JP6258235B2 - ピックアップ装置 - Google Patents

Description

本発明は、複数のチップが所定間隔で張り付けられたシートからチップを剥離してピックアップするピックアップ装置に関する。

半導体装置の製造工程において、ダイシングされた半導体チップ（以下、単にチップという。）を粘着シート（以下、単にシートという）からピックアップする必要がある。ピックアップ装置としてニードルを備えたものがあり、ニードルを突き上げることにより、シートを裏面側から突いて、チップをシートから離脱させるものがある。しかしながら、ニードルを使用するピックアップ装置では、ニードルがチップを突き上げてシートから剥離する際にシートを突き破る場合があり、このような場合にはチップ裏面を傷付けるおそれがある。

そこで、ニードルを使用しないピックアップ装置が提案されている（特許文献１）。このピックアップ装置は、図４及び図５に示すように、チップ１０１が貼り付けられているシート１０２（図５参照）を保持するステージ１０３を備える。また、ステージ１０３には、固定ステージ部１０４と、この固定ステージ部１０４の凹部１０５に嵌合する可動ステージ部１０６とを備える。さらに、固定ステージ部１０４には、シート１０２との境界面に負圧を導入する負圧通路を設けており、負圧通路の端部となる吸引口１０７が、固定ステージ部１０４の凹部１０５の上面に開口している。図４では、７つの吸引口１０７が設けられている。

図５に示すように、固定ステージ部１０４のシート受け面１０８（つまり、固定ステージ部１０４の上面のうち凹部１０５を除いた面）は、凹部１０５にてシート１０２を落ち込ませるために、底中央が深くなるようなテーパ面となっており、いわゆるすり鉢状となっている。

このようなピックアップ装置を使用したピックアップ方法は、まず、図４に示すように、可動ステージ部１０６を凹部１０５に嵌合させて、可動ステージ部１０６が夫々の吸引孔１０７の一部を塞いだ状態とする。そして、ピックアップすべきチップ１０１ａを可動ステージ部１０６に載置して対応させ、かつこのチップ１０１ａの周縁部の少なくとも一部が、可動ステージ部１０６からはみ出させるようにしてシート１０２をステージ１０３に載置する。これにより、図５に示すように、可動ステージ部１０６の外周側には、シート１０２との間に隙間１０９が形成される。

その後、上方から図示省略のコレットにてチップ１０１ａを吸着（保持）した状態で、吸引孔１０７を介してシート１０２を下方に吸引する。これによって、隙間１０９のエアが吸引され、可動ステージ部１０６の周りのシート１０２が吸引され、チップ１０１ａの外周側においてシート１０２が剥離する。次に、可動ステージ部１０６を図５の矢印の方向へ移動させる。これによって、可動ステージ部１０６にて受けられているチップ１０１ａの受け面積が減少していって、シート１０２の吸着（吸引）面積が増加して、最終的にこのチップ１０１ａからシート１０２を完全に剥離させてチップ１０１ａをピックアップすることができる。このようなピックアップ装置は、チップ１０１ａの厚み寸法が、例えば約７５０μｍ程度の比較的大きなものに適用するのが有効である。

特許第３２０９７３６明細書

固定ステージ部１０４のシート受け面１０８は、前記したようにすり鉢状となっている。このため、図５に示すように、ピックアップすべきチップ１０１ａを吸着したときに、チップ１０１ａに対して、可動ステージ部１０６のスライド方向に隣合う周辺チップ１０１ｂが、すり鉢状のシート受け面１０８に倣う。これにより、ピックアップすべきチップ１０１ａと周辺チップ１０１ｂとが干渉することにより、チップ欠けが生じるおそれがある。また、ピックアップすべきチップ１０１ａに対して、可動ステージ部１０６のスライド方向と直交する方向に隣合う周辺チップ１０１ｃも、チップ１０１ａを吸着したときにシート受け面１０８に倣い、ピックアップすべきチップ１０１ａと周辺チップ１０１ｃとが干渉する。

そこで、本発明は斯かる実情に鑑み、ピックアップすべきチップとそれと隣合うチップとの干渉によるチップの損傷を低減することができるピックアップ装置を提供しようとするものである。

本発明のピックアップ装置は、シートが載置されるステージを有し、複数のチップが所定間隔で張り付けられたシートからチップを剥離してピックアップするピックアップ装置であって、前記ステージは、底中央が深くなる凹形状のシート受け面を有する固定ステージ部と、固定ステージ部のシート受け面の底部に設けられた凹部にスライド可能に設けられる可動ステージ部と、前記凹部の周囲のいずれかの位置に、前記シート受け面から突出する支持部とを備え、ピックアップすべき一のチップを前記可動ステージ部に対応させ、かつ前記一のチップの周縁部を少なくとも一部が可動ステージ部からはみ出させるとともに、前記一のチップと隣合う他のチップを前記支持部に対応させるように設置した後、はみ出し部の下方に形成される空隙に負圧を作用させながら、この空隙が大きくなるように可動ステージ部をスライドさせて、シートをチップと反対側へ吸引するものである。

本発明のピックアップ装置によれば、ピックアップすべき一のチップを吸着したときに、支持部が、前記チップと隣合う他のチップ（周辺チップ）を支持する。これにより、周辺チップが、凹形状のシート受け面に倣って傾くことを防止でき、シート受け面の中央部側へ落ち込むことを防止することができる。すなわち、ピックアップすべきチップを吸着したときでも、周辺チップの姿勢を保つことができて、ピックアップすべきチップと周辺チップとの干渉を防止することができる。

前記構成において、前記支持部の上端の高さ位置は、前記シート受け面の最大高さ位置と略同一とすることができる。これにより、ピックアップすべきチップを吸着したときに、周辺チップの姿勢を略水平とすることができる。

前記構成において、前記支持部は、可動ステージ部が前記凹部に嵌合した状態で、可動ステージ部の先端部に対面する位置、及び可動ステージの側部に対面する位置に設けることができる。これにより、吸着時において、ピックアップすべきチップに対して３方向に存在する周辺チップの落ち込みを夫々防止することができる。ここで、可動ステージ部の先端部とは、可動ステージ部の端部のうち、スライド方向と直交する方向に延びる端部をいう。また、可動ステージ部の側部とは、可動ステージ部の端部のうち、スライド方向に沿って延びる端部をいう。

前記構成において、前記固定ステージ部のシート受け面に、シートを吸引する吸引口を設けることができる。これにより、可動ステージ部のスライド動作時であっても、シートのずれを防止することができ、シートのずれによるチップ同士の干渉を防止することができる。

前記構成において、チップの厚み寸法が、隣合うチップ同士の相対する端部間の幅寸法よりも大きいものとできる。

本発明では、ピックアップすべきチップとそれと隣合うチップとの干渉によるチップの損傷を低減することができる。

本発明のピックアップ装置の簡略平面図である。 前記図１のピックアップ装置を用いた剥離工程を示す簡略断面図である。 前記図１のピックアップ装置における簡略断面図である。 従来のピックアップ装置の簡略平面図である。 前記図４のピックアップ装置の側面図である。

以下、本発明の実施の形態を図１〜図３に基づいて説明する。

本発明のピックアップ装置は、シート２（図２及び図３参照）上に貼り付けられた複数の矩形状のチップ１ａ〜１ｄを、シート２から順次剥離して取り出してピックアップする装置である。図１において、チップ１ａがピックアップすべきチップを示し、チップ１ｂ〜チップ１ｄは、チップ１ａをピックアップする際には周辺チップとなる。

本実施形態において用いられるチップ１ａ〜１ｄは、厚さ寸法が例えば７５０μｍ程度の厚みを有するものである。また、チップ１ａ〜１ｄの厚み寸法ｔ（図２及び図３参照）は、隣合うチップ同士の相対する端部間（ストリート部３）の幅寸法ｘよりも大きい。また、図１では、チップは、ピックアップすべきチップ１ａと、これに隣合う周辺チップ１ｂ〜１ｄとの４つのみを記載しているが、実際はさらに多数のチップが存在する。

ピックアップ装置は、図２及び図３に示すように、ピックアップすべきチップ１ａを上方から保持する保持手段５と、シート２が載置されるステージ６とを備える。ステージ６は、スライド自在な可動ステージ部６ａと、固定ステージ部６ｂと、基台６ｃとを備える。

図２及び図３に示すように、固定ステージ部６ｂは基台６ｃに取り付けられており、可動ステージ部６ａを嵌合させるための凹部１２が設けられている。また、固定ステージ部６ｂの上面であるシート受け面８（つまり、固定ステージ部６ｂの上面のうち凹部１２を除いた面）は、凹部１２にてシート２を落ち込ませるために、底中央が深くなるようなテーパ面となっており、固定ステージ部６ｂの上方側は、いわゆるすり鉢状となっている。

図１に示すように、固定ステージ部６ｂには、上下方向に貫通する貫通孔１３ａ、１３ｂ、１３ｃが設けられている。貫通孔１３ａ〜１３ｃは、本実施形態では第１貫通孔１３ａ、第２貫通孔１３ｂ、第３貫通孔１３ｃの３つ設けられている。第１の貫通孔１３ａは、可動ステージ部６ａの先端部に対面する位置に設けられており、第２の貫通孔１３ｂは、可動ステージ部６ａの一方の側部に対面する位置に設けられており、第３の貫通孔１３ｃは、可動ステージ部６ａの他方の側部に対面する位置に設けられている。ここで、可動ステージ部６ａの先端部とは、可動ステージ部６ａの端部のうち、スライド方向と直交する方向に延びる端部をいう。また、可動ステージ部６ａの側部とは、可動ステージ部６ａの端部のうち、スライド方向に沿って延びる端部をいう。

図２及び図３に示すように、前記貫通孔１３ａ、１３ｂ、１３ｃに、基台６ｃからコレット側へ突出する支持部１４ａ、１４ｂ、１４ｃが挿通されている。支持部１４ａ、１４ｂ、１４ｃの上端面の高さ位置は、シート受け面８の最大高さ位置と略同一である。本実施形態において、シート受け面８はすり鉢状となっており、シート受け面８の最大高さ位置は外周側端部１５となる。

さらに、固定ステージ部６ｂには、図２に示すように、シート２との境界面に負圧を導入する負圧通路３０を設けており、負圧通路３０の端部となる吸引口７、１８が、図１に示すように、固定ステージ部６ｂの上面に開口している。本実施形態では、凹部１２の上面に開口する吸引口７が３個設けられている。これらの吸引口７は、後述するように、ピックアップすべきチップ１ａのはみ出し部３１に対応するように、可動ステージ部６ａが凹部１２に嵌合したときに、可動ステージ部６ａの先端側に対応する位置に設けられている。そして、可動ステージ部６ａが凹部１２に嵌合したときには、図１に示すように、可動ステージ部６ａは、夫々の吸引口７の一部を塞いだ状態となる。

また、シート受け面８の上面に開口する吸引口１８が１２個設けられている。すなわち、シート受け面８には、凹部１２の両側で夫々、平面視Ｈ形状となる浅溝１６と、平面視長円形状の２つの浅溝１７とが形成されている。そして、これらの浅溝１６、１７の底面に前記吸引口１８が設けられている。Ｈ形状の浅溝１６には、４つの吸引口１８が設けられており、長円形状の浅溝１７には１つの吸引口１８が設けられている。

負圧通路３０には、図示省略の真空ポンプが接続されてなる。すなわち、真空ポンプが駆動することによって、負圧通路の吸引口７、１８からエアを吸引することができる。このように、負圧通路と真空ポンプ等で負圧供給手段（エア吸引手段）を構成することができる。

固定ステージ部６ｂの凹部１２に、矩形平板体である可動ステージ部６ａが配置されている。可動ステージ部６ａの上面は、固定ステージ部６ｂのシート受け面８の中央側（つまり、可動ステージ部６ａ側）よりも高位とされている。また、図１に示すように、可動ステージ部６ａの幅寸法Ｗは、チップ１ａの一辺の長さ（幅寸法）Ｗ１よりも小さく設定されている。この場合、可動ステージ部６ａの先端面が剥離すべきチップ１ａの第１辺２１に対応し、チップ１ａの第１辺２１が可動ステージ部６ａの先端面よりもはみ出している。

保持手段５は、図２及び図３に示すように、チップ１ａを吸着するヘッド２０を有する吸着部材（コレット）にて構成している。ヘッド２０は、その下端面に図示省略の吸着孔が設けられ、この吸着孔を介してチップ１ａが真空吸引され、このヘッド２０の下端面にチップ１ａが吸着する。このため、この真空吸引（真空引き）が解除されれば、ヘッド２０からチップ１ａが外れる。

可動ステージ部６ａは、チップ１ａのはみ出し側と反対側にスライドすることができる。このスライドには、図示省略の駆動手段（スライド手段）が用いられる。駆動手段には、例えばボルト軸部材とこれに螺合するナット部材とからなる往復動機構やシリンダ機構、リニアアクチュエータ等の、公知公用の種々の機構を用いることができる。

次に、前記ピックアップ装置を使用したチップのピックアップ方法を説明する。初期状態では、可動ステージ部６ａが凹部１２に嵌合し、図１に示すように、可動ステージ部６ａが、夫々の吸引口７の一部を塞いだ状態となっている。

図２（ａ）に示すように、可動ステージ部６ａに、ピックアップすべきチップ１ａを載置して支持した状態で、チップ１ａの周縁部の少なくとも一部（本実施形態では、第１辺２１）を可動ステージ部６ａからはみ出させる。これによって、このはみ出し部３１の下方に空隙１９を設ける。この空隙１９は吸引口７に連通されている。また、ピックアップすべきチップ１ａの周辺には、可動ステージ部６ａのスライド側と反対側にチップ１ｃ（例えばＴＥＧチップ等のチップ１ａよりも小さな評価用チップ）が存在し、可動ステージ部６ａの両側部側に周辺チップ１ｂ、１ｄ（チップ１ａと同様のチップ）が存在する。

このとき、図２（ａ）に示すように、周辺チップ１ｃが、支持部１４ａにて支持されるように配置するとともに、図３に示すように、周辺チップ１ｂが、支持部１４ｂにて支持され、周辺チップ１ｄが、支持部１４ｃにて支持されるように配置する。この状態で、保持手段５であるコレットのヘッド２０をチップ１ａの上面に当接するとともに、吸着孔を介してチップ１ａを真空吸引して、このヘッド２０の下端面にチップ１ａを吸着させる。

前記空隙１９は、前記したように吸引口７に連通されている。そこで、吸引手段（負圧供給手段）を駆動することによって、吸引口７を介して空隙１９のエアを吸引して負圧を作用させる。これによって、チップ周縁部のシート２の一部、つまりはみ出し側が吸引され、はみ出し部３１において、シート２をチップ１ａから剥離する。また、吸引口７からの吸引に加えて、吸引口１８からも吸引する。

このとき、支持部１４ａ、１４ｂ、１４ｃが夫々、周辺チップ１ｂ、１ｃ、１ｄを支持しているため、周辺チップ１ｂ、１ｃ、１ｄが、凹形状のシート受け面８に倣って傾くことを防止でき、シート受け面８の中央部側へ落ち込むことを防止することができる。すなわち、ピックアップすべきチップ１ａを吸着したときでも、周辺チップ１ｂ、１ｃ、１ｄの姿勢を略水平に保つことができて、ピックアップすべきチップ１ａと周辺チップ１ｂ〜１ｄとの干渉を防止することができ、チップ同士の干渉によるチップ１の損傷を低減することができる。

その後は、図２（ｂ）の矢印に示すように、可動ステージ部６ａを、はみ出し側と反対方向にスライドさせる。このスライドによって、可動ステージ部６ａによるチップ１ａの受け面積が順次減少していって、シート２の下方への吸着（吸引）面積が増加していく。この際、チップ１ａはコレットに保持（吸着）されているので、シート２が順次チップ１ａから剥離していく。このため、可動ステージ部６ａの先端面が、チップ１ａから外れたときに、この剥離すべきチップ１ａからシート２を完全に剥離させることができる。

可動ステージ部６ａのスライド時には、吸引口１８からも吸引しているため、可動ステージ部６ａのスライド動作時であっても、シート２のずれを防止することができ、シート２のずれによるチップ同士の干渉を防止することができる。

そして、剥離後は、コレットを上昇させてステージ６から離すことによって、チップ１ａをシート２から取り出すことができる。その後は、前記負圧状態を解除して、可動ステージ部６ａを前記矢印と反対方向にスライドさせて、図２（ａ）に示すように、可動ステージ部６ａの先端面が凹部１２のはみ出し側端面に位置する状態に戻す。

その後、順次他のチップを可動ステージ部６ａに対応させていけば、シート２上のチップ１をシート２から剥離して取り出すことができる。例えば、ピックアップすべきチップ１ｂを吸着する際に、チップ１ｂと、これと隣合う周辺チップとを干渉させることなく、チップ１ｂをピックアップすることができる。

本発明のピックアップ装置によれば、ピックアップすべきチップ１ａを吸着したときに、支持部１４が、チップ１ａと隣合う周辺チップ１ｂ〜１ｄを支持し、周辺チップ１ｂ〜１ｄが、凹形状のシート受け面８に倣って傾くことを防止でき、シート受け面８の中央部側へ落ち込むことを防止することができる。すなわち、ピックアップすべきチップ１ａを吸着したときでも、周辺チップ１ｂ〜１ｄの姿勢を略水平に保つことができて、ピックアップすべきチップ１ａと周辺チップ１ｂ〜１ｄとの干渉を防止することができ、チップ同士の干渉によるチップ１の損傷を低減することができる。

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、支持部１４の数は任意に設定することができ、支持部１４の上端の高さ位置や、平面視における長さ寸法も任意に設定することができる。支持部１４を設ける位置は、可動ステージ部６ａの側部に対面する位置のみに設けたり、先端部に対面する位置のみに設けたりする等、種々の位置に設けることができる。実施形態では、シート受け面８に吸引口１８を設けたが、これらを省略してもよい。吸引口７、１８の数は、任意に設定することができる。

また、チップ１の大きさ、厚み寸法は種々のものを採用することができる。前記実施形態では、周辺チップ１ｃをＴＥＧチップとしたが、ピックアップすべきチップ１ａと同様のサイズのチップであってもよい。さらに、ピックアップすべきチップ１ａの全方向（３方向）にチップが存在する必要はなく、周辺チップ１ｂ、１ｃ、１ｄのいずれかが存在していなくてもよい。ストリート部３のストリート幅は、全てのチップ間で同一でなくてもよい。例えば、チップ１ａとチップ１ｂとのストリート幅と、チップ１ａとチップ１ｃとのストリート幅とが相違する等であってもよい。本ピックアップ装置では、チップの厚み寸法が大きなものでも適用することができるため、チップサイズの適用範囲が広がり、半導体分野以外（例えばＣＭＯＳセンサー）にも応用することができる。

１ チップ
２ シート
３ 入力手段
６ ステージ
６ａ 可動ステージ部
６ｂ 固定ステージ部
８ シート受け面
１２ 凹部
１４ 支持部
１８ 吸引口
１９ 空隙

Claims (5)

1. シートが載置されるステージを有し、複数のチップが所定間隔で張り付けられたシートからチップを剥離してピックアップするピックアップ装置であって、
   前記ステージは、底中央が深くなる凹形状のシート受け面を有する固定ステージ部と、固定ステージ部のシート受け面の底部に設けられた凹部にスライド可能に設けられる可動ステージ部と、前記凹部の周囲のいずれかの位置に、前記シート受け面から突出する支持部とを備え、
   ピックアップすべき一のチップを前記可動ステージ部に対応させ、かつ前記一のチップの周縁部を少なくとも一部が可動ステージ部からはみ出させるとともに、前記一のチップと隣合う他のチップを前記支持部に対応させるように設置した後、はみ出し部の下方に形成される空隙に負圧を作用させながら、この空隙が大きくなるように可動ステージ部をスライドさせて、シートをチップと反対側へ吸引することを特徴とするピックアップ装置。
2. 前記支持部の上端の高さ位置は、前記シート受け面の最大高さ位置と略同一であることを特徴とする請求項１に記載のピックアップ装置。
3. 前記支持部は、可動ステージ部が前記凹部に嵌合した状態で、可動ステージ部の先端部に対面する位置、及び可動ステージの側部に対面する位置に設けられることを特徴とする請求項１又は請求項２に記載のピックアップ装置。
4. 前記固定ステージ部のシート受け面に、シートを吸引する吸引口が設けられることを特徴とする請求項１〜請求項３のいずれか１項に記載のピックアップ装置。
5. チップの厚み寸法が、隣合うチップ同士の相対する端部間の幅寸法よりも大きいことを特徴とする請求項１〜請求項４のいずれか１項に記載のピックアップ装置。

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