JP2009064938A - 半導体ダイのピックアップ装置及びピックアップ方法 - Google Patents

半導体ダイのピックアップ装置及びピックアップ方法 Download PDF

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Abstract

【課題】半導体ダイのピックアップ装置において、保持シートの引き剥がしの際に半導体ダイに加わる力を抑制しつつ半導体ダイを容易にピックアップする。
【解決手段】密着面２２から出入りする先端３３ｂを含むワイパ３３と、ワイパ３３の移動方向にある開口４１を塞ぎながらワイパ３３と共に移動するシャッタ２３を備える。半導体ダイ１５をピックアップする際に、ワイパ３３の先端３３ｂに半導体ダイ１５の一端１５ａを合わせ、コレット１８で半導体ダイ１５を吸着した状態で、ワイパ３３の先端３３ｂを密着面２２から突出させながらワイパ３３を密着面２２に沿って移動させ、開口４１の一端面４１ａとシート面３３ａとの間に吸引開口４２を順次開き、吸引開口４２に半導体ダイ１５の一端１５ａ側から保持シート１２を順次吸引させて半導体ダイ１５から保持シート１２を順次引き剥がす。
【選択図】図７

Description

本発明は、半導体ダイのピックアップ装置の構造及びピックアップ方法に関する。
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、裏面に粘着性の保持テープを貼り付け、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保持テープ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保持テープ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。
従来、粘着性の保持テープから半導体ダイをピックアップする方法としては、突き上げ針による方法が多く用いられている(例えば、特許文献１の図１５参照)。これは、コレットで半導体ダイを吸引した状態で、周囲に向かって引っ張り力が掛けられている保持シートの下側から突き上げ針によって半導体ダイの中央を突き上げ、保持シートにかかっている引っ張り力によって半導体ダイから粘着性の保持シートを引き剥がし、コレットで半導体ダイをピックアップする方法である。
しかし、この突き上げ針による方法は半導体ダイの厚さが薄くなってくると突き上げによって半導体ダイが割れてしまうという問題があり、近年の薄型半導体ダイのピックアップには用いることが困難となってきている。
そこで、突き上げ針を用いずに半導体ダイを粘着性の保持シートから分離、ピックアップする方法が提案されている。たとえば、特許文献１には、複数の吸引孔を備えるステージの吸引孔の上にピックアップしようとする半導体ダイを載せ、コレットにその半導体ダイを吸着保持させた状態で、吸引孔を真空にして保持シートを各吸引孔の中に吸い込んで変形させ、吸引孔に対応する部分の保持シートを半導体ダイから引き剥がした後、ステージを水平に移動または回転させることにより引き剥がされずに残った部分の保持シートを半導体ダイから引き剥がす方法が提案されている(特許文献１の図１から図４参照)。
また、特許文献１には、ステージの表面にピックアップしようとする半導体ダイよりも幅の狭い突出部を設け、突出部の周辺のステージ表面には吸引孔を設け、半導体ダイをピックアップする際には、突出部の上にピックアップしようとする半導体ダイを突出部からはみ出すように載せ、吸引孔から保持シートとステージ表面との間の空気を吸引しながら突出部をステージ表面に対して水平に移動させて半導体ダイから保持シートを引き剥がす他の方法が提案されている(特許文献１の図９から図１０参照)。
特許第３２０９７３６号明細書
特許文献１に記載された方法は、吸引孔を真空にして保持テープを吸引孔に吸い込み、保持テープを半導体ダイから引き剥がす方法であるが、保持テープは半導体ダイから引き剥がされると吸引孔の表面を覆ってしまうため、吸引孔の真上にある保持テープを引き剥がした後は吸引孔の周囲の部分から空気を吸い込むことができなくなる。このため、吸引孔の真上にある保持シートは吸引によって引き剥がすことができるが、吸引孔の周囲の部分は吸引孔の真空吸引によって引き剥がすことができず、半導体ダイと接着した状態が残ってしまう(特許文献１の図１、図２参照)。一方、ステージを移動させて、この引き剥がし残り部分の保持シートの分離を行う場合には、残り部分の面積が少ないほうが半導体ダイに加わる力が少なくなり半導体ダイの損傷を抑制することができる。しかし、吸引孔による引き剥がし残り部分を少なくしようとすると、吸引孔をピックアップする半導体の大きさにあわせた大きなものとすることが必要となる。この様に大きな吸引孔によって保持シートを吸引すると保持シートの接着力が大きい場合には半導体ダイに大きな力がかかる場合がある。特に近年の半導体ダイは薄く強度が低いため、この力によって割れや変形が生じる場合がある。このように、特許文献に記載された方法は、大きな吸引孔を用いると吸引の際に半導体ダイに大きな力が加わってしまい、小さな吸引孔を用いるとステージの移動の際に半導体ダイに大きな力がかかってしまうので、保持シートの引き剥がしの際に半導体ダイにかかる力を抑制できず、半導体ダイの損傷を招く場合があるという問題があった。
また、特許文献１に記載された他の方法は、突出部の周辺にのみ配置された小さな吸引孔によって保持シートとステージ表面との間の空気を吸い込むことによって保持シートを引き剥がすので、吸引によって半導体ダイにかかる力を抑制することができる。しかし、突出部が移動していくと半導体ダイから引き剥がされた保持シートが突出部の移動した部分にある吸引孔を覆ってしまうので、突出部の移動によって次第に空気の吸引量が低下してくる(特許文献１の図９、図１０参照)。一方、保持シートが剥離する剥離線の長さは移動する突出部の幅によって決まるので、保持シートを引き剥がすのに必要な力は突出部の移動方向の位置によって変化しない。また、突出部側面と保持シートとの隙間の突出部の移動方向に垂直方向の断面積は突出部の移動によって変化しないので、突出部の移動により空気がこの隙間に漏れこむ流路の断面積も変化しない。このため、突出部の移動によって引き剥がされた保持シートで吸引孔がふさがれていくと、次第に吸引空気量が低下し、突出部と保持シートとの間の真空度が低下して次第に引き剥がし力が低下する。そして、半導体ダイの突出部の移動方向に向かった端面側に保持シートの剥離残りが出来て半導体ダイをスムーズにピックアップできない場合がある。この場合、突出部の突出高さを高くして、保持シートにかかっている引っ張り力を利用してシートの引き剥がし力を大きくすることは可能であるが、突出部の移動方向に隣接する半導体ダイがある場合にはその半導体ダイに突出部が当たって半導体ダイを損傷させる場合があるので、突出部の移動方向が制限される場合があるという問題があった。
そこで、本発明は、半導体ダイのピックアップ装置において、保持シートの引き剥がしの際に半導体ダイに加わる力を抑制しつつ半導体ダイを容易にピックアップすることを目的とする。
本発明の半導体ダイのピックアップ装置は、保持シートに貼り付けられた半導体ダイをコレットで吸着保持して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、保持シートの半導体ダイが貼り付けられている面と反対側の面に密着する密着面を含むステージと、密着面から出入りする先端と、密着面に設けられる開口の端面と接離方向に移動するシート面とを含むワイパと、ワイパの移動方向にある開口を塞ぎながらワイパと共に移動するシャッタと、を備え、半導体ダイをピックアップする際に、ワイパの先端にピックアップする半導体ダイの一端を合わせ、コレットでピックアップする半導体ダイを吸着した状態で、ワイパの先端を密着面から突出させながらワイパのシート面が開口の端面から離れる方向にワイパを移動させ、開口の端面とワイパのシート面との間に吸引開口を順次開き、開いた吸引開口にピックアップする半導体ダイの一端側から保持シートを順次吸引させてピックアップする半導体ダイから保持シートを順次引き剥がすこと、を特徴とする。
本発明の半導体ダイのピックアップ装置において、開口とワイパとはピックアップする半導体ダイと略同一幅であること、としても好適であるし、ワイパはシート面と側面との角部に切り欠きのあること、としても好適であるし、ステージは開口周辺の密着面に吸引孔を備え、半導体ダイをピックアップする際に、吸引孔によってピックアップする半導体ダイの周辺の保持シートを吸引しながらワイパの先端を密着面から突出、移動させること、としても好適である。
また、本発明の半導体ダイのピックアップ装置において、ワイパを移動させるワイパ移動機構は、ステージの密着面と反対側にある基体部に取付けられ、ステージ内部に設けられた第１リンクを密着面に対して進退する方向に駆動する駆動部と、ステージ内部に設けられ、密着面に対して進退するピストンと、ステージ内部に設けられ、ピストンの密着面に対する進退方向の動作を制限するストッパと、第１リンクとピストンとを密着面に対して進退する方向に接続し、ピストンがストッパに当接すると圧縮されるばねと、ピストンに取付けられ、密着面に略平行で吸引開口の延びる方向に延びるガイドレールと、ガイドレールに滑動自在に取付けられたワイパと、ピストンに回転自在に取付けられ、ワイパと第１リンクとを接続し、ピストンがストッパに当接すると、密着面に対する第１リンクの進退方向の動作をワイパのガイドレールに沿った方向の動作に変換する第２リンクと、を含み、半導体ダイをピックアップする際に、駆動部によって密着面に向かって第１リンクを進退させることにより、ワイパの先端を密着面から突出させた後、ワイパを密着面に沿ってスライドさせること、としても好適である。
また、本発明の半導体ダイのピックアップ装置において、ワイパを移動させるワイパ移動機構は、ステージの密着面と反対側にある基体部に取付けられ、ステージ内部に設けられた第１リンクを密着面に対して進退する方向に駆動する駆動部と、ステージ内部に設けられ、密着面に向かって傾斜する傾斜面を備えるガイドレールと、ワイパが接続され、ガイドレールの傾斜面に沿って滑動自在に取付けられたスライダと、ステージ内部に回転自在に取付けられ、スライダと第１リンクとを接続し、密着面に対する第１リンクの進退方向の動作をスライダのガイドレールの傾斜面に沿った方向の動作に変換する第２リンクと、を含み、半導体ダイをピックアップする際に、駆動部によって密着面に向かって第１リンクを進出させることにより、ワイパの先端を密着面から突出させながらワイパを密着面に沿って移動させること、としても好適である。
また、本発明の半導体ダイのピックアップ装置において、ワイパを移動させるワイパ移動機構は、ステージの密着面と反対側にある基体部に取付けられ、ステージ内部に設けられた第１リンクを密着面に対して進退する方向に駆動する駆動部と、ステージ内部に設けられ、密着面に対する方向の第１のスライド面と密着面に沿った方向の第２のスライド面とを備えるガイドレールと、ワイパが接続され、ガイドレールの各スライド面に沿って各方向に滑動自在に取付けられたスライダと、ステージ内部に密着面に対する進退方向に第１のスライド面の長さだけ延びた長孔によって回転自在に取付けられ、密着面に対する第１リンクの進退方向の動作を各スライド面に沿った方向の動作に変換する第２リンクと、を含み、半導体ダイをピックアップする際に、駆動部によって密着面に向かって第１リンクを進出させることにより、ワイパの先端を密着面から突出させながらワイパを密着面に沿って移動させること、としても好適である。
本発明の半導体ダイのピックアップ方法は、ピックアップする半導体ダイが貼り付けられた保持シートの半導体ダイが貼り付けられている面と反対側の面に密着する密着面を含むステージと、密着面から出入りする先端と、密着面に設けられる開口の端面と接離方向に移動するシート面とを含むワイパと、ワイパの移動方向にある開口を塞ぎながらワイパと共に移動するシャッタと、半導体ダイを吸着保持するコレットと、を備える半導体ダイのピックアップ装置で保持シート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方法であって、ワイパの先端にピックアップする半導体ダイの一端を合わせる位置合わせ工程と、コレットでピックアップする半導体ダイを吸着した状態で、ワイパの先端を密着面から突出させながらワイパのシート面が開口の端面から離れる方向にワイパを移動させ、開口の端面とワイパのシート面との間に吸引開口を順次開き、開いた吸引開口にピックアップする半導体ダイの一端側から保持シートを順次吸引させてピックアップする半導体ダイから保持シートを順次引き剥がす保持シート引き剥がし工程と、を有することを特徴とする。
本発明は、半導体ダイのピックアップ装置において、保持シートの引き剥がしの際に半導体ダイに加わる力を抑制しつつ半導体ダイを容易にピックアップすることができるという効果を奏する。
以下、本発明の好適な実施形態について図面を参照しながら説明する。本発明の半導体ダイのピックアップ装置について説明する前にウェーハとウェーハホルダについて説明する。
図１に示すように、ウェーハ１１は裏面に粘着性の保持シート１２が貼り付けられており、保持シート１２は金属製のリング１３に取付けられている。ウェーハ１１はこのように保持シート１２を介して金属製のリング１３に取付けられた状態でハンドリングされる。そして、図２に示すように、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となる。各半導体ダイ１５の間にはダイシングの際に出来た切込み隙間１４が出来る。切り込み隙間１４の深さは半導体ダイ１５から保持シート１２の一部にまで達しているが、保持シート１２は切断されておらず、各半導体ダイ１５は保持シート１２によって保持されている。
このように、保持シート１２とリング１３との取付けられた半導体ダイ１５は図３に示すように、ウェーハホルダ１０に取付けられる。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とエキスパンドリング１６のフランジの上にリング１３を固定するリング押さえ１７とを備えている。リング押さえ１７は図示しないリング押さえ駆動部によってエキスパンドリング１６のフランジに向かって進退する方向に駆動される。エキスパンドリング１６の内径は半導体ダイ１５が配置されているウェーハの径よりも大きく、エキスパンドリング１６は所定の厚さを備えており、フランジはエキスパンドリング１６の外側にあって、保持シートから離れた方向の端面側に外側に突出するように取付けられている。また、エキスパンドリング１６の保持シート側の外周は保持シート１２をエキスパンドリング１６に取付ける際に、保持シート１２をスムーズに引き伸ばすことができるように曲面構成となっている。また、ウェーハホルダ１０は図示しないウェーハホルダ水平方向駆動部によって保持シート１２の面に沿った方向に移動することができるように構成されている。
図３（ｂ）に示すように、半導体ダイ１５が貼り付けられた保持シート１２はエキスパンドリング１６にセットされる前は略平面状態となっている。
図４は半導体ダイのピックアップ装置１００の構成を示す図であり、また図４は半導体ダイのピックアップ装置１００に保持シート１２に貼り付けられた半導体ダイ１５をセットした状態を示している。この状態では、リング１３の上にリング押さえ１７が降下し、リング１３をエキスパンドリング１６のフランジとの間に挟み込んでいる。エキスパンドリング１６の保持シート１２の当たる上面とフランジ面との間には段差があるので、リング１３がフランジ面に押し付けられると、保持シート１２はエキスパンドリング１６の上面とフランジ面との段差分だけエキスパンドリング１６上部の曲面に沿って引き伸ばされる。このため、エキスパンドリング１６の上に固定された保持シート１２には保持シート１２の中心から周囲に向かう引っ張り力が働いている。また、この引っ張り力によって保持シート１２が延びるので、保持シート１２の上に貼り付けられた各半導体ダイ１５間の隙間が広がっている。
ウェーハホルダ１０には保持シートに沿った面でウェーハホルダを移動させるウェーハホルダ水平方向駆動部７２が取付けられている。ウェーハホルダ水平方向駆動部７２は、例えば、内部に設けたモータとギヤによってウェーハホルダ１０を水平方向に駆動するものであってもよいし、外部に設けられたモータなどの駆動源によってガイドに沿ってＸＹ方向にウェーハホルダ１０を移動させるようなものであってもよい。また、ウェーハホルダ１０の上部には半導体ダイ１５を吸着移動させるコレット１８が設けられている。コレット１８は吸着面に半導体ダイ１５を吸着するための吸着孔１９を備え、各吸着孔１９は真空装置７１に接続されている。また、ウェーハホルダ１０の下側にはステージ２０が設けられ、ステージ２０は図示しないステージ上下方向駆動機構によって保持シート１２に対して進退方向である上下方向に駆動される。
図５に示すように、ステージ２０はその上面に保持シート１２に密着する密着面２２を備えた円筒形の筐体２１と、筐体２１の密着面２２と反対側に設けられた基体部２４と、基体部２４に取付けられ、筐体２１の内部に取付けられたリンク機構を駆動する駆動部２５とを備えている。ステージ２０の基体部２４は図示しないステージ固定部に取付けられている。ステージ２０の密着面２２を含む筐体２１の上面板２１ｃには長方形で上面板２１ｃを貫通する開口４１が設けられている。開口４１の幅はピックアップしようとする半導体ダイと同一幅で、開口４１の内側には開口４１の幅と同一の幅のワイパ３３が取付けられている。ワイパ３３は開口４１の一端面４１ａに接するシート面３３ａを備え、シート面３３ａが開口４１の一端面４１ａに対して接離方向に移動するよう構成されている。ワイパ３３は密着面２２から出入りする先端３３ｂを備えている。ワイパ３３の先端３３ｂは直線状で、ワイパ３３のシート面３３ａが開口４１の一端面４１ａに接している場合は密着面２２と同一面となるように構成されている。ワイパ３３のシート面３３ａと反対側の移動側面３３ｃには移動側面３３ｃからワイパ３３の移動方向にある開口４１を塞ぎながらワイパ３３と共に移動するシャッタ２３の一端が取付けられている。シャッタ２３はワイパ３３の先端３３ｂと段差を持つように移動側面３３ｃに取付けられ、開口４１と同一幅で移動側面３３ｃからワイパ３３の移動方向に向かって延び、開口４１の各開口側面４１ｂと開口４１の他端側の上面板２１ｃに設けられた開口４１と同一幅の溝２２ａによってガイドされている。そして、溝２２ａに続く曲面２１ｄとステージ２０の外側に設けられたシャッタ押さえ２１ｂとの間の隙間によって密着面２２に沿った方向からステージ２０の側面に沿った方向に曲げられ、ステージ２０の側面に設けられた開口４１と同一幅の溝２１ａにガイドされて基体部２４の方向に延び、基体部２４に取付けられている駆動部２５の外部に設けられたピン５７にスプリング５５によって接続されて、引っ張り力がかかるよう構成されている。シャッタ２３は薄い金属板等可撓性の材料によって構成されている。
図４に示すように、ステージ２０の内部には、ワイパ３３を移動させるワイパ移動機構が設けられている。ワイパ移動機構はステージ２０の基体部２４に取付けられた駆動部２５によって密着面２２に対して進退方向に駆動される第１リンク２６と、筐体２１に固定されたピン２８の回りに回転自在に取付けられたＬ字形の第２リンク２９と、第２リンク２９の一端に取付けられ、第１リンク２６の係合溝２６ａに入って第１リンク２６と第２リンク２９とを係合させるピン２７と、筐体２１に固定され、密着面２２に向かって傾斜する傾斜面３１ａを備えるガイドレール３１と、ワイパ３３が取付けられ、ガイドレール３１の傾斜面３１ａに沿って滑動自在に取付けられたスライダ３２と、スライダ３２に取付けられ、第２リンク２９の他端に設けられたＵ字型の係合溝２９ａに入ってスライダ３２と第２リンク２９とを係合させるピン３０とによって構成されている。スライダ３２はガイドレール３１の傾斜面３１ａに接するようにスライドする傾斜面３２ａを備えている。また、筐体２１は真空装置７１に接続され、その内部を真空とすることができるように構成されている。駆動部２５は第１リンク２６を密着面２２に対して進退動作できるものであればどのような構成のものでもよく、例えば、小形のモータとギヤ装置を組み合わせて第１リンク２６を駆動させてもよいし、電磁力によって第１リンク２６を直接上下方向に移動させるようにしてもよい。
図４を参照しながら、ワイパ移動機構の動作について説明する。駆動部２５によって第１リンク２６がステージ２０の密着面２２に向かって上方向に進出すると、第１リンク２６の係合溝２６ａも同様に密着面２２に向かって上昇する。そして、係合溝２６ａが上昇すると係合溝２６ａに入っているピン２７も係合溝２６ａと共に上昇していく。ピン２７が上昇するとピン２７の取付けられている第２リンク２９は、筐体２１に固定されているピン２８を中心に回転し、第２リンク２９の他端に設けられた係合溝２９ａを開口４１の一端面４１ａから離れる方向に向かってかって移動させる。第２リンク２９の係合溝２９ａの移動によって、係合溝２９ａに入っているピン３０も開口４１の一端面４１ａから離れる方向に向かって移動する。ピン３０の取付けられたスライダ３２は傾斜面３２ａがガイドレール３１の傾斜面３１ａと接して傾斜面３１ａに沿って移動することから、ピン３０が開口４１の一端面４１ａから離れる方向に移動すると、スライダ３２はガイドレール３１に沿って開口４１の一端面４１ａから離れる方向に向かって移動すると共に、傾斜面３１ａに沿って密着面２２に向かって上昇する。そして、スライダ３２がガイドレール３１の傾斜面３１ａに沿って移動すると、スライダ３２に取付けられているワイパ３３はスライダ３２と共にガイドレール３１の傾斜面３１ａに沿って移動し、密着面２２に向かって上昇すると共に開口４１の一端面４１ａから離れる方向に向かって移動する。駆動部２５によって第１リンク２６を密着面２２から離れる方向に降下させると、第２リンク２９、スライダ３２が前記の動作と逆方向に動作し、ワイパ３３のシート面３３ａが開口４１の一端面４１ａに向かって移動する。
このように、ワイパ移動機構は密着面２２に向かって進退方向に動作する第１リンク２６の動作をＬ字形の第２リンク２９によってスライダ３２のガイドレール３１の傾斜面３１ａに沿った方向の動作に変換しているため、コンパクトな構成とすることができ、円筒形状の筐体２１の内部にその機構を収納することができるようになっている。
図４に示すように、半導体ダイのピックアップ装置１００は、ＣＰＵなどを内部に含むコンピュータである制御部７０を備え、駆動部２５、真空装置７１、コレット１８及びウェーハホルダ水平方向駆動部７２がそれぞれ接続され、各駆動部２５，７２、コレット１８、真空装置７１は制御部７０から出力される指令によって駆動されるよう構成されている。なお、図４において１点鎖線は制御部７０と各駆動部２５，７２、コレット１８、真空装置７１を接続する信号線を示している。また、図示しないステージ上下方向駆動機構も制御部７０に接続され、制御部７０の指令によってステージ２０の上下方向の駆動を行うよう構成されている。
次に、図６から図１０を参照しながら半導体ダイのピックアップ装置１００によって、保持シート１２から半導体ダイ１５をピックアップする動作について説明する。図１から図５を参照して説明した部分については同様の符号を付して説明は省略する。
図６（ａ）に示すように、制御部７０は位置合わせ工程を開始する。位置合わせ工程の開始の際は、ステージ２０に取付けられているワイパ３３のシート面３３ａは開口４１の一端面４１ａに接しており、ワイパ３３の先端３３ｂは密着面２２と同一面となっている。また、ワイパ３３の移動側面３３ｃに先端３３ｂから段差をもって取り付けられているシャッタ２３は、ワイパ３３の移動方向にある開口４１を塞いでいる。シャッタ２３は開口４１と同一幅であり、移動側面３３ｃに接続されている側の表面は、密着面２２から上面板２１ｃの厚み分だけ下がった位置で、シャッタ押さえ２１ｂ側は開口４１と同一幅の溝２２ａにはまり込み、その表面は密着面２２と略同一面となっている。そして、シャッタ２３は溝２２ａから曲面２１ｄに沿って密着面２２から離れる方向に曲がり、ステージ２０の溝２１ａにガイドされて下側に向かって図５に示したスプリング５５で引っ張られている。
制御部７０は、図４に示したウェーハホルダ水平方向駆動部７２によってウェーハホルダ１０をステージ２０の待機位置の上まで水平方向に移動させる。そして、制御部７０は、ウェーハホルダ１０がステージ２０の待機位置の上の所定の位置まで移動したら、ウェーハホルダ１０の水平方向の移動を一端停止し、図示しないステージ上下方向駆動機構によってステージ２０の密着面２２とワイパ３３の先端３３ｂとが保持シート１２の下面に密着するまでステージ２０を上昇させる。ステージ２０の密着面２２とワイパ３３の先端３３ｂとが保持シート１２の下面に密着したら、制御部７０はステージ２０の上昇を停止する。そして、制御部７０は、再度ウェーハホルダ水平方向駆動部７２によって、ワイパ３３の直線状の先端３３ｂがピックアップしようとする半導体ダイ１５の一端１５ａに合う位置になるように、ウェーハホルダ１０の水平方向の位置を調整する。また、半導体ダイ１５の側面がシャッタ２３の側面２３ｂに合うように調整する。シャッタ２３の幅はピックアップする半導体ダイ１５と同一の幅であるので、一方の側面２３ｂを半導体ダイ１５の側面にあわせると、半導体ダイ１５の両側面とシャッタ２３の両側面２３ｂとの位置合わせができる。位置合わせの際、保持シート１２はウェーハホルダ１０のエキスパンドリング１６によって保持シート１２の中心から周囲に向かう引っ張り力を受けている。
図６（ｂ）はステージ２０の密着面２２とワイパ３３とシャッタ２３の表面の平面図であり、その上に載っている保持シート１２、半導体ダイ１５を１点鎖線で表示してその位置関係がわかるようにした図で、図６（ｂ）では同一幅の半導体ダイ１５とワイパ３３及びシャッタ２３とを区別するためにワイパ３３及びシャッタ２３を半導体ダイ１５よりも若干大きく図示している。図７（ｂ）から図１０（ｂ）も同様である。
図６（ｂ）に示すように、ステージ２０の保持シート下面への進出、密着と半導体ダイ１５の位置合わせとが終わると、制御部７０は位置合わせ工程を終了する。位置合わせ工程が終了すると、半導体ダイ１５は一端１５ａがワイパ３３の直線状の先端３３ｂに合った位置となり、半導体ダイ１５の各側面はシャッタ２３の各側面２３ｂに合った位置となっている。また、半導体ダイ１５の他端１５ｂはシャッタ２３の上に載った位置となっている。そして、制御部７０は、コレット１８をピックアップしようとする半導体ダイ１５の上に移動し、真空装置７１を始動して吸着面にある吸着孔１９を真空にし、ピックアップしようとする半導体ダイ１５をその位置に吸着保持させる。
図７から図１０に示すように、制御部７０は保持シート引き剥がし工程を開始する。図７に示すように、制御部７０は真空装置７１によってステージ２０の筐体２１の内部を真空とする。そして、制御部７０は図４に示す駆動部２５によって第１リンク２６を密着面２２に向かって進出させる。この動作によって、ワイパ移動機構が動作し、スライダ３２に取付けられているワイパ３３はスライダ３２と共にガイドレール３１の傾斜面３１ａに沿って移動し、密着面２２に向かって上昇すると共に開口４１の一端面４１ａから離れる方向に向かって移動する。そして、ワイパ３３の先端３３ｂは密着面２２から突出すると共にワイパのシート面３３ａは開口４１の一端面４１ａから離れる方向に向かって移動する。また、シャッタ２３もワイパ３３の移動に伴って移動する。
図７に示すように、ワイパ３３のシート面３３ａが開口４１の一端面４１ａから離れると、開口４１の一端面４１ａとワイパ３３のシート面３３ａとの間に開口４１と同一幅で筐体２１の内部に連通する吸引開口４２ができる。吸引開口４２はピックアップしようとする半導体ダイ１５と同一幅である。筐体２１の内部は真空装置７１によって真空に保たれているので、吸引開口４２は半導体ダイ１５の幅で保持シート１２を吸引して半導体ダイ１５より引き剥がそうとする。また、半導体ダイ１５がワイパ３３の先端３３ｂにより密着面２２から押し上げられるので、保持シート１２には保持シート１２の中心から周囲に向かう引っ張り力による斜め下向きの引っ張り力が加わる。この吸引力と引っ張り力の下向きの分力によって半導体ダイ１５の一端１５ａの側から保持シート１２が剥がれ始める。保持シート１２が半導体ダイ１５の一端１５ａから剥がれると、保持シート１２の剥がれによってできた半導体ダイ１５と保持シート１２との隙間５１から空気が入り込み、保持シート１２の半導体ダイ１５側と吸引開口４２の内部側との間に圧力差が生じ、保持シート１２が真空状態の吸引開口４２の中に吸引される。そして、空気はワイパ３３の先端３３ｂと略平行な剥離線５３まで入り込み、保持シート１２は半導体ダイ１５の一端１５ａの側から剥離線５３まで引き剥がされる。
また、シャッタ２３はワイパ３３の移動とともに開口４１から離れる方向に移動してくる。ワイパ３３の先端３３ｂの密着面２２からの突出に伴ってシャッタ２３のワイパ３３の移動側面３３ｃの接続端も密着面２２より少し下がった位置まで上昇してくる。また、溝２２ａに入っている部分のシャッタ２３の表面は密着面２２と略同一の面の状態を保っている。シャッタ２３は図５で示したスプリング５５によって引っ張られて、ワイパ３３の移動側面３３ｃと曲面２１ｄとの間に略平面を保ち、ワイパ３３の移動方向にある開口４１を塞いでいる。このため、開口４１のシャッタ２３によって塞がれている部分からは空気が真空状態の筐体２１の内部に入り込まず、ワイパ３３の先端３３ｂによって半導体ダイ１５が押し上げられ、シャッタ２３と保持シート１２との間に隙間ができても、その隙間の空気は開口４１の中に吸引されない。このため、半導体ダイ１５のワイパ３３の先端３３ｂからワイパ３３の移動方向にある部分は開口４１に吸引されず、吸引力によって変形などを起こすことが低減される。
図８に示すように、制御部７０の指令によって更にワイパ３３が開口４１の一端面４１ａから離れる方向に移動すると、それにつれてワイパ３３のシート面３３ａと開口４１の一端面４１ａとの開きが大きくなり、吸引開口４２が大きく広がってくる。そして、吸引開口４２の中に保持シート１２が順次吸引され、保持シート１２がその内部に引き込まれて半導体ダイ１５から順次引き剥がされる。また、剥離線５３はワイパ３３の先端３３ｂの移動に伴って順次開口４１の一端面４１ａから離れる方向に移動する。ワイパ３３の先端３３ｂはワイパ３３の移動に伴って順次開口４１の一端面４１ａから離れると共に、密着面２２からの突出が順次大きくなって半導体ダイ１５を順次押し上げるので、ワイパ３３が開口４１の一端面４１ａから離れても、保持シート１２の半導体ダイ１５に対する斜め下向きの角度はあまり浅くならない。また、ワイパ３３が移動しても保持シート１２の中心から周囲に向かう引っ張り力は変化しないことから、保持シート１２の中心から周囲に向かう引っ張り力の下向き分力はあまり変化せず、保持シート１２を下向きに引っ張る力は略一定に保持される。また、引き剥がされた保持シート１２によって吸引開口４２覆われても、ワイパ３３の先端３３ｂは保持シート１２の剥がれていない部分に向かって移動しているので、吸引開口４２による保持シート１２の吸引が停止することが無い。このため、ワイパ３３の移動に伴って、保持シート１２の引き剥がし力は減少せず、保持シート１２の全体を順次吸引開口４２に吸引して引き剥がしていくことができ、引き剥がし残り部分ができないようにすることができる。
また、シャッタ２３はワイパ３３の移動とともに更に開口４１から離れる方向に移動し、シャッタ２３のワイパ３３の移動側面３３ｃの接続端は密着面２２と略同一面まで上昇してくる。シャッタ２３は図５に示したスプリング５５によって引っ張られているので、溝２２ａの部分のシャッタ２３の表面は密着面２２と略同一の面の状態を保っている。シャッタ２３の図７の状態と同様、シャッタ２３はワイパ３３の移動方向にある開口４１を塞ぎ、開口４１のシャッタ２３によって塞がれている部分からは空気が真空状態の筐体２１の内部に入り込まず、半導体ダイ１５のワイパ３３の先端３３ｂからワイパ３３の移動方向にある部分は開口４１に吸引されず、吸引力によって変形などを起こすことが低減される。
図９に示すように、制御部７０は図４に示す駆動部２５によって更にワイパ３３を開口４１の一端面４１ａから離れる方向に移動させて、ワイパ３３の先端３３ｂが半導体ダイ１５の他端１５ｂを越える位置まで移動させる。すると、他端１５ｂの保持シート１２も吸引開口４２の中に吸引されて半導体ダイ１５から引き剥がされる。そして、他端１５ｂの側からも半導体ダイ１５と保持シート１２との間に空気が入り込んで、半導体ダイ１５は保持シート１２から完全に引き剥がされる。
また、シャッタ２３はワイパ３３の移動とともに更に開口４１から離れる方向に移動し、シャッタ２３のワイパ３３の移動側面３３ｃの接続端は密着面２２と同一面まで上昇し、溝２２ａの部分のシャッタ２３の表面と略同一の面となる。シャッタ２３はワイパ３３の移動方向にある開口４１を塞ぎ、開口４１のシャッタ２３によって塞がれている部分からは空気が真空状態の筐体２１の内部に入り込まず、ワイパ３３の先端３３ｂからワイパ３３の移動方向にある部分は開口４１に吸引されないので、ピックアップしようとする半導体ダイ１５に隣接する半導体ダイ１５が吸引力によって変形などを起こすことが低減される。
そして、ワイパ３３の移動が停止すると、吸引開口４２の大きさが変化しなくなることから、保持シート１２はワイパ３３が停止した状態の吸引開口４２を覆い、吸引開口４２の周辺から空気を吸い込まない状態となる。
図１０に示すように、制御部７０はコレット１８によって吸着したピックアップしようとする半導体ダイ１５を引き上げて、次の工程に移動させる。そして、制御部７０は筐体２１と真空装置７１との接続を遮断して筐体２１の内部を大気圧に戻す。すると保持シート１２は周囲に向かう引っ張り力によって平面状態に戻る。制御部７０は、駆動部２５によって図４で説明した第１リンク２６を降下させ、第２リンク２９によってスライダ３２を移動させて、ワイパ３３のシート面３３ａを開口４１の一端面４１ａに向かって移動させる。そして、ワイパ３３のシート面３３ａが開口の一端面４１ａに接し、吸引開口４２が閉状態となったら駆動部２５を停止させる。閉状態では、ワイパ３３の先端３３ｂは密着面２２と同一面となっている。
以上述べたように、本実施形態では、半導体ダイ１５の一端１５ａ側から他端１５ｂ側に向けてワイパ３３の先端３３ｂを密着面２２から突出させながら移動させて吸引開口４２を開いていくので、保持シート１２を下向きに引っ張る略一定の力と吸引開口４２の吸引力によって保持シート１２を引き剥がすので、保持シート１２を容易に引き剥がすことができるという効果を奏する。また、引き剥がされた保持シート１２によって吸引開口４２覆われても、ワイパ３３の先端３３ｂは保持シート１２の引き剥がされていない部分に向かって移動しているので、吸引開口４２による保持シート１２の吸引が停止することが無く、保持シート１２の全体を順次吸引開口４２に吸引して引き剥がしていくことができ、引き剥がし残り部分ができないようにすることができるという効果を奏する。
また、単位時間に引き剥がされる保持シート１２の面積は剥離線５３の長さに単位時間当たりのワイパ３３の移動量を掛け合わせたものとなる。このため、保持シート１２の引き剥がしに必要な力は半導体ダイ１５の大きな部分を一度に引き剥がす場合に比べて小さな力となり、保持シート１２の引き剥がしの際に半導体ダイ１５に加わる力を低減することができるという効果を奏する。
更に、本実施形態では、ワイパ３３の移動方向にある開口４１がシャッタ２３によって塞がれているので、ワイパ３３の先端３３ｂによって半導体ダイ１５が押し上げられ、シャッタ２３と保持シート１２との間に隙間ができても、その隙間の空気は開口４１の中に吸引されず、半導体ダイ１５のワイパ３３の先端３３ｂからワイパ３３の移動方向にある部分は開口４１に吸引されず、吸引力によって変形などを起こすことを低減することができるという効果を奏する。
更に、本実施形態では、ワイパ３３の移動方向にある開口４１がシャッタ２３によって塞がれているので、ピックアップしようとする半導体ダイ１５のワイパ３３の移動方向に隣接する半導体ダイがある場合でも、隣接する半導体ダイに力を加えることなくピックアップしようとする半導体ダイ１５をピックアップすることができることから、周囲に隣接した半導体ダイ１５がある場合でも容易に半導体ダイ１５をピックアップすることができるという効果を奏する。
また、本実施形態では、ワイパ３３の移動速度を制御することによって保持シート１２の引き剥がしの際に半導体ダイ１５にかかる力をピックアップしようとする半導体ダイ１５に合わせたものとすることができる。例えば、薄く強度の低い半導体ダイ１５の場合には、ワイパ３３の移動速度を遅くして単位時間に引き剥がす量を低減させ、少ない引き剥がし力、あるいは吸引開口４２の吸引力を少なくして半導体ダイ１５に加わる力を低減しつつ容易に保持シートを引き剥がすことができる。また、厚く強度の大きな半導体ダイの場合には、ワイパ３３の移動速度を早くして、単位時間当たりの引き剥がし面積を大きくし、引き剥がし時間を短縮することができる。この場合、ピックアップする半導体ダイ１５の厚さを検出し、制御部７０にその厚さデータを出力する厚みセンサなどの厚み検出手段を備え、この厚み検出手段によって検出した半導体ダイ１５の厚みに応じてワイパ３３の移動速度を変化させるように構成することもできる。この場合、移動速度は制御部７０の内部の記憶部に格納した半導体ダイ１５の厚みに対する移動速度のマップによって決定するようにしても良い。また、駆動部２５がモータなどによって駆動される場合には、制御部７０はモータの回転数を変化させることによってワイパ３３の移動速度を変化させることとしてもよいし、駆動部２５が電磁力によって第１リンク２６の進退動作を行うように構成されている場合には、電磁力をパスル変化させ、そのパルスの間隔を変化させることによって第１リンク２６の進退速度を変化させ、ワイパ３３の移動速度を変化させるようにしてもよい。
図１１を参照しながら、本発明の他の実施形態について説明する。図１から図１０を参照して説明した実施形態と同様の部分には同様の符号をつけて説明は省略する。本実施形態は、ワイパ３３のシート面３３ａと側面３３ｄとの間の角部に切り欠き６１を設けたものである。図１１(ｂ)に示すように、この切り欠き６１によって、ワイパ３３のシート面３３ａが開口４１の一端面４１ａに接して吸引開口４２を閉状態として、ピックアップする半導体ダイ１５の一端１５ａにワイパ３３の先端３３ｂを合わせるように位置合わせすると、ピックアップしようとする半導体ダイ１５の一端１５ａの側の各角部の真下に筐体２１の内部に貫通する切り欠き孔６３が位置する。また、本実施形態は、図１１（ａ）に示すように、開口４１の周辺の密着面２２に筐体２１の内部に連通している吸引孔６４を備えている。
本実施形態では、制御部７０が真空装置７１を始動して筐体２１の内部を真空とすると、ワイパ３３のシート面３３ａが開口の一端面４１ａに接して吸引開口４２が閉状態でも、切り欠き孔６３から半導体ダイ１５の一端１５ａ側の角にある保持シート１２を吸引し、この角の部分を最初に引き剥がす。その後、先に説明した実施形態と同様に、ワイパ３３のシート面３３ａを開口４１の一端面４１ａから離れる方向に移動させて半導体ダイ１５の一端１５ａの側から順次保持シート１２を引き剥がしていく。この際、開口４１の周辺の吸引孔６４によって開口４１の一端面４１ａの近傍の保持シート１２が密着面２２に真空吸着されているので、ワイパ３３が移動して吸引開口４２が開かれ、ワイパ３３の先端３３ｂによってピックアップしようとする半導体ダイ１５を押し上げた際に、吸引開口４２の周辺の保持シート１２がワイパ３３の先端３３ｂによって浮き上がらないようにすることができる。このため、保持シート１２に加わる下向きの引っ張り力を大きくすることができ、より容易にピックアップしようとする半導体ダイ１５から保持シート１２を引き剥がすことができるという効果を奏する。
図１２を参照しながら本発明の他の実施形態について説明する。図１から図１０を参照して説明した実施形態と同様の部分には同様の符号をつけて説明は省略する。本実施形態は、ガイドレール１３１はステージ２０の内部に取り付けられ、密着面２２に沿った停止面１３１ａと、密着面２２に対する方向の第１のスライド面１３１ｂと、密着面２２に沿った方向の第２のスライド面１３１ｃを備えている。また、第２リンク１２９は第１のスライド面１３１ｂの長さ分だけ第１のスライド面１３１ｂに沿った方向に第２リンク１２９が移動することができる長孔２８ａを備えている。
また、スライダ１３２はガイドレール１３１の停止面１３１ａに接し、ガイドレール１３１の第２のスライド面１３１ｃに沿ってスライドする底面１３２ａと、ガイドレール１３１の第１のスライド面１３１ｂに沿ってスライドする側面１３２ｂとを備えている。
本実施形態の動作について、図１３、図１４を参照しながら説明する。制御部７０は先に図６で説明した実施形態と同様に保持シート１２の下面に密着面２２とワイパ３３の先端３３ｂとを密着させ、ワイパ３３の直線状の先端３３ｂがピックアップしようとする半導体ダイ１５の一端１５ａに合うような位置になるように位置合わせを行う。そして、位置あわせ工程が終了すると、保持シート引き剥がし工程を開始する。
図１３に示すように、制御部７０は駆動部２５を動作させる。この動作によって、第１リンク２６が密着面２２に対して進出するよう上昇すると、第１リンク２６の係合溝２６ａに入っている第２リンク１２９の一端に設けられたピン２７も係合溝２６ａと共に上昇していく。第２リンク１２９の他端に設けられた係合溝１２９ａはスライダ１３２に固定されたピン３０に係合しており、スライダ１３２はその底面１３２ａがガイドレール１３１の停止面１３１ａに接し、側面１３２ｂがガイドレール１３１の第１のスライド面１３１ｂに接している。ガイドレール１３１の第１のスライド面１３１ｂはスライダ１３２を密着面２２に対する方向にガイドすると共に、スライダ１３２の側面１３２ｂが第１のスライド面１３１ｂに接している場合には、スライダ１３２の密着面２２に沿った方向への移動を制限する。第２リンク１２９の他端のＵ字型の係合溝１２９ａは、スライダ１３２に固定されたピン３０に入り込んでいるので、スライダ１３２の側面１３２ｂがガイドレール１３１の第１のスライド面１３１ｂに接している場合には、密着面２２に沿った方向には移動することができない。このため、第１リンク２６の上昇によってピン２７が上昇しても、第２リンク１２９はピン２８の回りに回転することができない。一方、第２リンク１２９には第１のスライド面１３１ｂの長さ分だけ第１のスライド面１３１ｂに沿った方向に第２リンク１２９が移動することができる長孔２８ａが設けられているので、第２リンク１２９は第１リンク２６の上昇によって回転せずに密着面２２に向かって上昇し、他端のＵ字型の係合溝１２９ａを押し上げる。この動作によって係合溝１２９ａに接するよう入っているピン３０が押し上げられ、スライダ１３２は底面１３２ａがガイドレールの停止面１３１ａから離れ、その側面１３２ｂはガイドレール１３１の第１のスライド面１３１ｂに沿って密着面２２に向かって上昇していく。
スライダ１３２が密着面２２に向かって上昇すると、スライダ１３２に取り付けられているワイパ３３はシート面３３ａが開口４１の一端面４１ａに沿うように上昇し、その先端３３ｂは密着面２２から突出してピックアップしようとする半導体ダイ１５の一端１５ａ側を押し上げる。保持シート１２は外周に向かって引っ張られているので、半導体ダイ１５によって押し上げられると引っ張り力によって斜め下方向に向かう力がかかり、この斜め下方向の力の下向きの分力によって半導体ダイ１５の一端１５ａ側の保持シート１２は下向きに引っ張られる。この引っ張り力によって半導体ダイ１５の一端１５ａの保持シート１２が半導体ダイ１５から引き剥がされる。すると、半導体ダイ１５と保持シート１２との間に隙間５１ができ、この隙間に空気が入り込んでくる。
スライダ１３２の底面１３２ａがガイドレール１３１の第２のスライド面１３１ｃまで上昇すると、スライダ１３２の側面１３２ｂはガイドレール１３１の第１のスライド面１３１ｂと接しなくなるので、スライダ１３２は密着面２２に沿った方向に移動することができるようになる。また、第２リンクの長孔２８ａはガイドレール１３１の第１のスライド面１３１ｂの長さと同一の長さとなっているので、スライダ１３２がガイドレール１３１の第１のスライド面１３１ｂの長さだけ密着面２２に対して上昇すると、長孔２８ａの下側の円筒状の内面は円柱状ピン２８の外面に接するようになる。
図１４に示すように、この状態で第１リンク２６が更に密着面２２に対して上昇すると、第２リンク１２９はピン２８の回りに回転し、この回転動作によって底面１３２ａがガイドレール１３１の第２のスライド面１３１ｃに沿うようにスライダ１３２は開口４１の一端面４１ａから離れる方向に移動する。
そして、スライダ１３２に取り付けられているワイパ３３はその先端３３ｂが密着面２２から突出した状態でシート面３３ａが開口４１の一端面４１ａから離れる方向に移動し、シート面３３ａと開口４１との間に真空状態の筐体２１の内部に連通する吸引開口４２が開く。吸引開口４２が開くと、隙間５１と吸引開口４２との圧力差によって保持シート１２は吸引開口４２の中に吸引され、半導体ダイ１５から引き剥がされる。また、ワイパ３３の移動側面３３ｃに取り付けられているシャッタ２３はワイパ３３と共に開口４１を塞いだ状態で移動する。
そして、図９と同様に、ワイパ３３の先端３３ｂが半導体ダイ１５の他端１５ｂを越える位置まで移動すると、他端１５ｂの保持シート１２も吸引開口４２の中に吸引されて半導体ダイ１５から引き剥がされる。そして、他端１５ｂの側からも半導体ダイ１５と保持シート１２との間に空気が入り込んで、半導体ダイ１５は保持シート１２から完全に引き剥がされる。
本実施形態は、ワイパ３３の先端３３ｂを突出させて、保持シート１２の下向きの引っ張り力で半導体ダイ１５と保持シート１２との間に隙間５１を発生させて引き剥がしのきっかけを作った後、ワイパ３３を移動させて吸引開口４２を開いて保持シート１２を吸引開口４２の中に吸引していくので、保持シート１２をより容易に引き剥がしていくこができるという効果を奏する。
以上述べた、本実施形態では、ガイドレール１３１に密着面２２に対する方向の第１のスライド面１３１ｂと密着面２２に沿った方向の第２のスライド面１３１ｃと、各スライド面１３１ｂ，１３１ｃにそれぞれ沿って移動するスライダの側面１３２ｂ，底面１３２ａと、第２リンク１２９を密着面２２に対して進退方向に上下動できる長孔２８ａとによって、ワイパ３３の先端３３ｂを密着面２２から突出させた後、ワイパ３３を密着面２２に沿って移動するようにする構成として説明したが、ワイパ３３の先端３３ｂを密着面２２から突出させた後、ワイパ３３を密着面２２に沿って移動できるような構成であればこの構成に限られず、例えば、複数のカム面を組み合わせて構成しても良いし、スライダ１３２にスライダ１３２の底面１３２ａ、側面１３２ｂ接して回転するようなコロを設けるように構成しても良い。
また、本実施形態でも、図１１で説明した実施形態と同様、ワイパ３３の先端３３ｂの周辺の密着面２２に吸引孔６４を設けて、ワイパ３３の先端３３ｂによって半導体ダイ１５を押し上げた際に保持シート１２にかかる下向きの引っ張り力を大きくするようにしてもよい。
本発明の他の実施形態について図１５から図１７を参照しながら説明する。図１から図１５を参照して説明した実施形態と同様の部分には同様の符号を付して説明は省略する。
図１５（ｂ）に示すように、本実施形態では図４を参照して説明した実施形態と同様、ワイパ３３を移動させるワイパ移動機構がステージ２０の内部に設けられている。ワイパ移動機構はステージ２０の基体部２４に取付けられた駆動部２５によって密着面２２に対して進退方向に駆動される第１リンク３２６と、ステージ２０の筐体２１に滑動自在に取付けられ、密着面２２に対して進退するピストン３７０と、筐体２１の内部に設けられ、ピストン３７０のフランジ３７１に係合してピストン３７０の密着面２２に対する進退方向の動作を制限するストッパ３２１ａと、第１リンク３２６とピストン３７０とを密着面２２に対して進退する方向に接続するばね３７３と、ピストン３７０に取付けられ、密着面２２に略平行で開口４１の延びる方向に延びるガイドレール３３１と、ガイドレール３３１に滑動自在に取付けられたワイパ３３と、ピストン３７０にピン３２８によって回転自在に取付けられ、ワイパ３３と第１リンク３２６とを接続し、ピストン３７０がストッパ３２１ａに当接すると、第１リンク３２６の密着面２２に対する進退方向の動作をワイパ３３のガイドレール３３１に沿った方向の動作に変換する第２リンク３２９と、によって構成されている。また、筐体２１は図４に示した真空装置７１に接続され、内部を真空にすることができるよう構成されている。
第２リンク３２９は一端に設けられたピン３２７が第１リンク３２６の係合溝３２６ａに入り、他端に設けられた係合溝３２９ａがワイパ３３のピン３３０を挟み込むことによってワイパ３３と第１リンク３２６とを接続している。駆動部２５の内部には、ワイパ移動機構を動作させるためのモータ３８１が取付けられており、モータ３８１の回転軸には第１リンク３２６のシャフト３２６ｂの先端に設けられたローラ３２６ｃに接するカム３８３が取付けられている。
図１５（ａ）は密着面２２の開口４１の角部の平面を示す図である。図１５（ａ）に示すように、本実施形態では、開口４１の一端面４１ａと開口側面４１ｂとの角部には開口４１の外側に突出して密着面２２を貫通する吸引孔３６４が設けられている。この吸引孔３６４はワイパ３３とシャッタ２３が閉じた状態でも筐体２１の内部と連通している。
次に、本実施形態の動作について説明する。先に図６を参照して説明した実施形態と同様、制御部７０は位置合わせ工程を開始する。位置合わせ工程の開始の際は、ステージ２０に取付けられているワイパ３３のシート面３３ａは開口４１の一端面４１ａに接しており、ワイパ３３の先端３３ｂは密着面２２と同一面となっている。また、ワイパ３３の移動側面３３ｃに先端３３ｂから段差をもって取り付けられているシャッタ２３は、ワイパ３３の移動方向にある開口４１を塞いでいる。シャッタ２３は開口４１と同一幅であり、移動側面３３ｃに接続されている側の表面は、密着面２２から下がった位置で、シャッタ押さえ２１ｂ側は開口４１と同一幅の溝２２ａにはまり込み、その表面も密着面２２から下がった位置で、シャッタ２３は密着面に略平行となっている。そして、シャッタ２３は溝２２ａから曲面２１ｄに沿って密着面２２から離れる方向に曲がり、ステージ２０の溝２１ａにガイドされて下側に向かってスプリング５５で引っ張られている。
位置合わせ工程が終了すると、半導体ダイ１５は一端１５ａがワイパ３３の直線状の先端３３ｂに合った位置となり、半導体ダイ１５の各側面はシャッタ２３の各側面２３ｂに合った位置となっている。また、半導体ダイ１５の他端１５ｂはシャッタ２３の上に載った位置となっている。
図１６から図１７に示すように、制御部７０は保持シート引き剥がし工程を開始する。図１６に示すように、制御部７０は図４に示した真空装置７１によってステージ２０の筐体２１の内部を真空とする。そして、制御部７０は、駆動部２５によって第１リンク３２６を密着面２２に向かって進出させる。以下、駆動部２５によるワイパ移動機構の動作を説明する。
図１６に示すように、制御部７０の指令によって駆動部２５のモータ３８１が回転すると、モータ３８１の軸に取付けられているカム３８３が回転する。カム３８３は楕円形状で、カム面が第１リンク３２６のシャフト３２６ｂの先端に取付けられたローラ３２６ｃに接しており、図１６の矢印の方向に回転するとカム３８３のカム面はローラ３２６ｃを密着面２２の方向に向かって押し上げる。この動作によってシャフト３２６ｂが上昇し、第１リンク３２６全体が密着面２２に向かって上昇する。第１リンク３２６全体が上昇すると、第１リンク３２６の密着面２２の側にばね３７３によって接続されているピストン３７０は第１リンク３２６によって押し上げられて、ピストン３７０の全体が密着面２２に向かって上昇する。ピストン３７０の全体が密着面２２に向かって上昇すると、ピストン３７０の密着面２２の側に取付けられているガイドレール３３１もピストン３７０ともに密着面２２に向かって上昇する。ガイドレール３３１が上昇すると、ガイドレール３３１の上面に沿ってスライドするよう取付けられているワイパ３３も密着面２２に向かって上昇する。そして、ワイパ３３の先端３３ｂは、ワイパ３３の上昇と共に密着面２２から上方に向かって突出する。
ばね３７３はワイパ３３の先端３３ｂを密着面２２から押し上げる力によってはほとんど撓まない程度のこわさを持っているので、ワイパ３３の先端３３ｂが密着面２２から押し上げられてもピストン３７０と第１リンク３２６との間の距離はほとんど変化しない。このため、第１リンク３２６の上昇によってワイパ３３の先端３３ｂが密着面２２から突出するのみで、ワイパ３３はスライドしない。
ワイパ３３の先端３３ｂが密着面２２から突出すると、ワイパ３３の先端３３ｂはピックアップしようとする半導体ダイ１５を上に押し上げる。一方、開口４１の一端面４１ａと開口側面４１ｂとの角部には吸引孔３６４が設けられており、ピックアップしようとする半導体ダイ１５の一端１５ａの近傍にある保持シート１２は密着面２２に吸引固定されている。このため、ワイパ３３の先端３３ｂの上昇によって、ピックアップしようとする半導体ダイ１５に張りつけられている保持シート１２は密着面２２に向かって斜め下向きに引っ張られ、この斜め下向きの引っ張り力によって半導体ダイ１５の一端１５ａと保持シート１２との間の隙間ができる。そして、この隙間に空気が入り込み、上記の下向きの引っ張り力と空気と筐体２１の真空との圧力差で保持シート１２が半導体ダイ１５の一端１５ａから剥がれ始める。保持シート１２は半導体ダイ１５の一端１５ａからワイパ３３のスライド方向に少し入ったところの剥離線５３まで入り込んでいる。
また、ワイパ３３の上昇によってシャッタ２３のワイパの移動側面３３ｃに取付けられている側も密着面２２に向かって上昇するが、シャッタ２３のステージ外側は密着面２２より下にある溝２２ａにガイドされているのでワイパ２３はワイパの移動側面に向かって傾斜する。しかし、シャッタ２３はステージ２０の上面板２１ｃの厚さの中に入った状態で上昇し、シャッタ２３の両側面２３ｂは密着面２２よりも突出せず、ワイパ３３の移動側面３３ｃの側の開口４１を塞いでいる。
そして、制御部７０によって更にモータ３８１が回転し、モータと共に回転するカム３８３によって更に第１リンク３２６とピストン３７０とが密着面２２の方向に向かって上昇すると、ピストン３７０の外面に張り出したフランジ３７１の端面が筐体３２１に設けられたストッパ３２１ａにぶつかる。するとピストン３７０はストッパ３２１ａによって密着面２２対してそれ以上進出できなくなり、先端３３ｂの密着面２２からの突出も停止する。
図１７に示すように、更にカム３８３が回転し、第１リンク３２６が密着面２２に向かって押し上げられると、密着面２２に向かって移動できないピストン３７０と第１リンク３２６との間のばね３７３がモータ３８１とカム３８３によって密着面２２に対して進退する方向に圧縮され始める。ばね３７３が圧縮されると、ピストン３７０は密着面２２に対して進出せず、第１リンク３２６だけが密着面２２に対して進出することとなる。このため、ピストン３７０のピン３２８は密着面２２に対して上昇せず、第１リンク３２６の係合溝３２６ａに入っている第２リンク３２９のピン３２７だけが密着面２２の方向に上昇する。すると第２リンク３２９はピン３２８を中心に回転を始める。この回転動作によって第２リンク３２９の他端の係合溝３２９ａがステージ２０の外側に向かってに移動し、係合溝３２９ａに入っているピン３３０が固定されているワイパ３３とワイパ３３の移動側面３３ｃに取付けられているシャッタ２３がステージ２０の外側に向かってスライドする。
図１７に示すように、ワイパが移動するとワイパ３３はその先端３３ｂが密着面２２から突出した状態でシート面３３ａが開口４１の一端面４１ａから離れる方向に移動し、シート面３３ａと開口４１との間に真空状態の筐体２１の内部に連通する吸引開口４２が開く。吸引開口４２が開くと、隙間５１と吸引開口４２との圧力差によって保持シート１２は吸引開口４２の中に吸引され、半導体ダイ１５から引き剥がされる。また、ワイパ３３の移動側面３３ｃに取り付けられているシャッタ２３はワイパ３３と共に開口４１を塞いだ状態で移動する。そして、引き剥がされた保持シート１２によって吸引開口４２が覆われる。しかし、保持シート１２を吸引開口４２の中に吸引して、吸引開口４２が保持シート１２によって覆われても、ワイパ３３が保持シート１２の剥がれていない部分に向かってスライドしているので、吸引開口４２による保持シート１２の吸引が停止することが無く、保持シート１２の全体を順次吸引開口４２に吸引して引き剥がしていくことができ、引き剥がし残り部分ができないようにすることができる。
そして、更に、カム３８３が回転するとカム３８３の回転によって第１リンク３２６が更に押し上げられ、図９と同様に、ワイパ３３の先端３３ｂが半導体ダイ１５の他端１５ｂを越える位置まで移動すると、他端１５ｂの保持シート１２も吸引開口４２の中に吸引されて半導体ダイ１５から引き剥がされる。そして、他端１５ｂの側からも半導体ダイ１５と保持シート１２との間に空気が入り込んで、半導体ダイ１５は保持シート１２から完全に引き剥がされる。
その後、更にカム３８３が回転すると、今度はカム３８３の回転によって第１リンク３２６のシャフト３２６ｂが降下し、それにつれてワイパ３３はシート面３３ａが開口４１の一端面４１ａに接する位置まで閉じる。すると、ばね３７３の圧縮力が開放される。そして、更にカム３８３が回転し、シャフト３２６ｂが降下すると、ピストン３７０及び第１リンク３２６、第２リンク３２９は共に降下し、ワイパ３３の先端３１ｂが密着面２３の表面と略同一位置まで降下して初期位置に戻る。
本実施形態は、ワイパ３３の移動機構によってピックアップしようとする半導体ダイ１５を押し上げて、保持シート１２の下向きの引っ張り力によってピックアップしようとする半導体ダイ１５の一端１５ａに保持シート１２の剥がしのきっかけを作ってからワイパ３３をスライドさせて保持シート１２を吸引開口４２に吸引していくことから容易に保持シート１２を引き剥がすことができるという効果を奏する。
保持シートに貼り付けられたウェーハを示す説明図である。 保持シートに貼り付けられた半導体ダイを示す説明図である。 ウェーハホルダの構成を示す説明図である。 本発明の実施形態における半導体ダイのピックアップ装置の構成を示す説明図である。 本発明の実施形態における半導体ダイのピックアップ装置のステージを示す斜視図である。 本発明の実施形態における半導体ダイのピックアップ装置のワイパが移動を開始する前の状態を示す説明図である。 本発明の実施形態における半導体ダイのピックアップ装置のワイパが移動を開始した状態を示す説明図である。 本発明の実施形態における半導体ダイのピックアップ装置のワイパが移動を継続している状態を示す説明図である。 本発明の実施形態における半導体ダイのピックアップ装置のワイパが移動を終了した状態を示す説明図である。 本発明の実施形態における半導体ダイのピックアップ装置のコレットが半導体ダイをピックアップし、ワイパが初期位置に戻った状態を示す説明図である。 本発明の他の実施形態における半導体ダイのピックアップ装置の構成を示す説明図である。 本発明の他の実施形態における半導体ダイのピックアップ装置の構成を示す説明図である。 本発明の他の実施形態における半導体ダイのピックアップ装置のワイパが密着面から突出する状態を示す説明図である。 本発明の他の実施形態における半導体ダイのピックアップ装置のワイパが密着面に沿って移動する状態を示す説明図である。 本発明の他の実施形態における半導体ダイのピックアップ装置の構成を示す説明図である。 本発明の他の実施形態における半導体ダイのピックアップ装置のワイパが密着面から突出する状態を示す説明図である。 本発明の他の実施形態における半導体ダイのピックアップ装置のワイパが密着面に沿って移動する状態を示す説明図である。
符号の説明
１０ ウェーハホルダ、１１ ウェーハ、１２ 保持シート、１３ リング、１４ 切り込み隙間、１５ 半導体ダイ、１５ａ 一端、１５ｂ 他端、１６ エキスパンドリング、１７ リング押さえ、１８ コレット、１９ 吸着孔、２０ ステージ、２１，３２１ 筐体、２１ａ，２２ａ 溝、２１ｂ シャッタ押さえ、２１ｃ 上面板、２１ｄ 曲面、２２ 密着面、２３ シャッタ、２３ｂ 側面、２４ 基体部、２５ 駆動部、２６，３２６ 第１リンク、２６ａ，２９ａ，１２９ａ，３２６ａ，３２９ａ 係合溝、２７，２８，３０，５７，３２７，３２８，３３０ ピン、２８ａ 長孔、２９，１２９，３２９ 第２リンク、３１，１３１，３３１ ガイドレール、３１ａ，３２ａ 傾斜面、３２，１３２ スライダ、３３ ワイパ、３３ａ シート面、３３ｂ 先端、３３ｃ 移動側面、３３ｄ 側面、４１ 開口、４１ａ 一端面、４１ｂ 開口側面、４２ 吸引開口、５１ 隙間、５３ 剥離線、５５ スプリング、６３ 切り欠き孔、６４，３６４ 吸引孔、７０ 制御部、７１ 真空装置、７２ ウェーハホルダ水平方向駆動部、１００ 半導体ダイのピックアップ装置、１３１ａ 停止面、１３１ｂ 第１スライド面、１３１ｃ 第２スライド面、１３２ａ 底面、１３２ｂ 側面、３２１ａ ストッパ、３２６ｂ シャフト、３２６ｃ ローラ、３７０ ピストン、３７１ フランジ、３７３ ばね、３８１ モータ、３８３ カム。

Claims (8)

  1. 保持シートに貼り付けられた半導体ダイをコレットで吸着保持して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、
    保持シートの半導体ダイが貼り付けられている面と反対側の面に密着する密着面を含むステージと、
    密着面から出入りする先端と、密着面に設けられる開口の端面と接離方向に移動するシート面とを含むワイパと、
    ワイパの移動方向にある開口を塞ぎながらワイパと共に移動するシャッタと、を備え、
    半導体ダイをピックアップする際に、ワイパの先端にピックアップする半導体ダイの一端を合わせ、コレットでピックアップする半導体ダイを吸着した状態で、ワイパの先端を密着面から突出させながらワイパのシート面が開口の端面から離れる方向にワイパを移動させ、開口の端面とワイパのシート面との間に吸引開口を順次開き、開いた吸引開口にピックアップする半導体ダイの一端側から保持シートを順次吸引させてピックアップする半導体ダイから保持シートを順次引き剥がすこと、
    を特徴とする半導体ダイのピックアップ装置。
  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、
    開口とワイパとはピックアップする半導体ダイと略同一幅であること、
    を特徴とする半導体ダイのピックアップ装置。
  3. 請求項２に記載の半導体ダイのピックアップ装置であって、
    ワイパはシート面と側面との角部に切り欠きのあること、
    を特徴とする半導体ダイのピックアップ装置。
  4. 請求項１から３のいずれか１項に記載の半導体ダイのピックアップ装置であって、
    ステージは開口周辺の密着面に吸引孔を備え、
    半導体ダイをピックアップする際に、吸引孔によってピックアップする半導体ダイの周辺の保持シートを吸引しながらワイパの先端を密着面から突出、移動させること、
    を特徴とする半導体ダイのピックアップ装置。
  5. 請求項１から４のいずれか１項に記載の半導体ダイのピックアップ装置であって、
    ワイパを移動させるワイパ移動機構を備え、
    ワイパ移動機構は、
    ステージの密着面と反対側にある基体部に取付けられ、ステージ内部に設けられた第１リンクを密着面に対して進退する方向に駆動する駆動部と、
    ステージ内部に設けられ、密着面に対して進退するピストンと、
    ステージ内部に設けられ、ピストンの密着面に対する進退方向の動作を制限するストッパと、
    第１リンクとピストンとを密着面に対して進退する方向に接続し、ピストンがストッパに当接すると圧縮されるばねと、
    ピストンに取付けられ、密着面に略平行で吸引開口の延びる方向に延びるガイドレールと、
    ガイドレールに滑動自在に取付けられたワイパと、
    ピストンに回転自在に取付けられ、ワイパと第１リンクとを接続し、ピストンがストッパに当接すると、密着面に対する第１リンクの進退方向の動作をワイパのガイドレールに沿った方向の動作に変換する第２リンクと、を含み、
    半導体ダイをピックアップする際に、駆動部によって密着面に向かって第１リンクを進退させることにより、ワイパの先端を密着面から突出させた後、ワイパを密着面に沿ってスライドさせること、
    を特徴とする半導体ダイのピックアップ装置。
  6. 請求項１から４のいずれか１項に記載の半導体ダイのピックアップ装置であって、
    ワイパを移動させるワイパ移動機構を備え、
    ワイパ移動機構は、
    ステージの密着面と反対側にある基体部に取付けられ、ステージ内部に設けられた第１リンクを密着面に対して進退する方向に駆動する駆動部と、
    ステージ内部に設けられ、密着面に向かって傾斜する傾斜面を備えるガイドレールと、
    ワイパが接続され、ガイドレールの傾斜面に沿って滑動自在に取付けられたスライダと、
    ステージ内部に回転自在に取付けられ、スライダと第１リンクとを接続し、密着面に対する第１リンクの進退方向の動作をスライダのガイドレールの傾斜面に沿った方向の動作に変換する第２リンクと、を含み、
    半導体ダイをピックアップする際に、駆動部によって密着面に向かって第１リンクを進出させることにより、ワイパの先端を密着面から突出させながらワイパを密着面に沿って移動させること、
    を特徴とする半導体ダイのピックアップ装置。
  7. 請求項１から４のいずれか１項に記載の半導体ダイのピックアップ装置であって、
    ワイパを移動させるワイパ移動機構を備え、
    ワイパ移動機構は、
    ステージの密着面と反対側にある基体部に取付けられ、ステージ内部に設けられた第１リンクを密着面に対して進退する方向に駆動する駆動部と、
    ステージ内部に設けられ、密着面に対する方向の第１のスライド面と密着面に沿った方向の第２のスライド面とを備えるガイドレールと、
    ワイパが接続され、ガイドレールの各スライド面に沿って各方向に滑動自在に取付けられたスライダと、
    ステージ内部に密着面に対する進退方向に第１のスライド面の長さだけ延びた長孔によって回転自在に取付けられ、密着面に対する第１リンクの進退方向の動作を各スライド面に沿った方向の動作に変換する第２リンクと、を含み、
    半導体ダイをピックアップする際に、駆動部によって密着面に向かって第１リンクを進出させることにより、ワイパの先端を密着面から突出させながらワイパを密着面に沿って移動させること、
    を特徴とする半導体ダイのピックアップ装置。
  8. ピックアップする半導体ダイが貼り付けられた保持シートの半導体ダイが貼り付けられている面と反対側の面に密着する密着面を含むステージと、密着面から出入りする先端と、密着面に設けられる開口の端面と接離方向に移動するシート面とを含むワイパと、ワイパの移動方向にある開口を塞ぎながらワイパと共に移動するシャッタと、半導体ダイを吸着保持するコレットと、を備える半導体ダイのピックアップ装置で保持シート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方法であって、
    ワイパの先端にピックアップする半導体ダイの一端を合わせる位置合わせ工程と、
    コレットでピックアップする半導体ダイを吸着した状態で、ワイパの先端を密着面から突出させながらワイパのシート面が開口の端面から離れる方向にワイパを移動させ、開口の端面とワイパのシート面との間に吸引開口を順次開き、開いた吸引開口にピックアップする半導体ダイの一端側から保持シートを順次吸引させてピックアップする半導体ダイから保持シートを順次引き剥がす保持シート引き剥がし工程と、
    を有することを特徴とする半導体ダイのピックアップ方法。
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