JP2024017044A - 基板処理装置、及び基板処理方法 - Google Patents
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Abstract
【課題】基板に貼合したチップを前記基板から剥離する、技術を提供する。【解決手段】基板処理装置は、基板に貼合したチップを前記基板から剥離するチップ剥離部を備える。前記チップ剥離部は、前記基板を前記チップとは反対側から保持する基板保持部と、前記チップを前記基板とは反対側から保持する第1チップ保持部と、前記第1チップ保持部を移動させる第1チップ移動部と、を有する。前記第1チップ保持部は、前記チップに接触する第1感温性粘着テープを含む。前記第1感温性粘着テープは、温度に応じて粘着力を変える。【選択図】図5
Description
本開示は、基板処理装置、及び基板処理方法に関する。
特許文献1に記載のチップ実装システムは、チップ供給装置と、ボンディング装置と、表面処理装置と、搬出入部と、搬送部と、を備える(特許文献1の段落[0225])。チップ供給装置は、複数のチップを個別に供給する。ボンディング装置は、チップ供給装置から供給されたチップを基板上に取り付ける。
本開示の一態様は、基板に貼合したチップを基板から剥離する、技術を提供する。
本開示の一態様に係る基板処理装置は、基板に貼合したチップを前記基板から剥離するチップ剥離部を備える。前記チップ剥離部は、前記基板を前記チップとは反対側から保持する基板保持部と、前記チップを前記基板とは反対側から保持する第1チップ保持部と、前記第1チップ保持部を移動させる第1チップ移動部と、を有する。前記第1チップ保持部は、前記チップに接触する第1感温性粘着テープを含む。前記第1感温性粘着テープは、温度に応じて粘着力を変える。
本開示の一態様によれば、基板に貼合したチップを基板から剥離することができる。
以下、本開示の実施形態について図面を参照して説明する。なお、各図面において同一の又は対応する構成には同一の符号を付し、説明を省略することがある。本明細書において、X軸方向、Y軸方向、Z軸方向は互いに垂直な方向である。X軸方向及びY軸方向は水平方向、Z軸方向は鉛直方向である。
図1~図2を参照して、一実施形態に係る基板処理装置1について説明する。基板処理装置1は、図2(A)~図2(D)に示すように、基板W1の主面W1cの異なる貼合領域に複数のチップCP1を貼合することで、チップ付き基板CW1を製造する。
チップ付き基板CW1は、基板W1と、基板W1に貼合された複数のチップCP1と、を含む。図示しないが、各チップCP1の上には、さらに別のチップが積層されてもよい。
基板処理装置1には、図2(A)に示す基板W1が搬入される。基板W1は、下地基板W1aと、下地基板W1aの上に形成された複数のデバイスW1bと、を有する。下地基板W1aは、例えば、シリコンウェハ、化合物半導体ウェハ、又はガラス基板である。デバイスW1bは、半導体素子、回路、又は端子などを含む。デバイスW1bは、主面W1cに形成されている。
また、基板処理装置1には、図2(B)に示す複数のチップCP1が搬入される。複数のチップCP1はテープTP1に接着されており、テープTP1の外周がフレームFR1に装着されている。フレームFR1の開口部に、複数のチップCP1が配列されている。複数のチップCP1は、例えば基板をテープTP1に接着した状態で基板をダイシングすることで得られる。
チップCP1は、下地基板CP1aと、下地基板CP1aの上に形成されたデバイスCP1bと、を有する。下地基板CP1aは、例えば、シリコンウェハ、化合物半導体ウェハ、又はガラス基板である。デバイスCP1bは、半導体素子、回路、又は端子などを含む。デバイスCP1bは、下地基板CP1aを基準として、テープTP1とは反対側に配置される。
図2(C)に示すように、ピックアップ部53は、複数のチップCP1を個別にテープTP1から剥離する。その後、チップCP1は、上下反転された上で、図2(D)に示すように、基板W1に貼合される。基板W1のデバイスW1bと、チップCP1のデバイスCP1bとが電気的に接続される。これにより、チップ付き基板CW1が得られる。
なお、図12(A)に示すように、チップ付き基板CW1を構成する基板W1は、デバイスW1bを有しなくてもよい。つまり、基板W1は、電気回路を有しなくてもよい。例えば、基板W1は、シリコンウェハ、化合物半導体ウェハ、又はガラス基板のみからなる。基板W1がデバイスW1bを有しない場合、図12(B)に示すように、複数のチップCP1を挟んで基板W1と基板W2とが接合される。次に、図12(C)に示すように、複数のチップCP1と基板W1が剥離され、最後に、図12(D)に示すように複数のチップCP1を挟んで基板W2と基板W3とが接合される。基板W3は、下地基板W3aと、下地基板W3aの上に形成された複数のデバイスW3bと、を有する。基板W3のデバイスW3bと、チップCP1のデバイスCP1bとが電気的に接続される。
図1に示すように、基板処理装置1は、搬入出ステーション2と、第1処理ステーション3と、インターフェースブロック4と、第2処理ステーション5と、制御部9と、を備える。搬入出ステーション2と、第1処理ステーション3と、インターフェースブロック4と、第2処理ステーション5とは、この順番で、X軸負方向側からX軸正方向側に並ぶ。
搬入出ステーション2は、載置台20を備える。載置台20には、カセットC1~C4が載置される。カセットC1は、図2(A)に示す基板W1を収容する。カセットC2は、図2(D)に示すチップ付き基板CW1を収容する。カセットC3は、図2(B)に示すフレームFR1と共に複数のチップCP1を収容する。カセットC4は、図示しない使用済みのフレームFR1を収容する。使用済みのフレームFR1とは、複数のチップCP1をテープTP1から剥離した後に残るフレームFR1のことである。使用済みのフレームFR1には、チップCP1が残っていてもよい。
搬入出ステーション2は、搬送領域21と、第3基板搬送アーム22と、第3フレーム搬送アーム23と、を備える。搬送領域21は、載置台20に隣接する。第3基板搬送アーム22は、搬送領域21にて基板W1を保持して搬送する。第3フレーム搬送アーム23は、搬送領域21にてフレームFR1を保持して搬送する。第3基板搬送アーム22と第3フレーム搬送アーム23は、それぞれ、水平方向(X軸方向及びY軸方向の両方向)及び鉛直方向の移動と、鉛直軸を中心とする回転とが可能である。
搬入出ステーション2は、第3基板搬送アーム22と第3フレーム搬送アーム23を移動または回転させる図示しない駆動部を有する。第3基板搬送アーム22と第3フレーム搬送アーム23は、同じY軸スライダに搭載され同時にY軸方向に移動させられてもよいし、異なるY軸スライダに搭載され独立にY軸方向に移動させられてもよい。第3基板搬送アーム22と第3フレーム搬送アーム23は、同じY軸スライダに搭載される場合、Z軸方向に積層される。第3基板搬送アーム22と第3フレーム搬送アーム23が異なるY軸スライダに搭載される場合、複数のY軸スライダはZ軸方向にずらして配置される。
第3基板搬送アーム22は、チップCP1を貼合する前の基板W1をカセットC1から取り出し、基板載置部24に搬送する。また、第3基板搬送アーム22は、基板載置部24からチップ付き基板CW1を取り出し、カセットC2に収納する。チップCP1を貼合する前の基板W1を搬送する第3基板搬送アーム22と、チップ付き基板CW1を搬送する第3基板搬送アーム22とは、別々に設けられてもよい。
第3フレーム搬送アーム23は、フレームFR1と共に複数のチップCP1をカセットC3から取り出し、フレーム載置部25に搬送する。また、第3フレーム搬送アーム23は、フレーム載置部25から使用済みのフレームFR1を取り出し、カセットC4に収納する。フレームFR1と共に複数のチップCP1を搬送する第3フレーム搬送アーム23と、使用済みのフレームFR1を搬送する第3フレーム搬送アーム23とは、別々に設けられてもよい。
搬入出ステーション2は、基板載置部24と、フレーム載置部25と、を備える。基板載置部24とフレーム載置部25は、搬入出ステーション2の搬送領域21と、第1処理ステーション3の搬送領域30との間に配置され、両方の搬送領域21、30に隣接する。基板載置部24とフレーム載置部25とは、搬入出ステーション2のフットプリントを小さくすべく、鉛直方向に積層されてもよい。
基板載置部24には、チップCP1を貼合する前の基板W1が載置される。基板載置部24には、チップ付き基板CW1が載置されてもよい。チップCP1を貼合する前の基板W1が載置される基板載置部24と、チップ付き基板CW1が載置される基板載置部24とは、別々に設けられてもよく、それぞれ複数設けられてもよい。
フレーム載置部25には、フレームFR1と共に複数のチップCP1が載置される。フレーム載置部25には、使用済みのフレームFR1が載置されてもよい。フレームFR1と共に複数のチップCP1が載置されるフレーム載置部25と、使用済みのフレームFR1が載置されるフレーム載置部25とは、別々に設けられてもよく、それぞれ複数設けられてもよい。
第1処理ステーション3は、搬送領域30と、第1基板搬送アーム31と、第1フレーム搬送アーム32と、を備える。搬送領域30は、X軸方向に延びている。第1基板搬送アーム31は、搬送領域30にて基板W1を保持して搬送する。第1フレーム搬送アーム32は、搬送領域30にてフレームFR1を保持して搬送する。第1基板搬送アーム31と第1フレーム搬送アーム32は、それぞれ、水平方向(X軸方向及びY軸方向の両方向)及び鉛直方向の移動と、鉛直軸を中心とする回転とが可能である。
第1処理ステーション3は、第1基板搬送アーム31と第1フレーム搬送アーム32を移動または回転させる図示しない駆動部を有する。第1基板搬送アーム31と第1フレーム搬送アーム32は、同じX軸スライダに搭載され同時にX軸方向に移動させられてもよいし、異なるX軸スライダに搭載され独立にX軸方向に移動させられてもよい。第1基板搬送アーム31と第1フレーム搬送アーム32は、同じX軸スライダに搭載される場合、Z軸方向に積層される。第1基板搬送アーム31と第1フレーム搬送アーム32が異なるX軸スライダに搭載される場合、複数のX軸スライダはZ軸方向にずらして配置される。
第1基板搬送アーム31は、チップCP1を貼合する前の基板W1を基板載置部24から取り出し、表面改質部34と基板洗浄部35を経由して、インターフェースブロック4の第1バッファ部41に搬送する。また、第1基板搬送アーム31は、第1バッファ部41からチップ付き基板CW1を取り出し、検査部36などを経由して、搬入出ステーション2の基板載置部24に載置する。チップCP1を貼合する前の基板W1を搬送する第1基板搬送アーム31と、チップ付き基板CW1を搬送する第1基板搬送アーム31とは、別々に設けられてもよい。
第1フレーム搬送アーム32は、フレーム載置部25からフレームFR1と共に複数のチップCP1を取り出し、チップ洗浄部33を経由して、インターフェースブロック4の第2バッファ部42に搬送する。また、第1フレーム搬送アーム32は、第2バッファ部42から使用済みのフレームFR1を取り出し、搬入出ステーション2のフレーム載置部25に載置する。フレームFR1と共に複数のチップCP1を搬送する第1フレーム搬送アーム32と、使用済みのフレームFR1を搬送する第1フレーム搬送アーム32とは、別々に設けられてもよい。
第1処理ステーション3は、チップ洗浄部33と、表面改質部34と、基板洗浄部35と、検査部36と、チップ剥離部37と、アニール部38と、を備える。チップ洗浄部33と、表面改質部34と、基板洗浄部35と、検査部36と、チップ剥離部37と、アニール部38とは、搬送領域30に隣接しており、搬送領域30のY軸正方向側またはY軸負方向側に配置される。
チップ洗浄部33は、複数のチップCP1がテープTP1に接着され且つテープTP1の外周がフレームFR1に装着された状態で、複数のチップCP1を洗浄する。チップCP1を洗浄した後で、チップCP1を基板W1に貼合することで、異物の噛み込みを抑制できる。
表面改質部34は、基板W1の主面W1cをプラズマ処理する。表面改質部34では、例えば減圧下において処理ガスである酸素ガスが励起されてプラズマ化され、イオン化される。酸素イオンが基板W1の主面W1cに照射されることにより、主面W1cが改質される。処理ガスは、酸素ガスには限定されず、例えば窒素ガスなどでもよい。
基板洗浄部35は、基板W1の主面W1cを洗浄する。例えば、基板洗浄部35は、スピンチャックに保持されている基板W1を回転させながら、基板W1の上に純水(例えば脱イオン水)を供給する。純水は、遠心力によって主面W1c全体に広がり、主面W1cを洗浄する。純水は、予め改質された主面W1cにOH基を付与する。OH基同士の水素結合を利用して、基板W1とチップCP1を貼合できる。
検査部36は、基板W1の主面W1cの異なる貼合領域に貼合された複数のチップCP1のそれぞれの貼合状態が良好か不良かを検査する。検査項目は、気泡などの異物の有無と、位置ずれの有無と、の少なくとも1つを含む。例えば気泡が基板W1とチップCP1の界面に有ると、チップ付き基板CW1が真空処理される際に、気泡が破裂する。気泡の破裂によって、貼合状態が良好なチップCP1まで問題が生じたり、真空チャンバーが汚染されたりする。あるいは、気泡または粒子が基板W1とチップCP1の界面に有ると、チップCP1の高さが高くなり、研削または研磨時にチッピングが生じ、その衝撃で貼合状態が良好なチップCP1まで問題が生じる。
チップ剥離部37は、検査部36による検査で貼合状態が不良であったチップCP1を、基板W1から剥離する。貼合状態が不良であったチップCP1を基板W1から剥離することで、気泡または粒子が基板W1とチップCP1の界面にある場合に生じる問題を解決でき、チップ付き基板CW1の品質を向上できる。基板W1から剥離したチップCP1は、再利用されてもよいし、廃棄されてもよい。チップ剥離部37の詳細は後述する。
アニール部38は、チップ付き基板CW1を加熱処理する。加熱処理前に、チップCP1と基板W1は、OH基同士の水素結合によって結合されている。加熱処理によって、脱水縮合反応が生じ、共有結合が生じ、チップCP1と基板W1の接合強度が向上する。なお、チップ剥離部37によるチップCP1の剥離は、アニール部38によるチップ付き基板CW1の加熱処理前に行われる。
インターフェースブロック4は、第1処理ステーション3の搬送領域30に隣接する。インターフェースブロック4は、第1バッファ部41と、第2バッファ部42と、第2基板搬送アーム43と、第2フレーム搬送アーム44と、を備える。第1バッファ部41と第2バッファ部42は、第1処理ステーション3の搬送領域30に隣接している。第1バッファ部41と第2バッファ部42は、インターフェースブロック4のフットプリントを小さくすべく、鉛直方向に積層されてもよい。
第1バッファ部41は、チップCP1を貼合する前の基板W1を保管する。第1バッファ部41は、チップ付き基板CW1を保管してもよい。チップCP1を貼合する前の基板W1を保管する第1バッファ部41と、チップ付き基板CW1を保管する第1バッファ部41とは、別々に設けられてもよく、それぞれ複数設けられてもよい。
第2バッファ部42は、フレームFR1と共に複数のチップCP1を保管する。第2バッファ部42は、使用済みのフレームFR1を保管してもよい。フレームFR1と共に複数のチップCP1を保管する第2バッファ部42と、使用済みのフレームFR1を保管する第2バッファ部42とは、別々に設けられてもよく、それぞれ複数設けられてもよい。
第2基板搬送アーム43は、チップCP1を貼合する前の基板W1を第1バッファ部41から取り出し、第2処理ステーション5の基板保持部51に搬送する。第2基板搬送アーム43は、チップ付き基板CW1を基板保持部51から第1バッファ部41に搬送してもよい。第2基板搬送アーム43は、水平方向(X軸方向及びY軸方向の両方向)及び鉛直方向の移動と、鉛直軸を中心とする回転とが可能である。チップCP1を貼合する前の基板W1を搬送する第2基板搬送アーム43と、チップ付き基板CW1を搬送する第2基板搬送アーム43とは、別々に設けられてもよい。
第2フレーム搬送アーム44は、フレームFR1と共に複数のチップCP1を第2バッファ部42から取り出し、第2処理ステーション5のチップ保持部52に搬送する。第2フレーム搬送アーム44は、使用済みのフレームFR1をチップ保持部52から第2バッファ部42に搬送してもよい。第2フレーム搬送アーム44は、水平方向(X軸方向及びY軸方向の両方向)及び鉛直方向の移動と、鉛直軸を中心とする回転とが可能である。フレームFR1と共に複数のチップCP1を保管する第2フレーム搬送アーム44と、使用済みのフレームFR1を搬送する第2フレーム搬送アーム44とは、別々に設けられてもよい。
インターフェースブロック4は、第2基板搬送アーム43と第2フレーム搬送アーム44を移動または回転させる図示しない駆動部を有する。第2基板搬送アーム43と第2フレーム搬送アーム44は、所定方向に同時に移動させられてもよいし、所定方向に独立に移動させられてもよい。第2基板搬送アーム43と第2フレーム搬送アーム44は、図1及び図2ではZ軸方向に積層されていないが、Z軸方向に積層されてもよい。
インターフェースブロック4は、前処理(例えば表面改質と洗浄)を実施済みの基板W1と、前処理(例えば洗浄)を実施済みの複数のチップCP1とを保管する。これにより、第2処理ステーション5の稼働率を向上でき、チップ付き基板CW1の生産効率を向上できる。
なお、インターフェースブロック4は無くてもよく、第1処理ステーション3と第2処理ステーション5とが隣接していてもよい。この場合、第1処理ステーション3の第1基板搬送アーム31が、チップCP1を貼合する前の基板W1を第2処理ステーション5の基板保持部51に搬送し、チップ付き基板CW1を基板保持部51から受け取る。また、この場合、第1処理ステーション3の第1フレーム搬送アーム32が、フレームFR1と共に複数のチップCP1を第2処理ステーション5のチップ保持部52に搬送し、使用済みのフレームFR1をチップ保持部52から受け取る。
第2処理ステーション5は、インターフェースブロック4を基準として第1処理ステーション3の搬送領域30とは反対側に配置される。第2処理ステーション5は、基板保持部51と、チップ保持部52と、ピックアップ部53と、マウント部54と、を備える。基板保持部51は、基板W1を保持する。チップ保持部52は、複数のチップCP1がテープTP1を介してフレームFR1に装着された状態で、複数のチップCP1を保持する。基板保持部51とチップ保持部52は、それぞれ、水平方向(X軸方向及びY軸方向の両方向)の移動と、鉛直軸を中心とする回転とが可能である。ピックアップ部53は、チップ保持部52で保持されているチップCP1をテープTP1から剥離する。マウント部54は、ピックアップ部53でテープTP1から剥離したチップCP1を基板W1の主面W1cに実装する。
インターフェースブロック4と、第2処理ステーション5とで、チップ貼合部6が構成される。チップ貼合部6は、第1処理ステーション3の搬送領域30に隣接している。なお、既述の通り、インターフェースブロック4は無くてもよく、第2処理ステーション5のみでチップ貼合部6が構成されてもよい。
制御部9は、例えばコンピュータであり、CPU(Central Processing Unit)などの演算部91と、メモリなどの記憶部92と、を備える。記憶部92には、基板処理装置1において実行される各種の処理を制御するプログラムが格納される。制御部9は、記憶部92に記憶されたプログラムを演算部91に実行させることにより、基板処理装置1の動作を制御する。
次に、図3を参照して、一実施形態に係る基板処理方法について説明する。図3の処理は、制御部9による制御下で実施される。
先ず、搬入出ステーション2の第3基板搬送アーム22が、カセットC1から基板W1を取り出し、基板載置部24に搬送する。次に、第1処理ステーション3の第1基板搬送アーム31が、基板載置部24から基板W1を取り出し、表面改質部34に搬送する。次に、表面改質部34が、基板W1の主面W1cをプラズマ処理する(ステップS101)。その後、第1基板搬送アーム31が、表面改質部34から基板W1を取り出し、基板洗浄部35に搬送する。次に、基板洗浄部35が、基板W1の主面W1cを洗浄する(ステップS102)。その後、第1基板搬送アーム31が、基板洗浄部35から基板W1を取り出し、インターフェースブロック4の第1バッファ部41に搬送する。次に、第2基板搬送アーム43が、第1バッファ部41から基板W1を取り出し、第2処理ステーション5の基板保持部51に搬送する。
上記の処理と並行して、下記の処理が行われる。先ず、搬入出ステーション2の第3フレーム搬送アーム23が、カセットC3からフレームFR1と共に複数のチップCP1を取り出し、フレーム載置部25に搬送する。次に、第1処理ステーション3の第1フレーム搬送アーム32が、フレーム載置部25からフレームFR1と共に複数のチップCP1を取り出し、チップ洗浄部33に搬送する。次に、チップ洗浄部33が、複数のチップCP1を洗浄する(ステップS103)。その後、第1フレーム搬送アーム32が、チップ洗浄部33からフレームFR1と共に複数のチップCP1を取り出し、インターフェースブロック4の第2バッファ部42に搬送する。次に、第2フレーム搬送アーム44が、第2バッファ部42からフレームFR1と共に複数のチップCP1を取り出し、第2処理ステーション5のチップ保持部52に搬送する。
次に、チップ貼合部6が、基板W1の主面W1cの異なる貼合領域に、複数のチップCP1を貼合する(ステップS104)。これにより、チップ付き基板CW1が得られる。その後、第2基板搬送アーム43が、基板保持部51からチップ付き基板CW1を取り出し、第1バッファ部41に搬送する。次に、第1処理ステーション3の第1基板搬送アーム31が、第1バッファ部41からチップ付き基板CW1を取り出し、検査部36に搬送する。
次に、検査部36が、基板W1の主面W1cの異なる貼合領域に貼合された複数のチップCP1のそれぞれの貼合状態が良好か不良かを検査する(ステップS105)。検査部36は、検査結果を制御部9に送信する。制御部9は、不良の有無をチェックする(ステップS106)。制御部9は、検査部36による検査結果に応じて、チップ付き基板CW1の搬送先を、アニール部38とチップ剥離部37とに振り分ける制御を行う。
チップCP1の貼合状態に不良が有る場合(ステップS106、NO)、チップ付き基板CW1の搬送先は、チップ剥離部37になる。第1基板搬送アーム31が、検査部36からチップ付き基板CW1を取り出し、チップ剥離部37に搬送する。次に、チップ剥離部37が、貼合状態が不良であったチップCP1を、基板W1から剥離する(ステップS107)。その後、第1基板搬送アーム31が、チップ剥離部37からチップ付き基板CW1を取り出し、アニール部38に搬送する。その後、ステップS108以降の処理が行われる。
なお、第1基板搬送アーム31は、チップ剥離部37からチップ付き基板CW1を取り出し、チップ貼合部6に搬送してもよい。チップ貼合部6は、チップCP1を剥離した貼合領域に、チップCP1を再度貼合する。その後、ステップS105以降の処理が再度行われてもよい。
一方、全てのチップCP1の貼合状態に不良が無い場合(ステップS106、YES)、チップ付き基板CW1の搬送先は、アニール部38になる。第1基板搬送アーム31が、検査部36からチップ付き基板CW1を取り出し、アニール部38に搬送する。次に、アニール部38が、チップ付き基板CW1を加熱処理する(ステップS108)。加熱処理によって、チップCP1と基板W1の接合強度が向上する。
その後、第1基板搬送アーム31が、アニール部38からチップ付き基板CW1を取り出し、搬入出ステーション2の基板載置部24に載置する。最後に、搬入出ステーション2の第3基板搬送アーム22が、基板載置部24からチップ付き基板CW1を取り出し、カセットC2に収納する。チップ付き基板CW1は、カセットC2に収納された状態で、基板処理装置1から搬出される。
なお、ステップS104の後、第1処理ステーション3の第1フレーム搬送アーム32が、チップ貼合部6から使用済みのフレームFR1を取り出し、搬入出ステーション2のフレーム載置部25に載置する。次に、搬入出ステーション2の第3フレーム搬送アーム23が、フレーム載置部25から使用済みのフレームFR1を取り出し、カセットC4に収納する。
次に、図4~図7を参照して、チップ剥離部37の一例について説明する。チップ剥離部37は、基板W1に貼合したチップCP1を基板W1から剥離する。チップ剥離部37は、例えば、図4に示すように、基板保持部110と、第1チップ保持部120と、第1チップ移動部130と、回収部140と、を有する。
基板保持部110は、基板W1をチップCP1とは反対側から保持する。基板保持部110は、例えば静電チャックと複数本のリフトピンを含む。静電チャックは、基板W1を静電吸着する。複数本のリフトピンは、静電チャックの上面から上方に突出すること及び静電チャックの上面よりも下方に引っ込むことで、静電チャックと第1基板搬送アーム31との間で基板W1を受け渡す。基板保持部110は、静電チャックの代わりに、真空チャックを有してもよい。
基板保持部110は、水平方向(X軸方向及びY軸方向の両方向)の移動が可能である。基板保持部110は、鉛直軸を中心とする回転が可能であってもよい。基板保持部110の移動または回転によって、基板W1の位置を変更できる。基板保持部110は、鉛直方向の移動が可能であってもよい。
第1チップ保持部120は、チップCP1を基板W1とは反対側から保持する。第1チップ移動部130は、第1チップ保持部120を移動させる。第1チップ移動部130は、第1チップ保持部120を水平方向(X軸方向及びY軸方向の両方向)と鉛直方向(Z軸方向)とに移動させる。第1チップ移動部130は、例えば、X軸方向駆動部131とY軸方向駆動部132とZ軸方向駆動部133とを有する。
第1チップ移動部130は、第1チップ保持部120を移動させることで、チップCP1を基板W1から回収部140に移し替える。回収部140は、基板W1から剥離したチップCP1を回収する。回収したチップCP1は、再利用されてもよいし、廃棄されてもよい。回収したチップCP1を再利用する場合、チップCP1は回収部140からチップキャリア160(図10参照)に更に移し替えられる。なお、チップCP1は、回収部140を経由することなく、基板W1からチップキャリア160に移し替えることも可能である。
図5に示すように、第1チップ保持部120は、チップCP1に接触する第1感温性粘着テープ121を含む。第1感温性粘着テープ121は、図7の実線L1又は破線L2で示すように温度に応じて粘着力を変える。粘着力は、温度に応じて可逆的に変化する。
チップCP1を基板W1から剥離する時には、第1感温性粘着テープ121の粘着力は、チップCP1と基板W1の結合力よりも大きい。一方、チップCP1を回収部140に渡す時には、第1感温性粘着テープ121の粘着力は、第1チップ保持部120からチップCP1を分離可能な程度に小さい。
チップCP1を基板W1から剥離する時と、チップCP1を回収部140に渡す時とで、第1感温性粘着テープ121の温度が異なる。その温度差は、特に限定されないが、例えば60℃~100℃である。温度差が60℃以上であれば、粘着力の変化が十分に大きい。温度差が100℃以下であれば、電気の使用量が少なくて済む。
第1感温性粘着テープ121の温度を調節することで、第1チップ保持部120に対してチップCP1を固定することも、第1チップ保持部120からチップCP1を分離することも可能である。よって、チップCP1を基板W1から回収部140に移し替えることができる。
図6に示すように、回収部140は、チップCP1に接触する第2感温性粘着テープ141を含む。第2感温性粘着テープ141は、第1感温性粘着テープ121とは反対側からチップCP1に接触する。第1感温性粘着テープ121と第2感温性粘着テープ141は、一方が加熱によって粘着力を低下するテープであり、他方が加熱によって粘着力を増加するテープである。
例えば、第1感温性粘着テープ121が図7の実線L1で示すように加熱によって粘着力を低下するテープであって、且つ第2感温性粘着テープ141が図7の破線L2で示すように加熱によって粘着力を増加するテープである。加熱によって第2感温性粘着テープ141の粘着力が第1感温性粘着テープ121の粘着力よりも大きくなる。その後、冷却によって第2感温性粘着テープ141の粘着力が第1感温性粘着テープ121の粘着力よりも小さくなる。
チップCP1を回収部140に渡す時には、第1感温性粘着テープ121と第2感温性粘着テープ141が加熱され、第2感温性粘着テープ141の粘着力が第1感温性粘着テープ121の粘着力よりも大きくなる。また、第1感温性粘着テープ121の粘着力は、チップCP1を分離可能な程度に小さくなる。それゆえ、第1チップ保持部120が回収部140にチップCP1を渡すことができる。
その後、第1感温性粘着テープ121と第2感温性粘着テープ141が冷却される。冷却方法は、自然冷却であるが、強制冷却であってもよい。冷却によって、第1感温性粘着テープ121の粘着力は、再びチップCP1と基板W1の結合力よりも大きくなる。また、冷却によって、第2感温性粘着テープ141の粘着力は、チップCP1を分離可能な程度に小さくなる。チップCP1を回収部140から取り外すことが容易である。
なお、第1感温性粘着テープ121と第2感温性粘着テープ141は、逆の感温性を有してもよい。つまり、第1感温性粘着テープ121が加熱によって粘着力を増加するテープであって、且つ第2感温性粘着テープ141が加熱によって粘着力を低下するテープであってもよい。
チップCP1を回収部140に渡す時に、第2感温性粘着テープ141の粘着力が第1感温性粘着テープ121の粘着力よりも大きくなればよい。また、チップCP1を回収部140から取り外す時に、第2感温性粘着テープ141の粘着力がチップCP1を分離可能な程度に小さくなればよい。
但し、第2感温性粘着テープ141の代わりに、感温性を有しない通常の粘着テープを用いることも可能である。チップCP1を回収部140に渡す時に、通常の粘着テープの粘着力が第1感温性粘着テープ121の粘着力よりも大きければよい。その後、チップCP1を回収部140から取り外す時には、通常の粘着テープの粘着力に逆らってチップCP1を引き剥がせばよい。
回収部140は、第1感温性粘着テープ121の温度を調節する温調部142を含む。回収部140が第2感温性粘着テープ141を含む場合、温調部142は第1感温性粘着テープ121の温度だけではなく、第2感温性粘着テープ141の温度をも調節する。温調部142は、ヒータとクーラーの少なくとも一方を有する。温調部142は、ヒータとクーラーを兼用する装置、例えばペルチェ素子を有してもよい。
回収部140は、基板W1から剥離したチップCP1を保管するステージ143を有する。ステージ143の上面には、第2感温性粘着テープ141(又は通常の粘着テープ)が取り付けられる。ステージ143の内部には、温調部142が設けられる。なお、温調部142は、ステージ143の外部に設けられてもよい。温調部142として、温風を出すヒートガンが用いられてもよい。
なお、回収部140は、真空吸着力又は静電吸着力を利用して、チップCP1を第1チップ保持部120から受け取ることも可能である。つまり、ステージ143が、真空吸着チャック又は静電吸着チャックであってもよい。真空吸着力又は静電吸着力を利用する場合、テープの粘着力を併用してもよいし、併用しなくてもよい。
第1チップ保持部120は、第1感温性粘着テープ121が取り付けられるテープ取付部122と、基板W1を押さえる基板押さえ部123と、基板押さえ部123に対してテープ取付部122を昇降させる昇降部124と、を含む。基板W1からチップCP1を剥がす際に、チップCP1の周囲を押さえることができる。
テープ取付部122は、例えば板状である。テープ取付部122の下面は、チップCP1の上面と同程度以上の大きさを有する。テープ取付部122の下面に、第1感温性粘着テープ121が取り付けられる。
基板押さえ部123は、例えば、下方に向けて開放した箱状であって、矩形の天板123aと4枚の側壁123bとを有する。基板押さえ部123は、その内部に、テープ取付部122を収容可能である。なお、側壁123bの数は2つでもよく、天板123aの一対の辺に側壁123bが設けられてもよい。基板W1からチップCP1を剥がす際に、チップCP1の周囲を押さえることができればよい。
昇降部124は、例えば空気圧シリンダ又は電動シリンダを含む。昇降部124は、天板123aの上に固定されるシリンダチューブ124aと、シリンダチューブ124aの内部で昇降するピストン124bと、ピストン124bと共に昇降するピストンロッド124cとを有する。ピストンロッド124cは、シリンダチューブ124aから下方に突出し、さらに天板123aから下方に突出する。ピストンロッド124cの下端には、テープ取付部122が設けられる。テープ取付部122は、ピストンロッド124cと共に昇降する。
第1チップ保持部120は、第1感温性粘着テープ121をチップCP1に押し付ける弾性変形部125を含む。弾性変形部125は、例えばバネを含む。バネの種類は、特に限定されないが、例えばコイルバネである。バネは、例えば、テープ取付部122と天板123aとの間に配置され、テープ取付部122の上昇に伴い弾性変形する。弾性変形部125は、その弾性復元力で第1感温性粘着テープ121をチップCP1に押し付ける。
なお、弾性変形部125は、無くてもよい。昇降部124の駆動力で第1感温性粘着テープ121をチップCP1に押し付けることが可能である。
次に、図5及び図6を再度参照して、チップ剥離部37の動作の一例について説明する。先ず、図5(A)及び図5(B)に示すように、第1チップ移動部130が第1チップ保持部120(例えば第1チップ保持部120の基板押さえ部123)を移動させる。このとき、不図示のカメラで剥離対象のチップCP1の位置を確認しながら、第1チップ保持部120の位置を調節してもよい。
図5(A)に示すように、テープ取付部122が基板押さえ部123よりも下方に突出している。それゆえ、第1感温性粘着テープ121がチップCP1に当接した後に、図5(B)に示すように、基板押さえ部123が基板W1に当接する。その間、昇降部124はテープ取付部122を昇降自在に支持しており、テープ取付部122が天板123aに向けて上昇し、弾性変形部125が弾性変形する。弾性変形部125は、その弾性復元力によって第1感温性粘着テープ121をチップCP1に押し付ける。
次に、図5(C)に示すように、昇降部124が基板押さえ部123に対してテープ取付部122を上昇させ、テープ取付部122を基板W1から離隔させる。この時、第1感温性粘着テープ121の温度は、第1感温性粘着テープ121の粘着力がチップCP1と基板W1の結合力よりも大きくなる温度である。それゆえ、チップCP1は、基板W1から剥離される。チップCP1は、基板W1と再び接触しないように十分に基板W1から離隔される。チップCP1を基板W1から剥離する時、第1感温性粘着テープ121の温度はチップ剥離部37の内部の温度(例えば基板保持部110の温度)と同じであってよく、例えば室温であってよい。この場合、チップCP1を基板W1から剥離する時に、テープ取付部122を温調する必要が無い。
次に、図6(A)に示すように、第1チップ移動部130が第1チップ保持部120を回収部140に向けて移動させる。基板押さえ部123が回収部140に当接し、弾性変形部125がその弾性復元力でチップCP1を回収部140に押し付ける。その状態で、温調部142が第1感温性粘着テープ121と第2感温性粘着テープ141を加熱する。その結果、第2感温性粘着テープ141の粘着力が第1感温性粘着テープ121の粘着力よりも大きくなる。また、第1感温性粘着テープ121の粘着力は、チップCP1を分離可能な程度に小さくなる。
次に、図6(B)に示すように、昇降部124が基板押さえ部123に対してテープ取付部122を上昇させ、テープ取付部122を回収部140のステージ143から離隔させる。チップCP1は回収部140に固定されており、第1感温性粘着テープ121がチップCP1から剥がれる。第1感温性粘着テープ121は、チップCP1と再び接触しないように十分にチップCP1から離隔される。
次に、図6(C)に示すように、第1チップ移動部130が第1チップ保持部120を回収部140から基板W1に向けて移動させる。その後、図5(A)、図5(B)、図5(C)、図6(A)、図6(B)、図6(C)に示す動作が繰り返し行われる。
次に、図8を参照して、第1チップ保持部120の第1変形例について説明する。以下、主に相違点について説明する。本変形例の第1チップ保持部120は、第1感温性粘着テープ121の温度を調節する温調部126を含む。これにより、第1チップ保持部120が回収部140から離れている時にも、第1感温性粘着テープ121の温度を調節することができる。
第1チップ保持部120はテープ取付部122を含み、テープ取付部122が温調部126を含んでもよい。温調部126を第1感温性粘着テープ121の近くに配置でき、第1感温性粘着テープ121の温度を短時間で所望の温度に調節しやすい。温調部126は、例えばセラミックヒータなどを含む。
第1チップ保持部120の温調部126と回収部140の温調部142とは組み合わせて用いられてもよいし、いずれか一方のみが用いられてもよい。
次に、図9を参照して、第1チップ保持部120の第2変形例について説明する。以下、主に相違点について説明する。本変形例の第1チップ保持部120は、押しピン127を含む。押しピン127は、テープ取付部122と第1感温性粘着テープ121の両方を貫通する貫通孔に挿通される。押しピン127を押し下げ、押しピン127を第1感温性粘着テープ121の下面から下方に突出させることで、第1感温性粘着テープ121からチップCP1を剥離できる。
第1チップ保持部120は、第2弾性変形部128を有する。第2弾性変形部128は、例えばバネを含む。バネの種類は、特に限定されないが、例えばコイルバネである。バネは、例えば、押しピン127の上端部に設けたフランジと、テープ取付部122との間に配置され、押しピン127の押し下げに伴って弾性変形する。押しピン127の押し下げ後に、第2弾性変形部128は、その弾性復元力で押しピン127を元の位置に戻す。
次に、図10及び図11を参照して、変形例に係るチップ剥離部37について説明する。以下、主に相違点について説明する。本変形例のチップ剥離部37は、回収部140の代わりに、キャリア保持部150を有する。キャリア保持部150は、チップキャリア160を保持する。チップキャリア160は、基板W1から剥離したチップCP1の搬送に使用する。
チップキャリア160は、テープTP2と、テープTP2の外周を保持するフレームFR2と、を有する。テープTP2は、感温性を有しない通常の粘着テープである。チップCP1は、フレームFR2の開口部においてテープTP2に貼合される。第1フレーム搬送アーム32は、チップキャリア160と共にチップCP1をチップ貼合部6に搬送する。チップ貼合部6は、チップキャリア160で搬送したチップCP1を、基板W1の主面W1cに再度貼合する。
なお、チップキャリア160の構成は、特に限定されない。チップキャリア160は、静電吸着キャリアなどで構成されてもよい。静電吸着キャリアは、基板W1と同程度の直径を有する絶縁性基板と、複数のチップCP1をチップCP1ごとに独立に静電吸着する複数の電極と、を有する。この場合、第1基板搬送アーム31がチップキャリア160と共にチップCP1をチップ貼合部6に搬送する。
上方から見たときに、キャリア保持部150は、基板保持部110と重なる第1位置と、基板保持部110を基準として搬送領域30とは反対側の第2位置との間で移動可能である。図10において、キャリア保持部150は第2位置にある。キャリア保持部150が第2位置にある時に、基板保持部110と第1基板搬送アーム31がチップ付き基板CW1を受け渡す。また、キャリア保持部150が第2位置にある時に、第1チップ移動部130がチップCP1を基板W1からチップキャリア160に移し替える。
キャリア保持部150が第1位置にある時に、キャリア保持部150と第1フレーム搬送アーム32がチップキャリア160を受け渡す。キャリア保持部150は、第1位置にある時に、基板保持部110の上方を塞いでしまう。そこで、上記の通り、キャリア保持部150が第2位置にある時に、チップ付き基板CW1の受け渡しと、基板W1からチップキャリア160へのチップCP1の移し替えが行われる。
但し、キャリア保持部150は、基板保持部110の上方に積層されてもよい。キャリア保持部150が常に基板保持部110の上方を塞いでしまうが、キャリア保持部150と干渉しないように、チップ付き基板CW1の受け渡しと、基板W1からチップキャリア160へのチップCP1の移し替えを行うことが可能である。
なお、上記の通り、チップCP1は、基板W1から回収部140に移し替えられた後、回収部140からチップキャリア160に移し替えられてもよい。この場合、基板W1から回収部140までチップCP1を保持する第1チップ保持部120と、回収部140からチップキャリア160までチップCP1を保持する不図示の第2チップ保持部とが別々に設けられてもよい。
この場合、チップ剥離部37は、第2チップ保持部を第1チップ保持部120とは独立に移動させる第2チップ移動部を有する。第1チップ保持部120と第2チップ保持部とを独立に移動することで、チップCP1を効率良く移動できる。第2チップ保持部は、第1チップ保持部120と同様に感温性粘着テープを有してもよいが、感温性粘着テープを有しなくてもよく、真空吸着パッド又は静電吸着パッドを有してもよい。第2チップ移動部は、第1チップ移動部130と同様に構成される。
以上、本開示に係る基板処理装置、及び基板処理方法の実施形態等について説明したが、本開示は上記実施形態等に限定されない。特許請求の範囲に記載された範疇内において、各種の変更、修正、置換、付加、削除、及び組み合わせが可能である。それらについても当然に本開示の技術的範囲に属する。
1 基板処理装置
37 チップ剥離部
110 基板保持部
120 第1チップ保持部
121 第1感温性粘着テープ
130 第1チップ移動部
CP1 チップ
W1 基板
37 チップ剥離部
110 基板保持部
120 第1チップ保持部
121 第1感温性粘着テープ
130 第1チップ移動部
CP1 チップ
W1 基板
Claims (18)
- 基板に貼合したチップを前記基板から剥離するチップ剥離部を備え、
前記チップ剥離部は、前記基板を前記チップとは反対側から保持する基板保持部と、前記チップを前記基板とは反対側から保持する第1チップ保持部と、前記第1チップ保持部を移動させる第1チップ移動部と、を有し、
前記第1チップ保持部は、前記チップに接触する第1感温性粘着テープを含み、
前記第1感温性粘着テープは、温度に応じて粘着力を変える、基板処理装置。 - 前記第1チップ保持部は、前記第1感温性粘着テープの温度を調節する温調部を含む、請求項1に記載の基板処理装置。
- 前記第1チップ保持部は、前記第1感温性粘着テープが取り付けられるテープ取付部を含み、
前記テープ取付部が、前記温調部を含む、請求項2に記載の基板処理装置。 - 前記チップ剥離部は、前記基板から剥離した前記チップを回収する回収部を有し、
前記回収部は、前記第1感温性粘着テープの温度を調節する温調部を含む、請求項1に記載の基板処理装置。 - 前記チップ剥離部は、前記基板から剥離した前記チップを回収する回収部を有し、
前記回収部は、前記チップに接触する第2感温性粘着テープを含み、
前記第1感温性粘着テープと前記第2感温性粘着テープは、一方が加熱によって粘着力を低下するテープであり、他方が加熱によって粘着力を増加するテープである、請求項1~4のいずれか1項に記載の基板処理装置。 - 前記チップ剥離部は、前記基板から剥離した前記チップを回収する回収部を有し、
前記チップ剥離部は、前記基板から剥離した前記チップの搬送に使用するチップキャリアを支持するキャリア保持部と、前記回収部から前記チップキャリアまで前記チップを保持する第2チップ保持部と、前記第2チップ保持部を前記第1チップ保持部とは独立に移動する第2チップ移動部と、を有する、請求項1~4のいずれか1項に記載の基板処理装置。 - 前記チップ剥離部は、前記基板から剥離した前記チップを搬送するチップキャリアを支持するキャリア保持部を有し、
前記第1チップ移動部は、前記第1チップ保持部で保持した前記チップを、前記基板から前記チップキャリアに移し替える、請求項1~4のいずれか1項に記載の基板処理装置。 - 前記第1チップ保持部は、前記第1感温性粘着テープが取り付けられるテープ取付部と、前記基板を押さえる基板押さえ部と、前記基板押さえ部に対して前記テープ取付部を昇降させる昇降部と、を含む、請求項1~4のいずれか1項に記載の基板処理装置。
- 前記第1チップ保持部は、前記第1感温性粘着テープを前記チップに押し付ける弾性変形部を含む、請求項8に記載の基板処理装置。
- 基板に貼合したチップを前記基板から剥離することを有する、基板処理方法であって、
前記基板を前記チップとは反対側から基板保持部で保持することと、
前記チップを前記基板とは反対側から第1チップ保持部で保持することと、
前記第1チップ保持部を移動させることと、
を有し、
前記第1チップ保持部は、前記チップに接触する第1感温性粘着テープを含み、
前記第1感温性粘着テープは、温度に応じて粘着力を変える、基板処理方法。 - 前記第1チップ保持部は、前記第1感温性粘着テープの温度を調節する温調部を含む、請求項10に記載の基板処理方法。
- 前記第1チップ保持部は、前記第1感温性粘着テープが取り付けられるテープ取付部を含み、
前記テープ取付部が、前記温調部を含む、請求項11に記載の基板処理方法。 - 前記基板から剥離した前記チップを回収部に搬送することを有し、
前記回収部は、前記第1感温性粘着テープの温度を調節する温調部を含む、請求項10に記載の基板処理方法。 - 前記基板から剥離した前記チップを回収部に搬送することを有し、
前記回収部は、前記チップに接触する第2感温性粘着テープを含み、
前記第1感温性粘着テープと前記第2感温性粘着テープは、一方が加熱によって粘着力を低下するテープであり、他方が加熱によって粘着力を増加するテープである、請求項10~13のいずれか1項に記載の基板処理方法。 - 前記基板から剥離した前記チップの搬送に使用するチップキャリアをキャリア保持部で支持することと、
前記第1チップ保持部で保持した前記チップを、前記基板から回収部に移し替えることと、
前記第1チップ保持部とは独立に移動させられる第2チップ保持部で保持した前記チップを、前記回収部から前記チップキャリアに移し替えることと、
を有する、請求項10~13のいずれか1項に記載の基板処理方法。 - 前記基板から剥離した前記チップの搬送に使用するチップキャリアをキャリア保持部で支持することと、
前記第1チップ保持部で保持した前記チップを、前記基板から前記チップキャリアに移動させることと、
を有する、請求項10~13のいずれか1項に記載の基板処理方法。 - 前記第1チップ保持部は、前記第1感温性粘着テープが取り付けられるテープ取付部と、前記基板を押さえる基板押さえ部と、前記基板押さえ部に対して前記テープ取付部を昇降させる昇降部と、を含む、請求項10~13のいずれか1項に記載の基板処理方法。
- 前記第1チップ保持部は、前記第1感温性粘着テープを前記チップに押し付ける弾性変形部を含む、請求項17に記載の基板処理方法。
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