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(19)【発行国】日本国特許庁(JP)
(12)【公報種別】特許公報(B2)
(11)【特許番号】
(24)【登録日】2024-08-23
(45)【発行日】2024-09-02
(54)【発明の名称】半導体ダイのピックアップ装置
(51)【国際特許分類】
H01L 21/67 20060101AFI20240826BHJP
H01L 21/52 20060101ALI20240826BHJP
【ＦＩ】
H01L21/68 E
H01L21/52 F
【請求項の数】
4
(21)【出願番号】P 2022567917
(86)(22)【出願日】2020-12-08
(86)【国際出願番号】 JP2020045600
(87)【国際公開番号】W WO2022123645
(87)【国際公開日】2022-06-16
【審査請求日】2023-05-01
(73)【特許権者】
【識別番号】519294332
【氏名又は名称】株式会社新川
(74)【代理人】
【識別番号】110001210
【氏名又は名称】弁理士法人ＹＫＩ国際特許事務所
(72)【発明者】
【氏名】前田 徹
【審査官】宮久保 博幸
(56)【参考文献】
【文献】特開２０１８－１８２２７８（ＪＰ，Ａ）
【文献】特開２０１９－０５４２０９（ＪＰ，Ａ）
【文献】特開２０１０－０５６４６６（ＪＰ，Ａ）
【文献】特開２００５－１１７０１９（ＪＰ，Ａ）
【文献】特開２０１９－１２１７７５（ＪＰ，Ａ）
(58)【調査した分野】(Int.Cl.，ＤＢ名)
Ｈ０１Ｌ ２１／６７
Ｈ０１Ｌ ２１／５２
(57)【特許請求の範囲】
【請求項1】
ウェーハシートの表面に貼り付けられた半導体ダイをピックアップする半導体ダイのピックアップ装置であって、前記ウェーハシートの裏面を吸着する吸着面と前記吸着面に設けられた矩形の開口とを含むステージと、
前記ステージの前記開口の中に配置され、先端面が前記吸着面より突出するように移動する柱状移動要素と、
前記柱状移動要素の周囲に入れ子状に配置され、環状先端面が前記吸着面より突出するように移動する複数の環状移動要素と、を含み、
前記柱状移動要素は、矩形の柱状部材であり、前記先端面と各側面との各角部に複数の凹部が設けられており、
各前記環状移動要素は、矩形の環状部材であり、前記環状先端面と各外側面との各角部に複数の外側凹部が設けられており、
前記複数の凹部と、前記複数の外側凹部とは、移動方向に対して傾斜した方向に延びる矩形の溝形断面形状であり、
前記複数の凹部は前記先端面の一部を切欠き、前記複数の外側凹部は前記環状先端面の幅方向の一部を切り欠くこと、
を特徴とする半導体ダイのピックアップ装置。
【請求項2】
請求項１に記載の半導体ダイのピックアップ装置であって、前記柱状移動要素の側面に設けられた各凹部の前記側面の幅方向の各位置と、
前記環状移動要素の外側面に設けられた各外側凹部の前記外側面の幅方向の各位置とは互いにずれていること、
を特徴とする半導体ダイのピックアップ装置。
【請求項3】
請求項１又は２に記載の半導体ダイのピックアップ装置であって、前記半導体ダイをピックアップする際に、
全ての前記環状移動要素の前記環状先端面と前記柱状移動要素の前記先端面とを前記吸着面より同一の高さまで突出させた後、
内周側に配置される前記環状移動要素の前記環状先端面を外周側に配置される前記環状移動要素の前記環状先端面よりも順次突出させ、その後、前記柱状移動要素の前記先端面を内周側に配置される前記環状移動要素の前記環状先端面よりも突出させること、
を特徴とする半導体ダイのピックアップ装置。
【請求項4】
請求項１又は２に記載の半導体ダイのピックアップ装置であって、前記半導体ダイをピックアップする際に、
全ての前記環状移動要素の前記環状先端面と前記柱状移動要素の前記先端面とを前記吸着面より同一の高さまで突出させた後、
複数の前記環状移動要素の内、外周側に配置される前記環状移動要素から内周側に配置される前記環状移動要素の順に前記環状先端面を前記吸着面より下降させ、その後、前記柱状移動要素の前記先端面を前記吸着面より下降させること、
を特徴とする半導体ダイのピックアップ装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本発明は、ウェーハシートから半導体ダイをピックアップする半導体ダイのピックアップ装置の構造に関する。
【背景技術】
【0002】
半導体ダイは、６インチや８インチの大きさのウェーハを所定の大きさに切断して製造される。切断の際には切断した半導体ダイがバラバラにならないように、裏面にウェーハシートを貼り付け、表面側からダイシングソーなどによってウェーハを切断する。この際、裏面に貼り付けられたウェーハシートは若干切り込まれるが切断されないで各半導体ダイを保持した状態となっている。そして切断された各半導体ダイは一つずつウェーハシートからピックアップされてダイボンディング等の次の工程に送られる。
【0003】
ウェーハシートから半導体ダイをピックアップする方法としては、円板状の吸着駒の表面にウェーハシートを吸着させ、半導体ダイをコレットに吸着させた状態で、吸着駒の中央部に配置された突き上げブロックで半導体ダイを突き上げると共に、コレットを上昇させて、半導体ダイをウェーハシートからピックアップする方法が提案されている（例えば、特許文献１の図９ないし２３参照）。
【0004】
また、円板状のエジェクターキャップの表面にウェーハシートを吸着させ、半導体ダイをコレットに吸着させた状態で、コレット及び、周辺、中間、中央の各突き上げブロックをエジェクターキャップの表面より高い所定の高さまで上昇させた後、コレットの高さをそのままの高さとし、周囲の突き上げブロック、中間の突き上げブロック、の順に突き上げブロックをエジェクターキャップ表面よりも下の位置まで降下させて半導体ダイからウェーハシートを剥離する方法も提案されている（例えば、特許文献２参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【0005】
【文献】特許第４９４５３３９号公報
【文献】米国特許第８０９２６４５号明細書
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0006】
ところで、特許文献１、２に記載された方法で半導体ダイからウェーハシートを剥離させる場合、特許文献１の図４０、４２、４４、特許文献２の図４Ａないし４Ｄ、図５Ａないし５Ｄに記載されているように、半導体ダイの突き上げブロックの外側端が当たる部分で半導体ダイに曲げ応力が発生し、半導体ダイが損傷する場合があった。
【0007】
一方、特許文献１、２に記載された方法によって半導体ダイをウェーハシートからピックアップするためには、ウェーハシートの引き剥がし力を大きくするために突き上げユニット外側端から外側に張り出す半導体ダイのオーバーハング量を大きくする必要がある。この場合、突き上げブロックの外周縁に位置する部分での曲げ半径が大きくなり、更に過大な応力がダイにかかる。そのため、半導体ダイの突き上げブロックの外周縁に位置する部分での曲げ応力が大きくならないようにウェーハシートの剥がれ速度に合わせて突き上げブロックをゆっくりと上昇させることが必要であった。
【0008】
このため、従来技術の方法では、ウェーハシートから半導体ダイをピックアップする速度が遅くなってしまうという問題があった。
【0009】
一方、ウェーハシートから半導体ダイをピックアップする時間を短くする要求がある。
【0010】
そこで、本発明は、ウェーハシートから半導体ダイをピックアップする時間を短縮することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【0011】
本発明の半導体ダイのピックアップ装置は、ウェーハシートの表面に貼り付けられた半導体ダイをピックアップする半導体ダイのピックアップ装置であって、ウェーハシートの裏面を吸着する吸着面と吸着面に設けられた矩形の開口とを含むステージと、ステージの開口の中に配置され、先端面が吸着面より突出するように移動する柱状移動要素と、柱状移動要素の周囲に入れ子状に配置され、環状先端面が吸着面より突出するように移動する複数の環状移動要素と、を含み、柱状移動要素は、矩形の柱状部材であり、先端面と各側面との各角部に複数の凹部が設けられており、各環状移動要素は、矩形の環状部材であり、環状先端面と各外側面との各角部に複数の外側凹部が設けられており、複数の凹部と、複数の外側凹部とは、移動方向に対して傾斜した方向に延びる矩形の溝形断面形状であり、複数の凹部は先端面の一部を切欠き、複数の外側凹部は環状先端面の幅方向の一部を切り欠くこと、を特徴とする。
【0012】
このように柱状移動要素の先端面の角部に複数の凹部を設けることにより、矩形の先端面の外周縁に溝状の切欠きが形成される。また、先端面の切欠きの無い部分の外周端と側面との接続線は先端面の側辺を形成する。そして、側辺と切欠きを構成する一つの辺との接続点は切欠きの外角部を構成する。柱状移動要素を上方向に移動させるとウェーハシートは切欠きを構成する一つの辺と先端面の側辺とを起点に下方向に引っ張られる。このため、一つの辺と側辺との接続点にある外角部がウェーハシートの剥がれの起点になる。外角部は、先端面に多数配置されているので、ウェーハシートは、多数の剥がれの起点から剥がれ始める。このため、ウェーハシートを短時間で剥がすことができる。また、ウェーハシートの剥がれる速度が速くなるので、柱状状移動要素を上昇させる速度を凹部が無い場合に比べて早くすることができ、ウェーハシートからの半導体ダイのピックアップ速度を早くし、ピックアップ時間を短縮することができる。
【0013】
また、真空に引かれる切欠きの上に位置する半導体ダイは溝状の切欠きを構成する辺で支持されるので、柱状移動要素の先端面の切欠きのある部分に位置する半導体ダイの曲げ応力を低減することができる。これにより、半導体ダイに係る曲げ応力を低減し、半導体ダイをピックアップする際の半導体ダイの損傷の発生を抑制することができる。また、柱状移動要素の先端面に矩形の溝状の切欠きを容易に形成することができる。更に、各環状移動要素の外側面にそれぞれ外側凹部を設けることにより、柱状移動要素と同様、環状移動要素の環状先端面には、複数の切欠きと複数の外角部が形成される。そして、環状先端面に多数配置されている外角部を剥がれの起点として半導体ダイから剥がれ始め、ウェーハシートを短時間で剥がすことができる。また、ウェーハシートの剥がれる速度が速くなるので、環状移動要素を上昇させる速度を外側凹部が無い場合に比べて早くすることができ、ウェーハシートからの半導体ダイのピックアップ速度を早くすることができる。これにより、半導体ダイのピックアップの時間を短縮することができる。
【0020】
本発明の半導体ダイのピックアップ装置において、柱状移動要素の側面に設けられた各凹部の側面の幅方向の各位置と、環状移動要素の外側面に設けられた各外側凹部の外側面の幅方向の各位置とは互いにずれてもよい。
【0021】
これにより、柱状移動要素、各環状移動要素を上昇させる際の剥がれの開始点の位置がずれるので、ウェーハシートの全体的な剥がれを促進でき、半導体ダイのピックアップ速度を早くすることができる。また、半導体ダイのピックアップの時間を短縮することができる。
【0022】
本発明の半導体ダイのピックアップ装置において、半導体ダイをピックアップする際に、全ての環状移動要素の環状先端面と柱状移動要素の先端面とを吸着面より同一の高さまで突出させた後、内周側に配置される環状移動要素の環状先端面を外周側に配置される環状移動要素の環状先端面よりも順次突出させ、その後、柱状移動要素の先端面を内周側に配置される環状移動要素の環状先端面よりも突出させてもよい。
【0023】
本発明の半導体ダイのピックアップ装置において、半導体ダイをピックアップする際に、全ての環状移動要素の環状先端面と柱状移動要素の先端面とを吸着面より同一の高さまで突出させた後、複数の環状移動要素の内、外周側に配置される環状移動要素から内周側に配置される環状移動要素の順に環状先端面を吸着面より下降させ、その後、柱状移動要素の先端面を吸着面より下降させてもよい。
【0024】
これにより、半導体ダイの外周側から中央に向かってウェーハシートを段階的に剥がすことができ、半導体ダイの損傷を抑制しつつ、半導体ダイのピックアップを行うことができる。
【発明の効果】
【0025】
本発明は、ウェーハシートから半導体ダイをピックアップする時間を短縮することができる。
【図面の簡単な説明】
【0026】
【図1】実施形態の半導体ダイのピックアップ装置の構成を示す系統図である。
【図5】半導体ダイのピックアップ動作の説明図であって、柱状移動要素の先端面と第１、第２環状移動要素の第１、第２環状先端面とがウェーハシート１２の裏面に接するよう位置まで柱状移動要素と第１、第２環状移動要素とを上昇させると共に、コレットの下面が半導体ダイ１５の表面に接するようにコレットを下降させた状態を示す立面図である。
【図13】ステージに配置された他の形状の柱状移動要素と他の形状の第１、第２環状移動要素を示す斜視図であって、柱状移動要素の先端面が第１、第２環状移動要素の第１、第２環状先端面よりも上方向に突出した状態を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【0027】
以下、図面を参照しながら実施形態の半導体ダイのピックアップ装置１００について説明する。図１に示すように、実施形態の半導体ダイのピックアップ装置１００は、ウェーハホルダ１０と、ステージ２０と、コレット１８と、ウェーハホルダ水平方向駆動部６１と、ステージ上下方向駆動部６２と、コレット駆動部６３と、真空弁６４、６５と、制御部７０と、を備えている。
【0028】
ウェーハホルダ１０は、フランジ部を持つ円環状のエキスパンドリング１６とリング押さえ１７とを備えており、ウェーハ１１を切断した半導体ダイ１５が表面１２ａに貼り付けられたウェーハシート１２を保持する。ウェーハホルダ１０は、ウェーハホルダ水平方向駆動部６１により水平方向に移動する。
【0029】
ここで、半導体ダイ１５が表面１２ａに貼り付けられたウェーハシート１２は、次のように、ウェーハホルダ１０に保持される。ウェーハ１１は裏面にウェーハシート１２が貼り付けられており、ウェーハシート１２の外周部には金属製のリング１３に取付けられている。ウェーハ１１は切断工程で表面側からダイシングソーなどによって切断されて各半導体ダイ１５となり、各半導体ダイ１５の間にはダイシングの際に隙間１４が出来る。ウェーハ１１を切断してもウェーハシート１２は切断されておらず、各半導体ダイ１５はウェーハシート１２によって保持されている。
【0030】
半導体ダイ１５が表面１２ａに貼り付けられたウェーハシート１２のリング１３をエキスパンドリング１６のフランジの上に載置し、図１中の矢印８０に示すように上からリング抑え１７でリング１３をエキスパンドリング１６のフランジの上に押し付けてフランジの上に固定する。これにより、半導体ダイ１５が表面１２ａに貼り付けられたウェーハシート１２がウェーハホルダ１０に保持される。
【0031】
ステージ２０は、ウェーハホルダ１０の下面に配置されている。ステージ２０は、本体２１と、柱状移動要素３０と、内周側に配置される環状移動要素である第１環状移動要素４０と、外周側に配置される環状移動要素である第２環状移動要素５０と、リンク機構２８と、モータ２９とを備えている。ステージ２０は、ステージ上下方向駆動部６２によって上下方向に移動する。ステージ２０と、柱状移動要素３０と第１、第２環状移動要素４０、５０と、の詳細構造については、後で、図２～４を参照しながら説明する。
【0032】
コレット１８は、ウェーハシート１２の上側に配置されて下面に半導体ダイ１５を吸着保持すると共に半導体ダイ１５をウェーハシート１２の表面１２ａからピックアップする。コレット１８は、内部に半導体ダイ１５を下面に真空吸着するための吸引孔１９が設けられている。吸引孔１９は、真空弁６５を介して図示しない真空装置に接続されている。コレット１８は、コレット駆動部６３により、上下左右方向に移動する。
【0033】
ウェーハホルダ水平方向駆動部６１と、ステージ上下方向駆動部６２と、コレット駆動部６３と、真空弁６４、６５と、モータ２９とは、制御部７０に接続されており、制御部７０の指令によって動作する。制御部７０は、内部に情報処理を行うプロセッサであるＣＰＵ７１と、プログラム等を格納するメモリ７２とを含むコンピュータである。
【0034】
次に、図２～図４を参照しながらステージ２０と、柱状移動要素３０と、第１、第２環状移動要素４０、５０と、の詳細構造について説明する。尚、以下の説明では、柱状移動要素３０の側面３３、第１、第２環状移動要素４０、５０の外側面４３、５３の面に沿った水平方向を第１の幅方向、柱状移動要素３０の側面３４、第１、第２環状移動要素４０、５０の外側面４４、５４の面に沿った水平方向を第２の幅方向として説明する。
【0035】
図２に示すように、ステージ２０の本体２１は、円筒形で円形の上端板２２を備えている。上端板２２の上面はウェーハシート１２の裏面１２ｂを吸着する吸着面２２ａを構成する。上端板２２の中央には、上端板２２を貫通する矩形の開口２３が設けられている。開口２３の中には、柱状移動要素３０と、柱状移動要素３０の周囲に入れ子状に配置された第１環状移動要素４０と、第２環状移動要素５０とが配置されている。図１に示すように、柱状移動要素３０と第１、第２環状移動要素４０、５０とは本体２１の内部に格納されたリンク機構２８に接続されている。リンク機構２８はモータ２９で駆動されて柱状移動要素３０と第１、第２環状移動要素４０、５０とを上下方向に移動する。
【0036】
上端板２２の吸着面２２ａの開口２３の外側には吸着溝２６が設けられている。吸着溝２６には、本体２１の内部に接続する連通孔２７が設けられている。図１に示すように本体２１の内部は、真空弁６４を介して図示しない真空装置に接続されている。
【0037】
図３に示すように、柱状移動要素３０は、矩形の柱状部材であり、先端面３１と各側面３３、３４との角部３８ａ，３８ｂには矩形の溝形断面形状の複数の凹部３２が設けられている。凹部３２は、各側面３３、３４で先端面３１まで移動方向である上下方向に延びる矩形の溝型形状である。凹部３２は、第１の幅方向、第２の幅方向に所定の間隔で複数設けられている。凹部３２は、２つの横面３２ａ、３２ｂと１つの底面３２ｃとで構成されており、横面３２ａ、３２ｂと底面３２ｃとは先端面３１に３つの辺３５ａ、３５ｂ、３５ｃで構成される矩形の溝状の切欠き３５を形成する。また、凹部３２が無い部分では、先端面３１と側面３３との接続線は先端面３１の側辺３６ａ、３６ｂを構成する。そして、側辺３６ａと切欠き３５の一つの辺３５ａとの接続点は切欠き３５の外角部３７ａを構成する。また、側辺３６ｂと他の一つの辺３５ｂとの接続点は切欠き３５の外角部３７ｂを構成する。
【0038】
第１環状移動要素４０は、矩形の環状部材であり、環状先端面４１と各外側面４３，４４との各角部４８ａ，４８ｂに矩形の溝形断面形状の複数の外側凹部４２が設けられている。外側凹部４２は、各外側面４３、４４で環状先端面４１まで移動方向である上下方向に延びる矩形の溝型形状である。外側凹部４２は、第１の幅方向、第２の幅方向に所定の間隔で複数設けられている。第１環状移動要素４０は、矩形の内面４９に柱状移動要素３０の各側面３３、３４が嵌まり込むように柱状移動要素３０の周囲に入れ子状に配置されている。
【0039】
柱状移動要素３０の凹部３２と同様、第１環状移動要素４０の外側凹部４２は、２つの横面４２ａ、４２ｂと１つの底面４２ｃとで構成されており、横面４２ａ、４２ｂと底面４２ｃとは環状先端面４１に３つの辺４５ａ、４５ｂ、４５ｃで構成される矩形の溝状の切欠き４５を形成する。また、外側凹部４２が無い部分では、環状先端面４１と外側面４３との接続線は環状先端面４１の側辺４６ａ、４６ｂを構成する。そして、側辺４６ａと切欠き４５の一つの辺４５ａとの接続点は、切欠き４５の外角部４７ａを構成する。また、側辺４６ｂと他の一つの辺４５ｂとの接続点は切欠き４５の外角部４７ｂを構成する。
【0040】
図４に示すように、第２環状移動要素５０は、第１環状移動要素４０と同様、矩形の環状部材であり、環状先端面５１と各外側面５３，５４との各角部５８ａ，５８ｂに矩形の溝形断面形状の複数の外側凹部５２が設けられている。外側凹部５２は、各外側面５３、５４に環状先端面５１まで移動方向である上下方向に延びる矩形の溝形断面形状である。外側凹部５２は、第１の幅方向、第２の幅方向に所定の間隔で複数設けられている。第２環状移動要素５０は、矩形の内面５９に第１環状移動要素４０の各外側面４３、４４が嵌まり込むように第１環状移動要素４０の周囲に入れ子状に配置されている。
【0041】
第１環状移動要素４０の外側凹部４２と同様、第２環状移動要素５０の外側凹部５２は、２つの横面５２ａ、５２ｂと１つの底面５２ｃとで構成されており、横面５２ａ、５２ｂと底面５２ｃとは環状先端面５１に３つの辺５５ａ、５５ｂ、５５ｃで構成される矩形の溝状の切欠き５５を形成する。また、外側凹部５２が無い部分では、環状先端面５１と外側面５３との接続線は環状先端面５１の側辺５６ａ、５６ｂを構成する。そして、側辺５６ａと切欠き５５の一つの辺５５ａとの接続点は、切欠き５５の外角部５７ａを構成する。また、側辺５６ｂと他の一つの辺５５ｂとの接続点は切欠き５５の外角部５７ｂを構成する。
【0042】
図４に示すように、第２環状移動要素５０の第１の幅方向の幅Ｗ１は、図４中に破線で示す半導体ダイ１５の第１の幅は方向の幅Ｗ２よりも小さく、開口２３の第１の幅方向の幅Ｗ０は、半導体ダイ１５の第１の幅方向の幅Ｗ２よりも大きい。このため、ステージ２０の中心位置を半導体ダイ１５の中心位置に合わせると、半導体ダイ１５の外周端は、ステージ２０の開口２３の端面２３ａと第２環状移動要素５０の外側面５３との間の幅ｄの隙間Ｓの直上となっている。また、半導体ダイ１５の外周端は第２環状移動要素５０の外側面５３から長さＥだけオーバーハングしている。第２の幅方向についても同様である。
【0043】
また、図４に示すように、第２環状移動要素５０の外側面５３の角部５８ａに設けられている外側凹部５２の第１の幅方向の位置と、第１環状移動要素４０の外側面４３の角部４８ａ、に設けられている外側凹部４２の第１の幅方向の位置と、柱状移動要素３０の側面３３の角部３８ａに設けられている凹部３２の第１の幅方向の位置とは互いにずれている。同様に、外側面５４の角部５８ｂに設けられた外側凹部５２の第２の幅方向の位置と、外側面４４の角部４８ｂに設けられた外側凹部４２の第２の幅方向の位置と、側面３４の角部３８ｂに設けられた凹部３２の第２の幅方向の位置とは互いにずれている。
【0044】
従って、図４に示すように、第２環状移動要素５０の環状先端面５１に形成される切欠き５５と、第１環状移動要素４０の環状先端面４１に形成される切欠き４５と、柱状移動要素３０の先端面３１に形成される切欠き３５の第１の幅方向の位置は互いにずれている。同様に、これらの第２の幅方向の位置も互いにずれている。
【0045】
以上の様に構成された半導体ダイのピックアップ装置１００を用いて半導体ダイ１５をウェーハシート１２からピックアップする動作について説明する。
【0046】
図５に示すように、制御部７０のプロセッサであるＣＰ７１は、ウェーハホルダ水平方向駆動部６１によってウェーハホルダ１０を水平方向に移動させて、ステージ２０の中心をピックアップしようとする半導体ダイ１５の中心がステージ２０の中心となるようにウェーハホルダ１０の水平方向の位置を調整する。
【0047】
そして、制御部７０のＣＰＵ７１は、図５中の矢印８１に示す様に、図１に示すステージ上下方向駆動部６２で吸着面２２ａがウェーハシート１２の裏面１２ｂに接するまでステージ２０を上昇させる。また、制御部７０のＣＰＵ７１は、図１に示すコレット駆動部６３でコレット１８の中心がピックアップしようとする半導体ダイ１５の中心位置となるように調整した後、図５中に矢印８２で示すように、下面が半導体ダイ１５に接するまでコレット１８を降下させる。
【0048】
図５に示すようにウェーハホルダ１０とコレット１８の位置調整が終わると、先に説明したように、半導体ダイ１５の外周端は、開口２３の端面２３ａと第２環状移動要素５０の外側面５３との間の幅ｄの隙間Ｓの直上となり、第２環状移動要素５０の外側面５３から長さＥだけオーバーハングした状態となっている。
【0049】
次に、制御部７０のＣＰＵ７１は、図１に示す真空弁６４を開としてステージ２０の本体２１の内部を真空にする。吸着面２２ａの上の吸着溝２６の空気は連通孔２７を通って真空装置に引かれるので、吸着溝２６が真空となり、ウェーハシート１２の裏面１２ｂは、吸着面２２ａの上に真空吸着される。また、ＣＰＵ７１は、図１に示す真空弁６５を開としてコレット１８の吸引孔１９を真空としてコレット１８の下面に半導体ダイ１５を真空吸着させる。
【0050】
次に、制御部７０のＣＰＵ７１は、モータ２９でリンク機構２８を駆動して、図６中の矢印８３に示すように、柱状移動要素３０と、第１、第２環状移動要素４０、５０とを同一の高さまで上昇させる。また、同時にコレット駆動部６３によってコレット１８を上昇させる。柱状移動要素３０と、第１、第２環状移動要素４０、５０とが上昇すると、半導体ダイ１５の外周端部の下側に貼り付いているウェーハシート１２は斜め下方向に引っ張られ、半導体ダイ１５から剥がれようとする。
【0051】
図７に示すように、第２環状移動要素５０の環状先端面５１の側辺５６ａ、５６ｂと開口２３の端面２３ａとの間のウェーハシート１２は、側辺５６ａ、５６ｂを起点に下方向に引っ張られる。また、第２環状移動要素５０の環状先端面５１には、切欠き５５が形成されているので、外側面５３と開口２３の端面２３ａとの間の隙間Ｓが真空となると、外側凹部５２の中も真空となる。すると、ウェーハシート１２は、切欠き５５の２つの辺５５ａ、５５ｂを起点に下方向に引っ張られる。このように、ウェーハシート１２は、側辺５６ａ、５６ｂと辺５５ａ、５５ａとを起点に下方向に引っ張られる。このため、側辺５６ａ、５６ｂと辺５５ａ、５５ｂの接続点にある各外角部５７ａ、５７ｂがウェーハシート１２の剥がれの起点となり、図７に示す各外角部５７ａ、５７ｂを含む領域Ｆａ、Ｆｂの剥がれが発生する。発生した剥がれは、図7中に示す矢印８５ａ、８５ｂの様に各外角部５７ａ、５７ｂから環状先端面５１の内周に向かって広がっていく。このように、複数の切欠き５５のそれぞれの外角部５７ａ、５７ｂからウェーハシート１２が剥がれ始める。外角部５７ａ、５７ｂは環状先端面５１に多数配置されているので、ウェーハシート１２は多数の剥がれの起点から剥がれ始める。このため、半導体ダイ１５の外周部に貼り付いているウェーハシート１２を短時間で剥がすことができる。また、ウェーハシート１２の剥がれる速度が速くなるので、第２環状移動要素５０を上昇させる速度を外側凹部５２が無い場合に比べて早くすることができ、ウェーハシート１２からの半導体ダイ１５のピックアップ速度を早くすることができる。これにより、半導体ダイ１５をピックアップする時間を短縮することができる。
【0052】
また、真空に引かれる切欠き５５の上に位置する半導体ダイ１５は溝状の切欠き５５を構成する３辺５５ａ、５５ｂ、５５ｃで支持されるので、第２環状移動要素５０の環状先端面５１の切欠き５５のある部分に位置する半導体ダイ１５の曲げ応力を低減することができる。これにより、半導体ダイ１５に係る曲げ応力を低減し、半導体ダイ１５をピックアップする際の半導体ダイ１５の損傷の発生を抑制することができる。
【0053】
次に、制御部７０のＣＰＵ７１は、モータ２９でリンク機構２８を駆動して、図８の矢印８７に示すように、柱状移動要素３０と第１環状移動要素４０とを更に上昇させる。また、柱状移動要素３０と第１環状移動要素４０に合わせて図８中の矢印８８に示すようにコレット１８を更に上昇させる。
【0054】
これにより、先に図７を参照して説明したと同様、図３、４に示す第１環状移動要素４０の環状先端面４１の複数の外角部４７ａ、４７ｂがウェーハシート１２の剥がれの起点となり、外角部４７ａ、４７ｂからウェーハシート１２が剥がれる。
【0055】
次に、制御部７０のＣＰＵ７１は、モータ２９でリンク機構２８を駆動して、図９の矢印８９に示すように、柱状移動要素３０を更に上昇させる。また柱状移動要素３０に合わせてコレット１８を図９中の矢印９０の様に更に上昇させる。これにより、図７を参照して説明したと同様、図３、４に示す柱状移動要素３０の複数の外角部３７ａ、３７ｂがウェーハシート１２の剥がれの起点となり、外角部３７ａ、３７ｂからウェーハシート１２が剥がれる。
【0056】
【0057】
以上、説明したように、実施形態の半導体ダイのピックアップ装置１００は、柱状移動要素３０と先端面３１の多数の切欠き３５の外角部３７ａ、３７ｂと、第１、第２環状移動要素４０、５０の環状先端面４１、５１の多数の切欠き４５、５５の外角部４７ａ、４７ｂ、５７ａ、５７ｂを起点としてウェーハシート１２を剥がすので、ウェーハシート１２の剥がれの起点が多く、短時間でウェーハシート１２を剥がすことができる。
【0058】
また、ウェーハシート１２の剥がれの起点が第２環状移動要素５０の外周縁に多く出現するので、半導体ダイ１５の外周端の第２環状移動要素５０の外側面５３，５４からのオーバーハング量を特許文献１，２に記載された従来技術よりも小さくしても十分な剥がれ力を確保することができる。これにより、半導体ダイ１５の外周端のオーバーハング量を低減して第２環状要素５０の角部５８ａ，５８ｂの近傍での半導体ダイに掛かる曲げ応力を低減して半導体ダイ１５の損傷を抑制することができる。
【0059】
また、柱状移動要素３０と先端面３１の多数の切欠き３５の幅方向の位置と第１、第２環状移動要素４０、５０の環状先端面４１、５１の切欠き４５、５５の幅方向の位置が互いにずれているので、剥がれの起点となる柱状移動要素３０と先端面３１の外角部３７ａ、３７ｂと、第１、第２環状移動要素４０、５０の環状先端面４１、５１の外角部４７ａ、４７ｂ、５７ａ、５７ｂの幅方向の位置が互いにずれる。このため、剥がれの起点が幅方向に分散し、ウェーハシート１２の全体的な剥がれを促進することができる。これにより、短時間で半導体ダイ１５をピックアップすることができる。
【0060】
また、実施形態の半導体ダイのピックアップ装置１００は、半導体ダイ１５は溝状の切欠き５５を構成する３辺５５ａ、５５ｂ、５５ｃで支持されるので、第２環状移動要素５０の環状先端面５１の切欠き５５のある部分に位置する半導体ダイ１５の曲げ応力を低減することができる。これにより、半導体ダイ１５に係る曲げ応力を低減し、半導体ダイ１５をピックアップする際の半導体ダイ１５の損傷の発生を抑制することができる。
【0061】
以上の説明では、半導体ダイ１５をピックアップする際に、第１、第２環状移動要素４０、５０の環状先端面４１、５１と柱状移動要素３０の先端面３１とを吸着面２２ａより同一の高さまで突出させた後、内周側に配置される第１環状移動要素４０の環状先端面４１を外周側に配置される第２環状移動要素５０の環状先端面５１よりも突出させ、その後、柱状移動要素３０の先端面３１を第１環状移動要素４０の環状先端面４１よりも突出させることとして説明したが、これに限らない。
【0062】
例えば、以下のように、第１、第２環状移動要素４０、５０の環状先端面４１、５１と柱状移動要素３０の先端面３１とを吸着面２２ａより同一の高さまで突出させた後、外周側に配置される第２環状移動要素５０から内周側に配置される第１環状移動要素４０の順に各環状先端面５１、４１を吸着面２２ａより下降させ、その後、柱状移動要素３０の先端面３１を吸着面２２ａより下降させるようにしてもよい。以下、図６、図１１、１２を参照しながら説明する。
【0063】
制御部７０のＣＰＵ７１は、図６に示すように、モータ２９によりリンク機構２８を駆動して柱状移動要素３０と、第１、第２環状移動要素４０、５０とを同一の高さまで上昇させる。これにより、先に図７を参照して説明したように、半導体ダイ１５の外周部からウェーハシート１２が剥がれる。
【0064】
次に、制御部７０のＣＰＵ７１は、コレット１８の高さを保持したまま、図１１に示す矢印９２に示すように、モータ２９によりリンク機構２８を駆動して外周側の第２環状移動要素５０の環状先端面５１を吸着面２２ａよりも下に下降させる。これにより、図８を参照して説明したと同様、図３、４に示す第１環状移動要素４０の環状先端面４１の複数の外角部４７ａ、４７ｂがウェーハシート１２の剥がれの起点となり、外角部４７ａ、４７ｂからウェーハシート１２が剥がれる。
【0065】
次に制御部７０のＣＰＵ７１は、コレット１８の高さを保持したまま、図１２に示す矢印９３に示すように、モータ２９によりリンク機構２８を駆動して内周側の第１環状移動要素４０の環状先端面４１を吸着面２２ａよりも下に下降させる。これにより、図９を参照して説明したと同様、図３、４に示す柱状移動要素３０の先端面３１の複数の外角部３７ａ、３７ｂがウェーハシート１２の剥がれの起点となり、外角部３７ａ、３７ｂからウェーハシート１２が剥がれる。
【0066】
そして、制御部７０のＣＰＵ７１は、図１０を参照して説明したように、コレット駆動部６３でコレット１８を上昇させて半導体ダイ１５をピックアップする。
【0067】
この動作でも、先に説明した動作と同様、短時間でウェーハシート１２を剥がすことができ、半導体ダイ１５に加わる曲げ応力を低減することができる。
【0068】
次に、図１３を参照しながら、ステージ２０に配置された他の形状の柱状移動要素１３０と他の形状の第１環状移動要素１４０について説明する。
【0069】
図１３に示す柱状移動要素１３０は、先に図３、４を参照して説明した柱状移動要素３０の先端面３１と各側面３３、３４との角部３８ａ，３８ｂに設けられた凹部３２が移動方向である上下方向から傾斜する方向に延びる矩形の溝型形状である点以外は、先に説明した柱状移動要素３０と同一であり、先端面３１には、柱状移動要素３０と同一の切欠き３５が形成される。
【0070】
また、図１３に示す第１環状移動要素１４０は、先に図３、４を参照して説明した第１環状移動要素４０の環状先端面４１と各外側面４３，４４との各角部４８ａ，４８ｂに設けられた外側凹部４２が移動方向である上下方向から傾斜する方向に延びる矩形の溝型形状である点以外は、先に説明した第１環状移動要素４０と同一であり、環状先端面４１には、第１環状移動要素４０と同一の切欠き４５が形成される。
【0071】
図１３には、図示していないが、第２環状移動要素５０の環状先端面５１と各外側面５３，５４との各角部５８ａ，５８ｂに設けられた外側凹部５２を移動方向である上下方向から傾斜する方向に延びる矩形の溝型形状として第２環状移動要素１５０としてもよい。
【0072】
このように構成された、柱状移動要素１３０、第１、第２環状移動要素１４０、１５０をステージ２０の開口２３の中に配置して半導体ダイのピックアップ装置２００（図示せず）を構成した場合、その作用効果は先に説明した半導体ダイのピックアップ装置１００と同一である。
【0073】
尚、柱状移動要素３０、１３０の凹部３２と、第１環状移動要素４０、１４０の外側凹部４２と、第２環状移動要素５０、１５０の外側凹部５２とは矩形の溝形断面形状として説明したが、これに限らず、例えば、Ｕ字型、半円形の溝形断面形状としてもよい。
【0074】
また、以上の説明では、ステージ２０の開口２３の中に柱状移動要素３０、第１、第２環状移動要素４０、５０の複数の環状移動要素を入れ子状に配置することとして説明したがこれに限らず、例えば、柱状移動要素３０と第１環状移動要素４０を開口２３の中に入れ子状に配置してもよいし、柱状移動要素３０のみを開口２３の中に配置してもよい。また、複数の環状移動要素の数は、ピックアップする半導体ダイ１５の大きさや、ウェーハシート１２の厚さ、材質等により適宜選択してもよく、開口２３の中に柱状移動要素３０と３つ以上の環状移動要素を配置してもよい。
【符号の説明】
【0075】
１０ ウェーハホルダ、１１ ウェーハ、１２ ウェーハシート、１２ａ 表面、１２ｂ 裏面、１３ リング、１４ 隙間、１５ 半導体ダイ、１６ エキスパンドリング、１８ コレット、１９ 吸引孔、２０ ステージ、２１ 本体、２２ 上端板、２２ａ 吸着面、２３ 開口、２３ａ 端面、２６ 吸着溝、２７ 連通孔、２８ リンク機構、２９ モータ、３０、１３０ 柱状移動要素、３１ 先端面、３２ 凹部、３２ａ、３２ｂ、４２ａ、４２ｂ、５２ａ、５２ｂ 横面、３２ｃ、４２ｃ、５２ｃ 底面、３３、３４ 側面、３５、４５、５５ 切欠き、３５ａ、３５ｂ、４５ａ、４５ｂ、５５ａ、５５ｂ 辺、３６ａ、３６ｂ 側辺、３７ａ、３７ｂ、４７ａ、４７ｂ、５７ａ、５７ｂ 外角部、３８ａ，３８ｂ，４８ａ，４８ｂ，５８ａ，５８ｂ 角部、４０、１４０ 第１環状移動要素、４１、５１ 環状先端面、４２、５２ 外側凹部、４３、４４、５３、５４ 外側面、４９、５９ 内面、５０、１５０ 第２環状移動要素、６１ ウェーハホルダ水平方向駆動部、６２ ステージ上下方向駆動部、６３ コレット駆動部、６４、６５ 真空弁、７０ 制御部、７１ ＣＰＵ、７２ メモリ、１００、２００ 半導体ダイのピックアップ装置。
【図1】
【図2】
【図3】
【図4】
【図5】
【図6】
【図7】
【図8】
【図9】
【図10】
【図11】
【図12】
【図13】