JP2013168417A - 基板搬送方法および基板搬送装置 - Google Patents

Abstract

【課題】加熱状態にある基板を破損させることなく効率よく所定のテーブルに搬送する基板搬送方法および基板搬送装置を提供する。
【解決手段】平面状に整列配置された複数個のチップを樹脂でモールドして成型したウエハを、加熱剥離性を有する粘着層を片側に備えた両面粘着テープを介して支持板に貼り合わせてワークとする。当該ワークに所望の処理後、支持板分離装置で当該支持板を分離するために、第１テーブル上でワークを加熱する。両面粘着テープから分離された後のウエハの樹脂が軟化状態にあるその前面の外周部分を吸着ヘッドで吸着保持して搬送する。当該搬送過程で、ウエハ裏面の変位に応じて吸着ヘッド内の気圧を調整する。
【選択図】図１７

Description

本発明は、半導体ウエハやLED（Light Emitting Diode）などの基板を搬送する基板搬送方法および基板搬送装置に係り、特に、ダイシング処理によって基板から分断されたチップのうち良品のみを樹脂でモールドして円形や四角形に成型し直し、所定の工程で加熱された当該成型基板を搬送する技術に関する。

近年、高密度実装の要求に伴って半導体ウエハ（以下、適宜「ウエハ」という）の厚みが、数十μｍまでバックグラインド処理される傾向にある。したがって、バックグラインド処理からダイシング処理を終えるまでに表面に形成された回路やバンプが破損し、生産効率が低下している。

そこで、回路形成済のウエハにバックグラインド処理を行う前にダイシング処理を行い、良品の回路形成済みのベアチップのみ選別している。これら良品のチップのみを樹脂でモールディングして基板形状に成形し直している。具体的には、次のように実施している。

図２２（ａ）に示すように、ローラＲで粘着シート３を押圧してキャリア用の基板２（例えば、アルミニウムやステンレス鋼）に貼り付ける。良品のベアチップ１ａの電極面を下向きにし、図２２（ｂ）に示すように、基板２上の接着シート３上に２次元アレー状に整列固定する。図２２（ｃ）に示すように、ベアチップ１ａ上から樹脂１ｂをモールドし、ウエハ形状に成型し直す。図２２（ｄ）に示すように、粘着シート３の接着力を低下させて当該成型ウエハ１を基板２から分離する。このとき、粘着シート３は、基板２側に残されている。その後、図２２（ｅ）に示すように、樹脂１ｂから露出している電極面側に保護シートＰを貼付け、反対側からバックグラインドする。バックグラインド後に保護テープＰを剥離し、図２２（ｄ）に示すように、薄型化された成形ウエハ１を支持用の粘着テープＤＣを介してリングフレームｆに接着支持し、ベアチップを分断するダイシング工程へと搬送している（特許文献１）。

また、上述のような、成型された良品のベアチップのみをモールドして成型し直した成形ウエハを、非接触で温度コントロールしながら搬送することが提案および実施されている（特許文献２）。

また、近年のウエハの薄型化に伴い、低下した剛性を補強するために、同形状の支持板を両面粘着テープで貼り合わせている。当該支持板は、マウント工程において、剥離される。その剥離方法は、加熱することで発砲膨張して接着力を低下または減滅させる加熱剥離性または紫外線硬化型の感圧性の粘着層を有する両面粘着テープを利用し、マウント工程の前に当該支持板付きのウエハに加熱処理にて実施している（特許文献３）。

特開２００１−３０８１１６号公報 特表２０１１−１５１１４４９号公報 特開２００５−１１６６７９号公報

近年の高密度実装の要求に伴って成型ウエハの形状が大型化する傾向にある。したがって、搬送経路上で浮上させて非接触で搬送すると、増大した自重が未硬化状態の樹脂の硬度よりも上回り、基板に反りを発生させるといった問題がある。

また、硬化処理を受けた樹脂であっても、後工程で加熱処理を施されると軟化する。したがって、軟化状態の樹脂も未硬化状態の樹脂と同様に、非接触状態で成型ウエハを搬送すると反りが発する。

また、樹脂が未硬化または軟化状態の場合、成型ウエハの反りのみならず、ウエハ外周の樹脂が、自重で僅かに裏面側に垂れる。このような樹脂の垂れは、ウエハの厚みを不均一にするので、後工程のダイシング処理においてウエハを所望のスクライブラインに沿って精度よく切断できないといったさらなる問題を生じさせている。

また、軟化状態の樹脂にエアーを吹き付けると、その面が波打って凹凸が生じる場合もある。

また、成型ウエハは、従来の円形以外に四角形にも成型されるようになっている。従来の非接触方法で当該成型ウエハを搬送すると、当該成型ウエハの垂直軸周りに回転し易く、かつ、所定の進路を維持して搬送させることが困難になっている。したがって、搬送経路の両側縁に沿って設けた落下防止用の側壁に成型ウエハの角部が接触し、破損するといった問題も生じている。

さらに、非接触状態で成型ウエハを長距離搬送する場合、樹脂の温度が必要以上に低下し過ぎることがある。つまり、反りが生じたまま樹脂が硬化してしまうといった問題がある。

本発明はこのような事情に鑑みてなされたものであって、基板を破損させることなく、効率よく冷却しながら基板を搬送する基板搬送方法および基板搬送装置を提供することを主たる目的とする。

この発明は、このような目的を達成するために、次のような構成をとる。
すなわち、基板を搬送する基板搬送方法であって、
前記基板は、平面状に整列配置された複数個のチップを樹脂でモールドして成型した基板であり、
搬出位置で樹脂が加熱状態にある基板を箱形の吸着ヘッドで吸着保持して搬入位置に搬送する過程で、樹脂からチップの露出した面側の当該露出面を外れた基板の外周部分を吸着ヘッドで吸着保持し、
前記基板によって密閉された吸着ヘッド内に加熱された気体を供給または当該吸引ヘッド内から気体を吸引し、当該吸着ヘッド内を加圧または減圧調整しながら基板を平坦に維持して所定の搬入位置まで搬送することを特徴とする。

（作用・効果） 上記方法によれば、カラス転移点以上またはガラス転移点以下であっても撓みやすい軟化状態にあるので、樹脂が外周で自重による垂れを発生しがちである。しかしながら、基板の外周部分が吸着ヘッドにより吸着保持されるので、当該垂れを抑制することができる。また、吸着ヘッドにより基板を保持して搬送するので、当該基板の姿勢を維持したまま所定の搬送経路に沿って確実に目的位置まで搬送することができる。したがって、搬送過程で他の構造物などに基板が接触して破損するのを回避することができる。

さらに、吸着ヘッドと非接触状態の基板の内側部分は、加熱の影響で下向きに反る傾向がある。しかしながら、基板によって密閉された吸着ヘッド内を減圧することにより、基板は平坦状態に保たれる。逆に、急激な冷却作用にともなって樹脂が硬化するような場合、樹脂とチップの収縮率の違いにより、基板の内側部分が上向きに反り返る場合がある。しかしながら、基板によって密閉された吸着ヘッド内を加熱された気体で加圧することにより、急激な樹脂の硬化が回避され、基板は平坦状態に保たれる。したがって、搬出時に樹脂が加熱状態にある基板であっても、当該基板を平坦な状態に保ちつつ目的位置まで搬送することができる。

なお、上記方法は、次のように実施することが好ましい。例えば、吸着ヘッド内の加圧は、搬出位置の設定温度と搬入位置の設定温度の間の温度に設定した気体を供給し、
前記樹脂が所定の温度に低下したときに搬送位置に受け渡す。

この方法によれば、搬出位置で最も高い温度にある樹脂が搬入位置に搬送されるまでに両位置の設定温度の範囲内でコントロールさせる。換言すれば、急激に冷却されずに徐々に樹脂が冷却される。したがって、樹脂とチップの収縮率の違いによって生じる基板の反りなど、および、当該反りに伴う基板の破損を回避することができる。

また、加圧または減圧調整は、搬送過程で基板面の変位を検出器で検出し、当該検出結果に応じて気体の供給量または吸引量の少なくともいずれかを調整する。さらに、吸着ヘッド内の温度を検出し、当該検出結果に応じて供給する気体の温度を調整することが好ましい。

この方法によれば、基板面の変位に応じて吸着ヘッド内の気圧または温度の少なくともいずれかが調整されるので、適時に基板の反りが修正される。

また、この発明は、このような目的を達成するために、次のような構成をとる。

基板を搬送する基板搬送装置であって、
前記基板は、平面状に整列配置された複数個のチップを樹脂でモールドして成型した基板であり、
前記樹脂からチップの露出した面側の当該露出面を外れた基板の外周部分を吸着保持する箱形の吸着ヘッドを備えた搬送機構と、
前記基板によって密閉された吸着ヘッド内に気体を供給または吸着ヘッド内から当該気体を吸引する気体圧縮機と、
前記気体圧縮機から供給される気体を加熱する加熱器と、
前記吸着ヘッドで吸着保持された基板裏面の変位を検出する検出器と、
前記吸着ヘッドで基板を吸着して搬送する過程で、基板裏面の変位を検出器により検出し、当該検出結果に応じて気体圧縮機の加圧または負圧駆動を切り替え操作し、気体の供給量または吸引量の少なくともいずれかを調整する制御部と、
を備えたことを特徴とする。

（作用・効果） この構成によれば、基板の外周部分を吸着ヘッドで吸着保持するとともに、当該吸着ヘッド内に供給される気体の温度および気圧が制御される。つまり、内側部分の反りによる変位が検出器により検出されると、吸着ヘッド内に加熱された気体が供給されて加圧状態また当該気体が吸着ヘッド内から吸引されて減圧状態になり、加熱により変形しやすくなっている樹脂の特性を利用し、基板を平坦な状態に戻す。したがって、上記方法を好適に実施することができる。

なお、上記構成において、基板で密閉された吸着ヘッド内の温度を検出する温度センサを備え、
前記制御部は、温度センサにより測定された実測値と予め決めた温度の基準値を比較し、求まる偏差に応じて加熱器を操作し、温度調整された気体を吸着ヘッド内に供給することが好ましい。

この構成によれば、樹脂温度を調整しながら基板を平坦な状態に保ち易くなる。

本発明の基板搬送方法および基板搬送装置によれば、複数個のチップを樹脂でモールドして成型された基板の当該樹脂が加熱状態にあったとしても、基板を平坦な状態に保ちつつ、搬送経路に沿って目的位置まで精度よく搬送することができる。すなわち、基板を破損させずに搬送することができる。

実施例装置の全体構成を示す平面図である。 成型ウエハに支持板を貼合せて成るワークの側面図である。 成型ウエハの断面図である。 第３基板搬送装置の概略を示す全体斜視図である。 第３基板搬送装置の平面図である。 第３基板搬送装置の側面図である。 第３基板搬送装置の正面図である。 第３基板搬送装置のブロック図である。 支持板分離機構の側面図である。 第１テーブル周りの構成を示す平面図である。 第１テーブル周りの構成を示す正面図である。 剥離ローラの斜視図である。 支持板の分離動作を示す説明図である。 支持板の分離動作を示す説明図である。 支持板の分離動作を示す説明図である。 両面粘着テープの剥離動作を示す説明図である。 吸着ヘッド内の気圧調整を示すフローチャートである。 ウエハ搬送機構の動作を示す説明図である。 ウエハ搬送機構の動作を示す説明図である。 ウエハ形状の調整を示す模式図である。 ウエハ形状の調整を示す模式図である。 従来例の成型ウエハの製造工程を示す図である。

以下、図面を参照して本発明の実施例を説明する。

本発明の基板搬送装置は、図２に示すように、ステンレス鋼、ガラス基板またはシリコン基板からなる支持板２と同心状に両面粘着テープ３を介して貼り合わされたバックグラインド前のウエハ１を、当該支持板２から分離する支持板分離装置に備わっている。なお、支持板２は、ウエハ１と同等サイズまたはそれ以上である。

ここで、ウエハ１は、次のようにして成型されている。ウエハ表面への回路形成後にダイシング処理がされたベアチップ１ａを検査し、良品のベアチップ１ａのみを選別する。これらベアチップ１ａの電極面を下向きにし、図３に示すように、キャリア用の支持板２に貼り付けた両面粘着テープ３上に２次元アレー状に整列固定する。さらに、ベアチップ１ａ上から樹脂１ｂでモールドし、ウエハを成型している。

図２に戻り、両面粘着テープ３は、テープ基材３ａの両面に、加熱することで発泡膨張して接着力を失う加熱剥離性の粘着層３ｂと、紫外線の照射によって硬化して接着力が低下する紫外線硬化型または非紫外線硬化型の感圧性の粘着層３ｃを備えて構成されたものである。つまり、この両面粘着テープ３の粘着層３ｂに支持板２が貼り付けられるとともに、粘着層３ｃにウエハ１が貼付けられている。

図１は本発明に係る支持板分離装置を示す平面図、図４は第３基板搬送装置の概略を示す全体斜視図、図５は第３基板搬送装置の平面図および図６は第３基板搬送装置の部分縦断側面図である。

この支持体分離装置は、ワークＷを収納したカセットＣ１およびウエハ１または支持板２を収納したカセットＣ２が装填されるウエハ供給／回収部４、第１ロボットアーム５を備えた第１基板搬送機構６、冷却機構７、第２ロボットアーム８を備えた第２基板搬送機構９、予備加熱テーブル１０、第３基板搬送装置１１、ワークＷから支持板２を分離する支持板分離機構１２と、支持板２が分離されたウエハ１から両面粘着テープ３を剥離除去するテープ剥離機構１３と、剥離除去した両面粘着テープ３を回収するテープ回収部１４、ウエハ１にマーキングを付すマーキング部１５、ウエハ受渡部１６、および第４ロボットアーム１７を備えた第４基板搬送機構１８が備えられている。以下、各機構についての具体的に説明する。

ウエハ供給／回収部４には、供給側に２台のカセットＣ１および回収側に２台のカセットＣ２を並列して載置される。カセットＣ１には、ウエハ１に支持板２を貼り合わせて成るワークＷが、当該支持板２を下にして複数枚を多段に水平姿勢で差込み収納されている。カセットＣ２の一方には、支持板２を分離されてベアチップ１ａの回路面を上向きにした複数枚のウエハ１が、多段に水平姿勢で差込み収納されている。カセットＣ２の他方には、分離後の複数枚の支持板２が、多段に水平姿勢で差込み収納されている。

第１基板搬送機構６に備えられた第１ロボットアーム５は、上下に反転および水平に進退移動可能に構成されるとともに、全体が旋回および昇降可能になっている。この第１ロボットアーム５の先端には、馬蹄形をした真空吸着式のワーク保持部５ａが備えられている。さらに、ワーク保持部５ａには、アライメント機構が備わっている。例えば、先端側の２カ所に上向きの保持部が形成されており、基端側の角部に２本の可動ピンが備わっている。当該可動ピンを移動させることにより、保持部と協動してワークＷを挟み込んでアライメントおよび保持を行う。

冷却機構７は、吸着パッド１９と冷却ユニット２０から構成されている。吸着パッド１９は、加熱状態にある支持板２の中央を吸着して回転する。冷却ユニット２０は、吸着パッド１９の上方に配備され、回転している支持板２にエアーを吹き付ける。

第２基板搬送機構９に備えられた第２ロボットアーム８は、水平に進退移動可能に構成されるとともに、全体が旋回および昇降可能になっている。この第２ロボットアーム８の先端には、馬蹄形をした真空吸着式のワーク保持部８ａが備えられている。

予備加熱テーブル１０は、ワークＷよりも大形で表面に微小幅（例えば１ｍｍ以下）の吸着溝の形成されたチャックテーブルである。また、予備加熱テーブル１０は、断熱材で形成されており、その内部にヒータおよび表面のワークＷの温度を検知する温度センサを備えている。温度センサの検出信号は、制御部８０に送られる。さらに、予備加熱テーブル１０は、表面を出退昇降可能にする複数本の支持ピンを備えている。支持ピンの先端は、絶縁物で構成されているか、あるいは絶縁物で被覆されている。

第３基板搬送装置１１は、図４ないし図７に示すように、第１テーブル２１、第２テーブル２２およびウエハ搬送機構２３が配備されている。なお、第３基板搬送装置１１は、本発明の基板搬送装置に相当する。

第１テーブル２１は、ワークＷよりも大形で表面に微小幅（例えば１ｍｍ以下）の吸着溝の形成されたチャックテーブルである。第１テーブル２１は、断熱材で形成されており、その内部にヒータ２４ａおよび温度センサ２５ａ（図８を参照）を備えている。なお、温度センサ２５ａは、テーブル表面のワークＷの温度を検知して検出信号を制御部８０に送る。

また、第１テーブル２１は、流路を介して外部の真空装置と連通接続されている。さらに、第１テーブル２１は、複数本の支持用のピン２７ａを装備している。

複数本のピン２７ａは、第１テーブル２１の所定の円周上に等間隔をおいて配備されている。すなわち、これらピン２７ａは、可動台５０ａに設けられており、可動台５０ａに連結されたシリンダ２８ａによって第１テーブル２１の保持面に対して出退昇降可能に構成れている。さらに、ピン２７ａの先端は、絶縁物で構成されているか、あるいは絶縁物で被覆されている。

なお、第２テーブル２２は、第１テーブル２１と略同じ構造をしている。したがって、同一構造には同一番号にアルファベットの「ｂ」を付している。

ウエハ搬送機構２３は、水平および昇降可能な吸着ヘッド３０を備えている。すなわち、ウエハ搬送機構２３は、水平可動台３１、支持フレーム３２、アーム３３、昇降台３４および吸着ヘッド３０を備えている。

水平可動台３１は、水平に配備された一対のレール３５に沿って左右スライド可能に支持されている。そして、水平可動台３１は、モータ３６によって正逆駆動されるネジ軸によってネジ送り駆動されるようになっている。

支柱フレーム３２は、水平可動台３１に立設されている。当該支柱フレーム３２の中央部分には、図８に示すように、箱形の基台３８が連結されている。また、基台３８に設けられた縦レール３９を介してスライド昇降可能に支持された昇降台３４が、モータ４０により連結駆動されるネジ軸によって昇降される。当該昇降台３４から延出したアーム３３の先端に吸着ヘッド３０が装備されている。

吸着ヘッド３０は、ウエハ１の直径よりも大径の箱型をしている。つまり、吸着ヘッド３０は、ウエハ１の表面側でチップ露出部分から外れた位置からウエハ１の外縁までの外周部分を吸着保持する。したがって、吸着ヘッド３０は、側壁の下端に環状の吸着溝４１が形成されている。吸着溝４１は、側壁内に形成された流路および当該流路の他端に接続された外部流路を介して第１気体圧縮機４２に連通接続されている。また、側壁には、吸着ヘッド３０の内部に連通する個別の流路が形成されている。当該流路には、リリーフバルブ４３が設けられている。

また、吸着ヘッド３０は、頂部中央に形成された流路に接続された外部流路４４を介して第２気体圧縮機４５に連津接続されている。第２気体圧縮機４５は、制御部８０により正圧または負圧駆動に切り替え可能に構成されている。なお、外部流路４４には、電磁バルブが接続されており、流路内を通過する気体の流量を調整可能にしている。

さらに、吸着ヘッド３０には、ヒータ４６が埋設されている。当該ヒータ４６は、吸着ヘッド３０とウエハ１との密閉空間に供給される気体を加熱する。吸着ヘッド３０は、ヒータ４６によって吸着ヘッド３０内に供給された気体の温度を測定する温度センサ４７を備えている。

また、吸着ヘッド３０の側壁から下向きに取り付けられたフランジ４８の先端に変位センサ４９が装備されている。当該変位センサ４９は、本実施例ではレーザセンサを利用している。変位センサ４９は、吸着ヘッド３０に吸着保持されたウエハ１の裏面側からウエハ１の変位、つまり垂れや反りを検出する。なお、変位センサ４９は、本発明の検出器に相当する。

支持板分離機構１２は、図９に示すように、縦壁５５の背部に縦向きに配置されたレール５６に沿って昇降可能な可動台５７、この可動台５７に高さ調節可能に支持された可動枠５８、この可動枠５８から前方に向けて延出されたアーム５９の先端部に装着された吸着プレート６０などを備えている。

可動台５７は、ネジ軸６１をモータ６２によって正逆転駆動することでねじ送り昇降される。また、吸着プレート６０の下面は真空吸着面に構成されるとともに、当該吸着プレート内部にはヒータ６３が内蔵されている。

テープ剥離機構１３は、図１０ないし図１２に示すように、レール６５に沿って前後にスライド移動可能な可動台６６から下向きに延出された支持フレーム６７を介して剥離ローラ６８が装着されている。

可動台６６は、モータ６９で正逆転駆動されるネジ軸７０によって前後水平に独立してねじ送り移動させるよう構成されている。

剥離ローラ６８は、図１０および図１１に示すように、中空の回転軸７２に装着されたプーリ７３とモータ７４の駆動軸に装着された駆動プーリ７８とに張架された無端ベルト７９によって自転可能に構成されている。また、剥離ローラ６８は、図１２に示すように、表面に吸引孔７１設けられており、外部に配備された吸引装置に連通接続されている。なお、剥離ローラ６８は、弾性体で被覆されている。

吸引孔７１は、両面粘着テープ３の剥離開始端の部分と剥離終了端に対応する位置に形成されている。剥離開始端側の吸引孔７１は、テープ外周の円弧に沿った複数個の長孔に形成されている。剥離終了端側の吸引孔７１は、１個の長孔が形成されている。なお、吸引孔７１の形状および個数は、両面粘着テープ３の大きさや形状に応じて適宜に変更される。

テープ回収部１４は、図１１に示すように、剥離ローラ６８の下方に回収ボックスとして配備されている。

マーキング部１５は、ウエハ１を吸着保持するチャックテーブル７５、チャックテーブル７５に吸着保持されたウエハ１に２次元コードや３次元立体コードなどのマーキングを施すレーザ装置７６を備えている。

ウエハ受渡部１６は、ウエハ１および支持板２の裏面を吸着保持する吸着パッド７７を備えている。吸着パッド７７は、マーキング部１５側から第４ロボットアーム１７への受け渡し位置にスライド移動するとともに、昇降するように構成されている。

第４基板送機構１８に備えられた第４ロボットアーム１７は、平に進退移動可能に構成されるとともに、全体が旋回および昇降可能となっている。この第４ロボットアーム１７の先端には、馬蹄形をした真空吸着式のワーク保持部１７ａが備えられている。

次に、ウエハ搬送装置を備えた上記支持板分離装置の一連の動作について、図８〜２１を参照しながら説明する。

先ず、図８に示す操作部を操作して各種設定を行う。例えば、予備加熱テーブル１０のヒータの加熱温度、支持板分離機構１２のヒータ６３の加熱温度、第１テーブル２１および第２テーブル２２および吸着ヘッド３０に埋設された各ヒータの加熱温度並びに時間等の各条件を設定する。

予備加熱テーブル１０の加熱温度は、例えば次のようにして求められる。ウエハ１と支持板２を両面粘着テープ３に貼り合わせるとき、貼付部材の押圧力で両面粘着テープ３および樹脂１ｂの少なくともいずれかが延伸される。換言すれば、貼り合わせが完了したとき、復元力が樹脂１ｂや両面粘着テープ３に蓄積される。したがって、この復元力の作用によりウエハ１と支持板２が一体となったワークＷが僅かに反り返っているものが含まれる。そこで、ワークＷの反りを修正する。つまり、ワークＷが平坦となるよう、樹脂１ｂおよび両面粘着テープ３の少なくともいずれかを適度に軟化させる温度に設定する。この温度や時間は、使用する樹脂１ｂおよび両面粘着テープ３の特性によって異なるので、実験やシミュレーションなどによって予め決定される。

支持分離機構１２における加熱温度は、加熱剥離性の粘着層３ｂを有する両面粘着テープ３に応じて設定する。つまり、加熱により発泡膨張して粘着力を低減または減滅する温度に設定する。

第１テーブル２１、第２テーブル２２および吸着ヘッド３０の加熱温度は、本実施例では、例えば第１テーブル２１、吸着ヘッド３０および第２テーブル２２の順に低くなるよう設定される。なお、加熱温度の設定は、当該順番に限定されるものではなく、使用する樹脂の特性、ウエハ１の形状あるいは重量などによって適宜に変更することができる。

先ず、第１テーブル２１の加熱温度は、支持分離機構１２と協動して両面粘着テープ３の粘着層３ｂを発砲膨張させる温度に設定される。

第２テーブル２２の加熱温度は、ウエハ１が室温程度になるように設定される。

吸着ヘッド３０の加熱温度および時間は、第２テーブル２２よりも厳格に設定される。つまり、第１テーブル２１で軟化している樹脂１ｂと接触して直接に冷却したとき、軟化した樹脂１ｂが自重によりウエハ１の端縁側で垂れや変形しないなどの条件を満たす温度および時間に設定される。この条件は、使用する樹脂１ｂによって異なるので、実験やシミュレーションなどによって予め決定する。例えば、樹脂１ｂのガラス転移点の近傍、ガラス転移点を含む所定範囲などである。

これら各設定条件は、制御部８０に備わった記憶部８１に記憶される。

各条件の設定が完了すると、装置を作動させる。先ず、第１基板搬送機構６の第１ロボットアーム５が、カセットＣ１に向けて移動される。第１ロボットアーム５の先端のワーク保持部５ａがカセットＣ１に収容されているワークＷ同士の隙間に挿入される。ワーク保持部５ａは、ワークＷを裏面から吸着保持して搬出する。つまり、支持板２を保持して搬出する。この搬出過程でアライメントも行う。その後、上下反転し、ウエハ１の樹脂１ｂ面を下向きにして予備加熱テーブル１０に移載する。

このとき、予備加熱テーブル１０は、ピンを保持面から突き出してワークＷを受け取り、その後下降する。ワークＷは、テーブル上で吸着保持され、所定温度まで加熱される。予備加熱処理の間、温度センサによってワークＷの温度が検出される。ワークＷが所定温度に達すると、ピンでワークＷを上昇させる。この時点で、樹脂１ｂや両面粘着テープ３が僅かに軟化し、これら樹脂１ｂや両面粘着テープ３に作用している復元力が解放される。したがって、ワークＷの僅かな反りが解消されて平坦になる。

予備加熱テーブル１０上のワークＷを表面側から第２ロボットアーム８によって吸着保持し、当該ワークＷを第１テーブル２１に搬送する。つまり、第２ロボットアーム８は、支持板２を吸着保持している。

第１テーブル２１上に搬入されたワークＷは、図１３に示すように、テーブル上に突出しているピン２７ａによって中央領域を複数箇所で支持される。その後、ピン２７ａは下降する。したがって、ワークＷは、樹脂１ｂ面を下向きにして第１テーブル２１上で吸着保持される。このとき、第１テーブル２１は、ヒータ６３によって予め所定温度に加熱されている。

次に、図１４に示すように、支持板分離機構１２の吸着プレート６０がワークＷの上面に接触するまで下降され、内蔵されたヒータ６３および第１テーブル２１のヒータ２４ａの協動によってワークＷを加熱する。吸着プレート６０による加熱と第１テーブル２１による加熱によって両面粘着テープ３における加熱剥離性の粘着層３ｂが発泡膨張して接着力を失う。

所定時間の加熱処理が完了すると、図１５に示すように、支持板２を吸着保持した状態で吸着プレート６０を上昇させる。このとき、接着力を失った粘着層３ｂが支持板２の下面から離され、支持板２だけが上昇させられる。

支持板分離処理の済んだ第１テーブル２１上には、発泡して接着力を失うとともに、その表面に凹凸が生じた粘着層３ｂの露出した両面粘着テープ３の残されたウエハ１が保持されている。この状態で、図１６に示すように、テープ剥離機構１３を作動させて剥離ローラ６８を待機位置から剥離開始位置に移動させる。

このとき、剥離ローラ６８を剥離開始端で停止させるとともに、両面粘着テープ３の剥離開始端を吸引するよう剥離ローラ６８を自転させて吸引孔７１を下向きに位置調整する。

剥離開始位置での剥離ローラ６８の位置調整などが完了すると、シリンダを作動させて第１テーブル２１を上昇させ、剥離ローラ６８に両面粘着テープ３を適度に押圧する。同時に、剥離ローラ６８から両面粘着テープ３を吸引しつつ、剥離ローラ６８を剥離終了端に向けて移動させながら両面粘着テープ３を剥離ローラ６８に巻き付けて剥離する。

剥離終了端を超えて待機位置に剥離ローラ６８が到達すると、吸引装置を正圧に切り換え、吸引孔７１からエアーを吹き出して剥離ローラ６８に巻き付いている両面粘着テープ３をテープ回収部１３の回収ボックスに回収させる。

次に、ウエハ１の搬送工程を図１７のフローチャートに沿って説明する。ウエハ搬送機構２３の吸着ヘッド３０が、図７に示すように、第１テーブル２１の上方に移動する。所定位置に達した吸着ヘッド３０は、所定高さまで下降する。吸着ヘッド３０の下端は、図１８に示すように、ウエハ１のチップ露出面の外側からウエハ１の外縁までの外周部分に当接する。この状態で、第１テーブル２１の吸着保持を解除するとともに、吸着ヘッド３０によるウエハ１の吸着を開始する（ステップＳ１）。

吸着ヘッド３０がウエハ１を吸着保持すると、図１９に示すように、上昇して第２テーブル２２へとウエハ１を搬送する（ステップＳ２）。

このウエハ１の搬送過程で、変位センサ４９によってウエハ１の裏面中央部分の測定を開始する（ステップＳ３）。

変位センサ４９の測定信号が、制御部８０に送られる。制御部８０は、検出信号から高さの実測値を求め、当該実測時と予め決めた基準値を比較する（ステップＳ４）。つまり、実測値が基準値より小さい場合、図２０に示すように、ウエハ１が下向きに反りが生じていると判断する。この場合、ステップＳ５Ａに進む。逆に実測値が基準値より大きい場合、図２１に示すように、ウエハ１が上向きに反りが生じていると判断する。この場合、ステップＳ５Ｂに進む。

ステップＳ５Ａでは、制御部８０が第２気体圧縮機４５を負圧作動させ、吸着ヘッド３０内の気体を所定量だけ吸引する。この吸引量は、ウエハ１の実測高さに基づいて求めた吸着ヘッド３０の容積と基準値を満たす容積との偏差に基づいて調整される。また、この調整の間、変位センサ４９によってウエハ１の裏面高さが測定され、基準値に到達するように気体の吸引量が調整される。

ステップＳ５Ｂでは、制御部８０が第２気体圧縮機４５を正圧作動させ、吸着ヘッド３０内に所定量の気体を吸引するとともに、吸着ヘッド３０内の気圧が、所定以上に高まるとリリーフバルブ４３から気体が排出され、ウエハ１の破損が回避される。なお、気体の供給量は、ウエハ１の実測高さに基づいて求めた吸着ヘッド３０の容積と基準値を満たす容積との偏差に基づいて調整される。また、この調整の間、変位センサ４９によってウエハ１の裏面高さが測定され、基準値に到達するように気体の吸引量が調整される。さらい、供給される気体は、吸着ヘッド３０内に埋設されたヒータ４６によって所定の温度に保たれる。

吸着ヘッド３０が、第２テーブル２２上に達すると所定高さまで下降し、ウエハ１の裏面が第２テーブル２２上に当接する。この時点で、所定温度に加熱された第２テーブル２２の吸引を作動させるとともに、吸着ヘッド３０の吸着を解除する（ステップＳ６）。

吸着ヘッド３０から第２テーブル２２にウエハ１を受け渡す時点で、吸着ヘッド３０は、第１テーブル２１よりも低い温度で加熱されているので、搬送過程で目標温度まで下げられる。このとき、ウエハ１は、平坦に保たれている。したがって、樹脂１ｂとベアチップ１ｂの膨張係数の違いによって発生する反りはキャンセルされる。また、樹脂１ｂの外形の変形や外周部分での垂れは、吸着ヘット３０の接触による吸着保持によって規制され、平坦な状態が維持される。

制御部８０は、温度センサ２５ｂを利用してウエハ１の温度をモニタし、室温に達するとウエハ１を第２テーブル２２から搬出する。先ず。ウエハ１の吸着を解除し、ピン２７ｂを上昇させる。第２テーブル２２から離間されたウエハ１の裏面を第２基板搬送機構９の第２ロボットアーム８によって吸着保持して搬出する。その後、ピン２７ｂは、第２テーブル２２内に下降する。

第２ロボットアーム８によりウエハ１は、マーキング部１５のチャックテーブル７５に載置され、ノッチなどに基づいて位置合わせされる。その後、ウエハ１のベアチップ１の露出面の所定の外周分部にレーザによりマーキングが付される。

マーキング処理が完了すると、ウエハ１は、再び第２ロボットアーム８によって吸着保持され、ウエハ受渡部１６に載置される。ウエハ１は、吸着パッド７７によって裏面を吸着保持されたまま、第４ロボットアーム１７への受渡位置に移動される。

第４ロボットアーム１７は、ウエハ１の裏面を吸着保持し、ベアチップ１ａの露出面を上向きにしてカセットＣ２に収納する。

ウエハ搬送機構２３によってウエハ１が搬送されている間、支持板２は、別の経路を通ってカセットＣ１に回収される。

支持板分離機構１２で分離されて吸着プレート６０に吸着保持されている支持板２は、第２ロボットアーム８によって裏面から吸着保持され、吸着パッド１９に受け渡される。吸着パッド１９は、支持板２の裏面を吸着保持して回転する。吸着パッド１９の回転に同調して、冷却ユニット２０が支持板２の表面にエアーを吹き付ける。支持板２が、目標温度の室温に達するとエアー供給および吸着パッド１９の回転を停止する。

第１ロボットアーム５が、支持板２の表面を保持し、上下反転した後に、カセットＣ１の所定の空きスペースに収納する。

以上で一巡の動作が終了し、以後同じ動作が繰り返される。

上記実施例装置によれば、第１テーブル２１で支持板２を分離するとき、高温に加熱されてウエハ１の樹脂１ｂが軟化した状態であっても、第１テーブル２１の加熱温度よりも低い温度に加熱された吸着ヘッド３０の環状の下端が樹脂１ｂに接触させられる。この吸着ヘッド３０による吸着保持により、ウエハ１の外周で樹脂１ｂの自重による垂れや変形が生じない温度まで下げられる。

また、ウエハ１の中央部分の変位が、変位センサ４９によって測定され、適時に修正されるので、ウエハ１を平坦な状態に保たれる。

樹脂１ｂの軟化により反りや垂れなどが生じないように、吸着ヘッド３０でウエハ１が保持されているので、自重よりも樹脂１ｂの硬度が上回るのまで冷却されて樹脂１ｂの変形などが生じない。したがって、ウエハ１は、平坦な状態を維持したまま搬送される。また、ウエハ１の外周に垂れが生じていないので、厚みが均一に保たれ、その後工程のダイシング処理においてウエハ１を水平に保持することができる。したがって、所望のスクライブラインに沿ってウエハ１を精度よくダイシングすることができる。

また、吸着ヘッド３０によりウエハ１を所定の温度以上で加熱したまま所定位置まで反訴することができる。したがって、非接触でウエハを搬送する従来装置のように、樹脂１ｂが加熱状態にあるウエハ１を長距離搬送しても、反りの生じたままのウエハを必要以上に冷却し、当該反り状態を定着させることがない。

さらに、ウエハ１が１２インチ以上になると、従来方法でエアーの流量をコントロールしてウエハ１を浮上させ、規定経路に沿って精度よく搬送させるのが困難である。それ故に、ウエハ１を落下防止用の側壁などに接触させて破損させてしまう。

これに対して、上記実施例装置では、ウエハ１の直径以上の吸着ヘッド３０によってウエハ１の外周を覆って搬送するので、他の部材にウエハ１のエッジを接触させることなく、規定の搬送経路に沿って確実に搬送することができる。したがって、搬送時にウエハ１を破損させることがない。

なお、本発明は以下のような形態で実施することも可能である。

（１）上記実施例装置では、処理対象が略円形のウエハ１であったが、当該形状に限定されるものではない。例えば、長方形や正方形などの四角形の成型基板であってもよい。四角形の場合、円形に比べて非接触での搬送をコントロールするのが困難である。したがって、角部が落下防止用の側壁に接触すると破損し易い。しかしながら、本実施例装置において、テーブル形状および吸着ヘット３０の形状を基板形状以上の大きさおよび形状に変更することで、当該問題を解消することができる。または、第１テーブル２１、第２テーブル２２、ウエハ搬送機構２３の吸着ヘッド３０を四角形にすればよい。

（２）上記実施例装置において、吸着ヘッド３０に吸着保持されたウエハ１の温度を温度センサ４７で測定し、所定の温度に達した時点で、第２テーブル２２にウエハ１を受け渡すように構成してもよい。

（３）上記実施例装置において、吸着ヘッド３０に埋設したヒータ４６に代えて、流路の途中で気体の温度を調整するように構成してもよい。例えば、外部流路４４に温度調整用のジャケットを装着する。ジャケット５１には、２個のタンクから温水または冷却水を切り換えて供給可能に構成する。

（４）上記実施例装置において、ステップＳ４におけるウエハ１の反りの測定用の基準値は、例えばウエハ１の厚み誤差を考慮して所定の不感帯を有するように設定してもよい。

１ … 半導体ウエハ
１ａ … ベアチップ
１ｂ … 樹脂
２ … 支持板
３ … 両面粘着テープ
１０ … 予備加熱テーブル
１１ … 第３基板搬送装置
１２ … 支持板分離機構
１３ … テープ剥離機構
２１ … 第１テーブル
２２ … 第２テーブル
２３ … ウエハ搬送機構
２４ａ、２４ｂ … ヒータ
２５ａ、２５ｂ … 温度センサ
２７ａ、２７ｂ … ピン
４１ … 吸着溝
４２ … 第１圧縮機構
４４ … 第２圧縮機構
４５ … 温度センサ
４９ … 変位センサ
Ｗ … ワーク

Claims (6)

1. 基板を搬送する基板搬送方法であって、
   前記基板は、平面状に整列配置された複数個のチップを樹脂でモールドして成型した基板であり、
   搬出位置で樹脂が加熱状態にある基板を箱形の吸着ヘッドで吸着保持して搬入位置に搬送する過程で、樹脂からチップの露出した面側の当該露出面を外れた基板の外周部分を吸着ヘッドで吸着保持し、
   前記基板によって密閉された吸着ヘッド内に加熱された気体を供給または当該吸引ヘッド内から気体を吸引し、当該吸着ヘッド内を加圧または減圧調整しながら基板を平坦に維持して所定の搬入位置まで搬送する
   ことを特徴とする基板搬送方法。
2. 請求項１に記載の基板搬送方法において、
   前記吸着ヘッド内の加圧は、搬出位置の設定温度と搬入位置の設定温度の間の温度に設定した気体を供給し、
   前記樹脂が所定の温度に低下したときに搬送位置に受け渡す
   ことを特徴とする基板搬送方法。
3. 請求項２に記載の基板搬送方法において、
   前記加圧または減圧調整は、搬送過程で基板面の変位を検出器で検出し、当該検出結果に応じて気体の供給量または吸引量の少なくともいずれかを調整する
   ことを特徴とする基板搬送方法。
4. 請求項２または請求項３に記載の基板搬送方法において、
   前記基板の搬送過程で、吸着ヘッド内の温度を検出し、当該検出結果に応じて供給する気体の温度を調整する
   ことを特徴とする基板搬送方法。
5. 基板を搬送する基板搬送装置であって、
   前記基板は、平面状に整列配置された複数個のチップを樹脂でモールドして成型した基板であり、
   前記樹脂からチップの露出した面側の当該露出面を外れた基板の外周部分を吸着保持する箱形の吸着ヘッドを備えた搬送機構と、
   前記基板によって密閉された吸着ヘッド内に気体を供給または吸着ヘッド内から当該気体を吸引する気体圧縮機と、
   前記気体圧縮機から供給される気体を加熱する加熱器と、
   前記吸着ヘッドで吸着保持された基板裏面の変位を検出する検出器と、
   前記吸着ヘッドで基板を吸着して搬送する過程で、基板裏面の変位を検出器により検出し、当該検出結果に応じて気体圧縮機の加圧または負圧駆動を切り替え操作し、気体の供給量または吸引量の少なくともいずれかを調整する制御部と、
   を備えたことを特徴とする基板搬送装置。
6. 請求項５に記載の基板搬送装置において、
   前記基板で密閉された吸着ヘッド内の温度を検出する温度センサを備え、
   前記制御部は、温度センサにより測定された実測値と予め決めた温度の基準値を比較し、求まる偏差に応じて加熱器を操作し、温度調整された気体を吸着ヘッド内に供給する
   ことを特徴とする基板搬送装置。

Images