１の移動機構１５による移動方向に直交する方向の幅に対して１／２以上である。

このように剥離装置１を構成することで、突出部２３が対象チップＴ１Ａの下側に入り込んだときに、対象チップＴ１Ａが左右方向に傾斜してしまうことを抑制できる。したがって、対象チップＴ１Ａが、下面４Ａに対して左右にずれないように、あるいは回転してしまわないように下面４Ａに吸着される。なお、貼着シートＴ上に複数の半導体チップＴ１が貼着されている場合には、接触部２４の左右方向の幅Ｗは、隣接する半導体チップＴ１には及ばない（到達しない）幅とする。

幅Ｗは、半導体チップＴ１の左右方向の幅に対して６０％以上１２０％以下とすることが好ましい。６０％以上とすることで、突出部２３が対象チップＴ１Ａの下側に入り込んだときの対象チップＴ１Ａの左右方向への傾斜が効果的に抑制される。また、１２０％以下とすることで、対象チップＴ１Ａの左右側においても貼着シートＴが剥離し易くなる。好ましくは、幅Ｗは、半導体チップＴ１の左右方向の幅に対して８０％以上１００％以下とすることで、対象チップＴ１Ａの左右方向への傾斜をより効果的に抑制でき、かつ、対象チップＴ１Ａの左右側における貼着シートＴの剥離がより容易になる。

接触部２４の移動機構１５による移動方向に沿う方向の幅、すなわち、接触部２４の前後方向の幅Ｌ（図３参照）は、半導体チップＴ１の移動機構１５による移動方向に沿う方向の幅に対して１／２以下である。

このように剥離装置１を構成することで、貼着シートＴの接触部２４よりも後方の部分は、溝２１Ａ，２１Ｂ内の負圧により下方に引っ張られたときに、斜面Ｔ４（図５（Ｄ）参照）になり易く、これにより、貼着シートＴが対象チップＴ１Ａから剥離され易くなる。

幅Ｌは、半導体チップＴ１の前後方向の幅に対して２０％以下とすることが好ましい。２０％以下とすることで、貼着シートＴの接触部２４よりも後方の部分が、対象チップＴ１Ａからより剥離され易くなる。

なお、図２から図４においては、接触部２４を平面で表しているが、接触部２４は平面でなくてもよい。たとえば、蒲鉾状（半円筒状）等の曲面であってもよい。この場合、接触部２４と貼着シートＴとの接触部は左右方向に沿う線状になる場合もある。

剥離装置１において、接触部２４が、当接面２０よりも貼着シートＴの側、すなわち上方に突出する量は、半導体チップＴ１の厚さの１倍以上２５倍以下とすることが好ましい。

接触部２４の当接面２０からの上方への突出量を上述のようにすることで、対象チップＴ１Ａから貼着シートＴを剥がし易くなる。１倍未満になると、斜面Ｔ４の傾斜が小さく、対象チップＴ１Ａから貼着シートＴの剥離がし難くなる場合がある。２５倍を超えると、対象チップＴ１Ａの下側に突出部２３が入り込んだとき、対象チップＴ１Ａの傾斜が大きくなり過ぎ、下面４Ａへの対象チップＴ１Ａの吸着が行えない場合がある。該突出量を半導体チップＴ１の厚さに対して２倍以上１５倍以下とすることで、対象チップＴ１Ａから貼着シートＴを剥がれ易くしながら、対象チップＴ１Ａの下面４Ａの吸着を確実なものとすることができる。

剥離装置１は、移動機構１５により接触部２４が対象チップＴ１Ａの外側から対象チップＴ１Ａに向けて移動される際に、吸着コレット４の下面４Ａを当接面２０に対して所定の距離となるように高さＨ（図５（Ｄ）参照）に配置されて対象チップＴ１Ａに対向させる。

このように接触部２４を前方へ移動させることによる貼着シートＴの剥離に併せて対象チップＴ１Ａを下面４Ａに向けて吸着することで、貼着シートＴを対象チップＴ１Ａから剥離させ易くなる。また、溝２１Ａ内あるいは溝２１Ｂ内が負圧とされることで、貼着シートＴの対象チップＴ１Ａから剥離をより容易なものとすることができる。

当接部材としての吸着ステージ１３の側面は円柱面である。

エキスパンドリング１０の内周面は円筒形を呈している。仮に、吸着ステージ１３を直方体とし、側面が平面である場合に比べて、吸着ステージ１３の側面を円柱面とすることで、吸着ステージ１３に対する保持機構２の移動範囲を大きくできる。そのため、接触部２４をエキスパンドリング１０の内周面に近接させることができる。つまり、エキスパンドリング１０の内周に近接する半導体チップＴ１についても貼着シートＴの剥離を行い易い。

なお、突出部材１４の前端縁は、円形となっている。仮に、突出部材１４の前端縁を直線とする場合に比べて、該前端縁を円形とすることで突出部材１４の前方への移動距離を大きくすることができる。突出部材１４の前端縁の曲率を、吸着ステージ１３の側面１６の曲率以上とすることで、突出部材１４の前方への移動距離が大きくなる。

移動機構１５は、突出部材１４を移動方向である前後方向にガイドするガイド部材１８と、回転駆動手段としてのモーター２７により回転される回転アーム３３とを有する。また、回転アーム３３には、回転アーム３３の回転軸であるモーター２７の出力軸２８に平行な軸を有し、かつ、該回転軸から離間した位置に配置され、回転アーム３３と突出部材１４とを連結する連結部材としての連結ピン３４が備えられている。また、移動機構１５は、連結ピン３４を突出部材１４に対して、突出部材１４の移動方向である前後方向への移動を規制し、かつ、前後方向に直交する方向、すなわち、左右方向への移動を可能に連結する連結部３５を有する。

上記構成を有する移動機構１５によれば、大型化を抑えながら回転アーム３３の回転を突出部材１４の前後方向の移動に変更することができる。

ガイド部材１８の底面部３１に形成される長孔３８に換えて、連結部３５の前後方向への移動を許容する孔部を形成すれば、連結部３５を、連結体３７を介することなく突出部材１４の下面に直接備えてもよい。また、ガイド部材１８の底面部３１に形成される長孔３８に換えて、連結ピン３４の左右方向の移動および前後方向の移動を許容する孔部を形成すれば、長孔３８に相当する機能を有する溝を突出部材１４の下面に形成してもよい。

１ … 半導体チップ剥離装置
２ … 保持機構
４ … 吸着コレット
６ … 移動機構
１３ … 吸着ステージ（当接部材）
１４ … 突出部材
１６ … 側面
１８ … ガイド部材
２０ … 当接面
２１Ａ … 溝（第１の吸引機構）
２１Ｂ … 溝（第２の吸引機構）
２４ … 接触部
２７ … モーター（回転駆動手段）
３３ … 回転アーム
３４ … 連結ピン（連結部材）
３５ … 連結部
Ｔ１ … 半導体チップ
Ｔ … 半導体チップ貼着シート
Ｗ … 接触部の左右方向の幅
Ｌ … 接触部の前後方向の幅
Ｈ … 所定の高さ（所定の距離）

Claims (9)

1. 半導体チップが貼り付けられている半導体チップ貼着シートから前記半導体チップを剥離すると共に吸着コレットに吸着する半導体チップ剥離装置において、
   前記半導体チップ貼着シートを保持する保持機構と、
   前記保持機構に保持された前記半導体チップ貼着シートの前記半導体チップが貼り付けられている側の面と反対側の面に当接する当接面を有する当接部材と、
   前記当接面よりも前記半導体チップ貼着シートの側に突出し、前記半導体チップ貼着シートに接触する接触部を有する突出部材と、
   前記接触部が前記半導体チップの外側から前記半導体チップに向けて移動するように前記突出部材を移動させる移動機構と、
   を有することを特徴とする半導体チップ剥離装置。
2. 請求項１に記載の半導体チップ剥離装置において、
   前記接触部が前記移動機構により前記半導体チップの外側から前記半導体チップに向けて移動される方向を前方としたとき、前記接触部よりも後方に前記当接面と前記半導体チップ貼着シートとの間に負圧を発生させる第１の吸引機構を備える、
   ことを有することを特徴とする半導体チップ剥離装置。
3. 請求項２に記載の半導体チップ剥離装置において、
   前記接触部の前記移動方向の両側に、前記当接面と前記半導体チップ貼着シートとの間に前記移動方向に沿って負圧を発生させる第２の吸引機構を備える、
   ことを有することを特徴とする半導体チップ剥離装置。
4. 請求項１から３のいずれか１項に記載の半導体チップ剥離装置において、
   前記接触部の前記移動方向に直交する方向の幅は、前記半導体チップの前記移動方向に直交する方向の幅に対して１／２以上である、
   ことを特徴とする半導体チップ剥離装置。
5. 請求項１から４のいずれか１項に記載の半導体チップ剥離装置において、
   前記接触部の前記移動方向に沿う方向の幅は、前記半導体チップの前記移動方向に沿う方向の幅に対して１／２以下である、
   ことを特徴とする半導体チップ剥離装置。
6. 請求項１から５のいずれか１項に記載の半導体チップ剥離装置において、
   前記接触部が前記当接面よりも前記半導体チップ貼着シートの側に突出する量は、半導体チップの厚さの１倍以上２５倍以下である、
   ことを特徴とする半導体チップ剥離装置。
7. 請求項１から６のいずれか１項に記載の半導体チップ剥離装置において、
   前記移動機構により前記接触部が前記半導体チップの外側から前記半導体チップに向けて移動される際には、前記吸着コレットの下面は、前記当接面に対して所定の距離を開けて、前記半導体チップに対向されている、
   ことを有することを特徴とする半導体チップ剥離装置。
8. 請求項１から７のいずれか１項に記載の半導体チップ剥離装置において、
   前記当接部材の側面は円柱面であることを特徴とする半導体チップ剥離装置。
9. 請求項１から８のいずれか１項に記載の半導体チップ剥離装置において、
   前記移動機構は、
   前記突出部材を前記移動方向にガイドするガイド部材と、
   回転駆動手段により回転される回転アームと、
   前記回転アームの回転軸から離間した位置に配置され、前記回転アームと前記突出部材とを連結する連結部材と、
   前記連結部材と前記突出部材との関係において、前記連結部材を前記突出部材に対して、前記移動方向への移動を規制し、かつ、前記移動方向に直交する方向への移動を可能に連結する連結部と、
   を有することを特徴とする半導体チップ剥離装置。

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