JP5635378B2 - 半導体ウエハ搬送方法および半導体ウエハ搬送装置 - Google Patents

Description

本発明は、半導体ウエハを搬送する半導体ウエハ搬送方法および半導体ウエハワーク搬送装置に係り、特に、加熱された半導体ウエハ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、良品のベアチップのみ選別している。これらベアチップの電極面を下にしてキャリア用の基板に貼り付けた接着シート上に２次元アレー状に整列固定する。さらに、ベアチップ上から樹脂を被着し、ウエハ形状に再生されたウエハ（以下、「再生ウエハ」という）から基板を分離する。その後に、電極面の反対側からバックグラインドし、薄型化された再生ウエハを支持用の粘着テープを介してリングフレームに接着支持し、樹脂から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、ウエハの補強としては、以下の別形態がある。バックグラインドにより薄型化されたウエハに剛性を持たせるために、ウエハの直径以上の径を有する補強用の支持材を両面粘着テープを介してウエハに貼り合わせている。この両面粘着テープの粘着剤は、加熱によって発泡膨張して接着力を低下または喪失する加熱剥離性のものが使用されている（特許文献２）。

上述のように、基板または支持材が分離されたウエハは、搬送先の保持テーブルで冷却されている。

特開２００１−３０８１１６号公報 特開２００５−１１６６７９号公報

上述のウエハの形態に加えて、加熱剥離性の両面粘着テープを介して再生ウエハと基板を貼り合わせることも実施されている。この場合、再生ウエハを基板から分離するとき、樹脂が加熱により膨張している。つまり、樹脂の膨張率が、ベアチップの膨張率よりも大きい。また、樹脂の膨張率がベアチップよりも大きいので、冷却による収縮率も樹脂の方がベアチップの収縮率よりも大きい。

したがって、冷却状態にある保持テーブルに載置された再生ウエハは、短時間で急激に冷却されると温度変化に伴うペアチップと樹脂の収縮率の違いによって再生ウエハに反りが発生する。或いは、樹脂にクラックが発生し、剛性が低下する。その結果、ベアチップの破損や再生ウエハのハンドリングエラーの問題が生じている。

加熱によってバックグラインド済のウエハから支持材を分離したとき、ウエハ側に両面粘着テープが残されている場合、当該ウエハを短時間で急激に冷却すると温度変化に伴う両面粘着テープとウエハの収縮率の違いによってウエハの反り量が大きくなる。したがって、当該反りによってウエハを破損させる恐れがある。

また、一台の保持テーブルを利用して所定の温度までウエハの温度を徐々に低下させる場合、冷却工程の前工程で処理停滞が生じ、処理効率が低下する不都合が生じている。また、複数台の保持テーブルを設けることも考えられるが、装置構成が大型化するといった不都合が生じる。

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、半導体ウエハを破損させることなく、効率よく冷却可能な半導体ウエハ搬送方法および半導体ウエハ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、樹脂または粘着テープで被覆された半導体ウエハを搬送する半導体ウエハ搬送方法であって、
加熱状態にある前記半導体ウエハを冷却ステージに搬送する過程で予備冷却する過程を含み、
前記予備冷却する過程において、所定温度の加熱状態にある前記半導体ウエハを目標温度まで冷却したとき、半導体ウエハの反り量が所定範囲に収まるように、冷却温度と樹脂または粘着テープの収縮率との相関関係を予め求め、
搬送過程にある前記半導体ウエハの温度および搬送速度を検出器で検出しながら、検出結果に応じて半導体ウエハに向けて供給する気体の温度、流量および半導体ウエハの搬送速度の少なくともいずれかを制御する。

（作用・効果） 上記方法によれば、加熱状態にある半導体ウエハは、搬送経路上を搬送される過程で予備冷却されるので、冷却ステージに到達するまでに徐々に冷却されてゆく。すなわち、この予備冷却制御により、半導体ウエハが所定の反り量内に収まるように、所定時間をかけて樹脂または粘着テープを徐々に収縮させることができる。したがって、樹脂や粘着テープに対して半導体ウエハの収縮率が異なっていても単位時間当たりの収縮の偏差が小さくなるので、半導体ウエハの反り量を抑えることができる。その結果、半導体ウエハの破損およびハンドリングエラーを回避することができる。

また、予備冷却によって冷却ステージで所定の温度まで下げる時間が短縮されるので、所望の加工処理した半導体ウエハを各処理工程から搬出するまでの処理時間を短縮することができる。

なお、上記方法において予備冷却は、搬送経路上を通過する前記半導体ウエハの上方に配備されたノズルから気体を吹き付けて冷却してもよい。或いは、搬送経路から半導体ウエハの裏面に向けて気体を吹き付けて冷却してもよい。さらには、半導体ウエハの上下から同時に気体を吹き付けて冷却してもよい。

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。

樹脂または粘着テープで被覆された半導体ウエハを搬送する半導体ウエハ搬送装置であって、
加熱状態にある前記半導体ウエハを搬送するウエハ搬送部と、
前記ウエハ搬送部で搬送される半導体ウエハに向けて気体を吹き付ける予備冷却ノズルと、
予備冷却された前記半導体ウエハを載置保持する保持ステージと、
前記保持ステージ上の半導体ウエハを冷却する冷却器と、
前記ウエハ搬送部上で搬送される半導体ウエハの温度と前記保持テーブル上の半導体ウエハの温度を検出する複数個の温度検出器と、
前記ウエハ搬送部で搬送されている前記半導体ウエハの搬送速度を検出する速度検出器と、
所定の温度の加熱状態にある前記半導体ウエハを目標温度まで冷却したときに、半導体ウエハの反り量が所定範囲に収まるように、冷却温度と樹脂または粘着テープの収縮率との相関関係を予め求めて記憶する記憶部と、
前記ウエハ搬送部で搬送されている前記半導体ウエハの温度および搬送速度を前記温度検出器と速度検出器で検出し、当該検出結果に応じて半導体ウエハに向けて供給する気体の温度、流量および半導体ウエハの搬送速度の少なくともいずれかを設定変更する条件を記憶部から選択し、半導体ウエハの温度を制御する制御部と、
を備えたことを特徴とする。

（作用・効果） この構成によれば、加熱状態にある半導体ウエハが、保持ステージに到達するまでのウエハ搬送路上で気体によって徐々に冷却される。すなわち、冷却温度の変化に伴う樹脂または粘着テープに対する半導体ウエハの収縮速度の偏差を小さくし、半導体ウエハの反り量をより確実に抑えることができる。したがって、上記方法を好適に実現することができる。

上記構成において、ウエハ搬送部は、半導体ウエハの搬送方向に沿ってその中央部分から半導体ウエハ裏面に向けて真上に気体を吹き付ける第１吹き付け部と、半導体ウエハの幅方向から半導体ウエハ裏面に向けて斜め中央よりに気体を吹き付ける第２吹き付け部とを搬送面に設け、半導体ウエハ幅方向に所定のクリアランスを有し当該半導体ウエハよりも大きい搬送面上でワークを浮上させて搬送し、
前記予備冷却ノズル、第１吹き付け部および第２吹き付け部から供給する気体の流量を調整し、半導体ウエハの走行を制御するように構成してもよい。

この構成によれば、ウエハ搬送部で半導体ウエハを非接触で搬送しつつ、上下方向から当該半導体ウエハを予備冷却することができる。したがって、半導体ウエハの表面と裏面の温度差をなくし、半導体ウエハの反りをより確実に抑えることができる。

本発明の半導体ウエハ搬送方法および半導体ウエハ搬送装置によれば、加熱状態の半導体ウエハを冷却したときに発生する反り量を抑えつつ、当該半導体ウエハを効率よく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。 半導体ウエハに支持板を貼合せて成るワークの側面図である。 半導体ウエハの断面図である。 ウエハ搬送装置の平面図である。 ウエハ搬送装置の側面図である。 保持テーブルの動作を説明する図である。 ウエハ搬送路の断面図である。 保持テーブルの平面図である。 保持テーブル周りの構成を示す平面図である。 保持テーブル周りの構成を示す正面図である。 支持板分離機構の側面図である。 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。 両面粘着テープの剥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。 両面粘着テープの剥離動作を示す説明図である。 ウエハ搬送装置の動作を示す説明図である。 ウエハ搬送装置の動作を示す説明図である。 ウエハ搬送装置の動作を示す説明図である。 変形例の予備冷却用のエアーノズルを示す正面図である。

以下、図面を参照して本発明の実施例を説明する。

本発明の半導体ウエハ搬送装置は、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半導体ウエハ１（以下、適宜に「ウエハ１」という）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と略同形状であり、その直径は、ウエハ１以上である。

ここで、ウエハ１は、次のようにして形成されている。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を被着し、ウエハ形状に再生している。

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はウエハ搬送装置の平面図、図５はウエハ搬送装置の正面図である。

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ウエハ搬送機構６、アライメントステージ（アライナー）７、第２ロボットアーム８を備えた第２ウエハ搬送機構９、ウエハ搬送装置１０、ワークＷから支持板２を分離する支持板分離機構１１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１２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１３、ウエハ１にマーキングを付すマーキング部１４、ウエハ受渡部１５、および第３ロボットアーム１６を備えた第３ウエハ搬送機構１７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ウエハ搬送機構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。

アライメントステージ４は、第１ウエハ搬送機構６によって載置されたワークＷを、その外周に形成されたノッチやオリエンテーションフラットに基づいて位置合わせを行うようになっている。

第２ウエハ搬送機構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。

ウエハ搬送装置１０は、図４および図５に示すように、保持テーブル１８、ウエハ搬送部１９、冷却ステージ２０および搬出ステージ２１とが揺動可動台２２に配備されている。

保持テーブル１８は、金属製のチャックテーブルであり、流路を介して外部の真空装置と連通接続されている。つまり、保持テーブル１８は、載置されたワークＷを吸着保持する。また、保持テーブル１８は、吸着パッド２３と複数本の支持ピン２４とが装備されている。さらに、保持テーブル１８は、シリンダ８５によって昇降するよう構成されている。なお、保持テーブル１８は、金属製に限定されず、セラミックの多孔質で形成されたものであってもよい。

吸着パッド２３は、保持テーブル１８の中央で出退昇降可能な上面が真空吸着面に構成されている。

支持ピン２４は、保持テーブル１８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、支持ピン２４は、シリンダ２５によって保持テーブル１８の保持面に対して出退昇降可能に構成れている。さらに、支持ピン２４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。

保持テーブル１８の後方には、ノズル２６が配備されている。ノズル２６は、図１８に示すように、保持テーブル１８から支持ピン２４で突き上げ保持されたウエハ１または支持板２と保持テーブル１８との間に気体を吹き付けるよう、その先端が斜め下がり傾斜に設定されている。

図４に戻り、ウエハ搬送部１９は、搬送対象のウエハ１および支持板２よりも幅の大きい板状であり、冷却ステージ２０を挟んで保持テーブル１８と搬出ステージ２１のそれぞれに連結されている。搬送面には、搬送方向に沿ってその中央部分で図中の波線で囲った第１吹き付け部２７と、第１吹き出し部１０を挟んで搬送路２の両側で図中の波線で囲った第２吹き付け部２８とを備えている。

第１吹き付け部２７は、図７に示すように、ウエハ搬送部１９に垂直貫通して形成された複数個の孔２９からなる。孔２９は、ウエハ搬送部１９の裏面側に連通接続された流路３１によって纏められている。纏まって1本になった流路３１には、第１電磁バルブ３２が備えられており、他端にポンプ３５が連通接続されている。

第２吹き付け部２８は、ウエハ１の進行方向斜め中央寄りにウエハ搬送部１９を貫通して形成された複数個の孔３０からなる。孔３０は、第２吹き付け部２８ごとにその両端の裏面側で孔３０に連通接続された流路３３によってそれぞれが纏められている。纏まって1本になった各流路３３には、第２電磁バルブ３４が備えられており、他端にポンプ３５が連通接続されている。

図４および図５に戻り、ウエハ搬送部１９の搬送開始側に配備された投光器３６と終了側に配備された受光器３７からなる２個の検出器が、ウエハ搬送部１９の幅方向にそれぞれ配備されている。すなわち、各検出器は、ウエハ搬送部１９の中央に沿って搬送されるウエハ１または支持板２の外周端から所定のクリアランスをおいて配備されている。

ウエハ搬送部１９の両側端には、ウエハ１および支持板２の落下防止用のガイド壁３８がそれぞれ配備されている。ガイド壁３８の表面は、弾性体で被覆されている。

ウエハ搬送部１９と冷却ステージ２０の側面からそれぞれ支柱３９が立設されており、支柱３９に昇降可能なフレーム４０が配備されている。幅方向両端のフレーム４０に跨って複数本のエアーノズル４１が、ウエハ１の搬送方向に沿って所定間隔をおいて配備されている。なお、エアーノズル４１は、本発明の予備冷却ノズルに相当し、支柱３９、フレーム４０およびエアーノズル４１は、予備冷却装置を構成する。

エアーノズル４１は、図７に示すように、搬送幅方向に開口を有し、ウエハ１にエアーを吹き付けるよう構成されている。エアーノズル４１へのエアーの供給は、第３電磁バルブ４８を介してポンプ３５から供給される。また、制御部８０によって第３電磁バルブ４８の開閉および開度を調整して流量が調整される。

各エアーノズル４１の中央分部には、下方を通過するウエハ１の温度を検出する温度センサ４２が配備されている。温度センサ４２の検出信号は、制御部８０に送られる。

冷却ステージ２０は、図８に示すように、温度センサ４３を備えるとともに、冷却ステージ２０上に載置されるウエハ１を冷却するペルチェ素子４４を内部に備えている。また、図４および図５に示すように、冷却ステージ２０の手前側の支柱３９にノズル４５が装備されている。なお、温度センサ４３の検出信号も、制御部８０に送られる。

ノズル４５は、図５に示すように、冷却ステージ２０に載置されたウエハ１および支持板２の後端に向けて気体を吹き付けるよう、その先端が下向き斜め姿勢に設定されている。

搬出ステージ２１は、金属製のチャックテーブルであり、流路を介して外部の真空装置と連通接続されている。つまり、保持テーブル上に搬送されてきたウエハ１および支持板２を吸着保持する。また、搬出ステージ２１は、保持テーブル１８と同様に支持ピン４６が装備されている。なお、搬出ステージ２１は、金属製に限定されず、セラミックの多孔質で形成されたものであってもよい。

支持ピン４６は、搬出ステージ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、支持ピン４６は、シリンダ４７によって搬出ステージ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、支持ピン４６の先端は、絶縁物あるいは絶縁物で被覆されている。

揺動可動台２２は、保持テーブル１８側の下部に配備された支柱５０に支軸５１を介して軸支されるとももに、搬出ステージ２１側の下部で昇降カム５２に支持されている。すなわち、昇降カム５２に連結されたモータ５３を正逆転駆動させることにより、当該揺動可動台２２が支軸５１周りに枢動しつつ、ウエハ１および支持板２の進行方向に微小角度で斜め下がり傾斜するように構成されている。

支持板分離機構１１は、図１１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１２は、図９ないし図１１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９および図１０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１３は、図１および図１０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１４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１５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１４側から第３ロボットアーム１６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３ウエハ搬送機構１７に備えられた第３ロボットアーム１６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となっている。この第３ロボットアーム１６の先端には、馬蹄形をした真空吸着式のワーク保持部１６ａ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１３〜２０を参照しながら説明する。

先ず、図示しない操作部を操作して各種設定を行う。例えば、支持板分離機構１１のヒータ６３の加熱温度、保持テーブル１８から冷却ステージ２０にウエハ１が到達するまでの予備冷却温度および時間を設定する。

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喪失する温度に設定する。

予備冷却温度は、例えば樹脂のガラス転移点に設定される。また、冷却時間は、次のようにして求める。支持板分離機構１１で加熱された樹脂１ｂがガラス転移点に到達するまでの温度変化に伴って変化する樹脂１ｂとベアチップ１ａの収縮率を予め求める。このとき、樹脂１ｂとベアチップ１ａの収縮速度の偏差が小さく、かつ、冷却後のウエハ１の反り量が所定の範囲に収まるように求められる。換言すれば、予備冷却温度と樹脂１ｂの収縮率との相関関係が予め求められる。当該相関関係が設定される。

冷却時間が決まると、制御部８０は、ウエハ１の搬送速度を求める。つまり、保持テーブル１８から冷却ステージ２０までの距離は、装置レイアウトから予め決まっているので、当該距離とウエハ１の重量から搬送速度を求める。当該搬送速度に応じたウエハ搬送装置１０の傾斜角度が求められる。これら各種設定条件は、制御部８０に備わった記憶部８１に記憶される。

各種設定が完了すると、装置を作動させる。先ず、第１ウエハ搬送機構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し、上下反転する。すなわち、ウエハ１側を下向きにしてアライメントステージ７に移載する。

アライメントステージ７に載置されたワークＷは、その外周に形成されているノッチやオリエンテーションフラットを利用して位置合わせされる。位置合わせの済んだワークＷは、第２ロボットアーム８先端のワーク保持部８ａによって上側の支持板２を吸着保持される。その状態で、保持テーブル１８上に搬送される。

保持テーブル１８上に搬入されたワークＷは、ウエハ１側からテーブル上に突出している吸着パッド２３に一旦受け取られた後、吸着パッド２３の下降に伴って保持テーブル１８の上面に所定の姿勢および位置で載置される。さらに、ワークＷは、保持テーブル１８の外周に配備された位置決め機構によって外周から把持されて位置合わされる。その後に保持テーブル１８に吸着保持される。このとき、保持テーブル１８は、ヒータ６３によって加熱されているとともに、剥離位置より僅かに下の待機位置にある。

次に、図１３に示すように、支持板分離機構１１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による加熱と保持テーブル１８の加熱と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。

所定時間の加熱が完了すると、図１４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保持テーブル１８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が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１５に示すように、テープ剥離機構１２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、図１６に示すように、シリンダを作動させて保持テーブル１８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、図１７に示すように、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、支持ピン２４を上昇させて保持テーブル１８から突き出し、図６に示すように、ウエハ１を保持ステージ１８から離間させる。制御部８０は、図１８に示すように、モータ５３を正転させ、予め求めた揺動角度に揺動可動台２２を揺動下降させるとともに、ウエハ１の後側からノズル２６で気体を吹き付けながら支持ピン２４を下降させる。ウエハ１は、保持テーブル１８上で浮上するとともに、前向きの推進力を得てウエハ搬送部１９に向けて送り出される。

図１９に示すように、ウエハ搬送部１９の表面に設けられた第１吹き付け部２７および第２吹き付け部２８の各孔２９、３０から均一な流量の気体が吹き出されており、その上をウエハ１が浮上しながら冷却ステージ２０に向けて搬送される。

この搬送過程で、上方に配備されたエアーノズル４１からエアーを吹き付けてウエハ１を構成する樹脂１ｂをガラス転移点まで予備冷却する。このとき、エアーノズル４１に備わった各温度センサ４２でウエハ１の表面温度を検出する。制御部８０は、検出された実温度と予め決めた目標温度とを比較し、温度偏差が所定の範囲に収まっていない場合、ウエハ１の搬送速度、エアーノズル４１から吹き出すエアーの流量およびエアーの温度の少なくともいずれかを調整し、温度制御を行う。

図２０に示すように、冷却ステージ２０にウエハ１が到達する手前からモータ５３を逆転させて揺動可動台２２を水平に戻し、冷却ステージ２０上にウエハ１を載置する。

冷却ステージ２０上で所定時間をかけて冷却しながら温度センサ４３でウエハ１の温度が目標温度（例えば、室温）に到達するまでモニタする。ウエハ１が所定温度に達すると、図１９に示すように、再びモータ５３を正転させて揺動可動台２２を揺動下降させるとともに、ウエハ１の後側からノズル４５で気体を吹き付ける。このとき、冷却ステージ２０の保持面とウエハ１の裏面との間に負圧が生じてウエハ１が浮上するとともに、前向きの推進力を得たウエハ１が気体の吹き出されているウエハ搬送部１９上を浮上しながら搬出ステージ２１へと搬送される。

搬出ステージ２１にウエハ１が到達する手前からモータ５３を逆転させて揺動可動台２２を水平に戻し、搬出ステージ２１上にウエハ１を載置する。このとき、揺動可動台２２を水平に戻すタイミングは、例えば、予め決めた時間または所定位置をウエハ１が通過したことを図示しないセンサで検出した結果に基づいて決められる。

搬出ステージ２１に載置されたウエハ１は、支持ピン４６によって搬出ステージ２１から突き上げ支持される。第２ロボットアーム８は、ウエハ搬送部１９に沿って搬送ステージ２１と略対向する位置に移動する、第２搬送ロボットアーム８の先端のワーク保持部８ａは、裏面からウエハ１を吸着保持して搬出ステージ２１から搬出する。

搬出されたウエハ１は、マーキング部１４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の回路形成面から外れた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１５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３ロボットアーム１６への受渡位置に移動される。

第３ロボットアーム１６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。

一方、支持板分離機構１１で分離された支持板２は、ウエハ１の搬送に追従して支持板２の回収側のカセットＣ２に収納される。なお、支持板２は、マーキングを付す必要がないので、第２ロボットアーム８によって搬出ステージ２１からウエハ受渡部１５に載置される。

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、加熱処理によって支持板２の分離されたウエハ１が、保持テーブル１８から冷却ステージ２０に搬送される過程で、ウエハ１を構成する樹脂１ｂのガラス転移点まで予備冷却される。さらに、予備冷却時間が、ベアチップ１ａと樹脂１ｂの収縮度合いの偏差が最小になるように設定されている。したがって、ベアチップ１ａと樹脂１ｂの収縮度合いの偏差によって生じていたウエハ１の反り量を予め設定した目標値まで抑えることができる。その結果、樹脂１ｂのクラックの発生に伴う剛性の低下や反りに伴うウエハ１のハンドリングエラーを回避することができる。

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）上記実施例装置において、ウエハ搬送部１９は、無端ベルトまたはローラで構成したコンベアであってもよい。当該構成においても、ウエハ１の裏面側から同時に冷却でるように構成することが好ましい。

例えば、ベルトコンベアの場合、通気性を有する素材で構成し、ベルトの裏面側に配備したノズルからエアーなどの気体を吹き付けるように構成する。

また、ローラコンベアの場合、所定ピッチで配備したローラ同士の間隔に向けてノズルからエアーなどの気体を吹き付けるように構成する。或いは、ローラの表面に通気性を有する弾性体で被覆し、ローラの回転軸から吸引して外気を引き込むことによってウエハ１の裏面を冷却するように構成する。さらには、ローラ内に温度コントロールした冷媒を循環させながらウエハ１の裏面を冷却するように構成してもよい。

（２）上記実施例装置において、予備冷却温度を制御する場合、個々のエアーの流量を調整してもよいし、エアーノズル４１の高さを調整してもよい。さらには、エアーノズル４１に傾斜角度を調整するように構成してもよい。

なお、エアーノズル４１の高さを調整する場合、図２１に示すように、シリンダなどのリニアアクチュエータ９０をフレーム４０に連結し、支柱３９の長手方向に形成したガイド孔９１に沿って当該フレーム４０を昇降するように構成できる。或いは、個々のエアーノズル４１にリニアアクチュエータ９０を直接に連結して構成してもよい。

（３）上記実施例装置において、ウエハ１の裏面の温度を温度センサで検出して予備冷却温度を制御してもよい。つまり、ベアチップ１ａの露出面と樹脂面の温度を個別に管理することにより、収縮速度の偏差を小さくできるので、ウエハ１の反りをより確実に抑制することができる。

（４）上記実施例装置において、揺動可動台２２の搬出ステージ２１側の下部を軸支し、保持テーブル１８側の下部をシリンダなどのアクチュエータで昇降させて当該揺動可動台２２を搬送方向に揺動下降させるように構成してもよい。

（５）上記実施例装置では、支持板分離機構１１でウエハ１側に両面粘着テープ３を残していてが、支持板２側に残してもよい。この場合、ウエハ１側に加熱剥離性の粘着層を貼付ければよい。

（６）上記実施例装置では、バックグラインド前にダイシングして選別した良品のベアチップ１ａと樹脂１ｂによって再生したウエハ１を利用していたが、バックグラインド後のウエハにも利用することもできる。

すなわち、加熱剥離性の粘着層３ｂを有する両面粘着テープ３を介して支持板２とウエハ１とを貼り合わせた状態で、ウエハ１の裏面をバックグラインドした後の当該ウエハ１をカセットＣ１に収納して当該装置に供給すればよい。

（７）上記実施例装置において、冷却ステージ２０から搬出ステージ２１の間にもエアーノズル４１を設けてもいし、搬出ステージ２１にもペルチェ素子を設けて冷却するように構成してもよい。

（８）上記実施例装置では、両面粘着テープ３を剥離ローラ６８で吸着して剥離したいたが、剥離テープ３を貼り付けて剥離するように構成してもよい。

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 … ウエハ搬送機構
１１ … 支持板分離機構
１２ … テープ剥離機構
１８ … 保持テーブル
１９ … ウエハ搬送部
２０ … 冷却ステージ
２１ … 搬出ステージ
２２ … 揺動可動台
４１ … エアーノズル
４２ … 温度センサ
４３ … 温度センサ
４４ … ペルチェ素子
Ｗ … ワーク

Claims (5)

1. 樹脂または粘着テープで被覆された半導体ウエハを搬送する半導体ウエハ搬送方法であって、
   加熱状態にある前記半導体ウエハを冷却ステージに搬送する過程で予備冷却する過程を含み、
   前記予備冷却する過程において、所定温度の加熱状態にある前記半導体ウエハを目標温度まで冷却したとき、半導体ウエハの反り量が所定範囲に収まるように、冷却温度と樹脂または粘着テープの収縮率との相関関係を予め求め、
   搬送過程にある前記半導体ウエハの温度および搬送速度を検出器で検出しながら、検出結果に応じて半導体ウエハに向けて供給する気体の温度、流量および半導体ウエハの搬送速度の少なくともいずれかを制御する
   ことを特徴とする半導体ウエハ搬送方法。
2. 請求項１に記載の半導体ウエハ搬送方法において、
   前記予備冷却は、搬送経路上を通過する前記半導体ウエハの上方に配備されたノズルから気体を吹き付けて冷却する
   ことを特徴とする半導体ウエハ搬送方法。
3. 請求項１または請求項２に記載の半導体ウエハ搬送方法において、
   前記予備冷却は、搬送経路から半導体ウエハの裏面に向けて気体を吹き付けて冷却する
   ことを特徴とする半導体ウエハ搬送方法。
4. 樹脂または粘着テープで被覆された半導体ウエハを搬送する半導体ウエハ搬送装置であって、
   加熱状態にある前記半導体ウエハを搬送するウエハ搬送部と、
   前記ウエハ搬送部で搬送される半導体ウエハに向けて気体を吹き付ける予備冷却ノズルと、
   予備冷却された前記半導体ウエハを載置保持する保持ステージと、
   前記保持ステージ上の半導体ウエハを冷却する冷却器と、
   前記ウエハ搬送部上で搬送される半導体ウエハの温度と前記保持テーブル上の半導体ウエハの温度を検出する複数個の温度検出器と、
   前記ウエハ搬送部で搬送されている前記半導体ウエハの搬送速度を検出する速度検出器と、
   所定の温度の加熱状態にある前記半導体ウエハを目標温度まで冷却したときに、半導体ウエハの反り量が所定範囲に収まるように、冷却温度と樹脂または粘着テープの収縮率との相関関係を予め求めて記憶する記憶部と、
   前記ウエハ搬送部で搬送されている前記半導体ウエハの温度および搬送速度を前記温度検出器と速度検出器で検出し、当該検出結果に応じて半導体ウエハに向けて供給する気体の温度、流量および半導体ウエハの搬送速度の少なくともいずれかを設定変更する条件を記憶部から選択し、半導体ウエハの温度を制御する制御部と、
   を備えたことを特徴とする半導体ウエハ搬送装置。
5. 請求項４に記載の半導体ウエハ搬送装置において、
   前記ウエハ搬送部は、半導体ウエハの搬送方向に沿ってその中央部分から半導体ウエハ裏面に向けて真上に気体を吹き付ける第１吹き付け部と、半導体ウエハの幅方向から半導体ウエハ裏面に向けて斜め中央よりに気体を吹き付ける第２吹き付け部とを搬送面に設け、半導体ウエハ幅方向に所定のクリアランスを有し当該半導体ウエハよりも大きい搬送面上で半導体ウエハを浮上させて搬送し、
   前記予備冷却ノズル、第１吹き付け部および第２吹き付け部から供給する気体の流量を調整し、半導体ウエハの走行を制御するよう構成した
   ことを特徴とする半導体ウエハ搬送装置。

Images