JP3918556B2

JP3918556B2 - Sticking wafer separating apparatus and sticking wafer separating method

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Publication number: JP3918556B2
Application number: JP2001400104A
Authority: JP
Inventors: 元安部; 秀樹古森; 陽祐山本
Original assignee: Mitsubishi Electric Corp
Current assignee: Mitsubishi Electric Corp
Priority date: 2001-12-28
Filing date: 2001-12-28
Publication date: 2007-05-23
Anticipated expiration: 2021-12-28
Also published as: JP2003197724A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
この発明は、熱可塑性接着剤により支持基板に貼付けた半導体ウエハを支持基板から分離する貼付けウエハ分離装置およびその分離方法に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
図８は、特開平７−１６９７２３号公報に示された（ａ）従来の貼付けウエハ分離装置の構造，および（ｂ）動作を示す側面図である。図８において、１０１はウエハを移動させるためのアーム、１０２はアーム１０１の先端に取付けられた上側吸着部、１０４は半導体ウエハで、１００μｍ程度に薄板化加工されている。１０３はウエハ１０４を熱可塑性接着剤１０５で貼付けた支持基板である。１０７は支持台、１０６は支持台１０７上に設けられたウエハよりも大きな直径を有する円柱形状の下側吸着部である。上側吸着部１０２および下側吸着部１０６の表面には、各々支持基板１０３またはウエハ１０４を吸着するための吸引装置等に接続された穴または溝（図示せず）が設けられている。また、上側吸着部１０２および下側吸着部１０６には、熱可塑性接着剤を溶融するための加熱手段が併せて設けられている。
【０００３】
次に、従来の貼付けウエハ分離装置の動作について説明する。
【０００４】
図８（ａ）に示すように、作業者がウエハ１０４を接着剤１０５で貼付けられた支持基板１０３の直上にアーム１０１および上側吸着部１０２を移動させた後、支持基板１０３を上側吸着部１０２により吸着させる。次に、作業者がアーム１０１を下側吸着部１０６の直上に移動させ、その後、図８（ｂ）のようにウエハ１０４側を下側吸着部１０６で吸引して吸着する。この後、上側吸着部１０２と下側吸着部１０６の両側から加熱することにより、熱可塑性接着剤１０５を溶融させる。
【０００５】
続いて、図８（ｃ）に示すように、作業者が上側吸着部１０２の上方に取付けたアーム１０１に水平方向の応力を加えることによって、上側吸着部１０２を水平方向に移動すると、上側吸着部１０２に吸着された支持基板１０３から、下側吸着部１０６に吸着されたウエハ１０４が分離される。
【０００６】
また図９は、別の従来のウエハ分離装置で、特開平６−２６８０５１号公報に示された構造および動作を示す側面図である。図９において、２０４は上側吸着部、２０８は支持台２０９上に設けられた円柱形状の下側吸着部である。また２０７は半導体ウエハで、支持基板２０５上に熱可塑性接着剤２０６で貼付けられている。上側吸着部２０４の上方には、支持軸２０３とカップリング２０２によってロボットアーム２０１が接続されている。上側および下側吸着部２０４，２０８は各々加熱機構を有し、接着剤を加熱・軟化させた後に上側吸着部２０４の上方に取付けたロボットアーム２０１を用いて上側吸着部２０４を回転あるいは揺動させながら、ロボットアーム２０１を垂直上方に移動させてウエハ２０７と支持基板２０５を分離する。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】
従来の貼付けウエハ分離装置は以上のように構成されており、いずれの装置も上側吸着部上部に取付けたアームを用いて、水平方向または上方向に応力を加えることによりウエハから支持基板を分離しているので、ウエハの平坦面に対して垂直方向に少なからず応力が加わる。分離される半導体ウエハが例えばガリウム砒素（ＧａＡｓ）やインジウム燐（ＩｎＰ）などのように壁開性を持つ場合は、僅かでもウエハ面に対して垂直方向に曲げ応力が加えられるとウエハが割れてしまうという問題が生じる。図９で示した従来例では当然のことながら垂直方向に応力が加えられる。本発明者らの実験によれば、図９で示した従来の貼付けウエハ分離作業では、ウエハの割れが多発することが判明している。
【０００８】
また、図８で示した従来例の場合でも、水平方向への応力は上側吸着部上部に取付けたアーム１０１を通じて加えられるため、水平方向へ移動する上側吸着部のウエハ平坦面に対する平行度を保持するには、ほとんど遊びの無いガイドレールを備える等の工夫が必要である。しかしながら、実際には上側吸着部の遊びを少なくするほど平行度の調整が困難になり、ウエハに対して余分な応力が加えられることになるため、ウエハの割れやウエハの表面または裏面に傷をつけるという問題を引き起こした。
【０００９】
これらの問題の解決策として、ウエハを押さえつけながら水平方向にスライドさせる方法があるが、この場合、支持基板端がウエハ端近傍にさしかかっても押し付け力が加えられたままになっており、この結果、ウエハ端が欠けてしまうという問題点があった。また、ウエハを押さえつけるため、ウエハを保持する吸着面に異物や損傷による突起があるとウエハが割れたり傷が生じるという問題があった。しかもその場合、吸着面（ウエハステージ）が加熱吸着機構と一体となっているために、補修や交換が容易ではないという問題点もあった。
【００１０】
更に図８に示した従来の装置の場合、垂直および水平方向への応力のかけ具合は作業者に依存しているため、作業の安定性に欠け、製品の歩留りが個々の作業者の能力や熟練度に強く影響されるといった問題点もあった。
【００１１】
この発明は、上記のような問題点を解決するためになされたものであり、ウエハに割れや欠けが生じたり、ウエハ表面または裏面に傷が生じることなく、確実にウエハを支持基板から分離する装置およびその方法を得ることを目的とする。
【００１２】
【課題を解決するための手段】
本発明に係る貼付けウエハ分離装置は、支持台と、上記支持台上に設けられ、接着剤を介して支持基板に貼付けられたウエハを吸着させて保持する下部吸着面を有する下部吸着機構と、上記下部吸着機構の直上部を原点位置として上記支持基板の上面側を吸着させて保持する上部吸着面を具備しガイドレールに沿って直線方向に移動自在な上部吸着機構と、上記支持台上に設けられ、上記上部吸着機構の側面部で上部吸着面近傍の部位に結合あるいは接触して上記上部吸着機構と連動して移動することにより上記上部吸着面に対して水平方向の応力を加える水平方向駆動機構と、を備えた。
【００１３】
また、本発明に係る貼付けウエハ分離装置は、上記上部吸着面の一部が、上記支持基板と上記上部吸着面の接触あるいは上記支持基板との距離を感知するセンサを具備することとした。
【００１４】
また、本発明に係る貼付けウエハ分離装置は、支持台と、上記支持台上に設けられ、接着剤を介して支持基板に貼付けられたウエハを吸着させて保持する下部吸着面を有する下部吸着機構と、上記支持台上に設けられ、上記下部吸着機構の直上部を原点位置として上記支持基板の上面側を吸着させて保持すべく設けられた上部吸着面および上記上部吸着面周囲で下側に向くよう設けられたローラーを具備しかつガイドレールに沿って直線方向に移動自在な上部吸着機構と、上記支持台上の上記上部吸着機構から所定距離離れた部位に、上記上部吸着機構の側面部で上部吸着面近傍の部位に結合あるいは接触させて上部吸着面に対して水平方向から応力を加えるべく設けられた水平方向駆動機構と、上記支持台上に設けられ、上記ローラーと接触して上記上部吸着面の位置を修正すべく水平面に対して傾斜させたテーパ付レールと、を備え、上記水平方向駆動機構の移動によって上記上部吸着機構が原点位置から水平方向に所定距離移動した際に初めて上記ローラーが上記テーパ付レールに接触し上記水平方向駆動機構のさらなる移動とともに上記ローラーが上部吸着面を押し上げながら上記テーパ付レール上を転動することとした。
【００１５】
また、本発明に係る貼付けウエハ分離装置は、上記テーパ付レールが水平面に対する傾斜角度を任意に調節可能とする傾斜角度調整機構を具備していることとした。
【００１６】
また、本発明に係る貼付けウエハ分離装置は、上記テーパ付レールの水平面に対する傾斜角度の正接値を上記ウエハのアスペクト比（厚さ／直径）の１０倍以下とした。
【００１７】
また、本発明に係る貼付けウエハ分離装置は、上記ローラーが初めて上記テーパ付レールに接触する位置を上記ウエハが上記支持基板に対して４０％以上剥がれた箇所とした。
【００１８】
また、本発明に係る貼付けウエハ分離装置は、上記下部吸着機構あるいは上記上部吸着機構のいずれか一方あるいは両方が加熱する機能も兼ね備えた。
【００１９】
また、本発明に係る貼付けウエハ分離装置は、上記下部吸着機構の下部あるいは上部吸着機構の上部のいずれか一方に、上記下部吸着面と上記上部吸着面に吸着された支持基板とを面全体で接触させるべく設けられた複数のばね部材からなる面方向調整機構が設けられていることとした。
【００２０】
また、本発明に係る貼付けウエハ分離装置は、上記上部吸着機構に付随する面方向調整機構と上記ガイドレールの間に設けられた上部ホルダーの側面には原点復帰用フックが備えられ、上記水平方向駆動機構には、スライド時には原点復帰用フックとフリーな状態になり、原点復帰時には原点復帰用フックを引っ掻けて牽引し、上部吸着機構を原点位置まで復帰させる牽引ホルダーが備えられていることとした。
【００２１】
また、本発明に係る貼付けウエハ分離装置は、上記下部吸着機構と上記支持台の間に上記下部吸着機構を上下方向に駆動すべく設けられた垂直方向駆動機構を具備することとした。
【００２２】
また、本発明に係る貼付けウエハ分離装置は、上記上部吸着機構と上記ガイドレールの間に上記上部吸着機構を上下方向に駆動すべく設けられた垂直方向駆動機構を具備することとした。
【００２３】
また、本発明に係る貼付けウエハ分離装置は、上記上部吸着機構あるいは上記下部吸着機構のいずれか一方が、ウエハまたは支持基板に加重する機構を具備することとした。
【００２４】
また、本発明に係る貼付けウエハ分離装置は、上記垂直方向駆動機構が、上記ウエハと上記支持基板間の分離の度合いに応じて上記上部吸着面あるいは下部吸着面の垂直方向の位置を制御することとした。
【００２５】
また、本発明に係る貼付けウエハ分離装置は、上記垂直方向駆動機構が、上記下部吸着面あるいは上記上部吸着面の水平方向近傍に設けられたセンサからの信号を制御用信号として用いることとした。
【００２６】
また、本発明に係る貼付けウエハ分離装置は、上記上部吸着面と上記下部吸着面のいずれか一方あるいは両方が、着脱可能な板状部材で形成されることとした。
【００２７】
本発明に係る貼付けウエハ分離方法は、支持台上に設けられた下部吸着機構の下部吸着面上に、接着剤を介して支持基板に貼付けられたウエハを吸着させて保持する工程と、上記支持基板が上部吸着機構に設けられた上部吸着面を上記支持基板と接触する位置まで上記下部吸着機構を上昇させ接触後に上記支持基板を吸着させる工程と、上記支持基板およびウエハを上記下部吸着面または上記上部吸着面のいずれか一方あるいは両方を介して加熱することにより上記接着剤を溶融させる工程と、水平方向駆動機構によって上記上部吸着機構の側面部で上記上部吸着面近傍の部位に水平方向の応力を加えることにより上記支持基板から上記ウエハを分離する工程と、上記分離中のウエハが上記支持基板の端部に位置した際に上記ウエハにかかる加重をゼロもしくは負にすべく上記上部吸着機構を上方に移動させる工程と、を含んでなる。
【００２８】
また、本発明に係る貼付けウエハ分離方法は、支持台上に設けられた下部吸着機構の下部吸着面上に接着剤を介して支持基板に貼付けられたウエハを吸着させて保持する工程と、上部吸着機構に設けられた上部吸着面が上記支持基板と接触する位置まで降下させ、接触後に上記支持基板を吸着させる工程と、上記支持基板およびウエハを上記下部吸着面または上記上部吸着面のいずれか一方あるいは両方を介して加熱することにより上記接着剤を溶融させる工程と、水平方向駆動機構によって上記上部吸着面の側面部で上記上部吸着面近傍の部位に水平方向の応力を加えることにより、上記支持基板から上記ウエハを分離する工程と、上記分離中のウエハが所定位置に達した際に、上記上部吸着面の周囲で下側に向くよう設けられたローラーが初めてテーパ状レールに接触し、上記水平方向駆動機構のさらなる移動とともに上記ローラーが上部吸着面を押し上げながら上記テーパ付レール上を転動する工程と、を含んでなる。
【００２９】
【発明の実施の形態】
実施の形態１．
図１は、この発明を実施するための実施の形態１による貼付けウエハ分離装置およびその一連の動作を説明するための図である。なお、各機構は模式的に示しており、（ａ）は原点位置、（ｂ）はウエハ加熱時、（ｃ）は分離動作終了時の装置の状態をそれぞれ示す。
【００３０】
図１において、１は例えばリニアガイドに用いるガイドレール、２はガイドレールと上部吸着機構を接続する上部吸着機構ホルダー、３は上部吸着機構で、その下面には上部吸着面３’が設けられ、上部吸着面上には支持基板５を吸着するための真空吸着溝または穴（図示せず）が施されている。４は支持基板５と上部吸着機構３が接触したことを検出するためのセンサで、例えば歪みゲージや接触センサ、位置センサ等が使用できる。５は支持基板で熱可塑性接着剤６を介してウエハ７が貼付けられている。８は下部吸着機構で、その上面に下部吸着面８’が設けられ、下部吸着面上にはウエハ７を吸着するための真空吸着溝または穴（図示せず）が施されている。９は下部ホルダーで、さらに下部側に例えばエアシリンダーのような垂直方向駆動機構１０と接続され、支持台１１上に固定されている。１２は支持基板回収台で、垂直方向駆動機構１０と共に支持台１１の上に設置されている。１３は水平方向駆動機構で、例えばリニアドモーターによって水平方向に駆動される。なお、上述の各機構は、１つの支持台１１上に一体的に設けられている。
【００３１】
上部吸着機構３と下部吸着機構８には吸着のみならずヒーターによる加熱機構（図示せず）も施してある。加熱機構は、上部吸着機構３や下部吸着機構８内部の取付け穴（図示せず）に例えばカートリッジヒーターを挿入することによって実現できる。
【００３２】
次に、本発明の実施の形態１の貼付けウエハ分離装置による貼付けウエハ分離処理の一連の動作を順次説明する。
【００３３】
まず、図１（ａ）のように、支持基板５に接着剤６で接着されたウエハ７を下部吸着機構８の下部吸着面８’上にセットした後、吸着保持する。
【００３４】
次に、図１（ｂ）のように、垂直方向駆動機構１０を用いて、下部吸着機構８を上部吸着機構３下端の上部吸着面３’に支持基板５が接触するまで上昇させる。この時、センサ４を用いて支持基板５が上部吸着面３’に接触したことを検出する。なお、センサ４が上部吸着面３’と支持基板５との距離を測定するような距離センサでも同様な効果が得られる。その後、支持基板５とウエハ７を上下の吸着面３’、８’で保持し、上下両方の加熱機構によって接着剤６の溶融温度（例えば１５０℃）まで加熱する。
【００３５】
十分な昇温を行って接着剤６が溶融した後、水平方向駆動機構１３を用いて支持基板５の直上付近、つまり上部吸着機構３の側面部で上部吸着面３’の近傍の部位を水平方向に引っ張るようにして、図１（ｃ）のように、水平方向駆動機構１３の移動と連動させつつ上部吸着機構３をガイドレール１に沿わせながら水平方向へスライドさせて、上部吸着面３’に吸着保持された支持基板５を支持基板回収台１２の上部に運搬する。一方、下部吸着機構８の下部吸着面８’に吸着されたウエハ７は、支持基板５と分離して、下部吸着面８’上に保持されたままになる。
【００３６】
次いで、支持基板５を支持基板回収台１２上部に脱着させた後、垂直方向駆動機構１０を用いて下部吸着機構３を降下させてウエハ７を回収する。上述の一連の動作によって、貼付けウエハの分離処理は完了する。
【００３７】
上述の貼付けウエハ分離処理において、さらに、センサ４による支持基板５の位置に関する信号に基づいてエアシリンダー１０を用いた垂直方向駆動機構１０によって下部吸着機構８の垂直方向の位置を制御することでウエハ７に所望の加重を負荷することができ、さらに、上部吸着機構３の水平方向へのスライド時に、上部吸着機構３の位置に対してウエハ７への加重を任意に変化させることも可能である。
【００３８】
ウエハ７に予め加重を負荷する場合は、ウエハ７と支持基板５が分離する前に、下部吸収機構８に対する上部吸着機構３の位置をセンサ４でモニターすることより、必要な箇所で垂直方向駆動機構１０を駆動してウエハ７への加重をゼロもしくは負になるように制御すると、ウエハ７への垂直方向の不要な応力の付加に起因するウエハ割れを有効に防止できる。
【００３９】
なお、下部吸着面８’あるいは上部吸着面３’の水平方向近傍に設けられたセンサ（図示せず）によって水平方向から上部吸着機構３に対する支持基板５の位置を検出してその信号を制御用信号として用いると、加重を制御すべき位置がより正確に把握可能となる。
【００４０】
以上、実施の形態１の貼付けウエハ分離装置では、上部吸着面の側面部で吸着面近傍の部位に結合あるいは接触させて上部吸着機構と連動して移動することにより上部吸着面に対して水平方向の応力を加える水平方向駆動機構を備えたので、ウエハに加わる応力の方向をウエハ面にほぼ平行な方向とすることで、ウエハへの応力ストレスを極力抑制することができ、その結果ウエハに損傷を与えることなく分離できるため、貼付けウエハ分離工程での歩留まりが向上する効果がある。さらに、必要な箇所で垂直方向駆動機構を駆動してウエハへの加重をゼロもしくは負になるように制御するので、ウエハへの垂直方向の不要な応力の付加に起因するウエハ割れを有効に防止できる。
【００４１】
実施の形態２．
図２はこの発明を実施するための実施の形態２による貼付けウエハ分離装置を説明するための図であり、図２において、図１と同一の符号を付したものは、同一またはこれに相当するものである。基本的な装置構成は実施の形態１とほぼ同一で、その動作についてもほぼ同様であるが、下部吸着機構８と下部ホルダー９の間に面方向調整機構１４を挿入している点で両者は相違している。面方向調整機構１４は例えば３点支持のばね部材で構成すればよい。面方向調整機構１４を備えたことにより、下部吸着機構８の下部吸着面８’にセットされたウエハ７または支持基板５と上部吸着機構３の上部吸着面３’との、それぞれ対向した平坦面どうしを間隙なく沿わせるようなフレキシブルな構造となるため、ウエハ７または支持基板５と上部吸着機構３間の平行度を容易に保持することができる。
【００４２】
以上、実施の形態２の貼付けウエハ分離装置では、下部吸着機構８と下部ホルダー９の間に面方向調整機構１４を設けたので、常に被保持物の平坦面に対する上側または下部吸着機構の各吸着面の平行度を維持できると共に、加熱時における上側または下部吸着機構でウエハを保持する際の衝撃を緩和することができるため、ウエハに損傷を与えることがなく、歩留り向上が得られるという効果がある。
【００４３】
実施の形態３．
図３はこの発明を実施するための実施の形態３による貼付けウエハ分離装置を説明するための図であり、図３において、図２と同一の符号を付したものは、同一またはこれに相当するものである。実施の形態１、２の貼付けウエハ分離装置と異なり、垂直方向駆動機構１０および面方向調整機構１４は上部吸着機構３に設けられている。また、１８は水平方向駆動機構１３のラック部先端に設けられ、上部吸着機構３を押すようにして水平方向にスライドさせるためのヘッドである。さらに、１９は上部吸着機構３に付随する面方向調整機構１４とエアシリンダー（垂直方向制御機構）１０を接続するための上部ホルダーである。上部ホルダー１９の側面には原点復帰用のフック１５が、リニアドモーター１３のラック部先端には原点復帰時に原点復帰用フック１５を引っ掻けるようにして牽引するための牽引ホルダー１６が各々備えられ、支持部を構成する。また、１７はウエハをセットするための着脱可能な板状部材（ウエハステージ）である。
【００４４】
次に、貼付けウエハ分離処理の一連の動作を説明する。
【００４５】
まず、図３（ａ）が原点位置で、接着剤６を介してウエハ７が貼り付けられた支持基板５を、下部吸着機構８上に固定されたウエハステージ１７上にセットする。このウエハステージ１７の上面部は下部吸着面８’として機能する。
【００４６】
次に図３（ｂ）のように上部吸着機構３を、垂直方向駆動機構１０、例えばエアシリンダーを用いて支持基板５上に下降させ、支持基板５とウエハ７を各々上下吸着機構で保持しながら加熱する。上部吸着機構３は、下降時には面方向調整機構を構成するばね部材１４を介して垂直方向駆動機構１０に吊り下げられた状態にあるので、常にウエハ７または支持基板５の平坦面に沿うようなフレキシブルな構造になっている。
【００４７】
十分な昇温によって接着剤６が溶融した後、リニアドモーター１３を用いて支持基板５の直上付近の上部吸着機構３の側面部、つまり上部吸着面３’近傍の側面部を押すようにして、図３（ｃ）のように上部吸着機構３をガイドレール１に沿わせながら、支持基板５を支持基板回収台１２の上方まで水平方向へスライドさせる。また、このスライド時は、原点復帰用フック１５と牽引ホルダー１６はフリーな状態にあるので、上部吸着機構３の上方に余分な応力が加わることはなく、さらに面方向調整機構１４により上部吸着機構３は常にウエハ７の平坦面に対して平行度を保持することができる。
【００４８】
次に、支持基板回収台１２上に支持基板５を脱着した後、垂直方向駆動機構１０を用いて上部吸着機構３を上昇させる。その後、上部ホルダー１９側面に取付けた原点復帰用フック１５を牽引ホルダー１６で牽引しながら上部吸着機構３を水平方向に移動させて原点位置まで復帰させることにより、貼付けウエハ分離処理は完了する。
【００４９】
以上、実施の形態３の貼付けウエハ分離装置では、上部吸着面の側面部で吸着面近傍の部位に結合あるいは接触させて上部吸着機構と連動して移動することにより上部吸着面に対して水平方向の応力を加える水平方向駆動機構を備えたので、ウエハに加わる応力の方向をウエハ面にほぼ平行な方向とすることで、ウエハへの応力ストレスを極力抑制することができ、その結果ウエハに損傷を与えることなく分離できるため、貼付けウエハ分離工程での歩留まりが向上する効果がある。さらに、上部吸着機構の原点復帰を水平方向駆動機構に取り付けられた原点復帰用フックのような支持部による原点への移動用の機構によって行うので、水平駆動に要する機械精度に等しい位置精度で原点復帰位置を決めることができる効果がある。
【００５０】
実施の形態４．
図４はこの発明を実施するための実施の形態２による貼付けウエハ分離装置を説明するための図であり、（ａ）は貼付けウエハ分離装置の動作を説明するための図で、原点位置における配置を示すものであり、（ｂ）はテーパ付レールと上部吸着面との位置関係を示す上面側からの模式図である。図４において、図３と同一の符号を付したものは同一またはこれに相当するものである。
【００５１】
実施の形態４における貼付けウエハ分離装置の基本的な構成は実施の形態３のものとほぼ同一で、一連の動作についてもほぼ同様であるが、支持基板５を水平方向にスライドしている途中からスライド方向を軌道修正するためのテーパー付レール２２と直棒２３（レール架台）が下部吸着機構８に固定されている点が上述した実施の形態の装置とは異なる。図４（ｂ）に模式的に示すように、テーパー付レール２２は上部吸着機構３のスライド方向に平行な方向で下部吸着機構８の両側に２本取付けられている。さらに、上部吸着機構３の上部吸着面３’には、図４（ｂ）に示すように、ローラーホルダー２０と下部接触面上で転動すべく設けられたローラー２１が転動自在に固定されている。ローラー２１はテーパー付レール２２の上方に位置するように上部吸着機構３の両側に合計で少なくとも３個以上取付けられ、接触時にはローラー２１がテーパー付レール２２上を転動する。なお、３’’は上部吸着面に設けられた吸着用溝である。
【００５２】
ここで、本実施の形態において特徴的である、支持基板５を水平方向にスライドしている途中でスライド方向を軌道修正するための具体的な動作を説明する。図５はその動作の説明図である。なお、簡略化のため、上部吸着機構３から上側の構造は省略し、ローラー２１のみ図示している。固定された直棒２３上に2本のテーパー付レール２２が固定されている。テーパーは、テーパー付レール２２の位置が原点位置で最も低く、原点位置から離れるにつれて装置支持台１１に対して高くなるように設定されている。本実施の形態では、テーパー付レール２２の傾斜角度θは上部吸着機構３のスライド方向の軌道を上方修正した後のウエハ７に加わる応力方向と一致する。つまり、ローラー２１のテーパ付レール２２の接触前には水平方向にかかっていた応力が、接触後は水平面に対して角度θ分だけ傾斜した面方向にかかるようになる。ウエハ７に過度の上方向の応力がかかって割れてしまうのを防止するため、傾斜角度θの正接値（ｔａｎθ）がウエハ７のアスペクト比、つまりウエハ厚さ／ウエハ直径の１０倍を超えない角度内で調整する。例えばウエハの厚さ０．１mm、直径５０mmの場合はアスペクト比が０．００２となるため、θの値は１．１°以下、好ましくは０．２〜０．５°程度となる。
【００５３】
図５において、２１は上部吸着機構３の上部吸着面３’の周囲に取付けたローラーで、２１ａは上部吸着機構３が降下した後ウエハを加熱中のローラー位置を示し、２１ｂは水平方向へスライド中でスライド方向を上方に修正する位置を示す。２１ｃは水平方向へのスライドが完了し、支持基板５が支持基板回収台の上まで到達する位置を示す。上部吸着機構３の側面に取付けたローラー２１は２１ｂの位置でテーパ付レール２２に接触して、上部吸着機構３の自重によるウエハ７への加重がゼロになるとともに、支持基板５および上部吸着機構３は仰角θで上昇を開始する。２１ｂの箇所、つまりローラー２１がテーパー付レールに初めて接触する箇所は、ウエハ７から支持基板５をスライドさせて、ウエハ７が支持基板５に対して面積比で４０％以上露出した、つまり剥がれた状態となる位置が望ましく、６０〜９０％露出している状態がさらに好適である。これは、ウエハ分離が進行するにつれて、ウエハ７にかかる加重がウエハ７と支持基板５と密着されている部分に集中して、ウエハ割れを誘因するからである。よって、かかるウエハ分離方法の適用により、ウエハ７への曲げ応力を最小限に止め、ウエハ７を確実に支持基板５から分離することができるため、貼付けウエハ分離工程での歩留まり向上が図れる。
【００５４】
テーパー付レール２２は、図６で示すような角度調節可能なレールに置き換えてもよく、この場合、軌道修正後のスライド方向の傾斜角度が任意に調節でき、最適な傾斜角度に容易に設定できる利点がある。図６において、図５と同一の符号を付したものは、同一またはこれに相当するものである。２４は直棒レール、２５は角度調整用ネジ、２６はバネ付固定ネジである。ローラー２１の角度調節も同じ仕組みを利用して角度調節できる。角度調整用ネジ２５の先端位置を相対的に変えることにより、微妙な傾斜角度の調整が容易にできる。
【００５５】
以上、実施の形態４の貼付けウエハ分離装置では、実施の形態1ないし３の装置における効果に加えて、さらに、上部吸着機構３にローラーを設け、このローラーと接触して上部吸着面の位置を修正すべく水平面に対して傾斜させたテーパ付レールを設け、水平方向駆動機構の移動によって上部吸着機構が原点位置から水平方向に所定距離移動した際に初めてローラーがテーパ付レールに接触し水平方向駆動機構のさらなる移動とともにローラーが上部吸着面を押し上げながらテーパ付レール上を転動するようにしたので、ウエハへの垂直方向への応力を極力緩和でき、ウエハを支持基板から安定に分離することが可能となる結果、貼付けウエハ分離工程での歩留まり向上が図れる。
【００５６】
実施の形態５．
図７は、この発明を実施するための実施の形態５による、貼付けウエハ分離装置をより具体的に説明するための図であり、（ａ）はウエハ加熱前の原点位置における正面図で、（ｂ）はウエハ加熱時の側面図である。
【００５７】
図７において、３１はエアシリンダー、３３は上部ホルダーである。３２はエアシリンダー３１と上部ホルダー３３とを結合するための取付け板である。５１は上部吸着機構で、支持基板５０を吸着するための真空吸着溝または穴（図示せず）が施してある。３８は上部吸着機構取付け板で、３５で示した長ネジ棒が３７で示した固定ナットにより固定されている。長ネジ棒３５を備えた上部吸着機構５１はばね部材３４と加重調整ナット３６を介して上部ホルダー３３に吊り下げられている。支持基板５０およびウエハ４８の上に上部吸着機構５１を静置した状態において、上部ホルダー３３を支点にして上部吸着機構５１を完全に持ち上げることが可能な程度のバネ定数をばね部材３４が有することで、加重調整ナット３６を用いて上部吸着機構５１の自重の範囲で支持基板５０およびウエハ４８への加重の調整を可能にした。４６は下部吸着機構で、着脱可能なウエハステージ４７を備え、ウエハ４８を吸着するための真空吸着溝または穴（図示せず）が施してある。下部吸着機構４６は４４で示した下部吸着機構取付け板を介して４３で示した装置架台に取付けてある。装置架台４３にはウエハ分離処理時のスライド方向と平行に両側２本のレール架台４２が備え付けてあり、レール架台４２上にはレール４１が傾斜角度を任意に調整可能なように取付けてある。なお、傾斜角度を固定したければ、予め傾斜したテーパー付レールを用いてもよい。上部吸着機構５１は、ウエハ分離処理時にレールに乗り上げるためのローラー４０が、３点支持可能なように両側にローラーホルダー３９および上部吸着機構取付け板３８を介して合計で３個以上取付けてある。ローラーホルダー３９はレール４１の傾斜角度に合わせてローラー４０を任意の傾斜角度に調整可能な構造としてある。傾斜角度の調整には、例えば２個のバネ付き固定ネジと２個の突っ張り用ネジを備えれば可能となる。
【００５８】
加熱機構を備えた上部吸着機構５１または下部吸着機構４６は、各々装置側への熱伝導を防ぐために断熱板５２または４５を介して上部吸着機構５１は上部吸着機構取付け板３８へ、下部吸着機構４６は下部吸着機構取付け板４４へ接続されている。断熱板には例えばフッ素樹脂板を使用することができる。
【００５９】
なお、上部吸着機構に垂直および水平方向駆動機構、軌道修正機構、加重可変機構およびフレキシブル機構を設けたものを示したが、下部吸着機構に各機構を設けてもよい。
【００６０】
また、上記実施の形態５では、バネを利用した装置自重相殺方式の加重可変構造について説明したが、バネやエアシリンダーによる直接加重方式であってもよく、上記実施の形態５と同様の効果がある。
【００６１】
以上、実施の形態５の貼付けウエハ分離装置では、実施の形態1ないし３の装置における効果に加えて、さらに、上部吸着機構にローラーを設け、このローラーと接触して上部吸着面の位置を修正すべく水平面に対して傾斜させたテーパ付レールを設け、水平方向駆動機構の移動によって上部吸着機構が原点位置から水平方向に所定距離移動した際に初めてローラーがテーパ付レールに接触し水平方向駆動機構のさらなる移動とともにローラーが上部吸着面を押し上げながらテーパ付レール上を転動するようにしたので、ウエハへの垂直方向への応力を極力緩和でき、ウエハを支持基板から安定に分離することが可能となる結果、貼付けウエハ分離工程での歩留まり向上が図れる。
【００６２】
【発明の効果】
本発明に係る貼付けウエハ分離装置では、支持台と、上記支持台上に設けられ、接着剤を介して支持基板に貼付けられたウエハを吸着させて保持する下部吸着面を有する下部吸着機構と、上記下部吸着機構の直上部を原点位置として上記支持基板の上面側を吸着させて保持する上部吸着面を具備しガイドレールに沿って直線方向に移動自在な上部吸着機構と、上記支持台上に設けられ、上記上部吸着機構の側面部で上部吸着面近傍の部位に結合あるいは接触して上記上部吸着機構と連動して移動することにより上記上部吸着面に対して水平方向の応力を加える水平方向駆動機構と、を備えたので、ウエハに加わる応力の方向をウエハ面にほぼ平行な方向とすることで、ウエハへの応力ストレスを極力抑制することができ、その結果ウエハに損傷を与えることなく分離できるため、貼付けウエハ分離工程での歩留まりが向上する効果がある。
【００６３】
また、本発明に係る貼付けウエハ分離装置では、上記上部吸着面の一部が、上記支持基板と上記上部吸着面の接触あるいは上記支持基板との距離を感知するセンサを具備することとしたので、必要な箇所でウエハへの加重をゼロもしくは負になるように制御しやすくなるため、ウエハへの不要な垂直方向への応力の付加によるウエハ割れを有効に防止できる。
【００６４】
また、本発明に係る貼付けウエハ分離装置では、支持台と、上記支持台上に設けられ、接着剤を介して支持基板に貼付けられたウエハを吸着させて保持する下部吸着面を有する下部吸着機構と、上記支持台上に設けられ、上記下部吸着機構の直上部を原点位置として上記支持基板の上面側を吸着させて保持すべく設けられた上部吸着面および上記上部吸着面周囲で下側に向くよう設けられたローラーを具備しかつガイドレールに沿って直線方向に移動自在な上部吸着機構と、上記支持台上の上記上部吸着機構から所定距離離れた部位に、上記上部吸着機構の側面部で上部吸着面近傍の部位に結合あるいは接触させて上部吸着面に対して水平方向から応力を加えるべく設けられた水平方向駆動機構と、上記支持台上に設けられ、上記ローラーと接触して上記上部吸着面の位置を修正すべく水平面に対して傾斜させたテーパ付レールと、を備え、上記水平方向駆動機構の移動によって上記上部吸着機構が原点位置から水平方向に所定距離移動した際に初めて上記ローラーが上記テーパ付レールに接触し上記水平方向駆動機構のさらなる移動とともに上記ローラーが上部吸着面を押し上げながら上記テーパ付レール上を転動することとしたので、ウエハへの垂直方向への応力を極力緩和でき、ウエハを支持基板から安定に分離することが可能となる結果、貼付けウエハ分離工程での歩留まり向上が図れる。
【００６５】
また、本発明に係る貼付けウエハ分離装置では、上記テーパ付レールが、水平面に対する傾斜角度を任意に調節可能とする傾斜角度調整機構を具備していることとしたので、ウエハへの垂直方向への応力をより最適に緩和でき、ウエハを支持基板から安定に分離することが可能となる結果、貼付けウエハ分離工程での歩留まり向上が図れる。
【００６６】
また、本発明に係る貼付けウエハ分離装置では、上記テーパ付レールの水平面に対する傾斜角度の正接値が上記ウエハのアスペクト比（厚さ／直径）の１０倍以下としたので、ウエハへの曲げ応力を最小限に止め、ウエハを確実に支持基板から分離することができるため、貼付けウエハ分離工程での歩留まり向上が図れる。
【００６７】
また、本発明に係る貼付けウエハ分離装置では、上記ローラーが初めて上記テーパ付レールに接触する位置は、上記ウエハが上記支持基板に対して４０％以上剥がれた箇所としたので、ウエハ分離動作中にウエハがスライド方向に引きずられて損傷することなく確実に支持基板から分離することが可能となる結果、貼付けウエハ分離工程での歩留まり向上が図れる。
【００６８】
また、本発明に係る貼付けウエハ分離装置では、上記下部吸着機構あるいは上記上部吸着機構のいずれか一方あるいは両方が、加熱する機能も兼ね備えたので、効率的に接着剤を溶融することができる。
【００６９】
また、本発明に係る貼付けウエハ分離装置では、上記下部吸着機構の下部あるいは上部吸着機構の上部のいずれか一方に、上記下部吸着面と上記上部吸着面に吸着された支持基板とを面全体で接触させるべく設けられた複数のばね部材からなる面方向調整機構が設けられていることとしたので、常にウエハあるいは支持基板の平坦面に対する上部または下部吸着面の平行度を維持できると共に、上部または下部吸着面へウエハを保持する際の衝撃を緩和することができるため、ウエハに損傷を与えることがなく、ウエハ分離工程での歩留り向上が得られる。
【００７０】
また、本発明に係る貼付けウエハ分離装置では、上記水平方向駆動機構が、上記面方向調整機構を上部に具備した上部吸着機構を上記ガイドレールに沿って原点位置に復帰させる際に、上記面方向調整機構と上記ガイドレール間に設けられた支持部と連動しながら移動可能とする機構を具備することとしたので、再現性よく安定に貼付けウエハの分離を繰り返すことができる。
【００７１】
また、本発明に係る貼付けウエハ分離装置では、上記下部吸着機構と上記支持台の間に上記下部吸着機構を上下方向に駆動すべく設けられた垂直方向駆動機構を具備することとしたので、ウエハあるいは支持基板と下部吸着面間の応力を制御性よく調整することができる。
【００７２】
また、本発明に係る貼付けウエハ分離装置では、上記上部吸着機構と上記ガイドレールの間に上記上部吸着機構を上下方向に駆動すべく設けられた垂直方向駆動機構を具備することとしたので、ウエハあるいは支持基板と上部吸着面間の応力を制御性よく調整することができる。
【００７３】
また、本発明に係る貼付けウエハ分離装置では、上記上部吸着機構あるいは上記下部吸着機構のいずれか一方が、ウエハまたは支持基板に加重する機構を具備することとしたので、ウエハにかかる垂直方向の応力を調整できる。
【００７４】
また、本発明に係る貼付けウエハ分離装置では、上記垂直方向駆動機構が、上記ウエハと上記支持基板間の分離の度合いに応じて上記上部吸着面あるいは下部吸着面の垂直方向の位置を制御することとしたので、必要な箇所でウエハへの加重をゼロもしくは負になるように制御しやすくなるため、ウエハへの不要な垂直方向への応力の付加によるウエハ割れを有効に防止できる。
【００７５】
また、本発明に係る貼付けウエハ分離装置では、上記垂直方向駆動機構が、上記下部吸着面あるいは上記上部吸着面の水平方向近傍に設けられたセンサからの信号を制御用信号として用いることとしたので、より正確にウエハへの加重の調整が可能となり、ウエハへの不要な垂直方向への応力の付加によるウエハ割れを有効に防止できる。
【００７６】
また、本発明に係る貼付けウエハ分離装置では、上記上部吸着面と上記下部吸着面のいずれか一方あるいは両方が、着脱可能な板状部材で形成されることとしたので、板状部材の洗浄・補修・交換を容易にし、板状部材の損傷や汚染によるウエハへの損傷を回避できるようにした結果、貼付けウエハ分離工程における歩留り向上が図れる。
【００７７】
本発明に係る貼付けウエハ分離方法では、支持台上に設けられた下部吸着機構の下部吸着面上に、接着剤を介して支持基板に貼付けられたウエハを吸着させて保持する工程と、上記支持基板が上部吸着機構に設けられた上部吸着面を上記支持基板と接触する位置まで上記下部吸着機構を上昇させ接触後に上記支持基板を吸着させる工程と、上記支持基板およびウエハを上記下部吸着面または上記上部吸着面のいずれか一方あるいは両方を介して加熱することにより上記接着剤を溶融させる工程と、水平方向駆動機構によって上記上部吸着機構の側面部で上記上部吸着面近傍の部位に水平方向の応力を加えることにより上記支持基板から上記ウエハを分離する工程と、上記分離中のウエハが上記支持基板の端部に位置した際に上記ウエハにかかる加重をゼロもしくは負にすべく上記上部吸着機構を上方に移動させる工程と、を含んでなるので、分離動作中には加重を付加できるためウエハがスライド方向に引き摺られるということがなく、しかも分離する以前に加重をゼロもしくは負にできるのでウエハの割れや欠けを確実に防ぎ、損傷を与えることなく確実に支持基板からウエハを分離することができるため、貼付けウエハ分離工程における歩留り向上が得られる。
【００７８】
また、本発明に係る貼付けウエハ分離方法では、支持台上に設けられた下部吸着機構の下部吸着面上に接着剤を介して支持基板に貼付けられたウエハを吸着させて保持する工程と、上部吸着機構に設けられた上部吸着面が上記支持基板と接触する位置まで降下させ、接触後に上記支持基板を吸着させる工程と、上記支持基板およびウエハを上記下部吸着面または上記上部吸着面のいずれか一方あるいは両方を介して加熱することにより上記接着剤を溶融させる工程と、水平方向駆動機構によって上記上部吸着面の側面部で上記上部吸着面近傍の部位に水平方向の応力を加えることにより、上記支持基板から上記ウエハを分離する工程と、上記分離中のウエハが所定位置に達した際に、上記上部吸着面の周囲で下側に向くよう設けられたローラーが初めてテーパ状レールに接触し、上記水平方向駆動機構のさらなる移動とともに上記ローラーが上部吸着面を押し上げながら上記テーパ付レール上を転動する工程と、を含んでなるので、ウエハへの垂直方向への応力を極力緩和でき、ウエハを支持基板から安定に分離することが可能となる結果、貼付けウエハ分離工程での歩留まり向上が図れる。
【図面の簡単な説明】
【図１】実施の形態１の貼付けウエハ分離装置を説明するための図で、（ａ）は原点位置における装置構成を示す図，（ｂ）は下部吸着機構が上昇しウエハ加熱時の装置構成を示す図，（ｃ）は上吸着機構がスライドし分離動作終了時の装置構成を示す図である。
【図２】実施の形態２の貼付けウエハ分離装置を説明するための図である。
【図３】実施の形態３の貼付けウエハ分離装置の動作を説明するための図で、（ａ）は原点位置における装置構成を示す図、（ｂ）は上部吸着機構が下降し、ウエハ加熱時の装置構成を示す図、（ｃ）は上部吸着機構がスライドした分離動作終了時の装置構成を示す図である。
【図４】（ａ）は実施の形態４の貼付けウエハ分離装置の動作を説明するための図で、原点位置における配置を示す図、（ｂ）はテーパ付レールと上部吸着面との位置関係を示す上面側からの模式図である。
【図５】実施の形態４のテーパ付レールおよびローラーによる軌道修正原理を説明するための図である。
【図６】実施の形態４のテーパ付レールおよびローラーの角度調節機構を説明するための図である。
【図７】実施の形態５の貼付けウエハ分離装置を説明するための図である。
【図８】従来のウエハ剥がし装置を説明するための概略図である。
【図９】別の従来のウエハ剥がし装置を説明するための概略図である。
【符号の説明】
１ガイドレール、２上部吸着機構ホルダー、３上部吸着機構、３’ 上部吸着面、３’’ 上部吸着用溝、４センサ、５支持基板、６接着剤、７ウエハ、８下部吸着機構、８’ 下部吸着面、９下部ホルダー、１０エアシリンダー、１１装置支持台、１２支持基板回収台、１３リニアドモーター、１４面方向調整機構（ばね）、１５原点復帰用フック、１６牽引ホルダー、１７ウエハステージ、１８ヘッド、１９上部ホルダー、２０ローラーホルダー、２１ローラー、２２テーパー付きレール、２３直棒（レール架台）、２４直棒レール、２５角度調整用ネジ、２６バネ付き固定ネジ、３１エアシリンダー、３２ホルダー取付け板、３３上部ホルダー、３４スプリング、３５長ネジ棒、３６加重調整ナット、３７固定ナット、３８上部吸着機構取付け板、３９ローラーホルダー、４０ローラー、４１直棒レール、４２レール架台、４３装置支持台、４４下部吸着機構取付け板、４５下側断熱板、４６下部吸着機構、４７ウエハステージ、４８ウエハ、４９接着剤、５０支持基板、５１上部吸着機構、５２上側断熱板、１０１アーム、１０２上側吸着部、１０３支持基板、１０４ウエハ、１０５熱可塑性接着剤、１０６下側吸着部、１０７支持台、２０１ロボットアーム、２０２カップリング、２０３支持軸、２０４上側吸着部、２０５支持基板、２０６熱可塑性接着剤、２０７ウエハ、２０８下側吸着部、２０９支持台。[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention relates to an affixing wafer separating apparatus for separating a semiconductor wafer affixed to a support substrate with a thermoplastic adhesive from the support substrate, and a separation method thereof.
[0002]
[Prior art]
FIG. 8 is a side view showing (a) the structure of a conventional pasted wafer separating apparatus and (b) operation shown in Japanese Patent Laid-Open No. 7-169723. In FIG. 8, 101 is an arm for moving the wafer, 102 is an upper suction portion attached to the tip of the arm 101, and 104 is a semiconductor wafer, which has been thinned to about 100 μm. Reference numeral 103 denotes a support substrate on which a wafer 104 is bonded with a thermoplastic adhesive 105. Reference numeral 107 denotes a support base, and 106 denotes a cylindrical lower suction portion having a larger diameter than the wafer provided on the support base 107. Holes or grooves (not shown) connected to a suction device or the like for sucking the support substrate 103 or the wafer 104 are provided on the surfaces of the upper suction portion 102 and the lower suction portion 106. Further, the upper adsorbing portion 102 and the lower adsorbing portion 106 are also provided with a heating means for melting the thermoplastic adhesive.
[0003]
Next, the operation of the conventional bonded wafer separating apparatus will be described.
[0004]
As shown in FIG. 8A, after the operator moves the arm 101 and the upper suction part 102 directly above the support substrate 103 to which the wafer 104 is attached with the adhesive 105, the support substrate 103 is moved to the upper suction part 102. To adsorb. Next, the operator moves the arm 101 directly above the lower suction unit 106, and then sucks and sucks the wafer 104 side by the lower suction unit 106 as shown in FIG. 8B. Thereafter, the thermoplastic adhesive 105 is melted by heating from both sides of the upper suction portion 102 and the lower suction portion 106.
[0005]
Subsequently, as shown in FIG. 8C, when the operator applies the horizontal stress to the arm 101 attached above the upper suction portion 102 to move the upper suction portion 102 in the horizontal direction, the upper suction is performed. The wafer 104 sucked by the lower suction unit 106 is separated from the support substrate 103 sucked by the unit 102.
[0006]
FIG. 9 is a side view showing the structure and operation disclosed in Japanese Patent Laid-Open No. 6-268051 in another conventional wafer separation apparatus. In FIG. 9, reference numeral 204 denotes an upper suction portion, and 208 denotes a cylindrical lower suction portion provided on the support base 209. Reference numeral 207 denotes a semiconductor wafer, which is affixed on a support substrate 205 with a thermoplastic adhesive 206. A robot arm 201 is connected above the upper suction part 204 by a support shaft 203 and a coupling 202. Each of the upper and lower suction portions 204 and 208 has a heating mechanism, and after rotating or swinging the upper suction portion 204 using the robot arm 201 attached to the upper suction portion 204 after heating and softening the adhesive. Then, the robot arm 201 is moved vertically upward to separate the wafer 207 and the support substrate 205.
[0007]
[Problems to be solved by the invention]
Conventional pasted wafer separation devices are configured as described above, and each device separates the support substrate from the wafer by applying a stress in the horizontal or upward direction using the arm attached to the upper part of the upper suction part. Therefore, a stress is applied in a vertical direction with respect to the flat surface of the wafer. When the semiconductor wafer to be separated has a wall opening property such as gallium arsenide (GaAs) or indium phosphide (InP), the wafer is cracked if a slight bending stress is applied in a direction perpendicular to the wafer surface. Problem arises. In the conventional example shown in FIG. 9, stress is naturally applied in the vertical direction. According to the experiments by the present inventors, it has been found that the wafer is frequently cracked in the conventional bonded wafer separation operation shown in FIG.
[0008]
Also in the case of the conventional example shown in FIG. 8, since the stress in the horizontal direction is applied through the arm 101 attached to the upper portion of the upper suction portion, the parallelism of the upper suction portion moving in the horizontal direction with respect to the flat surface of the wafer is maintained. In order to achieve this, it is necessary to devise a means such as providing a guide rail with almost no play. However, in practice, the lower the play of the upper suction part, the more difficult it is to adjust the parallelism, and extra stress is applied to the wafer. Caused the problem of turning on.
[0009]
As a solution to these problems, there is a method in which the wafer is slid in the horizontal direction while pressing the wafer. In this case, the pressing force remains applied even if the end of the support substrate approaches the end of the wafer. There is a problem that the wafer edge is chipped. Further, in order to press the wafer, there is a problem that the wafer is cracked or scratched if there is a foreign matter or a protrusion due to damage on the suction surface holding the wafer. In addition, in that case, since the suction surface (wafer stage) is integrated with the heating suction mechanism, there is a problem that repair and replacement are not easy.
[0010]
Further, in the case of the conventional apparatus shown in FIG. 8, since the degree of stress applied in the vertical and horizontal directions depends on the worker, the stability of the work is lacking, and the yield of the product is different from that of each worker. There was also a problem that it was strongly influenced by the skill level.
[0011]
The present invention has been made to solve the above-described problems, and reliably separates the wafer from the support substrate without causing cracks or chipping in the wafer or scratching on the front or back surface of the wafer. The object is to obtain an apparatus and a method thereof.
[0012]
[Means for Solving the Problems]
A sticking wafer separating apparatus according to the present invention includes a support base, a lower suction mechanism provided on the support base, and having a lower suction surface that sucks and holds the wafer attached to the support substrate via an adhesive, An upper suction mechanism that has an upper suction surface that sucks and holds the upper surface side of the support substrate with the position directly above the lower suction mechanism as an origin position, and is movable in a linear direction along the guide rail, and on the support base A horizontal direction that applies a stress in the horizontal direction to the upper adsorption surface by moving in conjunction with the upper adsorption mechanism by connecting or contacting a portion near the upper adsorption surface at a side portion of the upper adsorption mechanism. And a drive mechanism.
[0013]
In the bonded wafer separating apparatus according to the present invention, a part of the upper suction surface includes a sensor that senses a contact between the support substrate and the upper suction surface or a distance between the support substrate and the support substrate.
[0014]
The bonded wafer separation apparatus according to the present invention includes a support table and a lower suction mechanism that is provided on the support table and has a lower suction surface that sucks and holds the wafer attached to the support substrate via an adhesive. And an upper suction surface provided to adsorb and hold the upper surface side of the support substrate with the position directly above the lower adsorption mechanism as an origin position, and downward around the upper adsorption surface. An upper suction mechanism having a roller provided to face and freely moving in a linear direction along the guide rail; and a side surface portion of the upper suction mechanism at a position away from the upper suction mechanism on the support base by a predetermined distance. And a horizontal driving mechanism provided to apply a stress from the horizontal direction to the upper suction surface by coupling or contacting with a portion in the vicinity of the upper suction surface, and provided on the support base and in contact with the roller. And a tapered rail inclined with respect to a horizontal plane to correct the position of the upper suction surface, and the upper suction mechanism is moved a predetermined distance in the horizontal direction from the origin position by the movement of the horizontal driving mechanism. For the first time, the roller comes into contact with the tapered rail and rolls on the tapered rail while pushing up the upper suction surface as the horizontal driving mechanism further moves.
[0015]
Further, in the bonded wafer separating apparatus according to the present invention, the tapered rail includes an inclination angle adjusting mechanism that can arbitrarily adjust an inclination angle with respect to a horizontal plane.
[0016]
In the bonded wafer separating apparatus according to the present invention, the tangent value of the inclination angle of the tapered rail with respect to the horizontal plane is set to 10 times or less of the aspect ratio (thickness / diameter) of the wafer.
[0017]
In the pasting wafer separating apparatus according to the present invention, the position where the roller contacts the tapered rail for the first time is the position where the wafer is peeled off by 40% or more from the support substrate.
[0018]
The bonded wafer separation apparatus according to the present invention also has a function of heating either one or both of the lower suction mechanism and the upper suction mechanism.
[0019]
Further, the bonded wafer separation apparatus according to the present invention is configured such that the lower adsorption surface and the support substrate adsorbed on the upper adsorption surface are disposed on the entire surface on either the lower portion of the lower adsorption mechanism or the upper portion of the upper adsorption mechanism. A surface direction adjusting mechanism including a plurality of spring members provided to be brought into contact with each other is provided.
[0020]
Moreover, the bonded wafer separation apparatus according to the present invention is: Accompanying the upper adsorption mechanism Provided between the surface direction adjusting mechanism and the guide rail An origin return hook is provided on the side surface of the upper holder, and the horizontal drive mechanism is free from the origin return hook when sliding, and when returning to the origin, the origin return hook is scratched and pulled. Equipped with a traction holder that returns the upper suction mechanism to the origin position It was decided.
[0021]
In addition, the bonded wafer separation apparatus according to the present invention includes a vertical driving mechanism provided between the lower suction mechanism and the support base so as to drive the lower suction mechanism in the vertical direction.
[0022]
In addition, the bonded wafer separating apparatus according to the present invention includes a vertical driving mechanism provided between the upper suction mechanism and the guide rail to drive the upper suction mechanism in the vertical direction.
[0023]
Moreover, the bonded wafer separation apparatus according to the present invention includes a mechanism in which either the upper suction mechanism or the lower suction mechanism is loaded on the wafer or the support substrate.
[0024]
In the pasting wafer separating apparatus according to the present invention, the vertical drive mechanism controls the vertical position of the upper suction surface or the lower suction surface according to the degree of separation between the wafer and the support substrate. It was.
[0025]
In the pasted wafer separating apparatus according to the present invention, the vertical driving mechanism uses a signal from a sensor provided in the horizontal direction of the lower suction surface or the upper suction surface as a control signal.
[0026]
In the pasted wafer separating apparatus according to the present invention, either or both of the upper suction surface and the lower suction surface are formed of a detachable plate member.
[0027]
The method for separating affixed wafer according to the present invention includes a step of adsorbing and holding a wafer affixed to a support substrate via an adhesive on a lower adsorption surface of a lower adsorption mechanism provided on a support table, and the above support A step of raising the lower suction mechanism to a position where the upper suction surface provided on the upper suction mechanism comes into contact with the support substrate, and sucking the support substrate after the contact; and A step of melting the adhesive by heating through one or both of the upper suction surfaces, and a horizontal drive mechanism in a horizontal direction at a side portion of the upper suction mechanism in the vicinity of the upper suction surface; A step of separating the wafer from the support substrate by applying stress, and the wafer being separated is applied to the wafer when the wafer being separated is positioned at an end of the support substrate. A step of moving said upper adsorption mechanism in order to heavy to zero or a negative upwardly, comprising.
[0028]
Further, the method of separating affixed wafer according to the present invention includes a step of adsorbing and holding a wafer affixed to a support substrate via an adhesive on a lower adsorption surface of a lower adsorption mechanism provided on a support table, A step of lowering the upper suction surface provided in the suction mechanism to a position in contact with the support substrate, and sucking the support substrate after contact; and the support substrate and the wafer are either the lower suction surface or the upper suction surface A step of melting the adhesive by heating through one or both, and applying a horizontal stress to a portion near the upper suction surface at a side portion of the upper suction surface by a horizontal driving mechanism, A step of separating the wafer from the support substrate, and a roller provided to face downward around the upper suction surface when the wafer being separated reaches a predetermined position. First contact with the tapered rail, comprising the steps of rolling on the tapered rail while pushing up the roller the upper suction surface with further movement of the horizontal drive mechanism.
[0029]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
Embodiment 1 FIG.
FIG. 1 is a diagram for explaining a bonded wafer separating apparatus and a series of operations thereof according to Embodiment 1 for carrying out the present invention. Each mechanism is schematically shown. (A) shows the origin position, (b) shows the state of the apparatus when the wafer is heated, and (c) shows the state of the apparatus at the end of the separation operation.
[0030]
In FIG. 1, 1 is a guide rail used for, for example, a linear guide, 2 is an upper suction mechanism holder that connects the guide rail and the upper suction mechanism, 3 is an upper suction mechanism, and an upper suction surface 3 ′ is provided on the lower surface thereof. A vacuum suction groove or hole (not shown) for sucking the support substrate 5 is provided on the upper suction surface. Reference numeral 4 denotes a sensor for detecting that the support substrate 5 and the upper suction mechanism 3 are in contact with each other. For example, a strain gauge, a contact sensor, a position sensor, or the like can be used. Reference numeral 5 denotes a support substrate to which a wafer 7 is attached via a thermoplastic adhesive 6. A lower suction mechanism 8 is provided with a lower suction surface 8 'on the upper surface, and a vacuum suction groove or hole (not shown) for sucking the wafer 7 is provided on the lower suction surface. A lower holder 9 is connected to a vertical driving mechanism 10 such as an air cylinder on the lower side, and is fixed on a support base 11. Reference numeral 12 denotes a support substrate recovery table, which is installed on the support table 11 together with the vertical driving mechanism 10. A horizontal driving mechanism 13 is driven in the horizontal direction by, for example, a linear motor. Each mechanism described above is provided integrally on one support base 11.
[0031]
The upper adsorption mechanism 3 and the lower adsorption mechanism 8 are provided with not only adsorption but also a heating mechanism (not shown) by a heater. The heating mechanism can be realized by inserting, for example, a cartridge heater into a mounting hole (not shown) inside the upper suction mechanism 3 or the lower suction mechanism 8.
[0032]
Next, a series of operations of the bonded wafer separation process performed by the bonded wafer separation apparatus according to the first embodiment of the present invention will be sequentially described.
[0033]
First, as shown in FIG. 1A, a wafer 7 bonded to a support substrate 5 with an adhesive 6 is set on a lower suction surface 8 ′ of a lower suction mechanism 8 and then held by suction.
[0034]
Next, as shown in FIG. 1B, the lower suction mechanism 8 is raised using the vertical driving mechanism 10 until the support substrate 5 comes into contact with the upper suction surface 3 ′ at the lower end of the upper suction mechanism 3. At this time, the sensor 4 is used to detect that the support substrate 5 is in contact with the upper suction surface 3 ′. A similar effect can be obtained even when the sensor 4 measures the distance between the upper suction surface 3 ′ and the support substrate 5. Thereafter, the support substrate 5 and the wafer 7 are held by the upper and lower suction surfaces 3 ′ and 8 ′ and heated to the melting temperature of the adhesive 6 (for example, 150 ° C.) by both the upper and lower heating mechanisms.
[0035]
After the adhesive 6 is melted by sufficiently raising the temperature, the horizontal drive mechanism 13 is used to horizontally position the vicinity of the support substrate 5, that is, the portion near the upper suction surface 3 ′ on the side surface of the upper suction mechanism 3. As shown in FIG. 1C, the upper suction mechanism 3 is slid in the horizontal direction along the guide rails 1 in conjunction with the movement of the horizontal driving mechanism 13 as shown in FIG. The support substrate 5 adsorbed and held by 'is transported to the upper part of the support substrate recovery table 12. On the other hand, the wafer 7 adsorbed on the lower adsorption surface 8 ′ of the lower adsorption mechanism 8 is separated from the support substrate 5 and remains held on the lower adsorption surface 8 ′.
[0036]
Next, after the support substrate 5 is detached from the upper portion of the support substrate recovery table 12, the lower suction mechanism 3 is lowered using the vertical driving mechanism 10 to recover the wafer 7. By the series of operations described above, the separation process of the attached wafer is completed.
[0037]
In the bonded wafer separation process described above, the vertical position of the lower suction mechanism 8 is controlled by the vertical drive mechanism 10 using the air cylinder 10 based on the signal related to the position of the support substrate 5 by the sensor 4. 7 can be loaded with a desired weight. Further, when the upper suction mechanism 3 is slid in the horizontal direction, the weight applied to the wafer 7 can be arbitrarily changed with respect to the position of the upper suction mechanism 3. .
[0038]
When a load is applied to the wafer 7 in advance, the position of the upper suction mechanism 3 with respect to the lower absorption mechanism 8 is monitored by the sensor 4 before the wafer 7 and the support substrate 5 are separated. If the mechanism 10 is driven to control the load on the wafer 7 to be zero or negative, it is possible to effectively prevent the wafer from being cracked due to the application of unnecessary stress to the wafer 7 in the vertical direction.
[0039]
The position of the support substrate 5 relative to the upper suction mechanism 3 is detected from the horizontal direction by a sensor (not shown) provided in the horizontal direction of the lower suction surface 8 ′ or the upper suction surface 3 ′, and the signal is used for control. When used as a signal, the position where the weight is to be controlled can be grasped more accurately.
[0040]
As described above, in the pasted wafer separation apparatus according to the first embodiment, the side surface portion of the upper suction surface is coupled or brought into contact with a portion in the vicinity of the suction surface and moves in conjunction with the upper suction mechanism, thereby moving horizontally with respect to the upper suction surface. Since the horizontal drive mechanism that applies the stress is provided, the stress applied to the wafer can be suppressed as much as possible by setting the direction of the stress applied to the wafer to be substantially parallel to the wafer surface, resulting in damage to the wafer. Therefore, the yield in the bonded wafer separation process is improved. In addition, the vertical drive mechanism is driven at the required location to control the load on the wafer to be zero or negative, effectively preventing wafer cracking due to unnecessary vertical stress applied to the wafer. it can.
[0041]
Embodiment 2. FIG.
FIG. 2 is a diagram for explaining a bonded wafer separating apparatus according to a second embodiment for carrying out the present invention. In FIG. 2, the same reference numerals as those in FIG. Is. The basic apparatus configuration is almost the same as that of the first embodiment, and the operation thereof is almost the same, but both are different in that a surface direction adjusting mechanism 14 is inserted between the lower suction mechanism 8 and the lower holder 9. It is different. The surface direction adjusting mechanism 14 may be constituted by, for example, a three-point supported spring member. By providing the surface direction adjusting mechanism 14, the wafer 7 or the support substrate 5 set on the lower suction surface 8 ′ of the lower suction mechanism 8 and the upper suction surface 3 ′ of the upper suction mechanism 3 are opposed to each other. Since it becomes a flexible structure that allows the wafers to follow each other without a gap, the parallelism between the wafer 7 or the support substrate 5 and the upper suction mechanism 3 can be easily maintained.
[0042]
As described above, in the pasted wafer separation apparatus according to the second embodiment, the surface direction adjusting mechanism 14 is provided between the lower suction mechanism 8 and the lower holder 9, so that each suction of the upper or lower suction mechanism with respect to the flat surface of the object to be held is always performed. The parallelism of the surfaces can be maintained and the impact when holding the wafer by the upper or lower suction mechanism during heating can be mitigated, so that the yield is improved without damaging the wafer. is there.
[0043]
Embodiment 3 FIG.
FIG. 3 is a view for explaining an attached wafer separating apparatus according to Embodiment 3 for carrying out the present invention. In FIG. 3, the same reference numerals as those in FIG. Is. Unlike the bonded wafer separating apparatus of the first and second embodiments, the vertical drive mechanism 10 and the surface direction adjusting mechanism 14 are provided in the upper suction mechanism 3. Reference numeral 18 denotes a head which is provided at the front end of the rack portion of the horizontal driving mechanism 13 and slides in the horizontal direction so as to push the upper suction mechanism 3. Further, 19 is an upper holder for connecting the surface direction adjusting mechanism 14 associated with the upper suction mechanism 3 and the air cylinder (vertical direction control mechanism) 10. A hook 15 for returning to the origin is provided on the side surface of the upper holder 19, and a tow holder 16 for pulling the origin returning hook 15 at the front end of the rack portion of the linearized motor 13 so as to be scratched when returning to the origin. And constitutes a support. Reference numeral 17 denotes a detachable plate member (wafer stage) for setting a wafer.
[0044]
Next, a series of operations of the bonded wafer separation process will be described.
[0045]
First, the support substrate 5 to which the wafer 7 is bonded via the adhesive 6 is set on the wafer stage 17 fixed on the lower suction mechanism 8 at the origin position in FIG. The upper surface portion of the wafer stage 17 functions as a lower suction surface 8 ′.
[0046]
Next, as shown in FIG. 3B, the upper suction mechanism 3 is lowered onto the support substrate 5 by using a vertical driving mechanism 10, for example, an air cylinder, and the support substrate 5 and the wafer 7 are held by the upper and lower suction mechanisms, respectively. Heat while. Since the upper suction mechanism 3 is suspended from the vertical drive mechanism 10 via the spring member 14 constituting the surface direction adjusting mechanism when lowered, it always follows the flat surface of the wafer 7 or the support substrate 5. It has a flexible structure.
[0047]
After the adhesive 6 is melted by a sufficient temperature increase, the linear part motor 13 is used to push the side part of the upper suction mechanism 3 near the support substrate 5, that is, the side part near the upper suction surface 3 ′. As shown in FIG. 3C, the support substrate 5 is slid in the horizontal direction to above the support substrate recovery table 12 while the upper suction mechanism 3 is moved along the guide rail 1. Further, since the origin return hook 15 and the traction holder 16 are in a free state at the time of this sliding, no extra stress is applied above the upper suction mechanism 3 and the upper direction suction mechanism 14 is further moved by the surface direction adjusting mechanism 14. 3 can always maintain parallelism with the flat surface of the wafer 7.
[0048]
Next, after the support substrate 5 is attached to and detached from the support substrate recovery table 12, the upper suction mechanism 3 is raised using the vertical driving mechanism 10. Then the top Holder 19 By moving the upper suction mechanism 3 in the horizontal direction while pulling the return-to-origin hook 15 attached to the side surface with the pulling holder 16, the attached wafer separation process is completed.
[0049]
As described above, in the pasted wafer separation apparatus according to the third embodiment, the side surface portion of the upper suction surface is coupled or brought into contact with a portion in the vicinity of the suction surface, and moves in conjunction with the upper suction mechanism, thereby moving horizontally with respect to the upper suction surface. Since the horizontal drive mechanism that applies the stress is provided, the stress applied to the wafer can be suppressed as much as possible by setting the direction of the stress applied to the wafer to be substantially parallel to the wafer surface, resulting in damage to the wafer. Therefore, the yield in the bonded wafer separation process is improved. Furthermore, since the origin return of the upper suction mechanism is performed by a mechanism for moving to the origin by a support portion such as an origin return hook attached to the horizontal drive mechanism, the origin is returned with a position accuracy equal to the mechanical accuracy required for horizontal drive. There is an effect that the return position can be determined.
[0050]
Embodiment 4 FIG.
FIG. 4 is a diagram for explaining an affixed wafer separating apparatus according to a second embodiment for carrying out the present invention. FIG. 4A is a diagram for explaining the operation of the affixed wafer separating apparatus, and is arranged at the origin position. (B) is a schematic diagram from the upper surface side showing the positional relationship between the tapered rail and the upper suction surface. In FIG. 4, the same reference numerals as those in FIG. 3 are the same or equivalent.
[0051]
The basic configuration of the pasting wafer separating apparatus according to the fourth embodiment is almost the same as that of the third embodiment, and the series of operations is substantially the same, but from the middle of sliding the support substrate 5 in the horizontal direction. The point differs from the apparatus of the above-described embodiment in that the tapered rail 22 and the straight bar 23 (rail mount) for correcting the track in the sliding direction are fixed to the lower suction mechanism 8. As schematically shown in FIG. 4B, two tapered rails 22 are attached to both sides of the lower suction mechanism 8 in a direction parallel to the sliding direction of the upper suction mechanism 3. Further, as shown in FIG. 4B, a roller holder 20 and a roller 21 provided to roll on the lower contact surface are fixed to the upper suction surface 3 ′ of the upper suction mechanism 3 so as to roll freely. ing. At least three or more rollers 21 are attached on both sides of the upper suction mechanism 3 so as to be positioned above the tapered rails 22, and the rollers 21 roll on the tapered rails 22 at the time of contact. Reference numeral 3 ″ denotes a suction groove provided on the upper suction surface.
[0052]
Here, a specific operation for correcting the trajectory of the slide direction while sliding the support substrate 5 in the horizontal direction, which is characteristic in the present embodiment, will be described. FIG. 5 is an explanatory diagram of the operation. For simplification, the upper structure from the upper suction mechanism 3 is omitted, and only the roller 21 is illustrated. Two tapered rails 22 are fixed on the fixed straight bar 23. The taper is set so that the position of the tapered rail 22 is lowest at the origin position and becomes higher with respect to the apparatus support base 11 as the distance from the origin position increases. In the present embodiment, the inclination angle θ of the tapered rail 22 coincides with the direction of stress applied to the wafer 7 after upwardly correcting the slide path of the upper suction mechanism 3. That is, the stress applied in the horizontal direction before the contact of the tapered rail 22 of the roller 21 is applied to the surface direction inclined by the angle θ with respect to the horizontal plane after the contact. In order to prevent the wafer 7 from being cracked due to excessive upward stress, the tangent value (tan θ) of the inclination angle θ does not exceed 10 times the aspect ratio of the wafer 7, that is, the wafer thickness / wafer diameter. Adjust within the angle. For example, when the wafer thickness is 0.1 mm and the diameter is 50 mm, the aspect ratio is 0.002, so the value of θ is 1.1 ° or less, preferably about 0.2 to 0.5 °.
[0053]
In FIG. 5, reference numeral 21 denotes a roller attached around the upper suction surface 3 ′ of the upper suction mechanism 3, 21 a denotes a roller position for heating the wafer after the upper suction mechanism 3 descends, and 21 b slides in the horizontal direction. The position where the slide direction is corrected upward is shown. 21c shows the position where the horizontal slide is completed and the support substrate 5 reaches above the support substrate recovery table. The roller 21 attached to the side surface of the upper suction mechanism 3 comes into contact with the tapered rail 22 at a position 21b, and the weight on the wafer 7 due to the weight of the upper suction mechanism 3 becomes zero, and the support substrate 5 and the upper suction mechanism 3 starts rising at an elevation angle θ. 21b, that is, where the roller 21 first contacts the tapered rail, the support substrate 5 was slid from the wafer 7, and the wafer 7 was exposed to the support substrate 5 in an area ratio of 40% or more, that is, peeled off. The position to be in a state is desirable, and a state where 60 to 90% is exposed is more preferable. This is because as the wafer separation progresses, the load applied to the wafer 7 is concentrated on the portion where the wafer 7 and the support substrate 5 are in close contact with each other, causing the wafer to break. Therefore, by applying such a wafer separation method, the bending stress to the wafer 7 can be minimized, and the wafer 7 can be reliably separated from the support substrate 5, so that the yield in the bonded wafer separation process can be improved.
[0054]
The tapered rail 22 may be replaced with a rail whose angle can be adjusted as shown in FIG. 6. In this case, the inclination angle in the sliding direction after the trajectory correction can be arbitrarily adjusted, and can be easily set to the optimum inclination angle. There are advantages. In FIG. 6, the same reference numerals as those in FIG. 5 are the same or equivalent. Reference numeral 24 denotes a straight bar rail, 25 denotes an angle adjusting screw, and 26 denotes a fixing screw with a spring. The angle of the roller 21 can be adjusted using the same mechanism. By relatively changing the tip position of the angle adjusting screw 25, it is possible to easily adjust the delicate inclination angle.
[0055]
As described above, in the pasted wafer separation apparatus of the fourth embodiment, in addition to the effects of the apparatuses of the first to third embodiments, the upper suction mechanism 3 is further provided with a roller, and the position of the upper suction surface is brought into contact with this roller. A tapered rail inclined to the horizontal plane is provided for correction, and the roller contacts the tapered rail for the first time when the upper suction mechanism moves a predetermined distance in the horizontal direction from the origin by the movement of the horizontal drive mechanism. As the drive mechanism moves further, the roller rolls on the tapered rail while pushing up the upper adsorption surface, so that the stress in the vertical direction to the wafer can be alleviated as much as possible, and the wafer can be stably separated from the support substrate. As a result, the yield in the bonded wafer separation process can be improved.
[0056]
Embodiment 5 FIG.
FIG. 7 is a diagram for more specifically explaining the bonded wafer separating apparatus according to the fifth embodiment for carrying out the present invention, (a) is a front view at the origin position before the wafer heating, b) is a side view when the wafer is heated.
[0057]
In FIG. 7, 31 is an air cylinder and 33 is an upper holder. Reference numeral 32 denotes a mounting plate for connecting the air cylinder 31 and the upper holder 33. An upper suction mechanism 51 is provided with a vacuum suction groove or hole (not shown) for sucking the support substrate 50. Reference numeral 38 denotes an upper suction mechanism mounting plate, and a long screw rod indicated by 35 is fixed by a fixing nut indicated by 37. The upper suction mechanism 51 including the long screw rod 35 is suspended from the upper holder 33 via the spring member 34 and the weight adjustment nut 36. In a state where the upper suction mechanism 51 is placed on the support substrate 50 and the wafer 48, the spring member 34 has a spring constant that allows the upper suction mechanism 51 to be lifted completely with the upper holder 33 as a fulcrum. Thus, the weight adjustment to the support substrate 50 and the wafer 48 can be performed within the range of the weight of the upper suction mechanism 51 using the weight adjustment nut 36. A lower suction mechanism 46 includes a detachable wafer stage 47 and is provided with a vacuum suction groove or hole (not shown) for sucking the wafer 48. The lower suction mechanism 46 is attached to the apparatus base indicated by 43 through a lower suction mechanism attachment plate indicated by 44. The apparatus mount 43 is provided with two rail mounts 42 on both sides parallel to the sliding direction during wafer separation processing, and the rail 41 is mounted on the rail mount 42 so that the inclination angle can be adjusted arbitrarily. If the inclination angle is to be fixed, a tapered rail inclined in advance may be used. Three or more upper suction mechanisms 51 are mounted on both sides via roller holders 39 and upper suction mechanism mounting plates 38 so as to be able to support three points on the rail 40 during wafer separation processing. The roller holder 39 has a structure capable of adjusting the roller 40 to an arbitrary inclination angle in accordance with the inclination angle of the rail 41. The inclination angle can be adjusted, for example, by providing two fixing screws with springs and two tensioning screws.
[0058]
The upper adsorbing mechanism 51 or the lower adsorbing mechanism 46 provided with the heating mechanism is respectively connected to the upper adsorbing mechanism mounting plate 38 via the heat insulating plate 52 or 45 in order to prevent heat conduction to the apparatus side. 46 is connected to the lower suction mechanism mounting plate 44. For example, a fluororesin plate can be used as the heat insulating plate.
[0059]
Although the upper suction mechanism is provided with the vertical and horizontal drive mechanisms, the trajectory correction mechanism, the variable load mechanism, and the flexible mechanism, each mechanism may be provided in the lower suction mechanism.
[0060]
In the fifth embodiment, the variable weight structure of the device self-weight canceling method using a spring has been described. However, a direct weighting method using a spring or an air cylinder may be used, and the same effect as in the fifth embodiment is obtained. is there.
[0061]
As described above, in the pasted wafer separation apparatus of the fifth embodiment, in addition to the effects of the apparatuses of the first to third embodiments, a roller is provided in the upper suction mechanism, and the position of the upper suction surface is corrected by contact with this roller. A tapered rail that is inclined with respect to the horizontal plane is provided, and the roller contacts the tapered rail for the first time when the upper suction mechanism moves a predetermined distance in the horizontal direction from the origin position due to the movement of the horizontal driving mechanism. As the mechanism moves further, the roller rolls on the tapered rail while pushing up the upper adsorption surface, so that the stress in the vertical direction to the wafer can be alleviated as much as possible, and the wafer can be stably separated from the support substrate. As a result, the yield in the bonded wafer separation process can be improved.
[0062]
【The invention's effect】
In the bonded wafer separation apparatus according to the present invention, a support table, and a lower suction mechanism having a lower suction surface that is provided on the support table and holds the wafer attached to the support substrate via an adhesive. An upper suction mechanism that has an upper suction surface that sucks and holds the upper surface side of the support substrate with the position directly above the lower suction mechanism as an origin position, and is movable in a linear direction along the guide rail, and on the support base A horizontal direction that applies a stress in the horizontal direction to the upper adsorption surface by moving in conjunction with the upper adsorption mechanism by connecting or contacting a portion near the upper adsorption surface at a side portion of the upper adsorption mechanism. A drive mechanism, and by making the direction of stress applied to the wafer substantially parallel to the wafer surface, stress stress on the wafer can be suppressed as much as possible, resulting in damage to the wafer. Because it is separated without giving an effect of improving the yield in the joining wafer separation process.
[0063]
Further, in the bonded wafer separation apparatus according to the present invention, a part of the upper suction surface includes a sensor that senses a contact between the support substrate and the upper suction surface or a distance between the support substrate, Since it becomes easy to control the load applied to the wafer to be zero or negative at a necessary position, it is possible to effectively prevent the wafer from being cracked due to unnecessary vertical stress applied to the wafer.
[0064]
Moreover, in the bonded wafer separation apparatus according to the present invention, a lower suction mechanism having a support table and a lower suction surface that is provided on the support table and sucks and holds the wafer attached to the support substrate via an adhesive. And an upper suction surface provided to adsorb and hold the upper surface side of the support substrate with the position directly above the lower adsorption mechanism as an origin position, and downward around the upper adsorption surface. An upper suction mechanism having a roller provided to face and freely moving in a linear direction along the guide rail; and a side surface portion of the upper suction mechanism at a position away from the upper suction mechanism on the support base by a predetermined distance. A horizontal drive mechanism provided to apply or apply stress to the upper suction surface from the horizontal direction by coupling or contacting with a portion in the vicinity of the upper suction surface; provided on the support base; And a tapered rail inclined with respect to a horizontal plane to correct the position of the upper suction surface by touching, and the upper suction mechanism moves a predetermined distance in the horizontal direction from the origin position by the movement of the horizontal driving mechanism. When the roller contacts the tapered rail for the first time, the roller moves on the tapered rail while pushing up the upper suction surface as the horizontal driving mechanism further moves. The stress in the direction can be alleviated as much as possible, and the wafer can be stably separated from the support substrate. As a result, the yield in the bonded wafer separation process can be improved.
[0065]
In the bonded wafer separating apparatus according to the present invention, the tapered rail includes an inclination angle adjusting mechanism that can arbitrarily adjust the inclination angle with respect to the horizontal plane. The stress can be more optimally relaxed and the wafer can be stably separated from the support substrate. As a result, the yield in the bonded wafer separation process can be improved.
[0066]
Further, in the bonded wafer separating apparatus according to the present invention, the tangent value of the inclination angle of the tapered rail with respect to the horizontal plane is set to 10 times or less of the aspect ratio (thickness / diameter) of the wafer. Since the wafer can be surely separated from the support substrate while being minimized, the yield in the bonded wafer separation process can be improved.
[0067]
Further, in the bonded wafer separation apparatus according to the present invention, the position where the roller contacts the tapered rail for the first time is a position where the wafer is peeled off by 40% or more with respect to the support substrate. As a result of reliably separating the wafer from the support substrate without being damaged by being dragged in the sliding direction, the yield in the bonded wafer separation process can be improved.
[0068]
Moreover, in the bonded wafer separation apparatus according to the present invention, since either one or both of the lower suction mechanism and the upper suction mechanism also have a heating function, the adhesive can be efficiently melted.
[0069]
In the bonded wafer separation apparatus according to the present invention, the lower adsorption surface and the support substrate adsorbed on the upper adsorption surface are disposed on the entire surface on either the lower adsorption mechanism or the upper adsorption mechanism. Since the surface direction adjustment mechanism comprising a plurality of spring members provided for contact is provided, the parallelism of the upper or lower suction surface with respect to the flat surface of the wafer or the support substrate can always be maintained, and the upper or Since the impact when holding the wafer on the lower suction surface can be reduced, the wafer is not damaged and the yield in the wafer separation process can be improved.
[0070]
Further, in the bonded wafer separation apparatus according to the present invention, the horizontal direction driving mechanism is configured to return the upper suction mechanism having the upper surface direction adjusting mechanism to the origin position along the guide rail. Since the mechanism that can move while interlocking with the support portion provided between the adjustment mechanism and the guide rail is provided, the separation of the bonded wafer can be repeated with good reproducibility.
[0071]
Further, in the bonded wafer separation apparatus according to the present invention, a vertical drive mechanism provided to drive the lower suction mechanism in the vertical direction is provided between the lower suction mechanism and the support base. Alternatively, the stress between the support substrate and the lower adsorption surface can be adjusted with good controllability.
[0072]
Further, in the bonded wafer separation apparatus according to the present invention, a vertical driving mechanism is provided between the upper suction mechanism and the guide rail so as to drive the upper suction mechanism in the vertical direction. Alternatively, the stress between the support substrate and the upper adsorption surface can be adjusted with good controllability.
[0073]
Further, in the bonded wafer separation apparatus according to the present invention, since either the upper suction mechanism or the lower suction mechanism includes a mechanism for loading the wafer or the support substrate, the vertical stress applied to the wafer is determined. Can be adjusted.
[0074]
In the pasted wafer separation apparatus according to the present invention, the vertical driving mechanism controls the vertical position of the upper suction surface or the lower suction surface according to the degree of separation between the wafer and the support substrate. Therefore, since it becomes easy to control the load on the wafer to be zero or negative at a necessary portion, it is possible to effectively prevent the wafer from being cracked due to unnecessary vertical stress applied to the wafer.
[0075]
In the pasted wafer separation apparatus according to the present invention, the vertical drive mechanism uses a signal from a sensor provided in the horizontal direction of the lower suction surface or the upper suction surface as a control signal. Thus, the load on the wafer can be adjusted more accurately, and wafer cracking due to unnecessary vertical stress applied to the wafer can be effectively prevented.
[0076]
Further, in the bonded wafer separation apparatus according to the present invention, since either one or both of the upper suction surface and the lower suction surface are formed of a detachable plate member, As a result of facilitating repair / replacement and avoiding damage to the wafer due to damage or contamination of the plate-like member, the yield can be improved in the bonded wafer separation process.
[0077]
In the bonded wafer separation method according to the present invention, a step of adsorbing and holding a wafer attached to a support substrate via an adhesive on a lower suction surface of a lower suction mechanism provided on a support base, and the above support A step of raising the lower suction mechanism to a position where the upper suction surface provided on the upper suction mechanism comes into contact with the support substrate, and sucking the support substrate after the contact; and A step of melting the adhesive by heating through one or both of the upper suction surfaces, and a horizontal drive mechanism in a horizontal direction at a side portion of the upper suction mechanism in the vicinity of the upper suction surface; Separating the wafer from the support substrate by applying stress, and applying the stress to the wafer when the wafer being separated is positioned at an end of the support substrate. And the step of moving the upper suction mechanism upward to make the load zero or negative, so that the load can be applied during the separation operation, so that the wafer is not dragged in the sliding direction and is separated. Since the load can be made zero or negative before starting, it is possible to reliably prevent the wafer from cracking and chipping, and to reliably separate the wafer from the support substrate without damaging it, thus improving the yield in the bonded wafer separation process. .
[0078]
Further, in the bonded wafer separation method according to the present invention, the step of adsorbing and holding the wafer attached to the support substrate via the adhesive on the lower adsorption surface of the lower adsorption mechanism provided on the support table, and the upper part A step of lowering the upper suction surface provided in the suction mechanism to a position in contact with the support substrate, and sucking the support substrate after contact; and the support substrate and the wafer are either the lower suction surface or the upper suction surface A step of melting the adhesive by heating through one or both, and applying a horizontal stress to a portion near the upper suction surface at a side surface portion of the upper suction surface by a horizontal driving mechanism, A step of separating the wafer from the support substrate, and a roller provided to face downward around the upper suction surface when the wafer being separated reaches a predetermined position For the first time in contact with the tapered rail, and with the further movement of the horizontal driving mechanism, the roller rolls on the tapered rail while pushing up the upper suction surface. As a result, the yield of the bonded wafer separation process can be improved.
[Brief description of the drawings]
FIGS. 1A and 1B are diagrams for explaining an attached wafer separating apparatus according to a first embodiment, in which FIG. 1A shows an apparatus configuration at an origin position, and FIG. 1B shows an apparatus configuration when a lower suction mechanism is raised and a wafer is heated; FIG. 8C is a diagram showing a device configuration when the upper suction mechanism slides and the separation operation ends.
FIG. 2 is a diagram for explaining an attached wafer separating apparatus according to a second embodiment.
FIGS. 3A and 3B are diagrams for explaining the operation of the bonded wafer separating apparatus according to the third embodiment, in which FIG. 3A is a diagram illustrating the configuration of the apparatus at the origin position, and FIG. The figure which shows the apparatus structure of (c) is a figure which shows the apparatus structure at the time of completion | finish of the separation operation which the upper adsorption | suction mechanism slid.
4A is a diagram for explaining the operation of the bonded wafer separating apparatus according to the fourth embodiment, and is a diagram showing an arrangement at the origin position, and FIG. 4B is a positional relationship between the tapered rail and the upper suction surface. It is a schematic diagram from the upper surface side which shows this.
FIG. 5 is a diagram for explaining the principle of trajectory correction using tapered rails and rollers according to a fourth embodiment.
6 is a view for explaining an angle adjusting mechanism of a tapered rail and a roller according to Embodiment 4. FIG.
7 is a diagram for explaining an attached wafer separating apparatus according to a fifth embodiment; FIG.
FIG. 8 is a schematic view for explaining a conventional wafer peeling apparatus.
FIG. 9 is a schematic view for explaining another conventional wafer peeling apparatus.
[Explanation of symbols]
1 guide rail, 2 upper suction mechanism holder, 3 upper suction mechanism, 3 ′ upper suction surface, 3 ″ upper suction groove, 4 sensor, 5 support substrate, 6 adhesive, 7 wafer, 8 lower suction mechanism, 8 ′ Lower suction surface, 9 Lower holder, 10 Air cylinder, 11 Device support base, 12 Support substrate collection base, 13 Linear motor, 14 Surface direction adjustment mechanism (spring), 15 Origin return hook, 16 Traction holder, 17 Wafer stage , 18 head, 19 upper holder, 20 roller holder, 21 roller, 22 taper rail, 23 straight rod (rail mount), 24 straight rod rail, 25 angle adjustment screw, 26 spring fixing screw, 31 air cylinder, 32 Holder mounting plate, 33 Upper holder, 34 Spring, 35 Long screw rod, 36 Weight adjustment nut 37, fixing nut, 38 upper suction mechanism mounting plate, 39 roller holder, 40 roller, 41 straight rail, 42 rail mount, 43 device support base, 44 lower suction mechanism mounting plate, 45 lower heat insulating plate, 46 lower suction Mechanism, 47 wafer stage, 48 wafer, 49 adhesive, 50 support substrate, 51 upper suction mechanism, 52 upper heat insulating plate, 101 arm, 102 upper suction portion, 103 support substrate, 104 wafer, 105 thermoplastic adhesive, under 106 Side suction part, 107 support base, 201 robot arm, 202 coupling, 203 support shaft, 204 upper suction part, 205 support substrate, 206 thermoplastic adhesive, 207 wafer, 208 lower suction part, 209 support base.

Claims

A support base, a lower suction mechanism having a lower suction surface that is provided on the support base and holds the wafer attached to the support substrate via an adhesive by suction, and a position directly above the lower suction mechanism An upper suction mechanism that has an upper suction surface that sucks and holds the upper surface side of the support substrate and is movable in the horizontal direction along the guide rail; and a side surface portion of the upper suction mechanism that is provided on the support base. A horizontal driving mechanism that applies a stress in a horizontal direction to the upper suction surface by moving while interlocking with the upper suction mechanism by coupling or contacting a portion near the upper suction surface of the upper suction mechanism. An affixing wafer separating apparatus characterized by comprising:

2. The bonded wafer separating apparatus according to claim 1, wherein a part of the upper suction surface includes a sensor that senses a contact between the support substrate and the upper suction surface or a distance between the support substrate and the support substrate.

A lower suction mechanism having a lower suction surface provided on the support base, and having a lower suction surface for sucking and holding a wafer attached to the support substrate via an adhesive; A guide rail comprising an upper suction surface provided to suck and hold the upper surface side of the support substrate with the upper portion of the suction mechanism as an origin position, and a roller provided to face downward around the upper suction surface horizontal upper adsorption mechanism movable in the direction, a portion where the from upper adsorption mechanism a predetermined distance on said support base, the site of the upper suction surface near the upper suction mechanism at the side portion of the upper suction mechanism along A horizontal driving mechanism provided to apply or apply stress to the upper suction surface from the horizontal direction by being coupled to or in contact with the upper suction surface; provided on the support base; A tapered rail that is inclined with respect to a horizontal plane to be corrected, and the roller is tapered only when the upper suction mechanism moves a predetermined distance in the horizontal direction from the origin position by the movement of the horizontal driving mechanism. A sticking wafer separating apparatus, wherein the roller rolls on the tapered rail while contacting the rail and further moving the horizontal driving mechanism while pushing up the upper suction surface.

The bonded wafer separating apparatus according to claim 3, wherein the tapered rail includes an inclination angle adjusting mechanism that can arbitrarily adjust an inclination angle with respect to a horizontal plane.

The bonded wafer separating apparatus according to claim 3 or 4, wherein a tangent value of an inclination angle of the tapered rail with respect to a horizontal plane is 10 times or less of an aspect ratio (thickness / diameter) of the wafer.

6. The bonded wafer according to claim 3, wherein the position where the roller first contacts the tapered rail is a location where the wafer is peeled off by 40% or more with respect to the support substrate. 6. Separation device.

The bonded wafer separation apparatus according to claim 1, wherein either one or both of the lower suction mechanism and the upper suction mechanism also have a heating function.

It comprises a plurality of spring members provided on either the lower part of the lower suction mechanism or the upper part of the upper suction mechanism so that the lower suction surface and the support substrate sucked on the upper suction surface are brought into contact with the entire surface. 8. The bonded wafer separating apparatus according to claim 1, further comprising a surface direction adjusting mechanism.

An origin return hook is provided on a side surface of the upper holder provided between the surface direction adjusting mechanism associated with the upper suction mechanism and the guide rail, and the horizontal direction driving mechanism includes the horizontal direction driving mechanism. When the upper suction mechanism is pushed and the support substrate is slid in the horizontal direction, it is free from the return-to-origin hook. 9. The bonded wafer separating apparatus according to claim 8, further comprising a pulling holder for returning the upper suction mechanism to the origin position .

10. Affixing according to claim 1, further comprising a vertical driving mechanism provided between the lower suction mechanism and the support base to drive the lower suction mechanism in the vertical direction. Wafer separation device.

10. Affixing according to claim 1, further comprising a vertical drive mechanism provided between the upper suction mechanism and the guide rail to drive the upper suction mechanism in the vertical direction. Wafer separation device.

The pasted wafer separation device according to claim 1, wherein either the upper suction mechanism or the lower suction mechanism includes a mechanism for applying a load to the wafer or the support substrate.

12. The pasting according to claim 10, wherein the vertical driving mechanism controls a vertical position of the upper suction surface or the lower suction surface according to a degree of separation between the wafer and the support substrate. Wafer separation device.

14. The bonded wafer separating apparatus according to claim 13, wherein the vertical driving mechanism uses a signal from a sensor provided in the horizontal direction of the lower suction surface or the upper suction surface as a control signal.

15. The bonded wafer separating apparatus according to claim 1, wherein either one or both of the upper suction surface and the lower suction surface are formed of a detachable plate member.

A step of adsorbing and holding a wafer affixed to a support substrate via an adhesive on a lower adsorption surface of a lower adsorption mechanism provided on a support base; and an upper portion in which the support substrate is provided in an upper adsorption mechanism A step of raising the lower suction mechanism to a position where the suction surface comes into contact with the support substrate and sucking the support substrate after contact; and the support substrate and the wafer either or both of the lower suction surface and the upper suction surface A step of melting the adhesive by heating through a horizontal drive mechanism and applying a positive load to the wafer to a portion near the upper suction surface of the upper suction mechanism by a horizontal drive mechanism. Separating the wafer from the support substrate by applying a horizontal stress, and the wafer when the wafer being separated is positioned at an end of the support substrate. Joining wafer separating method comprising the steps, the controlling so that such weight to zero or negative.

The step of adsorbing and holding the wafer attached to the support substrate via an adhesive on the lower adsorption surface of the lower adsorption mechanism provided on the support base, and the upper adsorption surface provided on the upper adsorption mechanism A step of lowering to a position in contact with the support substrate, and adsorbing the support substrate after contact; and heating the support substrate and the wafer through one or both of the lower adsorption surface and the upper adsorption surface The wafer is separated from the support substrate by applying a horizontal stress to a portion near the upper suction surface of the upper suction mechanism at the side surface of the upper suction surface by a horizontal driving mechanism and a step of melting the adhesive. When the wafer being separated reaches a predetermined position, a roller provided to face downward around the upper suction surface comes into contact with the tapered rail for the first time. Serial horizontal driving mechanism joining the wafer separating method comprising the steps, the said roller with further movement rolls on the tapered rail while pushing up the upper attracting face of.