JPH09181150A - 半導体チップのピックアップ装置及びこれを用いたピックアップ方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 （修正有） 【課題】 半導体チップのピックアップ作業でチップの
歩留りを向上させると共に、該装置の調整や保守の作業
を一層軽減できるピックアップの装置と方法を提供す
る。 【解決手段】 チップのピックアップ装置は複数の半導
体チップ１が貼着されたエキスパンドテープ２と、該テ
ープ２の下方に配置されたテープガイド７と、チップ１
をテープ２から剥離するためのニードル９と、剥離され
たチップ１を吸着し移送するコレット１２とを備えてい
る。テープガイド７のガイド面６のほぼ中央にニードル
９が貫通可能でチップよりも小径のニードル孔とテープ
２を吸引するためのバキューム孔８とを有する凹部６ａ
を形成し、ニードル孔を貫通したニードル９の上端高さ
をガイド面と略一致するように配置し、凹部６ａに向け
てバキューム孔８から粘着テープ２を吸引することによ
り、半導体チップ１を粘着テープ２から剥離する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本願発明は半導体チップのピ
ックアップ装置の構造及びこれを用いて行う半導体チッ
プのピックアップ方法に関する。

【０００２】

【従来の技術】ダイオード、トランジスタ、ＩＣ等の半
導体装置は、シリコン等のウェハ基板上にフォトエッチ
ング技術により多数個一括して形成した半導体素子を分
割・分離して個別の半導体チップにした後、ダイボンデ
ィング、ワイヤボンディング、パッケージング、外装処
理、トリム・フォーミング、標印、検査等の工程を経て
組み立てられ、半導体装置の完成品となる。

【０００３】これらの工程の中で、半導体素子を個別の
半導体チップに分割・分離する工程は、通常、次のよう
に行われる。即ち、ウェハ基板の裏面に伸張性のあるエ
キスパンドテープを貼着し、この状態でダイシング装置
と言われる切断装置でウェハ基板にハーフカット溝を形
成し、クラッキングと言われる作業を行って個々の半導
体チップに分割し、エキスパンドテープを引き伸ばすこ
とにより個々の半導体チップ間の距離を確保するように
分離する。その後、図２または図３に示すような半導体
チップ１のピックアップ装置を使用し、ニードルで半導
体チップ１の裏面を突き上げるようにしてエキスパンド
テープ２から剥離し、コレット１２で図示しないリード
フレーム等に半導体チップ１を移送する。

【０００４】図２は従来の一般的な半導体チップのピッ
クアップ装置の動作を示す断面説明図で、図２（ａ）は
エキスパンドテープ２に所定の間隔で貼着されている半
導体チップ１がピックアップ装置に設置された状態を示
し、図２（ｂ）はエキスパンドテープ２を真空吸引によ
り吸着しながら突き上げ部５ａのニードル９により半導
体チップ１を下方から突き上げている状態を示し、図２
（ｃ）は半導体チップがコレット１２に吸着されるとと
もに突き上げ部５ａが初期の位置へ戻って半導体チップ
１の突き上げが完了した状態を示している。図２（ａ）
〜図２（ｃ）の工程を順次繰り返すことにより、所定の
半導体チップ１がエキスパンドテープ２から剥離され、
ダイボンディング等の工程へと個別に移送される。

【０００５】しかしながら、図２に示すピックアップ装
置は、突き上げ部５ａを上下に移動させるための駆動機
構必要になるとともに、ニードル９を突き上げたときに
エキスパンドテープ２に形成された孔から空気が漏れ込
んでテープガイド７ａ内の負圧が低下するのを防ぐよう
な構造にしなければならないので、ピックアップ装置の
構造が複雑になるとともに、メンテナンス等の作業を随
時行わなければならなかった。また、突き上げ部５ａの
上下動に伴う振動でニードル９の先端が振れることによ
り、半導体チップ１の裏面を傷つけてリードフレームと
の接触性を悪くしたり、半導体チップ１に割れや欠けを
生じさせたりすることがあった。

【０００６】そのため、図３に主要部の断面説明図を示
す特開平６−２７５６６３のピックアップ装置では、ニ
ードル９を固定したままエキスパンドテープ２の方を真
空吸引して半導体チップ１と分離する方法を開発してい
た。図３は、ガイド面６ｂを有するテープガイド７の上
方にエキスパンドテープ２に貼着された半導体チップ１
が配置され、更にその上方にはコレット１２が配置され
ている。また、ガイド面６ｂの中央部には半導体チップ
１に対して十分な大きさのバキューム孔８ｂが形成さ
れ、半導体チップ１の直下にはニードルホルダ４に固定
されたニードル９が配置された構成になっている。

【０００７】このような構成により、テープガイド７内
を図中の矢印Ａ１で示す方向に真空吸引すればエキスパ
ンドテープ２が図３の実線で示すように伸びるので、半
導体チップ１はニードル９により相対的に突き上げられ
ることになり、半導体チップ１はエキスパンドテープ２
から剥離されるようになる。

【０００８】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、図３の
ピックアップ装置は、ニードル９を上下動させるための
駆動機構が不要になるというメリットがあるものの、バ
キューム孔８ｂを半導体チップ１に対して十分な大きさ
に形成していたので、半導体チップ１の大きさに合わせ
た大きさのバキューム孔８ｂを有する複数のテープガイ
ド７を用意しなければならないとともに、エキスパンド
テープ２の伸張性によっては同図の波線２ｂで示すエキ
スパンドテープ２のように引き込まれ過ぎてしまうこと
があり、これを防ぐために真空吸引の負圧を制御するよ
うにして引き込み量を一定にしなければならなかった
が、ニードル９がエキスパンドテープ２を突き破ったと
きにそこから空気が漏れ込む場合があり調整が難しかっ
た。また、伸びすぎたエキスパンドテープ２がガイド面
６ｂに移動したときにエキスパンドテープ２がガイド面
６ｂから浮いて半導体チップ１が傾いてしまい、コレッ
ト１２による吸着が正常に出来ないこともあった。

【０００９】そこで本発明は、半導体チップのピックア
ップ作業において、半導体チップの歩留まりを向上でき
るようにするとともに、ピックアップ装置の調整やメン
テナンス等の作業を更に軽減することのできるピックア
ップ装置及びこれを用いたピックアップ方法を提供でき
るようにすることを目的としている。

【００１０】

【課題を解決するための手段】上記の課題を解決するた
めに、請求項１に記載した半導体装置のピックアップ装
置は、複数の半導体チップが貼着されたエキスパンドテ
ープと、上記エキスパンドテープに摺接するガイド面を
有して上記エキスパンドテープの下方に配置されたテー
プガイドと、上記半導体チップを上記エキスパンドテー
プから剥離するためのニードルと、剥離された上記半導
体チップを吸着して移送するコレットとを備える半導体
チップのピックアップ装置において、上記テープガイド
にはそのガイド面の略中央部に上記ニードルが貫通可能
で上記半導体チップよりも小径のニードル孔と上記エキ
スパンドテープを吸引するためのバキューム孔とを有す
る凹部を形成し、上記ニードル孔を貫通した上記ニード
ルの上端高さをガイド面と略一致するように配置し、ピ
ックアップすべき上記半導体チップが上記ニードルの上
部に位置するときに上記バキューム孔より上記エキスパ
ンドテープを上記凹部に吸引することにより上記半導体
チップを上記エキスパンドテープから剥離することを特
徴とする。

【００１１】また、請求項２に記載した発明は、請求項
１に記載のピックアップ装置を用いた半導体チップのピ
ックアップ方法であって、（ａ）上記エキスパンドテー
プに貼着された上記半導体チップが上記ニードルの上部
に位置するように位置調整するステップ、（ｂ）上記バ
キューム孔に所定の負圧を作用させて上記エキスパンド
テープを上記ガイド面の上記凹部に引き込み、上記ニー
ドルにより相対的に突き上げられた上記半導体チップと
上記エキスパンドテープとを剥離させるステップ、
（ｃ）剥離された上記半導体チップを上記吸着コレット
により吸着して移送するステップ、を含むことを特徴と
する。

【００１２】従って、本願発明のピックアップ装置にお
いては、エキスパンドテープに負圧を作用させて凹部内
に一定量を引き込むとともに固定されたニードルにより
半導体チップの移動を阻止するように動作するので、半
導体チップはニードルで相対的に突き上げられるように
なる。また、ニードルを上下動させるための駆動機構や
負圧の制御装置が不要になりピックアップ装置の構成が
簡略化されるようになるとともに、ニードルの先端を固
定出来るようになる。

【００１３】

【実施の形態】以下、本発明の実施の形態を図１を参照
しながら詳細に説明する。尚、本明細書では、全図面を
通して、同一または同様の部位には同一の符号を付して
説明を簡略化するようにしている。図１は、本発明のピ
ックアップ装置を用いて半導体チップをピックアップす
る方法を工程順に示す断面説明図で、図１（ａ）乃至図
１（ｃ）の工程を順次繰り返すことにより、所定の半導
体チップをエキスパンドテープから剥離する様子を表し
ている。尚、本説明では図面上で見て上側を上方、下側
を下方として説明しているが、該ピックアップ装置の方
向は任意で構わない。

【００１４】以下各工程について順を追って詳細に説明
する。図１（ａ）は、半導体チップ１のピックアップ前
の状態を示し、樹脂性で伸張性のあるエキスパンドテー
プ２（「粘着シート」ともいう）に貼着されて所定の間
隔に分離された半導体チップ１をピックアップ装置の所
定の位置に配置した状態を示している。エキスパンドテ
ープ２はテープガイド７（「吸着台」ともいう）のガイ
ド面６に接するように配置され、半導体チップ１の上方
には半導体チップ１を吸着して移送するためのコレット
１２（「吸着コレット」ともいう）が配置され、半導体
チップ１の下方には半導体チップ１を相対的に突き上げ
るためのニードルホルダ４に固定されたニードル９
（「突き上げピン」ともいう）が配置されている。

【００１５】各部の詳細について更に説明する。テープ
ガイド７は半導体チップ１のチップサイズよりも十分に
大きな内径を有する筒状形状で、ガイド面６の略中央部
には半導体チップ１のチップサイズよりも十分に広く半
導体チップ１の厚さより深い凹部６ａが設けられ、凹部
６ａ内には半導体チップ１の一辺の長さよりも小径でニ
ードル９の先端が貫通するニードル孔と、半導体チップ
１の一辺の長さよりも小径の孔でエキスパンドテープ２
を凹部６ａに吸着するためのバキューム孔８が複数形成
されている。また、凹部６ａの周囲は傾斜を有するよう
形成され、エキスパンドテープ２が凹部６ａに密着し易
いような構造に形成されている。更に、ニードル９は先
端が尖塔形状をした針で超硬質金属またはダイヤモンド
等で形成され、半導体チップ１のチップサイズに応じて
１本乃至数本をニードルホルダに突き刺して用いる。

【００１６】尚、ニードル９の先端が摩耗もしくは欠け
てしてしまったときや何らかの要因で曲がってしまった
ようなときには、ニードルホルダ４からニードル９を抜
き取って新しいニードル９とさし換えて使用する。ま
た、複数のニードル９を一つのピックアップ装置に用い
る場合にはその先端高さが半導体チップ１に対して平行
になるように調整して使用する。コレット１２は半導体
チップ１の角部と接触するような吸着面の形状の場合を
示しているが、半導体チップ１の上面を吸着するような
形状でも良く、吸着面の形状は任意で構わない。

【００１７】図１（ｂ）は半導体チップ１をエキスパン
ドテープ２から剥離したときの状態を示し、テープガイ
ド７内を図示しないポンプ装置で図中の矢印Ａ１で示す
方向に真空吸引してエキスパンドテープ２を負圧で引き
下げて凹部６ａ内に吸着し、固定されたニードル９の存
在により下方に移動できない半導体チップ１がエキスパ
ンドテープ２から剥離された状態を示す。この状態をエ
キスパンドテープ２の位置を中心に見て言い換えれば、
ニードル９が半導体チップ１を相対的に突き上げてエキ
スパンドテープ２から半導体チップ１を剥離することに
なる。同時に、コレット１２が下方に移動して半導体チ
ップ１に接近し、孔１２ａから図中の矢印Ａ２で示す方
向に真空吸引して半導体チップ１を吸着した状態を示し
ている。このとき、ニードル孔にニードル９を貫通した
後でニードル孔を樹脂性の接着剤等で封止しておけば、
ニードル９がエキスパンドテープ２を突き破ったときに
形成された孔とニードル孔を介して空気が漏れ込んでテ
ーブルガイド７内の真空圧が低下するのを防止出来るよ
うになる。

【００１８】尚、コレット１２が半導体チップ１に接近
して半導体チップ１を吸着するタイミングは、図１
（ｂ）のようにエキスパンドテープ２から剥離された半
導体チップ１がニードル９上に静止している状態のとき
でも、図１（ａ）のようにエキスパンドテープ２に半導
体チップ１が貼着された状態のときでも構わない。ま
た、テープガイド７内の真空吸引力はエキスパンドテー
プ２と半導体チップ１とを剥離できる程度の負圧が有れ
ば良く、吸引されたエキスパンドテープ２が凹部６ａ内
に完全に密着する必要はない。

【００１９】図１（ｃ）は半導体チップ１の剥離が完了
した状態を示し、半導体チップ１を吸着したコレット１
２が上方に移動するとともに、負圧状態だったテープガ
イド７内を図中の矢印Ａ３で示す方向に加圧することに
よりエキスパンドテープ２が図１（ａ）と同様なガイド
面６と略同一平面に復帰した状態を示している。その
後、コレット１２に吸着されている半導体チップ１は図
示しない半導体パッケージのリードフレーム等に移動さ
れるとともに、次にピックアップすべき半導体チップ１
がニードル９の上方になるようにエキスパンドテープ２
を水平方向に平行移動すれば、図１（ａ）の状態に戻
る。

【００２０】尚、エキスパンドテープ２がガイド面６と
略同一平面に復帰させるためには、上述のようにテープ
ガイド７内の加圧した方が短時間で復帰できるが、高速
性を要求しない場合には負圧を開放すだけでも良い。本
発明のピックアップ装置をトランジスタチップのピック
アップに使用した場合は、一辺が約０．７ｍｍのトラン
ジスタチップに対して、凹部６ａの直径及び深さを約６
ｍｍと約０．５ｍｍとし、ニードル孔の直径を約２ｍｍ
として１個形成し、バキューム孔８の直径を約１ｍｍと
してニードル孔を囲むように８個配置するようにした。
更に、凹部６ａ周辺の傾斜角は約４５度とし、ニードル
９の直径は約０．８ｍｍとし、ニードルホルダ４から突
出したニードル９の長さは約５ｍｍとした。

【００２１】

【発明の効果】以上説明したように本発明のピックアッ
プ装置によれば、エキスパンドテープに負圧を作用させ
て凹部内に一定量を引き込むとともに固定されたニード
ルにより半導体チップの移動を阻止するように動作する
ので、半導体チップはニードルで相対的に突き上げられ
ることになり、エキスパンドテープから半導体チップを
容易に剥離することができるようになる。また、ニード
ルを上下動させるための駆動機構や負圧の制御装置が不
要になりピックアップ装置の構成が簡略化されるので、
ピックアップ装置の故障の発生が少なくなるとともにメ
ンテナンス作業による時間及び費用の損失を大幅に削減
できるという効果がある。また、駆動機構が全く無いの
で半導体チップの剥離を従来に比べて高速に行うことが
でき、量産性を向上できるという効果がある。更に、ニ
ードルの先端を固定出来るようになるので、ニードルの
先端の振れが少なくなりニードルの振れによって発生し
ていた半導体チップの割れや欠け等の不良や位置ずれ等
が無くなり、半導体チップの歩留まりを向上できるよう
になると言う効果がある。

【図面の簡単な説明】

【図１】 本発明のピックアップ装置の動作を示す断面
説明図、

【図２】 従来の一般的なピックアップ装置の動作を示
す断面説明図、

【図３】 従来の他のピックアップ装置を示す断面説明
図ある。

【符号の説明】

１ ：半導体チップ ２ ：エキスパンドテープ（粘着テープ） ４ ：ニードルホルダ ５ ：突き上げ部 ６ ：ガイド面 ６ａ：凹部 ７ ：テープガイド（吸着台） ８ ：バキューム孔 ９ ：ニードル（突き上げピン） １２：コレット（吸着コレット）

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 複数の半導体チップが貼着されたエキス
   パンドテープと、前記エキスパンドテープに摺接するガ
   イド面を有して前記エキスパンドテープの下方に配置さ
   れたテープガイドと、前記半導体チップを前記エキスパ
   ンドテープから剥離するためのニードルと、剥離された
   前記半導体チップを吸着して移送するコレットとを備え
   る半導体チップのピックアップ装置において、前記テー
   プガイドにはそのガイド面の略中央部に前記ニードルが
   貫通可能で前記半導体チップよりも小径のニードル孔と
   前記エキスパンドテープを吸引するためのバキューム孔
   とを有する凹部を形成し、前記ニードル孔を貫通した前
   記ニードルの上端高さをガイド面と略一致するように配
   置し、ピックアップすべき前記半導体チップが前記ニー
   ドルの上部に位置するときに前記バキューム孔より前記
   エキスパンドテープを前記凹部に吸引することにより前
   記半導体チップを前記エキスパンドテープから剥離する
   ことを特徴とする半導体チップのピックアップ装置
2. 【請求項２】 請求項１の装置を用いた半導体チップの
   ピックアップ方法であって、 （ａ）前記エキスパンドテープに貼着された前記半導体
   チップが前記ニードルの上部に位置するように位置調整
   するステップ、 （ｂ）前記バキューム孔に所定の負圧を作用させて前記
   エキスパンドテープを前記ガイド面の前記凹部に引き込
   み、前記ニードルにより相対的に突き上げられた前記半
   導体チップと前記エキスパンドテープとを剥離させるス
   テップ、 （ｃ）剥離された前記半導体チップを前記吸着コレット
   により吸着して移送するステップ、を含むことを特徴と
   する半導体チップのピックアップ方法。