JP5767052B2

JP5767052B2 - 転写装置および転写方法

Info

Publication number: JP5767052B2
Application number: JP2011167708A
Authority: JP
Inventors: 幹中田; 祐太黒澤
Original assignee: Lintec Corp
Current assignee: Lintec Corp
Priority date: 2011-07-29
Filing date: 2011-07-29
Publication date: 2015-08-19
Anticipated expiration: 2031-07-29
Also published as: JP2013030716A

Description

本発明は、転写装置および転写方法に関する。

従来、半導体製造工程において、半導体ウェハ（以下、単にウェハという場合がある）を所定の形状、所定のサイズに切断して半導体チップ（以下、単にチップという場合がある）に個片化し（ダイシング工程）、このチップに接着剤層を形成したのち、個片化したチップ同士の間隔を拡大してから（エキスパンド工程）、各チップをピックアップして、基板にボンディングする（ボンディング工程）ことが行われている。

接着剤層の形成方法としては、ダイシングを行ったチップをウェハ形状のまま伸長可能な接着シートに貼付し、エキスパンドしてチップ間の間隔を拡大すると同時に、接着シートの接着剤層も破断して、接着剤層付きチップに個片化する方法が知られている（例えば、特許文献１参照）。

特開２００５−２６０２０４号公報

しかしながら、特許文献１に記載の装置では、エキスパンドにより接着剤層を破断するため、破断された接着剤層は様々な形状となる。これにより、例えば、接着剤層がチップよりも大きな形状に破断されると、当該接着剤層がボンディング先で被着体の余計な部分に接着してしまうといった不都合を生じ、さらに、接着剤層がチップよりも小さな形状に破断されると、ボンディング先で被着体とチップとの接着力が不足するといった不都合を生じる。

本発明の目的は、接着剤層を片状体の形状に沿って正確に分割することのできる転写装置および転写方法を提供することにある。

前記目的を達成するために、本発明の転写装置は、互いに所定の間隔だけ離れて平面的に配列されるとともに、接着シートの一方の面に貼付された複数の片状体を、基材シートの一方の面に接着剤層を備えた転写シートに転写する転写装置であって、前記複数の片状体を前記接着シートを介して支持する第１支持手段と、前記転写シートを前記第１支持手段で支持された前記複数の片状体に対向させて支持する第２支持手段と、前記第１支持手段で支持された複数の片状体と前記第２支持手段で支持された転写シートとを相対移動させることで、前記複数の片状体を前記接着剤層に当接させる当接手段と、前記複数の片状体の間隙に位置する接着シートと前記転写シートとを相対的に接近する方向に変形させることで、当該接着シートと前記接着剤層とを接着させる押圧手段と、前記接着シートと前記転写シートとの少なくとも一方を相対的に離間する方向に移動させて、前記間隙に位置する前記接着剤層を前記基材シートから引き剥がす割断手段と、を備える、という構成を採用している。

一方、本発明の転写方法は、互いに所定の間隔だけ離れて平面的に配列されるとともに、接着シートの一方の面に貼付された複数の片状体を、基材シートの一方の面に接着剤層を備えた転写シートに転写する転写方法であって、前記複数の片状体を前記接着シートを介して支持し、前記転写シートを前記複数の片状体に対向させて支持し、前記複数の片状体と前記転写シートとを相対移動させることで、前記複数の片状体を前記接着剤層に当接させ、前記複数の片状体の間隙に位置する接着シートと前記転写シートとを相対的に接近する方向に変形させることで、当該接着シートと前記接着剤層とを接着させ、前記接着シートと前記転写シートとの少なくとも一方を相対的に離間する方向に移動させて、前記間隙に位置する前記接着剤層を前記基材シートから引き剥がす、という構成を採用している。

以上のような本発明によれば、間隙に位置する接着シートと転写シートとを相対的に接近する方向に変形させ、それらを離間させて当該間隙に位置する接着剤層を転写シートの基材シートから引き剥がすので、転写シートの基材シート上に残った接着剤層は、片状体の形状に沿って正確に分割されることとなる。これにより、接着剤層が様々な形状で破断されたときに生じるボンディング先での上記不都合を解消することができる。

本発明の一実施形態に係る転写装置の全体図。図１の転写装置の動作説明図。図２に続く転写装置の動作説明図。本発明の変形例に係る転写装置の動作説明図。

以下、本発明の一実施形態を図面に基づいて説明する。
本実施形態では、特に明示しない限り、「上」、「下」、「左」、「右」といった方位を示す用語は、図１を基準として用いる。
本実施形態において、転写装置１は、接着シートＳ１に貼付されるとともに、複数のチップＷＡに個片化されたウェハＷを複数の片状体とし、これらチップＷＡを転写シートＳ２に転写するものであり、このウェハＷは、基材シートＢＳ１と、この基材シートＢＳ１の一方の面（上面）に積層された接着剤層ＡＤ１とを備える接着シートＳ１に接着剤層ＡＤ１を介して貼付されている。また、転写シートＳ２は、基材シートＢＳ２と、この基材シートＢＳ２の一方の面（下面）に積層された接着剤層ＡＤ２を備え、リングフレームＲＦに貼付されている。なお、チップＷＡは、ウェハＷが格子状にダイシングされて６面体に形成されている。

図１において、転写装置１は、接着シートＳ１を介してウェハＷを支持する第１支持手段２と、ウェハＷに対向配置させて転写シートＳ２を支持する第２支持手段３と、ウェハＷと転写シートＳ２とを互いに離間接近させる当接手段４と、転写シートＳ２の接着剤層ＡＤ２を流動化させる流動化手段５と、接着シートＳ１を変形させて接着剤層ＡＤ２に貼付する押圧手段６と、接着シートＳ１を転写シートＳ２から離間する方向に移動させて、接着剤層ＡＤ２を基材シートＢＳ２から引き剥がす割断手段７と、を備える。

第１支持手段２は、支持面２１１を有するテーブル２１を備え、テーブル２１の内部に流動化手段５を構成するコイルヒータ５１が設けられている。テーブル２１は、接着剤層ＡＤ１に貼付されたウェハＷを基材シートＢＳ１側から支持面２１１で保持可能に構成されている。なお、支持面２１１には、図示しない無数の給排気孔が設けられている。
第２支持手段３は、第１支持手段２の上方に配置され、第１支持手段の支持面２１１に対向する支持面３１１を有する保持部材３１を備え、保持部材３１の内部には、流動化手段５を構成するコイルヒータ５２が設けられている。なお、支持面３１１には、図示しない無数の吸引孔が設けられ、減圧ポンプや真空エジェクタ等の図示しない減圧手段に接続されてリングフレームＲＦに貼付された転写シートＳ２を吸引保持可能に構成されている。

当接手段４は、図示しないフレームに固定された駆動機器としての直動モータ４１を備え、その出力軸４２がテーブル２１の下面に連結されている。そして、テーブル２１を上方向に移動することにより、テーブル２１に保持されたウェハＷと保持部材３１に保持された転写シートＳ２とを当接させるように構成されている。
押圧手段６は、テーブル２１に接続される加圧ポンプやタービン等の加圧手段６１を備え、支持面２１１に設けられた図示しない給排気孔を介して流体としての気体を噴きつけることで、接着シートＳ１の両面に気圧差を生じさせ、接着シートＳ１を基材シートＢＳ１側から転写シートＳ２に接近する方向に変形させるように構成されている。
割断手段７は、減圧ポンプや真空エジェクタ等の減圧手段７１を備え、支持面２１１に設けられた図示しない給排気孔を介して接着シートＳ１を基材シートＢＳ１側から吸引することで、変形させた接着シートＳ１を転写シートＳ２から離間してテーブル２１に引き戻し、吸引保持可能に構成されている。

以上の転写装置１において、ウェハＷを接着シートＳ１から転写シートＳ２に転写する手順を説明する。
まず、図１に示すように、転写装置１は、減圧手段７１を駆動して、接着シートＳ１を介してウェハＷを支持面２１１で吸引支持する。一方、第２支持手段３は、図示しない吸引手段を駆動して、転写シートＳ２を基材シートＢＳ２側から保持部材３１で吸引保持する。

次に、転写装置１は、直動モータ４１の駆動により、テーブル２１を転写シートＳ２に向かって移動させて、ウェハＷと転写シートＳ２を当接させたところで、直動モータ４１の駆動を停止する。そして、流動化手段５は、コイルヒータ５１，５２を駆動して、転写シートＳ２の接着剤層ＡＤ２を流動化させる。本実施形態の場合、接着剤層ＡＤ２は、１７０℃前後で流動化（軟化）が起こるので、コイルヒータ５１，５２は、パーソナルコンピュータやシーケンサ等の図示しない制御手段によって、１８０℃で維持されるように制御される。なお、コイルヒータ５１，５２の温度は、接着剤層ＡＤ２が流動化する温度やその特性に応じて適宜変更することができる。

次に、押圧手段６は、加圧手段６１を駆動し、図示しない吸排気孔を介して接着シートＳ１を転写シートＳ２に接近する方向に変形させる。このとき、図２（Ａ）に示すように、各チップＷＡの下方では、図示しない吸排気孔から気体が噴出することはなく、各チップＷＡ間に位置する図示しない吸排気孔からのみ気体が噴出する。これにより、転写シートＳ２の両面に気圧差（圧力差）が生じることになり、接着シートＳ１は、この気圧差により、チップ間Ｃ内に入り込むように変形し、接着剤層ＡＤ２のうちチップ間Ｃに位置する接着剤層ＡＤ２に当接される。そして、接着剤層ＡＤ２は、コイルヒータ５１，５２により流動化されているため、接着シートＳ１に接着する。
次いで、転写装置１は、加圧手段６１を停止するとともに、減圧手段７１を駆動し、支持面２１１の図示しない吸排気孔を介して空気を吸引することで、転写シートＳ２の両面に気圧差（圧力差）を生じさせる。すると、図２（Ｂ）に示すように、チップ間Ｃ内に入り込んだ接着シートＳ１が支持面２１１側に引き戻される。このとき、接着剤層ＡＤ２は、基材シートＢＳ２との接着力よりも、接着シートＳ１の接着剤層ＡＤ１との接着力の方が強く設定されているので、接着シートＳ１に接着している接着剤層ＡＤ２部分が基材シートＢＳ２から剥離される。これにより、各チップＷＡと基材シートＢＳ２との間に位置する残置接着剤層ＡＤ３と、接着シートＳ１に接着された除去接着剤層ＡＤ４とが形成される。なお、残置接着剤層ＡＤ３は、隣接するチップＷＡ上に位置する別の残置接着剤層ＡＤ３と接続することはない。

その後、減圧手段７１の駆動を停止し、直動モータ４１を駆動してテーブル２１を下方向に移動し、接着シートＳ１からテーブル２１を離間させる。これにより、接着剤層ＡＤ２を各チップＷＡの形状に沿って正確に分割することができる。

なお、図３に示すように、剥離手段８によって接着シートＳ１に剥離用テープＴを貼付し、この剥離用テープＴをチャック装置８１で掴んで当該チャック装置８１を同図中左方向に移動させ、接着シートＳ１をウェハＷから剥離する構成を採用してもよい。剥離手段８は、第２支持手段３の下方に入り込み、接着シートＳ１に剥離用テープＴを貼付し、この剥離用テープＴを駆動機器である図示しない直動モータのスライダに支持されたチャック装置８１で掴み、剥離用テープＴ引っ張ることで接着シートＳ１をウェハＷから剥離可能に構成されている。さらに、接着シートＳ１の接着剤層ＡＤ１を紫外線硬化型の接着剤から構成しておき、剥離手段８が接着シートＳ１に紫外線を照射して、接着剤層ＡＤ１の接着力を弱める図示しないＵＶランプを備える構成としてもよい。このように構成すれば、接着剤層ＡＤ１に紫外線を照射することで、その接着力を弱めることができ、ウェハＷから剥離しやすくできる。

本実施形態によれば、チップ間Ｃに位置する接着剤層ＡＤ２部分を接着シートＳ１に貼付して除去するので、接着剤層ＡＤ２をチップＷＡの形状に沿って正確に分割された残置接着剤層ＡＤ３とすることができる。

以上のように、本発明を実施するための最良の構成、方法等は前記記載で開示されているが、本発明はこれに限定されるものではない。すなわち、本発明は、主に特定の実施形態に関して特に図示され且つ説明されているが、本発明の技術的思想および目的の範囲から逸脱することなく、以上述べた実施形態に対し、形状などの詳細な構成において、当業者が様々な変形を加えることができるものである。また、上記に開示した形状などを限定した記載は、本発明の理解を容易にするために例示的に記載したものであり、本発明を限定するものではないから、それらの形状などの限定の一部もしくは全部の限定を外した部材の名称での記載は本発明に含まれるものである。

例えば、図４（Ａ）に示すように押圧手段６は、テーブル２１の支持面２１１にゴムや樹脂等の弾性変形可能な弾性部材６２を備え、弾性部材６２を接着シートＳ１に押圧することにより、接着シートＳ１を変形させるものであってもよい。押圧手段６は、当接手段４の直動モータ４１の駆動により、接着シートＳ１を下側からウェハＷに向かって押圧可能に構成され、図４（Ｂ）に示すようにチップ間Ｃに対応する弾性部材６２が押圧により弾性変形することで、チップ間Ｃに入り込み、接着シートＳ１を接着剤層ＡＤ２に押圧して貼付するようになっている。

また、前記実施形態において、加圧手段６１が噴きつける流体としては、気体以外に液体、ジェル状のもの等であってもよい。
さらに、加圧手段６１から噴出する流体を加熱手段によって熱したものとすれば、コイルヒータ５１，５２を省略することもでき、流体の熱によって接着剤層ＡＤ２を流動化させつつ、接着シートＳ１を変形させることができる。
また、減圧手段７１は、加圧手段６１が噴きつけた気体、液体、ジェル状のもの等を吸引できるものを採用してもよい。

また、前記実施形態において、第１支持手段２を停止させておき、第２支持手段３を移動させたり、第１支持手段２と第２支持手段３との両方を移動させたりすることで、ウェハＷと転写シートＳ２との当接や離間が行えるようにしてもよい。
さらに、剥離手段８のチャック装置８１を停止させておき、保持部材３１を移動させたり、チャック装置８１と保持部材３１との両方を移動させたりすることで、接着シートＳ１をウェハＷから剥離するようにしてもよい。
さらに、接着剤層ＡＤ２が流動化手段５がなくとも基材シートＢＳ２との接着力よりも強く接着シートＳ１に接着するものの場合、流動化手段５は不要である。なお、流動化手段５は、接着剤層ＡＤ２が流動化する限りにおいて、第１支持手段２側と第２支持手段３側の何れか一方に設けるように構成してもよい。

また、テーブル２１に接続される加圧手段６１を設けずに、密閉された空間を形成してこの空間を減圧したり加圧したりすることにより、接着シートＳ１を転写シートＳ２に向かって変形させたり、接着シートＳ１を密閉された空間から押し出したりするような構成を採用してもよい。このとき、支持面２１１と接着シートＳ１との間に減圧や加圧が及ばないようにするシールド手段を設けるとよい。
さらに、接着シートＳ１を引っ張ることで、当該接着シートＳ１に貼付されている各チップＷＡの間隔を拡げるエキスパンド手段を設けてもよい。これによりチップ間Ｃを大きくして接着シートＳ１が入り込み易くできる。
また、前記実施形態では、片状体として６面体のチップＷＡを例示したが、片状体は５面体以下でもよいし、７面体以上であってもよく、チップ間Ｃに位置する接着剤層ＡＤ２を基材シートＢＳ２から剥離できれば足りる。

さらに、流動化手段５は、コイルヒータ５１，５２以外に、接着剤層ＡＤ２の構成や性質等に応じて適宜変更が可能であり、接着剤層ＡＤ２を流動化できるもの、例えば、赤外線照射装置、紫外線照射装置、マイクロ波発生装置、振動装置等で構成することができる。
また、割断手段７として減圧手段７１を設けずに、図３に示す剥離手段８で割断手段７を構成してもよいし、減圧手段７１と剥離手段８との両方で割断手段７を構成してもよい。
さらに、前記実施形態では、チップ間Ｃに位置する接着シートＳ１を転写シートＳ２に接近する方向に変形させたが、チップ間Ｃに位置する転写シートＳ２を接着シートＳ１に接近する方向に変形させたり、チップ間Ｃに位置する接着シートＳ１と転写シートＳ２との両方を相互に接近する方向に変形させたりする構成としてもよい。この場合、保持部材３１の図示しない吸引口に加圧手段６１や減圧手段７１と同様の別の加圧手段や減圧手段が連通するように構成し、当該図示しない吸引口を介して気体を噴きつけたり、気体を吸引したりできるように構成すればよい。

また、テーブル２１の支持面２１１に弾性部材６２を設けずに、保持部材３１の支持面３１１にゴムや樹脂等の弾性変形可能な弾性部材６２を設けてもよいし、それら両方に弾性部材６２を設けてもよい。
さらに、転写シートＳ２を接着シートＳ１に向かって変形させるように密閉された空間を形成し、この空間を減圧したり加圧したりしてもよく、このとき、支持面３１１と転写シートＳ２との間に減圧や加圧が及ばないようにするシールド手段を設けるとよい。

また、本発明における接着シートＳ１および転写シートＳ２の種別や材質などは、特に限定されず、例えば、基材シートＢＳ１，ＢＳ２と接着剤層ＡＤ１，ＡＤ２との間に中間層を有するものや、他の層を有する等３層以上のものでもよい。また、接着シートＳ１および転写シートＳ２は、保護シート、ダイシングテープ、ダイアタッチフィルム、その他の任意のシート、フィルム、テープ等、任意の用途、形状の接着シートなどであってもよい。さらに、接着剤層ＡＤ１，ＡＤ２は、感圧接着性の接着剤や感熱接着性の接着剤等であってよい。また、転写シートＳ２は、リングフレームＲＦに貼付されていなくてもよい。
半導体ウェハは、シリコン半導体ウェハや化合物半導体ウェハ等が例示できる。また、複数の片状体としては、半導体ウェハをダイシングすることにより得られるチップに限らず、光ディスク、ガラス板、鋼板、樹脂板等や、その他の部材のみならず、任意の形態の部材や物品などが個片化され、平面的に配列されたものを対象とすることができる。
また、前記実施形態における駆動機器は、回動モータ、直動モータ、リニアモータ、単軸ロボット、多関節ロボット等の電動機器、エアシリンダ、油圧シリンダ、ロッドレスシリンダおよびロータリシリンダ等のアクチュエータ等を採用することができる上、それらを直接的又は間接的に組み合せたものを採用することもできる（実施形態で例示したものと重複するものもある）。

１転写装置
２第１支持手段
３第２支持手段
４当接手段
５流動化手段
６押圧手段
７割断手段
６１加圧手段（流体噴出手段）
６２弾性部材
ＡＤ２接着剤層
ＢＳ２基材シート
Ｃチップ間（間隙）
Ｓ１接着シート
Ｓ２転写シート
ＷＡチップ（片状体）

Claims

互いに所定の間隔だけ離れて平面的に配列されるとともに、接着シートの一方の面に貼付された複数の片状体を、基材シートの一方の面に接着剤層を備えた転写シートに転写する転写装置であって、
前記複数の片状体を前記接着シートを介して支持する第１支持手段と、
前記転写シートを前記第１支持手段で支持された前記複数の片状体に対向させて支持する第２支持手段と、
前記第１支持手段で支持された複数の片状体と前記第２支持手段で支持された転写シートとを相対移動させることで、前記複数の片状体を前記接着剤層に当接させる当接手段と、
前記複数の片状体の間隙に位置する接着シートと前記転写シートとを相対的に接近する方向に変形させることで、当該接着シートと前記接着剤層とを接着させる押圧手段と、
前記接着シートと前記転写シートとの少なくとも一方を相対的に離間する方向に移動させて、前記間隙に位置する前記接着剤層を前記基材シートから引き剥がす割断手段と、を備えることを特徴とする転写装置。
互いに所定の間隔だけ離れて平面的に配列されるとともに、接着シートの一方の面に貼付された複数の片状体を、基材シートの一方の面に接着剤層を備えた転写シートに転写する転写方法であって、
前記複数の片状体を前記接着シートを介して支持し、
前記転写シートを前記複数の片状体に対向させて支持し、
前記複数の片状体と前記転写シートとを相対移動させることで、前記複数の片状体を前記接着剤層に当接させ、
前記複数の片状体の間隙に位置する接着シートと前記転写シートとを相対的に接近する方向に変形させることで、当該接着シートと前記接着剤層とを接着させ、
前記接着シートと前記転写シートとの少なくとも一方を相対的に離間する方向に移動させて、前記間隙に位置する前記接着剤層を前記基材シートから引き剥がす、ことを特徴とする転写方法。