JPH0936147A - 半導体製造装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】ミス、効率低下、ダメ−ジなく、チップをピッ
クアップする。 【解決手段】制御装置４３には、予め上限荷重値Ｆｍａ
ｘ及び下限荷重値Ｆｍｉｎが入力される。チップの突き
上げ時に、荷重・位置検出装置４２は、チップに加わる
荷重値を検出する。制御装置４３は、チップに加わる荷
重値が上限荷重値Ｆｍａｘを越えないように、駆動装置
４１を制御する。制御装置４３は、チップに加わる荷重
値が下限荷重値Ｆｍｉｎに達するまでは、繰り返してチ
ップの突き上げ動作を行うように駆動装置４１を制御す
る。ポンプ２７は、ダイシングシ−トを固定するための
ものである。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、ダイボンディング
時に半導体チップをピンで突き上げて、半導体チップを
ダイシングシ−トから剥がすための半導体製造装置に関
する。

【０００２】

【従来の技術】図２２は、従来の半導体製造装置を示す
ものである。ダイシング工程を終了したウェハ１０は、
ウェハリング１０ａが取り付けられた後に、ダイボンデ
ィング装置のテ−ブル１１上に配置される。テ−ブル１
１上には、カメラ１２が取り付けられている。このカメ
ラ１２は、ウェハの位置の認識やウェハ内の半導体チッ
プの良・不良を検出を行うためのものである。

【０００３】一方、リ−ドフレ−ムは、リ−ドフレ−ム
供給部（ロ−ダ−部）１３から供給される。リ−ドフレ
−ム搬送部（フィ−ダ部）１４は、リ−ドフレ−ムがリ
−ドフレ−ム供給部１３からペ−スト供給部１５及びボ
ンディングヘッド部１６を経由してリ−ドフレ−ム収納
部（アンロ−ダ部）１７へ収納されるように、リ−ドフ
レ−ムを搬送する。

【０００４】ペ−スト供給部１５は、リ−ドフレ−ム上
にペ−ストを供給する。ボンディングヘッド部１６は、
ピックアップ装置１８によりウェ−ハ１０から１つの半
導体チップをピックアップし、チップゲ−ジング１９に
よりその半導体チップの位置決めを行った後に、コレッ
ト２０により半導体チップをリ−ドフレ−ムに加圧接合
する。

【０００５】図２３は、図２２の半導体製造装置におい
て半導体チップをダイシングシ−トから剥がす部分を詳
細に示すものである。図２４は、図２３のＸＸＩＶ−Ｘ
ＸＩＶ線に沿う断面図である。

【０００６】ウェハリング台２１の中央部は、空間にな
っている。バックアップホルダ（シ−ト固定ホルダ）２
２は、ウェハリング台２１の空間部に配置されている。
バックアップホルダ２２は、駆動装置２３により、ウェ
ハリング台２１の空間を自由に動くことができるように
構成されている。

【０００７】バックアップホルダ２２の内部は、空洞に
なっている。バックアップホルダ２２の空洞内には、ピ
ンホルダ２４が配置されている。ピンホルダ２４の上部
には、半導体チップを突き上げるための突き上げピン２
５が複数本配置されている。ピンホルダ２４上部におけ
るバックアップホルダ２２には、突き上げピン２５の位
置に対応する部分に穴２６が設けられている。

【０００８】ピンホルダ２４は、駆動装置２３により、
バックアップホルダ２２の内部を上下方向に動くことが
できるように構成されている。バックアップホルダ２２
の空洞内は、ポンプ２７により負圧にすることができ
る。

【０００９】バックアップホルダ２２及びピンホルダ２
４の動作は、制御装置２８により制御されている。図２
５は、図２３のバックアップホルダを詳細に示すもので
ある。図２６は、図２５のＸＸＶＩ−ＸＸＶＩ線に沿う
断面図、図２７は、図２５のＸＸＶＩＩ−ＸＸＶＩＩ線
に沿う断面図である。

【００１０】バックアップホルダ２２の上部には、突き
上げピン２５をバックアップホルダ２２から突出させる
ための穴２６が設けられている。また、バックアップホ
ルダ２２の上面には、ダイシングシ−トをバックアップ
ホルダ２２に固定するための溝３０が形成されている。
溝３０は、穴２６に繋がっている。

【００１１】図２８は、図２３の半導体製造装置の動作
を示すフロ−チャ−トである。以下、図２３の装置の動
作について説明する。まず、図２９乃至図３２に示すよ
うに、ウェハリング台２１上にウェハリング３３が搭載
される。ダイシングシ−ト３２が引き伸ばされ、ウェハ
３１内の各半導体チップ３１ａが互いに離れる。

【００１２】この後、バックアップホルダ２２を１つの
半導体チップ３１ａの直下に移動させる。ポンプ２７に
より、バックアップホルダ２２の内部の空気を引き抜く
と、バックアップホルダ２２の内部が負圧になる。

【００１３】その結果、バックアップホルダ２２の上部
の穴２６及び溝３０によりダイシングシ−ト３２が吸引
され、ダイシングシ−ト３２がバックアップホルダ２２
に固定される。

【００１４】次に、図３３及び図３４に示すように、ピ
ンホルダ２４を上方向に、所定の速度及び所定の加速度
で移動させ、ピンホルダ２４を一定の高さの位置に移
す。その結果、１つの半導体チップ３１ａは、突き上げ
ピン２５により一定の高さの位置に突き上げられる。

【００１５】突き上げられた半導体チップ３１ａの直下
のダイシングシ−ト３２は、さらに引き伸ばされるた
め、ダイシングシ−ト３２は、シ−トの収縮力とポンプ
の吸引力によりその半導体チップ３１ａから剥がれよう
とする。

【００１６】次に、図３５及び図３６に示すように、ピ
ンホルダ２４を上方向に、所定の速度及び所定の加速度
でさらに移動させ、ピンホルダ２４を一定の高さの位置
に移すと、ダイシングシ−ト３２は、シ−トの収縮力と
ポンプの吸引力によりその半導体チップ３１ａから完全
に剥がれる。

【００１７】この後、突き上げられた１つの半導体チッ
プがピックアップ装置によりピックアップされ、チップ
ゲ−ジングにより半導体チップの位置決めが行われた
後、コレットにより半導体チップがリ−ドフレ−ムに加
圧接合される。

【００１８】

【発明が解決しようとする課題】上述のような半導体製
造装置では、ダイボンディングの動作中においては、ダ
イシングシ−トの性質や半導体チップのサイズなどに拘
らず、ピンホルダの突き上げ条件（突き上げ高さ、突き
上げ速度、突き上げ加速度、突き上げピンの先端部の形
状、突き上げピンの本数、突き上げピン同士の間隔な
ど）は、常に一定である。

【００１９】即ち、このような半導体製造装置は、メ−
カよって、カムの形状や制御方式が異なり、ダイボンデ
ィングの動作中においては、装置の起動時に設定された
突き上げ条件を変更することができない。

【００２０】従って、作業者は、装置を起動する度に条
件出しを行い、メ−カにより設定された各種の突き上げ
条件のうちから適切な条件を選択する必要があると共
に、最適な条件で半導体チップを突き上げることができ
ないという欠点がある。

【００２１】また、近年、半導体チップの大型化により
ダイシングシ−トと半導体チップの接着力が増したた
め、半導体チップをダイシングシ−トから剥がすために
突き上げピンに加える荷重が大きくなっている。

【００２２】この荷重は、突き上げピンによる半導体チ
ップの破壊強度（突き上げピンの形状、材質などにより
異なる）よりも大きくなり、半導体チップにキズやクラ
ックなどのダメ−ジを発生させる。

【００２３】図３７は、突き上げピンの高さの変位と荷
重の変位を［Ａ］〜［Ｃ］の３種類示したものである。
即ち、突き上げピンの種類により半導体チップのダメ−
ジ発生荷重が決まるが、このダメ−ジ発生荷重は、ダイ
ボンディング時に突き上げピンに加える荷重とは別個に
決定される。

【００２４】従って、ダイボンディング時に突き上げピ
ンに加える荷重が半導体チップのダメ−ジ発生荷重を越
える場合があり、この場合には、半導体チップをダイシ
ングシ−トから剥がす際に、半導体チップにダメ−ジが
発生する。

【００２５】そして、ダメ−ジを有する半導体チップを
プラスチックパッケ−ジに封止した場合、表１に示すよ
うに、実装時のＩＲリフロ−などの熱衝撃ストレスによ
り、パッケ−ジにクラックが発生し、不良品となる。

【００２６】

【表１】

【００２７】また、半導体チップをダイシングシ−トか
ら剥がすに当って、半導体チップのサイズ及びダイシン
グシ−トの粘着力と、突き上げピンに加える荷重との最
適化が難しくなっている。

【００２８】従って、図３８に示すように、半導体チッ
プがダイシングシ−トから剥がれないうちにピックアッ
プを行ってしまうような突き上げミス（ピックアップミ
ス）が発生したり、また、図３９に示すように、半導体
チップがダイシングシ−トから剥がれた後においても突
き上げ動作を行い続けるインデックス低下を起こす場合
がある。

【００２９】突き上げミスは、ダイボンディング装置を
一時停止させるため、再度、ダイボンディング装置を動
作させるために約１０〜２０秒が必要になり、また、イ
ンデックス低下は、各半導体チップの突き上げに対して
１秒弱の無駄な時間を費やしているため、いずれの場合
も、著しい生産性の低下及び品質の低下を招く欠点があ
る。

【００３０】また、生産の途中において、突き上げピン
の破損などが生じた場合においても、一単位（ロット）
のウェハを処理した後でなければ、その破損を確認する
ことができない。従って、一連の処理を終えた後に、多
量の不良品が発見されるという欠点がある。

【００３１】本発明は、上記欠点を解決すべくなされた
もので、その目的は、突き上げミスやインデックスの低
下がなく、かつ、半導体チップにダメ−ジを与えること
がなく、半導体チップをピックアップすることができる
半導体製造装置及び半導体製造方法を提供することであ
る。

【００３２】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するた
め、本発明の半導体製造装置は、粘着シ−ト上の半導体
チップを突き上げピンにより突き上げて前記粘着シ−ト
から前記半導体チップを剥がす突き上げ手段と、前記半
導体チップの突き上げ時において前記突き上げピンに加
わる荷重を検出する検出手段と、前記突き上げピンに加
わる荷重が予め設定された上限荷重値に達するまで前記
半導体チップの突き上げ動作を継続させる制御手段とを
備えている。

【００３３】前記制御手段は、前記突き上げピンに加わ
る荷重が前記上限荷重値に達したときに前記半導体チッ
プの突き上げ動作を停止させ、前記突き上げピンに加わ
る荷重が予め設定された所定値まで低下したときに前記
半導体チップの突き上げ動作を再開させる。

【００３４】前記制御手段は、前記突き上げピンに加わ
る荷重が前記上限荷重値に達したときに前記半導体チッ
プの突き上げ動作を停止させ、前記突き上げピンに加わ
る荷重が予め設定された下限荷重値に低下するまで前記
半導体チップの突き上げ動作を停止させる。

【００３５】前記制御手段は、前記突き上げピンに加わ
る荷重が前記上限荷重値に達する前に最大値に達したと
きは、前記突き上げピンに加わる荷重が予め設定された
下限荷重値に低下するまで前記半導体チップの突き上げ
動作を継続させる。

【００３６】本発明の半導体製造装置は、さらに、前記
突き上げピンに加わる荷重値が予め設定された下限荷重
値まで低下した後に前記半導体チップをピックアップす
る手段を備えている。

【００３７】前記上限荷重値は、前記突き上げピンが前
記半導体チップにダメ−ジを与えない最大の荷重値であ
り、前記上限荷重値を予め求めておく手段を備えてい
る。前記下限荷重値は、前記半導体チップが前記粘着シ
−トから完全に剥がれたときの荷重値であり、前記下限
荷重値を予め求めておく手段を備えている。

【００３８】上記構成によれば、検出手段により検出さ
れる荷重が予め設定された上限荷重値に達するまで、制
御手段は、半導体チップの突き上げ動作を継続させる。
即ち、制御手段は、突き上げピンに加わる荷重が上限荷
重値に達したときに半導体チップの突き上げ動作を停止
させる。

【００３９】従って、ダイボンディング時において、常
に、突き上げピンの荷重が上限荷重値を越えないため、
半導体チップにキズやクラックなどのダメ−ジが形成さ
れなくなり、プラスチックパッケ−ジにクラックが発生
せず、品質の向上を図ることができる。

【００４０】制御手段は、突き上げピンに加わる荷重が
上限荷重値に達したときに突き上げ動作を停止させ、突
き上げピンに加わる荷重が予め設定された所定値まで低
下したときに突き上げ動作を再開させる。

【００４１】従って、このような突き上げ動作を繰り返
し行うことにより、半導体チップの突き上げミスやイン
デックスの低下をなくすことができ、生産性の向上を図
ることができる。

【００４２】制御手段は、突き上げピンに加わる荷重が
前記上限荷重値に達したときに半導体チップの突き上げ
動作を停止させ、突き上げピンに加わる荷重が予め設定
された下限荷重値に低下するまで半導体チップの突き上
げ動作を停止させる。

【００４３】これにより、半導体チップの突き上げミス
をなくなると共に、インデックスの低下をなくすことが
できるため、生産性の向上を図ることができる。制御手
段は、突き上げピンに加わる荷重が上限荷重値に達する
前に最大値に達したときは、突き上げピンに加わる荷重
が予め設定された下限荷重値に低下するまで半導体チッ
プの突き上げ動作を継続させる。

【００４４】これにより、半導体チップの突き上げミス
をなくなると共に、素早く半導体チップを粘着シ−トか
ら剥がすことができるため、生産性の向上を図ることが
できる。

【００４５】上記構成によれば、突き上げピンに加わる
荷重値が予め設定された下限荷重値まで低下した後に半
導体チップをピックアップする手段を備えている。即
ち、荷重値が下限荷重値まで低下した後に半導体チップ
をピックアップするため、半導体チップが粘着シ−トか
ら剥がれた後にも突き上げ動作を継続するということが
なくなり、インデックスの低下を防止できる。

【００４６】また、上限荷重値を、突き上げピンが半導
体チップにダメ−ジを与えない最大の荷重値に設定し、
下限荷重値を、半導体チップが粘着シ−トから完全に剥
がれたときの荷重値に設定し、これら上限荷重値及び下
限荷重値を予め求めておく手段を備えている。

【００４７】従って、半導体チップにダメ−ジを与える
ことなく、かつ、半導体チップの突き上げミスやインデ
ックスの低下を防ぎながら、半導体チップのピックアッ
プができる。

【００４８】

【発明の実施の形態】以下、図面を参照しながら、本発
明の半導体製造装置及び半導体製造方法について詳細に
説明する。図１は、本発明の半導体製造装置を示してい
る。

【００４９】ウェハリング台２１の中央部は、空間にな
っている。バックアップホルダ（シ−ト固定ホルダ）２
２は、ウェハリング台２１の空間部に配置されている。
バックアップホルダ２２は、駆動装置４１により、ウェ
ハリング台２１の空間を自由に動くことができるように
構成されている。

【００５０】バックアップホルダ２２の内部は、空洞に
なっている。バックアップホルダ２２の空洞内には、ピ
ンホルダ２４が配置されている。ピンホルダ２４の上部
には、半導体チップを突き上げるための突き上げピン２
５が複数本配置されている。ピンホルダ２４上部におけ
るバックアップホルダ２２には、突き上げピン２５の位
置に対応する部分に穴２６が設けられている。

【００５１】ピンホルダ２４は、駆動装置４１により、
バックアップホルダ２２の内部を上下方向に動くことが
できるように構成されている。バックアップホルダ２２
の空洞内は、ポンプ２７により負圧にすることができ
る。

【００５２】バックアップホルダ２２及びピンホルダ２
４の動作は、制御装置４３により制御されている。荷重
・高さ検出回路４２は、ピンホルダ２４に下方向に加わ
る荷重を検出すると共に、ピンホルダ２４の上下方向の
位置を検出する。荷重・高さ検出回路４２により検出さ
れた各値は、制御装置４３に与えられる。

【００５３】また、制御装置４３には、半導体チップに
ダメ−ジを与えない最大限の荷重値（上限荷重値）Ｆｍ
ａｘ、及び半導体チップをダイシングシ−トから剥がす
ために必要な最小限の荷重値（下限荷重値）Ｆｍｉｎが
それぞれ入力される。

【００５４】制御装置４３は、荷重・高さ検出回路４２
から与えられる値に基づいて、ピンホルダ２４に加わる
荷重及びピンホルダ２４の上下方向の位置をそれぞれ制
御する。

【００５５】図３は、図１のバックアップホルダを詳細
に示すものである。図４は、図３のＩＶ−ＩＶ線に沿う
断面図、図５は、図３のＶ−Ｖ線に沿う断面図である。
バックアップホルダ２２の上部には、突き上げピン２５
をバックアップホルダ２２から突出させるための穴２６
が設けられている。また、バックアップホルダ２２の上
面には、ダイシングシ−トをバックアップホルダ２２に
固定するための溝３０が形成されている。溝３０は、穴
２６に繋がっている。

【００５６】図６は、図１及び図２の半導体製造装置の
動作を示すフロ−チャ−トである。図７は、図１及び図
２の半導体製造装置の動作の主なものを３種類（［Ａ］
〜［Ｃ］）を示すものである。

【００５７】［Ａ］の動作について説明する。まず、装
置を起動した後、作業者により、予め検査及び確認され
た上限荷重値Ｆｍａｘと下限荷重値Ｆｍｉｎをそれぞれ
制御装置４３に入力される（ステップＳＴ１）。

【００５８】なお、上限荷重値Ｆｍａｘ及び下限荷重値
Ｆｍｉｎは、装置を起動する前に制御装置４３に入力し
ておいてもよいし、又はこの装置の製造時にメ−カの技
術者により入力しておいてもよい（ステップＳＴ１〜
２）。

【００５９】上限荷重値Ｆｍａｘ及び下限荷重値Ｆｍｉ
ｎがメ−カの技術者により入力される場合、半導体チッ
プのサイズや突き上げピンの先端部の形状などに応じた
複数種類の上限荷重値Ｆｍａｘ及び下限荷重値Ｆｍｉｎ
が制御装置４３に入力される。

【００６０】そして、装置を起動した後に、作業者が半
導体チップのサイズや突き上げピンの先端部の形状を制
御装置４３に入力すると、制御装置４３は、これらの入
力に基づいて、最適な上限荷重値Ｆｍａｘ及び下限荷重
値Ｆｍｉｎを選択する。

【００６１】次に、図８乃至図１１に示すように、ウェ
ハリング台２１上にウェハリング３３が搭載される。ダ
イシングシ−ト３２が引き伸ばされ、ウェハ３１内の各
半導体チップ３１ａが互いに離れる。

【００６２】この後、バックアップホルダ２２を１つの
半導体チップ３１ａの直下に移動させる。ポンプ２７に
より、バックアップホルダ２２の内部の空気を引き抜く
と、バックアップホルダ２２の内部が負圧になる。

【００６３】その結果、バックアップホルダ２２の上部
の穴２６及び溝３０によりダイシングシ−ト３２が吸引
され、ダイシングシ−ト３２がバックアップホルダ２２
に固定される。

【００６４】次に、図１２及び図１３に示すように、ピ
ンホルダ２４を上方向に所定の速度及び所定の加速度で
移動させると、１つの半導体チップ３１ａは、突き上げ
ピン２５により次第に上方向へ突き上げられる。この
時、ピンホルダ２４に下方向に加わる荷重値は、ポンプ
による吸引力及びシ−トの収縮力により次第に増大す
る。

【００６５】そして、ピンホルダ２４に下方向に加わる
荷重値が上限荷重値Ｆｍａｘに達すると、この状態を荷
重・高さ検出装置４２が検出する。同時に、荷重・高さ
検出回路４２は、ピンホルダ２４に下方向に加わる荷重
値が上限荷重値Ｆｍａｘに達した旨を制御装置４３に伝
達する（ステップＳＴ３〜４）。

【００６６】制御装置４３は、ピンホルダ２４に下方向
に加わる荷重値が上限荷重値Ｆｍａｘに達したという荷
重・高さ検出回路４２からの信号に基づいて、ピンホル
ダ２４を停止させる（ステップＳＴ５）。

【００６７】この後、ダイシングシ−ト３２は、ポンプ
による吸引力及びシ−トの収縮力により、次第に半導体
チップ３１ａから剥がれ出す。ダイシングシ−ト３２の
一部分が半導体チップ３１ａから剥れると、ピンホルダ
２４に下方向に加わる荷重値が下がる。

【００６８】次に、図１４及び図１５に示すように、制
御装置４３は、荷重・高さ検出回路４２により検出され
る荷重値が下限荷重値Ｆｍｉｎより大きい所定値に達し
たことを確認すると、再度、ピンホルダ２４を上方向に
所定の速度及び所定の加速度で移動させ、さらに半導体
チップ３１ａを突き上げピン２５により上方向へ突き上
げる（ステップＳＴ６）。

【００６９】従って、ピンホルダ２４に下方向に加わる
荷重値は、ポンプによる吸引力及びシ−トの収縮力によ
り次第に増大する。そして、ピンホルダ２４に下方向に
加わる荷重値が上限荷重値Ｆｍａｘに達すると、この状
態を荷重・高さ検出装置４２が検出する。同時に、荷重
・高さ検出回路４２は、ピンホルダ２４に下方向に加わ
る荷重値が上限荷重値Ｆｍａｘに達した旨を制御装置４
３に伝達する（ステップＳＴ３〜４）。

【００７０】制御装置４３は、ピンホルダ２４に下方向
に加わる荷重値が上限荷重値Ｆｍａｘに達したという荷
重・高さ検出回路４２からの信号に基づいて、ピンホル
ダ２４を停止させる（ステップＳＴ５）。

【００７１】この後、ダイシングシ−ト３２は、ポンプ
による吸引力及びシ−トの収縮力により、次第に半導体
チップ３１ａから剥がれ出す。ダイシングシ−ト３２の
一部分が半導体チップ３１ａから剥れると、ピンホルダ
２４に下方向に加わる荷重値が下がる。

【００７２】このようなピンホルダ２４の上昇及び停止
を数回繰り返すと、最終的には、半導体チップ３１ａ
は、ダイシングシ−ト３２から完全に剥がれ、荷重・高
さ検出装置４２は、半導体チップ３１ａがダイシングシ
−ト３２から完全に剥がれたことを示す下限荷重値Ｆｍ
ｉｎに到達したことを検出する（ステップＳＴ７）。

【００７３】この後、突き上げ動作が終了し、突き上げ
られた１つの半導体チップ３１ａがピックアップ装置に
よりピックアップされ、チップゲ−ジングにより半導体
チップの位置決めが行われた後、コレットにより半導体
チップがリ−ドフレ−ムに加圧接合される。

【００７４】また、バックアップホルダ２２を、次にピ
ックアップする１つの半導体チップ３１ａの直下に移動
させる。なお、突き上げピン２５は、ダイシングシ−ト
３２を突き破らないように構成してもよいし、図１６乃
至１９に示すように、ダイシングシ−ト３２を突き破る
ように構成してもよい。

【００７５】［Ｂ］の動作について説明する。まず、装
置を起動した後、作業者により、予め検査及び確認され
た上限荷重値Ｆｍａｘと下限荷重値Ｆｍｉｎをそれぞれ
制御装置４３に入力される（ステップＳＴ１）。

【００７６】なお、上限荷重値Ｆｍａｘ及び下限荷重値
Ｆｍｉｎは、装置を起動する前に制御装置４３に入力し
ておいてもよいし、又はこの装置の製造時にメ−カの技
術者により入力しておいてもよい（ステップＳＴ１〜
２）。

【００７７】上限荷重値Ｆｍａｘ及び下限荷重値Ｆｍｉ
ｎがメ−カの技術者により入力される場合、半導体チッ
プのサイズや突き上げピンの先端部の形状などに応じた
複数種類の上限荷重値Ｆｍａｘ及び下限荷重値Ｆｍｉｎ
が制御装置４３に入力される。

【００７８】そして、装置を起動した後に、作業者が半
導体チップのサイズや突き上げピンの先端部の形状を制
御装置４３に入力すると、制御装置４３は、これらの入
力に基づいて、最適な上限荷重値Ｆｍａｘ及び下限荷重
値Ｆｍｉｎを選択する。

【００７９】次に、図８乃至図１１に示すように、ウェ
ハリング台２１上にウェハリング３３が搭載される。ダ
イシングシ−ト３２が引き伸ばされ、ウェハ３１内の各
半導体チップ３１ａが互いに離れる。

【００８０】この後、バックアップホルダ２２を１つの
半導体チップ３１ａの直下に移動させる。ポンプ２７に
より、バックアップホルダ２２の内部の空気を引き抜く
と、バックアップホルダ２２の内部が負圧になる。

【００８１】その結果、バックアップホルダ２２の上部
の穴２６及び溝３０によりダイシングシ−ト３２が吸引
され、ダイシングシ−ト３２がバックアップホルダ２２
に固定される。

【００８２】次に、図１２乃至図１５に示すように、ピ
ンホルダ２４を上方向に所定の速度及び所定の加速度で
移動させると、１つの半導体チップ３１ａは、突き上げ
ピン２５により次第に上方向へ突き上げられる。この
時、ピンホルダ２４に下方向に加わる荷重値は、ポンプ
による吸引力及びシ−トの収縮力により次第に増大す
る。

【００８３】そして、ピンホルダ２４に下方向に加わる
荷重値が上限荷重値Ｆｍａｘに達すると、この状態を荷
重・高さ検出装置４２が検出する。同時に、荷重・高さ
検出回路４２は、ピンホルダ２４に下方向に加わる荷重
値が上限荷重値Ｆｍａｘに達した旨を制御装置４３に伝
達する（ステップＳＴ３〜４）。

【００８４】制御装置４３は、ピンホルダ２４に下方向
に加わる荷重値が上限荷重値Ｆｍａｘに達したという荷
重・高さ検出回路４２からの信号に基づいて、ピンホル
ダ２４を停止させる（ステップＳＴ５）。

【００８５】この後、ダイシングシ−ト３２は、ポンプ
による吸引力及びシ−トの収縮力により、次第に半導体
チップ３１ａから剥がれ出す。ダイシングシ−ト３２が
半導体チップ３１ａから完全に剥れると、ピンホルダ２
４に下方向に加わる荷重値が下限荷重値Ｆｍｉｎに到達
する（ステップＳＴ７）。

【００８６】この後、突き上げ動作が終了し、突き上げ
られた１つの半導体チップ３１ａがピックアップ装置に
よりピックアップされ、チップゲ−ジングにより半導体
チップの位置決めが行われた後、コレットにより半導体
チップがリ−ドフレ−ムに加圧接合される。

【００８７】また、バックアップホルダ２２を、次にピ
ックアップする１つの半導体チップ３１ａの直下に移動
させる。なお、突き上げピン２５は、上述のように、ダ
イシングシ−ト３２を突き破らないように構成してもよ
いし、図１６乃至１９に示すように、ダイシングシ−ト
３２を突き破るように構成してもよい。

【００８８】［Ｃ］の動作について説明する。まず、装
置を起動した後、作業者により、予め検査及び確認され
た上限荷重値Ｆｍａｘと下限荷重値Ｆｍｉｎをそれぞれ
制御装置４３に入力される（ステップＳＴ１）。

【００８９】なお、上限荷重値Ｆｍａｘ及び下限荷重値
Ｆｍｉｎは、装置を起動する前に制御装置４３に入力し
ておいてもよいし、又はこの装置の製造時にメ−カの技
術者により入力しておいてもよい（ステップＳＴ１〜
２）。

【００９０】上限荷重値Ｆｍａｘ及び下限荷重値Ｆｍｉ
ｎがメ−カの技術者により入力される場合、半導体チッ
プのサイズや突き上げピンの先端部の形状などに応じた
複数種類の上限荷重値Ｆｍａｘ及び下限荷重値Ｆｍｉｎ
が制御装置４３に入力される。

【００９１】そして、装置を起動した後に、作業者が半
導体チップのサイズや突き上げピンの先端部の形状を制
御装置４３に入力すると、制御装置４３は、これらの入
力に基づいて、最適な上限荷重値Ｆｍａｘ及び下限荷重
値Ｆｍｉｎを選択する。

【００９２】次に、図８乃至図１１に示すように、ウェ
ハリング台２１上にウェハリング３３が搭載される。ダ
イシングシ−ト３２が引き伸ばされ、ウェハ３１内の各
半導体チップ３１ａが互いに離れる。

【００９３】この後、バックアップホルダ２２を１つの
半導体チップ３１ａの直下に移動させる。ポンプ２７に
より、バックアップホルダ２２の内部の空気を引き抜く
と、バックアップホルダ２２の内部が負圧になる。

【００９４】その結果、バックアップホルダ２２の上部
の穴２６及び溝３０によりダイシングシ−ト３２が吸引
され、ダイシングシ−ト３２がバックアップホルダ２２
に固定される。

【００９５】次に、図１２乃至図１５に示すように、ピ
ンホルダ２４を上方向に所定の速度及び所定の加速度で
移動させると、１つの半導体チップ３１ａは、突き上げ
ピン２５により次第に上方向へ突き上げられる。この
時、ピンホルダ２４に下方向に加わる荷重値は、ポンプ
による吸引力及びシ−トの収縮力により次第に増大す
る。

【００９６】同時に、ダイシングシ−ト３２は、ポンプ
による吸引力及びシ−トの収縮力により、次第に半導体
チップ３１ａから剥がれ出す。ダイシングシ−ト３２が
半導体チップ３１ａから完全に剥れると、ピンホルダ２
４に下方向に加わる荷重値が下限荷重値Ｆｍｉｎに到達
する（ステップＳＴ７）。

【００９７】この後、突き上げ動作が終了し、突き上げ
られた１つの半導体チップ３１ａがピックアップ装置に
よりピックアップされ、チップゲ−ジングにより半導体
チップの位置決めが行われた後、コレットにより半導体
チップがリ−ドフレ−ムに加圧接合される。

【００９８】また、バックアップホルダ２２を、次にピ
ックアップする１つの半導体チップ３１ａの直下に移動
させる。なお、突き上げピン２５は、上述のように、ダ
イシングシ−ト３２を突き破らないように構成してもよ
いし、図１６乃至１９に示すように、ダイシングシ−ト
３２を突き破るように構成してもよい。

【００９９】図２０は、ピンホルダ２４の突き上げピン
２５の先端部の形状を拡大して示すものである。図２１
は、突き上げピン２５の先端部の形状と半導体チップに
ダメ−ジが入る荷重値との関係を示すものである。

【０１００】突き上げピン２５の先端部は、半径Ｒの球
面を構成している。本実施例では、突き上げピンの先端
部の形状と半導体チップにダメ−ジが入る荷重値との関
係を求めるために、先端部の球面の半径Ｒが異なる５種
類の突き上げピンを用意した。

【０１０１】これら５種類の突き上げピンを用いて、種
々の荷重値Ｆで半導体チップを突き上げ、半導体チップ
に形成されるダメ−ジ（キズ、クラックなど）を調べ
た。なお、表２は、例えば、先端部の球面の半径がＡの
突き上げピンを用いて、種々の荷重値Ｆで半導体チップ
を突き上げた場合の測定結果である。

【０１０２】

【表２】

【０１０３】その結果、図２１に示すように、先端部の
球面の半径をＲ（μｍ）、半導体チップに加える荷重値
をＦ（Ｎ）とした場合に、当該半導体チップにダメ−ジ
を形成しないための条件は、Ｆ≦ａＲ² （但し、ａは、
定数である。）であることを発見した。

【０１０４】この結果を基にして、上述の半導体製造装
置の制御装置に与える上限荷重値Ｆｍａｘと下限荷重値
Ｆｍｉｎを決定する。上記半導体製造装置によれば、半
導体チップにダメ−ジを与えない最大限の荷重値（上限
荷重値）Ｆｍａｘが予め設定され、ダイボンディング時
において、常に、突き上げピンの荷重値が上限荷重値Ｆ
ｍａｘを越えないように設定されている。

【０１０５】従って、半導体チップにキズやクラックな
どのダメ−ジが形成されなくなるため、プラスチックパ
ッケ−ジにもクラックが発生せず、品質の向上を図るこ
とができる。

【０１０６】同時に、半導体チップをダイシングシ−ト
から剥離するために最小限必要な荷重値（下限荷重値）
Ｆｍｉｎが予め設定され、ダイボンディング時におい
て、突き上げピンの荷重値が下限荷重値になるまでは、
突き上げ動作を繰り返し行うように構成している。

【０１０７】従って、半導体チップの突き上げミスをな
くなると共に、インデックスの低下をなくすことができ
るため、生産性の向上を図ることができる。また、本発
明の突き上げ制御によれば、例えば粘着力の強いダイシ
ングシ−トと粘着力の弱いダイシングシ−トが混在して
いる場合においても、常時、荷重・高さ検出装置の信号
波形を読み取ることにより、突き上げミスやインデック
スの低下なく、半導体チップのダメ−ジを防止すること
ができる。また、本発明の突き上げ制御によれば、突然
の不具合（例えば、突き上げピンの欠けなど）が生じて
も、不良品の発生を防止することができる。

【０１０８】

【発明の効果】以上、説明したように、本発明の半導体
製造装置によれば、次のような効果を奏する。半導体チ
ップにダメ−ジを与えない最大限の荷重値（上限荷重
値）Ｆｍａｘが予め設定され、ダイボンディング時にお
いて、常に、突き上げピンの荷重値が上限荷重値Ｆｍａ
ｘを越えないように設定されている。

【０１０９】従って、半導体チップにキズやクラックな
どのダメ−ジが形成されなくなるため、プラスチックパ
ッケ−ジにもクラックが発生せず、品質の向上を図るこ
とができる。

【０１１０】同時に、半導体チップをダイシングシ−ト
から剥離するために最小限必要な荷重値（下限荷重値）
Ｆｍｉｎが予め設定され、ダイボンディング時におい
て、突き上げピンの荷重値が下限荷重値になるまでは、
突き上げ動作を繰り返し行うように構成している。

【０１１１】従って、半導体チップの突き上げミスをな
くなると共に、インデックスの低下をなくすことができ
るため、生産性の向上を図ることができる。また、本発
明の突き上げ制御によれば、例えば粘着力の強いダイシ
ングシ−トと粘着力の弱いダイシングシ−トが混在して
いる場合においても、常時、荷重・高さ検出装置の信号
波形を読み取ることにより、突き上げミスやインデック
スの低下なく、半導体チップのダメ−ジを防止すること
ができる。また、本発明の突き上げ制御によれば、突然
の不具合（例えば、突き上げピンの欠けなど）が生じて
も、不良品の発生を防止することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の半導体製造装置を示す平面図。

【図２】図１のＩＩ−ＩＩ線に沿う断面図。

【図３】図１のバックアップホルダを詳細に示す平面
図。

【図４】図３のＩＶ−ＩＶ線に沿う断面図。

【図５】図３のＶ−Ｖ線に沿う断面図。

【図６】本発明の半導体製造装置の動作を示す流れ図。

【図７】本発明の半導体製造装置の動作のパタ−ンを示
す図。

【図８】本発明の半導体製造装置の動作の一工程を示す
平面図。

【図９】図８のＩＸ−ＩＸ線に沿う断面図。

【図１０】本発明の半導体製造装置の動作の一工程を示
す平面図。

【図１１】図１０のＸＩ−ＸＩ線に沿う断面図。

【図１２】本発明の半導体製造装置の動作の一工程を示
す平面図。

【図１３】図１２のＸＩＩＩ−ＸＩＩＩ線に沿う断面
図。

【図１４】本発明の半導体製造装置の動作の一工程を示
す平面図。

【図１５】図１４のＸＶ−ＸＶ線に沿う断面図。

【図１６】本発明の半導体製造装置の動作の一工程を示
す平面図。

【図１７】図１６のＸＶＩＩ−ＸＶＩＩ線に沿う断面
図。

【図１８】本発明の半導体製造装置の動作の一工程を示
す平面図。

【図１９】図１８のＸＩＸ−ＸＩＸ線に沿う断面図。

【図２０】ピンホルダの突き上げピンを詳細に示す図。

【図２１】ピン先の半径Ｒと荷重値Ｆとチップダメ−ジ
との関係を示す図。

【図２２】ダイボンディング装置の全体の概略を示す
図。

【図２３】従来の半導体製造装置を示す平面図。

【図２４】図２３のＸＸＩＶ−ＸＸＩＶ線に沿う断面
図。

【図２５】図２３のバックアップホルダを詳細に示す平
面図。

【図２６】図２５のＸＸＶＩ−ＸＸＶＩ線に沿う断面
図。

【図２７】図２５のＸＸＶＩＩ−ＸＸＶＩＩ線に沿う断
面図。

【図２８】図２３の半導体製造装置の動作を示す流れ
図。

【図２９】従来の半導体製造装置の動作の一工程を示す
平面図。

【図３０】図２９のＸＸＸ−ＸＸＸ線に沿う断面図。

【図３１】従来の半導体製造装置の動作の一工程を示す
平面図。

【図３２】図３１のＸＸＸＩＩ−ＸＸＸＩＩ線に沿う断
面図。

【図３３】従来の半導体製造装置の動作の一工程を示す
平面図。

【図３４】図３３のＸＸＸＩＶ−ＸＸＸＩＶ線に沿う断
面図。

【図３５】従来の半導体製造装置の動作の一工程を示す
平面図。

【図３６】図３５のＸＸＸＶＩ−ＸＸＸＶＩ線に沿う断
面図。

【図３７】従来の半導体製造装置の動作のパタ−ンを示
す図。

【図３８】従来の装置の突き上げミス時の荷重変位及び
位置変位を示す図。

【図３９】従来の装置のインデックス低下時の荷重変位
及び位置変位を示す図。

【符号の説明】

１１ …テ−ブル、 １２ …カメラ、 １３ …リ−ドフレ−ム供給部、 １４ …リ−ドフレ−ム搬送部、 １５ …ペ−スト供給部、 １６ …ボンディングヘッド部、 １７ …リ−ドフレ−ム収納部、 １８ …ピックアップ装置、 １９ …チップゲ−ジング、 ２０ …コレット、 ２１ …ウェハリング台、 ２２ …バックアップホルダ、 ２３，４１ …駆動装置、 ２４ …ピンホルダ、 ２５ …突き上げピン、 ２６ …穴、 ２７ …ポンプ、 ２８，４３ …制御装置、 ３０ …溝、 ３１ …ウェハ、 ３１ａ …半導体チップ、 ３２ …ダイシングシ−ト、 ４２ …荷重・高さ検出装置。

Claims (7)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 粘着シ−ト上の半導体チップを突き上げ
   ピンにより突き上げて前記粘着シ−トから前記半導体チ
   ップを剥がす突き上げ手段と、 前記半導体チップの突き上げ時において前記突き上げピ
   ンに加わる荷重を検出する検出手段と、 前記突き上げピンに加わる荷重が予め設定された上限荷
   重値に達するまで前記半導体チップの突き上げ動作を継
   続させる制御手段とを具備することを特徴とする半導体
   製造装置。
2. 【請求項２】 前記制御手段は、前記突き上げピンに加
   わる荷重が前記上限荷重値に達したときに前記半導体チ
   ップの突き上げ動作を停止させ、前記突き上げピンに加
   わる荷重が予め設定された所定値まで低下したときに前
   記半導体チップの突き上げ動作を再開させることを特徴
   とする請求項１に記載の半導体製造装置。
3. 【請求項３】 前記制御手段は、前記突き上げピンに加
   わる荷重が前記上限荷重値に達したときに前記半導体チ
   ップの突き上げ動作を停止させ、前記突き上げピンに加
   わる荷重が予め設定された下限荷重値に低下するまで前
   記半導体チップの突き上げ動作を停止させることを特徴
   とする請求項１に記載の半導体製造装置。
4. 【請求項４】 前記制御手段は、前記突き上げピンに加
   わる荷重が前記上限荷重値に達する前に最大値に達した
   ときは、前記突き上げピンに加わる荷重が予め設定され
   た下限荷重値に低下するまで前記半導体チップの突き上
   げ動作を継続させることを特徴とする請求項１に記載の
   半導体製造装置。
5. 【請求項５】 前記突き上げピンに加わる荷重値が予め
   設定された下限荷重値まで低下した後に前記半導体チッ
   プをピックアップする手段をさらに具備することを特徴
   とする請求項１に記載の半導体製造装置。
6. 【請求項６】 前記上限荷重値は、前記突き上げピンが
   前記半導体チップにダメ−ジを与えない最大の荷重値で
   あり、前記上限荷重値を予め求めておく手段をさらに具
   備することを特徴とする請求項１に記載の半導体製造装
   置。
7. 【請求項７】 前記下限荷重値は、前記半導体チップが
   前記粘着シ−トから完全に剥がれたときの荷重値であ
   り、前記下限荷重値を予め求めておく手段をさらに具備
   することを特徴とする請求項３又は４又は５に記載の半
   導体製造装置。