JP5197426B2

JP5197426B2 - 保持治具の保持層取り外し装置及び保持治具の保持層取り外し方法

Info

Publication number: JP5197426B2
Application number: JP2009036362A
Authority: JP
Inventors: 清文田中
Original assignee: Shin Etsu Polymer Co Ltd
Current assignee: Shin Etsu Polymer Co Ltd
Priority date: 2009-02-19
Filing date: 2009-02-19
Publication date: 2013-05-15
Anticipated expiration: 2029-02-19
Also published as: JP2010192739A

Description

本発明は、薄い半導体ウェーハに代表される電子部品を保持、加工、処理等する際に使用される保持治具の保持層取り外し装置及び保持治具の保持層取り外し方法に関するものである。

半導体ウェーハの加工に使用される保持治具には様々なタイプがあるが、その一つとして、一対の枠の間に半導体ウェーハ用の保持層を挟持させるタイプがあげられる（特許文献１参照）。この種の保持治具は、図示しないが、内枠と外枠との間に、可撓性の保持層の周縁部が着脱自在に挟持され、この保持層に半導体ウェーハが粘着保持される。

内枠と外枠とは、所定の材料を使用してそれぞれリング形に形成され、相互に密嵌するよう機能する。また、保持層は、所定の取付装置により内枠と外枠との間に自動的に挟持され、かつ引き伸ばされる。

このような保持治具は、保持層に粘着保持された半導体ウェーハがダイシングにより複数の半導体チップに形成され、保持層が引き伸ばされるとともに、複数の半導体チップが１個ずつピックアップされ、その後、内枠と外枠から保持層が手作業により取り外される。

特開平０９−１９１０１３号公報

従来における保持治具は、以上のように構成され、内枠と外枠から保持層が手作業で取り外されるので、保持層の取り外しの際、誤って半導体ウェーハ、内枠、又は外枠を破損させるおそれがあるという問題がある。

本発明は上記に鑑みなされたもので、保持層取り外しの際、過誤により内枠や外枠等を破損させるおそれを排除することのできる保持治具の保持層取り外し装置及び保持治具の保持層取り外し方法を提供することを目的としている。

本発明においては上記課題を解決するため、内枠と外枠との間に可撓性の保持層を着脱自在に挟み持つ保持治具に昇降可能な昇降体を接離することにより、保持治具の内枠と外枠から保持層を取り外す装置であって、
昇降体を断面略Ｕ字形に形成してその両側部を保持治具の内枠から外枠を分離する分離爪に形成し、昇降体の内底部には、保持治具の内枠に吸い付いて保持層から分離する分離体を設けたことを特徴としている。

なお、昇降体の分離爪を、保持治具の外枠に係合して内枠から持ち上げる可撓性の略鉤形に形成し、昇降体に昇降機構を設けて内底板を昇降させるようにし、この内底板の保持治具の内枠に対向する対向面に、分離体を設けることができる。

また、本発明においては上記課題を解決するため、請求項１又は２記載の保持治具の保持層取り外し装置を用いて保持治具の保持層を取り外す保持治具の保持層取り外し方法であって、
吸着テーブルに保持治具の保持層を固定し、保持治具の外枠に昇降体を下降させてその分離爪を干渉させ、保持治具の内枠に昇降体の分離体を粘着し、その後、昇降体を上昇させて保持治具の内枠と外枠から保持層を取り外すことを特徴としている。

なお、保持治具の外枠に昇降体の分離爪を圧接して外枠を内枠から脱落させるとともに、保持治具の内枠に昇降体の分離体を粘着し、その後、昇降体を上昇させて保持治具の内枠を保持層から取り外すことができる。
また、保持治具の外枠に昇降体の分離爪を係合保持させ、保持治具の内枠に昇降体の分離体を粘着し、その後、昇降体を上昇させて保持治具の内枠と外枠とを保持層から取り外すこともできる。

ここで、特許請求の範囲における内枠と外枠とは、相互に嵌まり合う形であれば、リング形、枠形、多角形の形等でも良い。また、保持層は、単数複数の半導体ウェーハ、半導体チップ、電子部品、電気部品等を保持するものであれば、透明、不透明、半透明を特に問うものではない。分離体は、特に限定されるものではないが、例えば吸盤、内枠を減圧で吸着する吸着機構、粘着性の分離層や分離剤等とすることができる。さらに、昇降機構は、特に限定されるものではないが、例えば単数複数のシリンダや螺子機構等を採用することができる。

本発明によれば、保持治具の内枠と外枠から保持層を取り外す場合には、保持治具に対して昇降体が下降してその分離爪を保持治具の外枠に接触させ、この分離爪が外枠を取り外し、保持治具の内枠に昇降体の分離体が吸い付く。保持治具の内枠に昇降体の分離体が吸い付いたら、昇降体が上昇して内枠と外枠とを保持層からそれぞれ離隔させることにより、保持治具の内枠と外枠から保持層を自動的に取り外すことができる。

本発明によれば、保持層の取り外しの際、過誤による内枠や外枠等の破損を防ぐ効果がある。

また、昇降体の分離爪を、保持治具の外枠に係合して内枠から持ち上げる可撓性の略鉤形に形成し、昇降体に昇降機構を設けて内底板を昇降させるようにし、この内底板の保持治具の内枠に対向する対向面に、分離体を設ければ、保持治具の外枠を引き上げることができるので、外枠回収の作業を省くことができる。

本発明に係る保持治具の保持層取り外し装置及び保持治具の保持層取り外し方法の実施形態を模式的に示す断面説明図である。本発明に係る保持治具の保持層取り外し方法の実施形態における保持治具に昇降体が下降してその分離爪を保持治具の外リングに圧接する状態を模式的に示す断面説明図である。図２の保持治具の内リングから外リングが脱落し、内リングに昇降体の分離層が粘着固定する状態を模式的に示す断面説明図である。図３の昇降体が上昇してその分離層に粘着した内リングを保持層から引き離す状態を模式的に示す断面説明図である。図４の保持層が半導体ウェーハから剥離される状態を模式的に示す断面説明図である。図５の吸着テーブルに半導体ウェーハのみが吸着固定される状態を模式的に示す断面説明図である。本発明に係る保持治具の保持層取り外し方法の第２の実施形態における初期状態を模式的に示す断面説明図である。図７の保持治具に昇降体が下降してその分離爪を保持治具の外リングに係止し、保持治具の内リングに昇降体の分離層が粘着固定する状態を模式的に示す断面説明図である。図８のエアシリンダの突出していたピストンロッドが退没して内底板を上昇させる状態を模式的に示す断面説明図である。図９の保持層が半導体ウェーハから剥離される状態を模式的に示す断面説明図である。

以下、図面を参照して本発明に係る保持治具の保持層取り外し装置の好ましい実施形態を説明すると、本実施形態における保持治具の保持層取り外し装置は、図１ないし図６に示すように、半導体ウェーハＷ用の保持層４を挟持する保持治具１に昇降可能な昇降体１０を接離することにより、保持治具１の内リング２と外リング３から保持層４を自動的に取り外す装置である。

半導体ウェーハＷは、例えばφ２００ｍｍあるいは３００ｍｍの薄く脆いシリコンウェーハからなり、周縁部に図示しない位置合わせや識別用のノッチが平面半円形に切り欠かれる。

保持治具１は、大きさの異なる内リング２と外リング３との間に、可撓性を有する保持層４の周縁部が着脱自在に挟持され、この保持層４の表面に薄片化された半導体ウェーハＷが着脱自在に粘着保持されており、これら保持層４と半導体ウェーハＷとが吸着テーブル５の表面に取り外し可能に吸着固定される。

内リング２と外リング３とは、所定の材料を使用して半導体ウェーハＷよりも拡径の平面リング形にそれぞれ形成され、内リング２に外リング３が外側から保持層４の周縁部を介して密嵌するよう機能する。内リング２と外リング３の所定の材料としては、特に限定されるものではないが、例えば、耐熱性を有するガラス、ステンレス等の金属、ＰＰＳや液晶ポリマー等からなる結晶性樹脂、フェノール樹脂等があげられる。

保持層４は、例えば可撓性、伸縮性、耐熱性、自己粘着性を有するシリコーンゴム、フッ素ゴム、熱可塑性エラストマー等を使用して半導体ウェーハＷよりも拡径で平面円形の薄膜に成形され、図示しない所定の取付装置により内リング２と外リング３との間に自動的に緊張挟持され、かつ引き伸ばされる。

吸着テーブル５は、例えば多孔質セラミック等の材料を使用して平面円形の板に形成され、図示しない真空ポンプ等からなる排気装置に接続されており、この排気装置の駆動に伴う空気の排気（図の矢印参照）により、接触する保持層４と半導体ウェーハＷとを真空吸着して位置決めするよう機能する。

昇降体１０は、例えば保持治具１よりも拡径の平面円形、かつ断面略Ｕ字形に形成され、保持治具１や吸着テーブル５の直上に間隔をおいて配置されており、図示しないエアシリンダの駆動で昇降するよう機能する。この昇降体１０の両側部は、平面リング形に形成されて下方に伸長され、保持治具１の外リング３に部分的に対向して保持治具１の内リング２や保持層４の周縁部から外リング３を脱落させる先細りの分離爪１１に形成される。また、昇降体１０の内底部周縁には、内リング２上面に粘着してこれを保持層４の周縁部から分離する平面リング形の分離層１２が粘着固定される。

上記構成において、保持治具１の内リング２と外リング３から保持層４を自動的に取り外す場合には、先ず、吸着テーブル５の表面に上下逆にした保持治具１の保持層４と半導体ウェーハＷとが配置され、排気装置が駆動することにより、保持層４と半導体ウェーハＷとが位置決めして吸着固定される（図１参照）。

吸着テーブル５に保持治具１の保持層４と半導体ウェーハＷとが吸着固定されると、保持治具１に対して昇降体１０が下降してその分離爪１１を保持治具１の外リング３上面に圧接（図２参照）し、保持治具１の内リング２や保持層４の周縁部から外リング３が下方に脱落するとともに、内リング２上面に昇降体１０の分離層１２が粘着固定する（図３参照）。

次いで、保持治具１から昇降体１０が上昇してその分離層１２に粘着した内リング２を保持層４の周縁部から引き離し（図４参照）、その後、保持層４が半導体ウェーハＷから剥離される（図５参照）ことにより、吸着テーブル５に半導体ウェーハＷのみが吸着固定されることとなる（図６参照）。
なお、脱落した外リング３は、後に回収され、保持層４の周縁部の挟持に再利用される。

上記構成によれば、内リング２と外リング３から保持層４が手作業で取り外されるのではなく、自動的に取り外されるので、保持層４の取り外しの際、誤って薄く脆い半導体ウェーハＷ、内リング２、又は外リング３を破損させるおそれがない。

次に、図７ないし図１０は本発明の第２の実施形態を示すもので、この場合には、昇降体１０の分離爪１１を、保持治具１の外リング３に嵌合係止して内リング２から持ち上げる可撓性の鉤形に伸長形成し、昇降体１０の天井に昇降機構である複数のエアシリンダ１３を間隔をおき縦に挿着して各エアシリンダ１３の下方に指向するピストンロッドの先端部には内底板１４を水平に支持させるようにし、この内底板１４の内リング２に対向する対向面周縁部に、内リング２に粘着する分離層１２を粘着するようにしている。

上記構成において、保持治具１の内リング２と外リング３から保持層４を自動的に取り外す場合には、先ず、吸着テーブル５の表面に上下逆にした保持治具１の保持層４と半導体ウェーハＷとが配置され、排気装置が駆動することにより、保持層４と半導体ウェーハＷとが位置決めして吸着固定される（図７参照）。

吸着テーブル５に保持治具１の保持層４と半導体ウェーハＷとが吸着固定されると、保持治具１に対して昇降体１０が下降してその分離爪１１を保持治具１の外リング３に圧接し、この分離爪１１を半径外方向に撓ませつつ外リング３に外側から嵌合係止し、内リング２上面に昇降体１０の分離層１２が粘着固定する（図８参照）。この昇降体１０の分離層１２が粘着固定する際、各エアシリンダ１３の突出していたピストンロッドは、シリンダケースに徐々に退没して内底板１４を上昇させ、昇降体１０の下降を容易にする（図９参照）。

次いで、保持治具１から昇降体１０が上昇して保持治具１の内リング２と外リング３とを保持層４の周縁部からそれぞれ引き離し、その後、保持層４が半導体ウェーハＷから剥離されることにより、吸着テーブル５に半導体ウェーハＷのみが吸着固定されることとなる（図１０参照）。その他の部分については、上記実施形態と同様であるので説明を省略する。

本実施形態においても上記実施形態と同様の作用効果が期待でき、しかも、保持治具１の外リング３をも引き上げるので、外リング３回収の作業を省いて取り外し作業の円滑化、効率化、迅速化、容易化を図ることができるのは明らかである。また、エアシリンダ１３の採用により、ストローク計算の容易化や騒音の抑制等を図ることもできる。

なお、上記実施形態では昇降体１０の分離爪１１を平面リング形に形成したが、何らこれに限定されるものではなく、昇降体１０の周縁部に複数の分離爪１１を配設しても良い。また、昇降体１０と分離爪１１とは、一体でも良いし、別体でも良い。さらに、昇降体１０の内底部周縁や内底板１４の対向面周縁部に複数の分離層１２を間隔をおき粘着しても良い。

１保持治具
２内リング（内枠）
３外リング（外枠）
４保持層
５吸着テーブル
１０昇降体
１１分離爪
１２分離層（分離体）
１３エアシリンダ（昇降機構）
１４内底板（内底部）

Claims

内枠と外枠との間に可撓性の保持層を着脱自在に挟み持つ保持治具に昇降可能な昇降体を接離することにより、保持治具の内枠と外枠から保持層を取り外す保持治具の保持層取り外し装置であって、
昇降体を断面略Ｕ字形に形成してその両側部を保持治具の内枠から外枠を分離する分離爪に形成し、昇降体の内底部には、保持治具の内枠に吸い付いて保持層から分離する分離体を設けたことを特徴とする保持治具の保持層取り外し装置。
昇降体の分離爪を、保持治具の外枠に係合して内枠から持ち上げる可撓性の略鉤形に形成し、昇降体に昇降機構を設けて内底板を昇降させるようにし、この内底板の保持治具の内枠に対向する対向面に、分離体を設けた請求項１記載の保持治具の保持層取り外し装置。
請求項１又は２記載の保持治具の保持層取り外し装置を用いて保持治具の保持層を取り外す保持治具の保持層取り外し方法であって、
吸着テーブルに保持治具の保持層を固定し、保持治具の外枠に昇降体を下降させてその分離爪を干渉させ、保持治具の内枠に昇降体の分離体を粘着し、その後、昇降体を上昇させて保持治具の内枠と外枠から保持層を取り外すことを特徴とする保持治具の保持層取り外し方法。
保持治具の外枠に昇降体の分離爪を圧接して外枠を内枠から脱落させるとともに、保持治具の内枠に昇降体の分離体を粘着し、その後、昇降体を上昇させて保持治具の内枠を保持層から取り外す請求項３記載の保持治具の保持層取り外し方法。
保持治具の外枠に昇降体の分離爪を係合保持させ、保持治具の内枠に昇降体の分離体を粘着し、その後、昇降体を上昇させて保持治具の内枠と外枠とを保持層から取り外す請求項３記載の保持治具の保持層取り外し方法。