JP4408097B2 - 半導体部品のピックアップ方法 - Google Patents

Description

本発明は、半導体部品をピックアップする半導体部品のピックアップ方法に関する。

半導体装置の製造工程においては、例えばリードフレームやパッケージなどに半導体チップを搭載するダイボンディング工程がある。ダイボンディング工程においては、ダイボンダー（ダイボンディング装置）と呼ばれる装置により、ダイシング後の半導体チップをリードフレームやパッケージに搭載する。この場合、ダイボンダーには、半導体チップをピックアップし、また該半導体チップをリードフレームなどにマウントするためのピックアップ装置が組み込まれて用いられることが一般的である。

図１Ａ〜図１Ｃは、従来のピックアップ装置により、半導体チップがピックアップされる状態を、手順を追って示したものである。

まず、図１Ａに示す工程において、ダイシング後の半導体チップ１が格子状に裁置されたダイシングテープ２が、コレット部３と、突き上げ針４を有するピックアップ装置に搬送される。

次に、図１Ｂに示す工程において、前記突き上げ針４が上昇し、前記ダイシングテープ２上の前記半導体チップ１が突き上げられることで、該半導体チップ１のエッジと該ダイシングテープ２との間で僅かに剥離が発生する。

次に、図１Ｃに示す工程において、前記コレット部３が降下され、真空吸着機構（図示せず）により前記半導体チップ１が真空吸着される。その後、前記コレット部３が上昇し、前記半導体チップ１が前記ダイシングテープ２よりピックアップされる。
特開平５−９０４０８号公報 特開平９−３２１１２３号公報

しかし、上記のピックアップ装置で半導体チップをピックアップする場合に、半導体チップのピックアップの不具合や、半導体チップの割れが発生する場合があった。特に、近年の薄型化された半導体チップの場合、半導体チップの割れが発生する確率が増大し、半導体装置の製造工程における歩留まりの低下の原因となっていた。

例えば、図２および図３は、半導体チップが薄型化された場合に、上記に示した従来のピックアップ装置により半導体チップがピックアップされる状態を示した図である。ただし図中、先に説明した部分には同一の参照符号を付し、説明を省略する。図２、図３に示す場合、半導体チップ１Ａの厚さが、図１Ａ〜図１Ｃに示した場合と比べて薄くなっている。

このため、図２に示すように、前記突き上げ針４で前記半導体チップ１Ａを突き上げた場合に、半導体チップが前記ダイシングテープ２の変形に追随して変形してしまい、半導体チップ１Ａのエッジがダイシングテープ２より剥離しない状態が生じる場合がある。このように半導体チップのエッジがダイシングテープより剥離しない場合には、半導体チップをピックアップすることが困難となり、ピックアップの不具合が発生してしまう。また、図３に示すように、半導体チップ１Ａが破損してしまう場合があった。

このように、従来のピックアップ装置ではピックアップの確実性が問題となる場合があった。特に薄型化した半導体チップをピックアップする場合には半導体チップがダイシングテープより剥離しない場合や、さらには半導体チップが破損してしまう場合があり、半導体装置を製造する上で歩留まりの低下が生じる場合があった。

そこで、本発明では上記の問題を解決した、新規で有用な半導体部品のピックアップ方法を提供することを統括的課題としている。

本発明の具体的な課題は、半導体部品のピックアップの確実性が良好であり、薄型化した半導体チップにも対応可能な半導体部品のピックアップ方法を提供することである。

本発明の一観点によれば、ダイシングテープ上に配置された半導体部品のピックアップ方法であって、
アーチ状の凸部よりなり、曲面形状とされ、前記半導体部品を吸着する吸着面を有したコレット部の前記吸着面を、前記半導体部品の一方の端部に当接させる当接工程と、
該当接工程後に、前記コレット部を回動させることで、前記吸着面の曲面形状に沿って前記半導体部品を吸着する吸着工程と、
前記半導体部品をピックアップさせることで、前記ダイシングテープから前記半導体部品を剥離させるピックアップ工程と、を含むことを特徴とする半導体部品のピックアップ方法が提供される。

本発明によれば、半導体部品のピックアップの確実性が良好であり、薄型化した半導体部品にも対応可能である。

また、前記吸着工程では、前記コレット部を前記半導体部品の一方の端部から前記半導体部品の他方の端部へ向けて回動させることで、前記吸着面の全体により前記半導体部品を吸着すると共に、前記ダイシングテープから前記半導体部品の一方の端部を剥離させてもよい。

また、前記吸着面は、粘着性を有してもよい。これにより、前記吸着面に対応して前記半導体部品を効率よく吸着することができる。

また、前記吸着面には、前記半導体部品を真空吸着するための吸着穴が複数形成されていてもよい。これにより、吸着面に対応して半導体部品を効率よく吸着することができる。

本発明の他の観点によれば、半導体部品ピックアップ装置を用いた半導体部品のピックアップ方法であって、
前記半導体部品ピックアップ装置は、アーチ状の凸部により構成され、曲面形状とされた吸着面、及び前記吸着面全体に形成され、前記半導体部品を真空吸着する複数の吸着穴を有すると共に、前記半導体部品を吸着するコレット部と、
前記コレット部と接続され、第１の回転方向または前記第１の回転方向とは反対の方向である第２の回転方向に前記コレット部を移動させる回転アームと、
を備え、
前記吸着面を前記半導体部品の上方から下降させて、前記吸着面と前記半導体部品とを接触させる接触工程と、
前記吸着面と前記半導体部品の一方の端部とが接触するように、前記回転アームにより、前記コレット部を前記第１の回転方向に移動させ、前記吸着面に形成された複数の前記吸着穴により、前記半導体部品の一方の端部を吸着する第１の吸着工程と、
前記第１の吸着工程後に、前記吸着面と前記半導体部品の他方の端部とが接触するように、前記回転アームにより、前記コレット部を前記第２の回転方向に移動させ、前記吸着面に形成された複数の前記吸着穴により、前記半導体部品の他方の端部を吸着する第２の吸着工程と、
前記第２の吸着工程後に、前記コレット部を上昇させて、前記半導体部品をピックアップするピックアップ工程と、を含むことを特徴とする半導体部品のピックアップ方法が提供される。

本発明によれば、半導体部品のピックアップの確実性が良好であり、薄型化した半導体チップにも対応可能な半導体部品のピックアップ方法を提供することが可能となる。

本発明による半導体部品のピックアップ方法に用いる半導体部品ピックアップ装置は、半導体部品（半導体チップ）を吸着する吸着面が曲面形状であるコレット部を有し、前記吸着面に沿って前記半導体部品が吸着されるように、前記コレット部がスイング動作されることを特徴としている。

上記の半導体部品ピックアップ装置では、曲面形状に沿って前記半導体部品が吸着されてピックアップされる。この場合、半導体チップの端部を、該半導体チップが裁置されている、例えばダイシングテープなどから安定して剥離することが可能となる。半導体チップをダイシングテープより剥離する場合には、半導体チップの端部を剥離すると、そこが起点となって半導体チップ全体を安定にダイシングテープより剥離することができることができる。

そのため、本発明の半導体部品のピックアップ方法によれば、半導体チップをピックアップする確実性が良好となり、特に薄型化された半導体チップのピックアップの不具合や割れが抑制され、ピックアップの確実性が良好となる。

例えば、前記吸着面（曲面形状）は、アーチ状の凸部よりなることを特徴とすると、前記吸着面が効率よく前記半導体部品に接触することが可能となり、半導体部品のピックアップの確実性がより良好となり、好ましい。

次に、本発明の実施例について、図面に基づき具体的に説明する。

図４は、本発明の実施例１による半導体部品ピックアップ装置１００の概略を模式的に示した図である。

図４を参照するに、本実施例による半導体部品ピックアップ装置１００の概略は、例えばダイシングテープＴ上に裁置された半導体チップ（半導体部品）Ｃをピックアップするためのコレット部２００と、該コレット部２００にピックアップの動作をさせるための動作部と、を有している。

前記動作部は、前記コレット部２００が接続される回転アーム部１０１Ｅと、該回転アーム部１０１Ｅが接続される水平アーム部１０１Ａ、さらに該水平アーム部１０１Ａが接続される垂直アーム１０１Ｂと、を有している。

前記垂直アーム部１０１Ｂは、以下に示すように、前記ダイシングテープＴ（半導体チップＣ）に水平な方向であって、前記水平アーム１０１Ａの延伸する方向と平行な方向であるＸ方向、および前記ダイシングテープＴに水平な方向であって該Ｘ方向と直行するＹ方向に移動することが可能なように構成されている。

前記垂直アーム部１０１Ｂは、支持部１０２によってＸ方向移動手段１０３に固定されている。当該Ｘ方向移動手段１０３は、例えばステッピングモータなどの駆動手段を含み、Ｘ方向に延伸するレール部１０３Ａに沿って、Ｘ方向に平行な方向に移動可能に構成されている。

前記Ｘ方向移動手段１０３は、さらにＹ方向移動手段１０４に固定されている。当該Ｙ方向移動手段１０４は、例えばステッピングモータなどの駆動手段を含み、Ｙ方向に延伸するレール部１０４Ａに沿って、Ｙ方向に平行な方向に移動可能に構成されている。また、前記レール部１０４Ａは、固定テーブル１０５に固定されている。

ずなわち、前記垂直アーム部１０１Ｂは、Ｘ方向およびＹ方向に移動が可能であり、このため、前記コレット部２００は、Ｘ方向、Ｙ方向に移動が可能なように構成されている。

また、前記水平アーム部１０１Ａと前記垂直アーム部１０１Ｂの接続部分には、ステッピングモータなどの駆動手段を含む、スライド機構１０１Ｃが設置されている。このため、前記水平アーム部１０１Ａは、前記垂直アーム部１０１Ｂに対して、前記ダイシングテープＴ（半導体チップＣ）に対して法線方向であるＺ方向（Ｘ方向、Ｙ方向に垂直な方向）に移動可能に構成されている。このため、前記コレット部２００は、Ｚ方向に移動が可能なように構成されている。

また、前記回転アーム部１０１Ｅは、前記水平アーム部１０１Ａの、前記垂直アーム部１０１Ｂに接続される側の反対側に接続されている。また、前記回転アーム部１０１Ｅは、前記水平アーム部１０１Ａに形成された回転中心１０１Ｄを中心にスイング可能に接続されている。

前記コレット部２００の吸着面は、半導体チップ側に凸形状であって、曲面形状に形成されている。このようなコレット部の形状の詳細については図５以下で後述する。

前記コレット部２００によって半導体チップＣがピックアップされる場合の前記コレット部２００の動作の概略は、以下の通りである。

まず、前記スライド機構１０１Ｃによって前記コレット部２００が降下され、前記吸着面が前記半導体チップＣに接する。

次に、前記吸着面の曲面形状に沿って前記半導体部品を吸着するように、前記コレット部２００が前記回転中心１０１Ｄを中心にスイング動作される。この場合、前記水平アーム部１０１Ａが、前記Ｘ方向移動手段１０２によって、水平方向（Ｘ方向）に移動される。ここで、半導体チップが、前記吸着面の曲面形状に沿って吸着される。

また、前記水平アーム部１０１ＡがＸ方向に移動されるとともに、前記スライド機構１０１ＣによってＺ方向に移動されるようにしてもよい。この場合、前記吸着面の曲面形状がより正確に、効率的に前記半導体チップＣに接するようになり、好ましい。

次に、前記スライド機構１０１Ｃによって前記コレット部２００が上昇し、前記半導体チップＣがピックアップされる。

また、さらにこの後に、前記コレット部２００を、ステージＳＴ上に設置された、ボンディングのための基板上に移動させることで、前記半導体チップＣを、当該基板上にマウントすることができる。

また、半導体チップをピックアップするにあたって、前記ダイシングテープＴの、裏面側を吸着する吸着ステージ２０１が設置さていると好適である。

この場合、前記ダイシングテープＴが裏面側より吸着されるため、半導体チップを剥離することが容易となる。前記吸着ステージ２０１は、吸着穴２０１Ａより前記ダイシングテープＴを真空吸着する構造となっている。

次に、前記コレット部２００の構造の詳細の一例に関して説明する。以下に示す図５〜図７は、前記コレット部２００の図であり、図５は斜視図、図６Ａは正面図、図６Ｂは側面図、図６Ｃは底面図、図７は図６ＢのＡ−Ａ’断面図である。

上記の図５〜図７の図面を参照するに、前記コレット部２００は、大別して前記回転アーム部１０１Ｅと接続される略円筒状の接続部２００Ａと、該接続部２００Ａに接続される略直方体状の本体２００Ｂ、さらに該本体２００Ｂに取り付けられる、ピックアップ部２００Ｃと、を有している。

前記ピックアップ部２００Ｃには、半導体チップに面する側に、半導体チップを吸着するための曲面形状よりなる吸着面２００ａが形成されている。前記吸着面２００ａは、例えば、ピックアップ部２００Ｃの端部Ｅ１から反対側の端部Ｅ２にかけて、曲面形状であって、アーチ状の凸部形状を有している。

前記吸着面２００ａには、半導体チップを真空吸着するための吸着穴２００Ｄが、曲面形状に対応して複数形成されており、半導体チップを曲面形状（吸着面）に沿って吸着することが可能に構成されている。

また、前記吸着穴２００Ｄは、前記本体２００Ｂと前記ピックアップ部２００Ｃの間に形成された真空排気路２００Ｆと、前記本体２００Ｂから前記接続部２００Ａにかけて形成された真空排気路２００Ｅとを介して、真空ポンプなどの排気手段（図示せず）を介して真空排気される構造になっている。

また、前記吸着面２００ａが粘着性を有するように形成されると、半導体チップのピックアップの確実性が良好となり、好適である。また、前記ピックアップ部２００Ｃが、弾力性を有する材料により形成されると、半導体チップを曲面形状（吸着面）に沿って吸着することがより容易となり、好ましい。

次に、上記の半導体部品ピックアップ装置１００を用いて、前記ダイシングテープＴ上に裁置された前記半導体チップＣをピックアップする場合の前記コレット部２００の動作の詳細について、図８Ａ〜図８Ｅに基づき、手順を追って説明する。ただし、以下の文中では先に説明した部分には同一の参照符号を用いてその説明を省略している。

まず、図８Ａに示す工程において、前記スライド機構１０１Ｃによって前記コレット部２００が下降され、前記吸着面２００ａが前記半導体チップＣに接触する。この場合、前記ピックアップ部２００Ｃが、弾力性を有すると、前記半導体チップＣの破損を抑制できるとともに、前記吸着面２００ａに沿って前記半導体チップＣを吸着することが容易となり、好ましい。

次に、図８Ｂに示す工程において、前記水平アーム部１０１Ａが、前記Ｘ方向移動手段１０３により、Ｘ方向に平行な方向であって、該水平アーム部１０１Ａが前記固定テーブル１０５に対して離れる方向に移動される。その結果、前記コレット部２００が、前記回転中心１０１Ｄを中心にして回転するようにスイング動作され、前記吸着面２００ａと前記半導体チップＣの端部が接触して、前記半導体チップＣの端部が前記吸着面２００ａに十分に吸着される。

次に、図８Ｃに示す工程において、前記水平アーム部１０１Ａが、前記Ｘ方向移動手段１０３により、Ｘ方向に平行な方向であって、該水平アーム部１０１Ａが前記固定テーブル１０５に対して近付く方向に移動される。その結果、前記コレット部２００が、前記回転中心１０１Ｄを中心にして回転するように、図８Ｂの工程と反対の方向にスイング動作される。その結果、前記半導体チップＣの端部Ａ１が、前記ダイシングテープＴより剥離される。この場合、前記半導体チップＣは、前記吸着面２００ａの曲面形状に沿って吸着されている。

次に、図８Ｄに示す工程において、前記水平アーム部１０１Ａが、図８Ｃと同じ方向にさらに移動される。その結果、前記コレット部２００が、前記回転中心１０１Ｄを中心にして回転するように、図８Ｃの工程と同じ方向にさらにスイング動作され、前記半導体チップＣと前記ダイシングテープＴの剥離が進行する。その結果、前記半導体チップＣは、前記端部Ａ１の反対側の端部Ａ２まで剥離され、前記ダイシングテープＴから安定に剥離される。

次に、図８Ｅに示す工程において、前記スライド機構１０１Ｃによって前記コレット部２００が上昇し、前記半導体チップＣが、前記コレット部２００によってピックアップされる。

上記の半導体部品ピックアップ装置１００では、前記吸着面２００ａの曲面形状に沿って前記半導体チップ１が吸着されてピックアップされる構造になっている。この場合、例えば図８Ｃに示した工程において、前記半導体チップＣの前記端部Ａ１を、該半導体チップＣが裁置されている、前記ダイシングテープＴから安定して剥離することが可能となっている。

図８Ｃに示したように、半導体チップをダイシングテープより剥離する場合には、半導体チップの端部を剥離すると、そこが起点となって半導体チップ全体を安定にダイシングテープより剥離することができる。

そのため、本実施例による半導体部品ピックアップ装置１００では、前記半導体チップＣをピックアップする確実性が良好となっている。また、前記半導体部品ピックアップ装置１００では、特に薄型化された半導体チップのピックアップの不具合や割れが抑制され、ピックアップの確実性が良好となっている。

また、例えばピックアップした半導体チップをマウントする場合にも、図８Ａ〜図８Ｅに示す動作と逆の動作を行うことにより、基板上に半導体チップをボイドレスでマウントすることが可能となる。

また、上記に示した、前記コレット部２００をスイング動作させるための動作部（前記回転アーム部１０１Ｅ，水平アーム部１０１Ａ、垂直アーム部１０１Ｂ、スライド機構１０１Ｃ、Ｘ方向移動手段１０３）は、その一例であり、様々に変形・変更することが可能である。すなわち、当該動作部は、前記コレット部２００に対して図８Ａ〜図８Ｅに示した動作をさせることが可能なように、様々に構成すればよい。

以上、本発明を好ましい実施例について説明したが、本発明は上記の特定の実施例に限定されるものではなく、特許請求の範囲に記載した要旨内において様々な変形・変更が可能である。

本発明は、半導体部品のピックアップの確実性が良好であり、薄型化した半導体チップにも対応可能な半導体部品のピックアップ方法に適用できる。

従来のピックアップ装置の動作を示す図（その１）である。 従来のピックアップ装置の動作を示す図（その２）である。 従来のピックアップ装置の動作を示す図（その３）である。 従来のピックアップ装置の問題点を示す図（その１）である。 従来のピックアップ装置の問題点を示す図（その２）である。 実施例１による半導体部品ピックアップ装置を示す図である。 図４の装置に用いるコレット部の斜視図である。 図４の装置に用いるコレット部の正面図である。 図４の装置に用いるコレット部の側面図である。 図４の装置に用いるコレット部の底面図である。 図４の装置に用いるコレット部の断面図である。 図４の装置のコレット部の動作を手順を追って示す図（その１）である。 図４の装置のコレット部の動作を手順を追って示す図（その２）である。 図４の装置のコレット部の動作を手順を追って示す図（その３）である。 図４の装置のコレット部の動作を手順を追って示す図（その４）である。 図４の装置のコレット部の動作を手順を追って示す図（その５）である。

符号の説明

１００ 半導体部品ピックアップ装置
１０１Ａ 水平アーム部
１０１Ｂ 垂直アーム部
１０１Ｃ スライド機構
１０１Ｄ 回転中心
１０１Ｅ 回転アーム部
１０２ 支持部
１０３ Ｘ方向移動手段
１０３Ａ レール部
１０４ Ｙ方向移動手段
１０４Ｂ レール部
１０５ 固定テーブル
２００ コレット部
２００Ａ 接続部
２００Ｂ 本体
２００Ｃ ピックアップ部
２００Ｄ 吸着穴
２００Ｅ，２００Ｆ 真空排気路
２００ａ 吸着面

Claims (5)

1. ダイシングテープ上に配置された半導体部品のピックアップ方法であって、
   アーチ状の凸部よりなり、曲面形状とされ、前記半導体部品を吸着する吸着面を有したコレット部の前記吸着面を、前記半導体部品の一方の端部に当接させる当接工程と、
   該当接工程後に、前記コレット部を回動させることで、前記吸着面の曲面形状に沿って前記半導体部品を吸着する吸着工程と、
   前記半導体部品をピックアップさせることで、前記ダイシングテープから前記半導体部品を剥離させるピックアップ工程と、を含むことを特徴とする半導体部品のピックアップ方法。
2. 前記吸着工程では、前記コレット部を前記半導体部品の一方の端部から前記半導体部品の他方の端部へ向けて回動させることで、前記吸着面の全体により前記半導体部品を吸着すると共に、前記ダイシングテープから前記半導体部品の一方の端部を剥離させることを特徴とする請求項１記載の半導体部品のピックアップ方法。
3. 前記吸着面は、粘着性を有することを特徴とする請求項１または２記載の半導体部品のピックアップ方法。
4. 前記吸着面には、前記半導体部品を真空吸着するための吸着穴が複数形成されていることを特徴とする請求項１ないし３のうち、いずれか１項記載の半導体部品のピックアップ方法。
5. 半導体部品ピックアップ装置を用いた半導体部品のピックアップ方法であって、
   前記半導体部品ピックアップ装置は、アーチ状の凸部により構成され、曲面形状とされた吸着面、及び前記吸着面全体に形成され、前記半導体部品を真空吸着する複数の吸着穴を有すると共に、前記半導体部品を吸着するコレット部と、
   前記コレット部と接続され、第１の回転方向または前記第１の回転方向とは反対の方向である第２の回転方向に前記コレット部を移動させる回転アームと、
   を備え、
   前記吸着面を前記半導体部品の上方から下降させて、前記吸着面と前記半導体部品とを接触させる接触工程と、
   前記吸着面と前記半導体部品の一方の端部とが接触するように、前記回転アームにより、前記コレット部を前記第１の回転方向に移動させ、前記吸着面に形成された複数の前記吸着穴により、前記半導体部品の一方の端部を吸着する第１の吸着工程と、
   前記第１の吸着工程後に、前記吸着面と前記半導体部品の他方の端部とが接触するように、前記回転アームにより、前記コレット部を前記第２の回転方向に移動させ、前記吸着面に形成された複数の前記吸着穴により、前記半導体部品の他方の端部を吸着する第２の吸着工程と、
   前記第２の吸着工程後に、前記コレット部を上昇させて、前記半導体部品をピックアップするピックアップ工程と、を含むことを特徴とする半導体部品のピックアップ方法。

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