JP5717910B1 - Semiconductor die pickup apparatus and pickup method - Google Patents
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Abstract
【課題】半導体ダイの損傷の発生を抑制して効果的に半導体ダイをピックアップする。【解決手段】ダイシングシート12を吸着する吸着面22を含むステージ20と、ステージ20の開口23の中に配置され、先端面が吸着面22より高い第1位置と第1位置より低い第2位置との間で移動する複数の移動要素30を含み、吸着面22に対する段差面を形成する段差面形成機構300と、開口23の開口圧力を真空に近い第1圧力P1と大気圧に近い第2圧力P2との間で切換える開口圧力切換機構80と、を備え、半導体ダイ15をピックアップする際に、開口圧力を第1圧力P1から第2圧力P2に切換える毎に少なくとも1つの移動要素30を第1位置から第2位置に移動する。【選択図】図1A semiconductor die is effectively picked up while suppressing the occurrence of damage to the semiconductor die. A stage 20 including a suction surface 22 that sucks a dicing sheet 12, and a first position in which an end surface is higher than the suction surface 22 and a second position lower than the first position are disposed in an opening 23 of the stage 20. A step surface forming mechanism 300 that forms a step surface with respect to the suction surface 22, and a first pressure P1 that is close to vacuum and a second pressure that is close to atmospheric pressure. And an opening pressure switching mechanism 80 for switching between the pressure P2 and when picking up the semiconductor die 15, at least one moving element 30 is changed each time the opening pressure is switched from the first pressure P1 to the second pressure P2. Move from the first position to the second position. [Selection] Figure 1
Description
本発明は、ボンディング装置に用いる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。 The present invention relates to a structure of a pickup device for a semiconductor die used in a bonding apparatus and a pickup method.
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、裏面にダイシングシートを貼り付け、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ダイシング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ダイシング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。 The semiconductor die is manufactured by cutting a wafer having a size of 6 inches or 8 inches into a predetermined size. At the time of cutting, a dicing sheet is attached to the back surface so that the cut semiconductor dies do not fall apart, and the wafer is cut from the front surface side with a dicing saw or the like. At this time, the dicing sheet affixed to the back surface is slightly cut, but is not cut and holds each semiconductor die. Each cut semiconductor die is picked up from the dicing sheet one by one and sent to the next step such as die bonding.
ダイシング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ダイシングシートを吸着させ、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、半導体ダイをダイシング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)。半導体ダイをダイシングシートから剥離させる際には、まず、半導体ダイの周辺部を剥離させ、次に半導体ダイの中央部を剥離させるようにすることが効果的なので、特許文献1に記載されている従来技術では、突き上げブロックを半導体ダイの周囲の部分を突き上げるものと半導体ダイの中央を突き上げるものと、その中間を突き上げるものの3つに分け、最初に3つのブロックを所定の高さまで上昇させた後、中間と中央のブロックを周辺のブロックよりも高く上昇させ、最後に中央のブロックを中間のブロックよりも高く上昇させる方法をとっている。
As a method of picking up the semiconductor die from the dicing sheet, the dicing sheet is adsorbed on the surface of the disk-shaped adsorbing piece, and the semiconductor die is adsorbed to the collet, and the semiconductor die is pushed up by a push-up block arranged at the center of the adsorbing piece. A method of picking up a semiconductor die from a dicing sheet by raising the collet and raising the collet has been proposed (see, for example, FIGS. 9 to 23 of Patent Document 1). When peeling the semiconductor die from the dicing sheet, it is effective to first peel the peripheral part of the semiconductor die and then peel the central part of the semiconductor die, which is described in
また、円板状のエジェクターキャップの表面にダイシングシートを吸着させ、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ダイシング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)。 Also, with the dicing sheet adsorbed on the surface of the disk-shaped ejector cap and the semiconductor die adsorbed on the collet, the collet and the peripheral, intermediate, and central push-up blocks are set at a predetermined height higher than the ejector cap surface. Then, the collet is kept at the same height, and the dicing sheet is peeled off from the semiconductor die by lowering the push-up block to the position below the ejector cap surface in the order of the surrounding push-up block and the intermediate push-up block. There has also been proposed a method (see, for example, Patent Document 2).
特許文献1,2に記載された方法で半導体ダイからダイシング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、半導体ダイが剥離する前に、半導体ダイがダイシングシートに貼りついたままダイシングシートと共に曲げ変形する場合がある。半導体ダイが曲げ変形した状態でダイシングシートの剥離動作を継続すると、半導体ダイが破損してしまう場合があるので、特許文献1の図31に記載されているように、コレットのからの吸引空気の流量の変化によって半導体ダイの湾曲を検出し、特許文献1の図43に記載されているように、吸気流量が検出された場合には、半導体ダイが変形していると判断して突き上げブロックを一旦降下させた後、再度突き上げブロックを上昇させる方法が提案されている。
When the dicing sheet is peeled from the semiconductor die by the method described in
ところで、近年、半導体ダイは、非常に薄くなってきており、例えば、20μm程度のものもある。一方、ダイシングシートの厚さは100μm程度であるから、ダイシングシートの厚みは、半導体ダイの厚みの4〜5倍にもなっている。このような薄い半導体ダイをダイシングシートから剥離させようとすると、ダイシングシートの変形に追従した半導体ダイの変形がより顕著に発生しやすくなり、特許文献1,2に記載された従来技術では、ダイシングシートから半導体ダイをピックアップする際に半導体ダイが損傷する場合が多くなってしまうという問題があった。
By the way, in recent years, semiconductor dies have become very thin, for example, about 20 μm. On the other hand, since the thickness of the dicing sheet is about 100 μm, the thickness of the dicing sheet is 4 to 5 times the thickness of the semiconductor die. When such a thin semiconductor die is peeled off from the dicing sheet, the deformation of the semiconductor die following the deformation of the dicing sheet is more likely to occur. In the prior art described in
そこで、本発明は、半導体ダイの損傷の発生を抑制して効果的に半導体ダイをピックアップすることを目的とする。 Therefore, an object of the present invention is to effectively pick up a semiconductor die while suppressing the occurrence of damage to the semiconductor die.
本発明の半導体ダイのピックアップ装置は、ダイシング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、ダイシングシートの裏面を吸着する吸着面を含むステージと、ステージの吸着面に設けられた開口の中に配置され、先端面が吸着面より高い第1位置と第1位置より低い第2位置との間で移動する複数の移動要素を含み、吸着面に対する段差面を形成する段差面形成機構と、開口の開口圧力を真空に近い第1圧力と大気圧に近い第2圧力との間で切換える開口圧力切換機構と、を備え、半導体ダイをピックアップする際に、開口圧力を第1圧力から第2圧力に切換える毎に少なくとも1つの移動要素を第1位置から第2位置に移動すること、を特徴とする。 A semiconductor die pick-up device according to the present invention is a semiconductor die pick-up device for picking up a semiconductor die attached to the surface of a dicing sheet, and includes a stage including an adsorption surface for adsorbing the back surface of the dicing sheet, and an adsorption of the stage A plurality of moving elements which are arranged in an opening provided on the surface and move between a first position where the tip surface is higher than the suction surface and a second position which is lower than the first position; A step surface forming mechanism to be formed, and an opening pressure switching mechanism for switching the opening pressure of the opening between a first pressure close to vacuum and a second pressure close to atmospheric pressure. Each time the pressure is switched from the first pressure to the second pressure, at least one moving element is moved from the first position to the second position.
本発明の半導体ダイのピックアップ装置において、吸着面の吸着圧力を真空に近い第3圧力と大気圧に近い第4圧力との間で切換える吸着圧力切換機構を備え、半導体ダイをピックアップする際に、吸着圧力を第4圧力から第3圧力に切換えた状態で開口圧力を切換えること、としても好適である。 In the semiconductor die pick-up device of the present invention, the pick-up device includes a suction pressure switching mechanism for switching the suction pressure of the suction surface between a third pressure close to vacuum and a fourth pressure close to atmospheric pressure, and when picking up the semiconductor die, It is also preferable to switch the opening pressure in a state where the adsorption pressure is switched from the fourth pressure to the third pressure.
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、吸着圧力を第3圧力に保持して開口圧力を切換えること、としても好適である。 In the semiconductor die pick-up device of the present invention, when picking up the semiconductor die, it is preferable that the suction pressure is maintained at the third pressure and the opening pressure is switched.
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、吸着圧力を第4圧力から第3圧力に切換えた状態で開口圧力を第2圧力から第1圧力に切換えた後に吸着圧力を第3圧力から第4圧力に切換えると共に開口圧力を第1圧力から第2圧力に切換える毎に、少なくとも1つの移動要素を第1位置から第2位置に移動すること、としても好適である。 In the semiconductor die pick-up apparatus of the present invention, when picking up the semiconductor die, the adsorption pressure is changed after the opening pressure is changed from the second pressure to the first pressure in a state where the adsorption pressure is changed from the fourth pressure to the third pressure. It is also preferable that at least one moving element is moved from the first position to the second position every time the third pressure is switched to the fourth pressure and the opening pressure is switched from the first pressure to the second pressure.
本発明の半導体ダイのピックアップ装置において、第1位置から第2位置に移動した移動要素の先端面に対向する半導体ダイの一部がダイシングシートの表面から剥離したかどうかを検出する剥離検出手段を備え、剥離検出手段によって半導体ダイの一部がダイシングシートから剥離していないことが検出された場合に、移動要素を第1位置から第2位置に移動せずに、開口圧力を第1圧力から第2圧力に切換えた後に開口圧力を、再度、第2圧力から第1圧力に切換えること、としても好適である。 In the semiconductor die pick-up device of the present invention, there is provided a delamination detecting means for detecting whether or not a part of the semiconductor die facing the front end surface of the moving element moved from the first position to the second position is delaminated from the surface of the dicing sheet. And when the peeling detecting means detects that a part of the semiconductor die is not peeled from the dicing sheet, the opening pressure is changed from the first pressure without moving the moving element from the first position to the second position. It is also preferable to switch the opening pressure from the second pressure to the first pressure again after switching to the second pressure.
本発明の半導体ダイのピックアップ装置において、半導体ダイを吸着するコレットと、コレットに接続され、コレットの表面から空気を吸引する吸引機構と、吸引機構の吸引空気流量を検出する流量センサと、を備え、剥離検出手段は、流量センサで検出した吸引空気流量信号を微分した微分信号が所定の閾値範囲を超える回数が偶数となった場合には剥離したと判断し、奇数となった場合には剥離していないと判断すること、としても好適である。 The semiconductor die pick-up device of the present invention includes a collet that adsorbs the semiconductor die, a suction mechanism that is connected to the collet and sucks air from the surface of the collet, and a flow rate sensor that detects a suction air flow rate of the suction mechanism. The peeling detection means determines that peeling has occurred when the number of times the differential signal obtained by differentiating the suction air flow signal detected by the flow sensor exceeds a predetermined threshold range has become an even number, and peeling has occurred when it has become an odd number. It is also preferable to judge that it is not.
本発明の半導体ダイのピックアップ装置において、ステージの開口内面と段差面形成機構外周面との間のダイシングシートの吸着面に対する接離方向の変位を検出するシート変位検出センサを備え、吸着圧力を第4圧力から第3圧力に切換えた後、所定の時間経過後に開口圧力を第2圧力から第1圧力に切換えた際に、シート変位検出センサによって検出したシート変位が所定の閾値以下の場合、吸着圧力を第3圧力から第4圧力に切換えると共に開口圧力を第1圧力から第2圧力に切換えた後、再度、吸着圧力を第4圧力から第3圧力に切換えた後、所定の時間経過後に開口圧力を第2圧力から第1圧力に切換えて、ステージの開口内面と段差面形成機構外周面との間のダイシングシートを半導体チップから剥離させること、としても好適であるし、シート変位検出センサは、ダイシングシートに対する光透過率が0%から30%の領域の波長の光を光源として用いたものとしても好適であるし、0nmから300nmの短波長のLEDを光源とする反射型光ファイバを用いたものであることとしても好適である。 The pick-up device for a semiconductor die according to the present invention includes a sheet displacement detection sensor for detecting a displacement in a contact / separation direction with respect to the suction surface of the dicing sheet between the inner surface of the opening of the stage and the outer peripheral surface of the step surface forming mechanism. If the sheet displacement detected by the sheet displacement detection sensor is less than or equal to a predetermined threshold when the opening pressure is switched from the second pressure to the first pressure after a predetermined time has elapsed after switching from 4 pressure to the third pressure, The pressure is switched from the third pressure to the fourth pressure and the opening pressure is switched from the first pressure to the second pressure. After the adsorption pressure is switched from the fourth pressure to the third pressure again, the opening is opened after a predetermined time has elapsed. It is also preferable to switch the pressure from the second pressure to the first pressure to peel the dicing sheet between the inner surface of the opening of the stage and the outer peripheral surface of the step surface forming mechanism from the semiconductor chip. In addition, the sheet displacement detection sensor may be suitable as a light source that uses light having a wavelength in the range of light transmittance of 0% to 30% with respect to the dicing sheet, or a short wavelength LED of 0 nm to 300 nm. It is also preferable to use a reflection type optical fiber.
本発明の半導体ダイのピックアップ装置において、段差面形成機構は、中心に配置された柱状移動要素と、柱状移動要素の周囲に入れ子状に配置された複数の環状移動要素と、ステージの開口の中で吸着面に沿った方向に移動するスライダと、を含み、各環状移動要素は、スライダに接し、スライダの移動により各環状移動要素を第1位置と第2位置との間で移動させる各傾斜面を備えており、外周側の環状移動要素の傾斜面は内周側の環状移動要素の傾斜面とはスライダが移動した際に、外周側の環状移動要素の先端面が内周側の環状移動要素の先端面より先に第1位置から第2位置に移動するようスライダの移動方向にずらして配置されていること、として好適である。 In the semiconductor die pick-up device of the present invention, the step surface forming mechanism includes a columnar moving element disposed at the center, a plurality of annular moving elements nested in the periphery of the columnar moving element, and a stage opening. Each of the annular moving elements is in contact with the slider and moves each annular moving element between the first position and the second position by the movement of the slider. The inclined surface of the annular moving element on the outer peripheral side is different from the inclined surface of the annular moving element on the outer peripheral side when the slider moves, and the tip surface of the annular moving element on the outer peripheral side is annular on the inner peripheral side. It is preferable that the slider is arranged so as to be shifted in the moving direction of the slider so as to move from the first position to the second position before the tip surface of the moving element.
本発明の半導体ダイのピックアップ装置において、柱状移動要素は、スライダに接し、スライダの移動により柱状移動要素を第1位置と第2位置との間で移動させる傾斜面を備えており、該傾斜面は、スライダが移動した際に、内周側の環状移動要素の先端面が柱状移動要素の先端面よりも先に第1位置から第2位置に移動するように、スライダの移動方向にずらして配置されていること、としても好適である。 In the semiconductor die pick-up device of the present invention, the columnar moving element includes an inclined surface that contacts the slider and moves the columnar moving element between the first position and the second position by the movement of the slider. Is shifted in the moving direction of the slider so that when the slider moves, the tip surface of the annular moving element on the inner peripheral side moves from the first position to the second position before the tip surface of the columnar moving element. It is also suitable as being arranged.
本発明の半導体ダイのピックアップ装置において、段差面形成機構は、ステージの開口の中で吸着面に沿った方向に移動するスライダと、スライダの移動方向に重ねて配置された複数の板状移動要素と、を含み、各板状移動要素は、スライダに接し、スライダの移動により各板状移動要素を第1位置と第2位置との間で移動させる各傾斜面を備えており、各板状移動要素の各傾斜面はスライダの移動方向に沿って各板状移動要素が第1位置から第2位置に順次移動するようスライダの移動方向にずらして配置されていること、としても好適である。 In the semiconductor die pick-up device of the present invention, the step surface forming mechanism includes a slider that moves in the direction along the suction surface in the opening of the stage, and a plurality of plate-like moving elements that are arranged in the moving direction of the slider. Each plate-like moving element is provided with respective inclined surfaces that contact the slider and move each plate-like moving element between the first position and the second position by the movement of the slider. Each inclined surface of the moving element is preferably arranged so as to be shifted in the moving direction of the slider so that each plate-like moving element sequentially moves from the first position to the second position along the moving direction of the slider. .
本発明の半導体ダイのピックアップ方法は、ダイシング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方法であって、ダイシングシートの裏面を吸着する吸着面を含むステージと、ステージの吸着面に設けられた開口の中に配置され、先端面が吸着面より高い第1位置と第1位置より低い第2位置との間で移動する複数の移動要素を含んで吸着面に対する段差面を形成する段差面形成機構と、開口の開口圧力を真空に近い第1圧力と大気圧に近い第2圧力との間で切換える開口圧力切換機構と、吸着面の吸着圧力を真空に近い第3圧力と大気圧に近い第4圧力との間で切換える吸着圧力切換機構と、を備える半導体ダイのピックアップ装置を準備する工程と、段差面形成機構の各移動要素の各先端面を第1位置とし、ピックアップする半導体ダイが段差面形成機構の段差面の直上となるようにステージを吸着面に沿った方向に移動させる位置合わせ工程と、吸着圧力を第4圧力から第3圧力に切換えた後、所定の時間経過後に開口圧力を第2圧力から第1圧力に切換えてステージの開口内面と段差面形成機構外周面との間のダイシングシートを半導体チップから剥離させる第1剥離工程と、吸着圧力を第3圧力に保持した状態で、開口圧力を第1圧力から第2圧力に切換える毎に少なくとも1つの移動要素を第1位置から第2位置に移動して該移動要素の先端面に対向する半導体ダイの一部をダイシングシートの表面から剥離する第2剥離工程と、を有することを特徴とする。また、開口圧力切換機構は、最初に移動要素を第1位置から第2位置に移動する前に、第1圧力と第2圧力と間で開口圧力を複数回切換えることとしても好適である。 The semiconductor die pick-up method of the present invention is a semiconductor die pick-up method for picking up a semiconductor die attached to the surface of a dicing sheet, the stage including an adsorption surface for adsorbing the back surface of the dicing sheet, and the stage adsorption A step surface with respect to the suction surface including a plurality of moving elements that are arranged in an opening provided on the surface and move between a first position where the tip surface is higher than the suction surface and a second position lower than the first position; A step surface forming mechanism to be formed; an opening pressure switching mechanism for switching the opening pressure of the opening between a first pressure close to vacuum and a second pressure close to atmospheric pressure; and a third pressure close to the suction pressure of the suction surface And a suction pressure switching mechanism that switches between the first pressure and the fourth pressure close to atmospheric pressure, and a step of preparing a pickup device for a semiconductor die, and each tip surface of each moving element of the step surface forming mechanism An alignment step of moving the stage in a direction along the suction surface so that the semiconductor die to be picked up is directly above the step surface of the step surface forming mechanism, and the suction pressure is changed from the fourth pressure to the third pressure. A first peeling step in which the dicing sheet between the opening inner surface of the stage and the outer peripheral surface of the step surface forming mechanism is peeled from the semiconductor chip by switching the opening pressure from the second pressure to the first pressure after a predetermined time has elapsed after switching. Each time the opening pressure is switched from the first pressure to the second pressure with the adsorption pressure held at the third pressure, at least one moving element is moved from the first position to the second position, and the tip surface of the moving element And a second peeling step of peeling a part of the semiconductor die opposite to the surface of the dicing sheet. The opening pressure switching mechanism is also suitable for switching the opening pressure between the first pressure and the second pressure a plurality of times before first moving the moving element from the first position to the second position.
本発明の半導体ダイのピックアップ方法は、ダイシング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方法であって、ダイシングシートの裏面を吸着する吸着面を含むステージと、ステージの吸着面に設けられた開口の中に配置され、先端面が吸着面より高い第1位置と第1位置より低い第2位置との間で移動する複数の移動要素を含んで吸着面に対する段差面を形成する段差面形成機構と、開口の開口圧力を真空に近い第1圧力と大気圧に近い第2圧力との間で切換える開口圧力切換機構と、吸着面の吸着圧力を真空に近い第3圧力と大気圧に近い第4圧力との間で切換える吸着圧力切換機構と、を備える半導体ダイのピックアップ装置を準備する工程と、段差面形成機構の各移動要素の各先端面を第1位置とし、ピックアップする半導体ダイが段差面形成機構の段差面の直上となるようにステージを吸着面に沿った方向に移動させる位置合わせ工程と、吸着圧力を第4圧力から第3圧力に切換えた後、所定の時間経過後に開口圧力を第2圧力から第1圧力に切換えてステージの開口内面と段差面形成機構外周面との間のダイシングシートを半導体チップから剥離させる第1剥離工程と、吸着圧力を第4圧力から第3圧力に切換えた状態で開口圧力を第2圧力から第1圧力に切換えた後に吸着圧力を第3圧力から第4圧力に切換えると共に開口圧力を第1圧力から第2圧力に切換える毎に、少なくとも1つの移動要素を第1位置から第2位置に移動して該移動要素の先端面に対向する半導体ダイの一部をダイシングシートの表面から剥離する第3剥離工程と、を有することを特徴とする。また、開口圧力切換機構は、最初に移動要素を第1位置から第2位置に移動する前に、第1圧力と第2圧力と間で開口圧力を複数回切換えることとしても好適である。 The semiconductor die pick-up method of the present invention is a semiconductor die pick-up method for picking up a semiconductor die attached to the surface of a dicing sheet, the stage including an adsorption surface for adsorbing the back surface of the dicing sheet, and the stage adsorption A step surface with respect to the suction surface including a plurality of moving elements that are arranged in an opening provided on the surface and move between a first position where the tip surface is higher than the suction surface and a second position lower than the first position; A step surface forming mechanism to be formed; an opening pressure switching mechanism for switching the opening pressure of the opening between a first pressure close to vacuum and a second pressure close to atmospheric pressure; and a third pressure close to the suction pressure of the suction surface And a suction pressure switching mechanism that switches between the first pressure and the fourth pressure close to atmospheric pressure, and a step of preparing a pickup device for a semiconductor die, and each tip surface of each moving element of the step surface forming mechanism An alignment step of moving the stage in a direction along the suction surface so that the semiconductor die to be picked up is directly above the step surface of the step surface forming mechanism, and the suction pressure is changed from the fourth pressure to the third pressure. A first peeling step in which the dicing sheet between the opening inner surface of the stage and the outer peripheral surface of the step surface forming mechanism is peeled from the semiconductor chip by switching the opening pressure from the second pressure to the first pressure after a predetermined time has elapsed after switching. Then, after switching the opening pressure from the second pressure to the first pressure in a state where the adsorption pressure is switched from the fourth pressure to the third pressure, the adsorption pressure is switched from the third pressure to the fourth pressure, and the opening pressure is changed from the first pressure. Each time the pressure is switched to the second pressure, at least one moving element is moved from the first position to the second position, and a part of the semiconductor die facing the front end surface of the moving element is peeled off from the surface of the dicing sheet. A third separation step that is characterized by having a. The opening pressure switching mechanism is also suitable for switching the opening pressure between the first pressure and the second pressure a plurality of times before first moving the moving element from the first position to the second position.
本発明の半導体ダイのピックアップ方法において、半導体ダイのピックアップ装置は、ステージの開口内面と段差面形成機構外周面との間のダイシングシートの吸着面に対する接離方向の変位を検出するシート変位検出センサを備え、第1剥離工程は、吸着圧力を第4圧力から第3圧力に切換えた後に所定の時間経過後に開口圧力を第2圧力から第1圧力に切換えた際に、シート変位検出センサによって検出したシート変位が所定の閾値を超える場合には、ステージの開口内面と段差面形成機構外周面との間のダイシングシートが半導体チップから剥離していると判断し、シート変位検出センサによって検出したシート変位が所定の閾値以下の場合には、ステージの開口内面と段差面形成機構外周面との間のダイシングシートが半導体チップから剥離していないと判断する第1剥離判断工程と、第1判断工程でステージの開口内面と段差面形成機構外周面との間のダイシングシートが半導体チップから剥離していないと判断した場合に、吸着圧力を第3圧力から第4圧力に切換えると共に開口圧力を第1圧力から第2圧力に切換えた後、再度、吸着圧力を第4圧力から第3圧力に切換えた後に所定の時間経過後に開口圧力を第2圧力から第1圧力に切換えて、ステージの開口内面と段差面形成機構外周面との間のダイシングシートを半導体チップから剥離させる第1リトライ工程と、を含むこと、としても好適である。また、シート変位検出センサは、ダイシングシートに対する光透過率が0%から30%の領域の波長の光を光源として用いたものとしても好適であるし、0nmから300nmの短波長のLEDを光源とする反射型光ファイバを用いたものであることとしても好適である。 In the semiconductor die pick-up method of the present invention, the semiconductor die pick-up device includes a sheet displacement detection sensor for detecting a displacement in a contact / separation direction with respect to the dicing sheet suction surface between the inner surface of the opening of the stage and the outer peripheral surface of the step surface forming mechanism. The first peeling step is detected by the sheet displacement detection sensor when the opening pressure is switched from the second pressure to the first pressure after a predetermined time has elapsed after the suction pressure is switched from the fourth pressure to the third pressure. If the sheet displacement exceeds a predetermined threshold value, it is determined that the dicing sheet between the inner surface of the opening of the stage and the outer peripheral surface of the step surface forming mechanism is separated from the semiconductor chip, and the sheet detected by the sheet displacement detection sensor When the displacement is below a predetermined threshold, the dicing sheet between the inner surface of the stage opening and the outer peripheral surface of the step surface forming mechanism is a semiconductor chip. A first peeling judgment step for judging that no peeling has occurred, and a dicing sheet between the inner surface of the opening of the stage and the outer peripheral surface of the step surface forming mechanism in the first judgment step is judged not peeled from the semiconductor chip. After the adsorption pressure is switched from the third pressure to the fourth pressure and the opening pressure is switched from the first pressure to the second pressure, the adsorption pressure is switched again from the fourth pressure to the third pressure, and after a predetermined time has elapsed. Including a first retry step of switching the opening pressure from the second pressure to the first pressure and peeling the dicing sheet between the opening inner surface of the stage and the outer peripheral surface of the step surface forming mechanism from the semiconductor chip. It is. Further, the sheet displacement detection sensor may be suitable as a light source that uses light having a wavelength in the range of light transmittance of 0% to 30% with respect to the dicing sheet, and a short wavelength LED of 0 nm to 300 nm as a light source. It is also preferable to use a reflective optical fiber.
本発明の半導体ダイのピックアップ方法において、半導体ピックアップ装置は、半導体ダイを吸着するコレットと、コレットに接続されてコレットの表面から空気を吸引する吸引機構と、吸引機構の吸引空気流量を検出する流量センサと、を備え、
第2剥離工程は、流量センサで検出した吸引空気流量信号を微分した微分信号が所定の閾値範囲を超える回数が偶数となった場合には、第1位置から第2位置に移動した移動要素の先端面に対向する半導体ダイの一部がダイシングシートの表面から剥離したと判断し、回数が奇数になった場合には半導体ダイの一部はダイシングシートの表面から剥離していないと判断する第2剥離判断工程と、第2剥離判断工程によって、半導体ダイの一部がダイシングシートの表面から剥離していないと判断した場合に、移動要素を第1位置から第2位置に移動せずに、開口圧力を第1圧力から第2圧力に切換えた後に開口圧力を、再度、第2圧力から第1圧力に切換えて、半導体ダイの一部をダイシングシートの表面から剥離させる第2リトライ工程と、を含むこと、としても好適である。
In the semiconductor die pick-up method of the present invention, the semiconductor pick-up device includes a collet that adsorbs the semiconductor die, a suction mechanism that is connected to the collet and sucks air from the surface of the collet, and a flow rate that detects a suction air flow rate of the suction mechanism. A sensor,
In the second peeling step, when the number of times that the differential signal obtained by differentiating the suction air flow signal detected by the flow sensor exceeds a predetermined threshold range is an even number, the moving element that has moved from the first position to the second position It is determined that a part of the semiconductor die facing the front end surface has been peeled off from the surface of the dicing sheet, and when the number of times becomes an odd number, it is determined that a part of the semiconductor die has not peeled off from the surface of the dicing sheet. When it is determined that the part of the semiconductor die is not peeled from the surface of the dicing sheet by the 2 peeling judgment step and the second peeling judgment step, the moving element is not moved from the first position to the second position. A second retry step of switching the opening pressure from the first pressure to the second pressure and then switching the opening pressure from the second pressure to the first pressure again to separate a part of the semiconductor die from the surface of the dicing sheet; They comprise also suitable as.
本発明の半導体ダイのピックアップ方法において、半導体ピックアップ装置は、半導体ダイを吸着するコレットと、コレットに接続されてコレットの表面から空気を吸引する吸引機構と、吸引機構の吸引空気流量を検出する流量センサと、を備え、第3剥離工程は、流量センサで検出した吸引空気流量信号を微分した微分信号が所定の閾値範囲を超える回数が偶数となった場合には、第1位置から第2位置に移動した移動要素の先端面に対向する半導体ダイの一部がダイシングシートの表面から剥離したと判断し、回数が奇数の場合には半導体ダイの一部はダイシングシートの表面から剥離していないと判断する第3剥離判断工程と、第3剥離判断工程によって、半導体ダイの一部がダイシングシートの表面から剥離していないと判断した場合に、移動要素を第1位置から第2位置に移動せずに吸着圧力を第3圧力から第4圧力に切換えると共に開口圧力を第1圧力から第2圧力に切換えた後に吸着圧力を再度第4圧力から第3圧力に切換えると共に開口圧力を、再度、第2圧力から第1圧力に切換えて、半導体ダイの一部をダイシングシートの表面から剥離させる第3リトライ工程と、を含むこと、としても好適である。 In the semiconductor die pick-up method of the present invention, the semiconductor pick-up device includes a collet that adsorbs the semiconductor die, a suction mechanism that is connected to the collet and sucks air from the surface of the collet, and a flow rate that detects a suction air flow rate of the suction mechanism. A third separation step, the first position is changed to the second position when the number of times that the differential signal obtained by differentiating the suction air flow signal detected by the flow sensor exceeds a predetermined threshold range is an even number. It is determined that a part of the semiconductor die facing the front end surface of the moving element moved to is peeled off from the surface of the dicing sheet. If the number of times is an odd number, a part of the semiconductor die is not peeled off from the surface of the dicing sheet. When it is determined that a part of the semiconductor die is not peeled from the surface of the dicing sheet by the third peeling judgment step and the third peeling judgment step. In addition, the adsorption pressure is switched from the third pressure to the fourth pressure without moving the moving element from the first position to the second position, and the adsorption pressure is changed to the fourth pressure after the opening pressure is switched from the first pressure to the second pressure. And a third retry step of switching the pressure from the pressure to the third pressure and switching the opening pressure from the second pressure to the first pressure again to separate a part of the semiconductor die from the surface of the dicing sheet. Is preferred.
本発明は、半導体ダイの損傷の発生を抑制して効果的に半導体ダイをピックアップすることができるという効果を奏する。 The present invention has an effect of effectively picking up a semiconductor die while suppressing the occurrence of damage to the semiconductor die.
以下、図面を参照しながら本発明の実施形態の半導体ダイのピックアップ装置について説明する。図1に示す様に、本実施形態の半導体ダイのピックアップ装置500は、半導体ダイ15が表面12aに貼り付けられたダイシングシート12を保持し、水平方向に移動するウェーハホルダ10と、ウェーハホルダ10の下面に配置され、ダイシングシート12の裏面12bを吸着する吸着面22を含むステージ20と、ステージ20の吸着面22に設けられた開口23の中に配置される複数の移動要素30と、吸着面22に対する段差面を形成する段差面形成機構300と、半導体ダイ15をピックアップするコレット18と、ステージ20の開口23の圧力を切換える開口圧力切換機構80と、ステージ20の吸着面22の吸着圧力を切換える吸着圧力切換機構90と、コレット18の表面18aから空気を吸引する吸引機構100と、真空装置140と、ウェーハホルダ10を水平方向に駆動するウェーハホルダ水平方向駆動部110と、ステージ20を上下方向に駆動するステージ上下方向駆動部120と、コレット18を上下左右方向に駆動するコレット駆動部130と、半導体ダイのピックアップ装置500の駆動制御を行う制御部150と、を備えている。
Hereinafter, a semiconductor die pick-up apparatus according to an embodiment of the present invention will be described with reference to the drawings. As shown in FIG. 1, a semiconductor die pick-up
段差面形成機構300は、ステージ20の上部の基体部24の中に収納され、下部の駆動部25に配置されたモータ77によって駆動される。段差面形成機構300は、モータ77の軸76に接続された楕円状のカム75と、カム75に接するカムフォロワ74に接続されて上下方向に駆動される駆動棒73と、駆動棒73に接続されたL字形状の上下方向駆動部材70と、上下方向駆動部材70にスプリング58を介して接続された板部材57と、板部材57の上側に接続されたピストン56と、ピストン56の上面に取り付けられたフランジ55と、フランジ55の上に取り付けられたガイドレール54と、ガイドレール54にガイドされてステージ20の上側内部28で水平方向に移動して複数の移動要素30を上下方向に移動するスライダ51と、L字状のリンク部材60と、を備えている。リンク部材60は、曲がり部分の中心が板部材57に設けられたピン59に回転自在に取り付けられ、下側の端部に取り付けられたピン63が上下方向駆動部材70のアーム71に設けられた溝72に係合している。また、リンク部材60の上側に設けられたU字型の溝62は、スライダ51のピン53に係合している。また、フランジ55は、ステージ20の下側内部29の段部29aに係合可能である。
The step
段差面形成機構300において、駆動部25のモータ77が図1に示す矢印aのように反時計周りに回転すると、カム75も矢印aに示す様に反時計回りに回転し、カム75に接するカムフォロワ74が取り付けられている駆動棒73が上方向に移動する。これによって、上下方向駆動部材70は上方向に移動してフランジ55を段部29aに押し付けると共に、上下方向駆動部材70のアーム71がリンク部材60の下側のピン63を押し上げる。ガイドレール54が取り付けられているフランジ55は、ステージ20の内部の段部29aに押し付けられて上下方向に移動しないから、リンク部材60は、図1の矢印cに示すように、板部材57のピン59の周りに時計回りに回転し、先端の溝62は、スライダ51のピン53を図1に示す矢印Aのように吸着面22に沿って右方向にスライドさせる。スライダ51が矢印Aの方向に移動すると、複数の移動要素30の各先端面が図1に示す矢印eのように下側に移動する。移動要素30の詳細については、後で説明する。
In the step
ステージ20の開口23の圧力を切換える開口圧力切換機構80は、三方弁81と、三方弁81の開閉駆動を行う駆動部82とを備えている。三方弁81は3つのポートを持ち、第1ポートはステージ20の開口23と連通している基体部24と配管83で接続され、第2ポートは真空装置140と配管84で接続され、第3ポートは大気開放の配管85と接続されている。駆動部82は、第1ポートと第2ポートを連通させて第3ポートを遮断し、開口23の圧力を真空に近い第1圧力P1としたり、第1ポートと第3ポートを連通させて第2ポートを遮断し、開口23の圧力を大気圧に近い第2圧力P2としたりすることによって、開口23の圧力を第1圧力P1と第2圧力P2との間で切換える。
The opening
ステージ20の吸着面22の吸着圧力を切換える吸着圧力切換機構90は、開口圧力切換機構80と同様、3つのポートを持つ三方弁91と、三方弁91の開閉駆動を行う駆動部92とを備え、第1ポートはステージ20の溝26に連通する吸着孔27と配管93で接続され、第2ポートは真空装置140と配管94で接続され、第3ポートは大気開放の配管95と接続されている。駆動部92は、第1ポートと第2ポートを連通させて第3ポートを遮断し、溝26、或いは吸着面22の圧力を真空に近い第3圧力P3としたり、第1ポートと第3ポートを連通させて第2ポートを遮断し、溝26、或いは吸着面22の圧力を大気圧に近い第4圧力P4としたりすることによって、溝26、或いは吸着面22の圧力を第3圧力P3と第4圧力P4との間で切換える。
The adsorption
コレット18の表面18aから空気を吸引する吸引機構100は、開口圧力切換機構80と同様、3つのポートを持つ三方弁101と、三方弁101の開閉駆動を行う駆動部102とを備え、コレット18の吸引孔19を通して表面18aから空気を吸い込んでコレット18の表面18aを真空にする。コレット18の吸引孔19と三方弁101との間を接続する配管103には、コレット18の表面18aから真空装置140に吸引される空気流量を検出する流量センサ106が取り付けられている。
Similar to the opening
ウェーハホルダ水平方向駆動部110、ステージ上下方向駆動部120、コレット駆動部130は、例えば、内部に設けたモータとギヤによりウェーハホルダ10、ステージ20、コレット18を水平方向、或いは上下方向等に駆動するものである。また、図1及び図4(a)に示すように、ステージ20の開口23の内面23aと移動要素30の外周面33との隙間dには、ダイシングシート12の吸着面22に対する接離方向の変位を検出するシート変位検出センサ107が取り付けられている。シート変位検出センサ107の光源から照射される照射光は、ダイシングシート、ダイシングシートとダイとの間に存在するダイアタッチフィルム、およびダイアタッチフィルムの接着剤層の品質に影響を与えることがない反射率の高い光、例えば、ダイシングシートの光透過率が0%から30%となる短波長の0nmから300nmの光が好ましく、さらに好ましくは100nmから300nmの光が良く、最も好ましくは200nmから300nmのLED或いは青色LEDを光源とする反射型光ファイバを用いたものがよい。また、本実施形態においては反射型光ファイバを用いたものを例示したが、ダイシングシートに対する反射率が高い光を出力できれば他の形式のセンサを用いることができる。
The wafer holder horizontal
制御部150は、演算処理を行うCPU151と、記憶部152と、機器・センサインターフェース153とを含み、CPU151と記憶部152と機器・センサインターフェース153とは、データバス154で接続されているコンピュータである。記憶部152の中には、制御プログラム155、制御データ156、位置合わせプログラム157、第1剥離プログラム158、第2剥離プログラム159、第3剥離プログラム160が格納されている。
The
開口圧力切換機構80、吸着圧力切換機構90、吸引機構100の各三方弁81,91,101の各駆動部82,92,102及び、段差面形成機構300のモータ77、ウェーハホルダ水平方向駆動部110、ステージ上下方向駆動部120、コレット駆動部130、真空装置140は、それぞれ機器・センサインターフェース153に接続され、制御部150の指令によって駆動される。また、流量センサ106、シート変位検出センサ107はそれぞれ機器・センサインターフェース153に接続され、検出信号は、制御部150に取り込まれて処理される。
Opening
次に、図2から4を参照しながら、ステージ20の吸着面22と、移動要素30の詳細について説明する。図2に示すように、ステージ20は、円筒形で、上面には、平面状の吸着面22が形成されている。吸着面22の中央には、四角い開口23が設けられ、開口23には、図3、図4に示すような移動要素30が取り付けられている。図4(a)に示す様に、開口23と移動要素30の外周面33との間には隙間dが設けられている。開口23の周囲には、溝26が開口23を取り巻くように二重に設けられている。各溝26には、吸着孔27が設けられており、各吸着孔27は、吸着圧力切換機構90に接続されている。
Next, details of the
図3(a)に示すように、移動要素30は、中央に配置された柱状移動要素45と、柱状移動要素45の周囲に配置された複数の環状移動要素31,40−43とを含んでいる。図3(a)に示すように、複数の環状移動要素31,40−43は、中央の柱状移動要素45の周囲に入れ子状に配置されている。次に、図3(b)を参照しながら最外周に配置されている周辺環状移動要素31の構成について説明する。周辺環状移動要素31は、幅W1、奥行き(長手方向長さ)D1で厚さT1の四角い環状部材33aと、環状部材33aの対向する二面の下側に張り出した支持板333aとを備えている。支持板333aの長手方向の両端は、環状部材33aの先端面38aに対して垂直で上下方向に延びるガイド面32a,34aとなっている。図4(a)に示すように、各ガイド面32a,34aはそれぞれステージ20の上側内部28の垂直な内面28aに接して周辺環状移動要素31を上下方向にガイドする。支持板333aの下面には、傾斜面である直線カム面35aと、直線カム面35aに接続され、長手方向に水平に延びる水平支持面36a,39aとが形成されている。図4(b)に示すように、水平支持面36aは水平支持面39aに対して高さH2だけ高くなっている。直線カム面35aと水平支持面36a,39aは、図4(a)、図4(b)に示す様に、スライダ51の上端に取り付けられた半円柱部材52の頂点52aが接しながら移動する面である。また、支持板333aのガイド面34a側(図4(a)、図4(b)に矢印Aで示すスライダ51の移動方向の端側)には、スライダ51の半円柱部材52が嵌まり込んで周辺環状移動要素31を固定するカギ部37aが設けられている。
As illustrated in FIG. 3A, the moving
柱状移動要素45と周辺環状移動要素31との間に配置されている中間環状移動要素40−43は、周辺環状移動要素31と同様の構造で、それぞれの環状部材33b−33eの、幅W、奥行き(長手方向長さ)Dは、外周側の環状部材の寸法よりも該環状部材の厚さ分だけ小さくなっており、各環状部材33a−33eは、図4(a)に示す様に入れ子状に重なっている。また、各支持板333a−333eは、図3(a)に示す様に、幅方向に重なって配置されている。したがって、図3(a)に示す様に、各ガイド面34a−34eは、外周側から中央に向かって34a,34b,34c,34d,34eのように連続して配置され、1つの面となっている。図示していないが、反対側のガイド面32a−32eも同様である。
The intermediate annular movement elements 40-43 arranged between the
図4(a)に示す様に、周辺環状移動要素31、中間環状移動要素40−43に設けられている直線カム面35a−35eは、中心側の中間環状移動要素ほど直線カム面35a〜35eが図4(a),図4(b)に矢印Aで示すスライダ51の移動方向にずれて配置されている。つまり、図4(b)に示すように、傾斜面である直線カム面35a〜35eの水平支持面39a〜39eからの高さがH1となる点i1〜i5の基準位置から距離はL1〜L5(L1>L2>L3>L4>L5)である。また、水平支持面39a〜39eからの高さがH2となる水平支持面36a〜36eの上の点j2〜j6は、基準位置から距離L2〜L6(L2>L3>L4>L5>L6)の点である。このように、直線カム面35a〜35eが構成されているので、スライダ51が図4(b)に示す矢印Aの方向に移動すると、外周側の周辺環状移動要素31の先端面38aは中間環状移動要素40−43の先端面38b−38eより先に第1位置から第2位置に移動する。また、中間環状移動要素40−43の先端面38b−38eは、外周側の中間環状移動要素の先端面の方が内周側の環状移動要素の先端面より先に第1位置から第2位置に移動する。
As shown in FIG. 4A, the linear cam surfaces 35a to 35e provided on the peripheral annular moving
図3(a)に示すように、柱状移動要素45は、幅W2、奥行き(長手方向長さ)D2四角い柱状部材46と柱状部材46の下側に接続された2枚の支持板333fを備えている。支持板333fの長手方向の両端は、環状移動要素31,40−43と同様、内面28aに接するガイド面32f,34fとなっている。また、図4(a)、図4(b)に示すように、柱状移動要素45の支持板333fは、下面に傾斜面である直線カム面が形成されておらず、水平支持面39fが長手方向(スライダ51の移動方向)に延びている。
As shown in FIG. 3A, the columnar moving
図4(a)に示す様に、スライダ51が初期位置にある場合には、柱状移動要素45、周辺環状移動要素31、中間環状移動要素40−43は、スライダ51の上部に取り付けられた半円柱部材52の頂点52a(頂線)が水平支持面39a〜39fに接することによって支持されており、各移動要素45,31,40−43の各先端面47,38a−38eは、ステージ20の吸着面22から高さH0だけ突出した第1位置にあり、同一面(吸着面22に対する段差面)を構成している。
As shown in FIG. 4A, when the
以上説明したように構成されている半導体ダイのピックアップ装置500の動作について、図5から図20を参照しながら説明する。なお、以下の説明では、移動要素30は、周辺環状移動要素31、中間環状移動要素40、柱状移動要素45の3つの移動要素によって構成されているとして説明する。ここで、半導体ダイ15のピックアップ動作について説明する前に、半導体ダイ15が貼り付けられたダイシングシート12をウェーハホルダ10にセットする工程について説明する。
The operation of the semiconductor die
図5に示すように、ウェーハ11は裏面に粘着性のダイシングシート12が貼り付けられており、ダイシングシート12は金属製のリング13に取付けられている。ウェーハ11はこのようにダイシングシート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6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り込み隙間14が出来る。切り込み隙間14の深さは半導体ダイ15からダイシングシート12の一部にまで達しているが、ダイシングシート12は切断されておらず、各半導体ダイ15はダイシングシート12によって保持されている。
As shown in FIG. 5, the
このように、ダイシングシート12とリング13とが取付けられた半導体ダイ15は図7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、ダイシングシート12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のダイシングシート12側の外周はダイシングシート12をエキスパンドリング16に取付ける際に、ダイシングシート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。図7(b)に示すように、半導体ダイ15が貼り付けられたダイシングシート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。
Thus, the semiconductor die 15 to which the
図1に示すように、ダイシングシート12は、エキスパンドリング16にセットされると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上部の曲面に沿って引き伸ばされるので、エキスパンドリング16の上に固定されたダイシングシート12にはダイシングシート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、この引張り力によってダイシングシート12が延びるので、ダイシングシート12の上に貼り付けられた各半導体ダイ15間の隙間14が広がっている。
As shown in FIG. 1, when the dicing
次に、半導体ダイ15のピックアップ動作について説明する。制御部150は、最初に、図1に示す位置合わせプログラム157を実行する。制御部150は、ウェーハホルダ水平方向駆動部110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150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旦停止する。先に述べたように、初期状態では各移動要素45,31,40の各先端面47,38a,38bは、ステージ20の吸着面22から高さH0だけ突出した第1位置となっているので、制御部150は、ステージ上下方向駆動部120によって、各移動要素45,31,40の各先端面47,38a,38bがダイシングシート12の裏面12bに密着し、且つ、吸着面22の開口23から少し離れた領域がダイシングシート12の裏面12bに密着するまでステージ20を上昇させる。そして、各移動要素45,31,40の各先端面47,38a,38b及び吸着面22の開口23から少し離れた領域がダイシングシート12の裏面12bに密着したら、制御部150はステージ20の上昇を停止する。そして、制御部150は、再度、ウェーハホルダ水平方向駆動部110によって、ピックアップしようとする半導体ダイ15がステージ20の吸着面22から僅かに突出している移動要素30の先端面(段差面)の直上に来るように水平位置を調整する。
Next, the pickup operation of the semiconductor die 15 will be described. The
図8に示すように、半導体ダイ15の大きさは、ステージ20の開口23よりも小さく、移動要素30の幅あるいは奥行よりも大きいので、ステージ20の位置調整が終了すると、半導体ダイ15の外周端は、ステージ20の開口23の内面23aと移動要素30の外周面33との間、つまり、開口23の内面23aと移動要素30の外周面33との間の隙間dの直上となっている。初期状態では、ステージ20の溝26、あるいは吸着面22の圧力は大気圧で、開口23の圧力も大気圧になっている。初期状態では各移動要素45,31,40の各先端面47,38a,38bは、ステージ20の吸着面22から高さH0だけ突出した第1位置となっているので、各先端面47,38a,38bに接しているダイシングシート12の裏面12bの高さも吸着面22から高さH0だけ突出した第1位置となっている。また、開口23の周縁ではでダイシングシート12の裏面12bは吸着面22から僅かに浮いており、開口23から離れた領域では吸着面22に密着した状態となっている。水平方向の位置調整が終了したら、制御部150は、図1に示すコレット駆動部130によってコレット18を半導体ダイ15の上に降下させてコレット18の表面18aを半導体ダイ15に着地させる。コレット18が半導体ダイ15の上に着地したら、制御部150は、吸引機構100の駆動部102によって三方弁101をコレット18の吸引孔19と真空装置140とを連通させる方向に切換える。これにより吸引孔19は真空となり、コレット18は表面18aに半導体ダイ15を吸着固定する(位置合わせプログラムの終了)。この際、コレット18の表面18aの高さは、図8に示すように、各移動要素45,31,40の各先端面47,38a,38bの高さ(吸着面22から高さH0)にダイシングシート12の厚さと半導体ダイ15の厚さを加えた高さHcとなっている。
As shown in FIG. 8, since the size of the semiconductor die 15 is smaller than the
次に制御部150は、図1に示す第1剥離プログラム158を実行する。制御部150は、図20(d)に示す時刻t1に吸着圧力を大気圧に近い第4圧力P4から真空に近い第3圧力P3に切換える指令を出力する。この指令により、吸着圧力切換機構90の駆動部92は、三方弁91を吸着孔27と真空装置140とを連通させる方向に切換える。すると、図9の矢印201に示す様に、吸着孔27を通して溝26の空気が真空装置140に吸い出され、図20(d)に示すように時刻t2に吸着圧力が真空に近い第3圧力P3となる。そして、開口23の周縁のダイシングシート12の裏面12bは図9の矢印202に示す様に、吸着面22の表面に真空吸着される。各移動要素45,31,40の各先端面47,38a,38bは、ステージ20の吸着面22から高さH0だけ突出した第1位置となっているのでダイシングシート12には、斜め下向きの引っ張り力F1が掛かる。この引っ張り力F1はダイシングシート12を横方向に引っ張る引っ張り力F2と、ダイシングシート12を下方向に引っ張る引っ張り力F3とに分解できる。横方向の引っ張り力F2は、半導体ダイ15とダイシングシート12の表面12aとの間にせん断応力τを発生させる。このせん断応力τによって、半導体ダイ15の外周部分あるいは周辺部分とダイシングシート12の表面12aとの間にズレが発生する。このズレは、ダイシングシート12と半導体ダイ15の外周部分あるいは周辺部分との剥離のきっかけとなる。
Next, the
制御部150は、図20(d)に示すように、時刻t2に吸着圧力が真空に近い第3圧力P3になった後、所定の時間だけ保持し、図20(e)に示すように、時刻t3に開口圧力を大気圧に近い第2圧力P2から真空に近い第1圧力P1に切換える指令を出力する。この指令により、開口圧力切換機構80の駆動部82は、三方弁81を開口23と真空装置140とを連通させる方向に切換える。すると、図10の矢印206に示す様に、開口23の空気が真空装置140に吸引され、図20(e)に示すように、時刻t4には開口圧力が真空に近い第1圧力P1となる。これによって、図10の矢印203に示す様に、開口23の内面23aと移動要素30の外周面33との隙間dの直上にあるダイシングシート12が下側に引っ張られる。また、隙間dの直上に位置する半導体ダイ15の周辺部は、ダイシングシート12に引っ張られて矢印204に示す様に下向きに曲げ変形する。これによって半導体ダイ15の周辺部はコレット18の表面18aから離れる。時刻t2に吸着圧力が真空に近い第3圧力P3となった際に半導体ダイ15の外周部分とダイシングシート12の表面12aとの間に発生したズレのため、半導体ダイ15の周辺部にはダイシングシート12の表面12aから剥離するきっかけが形成されているので、半導体ダイ15の周辺部は、図10の矢印204に示すように曲げ変形しながらもダイシングシート12の表面12aから剥離し始めている。なお、図20(e)の点線で示すように、開口圧力切換機構80の駆動部82は、時刻t3とt6との期間に大気圧に近い第2圧力P2と真空に近い第1圧力P1との間で開口圧力を複数回切換える指令を出力することもできる。これにより、ダイシングシート12の表面12aと半導体ダイ15との剥離をより確実にすることができる。
図10に示すように、半導体ダイ15の周辺部がコレット18の表面18aから離れると、図10の矢印205で示すように、真空になっているコレット18の吸引孔19の中に空気が流入してくる。流入した空気流量(空気リーク量)は、流量センサ106によって検出される。図20(e)に示すように、時刻t3から時刻t4に向って開口圧力が大気圧に近い第2圧力P2から真空に近い第1圧力P1に低下してくるにつれ、半導体ダイ15がダイシングシート12と共に下方向に引っ張られて曲げ変形してくるので、図20(f)に示すように、コレット18の吸引孔19に流入してくる空気リーク量は時刻t3から時刻t4に向って増加していく。
As shown in FIG. 10, when the peripheral portion of the semiconductor die 15 is separated from the
制御部150は、図20(e)、図20(d)に示すように、時刻t4から時刻t5の間、ステージ20の開口23と溝26あるいは吸着面22をそれぞれ真空に近い第1圧力P1,第3圧力P3に保持する。この間に、図11の矢印207に示すように、半導体ダイ15の周辺部は、コレット18の吸引孔19の真空と、半導体ダイ15の弾性によってコレット18の表面18aに戻っていく。半導体ダイ15の周辺部がコレット18の表面18aに向うにつれて、図20(f)の時刻t4から時刻t5に示すように、コレット18の吸引孔19に流入してくる空気リーク量は減少し、時刻t5に、図11に示すように、半導体ダイ15がコレット18の表面18aに真空吸着されると、空気リーク量はゼロとなる。この際、半導体ダイ15の周辺部は、隙間dの直上に位置しているダイシングシート12の表面12aから剥離する(初期剥離工程)。半導体ダイ15の周辺部がダイシングシート12の表面12aから初期剥離する際には、開口23の隙間dの直上に位置しているダイシングシート12は下方向に変位する。制御部150は、シート変位検出センサ107によってダイシングシート12の下方向への変位(吸着面22に対する接離方向の変位)を検出し、検出された変位が所定の閾値を超える場合には、半導体ダイ15の周辺部は隙間dの直上に位置しているダイシングシート12の表面12aから初期剥離したと判断する。また、検出された変位が所定の閾値以下の場合には、半導体ダイ15の周辺部は隙間dの直上に位置しているダイシングシート12の表面12aから初期剥離していないと判断する(第1剥離判断工程)。制御部150は、半導体ダイ15の周辺部が初期剥離していると判断した場合には、次の剥離工程に進む。また、制御部150は、半導体ダイ15の周辺部が初期剥離していないと判断した場合には、第1リトライ工程を実行する。
第1リトライ工程では、制御部150は、開口圧力切換機構80、吸着圧力切換機構90の各三方弁81,91を大気と開口23、溝26とが連通するように切換えて、開口圧力と吸着圧力を大気圧に近い第2圧力P2、第4圧力P4とした後、再度、開口圧力切換機構80、吸着圧力切換機構90の各三方弁81,91を真空装置140と開口23、溝26とが連通するように切換えて、開口圧力と吸着圧力をそれぞれ大気圧に近い第2圧力P2、第4圧力P4から真空に近い第1圧力P1、第3圧力P3に切換えて、シート変位検出センサ107によって検出した変位が所定の閾値を超えているかどうか判断する。そして、検出された変位が所定の変位を超えている場合には、第1リトライ工程を終了し、次の剥離工程に進む(第1剥離プログラムの終了)。
In the first retry process, the
次に、制御部150は、図1に示す第3剥離プログラム160を実行する。なお、第2剥離プログラムについては、後で説明する。制御部150は、図20(e)、図20(d)に示すように、開口圧力と吸着圧力をそれぞれ真空に近い第1圧力P1、第3圧力P3に所定時間保持した後、時刻t5に開口圧力、吸着圧力をそれぞれ真空に近い第1圧力P1、第3圧力P3から大気圧に近い第2圧力P2、第4圧力P4に切換える指令を出力する。この指令によって、開口圧力切換機構80の駆動部82、吸着圧力切換機構90の駆動部92は、各三方弁81,91を大気開放の配管85,95と開口23、溝26とが連通するように切換える。これにより、図12に示す矢印210,211のように、空気が開口23、溝26に流入してくるので、図20(d)、図20(f)に示すように、時刻t5から時刻t6に向って、開口圧力と吸着圧力は、真空に近い第1圧力P1、第3圧力P3から大気圧に近い第2圧力P2、第4圧力P4に上昇していく。
Next, the
開口圧力、吸着圧力が大気圧に近い第2圧力P2、第4圧力P4に上昇すると、真空で下方向に引っ張られていた隙間dの直上に位置するダイシングシート12は、図12の矢印212に示すように、ウェーハホルダ10に固定する際に印加された引っ張り力によって上方向に戻る。また、開口23の周縁のダイシングシート12は、上記の引っ張り力により、吸着面22から若干浮いた状態になっている。
When the opening pressure and the adsorption pressure are increased to the second pressure P 2 and the fourth pressure P 4 that are close to the atmospheric pressure, the dicing
制御部150は、図20(e)、図20(d)に示すように、時刻t6に開口圧力、吸着圧力が大気圧に近い第2圧力P2、第4圧力P4になったら、図20(c)に示すように、周辺環状移動要素31の先端面38aの高さを第1位置(吸着面22からの高さがH0の初期位置)から高さH1だけ低い第2位置とする指令を出力する。この指令によって、図1に示す駆動部25のモータ77が図1に示す矢印aのように反時計回りに回転する。これにより、リンク部材60が図1に示す矢印cのように時計回りに回転し、スライダ51が図1に示す矢印Aのように右に向って移動を開始する。
図4(b)に示すように、初期状態では、スライダ51の上部に取り付けられた半円柱部材52の頂点52aは、周辺環状移動要素31、中間環状移動要素40、柱状移動要素45の各水平支持面39a、39b,39fに接しており、各移動要素31,40の各環状部材33a,33bの各先端面38a,38b、及び、柱状移動要素45の柱状部材46の先端面47は吸着面22から高さH0だけ高い第1位置(初期位置)となっている。ここで、スライダ51が図4(b)に示す矢印Aのように基準位置から右に移動すると、半円柱部材52の頂点52aは、周辺環状移動要素31の直線カム面35aに掛かってくる。そして、スライダ51が更に右に移動すると、直線カム面35aが水平支持面39aから上に上がった分だけ周辺環状移動要素31全体が下方向に下がってくる。図4(b)に示すように、スライダ51が基準位置から右に距離L1だけ移動すると、スライダ51の頂点52aは、周辺環状移動要素31の直線カム面35aの点i1を支持している。点i1は、図4(b)の上で水平支持面39aから高さH1だけ上側あるので、周辺環状移動要素31は全体として当初の第1位置よりも高さH1だけ下側に移動し、図13の矢印214に示すように、周辺環状移動要素31の先端面38aも第1位置(初期位置)から高さH1だけ下側で、吸着面22よりも僅かに低い第2位置(吸着面22から高さ(H1−H0)だけ低い位置)に移動する。この際、中間環状移動要素41は水平支持面39bで支持されているので、図13に示すように、その先端面38bの高さは第1位置(初期位置)のままである。同様に、柱状移動要素45も水平支持面39fで支持されているので、先端面47の高さも第1位置(初期位置)のままである。先端面38aと、先端面38b,47は相互に段差がある段差面である。また、各先端面38a,38b,47はそれぞれ吸着面22に対する段差面となっている。スライダ51が基準位置から距離L1だけ右に移動したら、制御部150はモータ77の回転を停止する。
As shown in FIG. 4B, in the initial state, the apex 52a of the
次に、制御部150は、時刻t6に吸着圧力を大気圧に近い第4圧力P4から真空に近い第3圧力P3に切換える指令を出力する。この指令によって、吸着圧力切換機構90の駆動部92は、三方弁91を溝26と真空装置140とが連通するように切換える。これにより、図13の矢印213に示すように、溝26の空気は、真空装置140に向って吸引され、溝26の圧力、及び、吸着面22の吸着圧力は、真空に近い第3圧力P3となり、ダイシングシート12は吸着面22に真空吸着される。この際、図20(e)に示すように、開口23の圧力は大気圧に近い第2圧力P2になっているので、隙間dの直上に位置しているダイシングシート12の裏面12bと周辺環状移動要素31の先端面38aとの間には隙間が空いている。
Next, the
制御部150は、図20(e)に示すように、時刻t7に開口圧力を大気圧に近い第2圧力P2から真空に近い第1圧力P1に切換える指令を出力する。この指令によって、開口圧力切換機構80の駆動部82は、三方弁81を開口23と真空装置140とが連通するように切換える。これによって図14の矢印215に示すように、開口23の中の空気が真空装置140に吸引され、時刻t8には、図20(e)に示すように、開口圧力が真空に近い第1圧力P1となる。開口圧力が大気圧に近い第2圧力から真空に近い第1圧力P1に低下すると、周辺環状移動要素31の先端面38aの直上に位置する(対向する)ダイシングシート12は、図14の矢印216に示すように、裏面12bが先端面38aに接するように下側に引っ張られる。これによって、図14の矢印217に示すように、半導体ダイ15の先端面38aの直上に位置する半導体ダイ15の一部が下方向に曲げ変形し、コレット18の表面18aから離れ、空気がコレット18の吸引孔19の中に流入する。吸引孔19に流入した空気リーク量は図1に示す流量センサ106で検出される。空気リーク量は、図20(f)に示すように、開口圧力が低下していく時刻t7から時刻t8の間増加していく。
制御部150は、時刻t8になると、図20(e)、図20(d)に示すように、開口圧力、吸着圧力をそれぞれ真空に近い第1圧力P1、第3圧力P3から大気圧に近い第2圧力P2,第4圧力P4に上昇させる指令を出力する。この指令によって、開口圧力切換機構80の駆動部82は三方弁81を開口23と大気開放の配管85とを連通するように切換える。また、吸着圧力切換機構90の駆動部92は三方弁91を溝26と大気開放の配管95とを連通するように切換える。これによって、図15に矢印220、221で示す様に、開口23、溝26に空気が流入し、図20(e),図20(d)に示すように開口23の圧力、溝26の圧力或いは吸着面22の圧力は、それぞれ大気圧に近い第2圧力P2,第4圧力P4に上昇する。これによって、図15の矢印223に示す様に、隙間dの直上のダイシングシート12は、周辺環状移動要素31の先端面38aから離れて上方向に変位する。また、先端面38aに対向する領域の半導体ダイ15は、ダイシングシート12の上方向への変位と共に、図15に示す矢印224のようにコレット18の表面18aに向かって戻ってくる。半導体ダイ15がコレット18の表面18aに近づいてくると、図20(f)の時刻t8から時刻t9の間のようにコレット18の吸引孔19に流入する空気リーク量が低下し始め、図20(f)の時刻t9に空気リーク量はゼロなる。この時、半導体ダイ15はコレット18の表面18aに真空吸着され、先端面38aに対向する半導体ダイ15の領域はダイシングシート12の表面12aから剥離する(一回目の第3剥離工程)。
At time t 8 , the
時刻t9に制御部150は、中間環状移動要素40の先端面38bを第1位置(吸着面22からの高さがH0の位置)から高さH1だけ低い第2位置に移動する指令を出力する。この指令によって、先に、周辺環状移動要素31の先端面38aを第1位置から第2位置に移動させた場合と同様、この指令によって、図1に示す駆動部25のモータ77が図1に示す矢印aのように反時計回りに回転する。そして、スライダ51は、図4(b)に示す様に、基準位置からの距離L2の位置まで右方向に移動する(距離(L2−L1)だけ右方向に移動する)。すると、図4(b)に示すように、スライダ51に取付けられた半円柱部材52の頂点(頂線)52aは、図4(b)に示す点i2で中間環状移動要素40の直線カム面35bに接し、点j2で周辺環状移動要素31の直線カム面35aに接する。したがって、図16の矢印227に示すように、中間環状移動要素40の先端面38bは、第1位置(吸着面から高さH0だけ高い位置)から高さH1だけ低い第2位置(吸着面22からH1−H0だけ低い位置)に移動する。また、図16の矢印226に示すように、第2位置にあった周辺環状移動要素31の先端面38aは、第1位置(初期位置)から高さH2だけ低い第3位置(吸着面22からH2−H0だけ低い位置)に移動する。先端面38a、38b、47は相互に段差がある段差面であると同時に吸着面22に対する段差面となっている。
At time t 9 , the
また、制御部150は、図20(d)に示すように、時刻t9に吸着圧力を大気圧に近い第4圧力P4から真空に近い第3圧力P3に切換える指令を出力し、図20(e)に示すように時刻t9から所定の時間経過後の時刻t10に開口圧力を大気圧に近い第2圧力P2から真空に近い第1圧力P1に切換える指令を出力する。この指令により、吸着圧力切換機構90の駆動部92、開口圧力切換機構80の駆動部82は、それぞれ三方弁81,91をそれぞれ溝26、開口23と真空装置140とを連通させるように切換える。これによって、図17の矢印225,228に示すように、溝26の空気と開口23の空気は真空装置140に吸引され、開口圧力、吸着圧力は時刻t11にそれぞれ真空に近い第1圧力P1、第3圧力P3となる。すると、図17に示す矢印229,230のようにダイシングシート12は、第3位置に降下している周辺環状移動要素31の先端面38a、第2位置に降下している中間環状移動要素40の先端面38bに向かって引っ張られ、下方向に変位する。これに伴って、先端面38a,38bに対向する半導体ダイ15の領域も図17の矢印231に示す様にコレット18の表面18aから離れて下向きに曲がり変形する。すると、図17の矢印232に示すように、コレット18の表面18aと半導体ダイ15との間から空気が吸引孔19に流入する。これにより図20(f)に示すように、時刻t10から時刻t11の間、コレット18の吸引孔19に流入する空気リーク量は増加していく。
The
制御部150は、図20(e)、図20(d)に示すように、時刻t11に開口圧力、吸着圧力をそれぞれ真空に近い第1圧力P1、第3圧力P3からそれぞれ大気圧に近い第2圧力P2、第4圧力P4に切換える指令を出力する。この指令により、吸着圧力切換機構90の駆動部92、開口圧力切換機構80の駆動部82は、それぞれ三方弁81,91をそれぞれ溝26、開口23と大気開放の配管85,95とを連通させるように切換える。すると、図18の矢印241,242に示すように開口23、溝26に空気が流入し、開口圧力、吸着圧力が上昇するので、ダイシングシート12は、図18に示す矢印243に示すように、上方向に変位する。ダイシングシート12の上方向の変位と、コレット18の吸引孔19の真空によって半導体ダイ15は、コレット18の表面18aに近付いていくので、図20(f)に示すように、時刻t11から時刻t12の間、吸引孔19に流入する空気リーク量は減少していき、最終的に半導体ダイ15がコレット18の表面18aに真空吸着される時刻t12にはゼロとなる。また、図20(e)、図20(d)に示すように、時刻t12には、開口圧力、吸着圧力はそれぞれ大気に近い、第2圧力P2、第4圧力P4となる。この状態では、図18に示すように柱状移動要素45の先端面47に対応する領域の半導体ダイ15がダイシングシート12に張り付いているものの、半導体ダイ15の大部分の領域はダイシングシート12から剥離した状態となっている(二回目の第3剥離工程)。これで、制御部150は、第3剥離プログラム160を終了する。
以上、説明したように、制御部150は、時刻t5からt6のように、開口圧力、吸着圧力をそれぞれ真空に近い第1圧力P1、第3圧力P3から大気圧に近い第2圧力P2、第4圧力P4に切換えるとともに、周辺環状移動要素31の先端面38aを第1位置から第2位置に移動し、時刻t8からt9のように、開口圧力、吸着圧力をそれぞれ真空に近い第1圧力P1、第3圧力P3から大気圧に近い第2圧力P2、第4圧力P4に切換えるとともに、中間環状移動要素40の先端面38bを第1位置から第2位置に移動するように、開口圧力、吸着圧力を真空に近い第1圧力P1、第3圧力P3から大気圧に近い第2圧力P2、第4圧力P4に切換える毎に、外側の環状移動要素から内側の環状移動要素に向って順次、先端面を第1位置から第2位置に移動させるように第3剥離工程を繰り返し、半導体ダイ15の周囲から内側に向って段階的にダイシングシート12を剥離させていく。
As described above, the
第3剥離プログラムを終了した後、制御部150は、時刻t12に、スライダ51に取付けられた半円柱部材52が各移動要素のカギ部37a,37b,37fに嵌り込むように、スライダ51の位置を図4(a)に示す一番右側まで移動させる。このスライダ51の移動により、中間環状移動要素40は、水平支持面36bを半円柱部材52の頂点52aによって支持されることになるので、その先端面38bは、図19の矢印246に示すように、第2位置から第3位置に降下する。なお、図19に示すように、柱状移動要素45は、直線カム面がなく、スライダ51の移動方向にある水平支持面36fは、スライダ51が初期位置にあるときに接している水平支持面39fと同一面なので、スライダ51の移動によって先端面47の位置は変化せず、初期位置である第1位置のままとなっている。スライダ51の半円柱部材52が各カギ部37a,37b,37fにはまり込むと各移動要素31,40,45は上下方向に固定される。また、制御部150は、時刻t12に吸着圧力を真空に近い第3圧力P3に切換える指令を出力する。この指令によって吸着圧力切換機構90の駆動部92は、三方弁91を溝26と真空装置140とを連通するように切換える。これにより、図19の矢印245に示す様に、溝26の空気が真空装置140に吸引され、溝26が真空になり、ダイシングシート12は吸着面22に真空吸着される。図19に示す状態では、柱状移動要素45の先端面47に対応する領域の半導体ダイ15がダイシングシート12に張り付いているものの、半導体ダイ15の大部分の領域はダイシングシート12から剥離した状態となっている。
After finishing the third peeling program, the
制御部150は、図20の時刻t13にコレット18を上昇される指令を出力する。この指令によって、図1に示すコレット駆動部130は、モータを駆動して、図19の矢印247に示すようにコレット18を上昇させる。各移動要素31,40,45は上下方向に固定されており、ダイシングシート12は吸着面22に真空吸着されているので、コレット18が上昇すると、柱状移動要素45の先端面47に対応する領域の半導体ダイ15がダイシングシート12から剥離し、半導体ダイ15がコレット18に吸着された状態でピックアップされる。
半導体ダイ15をピックアップしたら、制御部150は、時刻t14にスライダ51を初期位置に戻すと、各移動要素31,40,45の各先端面38a,38b,47は第1位置に戻る。また、制御部150は、吸着圧力、開口圧力を大気圧に戻してピックアップ動作を終了する。
After picking up the semiconductor die 15, the
以上説明した実施形態の半導体ダイのピックアップ装置500は、半導体ダイ15をピックアップする際に、開口圧力、吸着圧力を真空に近い第1圧力P1、第3圧力P3から大気圧に近い第2圧力P2、第4圧力P4に切換える毎に、外側の環状移動要素から内側の環状移動要素に向って順次、先端面を第1位置から第2位置に移動させるように第3剥離工程を繰り返し、半導体ダイ15の周囲から内側に向って段階的にダイシングシート12を剥離させていくので、ピックアップの際の半導体ダイの損傷を抑制することができるという効果を奏する。
When picking up the semiconductor die 15, the semiconductor die pick-up
なお、上記の実施形態では、開口圧力、吸着圧力を真空に近い第1圧力P1、第3圧力P3から大気圧に近い第2圧力P2、第4圧力P4に切換える毎に、1つの環状移動要素の先端面を第1位置から第2位置に移動することとして説明したが、圧力を切換える際のスライダ51のスライド距離を長くして、複数の環状移動要素の先端面を第1位置から第2位置に移動させるようにしてもよい。また、本実施形態では、柱状移動要素45は直線カム面を持たず、先端面47は、第1位置から移動しないこととして説明したが、柱状移動要素45が直線カム面を備え、内周側の環状移動部材の先端面が第1位置から第2位置に移動した後に、先端面47が第1位置から第2位置に移動するように構成してもよい。また、本実施形態では、第2位置は、吸着面22よりも(H1−H0)だけ低い位置として説明したが、第2位置は、第1位置よりも低ければ、吸着面22と同一面であってもよいし、吸着面より高い位置であってもよい。
In the above embodiment, the opening pressure, each switching the adsorption pressure first pressure P 1 near vacuum, the second pressure P 2 closer to the third pressure P 3 to the atmospheric pressure, to a
また、本実施形態の動作の説明では、移動要素30は、周辺環状移動要素31、中間環状移動要素40、柱状移動要素45の3つの移動要素によって構成されており、第3剥離工程を2回行うこととして説明したが、段差面形成機構移動要素30が図3、図4に示す様な周辺環状移動要素31と4つの中間環状移動要素40−43と柱状移動要素45によって構成されているような場合には、周辺環状移動要素31と4つの中間環状移動要素40−43の5つ各先端面38a〜38eをそれぞれ第1位置から第2位置に移動するので、第3剥離工程を5回行うこととなる。なお、中間環状移動要素の数は上記の例に限らず、2つまたは、3つであっても良いし、5つ以上であってもよい。中間環状移動要素の数が多いほど、半導体ダイ15の周囲から内側に向って多段階に少しずつダイシングシート12を剥離させていくので、ピックアップの際の半導体ダイの損傷をより抑制することができる。
In the description of the operation of the present embodiment, the moving
また、本実施形態では、移動要素30は、図3、図4に示す様な周辺環状移動要素31と4つの中間環状移動要素40−43と柱状移動要素45によって構成されており、各先端面38a〜38e、47は平坦な面であるとして説明したが、各先端面は平坦な面で無く、例えば、複数の溝を設けたものとしてもよい。
In the present embodiment, the moving
例えば、図24に示すように、移動要素30を周辺環状移動要素31と2つの中間環状移動要素40,41と柱状移動要素45とによって構成し、周辺環状移動要素31の先端面38aの表面に複数の溝31aを設け、柱状移動要素45の先端面47に格子状に複数の溝45aを配置するように構成してもよい。このように構成することによって、図10、図11に示すように、各移動要素30の各先端面38a,38b,47がダイシングシート12の裏面12bに接している状態で開口23を真空に近い圧力にした際に、半導体ダイ15の周辺のダイシングシート12の剥離をより促進させることができるとともに、半導体ダイ15の中心付近におけるダイシングシート12を剥離を促すことができ、ダイシングシート12から半導体ダイ15をピックアップする時間を短縮することができるという効果を奏する。
For example, as shown in FIG. 24, the moving
制御部150は、先に説明した第3剥離工程の中で、先端面38aに対向する半導体ダイ15の領域がダイシングシート12の表面12aから剥離しているかどうかを判断する第3剥離判断工程を実行し、第3剥離判断工程の中で、先端面38aに対向する半導体ダイ15の領域がダイシングシート12の表面12aから剥離していないと判断した場合には、第3リトライ工程を実施する。以下、第3剥離判断工程と、第3リトライ工程について説明する。
In the third peeling step described above, the
先に、図14を参照して説明したように、図20(f)に示すように、時刻t7に開口圧力が大気圧力に近い第2圧力P2から真空に近い第1圧力P1に向かって低下し始めると、半導体ダイ15が曲がり変形してコレット18の表面18aから離れ、空気が吸引孔19に流入してくるので、図1に示す流量センサ106によって検出する空気リーク量は増加してくる。そして、図20(e)、図20(d)に示す様に、時刻t8に開口圧力と吸着面圧力を真空に近い第1圧力P1、第3圧力P3から大気圧に近い第2圧力P2、第4圧力P4に上昇させ始めると、図1に示す流量センサ106によって検出する空気リーク量は低下を始め、図15に示す様に、時刻t9に半導体ダイ15がコレット18の表面18aに吸着されると、空気リーク量はゼロとなり、周辺環状移動要素31の先端面38aに対向する領域の半導体ダイ15がダイシングシート12の表面12aから剥離する。一方、半導体ダイ15がダイシングシート12の表面12aからうまく剥離していない場合には、開口圧力と吸着面圧力を真空に近い第1圧力P1、第3圧力P3から大気圧に近い第2圧力P2、第4圧力P4に上昇させても、半導体ダイ15がダイシングシート12に張り付いたまま、コレット18の表面に真空吸着されないので、空気リーク量は、時刻t9になってもゼロとならない。
As described earlier with reference to FIG. 14, FIG. 20 (f), the first pressure P 1 near vacuum opening pressure at time t 7 from the second pressure P 2 closer to the atmospheric pressure When it starts to decrease, the semiconductor die 15 is bent and deformed to leave the
このように、半導体ダイ15がダイシングシート12から剥離した場合には、図21(a)に示すように、空気リーク量は、ゼロから上昇した後、ゼロまで低下し、半導体ダイ15がダイシングシート12からうまく剥離していない場合には、図21(c)に示す様に、空気リーク量は、ゼロから上昇した後、ある流量を保ったままゼロまで低下しない。この空気リーク量はアナログ量なので、剥離検出を正確に行うために、第3剥離判断工程では、図21(a),図21(c)に示す空気リーク量の信号を微分して図21(b)、図21(d)に示すような空気リーク量微分値を計算する。
Thus, when the semiconductor die 15 is peeled from the dicing
図21(b)に示す様に、半導体ダイ15がうまく剥離していると、空気リーク量がゼロから上昇した後に、ゼロまで降下するので、空気リーク量の微分値は、一旦、プラスの値のなった後、マイナスの値となる。一方、図21(d)に示すように、半導体ダイ15がうまく剥離していないと、空気リーク量がゼロから上昇した後、そのままの値となるので、空気リーク量の微分値は、一旦、プラスの値になった後、ゼロ近傍となってしまう。そこで、空気リーク量の微分値の閾値範囲を図21(b)、図21(d)に示すように、+Sと−Sとの間に設定すると、図21(b)のように、半導体ダイ15がうまく剥離した際には、空気リーク量の微分値が閾値範囲を2回超える(プラス方向に1回、マイナス方向に1回の合計2回)。一方、半導体ダイ15がうまく剥離していない場合には、図21(d)に示すように、空気リーク量の微分値は閾値をプラス側に1回だけしか超えない。そこで、第3剥離判断工程では、図20(f)の時刻t7から時刻t9の間の空気リーク量の微分値が所定の閾値範囲を超えた回数が2(偶数)となったら、半導体ダイ15は剥離していると判断して次の剥離ステップに進むものとし、空気リーク量の微分値が所定の閾値範囲を超えた回数が1(奇数)の場合には、半導体ダイ15は剥離していないと判断して、次に説明する第3リトライ工程に進む前に回数を0にしておく(カウンターをクリアにしておく)。
As shown in FIG. 21B, if the semiconductor die 15 is peeled off successfully, the air leak amount rises from zero and then falls to zero. Therefore, the differential value of the air leak amount is once a positive value. After becoming, it becomes a negative value. On the other hand, as shown in FIG. 21 (d), if the semiconductor die 15 is not peeled off well, the air leak amount rises from zero and remains as it is, so the differential value of the air leak amount is once After becoming a positive value, it becomes near zero. Therefore, when the threshold range of the differential value of the air leak amount is set between + S and −S as shown in FIGS. 21B and 21D, the semiconductor as shown in FIG. When the die 15 is peeled off successfully, the differential value of the air leak amount exceeds the threshold range twice (two times in total, once in the plus direction and once in the minus direction). On the other hand, when the semiconductor die 15 is not peeled off well, as shown in FIG. 21D, the differential value of the air leak amount exceeds the threshold value only once on the plus side. Therefore, in the third peel determining step, when a 20 number of times the differential value of the air leakage amount exceeds a predetermined threshold range between times t 9 from the time t 7 in (f) is 2 (even number), the semiconductor Assume that the
また、図21(b)の空気リーク量の微分値がマイナスとなる領域において、空気リーク量の微分値が−Sに達した時(図21(a)、図21(b)の時刻t1)には、図21(a)に示すように、実際のコレット空気リーク量は最大リーク量を脱し、減少を始めている。従って、図21(a)、図21(b)の時刻t1の後は、半導体ダイ15が正立に向かう(半導体ダイ15がコレット18の表面18aに向かう)ことが予測できるので、閾値−Sは剥離が収束に向かう転換点ということもできる。従って、空気リーク量の微分値が閾値−Sに達した時点で次の剥離プロセスに移行してもよく、剥離時間の短縮及び、半導体ダイ15へのダメージ低減が可能になる。
When the differential value of the air leak amount reaches −S in the region where the differential value of the air leak amount in FIG. 21B is negative (time t 1 in FIG. 21A and FIG. 21B). ), As shown in FIG. 21 (a), the actual collet air leak amount deviates from the maximum leak amount and starts to decrease. Therefore, after time t 1 in FIG. 21A and FIG. 21B, it can be predicted that the semiconductor die 15 will be erect (the semiconductor die 15 will be directed to the
制御部150は、図22(e)、図22(d)に示すように、周辺環状移動要素31を移動させずに、時刻t9に吸着圧力を大気圧に近い第4圧力P4から真空に近い第3圧力P3に低下させ、時刻t21に開口圧力を大気圧に近い第2圧力P2から真空に近い第1圧力P1に低下させる。そして、時刻t22に図22(d)、図22(e)に示すように、吸着圧力、開口圧力をそれぞれ真空に近い第3圧力P3,第1圧力P1から大気圧に近い第4圧力P4,第2圧力P2に上昇させる(第3リトライ工程)。第3リトライ工程によって、図22(f)の時刻t22から時刻t23の間に空気リーク量が低下してゼロとなると、この際の空気リーク量の微分値が1回所定の閾値範囲を越える(マイナス側の閾値範囲を超える)。これにより、図22(f)に示す時刻t7から時刻t23の間の空気リーク量の微分値が所定の閾値範囲を超えた回数が2(偶数)となるので、制御部150は、周辺環状移動要素31の先端面38aに対向する領域の半導体ダイ15がダイシングシート12の表面12aから剥離したと判断して第3リトライ工程を終了して次の第3剥離工程に進む前に回数を0にしておく(カウンターをクリアにしておく)。
As shown in FIGS. 22E and 22D, the
なお、制御部150は、第3剥離工程を複数回行う場合には、空気リーク量の微分値が所定の閾値範囲を超えた回数を積算カウントし、そのカウント数が偶数になった場合に次の第3剥離工程に進み、カウント数が奇数となった場合に第3リトライ工程に進むようにしてもよい。例えば、一回目の第3剥離工程で半導体ダイ15の所定部分の剥離ができた場合には、微分値のカウントが2(偶数)となるので、二回目の第3剥離工程に進む。二回目の第3剥離工程では半導体ダイ15の所定部分の剥離ができておらず、空気リーク量の微分値が所定の閾値範囲を超えた回数が1回の場合、積算カウント数は、3(奇数)となるので、三回目の第3剥離工程に進まず、第3リトライ工程に進む。第3リトライ工程で半導体ダイ15の所定部分の剥離ができた場合には、空気リーク量の微分値が所定の閾値範囲を超えた回数が1回カウントされるので、積算カウント数は、4(偶数)となるので、三回目の第3剥離工程に進む。このように、積算カウント数が偶数になるか奇数になるかで次の第3剥離工程に進むかどうかを判断することにより、何回目の第3剥離工程で半導体ダイの剥離ができていないのかをカウント数のみで判断することができる。
In addition, when performing the third peeling step a plurality of times, the
本実施形態の半導体ダイのピックアップ装置500は、上記のように、半導体ダイ15がダイシングシート12から剥離したかどうかを確認してから次の剥離工程に進むようにしているので、剥離動作の際に半導体ダイ15を損傷させることを抑制することができる。
As described above, the semiconductor die pick-up
次に、図23を参照しながら、第2剥離工程(第2剥離プログラム159)、第2剥離確認工程、第2リトライ工程について説明する。先に図1から図22を参照して説明した、第3剥離工程(第3剥離プログラム160)、第3剥離確認工程、第3リトライ工程と同様の動作には同様の符号を付して説明は省略する。 Next, the second peeling process (second peeling program 159), the second peeling confirmation process, and the second retry process will be described with reference to FIG. The same operations as those in the third peeling step (third peeling program 160), the third peeling confirmation step, and the third retry step described above with reference to FIGS. Is omitted.
図23に示すように、第2剥離工程(第2剥離プログラム159)、第2剥離確認工程、第2リトライ工程は、時刻t2からt3の間に吸着圧力を真空に近い第3圧力P3とした後、吸着圧力を第3圧力P3に保持した状態で、第3剥離工程(第3剥離プログラム160)、第3剥離確認工程、第3リトライ工程と同様に開口圧力、周辺環状移動要素31の位置、中間環状移動要素40の位置、コレット18の位置を変化させるもので、吸着圧力を第3圧力P3に保持する点以外は、第3剥離工程、第3剥離確認工程、第3リトライ工程と同様である。第2剥離工程(第2剥離プログラム159)、第2剥離確認工程、第2リトライ工程は、第3剥離工程(第3剥離プログラム160)、第3剥離確認工程、第3リトライ工程と同様の効果を奏する。
As shown in FIG. 23, the second peeling process (second release program 159), second release checking step, the second retry step includes a third pressure P close the suction pressure to the vacuum during the time t 2 of t 3 After setting to 3 , with the suction pressure maintained at the third pressure P 3 , the opening pressure and the peripheral annular movement are the same as in the third peeling step (third peeling program 160), the third peeling confirmation step, and the third retry step. position of the
次に、図25から図38を参照して移動要素630を5つの板状移動要素631〜635によって構成した実施形態について説明する。先に、図1から図20を参照して説明した実施形態と同様の部材には同様の符号を付して説明は省略する。
Next, an embodiment in which the moving
図25に示すように、移動要素630は、5つの第1〜第5板状移動要素631〜635を図4に示すスライダ51の移動方向に重ねて配置したもので、各先端面631a〜635aがステージ20の吸着面22から高さH0だけ突出するように配置されたものである。先に説明した実施形態と同様、各板状移動要素631〜635は、スライダ51に接し、スライダ51の移動により各板状移動要素631〜635を第1位置と第2位置との間で移動させる傾斜面を備えている。各傾斜面はスライダ51の移動方向に沿って各板状移動要素631〜635が第1位置から第2位置に順次移動するようスライダ51の移動方向にずらして配置されている。段差面形成機構300によりスライダ51が移動すると、移動要素631〜635は各先端面631a〜635a吸着面からの高さがH0→H1→H2と移動する。
As shown in FIG. 25, the moving
先に説明した実施形態と同様、制御部150は、最初に、図1に示す位置合わせプログラム157を実行する。初期状態では各板状移動要素631〜635の各先端面631a〜635aは、ステージ20の吸着面22から高さH0だけ突出した第1位置となっているので、制御部150は、ステージ20を上昇させて各移動要素631〜635の各先端面631a〜635aをダイシングシート12の裏面12bに密着させる。そして、制御部150は、再度、ウェーハホルダ水平方向駆動部110によって、ピックアップしようとする半導体ダイ15がステージ20の吸着面22から僅かに突出している移動要素630の各先端面631a〜635a(段差面)の直上に来るように水平位置を調整する。
As in the embodiment described above, the
図26に示すように、半導体ダイ15の大きさは、ステージ20の開口23よりも小さく、移動要素630の幅あるいは奥行よりも大きいので、ステージ20の位置調整が終了すると、半導体ダイ15の外周端は、ステージ20の開口23の内面23aと第1板状移動要素631の外面631bとの間、或いは、内面23aと第5板状移動要素635の外面635bとの間つまり、開口23の内面23aと第1、第5板状移動要素631,635の各外面631b,635bとの間の隙間dの直上となっている。初期状態では、ステージ20の溝26、あるいは吸着面22の圧力は大気圧で、開口23の圧力も大気圧になっている。初期状態では各板状移動要素631〜635の各先端面631a〜635aは、ステージ20の吸着面22から高さH0だけ突出した第1位置となっているので、各先端面631a〜635aに接しているダイシングシート12の裏面12bの高さも吸着面22から高さH0だけ突出した第1位置となっている。また、開口23の周縁ではでダイシングシート12の裏面12bは吸着面22から僅かに浮いており、開口23から離れた領域では吸着面22に密着した状態となっている。水平方向の位置調整が終了したら、制御部150は、図1に示すコレット駆動部130によってコレット18を半導体ダイ15の上に降下させてコレット18の表面18aを半導体ダイ15に着地させる。コレット18が半導体ダイ15の上に着地したら、制御部150は、吸引機構100の駆動部102によって三方弁101をコレット18の吸引孔19と真空装置140とを連通させる方向に切換える。これにより吸引孔19は真空となり、コレット18は表面18aに半導体ダイ15を吸着固定する(位置合わせプログラムの終了)。この際、コレット18の表面18aの高さは、図26に示すように、各板状移動要素631〜635の各先端面631a〜635aの高さ(吸着面22から高さH0)にダイシングシート12の厚さと半導体ダイ15の厚さを加えた高さHcとなっている。
As shown in FIG. 26, since the size of the semiconductor die 15 is smaller than the
次に制御部150は、図1に示す第1剥離プログラム158を実行する。制御部150は、図38(e)に示す時刻t1に吸着圧力を大気圧に近い第4圧力P4から真空に近い第3圧力P3に切換える指令を出力する。この指令により、図38(e)に示すように時刻t2に吸着圧力が真空に近い第3圧力P3となる。そして、開口23の周縁のダイシングシート12の裏面12bは図27の矢印202に示す様に、吸着面22の表面に真空吸着される。各板状移動要素631〜635の各先端面631a〜635aは、ステージ20の吸着面22から高さH0だけ突出した第1位置となっているのでダイシングシート12には、斜め下向きの引っ張り力F1が掛かる。この引っ張り力F1により半導体ダイ15の外周部分あるいは周辺部分とダイシングシート12の表面12aとの間にズレが発生する。このズレは、ダイシングシート12と半導体ダイ15の外周部分あるいは周辺部分との剥離のきっかけとなる。
Next, the
制御部150は、図38(e)に示すように、時刻t2に吸着圧力が真空に近い第3圧力P3になった後、所定の時間だけ保持し、図38(f)に示すように、時刻t3に開口圧力を大気圧に近い第2圧力P2から真空に近い第1圧力P1に切換える指令を出力する。この指令により、図28の矢印206に示す様に、開口23の空気が真空装置140に吸引され、図38(f)に示すように、時刻t4には開口圧力が真空に近い第1圧力P1となる。これによって、図28の矢印203に示す様に、開口23の内面23aと第1板状移動要素631の外面631bとの隙間d及び第5板状移動要素635の外面635bとの隙間dの直上にあるダイシングシート12が下側に引っ張られる。また、各隙間dの直上に位置する半導体ダイ15の周辺部は、ダイシングシート12に引っ張られて矢印204に示す様に下向きに曲げ変形する。これによって半導体ダイ15の周辺部はコレット18の表面18aから離れる。時刻t2に吸着圧力が真空に近い第3圧力P3となった際に半導体ダイ15の外周部分とダイシングシート12の表面12aとの間に発生したズレのため、半導体ダイ15の周辺部にはダイシングシート12の表面12aから剥離するきっかけが形成されているので、半導体ダイ15の周辺部は、図28の矢印204に示すように曲げ変形しながらもダイシングシート12の表面12aから剥離し始めている。
As shown in FIG. 38 (e), the
図28に示すように、半導体ダイ15の周辺部がコレット18の表面18aから離れると、図28の矢印205で示すように、真空になっているコレット18の吸引孔19の中に空気が流入してくる。流入した空気流量(空気リーク量)は、流量センサ106によって検出される。図38(f)に示すように、時刻t3から時刻t4に向って開口圧力が大気圧に近い第2圧力P2から真空に近い第1圧力P1に低下してくるにつれ、半導体ダイ15がダイシングシート12と共に下方向に引っ張られて曲げ変形してくるので、図38(g)に示すように、コレット18の吸引孔19に流入してくる空気リーク量は時刻t3から時刻t4に向って増加していく。
As shown in FIG. 28, when the peripheral portion of the semiconductor die 15 is separated from the
制御部150は、図38(f)、図38(e)に示すように、時刻t4から時刻t5の間、ステージ20の開口23と溝26あるいは吸着面22をそれぞれ真空に近い第1圧力P1,第3圧力P3に保持する。この間に、図29の矢印207に示すように、半導体ダイ15の周辺部は、コレット18の吸引孔19の真空と、半導体ダイ15の弾性によってコレット18の表面18aに戻っていく。半導体ダイ15の周辺部がコレット18の表面18aに向うにつれて、図38(g)の時刻t4から時刻t5に示すように、コレット18の吸引孔19に流入してくる空気リーク量は減少し、時刻t5に、図29に示すように、半導体ダイ15がコレット18の表面18aに真空吸着されると、空気リーク量はゼロとなる。この際、半導体ダイ15の周辺部は、各隙間dの直上に位置しているダイシングシート12の表面12aから剥離する(初期剥離工程)。半導体ダイ15の周辺部がダイシングシート12の表面12aから初期剥離する際には、開口23の各隙間dの直上に位置しているダイシングシート12は下方向に変位する。制御部150は、シート変位検出センサ107によってダイシングシート12の下方向への変位(吸着面22に対する接離方向の変位)を検出し、検出された変位が所定の閾値を超える場合には、半導体ダイ15の周辺部は各隙間dの直上に位置しているダイシングシート12の表面12aから初期剥離したと判断する。また、検出された変位が所定の閾値以下の場合には、半導体ダイ15の周辺部は各隙間dの直上に位置しているダイシングシート12の表面12aから初期剥離していないと判断する(第1剥離判断工程)。制御部150は、半導体ダイ15の周辺部が初期剥離していると判断した場合には、次の剥離工程に進む。また、制御部150は、半導体ダイ15の周辺部が初期剥離していないと判断した場合には、先に説明した実施形態と同様の第1リトライ工程を実行し、検出された変位が所定の変位を超えている場合には、第1リトライ工程を終了し、次の剥離工程に進む(第1剥離プログラムの終了)。
次に、制御部150は、図1に示す第3剥離プログラム160を実行する。制御部150は、図38(f)、図38(e)に示すように、開口圧力と吸着圧力をそれぞれ真空に近い第1圧力P1、第3圧力P3に所定時間保持した後、時刻t5に開口圧力、吸着圧力をそれぞれ真空に近い第1圧力P1、第3圧力P3から大気圧に近い第2圧力P2、第4圧力P4に切換える指令を出力する。この指令によって、図30に示す矢印210,211のように、空気が開口23、溝26に流入してくるので、図38(e)、図38(g)に示すように、時刻t5から時刻t6に向って、開口圧力と吸着圧力は、真空に近い第1圧力P1、第3圧力P3から大気圧に近い第2圧力P2、第4圧力P4に上昇していく。
Next, the
開口圧力、吸着圧力が大気圧に近い第2圧力P2、第4圧力P4に上昇すると、真空で下方向に引っ張られていた隙間dの直上に位置するダイシングシート12は、図30の矢印212に示すように、ウェーハホルダ10に固定する際に印加された引っ張り力によって上方向に戻る。また、開口23の周縁のダイシングシート12は、上記の引っ張り力により、吸着面22から若干浮いた状態になっている。
When the opening pressure and the adsorption pressure are increased to the second pressure P 2 and the fourth pressure P 4 that are close to the atmospheric pressure, the dicing
制御部150は、図38(f)、図38(e)に示すように、時刻t6に開口圧力、吸着圧力が大気圧に近い第2圧力P2、第4圧力P4になったら、図38(d)に示すように、第1板状移動要素631の先端面631aの高さを第1位置(吸着面22からの高さがH0の初期位置)から高さH1だけ低い第2位置とする指令を出力する。この指令によって、図1に示す駆動部25のモータ77が図1に示す矢印aのように反時計回りに回転する。これにより、リンク部材60が図1に示す矢印cのように時計回りに回転し、スライダ51が図1に示す矢印Aのように右に向って移動を開始する。
As shown in FIGS. 38 (f) and 38 (e), the
先に説明した実施形態と同様、図4(b)に示すように、スライダ51が基準位置から右に距離L1だけ移動すると、第1板状移動要素631は当初の第1位置よりも高さH1だけ下側に移動し、図31の矢印214に示すように、第1板状移動要素631の先端面631aも第1位置(初期位置)から高さH1だけ下側で、吸着面22よりも僅かに低い第2位置(吸着面22から高さ(H1−H0)だけ低い位置)に移動する。図31に示すように、第2〜第5板状移動要素632〜635の各先端面632a〜635aの高さは第1位置(初期位置)のままである。第1板状移動要素631の先端面631aと、先端面632a〜635aは相互に段差がある段差面である。また、第2〜第5板状移動要素632〜635の各先端面632a〜635aはそれぞれ吸着面22に対する段差面となっている。スライダ51が基準位置から距離L1だけ右に移動したら、制御部150はモータ77の回転を停止する。
Similar to the embodiment described above, as shown in FIG. 4 (b), when the
次に、制御部150は、時刻t6に吸着圧力を大気圧に近い第4圧力P4から真空に近い第3圧力P3に切換える指令を出力する。この指令によって、吸着圧力切換機構90の駆動部92は、三方弁91を溝26と真空装置140とが連通するように切換える。これにより、図31の矢印213に示すように、溝26の空気は、真空装置140に向って吸引され、溝26の圧力、及び、吸着面22の吸着圧力は、真空に近い第3圧力P3となり、ダイシングシート12は吸着面22に真空吸着される。この際、図38(f)に示すように、開口23の圧力は大気圧に近い第2圧力P2になっているので、各隙間dの直上に位置しているダイシングシート12の裏面12bと第1板状移動要素631の先端面631aとの間には隙間が空いている。
Next, the
制御部150は、図38(f)に示すように、時刻t7に開口圧力を大気圧に近い第2圧力P2から真空に近い第1圧力P1に切換える指令を出力する。この指令によって、図32の矢印215に示すように、開口23の中の空気が真空装置140に吸引され、時刻t8には、図38(f)に示すように、開口圧力が真空に近い第1圧力P1となる。開口圧力が大気圧に近い第2圧力から真空に近い第1圧力P1に低下すると、第1板状移動要素631の先端面631aの直上に位置する(対向する)ダイシングシート12は、図32の矢印216に示すように、裏面12bが先端面631aに接するように下側に引っ張られる。これによって、図32の矢印217に示すように、半導体ダイ15の先端面631aの直上に位置する半導体ダイ15の一部が下方向に曲げ変形し、コレット18の表面18aから離れ、空気がコレット18の吸引孔19の中に流入する。また、開口圧力が大気圧に近い第2圧力から真空に近い第1圧力P1に低下すると、図28を参照して説明したと同様、開口23の内面23aと第5板状移動要素635の外面635bとの隙間dの直上にあるダイシングシート12が下側に引っ張られて矢印204に示す様に下向きに曲げ変形し、半導体ダイ15の第5板状移動要素側の周辺部がコレット18の表面18aから離れる。すると、図32の矢印205で示すように、真空になっているコレット18の吸引孔19の中に空気が流入してくる。吸引孔19に流入した空気リーク量は図1に示す流量センサ106で検出される。空気リーク量は、図38(g)に示すように、開口圧力が低下していく時刻t7から時刻t8の間増加していく。
As shown in FIG. 38 (f), the
制御部150は、時刻t8になると、図38(f)、図38(e)に示すように、開口圧力、吸着圧力をそれぞれ真空に近い第1圧力P1、第3圧力P3から大気圧に近い第2圧力P2,第4圧力P4に上昇させる。これによって、図33に矢印220、221で示す様に、開口23、溝26に空気が流入し、図38(f),図38(e)に示すように開口23の圧力、溝26の圧力或いは吸着面22の圧力は、それぞれ大気圧に近い第2圧力P2,第4圧力P4に上昇する。これによって、図33の矢印223に示す様に、第1板状移動要素631の外面631bと開口23の内面23aとの間の隙間dの直上のダイシングシート12は、第1板状移動要素631の先端面631aから離れて上方向に変位する。先端面631aに対向する領域の半導体ダイ15は、ダイシングシート12の上方向への変位と共に、図33に示す矢印224のようにコレット18の表面18aに向かって戻ってくる。また、図33に示すように、第5板状移動要素635の外面635bと開口23の内面23aとの間の隙間dの直上のダイシングシート12も矢印223に示すように上方向に変位し、第5板状移動要素側の半導体ダイ15の周辺部も図33に示す矢印224のようにコレット18の表面18aに向かって戻ってくる。半導体ダイ15がコレット18の表面18aに近づいてくると、図38(g)の時刻t8から時刻t9の間のようにコレット18の吸引孔19に流入する空気リーク量が低下し始め、図38(g)の時刻t9に空気リーク量はゼロなる。この時、半導体ダイ15はコレット18の表面18aに真空吸着され、先端面631aに対向する半導体ダイ15の領域はダイシングシート12の表面12aから剥離する(一回目の第3剥離工程)。
At time t 8 , the
時刻t9に制御部150は、第2板状移動要素632の先端面632aを第1位置(吸着面22からの高さがH0の位置)から高さH1だけ低い第2位置に移動する指令を出力する。この指令によって、スライダ51が基準位置からの距離L2の位置まで右方向に移動し(距離(L2−L1)だけ右方向に移動する)、図34の矢印227に示すように、第2板状移動要素632の先端面632aは、第1位置(吸着面から高さH0だけ高い位置)から高さH1だけ低い第2位置(吸着面22からH1−H0だけ低い位置)に移動する。また、図34の矢印226に示すように、第2位置にあった第1板状移動要素631の先端面631aは、第1位置(初期位置)から高さH2だけ低い第3位置(吸着面22からH2−H0だけ低い位置)に移動する。第1板状移動要素631の先端面631a、第2板状移動要素632の先端面632a、第3〜第5板状移動要素633〜635の各先端面633a〜635aは相互に段差がある段差面であると同時に吸着面22に対する段差面となっている。
Control unit at time t 9 0.99 is moved
また、制御部150は、図38(e)に示すように、時刻t9に吸着圧力を大気圧に近い第4圧力P4から真空に近い第3圧力P3に切換える指令を出力し、図38(f)に示すように時刻t9から所定の時間経過後の時刻t10に開口圧力を大気圧に近い第2圧力P2から真空に近い第1圧力P1に切換える指令を出力する。これによって、図35の矢印225,228に示すように、溝26の空気と開口23の空気は真空装置140に吸引され、開口圧力、吸着圧力は時刻t11にそれぞれ真空に近い第1圧力P1、第3圧力P3となる。すると、図35に示す矢印229,230のようにダイシングシート12は、第3位置に降下している第1板状移動要素631の先端面631a、第2位置に降下している第2板状移動要素632の先端面632aに向かって引っ張られ、下方向に変位する。これに伴って、先端面631a,632aに対向する半導体ダイ15の領域も図35の矢印231に示す様にコレット18の表面18aから離れて下向きに曲がり変形する。すると、図35の矢印232に示すように、コレット18の表面18aと半導体ダイ15との間から空気が吸引孔19に流入する。また、図32を参照して説明したと同様、開口圧力が大気圧に近い第2圧力から真空に近い第1圧力P1に低下すると、開口23の内面23aと第5板状移動要素635の外面635bとの隙間dの直上にあるダイシングシート12が下側に引っ張られて矢印204に示す様に下向きに曲げ変形し、半導体ダイ15の第5板状移動要素側の周辺部がコレット18の表面18aから離れる。すると、図35の矢印205で示すように、真空になっているコレット18の吸引孔19の中に空気が流入してくる。これにより図38(g)に示すように、時刻t10から時刻t11の間、コレット18の吸引孔19に流入する空気リーク量は増加していく。
The
制御部150は、図38(f)、図38(e)に示すように、時刻t11に開口圧力、吸着圧力をそれぞれ真空に近い第1圧力P1、第3圧力P3からそれぞれ大気圧に近い第2圧力P2、第4圧力P4に切換える指令を出力する。この指令により、図36の矢印241,242に示すように開口23、溝26に空気が流入し、開口圧力、吸着圧力が上昇するので、ダイシングシート12は、図36に示す矢印243に示すように、上方向に変位する。ダイシングシート12の上方向の変位と、コレット18の吸引孔19の真空によって半導体ダイ15は、矢印244に示すようにコレット18の表面18aに近付いていく。また、図36に示すように、第5板状移動要素635の外面635bと開口23の内面23aとの間の隙間dの直上のダイシングシート12も矢印243に示すように上方向に変位し、第5板状移動要素側の半導体ダイ15の周辺部も図36に示す矢印244のようにコレット18の表面18aに近づいてくる。これにより、図38(g)に示すように、時刻t11から時刻t12の間、吸引孔19に流入する空気リーク量は減少していき、最終的に半導体ダイ15がコレット18の表面18aに真空吸着される時刻t12にはゼロとなる。また、図38(f)、図38(e)に示すように、時刻t12には、開口圧力、吸着圧力はそれぞれ大気に近い、第2圧力P2、第4圧力P4となる。この状態では、図36に示すように第3〜第5板状移動要素633〜635の先端面633a〜635aに対応する領域の半導体ダイ15がダイシングシート12に張り付いているものの、第1、第2板状移動要素631,632の各先端面631a,632aに対応する領域及び各隙間dに対応する領域及び、第5板状移動要素側の半導体ダイ15周辺部分の領域はダイシングシート12から剥離した状態となっている(二回目の第3剥離工程)。これで制御部150は第3剥離プログラム160を終了する。
第3剥離プログラムを終了した後、制御部150は、時刻t12に、第3板状移動要素633の先端面633aを第1位置(吸着面22からの高さがH0の位置)から高さH1だけ低い第2位置に移動する指令を出力する。この指令によって、スライダ51が基準位置からの距離L3の位置まで右方向に移動し(距離(L3−L2)だけ右方向に移動する)、図37の矢印247に示すように、第3板状移動要素633の先端面633aは、第1位置(吸着面から高さH0だけ高い位置)から高さH1だけ低い第2位置(吸着面22からH1−H0だけ低い位置)に移動する。また、図37の矢印246に示すように、第2位置にあった第2板状移動要素632の先端面632aは、第1位置(初期位置)から高さH2だけ低い第3位置(吸着面22からH2−H0だけ低い位置)に移動する。また、第1板状移動要素631の先端面631aは、第3位置にとどまっている。これにより、第1板状移動要素631の先端面631a、第2板状移動要素632の先端面632a、第3板状移動要素633の先端面633a、第4,第5板状移動要素634,635の各先端面634a,635aは相互に段差がある段差面であると同時に吸着面22に対する段差面となる。
After finishing the third peeling program, the
また、制御部150は、時刻t12に吸着圧力を真空に近い第3圧力P3に切換える指令を出力する。この指令によって図37の矢印245に示す様に、溝26の空気が真空装置140に吸引され、溝26が真空になり、ダイシングシート12は吸着面22に真空吸着される。先に説明した二回目の第三剥離工程までの工程で、半導体ダイ15のかなりの部分がダイシングシート12から剥離しているので、半導体ダイ15とダイシングシート12との接着力はかなり低下してきている。このため、第3板状移動要素633の先端面633aを第2位置に移動すると、半導体ダイ15はコレット18に吸着されたまま、先端面633aに対応する領域のダイシングシート12が、溝26を真空にすることによって発生する斜め下方向の引っ張り力F6によって図37の矢印278に示すように半導体ダイ15から離れる。このため、図37に示す状態では、第4、第5板状移動要素634,635の各先端面634a,635aに対応する領域の半導体ダイ15がダイシングシート12に張り付いているものの、半導体ダイ15の大部分の領域はダイシングシート12から剥離した状態となっている。
Further, the
制御部150は、図38(a)の時刻t13にコレット18を上昇される指令を出力する。この指令によって、図1に示すコレット駆動部130は、モータを駆動して、図37の矢印279に示すようにコレット18を上昇させる。ダイシングシート12は、溝26の真空により吸着面22に真空吸着されているので、コレット18が上昇すると、第4、第5板状移動要素634,635の各先端面634a,635aに対応する領域の半導体ダイ15がダイシングシート12から剥離し、半導体ダイ15がコレット18に吸着された状態でピックアップされる。
半導体ダイ15をピックアップしたら、制御部150は、図38に時刻t14にスライダ51を初期位置に戻すと、各板状移動要素631〜635の各先端面631a〜635aは第1位置に戻る。また、制御部150は、吸着圧力、開口圧力を大気圧に戻してピックアップ動作を終了する。
After picking up the semiconductor die 15, when the
以上、説明したように、制御部150は、時刻t5からt6のように、開口圧力、吸着圧力をそれぞれ真空に近い第1圧力P1、第3圧力P3から大気圧に近い第2圧力P2、第4圧力P4に切換えるとともに、第1板状移動要素631の先端面631aを第1位置から第2位置に移動し、時刻t8からt9のように、開口圧力、吸着圧力をそれぞれ真空に近い第1圧力P1、第3圧力P3から大気圧に近い第2圧力P2、第4圧力P4に切換えるとともに、第2板状移動要素632の先端面632aを第1位置から第2位置に移動するように、開口圧力、吸着圧力を真空に近い第1圧力P1、第3圧力P3から大気圧に近い第2圧力P2、第4圧力P4に切換える毎に、スライダ51の移動方向に沿って第1板状移動要素631から第5板状移動要素635に向って順次、先端面を第1位置から第2位置に移動させるように第3剥離工程を繰り返し、半導体ダイ15をスライダ51の移動方向に沿って一方から他方に向けて段階的にダイシングシート12を剥離させていく。
As described above, the
以上説明した実施形態の半導体ダイのピックアップ装置は、先に説明した実施形態と同様、ピックアップの際の半導体ダイの損傷を抑制することができるという効果を奏する。 The semiconductor die pick-up device of the embodiment described above has an effect that it is possible to suppress damage to the semiconductor die during pick-up as in the embodiment described above.
10 ウェーハホルダ、11 ウェーハ、12 ダイシングシート、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、18a 表面、19 吸引孔、20 ステージ、22 吸着面、23 開口、23a,28a 内面、24 基体部、25 駆動部、26,31a,45a,62,72 溝、27 吸着孔、28 上側内部,29 下側内部、29a 段部、30、630 移動要素、31 周辺環状移動要素、32a,34a ガイド面、33 外周面、333a−333f 支持板、33a−33e 環状部材、35a−35e 直線カム面、36a−36f,39a−39f 水平支持面、37a−37f カギ部、38a−38e,47,631a−635a 先端面、40−43 中間環状移動要素、45 柱状移動要素、46 柱状部材、51 スライダ、52 半円柱部材、52a 頂点(頂線)、53,59,63 ピン、54 ガイドレール、55 フランジ、56 ピストン、57板部材、58 スプリング、60 リンク部材、70 上下方向駆動部材、71 アーム、73 駆動棒、74 カムフォロワ、75 カム、76 軸、77 モータ、80 開口圧力切換機構、81,91,101 三方弁、82,92,102 駆動部、83−85,93−95,103−105 配管、90 吸着圧力切換機構 100 吸引機構、106 流量センサ、107 シート変位検出センサ、110 ウェーハホルダ水平方向駆動部、120 ステージ上下方向駆動部、130 コレット駆動部、140 真空装置、150 制御部、151 CPU、152 記憶部、153 機器・センサインターフェース、154 データバス、155 制御プログラム、156 制御データ、157 位置合わせプログラム、158 第1剥離プログラム、159 第2剥離プログラム、160 第3剥離プログラム、300 段差面形成機構、500 半導体ダイのピックアップ装置、631〜635 板状移動要素、631b,635b 外面。 10 wafer holder, 11 wafer, 12 dicing sheet, 12a surface, 12b back surface, 13 ring, 14 gap, 15 semiconductor die, 16 expanding ring, 18 collet, 18a surface, 19 suction hole, 20 stage, 22 suction surface, 23 opening , 23a, 28a inner surface, 24 base portion, 25 driving portion, 26, 31a, 45a, 62, 72 groove, 27 suction hole, 28 upper inside, 29 lower inside, 29a stepped portion, 30, 630 moving element, 31 periphery Annular moving element, 32a, 34a guide surface, 33 outer peripheral surface, 333a-333f support plate, 33a-33e annular member, 35a-35e linear cam surface, 36a-36f, 39a-39f horizontal support surface, 37a-37f key part, 38a-38e, 47, 631a-635a Tip surface, 40- 3 Intermediate annular moving element, 45 Columnar moving element, 46 Columnar member, 51 Slider, 52 Semi-cylindrical member, 52a Vertex (top line), 53, 59, 63 Pin, 54 Guide rail, 55 Flange, 56 Piston, 57 Plate member , 58 Spring, 60 Link member, 70 Vertical drive member, 71 Arm, 73 Drive rod, 74 Cam follower, 75 cam, 76 shaft, 77 Motor, 80 Opening pressure switching mechanism, 81, 91, 101 Three-way valve, 82, 92 , 102 Drive unit, 83-85, 93-95, 103-105 Piping, 90 Adsorption pressure switching mechanism 100 Suction mechanism, 106 Flow rate sensor, 107 Sheet displacement detection sensor, 110 Wafer holder horizontal direction drive unit, 120 Stage vertical drive Part, 130 collet drive part, 140 vacuum device, 150 control Unit, 151 CPU, 152 storage unit, 153 device / sensor interface, 154 data bus, 155 control program, 156 control data, 157 alignment program, 158 first peeling program, 159 second peeling program, 160 third peeling program, 300 Step surface formation mechanism, 500 Semiconductor die pick-up device, 631-635 Plate-shaped moving element, 631b, 635b Outer surface.
Claims (21)
前記ダイシングシートの裏面を吸着する吸着面を含むステージと、
前記ステージの前記吸着面に設けられた開口の中に配置され、先端面が前記吸着面より高い第1位置と前記第1位置より低い第2位置との間で移動する複数の移動要素を含み、前記吸着面に対する段差面を形成する段差面形成機構と、
前記開口の開口圧力を真空に近い第1圧力と大気圧に近い第2圧力との間で切換える開口圧力切換機構と、を備え、
前記半導体ダイをピックアップする際に、前記開口圧力を前記第1圧力から前記第2圧力に切換える毎に少なくとも1つの前記移動要素を前記第1位置から前記第2位置に移動すること、
を特徴とする半導体ダイのピックアップ装置。 A semiconductor die pick-up device for picking up a semiconductor die attached to the surface of a dicing sheet,
A stage including an adsorption surface for adsorbing the back surface of the dicing sheet;
A plurality of moving elements arranged in an opening provided in the suction surface of the stage and moving between a first position whose tip surface is higher than the suction surface and a second position lower than the first position; A step surface forming mechanism for forming a step surface with respect to the suction surface;
An opening pressure switching mechanism for switching the opening pressure of the opening between a first pressure close to vacuum and a second pressure close to atmospheric pressure,
Moving the at least one moving element from the first position to the second position each time the opening pressure is switched from the first pressure to the second pressure when picking up the semiconductor die;
A semiconductor die pick-up device.
前記吸着面の吸着圧力を真空に近い第3圧力と大気圧に近い第4圧力との間で切換える吸着圧力切換機構を備え、
前記半導体ダイをピックアップする際に、前記吸着圧力を前記第4圧力から前記第3圧力に切換えた状態で前記開口圧力を切換えること、
を特徴とする半導体ダイのピックアップ装置。 A semiconductor die pick-up device according to claim 1,
An adsorption pressure switching mechanism for switching the adsorption pressure of the adsorption surface between a third pressure close to vacuum and a fourth pressure close to atmospheric pressure;
When picking up the semiconductor die, switching the opening pressure in a state where the suction pressure is switched from the fourth pressure to the third pressure;
A semiconductor die pick-up device.
前記半導体ダイをピックアップする際に、前記吸着圧力を前記第3圧力に保持して前記開口圧力を切換えること、
を特徴とする半導体ダイのピックアップ装置。 A pickup device for a semiconductor die according to claim 2,
Holding the suction pressure at the third pressure and switching the opening pressure when picking up the semiconductor die;
A semiconductor die pick-up device.
前記開口圧力切換機構は、最初に前記移動要素を前記第1位置から前記第2位置に移動する前に、前記第1圧力と前記第2圧力との間で前記開口圧力を複数回切換えること、
を特徴とする半導体ダイのピックアップ装置。 A pickup device for a semiconductor die according to any one of claims 1 to 3,
The opening pressure switching mechanism switches the opening pressure a plurality of times between the first pressure and the second pressure before first moving the moving element from the first position to the second position;
A semiconductor die pick-up device.
前記半導体ダイをピックアップする際に、前記吸着圧力を前記第4圧力から前記第3圧力に切換えた状態で前記開口圧力を前記第2圧力から前記第1圧力に切換えた後に前記吸着圧力を前記第3圧力から前記第4圧力に切換えると共に前記開口圧力を前記第1圧力から前記第2圧力に切換える毎に、少なくとも1つの前記移動要素を前記第1位置から前記第2位置に移動すること、
を特徴とする半導体ダイのピックアップ装置。 A pickup device for a semiconductor die according to claim 2,
When picking up the semiconductor die, the adsorption pressure is changed to the first pressure after the opening pressure is changed from the second pressure to the first pressure in a state where the adsorption pressure is changed from the fourth pressure to the third pressure. Moving at least one moving element from the first position to the second position each time switching from 3 pressures to the fourth pressure and switching the opening pressure from the first pressure to the second pressure;
A semiconductor die pick-up device.
前記第1位置から前記第2位置に移動した前記移動要素の前記先端面に対向する前記半導体ダイの一部が前記ダイシングシートの前記表面から剥離したかどうかを検出する剥離検出手段を備え、
前記剥離検出手段によって前記半導体ダイの前記一部が前記ダイシングシートから剥離していないことが検出された場合に、前記移動要素を前記第1位置から前記第2位置に移動せずに、前記開口圧力を前記第1圧力から前記第2圧力に切換えた後に前記開口圧力を、再度、前記第2圧力から前記第1圧力に切換えること、
を特徴とする半導体ダイのピックアップ装置。 A semiconductor die pick-up device according to any one of claims 1 to 5,
A peeling detection means for detecting whether or not a part of the semiconductor die facing the tip surface of the moving element moved from the first position to the second position is peeled off from the surface of the dicing sheet;
When the peeling detecting means detects that the part of the semiconductor die is not peeled from the dicing sheet, the moving element is moved from the first position to the second position without moving the opening. Switching the opening pressure again from the second pressure to the first pressure after switching the pressure from the first pressure to the second pressure;
A semiconductor die pick-up device.
半導体ダイを吸着するコレットと、
前記コレットに接続され、前記コレットの表面から空気を吸引する吸引機構と、
前記吸引機構の吸引空気流量を検出する流量センサと、を備え、
前記剥離検出手段は、前記流量センサで検出した吸引空気流量信号を微分した微分信号が所定の閾値範囲を超える回数が偶数となった場合には剥離したと判断し、奇数となった場合には剥離していないと判断すること、
を特徴とする半導体ダイのピックアップ装置。 A semiconductor die pick-up device according to claim 6,
A collet that adsorbs a semiconductor die;
A suction mechanism connected to the collet and sucking air from the surface of the collet;
A flow rate sensor for detecting a suction air flow rate of the suction mechanism,
The peeling detection means determines that peeling has occurred when the number of times that the differential signal obtained by differentiating the suction air flow signal detected by the flow sensor exceeds a predetermined threshold range has become an even number, Judging that it has not peeled,
A semiconductor die pick-up device.
前記ステージの開口内面と前記段差面形成機構外周面との間の前記ダイシングシートの前記吸着面に対する接離方向の変位を検出するシート変位検出センサを備え、
前記吸着圧力を前記第4圧力から前記第3圧力に切換えた後、所定の時間経過後に前記開口圧力を前記第2圧力から前記第1圧力に切換えた際に、前記シート変位検出センサによって検出したシート変位が所定の閾値以下の場合、前記吸着圧力を前記第3圧力から前記第4圧力に切換えると共に前記開口圧力を前記第1圧力から前記第2圧力に切換えた後、再度、前記吸着圧力を前記第4圧力から前記第3圧力に切換えた後、所定の時間経過後に前記開口圧力を前記第2圧力から前記第1圧力に切換えて、前記ステージの開口内面と前記段差面形成機構外周面との間の前記ダイシングシートを前記半導体チップから剥離させること、
を特徴とする半導体ダイのピックアップ装置。 A pick-up device for a semiconductor die according to any one of claims 1 to 7,
A sheet displacement detection sensor for detecting a displacement in a contact / separation direction of the dicing sheet with respect to the suction surface between the opening inner surface of the stage and the step surface forming mechanism outer peripheral surface;
Detected by the sheet displacement detection sensor when the opening pressure is switched from the second pressure to the first pressure after a lapse of a predetermined time after the suction pressure is switched from the fourth pressure to the third pressure. When the sheet displacement is less than or equal to a predetermined threshold, the suction pressure is switched from the third pressure to the fourth pressure and the opening pressure is switched from the first pressure to the second pressure. After switching from the fourth pressure to the third pressure, the opening pressure is switched from the second pressure to the first pressure after elapse of a predetermined time, and the opening inner surface of the stage and the step surface forming mechanism outer peripheral surface Peeling the dicing sheet between the semiconductor chip,
A semiconductor die pick-up device.
前記シート変位検出センサは、前記ダイシングシートに対する光透過率が0%から30%の領域の波長の光を光源として用いたものであること、
を特徴とする半導体ダイのピックアップ装置。 A semiconductor die pick-up device according to claim 8,
The sheet displacement detection sensor uses light having a wavelength in the range of 0% to 30% as a light source, with respect to the dicing sheet.
A semiconductor die pick-up device.
前記シート変位検出センサは、0nmから300nmの短波長のLEDを光源とする反射型光ファイバを用いたものであること、
を特徴とする半導体ダイのピックアップ装置。 A semiconductor die pick-up device according to claim 9,
The sheet displacement detection sensor uses a reflective optical fiber whose light source is an LED having a short wavelength of 0 nm to 300 nm,
A semiconductor die pick-up device.
前記段差面形成機構は、
中心に配置された柱状移動要素と、
前記柱状移動要素の周囲に入れ子状に配置された複数の環状移動要素と、
前記ステージの前記開口の中で前記吸着面に沿った方向に移動するスライダと、を含み、
前記各環状移動要素は、前記スライダに接し、前記スライダの移動により前記各環状移動要素を前記第1位置と前記第2位置との間で移動させる各傾斜面を備えており、
外周側の前記環状移動要素の前記傾斜面と内周側の前記環状移動要素の傾斜面とは前記スライダが移動した際に、外周側の前記環状移動要素の先端面が内周側の前記環状移動要素の先端面より先に前記第1位置から前記第2位置に移動するよう前記スライダの移動方向にずらして配置されていること、
を特徴とする半導体ダイのピックアップ装置。 A semiconductor die pick-up device according to any one of claims 1 to 10,
The step surface forming mechanism is:
A columnar moving element located in the center;
A plurality of annular moving elements arranged nested around the columnar moving elements;
A slider that moves in a direction along the suction surface in the opening of the stage,
Each annular moving element includes each inclined surface that is in contact with the slider and moves each annular moving element between the first position and the second position by the movement of the slider;
The inclined surface of the annular moving element on the outer peripheral side and the inclined surface of the annular moving element on the inner peripheral side are the annular surfaces on the inner peripheral side of the tip surface of the annular moving element on the outer peripheral side when the slider moves. The slider is arranged to be shifted in the moving direction of the slider so as to move from the first position to the second position before the tip surface of the moving element;
A semiconductor die pick-up device.
前記柱状移動要素は、前記スライダに接し、前記スライダの移動により前記柱状移動要素を前記第1位置と前記第2位置との間で移動させる傾斜面を備えており、該傾斜面は、前記スライダが移動した際に、前記内周側の環状移動要素の先端面が前記柱状移動要素の先端面よりも先に前記第1位置から前記第2位置に移動するように、前記スライダの移動方向にずらして配置されていること、
を特徴とする半導体ダイのピックアップ装置。 A semiconductor die pick-up device according to claim 11,
The columnar moving element includes an inclined surface that is in contact with the slider and moves the columnar moving element between the first position and the second position by the movement of the slider, and the inclined surface includes the slider. Is moved in the moving direction of the slider so that the tip surface of the annular moving element on the inner peripheral side moves from the first position to the second position before the tip surface of the columnar moving element. That they are staggered,
A semiconductor die pick-up device.
前記段差面形成機構は、
前記ステージの前記開口の中で前記吸着面に沿った方向に移動するスライダと、
前記スライダの移動方向に重ねて配置された複数の板状移動要素と、を含み、
前記各板状移動要素は、前記スライダに接し、前記スライダの移動により前記各板状移動要素を前記第1位置と前記第2位置との間で移動させる各傾斜面を備えており、
前記各板状移動要素の各傾斜面は前記スライダの移動方向に沿って前記各板状移動要素が前記第1位置から前記第2位置に順次移動するよう前記スライダの移動方向にずらして配置されていること、
を特徴とする半導体ダイのピックアップ装置。 A semiconductor die pick-up device according to any one of claims 1 to 10,
The step surface forming mechanism is:
A slider that moves in a direction along the suction surface in the opening of the stage;
A plurality of plate-like moving elements arranged to overlap in the moving direction of the slider,
Each of the plate-like moving elements includes each inclined surface that is in contact with the slider and moves each of the plate-like moving elements between the first position and the second position by the movement of the slider.
The inclined surfaces of the plate-like moving elements are arranged to be shifted in the moving direction of the slider so that the plate-like moving elements sequentially move from the first position to the second position along the moving direction of the slider. That
A semiconductor die pick-up device.
前記ダイシングシートの裏面を吸着する吸着面を含むステージと、前記ステージの前記吸着面に設けられた開口の中に配置され、先端面が前記吸着面より高い第1位置と前記第1位置より低い第2位置との間で移動する複数の移動要素を含んで前記吸着面に対する段差面を形成する段差面形成機構と、前記開口の開口圧力を真空に近い第1圧力と大気圧に近い第2圧力との間で切換える開口圧力切換機構と、前記吸着面の吸着圧力を真空に近い第3圧力と大気圧に近い第4圧力との間で切換える吸着圧力切換機構と、を備える半導体ダイのピックアップ装置を準備する工程と、
前記段差面形成機構の前記各移動要素の各先端面を前記第1位置とし、ピックアップする前記半導体ダイが前記段差面形成機構の前記段差面の直上となるように前記ステージを前記吸着面に沿った方向に移動させる位置合わせ工程と、
前記吸着圧力を前記第4圧力から前記第3圧力に切換えた後、所定の時間経過後に前記開口圧力を前記第2圧力から前記第1圧力に切換えて前記ステージの開口内面と前記段差面形成機構外周面との間の前記ダイシングシートを前記半導体チップから剥離させる第1剥離工程と、
前記吸着圧力を前記第3圧力に保持した状態で、前記開口圧力を前記第1圧力から前記第2圧力に切換える毎に少なくとも1つの前記移動要素を前記第1位置から前記第2位置に移動して該移動要素の前記先端面に対向する前記半導体ダイの一部を前記ダイシングシートの前記表面から剥離する第2剥離工程と、
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。 A method for picking up a semiconductor die for picking up a semiconductor die attached to the surface of a dicing sheet,
A stage including a suction surface for sucking the back surface of the dicing sheet, and a first position higher than the suction surface and lower than the first position are disposed in an opening provided in the suction surface of the stage. A step surface forming mechanism including a plurality of moving elements that move between the second position and forming a step surface with respect to the suction surface; and a first pressure close to vacuum and a second pressure close to atmospheric pressure for the opening pressure of the opening A semiconductor die pickup comprising: an opening pressure switching mechanism for switching between pressures; and an adsorption pressure switching mechanism for switching the suction pressure of the suction surface between a third pressure close to vacuum and a fourth pressure close to atmospheric pressure. Preparing the device;
The tip surface of each moving element of the step surface forming mechanism is set to the first position, and the stage is moved along the suction surface so that the semiconductor die to be picked up is directly above the step surface of the step surface forming mechanism. An alignment process of moving in a different direction;
After the adsorption pressure is switched from the fourth pressure to the third pressure, the opening pressure is switched from the second pressure to the first pressure after a predetermined time has elapsed, and the opening inner surface of the stage and the step surface forming mechanism A first peeling step of peeling the dicing sheet between the outer peripheral surface and the semiconductor chip;
Each time the opening pressure is switched from the first pressure to the second pressure with the adsorption pressure held at the third pressure, at least one moving element is moved from the first position to the second position. A second peeling step of peeling a part of the semiconductor die facing the tip surface of the moving element from the surface of the dicing sheet;
A method for picking up a semiconductor die, comprising:
前記ダイシングシートの裏面を吸着する吸着面を含むステージと、前記ステージの前記吸着面に設けられた開口の中に配置され、先端面が前記吸着面より高い第1位置と前記第1位置より低い第2位置との間で移動する複数の移動要素を含んで前記吸着面に対する段差面を形成する段差面形成機構と、前記開口の開口圧力を真空に近い第1圧力と大気圧に近い第2圧力との間で切換える開口圧力切換機構と、前記吸着面の吸着圧力を真空に近い第3圧力と大気圧に近い第4圧力との間で切換える吸着圧力切換機構と、を備える半導体ダイのピックアップ装置を準備する工程と、
前記段差面形成機構の前記各移動要素の各先端面を前記第1位置とし、ピックアップする前記半導体ダイが前記段差面形成機構の前記段差面の直上となるように前記ステージを前記吸着面に沿った方向に移動させる位置合わせ工程と、
前記吸着圧力を前記第4圧力から前記第3圧力に切換えた後、所定の時間経過後に前記開口圧力を前記第2圧力から前記第1圧力に切換えて前記ステージの開口内面と前記段差面形成機構外周面との間の前記ダイシングシートを前記半導体チップから剥離させる第1剥離工程と、
前記吸着圧力を前記第4圧力から前記第3圧力に切換えた状態で前記開口圧力を前記第2圧力から前記第1圧力に切換えた後に前記吸着圧力を前記第3圧力から前記第4圧力に切換えると共に前記開口圧力を前記第1圧力から前記第2圧力に切換える毎に、少なくとも1つの前記移動要素を前記第1位置から前記第2位置に移動して該移動要素の前記先端面に対向する前記半導体ダイの一部を前記ダイシングシートの前記表面から剥離する第3剥離工程と、
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。 A method for picking up a semiconductor die for picking up a semiconductor die attached to the surface of a dicing sheet,
A stage including a suction surface for sucking the back surface of the dicing sheet, and a first position higher than the suction surface and lower than the first position are disposed in an opening provided in the suction surface of the stage. A step surface forming mechanism including a plurality of moving elements that move between the second position and forming a step surface with respect to the suction surface; and a first pressure close to vacuum and a second pressure close to atmospheric pressure for the opening pressure of the opening A semiconductor die pickup comprising: an opening pressure switching mechanism for switching between pressures; and an adsorption pressure switching mechanism for switching the suction pressure of the suction surface between a third pressure close to vacuum and a fourth pressure close to atmospheric pressure. Preparing the device;
The tip surface of each moving element of the step surface forming mechanism is set to the first position, and the stage is moved along the suction surface so that the semiconductor die to be picked up is directly above the step surface of the step surface forming mechanism. An alignment process of moving in a different direction;
After the adsorption pressure is switched from the fourth pressure to the third pressure, the opening pressure is switched from the second pressure to the first pressure after a predetermined time has elapsed, and the opening inner surface of the stage and the step surface forming mechanism A first peeling step of peeling the dicing sheet between the outer peripheral surface and the semiconductor chip;
The adsorption pressure is switched from the third pressure to the fourth pressure after the opening pressure is switched from the second pressure to the first pressure in a state where the adsorption pressure is switched from the fourth pressure to the third pressure. In addition, each time the opening pressure is switched from the first pressure to the second pressure, at least one of the moving elements is moved from the first position to the second position to face the tip surface of the moving element. A third peeling step of peeling a part of the semiconductor die from the surface of the dicing sheet;
A method for picking up a semiconductor die, comprising:
前記半導体ダイのピックアップ装置は、前記ステージの開口内面と前記段差面形成機構外周面との間の前記ダイシングシートの前記吸着面に対する接離方向の変位を検出するシート変位検出センサを備え、
前記第1剥離工程は、
前記吸着圧力を前記第4圧力から前記第3圧力に切換えた後に所定の時間経過後に前記開口圧力を前記第2圧力から前記第1圧力に切換えた際に、前記シート変位検出センサによって検出したシート変位が所定の閾値を超える場合には、前記ステージの開口内面と前記段差面形成機構外周面との間の前記ダイシングシートが前記半導体チップから剥離していると判断し、前記シート変位検出センサによって検出したシート変位が所定の閾値以下の場合には、前記ステージの開口内面と前記段差面形成機構外周面との間の前記ダイシングシートが前記半導体チップから剥離していないと判断する第1剥離判断工程と、
前記第1判断工程で前記ステージの開口内面と前記段差面形成機構外周面との間の前記ダイシングシートが前記半導体チップから剥離していないと判断した場合に、前記吸着圧力を前記第3圧力から前記第4圧力に切換えると共に前記開口圧力を前記第1圧力から前記第2圧力に切換えた後、再度、前記吸着圧力を前記第4圧力から前記第3圧力に切換えた後に所定の時間経過後に前記開口圧力を前記第2圧力から前記第1圧力に切換えて、前記ステージの開口内面と前記段差面形成機構外周面との間の前記ダイシングシートを前記半導体チップから剥離させる第1リトライ工程と、を含むこと、
を特徴とする半導体ダイのピックアップ方法。 A method for picking up a semiconductor die according to claim 14 or 15,
The semiconductor die pick-up apparatus includes a sheet displacement detection sensor that detects a displacement in a contact / separation direction of the dicing sheet with respect to the suction surface between an opening inner surface of the stage and an outer peripheral surface of the step surface forming mechanism,
The first peeling step includes
A sheet detected by the sheet displacement detection sensor when the opening pressure is switched from the second pressure to the first pressure after a lapse of a predetermined time after the suction pressure is switched from the fourth pressure to the third pressure. When the displacement exceeds a predetermined threshold, it is determined that the dicing sheet between the inner surface of the opening of the stage and the outer peripheral surface of the step surface forming mechanism is separated from the semiconductor chip, and the sheet displacement detection sensor When the detected sheet displacement is equal to or less than a predetermined threshold value, a first peeling determination is made to determine that the dicing sheet between the inner surface of the opening of the stage and the outer peripheral surface of the step surface forming mechanism is not peeled from the semiconductor chip. Process,
When it is determined in the first determination step that the dicing sheet between the inner surface of the opening of the stage and the outer peripheral surface of the step surface forming mechanism is not peeled from the semiconductor chip, the suction pressure is changed from the third pressure. After switching to the fourth pressure and switching the opening pressure from the first pressure to the second pressure, after switching the adsorption pressure from the fourth pressure to the third pressure again, after a predetermined time has elapsed, A first retry step of switching the opening pressure from the second pressure to the first pressure, and peeling the dicing sheet between the opening inner surface of the stage and the outer peripheral surface of the step surface forming mechanism from the semiconductor chip; Including,
A method for picking up a semiconductor die.
前記半導体ダイのピックアップ装置は、半導体ダイを吸着するコレットと、前記コレットに接続されて前記コレットの表面から空気を吸引する吸引機構と、前記吸引機構の吸引空気流量を検出する流量センサと、を備え、
前記第2剥離工程は、
前記流量センサで検出した吸引空気流量信号を微分した微分信号が所定の閾値範囲を超える回数が偶数となった場合には、前記第1位置から前記第2位置に移動した前記移動要素の前記先端面に対向する前記半導体ダイの一部が前記ダイシングシートの前記表面から剥離したと判断し、前記回数が奇数となった場合には前記半導体ダイの前記一部は前記ダイシングシートの前記表面から剥離していないと判断する第2剥離判断工程と、
前記第2剥離判断工程によって、前記半導体ダイの前記一部が前記ダイシングシートの前記表面から剥離していないと判断した場合に、前記移動要素を前記第1位置から前記第2位置に移動せずに、前記開口圧力を前記第1圧力から前記第2圧力に切換えた後に前記開口圧力を、再度、前記第2圧力から前記第1圧力に切換えて、前記半導体ダイの前記一部を前記ダイシングシートの前記表面から剥離させる第2リトライ工程と、を含むこと、
を特徴とする半導体ダイのピックアップ方法。 A method for picking up a semiconductor die according to claim 14 or 16,
The semiconductor die pick-up device includes: a collet that adsorbs a semiconductor die; a suction mechanism that is connected to the collet and sucks air from the surface of the collet; and a flow rate sensor that detects a suction air flow rate of the suction mechanism. Prepared,
The second peeling step includes
When the number of times that the differential signal obtained by differentiating the suction air flow signal detected by the flow sensor exceeds a predetermined threshold range is an even number, the tip of the moving element that has moved from the first position to the second position It is determined that a part of the semiconductor die facing the surface is peeled off from the surface of the dicing sheet, and when the number of times is an odd number, the part of the semiconductor die is peeled off from the surface of the dicing sheet. A second peeling determination step for determining that it is not,
When the second peeling determination step determines that the part of the semiconductor die is not peeled from the surface of the dicing sheet, the moving element is not moved from the first position to the second position. Further, after the opening pressure is switched from the first pressure to the second pressure, the opening pressure is switched again from the second pressure to the first pressure, and the part of the semiconductor die is transferred to the dicing sheet. A second retrying step of peeling from the surface of
A method for picking up a semiconductor die.
前記半導体ダイのピックアップ装置は、半導体ダイを吸着するコレットと、前記コレットに接続されて前記コレットの表面から空気を吸引する吸引機構と、前記吸引機構の吸引空気流量を検出する流量センサと、を備え、
前記第3剥離工程は、
前記流量センサで検出した吸引空気流量信号を微分した微分信号が所定の閾値範囲を超える回数が偶数となった場合には、前記第1位置から前記第2位置に移動した前記移動要素の前記先端面に対向する前記半導体ダイの一部が前記ダイシングシートの前記表面から剥離したと判断し、前記回数が奇数になった場合には前記半導体ダイの前記一部は前記ダイシングシートの前記表面から剥離していないと判断する第3剥離判断工程と、
前記第3剥離判断工程によって、前記半導体ダイの前記一部が前記ダイシングシートの前記表面から剥離していないと判断した場合に、前記移動要素を前記第1位置から前記第2位置に移動せずに前記吸着圧力を前記第3圧力から前記第4圧力に切換えると共に前記開口圧力を前記第1圧力から前記第2圧力に切換えた後に前記吸着圧力を、再度、前記第4圧力から前記第3圧力に切換えると共に前記開口圧力を再度前記第2圧力から前記第1圧力に切換えて、前記半導体ダイの前記一部を前記ダイシングシートの前記表面から剥離させる第3リトライ工程と、を含むこと、
を特徴とする半導体ダイのピックアップ方法。 A method for picking up a semiconductor die according to claim 15 or 16,
The semiconductor die pick-up device includes: a collet that adsorbs a semiconductor die; a suction mechanism that is connected to the collet and sucks air from the surface of the collet; and a flow rate sensor that detects a suction air flow rate of the suction mechanism. Prepared,
The third peeling step includes
When the number of times that the differential signal obtained by differentiating the suction air flow signal detected by the flow sensor exceeds a predetermined threshold range is an even number, the tip of the moving element that has moved from the first position to the second position It is determined that a part of the semiconductor die facing the surface is peeled off from the surface of the dicing sheet, and when the number of times becomes an odd number, the part of the semiconductor die is peeled off from the surface of the dicing sheet. A third peeling determination step for determining that the
When the third peeling determining step determines that the part of the semiconductor die is not peeled from the surface of the dicing sheet, the moving element is not moved from the first position to the second position. The adsorption pressure is changed from the third pressure to the fourth pressure and the opening pressure is changed from the first pressure to the second pressure, and then the adsorption pressure is changed again from the fourth pressure to the third pressure. And a third retry step of switching the opening pressure from the second pressure to the first pressure again to separate the part of the semiconductor die from the surface of the dicing sheet.
A method for picking up a semiconductor die.
前記シート変位検出センサは、前記ダイシングシートに対する光透過率が0%から30%の領域の波長の光を光源として用いたものであること、
を特徴とする半導体ダイのピックアップ方法。 A method of picking up a semiconductor die according to claim 16,
The sheet displacement detection sensor uses light having a wavelength in the range of 0% to 30% as a light source, with respect to the dicing sheet.
A method for picking up a semiconductor die.
前記シート変位検出センサは、0nmから300nmの短波長のLEDを光源とする反射型光ファイバを用いたものであること、
を特徴とする半導体ダイのピックアップ方法。 A method for picking up a semiconductor die according to claim 19,
The sheet displacement detection sensor uses a reflective optical fiber whose light source is an LED having a short wavelength of 0 nm to 300 nm,
A method for picking up a semiconductor die.
前記開口圧力切換機構は、最初に前記移動要素を前記第1位置から前記第2位置に移動する前に、前記第1圧力と前記第2圧力との間で前記開口圧力を複数回切換えること、
を特徴とする半導体ダイのピックアップ方法。 A method for picking up a semiconductor die according to claim 14 or 15,
The opening pressure switching mechanism switches the opening pressure a plurality of times between the first pressure and the second pressure before first moving the moving element from the first position to the second position;
A method for picking up a semiconductor die.
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