TWI844742B - 樹脂片材固定裝置 - Google Patents

Abstract

將樹脂片材固定裝置小型化。

樹脂片材固定裝置的片材保持單元包含：帕耳帖元件，具有平行於片材保持工作台的片材保持面且較接近於該片材保持面的上表面與離該片材保持面較遠的下表面；直流電源，對該帕耳帖元件供給直流電流；及開關，切換被供給至該帕耳帖元件之直流電流的方向。藉由使第1方向的電流在該帕耳帖元件流動，可將樹脂片材軟化並熱熔接於晶圓，藉由切換開關而使第2方向的電流在該帕耳帖元件流動，可讓已保持在片材保持面的樹脂片材硬化而固定於晶圓的一面。

Description

樹脂片材固定裝置

本發明是有關於一種樹脂片材固定裝置。

有一種晶圓，其在藉由交叉的複數條分割預定線所區劃出的各區域中分別形成有器件。可藉由沿著分割預定線分割此晶圓，而獲得晶片。在此分割加工中，為了抑制伴隨於分割之晶片的飛散，而如例如專利文獻1所揭示地，於晶圓的一面貼附膠帶。

在此技術中，會在分割加工後從膠帶拾取晶片。此時，會有膠帶的糊附著於晶片之情形。作為其對策，在專利文獻2所揭示的技術中，是將聚烯烴系的樹脂片材加熱來熱熔接於晶圓的一面，並於之後冷卻並固化。像這樣的樹脂片材是成為膠帶的替代品。在此技術中，是成為以下情形：在分割加工後從不具備糊的樹脂片材拾取晶片。因此，不會有糊附著於晶片之情形。

在此技術中，是將樹脂片材熱熔接於晶圓的一面。因此，保持樹脂片材的樹脂片材保持單元具備有加熱器。又，為了將已熱熔接於晶圓的樹脂片材冷卻並固定，而讓片材保持單元從晶圓離開。 先前技術文獻 專利文獻

專利文獻1：日本特開2003-077869號公報 專利文獻2：日本特開2019-140387號公報

發明欲解決之課題

在上述的技術中，加工裝置具備有用於將樹脂片材熱熔接於晶圓的加熱工作台、與用於冷卻已熱熔接於晶圓之樹脂片材的冷卻工作台。此外，此加工裝置具備有將熱熔接有樹脂片材的晶圓從加熱工作台搬送至冷卻工作台的搬送機構。

像這樣，因為以往技術的加工裝置具備2個工作台及搬送機構，所以要小型化是困難的。又，會花費用於搬送晶圓的時間。此外，因為是將已在加熱工作台軟化的樹脂片材搬送至冷卻工作台後固定，所以樹脂片材的厚度精度會變差。

據此，本發明之目的在於提供一種可以將已熱熔接之樹脂片材的厚度均等化並且可被小型化的樹脂片材固定裝置。 用以解決課題之手段

根據本發明，可提供一種樹脂片材固定裝置，前述樹脂片材固定裝置具備： 片材保持單元，包含片材保持工作台，前述片材保持工作台具有保持樹脂片材的片材保持面； 晶圓保持單元，保持晶圓； 上下移動機構，使該片材保持單元與該晶圓保持單元在垂直於該片材保持面的上下方向上相對地移動；及 控制單元，控制該上下移動機構， 該片材保持單元包含： 帕耳帖元件，配置於該片材保持單元的內部，並具有平行於該片材保持面且較接近於該片材保持面的上表面與離該片材保持面較遠的下表面； 直流電源，對該帕耳帖元件供給直流電流；及 開關，在對該帕耳帖元件的該上表面進行加熱的第1方向、與對該帕耳帖元件的該上表面進行冷卻之與該第1方向為相反方向的第2方向之間，切換被供給至該帕耳帖元件的該直流電流的方向， 該控制單元一邊控制該上下移動機構而藉由已保持在該晶圓保持單元的晶圓來按壓已保持在該片材保持面的該樹脂片材，一邊控制該開關使該直流電流朝該第1方向流動來藉此對該帕耳帖元件的該上表面進行加熱，而讓該樹脂片材軟化且熱熔接於晶圓， 並控制該開關使該直流電流朝該第2方向流動來藉此對該帕耳帖元件的該上表面進行冷卻，而讓該樹脂片材硬化且固定於晶圓的一面。 發明效果

在本樹脂片材固定裝置中，是在藉由片材保持面保持有樹脂片材的狀態下，對配置在片材保持面的附近之帕耳帖元件的於上表面流動的電流的方向進行切換，藉此將樹脂片材固定在晶圓的一面。也就是說，在將樹脂片材原樣載置在片材保持面的狀態下，實施對樹脂片材之熱熔接及冷卻，來將樹脂片材固定於晶圓。

從而，相較於為了固定樹脂片材而使用2個工作台之構成，可以減少工作台的數量，並且不需要在工作台之間搬送樹脂片材的組件。因此，將本樹脂片材固定裝置的構成簡單化及小型化會變得較容易。

又，可將已熱熔接於晶圓的樹脂片材在不搬送到其他構件的情形下，原樣在片材保持面上冷卻。從而，可以將已固定在晶圓的樹脂片材的厚度精度提高，亦即將已固定的樹脂片材的厚度均等化。

此外，在本樹脂片材固定裝置中，是藉由對帕耳帖元件的上表面進行加熱，而對片材保持面以及載置於其上的樹脂片材進行加熱。此時，因為帕耳帖元件的下表面已冷卻，在下一個步驟中，可提高對片材保持面進行冷卻的冷卻效果。從而，可縮短用於將樹脂片材固定在晶圓的時間。

用以實施發明之形態

圖1所示之本實施形態的樹脂片材固定裝置1是將保持於片材保持單元20的片材保持面23之樹脂片材S，固定(形成)到晶圓W的一面的裝置。

樹脂片材固定裝置1具備有：晶圓保持單元10，在真空形成腔室2內藉由晶圓保持面13來保持晶圓W；片材保持單元20，藉由片材保持面23來保持樹脂片材S；及上下移動機構(上下動作機構)30。

真空形成腔室2是可將內部形成為真空的樹脂片材固定裝置1的殼體，且具備有開口4、可覆蓋開口4的罩蓋3、用於將罩蓋3開放關閉的罩蓋開閉機構5、及將真空形成腔室2內設成真空的真空泵7。

晶圓保持單元10具備有於真空形成腔室2的上表面貫通而延伸之支撐柱11、及設置於支撐柱11的下端且配置在真空形成腔室2內之晶圓保持工作台12。又，晶圓保持工作台12的下表面是成為用於吸引保持晶圓W的晶圓保持面13。再者，在真空形成腔室2的上表面中的支撐柱11的貫通部分，設置有用於維持真空形成腔室2內的真空的真空密封2a。

在支撐柱11及晶圓保持工作台12設置有連結到空氣供給源14及吸引源16的通氣路15。晶圓保持工作台12中的晶圓保持面13是構成為透過通氣路15而選擇性地對空氣供給源14及吸引源16連通。晶圓保持單元10可藉由已連通於吸引源16之晶圓保持面13來吸引保持晶圓W。

片材保持單元20具備有於真空形成腔室2的底面貫通而延伸之支撐柱21、及設置於支撐柱21的上端且配置於真空形成腔室2內之片材支撐工作台22。又，片材支撐工作台22的上表面是成為用於載置樹脂片材S的片材保持面23。

片材保持面23是配置成與晶圓保持單元10的晶圓保持面13相面對。又，在真空形成腔室2的底面中的支撐柱21的貫通部分，設置有用於維持真空形成腔室2內的真空的真空密封2b。

又，樹脂片材固定裝置1具備有晶圓搬送機構40及片材搬送機構50。晶圓搬送機構40及片材搬送機構50是機械手等的搬送用構件。這些晶圓搬送機構40及片材搬送機構50可為各別的構件，亦可為共通的1個構件。

晶圓搬送機構40是從外部來對真空形成腔室2搬送晶圓W。晶圓搬送機構40可透過開口4，將晶圓W配置到真空形成腔室2內之與晶圓保持單元10的晶圓保持面13相向的位置。在晶圓保持單元10中，可以藉由連通於吸引源16的晶圓保持面13來吸引保持如此配置的晶圓W。

片材搬送機構50是從外部來對樹脂片材固定裝置1搬送樹脂片材S。片材搬送機構50是透過真空形成腔室2的開口4，將樹脂片材S載置到真空形成腔室2內的片材保持單元20的片材保持面23上。

上下移動機構30是配置在真空形成腔室2的上表面，且連結於晶圓保持單元10的支撐柱11。上下移動機構30是使晶圓保持單元10與片材保持單元20沿著垂直於片材保持面23的上下方向即Z軸方向相對地移動。在本實施形態中，上下移動機構30是使晶圓保持單元10的支撐柱11在Z軸方向上移動。亦即，上下移動機構30是構成為使晶圓保持單元10相對於已固定的片材保持單元20沿著Z軸方向來移動。

詳細而言，上下移動機構30具備有連結於支撐柱11且在水平方向上延伸的臂31、連結於臂31且沿著Z軸方向延伸的驅動桿32、及檢測移動距離的感測器35。藉由以未圖示之驅動源來將驅動桿32上下移動，而讓臂31、以及連結於臂31的晶圓保持單元10(支撐柱11)沿著Z軸方向朝上下移動。晶圓保持單元10的移動距離是藉由感測器35來檢測。

又，樹脂片材固定裝置1具備有荷重檢測器60。荷重檢測器60是透過上下移動機構30而連結於晶圓保持單元10的支撐柱11。荷重檢測器60是在晶圓保持單元10與片材保持單元20隔著晶圓W及樹脂片材S而互相抵接時，檢測施加於晶圓保持單元10的荷重(亦即，晶圓W按壓樹脂片材S之力)。

又，本實施形態之片材保持單元20在其內部具有帕耳帖元件24。帕耳帖元件24具有例如平板形狀，且在片材保持單元20的片材支撐工作台22中的片材保持面23的附近配置成平行於片材保持面23。帕耳帖元件24具有平行於片材保持面23且較接近於片材保持面23的上表面24a、及離片材保持面23較遠的下表面24b。

此外，在帕耳帖元件24的兩端安裝有被導引到支撐柱21及片材支撐工作台22內的第1電力線25及第2電力線26的一端。第1電力線25以及第2電力線26的另一端是透過開關27而連接於直流電源28。

直流電源28是對帕耳帖元件24供給直流電流的電源。開關27具有透過第1電力線25以及第2電力線26來將直流電源28連接到帕耳帖元件24的功能、以及切換從直流電源28透過第1電力線25以及第2電力線26而流動於帕耳帖元件24之直流電流的方向的功能。 亦即，開關27是構成為在對帕耳帖元件24的上表面24a進行加熱的第1方向、與對帕耳帖元件24的上表面24a進行冷卻之和第1方向為相反方向的第2方向之間，切換被供給至帕耳帖元件24之直流電流的方向。再者，帕耳帖元件24的下表面24b是直流電流朝第1方向流動時會被冷卻，另一方面，直流電流朝第2方向流動時會被加熱。

又，樹脂片材固定裝置1具備有控制單元70，前述控制單元70具備有控制樹脂片材固定裝置1的各構件之電腦。控制單元70是控制上述之樹脂片材固定裝置1的各構件，而在晶圓W的一面固定(形成)樹脂片材S。

接著，針對樹脂片材固定裝置1中的樹脂片材S對晶圓W的固定動作進行說明。

首先，控制單元70控制罩蓋開閉機構5，將真空形成腔室2的罩蓋3開放，而使開口4露出。然後，控制單元70藉由使保持有樹脂片材S的片材搬送機構50朝-X方向移動，而將樹脂片材S從露出的開口4搬入真空形成腔室2內。此外，控制單元70控制片材搬送機構50，而如圖2所示，將樹脂片材S載置到片材保持單元20的片材保持面23上(樹脂片材搬入步驟)。

接著，控制單元70將圖1所示的吸引源16連通到晶圓保持單元10的晶圓保持面13。藉此，晶圓保持面13即成為負壓。此外，控制單元70藉由使保持有晶圓W的晶圓搬送機構40朝-X方向移動，而將晶圓W從露出的開口4搬入至真空形成腔室2內，並配置在與晶圓保持面13相向的位置。此外，如圖3所示，控制單元70是藉由晶圓保持面13來吸引保持晶圓W的第1面(另一面)Wa。藉此，讓晶圓W以將第2面(其中一面)Wb朝向樹脂片材S的狀態來配置在已被片材保持面23所保持的樹脂片材S的上方(晶圓保持步驟)。

接著，控制單元70控制圖1所示的罩蓋開閉機構5，來關閉真空形成腔室2的罩蓋3，而將開口4堵塞。

控制單元70控制上下移動機構30，而使晶圓保持單元10沿著Z軸方向朝下方移動。藉此，如圖4所示，將已被晶圓保持單元10的晶圓保持面13所保持的晶圓W，抵接於已被片材保持單元20的片材保持面23所保持的樹脂片材S(晶圓接觸步驟)。

如此進行，控制單元70會控制上下移動機構30，而使被晶圓保持單元10所保持的晶圓W的第2面Wb接觸於被片材保持面23所保持的樹脂片材S(以比較弱的力來按壓)。在此狀態下，控制單元70是控制真空泵7，而對真空形成腔室2內進行抽真空。

之後，控制單元70在真空形成腔室2內的氣壓已成為預定值以下時，藉由使晶圓保持單元10進一步朝下方移動，而藉由晶圓W的第2面Wb以更強的力來按壓樹脂片材S(晶圓按壓步驟)。如此進行，控制單元70是控制上下移動機構30，而藉由保持於晶圓保持單元10的晶圓W(第2面Wb)來按壓保持於片材保持面23的樹脂片材S。

此外，在此狀態下，控制單元70是控制圖1所示的開關27，並透過第1電力線25及第2電力線26來將直流電源28連接於帕耳帖元件24。並且，控制單元70是控制開關27，而將來自直流電源28的直流電流的方向設定成如於圖5藉由箭頭D1所示地，對帕耳帖元件24的上表面24a進行加熱的第1方向。

如此進行，控制單元70一邊藉由晶圓W的第2面Wb來按壓樹脂片材S，一邊使直流電流朝第1方向流動，藉此對帕耳帖元件24的上表面24a進行加熱，並對片材保持面23、以及被片材保持面23所保持的樹脂片材S進行加熱，來將樹脂片材S軟化而熱壓接於晶圓W的第2面Wb(加熱(熱熔接)步驟)。再者，此時，帕耳帖元件24的下表面24b會被冷卻。

已將樹脂片材S熱熔接在晶圓W之後，控制單元70控制開關27(參照圖1)，而讓來自直流電源28的直流電流如於圖6藉由箭頭D2所示地，朝對帕耳帖元件24的上表面24a進行冷卻之與第1方向為相反方向的第2方向流動。藉此，控制單元70一邊藉由晶圓W的第2面Wb來按壓樹脂片材S，一邊對帕耳帖元件24的上表面24a進行冷卻。控制單元70是藉由像這樣地對上表面24a進行冷卻，來對片材保持面23、以及被片材保持面23所保持的樹脂片材S進行冷卻，而讓樹脂片材S硬化，並固定於晶圓W的第2面Wb(冷卻(硬化)步驟)。再者，此時，帕耳帖元件24的下表面24b會被加熱。

接著，控制單元70控制開關27，並從帕耳帖元件24斷開直流電源28。並且，控制單元70控制圖1所示之上下移動機構30，使晶圓保持單元10沿著Z軸方向朝上方移動，而如圖7所示，從片材保持單元20(片材保持面23)離開。亦即，控制單元70使已固定於晶圓W的第2面Wb之樹脂片材S從片材保持面23離開。藉此，控制單元70可以藉由晶圓保持單元10的晶圓保持面13來保持已將樹脂片材S固定於第2面Wb的晶圓W(離開步驟)。

接著，控制單元70停止圖1所示之真空泵7，並且控制罩蓋開閉機構5來讓真空形成腔室2的罩蓋3開放，使開口4露出。藉此，可打破真空形成腔室2內的真空。

此外，如圖8所示，控制單元70將晶圓搬送機構40對晶圓保持單元10的晶圓保持面13相向配置，並使其接觸於覆蓋晶圓W的第2面Wb的樹脂片材S。此外，控制單元70將晶圓保持單元10的晶圓保持面13連通於空氣供給源14。藉此，可脫離由晶圓保持面13所進行之晶圓W的吸附，並藉由晶圓搬送機構40保持晶圓W。 然後，控制單元70藉由晶圓搬送機構40，而如藉由箭頭E所示地使晶圓W朝+X方向移動，並透過開口4來搬出到真空形成腔室2的外部(晶圓搬出步驟)。再者，晶圓搬送機構40亦可保持晶圓W的第1面Wa。

如以上，在本實施形態中，是在已藉由片材支撐工作台22的片材保持面23保持樹脂片材S的狀態下，藉由對配置在片材保持面23的附近之帕耳帖元件24的上表面24a所流動的電流的方向進行切換，來實施加熱(熱熔接)步驟及冷卻(硬化)步驟。並且，藉此來將樹脂片材S固定在晶圓W的第2面Wb。也就是說，在本實施形態中，是在將樹脂片材S原樣載置在1個片材支撐工作台22的片材保持面23的狀態下，實施對樹脂片材S的熱熔接及冷卻，來將樹脂片材S固定到晶圓W。

從而，相較於為了固定樹脂片材S而使用2個工作台之構成，可以減少工作台的數量，並且不需要在工作台之間搬送樹脂片材的組件。因此，將樹脂片材固定裝置1的構成簡單化及小型化會變得較容易。

又，以已藉由保持於晶圓保持面13的晶圓W的第2面Wb對保持於片材保持面23的樹脂片材S進行按壓的狀態，來實施加熱(熱熔接)步驟及冷卻(硬化)步驟。也就是說，可在不將熱熔接於晶圓W的樹脂片材S搬送至其他構件的情形下原樣進行冷卻。因此，可以提高固定於晶圓W的第2面Wb之樹脂片材S的厚度精度，亦即將所固定的樹脂片材S的厚度均等化。

此外，在本實施形態中，是藉由在加熱(熱熔接)步驟中對帕耳帖元件24的上表面24a進行加熱，來對片材保持面23、及載置於其上的樹脂片材S進行加熱。此時，因為帕耳帖元件24的下表面24b已冷卻，在下一個步驟即冷卻(硬化)的步驟中，可提高對片材保持面23進行冷卻的冷卻效果。從而，可縮短用於將樹脂片材S固定在晶圓W的第2面Wb的時間(冷卻(硬化)步驟的時間)。

再者，在本實施形態中，是藉由設置在真空形成腔室2的上表面的荷重檢測器60，在晶圓保持單元10與片材保持單元20隔著晶圓W及樹脂片材S而相互抵接時，檢測施加於晶圓保持單元10的荷重。像這樣的荷重檢測器亦可設置於晶圓保持單元10之晶圓保持工作台12內、或者片材保持單元20的片材支撐工作台22內。

1:樹脂片材固定裝置 2:真空形成腔室 2a,2b:真空密封 3:罩蓋 4:開口 5:罩蓋開閉機構 7:真空泵 10:晶圓保持單元 11,21:支撐柱 12:晶圓保持工作台 13:晶圓保持面 14:空氣供給源 15:通氣路 16:吸引源 20:片材保持單元 22:片材支撐工作台 23:片材保持面 24:帕耳帖元件 24a:上表面 24b:下表面 25:第1電力線 26:第2電力線 27:開關 28:直流電源 30:上下移動機構 31:臂 32:驅動桿 35:感測器 60:荷重檢測器 40:晶圓搬送機構 50:片材搬送機構 70:控制單元 D1,D2,E:箭頭 S:樹脂片材 W:晶圓 Wa:第1面 Wb:第2面 +X,-X,Y,+Z,-Z:方向

圖1是顯示樹脂片材固定裝置之構成的截面圖。 圖2是顯示樹脂片材固定裝置中的樹脂片材搬入步驟的截面圖。 圖3是顯示樹脂片材固定裝置中的晶圓保持步驟的截面圖。 圖4是表示樹脂片材固定裝置中的晶圓按壓步驟的截面圖。 圖5是顯示樹脂片材固定裝置中的加熱(熱熔接)步驟的截面圖。 圖6是顯示樹脂片材固定裝置中的冷卻(硬化)步驟的截面圖。 圖7是顯示樹脂片材固定裝置中的離開步驟的截面圖。 圖8是顯示樹脂片材固定裝置中的晶圓搬出步驟的截面圖。

10:晶圓保持單元

11,21:支撐柱

12:晶圓保持工作台

13:晶圓保持面

15:通氣路

20:片材保持單元

22:片材支撐工作台

23:片材保持面

24:帕耳帖元件

24a:上表面

24b:下表面

25:第1電力線

26:第2電力線

D1:箭頭

S:樹脂片材

W:晶圓

Wa:第1面

Wb:第2面

+X,-X,Y,+Z,-Z:方向

Claims (1)

1. 一種樹脂片材固定裝置，具備： 片材保持單元，包含片材保持工作台，前述片材保持工作台具有保持樹脂片材的片材保持面； 晶圓保持單元，保持晶圓； 上下移動機構，使該片材保持單元與該晶圓保持單元在垂直於該片材保持面的上下方向上相對地移動；及 控制單元，控制該上下移動機構， 該片材保持單元包含： 帕耳帖元件，配置於該片材保持單元的內部，並具有平行於該片材保持面且較接近於該片材保持面的上表面與離該片材保持面較遠的下表面； 直流電源，對該帕耳帖元件供給直流電流；及 開關，在對該帕耳帖元件的該上表面進行加熱的第1方向、與對該帕耳帖元件的該上表面進行冷卻之與該第1方向為相反方向的第2方向之間，切換被供給至該帕耳帖元件的該直流電流的方向， 該控制單元一邊控制該上下移動機構而藉由已保持在該晶圓保持單元的晶圓來按壓已保持在該片材保持面的該樹脂片材，一邊控制該開關使該直流電流朝該第1方向流動來藉此對該帕耳帖元件的該上表面進行加熱，而讓該樹脂片材軟化且熱熔接於晶圓， 並控制該開關使該直流電流朝該第2方向流動來藉此對該帕耳帖元件的該上表面進行冷卻，而讓保持在該片材保持面之該樹脂片材硬化且固定於晶圓的一面。

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