JP4140430B2 - 半導体チップのピックアップ装置およびピックアップ方法 - Google Patents

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、ウェハから切り出されシートに貼着された状態の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およびピックアップ方法に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
最近の電子部品の小型化に伴って半導体チップは薄型化する傾向にあり、１００μｍ以下の極薄の半導体チップが実用化されるようになっている。しかしながら、このように薄型化した半導体チップは極めて破損しやすいことから、取り扱いが難しく、特にウェハから切り出された個片の半導体チップを取り出す作業が極めて困難になっている。
【０００３】
この作業においては、シートに貼着された状態の半導体チップをシートから個片毎に剥離しながら吸着ノズルによってピックアップする動作が反復して行われるが、薄型の半導体チップに従来より用いられていた半導体チップの剥離方法、すなわちシートの下方からニードルによって半導体チップを突き上げる方法を用いると、半導体チップの割れや欠けなどの不具合が多発する。
【０００４】
この不具合を解消するため、シートから半導体チップを取り出す際に、真空吸引力によってシートを半導体チップの下面から引き剥がす方法が用いられるようになっている（例えば特許文献１参照）。この方法によれば、ニードルによって半導体チップを突き上げる必要がないため、割れや欠けなどの不具合を防止することが可能となる。
【０００５】
【特許文献１】
特開２００１−１１８８６２号公報
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上記方法では、シートを下方から真空吸引するのみではシートの剥離が困難で、シートの剥離を促進する補助手段、たとえば真空吸着面をシートの下面に対して面方向に相対移動させることによって粘着力を低下させるなどの剥離促進動作の併用を必要としている。このため、機構系の複雑な制御を必要とするとともに、各ピックアップ動作毎に複雑な動作を反復することによるタクトタイムの遅延が避けられず、高い生産性を実現することができなかった。
【０００７】
そこで本発明は、薄型の半導体チップを対象として、割れや欠けなどの不具合を防止するとともに高い生産性を実現することができる半導体チップの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を目的とする。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
請求項１記載の半導体チップのピックアップ装置は、シートに貼着された半導体チップをピックアップヘッドで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、前記シートを保持する保持テーブルと、前記シートに貼着保持された半導体チップを撮像して認識する認識手段と、この認識手段の認識結果に基づいてピックアップ対象の半導体チップを前記ピックアップヘッドに対して相対的に位置決めする位置決め手段と、前記ピックアップ対象の半導体チップの周辺チップの配置状態を判断する判断部と、前記保持テーブルの下方に配設され前記シートの下面に吸着面を当接させてこの吸着面から真空吸引することによりシートを半導体チップから剥離するシート剥離機構と、前記吸着面を鉛直軸廻りに前記保持テーブルに対して相対的に回転させる回転駆動機構と、前記吸着面に一定方向に形成された複数の吸引溝と、隣接する前記吸引溝相互を区分するとともに真空吸引時にシートの下面に当接して支持する境界部と、前記吸引溝から真空吸引することによりシートを複数の半導体チップの下面から剥離させるシート剥離動作に先立って、前記境界部の方向が前記判断部によって判断された周辺チップの配置状態に応じた特定方向となるように前記回転駆動機構を制御して吸着面を相対的に回転させる方向制御手段とを備えた。
【０００９】
請求項２記載の半導体チップのピックアップ方法は、シートに貼着された半導体チップをピックアップヘッドで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、ピックアップ対象の半導体チップの周辺チップの配置状態を判断する配置状態判断工程と、一定方向に形成された複数の吸引溝と隣接する前記吸引溝相互を区分するとともに真空吸引時にシートの下面に当接して支持する境界部とを有する吸着面を前記シートの下面に当接させてこの吸着面から真空吸引することによりシートを複数の半導体チップの下面から剥離させるシート剥離工程と、シートが剥離された半導体チップの上面を前記ピックアップヘッドによって吸着保持してピックアップする吸着保持工程とを含み、前記シート剥離工程において前記吸引溝から真空吸引することによりシートを複数の半導体チップの下面から剥離させるシート剥離動作に先立ち、前記境界部の方向が前記判断部によって判断された周辺チップの配置状態に応じた特定方向となるように前記回転機構を制御して吸着面を相対的に回転させる。
【００１０】
本発明によれば、吸着面に形成された吸引溝から真空吸引することによりシートに貼着された半導体チップをシートとともに撓み変形させこの撓み変形によってシートを複数の半導体チップの下面から剥離させるシート剥離動作に先立ち、吸引溝を区分する境界部の方向が判断部によって判断された周辺チップの配置状態に応じた特定方向となるように回転機構を制御して吸着面を回転させることにより、薄型の半導体チップを対象として、割れや欠けなどの不具合を防止するとともに高い生産性を実現することができる。
【００１１】
【発明の実施の形態】
次に本発明の実施の形態を図面を参照して説明する。図１は本発明の一実施の形態の半導体チップのピックアップ装置の構成を示すブロック図、図２は本発明の一実施の形態の半導体チップのピックアップ装置のシート剥離機構の斜視図、図３は本発明の一実施の形態の半導体チップのピックアップ装置のシート剥離機構の部分断面図、図４は本発明の一実施の形態の半導体チップのピックアップ装置の吸着剥離ツールの形状説明図、図５、図６，図７，図８は本発明の一実施の形態の半導体チップのピックアップ方法におけるシート剥離動作の動作説明図、図９は本発明の一実施の形態の半導体チップのピックアップ装置の対象となるシートの部分平面図、図１０は本発明の一実施の形態の半導体チップのピックアップ装置における周辺チップの配置パターンを示す図、図１１は本発明の一実施の形態の半導体チップのピックアップ装置における周辺チップの配置状態検出の説明図、図１２は本発明の一実施の形態の半導体チップのピックアップ方法のフロー図、図１３，図１４は本発明の一実施の形態の半導体チップのピックアップ方法における周辺チップの配置状態と吸着溝の方向との関係を示す図である。
【００１２】
まず図１を参照して半導体チップのピックアップ装置の構成について説明する。図１においてチップ供給部１は、ＸＹテーブル２に立設されたブラケット３上に保持テーブル４を結合して構成されている。保持テーブル４には半導体チップ６（以下、単に「チップ６」と略記する）が多数貼着されたシート５が保持されている。
【００１３】
ここで、チップ６は薄化加工された薄型チップであり、剛性が小さく撓みやすい特性を有している。シート５の材質には、撓みやすいシリコーン系の樹脂が用いられ、チップ６が貼着された状態においてシート５がチップ６とともに容易に撓み変形を生じるようになっている。後述するシート剥離動作では、この性質を利用して、シート５をチップ６ととも撓み変形させることにより、シート５をチップ６の下面から剥離するようにしている。
【００１４】
保持テーブル４の下方にはシート剥離機構７が配設されている。シート剥離機構７は、シート５の下面に当接して吸引する吸着面をそなえており、シート剥離動作においては、この吸着面から真空吸引することによりシート５をチップ６ととも撓み変形させる。
【００１５】
次に図２，図３を参照して、シート剥離機構７の構成について説明する。図２に示すように、シート剥離機構７は機構本体部２１，機構本体部２１に回転自在に保持された支持軸部２１ａおよび吸着剥離ツール２２より構成される。吸着剥離ツール２２は対象となるチップ６の形状・サイズに応じて別体で準備され、ボルト孔２２ｅ（図４参照）を用いて、ボルト２３によって支持軸部２１ａの上面に交換自在に装着される。
【００１６】
吸着剥離ツール２２の上面はシート５に当接して真空吸引する吸着面２２ａとなっている。吸着面２２ａには、複数の直線状の吸引溝２２ｂが形成されており、各吸引溝２２ｂの底部に設けられた吸引孔２２ｃは、支持軸部２１ａの内部孔２１ｂに連通している。内部孔２１ｂは真空吸引源２５と接続されており、真空吸引源２５を駆動することにより、吸引溝２２ｂから真空吸引することができる。ここで、吸引孔２２ｃは１つの吸引溝２２ｂについて複数設けられており、１つの吸引孔２２ｃが閉塞された状態にあっても、吸引溝２２ｂ内の真空吸引が可能となっている。
【００１７】
機構本体部２１内には、図３に示す回転駆動機構２４が内蔵されており、吸着剥離ツール２２は回転駆動機構２４によって鉛直軸廻りに回転可能となっている。すなわち吸着剥離ツール２２の吸着面２２ａは鉛直軸廻りに保持テーブル４に対して相対的に回転する。これにより吸着面２２ａの平面角度を任意の角度に設定することができ、後述するように吸引溝２２ｂの方向を、剥離対象の矩形のチップ６の一辺に対して吸着剥離動作に最適な特定方向に設定することができるようになっている。なお、吸着剥離ツール２２を回転させる替わりに、保持テーブル４をθ回転させる構成を用いてもよい。
【００１８】
チップ供給部１の上方には、移動テーブル９に装着されたピックアップヘッド８が水平動自在に配設されており、シート５が剥離されたチップ６はピックアップヘッド８の吸着ノズル８ａによって真空吸着によりピックアップされる。ピックアップされたチップ６は、移動テーブル９によって移動するピックアップヘッド８にて、基板保持テーブル１０に載置された基板１１上に実装される。
【００１９】
保持テーブル４の上方には、カメラ１３を備えた撮像部１２が配設されている。撮像部１２はシート５上の複数のチップ６を撮像し、撮像によって取得された画像データは画像認識部１４に伝達される。画像認識部１４は画像データを画像処理し、ピックアップ対象となるチップ６の位置を検出するとともに、当該チップの周辺チップの配置状態を判断するための認識処理を行う。この周辺チップの配置状態については後述する。撮像部１２および画像認識部１４は、シート５に貼着保持されたチップ６を撮像して認識する認識手段となっている。演算部１５はＣＰＵであり、記憶部１６に記憶されたプログラムを実行することにより各種動作処理や演算を行う。すなわち、画像認識部１４の認識結果を受け取る他、以下に説明する各部を制御する。
【００２０】
記憶部１６は各部の動作に必要なプログラムや認識対象のチップ６のサイズやシート５上での配列データなどの各種データを記憶する。これらのプログラムには、シート剥離機構７の吸着面２２ａに設けられた吸着溝２２ｂの方向を特定方向に制御するための方向制御プログラムが含まれる。判断部１７は、画像認識部１４による画像認識結果または後述する配置状態データに基づき、ピックアップ対象のチップの周辺チップの配置状態を判断する。この判断結果は、後述するようにシート５上のチップ配置に応じて最良のシート剥離結果が得られるように吸着溝２２ｂを区分する境界部２２ｄの方向を制御する際に用いられる。
【００２１】
演算部１５が記憶部１６に記憶された方向制御プログラムを実行することにより実現される機能は方向制御手段となっている。そしてこの方向制御手段は、吸引溝２２ｂを区分する境界部２２ｄの方向が判断部１７によって判断された周辺チップの配置状態に応じた特定方向となるように、回転駆動機構２４を制御して吸着面２２ａを鉛直軸まわりに回転させるように機能する。
【００２２】
表示部１８は撮像されたチップ６の画像や操作・入力時の画面を表示する。操作・入力部１９はキーボードなどの入力装置であり、操作入力やデータ入力を行う。機構制御部２０は、ピックアップヘッド８およびピックアップヘッドを移動させる移動テーブル９、シート剥離機構７、ＸＹテーブル２を制御する。ＸＹテーブル２，保持テーブル４，移動テーブル９、演算部１５および機構制御部２０は、認識手段の認識結果に基づいてピックアップ対象のチップ６をピックアップヘッドに対して相対的に位置決めする位置決め手段となっている。
【００２３】
次に図４を参照して、吸着面２２ａに形成された吸引溝２２ｂの形状について説明する。図４に示すように、吸着面２２ａには幅Ｂ、長さＬの吸引溝２２ｂが一定方向に４列形成されている。隣接する吸引溝相互は、境界部２２ｄによって区分されており、各吸引溝２２ｂの内部には突起物などが設けられておらず、シート５の吸着時にシート５の撓み変形を妨げないようになっている。
【００２４】
吸引溝２２ｂの幅Ｂや長さＬおよび溝配列数は、対象とするチップ６の大きさに応じて設定されており、吸着面２２ａをシート５の下面に当接させた状態において、１つのチップ６に対応する範囲が複数の吸引溝２２ｂによって吸引されるように、しかもチップ６の端部が境界部２２ｄの直上に位置しないように、吸引溝２２ｄの幅Ｂおよび吸着面２２ａとチップ６との相対位置が設定される（図５参照）。
【００２５】
そしてこの吸着面２２ａによる真空吸引に際しては、境界部２２ｄは吸着面２２ａと同一面であることから、複数の吸引溝２２ｂを区分する複数の境界部２２ｄの上面がシート５の下面に当接して下方から支持する。すなわち、チップ６も同様にシート５を介して複数の境界部２２ｄによって支持され、吸引過程においてチップ６の姿勢が水平に保持される。
【００２６】
そしてこの状態で真空吸引を行うことにより、後述するように、シート５に貼着されたチップ６をシート５とともに撓み変形させ、この撓み変形によってシート５をチップ６の下面から剥離させる。なお、境界部２２としては、各吸引溝２２ｂを連続した仕切面で完全に区切る必要はなく、途中が途切れた不連続形状であってもよく、さらには上面が吸着面２２ａと同一面に位置する柱状の仕切部を点列状に設ける構成でもよい。
【００２７】
この半導体チップのピックアップ装置は上記のように構成されており、次にチップ６のピックアップ工程におけるシート５の剥離動作について各図を参照して説明する。まずチップ６が貼着されたシート５を保持テーブル４に保持させる（図１参照）。次に、シート剥離機構７の吸着面２２ａをシート５の下面に当接させる。
【００２８】
このとき、図５に示すように、剥離対象となるチップ６の辺６ａに対して、吸引溝２２ｂが予め設定された所定の角度α（この例では４５゜）になるよう、シート剥離機構７の回転駆動機構２４を駆動して吸着剥離ツール２２の回転角度を調整する。また、チップ６の角端部６ｂが、境界部２２ｄの直上に位置することなく、吸引溝２２ｂの幅方向の略中間に位置するよう、シート５に対するシート剥離機構７の相対位置を調整する。なお、図５以降の各図面では、シート５に格子状に貼着されたチップ６のうち、当該吸着剥離動作で対象となるチップ６のみを図示して他のチップの図示は省略している。
【００２９】
次いで、吸着剥離動作を実行する。まず真空吸引源２５を駆動して、図６（ａ）に示すように、吸引孔２２ｃから真空吸引し、シート５に貼着されたチップ６を、吸引溝２２ｄ内に凹入する形状に撓み変形させる。このときの変形挙動について、図７，図８を参照して説明する。
【００３０】
図７（ａ）は、チップ６の支持位置と変形範囲を示している。この例では、チップ６は対角線位置を中心にして、３つの境界部２２ｄによって下方から支持された形態となっている。そしてこの状態で真空吸引することにより、図７（ｂ）に示すように、真空吸引によって吸引溝２２ｂと外部との間に生じる圧力差によってチップ６には上方からの等分布押圧力が作用する。そしてこの押圧力によって、チップ６はシート５とともに下に凸の形状に撓み変形する。また、チップ６の各辺の外側のダイシング溝に対応する範囲のシート５ｂには、この圧力差による押圧力が直接作用する。
【００３１】
上記チップ６の撓み変形は、図７（ａ）の平面図において各境界部２２ｄ間の斜線範囲で示すように、チップ６の１つの辺６ａの外縁部から他の辺６ａの外縁部にいたる範囲で、略同一の撓み形状で生じる。そしてこの撓み変形においては、チップ６とシート５との機械的性質の相違により膜方向の変位量が異なり、この結果チップ６とシート５の貼着界面５ａには相対的なすべりが生じる。
【００３２】
そして吸引孔２２ｃからの吸引をさらに継続すると撓み量Ｄが増大して大撓み変形を生じる。これにより貼着界面５ａの相対すべりは増大しチップ６とシート５の密着力が低下する。この密着力の低下につれて、図８（ｂ）に示すように、チップ６の外縁部では貼着界面５ａが部分的に分離する口開き（図中矢印で示す隙間Ｇ参照）が発生し易くなる。
【００３３】
この口開きは、チップ６の外縁部のうち形状的に突形状となった角端部６ｂにおいて顕著に発生する。そして一旦口開きが発生すると、この部分のシート５には吸引溝２２ｂ内部との圧力差分の押圧力が作用して口開きがさらに促進される。そして口開きによりシート５から分離した角端部６ｂの近傍は、チップ６の弾性復元力により撓みが減少し、これによりチップ６とシート５との口開きを促進して剥離を進展させるように作用する。このようにして、口開き部位が増大することにより、吸着孔２２ｃからの真空吸引によってシート５のみが下方に押し下げられ、図８（ｃ）に示すように、チップ６の下面の全範囲にわたってシート５が剥離される。
【００３４】
この後、さらにシート５のチップ６からの剥離が進展し、図６（ｂ）に示すようにシート５が吸引溝２２ｂ内の吸引孔２２ｃに吸着された状態では、チップ６は弾性復元力により撓みが消失して平面状態に復帰する。このとき、吸引溝２２ｂ内には複数の吸引孔２２ｃが設けられているため、１つの吸引孔２２ｃがシート５によって閉塞された場合にあっても、他の吸引孔２２ｃから真空吸引を継続できる。この吸着剥離動作は数十ｍｓ以下の短時間のうちに完了し，極めて効率的にシートの剥離が行える。そして図６（ｃ）に示すように、このチップ６に対して吸着ノズル８ａを上下動させて取り出すことにより、チップ６のピックアップが完了する。
【００３５】
上記説明したように、本実施の形態に示すシート剥離動作においては、チップ６の貼着界面における貼着力が低下してシート５との間に口開きが生じる程度にチップ６をシート５とともに大撓み変形させ、発生した口開き部位を起点として、シート５とチップ６との剥離をチップ全面に伝播させるようにしている。
【００３６】
これにより、シートの剥離を促進する補助手段、たとえば真空吸着面をシートの下面に対して面方向に相対移動させることによって粘着力を低下させるなどの剥離促進動作の併用を必要とする従来の方法と比較して、極めて優れたシート剥離機構が実現される。
【００３７】
すなわち、剥離動作においては単に吸着剥離ツール２２の吸着面２２ａをシート５に当接させて真空吸引するのみでよいため、従来方法では不可欠であった機構系の複雑な制御を必要とせず、しかも各ピックアップ動作毎に複雑な動作を反復することによるタクトタイムの遅延が発生しない。これにより、薄型の半導体チップを対象として、割れや欠けなどの不具合を防止するとともに高い生産性を実現することが可能となる。
【００３８】
次に、上述の吸着剥離ツール２２を用いたシート剥離における境界部２２ｄの方向と、周辺チップの配置状態との関係について説明する。図９はシート５に貼着された状態のチップ６の配置を示しており、チップ６はシート５に半導体ウェハから切り出された状態の格子配列で貼着されている。このようなチップ６をシート５から取り出す際には、取り出し順序に規則性が存在する。
【００３９】
図９に示す例では、一方側の端部に位置する１つのチップ（６＊で示す）を取り出し起点として、同一行において隣接するチップ６を一定方向（右方向矢印参照）に順次取り出す。そして取り出し位置が行端まで取り進んだならば次行へ移行し、この行のチップを逆方向（左方向矢印参照）に順次取り出す。すなわち、格子配列のチップ６を順次連続して取り出す過程においては、同一行における取り出し位置の移動方向が交互に入れ替わるような方法が採用される場合が多い。
【００４０】
このため、同一のシート５からチップ６を取り出す過程において、チップ６の位置によってピックアップ時の支持状態、すなわち周辺チップの配置状態が異なる。そしてこの周辺チップの配置状態は、上述のシート剥離の難易度に差異を生じることが、経験的に判明している。
【００４１】
本実施の形態に示すピックアップ装置においては、このようなピックアップ時の支持状態に起因するシート剥離難易度のばらつきを排除するため、以下に説明する方策を用いている。すなわち、チップ６の位置認識のための画像認識において、前述のようにピックアップ対象のチップ６の位置検出のみならず、当該チップ６の周辺チップの配置状態を画像認識によって判断し、判断された配置状態に応じて、吸着溝２２ｂを区分する境界部２２ｄの方向を特定方向に合わせることにより、支持状態の差異に起因するシート剥離難易度のばらつきを排除するようにしている。
【００４２】
次に図１０を参照して、周辺チップの配置状態について説明する。図１０はシート５に貼着されたチップ６の配列のうち、３行３列の範囲のみを取り出したものである。図中の単ハッチング部はチップ６が存在する範囲を示しており、白地部分は既にチップが取り出されて存在しない部分を示している。そして複ハッチングが施されたチップ（６）は、ピックアップ対象のチップを示している。
【００４３】
図１０（ａ）は、チップ（６）の周辺が全て４辺とも隣接チップに取り囲まれた状態を示している。この状態では、チップ（６）の４辺はこれら周辺の隣接チップによって厚み方向の変位が幾分拘束された拘束辺Ｅ１となっている。実際の取り出し動作においては、図９において取り出し起点からチップを取り出す場合に、この配置状態に類似した状態が生じる。
【００４４】
図１０（ｂ）は、チップ（６）の直上、左側および左斜め上方にチップ６が存在しない状態を示している。この状態では、チップ（６）の４辺のうち左辺および上辺は隣接チップによる拘束のない自由辺Ｅ２となっており、下辺および右辺は拘束辺Ｅ１となっている。この配置状態は、図９において同一行のチップを右方向に取り進んでいく場合に発生する。
【００４５】
また、図１０（ｃ）に示す状態では、チップ（６）の直上、右側および右斜め上方にはチップ６が存在せず、チップ（６）の４辺のうち右辺および上辺は周辺のチップによる拘束のない自由辺Ｅ２となっており、下辺および左辺は拘束辺Ｅ１となっている。この配置状態は、図９において同一行のチップを左方向に取り進んでいく場合に発生する。
【００４６】
シート５におけるチップ６の配置状態のパターンは、各格子点におけるチップ有無の組み合わせから考えれば上記３パターン以外にも幾通りかの組み合わせが可能であるが、ピックアップ動作において生じる可能性があるチップ６の４辺の拘束状態は上記３パターンが多いと考えられることから、実用上は上記３パターンを想定すれば足りる。
【００４７】
次に図１１を参照して、ピックアップ動作過程において周辺チップの配置状態を判断する方法について説明する。図１１は、図１０に示す３行３列のチップをカメラ１３で撮像して得られる画像中に設定される検査ウィンドウの配置を示している。鎖線で示す枠Ｗ１は撮像視野を示しており、この撮像視野内は、ピックアップ対象となるチップ（６）を中心にして、周囲を取り囲む８個のチップ６の一部を含むように設定される。
【００４８】
チップ（６）を囲むウインドウＷ２は、チップ（６）の位置検出用のウインドウであり、チップ（６）の内部に設定されるウインドウＷ３はチップ（６）の欠けなどの形状不良を検出するためのウインドウである。そしてチップ（６）の４辺に隣接するチップ６に設定されるウインドウＷ４は、前述の配置状態判断用のウインドウである。
【００４９】
すなわち、これらの４つのウインドウＷ４内にチップ６の一部が検出されるか否かによって、配置状態が図１０に示す３つのパターンのうちのいずれに該当するかを判断する。この判断処理は、カメラ１３でシート５を撮像し得られた画像データを画像認識部１４で認識処理し、この認識結果に基づいて判断部１７が行う。
【００５０】
次に図１２を参照して、半導体チップのピックアップ方法について説明する。まず、ピックアップ対象チップおよびその周辺に隣接するチップを認識する（ＳＴ１）。そして認識結果に基づき、ピックアップ対象チップの認識結果がＯＫであるか否かを判断する（ＳＴ２）。ここで認識結果がＯＫでなければ、不良チップと判断して、ピックアップ対象を次のチップへ移動させる（ＳＴ３）。
【００５１】
（ＳＴ２）にて認識結果がＯＫならば、隣り合う２辺に隣接するチップがなく、かつその他の辺にチップありの条件に該当するか否かを判断する（ＳＴ４）。すなわち、ピックアップ対象チップの４辺の支持状態が、隣接する２辺が自由辺で他の２辺が拘束辺となる条件に該当するか否かを判断する。この条件は、図１０（ｂ）、（ｃ）に示す配置状態に相当する。
【００５２】
ここで条件に該当しないならば、対称性により吸着溝２２ｂの方向をチップ６のいずれの対角線の方向に合わせても自由辺または拘束辺と対角線との位置関係は同様となるので、吸着溝２２ｂの方向の角度を予め定められた所定の角度にしてシート剥離動作を行った上でピックアップする（ＳＴ５）。例えば、図１０（ａ）に示すような配置状態であるような場合には、予め設定された所定の角度（例えば図５（ａ）に示す角度α＝４５度またはα＝１３５度のうち都合の良い方）にする。
【００５３】
そして（ＳＴ４）にて条件に該当すると判断されたならば、吸着溝２２ｂの方向が、周辺チップの配置状態に応じた特定方向に合うように、吸着面２２ａを回転させる。すなわち、ピックアップ対象のチップの４辺において、２つの自由辺が交わる点と２つの拘束辺が交わる点とを結んでできる対角線の方向に吸着剥離ツール２２の吸引溝２２ｂの方向を合わせる（ＳＴ６）。この吸着溝２２ｂの方向合わせは、演算部１５が方向制御プログラムを実行して回転駆動機構２４を制御することによって行われる。
【００５４】
ここで、この条件を満たす吸着溝２２ｂの方向は、シート５におけるピックアップ対象チップの位置によって異なる。すなわち、図９に示すチップ６の配列において、ピックアップ対象のチップの取り出し位置が右方向に移動している場合には、図１３（ａ）に示す方向となり、またこれと反対方向に移動している場合には、図１３（ｂ）に示す方向となる。すなわち、いずれの場合においても、吸着溝２２ｂの方向は、２つの自由辺が交わる点Ｐ２と２つの拘束辺が交わる点Ｐ１とを結んでできる対角線ＤＬの方向に合わされる。
【００５５】
そしてこの状態で吸引溝２２ｂから真空吸引することにより、チップ６を撓ませながらシート５から剥離してピックアップする（ＳＴ７）。このような条件が満たされることにより、前述のシート剥離過程（図７参照）において剥離の進展が均一に行え、安定したシート剥離結果を得ることができる。
【００５６】
このような条件が満たされることにより、どのようなメカニズムによってシート剥離が安定するのかについては、次のような定性的な類推が可能である。すなわちシート剥離は、チップ６の外縁部に発生した口開きが両側から内側に向かって進展することによって行われる（図１３（ａ）、（ｂ）に示す矢印参照）ことから、チップ６の撓み状態の対角線ＤＬについての対称性が確保されている方が、良好なシート剥離には望ましい。
【００５７】
したがってこの撓み状態の対称性がより実現されやすい支持状態、すなわち図１３（ａ）、（ｂ）に示す支持状態が実現されることにより、チップ６の外縁部から内側へ向かってシート剥離がより安定して進展することになる。幾種類かのチップを対象としてシート剥離を試行した結果においても、上述の支持状態によって良好なシート剥離結果が得られることが確認されている。
【００５８】
上述の半導体チップのピックアップ方法は、ピックアップ対象のチップ６の周辺チップの配置状態を判断する配置状態判断工程と、一定方向に形成された複数の吸引溝２２ｂと隣接する吸引溝２２ｂ相互を区分するとともに真空吸引時にシート５の下面に当接して支持する境界部２２ｄとを有する吸着面２２ａをシート５の下面に当接させてこの吸着面２２ａから真空吸引することによりシート５を複数のチップ６の下面から剥離させるシート剥離工程と、シート５が剥離されたチップ６の上面をピックアップヘッド８によって吸着保持してピックアップする吸着保持工程とを含む形態となっている。
【００５９】
そしてシート剥離工程において吸引溝２２ｂから真空吸引することによりシート５に貼着されたチップ６をシート５とともに撓み変形させこの撓み変形によってシート５を複数のチップ６の下面から剥離させるシート剥離動作に先立ち、吸引溝２２ｂの方向が判断部１７によって判断された周辺チップの配置状態に応じた特定方向となるように、回転駆動機構１４を制御して吸着面２２ａをチップ６に対して相対的に回転させるようにしている。
【００６０】
なお上記実施の形態では、自由辺が交わる点Ｐ２と拘束辺が交わる点Ｐ１とを結んでできる対角線ＤＬの方向に吸着剥離ツール２２の吸引溝２２ｂの方向を合わせるようにしているが、チップ６の厚みや吸引溝２２ｂの幅などの条件の組み合わせによっては、図１４に示すように、自由辺が交わる点Ｐ２と拘束辺が交わる点Ｐ１とを結んでできる対角線ＤＬと直交する方向に、吸引溝２２ｂの方向を合わせるようにしてもよい。
【００６１】
すなわち、シート５とチップ６との剥離挙動は、チップ６の厚みや吸引溝２２ｂの幅などの単に寸法的な要因のみならず、シート５とチップ６との貼着力や真空吸引力などの要因に複合的に依存していることから、必ずしもすべての場合について図１３に示す吸着溝の方向が最良であるとは限らない。したがって、個々の具体例について最も良好に剥離が行える方向を予め試行実験によって求めておき、ピックアップ動作においてこの最適条件が実現されるように、吸着剥離ツール２２の回転位置を制御するようにすればよい。
【００６２】
また上記実施の形態では、カメラ１３でシート５を撮像した画像を認識処理することによって周辺チップの配置状態を判断するようにしているが、同一種類のシートを対象としてピックアップ作業を継続して実行するような場合には、ピックアップ動作の都度配置状態を求める必要はない。すなわちこの場合には、既知情報として与えられるチップ配列情報と、ピックアップ順序のパターンとに基づいて、周辺チップの配置状態を予め与える配置状態データを作成し、この配置状態データに基づいて、図１３（ａ）、（ｂ）のいずれであるかを判断させるようにしてもよい。
【００６３】
また、上記実施の形態では、シート剥離機構７を水平方向（ＸＹ方向）に固定とし、保持テーブル４を移動させる例を示しているが、保持テーブル４を水平方向（ＸＹ方向）に固定とし、シート剥離機構７を移動させるような構成にしてもよい。
【００６４】
【発明の効果】
本発明によれば、吸着面に形成された吸引溝から真空吸引することによりシートを複数の半導体チップの下面から剥離させるシート剥離動作に先立ち、吸引溝を区分する境界部の方向が判断部によって判断された周辺チップの配置状態に応じた特定方向となるように回転機構を制御して吸着面を回転させることにより、半導体チップの割れや欠けなどの不具合を防止するとともに高い生産性を実現することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の一実施の形態の半導体チップのピックアップ装置の構成を示すブロック図
【図２】本発明の一実施の形態の半導体チップのピックアップ装置のシート剥離機構の斜視図
【図３】本発明の一実施の形態の半導体チップのピックアップ装置のシート剥離機構の部分断面図
【図４】本発明の一実施の形態の半導体チップのピックアップ装置の吸着剥離ツールの形状説明図
【図５】本発明の一実施の形態の半導体チップのピックアップ方法におけるシート剥離動作の動作説明図
【図６】本発明の一実施の形態の半導体チップのピックアップ方法におけるシート剥離動作の動作説明図
【図７】本発明の一実施の形態の半導体チップのピックアップ方法におけるシート剥離動作の動作説明図
【図８】本発明の一実施の形態の半導体チップのピックアップ方法におけるシート剥離動作の動作説明図
【図９】本発明の一実施の形態の半導体チップのピックアップ装置の対象となるシートの部分平面図
【図１０】本発明の一実施の形態の半導体チップのピックアップ装置における周辺チップの配置パターンを示す図
【図１１】本発明の一実施の形態の半導体チップのピックアップ装置における周辺チップの配置状態検出の説明図
【図１２】本発明の一実施の形態の半導体チップのピックアップ方法のフロー図
【図１３】本発明の一実施の形態の半導体チップのピックアップ方法における周辺チップの配置状態と吸着溝の方向との関係を示す図
【図１４】本発明の一実施の形態の半導体チップのピックアップ方法における周辺チップの配置状態と吸着溝の方向との関係を示す図
【符号の説明】
１ チップ供給部
４ 保持テーブル
５ シート
６ 半導体チップ
７ シート剥離機構
８ ピックアップヘッド
１７ 判断部
２２ 吸着剥離ツール
２２ａ 吸着面
２２ｂ 吸引溝
２２ｄ 境界部
２４ 回転駆動機構

Claims (2)

1. シートに貼着された半導体チップをピックアップヘッドで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、前記シートを保持する保持テーブルと、前記シートに貼着保持された半導体チップを撮像して認識する認識手段と、この認識手段の認識結果に基づいてピックアップ対象の半導体チップを前記ピックアップヘッドに対して相対的に位置決めする位置決め手段と、前記ピックアップ対象の半導体チップの周辺チップの配置状態を判断する判断部と、前記保持テーブルの下方に配設され前記シートの下面に吸着面を当接させてこの吸着面から真空吸引することによりシートを半導体チップから剥離するシート剥離機構と、前記吸着面を鉛直軸廻りに前記保持テーブルに対して相対的に回転させる回転駆動機構と、前記吸着面に一定方向に形成された複数の吸引溝と、隣接する前記吸引溝相互を区分するとともに真空吸引時にシートの下面に当接して支持する境界部と、前記吸引溝から真空吸引することによりシートを複数の半導体チップの下面から剥離させるシート剥離動作に先立って、前記境界部の方向が前記判断部によって判断された周辺チップの配置状態に応じた特定方向となるように前記回転駆動機構を制御して吸着面を相対的に回転させる方向制御手段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装置。
2. シートに貼着された半導体チップをピックアップヘッドで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、ピックアップ対象の半導体チップの周辺チップの配置状態を判断する配置状態判断工程と、一定方向に形成された複数の吸引溝と隣接する前記吸引溝相互を区分するとともに真空吸引時にシートの下面に当接して支持する境界部とを有する吸着面を前記シートの下面に当接させてこの吸着面から真空吸引することによりシートを複数の半導体チップの下面から剥離させるシート剥離工程と、シートが剥離された半導体チップの上面を前記ピックアップヘッドによって吸着保持してピックアップする吸着保持工程とを含み、前記シート剥離工程において前記吸引溝から真空吸引することによりシートを複数の半導体チップの下面から剥離させるシート剥離動作に先立ち、前記境界部の方向が前記判断部によって判断された周辺チップの配置状態に応じた特定方向となるように前記回転機構を制御して吸着面を相対的に回転させることを特徴とする半導体チップのピックアップ方法。

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