JP4180329B2 - Pickup method of semiconductor chip - Google Patents

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JP4180329B2 JP2002254310A JP2002254310A JP4180329B2 JP 4180329 B2 JP4180329 B2 JP 4180329B2 JP 2002254310 A JP2002254310 A JP 2002254310A JP 2002254310 A JP2002254310 A JP 2002254310A JP 4180329 B2 JP4180329 B2 JP 4180329B2
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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粘着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。この作業においては、粘着シートに貼着された状態の半導体チップを粘着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、すなわち粘着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。
【0003】
この不具合を解消するため、粘着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粘着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。
【0004】
【特許文献1】
特開2001−118862
【0005】
【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、粘着シートを下方から真空吸引するのみでは粘着シートの剥離が困難で、粘着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粘着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。
【0006】
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方法を提供することを目的とする。
【0007】
【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方法は、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、前記粘着シートの下面に粘着シート剥離機構の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粘着シートを半導体チップから剥離する粘着シート剥離工程と、粘着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、前記吸着面が複数の直線状の吸引溝と、隣接する吸引溝相互を区分するとともに真空吸引時に粘着シートの下面に当接して支持する境界部とを有しており、前記粘着シート剥離工程において、前記半導体チップを前記吸着面と同一面である複数の前記境界部によって前記粘着シートを介して支持するとともに、前記吸引溝から真空吸引することにより、粘着シートに貼着された半導体チップを半導体チップの1つの外縁部から他の外縁部に至る連続した撓み範囲において略同一の撓み形状で粘着シートとともに撓み変形させ、この撓み変形によって粘着シートを半導体チップの下面から剥離させるものであり、また前記半導体チップの形状は矩形であり、前記撓み範囲は、前記矩形の半導体チップの一辺に対して所定の角度をなす方向に設定され、また前記撓み範囲は、前記半導体チップの角端部を含むように前記粘着シートに対する前記粘着シート剥離機構の相対位置を調整するようにした
【0011】
本発明によれば、粘着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粘着シートを半導体チップから剥離する粘着シート剥離工程において、吸着面から真空吸引して粘着シートに貼着された半導体チップを粘着シートとともに撓み変形させ、この撓み変形によって粘着シートを半導体チップの下面から剥離させることにより、割れや欠けなどの不具合を発生することなく、生産性の高いピックアップ動作を実現することができる。この場合、半導体チップの形状は矩形であり、撓み範囲は、矩形の半導体チップの一辺に対して所定の角度をなす方向に設定されているので、真空吸引を継続すると粘着シートと半導体チップの口開きは発生しやすく、特に撓み範囲が半導体チップの角端部を含むことにより、半導体チップの外縁部のうち形状的に突形状となった角端部においてこの口開きは顕著に発生し、一旦口開きが発生すると、この部分の粘着シートには吸引溝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、また口開きにより粘着シートから分離した角端部の近傍は、チップの弾性復元力により撓みが減少し、これにより半導体チップと粘着シートとの口開きを更に促進して剥離を進展させ、ひいては口開き部位が増大することにより、半導体チップの下面の全範囲にわたって粘着シートを剥離することができる。
【0012】
【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粘着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粘着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粘着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吸着剥離ツールの平面図である。
【0013】
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には矩形形状の半導体チップ6(以下、単に「チップ6」と略記する)が多数貼着された粘着シート5が保持されている。
【0014】
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。粘着シート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粘着シート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。後述する粘着シート剥離動作では、この性質を利用して、粘着シート5をチップ6ととも撓み変形させることにより、粘着シート5をチップ6の下面から剥離するようにしている。
【0015】
保持テーブル4の下方には粘着シート剥離機構7が配設されている。粘着シート剥離機構7は、粘着シート5の下面に当接して吸引する吸着面をそなえており、粘着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粘着シート5をチップ6ととも撓み変形させる。
【0016】
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、粘着シート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に載置されたワーク11上に実装される。
【0017】
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は粘着シート5上のチップ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、チップ6の位置を検出する。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。
【0018】
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のサイズや粘着シート5上での配列データなどの各種データを記憶する。機構制御部17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、粘着シート剥離機構7、XYテーブル2を制御する。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。
【0019】
次に図2,図3を参照して、粘着シート剥離機構7の構成について説明する。図2に示すように、粘着シート剥離機構7は機構本体部20,機構本体部20に回転自在に保持された支持軸部21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21の上面に交換自在に装着される。
【0020】
吸着剥離ツール22の上面は粘着シート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21の内部孔21aに連通している。内部孔21a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。
【0021】
機構本体部20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によって垂直軸廻りに回転可能となっている。これにより、吸着剥離ツール22の吸着面22aの垂直軸廻り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所定の角度で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。また、後述するように、回転させる機構を全く設けなくてもよい。
【0022】
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4列設けられている。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、粘着シート5の吸着時に粘着シート5の撓み変形を妨げないようになっている。
【0023】
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を粘着シート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)。
【0024】
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の上面が粘着シート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も同様に粘着シート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。
【0025】
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、粘着シート5に貼着されたチップ6を粘着シート5とともに撓み変形させ、この撓み変形によって粘着シート5をチップ6の下面から剥離させる。なお、境界部22d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。
【0026】
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粘着シート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が貼着された粘着シート5を保持テーブル4に保持させる(図1参照)。次に、粘着シート剥離機構7の吸着面22aを粘着シート5の下面に当接させる。
【0027】
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、粘着シート剥離機構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。なお、回転させる機構を全く設けない場合には、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、吸着剥離ツール22を設計製造して設置してもよい。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、粘着シート5に対する粘着シート剥離機構7の相対位置を調整する。なお、図5以降の各図面では、粘着シート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。
【0028】
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、粘着シート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。
【0029】
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は粘着シート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粘着シート5bには、この圧力差による押圧力が直接作用する。
【0030】
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の外縁部にいたる連続した撓み範囲において、略同一の撓み形状で生じる。すなわち、撓み範囲はチップ6の辺6aに対して角度αをなす方向に設定されている。そしてこの撓み変形においては、チップ6と粘着シート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と粘着シート5の貼着界面5aには相対的なすべりが生じる。
【0031】
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と粘着シート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。
【0032】
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、この部分の粘着シート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粘着シート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と粘着シート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粘着シート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粘着シート5が剥離される。
【0033】
この後、さらに粘着シート5のチップ6からの剥離が進展し、図6(b)に示すように粘着シート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が粘着シート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,極めて効率的に粘着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。
【0034】
上記説明したように、本実施の形態に示す粘着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粘着シート5との間に口開きが生じる程度にチップ6を粘着シート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、粘着シート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。
【0035】
これにより、粘着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粘着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、極めて優れた粘着シート剥離方法が実現される。
【0036】
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を粘着シート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。
【0037】
なお、吸着剥離ツール22における吸引溝の形状・配置において、同一形状の吸着溝を複数配置する替わりに、図9に示すように異なる形状の吸引溝を組み合わせるようにしてもよい。ここに示す例では、吸着剥離ツール32の上面に、幅B1の吸引溝32aを3本配列し、さらにその外側にB1よりも広い幅B2の吸引溝32bを配置して、各吸引溝32a、32bに吸引孔32cを設けた例を示している。このように、外側に位置する吸引溝32bの幅を大きくすることにより、チップ6の角端部6bの張出代を大きく確保することができ、口開きを生じやすくすることができるという利点がある。
【0038】
また上記実施の形態では、チップ6の対角線方向を吸引溝22bの方向に合わせて、チップ6の辺6aを吸引溝22bに対して45゜の角度に設定する例を示しており、これが多くの場合は望ましいことが分かっている。しかし、チップ6や粘着シート5の剛性、吸引溝22bの幅Bおよび真空吸引力などの条件の組み合わせによっては、辺6aを吸引溝22bの方向に略一致させるようにしてもよい。要は、真空吸引によってチップ6の外縁部の貼着界面に口開きを生じさせるに足りる撓み変形を発生させる条件が実現されればよい。
【0039】
なお、チップ6に対して吸着ノズル8aを下降させて、本実施の形態に示す粘着シート剥離機構の動作中に、吸着ノズル8aによるチップ6の吸着を行ってもよい。この場合は、吸着ノズル8aによるチップ6の吸着力が、吸引孔22cからの真空吸引によってチップ6に生じる押圧力を超えないようにする。これにより、チップ6の外縁部の貼着界面に口開きを生じさせるに足りる撓み変形を発生させ得る。
【0040】
【発明の効果】
本発明によれば、粘着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粘着シートを半導体チップから剥離する粘着シート剥離工程において、吸着面から真空吸引して粘着シートに貼着された半導体チップを粘着シートとともに撓み変形させ、この撓み変形によって粘着シートを半導体チップの下面から剥離させるようにしたので、割れや欠けなどの不具合を発生することなく、生産性の高いピックアップ動作を実現することができる。この場合、半導体チップの形状は矩形であり、撓み範囲は、矩形の半導体チップの一辺に対して所定の角度をなす方向に設定されているので、真空吸引を継続すると粘着シートと半導体チップの口開きは発生しやすく、特に撓み範囲が半導体チップの角端部を含むことにより、半導体チップの外縁部のうち形状的に突形状となった角端部においてこの口開きは顕著に発生し、一旦口開きが発生すると、この部分の粘着シートには吸引溝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、また口開きにより粘着シートから分離した角端部の近傍は、チップの弾性復元力により撓みが減少し、これにより半導体チップと粘着シートとの口開きを更に促進して剥離を進展させ、ひいては口開き部位が増大することにより、半導体チップの下面の全範囲にわたって粘着シートを剥離することができる。
【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粘着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粘着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粘着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粘着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粘着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粘着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吸着剥離ツールの平面図
【符号の説明】
1 チップ供給部
4 保持テーブル
5 粘着シート
6 半導体チップ
6a 辺(外縁部)
6b 角端部
7 粘着シート剥離機構
8 ピックアップヘッド
22 吸着剥離ツール
22a 吸着面
22b 吸引溝
22c 吸引孔
22d 境界部
[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention relates to a semiconductor chip pickup method for picking up a semiconductor chip that has been cut out from a wafer and attached to an adhesive sheet.
[0002]
[Prior art]
With the recent miniaturization of electronic components, semiconductor chips tend to be thinner, and ultra-thin semiconductor chips of 100 μm or less have come into practical use. However, such a thinned semiconductor chip is very easy to break, so that it is difficult to handle, and in particular, it is very difficult to take out individual semiconductor chips cut out from a wafer. In this work, the operation of picking up the semiconductor chip attached to the adhesive sheet by the suction nozzle while peeling the individual pieces from the adhesive sheet is repeatedly performed, but it is conventionally used for thin semiconductor chips. If the semiconductor chip peeling method, that is, the method of pushing up the semiconductor chip with a needle from the lower side of the adhesive sheet is used, problems such as cracking and chipping of the semiconductor chip occur frequently.
[0003]
In order to solve this problem, a method of peeling the adhesive sheet from the lower surface of the semiconductor chip by a vacuum suction force when the semiconductor chip is taken out from the adhesive sheet is used (for example, see Patent Document 1). According to this method, since there is no need to push up the semiconductor chip with the needle, it is possible to prevent problems such as cracking and chipping.
[0004]
[Patent Document 1]
JP 2001-118862 A
[0005]
[Problems to be solved by the invention]
However, in the above method, it is difficult to peel off the pressure-sensitive adhesive sheet only by vacuum suction of the pressure-sensitive adhesive sheet from below. Auxiliary means for promoting the peeling of the pressure-sensitive adhesive sheet, for example, the vacuum suction surface relative to the lower surface of the pressure-sensitive adhesive sheet It is necessary to use a peeling promotion operation such as lowering the adhesive strength by moving it. For this reason, complicated control of the mechanical system is required, and a delay in tact time due to repetition of complicated operations for each pickup operation is unavoidable, and high productivity cannot be realized.
[0006]
SUMMARY OF THE INVENTION An object of the present invention is to provide a semiconductor chip pick-up method capable of preventing defects such as cracks and chips and realizing high productivity for thin semiconductor chips.
[0007]
[Means for Solving the Problems]
The method for picking up a semiconductor chip according to claim 1 is a method for picking up a semiconductor chip in which a semiconductor chip attached to an adhesive sheet is picked up by a pickup head, wherein the suction surface of the adhesive sheet peeling mechanism is provided on the lower surface of the adhesive sheet. A pressure-sensitive adhesive sheet peeling step for peeling the pressure-sensitive adhesive sheet from the semiconductor chip by abutting and vacuuming from the suction surface, and a suction holding for picking up and picking up the upper surface of the semiconductor chip from which the pressure-sensitive adhesive sheet has been peeled off The suction surface has a plurality of linear suction grooves and a boundary part that separates adjacent suction grooves and supports the lower surface of the pressure-sensitive adhesive sheet in vacuum suction, and In the adhesive sheet peeling step, the plurality of boundary portions that are the same surface as the suction surface of the semiconductor chip Therefore, while supporting through the adhesive sheet and vacuum suction from the suction groove, the semiconductor chip adhered to the adhesive sheet can be continuously bent from one outer edge to the other outer edge of the semiconductor chip. The adhesive sheet is bent and deformed with substantially the same bending shape, and the pressure-sensitive adhesive sheet is peeled off from the lower surface of the semiconductor chip by the bending deformation, and the shape of the semiconductor chip is rectangular, and the bending range is the rectangular shape. It is set in a direction that forms a predetermined angle with respect to one side of the semiconductor chip, and the bending range adjusts a relative position of the adhesive sheet peeling mechanism with respect to the adhesive sheet so as to include a corner end portion of the semiconductor chip. I made it .
[0011]
According to the present invention, in the pressure-sensitive adhesive sheet peeling step in which the pressure-sensitive adhesive sheet is peeled from the semiconductor chip by bringing the pressure-sensitive adhesive surface into contact with the lower surface of the pressure-sensitive adhesive sheet and vacuum-sucking from the pressure-sensitive adhesive surface, Highly productive pick-up operation without causing defects such as cracks and chipping by bending and deforming the semiconductor chip attached to the adhesive chip together with the adhesive sheet, and peeling the adhesive sheet from the lower surface of the semiconductor chip by this bending deformation Can be realized. In this case, the shape of the semiconductor chip is rectangular, and the bending range is set in a direction that forms a predetermined angle with respect to one side of the rectangular semiconductor chip. Opening is likely to occur. In particular, since the bending range includes the corner end portion of the semiconductor chip, the mouth opening is remarkably generated at the corner end portion that is projecting in the outer edge portion of the semiconductor chip. When the mouth opening occurs, the pressure difference between the pressure groove and the inside of the suction groove acts on this part of the adhesive sheet to further promote the mouth opening, and the vicinity of the corner end portion separated from the adhesive sheet by the mouth opening is: The flexure is reduced by the elastic restoring force of the chip, which further promotes the opening of the semiconductor chip and the adhesive sheet to promote the peeling, and consequently increases the opening area of the semiconductor chip. It can be separated adhesive sheet over the entire range of the lower surface.
[0012]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
Next, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings. 1 is a block diagram showing a configuration of a semiconductor chip pickup device according to an embodiment of the present invention, FIG. 2 is a perspective view of an adhesive sheet peeling mechanism of the semiconductor chip pickup device according to an embodiment of the present invention, and FIG. FIG. 4 is a partial cross-sectional view of an adhesive sheet peeling mechanism of a semiconductor chip pickup device according to an embodiment of the present invention. FIG. 4 is an explanatory view of the shape of an adsorption peeling tool of the semiconductor chip pickup device according to an embodiment of the present invention. 5, FIG. 6, FIG. 7 and FIG. 8 are diagrams for explaining the operation of peeling the adhesive sheet in the method for picking up a semiconductor chip according to one embodiment of the present invention. FIG. 9 is a pick-up device for a semiconductor chip according to one embodiment of the present invention. It is a top view of the adsorption peeling tool.
[0013]
First, the configuration of a semiconductor chip pickup device will be described with reference to FIG. In FIG. 1, the chip supply unit 1 is configured by connecting a holding table 4 on a bracket 3 erected on an XY table 2. The holding table 4 holds an adhesive sheet 5 to which a large number of rectangular semiconductor chips 6 (hereinafter simply referred to as “chips 6”) are attached.
[0014]
Here, the chip 6 is a thin chip that has been thinned, and has a characteristic that it has low rigidity and is easily bent. As the material of the pressure-sensitive adhesive sheet 5, a silicone-based resin that is easily bent is used, and the pressure-sensitive adhesive sheet 5 easily bends and deforms together with the chip 6 when the chip 6 is attached. In the pressure-sensitive adhesive sheet peeling operation described later, the pressure-sensitive adhesive sheet 5 is peeled off from the lower surface of the chip 6 by using this property to bend and deform the pressure-sensitive adhesive sheet 5 together with the chip 6.
[0015]
An adhesive sheet peeling mechanism 7 is disposed below the holding table 4. The pressure-sensitive adhesive sheet peeling mechanism 7 has a suction surface that contacts and sucks the lower surface of the pressure-sensitive adhesive sheet 5. In pressure-sensitive adhesive sheet peeling operation, the pressure-sensitive adhesive sheet 5 is bent together with the chip 6 by vacuum suction from the suction surface. Deform.
[0016]
Above the chip supply unit 1, a pickup head 8 mounted on a moving table 9 is disposed so as to be horizontally movable. The chip 6 from which the adhesive sheet 5 has been peeled is vacuum-sucked by a suction nozzle 8 a of the pickup head 8. Is picked up by. The picked-up chip 6 is mounted on the workpiece 11 placed on the substrate holding table 10 by the pickup head 8 that moves by the moving table 9.
[0017]
Above the holding table 4, an imaging unit 12 including a camera 13 is disposed. The imaging unit 12 images the chip 6 on the adhesive sheet 5, and the image data acquired by the imaging is transmitted to the image recognition unit 14. The image recognition unit 14 performs image processing on the image data and detects the position of the chip 6. The calculation unit 15 is a CPU, and performs various operation processes and calculations by executing a program stored in the storage unit 16. That is, in addition to receiving the recognition result of the image recognition unit 14, each unit described below is controlled.
[0018]
The storage unit 16 stores various data such as a program necessary for the operation of each unit, the size of the chip 6 to be recognized, and arrangement data on the adhesive sheet 5. The mechanism control unit 17 controls the pickup head 8, the moving table 9 that moves the pickup head, the adhesive sheet peeling mechanism 7, and the XY table 2. The display unit 18 displays a captured image of the chip 6 and a screen at the time of operation / input. The operation / input unit 19 is an input device such as a keyboard, and performs operation input and data input.
[0019]
Next, the configuration of the pressure-sensitive adhesive sheet peeling mechanism 7 will be described with reference to FIGS. As shown in FIG. 2, the adhesive sheet peeling mechanism 7 includes a mechanism main body 20, a support shaft 21 that is rotatably supported by the mechanism main body 20, and an adsorption peeling tool 22. The suction peeling tool 22 is prepared separately according to the shape and size of the target chip 6, and is attached to the upper surface of the support shaft portion 21 by bolts 23 using bolt holes 22e (see FIG. 4). The
[0020]
The upper surface of the suction peeling tool 22 is a suction surface 22a that abuts on the adhesive sheet 5 and vacuum-sucks. A plurality of linear suction grooves 22 b are formed on the suction surface 22 a, and suction holes 22 c provided at the bottom of each suction groove 22 b communicate with the inner holes 21 a of the support shaft portion 21. The internal hole 21a is connected to a vacuum suction source 25, and by driving the vacuum suction source 25, vacuum suction can be performed from the suction groove 22b. Here, a plurality of suction holes 22c are provided for one suction groove 22b, and vacuum suction in the suction groove 22b is possible even when one suction hole 22c is closed.
[0021]
A rotation drive mechanism 24 shown in FIG. 3 is built in the mechanism main body 20, and the adsorption peeling tool 22 can be rotated around the vertical axis by the rotation drive mechanism 24. Thereby, the plane angle around the vertical axis of the suction surface 22a of the suction peeling tool 22 can be set to an arbitrary angle, and the direction of the suction groove 22b is set to one side of the rectangular chip 6 to be peeled as will be described later. On the other hand, it can be set at a predetermined angle that is optimal for the adsorption and peeling operation. Instead of rotating the suction / peeling tool 22, a configuration in which the holding table 4 is rotated by θ may be used. Further, as will be described later, there is no need to provide a rotating mechanism at all.
[0022]
Next, the shape of the suction groove 22b formed on the suction surface 22a will be described with reference to FIG. As shown in FIG. 4, the suction surface 22a is provided with four rows of suction grooves 22b having a width B and a length L. Adjacent suction grooves are separated from each other by a boundary portion 22d, and no protrusions are provided in each suction groove 22b so that the deformation deformation of the adhesive sheet 5 is not hindered when the adhesive sheet 5 is adsorbed. It has become.
[0023]
The width B and length L of the suction grooves 22b and the number of grooves arranged are set according to the size of the target chip 6, and in the state where the suction surface 22a is in contact with the lower surface of the adhesive sheet 5, The width B of the suction groove 22d, the suction surface 22a, and the chip so that the range corresponding to one chip 6 is sucked by the plurality of suction grooves 22b and the end of the chip 6 is not located immediately above the boundary 22d. 6 is set (see FIG. 5).
[0024]
When vacuum suction is performed by the suction surface 22a, the boundary portion 22d is the same surface as the suction surface 22a. Therefore, the upper surfaces of the plurality of boundary portions 22d that divide the plurality of suction grooves 22b come into contact with the lower surface of the adhesive sheet 5. And support from below. That is, the tip 6 is similarly supported by the plurality of boundary portions 22d via the adhesive sheet 5, and the posture of the tip 6 is held horizontally during the suction process.
[0025]
Then, by performing vacuum suction in this state, the chip 6 attached to the adhesive sheet 5 is bent and deformed together with the adhesive sheet 5 as will be described later, and the adhesive sheet 5 is peeled off from the lower surface of the chip 6 by this bending deformation. . In addition, as the boundary part 22d, it is not necessary to completely divide each suction groove 22b with a continuous partition surface, and it may be a discontinuous shape in which the middle is interrupted. Further, the upper surface is located on the same surface as the suction surface 22a. The structure which provides the column-shaped partition part to perform in the shape of a point sequence may be sufficient.
[0026]
The semiconductor chip pick-up device is configured as described above. Next, the peeling operation of the adhesive sheet 5 in the pick-up process of the chip 6 will be described with reference to each drawing. First, the pressure-sensitive adhesive sheet 5 to which the chip 6 is attached is held on the holding table 4 (see FIG. 1). Next, the suction surface 22 a of the pressure-sensitive adhesive sheet peeling mechanism 7 is brought into contact with the lower surface of the pressure-sensitive adhesive sheet 5.
[0027]
At this time, as shown in FIG. 5, the adhesive sheet peeling mechanism is such that the suction groove 22b is set to a predetermined angle α (45 ° in this example) with respect to the side 6a of the chip 6 to be peeled. 7 is driven to adjust the rotation angle of the suction peeling tool 22. If no rotating mechanism is provided, the suction groove 22b is sucked so as to be at a predetermined angle α (45 ° in this example) with respect to the side 6a of the chip 6 to be peeled. The peeling tool 22 may be designed and manufactured and installed. Further, the relative position of the pressure-sensitive adhesive sheet peeling mechanism 7 with respect to the pressure-sensitive adhesive sheet 5 is adjusted so that the corner end portion 6b of the chip 6 is not located immediately above the boundary portion 22d but is positioned approximately in the middle of the suction groove 22b in the width direction. To do. In each drawing after FIG. 5, among the chips 6 attached to the adhesive sheet 5 in a grid pattern, only the target chip 6 is shown in the adsorption peeling operation, and the other chips are not shown. Yes.
[0028]
Next, an adsorption peeling operation is performed. First, the vacuum suction source 25 is driven, and as shown in FIG. 6A, vacuum suction is performed through the suction hole 22c, and the chip 6 adhered to the adhesive sheet 5 is recessed into the suction groove 22d. Bend and deform. The deformation behavior at this time will be described with reference to FIGS.
[0029]
FIG. 7A shows the support position and deformation range of the chip 6. In this example, the chip 6 is supported from below by three boundary portions 22d with the diagonal position as the center. Then, by vacuum suction in this state, as shown in FIG. 7B, a uniform pressure from above is applied to the chip 6 due to a pressure difference generated between the suction groove 22b and the outside by vacuum suction. . With this pressing force, the chip 6 is bent and deformed together with the adhesive sheet 5 into a convex shape. Further, the pressing force due to this pressure difference directly acts on the pressure-sensitive adhesive sheet 5b in the range corresponding to the dicing grooves on the outside of each side of the chip 6.
[0030]
The bending deformation of the chip 6 extends from the outer edge part of one side 6a of the chip 6 to the outer edge part of the other side 6a as shown by the hatched area between the boundary parts 22d in the plan view of FIG. In a continuous bending range, the same bending shape occurs. That is, the bending range is set in a direction that forms an angle α with respect to the side 6 a of the chip 6. In this bending deformation, the amount of displacement in the film direction differs due to the difference in mechanical properties between the chip 6 and the adhesive sheet 5, and as a result, a relative slip occurs at the bonding interface 5 a between the chip 6 and the adhesive sheet 5. .
[0031]
When the suction from the suction hole 22c is further continued, the deflection amount D increases and a large deflection deformation occurs. Thereby, the relative slip of the sticking interface 5a increases, and the adhesive force between the chip 6 and the adhesive sheet 5 decreases. As the adhesion decreases, as shown in FIG. 8B, a mouth opening (see a gap G indicated by an arrow in the figure) where the sticking interface 5a is partially separated at the outer edge portion of the chip 6 is likely to occur. .
[0032]
This mouth opening occurs remarkably in the corner end portion 6b which has a protruding shape in the outer edge portion of the chip 6. Once the mouth opening occurs, the pressure difference of the pressure difference from the inside of the suction groove 22b acts on the adhesive sheet 5 in this portion, and the mouth opening is further promoted. Then, in the vicinity of the corner end portion 6b separated from the adhesive sheet 5 by the opening, the flexure is reduced by the elastic restoring force of the chip 6, thereby promoting the opening of the chip 6 and the adhesive sheet 5 to promote the peeling. Acts as follows. Thus, by increasing the opening area, only the adhesive sheet 5 is pushed down by vacuum suction from the suction hole 22c, and as shown in FIG. The adhesive sheet 5 is peeled off.
[0033]
Thereafter, the peeling of the adhesive sheet 5 from the chip 6 further proceeds, and the chip 6 is elastically restored when the adhesive sheet 5 is adsorbed to the suction hole 22c in the suction groove 22b as shown in FIG. 6B. The deflection disappears due to the force, and the flat state is restored. At this time, since a plurality of suction holes 22c are provided in the suction groove 22b, vacuum suction is continued from the other suction holes 22c even when one suction hole 22c is closed by the adhesive sheet 5. it can. This adsorption peeling operation is completed within a short time of several tens of ms or less, and the adhesive sheet can be peeled off very efficiently. Then, as shown in FIG. 6C, the pickup of the chip 6 is completed by moving the suction nozzle 8a up and down with respect to the chip 6 and taking it out.
[0034]
As described above, in the pressure-sensitive adhesive sheet peeling operation shown in the present embodiment, the pressure-sensitive adhesive sheet is attached to the pressure-sensitive adhesive sheet to such an extent that the sticking force at the sticking interface of the chip 6 is reduced and a mouth opening occurs between the pressure-sensitive adhesive sheet 5. 5, the adhesive sheet 5 and the chip 6 are peeled off from the entire surface starting from the generated opening portion.
[0035]
Thereby, auxiliary means for promoting the peeling of the pressure-sensitive adhesive sheet, for example, a conventional technique requiring a combination of peeling-promoting operations such as reducing the adhesive force by moving the vacuum suction surface relative to the lower surface of the pressure-sensitive adhesive sheet in the surface direction. Compared with this method, an extremely excellent pressure-sensitive adhesive sheet peeling method is realized.
[0036]
That is, in the peeling operation, the suction surface 22a of the suction peeling tool 22 only needs to be brought into contact with the pressure-sensitive adhesive sheet 5 and vacuum suction is performed, so that complicated control of the mechanical system that is indispensable in the conventional method is not required. In addition, the tact time is not delayed by repeating a complicated operation for each pickup operation. This makes it possible to prevent defects such as cracks and chips and achieve high productivity for thin semiconductor chips.
[0037]
In the shape and arrangement of the suction grooves in the suction / peeling tool 22, instead of arranging a plurality of suction grooves having the same shape, suction grooves having different shapes may be combined as shown in FIG. In the example shown here, three suction grooves 32a having a width B1 are arranged on the upper surface of the suction peeling tool 32, and further, suction grooves 32b having a width B2 wider than B1 are arranged outside the suction grooves 32a. The example which provided the suction hole 32c in 32b is shown. As described above, by increasing the width of the suction groove 32b located on the outer side, it is possible to secure a large overhang of the corner end portion 6b of the chip 6 and to facilitate the opening of the mouth. is there.
[0038]
In the above embodiment, an example in which the diagonal direction of the chip 6 is aligned with the direction of the suction groove 22b and the side 6a of the chip 6 is set at an angle of 45 ° with respect to the suction groove 22b is shown. It turns out to be desirable. However, depending on the combination of conditions such as the rigidity of the chip 6 and the adhesive sheet 5, the width B of the suction groove 22b, and the vacuum suction force, the side 6a may be substantially aligned with the direction of the suction groove 22b. In short, it is only necessary to realize a condition for generating sufficient bending deformation to cause an opening at the bonding interface of the outer edge portion of the chip 6 by vacuum suction.
[0039]
Note that the suction nozzle 8a may be lowered with respect to the chip 6, and the suction of the chip 6 by the suction nozzle 8a may be performed during the operation of the adhesive sheet peeling mechanism shown in the present embodiment. In this case, the suction force of the chip 6 by the suction nozzle 8a is made not to exceed the pressing force generated in the chip 6 by vacuum suction from the suction hole 22c. Thereby, the bending deformation | transformation sufficient to produce a mouth opening in the sticking interface of the outer edge part of the chip | tip 6 can be generated.
[0040]
【The invention's effect】
According to the present invention, in the pressure-sensitive adhesive sheet peeling step in which the pressure-sensitive adhesive sheet is peeled from the semiconductor chip by bringing the pressure-sensitive adhesive surface into contact with the lower surface of the pressure-sensitive adhesive sheet and vacuum-sucking from the pressure-sensitive adhesive surface, Highly productive without causing defects such as cracks and chipping, because the adhesive chip is bent and deformed together with the adhesive sheet and the adhesive sheet is peeled off from the lower surface of the semiconductor chip by this deformation. A pickup operation can be realized. In this case, the shape of the semiconductor chip is rectangular, and the bending range is set in a direction that forms a predetermined angle with respect to one side of the rectangular semiconductor chip. Opening is likely to occur. In particular, since the bending range includes the corner end portion of the semiconductor chip, the mouth opening is remarkably generated at the corner end portion that is projecting in the outer edge portion of the semiconductor chip. When the mouth opening occurs, the pressure difference between the pressure groove and the inside of the suction groove acts on this part of the adhesive sheet to further promote the mouth opening, and the vicinity of the corner end portion separated from the adhesive sheet by the mouth opening is: The flexure is reduced by the elastic restoring force of the chip, which further promotes the opening of the semiconductor chip and the adhesive sheet to promote the peeling, and consequently increases the opening area of the semiconductor chip. It can be separated adhesive sheet over the entire range of the lower surface.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a block diagram showing a configuration of a semiconductor chip pickup device according to an embodiment of the present invention. FIG. 2 is a perspective view of an adhesive sheet peeling mechanism of a semiconductor chip pickup device according to an embodiment of the invention. 3 is a partial cross-sectional view of the adhesive sheet peeling mechanism of the semiconductor chip pickup device according to the embodiment of the present invention. FIG. 4 is an explanatory view of the shape of the adsorption peeling tool of the semiconductor chip pickup device according to the embodiment of the invention. FIG. 5 is an operation explanatory diagram of an adhesive sheet peeling operation in the semiconductor chip pickup method of one embodiment of the present invention. FIG. 6 is an operation explanation of an adhesive sheet peeling operation in the semiconductor chip pickup method of one embodiment of the present invention. FIG. 7 is an operation explanatory diagram of an adhesive sheet peeling operation in the semiconductor chip pickup method according to the embodiment of the present invention. Plan view of the suction exfoliation tool in the form of a semiconductor chip to an embodiment of the semiconductor chip pick-up apparatus operation explanatory diagrams [9] The present invention of the pressure-sensitive adhesive sheet peeling operation in the pickup method EXPLANATION OF REFERENCE NUMERALS
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Chip supply part 4 Holding table 5 Adhesive sheet 6 Semiconductor chip 6a Side (outer edge part)
6b Corner end portion 7 Adhesive sheet peeling mechanism 8 Pickup head 22 Adsorption peeling tool 22a Adsorption surface 22b Suction groove 22c Suction hole 22d Boundary portion

Claims (1)

粘着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、前記粘着シートの下面に粘着シート剥離機構の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粘着シートを半導体チップから剥離する粘着シート剥離工程と、粘着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、前記吸着面が複数の直線状の吸引溝と、隣接する吸引溝相互を区分するとともに真空吸引時に粘着シートの下面に当接して支持する境界部とを有しており、前記粘着シート剥離工程において、前記半導体チップを前記吸着面と同一面である複数の前記境界部によって前記粘着シートを介して支持するとともに、前記吸引溝から真空吸引することにより、粘着シートに貼着された半導体チップを半導体チップの1つの外縁部から他の外縁部に至る連続した撓み範囲において略同一の撓み形状で粘着シートとともに撓み変形させ、この撓み変形によって粘着シートを半導体チップの下面から剥離させるものであり、また前記半導体チップの形状は矩形であり、前記撓み範囲は、前記矩形の半導体チップの一辺に対して所定の角度をなす方向に設定され、また前記撓み範囲は、前記半導体チップの角端部を含むように前記粘着シートに対する前記粘着シート剥離機構の相対位置を調整することを特徴とする半導体チップのピックアップ方法。A semiconductor chip pickup method for picking up a semiconductor chip attached to an adhesive sheet with a pickup head, wherein the suction surface of the adhesive sheet peeling mechanism is brought into contact with the lower surface of the adhesive sheet and vacuum suction is performed from the suction surface A pressure sensitive adhesive sheet peeling step for peeling the pressure sensitive adhesive sheet from the semiconductor chip, and a suction holding step for picking up and picking up the upper surface of the semiconductor chip from which the pressure sensitive adhesive sheet has been peeled by the pickup head. And adsorbing the semiconductor chip in the pressure-sensitive adhesive sheet peeling step, and separating the adjacent suction grooves from each other and a boundary portion that contacts and supports the lower surface of the pressure-sensitive adhesive sheet during vacuum suction. While supporting the adhesive sheet via the plurality of boundary portions that are the same surface as the surface, By vacuum suction from the suction groove, the semiconductor chip attached to the adhesive sheet is bent and deformed together with the adhesive sheet in substantially the same bending shape in the continuous bending range from one outer edge part of the semiconductor chip to the other outer edge part. The pressure-sensitive adhesive sheet is peeled off from the lower surface of the semiconductor chip by the bending deformation, and the shape of the semiconductor chip is a rectangle, and the bending range has a predetermined angle with respect to one side of the rectangular semiconductor chip. A method for picking up a semiconductor chip, wherein the relative position of the adhesive sheet peeling mechanism with respect to the adhesive sheet is adjusted so that the bending range includes a corner end portion of the semiconductor chip.
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