KR20080043718A - 반도체 웨이퍼의 보호 테이프 절단 방법 및 보호 테이프절단 장치 - Google Patents

Abstract

웨이퍼 직경 방향으로 이동 가능하게 지지한 커터날을 반도체 웨이퍼의 외주연에 압박 가압한다. 동시에 커터날의 선회 주행시에 작용하는 원심력의 영향으로 커터날의 압박 가압력이 변화하지 않도록, 커터날의 주행 속도 변동에 대응시켜 커터날의 압박 가압력이 일정해지도록 자동 조정 제어한다. 그 결과, 반도체 웨이퍼의 외주연에 대한 커터날의 접촉 압력을 안정 유지시킨다.

커터날, 작동 아암, 밸런스 웨이트, 스토퍼, 웨이퍼 반송 기구

Description

반도체 웨이퍼의 보호 테이프 절단 방법 및 보호 테이프 절단 장치{METHOD FOR CUTTING PROTECTIVE TAPE OF SEMICONDUCTOR WAFER AND APPARATUS FOR CUTTING THE PROTECTIVE TAPE}

본 발명은 반도체 웨이퍼의 외주연을 따라 커터날을 주행시켜 반도체 웨이퍼의 표면에 부착된 보호 테이프를 웨이퍼 외형을 따라 잘라내기 위한 반도체 웨이퍼의 보호 테이프 절단 방법 및 보호 테이프 절단 장치에 관한 것이다.

보호 테이프의 절단 수단으로서는 척 테이블에 적재 보유 지지된 반도체 웨이퍼의 표면에 보호 테이프를 공급하여 부착한다. 그 후에 보호 테이프에 커터날을 찌른 상태에서 척 테이블을 선회시킨다. 즉, 커터날을 상대적으로 웨이퍼 외주연을 따라 주행시켜, 보호 테이프를 웨이퍼 외형을 따라 잘라내도록 구성한 것이 알려져 있다(일본 특허 출원 공개 제2004-25402호 공보 참조).

다른 보호 테이프의 절단 수단으로서, 척 테이블에 적재 보유 지지된 반도체 웨이퍼의 표면에 보호 테이프를 공급하여 부착한다. 그 후에 보호 테이프에 커터날을 찌른 상태에서, 반도체 웨이퍼의 외주연을 따라 커터날을 선회 주행시킨다. 즉, 보호 테이프를 웨이퍼 외형을 따라 잘라내도록 구성한 것도 알려져 있다(일본 특허 출원 공개 제2005-159243호 공보 참조).

척 테이블을 선회시키는 전자의 수단에서는, 중량이 커서 정지 상태에서의 관성 및 동작 상태에서의 관성이 큰 척 테이블을 구동 선회하기 때문에, 정지 상태로부터 규정 선회 속도까지 원활하게 속도를 높이는 데 시간이 걸린다. 또한, 규제 선회 속도로부터 정지 상태까지 원활하게 감속시키는 데도 시간이 걸린다. 따라서, 전체적으로 테이프 절단 처리 사이클이 길어진다.

이러한 문제점을 완화하기 위해서는, 척 테이블의 선회 구동용의 모터를 큰 기동 토크를 발휘하는 대출력인 것으로 하는 동시에, 능력이 높은 제동 장치 등을 필요로 하고 있다. 따라서, 설비 비용이 높은 것으로 되어 있다. 또한, 대형이며 중량이 큰 척 테이블을 정밀도 좋게 선회 구동하기 위해서는, 고정밀도의 선회 지지 구조를 필요로 한다. 그 결과, 이들 요인이 설비 비용을 높이는 하나의 요인이 되고 있다.

이에 대해, 커터날을 선회 주행시키는 후자의 수단은, 척 테이블에 비해 경량인 구조체를 선회시키므로, 선회 구동용의 모터도 소출력인 것으로 충분하다. 또한, 제동 장치를 장착하는 것으로 해도 능력이 낮은 것으로 충분하다. 따라서, 테이블 선회식에 비해 낮은 설비 비용으로 실시할 수 있는 이점을 구비하고 있다. 그러나, 커터날이 선회 주행하는 것에 의한 문제점이 있다.

이러한 종류의 보호 테이프 절단 수단으로서는, 이하의 구성이 일반적이다. 커터날에 스프링의 압박 가압력을 부여하고, 반도체 웨이퍼의 외주연에 커터날의 날끝을 적당한 힘으로 접촉시켜, 커터날을 웨이퍼의 외주연을 따라 적절하게 추종 주행시키도록 구성한다. 그러나, 커터날이 선회 주행할 때, 커터날 및 이와 일체화된 지지 부재에 원심력이 작용하는 동시에, 주행 속도의 변동에 따라서 원심력도 변동한다.

커터날이 절단 개시 위치에 있어서 웨이퍼의 외주에 가압 접촉된 상태에서는, 스프링에 의한 압박 가압력이 그대로 웨이퍼 외주에 대한 커터날의 접촉 압력으로서 작용한다. 즉, 정지하고 있던 커터날이 선회를 개시하여 주행 속도가 상승함에 따라 원심력이 증대한다. 그 결과, 이 원심력만큼 커터날의 접촉 압력이 저하한다. 그와는 반대로, 커터날의 주행 속도가 규제 속도에 도달하여 안정되면 원심력이 일정해지고, 커터날의 접촉 압력도 안정된다. 또한, 절단 종료의 직전부터 커터날의 주행 속도가 차차 느려지고, 이에 수반하여 원심력이 감소한다. 따라서, 커터날의 접촉 압력이 증대하여 절단 개시시에 있어서의 접촉 압력으로 복귀된다.

이와 같이, 커터날이 웨이퍼 외주를 일주하는 동안의 선회 주행 속도의 변동에 기인하여 반도체 웨이퍼의 외주연에 대한 커터날의 접촉 압력이 변동하고, 웨이퍼 주위 방향 위치에 의해 절단 특성이 변화된다. 그 결과, 테이프 단면의 마무리가 주위 방향에 있어서 불균일해지는 것과 같은 문제가 있다.

본 발명은 이러한 실정에 착안하여 이루어진 것이며, 커터날을 선회 주행시켜 보호 테이프를 잘라내는 형태에 있어서, 웨이퍼 외주연에 압박한 커터날의 접촉 압력을 절단 개시로부터 종료까지 안정시켜 정밀도 높게 테이프 절단 처리를 행할 수 있는 반도체 웨이퍼의 보호 테이프 방법 및 보호 테이프 절단 장치를 제공하는 것을 목적으로 하고 있다.

반도체 웨이퍼의 외주연을 따라 커터날을 선회 주행시켜, 반도체 웨이퍼의 표면에 접착된 보호 테이프를 웨이퍼 외형을 따라 잘라내는 반도체 웨이퍼의 보호 테이프 절단 방법이며, 상기 방법은,

웨이퍼 직경 방향으로 이동 가능하게 지지한 상기 커터날을 반도체 웨이퍼의 외주연에 압박하여 내측으로 가압하는 동시에, 이 압박 가압력을 커터날의 주행 속도의 변동에 대응시켜 자동 조정하도록 제어하고, 반도체 웨이퍼의 외주연에 대한 커터날의 접촉 압력을 안정 유지하는 과정을 포함한다.

본 발명의 반도체 웨이퍼의 보호 테이프 절단 방법에 따르면, 절단 개시 위치에서 커터날이 웨이퍼의 외주연에 접촉된 상태에 있는 경우, 압박 가압력에 의해 커터날에 소정의 접촉 압력이 작용하고 있다. 커터날이 선회 주행을 개시하면, 그 속도에 따라서 커터날 및 이를 지지한 부재에 작용하는 원심력이 발생한다. 따라서, 이 원심력만큼 웨이퍼 외주에 대한 커터날의 접촉 압력이 저하한다.

여기서, 정지시와 원심력 발생시의 커터날의 접촉 압력의 편차를 미리 구해 두고, 이 편차에 따라서 커터날의 압박력의 보정 제어를 행한다. 이에 의해, 커터 날의 접촉 압력을 절단 개시 시점으로부터 절단 종료 시점까지 일정하게 할 수 있다.

따라서, 테이프 단면의 마무리를 웨이퍼 전체 둘레에 있어서 균일하게 할 수 있다. 또한, 절단 개시 위치와 종료 위치를 일치시켜 확실하게 보호 테이프를 잘라낼 수 있다.

또한, 원심력의 크기는 미리 주행 속도와의 관계를 실측하여 맵 데이터화, 혹은 연산식화해 두고, 주행 속도의 검출을 기초로 하여 발생하고 있는 원심력을 산출할 수 있다. 또한, 커터날을 선회시키는 속도 변화 특성이 미리 설정되어 있는 경우에는, 주행 개시로부터의 커터날 주행량이나 경과 시간으로부터 주행 속도를 산출하여, 각 시점에서의 원심력을 산출할 수도 있다.

원심력에 의한 압박력 감소분만큼 압박력을 증대하는 보정 제어하는 수단으로서는 2가지의 방식이 고려된다.

그 하나는, 절단 개시 위치에 있어서 웨이퍼의 외주연에 커터날이 압박 접촉된 상태에 있어서, 압박 방향과 역방향의 압박 복귀력을 미리 부여해 두고, 커터날이 주행을 개시하여 원심력이 발생함에 따라, 그 압박 복귀력을 작게 해 감으로써, 실질적으로 압박력을 부가할 수 있다.

다른 하나는, 커터날이 주행을 개시하여 원심력이 발생함에 따라, 원심력과 역방향의 외력(압박력)을 부가함으로써, 커터날의 접촉 압력을 절단 개시 시점의 크기로 안정 유지할 수 있다.

예를 들어, 이하와 같이 구성하고 있어도 좋다.

커터날에 웨이퍼의 외주연을 향하는 일정한 압박 가압력을 부여하는 동시에, 이 압박 가압력보다 작은 제어용의 압박 복귀력을 역방향으로부터 부여하고, 이 압박 복귀력을 커터날의 주행 속도의 변동에 대응시켜 자동 조정하도록 제어한다.

이 방법에 따르면, 절단 개시 위치에서 웨이퍼의 외주연에 커터날이 압박 접촉된 상태에 있어서, 일정한 압박력으로부터 제어용의 압박 복귀력을 뺀 크기의 접촉 압력으로 커터날이 웨이퍼 외주연에 압박된다. 이때의 접촉 압력이, 적합한 테이프 절단을 행할 수 있는 원하는 크기가 되도록, 일정한 압박력 및 제어용의 압박 복귀력을 설정해 둔다.

커터날의 주행이 개시되어 원심력이 발생하면, 일정한 압박력으로부터 제어용의 압박 복귀력과 원심력을 뺀 크기의 접촉 압력으로 커터날이 웨이퍼 외주연에 압박되게 된다. 즉, 압박 복귀력을 감소시킬 정도의 감소량만큼 접촉 압력이 증대되게 된다. 여기서, 발생한 원심력만큼 압박 복귀력을 감소시키면, 커터날의 실질적인 접촉 압력은 주행 개시 시점의 접촉 압력과 동일해진다.

또한, 구체적으로는 이하와 같이 구성할 수 있다.

압박 가압력을 스프링으로 부여하고, 압박 복귀력을 에어 실린더의 공기압의 제어에 의해 행한다.

또한, 이 스프링에 의한 압박 가압력에 의해 커터날의 절단 개시 위치를 결정하고, 커터날의 주행에 연동하여 압박 복귀력을 에어 실린더의 공기압의 제어에 의해 행한다.

또한, 커터날이 절단 개시 위치에 있을 때의 정지 상태로부터 규정 속도까지 의 속도 변화의 시간 특성 및 규정 속도로부터 정지할 때까지의 속도 변동의 시간 특성을 미리 설정하고, 커터날이 주행 개시한 시점으로부터의 주행량을 검출하고, 상기 검출 결과를 기초로 하여 속도 변동을 산출하고, 구해지는 변동 정보를 기초로 하여 에어 실린더의 공기압을 제어한다.

다른 형태로서, 이하와 같이 구성할 수 있다.

압박 가압력을 스프링으로 부여하면서, 커터날을 보호 테이프에 찌르는 시점 및 절단 개시 위치에의 위치 맞춤을 에어 실린더의 공기압을 제어하여 행한다.

스프링의 고정단을 액츄에이터에 연결하고, 센서에 의해 검출한 커터날의 주행 속도를 기초로 하여 액츄에이터의 작동량을 제어한다.

본 발명은 이러한 목적을 달성하기 위해, 다음과 같은 구성도 채용한다.

반도체 웨이퍼의 외주연을 따라 커터날을 선회 주행시켜, 반도체 웨이퍼의 표면에 접착된 보호 테이프를 웨이퍼 외형을 따라 잘라내는 반도체 웨이퍼의 보호 테이프 절단 장치이며, 상기 장치는,

웨이퍼 직경 방향으로 이동 가능하게 지지한 상기 커터날에 반도체 웨이퍼의 외주연을 향하는 일정한 압박 가압력을 부여하는 압박 가압 수단과,

상기 압박 가압력보다 작은 압박 복귀력을 압박 가압 방향과 역방향으로 커터날에 부여하는 압박 복귀 수단과,

이 압박 복귀 수단에 의한 압박 복귀력을 커터날의 주행 속도의 변동에 대응시켜 자동 조정하도록 제어하는 제어 수단을 포함한다.

이 구성에 따르면, 상기한 방법 발명을 적합하게 실시할 수 있다.

또한 상기 구성을, 이하와 같이 구성하는 것이 더욱 바람직하다.

압박 가압 수단은 스프링의 탄성 복원력으로 상기 커터날을 반도체 웨이퍼의 외주연을 향해 압박 가압하도록 구성한 것이고,

상기 압박 복귀 수단은 에어 실린더로 커터날을 압박 가압 방향과 역방향으로 압박하도록 구성한 것이고,

상기 제어 수단은 상기 에어 실린더에 공급되는 공기압을 커터날의 주행 속도 변동에 대응시켜 자동 조정 제어하도록 구성한다.

발명을 설명하기 위해 현재의 적합하다고 생각되는 몇 가지의 형태가 도시되어 있지만, 발명이 도시된 바와 같은 구성 및 방책에 한정되는 것은 아닌 것을 이해 바란다.

본 발명에 따르면, 절단 마무리가 양호한 보호 테이프 절단이 웨이퍼 전체 둘레에 있어서 행해져, 절단 개시 위치와 종료 위치가 일치하므로, 보호 테이프의 절단 손실을 방지할 수 있는 효과가 있다.

이하, 도면을 참조하여 본 발명의 일 실시예를 설명한다.

도1은 보호 테이프 부착 장치의 전체 구성을 도시하는 사시도이다.

이 보호 테이프 부착 장치는, 도1에 도시하는 바와 같이 반도체 웨이퍼(이하, 단순히「웨이퍼」라 약칭함)(W)를 수납한 카세트(C)가 장전되는 웨이퍼 공급/회수부(1), 로봇 아암(2)을 구비한 웨이퍼 반송 기구(3), 얼라인먼트 스테이지(4), 웨이퍼(W)를 적재하여 흡착 보유 지지하는 척 테이블(5), 웨이퍼(W)를 향해 표면 보호용의 보호 테이프(T)를 공급하는 테이프 공급부(6), 테이프 공급부(6)로부터 공급된 세퍼레이터가 있는 보호 테이프(T)로부터 세퍼레이터(s)를 박리 회수하는 세퍼레이터 회수부(7), 척 테이블(5)에 적재되어 흡착 보유 지지된 웨이퍼(W)에 보호 테이프(T)를 부착하는 부착 유닛(8), 웨이퍼(W)에 부착된 보호 테이프(T)를 웨이퍼(W)의 외형을 따라 잘라내어 절단하는 보호 테이프 절단 장치(9), 웨이퍼(W)에 부착하여 절단 처리한 후의 불필요 테이프(T')를 박리하는 박리 유닛(10), 박리 유닛(10)에 의해 박리된 불필요 테이프(T')를 권취하여 회수하는 테이프 회수부(11) 등이 구비되어 있다. 상기 각 구조부 및 기구에 대해, 구체적인 구성을 이하에 설명한다.

웨이퍼 공급/회수부(1)에는 2대의 카세트(C)를 병렬하여 장전 가능하다. 각 카세트(C)에는 다수매의 웨이퍼(W)가 배선 패턴면(표면)을 상향으로 한 수평 자세로 다단으로 삽입되어 수납되어 있다.

웨이퍼 반송 기구(3)에 구비된 로봇 아암(2)은 수평으로 진퇴 이동 가능하게 구성되는 동시에, 전체가 구동 선회 및 승강 가능하게 되어 있다. 그리고, 로봇 아암(2)의 선단에는 말굽형을 한 진공 흡착식의 웨이퍼 보유 지지부(2a)가 구비되어 있다. 즉, 카세트(C)에 다단으로 수납된 웨이퍼(W)끼리의 간극에 웨이퍼 보유 지지부(2a)를 삽입하여 웨이퍼(W)를 이면(하면)으로부터 흡착 보유 지지하고, 흡착 보유 지지한 웨이퍼(W)를 카세트(C)로부터 인출하여 얼라인먼트 스테이지(4), 척 테이블(5) 및 웨이퍼 공급/회수부(1)의 순으로 반송하도록 되어 있다.

얼라인먼트 스테이지(4)는 웨이퍼 반송 기구(3)에 의해 반입 적재된 웨이퍼(W)를, 그 외주에 형성된 노치나 오리엔테이션 플랫을 기초로 하여 위치 맞춤을 행하도록 되어 있다.

척 테이블(5)은 웨이퍼 반송 기구(3)로부터 이동 적재되어 소정의 위치 맞춤 자세로 적재된 웨이퍼(W)를 진공 흡착하도록 되어 있다. 또한, 도6에 도시하는 바와 같이, 이 척 테이블(5)의 상면에는 후술하는 보호 테이프 절단 장치(9)에 구비한 커터날(12)을 웨이퍼(W)의 외형을 따라 선회 이동시켜 보호 테이프(T)를 절단하기 위해 커터 주행 홈(13)이 형성되어 있다.

테이프 공급부(6)는, 도1에 도시하는 바와 같이 공급 보빈(14)으로부터 조출된 세퍼레이터가 있는 보호 테이프(T)를 가이드 롤러(15)군에 권취 안내하고, 세퍼레이터(s)를 박리한 보호 테이프(T)를 부착 유닛(8)으로 유도하도록 구성되어 있다. 공급 보빈(14)은 적절한 회전 저항을 부여하여 지나친 테이프 조출이 행해지지 않도록 구성되어 있다.

세퍼레이터 회수부(7)는 보호 테이프(T)로부터 박리된 세퍼레이터(s)를 권취하는 회수 보빈(16)이 권취 방향으로 회전 구동되도록 되어 있다.

부착 유닛(8)에는 부착 롤러(17)가 전방 방향 수평으로 구비되어 있다. 또한, 부착 유닛(8)은 도8에 도시하는 슬라이드 안내 기구(18) 및 도시되지 않은 나사 이송식의 구동 기구에 의해 좌우 수평으로 왕복 구동되도록 되어 있다.

박리 유닛(10)에는 박리 롤러(19)가 전방 방향 수평으로 구비되어 있다. 즉, 상기 슬라이드 안내 기구(18) 및 도시되지 않은 나사 이송식 구동 기구에 의해 좌우 수평으로 왕복 구동되도록 되어 있다.

테이프 회수부(11)는 불필요 테이프(T')를 권취하는 회수 보빈(20)이 권취 방향으로 회전 구동되도록 되어 있다.

테이프 절단 기구(9)는, 도2에 도시하는 바와 같이 구동 승강 가능한 가동대(21)의 하부에, 척 테이블(5)의 중심 상에 위치하는 종축심(X) 주위로 구동 선회 가능하게 한 쌍의 지지 아암(22)이 병렬 장착되어 있다. 또한, 이 지지 아암(22)의 헐거운 단부측에 구비한 커터 유닛(23)에, 날끝을 하향으로 한 커터날(12)이 장착되어 있다. 즉, 지지 아암(22)이 종축심(X)을 선회 중심으로 하여 선회함으로써 커터날(12)이 웨이퍼(W)의 외주를 따라 선회 주행하여 보호 테이프(T)를 잘라내도록 구성되어 있다. 이 상세한 구조가 도2 내지 도6에 도시되어 있다.

가동대(21)는 도2에 도시하는 바와 같이, 모터(24)를 정역(正逆) 회전 구동함으로써 세로 레일(25)을 따라 나사 이송 승강되도록 되어 있다. 이 가동대(21)의 헐거운 단부에 상기 종축심(X) 주위로 회전 가능하게 장착된 회전축(26)이, 가동대(21)의 위에 배치된 모터(27)에 2개의 벨트(28)를 통해 감속하도록 연동되어 있다. 즉, 모터(27)의 작동에 의해 회전축(26)이 소정의 방향으로 회전되도록 되어 있다. 그리고, 이 회전축(26)으로부터 하방으로 연장된 지지 부재(29)의 하단부에, 지지 아암(22)이 수평 방향 슬라이드 조절 가능하게 관통 지지되어 있다. 지지 아암(22)의 슬라이드 조절에 의해 커터날(12)의 선회 중심인 종축심(X)으로부터의 거리, 즉 커터날(12)의 선회 반경을 웨이퍼 직경에 대응하여 변경 조절하는 것이 가능하게 되어 있다.

도3 및 도5에 도시하는 바와 같이, 지지 아암(22)의 헐거운 단부에는 브래킷(30)이 고착되고, 이 브래킷(30)에 커터 유닛(23)이 장착 지지되어 있다. 커터 유닛(23)은, 브래킷(30)에 종방향 지지점(Y) 주위로 일정한 범위 내에서 회전 가능하게 지지된 회전 부재(31), 회전 부재(31)의 단부 하면에 연결된 종벽(縱壁) 형상의 지지 브래킷(32), 지지 브래킷(32)의 측면에 연결된 커터 지지 부재(33), 커터 지지 부재(33)에 지지된 브래킷(34), 이 브래킷(34)에 장착된 커터 홀더(35) 등으로 구성되어 있다. 커터날(12)은 커터 홀더(35)의 측면에 교환 가능하게 나사로 연결되어 있다.

여기서, 회전 부재(31)의 상방에는, 도4에 도시하는 바와 같이 긴 구멍(36)과 돌기(37)의 결합에 의해 회전 부재(31)와 일체로 회전하는 조작 플랜지(38)가 배치되어 있다. 이 조작 플랜지(38)를 에어 실린더(39)에 의해 회전한다. 이 동작에 의해, 지지 아암(22)에 대한 커터 유닛(23) 전체의 종방향 지지점(Y) 주위에서의 자세를 변경하고, 주행 방향에 대한 커터날(12)의 각도를 소정의 범위 내에서 조정하는 것이 가능하게 되어 있다.

커터 지지 부재(33)에 대해 브래킷(34)은, 안내 레일 기구(40)를 통해 지지 아암(22)의 길이 방향[도5에 있어서는, 지면(紙面) 표리 방향]으로 직선 슬라이드 이동 가능하게 지지되어 있다. 또한, 도2에 도시하는 바와 같이 커터 지지 부재(33)와 브래킷(34)에 걸쳐 스프링(42)이 걸쳐져 있다. 이 스프링(42)의 탄성 복원력에 의해 브래킷(34)이 종축심(선회 중심)(X)에 근접하는 방향으로 슬라이드 가압되어 있다. 또한, 스프링(42)은 본 발명의 압박 가압 수단에 상당한다.

커터 지지 부재(33)의 선회 중심측에는, 도6 및 도7에 도시하는 바와 같이 브래킷(34)의 슬라이드 방향을 따른 자세의 에어 실린더(43)가 스테이(41)를 통해 고정 장착되어 있다. 이 에어 실린더(43)의 피스톤 로드(43a)가 브래킷(34)의 단부면에 접촉 가능하게 배치되어 있다. 또한, 에어 실린더(43)는 본 발명의 압박 복귀 수단에 상당한다.

에어 실린더(43)는 전기 제어식의 압력 조절기(44)를 통해 가압 공기 공급 장치(45)에 접속되는 동시에, 압력 조절기(44)가 제어 장치(46)에 접속되어 있다. 또한, 회전축(26)의 상부에는, 도2에 도시하는 바와 같이 외주부에 노치나 투과 구멍이 등피치로 형성된 디스크(47)가 고착되는 동시에, 이 디스크(47)의 외주부에 대향하여 전자식(電磁式) 혹은 광전식의 펄스 센서(48)가 배치되어 있다. 즉, 디스크(47)의 회전에 따른 펄스가 펄스 센서(48)로부터 출력되도록 되어 있다. 펄스 센서(48)로부터의 검출 신호는 제어 장치(46)에 입력되어, 펄스의 주기로부터 커터날(12)의 주행 속도가 연산되도록 되어 있다. 또한, 제어 장치(46)는 본 발명의 제어 수단에 상당한다.

다음에, 상기 실시예 장치를 이용하여 보호 테이프(T)를 웨이퍼(W)의 표면에 부착하기 위한 일련의 기본 동작을 도6 내지 도9를 기초로 하여 설명한다.

부착 지령이 나오면, 우선 웨이퍼 반송 기구(3)에 있어서의 로봇 아암(2)이 카세트대(12)에 적재 장전된 카세트(C)를 향해 이동된다. 그리고, 웨이퍼 보유 지지부(2a)가 카세트(C)에 수용되어 있는 웨이퍼끼리의 간극에 삽입되고, 웨이퍼 보유 지지부(2a)에서 웨이퍼(W)를 이면(하면)으로부터 흡착 보유 지지하여 반출한다. 로봇 아암(2)은 취출한 웨이퍼(W)를 얼라인먼트 스테이지(4)에 이동 적재한다.

얼라인먼트 스테이지(4)에 적재된 웨이퍼(W)는 웨이퍼(W)의 외주에 형성되어 있는 노치나 오리엔테이션 플랫을 이용하여 위치 맞춤된다. 위치 맞춤이 완료된 웨이퍼(W)는, 다시 로봇 아암(2)에 의해 반출되어 척 테이블(5)에 적재된다.

척 테이블(5)에 적재된 웨이퍼(W)는, 그 중심이 척 테이블(5)의 중심 상에 있도록 위치 맞춤된 상태에서 흡착 보유 지지된다. 이때, 도8에 도시하는 바와 같이 부착 유닛(8)과 박리 유닛(10)은 좌측의 초기 위치에 있다. 또한, 테이프 절단 기구(9)의 커터날(12)은 상방의 초기 위치에서 각각 대기하고 있다.

다음에, 도8의 가상선으로 나타내는 바와 같이 부착 유닛(8)의 부착 롤러(17)가 하강되는 동시에, 이 부착 롤러(17)에 의해 보호 테이프(T)를 하방으로 압박하면서 웨이퍼(W) 상을 전방(도8에서는 우측 방향)으로 구름 이동한다. 이 구름 이동 동작에 연동하여 보호 테이프(T)가 웨이퍼(W)의 표면 전체에 부착된다.

도9에 도시하는 바와 같이, 부착 유닛(8)이 종단 위치에 도달하면, 상방에 대기하고 있던 커터날(12)이 하강된다. 이 커터날(12)은 척 테이블(5)의 커터 주행 홈(13)의 부분에서 보호 테이프(T)에 찔린다.

이 경우, 도6에 도시하는 바와 같이 에어 실린더(43)에 높은 압력의 공기가 공급되어 피스톤 로드(43a)가 크게 돌출 작동하고, 브래킷(34)은 스프링(42)에 저항하여 외측의 스트로크 단부까지 슬라이드 이동되어 있고, 커터날(12)은 웨이퍼(W)의 외주연으로부터 외측으로 약간(수 mm) 떨어진 위치에서 보호 테이프(T)에 찔린다. 그 후, 피스톤 로드(43a)의 돌출력이 스프링력보다도 작아지도록 에어 실 린더(43)의 공기압이 저감되고, 도7에 도시하는 바와 같이 브래킷(34)이 스프링(42)의 압박 가압력에 의해 슬라이드 이동된다. 그 결과, 커터날(12)이 웨이퍼(W)의 외주에 접촉된다.

커터날(12)의 절단 개시 위치에서 커터날(12)의 웨이퍼 외주연으로의 압박 설정이 종료되면, 도10에 도시하는 바와 같이 지지 아암(22)이 소정의 방향으로 회전된다. 이 회전에 수반하여 커터날(12)이 종축심(X)을 선회 중심으로 하여 선회 주행하여 보호 테이프(T)가 웨이퍼 외주연을 따라 절단된다.

웨이퍼 외주연을 따른 테이프 절단이 종료되면, 도11에 도시하는 바와 같이 커터날(12)은 상방의 대기 위치까지 상승되는 동시에, 박리 유닛(10)이 전방으로 이동하면서 웨이퍼(W) 상에서 잘라내어 절단되고 남은 불필요 테이프(T')를 감아올려 박리한다.

박리 유닛(10)이 박리 작업의 종료 위치에 도달하면, 박리 유닛(10)과 부착 유닛(8)이 역방향으로 이동하여 초기 위치로 복귀한다. 이때, 불필요 테이프(T')가 회수 보빈(20)에 권취되는 동시에, 일정량의 보호 테이프(T)가 테이프 공급부(6)로부터 조출된다.

테이프 부착 작동이 종료되면, 척 테이블(5)에 있어서의 흡착이 해제된 후, 부착 처리가 완료된 웨이퍼(W)는 로봇 아암(2)의 웨이퍼 보유 지지부(2a)에 이동 적재되어 웨이퍼 공급/회수부(1)의 카세트(C)에 삽입 회수된다.

이상으로 1회의 테이프 부착 처리가 완료하고, 이후 상기 작동을 순차적으로 반복해 간다.

상기 테이프 절단 공정에 있어서, 펄스 센서(48)로부터의 검출 신호를 기초로 하여 연산된 커터날(12)의 주행 속도 변동에 대응하여 압력 조절기(44)가 자동 조정되어, 에어 실린더(43)의 공기압이 이하와 같이 제어된다.

도12에, 커터날(12)의 주행 속도 V, 에어 실린더(43)에 공급되는 공기압 P, 스프링(42)에 의한 압박 가압력 F, 에어 실린더(43)에 의해 커터날(12)에 부여되는 압박 복귀력 h, 커터날(12)에 작용하는 원심력 g 및 커터날(12)의 웨이퍼 외주연에의 접촉 압력 c의 시간 경과에 수반되는 변동이 절단 개시로부터 절단 종료까지 나타내어져 있다.

커터날(12)이 절단 개시 위치에 세트되어 정지하고 있는 시점에 있어서도 에어 실린더(43)에는 소정의 공기압 P1이 공급되고, 스프링(42)에 의해 부여된 압박 가압력 F보다 작은 소정의 압박 복귀력 h가 피스톤 로드(43a)에 의해 브래킷(34)에 부여된다. 따라서, 이 시점에 있어서 커터날(12)의 웨이퍼 외주에의 접촉 압력 c는, 스프링(42)에 의한 일정한 압박 가압력 F로부터 에어 실린더(43)에 의한 압박 복귀력 h를 뺀 값이 된다(c = F - h).

커터날(12)의 선회 주행이 개시되면 주행 속도 V가 상승(증속)되고, 이에 따라 원심력 g가 발생하기 때문에 선회 주행 중에 있어서의 커터날(12)의 웨이퍼 외주연에의 접촉 압력 c는, 압박 가압력 F로부터 압박 복귀력 h 및 원심력 g를 뺀 크기가 된다(c = F - h - g). 여기서, 커터날(12)의 주행 속도 V가 상승함에 따라 에어 실린더(43)에 공급되는 공기압 P가 저하되고, 피스톤 로드(43a)에 의한 압박 복귀력 h가 점차 작아진다. 이 압박 복귀력 h의 감소량 Δh가 커터날(12)의 선회 주행에 의해 발생하는 원심력 g에 상당하는 크기가 되도록, 미리 입력 설정되어 있다. 예를 들어, 맵 데이터 등을 기초로 하여 공기압 P가 제어되고, 이 제어에 의해 커터날(12)의 웨이퍼 외주연에의 접촉 압력 c가 주행 개시 시점의 크기로 유지된다.

주행 속도 V가 미리 설정된 규정 속도 V0에 도달한 후, 커터(12)는 이 규정 속도 V0에서 정속 주행된다. 주행 속도 V가 규정 속도 V0로 유지됨으로써, 발생하는 원심력 g가 일정해진다. 이에 대응하여, 에어 실린더(43)의 공기압 P도 낮은 소정치 P2로 유지되어, 피스톤 로드(43a)에 의한 압박 복귀력 h가 일정하게 유지된다. 즉, 커터날(12)의 웨이퍼 외주연에의 접촉 압력 c가 주행 개시 시점의 크기로 유지된다.

절단 주행이 종료 가까이 되면, 커터날(12)의 주행 속도 V가 하강(감속)되고, 이에 따라 원심력(g)이 감소하고, 이에 대응하여 에어 실린더(43)의 공기압 P가 증대 제어되고, 피스톤 로드(43a)로부터의 압박 복귀력 h가 점차 커진다. 즉, 커터날(12)의 웨이퍼 외주연에의 접촉 압력 c가 주행 개시 시점의 크기로 유지된다.

상술한 바와 같이, 커터날(12)의 선회 주행에 있어서의 주행 속도 변동에 대응하여 압박 복귀력 h를 제어함으로써, 커터날(12)의 웨이퍼 외주연에의 접촉 압력 c를 웨이퍼 전체 둘레에 있어서 주행 개시 시점에 설정된 크기로 안정 유지할 수 있다. 따라서, 절단 마무리가 양호한 보호 테이프 절단이 웨이퍼 전체 둘레에 있어서 행해진다. 또한, 절단 개시 위치와 종료 위치가 일치하므로, 보호 테이프(T) 의 절단 손실이나, 절단 손실에 수반되는 보호 테이프(T)의 박리시의 파손 등도 해소할 수 있다.

또한, 본 발명은 이하와 같은 형태로 실시하는 것도 가능하다.

(1) 상기 실시예에서는, 커터날(12)의 속도 변동을 실측하여 에어 실린더(43)의 공기압 제어를 행하고 있지만, 다음과 같이 구성해도 좋다. 커터날(12)이 선회 주행될 때의 정지 상태로부터 규정 속도까지 속도가 증가하는 속도 변동의 시간 특성 및 규정 속도로부터 정지할 때까지 감속하는 속도 변동의 시간 특성이 미리 설정되어 있는 경우에는, 커터날(12)의 절단 개시 위치로부터의 시간 경과의 검출, 혹은 커터날(12)이 주행 개시한 시점으로부터의 주행량의 검출을 기초로 하여 속도 변동을 간접적으로 산출한다. 이 변동 정보를 기초로 하여 에어 실린더(43)의 공기압 제어를 실시해도 동등한 기능을 발휘시킬 수 있다.

(2) 커터 유닛(23)의 적소에 가속도 센서를 장착하여 커터날(12)의 주행 속도 변동을 직접적으로 검출하고, 이 검출 정보를 기초로 하여 에어 실린더(43)의 공기압 제어를 행할 수도 있다.

(3) 본 발명은 스프링(42)에 의한 압박 가압력 F 자체를 제어하여 안정된 접촉 압력 c를 얻을 수도 있다. 예를 들어, 도13의 원리도에 도시하는 바와 같이 에어 실린더(43)는 커터날(12)을 테이프 돌입(突入) 위치와 절단 개시 위치로 이동시키기 위해서만 이용하고, 스프링(42)의 고정단을 전자 솔레노이드나 전동 모터 등의 전동 액츄에이터(49)에 연결한다. 그리고, 펄스 센서(48)의 검출 정보를 기초로 하여 산출된 주행 속도의 변동에 따라서 전동 액츄에이터(49)를 작동 제어하여 스프링(42)의 고정단을 자동적으로 위치 조절한다. 즉, 주행에 수반하여 커터날(12)에 작용하는 원심력 g를 상쇄하도록 스프링(42)의 장력을 커터날(12)의 속도 변동을 기초로 하여 제어한다. 이 구성에 의해, 커터날(12)의 웨이퍼 외주연에의 접촉 압력 c를 전체 둘레에 있어서 안정 유지하도록 구성하는 것도 가능하다.

(4) 본 발명의 장치는, 제어 장치(46) 등을 이용하는 일 없이, 스프링(42)에 의한 압박 가압력 F 자체를 주행 속도 변동에 대응하여 기계적으로 자동 제어할 수도 있다. 예를 들어, 도14의 원리도에 도시하는 바와 같이 커터 유닛(23)에 있어서의 고정 부위에 커터 주행 방향과 평행한 지지점(Z) 주위로 요동 가능한 작동 아암(50)을 설치한다. 또한, 이 작동 아암(50)의 하단부에, 압박 가압용의 스프링(42)의 고정단을 연결 지지하는 동시에, 작동 아암(50)의 상부에 밸런스 웨이트(51)를 장착한다.

이 구성에 의해, 커터날(12)이 정지하고 있는 상태에서는, 스프링(42)의 장력을 받는 작동 아암(50)은, 스토퍼(52)에 받아내어져 소정의 자세로 유지되고, 스프링(42)에 의한 압박 가압력이 소정의 크기로 설정된다. 커터날(12)이 선회 주행을 개시하면 밸런스 웨이트(51)에 작용하는 원심력에 의해 작동 아암(50)이 요동되어 스프링(42)의 장력이 증대된다. 이 동작에 연동하여, 커터날(12)에 작용하는 원심력에 의한 압박 가압력이 감소하는 만큼 압박 가압력을 부가하여, 커터날(12)의 웨이퍼 외주연에의 접촉 압력 c를 전체 둘레에 있어서 안정 유지하도록 구성할 수도 있다.

본 발명은 그 사상 또는 본질로부터 일탈하지 않고 다른 구체적인 형태로 실 시할 수 있으며, 따라서 발명의 범위를 나타내는 것으로서 이상의 설명이 아닌, 부가된 클레임을 참조해야 한다.

도1은 보호 테이프 부착 장치의 전체를 도시하는 사시도.

도2는 보호 테이프 절단 장치의 전체를 도시하는 측면도.

도3은 보호 테이프 절단 장치의 주요부를 도시하는 사시도.

도4는 커터 유닛의 평면도.

도5는 커터 유닛의 일부를 종단한 정면도.

도6은 커터날을 보호 테이프에 찌른 시점의 주요부를 도시하는 측면도.

도7은 커터날을 절단 개시 위치에 세트한 시점의 주요부를 도시하는 측면도.

도8은 보호 테이프 부착 공정을 도시하는 정면도.

도9는 보호 테이프 부착 공정을 도시하는 정면도.

도10은 보호 테이프 부착 공정을 도시하는 정면도.

도11은 보호 테이프 부착 공정을 도시하는 정면도.

도12는 커터날의 주행 속도, 에어 실린더의 공기압, 스프링에 의한 압박 가압력, 압박 복귀력, 원심력 및 커터날의 접촉 압력의 변동 특성을 나타내는 선도.

도13은 다른 실시예를 도시하는 원리도.

도14는 다른 실시예를 도시하는 원리도.

<도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명>

W : 웨이퍼

C : 카세트

1 : 웨이퍼 공급/회수부

2 : 로봇 아암

3 : 웨이퍼 반송 기구

4 : 얼라인먼트 스테이지

5 : 척 테이블

6 : 테이프 공급부

7 : 세퍼레이터 회수부

8 : 부착 유닛

9 : 보호 테이프 절단 장치

10 : 박리 유닛

11 : 테이프 회수부

12 : 커터날

22 : 지지 아암

23 : 커터 유닛

27 : 모터

34 : 브래킷

39 : 에어 실린더

42 : 스프링

Claims (10)

1. 반도체 웨이퍼의 외주연을 따라 커터날을 선회 주행시켜, 반도체 웨이퍼의 표면에 부착된 보호 테이프를 웨이퍼 외형을 따라 잘라내는 반도체 웨이퍼의 보호 테이프 절단 방법이며, 상기 방법은,

   웨이퍼 직경 방향으로 이동 가능하게 지지한 상기 커터날을 반도체 웨이퍼의 외주연에 압박하여 내측으로 가압하는 동시에, 이 압박 가압력을 커터날의 주행 속도의 변동에 대응시켜 자동 조정하도록 제어하고, 반도체 웨이퍼의 외주연에 대한 커터날의 접촉 압력을 안정 유지하는 과정을 포함하는 반도체 웨이퍼의 보호 테이프 절단 방법.
2. 제1항에 있어서, 상기 커터날에 웨이퍼의 외주연을 향하는 일정한 압박 가압력을 부여하는 동시에, 이 압박 가압력보다 작은 제어용의 압박 복귀력을 역방향으로부터 부여하고, 이 압박 복귀력을 커터날의 주행 속도의 변동에 대응시켜 자동 조정하도록 제어하는 반도체 웨이퍼의 보호 테이프 절단 방법.
3. 제2항에 있어서, 압박 가압력을 스프링으로 부여하고,

   압박 복귀력을 에어 실린더의 공기압의 제어에 의해 행하는 반도체 웨이퍼의 보호 테이프 절단 방법.
4. 제3항에 있어서, 스프링에 의한 압박 가압력에 의해 커터날의 절단 개시 위치를 결정하고,

   커터날의 주행에 연동하여 압박 복귀력을 에어 실린더의 공기압의 제어에 의해 행하는 반도체 웨이퍼의 보호 테이프 절단 방법.
5. 제4항에 있어서, 커터날이 절단 개시 위치에 있을 때의 정지 상태로부터 규정 속도까지의 속도 변화의 시간 특성 및 규정 속도로부터 정지할 때까지의 속도 변동의 시간 특성을 미리 설정하고,

   커터날이 주행 개시한 시점으로부터의 주행량을 검출하고,

   상기 검출 결과를 기초로 하여 속도 변동을 산출하고,

   구해지는 변동 정보를 기초로 하여 에어 실린더의 공기압을 제어하는 반도체 웨이퍼의 보호 테이프 절단 방법.
6. 제3항에 있어서, 압박 가압력을 스프링으로 부여하면서, 커터날을 보호 테이프에 찌르는 시점 및 절단 개시 위치에의 위치 맞춤을 에어 실린더의 공기압을 제어하여 행하고,

   스프링의 고정단을 액츄에이터에 연결하고, 센서에 의해 검출한 커터날의 주행 속도를 기초로 하여 액츄에이터의 작동량을 제어하는 반도체 웨이퍼의 보호 테이프 절단 방법.
7. 반도체 웨이퍼의 외주연을 따라 커터날을 선회 주행시켜, 반도체 웨이퍼의 표면에 부착된 보호 테이프를 웨이퍼 외형을 따라 잘라내는 반도체 웨이퍼의 보호 테이프 절단 장치이며, 상기 장치는,

   웨이퍼 직경 방향으로 이동 가능하게 지지한 상기 커터날에 반도체 웨이퍼의 외주연을 향하는 일정한 압박 가압력을 부여하는 압박 가압 수단과,

   상기 압박 가압력보다 작은 압박 복귀력을 압박 가압 방향과 역방향으로 커터날에 부여하는 압박 복귀 수단과,

   이 압박 복귀 수단에 의한 압박 복귀력을 커터날의 주행 속도의 변동에 대응시켜 자동 조정하도록 제어하는 제어 수단을 포함하는 반도체 웨이퍼의 보호 테이프 절단 장치.
8. 제7항에 있어서, 상기 압박 가압 수단은 스프링의 탄성 복원력으로 상기 커터날을 반도체 웨이퍼의 외주연을 향해 압박 가압하도록 구성한 것이고,

   상기 압박 복귀 수단은 에어 실린더로 커터날을 압박 가압 방향과 역방향으로 압박하도록 구성한 것이고,

   상기 제어 수단은 상기 에어 실린더에 공급되는 공기압을 커터날의 주행 속도의 변동에 대응시켜 자동 제어하도록 구성하는 반도체 웨이퍼의 보호 테이프 절단 장치.
9. 제8항에 있어서, 커터날이 절단 개시 위치에 있을 때의 정지 상태로부터 규 정 속도까지의 속도 변화의 시간 특성 및 규정 속도로부터 정지할 때까지의 속도 변동의 시간 특성을 제어 수단에 미리 설정하고,

   제어 수단은 커터날(12)이 주행 개시한 시점으로부터의 주행량을 검출하고,

   상기 검출 결과를 기초로 하여 속도 변동을 산출하고,

   구해지는 변동 정보를 기초로 하여 에어 실린더의 공기압을 제어하는 반도체 웨이퍼의 보호 테이프 절단 장치.
10. 제9항에 있어서, 스프링의 고정단에 연결된 액츄에이터와,

    커터날의 주행 속도를 검출하는 센서를 구비하고,

    제어 수단은 압박 가압력이 스프링에 의해 부여되어 있는 커터날을, 보호 테이프에 찌르는 시점 및 절단 개시 위치로의 위치 맞춤을 하도록 에어 실린더의 공기압을 제어하고,

    센서에 의해 검출된 커터날의 주행 속도를 기초로 하여, 액츄에이터의 작동량을 제어하는 반도체 웨이퍼의 보호 테이프 절단 장치.

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