JP2007311570A

JP2007311570A - 貼替装置および貼替方法

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Publication number: JP2007311570A
Application number: JP2006139405A
Authority: JP
Inventors: Masahisa Otsuka; 昌久大塚
Original assignee: Lintec Corp
Current assignee: Lintec Corp
Priority date: 2006-05-18
Filing date: 2006-05-18
Publication date: 2007-11-29
Anticipated expiration: 2026-05-18
Also published as: JP4632313B2

Abstract

【課題】エキスパンド状態で第１の支持体に支持された半導体ウエハ等の板状部材を第２の支持体に貼り替える際に、エキスパンド状態から開放された第１の支持体に生じるうねりを効果的に減らすことができ、うねりによる不具合を防止するのに好適な貼替装置と貼替方法を提供する。
【解決手段】熱収縮可能な第１の支持体１にチップ状のウエハＷを支持し、エキスパンド状態とした後、前記ウエハＷに第２の支持体２を貼り合わせ、その後、第１の支持体１に加熱手段２９によって加熱を行い、その熱によって第１の支持体１が収縮を伴いながらエキスパンド状態から開放されるようにする。
【選択図】図１

Description

本発明は、第１の支持体に支持された半導体ウエハ（以下、単に、「ウエハ」と称す）等の板状部材を第２の支持体に貼り替える貼替装置および貼替方法に関する。

この種の貼替装置は、例えば特許文献１に記載されている。同文献の貼替装置は、その図１と図２に示されているように、第１フレーム（３）と第１ＵＶテープ（４）とからなる第１の支持部材に支持された板状部材、具体的にはウエハ（１）を、第２フレーム（８）と第２ＵＶテープ（９）とからなる第２の支持部材に貼り替える装置であり、当該ウエハ（１）は、貼替前に、ダイシング工程でチップ化されたチップの状態で第１の支持部材に支持された状態となっている。

また、特許文献１の貼替装置では、前記のように第１の支持部材に支持されているウエハ（１）のチップ間隔を広げた状態で第２の支持部材への貼り替えを行うため、引き伸ばしリング（７）を用いて第１の支持部材の第１ＵＶテープ（４）を引き伸ばすことにより当該第１の支持部材をエキスパンド状態とし（同文献の図１（ｄ）参照）、これによりチップ間隔を所定量広げた状態で、第２の支持部材の第２ＵＶテープ（９）を当該チップに貼り付けている（同文献の図１（ｅ）参照）。その後、同文献の貼替装置では、前記のような第１の支持部材のエキスパンド状態を開放してから、第１の支持部材の第１ＵＶテープ（４）を剥がし取って（同文献の図２（ａ）参照）、貼替が完了する。尚、以上の説明においてカッコ内の符号は特許文献１で用いられている符合である。

図１２は、特許文献１と同様の方式を採用した貼替装置の要部を示したものである。同図の貼替装置Ｍでは、エキスパンド部Ｍ２において、第１の支持部材１の接着シート１Ｂを図中二点鎖線で示すように引き伸ばすことにより当該第１の支持部材１をエキスパンド状態とし、これによりウエハＷのチップＣ間隔を所定量広げた状態で、第２の支持部材２の接着シート２Ｂを当該チップＣに貼り付け、その後、前記のような第１の支持部材１のエキスパンド状態を開放してから、第１の支持部材１の接着シート１Ｂを剥がし取って貼り替えが完了するものとしている。

しかしながら、前述した特許文献１や図１２に示した従来の貼替装置にあっては、第１の支持部材１をエキスパンド状態としてチップ間隔を広げるものとしているため、そのエキスパンド状態を開放したときに、それまで引き伸ばされていた第１の接着シート１Ｂが縮まずに図１２に示すようなうねりＵを起こした状態になってしまう。このようなうねりＵができると、第１の接着シート１Ｂが第２の支持部材２の接着シート２Ｂの接着剤面に接着してしまい、不要となった第１の接着シート１Ｂを剥離するときに第２の接着シート２Ｂを破ってしまったり、無理矢理剥がすことによってチップＣが第２の接着シート２Ｂから脱落したり、チップＣを破損するなどの不具合が発生する。

特許第３０６４９７９号公報

本発明は上記問題点を解決するためになされたもので、その目的とするところは、第１の支持体に支持されたウエハなどの板状部材を第２の支持体に貼り替える際に、エキスパンド状態から開放された第１の支持部材に生じるうねりを効果的に減らすことができ、うねりによる不具合を防止するのに好適な貼替装置と貼替方法を提供することにある。

上記目的を達成するために、本発明の貼替装置は、熱収縮可能な第１の支持体に支持され、チップ化された板状部材を第２の支持体に貼り替える貼替装置において、前記第１の支持体を引き伸ばしてエキスパンド状態とすることにより前記板状部材のチップ間隔を広げるエキスパンド手段と、前記第２の支持体を供給する供給手段と、前記板状部材のチップ間隔を広げた状態で前記第２の支持体を当該板状部材に貼り合わせる貼合手段と、前記第２の支持体の貼り合わせ後、前記第１の支持体を前記板状部材から剥離する剥離手段と、前記第１の支持体を加熱するための加熱手段とを有し、前記第１の支持体が前記加熱手段の熱によって収縮を伴いながらエキスパンド状態から開放されることを特徴とするものである。

前記本発明の貼替装置において、前記加熱手段は、例えば温風送風装置からなるものとしてよい。

前記本発明の貼替装置において採用できる前記温風送風装置は、吹き出る温風が所定方向へ傾くことによって回転し、回転する温風で前記第１の支持体を均等に加熱するものとしてよい。

上記目的を達成するために、本発明の貼替方法は、熱収縮可能な第１の支持体に支持され、チップ化された板状部材を第２の支持体に貼り替える貼替方法において、前記第１の支持体を引き伸ばしてエキスパンド状態とすることにより前記板状部材のチップ間隔を広げ、この状態で第２の支持体を前記板状部材に貼り合わせ、その後、前記第１の支持体が加熱手段の熱によって収縮を伴いながらエキスパンド状態から開放され、次に、前記第１の支持体を前記板状部材から剥離することを特徴とするものである。

前記本発明の貼替方法において、前記加熱手段は、例えば温風送風装置からなるものとしてよい。

前記本発明の貼替方法において採用できる前記温風送風装置は、吹き出る温風が所定方向へ傾くことによって回転し、回転する温風で前記第１の支持体を均等に加熱するものとしてよい。

本発明にあっては、第１の支持体が加熱手段の熱によって収縮を伴いながらエキスパンド状態から開放される構成を採用した。このため、第１の支持体のうねりを効果的に解消することができ、当該うねりが原因で第２の支持体を破ってしまったり、チップの脱落や、破損するといった不具合を解消できるという作用効果が得られる。

以下、本発明を実施するための最良の形態について、添付した図面を参照しながら詳細に説明する。

図１は本発明の一実施形態である貼替装置の正面図、図２はその平面図、図３は図１の貼替装置を構成するエキスパンド部の側面拡大図、図４は図１の貼替装置を構成するエキスパンド部の平面拡大図、図５は第１の支持体と第２の支持体の説明図である。

図１の貼替装置Ｍは、図５（ａ）（ｂ）のように第１の支持体１に支持されたウエハ（板状部材）Ｗ（以下、「第１ウエハ体Ｗ１」という）を、同図（ｃ）（ｄ）のように第２の支持体２に貼り替える装置（以下、第２の支持体２に支持されたウエハＷを「第２ウエハ体Ｗ２」という）であり、貼り替え前の当該ウエハＷは、前工程のダイシング工程によりチップ化され、複数のチップＣの状態となって第１の支持体１に支持されている。

第１の支持体１は、熱収縮可能な接着シート１Ｂがその接着剤によりリングフレーム１Ａに接着されており、また、第２の支持体２も同様に接着シート２Ｂがその接着剤によりリングフレーム２Ａに接着された構造になっている。

本貼替装置Ｍは、図１、２に示すように、搬送部Ｍ１と、エキスパンド部Ｍ２と、第２の支持体供給部Ｍ３と、分離部Ｍ４と、で構成されている。

搬送部Ｍ１は、ウエハカセット載置台４３と、多関節ロボット１７と、リングフレーム載置台２６により構成され、複数の第１ウエハ体Ｗ１がウエハカセット３に収納されてウエハカセット載置台４３に載置されている。多関節ロボット１７は、その自由端側に設けられた吸着アーム１７Ａによって第１ウエハ体Ｗ１を１枚ずつ取り出して、エキスパンド部Ｍ２へ搬送するようになっている。

エキスパンド部Ｍ２は、前記多関節ロボット１７によって搬送された第１ウエハ体Ｗ１を受け取るリングフレーム保持部７と、装置フレーム５に取り付けられたエキスパンドテーブル６と、ネジ軸１１によって前記リングフレーム保持部７を昇降させる昇降手段８と、加熱手段２９によって構成されている。これらの構成要素のうち、リングフレーム保持部７、エキスパンドテーブル６および昇降手段８が、エキスパンド手段４を構成している。

前記リングフレーム保持部７は、図３に示すように、内向きの保持溝９を有し、その保持溝９の内側に第１ウエハ体Ｗ１のリングフレーム１Ａが挿入されるように構成されており、エキスパンドテーブル６の両側に配置され、昇降手段８が下降することによってウエハＷのチップＣ間隔を広げるようになっている。

前記昇降手段８は、図３に示すように、装置フレーム５を上下方向に貫通するネジ軸１１と、装置フレーム５の下面に軸受部１３によって回転可能に取り付けられたプーリ１２と、出力軸に駆動用プーリ１６を有するパルスモータ１５と、それらプーリ１２、１６に掛け回されたエンドレスベルト１４とで構成され、ネジ軸１１の上端部に前記一対のリングフレーム保持部７が固定されている。これにより、パルスモータ１５の回転によってネジ軸１１とリングフレーム保持部７とが上下動し、第１ウエハ体Ｗ１の接着シート１Ｂを所定量引き伸ばし、ウエハＷのチップＣ間隔が広げられるようになっている。また、チップＣ間隔の広がり量を図示しないカメラ等で監視し、チップＣ間隔が所定量となった時点でリングフレーム保持部７の下降が停止する構成となっている。なお、本実施形態において、接着シート１Ｂの接着剤（図示省略）は、紫外線硬化型のものとし、チップＣ間隔を広げる動作が始まる前に、図示しない紫外線照射装置でその接着剤に紫外線が照射され、その粘着力が低下されるようになっている。

前記加熱手段２９は、温風送風装置３０によって構成され、その温風の吹き出し口３０Ａがエキスパンドテーブル６の下部周囲に複数設けられている（図４参照）。また、吹き出し口３０Ａは所定方向に傾けるように構成され、各吹き出し口３０Ａから吹き出る温風が図４矢印で示すように回転し、この回転する温風で第１ウエハ体Ｗ１の接着シート１Ｂが満遍なく加熱されるようになっている。さらに、本実施形態では、温風の漏れ防止と回転促進により第１の支持体１を効率よく加熱できるようにする等の観点から、環状の隔壁３１を設け、この隔壁３１でエキスパンド状態の第１ウエハ体Ｗ１を囲むように構成した。

前記第２の支持体供給部Ｍ３は、図１、２に示すように、前記エキスパンド部Ｍ２の上方に一部かぶさるように配置され、搬送テーブル１９と、シート貼付手段２５と、第２の支持体搬送手段１８によって構成されている。

前記搬送テーブル１９は、その上面がリングフレーム２Ａを吸着保持可能な支持面とされ、レール４４上をその下面に取り付けられた図示しないスライダを介して、前記第２の支持体搬送手段１８の下部とシート貼付手段２５の下部とを往復移動可能に構成されている。そして、本実施形態では、リングフレーム載置台２６から前記多関節ロボット１７によって、リングフレーム２Ａが１枚ずつ搬送テーブル１９上に供給され、この状態で搬送テーブル１９がシート貼付手段２５方向へ移動し、当該シート貼付手段２５によってリングフレーム２Ａ上に接着シート２Ｂが貼付される。

前記シート貼付手段２５では、図７に示すように、帯状の剥離シートＳに接着シート２Ｂが仮着された原反Ｔを用い、この原反Ｔは、ピールプレート２７の方向に搬送され、該ピールプレート２７の先端で剥離シートＳが急激に折り返される。これにより、剥離シートＳから接着シート２Ｂが繰り出され、この繰り出し動作に連動して搬送テーブル１９を移動させることによってリングフレーム２Ａに接着シート２Ｂがプレスローラ２８を介して貼り付けられ、第２の支持体２を形成する。

前記第２の支持体搬送手段１８は、吸着パッド２０と、当該吸着パッド２０をＺ軸方向へ移動する昇降シリンダ２２と、Ｙ軸方向へ移動する単軸ロボット２１と、接着シート２ＢをウエハＷへ押圧するプレスシリンダ２３によって構成されており、搬送テーブル１９上で形成された第２の支持体２を吸着パッド２０が吸着保持し、エキスパンドテーブル６上でチップＣ間隔を広げた状態で待機している第１ウエハ体Ｗ１上へ搬送し、プレスシリンダ２３の押圧板２４によって当該ウエハＷの上面に第２の支持体２を貼付するようになっている（図３参照）。

ウエハＷの上面に第２の支持体２が貼付された第１ウエハ体Ｗ１は、図６に示すように、前記加熱手段２９によって接着シート１Ｂを加熱するのと略同時に前記昇降手段８のリングフレーム保持部７が上昇することによって、第１の支持体１の接着シート１Ｂはエキスパンド状態から熱収縮を伴いながら開放される。よって、接着シート１Ｂが第２の支持体２の接着シート２Ｂに接着してしまうようなことはなくなる。このようにして第２の支持体が貼付された第１ウエハ体Ｗ１は、第１の支持体１を分離するために分離部Ｍ４へ搬送されることとなる。

分離部Ｍ４は、図１、２に示すように、ガイド部材３３と、第１、第２ウエハ体、Ｗ１、Ｗ２を搬送するウエハ体搬送手段４５と、分離きっかけ形成手段４６と、分離手段４７によって構成されている。

ガイド部材３３は、前記各リングフレーム保持部７の内向きの保持溝９に連なる溝３３Ａを有し、装置フレーム４８にスタンド４９を介して固定されている。

ウエハ体搬送手段４５は、上下シリンダ４１をＸ軸方向にスライドさせる単軸ロボット４０と、前記上下シリンダ４１により上下動する一対の爪４２Ａ、４２Ｂとを備えて構成され、その一対の爪４２Ａ、４２Ｂの爪間隔は、リングフレーム１Ａ、２Ａの外径より少し幅広く設けられている。単軸ロボット４０により一対の爪４２Ａ、４２Ｂがエキスパンドテーブル６の上方に移動されると、上下シリンダ４１が下降し、その爪４２Ａと爪４２Ｂとの間に、エキスパンド状態から開放され第２の支持体２が貼り付けられた第１ウエハ体Ｗ１が入り込む。そして、単軸ロボット４０がＸ軸方向へ移動することにより、第２の支持体２が貼り付けられた第１ウエハ体Ｗ１が、前記ガイド部材３３に案内されるようにして分離手段４７の上方に位置するようになる。

分離きっかけ形成手段４６は、図８及び図９のように、回転軸３４の先端に剥離用のヘラ３５を取り付けたロータリアクチュエータ３６によって構成され、図示しない移動手段を介して図８に示す二点鎖線の位置から、実線で示す位置へ移動することにより、ヘラ３５が第１の支持体１と第２の支持体２との間に入り込むようになっている。そして、ロータリアクチュエータ３６によってヘラ３５を接着シート１Ｂ方向に回転移動することにより、接着シート１Ｂの一部をリングフレーム１Ａから剥離し、接着シート１Ｂの一部を分離きっかけ部５０として形成する。

分離手段４７は、前記分離きっかけ形成手段４６によって形成された分離きっかけ部５０を把持するチャック３７を備えたチャックシリンダ３８と、当該チャックシリンダ３８をＸ軸方向へ移動する単軸ロボット３９とで構成され、チャック３７が分離きっかけ部５０を把持した状態で、単軸ロボット３９が図８に示す矢印ｂ方向へ移動することにより、第１の支持体１の接着シート１Ｂはリングフレーム１Ａから分離される。

次に、上記の如く構成された貼替装置の全体的な動作について図１、図３、図６、図８を基に簡単に説明する。

本発明の貼替装置Ｍにおいては、まず、多関節ロボット１７がウエハカセット３から第１ウエハ体Ｗ１を取り出しエキスパンド部Ｍ２へ搬送する。搬送された第１ウエハ体Ｗ１は、そのリングフレーム１Ａがリングフレーム保持部７の保持溝９に挿入された状態で、エキスパンドテーブル６上に配置セットされる。そして、昇降手段８を介して当該リングフレーム保持部７が図３のように下降することにより、第１の支持体１の接着シート１Ｂが引き伸ばされてエキスパンド状態になり、図示しないカメラ等によってチップＣ間隔の広がり量を監視し、そのチップＣ間隔が所定量となった時点でリングフレーム保持部７の下降が停止される。

その後、第２の支持体供給部Ｍ３のシート貼付手段２５によってリングフレーム２Ａ上に接着シート２Ｂが貼付された第２の支持体２が、第２の支持体搬送手段１８により、上記の如くチップＣ間隔の広がったウエハＷ上に第２の支持体２が供給され、この供給された第２の支持体２がプレスシリンダ２３の押圧板２４でウエハＷに貼り付けられる。

次に、昇降手段８を介してリングフレーム保持部７が図６のように上昇することにより、第１の支持体１のエキスパンド状態が開放される。このとき、温風送風装置３０の吹き出し口３０Ａから温風が吹き出し、第１の支持体１の接着シート１Ｂはその温風の熱によって収縮を伴いながらエキスパンド状態から開放される。このため、第１の支持体１の接着シート１Ｂはシート自身の弾性復元力と温風の熱との相乗効果で大きく収縮するため、うねりは生じない。

以上のように第１の支持体１のエキスパンド状態を開放する動作が完了した後、爪４２Ａ、４２Ｂが、第２の支持体２が貼り付けられた第１ウエハ体Ｗ１を間に挟んだ状態で単軸ロボット４０の動作を介して、分離手段４７の上方まで搬送する。

その後、図８に示すように、ヘラ３５が第１の支持体１と第２の支持体２との間に入り込んでロータリアクチュエータ３６の回転軸３４が回転することにより、ヘラ３５が分離きっかけ部５０を形成する。そして、この分離きっかけ部５０をチャック３７が掴んで単軸ロボット３９が移動することにより、第１の支持体１の接着シート１Ｂが剥がされ、ウエハＷは、第２の支持体２に支持され第２ウエハ体Ｗ２を形成して貼り替えは完了する。この剥がされた接着シート１Ｂは廃棄ごみとして図示しない回収手段に回収される。

その後、第２ウエハ体Ｗ２と、接着シート１Ｂが剥がされた第１の支持体１のリングフレーム１Ａは、前記爪４２Ａ、４２Ｂに挟まれた状態でエキスパンドテーブル６方向へ返送され、多関節ロボット１７によって第２ウエハ体Ｗ２は、搬送されて来たウエハカセット３の所定の位置に収納され、リングフレーム１Ａは、図示しないリングフレーム回収ボックスに収納される。

以上のように、本発明の実施形態を開示したが、本発明はこれに限定されるものではない。例えば、前記実施形態では、板状部材としてウエハＷを対象としたが、これに替えてガラス、鋼板、または、樹脂板等、その他の板状部材も対象とすることができ、ウエハＷはシリコンウエハや化合物ウエハであってもよい。また、板状部材は、円形のものに限らず、多角形状であってもよい。

また、前記実施形態では、加熱手段２９として温風送風装置３０を採用し、その温風で第１の支持体１を過熱する構成を採用したが、これと一緒に又は別に、遠赤外線その他のエネルギー線で第１の支持体１を加熱するように構成してもよい。

更に、第２の支持体２の接着シート２Ｂは、接着シート１Ｂのような熱収縮シートに限定されることはなく、ウエハＷを支持できるシートであればよい。

また、本実施形態では、第１の支持体１のリングフレーム１Ａと同じ形態のリングフレームを第２の支持体２のリングフレーム２Ａとして用いているが、これら２つのリングフレーム１Ａ、２Ａの形態は異なるものでもよい。

更に、本実施形態では、温風の吹き出し口３０Ａを装置フレーム５の上面に取り付けたが、これに限定されることはない。例えば、図１０に示すように、リングフレーム保持部７の上下動に追従して前記吹き出し口３０Ａが上下動する構成を採用してもよい。この構成によると、吹き出し口３０Ａから第１の支持体１までの間隔が所定距離に保たれるので、更に効率よく第１の支持体を加熱することができる。また、図１１に示すようにリングフレーム保持部７の上下動に連動して前記吹き出し口３０Ａの傾きが変化するように構成することもできる。

本発明の一実施形態である貼替装置の正面図。図１の貼替装置の平面図。図１の貼替装置を構成するエキスパンド部の側面拡大図。図１の貼替装置を構成するエキスパンド部の平面拡大図。第１の支持体と第２の支持体の説明図。第１の支持体のエキスパンド状態を開放するときの動作説明図。シート貼付手段の一例を示した説明図。分離きっかけ形成手段を示す部分拡大正面図。図８の分離きっかけ形成手段を矢印ａ方向から見た平面図。本発明の他の実施形態の説明図。本発明の他の実施形態の説明図。従来の貼替装置の説明図。

符号の説明

１第１の支持体
２第２の支持体
４エキスパンド手段
２３プレスシリンダ（貼合手段）
２９加熱手段
３０温風送風装置
Ｃチップ
Ｍ貼替装置
Ｍ３第２の支持体供給部（供給手段）
Ｍ４分離部（剥離手段）
Ｗウエハ（板状部材）

Claims

熱収縮可能な第１の支持体に支持され、チップ化された板状部材を第２の支持体に貼り替える貼替装置において、
前記第１の支持体を引き伸ばしてエキスパンド状態とすることにより前記板状部材のチップ間隔を広げるエキスパンド手段と、
前記第２の支持体を供給する供給手段と、
前記板状部材のチップ間隔を広げた状態で前記第２の支持体を当該板状部材に貼り合わせる貼合手段と、
前記第２の支持体の貼り合わせ後、前記第１の支持体を剥離する剥離手段と、
前記第１の支持体を加熱するための加熱手段とを有し、
前記第１の支持体が前記加熱手段の熱によって収縮を伴いながらエキスパンド状態から開放されること
を特徴とする貼替装置。
前記加熱手段は温風送風装置からなることを特徴とする請求項１に記載の貼替装置。
前記温風送風装置は、吹き出る温風が所定方向へ傾くことによって回転し、回転する温風で前記第１の支持体を均等に加熱することを特徴とする請求項２に記載の貼替装置。
熱収縮可能な第１の支持体に支持され、チップ化された板状部材を第２の支持体に貼り替える貼替方法において、
前記第１の支持体を引き伸ばしてエキスパンド状態とすることにより前記板状部材のチップ間隔を広げ、この状態で第２の支持体を前記板状部材に貼り合わせ、その後、前記第１の支持体が加熱手段の熱によって収縮を伴いながらエキスパンド状態から開放され、次に、前記第１の支持体を前記板状部材から剥離すること
を特徴とするシート貼替方法。
前記加熱手段は温風送風装置からなることを特徴とする請求項４に記載の貼替方法。
前記温風送風装置は、吹き出る温風が所定方向へ傾くことによって回転し、回転する温風で前記第１の支持体を均等に加熱することを特徴とする請求項５に記載の貼替方法。