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

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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。
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