JP2012142575A - 薄型基板用支持体着脱設備及びそれによる脱着方法 - Google Patents

Abstract

【課題】薄型基板と支持体を着脱する過程で薄型基板の損傷を最小化した装置及びその方法を提供する。
【解決手段】本体１００、前記本体１００の内部に装着され、上下方向に駆動されるシリンダー１１０、前記本体１００上に装着される真空チャンバー１２０、前記真空チャンバー１２０内で前記シリンダー１１０上に結合された真空チャック１３０、前記本体１００上に設置された支持部上に装着され、薄型基板３０が結合されるポーラスチャック１４０、及び前記真空チャック１３０の内部に装着された加熱器１５０を含む。
【選択図】図１

Description

本発明は薄型基板用支持体着脱設備及びそれによる脱着方法に関する。

半導体素子を生産する製造工程は、ウェハー基板を加工してチップを製作する‘前工程’、前記チップにリード線を付けてパッケージング作業を行う‘組立工程’、各段階で良否を検査する作業である‘検査’工程に大別することができる。

このうち、加工の完了したウェハー基板にリード線を付けてパッケージング作業を行う組立工程において、特にＷＬＰ（Ｗａｆｅｒ Ｌｅｖｅｌ Ｐａｃｋａｇｅ）工程ではウェハー基板が装備の支持体に対して着脱される過程で損傷がよく発生することになる。

一方、一般にシリコンを使ったウェハー基板が用いられて来たが、近年薄型基板の材料として有機物素材が研究されている。

しかし、有機物素材の半導体ウェハー基板は撓み現象及び損傷がより発生しやすい。これにより、半導体工程の進行に問題があるため、工程性を改善するための半導体ウェハー基板用支持体着脱設備及び脱着方法が必要になった。その上、ＷＬＰ工程において、ウェハー基板だけではなく薄型の基板にも適用可能な基板用支持体着脱設備及び方法が必要になった。

それで、本発明は前記のような従来技術の問題点を解決するためになされたもので、本発明は前述した要求条件を満足させる、薄型基板用支持体着脱設備及びそれによる脱着方法であって、本体、前記本体の内部に装着されて上下方向に駆動されるシリンダー、前記本体上に装着される真空チャンバー、前記真空チャンバー内で前記シリンダー上に結合され、再生テープが付着された支持体が装着された真空チャック、前記本体上に設置された支持部上に装着され、薄型基板が結合されるポーラスチャック、及び前記真空チャックの内部に装着され、前記支持体を加熱する加熱器でなる装置を用いることで、薄型基板と支持体を着脱する過程での薄型基板の損傷を最小化した装置及びその方法を提供することにその課題がある。

前記課題を達成するために、本発明の薄型基板用支持体着脱設備は、本体；前記本体の内部に装着されて上下方向に駆動されるシリンダー；前記本体上に装着される真空チャンバー；前記真空チャンバー内で前記シリンダー上に結合された真空チャック；前記本体上に設置された支持部上に装着され、薄型基板が結合されるポーラスチャック；及び前記真空チャックの内部に装着された加熱器；を含んでなる。

本発明において、前記真空チャックは再生テープが付着された支持体が装着されることができる。

本発明において、前記ポーラスチャックは多孔性材でなることができる。

本発明において、前記真空チャックはその上面に真空領域を備えることができる。

本発明において、前記真空チャックはその上面一側に空気噴射口を備えることができる。

本発明において、前記前記再生テープはシリコン素材でなることができる。

一方、本発明の薄型基板用支持体脱着方法は、本体；前記本体の内部に装着されて上下方向に駆動されるシリンダー；前記本体上に装着される真空チャンバー；前記真空チャンバー内で前記シリンダー上に結合され、再生テープが付着された支持体が装着された真空チャック；前記本体上に設置された支持部上に装着され、薄型基板が結合されるポーラスチャック；及び前記真空チャックの内部に装着されて前記支持体を加熱する加熱器を含む薄型基板用支持体着脱装置を提供する段階；前記支持体に結合されている薄型基板を前記ポーラスチャックに実装して吸気する段階；前記支持体を加熱して前記支持体に付着された再生テープの温度を上昇させる段階；及び前記基板と前記支持体の間に空気を噴射して前記基板と前記支持体を分離する段階；を含んでなる。

本発明において、前記ポーラスチャックは多孔性材でなることができる。

本発明において、前記再生テープはシリコン素材でなることができる。

本発明において、前記再生テープは２５〜３００℃に加熱されることができる。

本発明において、前記基板と前記支持体を分離する段階で、前記空気は真空チャックの上面一側に備えられた空気噴射口を通じて供給されることができる。

本発明において、前記基板と前記支持体を分離する段階は前記真空チャックを傾けて前記基板を滑らせて分離する段階をさらに含むことができる。

本発明の薄型基板用支持体着脱設備及びそれによる脱着方法によれば、ＷＬＰ工程薄型基板の撓み、損傷現象を最小化することができ、薄型基板の着脱が容易になる効果がある。

本発明の薄型基板用支持体着脱設備の正面図である。 シリコン素材の再生テープの温度別粘着特性を示すグラフである。 本発明の薄型基板用支持体着脱設備の真空チャックの平面図で、図３ａは真空領域を示すものである。 本発明の薄型基板用支持体着脱設備の真空チャックの平面図で、図３ｂは空気噴射領域を示すものである。 本発明の薄型基板用支持体着脱設備の真空チャックに付着された支持体と再生テープが結合された状態を示す平面図である。 本発明の薄型基板用支持体着脱設備を用いた脱着方法を順に示す図である。 本発明の薄型基板用支持体着脱設備を用いた脱着方法を順に示す図である。 本発明の薄型基板用支持体着脱設備を用いた脱着方法を順に示す図である。 本発明の薄型基板用支持体着脱設備を用いた脱着方法を順に示す図である。 本発明の薄型基板用支持体着脱設備を用いた脱着方法を順に示す図である。 本発明の薄型基板用支持体着脱設備を用いた脱着方法を順に示す図である。

以下、本発明が属する技術分野で通常の知識を持った者が本発明を容易に実施することができるように、本発明の好適な実施例を詳細に説明する。本発明の詳細な説明に先立ち、本明細書及び請求範囲に使用された用語や単語は通常的で辞書的な意味に解釈されてはならず、発明者がその自分の発明を最良の方法で説明するために用語の概念を適切に定義することができるという原則にしたがって本発明の技術的思想に合う意味と概念に解釈されなければならない。

よって、本明細書に記載された実施例の構成は本発明の好適な一例に過ぎないもので、本発明の技術的思想を全て表すものではないので、本出願の時点でこれらを取り替えることができる多様な均等物と変形例があり得ることを理解しなければならない。

以下、添付図面に基づいて本発明を詳細に説明する。

薄型基板用支持体着脱設備

図１は本発明の薄型基板用支持体着脱設備の正面図である。図１に示すように、本発明の設備は、本体、１００、シリンダー１１０、真空チャンバー１２０、真空チャック１３０、ポーラスチャック１４０、及び加熱器１５０でなる。

より詳細に、本発明の薄型基板用支持体着脱設備は、本体１００、前記本体１００の内部に装着されて上下方向に駆動されるシリンダー１１０、前記本体１００上に装着される真空チャンバー１２０、前記真空チャンバー１２０内で前記シリンダー１１０上に結合された真空チャック１３０、前記本体１００上に設置された支持部上に装着され、薄型基板が結合されるポーラスチャック１４０、及び前記真空チャックの内部に装着された加熱器１５０を含んでなる。

前記本体１００は本発明の薄型基板用支持体着脱設備を支持する役目をする。

前記シリンダー１１０は前記本体１００の内部に装着されて上下方向に駆動されることにより、前記シリンダー１１０上に結合されている真空チャック１３０が上下方向に駆動され、それにより支持された支持体１０が薄型基板３０（図１には図示せず）に対して円滑に着脱されるようにする。

ここで、前記支持体１０は本発明の装置内で薄型基板の撓み現象を改善して工程駆動を容易にするもので、金属、セラミックス、ガラス状高分子など、工程駆動性を確保することができる物質であればいずれでも使用可能である。

前記支持体１０には再生テープ２０（図１には図示せず）が付着されている。前記再生テープ２０は前記支持体１０と薄型基板３０のマスク層を互いに連結する役目をし、何回の着脱でも可能な再生素材、例えばシリコン素材が使われる。前記シリコン素材の再生テープは優れた離型性を有し、分離の際に粘着剤の残渣がない素材が好ましく、例えば商業的に販売されるＴａｃｏｎｉｃ社のＴａｃｓｉｌ^ＴＭ ＢＰ、Ｔａｃｓｉｌ^ＴＭ ＨＢＰ、Ｔａｃｓｉｌ^ＴＭ Ｈ２ＢＰなどがある。

前記真空チャンバー１２０は前記本体１００に装着され、薄型基板３０と支持体１０の着脱工程が真空状態でなされるように空間を形成する役目をし、特に前記薄型基板３０と支持体１０の付着工程の際、界面の気泡を最小化する役目をする。

前記真空チャック１３０は前記真空チャンバー１２０内で前記シリンダー１１０上に結合され、その上に支持体１０が装着されるもので、薄型基板と支持体１０が付着される工程で真空ラミネーティングを遂行するように真空環境を作る。

ここで、前記真空チャック１３０は前記シリンダー１１０に連結された下部固定体１３１によって支持される。前記下部固定体１３１には貫通部が形成され、前記貫通部を通して貫通ピン１３２が貫通することにより前記真空チャック１３０が固定される。前記貫通部の一側には前記貫通ピン１３２が動ける一定の空間部１３３が設けられることで、前記真空チャック１３０が傾動するができることになる。

前記ポーラスチャック１４０は前記本体１００上に設置された支持部上に装着され、その上に薄型基板３０が結合される部分で、前記支持体１０と薄型基板３０が付着される場合、前記ポーラスチャック１４０は前記薄型基板３０から分離され、前記支持体１０と薄型基板３０が脱着される場合、前記ポーラスチャック１４０に前記薄型基板３０が付着される。

ここで、前記ポーラスチャック１４０は前記薄型基板３０の損傷を最小化するために多孔性材でなることが好ましい。

前記加熱装置１５０は前記真空チャック１３０上に装着されて前記支持体を加熱する役目をし、前記支持体が加熱されれば、支持体に付着されたシリコン素材の再生テープ２０の温度が上昇することになる。

図２はシリコン素材の再生テープの温度別粘着特性を示すグラフである。図２に示すように、シリコン素材は常温以上に温度が上昇すれば、その粘着力が低下する特性があり、特に８０〜１００℃でその粘着力が常温粘着力と比較して約１０％水準まで減少するので、薄型基板３０の脱着の際に基板の損傷なしにより容易な薄型基板３０の分離が可能になる。

一方、図３（図３ａ〜図３ｂ）は真空チャック１３０の平面図で、図３ａは真空領域、図３ｂは空気噴射領域を示すものである。

まず、図３ａに示すように、真空チャック１３０の上面には真空領域１３４が形成されている。前述したように、支持体１０と薄型基板３０の付着工程で前記真空領域１３４で真空ラミネーティングがなされることになる。ここで、前記真空領域１３４は図３ａに示す形態に限定されなくて自由に変形可能であり、真空方式は当業者に自明な事項であるので、その詳細な説明は別に述べない。

次に、図３ｂに示すように、真空チャック１３０の上面には空気噴射口１３５が形成されている。前記空気噴射口１３５は支持体１０と薄型基板３０の脱着工程で真空チャック１３０から支持体１０を介して薄型基板３０の方向に空気を噴射することで、薄型基板３０の損傷を最小化しながら容易に脱着されるようにする。この際、支持体１０には、前記空気噴射口１３５を通じて排出される空気が通過するように、図４で示すように、気孔１１が形成される。

特に、ここで、前記空気噴射口１３５は真空チャック１３０の一側にだけ備えられることができる。この場合、一側でばかり空気噴射がなされて前記薄型基板３０と前記支持体１０が分離され、真空チャック１３０が傾くにつれて前記薄型基板３０が前記支持体１０上で滑って脱着されるので、前記薄型基板３０の損傷を最小化しながらも容易に脱着することができる。

一方、前述したように、前記支持体１０の上部には再生テープ２０が付着されているが、図４で示すように、支持体１０に備えられた気孔１１が露出されるように、再生テープ２０には一定の開放領域２１が形成される。

薄型基板用支持体脱着方法

図５ａ〜図５ｆは本発明の薄型基板用支持体着脱設備を用いた脱着方法を順に示す図である。

脱着工程に先立ち、その前提となる付着工程について説明すれば、まず再生テープ２０が付着された支持体１０と薄型基板３０をそれぞれ真空チャック１３０とポーラスチャック１４０に実装する（図５ａ）。

ついで、前記真空チャック１３０に圧力を加えることで、前記再生テープ２０が付着された支持体１０と薄型基板３０を真空ラミネーティングする。この際、真空チャック１３０の上面に形成された真空領域１３４で真空ラミネーティングが実行される（図５ｂ）。

次に、前記ポーラスチャック１４０から薄型基板３０を分離して、前記再生テープ２０の付着された支持体１０上に薄型基板３０を付着する（図５ｃ）。この際、前記薄型基板３０は前記ポーラスチャック１４０から分離され、前記薄型基板３０は前記支持体１０に付着された再生テープ２０によって支持体１０に付着することで付着工程が完了する。

本発明の脱着工程について説明すれば、まず前記薄型基板３０を前記ポーラスチャック１４０に実装して吸気する（図５ｄ）。前述したように、ポーラスチャック１４０は多孔性材でなっているので吸気可能であり、このような吸気過程によって前記ポーラスチャック１４０に前記薄型基板３０がよく付着されるので、支持体１０から薄型基板３０の離脱が容易になる。

ついで、前記真空チャック１３０に装着された加熱装置１５０によって前記支持体１０が加熱され、前記支持体１０に付着された前記再生テープ２０の温度が上昇することになる。この際、再生テープ２０はシリコン素材を使うが、シリコンは温度の上昇によって粘着力が減少することになり、特に８０〜１００℃での粘着力が常温での粘着力に比べて約１０％の水準まで減少するので、薄型基板３０の脱着の際に薄型基板の損傷なしにより容易に薄型基板３０の分離が可能になる。よって、支持体を加熱することによりシリコン素材の再生テープ２０の温度が上昇すれば、薄型基板３０の脱着がより容易になる。本発明において、シリコン素材の再生テープの温度範囲は２５℃以上であることができ、前記シリコン素材再生テープの温度範囲はこれに限定されなく、再生テープの種類及び／または特性によって変化可能である。

図２のシリコン粘着テープの温度別粘着特性を調べると、シリコン素材の粘着テープを常温以上に加熱したとき、その粘着力が温度の上昇に反比例して減少することになり、約８０℃を基点としてより緩い曲線を示しながら減少し、３００℃以上では大きな変化を示さないので、脱着工程の効率性を考慮して、本発明においてシリコン素材粘着テープの温度範囲は２５〜３００℃または８０〜１００℃であることができる。

最後に、真空チャック１３０の上面の一側に備えられた空気噴射口１３５を通じて空気を噴射して、前記薄型基板３０と前記再生テープ２０が付着された支持体１０を分離することで脱着工程が完了する（図５ｅ、図５ｆ）。この際、図５ｆに示すように、前記真空チャック１３０が傾動して前記薄型基板３０が滑るようにして分離するので、薄型基板３０の損傷なしに脱着が容易になされる。

以上、本発明について説明したが、これは本発明の一実施例に過ぎないもので、本発明の技術的思想を逸脱しない範疇内で多様な変形及び修正が可能であるのは当該技術分野で通常に熟練した当業者に明らかである。

本発明は、ＷＬＰ工程薄型基板の撓み、損傷現象を最小化し、薄型基板の着脱を容易にする薄型基板用支持体着脱設備及びそれによる脱着方法に適用可能である。

１００ 本体
１５０ 加熱器
１１０ シリンダー
１０ 支持体
１２０ 真空チャンバー
２０ 再生テープ
１３０ 真空チャック
３０ 薄型基板
１４０ ポーラスチャック

Claims (12)

1. 本体；
   前記本体の内部に装着され、上下方向に駆動されるシリンダー；
   前記本体上に装着される真空チャンバー；
   前記真空チャンバー内で前記シリンダー上に結合された真空チャック；
   前記本体上に設置された支持部上に装着され、薄型基板が結合されるポーラスチャック；及び
   前記真空チャックの内部に装着された加熱器；を含むことを特徴とする、薄型基板用支持体着脱装置。
2. 前記真空チャックは再生テープが付着された支持体が装着されたことを特徴とする、請求項１に記載の薄型基板用支持体着脱装置。
3. 前記ポーラスチャックは多孔性材でなることを特徴とする、請求項１に記載の薄型基板用支持体着脱装置。
4. 前記真空チャックはその上面に真空領域が備えられたことを特徴とする、請求項１に記載の薄型基板用支持体着脱装置。
5. 前記真空チャックはその上面の一側に空気噴射口が備えられたことを特徴とする、請求項１に記載の薄型基板用支持体着脱装置。
6. 前記再生テープはシリコン素材でなることを特徴とする、請求項２に記載の薄型基板用支持体着脱装置。
7. 本体；前記本体の内部に装着されて上下方向に駆動されるシリンダー；前記本体上に装着される真空チャンバー；前記真空チャンバー内で前記シリンダー上に結合され、再生テープが付着された支持体が装着された真空チャック；前記本体上に設置された支持部上に装着され、薄型基板が結合されるポーラスチャック；及び前記真空チャックの内部に装着されて前記支持体を加熱する加熱器；を含む薄型基板用支持体着脱装置を提供する段階；
   前記支持体に結合されている薄型基板を前記ポーラスチャックに実装して吸気する段階；
   前記支持体を加熱して前記支持体に付着された再生テープの温度を上昇させる段階；及び
   前記基板と前記支持体の間に空気を噴射して前記基板と前記支持体を分離する段階；を含むことを特徴とする、薄型基板用支持体脱着方法。
8. 前記ポーラスチャックは多孔性材でなることを特徴とする、請求項７に記載の薄型基板用支持体脱着方法。
9. 前記再生テープはシリコン素材でなることを特徴とする、請求項７に記載の薄型基板用支持体脱着方法。
10. 前記再生テープは２５〜３００℃に加熱されることを特徴とする、請求項７に記載の薄型基板用支持体脱着方法。
11. 前記基板と前記支持体を分離する段階で、前記空気は真空チャックの上面一側に備えられた空気噴射口を通じて供給されることを特徴とする、請求項７に記載の薄型基板用支持体脱着方法。
12. 前記基板と前記支持体を分離する段階は、前記真空チャックを傾けて前記基板を滑らせて分離する段階をさらに含むことを特徴とする、請求項７に記載の薄型基板用支持体脱着方法。