JP5883250B2

JP5883250B2 - 転写装置および転写方法

Info

Publication number: JP5883250B2
Application number: JP2011167709A
Authority: JP
Inventors: 芳昭杉下
Original assignee: Lintec Corp
Current assignee: Lintec Corp
Priority date: 2011-07-29
Filing date: 2011-07-29
Publication date: 2016-03-09
Anticipated expiration: 2031-07-29
Also published as: JP2013030717A

Description

本発明は、転写装置および転写方法に関する。

従来、半導体製造工程において、半導体ウェハ（以下、単にウェハという場合がある）を所定の形状、所定のサイズに切断して半導体チップ（以下、単にチップという場合がある）に個片化し（ダイシング工程）、このチップに接着剤層を形成したのち、個片化したチップ同士の間隔を拡大してから（エキスパンド工程）、各チップをピックアップして、基板にボンディングする（ボンディング工程）ことが行われている。

接着剤層の形成方法としては、ダイシングを行ったチップをウェハ形状のまま伸長可能な接着シートに貼付し、エキスパンドしてチップ間の間隔を拡大すると同時に、接着シートの接着剤層も破断して、接着剤層付きチップに個片化する方法が知られており（例えば、特許文献１参照）、接着剤層付きチップは基板等の被着体にボンディングされる。
ここで、このようなチップがボンディングされる被着体には、底面部および側面部からなりチップの底部が入り込む凹部が形成されているものが採用されることがある。

特開２００５−２６０２０４号公報

しかしながら、特許文献１に記載の装置では、エキスパンドにより接着剤層を破断するため、破断された接着剤層は様々な形状となる。これにより、例えば、接着剤層がチップの底面よりも小さな形状に破断されると、ボンディング工程で被着体とチップとの接着力が不足するといった不都合を生じる可能性がある。また、特許文献１に記載の装置で形成された接着剤層付きチップは、その底面に接着剤層が積層されているだけなので、凹部が形成された被着体に対し、チップの側面をも接着してそれらを強固に接着させるといったことができないという不都合が発生する。

本発明の目的は、被着体に片状体を適切に接着するための接着剤層を設けることのできる転写装置および転写方法を提供することにある。

前記目的を達成するために、本発明の転写装置は、基材シートの一方の面に接着剤層が積層された転写シートに複数の片状体を転写する転写装置であって、前記複数の片状体を支持する第１支持手段と、前記転写シートを前記第１支持手段で支持された前記複数の片状体に対向させて支持する第２支持手段と、前記第１支持手段で支持された前記複数の片状体と前記第２支持手段で支持された転写シートとを相対移動させることで、前記転写シートと前記複数の片状体とを当接させる当接手段と、前記複数の片状体の間隙に向かって前記転写シートを変形させることで、前記接着剤層を前記複数の片状体の各側面に接着して折り返し部を形成する側面接着手段と、を備える、という構成を採用している。

一方、本発明の転写方法は、基材シートの一方の面に接着剤層が積層された転写シートに複数の片状体を転写する転写方法であって、前記複数の片状体を支持し、前記転写シートを前記複数の片状体に対向させて支持し、前記複数の片状体と前記転写シートとを相対移動させることで、前記転写シートと前記複数の片状体とを当接させ、前記複数の片状体の間隙に向かって前記転写シートを変形させることで、前記接着剤層を前記複数の片状体の各側面に接着して折り返し部を形成する、という構成を採用している。

以上のような本発明によれば、側面接着手段は、複数の片状体の間隙に向かって転写シートを変形させることで、接着剤層を複数の片状体の各側面に接着して折り返し部を形成するので、接着剤層を片状体の底面だけでなく、側面にも設けることができる。したがって、ボンディング工程において被着体に凹部が形成されている場合、片状体の底面だけでなく各側面をも凹部に接着することができ、被着体に対する片状体の接着面積を大きくし、それらをより強固に接着することができるようになる。

本発明の一実施形態に係る転写装置の全体図。図１の転写装置の動作説明図。図２に続く転写装置の動作説明図。図３に続く転写装置の動作説明図。本発明の変形例に係る転写装置の全体図。

以下、本発明の一実施形態を図面に基づいて説明する。
本実施形態では、特に明示しない限り、「上」、「下」、「左」、「右」といった方位を示す用語は、図１を基準として用いる。
本実施形態において、転写装置１は、接着シートＳ１に貼付されるとともに、複数のチップＷＡに個片化されたウェハＷを複数の片状体とし、これらチップＷＡを接着剤層ＡＤ２が積層された転写シートＳ２に転写するものであり、このウェハＷは、接着シートＳ１の一方の面（下面）に積層された接着剤層ＡＤ１を介して貼付され、接着シートＳ１を介してリングフレームＲＦ１に保持されている。なお、チップＷＡは、ウェハＷが格子状にダイシングされて６面体に形成されている。
転写シートＳ２は、基材シートＢＳ２と、この基材シートＢＳ２の一方の面（上面）に積層された感熱接着性の接着剤層ＡＤ２とを備え、基材シートＢＳ２が第２リングフレームＲＦ２に貼付されて保持されている。なお、基材シートＢＳ２の厚みは３０μｍ、接着剤層ＡＤ２の厚みは１０μｍに設定されている。

図１において、転写装置１は、接着シートＳ１およびリングフレームＲＦ１を介してウェハＷを支持する第１支持手段２と、ウェハＷに対向配置させて転写シートＳ２を支持する第２支持手段３と、ウェハＷと転写シートＳ２とを互いに離間接近させる当接手段４と、転写シートＳ２の接着剤層ＡＤ２を流動化させる流動化手段５と、転写シートＳ２を変形させる側面接着手段６と、を備えて構成されている。

第１支持手段２は、全体が当接手段４に支持され、中央に円形の凹部２１１が形成された支持部材２１と、支持部材２１の外周に取り付けられた複数のアーム２２と、支持部材２１の上面に設けられた駆動機器としての直動モータ２３と、この直動モータ２３の出力軸２３Ａに取り付けられたエキスパンド手段を構成するエキスパンドテーブル２４とを備えている。
支持部材２１およびエキスパンドテーブル２４の下面には、減圧ポンプや真空エジェクタ等の図示しない減圧手段に接続される吸引孔がそれぞれ設けられている。また、アーム２２は、駆動機器である図示しない直動モータによって、上下方向に移動可能に設けられ、第１リングフレームＲＦ１を支持部材２１の支持面２１２との間に挟み込んで支持することで、ウェハＷを支持可能になっている。エキスパンドテーブル２４は、凹部２１１内に配置されたときに、支持面２１２と同一平面を構成可能な内側支持面２４１が形成されるとともに、その内部に流動化手段５を構成するコイルヒータ５２が設けられている。

第２支持手段３は、全体が図示しないフレームに支持され、第１支持手段２の下方に配置可能になっている。この第２支持手段３は、支持面３２を有するテーブル３１を備え、テーブル３１の内部に流動化手段５を構成するコイルヒータ５１が設けられている。
テーブル３１は、第１支持手段２に対向する支持面３２上に、第２リングフレームＲＦ２に貼付された転写シートＳ２を接着剤層ＡＤ２が上側となる状態で支持可能に構成されている。なお、支持面３２には、側面接着手段６に連通する図示しない吸排気孔が設けられている。

当接手段４は、駆動機器としての直動モータ４１を備え、支持部材２１が直動モータ４１の図示しないスライダに取り付けられている。

側面接着手段６は、テーブル３１に接続される加圧ポンプやタービン等の加圧手段６１を備え、支持面３２に形成された図示しない吸排気孔を介して転写シートＳ２を加圧することで、転写シートＳ２の両面に気圧差（圧力差）を生じさせ、当該転写シートＳ２を上方に向かって変形させるように構成されている。また、側面接着手段６は、テーブル３１に接続される減圧ポンプや真空エジェクタ等の減圧手段６２を備え、支持面３２に形成された図示しない吸排気孔を介して転写シートＳ２を吸引することで、転写シートＳ２の両面に気圧差（圧力差）を生じさせ、当該転写シートＳ２における基材シートＢＳ２を下方に向かって変形させるように構成されている。

なお、接着シートＳ１の接着剤層ＡＤ１の接着力は、転写シートＳ２の接着剤層ＡＤ２に貼付されたウェハＷから確実に剥離できるように、転写シートＳ２の接着剤層ＡＤ２の接着力よりも弱く設定されていることが好ましい。さらに、転写装置１は、接着シートＳ１に紫外線を照射し、接着剤層ＡＤ１の接着力を弱める図示しないＵＶランプを備えた構成としてもよい。

以上の転写装置１において、ウェハＷを転写シートＳ２の接着剤層ＡＤ２に転写する手順を説明する。
まず、図１に示すように、転写装置１は、接着シートＳ１を介してウェハＷが一体化された第１リングフレームＲＦ１をアーム２２によって支持面２１２とで挟み込んで支持する。一方、第２支持手段３は、転写シートＳ２を基材シートＢＳ２側からテーブル３１上に支持し、接着剤層ＡＤ２をウェハＷに対向配置させる。そして、転写装置１は、減圧手段６２を駆動して、支持面３２で転写シートＳ２を吸引保持する。

次に、図２に示すように、転写装置１は、直動モータ２３の駆動により、エキスパンドテーブル２４を下方に移動させることで、接着シートＳ１を引き伸ばし、各チップＷＡの間隙を拡げ（ウェハＷをエキスパンドし）、隣り合うチップＷＡのチップ間Ｃを拡げる。チップ間Ｃが所定の距離、本実施形態の場合１５０μｍになったことが図示しないセンサ等の検知手段に検知されると、直動モータ２３の駆動を停止させ、図示しない減圧手段を駆動して接着シートＳ１を内側支持面２４１で吸引支持する。この状態で、直動モータ４１の駆動により、支持部材２１を下方に移動させることで、各チップＷＡの底面（図２中下側の面）が転写シートＳ２の接着剤層ＡＤ２に当接される。そして、コイルヒータ５１，５２を駆動して加熱を開始し、転写シートＳ２の接着剤層ＡＤ２を流動化させる。本実施形態の場合、接着剤層ＡＤ２は、１７０℃前後で流動化（軟化）が起こるので、コイルヒータ５１，５２は、パーソナルコンピュータやシーケンサ等の図示しない制御手段によって、１８０℃で維持されるように制御される。なお、コイルヒータ５１，５２の温度は、接着剤層ＡＤ２が流動化する温度やその特性に応じて適宜変更することができる。

そして、加圧手段６１を駆動し、図示しない吸排気孔を介して転写シートＳ２に基材シートＢＳ２側から加圧することで、転写シートＳ２を変形させる。このとき、図３（Ａ）に示すように、各チップＷＡの直下では、図示しない吸排気孔から気体が噴出することはなく、チップ間Ｃに位置する図示しない吸排気孔からのみ気体が噴出する。これにより、転写シートＳ２の両面に気圧差（圧力差）が生じることになり、転写シートＳ２は、この気圧差（圧力差）により、チップ間Ｃ内に入り込むように変形する。そして、転写シートＳ２のチップ間Ｃ内に入り込む量が大きくなると、接着剤層ＡＤ２がコイルヒータ５１，５２により流動化されているため、図３（Ｂ）に示すように、接着剤層ＡＤ２の表面に亀裂Ｐが入る。転写シートＳ２が更にチップ間Ｃ内に入り込むと、亀裂Ｐが拡がって、図３（Ｃ）に示すように、接着剤層ＡＤ２が亀裂Ｐを切っ掛けにして割断される。その後、図３（Ｄ）に示すように、割断された接着剤層ＡＤ２の端部は、転写シートＳ２の更なるチップ間Ｃ内への入り込みによって、折り返されて各チップＷＡの４つの各側面ＷＡ１（側面ＷＡ１は、同図中手前側の面と奥側の面を含む）それぞれに押圧されて接着する。これにより、接着剤層ＡＤ２を各チップＷＡの４つの各側面ＷＡ１それぞれに接着して、図３中上下方向の長さが約７５μｍの折り返し部ＡＤ３を形成することができる。

次いで、転写装置１は、加圧手段６１を停止するとともに減圧手段６２を駆動し、支持面３２の図示しない吸排気孔を介して空気を吸引することで、転写シートＳ２の両面に気圧差（圧力差）を生じさせる。すると、図３（Ｅ）に示すようにチップ間Ｃに入り込んだ転写シートＳ２のうち基材シートＢＳ２が支持面３２上に吸引される。ここで、接着剤層ＡＤ２の接着力は、チップＷＡとの接着力よりも基材シートＢＳ２との接着力の方が弱く設定されており、基材シートＢＳ２が折り返し部ＡＤ３から剥離され、支持面３２上に引き戻されるようになっている。これにより、折り返し部ＡＤ３間に約１３０μｍの間隙が形成される。

引き続き減圧手段６２を駆動したまま、内側支持面２４１での接着シートＳ１の吸引支持を解除する。この状態で、直動モータ４１を駆動して第１支持手段２を上方向に移動すると、接着シートＳ１は、図４に示すようにウェハＷの外縁位置から内側に向って徐々に剥離され、最終的に各チップＷＡから剥離される。

本実施形態によれば、側面接着手段６は、複数のチップＷＡ間のチップ間Ｃに向かって転写シートＳ２を変形させ、接着剤層ＡＤ２をチップＷＡの各側面ＷＡ１に接着して折り返し部ＡＤ３を形成することができる。そして、このようにして形成された接着剤層ＡＤ２付きのチップＷＡは、次工程のボンディング工程において、図示しない被着体に凹部が形成されている場合、チップＷＡの底面だけでなく各側面ＷＡ１をも凹部に接着することができ、図示しない被着体に対するチップＷＡの接着面積を大きくし、それらをより強固に接着することができるようになる。

以上のように、本発明を実施するための最良の構成、方法等は前記記載で開示されているが、本発明はこれに限定されるものではない。すなわち、本発明は、主に特定の実施形態に関して特に図示され且つ説明されているが、本発明の技術的思想および目的の範囲から逸脱することなく、以上述べた実施形態に対し、形状などの詳細な構成において、当業者が様々な変形を加えることができるものである。また、上記に開示した形状などを限定した記載は、本発明の理解を容易にするために例示的に記載したものであり、本発明を限定するものではないから、それらの形状などの限定の一部もしくは全部の限定を外した部材の名称での記載は本発明に含まれるものである。

例えば、図５に示すように、転写装置１Ａは、転写シートＳ２のウェハＷへの当接と接着剤層ＡＤ２の割断とを同時に行うものであってもよい。この転写装置１Ａは、チップＷＡ間に予めチップ間Ｃを形成したウェハＷを支持するとともに、加圧手段６１と減圧手段６２とが接続された第１支持手段２Ａと、第１支持手段２Ａの外周部分であって、転写シートＳ２を第２リングフレームＲＦ２を介して支持面３２Ａで支持する第２支持手段３Ａと、転写シートＳ２の基材シートＢＳ２側からウェハＷに向かって流体としての気体を噴出することで、転写シートＳ２を非接触状態でウェハＷに当接させる当接手段４Ａとを備えている。

第１支持手段２Ａは、上面に支持面２１２Ａを備えた支持部材２１Ａを有し、支持部材２１Ａの内部に流動化手段５Ａを構成するコイルヒータ５３が内蔵されている。当接手段４Ａは、流体噴出手段としての加圧ポンプやタービン等の加圧手段４２と、加圧手段４２が接続された図示しない排気孔が形成された排気板４３とを備え、排気板４３の内部に流動化手段５Ａを構成するコイルヒータ５４が内蔵されている。この場合、第１支持手段２に接続された加圧手段６１及び減圧手段６２と、排気板４３に接続された加圧手段４２とで側面接着手段６Ａが構成される。

この転写装置１ＡによるウェハＷの転写手順としては、まず、チップＷＡ間に予めチップ間Ｃを形成したウェハＷを第１支持手段２Ａに載置し、さらに転写シートＳ２が貼付された第２リングフレームＲＦ２を接着剤層ＡＤ２が下方となるよう、第２支持手段３Ａの支持面３２Ａ上に載置する。そして、減圧手段６２を駆動してウェハＷおよび第２リングフレームＲＦ２を吸引保持する。次に、当接手段４Ａの加圧手段４２を駆動して、転写シートＳ２をウェハＷに向かって加圧し、転写シートＳ２をウェハＷに当接させる。その後も加圧手段４２の加圧を続行することで、上記と同様にして転写シートＳ２をチップ間Ｃ内に向かって変形させて接着剤層ＡＤ２を割断する。割断が終了し、折り返し部ＡＤ３が各チップＷＡの４つの各側面ＷＡ１それぞれに接着されたら、加圧手段４２および減圧手段６２の駆動を停止してから、加圧手段６１を駆動して転写シートＳ２の基材シートＢＳ２部分をチップ間Ｃ外へ押し出す。このとき、各チップＷＡが支持面２１２Ａから外れてしまわないように、排気板４３や排気板４３から噴出する気体等で、転写シートＳ２の上方から各チップＷＡを支持面２１２Ａ側へ付勢する付勢手段を設けるとよい。これにより、接着剤層ＡＤ２をチップＷＡの側面ＷＡ１に設けることができる。

また、前記実施形態において、接着剤層ＡＤ２としては、チップＷＡの底面よりも大きく、かつ、チップ間Ｃ内の位置で予め割断された形状のものを採用してもよい。
さらに、前記実施形態において、加圧手段４２、６１が噴きつける流体としては、気体以外に液体、ジェル状のもの等であってもよい。さらに、加圧手段４２、６１から噴出する流体を加熱手段によって熱したものとすれば、コイルヒータ５１〜５４を省略することもでき、流体の熱によって接着剤層ＡＤ２を流動化させつつ、転写シートＳ２を変形させることができる。
また、減圧手段６２は、加圧手段４２、６１が噴きつけた気体、液体、ジェル状のもの等を吸引できるものを採用してもよい。

さらには、テーブル３１に接続される加圧手段６１を設けず、第１リングフレームＲＦ１と第２リングフレームＲＦ２で形成される空間を密閉された空間とし、この空間を減圧したり加圧したりすることによって、転写シートＳ２をチップ間Ｃに向かって変形させたり、基材シートＢＳ２を密閉された空間から押し出したりするような構成を採用してもよい。このとき、支持面３２Ａと転写シートＳ２との間に減圧や加圧が及ばないようにするシールド手段を設けるとよい。
また、前記実施形態において、当接手段４は、第１支持手段２を停止させておき、第２支持手段３を移動させたり、第２支持手段３と当接手段４との両方を移動させたりすることで、ウェハＷと転写シートＳ２との当接や離間が行えるようにしたり、ウェハＷから接着シートＳ１を剥離するようにしてもよい。

そして、第１支持手段２に支持されるウェハＷは、予めチップ間Ｃが形成されたものであってもよい。この場合、エキスパンドテーブル２４はなくてもよい。
また、前記実施形態では、片状体として６面体のチップＷＡを例示し、各チップＷＡの４つの各側面ＷＡ１それぞれに折り返し部ＡＤ３を形成する例示をしたが、片状体は５面体以下でもよいし、７面体以上であってもよく、各多面体の各側面それぞれに折り返し部ＡＤ３が形成されるような構成であれば足りる。
さらに、流動化手段５、５Ａは、コイルヒータ５１〜５４以外に、接着剤層ＡＤ２の構成や性質等に応じて適宜変更が可能であり、接着剤層ＡＤ２を流動化できるもの、例えば、赤外線照射装置、紫外線照射装置、マイクロ波発生装置、振動装置等で構成することができる。

また、本発明における接着シートＳ１および転写シートＳ２の種別や材質などは、特に限定されず、例えば、基材シートと接着剤層ＡＤ１，ＡＤ２との間に中間層を有するものや、他の層を有する等３層以上のものでもよい。また、接着シートＳ１および転写シートＳ２は、保護シート、ダイシングテープ、ダイアタッチフィルム、その他の任意のシート、フィルム、テープ等、任意の用途、形状の接着シートなどであってもよい。さらに、接着剤層ＡＤ１，ＡＤ２は、感圧接着性の接着剤や感熱接着性の接着剤等であってよい。
半導体ウェハは、シリコン半導体ウェハや化合物半導体ウェハ等が例示できる。また、複数の片状体としては、半導体ウェハをダイシングすることにより得られるチップに限らず、光ディスク、ガラス板、鋼板、樹脂板等や、その他の部材のみならず、任意の形態の部材や物品などが個片化され、平面的に配列されたものを対象とすることができる。

また、接着シートＳ１や転写シートＳ２は、リングフレームＲＦ１，ＲＦ２に貼付されていなくてもよい。
さらに、流動化手段がなくても、転写シートＳ２のチップ間Ｃ内への入り込みによって接着剤層ＡＤ２の表面に亀裂Ｐが入り、この亀裂Ｐを切っ掛けにして割断されるような接着剤層ＡＤ２の場合や、流動化手段がなくても、接着剤層ＡＤ２をチップＷＡの各側面ＷＡ１に接着して折り返し部ＡＤ３を形成することができる場合や、接着剤層ＡＤ２が予め割断されたものの場合等では、流動化手段は設けてもよいし設けなくてもよい。
また、前記実施形態における駆動機器は、回動モータ、直動モータ、リニアモータ、単軸ロボット、多関節ロボット等の電動機器、エアシリンダ、油圧シリンダ、ロッドレスシリンダおよびロータリシリンダ等のアクチュエータ等を採用することができる上、それらを直接的又は間接的に組み合せたものを採用することもできる（実施形態で例示したものと重複するものもある）。

１，１Ａ転写装置
２，２Ａ第１支持手段
３，３Ａ第２支持手段
４，４Ａ当接手段
５，５Ａ流動化手段
６，６Ａ側面接着手段
４２加圧手段（流体噴出手段）
ＡＤ２接着剤層
ＡＤ３折り返し部
ＢＳ２基材シート
Ｃチップ間（間隙）
Ｓ１接着シート
Ｓ２転写シート
Ｗウェハ
ＷＡチップ（片状体）
ＷＡ１側面

Claims

基材シートの一方の面に接着剤層が積層された転写シートに複数の片状体を転写する転写装置であって、
前記複数の片状体を支持する第１支持手段と、
前記転写シートを前記第１支持手段で支持された前記複数の片状体に対向させて支持する第２支持手段と、
前記第１支持手段で支持された前記複数の片状体と前記第２支持手段で支持された転写シートとを相対移動させることで、前記転写シートと前記複数の片状体とを当接させる当接手段と、
前記複数の片状体の間隙に向かって前記転写シートを変形させることで、前記接着剤層を前記複数の片状体の各側面に接着して折り返し部を形成する側面接着手段と、を備えることを特徴とする転写装置。
基材シートの一方の面に接着剤層が積層された転写シートに複数の片状体を転写する転写方法であって、
前記複数の片状体を支持し、
前記転写シートを前記複数の片状体に対向させて支持し、
前記複数の片状体と前記転写シートとを相対移動させることで、前記転写シートと前記複数の片状体とを当接させ、
前記複数の片状体の間隙に向かって前記転写シートを変形させることで、前記接着剤層を前記複数の片状体の各側面に接着して折り返し部を形成することを特徴とする転写方法。