TWI520201B - 半導體晶圓安裝方法及半導體晶圓安裝裝置 - Google Patents

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Description

半導體晶圓安裝方法及半導體晶圓安裝裝置
本發明係關於將黏著帶(dicing tape)貼附於半導體晶圓(以下隨意地稱為「晶圓」)與環架的範圍，而製作安裝架之半導體晶圓安裝方法及半導體晶圓安裝裝置。
近年來，於利用背研磨處理而薄型化之晶圓的背面施加蒸鍍金等的高溫處理。在此情況，剝離作為電路保護用之貼附於晶圓之表面的黏著帶後進行高溫處理。
將已完成高溫處理的晶圓搬運至安裝製程。在此製程，透過黏著帶黏著保持於環架，而製作安裝架。可是，此時，有不將保護用的黏著帶貼附於晶圓表面，而在仍然露出之狀態搬運至安裝製程的情況。
在露出表面之電路面的狀態安裝晶圓的情況，使電路面朝下，將晶圓載置保持於保持工作台，再將黏著帶貼附於其背面。在此情況，作為黏著帶貼附方法，例如將環狀的吸附部形成於工作台的外周部，並且將凹部形成於此吸附部的內側。即，以環狀的吸附部吸附保持晶圓的外周部，而且於凹部供給流體，使作用於晶圓背面的貼附推壓力平衡而控制凹部的內壓(參照日本特開昭62-287639號公報)。
又，亦有再將表面保護用的黏著帶貼附於晶圓的表面且移至安裝製程的情況。
可是，晶圓的表面外周部與剛性高之保持工作台的環狀吸附部直接接觸。直到晶圓表面的外周部形成凸起時，可能有因與環狀吸附部的接觸而凸起破損之疑慮。又，因為晶圓之外周部以外之處為非接觸狀態，所以不會發生接觸所造成之凸起的破損。可是，為了避免因薄型化而剛性降低的晶圓大為彎曲變形，需要控制凹部的內壓。此控制係極困難。
又，在以黏著帶保護晶圓表面的情況，晶圓表面不會因與保持工作台的直接接觸而發生破損。可是，因為以剛性高之金屬或陶瓷製的保持工作台與貼附輥夾持晶圓，所以有於晶圓表面形成之微細的電路或凸起可能發生變形或破損之疑慮。
本發明之目的在於提供可不會使半導體晶圓本身或形成於晶圓表面的電路或凸起發生破損，並高精密地貼附黏著帶，而製作安裝架的半導體晶圓安裝方法及半導體晶圓安裝裝置。
本發明為了達成這種目的，採用如下所示的構成。
一種半導體晶圓安裝方法，係將黏著帶貼附於半導體晶圓的背面與環架的範圍，而製作安裝架的半導體晶圓安裝方法，該方法係包含以下的過程：在吸附保持該半導體晶圓之保持工作台的該保持區域具備具有透氣性的彈性體，在將半導體晶圓之表面側的電路形成面透過該彈性體吸附保持於保持工作台之狀態，使貼附輥滾動，而將黏著帶貼附於半導體晶圓的背面與環架的範圍。
若依據此方法，利用來自貼附輥的推壓，彈性體發生彈性變形，而黏著帶一面伴隨彈性體的彈力一面逐漸貼附於半導體晶圓的表面。在此過程，半導體晶圓不會直接接觸剛性高的保持工作台。即，因為半導體晶圓被彈性保持，所以在半導體晶圓不會發生大的彎曲變形。因此，可抑制晶圓表面的電路或凸起發生變形或破損。
此外，本發明亦可沿著彈性體的外周配備限制構件，並以該限制構件限制半導體晶圓的外周部或貼附輥在黏著帶的推壓方向位移。
在此情況，即使在對半導體晶圓之黏著帶的貼附起始側或結束側的晶圓端部，亦可抑制因貼附輥的推壓力而半導體晶圓的外周部大為彎曲變形。
又，本發明亦可以限制構件接住並支撐半導體晶圓的外周部。
即，在凸起形成於半導體晶圓之表面之外周部的情況，將半導體晶圓保持成晶圓外周部比彈性體突出之狀態。可在晶圓表面之外周部不會直接接觸剛性高的工作台部分下，進行黏著帶的貼附。又，因為以限制構件接住並支撐半導體晶圓的外周部，而避免大的彎曲變形，所以可有效地避免於晶圓表面之外周部形成之電路或凸起的變形或破損。
又，本發明亦可將限制構件配備於靠近半導體晶圓的外周之外側的位置，並以該限制構件接住貼附輥的落入。
在此情況，阻止貼附輥在晶圓外側位置於帶推壓方向過度位移，而可避免半導體晶圓的外周部大為彎曲變形。
進而，本發明亦可對應於該半導體晶圓的高度位置，調整限制構件的高度。
在此情況，將黏著帶之貼附所伴隨的推壓造成之彈性體的彈性變形限制成與半導體晶圓的厚度對應之適當的量。即，可避免半導體晶圓的外周部大為彎曲變形。又，能以無過與不足之推壓力將黏著帶貼附於半導體晶圓的背面整體。
又，本發明為了達成這種目的，採用如下所示的構成。
一種半導體晶圓安裝裝置，係將黏著帶貼附於半導體晶圓的背面與環架的範圍，而製作安裝架的半導體晶圓安裝裝置，該裝置係包含以下的構成元件：保持工作台，係在保持該半導體晶圓及環架中，亦在該半導體晶圓的保持區域具備彈性體；貼附單元，係具備在該半導體晶圓與環架的範圍滾動的貼附輥；及帶切斷機構，係沿著該環架的形狀切斷黏著帶。
若依據此構成，可適合實施該方法。此外，在該構成，具備限制半導體晶圓的外周部或貼附輥之往黏著帶之推壓方向之位移的限制構件較佳。
作為此限制構件，例如在彈性體是直徑比半導體晶圓之直徑還小的情況，限制構件構成為接住並支撐半導體晶圓的外周部。又，亦可將限制構件構成為配備於靠近半導體晶圓的外周之外側的位置。進而，亦可將限制構件以彈性體成形，並構成為可調整高度。
※雖然為了說明發明，而圖示現在被認為適合的幾種形態，但是應理解發明未限定為所圖示的構成及手段。
以下，參照圖面說明本發明之一實施例。
在第1圖表示本發明之半導體晶圓安裝裝置的平面圖，又，在第2圖表示其正視圖。
本半導體晶圓安裝裝置如第20圖所示，在形成於表面之電路圖案露出的狀態之半導體晶圓W(以下只稱為「晶圓W」)的背面與環架f的範圍貼附黏著帶DT，而製作安裝架MF。
如第1圖及第2圖所示，工件搬運裝置1於左右長地配置於裝置前面。又，在工件搬運裝置1之中央的內側，在環架f與晶圓W的範圍貼附黏著帶DT而製作安裝架MF的黏著帶貼附部2配備於內側。
在從長度方向之左右中心靠右側的裝置前側，設置將晶圓W積層收容於匣3並供給之晶圓供給部4。又，在從長度方向之左右中心靠左側的前側，配備將環架f積層收容於匣5並供給之架供給部6。進而，於左右中心附近的內側，將載置晶圓W與環架f並送入黏著帶貼附部2的保持工作台7配備成可前後移動。
在工件搬運裝置1，具備：晶圓搬運機構9，係於左右水平地架設之導軌8的右側被支撐成可左右往復移動；及架搬運機構10，係於導軌8的左側被支撐成可左右移動。又，使用缺口或定向平板進行晶圓W之定位的對準機11設置於右內側。進而，進行環架f之定位的對準機12設置於架供給部6的內側。
晶圓搬運機構9構成為於左右及前後搬運從匣3所取出之晶圓W，並且可使晶圓W的姿勢表裡反轉。在第3圖至第9圖表示其細部構造。
如第3圖及第4圖所示，沿著導軌8將前後長之左右動可動台14配備成可左右移動。沿著此左右動可動台14所具備的導軌15將前後動可動台16配備成可前後移動。進而，晶圓保持單元17可上下移動地配備於此前後動可動台16的下部。
將以馬達18進行正反轉驅動的驅動帶輪19被軸支持於導軌8的右端附近，同時將惰帶輪20被軸支持於導軌8的中央側。將輪帶21捲掛於驅動帶輪19與惰帶輪20的範圍。左右動可動台14的滑動卡合部14a與皮帶21連結。因此，利用輪帶21的正反轉動，使左右動可動台14左右地移動。
如第7圖至第9圖所示，將以馬達22進行正反轉驅動的驅動帶輪23被軸支持於左右動可動台14的內側附近，並且將惰帶輪24被軸支持於左右動可動台14的前端附近。將輪帶25捲掛於這些驅動帶輪23與惰帶輪24的範圍。前後動可動台16的滑動卡合部16a與輪帶25連結。利用輪帶25的正反轉動而使前後動可動台16前後地移動。
如第5圖所示，晶圓保持單元17由以下的構件所構成，倒L字形的支撐架26，係與前後動可動台16的下部連結；昇降台28，係沿著此支撐架26的縱框部以馬達27進行螺桿進給而昇降；轉動台30，係在昇降台28經由轉軸29被軸支持成可繞縱向支軸p旋轉；旋轉用馬達32，係經由輪帶31捲掛於轉軸29而連動；晶圓保持臂34，係在轉動台30的下部經由轉軸33被軸支持成可繞水平方向支軸q反轉；及反轉用馬達36等，係經由輪帶35捲掛於轉軸33而傳動。
如第6圖所示，在晶圓保持臂34的前端側具備具有真空吸附孔37之U形的吸附部34a。藉由利用上述之可動構造，可使晶圓保持臂34所吸附保持之晶圓W進行前後移動、左右移動及繞縱向支點p轉動，並且可藉由繞水平方向支點q之反轉，使晶圓W表背反轉。
如第2圖所示，裝載所製作之安裝架MF並回收的收容部39配備於架供給部6的左側。此收容部39具備：連結固定於裝置架40的縱軌41；及昇降台43，係沿著此縱軌41以馬達42進行螺桿進給而昇降。因此，構成為將安裝架MF載置於昇降台43並進行間距進給而下降。
架搬運機構10構成為從最上段依序取出積層並載置於架供給部6的環架f，並可向左右及前後搬運。其左右移動構造及前後移動構造與晶圓搬運機構9相同。
即，如第7圖及第10圖所示，沿著導軌8將前後長之左右動可動台44配備成可左右移動，沿著此左右動可動台44所具備的導軌45將前後動可動台46配備成可前後移動。進而，架保持單元47可上下移動地配備於此前後動可動台46的下部。
如第3圖及第4圖所示，將以馬達48進行正反轉驅動的驅動帶輪49被軸支持於導軌8的左端附近，並且將惰帶輪50被軸支持於導軌8的中央側。將輪帶51捲掛於這些驅動帶輪49與惰帶輪50的範圍。左右動可動台44的滑動卡合部44a與輪帶51連結。利用輪帶51的正反轉動，使左右動可動台44左右地移動。
將用於說明晶圓搬運機構9之第7圖至第9圖沿用於架搬運機構10的說明時，將以馬達52進行正反轉驅動的驅動帶輪53被軸支持於左右動可動台44的內端附近，並且將惰帶輪54被軸支持於左右動可動台44的內端附近。將輪帶55捲掛於這些驅動帶輪53與惰帶輪54的範圍。前後動可動台46的滑動卡合部46a與輪帶55連結。利用輪帶55的正反轉動，使前後動可動台46前後地移動。
如第10圖所示，架保持單元47由以下的構件所構成，縱框56，係與前後動可動台46的下部連結；昇降框57，係沿著此縱框56被支撐成可滑動昇降；伸縮連桿機構58，係使昇降框57上下動；馬達59，係使伸縮連桿機構58進行正反伸縮驅動；及吸附墊60等，係配備於昇降框57之下端的前後左右位置。因此，能以吸附墊60從最上段依序吸附裝載於昇降台43之環架f而上昇，並可於前後左右搬運。此外，吸附墊60可對應於環架f的尺寸，在水平方向進行滑動調整。
工件搬運裝置1如以上所示構成，依以下所示的方式將晶圓W及環架f搬運至黏著帶貼附部2。
在晶圓搬運機構9，以晶圓保持臂34所吸附之晶圓W，首先，被送入對準機11，進行位置對準。已被對準位置的晶圓W再以晶圓保持臂34吸附保持後，進行表背反轉。使表面朝下之姿勢的晶圓W被搬入並載置於保持工作台7。
另一方面，在架搬運機構10，以吸附墊60所吸附之環架f，首先，被送入對準機12，進行位置對準。已被對準位置的環架f再以吸附墊60吸附後，被搬入保持工作台7，並被載置成與晶圓W成同心圓。
如第11圖及第12圖所示，黏著帶貼附部2具備裝填已被滾捲的寬度寬之黏著帶(dicing tape)DT的帶供給部61、貼附輥62、剝離輥63、帶切斷機構64及帶回收部65等。在第16圖至第19圖表示黏著帶DT之貼附過程的概略。
如第16圖所示，在待機狀態，貼附輥62及剝離輥63位於待機位置。又，帶切斷機構64位於上方的待機位置。在此狀態，被定位載置於保持工作台7之背面方向的晶圓W與環架f被搬入直到帶貼附位置。
接著，如第17圖所示，位於待機位置的貼附輥62進行前進行走，而將黏著帶DT逐漸貼附於晶圓W與環架f的上面的範圍。黏著帶DT的貼附結束時，如第18圖所示，下降之帶切斷機構64的圓刃64a繞與晶圓中心同心之軸心x轉動，隨著圓刃64a的轉動，將被貼附於環架f的黏著帶DT切割成比環架內徑大的圓形。然後，如第19圖所示，剝離輥63進行前進行走，而從環架f剝離殘留於切斷線之外側的不要帶t。因而，如第21圖所示，背面方向的安裝架MF殘留於保持工作台7之上。保持此背面方向之安裝架MF的保持工作台7從帶貼附位置移至裝置前側。在此期間，貼附輥62及剝離輥63移至原來的待機位置。同時，向貼附位置的上方供給從帶供給部61所抽出之黏著帶DT，並且將不要帶t捲取回收於帶回收部65。
在第13圖至第15圖，表示在黏著帶貼附部2之保持工作台7的詳細構成。
在此保持工作台7，具備圓形的晶圓支撐台71，係搭載並連結於底座70；及環狀的架保持台72，係配備成圍繞此晶圓支撐台71。
晶圓支撐台71的上面形成圓形的凹部。比晶圓W的外徑稍小之形成圓板形的彈性體73嵌入此凹部。此彈性體73由厚度數mm之獨立發泡橡膠海綿或矽橡膠所構成。此彈性體73將形成於其中央附近之一對卡合孔74嵌緊在植設於工作台上面的定位銷75。此時，彈性體73保持成於工作台上突出的固定姿勢。此外，在彈性體73之下將調整片76舖設成任意之厚度，並因應於晶圓厚度，調整彈性體73之上面的高度。藉由此調整，將載置於彈性體73之晶圓W的上面調整成比載置於架保持台72之環架f的高度稍高。
複數個吸附孔77形成於彈性體73及調整片76。各吸附孔77經由形成於工作台上面的吸入槽78與真空裝置連通。因此，在彈性體73的上面可吸附晶圓W。
又，靠近彈性體73之外周的環狀的限制構件79配置於晶圓支撐台71之上面外周附近。此限制構件79由具有適當之彈性的矽橡膠所形成。其上面被設定成從下方與從彈性體73所超出晶圓W的外周部相對向。
與環架f之外形一致的段差80形成於架保持台72的上面。藉由將環架f嵌入此段差80，而可將環架f定位在與中央之晶圓W成同心的位置。
如以上所示構成保持工作台7。在上述之黏著帶貼附過程，貼附輥62的推壓作用於晶圓W時，彈性體73發生彈性變形。伴隨此彈性變形，晶圓W落下直到其上面成為環架f之上面高度。即，以既定之推壓應力將黏著帶DT貼附於晶圓的上面(背面)。
又，藉由晶圓W的落入，晶圓W之外周超出部分被限制構件79接住。因此，利用限制構件的彈力限制晶圓W之外周超出部分落入直到比環架f之上面高度還下方。
若依據該實施例裝置，藉由利用彈性體73及限制構件79接住晶圓W，而可避免在對晶圓W之貼附起始端附近因晶圓外周部之不當的落入所造成之破損。
本發明亦能以如以下所示的形態實施。
(1)在第22圖舉例表示適合於凸起形成於晶圓表面之外周部的情況之保持工作台7。
在此例，為了晶圓W之表面外周部不超出，而將彈性體73形成為直徑與晶圓W的外徑相同或稍大。又，以靠近晶圓W之外側的環狀的限制構件79配備成圍繞彈性體73。此限制構件79係對其上面施加非黏著處理，以使黏著帶DT易於剝離。又，限制構件79限制貼附輥62落入。即，利用貼附輥62的推壓阻止晶圓W之外周部大為彎曲變形。
又，限制構件79利用調整螺栓81安裝成可調整高度。即，藉由對應於晶圓W之厚度，變更調整限制構件79的上面高度位置，而限制在帶貼附時晶圓W之往下方的位移量。藉由調整此位移量，而可利用無過與不及的推壓將黏著帶DT均勻地貼附於晶圓W的背面整體。
(2)在第23圖舉例表示適合於凸起形成於晶圓表面之外周部的情況之保持工作台7之其他的例子。
在此例，底座70構成為可上下地調整位置，並且將限制構件79安裝於位置固定的架保持台72。即，藉由晶圓支撐台71的高度調節，而進行對應於晶圓厚度之限制構件79的上面高度位置的調整。利用此構成，限制構件79亦限制貼附輥62的落入。因此，可阻止晶圓W的外周部大為彎曲變形，並且限制在帶貼附時晶圓W之往下方的位移量。藉由此位移量的調節，而可利用無過與不及的推壓將黏著帶DT均勻地貼附於晶圓W的背面整體。
(3)在上述各實施例裝置，作為彈性體亦可使用僅在厚度方向具有高透氣性的獨立發泡橡膠海綿。在此情況，不必形成吸附孔77，就可以彈性體73的整個面吸附晶圓W。此外，獨立發泡橡膠海綿僅在垂直方向具有透氣性。因此，在以該獨立發泡橡膠海綿吸附晶圓W時，不會發生來自外周的吸力。
(4)在該實施例，即使在將晶圓W及環架f吸附保持於保持工作台7的下面，並從下方貼附黏著帶DT的形態亦可實施。
(5)本發明亦可應用於將電路保護用之黏著帶貼附於表面的晶圓W進行安裝處理的情況。
※本發明可在不超出其構想或本質下以其他的具體形態實施，因此，作為表示發明之範圍者，不是以上的說明，而應參照所附加的申請專利範圍。
1．．．工件搬運裝置
2．．．黏著帶貼附部
3、5．．．匣
4．．．晶圓供給部
6．．．架供給部
7．．．保持工作台
8．．．導軌
9．．．晶圓搬運機構
10．．．架搬運機構
11、12．．．對準機
18、42、48．．．馬達
39．．．收容部
40．．．裝置架
41．．．縱軌
43．．．昇降台
64．．．帶切斷機構
MF．．．安裝架
W．．．半導體晶圓
f．．．環架
DT．．．黏著帶
第1圖係半導體晶圓安裝裝置的平面圖。
第2圖係半導體晶圓安裝裝置的正視圖。
第3圖係表示工件搬運裝置之一部分的正視圖。
第4圖係表示工件搬運裝置之一部分的平面圖。
第5圖係晶圓搬運機構的正視圖。
第6圖係表示晶圓搬運機構之主部的平面圖。
第7圖係表示晶圓搬運機構及架搬運機構之前後移動構造的平面圖。
第8圖係表示晶圓搬運機構及架搬運機構之前後移動構造之一部分的正視圖。
第9圖係表示晶圓搬運機構及架搬運機構之前後移動構造之一部分的正視圖。
第10圖係架搬運機構的正視圖。
第11圖係黏著帶貼附部的平面圖。
第12圖係黏著帶貼附部的正視圖。
第13圖係保持工作台的立體圖。
第14圖係保持工作台的平面圖。
第15圖係保持工件之工作台的縱向剖面正視圖。
第16圖至第19圖係表示黏著帶貼附過程的正視圖。
第20圖係從表側所看到之安裝架的立體圖
第21圖係從背側所看到之安裝架的立體圖
第22圖係表示保持工作台之別的實施例的縱向剖面正視圖。
第23圖係表示保持工作台之其他的實施例的縱向剖面正視圖。
70．．．底座
71．．．晶圓支撐台
72．．．架保持台
73．．．彈性體
74．．．卡合孔
75．．．定位銷
76．．．調整片
77．．．吸附孔
78．．．吸入槽
79．．．限制構件
80．．．段差
W．．．半導體晶圓
f．．．環架

Claims (13)

  1. 一種半導體晶圓安裝方法，係為將黏著帶貼附於半導體晶圓的背面與環架的範圍，而製作安裝架的半導體晶圓安裝方法，該方法係包含以下的過程：在吸附保持該半導體晶圓之保持工作台的該保持區域具備具有透氣性的彈性體，在將半導體晶圓之表面側的電路形成面透過該彈性體吸附於保持工作台之狀態，使貼附輥滾動，而將黏著帶貼附於半導體晶圓的背面與環架的範圍。
  2. 如申請專利範圍第1項之半導體晶圓安裝方法，其中沿著該彈性體的外周配備限制構件，並以該限制構件限制半導體晶圓的外周部或貼附輥在黏著帶的推壓方向位移。
  3. 如申請專利範圍第2項之半導體晶圓安裝方法，其中以該限制構件接住並支撐半導體晶圓的外周部。
  4. 如申請專利範圍第2項之半導體晶圓安裝方法，其中將該限制構件配備於靠近半導體晶圓的外周之外側的位置，並以該限制構件接住貼附輥的落入。
  5. 如申請專利範圍第4項之半導體晶圓安裝方法，其中對應該半導體晶圓的高度位置而調節限制構件的高度。
  6. 一種半導體晶圓安裝裝置，係為將黏著帶貼附於半導體晶圓的背面與環架的範圍，而製作安裝架的半導體晶圓安裝裝置，該裝置係包含以下的構成元件：保持工作台，係在保持區域備有具透氣性的彈性體， 該彈性體係保持該半導體晶圓及環架並和該半導體晶圓的電路面接觸而吸附保持；貼附單元，係具備在該半導體晶圓與環架的範圍滾動的貼附輥；及帶切斷機構，係沿著該環架的形狀切斷黏著帶。
  7. 如申請專利範圍第6項之半導體晶圓安裝裝置，其中更包含以下的構成元件：限制構件，係限制該半導體晶圓的外周部或貼附輥往黏著帶之推壓方向位移。
  8. 如申請專利範圍第7項之半導體晶圓安裝裝置，其中該彈性體的直徑比半導體晶圓的直徑小；該限制構件係將半導體晶圓的外周部接住並支撐。
  9. 如申請專利範圍第8項之半導體晶圓安裝裝置，其中將該限制構件構成為配備於靠近半導體晶圓的外周之外側的位置。
  10. 如申請專利範圍第7項之半導體晶圓安裝裝置，其中將該限制構件以彈性體成形，並構成為可調整高度。
  11. 如申請專利範圍第7項之半導體晶圓安裝裝置，其中該保持工作台係具備定位銷；該彈性體係形成有供該定位銷卡合的卡合孔。
  12. 如申請專利範圍第7項之半導體晶圓安裝裝置，其中具備調整片，該調整片介設於該保持工作台的保持區域與彈性體之間以調整高度。
  13. 如申請專利範圍第7項之半導體晶圓安裝裝置，其中該彈性體係為僅在厚度方向具有透氣性的獨立發泡橡膠海綿。
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