JP2006005030A - 半導体チップのピックアップ方法および装置 - Google Patents

Abstract

【課題】ダイシングシート上に貼付されている薄厚チップを、チップ割れ等のダメージを与えることなくピックアップできる。
【解決手段】チップ１付きダイシングシート２の下面に、突き上げ方向に沿う同一軸心上にスライド自在に嵌合された第１吸着筒体３、第１突き上げ筒体４、第２突き上げ筒体５および第２吸着筒体６を当て付け、第１吸着筒体３の上端面にダイシングシート２を吸着してダイシングシート２のチップ１の外周部を固定し、外側の第１突き上げ筒体４、第２突き上げ筒体５および第２吸着筒体６からチップ１をダイシングシート２を介して順次突き上げることにより、チップ１の外周縁からダイシングシート２を順次剥離して貼付面積を減少させ、によりチップを突き上げた後、第２突き上げ筒体５内から突き上げピン７Ａ，７Ｂを突き上げてチップ１をダイシングシート２から剥離する。
【選択図】 図３

Description

本発明は、貼付シート上の半導体チップをピックアップする方法および装置に関するものである。

従来のピックアップ装置は、たとえば特許文献１に示すように、中心突き上げ針と、この中心突き上げ針を中心とする筒状の吸着体と、この吸着体と前記中心突き上げ針との間に上下動可能に配設された突き上げ筒体と、この突き上げ筒体の外側に上下動可能に配設された複数本の周辺突き上げ針とを備えている。まず、したがって、上面にチップが貼付されたダイシングシートに前記吸着体を下方から吸着させ、このダイシングシートに対して、突き上げ筒体が下方から上昇することによりチップを持ち上げ、チップの四隅をダイシングシートから剥がす。次に、中心突き上げ針および周辺突き上げ針を上昇させてチップを突き上げることにより、チップはダイシングシートから剥がされて前記中心突き上げ針および周辺突き上げ針上に載置される。それと同時に吸着ノズルをチップに近づけることにより、チップが吸着ノズルに吸着される。
特許第１９０４８６９号公報

ところが、従来のピックアップ方法では、厚さ２００μｍ以下の薄型チップをピックアップする際に以下のような問題があった。
まず、突き上げ筒体によるチップの突き上げを行うと、チップの剛性が低いために、チップがダイシングシートから剥がれることなく大きくたわみ、クラックや割れが発生するおそれがあった。また、突き上げ筒体によってチップの四隅が剥がれた後に、中心突き上げ針および周辺突き上げ針によってチップを突き上げる際、チップとダイシングシートとの接着面積が大きいと、突き上げ針から受ける負荷にチップが耐えられずに、チップにクラックや割れが発生するおそれがあった。

本発明は上記問題点を解決して、貼付シートに貼付されているチップを、チップ割れ等のダメージを与えることなくピックアップできる半導体チップのピックアップ方法および装置を提供することを目的とする。

請求項１記載の発明は、貼付シートに貼付されたチップを下方から突き上げて貼付シートから剥離しピックアップするに際し、前記チップが貼付された貼付シートの下面に、突き上げ方向に出退自在に嵌合された複数の筒体を当て付け、最も外側の前記筒体の上端面に前記貼付シートを吸着して貼付シートのチップの外周部を固定し、最も外側の前記筒体を除いて、外側の前記筒体から順次貼付シートを介してチップを下方から突き上げ、貼付シートをチップの外周縁から順次剥離して貼付面積を減少させるものである。

また請求項５記載の発明は、突き上げユニットにより貼付シートに貼付されたチップを下方から突き上げて貼付シートから剥離し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、前記突き上げユニットは、突き上げ方向に出退自在に嵌合された複数の筒体と、最も外側の前記筒体の上端面に設けられて前記貼付シートを吸着固定する第１吸着部とを具備し、前記チップが貼付された貼付シートの下面に最も外側の前記筒体を当て付けて、前記第１吸着部により貼付シートのチップ外周部を吸着固定した後、最も外側の前記筒体を除いて、外側の前記筒体から順次貼付シートを介してチップを下方から突き上げ、貼付シートをチップの外周縁から順次剥離して貼付面積を減少させるように構成したものである。

本発明の半導体チップのピックアップ方法および装置によれば、チップを貼付シートから剥離し取り出す際に、下方からの複数の筒体を外側から順次突き上げて、チップの貼付面の外周縁側から内側に順次剥離し、貼付面積を減少させるので、薄型のチップであっても、筒体の突き上げによるチップのたわみや負荷によってクラックや割れを発生させることなくチップを貼付シート上からピックアップすることが可能となる。

以下、本発明に係る半導体チップのピックアップ方法および装置の実施の形態について、図面を参照して説明する。
図１は本発明に係る半導体チップのピックアップ装置を示し、突き上げユニットを示す側面中央断面図、図２は同突き上げユニットを示す平面図、図３（ａ）〜（ｆ）はそれぞれ同ピックアップ装置によるピックアップ方法を示す断面図、図４は同ピックアップ装置を示す概略斜視図である。

図４に示すように、貼付テープであるダイシングシート２の上面には、半導体チップ１が一定間隔ごとに貼り付けられている。ダイシング済みのチップ１が貼付されたダイシングシート２がステージ１０上に固定されており、前記ステージ１０は駆動装置により互いに直交するｘ、ｙ方向に移動可能に構成されている。ステージ１０の上方に配置された吸着ツール８は、直動装置１１によりｚ方向に昇降可能であり、直動装置１１は直動装置１２によりｘ方向に移動可能に構成されている。そして、ステージ１０の下方に配置された突き上げユニット９がｚ方向に昇降可能に配設されており、突き上げユニット９によりピックアップされたチップ１が吸着ツール８に吸着され、吸着ツール８がｘ、ｙ方向に移動されてチップ１がトレイ１３に収納される。

前記突き上げユニット９は、外周部に第１吸着筒体（筒体）３が配置され、第１吸着筒体３内に外周側から順に同一軸心上に出退自在に配置された第１突き上げ筒体（筒体）４、第２突き上げ筒体（筒体）５および第２吸着筒体（筒体）６が配置され、さらに第２吸着筒体６内から上方に出退自在な複数の突き上げピン７Ａ，７Ｂが配置されている。そして、第１突き上げ筒体４と第２突き上げ筒体５、第２吸着筒体６、突き上げピン７Ａ，７Ｂは、図示しない昇降機構によりそれぞれ独立して上下動可能に構成されている。

前記第１吸着筒体３は、チップ１と略相似形の矩形断面で、その上端面の外径寸法がチップ１の外形寸法より幾分大きくに形成され、第１吸着筒体３の上端面には、ダイシングシート２を吸着固定する吸引溝（第１吸着部）３ａが全周にわたって形成され、第１吸着筒体３内に吸引溝３ａに連通される吸引孔３ｂが形成されている。

前記第１突き上げ筒体４は、チップ１と略相似形の矩形断面で、上端面の外形寸法がチップ１の外形寸法に対して約７０〜９５％の範囲に形成されている。これは、チップ１の外形寸法に対して７０％未満であると、第１突き上げ筒体４によるダイシングシート２の剥し面積が大きくなりすぎてチップ１に余分な負荷を与え損傷させる恐れがあるからであり、９５％を越えると、第１突き上げ筒体４によるダイシングシート２の剥し面積が小さすぎて作業効率が悪いからである。

前記第２突き上げ筒体５は、チップ１と相似形の矩形断面で、上端面の外形寸法がチップ１の外形寸法に対して約３０〜６０％の範囲に形成されている。これは、チップ１の外形寸法に対して３０％未満であると、第２突き上げ筒体５によるダイシングシート２の剥し面積が大きくなりすぎてチップ１に余分な負荷をかけて損傷させる恐れがあるからであり、６０％を越えると、第２突き上げ筒体５によるダイシングシート２の剥し面積が小さすぎて作業効率が悪いからである。

前記第２吸着筒体６は、上端面が閉止板６ｃにより閉鎖されるとともに、突き上げピン７Ａ，７Ｂの上方に対応して、突き上げピン７Ａ，７Ｂが挿通可能な透孔６ｄがそれぞれ形成されている。また閉止板６ａの透孔６ｂの周囲には、ダイシングシート２を吸着固定する吸引溝（第２吸着部）６ａが形成され、第２吸着筒体６内に吸引溝６ａに連通される配管（第２吸着部）６ｂが設けられている。

前記突き上げピン７Ａ，７Ｂは、突き上げユニット９の軸心上に配置された中心突き上げピン７Ａと、中心突き上げピン７Ａの外周側に所定間隔をあけて配置された複数（図では四隅側で全４本）の外周突き上げピン７Ｂとで構成されている。

次にチップ１のピックアップ方法について図３を参照して説明する。
図３（ａ）に示すように、まずテーブル１０がｘ、ｙ方向に移動されて目的のチップ１の下方に突上げユニット９が配置され、突上げユニット９が上昇されてその上端面がダイシングシート２の裏面に当て付けられる。そして、第１吸着筒体３の吸引溝３ａにより吸引孔３ｂを介してダイシングシート２が吸着され、チップ１の下面外周縁のダイシングシート２が固定される。

図３（ｂ）に示すように、突き上げユニット９を構成する部品のうち、ダイシングシート２を吸着固定している第１吸着筒体３はその高さを維持されたまま、その内側に位置する第１突き上げ筒体４、第２突き上げ筒体５、第２吸着筒体６および突き上げピン７Ａ，７Ｂがそれぞれ同じ高さだけ上昇され、チップ１がダイシングシート２を介して上方に突き上げられる。この動作により、チップ１が貼り付けられているダイシングシート２のうち、第１突き上げ筒体４の外周側でチップ１の下面外周縁からチップ１内側に向かってわずかに剥離される。

図３（ｃ）に示すように、第１吸着筒体３および第１突き上げ筒体４がそれぞれの高さを維持されたまま、第１突き上げ筒体４よりも内側に位置する第２突き上げ筒体５、第２吸着筒体６および突き上げピン７Ａ，７Ｂがそれぞれ同じ高さだけ上昇され、チップ１がさらに突き上げられる。この動作により、第２突き上げ筒体５の外周側で、先の貼付面外周縁からチップ１の内側に向ってさらに剥離される。

図３（ｄ）に示すようにも第１吸着筒体３および第１突き上げ筒体４ならびに第２突き上げ筒体５がそれぞれの高さを維持されたまま、第２突き上げ筒体５よりも内側に位置する第２吸着筒体６および突き上げピン７Ａ，７Ｂがそれぞれ同じ高さだけさらに上昇されることにより、チップ１がさらに突き上げられる。この動作により、第２吸着筒体６の外周側で、先の貼付面外周縁からチップ１の内側に向ってさらに剥離される。この段階で、チップ１とダイシングシート２の貼付面積はチップ面積の２５％以下程度に減少されている。

図３（ｅ）に示すように、第１吸着筒体３、第１突き上げ筒体４、第２突き上げ筒体５および第２吸着筒体６がそれぞれの高さを維持されたまま、突き上げピン７Ａ，７Ｂがさらに上昇されることにより、チップ１がさらに突き上げられ、チップ１が突き上げピン７Ａ，７Ｂの先端上に支持される。この時、吸引溝６ａにより第２吸着筒体６に接するダイシングシート２が吸着固定されることから、突き上げピン７Ａ，７Ｂにより、ダイシングシート２からチップ１がより効果的に剥離される。

この突き上げピン７Ａ，７Ｂの上昇と同時に、チップ１を吸着する吸着ツール８がチップ１上方に接近し、チップ１の上面とわずかな隙間を保ったまま保持される。これにより、図３（ｆ）に示すように、チップ１が吸着ツール８の吸引力によって吸着ツール８に吸引保持され、トレイ１３に搬送される。

この後、次の目的のチップ１をピックアップするために、ステージ１０が移動されて目的のチップ１の真下に突き上げユニット９が移動され、以降、図３に示す手順でピックアップ動作とステージ１０の移動を繰り返し、ダイシングシート２上の目的の全チップ１のピックアップを行う。

上記実施の形態において、突き上げユニット９を、複数の筒体、すなわち吸着筒体３，６および突き上げ筒体４，５および突き上げ針７Ａ，７Ｂにより構成する。そして、突き上げユニット９をチップ１つきの貼付シート２裏面に当て付けて配置するとともに、第１吸着筒体３の吸引溝３ａによりダイシングシート２のチップ１の外周部を吸着固定し、外側の第１突き上げ筒体４から順次第２突き上げ筒体５および第２吸着筒体６を突き上げることにより、チップ１とダイシングシート２との貼付面積を外周縁から順次に内側に剥離して減少させる。これによりチップに無理な負荷をかけることなくチップ１とダイシングシート２の貼付面積をチップ１の全面の２５％以下まで減少させ、チップ１とダイシングシート２の剥離を容易に行うことができ、チップ１を変形させたり、余分な負荷をかけることがなく、チップ１の破損を未然に防止することができる。

さらに、第２吸着筒体６の吸引溝６ａによりダイシングシート２のチップ１の外周部を吸着固定し、突き上げピン７Ａ，７Ｂによりチップ１をダイシングシート２の下方から突き上げることにより、チップ１をダイシングシート２から効果的に剥離してチップ１を突き上げピン７Ａ，７Ｂの先端部上に支持させて、この状態からチップ１を吸着ツール８に吸着する。これにより、突き上げピン７Ａ，７Ｂによってチップ１を突き上げる直前に、チップ１とダイシングシート２との貼付面積を大きく減少させるので、ダイシングシート２から剥がす際にチップ１が突き上げピン７Ａ，７Ｂから受ける負荷を大幅に低減することができ、チップ１に発生するたわみや突き上げピン７Ａ，７Ｂによって発生するクラックや割れを未然に防止することができる。

以上のように、薄型のチップであっても、ダイシングシートからピックアップする際に、下方からの突き上げブロックおよび突き上げピンでの突き上げによるチップのたわみおよびチップへの負荷によってクラックや割れを発生させることなく、チップを良好にピックアップすることが可能となる。

なお、上記突き上げ筒体４，５の数は実施の形態のように２つに限定されるものではない。
また、突き上げ時に、第１突き上げ筒体４、第２突き上げ筒体５、第２吸着筒体６および突き上げピン７Ａ，７Ｂの２個以上を同時に突き上げ動作させたが、それぞれ単独で突き上げ動作させることもできる。

本発明に係る半導体チップのピックアップ装置を示し、突き上げユニットを示す側面中央断面図である。 同突き上げユニットを示す平面図である。 （ａ）〜（ｆ）はそれぞれ同ピックアップ装置によるピックアップ方法を示す断面図である。 同ピックアップ装置を示す概略斜視図である。

符号の説明

１ チップ
２ ダイシングシート
３ 第１吸着筒体
３ａ 吸引溝
３ｂ 吸引孔
４ 第１突き上げ筒体
５ 第２突き上げ筒体
６ 第２吸着筒体
６ａ 吸引溝
６ｂ 配管
６ｃ 閉止板
６ｄ 透孔
７Ａ 中心突き上げピン
７Ｂ 外周突き上げピン
８ 吸着ツール
９ 突き上げユニット
１０ ステージ
１３ トレイ

Claims (6)

1. 貼付シートに貼付されたチップを下方から突き上げて貼付シートから剥離しピックアップするに際し、
   前記チップが貼付された貼付シートの下面に、突き上げ方向に出退自在に嵌合された複数の筒体を当て付け、
   最も外側の前記筒体の上端面に前記貼付シートを吸着して貼付シートのチップの外周部を固定し、
   最も外側の前記筒体を除いて、外側の前記筒体から順次貼付シートを介してチップを下方から突き上げ、貼付シートをチップの外周縁から順次剥離して貼付面積を減少させる
   ことを特徴とする半導体チップのピックアップ方法。
2. 最も内側の前記筒体によりチップを突き上げた後、
   最も内側の前記筒体内から突き上げピンを突き上げてチップを貼付シートから剥離する
   ことを特徴とする請求項１記載の半導体チップのピックアップ方法。
3. 最も内側の筒体によりチップを突き上げた後、
   貼付シートを前記最も内側の筒体の上端面に吸着固定する
   ことを特徴とする請求項２記載の半導体チップのピックアップ方法。
4. 突き上げユニットにより貼付シートに貼付されたチップを下方から突き上げて貼付シートから剥離し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、
   前記突き上げユニットは、
   突き上げ方向に出退自在に嵌合された複数の筒体と、
   最も外側の前記筒体の上端面に設けられて前記貼付シートを吸着固定する第１吸着部とを具備し、
   前記チップが貼付された貼付シートの下面に最も外側の前記筒体を当て付けて、前記第１吸着部により貼付シートのチップ外周部を吸着固定した後、最も外側の前記筒体を除いて、外側の前記筒体から順次貼付シートを介してチップを下方から突き上げ、貼付シートをチップの外周縁から順次剥離して貼付面積を減少させるように構成した
   ことを特徴とする半導体チップのピックアップ装置。
5. 突き上げユニットは、最も内側の筒体内に上方に出退自在に配置された突き上げピンを具備し、
   前記最も内側の筒体を突き上げた後、前記突き上げピンを突き上げてチップを貼付シートから剥離するように構成された
   ことを特徴とする請求項４記載の半導体チップのピックアップ装置。
6. 最も内側の筒体の上端面に、貼付シートを吸引固定する第２吸引部を設け、
   前記第２吸引部により貼付シートを最も内側の筒体の上端面に吸引固定した後、突き上げピンを突き上げるように構成した
   ことを特徴とする請求項５記載の半導体チップのピックアップ装置。

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