JP4251275B2 - 板状物搬送装置 - Google Patents
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Description
【発明の属する技術分野】
本発明は、板状物の搬送装置に関するもので、特に半導体装置や電子部品等のウェーハ等の板状物を吸着搬送する板状物搬送装置に関するものである。
【0002】
【従来の技術】
従来、表面に半導体装置や電子部品等が形成された板状物であるウェーハは、図1に示すように上面に粘着材を有するダイシングシートと呼ばれる粘着シートTに裏面が貼付され、この粘着シートTを介してフレームFと一体化された状態でダイシング装置内、ダイシング装置/ダイボンディング装置間、及びダイボンディング装置内を搬送される。
【0003】
ダイシング装置は、ダイシングブレードと呼ばれる砥石でウェーハWに研削溝を入れてウェーハWをカットし、個々のチップに分割する装置で、ダイシングブレードは、細かなダイヤモンド砥粒をNiで電着したもので、厚さ30μm程度の極薄のものが用いられる。
【0004】
このダイシングブレードを30,000〜60,000rpmで高速回転させてウェーハWに切込み、ウェーハWを完全切断(フルカット)又は不完全切断(ハーフカット或いはセミフルカット)していた。フルカットは、ダイシングシートに貼付されたウェーハWをダイシングシートに10μm程度の切り込みが入るまで切り込んで切断する方法であり、ハーフカットはウェーハWに厚さの半分程度まで切り込む方法で、セミフルカットはウェーハWに10μm程度の肉厚を残して研削溝を形成する方法のことである。
【0005】
しかし、ダイシングブレードによる研削加工の場合、ウェーハWが高脆性材料であるため脆性モード加工となり、ウェーハWの表面や裏面にチッピングが生じ、このチッピングが分割されたチップの性能を低下させる要因になっていた。特に裏面に生じたチッピングは、クラックが徐々に内部に進行するためやっかいな問題であった。
【0006】
ダイシング工程におけるこのチッピングの問題を解決する手段として、従来のダイシングブレードによる切断に替えて、ウェーハWの内部に集光点を合わせたレーザー光を入射し、ウェーハ内部に多光子吸収による改質領域を形成して個々のチップに分割するレーザダイシング装置が提案されている。
【0007】
これらのダイシング装置では、ウェーハWの搬送はフレームFを真空吸着して搬送するものが一般的であった(例えば、特許文献1参照。)。
【0008】
このダイシング工程の後、ウェーハWはダイボンディング装置に搬送される。ダイボンディング装置は、分割された個々のチップを基材にマウントする装置であり、最初にダイシングシートを伸張して個々のチップ同士の間隔を拡張するエキスパンド工程が行われ、次いで個々のチップがピックアップされて基材にダイボンディングされる。
【0009】
このダイボンディング装置においても、ウェーハWは同様な搬送方法で搬送されていた。
【0010】
【特許文献1】
特開平7−169716号公報
【0011】
【発明が解決しようとする課題】
ところが、従来のダイシングブレードを用いたダイシング装置は厚さ30μm程度の極薄のダイシングブレードでウェーハWに分割溝を形成するものであり、また、前述のレーザダイシング装置では、ウェーハ内部に形成された改質領域を基点とし、ウェーハの結晶面に沿った碧開作用による割断でチップに分割するもので、どちらもチップ同士の間隔が極度に狭いものである。
【0012】
このため、ダイシングされたウェーハWをダイシング装置内、又はダイシング装置からダイボンディング装置に搬送する時、或いはダイボンディング装置内で搬送する時に、ダイシングシート及びダイシングシートに貼付されたウェーハWが撓み、チップの縁同士が接触して縁部にチッピングが生ずるという問題があった。
【0013】
本発明は、このような事情に鑑みてなされたもので、粘着シートに貼付され、該粘着シートを介してフレームに取り付けられた板状物を搬送するにあたり、粘着シート及び板状物の撓みを極力抑えて搬送することのできる板状物搬送装置を提供することを目的とする。
【0014】
【課題を解決するための手段】
本発明は前記目的を達成するために、請求項1に記載の発明は、粘着シートに貼付され、該粘着シートを介して環状のフレームに取り付けられた板状物を搬送する板状物搬送装置において、前記フレームを吸着するフレーム吸着部と、前記板状物と前記フレーム吸着部との間に配置され、前記板状物と前記フレームとの間の前記粘着シートを吸着保持するシート吸着部と、が設けられていることを特徴としている。
【0015】
請求項1の発明によれば、フレームを吸着するフレーム吸着部の他に粘着シートを吸着保持するシート吸着部を有しているので、粘着シート部のみでの撓みはなくなって板状物と粘着シートとが貼り合わさった部分での撓みだけになり、板状物を少ない撓み量に抑えて搬送することができる。
【0016】
請求項2に記載の発明は、粘着シートに貼付され、該粘着シートを介して環状のフレームに取り付けられた板状物を搬送する板状物搬送装置において、前記板状物、及び粘着シートを覆うカップと、該カップに設けられ、前記フレームを吸着するフレーム吸着部と、前記カップ内の空間を減圧する減圧手段と、発光素子と受光素子とで構成され、前記発光素子から前記受光素子に向かう光が前記板状物と前記粘着シートの上方と下方とをそれぞれ通過するように配置されるとともに、前記光が遮られることにより前記板状物の重力方向の位置を検出するセンサとを有し、前記フレーム吸着部で前記フレームを吸着保持するとともに、前記減圧手段による減圧が弱く前記ウェーハが下方に撓んで前記粘着シートが前記光を遮ると前記カップ内の減圧を強め、減圧が強すぎて前記ウェーハが上方に撓んで前記ウェーハが前記光を遮ると前記カップ内の減圧を弱めて前記板状物及び粘着シートの撓みを抑制することを特徴としている。
【0017】
請求項2の発明によれば、フレームがフレーム吸着部で吸着保持されるとともに、板状物、及び粘着シートを覆うカップ内を減圧するので、板状物、及び粘着シートの撓みを抑制することができる。
【0018】
請求項3に記載の発明は、請求項1の発明において、前記板状物を覆うカップと、該カップ内の空間を減圧する減圧手段とを有し、前記フレーム吸着部で前記フレームを吸着保持し、前記シート吸着部で前記粘着シートを吸着保持するとともに、前記カップ内を減圧して前記板状物の撓みを抑制することを特徴としている。
【0019】
請求項3の発明によれば、フレームがフレーム吸着部で吸着保持され、粘着シートがシート吸着部で吸着保持されるとともに、板状物を覆うカップ内を減圧するので、板状物の撓みを抑制することができる。
【0020】
請求項4に記載の発明は、請求項2又は請求項3の発明において、前記板状物の重力方向の位置を検出するセンサと、該センサの検出信号を基に、前記板状物の重力方向の位置が所定の範囲に入るように前記カップ内の減圧状態を制御する制御部と、が設けられていることを特徴としている。
【0021】
請求項4の発明によれば、板状物の重力方向の位置を検出するセンサの検出信号を基に、カップ内の減圧状態を制御するので、板状物の撓みを極力抑えた状態で搬送することができる。
【0022】
【発明の実施の形態】
以下添付図面に従って本発明に係る板状物搬送装置の好ましい実施の形態について詳説する。尚、各図において同一部材には同一の番号または記号を付している。
【0023】
図1は、本発明に係る板状物搬送装置で搬送される板状物の形態を表わす斜視図である。図1に示すように、上面に粘着材を有する粘着シートTに板状物であるウェーハWの裏面が貼付され、ウェーハWの外側には環状のフレームFが貼付されてウェーハW、粘着シートT、及びフレームFが一体化されている。ウェーハWはこの状態でダイシング装置内やダイボンディング装置内を搬送される。
【0024】
図2は、本発明に係る板状物搬送装置の構成を表わす側断面図である。板状物搬送装置10は、クランパ13でホルダ11に固定されたカップ12と、カップ12に取り付けられたリング状のフレーム吸着部15を有しており、ホルダ11はダイヤフラム17を介してアーム16に取り付けられている。
【0025】
フレーム吸着部15は下面に吸着溝15Aが形成され、吸着溝15Aは減圧手段20の減圧ライン25と連通し、制御盤22のレギュレータ23A、バルブ24Aを経由して真空ポンプ21に接続されている。
【0026】
減圧手段20は、真空ポンプ21とそれに連結された減圧ライン25、26、及び27を有し、各減圧ラインは制御盤22内のレギュレータ23A、23B、23Cとバルブ24A、24B、24Cに夫々接続されている。
【0027】
フレーム吸着部15には、内側にシート吸着部18が取り付けられている。シート吸着部18はリング状で、下面に吸着溝18Aが形成され、吸着溝18Aは減圧手段20の減圧ライン26と連通し、制御盤22のレギュレータ23B、バルブ24Bを経由して真空ポンプ21に接続されている。シート吸着部18は吸着溝18AでウェーハWとフレームFとが貼付されていない部分の吸着シートTを吸着保持するようになっている。シート吸着部18の下面はテフロン加工(テフロンはデュポン社の商品名)され、粘着シートTの粘着材が付き難いようになっている。
【0028】
クランパ13の下面には吸引孔13Aが形成され、吸引孔13Aは減圧手段20の減圧ライン27と連通し、制御盤22のレギュレータ23C、バルブ24Cを経由して真空ポンプ21に接続されて、カップ12内を減圧するようになっている。
【0029】
ホルダ11とアーム16との間に介在されたダイヤフラム17は、フレームFを吸着してウェーハWを保持する時に発生するカップ12の上下方向の余分な変位、及び全方向の傾きを吸収するようになっている。
【0030】
シート吸着部18の内周側には、ウェーハWの径方向に水平に光を出射する発光素子31と、その対向位置には出射された光を受光する受光素子32が取り付けられている。また、フレーム吸着部15の外周部に取り付けられた取付けリング19の内周側にも、ウェーハWの径方向に水平に光を出射する発光素子31Aと、その対向位置に出射された光を受光する受光素子32Aが取り付けられている。
【0031】
発光素子31から発光される光はウェーハWの上面より上方に位置し、発光素子31Aから発光される光は粘着シートTの下面より下方に位置するように、発光素子31、31A、受光素子32、32Aが配置されている。
【0032】
発光素子31から発光される光をウェーハWが遮ると受光素子32がそれを検知し、発光素子31Aから発光される光を粘着シートTが遮ると受光素子32Aがそれを検知するようになっており、発光素子31、31A、受光素子32、32AはウェーハWの重力方向の位置を検出するセンサとして働く。
【0033】
発光素子31、31A、受光素子32、32A、及び制御盤22は制御部40に接続されて夫々制御される。制御部40は、CPU、メモリ、入出力回路部等が備えられるとともに、夫々がバスラインで接続されている。
【0034】
次に、このように構成された板状物搬送装置10の作用について説明する。先ず、図示しない載置台に載置されたウェーハWを板状物搬送装置10で保持する場合は、板状物搬送装置10が下降してきてフレーム吸着部15がフレームFに接触して停止する。この時フレーム吸着部15の傾きや余分な下降ストローク分はダイヤフラム17によって吸収される。
【0035】
次いで、減圧ライン25が開かれ、フレーム吸着部15の吸着溝15A内が減圧されてフレームFがフレーム吸着部15に吸着保持される。次いで、減圧ライン26が開かれ、粘着シートTのウェーハWとフレームFが貼付されていない部分がシート吸着部18に吸着保持される。次に、減圧ライン27が開かれ、カップ12内が僅かに減圧される。この状態で板状物搬送装置10が上昇し、ウェーハWを載置台から上方へ持ち上げる。
【0036】
粘着シートTのウェーハWとフレームFが貼付されていない部分がシート吸着部18に吸着保持されているので、粘着シートTの撓みはほとんど生じない。また、ウェーハWは自重で下方に撓もうとするが、カップ内が僅かに減圧されているので下方からの大気の圧力とウェーハWの自重とが吊り合い、ウェーハWは撓まない。
【0037】
カップ内の減圧が弱すぎるとウェーハWは自重で下方に撓み、粘着シートTの下面が発光素子31Aからの光を遮るので、受光素子32Aがこれを検知する。制御部40は受光素子32Aの信号を受けて、レギュレータ23Cを制御し、カップ内の減圧を強める。
【0038】
また、カップ内の減圧が強すぎるとウェーハWは上方に撓み、ウェーハWの上面が発光素子31からの光を遮るので、受光素子32がこれを検知し、カップ内の減圧が弱められる。
【0039】
目的地まで搬送されたウェーハWは、目的地の載置台上に下ろされ、ここで減圧ライン25、26、及び27は大気開放され、吸着が解除される。なお、吸着解除の際に減圧ライン25、及び26を図示しないエアー源に接続切替えし、吸着部に僅かのエアを噴き出させるように構成してもよい。このように構成することにより、吸着解除を瞬時に確実に行なうことができる。
【0040】
このように、粘着シートTをシート吸着部18で吸着保持するとともに、カップ12内の圧力が適切に制御されるので、ウェーハWの撓みが所定の値内に保たれた状態でウェーハWが搬送される。このため、レーザー光をウェーハ内部に集光させ、内部に改質領域を形成するレーザーダイシングが施されたウェーハWを搬送する場合も、ウェーハWがエキスパンド前に不適切な部分で割断されることが防止される。また、個々に分割されたウェーハWの場合も、チップ同士の接触が極力抑えられ、チップのエッジ部に欠けが生ずることが防止できる。
【0041】
図3〜図6は、本発明の板状物搬送装置10の別の実施形態を表わしたものである。図3〜図6において図2と共通部分の説明は省略する。図3は、ウェーハWの重力方向の位置を検出するセンサ30が、図2の実施形態と異なり、カップ12内でウェーハWの中央部上方に設けられたものである。
【0042】
図3に示すように、クランパ14の先端にウェーハWの上面を検知するセンサ30が取付けられている。センサ30は静電容量型センサが用いられているが、静電容量型センサに限らず、光干渉式光学センサ等種々の既知のセンサが用いられる。
【0043】
制御部40は、このセンサ30からの信号により、センサ30とウェーハWの上面との距離が所定の範囲内になるように、減圧ライン27のレギュレータ23Cを制御してカップ12内の減圧度合をコントロールする。
【0044】
図4は、比較的撓み難いウェーハWを搬送するもので、ウェーハWとフレームFが貼付されていない粘着シート部分をシート吸着部18で吸着保持するように構成されている。この板状物搬送装置10の場合は、粘着シート部の撓みがないため、ウェーハWには曲げモーメントがかかりにくい。このため、簡単な構成でウェーハWの撓みを抑制することができる。
【0045】
なお、図4の場合、カップ12は特に必要がなく、フレーム吸着部15及びシート吸着部18を支持する部材であればよく、その形状は特に限定されない。
【0046】
図5は、シート吸着部18を有さず、カップ12内の減圧によってウェーハW及び粘着シート部の撓みを抑制する方式である。この場合、カップ12内の減圧制御は行わず、ウェーハWの品種毎に予め求めた実験値を基にしてレギュレータ23Cの設定値を各品種に合わせて適切な値に切換える。
【0047】
図6は、図5の構成にウェーハWの上面を検知するセンサ30を付加したもので、制御部40は、このセンサ30からの信号により、センサ30とウェーハWの上面との距離が所定の範囲内になるように、減圧ライン27のレギュレータ23Cを制御してカップ12内の減圧度合をコントロールする。
【0048】
このように、図3〜図6に示す実施形態においても、搬送時のウェーハWの撓みを抑制することができる。
【0049】
【発明の効果】
以上説明したように本発明の板状物搬送装置によれば、フレームを吸着するフレーム吸着部の他に粘着シートを吸着保持するシート吸着部を有しているので、粘着シート部のみでの撓みはなくなって板状物と粘着シートとが貼り合わさった部分での撓みだけになり、板状物の撓み量を少なく抑えて搬送することができる。
【0050】
また、フレームがフレーム吸着部で吸着保持されるとともに、板状物、及び粘着シートを覆うカップ内を減圧するので、板状物、及び粘着シートの撓みを抑制することができる。
【0051】
また、フレームがフレーム吸着部で吸着保持され、粘着シートがシート吸着部で吸着保持されるとともに、板状物を覆うカップ内を減圧するので、板状物の撓みを抑制することができる。
【0052】
また、板状物の重力方向の位置を検出するセンサの検出信号を基に、カップ内の減圧状態を制御するので、板状物の撓みを極力抑えた状態で搬送することができる。
【0053】
このように、ウェーハWの撓みが所定の値内に保たれた状態でウェーハWが搬送されるので、レーザー光をウェーハ内部に集光させ、内部に改質領域を形成するレーザーダイシングが行われたウェーハWを搬送する場合も、ウェーハWがエキスパンド前に不適切な部分で割断されることが防止される。また、個々に分割されたウェーハWの場合も、チップ同士の接触が極力抑えられ、チップのエッジ部に欠けが生ずることが防止される。
【図面の簡単な説明】
【図1】フレームにマウントされたウェーハを示す斜視図
【図2】本発明の実施の形態に係る板状物搬送装置の概念構成図
【図3】本発明の別の実施形態に係る板状物搬送装置の概念構成図
【図4】本発明の別の実施形態に係る板状物搬送装置の概念構成図
【図5】本発明の別の実施形態に係る板状物搬送装置の概念構成図
【図6】本発明の別の実施形態に係る板状物搬送装置の概念構成図
【符号の説明】
10…板状物搬送装置、12…カップ、15…フレーム吸着部、18…シート吸着部、20…減圧手段、30…センサ、40…制御部、T…粘着シート、W…ウェーハ(板状物)
Claims (4)
- 粘着シートに貼付され、該粘着シートを介して環状のフレームに取り付けられた板状物を搬送する板状物搬送装置において、
前記フレームを吸着するフレーム吸着部と、
前記板状物と前記フレーム吸着部との間に配置され、前記板状物と前記フレームとの間の前記粘着シートを吸着保持するシート吸着部と、が設けられていることを特徴とする板状物搬送装置。 - 粘着シートに貼付され、該粘着シートを介して環状のフレームに取り付けられた板状物を搬送する板状物搬送装置において、
前記板状物、及び粘着シートを覆うカップと、
該カップに設けられ、前記フレームを吸着するフレーム吸着部と、
前記カップ内の空間を減圧する減圧手段と、
発光素子と受光素子とで構成され、前記発光素子から前記受光素子に向かう光が前記板状物と前記粘着シートの上方と下方とをそれぞれ通過するように配置されるとともに、前記光が遮られることにより前記板状物の重力方向の位置を検出するセンサとを有し、
前記フレーム吸着部で前記フレームを吸着保持するとともに、前記減圧手段による減圧が弱く前記ウェーハが下方に撓んで前記粘着シートが前記光を遮ると前記カップ内の減圧を強め、減圧が強すぎて前記ウェーハが上方に撓んで前記ウェーハが前記光を遮ると前記カップ内の減圧を弱めて前記板状物及び粘着シートの撓みを抑制することを特徴とする板状物搬送装置。 - 前記板状物を覆うカップと、
該カップ内の空間を減圧する減圧手段とを有し、
前記フレーム吸着部で前記フレームを吸着保持し、前記シート吸着部で前記粘着シートを吸着保持するとともに、前記カップ内を減圧して前記板状物の撓みを抑制することを特徴とする、請求項1に記載の板状物搬送装置。 - 前記板状物の重力方向の位置を検出するセンサと、
該センサの検出信号を基に、前記板状物の重力方向の位置が所定の範囲に入るように前記カップ内の減圧状態を制御する制御部と、が設けられていることを特徴とする、請求項2又は請求項3に記載の板状物搬送装置。
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