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特許7542901ウェーハシートの初期剥離発生方法及び半導体ダイのピックアップ装置
(19)【発行国】日本国特許庁(JP)
(12)【公報種別】特許公報(B2)
(11)【特許番号】
(24)【登録日】2024-08-23
(45)【発行日】2024-09-02
(54)【発明の名称】ウェーハシートの初期剥離発生方法及び半導体ダイのピックアップ装置
(51)【国際特許分類】
H01L 21/67 20060101AFI20240826BHJP
【ＦＩ】
H01L21/68 E
【請求項の数】
6
(21)【出願番号】P 2023508195
(86)(22)【出願日】2021-03-23
(86)【国際出願番号】 JP2021011840
(87)【国際公開番号】W WO2022201278
(87)【国際公開日】2022-09-29
【審査請求日】2023-05-15
(73)【特許権者】
【識別番号】519294332
【氏名又は名称】株式会社新川
(74)【代理人】
【識別番号】110001210
【氏名又は名称】弁理士法人ＹＫＩ国際特許事務所
(72)【発明者】
【氏名】前田 徹
(72)【発明者】
【氏名】尾又 洋
【審査官】宮久保 博幸
(56)【参考文献】
【文献】特開２００３－２７３１９５（ＪＰ，Ａ）
【文献】国際公開第２０１８／１７４１３８（ＷＯ，Ａ１）
【文献】特開２００４－１５２８５８（ＪＰ，Ａ）
【文献】特開平０６－２９５９３０（ＪＰ，Ａ）
【文献】特開２０１１－１２９８２１（ＪＰ，Ａ）
【文献】特開平０９－２２３７２８（ＪＰ，Ａ）
(58)【調査した分野】(Int.Cl.，ＤＢ名)
Ｈ０１Ｌ ２１／６７
(57)【特許請求の範囲】
【請求項1】
ウェーハシートの上面に貼り付けられた半導体ダイをピックアップする前に前記半導体ダイと前記ウェーハシートとの間に初期剥離を発生させる初期剥離発生方法であって、前記上面に前記半導体ダイが貼り付けられた前記ウェーハシートを保持するウェーハホルダと、前記ウェーハシートの下面を吸着する吸着面を備え、筒型で前記吸着面と側面とが曲面で接続されているステージと、前記ステージの内部に配置され、前記吸着面より上昇してピックアップ対象の前記半導体ダイを突き上げる移動要素と、を含み、前記ウェーハシートの前記上面に貼り付けられた前記半導体ダイをピックアップするピックアップ装置を準備する準備工程と、
前記ステージを上昇させて前記ウェーハシートの前記下面を押上げ、前記ステージを前記ウェーハシートに対して連続的に移動させて前記ステージの前記吸着面が前記ウェーハシートの前記下面を擦るように前記ステージを前記ウェーハシートに対して相対的に横方向に移動させて前記半導体ダイと前記ウェーハシートとの間に初期剥離を発生させる初期剥離発生工程と、
前記初期剥離発生工程の後に前記移動要素によりピックアップ対象の前記半導体ダイを突き上げてピックアップするピックアップ工程と、
を備え、
前記初期剥離発生工程は、前記半導体ダイの貼り付けられている前記ウェーハシートの前記上面の領域に対応する前記ウェーハシートの前記下面の領域の一部又は全部を前記吸着面が擦るように前記ステージを前記ウェーハシートに対して相対的に横方向に移動させ、
前記ステージを第１横方向に沿って往復移動させる往復工程と、
前記ステージを前記第１横方向に直交する第２横方向に移動させて往復移動経路を変更する往復経路変更工程と、を交互に繰り返して実行すること、
を特徴とする半導体ダイのピックアップ方法。
【請求項2】
（削除）【請求項3】
請求項１に記載の半導体ダイのピックアップ方法であって、前記初期剥離発生工程は、前記ウェーハシートの前記下面を３ｍｍ～５ｍｍ押上げること、
を特徴とする半導体ダイのピックアップ方法。
【請求項4】
（削除）【請求項5】
（削除）【請求項6】
請求項１に記載の半導体ダイのピックアップ方法であって、前記ウェーハシートは、円形であり、
前記第１横方向は、前記ウェーハシートの円周方向であり、
前記第２横方向は、前記ウェーハシートの半径方向であること、
を特徴とする半導体ダイのピックアップ方法。
【請求項7】
ウェーハシートの上面に貼り付けられた半導体ダイをピックアップする前に前記半導体ダイと前記ウェーハシートとの間に初期剥離を発生させる初期剥離発生方法であって、前記上面に前記半導体ダイが貼り付けられた前記ウェーハシートを保持するウェーハホルダと、前記ウェーハシートの下面を吸着する吸着面を備え、筒型で前記吸着面と側面とが曲面で接続されているステージと、前記ステージの内部に配置され、前記吸着面より上昇してピックアップ対象の前記半導体ダイを突き上げる移動要素と、を含み、前記ウェーハシートの前記上面に貼り付けられた前記半導体ダイをピックアップするピックアップ装置を準備する準備工程と、
前記ステージを上昇させて前記ウェーハシートの前記下面を押上げ、前記ステージを前記ウェーハシートに対して連続的に移動させて前記ステージの前記吸着面が前記ウェーハシートの前記下面を擦るように前記ステージを前記ウェーハシートに対して相対的に横方向に移動させて前記半導体ダイと前記ウェーハシートとの間に初期剥離を発生させる初期剥離発生工程と、
前記初期剥離発生工程の後に前記移動要素によりピックアップ対象の前記半導体ダイを突き上げてピックアップするピックアップ工程と、
を備え、
前記ウェーハシートは、円形であり、
前記初期剥離発生工程は、前記ステージを前記ウェーハシートの外周から中心に向かって又は中心から外周に向かって渦巻状に横移動させた後、前記ウェーハシートの中心から外周に向かって又は外周から中心に向かって渦巻状に横移動させること、
を特徴とする半導体ダイのピックアップ方法。
【請求項8】
上面に半導体ダイが貼り付けられたウェーハシートを保持するウェーハホルダと、前記ウェーハホルダを横方向に駆動するウェーハホルダ駆動部と、
前記ウェーハシートの下面を吸着する吸着面を含み、筒型で前記吸着面と側面とが曲面で接続されているステージと、
前記ステージを上下方向に駆動するステージ駆動部と、
前記ステージの内部に配置され、前記吸着面より上昇して前記半導体ダイを突き上げる移動要素と、
前記移動要素を駆動する移動要素駆動部と、
前記ウェーハホルダ駆動部と、前記ステージ駆動部と、前記移動要素駆動部との動作を調整する制御部と、を備え、前記ウェーハシートの前記上面に貼り付けられた前記半導体ダイをピックアップする半導体ダイのピックアップ装置であって、
前記制御部は、
前記ステージ駆動部によって前記ステージを上昇させて前記ウェーハシートの前記下面を押上げ、前記ウェーハホルダ駆動部によって前記ステージの前記吸着面が前記ウェーハシートの前記下面を擦るように前記ステージを前記ウェーハシートに対して連続的に相対的に横方向に移動させ、
前記ステージ駆動部によって前記ステージを第１横方向に沿って往復移動させることと、前記ステージ駆動部によって前記ステージを前記第１横方向に直交する第２横方向に移動させることを交互に繰り返して実行した後に、前記移動要素駆動部によって前記移動要素を前記吸着面より上昇させてピックアップ対象の前記半導体ダイを突き上げてピックアップすること、
を特徴とする半導体ダイのピックアップ装置。
【請求項9】
上面に半導体ダイが貼り付けられたウェーハシートを保持するウェーハホルダと、前記ウェーハホルダを横方向に駆動するウェーハホルダ駆動部と、
前記ウェーハシートの下面を吸着する吸着面を含み、筒型で前記吸着面と側面とが曲面で接続されているステージと、
前記ステージを上下方向に駆動するステージ駆動部と、
前記ステージの内部に配置され、前記吸着面より上昇して前記半導体ダイを突き上げる移動要素と、
前記移動要素を駆動する移動要素駆動部と、
前記ウェーハホルダ駆動部と、前記ステージ駆動部と、前記移動要素駆動部との動作を調整する制御部と、を備え、前記ウェーハシートの前記上面に貼り付けられた前記半導体ダイをピックアップする半導体ダイのピックアップ装置であって、
前記ウェーハシートは、円形であり、
前記制御部は、
前記ステージ駆動部によって前記ステージを上昇させて前記ウェーハシートの前記下面を押上げ、前記ウェーハホルダ駆動部によって前記ステージの前記吸着面が前記ウェーハシートの前記下面を擦るように前記ステージを前記ウェーハシートに対して連続的に相対的に横方向に移動させ、
前記ステージ駆動部によって前記ステージを前記ウェーハシートの外周から中心に向かって又は中心から外周に向かって渦巻状に横移動させた後、前記ステージ駆動部によって前記ウェーハシートの中心から外周に向かって又は外周から中心に向かって渦巻状に横移動させた後に、前記移動要素駆動部によって前記移動要素を前記吸着面より上昇させてピックアップ対象の前記半導体ダイを突き上げてピックアップすること、
を特徴とする半導体ダイのピックアップ装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本発明は、半導体ダイをピックアップする前に半導体ダイとウェーハシートとの間に初期剥離を発生させる初期剥離発生方法とウェーハシートの上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の構造に関する。
【背景技術】
【0002】
半導体ダイは、６インチや８インチの大きさのウェーハを所定の大きさに切断して製造される。切断の際には切断した半導体ダイがバラバラにならないように裏面にウェーハシートを貼り付け、表面側からダイシングソーなどによってウェーハを切断する。この際、裏面に貼り付けられたウェーハシートは若干切り込まれるが切断されないで各半導体ダイを保持した状態となっている。そして切断された各半導体ダイは一つずつウェーハシートからピックアップされてダイボンディング等の次の工程に送られる。
【0003】
半導体ダイをウェーハシートからピックアップする方法としては、半導体ダイが貼り付けられたウェーハシートをステ－ジに固定し、複数の突起部材が設けられたロ－ラを回転しながら複数の突起部材でウェーハシートを繰り返し突き上げて半導体ダイとウェーハシートとを剥離させた後、コレットで半導体ダイを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１参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【0004】
【文献】特開２００３－２２４０８８号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0005】
しかし、従来技術のピックアップ方法では、ウェーハシートの粘着力によっては、半導体ダイとウェーハシートとが完全に剥離せず、半導体ダイをピックアップできないピックアップミスが発生する場合があった。
【0006】
そこで、本発明は、半導体ダイのピックアップ装置において、半導体ダイのピックアップミスを低減することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【0007】
本発明の初期剥離発生方法は、ウェーハシートの上面に貼り付けられた半導体ダイをピックアップする前に半導体ダイとウェーハシートとの間に初期剥離を発生させる初期剥離発生方法であって、上面に半導体ダイが貼り付けられたウェーハシートを保持するウェーハホルダと、ウェーハシートの下面を吸着する吸着面を備え、筒型で吸着面と側面とが曲面で接続されているステージと、を含み、ウェーハシートの上面に貼り付けられた半導体ダイをピックアップするピックアップ装置を準備する準備工程と、ステージを上昇させてウェーハシートの下面を押上げ、ステージの吸着面がウェーハシートの下面を擦るようにステージをウェーハシートに対して相対的に横方向に移動させて半導体ダイとウェーハシートとの間に初期剥離を発生させる初期剥離発生工程と、を備えることを特徴とする。
【0008】
半導体ダイをピックアップする前に、初期剥離発生工程でピックアップしようとする半導体ダイのエッジ部に初期剥離を発生させて半導体ダイとウェーハシートとの粘着力を低減するので、半導体ダイのピックアップミスを低減することができる。
【0009】
本発明の初期剥離発生方法において、初期剥離発生工程は、ステージをウェーハシートに対して連続的に移動させてもよいし、ウェーハシートの下面を３ｍｍ～５ｍｍ押上げてもよい。
【0010】
これにより、半導体ダイのエッジ部に効果的に初期剥離を発生させ、半導体ダイとウェーハシートとの粘着力を低減することができ、半導体ダイのピックアップミスを低減することができる。
【0011】
本発明の初期剥離発生方法において、初期剥離発生工程は、半導体ダイの貼り付けられているウェーハシートの上面の領域に対応するウェーハシートの下面の領域の一部又は全部を吸着面が擦るようにステージをウェーハシートに対して相対的に横方向に移動させてもよい。
【0012】
これにより、ピックアップしようとしている半導体ダイとウェーハシートとに初期剥離を発生させて、粘着力を低減できる。
【0013】
本発明の初期剥離発生方法において、初期剥離発生工程は、ステージを第１横方向に沿って往復移動させる往復工程と、ステージを第１横方向に直交する第２横方向に移動させて往復移動経路を変更する往復経路変更工程と、を交互に繰り返して実行してもよい。
【0014】
ステージをウェーハシートに対して相対的に横方向に移動させると、ピックアップしようとする半導体ダイが貼り付けられたウェーハシートの部分がステージの吸着面の上に乗り上げる時と、ステージの吸着面の上から離れる時に半導体ダイのエッジ部とウェーハシートとの間に初期剥離が発生する。ステージをウェーハシートに対して往復移動させることにより、半導体ダイとウェーハシートとの間に初期剥離を複数回発生させて半導体ダイとウェーハシートとの間の粘着力を低減させて半導体ダイのピックアップミスを低減することができる。
【0015】
本発明の初期剥離発生方法において、ウェーハシートは、円形であり、第１横方向は、ウェーハシートの円周方向であり、第２横方向は、ウェーハシートの半径方向でもよい。
【0016】
ウェーハシートが円形の場合、ステージをウェーハシートに対して相対的に円周方向に移動させることで第２横方向への移動回数を低減でき、簡便な方法で半導体ダイとウェーハシートとの間に初期剥離を発生させ、半導体ダイとウェーハシートとの間の粘着力を低減することができる。
【0017】
本発明の初期剥離発生方法において、ウェーハシートは、円形であり、初期剥離発生工程は、ステージをウェーハシートの外周から中心に向かって又は中心から外周に向かって渦巻状に横移動させた後、ウェーハシートの中心から外周に向かって又は外周から中心に向かって渦巻状に横移動させてもよい。
【0018】
ウェーハシートが円形の場合、ステージをウェーハシートに対して渦巻状に往復移動させることにより、簡便な動作で効果的に半導体ダイとウェーハシートとの間に初期剥離を発生させ、半導体ダイとウェーハシートとの間の粘着力を低減することができる。
【0019】
本発明の半導体ダイのピックアップ装置は、上面に半導体ダイが貼り付けられたウェーハシートを保持するウェーハホルダと、ウェーハホルダを横方向に駆動するウェーハホルダ駆動部と、ウェーハシートの下面を吸着する吸着面を含み、筒型で吸着面と側面とが曲面で接続されているステージと、ステージを上下方向に駆動するステージ駆動部と、ウェーハホルダ駆動部と、ステージ駆動部との動作を調整する制御部と、を備え、ウェーハシートの上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、制御部は、ステージ駆動部によってステージを上昇させてウェーハシートの下面を押上げ、ウェーハホルダ駆動部によってステージの吸着面がウェーハシートの下面を擦るようにステージをウェーハシートに対して相対的に横方向に移動させること、を特徴とする。
【0020】
このように、ステージを上昇させてウェーハシートの下面を押上げた状態でウェーハシートの下面を擦るようにステージをウェーハシートに対して相対的に横方向に移動させることにより、ピックアップしようとする半導体ダイのエッジ部に初期剥離を発生させ、半導体ダイとウェーハシートとの間の粘着力を低減する。そして、粘着力を低減させた後、半導体ダイをピックアップするので、半導体ダイのピックアップミスを低減することができる。
【発明の効果】
【0021】
本発明は、半導体ダイのピックアップ装置において、半導体ダイのピックアップミスを低減できる。
【図面の簡単な説明】
【0022】
【図1】実施形態の半導体ダイのピックアップ装置の構成を示す系統図である。
【発明を実施するための形態】
【0023】
以下、図面を参照しながら実施形態の半導体ダイ１５のピックアップ装置１００について説明する。以下の説明では、水平面で互いに直交する方向をそれぞれＸ方向、Ｙ方向、上下方向をＺ方向として説明する。
【0024】
図１に示すように、実施形態の半導体ダイ１５のピックアップ装置１００（以下、ピックアップ装置１００という）は、ウェーハホルダ１０と、ステージ２０と、コレット１８と、ウェーハホルダ駆動部６１と、ステージ駆動部６２と、コレット駆動部６３と、真空弁６４、６５と、真空装置６８と、制御部７０と、を備えている。
【0025】
ウェーハホルダ１０は、フランジ部を持つ円環状のエキスパンドリング１６とリング押さえ１７とを備えており、ウェーハ１１を切断した半導体ダイ１５が上面１２ａに貼り付けられたウェーハシート１２を保持する。ウェーハホルダ１０は、ウェーハホルダ駆動部６１により横方向であるＸＹ方向に移動する。
【0026】
ここで、半導体ダイ１５が上面１２ａに貼り付けられたウェーハシート１２は、次のように、ウェーハホルダ１０に保持される。ウェーハ１１は裏面にウェーハシート１２が貼り付けられており、ウェーハシート１２の外周部には金属製のリング１３が取付けられている。ウェーハ１１は切断工程で表面側からダイシングソーなどによって切断されて各半導体ダイ１５となり、各半導体ダイ１５の間にはダイシングの際に隙間１４ができる。ウェーハ１１を切断してもウェーハシート１２は切断されておらず、各半導体ダイ１５はウェーハシート１２によって保持されている。
【0027】
半導体ダイ１５が上面１２ａに貼り付けられたウェーハシート１２の下面１２ｂをエキスパンドリング１６の保持面１６ａの上に接するように載置し、リング１３の位置がエキスパンドリング１６のフランジ１６ｂの上になるように調整する。そして、図１中の矢印８０に示すように上からリング押さえ１７でリング１３をエキスパンドリング１６のフランジ１６ｂの上に押し付けてフランジ１６ｂの上に固定する。これにより、半導体ダイ１５が上面１２ａに貼り付けられたウェーハシート１２がウェーハホルダ１０に保持される。この際、ウェーハシート１２の下面１２ｂはエキスパンドリング１６の保持面１６ａの外周端に固定される。
【0028】
ステージ２０は、ウェーハホルダ１０の下面に配置されている。ステージ２０は、円筒形状の円筒部２１と、円筒部２１の上側の蓋である上端板２２とで構成されている。上端板２２の表面は、ウェーハシート１２の下面１２ｂを吸着する吸着面２２ａである。吸着面２２ａは平面であり円筒部２１の側面とは曲面状の角部２５で接続されている。上端板２２の中央には移動要素３０が出入りする開口２３が設けられており、開口２３の周囲にはウェーハシート１２の下面１２ｂを吸着する吸着孔２４が設けられている。円筒部２１の内部には移動要素３０と、移動要素３０を駆動する移動要素駆動部２９とが設けられている。移動要素３０は、ステージ２０の中心に配置される第１突き上げピン３１と、第１突き上げピン３１の外周に配置される円筒状の第２突き上げピン３２とで構成される。移動要素駆動部２９は、内部に駆動モータ、ギヤ、リンク機構等を含み、第１突き上げピン３１と第２突き上げピン３２とを開口２３を通して吸着面２２ａより突出するように上下方向に駆動する。ステージ２０は、ステージ駆動部６２によって全体が上下方向に移動する。また、ステージ２０の内部は、真空弁６４を介して真空装置６８に接続されている。
【0029】
コレット１８は、ウェーハシート１２の上側に配置されて下面１２ｂに半導体ダイ１５を吸着保持すると共に半導体ダイ１５をウェーハシート１２の上面１２ａからピックアップする。コレット１８は、半導体ダイ１５を下面１２ｂに真空吸着するための吸引孔１９が設けられている。吸引孔１９は、真空弁６５を介して真空装置６８に接続されている。コレット１８は、コレット駆動部６３により、上下左右方向に移動する。
【0030】
ウェーハホルダ駆動部６１と、ステージ駆動部６２と、コレット駆動部６３と、真空弁６４、６５と、真空装置６８と、移動要素駆動部２９とは、制御部７０に接続されており、制御部７０の指令によって動作する。制御部７０は、内部に情報処理を行うプロセッサであるＣＰＵ７１と、プログラム等を格納するメモリ７２とを含むコンピュータである。
【0031】
【0032】
図２のステップＳ１０１に示す様に、制御部７０のＣＰＵ７１は、初期剥離発生工程を開始する。ＣＰＵ７１は、ステージ駆動部６２を駆動してステージ２０の吸着面２２ａをウェーハシート１２の下面１２ｂに押し付ける。そして、図３に示す様に、ウェーハシート１２の下面１２ｂを初期高さよりも第１高さＨ１だけ押し上げる。この際、ウェーハシート１２の上に貼り付けられている半導体ダイ１５の間の隙間１４の幅は、幅Ｗ１である。
【0033】
ここで、第１高さＨ１は、後で説明するように、ステージ２０の吸着面２２ａがウェーハシート１２の下面１２ｂを擦るように相対的に横方向に移動させることによって半導体ダイ１５とウェーハシート１２との間に初期剥離７５、７６（図５、６参照）を形成させることができる高さであり、例えば、３ｍｍ～５ｍｍ程度の高さとしてもよい。尚、通常の半導体ダイ１５のピックアップ動作の際にもステージ２０によってウェーハシート１２を押し上げるが、この際の押し上げ高さは、大体１ｍｍ程度であるから、初期剥離発生工程の際のウェーハシート１２の押上げ高さは、通常の半導体ダイ１５のピックアップ動作の際の押上げ量よりも高くなっている。
【0034】
次に、制御部７０のＣＰＵ７１は、図２のステップＳ１０２に示す様に、ウェーハホルダ駆動部６１によってウェーハホルダ１０を図３中に示す矢印Ｂのように横方向であるＸＹ方向に移動させる。これにより、ステージ２０は図３中に矢印Ｃで示す様にウェーハシート１２に対して相対的に横方向であるＸＹ方向に移動する。
【0035】
ステージ２０のウェーハシート１２に対する横方向への移動の経路は、様々な経路を取りうるが図４に一例を示す。最初、図４中の矢印８１に示すようにステージ２０をウェーハシート１２に対して第１横方向であるＸ方向のプラス側に向かって移動させ、その後、移動方向を反転させて図４中の矢印８２に示す様にステージ２０をウェーハシート１２に対してＸ方向のマイナス側に向かって移動させる。次に、図４中に矢印８３で示す様に、ステージ２０を第２横方向であるＹ方向のプラス側に向かって移動させた後、再び、図４中の矢印８４、８５に示す様に、ステージ２０をＸ方向に往復移動させる。このように、ステージ２０をウェーハシート１２に対してＸ方向に沿って往復移動させる往復工程と、ステージ２０をＹ方向に移動させて往復移動経路を変更する往復経路変更工程と、を交互に繰り返してステージ２０をウェーハシート１２に対して相対的に横方向に移動させていく。これにより、半導体ダイ１５の貼り付けられているウェーハシート１２の上面１２ａの領域に対応するウェーハシート１２の下面１２ｂの領域の全部についてステージ２０をＸＹ方向に移動させることができる。
【0036】
次に、図５、６を参照してステージ２０をウェーハシート１２に対して相対的に横方向に移動させた場合の半導体ダイ１５とウェーハシート１２の上面１２ａとの間の剥離の発生について説明する。
【0037】
ステージ２０によってウェーハシート１２の下面１２ｂを第１高さＨ１だけ押し上げると、ウェーハシート１２の下面１２ｂは、ステージ２０の曲面状の角部２５に沿って湾曲してエキスパンドリング１６に向かって斜め下方向に延びる。このため、図５の矢印８６に示す様にウェーハホルダ１０をＸ方向のマイナス側に向かって移動させると、ステージ２０はウェーハシート１２に対して図５中の矢印８７のようにＸ方向のプラス側に移動し、ステージ２０の吸着面２２ａはウェーハシート１２の下面１２ｂを擦るように相対的にＸ方向のプラス側に移動する。
【0038】
図５は、半導体ダイ１５のＸ方向のプラス側のウェーハシート１２の上面１２ａとの間の粘着力がＸ方向マイナス側の粘着力よりも大きい場合を示す。この場合、半導体ダイ１５がステージ２０の角部２５に差し掛かると、半導体ダイ１５のＸ方向のプラス側の部分は角部２５から斜め下方向に向かって延びるウェーハシート１２の上面１２ａに貼り付いたままとなり、粘着力の小さい半導体ダイ１５のＸ方向のマイナス側のエッジ部は図５中の矢印８８に示す様にウェーハシート１２の上面１２ａから剥離し、初期剥離７５が形成される。この際、半導体ダイ１５のＸ方向マイナス側に位置する他の半導体ダイ１５ａとの隙間１４の上端部の幅は、当初の隙間１４の幅Ｗ１よりも広い幅Ｗ２となっている。このため、ステージ２０をウェーハシート１２に対して横方向に移動させた際に、半導体ダイ１５が隣接する他の半導体ダイ１５ａに接触して割れや欠けが発生することがない。
【0039】
図６は、反対に半導体ダイ１５のＸ方向のマイナス側のウェーハシート１２の上面１２ａとの間の粘着力がＸ方向プラス側の粘着力よりも大きい場合を示す。この場合、半導体ダイ１５がステージ２０の角部２５に差し掛かると、半導体ダイ１５のＸ方向のマイナス側の部分はステージ２０の吸着面２２ａに沿って水平方向に延びるウェーハシート１２の上面１２ａに貼り付いたままとなる。一方、半導体ダイ１５がステージ２０の角部２５に差し掛かると、半導体ダイ１５のＸ方向のプラス側のエッジ部が貼り付いているウェーハシート１２の部分は、図６中の矢印８９に示す様に、ステージ２０の角部２５からエキスパンドリング１６に向かうように斜め下方向に曲がる。これにより、半導体ダイ１５のＸ方向のプラス側のエッジ部からウェーハシート１２が剥離して、初期剥離７６が形成される。この際、半導体ダイ１５のＸ方向マイナス側に位置する他の半導体ダイ１５ａとの隙間１４の上端部の幅は、当初の隙間１４の幅Ｗ１と同一の幅Ｗ１となっている。このため、半導体ダイ１５が隣接する他の半導体ダイ１５ａに接触して割れや欠けが発生することがない。
【0040】
先に図４を参照して説明したように、ステージ２０の吸着面２２ａがウェーハシート１２の下面１２ｂを擦るようにステージ２０をウェーハシート１２に対して往復移動させると、半導体ダイ１５は、往路と復路で一回ずつ初期剥離７５又は７６が形成される。これにより、半導体ダイ１５のエッジ部に初期剥離７５又は７６が形成されて半導体ダイ１５とウェーハシート１２との間の粘着力が低減する。また、ステージ２０をウェーハシート１２に対してＸＹ方向に移動させた際に、図５、図６を参照して説明した初期剥離７５、７６の半導体ダイ１５がウェーハシート１２の上面１２ａに再度貼り付く場合がある。しかし、再度貼り付いた箇所の粘着力は、初期の粘着力よりも小さくなっているので、半導体ダイ１５とウェーハシート１２との粘着力は低減されている。
【0041】
制御部７０のＣＰＵ７１は、図２のステップＳ１０３で、半導体ダイ１５の貼り付けられているウェーハシート１２の上面１２ａの領域に対応するウェーハシート１２の下面１２ｂの領域の全部についてステージ２０をＸＹ方向に移動させたかを判断する。つまり、図４に示すウェーハシート１２の上面１２ａに貼り付けられた全ての半導体ダイ１５の下側のウェーハシート１２をステージ２０の吸着面２２ａで擦ったかどうかを判断する。ＣＰＵ７１は、図２のステップＳ１０３でＮＯと判断した場合には、図２のステップＳ１０２に戻って、ステージ２０をウェーハシート１２に対して相対的に横方向させることを継続する。一方、ＣＰＵ７１は、図２のステップＳ１０３でＹＥＳと判断した場合には、初期剥離発生工程を終了し、図２のステップＳ１０４に進んでピックアップ工程を開始する。
【0042】
制御部７０のＣＰＵ７１は、図２のステップＳ１０４に示す様に、ウェーハホルダ駆動部６１によってウェーハホルダ１０をＸＹ方向に移動して、ステージ２０の吸着面２２ａをピックアップしようとする半導体ダイ１５の下に移動させる。
【0043】
次に、制御部７０のＣＰＵ７１は、図２のステップＳ１０５に示す様に、ステージ駆動部６２によってステージ２０を上昇させて、ウェーハシート１２の下面１２ｂを第２高さＨ２だけ押し上げる（図７参照）。第２高さＨ２は、先に説明した通常の半導体ダイ１５のピックアップ動作の際の押上げ高さと同様の高さで、例えば、１ｍｍ程度であり、先に説明した第１高さＨ１よりも小さい。
【0044】
次に制御部７０のＣＰＵ７１は、図２のステップＳ１０６に示すように、真空弁６４を開としてステージ２０の内部を真空にする。これにより、ステージ２０の吸着孔２４が真空になり、ステージ２０の吸着面２２ａの上にウェーハシート１２の下面１２ｂを密着させる。
【0045】
そして、制御部７０のＣＰＵ７１は、図２のステップＳ１０７、図７に示すように、移動要素駆動部２９によって移動要素３０を構成する第１突き上げピン３１と第２突き上げピン３２とを吸着面２２ａより上昇させて、ウェーハシート１２の下からピックアップしようとする半導体ダイ１５を突き上げる。また、制御部７０は、コレット駆動部６３でコレット１８の位置をピックアップしようとする半導体ダイ１５の直上に移動させ、真空弁６５を開としてコレット１８の吸引孔１９を真空にして、コレット１８によって半導体ダイ１５をピックアップする。
【0046】
制御部７０のＣＰＵ７１は、図２のステップＳ１０８でピックアップとようとする半導体ダイ１５を全てピックアップしたかどうかを判断する。ＣＰＵ７１は、図２のステップＳ１０８でＮＯと判断した場合には、図２のステップＳ１０４に戻って次の半導体ダイ１５のピックアップを行う。
【0047】
一方、図２のステップＳ１０８でＹＥＳと判断した場合には、ＣＰＵ７１は、ピックアップ工程を終了して動作を終了する。
【0048】
以上説明したピックアップ装置１００は、初期剥離発生工程でピックアップしようとする半導体ダイ１５のエッジ部に初期剥離７５、７６を起こさせて半導体ダイ１５とウェーハシート１２との間の粘着力を低減した後、ピックアップ工程を実行して半導体ダイ１５をピックアップするので、半導体ダイ１５のピックアップミスを低減することができる。
【0049】
また、実施形態のピックアップ装置１００は、初期剥離発生工程でステージ２０をウェーハシート１２に対して往復移動させることにより、半導体ダイ１５とウェーハシート１２との間に初期剥離７５、７６を複数回発生させてウェーハシート１２の粘着力を低下させる。これにより、半導体ダイ１５のピックアップミスを低減することができる。
【0050】
以上説明したピックアップ装置１００では、初期剥離発生工程において、図４に示す様にステージ２０をウェーハシート１２に対してＸ方向に往復移動させた後、往復移動経路を変更する動作を繰り返してステージ２０の吸着面２２ａがウェーハシート１２の下面１２ｂを擦るように横方向に移動させることとして説明したがこれに限らない。
【0051】
例えば、図８に示す様に、ステージ２０を矢印９１に示す様に時計回りに円周方向に移動させた後、移動方向を反転させて矢印９２に示す様に半時計周りに円周方向に移動させて円周方向に沿って往復移動さる。その後、図８中の矢印９３に示す様にステージ２０を半径方向に移動させて往復移動経路を半径方向内側に変更したのち、図８中の矢印９４、９５のようにステージ２０を円周方向に往復移動させることを交互に繰り返して実行してもよい。
【0052】
これにより、円周方向と直交する半径方向への移動回数を低減でき、半導体ダイ１５とウェーハシート１２との間に初期剥離７５、７６を発生させることができる。
【0053】
また、図９の矢印９７に示す様に、ステージ２０をウェーハシート１２の外周から中心に向かって渦巻状に横移動させた後、移動方向を反転させてウェーハシート１２の中心から外周に向かって渦巻状に横移動させてもよい。或いは、これと反対に、ステージ２０をウェーハシート１２の中心から外周に向かって渦巻状に横移動させた後、移動方向を反転させてウェーハシート１２の外周から中心に向かって渦巻状に横移動させてもよい。
【0054】
これにより、簡便な動作で効果的に半導体ダイ１５とウェーハシート１２との間に初期剥離７５、７６を発生させることができる。
【0055】
また、以上説明したピックアップ装置１００では、半導体ダイ１５の貼り付けられているウェーハシート１２の上面１２ａの領域に対応するウェーハシート１２の下面１２ｂの領域の全部についてステージ２０をＸＹ方向に移動させた後、半導体ダイ１５のピックアップを行うこととして説明したが、これに限らない。例えば、ウェーハシート１２の上面１２ａに貼り付けられている半導体ダイ１５の一部をピックアップする場合には、ピックアップしようとする半導体ダイ１５が貼り付けられている部分のウェーハシート１２の下面１２ｂの部分でステージ２０をＸＹ方向に移動させた後、半導体ダイ１５をピックアップしてもよい。
【0056】
以上、実施形態のピックアップ装置１００について説明したが、図２～７を参照して説明したピックアップ装置１００の動作は、以下のような半導体ダイ１５とウェーハシート１２との間の初期剥離発生方法を実行したものでもある。
【0057】
実施形態のピックアップ装置１００により実行される初期剥離発生方法は、ウェーハシート１２の上面１２ａに貼り付けられた半導体ダイ１５をピックアップする前に半導体ダイ１５とウェーハシート１２との間に初期剥離を発生させる初期剥離発生方法であって、ステージ２０を上昇させてウェーハシート１２の下面１２ｂを押上げ、ステージ２０の吸着面２２ａがウェーハシート１２の下面１２ｂを擦るようにステージ２０をウェーハシート１２に対して相対的に横方向に移動させて半導体ダイ１５とウェーハシート１２との間に初期剥離を発生させる。
【0058】
これにより、半導体ダイ１５をピックアップする前に、半導体ダイ１５とウェーハシート１２との間の粘着力を低減することができる。
【符号の説明】
【0059】
１０ ウェーハホルダ、１１ ウェーハ、１２ ウェーハシート、１２ａ 上面、１２ｂ 下面、１３ リング、１４ 隙間、１５ 半導体ダイ、１６ エキスパンドリング、１６ａ 保持面、１６ｂ フランジ、１８ コレット、１９ 吸引孔、２０ ステージ、２０ａ 吸着面、２１ 円筒部、２２ 上端板、２２ａ 吸着面、２３ 開口、２４ 吸着孔、２５ 角部、２９ 移動要素駆動部、３０ 移動要素、３１ 第１突き上げピン、３２ 第２突き上げピン、６１ ウェーハホルダ駆動部、６２ ステージ駆動部、６３ コレット駆動部、６４、６５ 真空弁、７０ 制御部、７１ ＣＰＵ、７２ メモリ、７５、７６ 初期剥離、１００ ピックアップ装置。
【図1】
【図2】
【図3】
【図4】
【図5】
【図6】
【図7】
【図8】
【図9】