JP2009212430A - ウエハ取り出し装置及び半導体装置の製造方法 - Google Patents

Abstract

【課題】収納容器に収納されている半導体ウエハを取り出す際に半導体ウエハとスペーサを確実に分離できるウエハ取り出し装置を提供する。
【解決手段】本発明のウエハ取り出し装置は、半導体ウエハ１６、１７と層間紙１８が交互に重ねられ、その重ねられた半導体ウエハ１６から層間紙１８の一部が露出した状態で収納されている収納容器から半導体ウエハ１６を取り出す装置において、半導体ウエハ１６を吸着するウエハ吸着機構４と、ウエハ吸着機構４を移動させる移動機構と、層間紙１８の一部を押さえるスペーサ押さえ機構２１と、を具備し、スペーサ押さえ機構２１は、収納容器に収納されている半導体ウエハ１６をウエハ吸着機構４によって吸着しながら、前記移動機構によってウエハ吸着機構４を上昇させるときに、層間紙１８の一部を押さえる機構であることを特徴とする。
【選択図】 図４

Description

本発明は、収納容器に収納されている半導体ウエハを取り出す際に半導体ウエハとスペーサを確実に分離できるウエハ取り出し装置及び半導体装置の製造方法に関する。

近年、半導体装置の生産において、半導体ウエハは外径が大径化している。また、半導体装置のパッケージの薄型化に伴って半導体チップを製造するための半導体ウエハの厚さを薄く加工することが実施されている。このような大径化及び薄型化した半導体ウエハの運搬のためにポリエチレン製の収納容器であるタッパー（登録商標）が使用される。

このタッパー（登録商標）は、底板上に半導体ウエハの外径が少し余裕をもって収まる内径の周壁を、複数箇所で分断した筒状に立設し、周壁内の底部にクッション材を敷き、その上に半導体ウエハとスペーサ（例えば層間紙）を交互に重ねて所定枚数を収納すると共に、周壁に被せる別体の蓋を備えた構造になっており、このような収納容器は、大径化及び薄型化した半導体ウエハであっても、スペーサを介して重ねることにより、半導体ウエハの運搬が支障なく行える。

図６及び図７は、収納容器１０２ａであるタッパー（登録商標）から半導体ウエハ１６をウエハ取り出し装置によって取り出す方法を模式的に示す図である。
まず、図６に示すように、搬送アーム１０３に取り付けられたウエハ吸着機構１０４を収納容器１０２ａの上方に移動させ、搬送アーム１０３によってウエハ吸着機構１０４を収納容器１０２ａ内に下降させる。尚、収納容器１０２ａには、半導体ウエハ１６，１７とスペーサである層間紙１８が交互に重ねて収納されている。

次に、図７に示すように、ウエハ吸着機構１０４によって半導体ウエハ１６を真空吸着し、その後、搬送アーム１０３によってウエハ吸着機構１０４を、半導体ウエハ１６を吸着しながら上昇させる。この際、収納容器１０２ａの両側に配置されたイオナイザー１１５ａ，１１５ｂによって、収納容器１０２ａの両側から収納容器内に向けてイオンブローの風２２を送る。これにより、層間紙１８と半導体ウエハ１６とを分離させ、その結果、ウエハ吸着機構１０４に吸着された半導体ウエハ１６に層間紙１８が付着しないようにしている（例えば特許文献１参照）。

この後、上記のようにして収納容器１０２ａから取り出された半導体ウエハ１６をダイシングテープに貼り付ける。

特開２００２−２４６４３３号公報（段落００４０〜００４５、図２〜４）

ところで、上記従来のウエハ取り出し装置では、半導体ウエハ１６と層間紙１８であるスペーサとが静電気により密着している場合に、互いに密着した半導体ウエハ１６とスペーサの側面にイオンブローの風を送っても、ブローが半導体ウエハ１６とスペーサとの間を通り抜けず、半導体ウエハ１６とスペーサを分離できないことがある。その結果、ウエハ吸着機構１０４に吸着された半導体ウエハに層間紙がくっついてくる不具合がある。

本発明は上記のような事情を考慮してなされたものであり、その目的は、収納容器に収納されている半導体ウエハを取り出す際に半導体ウエハとスペーサを確実に分離できるウエハ取り出し装置及び半導体装置の製造方法を提供することにある。

上記課題を解決するため、本発明に係るウエハ取り出し装置は、半導体ウエハとスペーサが交互に重ねられ、その重ねられた前記半導体ウエハから前記スペーサの一部が露出した状態で収納されている収納容器から前記半導体ウエハを取り出すウエハ取り出し装置において、
前記半導体ウエハを吸着するウエハ吸着機構と、
前記ウエハ吸着機構を移動させる移動機構と、
前記スペーサの一部を押さえるスペーサ押さえ機構と、
を具備し、
前記スペーサ押さえ機構は、前記収納容器に収納されている前記半導体ウエハを前記ウエハ吸着機構によって吸着しながら、前記移動機構によって前記ウエハ吸着機構を上昇させるときに、前記スペーサの一部を押さえる機構であることを特徴とする。

上記本発明に係るウエハ取り出し装置によれば、分離しようとしているスペーサを機械的に押さえることによって、半導体ウエハとスペーサとを確実に分離することができる。

また、本発明に係るウエハ取り出し装置において、前記スペーサ押さえ機構は、前記移動機構に取り付けられた弾性体と、前記弾性体の先端に取り付けられた押さえ部と、を有することも可能である。
また、本発明に係るウエハ取り出し装置において、前記弾性体はバネ又はゴムであることも可能である。

また、本発明に係るウエハ取り出し装置において、前記スペーサ押さえ機構は、エアシリンダと、前記エアシリンダに取り付けられた押さえ部と、を有することも可能である。
また、本発明に係るウエハ取り出し装置において、前記スペーサ押さえ機構は、圧空を噴射する機構であることも可能である。

本発明に係る半導体装置の製造方法は、半導体ウエハとスペーサが交互に重ねられ、その重ねられた前記半導体ウエハから前記スペーサの一部が露出した状態で収納されている収納容器から前記半導体ウエハを取り出す工程を具備する半導体装置の製造方法であって、
前記工程は、前記収納容器に収納されている前記半導体ウエハをウエハ吸着機構によって吸着させ、前記ウエハ吸着機構を上昇させるときに、前記スペーサの一部を押さえることにより、前記半導体ウエハと前記スペーサを分離することを含むことを特徴とする。

以下、図面を参照して本発明の実施の形態について説明する。
図１は、本発明の実施の形態によるウエハ取り出し装置を備えたマウント装置の全体構造を模式的に示す平面図である。

図１に示すマウント装置は、大径化及び薄型化した半導体ウエハに対応するポリエチレン製の収納容器内から自動的に取り出すと共に、半導体ウエハをアライメントした後、リングフレームの粘着テープに貼付け、半導体ウエハの貼付いたリングフレームを反転載置部に取り出してカセット収納部のカセット内に収納するマウント工程を自動的に行うマウント装置の平面的な全体構造を示し、ベース台１上の前方位置にウエハマウントラインが直線状に設定され、その手前側に、収納容器２からのウエハ取り出し装置の搬送アーム３とアライメント装置が配置されている。

上記ウエハマウントラインは、リングフレーム供給部１０と、テープ貼付部１１と、ウエハマウント部１２と、反転載置部１３とを直線状に並べて形成され、反転載置部１３の半導体ウエハをカセット収納部１４のカセット（図示せず）内に収納するようになっている。前記リングフレーム供給部１０は、複数のリングフレーム（図示せず）を昇降テーブル上に支持し、リングフレームが取り出されるごとにリングフレームの厚み分だけ間欠的に上昇するものである。前記テープ貼付部１１は、リングフレーム供給部１０から取り出したリングフレームの上面に粘着面を下にして粘着テープ（図示せず）を貼付け、貼付けたこの粘着テープをリングフレームの周囲に沿ってカットするものである。前記ウエハマウント部１２は、吸引テーブル上に吸引保持されている半導体ウエハ上に上記テープ貼付部１１から供給されたテープ貼付リングフレームを重ね、真空チャンバー内でリングフレームの粘着テープに半導体ウエハを加圧して貼付けるものである。前記反転載置部１３は、半導体ウエハの貼付いたリングフレームをウエハマウント部１２から反転した状態で受け取るものである。

上記ウエハマウント部１２は、回路パターンが下向きで裏面を上向きにした状態で半導体ウエハが吸引テーブル上に供給され、裏面に粘着テープを貼付けると共に、反転載置部１３では半導体ウエハの回路パターンが上向きになる。
尚、この半導体ウエハの回路パターン面全面には保護テープが張り付けられている場合がある。そしてこの保護テープはダイシング工程前に剥離されることになる。

前記ウエハ取り出し装置は、半導体ウエハとスペーサとしての層間紙を交互に積み重ねて収納した収納容器２の載置部を有する。ウエハアライメント部及びウエハマウント部１２がウエハマウントラインと直角のＸ軸方向に直列に並ぶよう配置されている。半導体ウエハの吸着、ウエハ取り出し装置の搬送アーム３は、上下移動機構５ａ及びＸ軸方向移動機構５ｂによって上下動及びＸ軸方向に移動が自在に構成されている。ウエハ取り出し機構は、収納容器２内から半導体ウエハを取り出して、ウエハアライメント部からウエハマウント部１２に順次搬送する機構である。スペーサ吸着、搬送体８は、上下動とウエハマウントラインと平行のＹ軸方向に搬送アーム７によって移動自在に構成されている。スペーサ取り出し機構６は、搬送体８と、載置部上の収納容器２内からスペーサを取り出し、このスペーサを収納するスペーサ収納ボックス９との組み合わせからなっている。

次に、前記ウエハ取り出し装置について図２〜図５を参照しつつ詳細に説明する。
図２〜図５は、図１に示すウエハ取り出し装置３によってウエハを取り出す方法を模式的に示す図である。

図２〜図５に示すように、ウエハ取り出し装置は、搬送アーム３と、搬送アーム３に取り付けられたウエハ吸着機構４と、搬送アーム３に取り付けられたスペーサ押さえ機構２１と、収納容器２の両側に配置されたイオナイザー１５ａ，１５ｂとを備えている。

搬送アーム３は、図１に示す上下移動機構５ａによって上下に自在に移動させることができるようになっている。ウエハ吸着機構４は、半導体ウエハ１６，１７を真空吸着によって吸着できるようになっている。スペーサ押さえ機構２１はその先端に押さえ部２０を有し、その押さえ部２０がバネ１９を介して搬送アーム３に取り付けられている。イオナイザー１５ａ，１５ｂは、収納容器２の両側から収納容器内に向けてイオンブローの風２２を送ることができるようになっている。

次に、ウエハ取り出し装置３によってウエハを取り出す方法について説明する。
まず、図２に示すように、搬送アーム３によってウエハ吸着機構４を収納容器２の上方に移動させ、搬送アーム３によってウエハ吸着機構４を収納容器２内に下降させる。尚、収納容器２ａには、半導体ウエハ１６，１７とスペーサである層間紙１８が交互に重ねて収納されており、層間紙１８は半導体ウエハ１６，１７より大きく形成されている。このため、層間紙１８の一部が積み重ねられた半導体ウエハ１６，１７の間から露出した状態となる。

上記のように搬送アーム３を下降させると、スペーサ押さえ機構２１の押さえ部２０が層間紙１８の露出した一部に接触しながらバネ１９が縮んでいき、その後、ウエハ吸着機構４が半導体ウエハ１６に接触して半導体ウエハ１６を真空吸着する。この状態が図３に示されている。

次に、図４に示すように、ウエハ吸着機構４によって吸着された半導体ウエハ１６と共に搬送アーム３を上昇させる。この際、イオナイザー１５ａ，１５ｂによって、収納容器２の両側から収納容器内に向けてイオンブローの風２２を送る。このとき、ウエハ吸着機構４が上昇を始めても、押さえ部２０によって押さえられている層間紙１８の一部は、バネ１９の力で押さえたままであるため、強制的に半導体ウエハ１６と層間紙１８との間に隙間を作ることができる。そして、この隙間にイオンブローの風２２が送られるので、その隙間を風２２が確実に通り抜けることができる。その結果、半導体ウエハ１６と層間紙１８を確実に分離することができる。

この後、図５に示すように、さらに搬送アーム３を上昇させることにより、収納容器２から半導体ウエハ１６を取り出すことができる。次に、取り出された半導体ウエハ１６をダイシングテープに貼り付ける工程を実施する。

従来の技術では、半導体ウエハと層間紙の密着度によってイオンブローで半導体ウエハと層間紙を分離できたりできなかったり不安定であったのに対し、上記実施の形態では、分離しようとしている層間紙１８を機械的に押さえ、イオンブローを確実に抜けるようにすることによって、半導体ウエハ１６と層間紙１８との確実な分離が可能となる。

本発明の他の実施の形態による半導体装置の製造方法は、図２〜図５に示す工程を具備するものである。つまり、この半導体装置の製造方法は、半導体ウエハ１６とスペーサである層間紙１８が交互に重ねられ、その重ねられた前記半導体ウエハ１６から前記層間紙１８の一部が露出した状態で収納されている収納容器２から前記半導体ウエハ１６を取り出す工程を具備するものであって、前記工程は、収納容器２に収納されている半導体ウエハ１６をウエハ吸着機構４によって吸着させ、前記ウエハ吸着機構４を上昇させるときに、前記層間紙１８の一部を押さえることにより、前記半導体ウエハ１６と前記層間紙１８を分離することを含むものである。

尚、本発明は上記実施の形態に限定されず、種々変更して実施することが可能である。例えば、上記実施の形態では、先端に押さえ部２０を有し、その押さえ部２０がバネ１９を介して搬送アーム３に取り付けられたスペーサ押さえ機構２１を用いているが、これに限定されるものではなく、収納容器２に収納されている半導体ウエハ１６をウエハ吸着機構４によって吸着しながら移動機構によってウエハ吸着機構４を上昇させるときに、スペーサ１８の一部を押さえるスペーサ押さえ機構であれば、他のスペーサ押さえ機構を用いることも可能であり、例えば、以下に列挙するスペーサ押さえ機構を用いることも可能である。

例えば、前記バネ１９を他の弾性体（例えばゴム）に代えたスペーサ押さえ機構を用いても良いし、搬送アーム３を介してウエハ吸着機構４とスペーサ押さえ機構２１を一体的に取り付ける必要は必ずしもなく、ウエハ吸着機構４とは別にエアシリンダを設け、このエアシリンダに押さえ部２０を設け、エアシリンダによって押さえ部２０を動かしてスペーサ１８の一部を押さえるスペーサ押さえ機構を用いても良いし、また、圧空を噴射する機構によってスペーサ１８の一部を押さえるスペーサ押さえ機構を用いても良い。

また、上記実施の形態では、スペーサとして層間紙１８を用いているが、薄いシートであれば、紙以外の材質（例えば樹脂、プラスチック、化学繊維、又はこれらの混合物）であっても良い。

また、上記実施の形態では、スペーサ押さえ機構の押さえ部２０が１箇所を押さえている例を挙げているが、押さえ部２０を複数設け、複数箇所を押さえるスペーサ押さえ機構を用いても良い。

本発明の実施の形態によるウエハ取り出し装置を備えたマウント装置の全体構造を模式的に示す平面図。 図１に示すウエハ取り出し装置によってウエハを取り出す方法を模式的に示す図。 図１に示すウエハ取り出し装置によってウエハを取り出す方法を模式的に示す図。 図１に示すウエハ取り出し装置によってウエハを取り出す方法を模式的に示す図。 図１に示すウエハ取り出し装置によってウエハを取り出す方法を模式的に示す図。 収納容器であるタッパー（登録商標）から半導体ウエハをウエハ取り出し装置によって取り出す方法を模式的に示す図。 収納容器であるタッパー（登録商標）から半導体ウエハをウエハ取り出し装置によって取り出す方法を模式的に示す図。

符号の説明

１…ベース台、２，１０２ａ…収納容器、３，１０３…搬送アーム、４，１０４…ウエハ吸着機構、５ａ…上下移動機構、５ｂ…Ｘ軸方向移動機構、６…スペーサ取り出し機構、７…搬送アーム、８…搬送体、９…スペーサ収納ボックス、１０…リングフレーム供給部、１１…テープ貼付部、１２…ウエハマウント部、１３…反転載置部、１４…カセット収納部、１５ａ，１５ｂ，１１５ａ，１１５ｂ…イオナイザー、１６，１７…半導体ウエハ、１８…層間紙、１９…バネ、２０…押さえ部、２１…スペーサ押さえ機構、２２…イオンブローの風

Claims (6)

1. 半導体ウエハとスペーサが交互に重ねられ、その重ねられた前記半導体ウエハから前記スペーサの一部が露出した状態で収納されている収納容器から前記半導体ウエハを取り出すウエハ取り出し装置において、
   前記半導体ウエハを吸着するウエハ吸着機構と、
   前記ウエハ吸着機構を移動させる移動機構と、
   前記スペーサの一部を押さえるスペーサ押さえ機構と、
   を具備し、
   前記スペーサ押さえ機構は、前記収納容器に収納されている前記半導体ウエハを前記ウエハ吸着機構によって吸着しながら、前記移動機構によって前記ウエハ吸着機構を上昇させるときに、前記スペーサの一部を押さえる機構であることを特徴とするウエハ取り出し装置。
2. 請求項１において、前記スペーサ押さえ機構は、前記移動機構に取り付けられた弾性体と、前記弾性体の先端に取り付けられた押さえ部と、を有することを特徴とするウエハ取り出し装置。
3. 請求項２において、前記弾性体はバネ又はゴムであることを特徴とするウエハ取り出し装置。
4. 請求項１において、前記スペーサ押さえ機構は、エアシリンダと、前記エアシリンダに取り付けられた押さえ部と、を有することを特徴とするウエハ取り出し装置。
5. 請求項１において、前記スペーサ押さえ機構は、圧空を噴射する機構であることを特徴とするウエハ取り出し装置。
6. 半導体ウエハとスペーサが交互に重ねられ、その重ねられた前記半導体ウエハから前記スペーサの一部が露出した状態で収納されている収納容器から前記半導体ウエハを取り出す工程を具備する半導体装置の製造方法であって、
   前記工程は、前記収納容器に収納されている前記半導体ウエハをウエハ吸着機構によって吸着させ、前記ウエハ吸着機構を上昇させるときに、前記スペーサの一部を押さえることにより、前記半導体ウエハと前記スペーサを分離することを含むことを特徴とする半導体装置の製造方法。

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