JP2007184495A - ウエーハリングの再生処理装置 - Google Patents

Abstract

【課題】ダイボンディング工程終了後のウエーハリングからダイシングテープと不良チップとを効率よく分別することができるウエーハリングの再生処理装置を提供する。
【解決手段】再生処理装置２０は、紫外線照射部２２、リング反転部２３、チップ剥離部２４、テープ剥離部２５、およびリング洗浄部２６を含む。紫外線照射部２２は、不良チップ１３が付着した紫外線硬化性の粘着面１１ａを上方に向けた状態で、ダイシングテープ１１の下方から粘着面１１ａの裏側全体に紫外線を照射する。リング反転部２３は、ウエーハリング１０の上下を反転させ、粘着面１１ａを下方に向ける。チップ剥離部２４は、粘着面１１ａをブラシで擦り、不良チップ１３を剥ぎ落とす。テープ剥離部２５は、昇降テーブルを粘着面１１ａに下方から接触させ、上方へ持ち上げることでダイシングテープ１１を剥離する。リング洗浄部２６は、ウエーハリング１０を拭き取り洗浄する。
【選択図】図３

Description

本発明は、半導体製造工程中においてシリコンウエーハを保持するために用いられるウエーハリングの再生処理装置に関する。

イメージセンサなどの半導体チップは、次の（１）〜（４）の工程を経て製造されている。
（１）シリコンウエーハに複数の半導体素子を形成する半導体プロセス工程。
（２）各半導体素子の動作特性の合否を検査する検査工程。
（３）ウエーハリングに接着されたダイシングテープ上にシリコンウエーハを貼り付け、シリコンウエーハを格子状に切断（ダイシング）して各半導体素子を個片化（チップ化）するダイシング工程。
（４）検査工程で合格と判定された半導体素子に対応する良チップをダイシングテープから剥離（ピックアップ）し、パッケージや基板にダイボンディングするダイボンディング工程。

一方、上記（４）のダイボンディング工程を終了した後のウエーハリングは、再生処理（ダイシングテープの剥離、および洗浄）が施され、上記（３）および（４）の工程にて再利用されている（例えば、特許文献１〜３参照）。特許文献１には、ダイシングテープの剥離に関する発明が開示されている。また、特許文献２および３には、ウエーハリングの洗浄に関する発明が開示されている。
特開平１１−２７４１８６号公報 特開平６−１８８３０４号公報 特開２００３−１１５５２０号公報

しかしながら、上記特許文献１〜３に記載の再生処理装置によってウエーハリングから剥離されたダイシングテープには不良チップが残存しており、ダイシングテープと不良チップとの分別は行われていない。チップが付着したダイシングテープをそのまま破棄することは、資源のリサイクルに関して問題であり、このために人手を割いてダイシングテープと不良チップとの分別を行うのも非効率である。

本発明は、上記課題を鑑みてなされたものであり、ダイボンディング工程終了後のウエーハリングからダイシングテープと不良チップとを効率よく分別することができるウエーハリングの再生処理装置を提供することを目的とする。

上記目的を達成するために、本発明のウエーハリングの再生処理装置は、裏側からの照射紫外線によって粘着性が低下する粘着面に半導体チップが付着したダイシングテープが、環状の枠内を覆うように、該粘着面の外縁部を介して接着されたウエーハリングの再生処理装置において、前記粘着面を上方に向けた状態で、前記ダイシングテープの下方から前記粘着面の裏側全体に紫外線照射を行う紫外線照射手段と、前記ウエーハリングの上下を反転させ、前記粘着面を下方に向けるリング反転手段と、前記粘着面をブラシで擦り、前記半導体チップを剥ぎ落とすチップ剥離手段と、前記ウエーハリングの枠内を昇降する昇降テーブルを前記粘着面に下方から接触させ、上方へ持ち上げることで前記ダイシングテープを剥離するテープ剥離手段と、前記ウエーハリングを洗浄するリング洗浄手段と、を備えたことを特徴とする。

なお、前記紫外線照射手段は、前記ウエーハリングを一定の速度で搬送しながら紫外線照射を行うことが好ましい。

また、前記チップ剥離手段は、前記粘着面をブラシで擦りながら、前記粘着面の裏側をローラで押圧することが好ましい。

また、前記テープ剥離手段は、昇降テーブルによって剥離された前記ダイシングテープを保持して収集部へ移送する移送手段を備えることが好ましい。

また、前記移送手段は、粘着面の裏側を吸着することによって前記ダイシングテープを保持することが好ましい。

また、前記リング洗浄手段は、揮発性の液体を塗布したワイパーを前記ウエーハリングの表裏面および内面の一部に接触させた状態で、前記ウエーハリングを回転させることで洗浄を行うことが好ましい。

また、前記リング洗浄手段は、送風ノズルから前記ウエーハリングに空気を吹き付けることによって前記ウエーハリングを乾燥させることが好ましい。

本発明のウエーハリングの再生処理装置は、粘着面を上方に向けた状態で、ダイシングテープの下方から前記粘着面の裏側全体に紫外線照射を行う紫外線照射手段と、ウエーハリングの上下を反転させ、粘着面を下方に向けるリング反転手段と、粘着面をブラシで擦り、半導体チップを剥ぎ落とすチップ剥離手段と、ウエーハリングの枠内を昇降する昇降テーブルを粘着面に下方から接触させ、上方へ持ち上げることでダイシングテープを剥離するテープ剥離手段と、ウエーハリングを洗浄するリング洗浄手段とを備えるので、ウエーハリングからダイシングテープと不良チップとを効率よく分別することができる。

図１において、ウエーハリング１０は、環状に形成された金属製の板である。ダイシングテープ１１は、紫外線硬化性の粘着剤（接着剤）が塗布されてなる粘着面１１ａを一方の面に有する円形状のフイルムである。ダイシングテープ１１は、ウエーハリング１０の枠内を覆い、粘着面１１ａの外縁部を介してウエーハリング１０の裏面側に接着される。なお、ダイシングテープ１１の粘着面１１ａの粘着性は、紫外線の照射を受けると低下する。また、ダイシングテープ１１は、透明もしくは半透明であるので、裏側からの紫外線照射によっても粘着面１１ａの粘着性は低下する。

ダイシングテープ１１の粘着面１１ａの中央には、シリコンウエーハ１２が貼り付けられる。シリコンウエーハ１２は、半導体プロセス工程によって、その表面１２ａにイメージセンサなどの複数の半導体素子が２次元状にパターン形成されており、半導体素子の形成されていない裏面側がダイシングテープ１１に貼り付けられる。

ダイシング工程は、シリコンウエーハ１２がダイシングテープ１１の粘着面１１ａに貼り付けられた状態で行われ、シリコンウエーハ１２内の各半導体素子が矩形チップ状に分離される。各半導体素子は、検査工程においてその動作特性が検査されており、合否の判定が行われている。検査不合格の半導体素子に対応する不良チップには、インクなどでマーキングが行われている。このマーキングに基づいて、検査合格の半導体素子含む良チップが選別され、ダイシングテープ１１から剥離される。なお、この良チップは、ダイボンディング工程において、パッケージや基板にダイボンディングされる。

図２（Ａ），（Ｂ）は、ダイシングテープ１１から良チップがピックアップされた後の状態を示し、ダイシングテープ１１の粘着面１１ａには、不良チップ１３のみが残存している。このダイボンディング工程後のウエーハリング１０は、ダイシングテープ１１が剥離され、洗浄が行われた後、ダイシング工程において再利用される。以下に、ダイボンディング工程後のウエーハリング１０を再利用するための再生処理装置の説明を行う。

図３において、再生処理装置２０は、ダイボンディング工程後のウエーハリング１０が投入されるリング投入部２１と、ダイシングテープ１１の裏側に紫外線を照射し、粘着面１１ａの粘着性を低下させる紫外線照射部２２と、ウエーハリング１０の上下を反転させるリング反転部２３と、不良チップ１３をダイシングテープ１１から剥離させるチップ剥離部２４と、ダイシングテープ１１をウエーハリング１０から剥離させるテープ剥離部２５と、ウエーハリング１０を洗浄するリング洗浄部２６と、ウエーハリング１０を蓄積するリング蓄積部２７とからなる。

図４に示すように、リング投入部２１には、ダイボンディング工程後のウエーハリング１０がリングマガジン３０に収容された状態で投入される。リングマガジン３０は、複数のウエーハリング１０を、ダイシングテープ１１の粘着面１１ａを上向きにした状態で収容している。

紫外線照射部２２は、リングマガジン３０の後方に配置された紫外線照射器３１と、リングマガジン３０からウエーハリング１０を１枚ずつ引き出し、粘着面１１ａを上向きとした状態で、紫外線照射器３１の上方を一定の速度でスライド移動させる搬送装置３２とを備える。紫外線照射器３１により、粘着面１１ａの裏側全体が均一に紫外線照射され、粘着面１１ａの粘着性が低下する。ただし、この粘着性の低下量は、ダイシングテープ１１がウエーハリング１０から剥がれ落ちず、かつ、不良チップ１３がダイシングテープ１１から剥がれない程度とする。

リング反転部２３は、搬送アームなどからなる反転装置３３を備え、反転装置３３は、紫外線照射部２２を経たウエーハリング１０の上下を反転させ、粘着面１１ａを下方に向ける。上下が反転されたウエーハリング１０は、図示せぬ搬送装置により、チップ剥離部２４へ移送される。

図５に示すように、チップ剥離部２４は、ウエーハリング１０の上方に配置されたローラ３４と、ウエーハリング１０の下方に配置されたブラシ３５とを備える。ローラ３４は、支持体３６に回転自在に軸支されている。ブラシ３５は、板状の基体３７に植設されている。また、ウエーハリング１０は、ダイシングテープ１１が剥がれることのないように、接着部が図示せぬ装置によって挟持されている。

ローラ３４の支持体３６は、回転駆動装置３８によって回転駆動され、ローラ３４を、ダイシングテープ１１の粘着面１１ａの裏側を、ウエーハリング１０の中心の周り（計回り方向あるいは反計回り方向）を周回するように転動させる。このローラ３４により、ダイシングテープ１１は、破けない程度の力で押圧され、全体が張った状態に保たれる。このローラ３４の転動と同時に、ブラシ３５の基体３７は、回転駆動装置３９によって回転駆動され、ブラシ３５を、ダイシングテープ１１の粘着面１１ａ上を、ウエーハリング１０の中心の周り（時計回り方向あるいは反時計回り方向）を周回するように摺動させる。

不良チップ１３は、ブラシ３５によって擦られることにより、ダイシングテープ１１から剥がれ落ち、下方に設置された図示せぬチップ収集部によって収集される。このチップ剥離の効率を上げるには、ローラ３４とブラシ３５とでダイシングテープ１１を上下から挟み、ローラ３４とブラシ３５とを同方向に移動させるのがよい。また、この移動方向（時計回り方向／反時計回り方向）を適宜の周期で切り替えることにより、さらなる効率アップが期待できる。不良チップ１３が剥離されたウエーハリング１０は、図示せぬ搬送装置により、ダイシングテープ１１の粘着面１１ａを下向きとした状態で、テープ剥離部２５へ移送される。

図６に示すように、テープ剥離部２５は、ウエーハリング１０の下方に配置され、ウエーハリング１０の枠内を通過するように昇降する円盤形状の昇降テーブル４０と、ウエーハリング１０の上方に、ダイシングテープ１１の外縁部に沿って等間隔に配置され、図示せぬ駆動装置によって上下左右に駆動される吸着器（バキュームノズル）４１とを備える。また、ウエーハリング１０は、図示せぬ装置によって保持されている。

昇降テーブル４０は、下方から上方へ向けて上昇し、ダイシングテープ１１の粘着面１１ａに接触してダイシングテープ１１を上方へ持ち上げることで、ダイシングテープ１１をウエーハリング１０から剥離させる。昇降テーブル４０の接触面は、非粘着処理が施されており、ダイシングテープ１１を剥離させる際に粘着面１１ａに粘着することはない。

吸着器４１は、ウエーハリング１０から剥離されたダイシングテープ１１の裏面（粘着面１１ａの裏側）に吸着し、ダイシングテープ１１を保持して、図示せぬテープ収集部へ移送する。ダイシングテープ１１が剥離されたウエーハリング１０は、図示せぬ搬送装置により、リング洗浄部２６へ移送される。

図７に示すように、リング洗浄部２６は、ウエーハリング１０を保持して回転させる回動プーリ４２と、ウエーハリング１０の拭き取りを行う拭き取り装置４３と、ウエーハリング１０に空気を吹き付ける送風ノズル４４とを備える。回動プーリ４２は、ウエーハリング１０の内側を支持するように均等に３個設けられており、ウエーハリング１０を反時計周りに一定の速度で回転させる。

拭き取り装置４３は、上下方向に昇降する本体４５を備えている。本体４５には、帯状のワイパー４６がロール状に巻着される回転軸４７と、ワイパー４６が掛け渡される支柱４８ａ〜４８ｃとが植設されている。また、本体４５には、パッド４９ａを有する台座４９が一体に形成されており、台座４９の端部には、支柱４８ａを介してワイパー４６が掛けられるプーリ４９ｂが設けられている。台座４９の他方の端部には、ヒンジ部５０が設けられ、ヒンジ部５０によって押え板５１が回動自在に軸支されている。

押え板５１は、台座４９のパッド４９ａに対向する面にパッド５１ａを備え、端部には、プーリ４９ｂを介してワイパー４６が掛けられるプーリ５１ｂが設けられている。ワイパー４６は、プーリ５１ｂから押え板５１の背面側を通って、支柱４８ｂ、支柱４８ｃに順に掛けられ、下方へ引き出されている。また、拭き取り装置４３は、プーリ４９ｂ付近のワイパー４６にアルコールなどの揮発性の液体を塗布する塗布用ノズル５２を備えている。

拭き取り装置４３は、上昇して、ウエーハリング１０を、プーリ４９ｂ，５１ｂの間に掛架されたワイパー４６の部位４６ａに接触させ、この接触部を台座４９のパッド４９ａと押え板５１のパッド５１ａとの間に挟み込む。この部位４６ａは、ウエーハリング１０の表面、裏面、および内面に接触し、回動プーリ４２によるウエーハリング１０の回転により、該接触部の拭き取り洗浄が行われる。また、この部位４６ａには、塗布用ノズル５２によって揮発性の液体が塗布されている。該接触部は、この液体が塗布されたテワイパー４６で払拭された後、送風ノズル４４から噴出される空気によって乾燥される。これにより、ウエーハリング１０から、ダイシング工程やダイボンディング工程において付着した切り粉などによる汚れや、ダイシングテープ１１による粘着物が除去される。なお、ワイパー４６は、１つのウエーハリング１０の洗浄が終わるたびに順次に引き出される。

リング洗浄部２６によって洗浄が終了したウエーハリング１０は、図示せぬ搬送装置により、リング蓄積部２７へ移送され、上下に積み重ねられる。リング蓄積部２７に所定数のウエーハリング１０が蓄積されると、ウエーハリング１０は、この再生処理装置２０から取り出され、前述のダイシング工程にて再利用される。

なお、上記実施形態では、ローラ３４およびブラシ３５を回動させてチップ剥離を行っているが、本発明はこれに限定されず、ローラ３４およびブラシ３５をスライド移動させてもよい。また、ローラ３４およびブラシ３５を固定して、ウエーハリング１０を移動させてもよい。また、ローラ３４の数は、３個に限られず、適宜変更してよい。また、ブラシ３５として、ロール状のものを用いてもよい。

また、上記実施形態では、昇降テーブル４０によってウエーハリング１０から剥離させたダイシングテープ１１を、吸着器４１を用いて移送しているが、本発明はこれに限定されず、吸着器４１に代えて、クランプなどを用いてもよい。

ウエーハリングへのダイシングテープの貼り付け方、および、ダイシングテープへのシリコンウエーハの貼り付け方を示す斜視図である。 ダイボンディング工程後のウエーハリングを示す図であり、（Ａ）は斜視図、（Ｂ）は（Ａ）のＡ−Ａ線に沿う断面図である。 再生処理装置の構成を説明する概念図である。 リング投入部、紫外線照射部、およびリング反転部の構成を示す斜視図である。 チップ剥離部の構成を示す斜視図である。 テープ剥離部の構成を示す斜視図である。 リング洗浄部の構成を示す斜視図である。

符号の説明

１０ ウエーハリング
１１ ダイシングテープ
１１ａ 粘着面
１２ シリコンウエーハ
１３ 不良チップ
２０ 再生処理装置
２１ リング投入部
２２ 紫外線照射部
２３ リング反転部
２４ リング剥離部
２５ テープ剥離部
２６ リング洗浄部
２７ リング蓄積部
３０ リングマガジン
３４ ローラ
３５ ブラシ
４０ 昇降テーブル
４１ 吸着器
４２ 回動プーリ
４３ 拭き取り装置
４４ 送風ノズル
４６ ワイパー

Claims (7)

1. 裏側からの照射紫外線によって粘着性が低下する粘着面に半導体チップが付着したダイシングテープが、環状の枠内を覆うように、該粘着面の外縁部を介して接着されたウエーハリングの再生処理装置において、
   前記粘着面を上方に向けた状態で、前記ダイシングテープの下方から前記粘着面の裏側全体に紫外線照射を行う紫外線照射手段と、
   前記ウエーハリングの上下を反転させ、前記粘着面を下方に向けるリング反転手段と、
   前記粘着面をブラシで擦り、前記半導体チップを剥ぎ落とすチップ剥離手段と、
   前記ウエーハリングの枠内を昇降する昇降テーブルを前記粘着面に下方から接触させ、上方へ持ち上げることで前記ダイシングテープを剥離するテープ剥離手段と、
   前記ウエーハリングを洗浄するリング洗浄手段と、
   を備えたことを特徴とするウエーハリングの再生処理装置。
2. 前記紫外線照射手段は、前記ウエーハリングを一定の速度で搬送しながら紫外線照射を行うことを特徴とする請求項１記載のウエーハリングの再生処理装置。
3. 前記チップ剥離手段は、前記粘着面をブラシで擦りながら、前記粘着面の裏側をローラで押圧することを特徴とする請求項１または２記載のウエーハリングの再生処理装置。
4. 前記テープ剥離手段は、昇降テーブルによって剥離された前記ダイシングテープを保持して収集部へ移送する移送手段を備えることを特徴とする請求項１ないし３いずれか記載のウエーハリングの再生処理装置。
5. 前記移送手段は、粘着面の裏側を吸着することによって前記ダイシングテープを保持することを特徴とする請求項４記載のウエーハリングの再生処理装置。
6. 前記リング洗浄手段は、揮発性の液体を塗布したワイパーを前記ウエーハリングの表裏面および内面の一部に接触させた状態で、前記ウエーハリングを回転させることで洗浄を行うことを特徴とする請求項１ないし５いずれか記載のウエーハリングの再生処理装置。
7. 前記リング洗浄手段は、送風ノズルから前記ウエーハリングに空気を吹き付けることによって前記ウエーハリングを乾燥させることを特徴とする請求項６記載のウエーハリングの再生処理装置。

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