(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
硬質部材に貼付された脆質部材を前記硬質部材から剥離してリングフレームの上面側内周領域に貼設された接着シートに転着する装置において、
前記硬質部材を支持するテーブルと、平面視コ字状をなす外形に設けられて前記テーブルの周囲に位置するとともに、前記リングフレームを支持した状態で前記テーブルと相対回転可能に設けられたフレーム支持体と、前記接着シートが貼設されたリングフレームの外周側部分を挟み込んでフレーム支持体の所定位置に保ち、当該リングフレームを保持する保持手段とを備え、
前記テーブルは、その上面に硬質部材を載置した状態で当該硬質部材及びこれに積層された脆質部材を固定的に支持する吸着面を備え、
前記接着シートは、下面側の粘着層を介して脆質部材の上面側に接着可能に設けられ、
前記リングフレームに貼設された接着シートに脆質材料を接着して前記フレーム支持体を前記相対回転させることで、前記脆質材料をリングフレーム側に転着可能に設けたことを特徴とする脆質部材の転着装置。
【請求項２】
前記脆質部材は半導体ウエハ若しくはチップであることを特徴とする請求項１記載の脆質部材の転着装置。
【請求項３】
前記リングフレームと、前記フレーム支持体及び又はテーブルとの間には、前記リングフレームの位置決め手段が設けられていることを特徴とする請求項１又は２記載の脆質材料の転着装置。
【請求項４】
前記硬質部材と脆質部材との間に進入可能な初期剥離形成手段を更に含むことを特徴とする請求項１，２又は３記載の脆質材料の転着装置。
【請求項５】
前記初期剥離形成手段は、シリンダ装置と、これらシリンダ装置を介して移動可能なスライダと、各スライダに設けられるとともに、線材の各端部を保持して当該線材を張設するクランパとを含み、前記線材は、シリンダ装置の駆動により脆質部材と硬質部材との界面に入り込んで、それらの初期剥離を形成可能に設けられていることを特徴とする請求項４記載の脆質材料の転着装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は脆質部材の転着装置に係り、特に、硬質部材に貼付された状態で極薄の厚みに加工された半導体ウエハ若しくはチップを剥離して転着することのできる脆質部材の転着装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
【０００３】
近時のＩＣチップの小型化、薄型化の要請により、半導体ウエハの加工精度に関し、その肉厚が５０μｍ前後と非常に薄い研削精度が要求されるようになっている。この研削は、半導体ウエハの安定性を確保するために、例えば、円盤状の硬質部材を用いて行われる。すなわち、硬質部材の面に半導体ウエハを両面接着テープを介して接着しておき、これを研削装置にセットして所定の設定厚みまで半導体ウエハの表面を研削するものとなっている。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、研削が終了した半導体ウエハは、その直後にダイシング加工等を行う場合もあるが、何れにしても、前記硬質部材から剥離しなければならない。ところが、前述したように、半導体ウエハ若しくはチップは、その肉厚が非常に薄いものとなっているため、脆質性を帯びた状態となり、硬質部材から剥離する際に半導体ウエハ若しくはチップが割れ易い等、作業性が非常に悪く、その取り扱いが非常に難しいという不都合がある。
【０００５】
【発明の目的】
本発明は、このような不都合に着目して案出されたものであり、その目的は、半導体ウエハ若しくはチップ等の脆質部材を硬質部材から高精度且つ効率的に剥離してフレームに設けられた接着シートに転着することのできる脆質部材の転着装置を提供することにある。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
前記目的を達成するため、本発明は、硬質部材に貼付された脆質部材を前記硬質部材から剥離してリングフレームの上面側内周領域に貼設された接着シートに転着する装置において、
前記硬質部材を支持するテーブルと、平面視コ字状をなす外形に設けられて前記テーブルの周囲に位置するとともに、前記リングフレームを支持した状態で前記テーブルと相対回転可能に設けられたフレーム支持体と、前記接着シートが貼設されたリングフレームの外周側部分を挟み込んでフレーム支持体の所定位置に保ち、当該リングフレームを保持する保持手段とを備え、
前記テーブルは、その上面に硬質部材を載置した状態で当該硬質部材及びこれに積層された脆質部材を固定的に支持する吸着面を備え、
前記接着シートは、下面側の粘着層を介して脆質部材の上面側に接着可能に設けられ、
前記リングフレームに貼設された接着シートに脆質材料を接着して前記フレーム支持体を前記相対回転させることで、前記脆質材料をリングフレーム側に転着可能に設ける、という構成を採っている。このような構成とすれば、テーブル及びリングフレームの相対回転を、硬質部材と脆質部材との剥離が最適な条件となるように設定することで、脆質部材を破損することなく硬質部材から剥離が行えるようになり、当該脆質部材を接着テープ側に安定した精度で転着させることができる。また、リングフレームがフレーム支持体に対して不用意に動いてしまうことがなく、定位置でフレーム支持体と一体に回転させることが可能となる。
【０００８】
また、前記脆質部材は半導体ウエハ若しくはチップを対象とすることが好ましい。これにより、非常に割れやすいデリケートな対象物に対して利用価値の高い転着装置とすることができる。
【０００９】
更に、前記リングフレームと、前記フレーム支持体及び又はテーブルとの間には、前記リングフレームの位置決め手段が設けられる、という構成を併せて採用することが好ましい。このような構成により、リングフレームの設置向きに関する方向若しくは位置を予め設定した向きに保つことが可能となる。従って、半導体ウエハをダイシングして半導体チップの多数の集合体となっている場合には、チップが確実に接着シートに転写される必要がある。このような場合でも各チップのコーナー領域から常に剥離されるようにリングフレームの向きを設定することにより、チップの一部が硬質部材に残着するようなミスを低減できる。
【００１０】
また、前記硬質部材と脆質部材との間に進入可能な初期剥離形成手段を更に含む、という構成を採るとよい。このような構成を採用した場合には、剥離抵抗が最も強い初期の剥離を無理なく行うことができ、歩留まりの高い剥離を実現して確実なる転着を行うことが可能となる。
更に、前記初期剥離形成手段は、シリンダ装置と、これらシリンダ装置を介して移動可能なスライダと、各スライダに設けられるとともに、線材の各端部を保持して当該線材を張設するクランパとを含み、前記線材は、シリンダ装置の駆動により脆質部材と硬質部材との界面に入り込んで、それらの初期剥離を形成可能に設けられる、という構成を採用してもよい。
【００１１】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態について説明する。
【００１２】
図１には、本実施形態に係る脆質部材の転着装置の概略平面図が示され、図２には、その概略側面図が示されている。これらの図において、転着装置１０は、硬質部材Ｗ１に貼付された脆質部材としての半導体ウエハＷを支持するテーブル１１と、このテーブル１１の側端部（図１中上端部）に回転可能に連結されるとともに上面側にリングフレーム１２を載置可能としたフレーム支持体１３と、このフレーム支持体１３上で前記リングフレーム１２を定位置に保持する保持手段１４と、前記フレーム支持体１３を回転させる駆動装置１５と、前記リングフレーム１２の周方向位置を決定する位置決め手段１６と、前記硬質部材Ｗ１と半導体ウエハＷとの間に進入して層間の剥離を行う初期剥離形成手段１７とを備えて構成されている。
【００１３】
前記テーブル１１は、図４に示されるように、その上面に硬質部材Ｗ１を載置した状態で当該硬質部材Ｗ１及びこれに積層された脆質部材Ｗを固定的に支持する吸着面１１Ａを備えて構成されている。ここで、硬質部材Ｗ１は、本実施形態ではガラス板が用いられ、当該硬質部材Ｗ１に半導体ウエハＷが貼付されている。この半導体ウエハＷは、両面に粘着層Ｔ１，Ｔ２を備えた両面接着テープＴを介して硬質部材Ｗ１に接着されており、所定厚みまで研削して多数のチップＣとなるようにダイシング加工が施されている。なお、本実施形態では、ダイシング加工されたものが対象とされているが、ダイシングを施していない半導体ウエハであっても剥離と転着を行うこともできる。
【００１４】
前記フレーム支持体１３は、図１に示されるように、平面視略コ字状をなす外形に設けられてテーブル１１の周囲に位置するようになっている。このフレーム支持体１３は、図１中左右一対の角棒状をなす第１のフレーム形成体１３Ａ，１３Ａと、これらフレーム形成体１３Ａ，１３Ａにボルト２１，２１を介して連結された第２のフレーム形成体１３Ｂ，１３Ｂと、これら第２のフレーム形成体１３Ｂ，１３Ｂ間に設けられた第３のフレーム形成体１３Ｃとからなる。第２のフレーム形成体１３Ｂ，１３Ｂは、図２に示されるように、それらの上面位置が第１のフレーム形成体１３Ａ，１３Ａの上面位置よりも高くなるように設けられ、これにより、後述する初期剥離形成手段１７との位置的な干渉が生じないようになっている。ここで、前記第１のフレーム形成体１３Ａ，１３Ａは、それらの一端すなわち図２中右端が、蝶番２２を介して支柱２３にそれぞれ連結されており、当該蝶番２２位置を回転支点側として第３のフレーム形成体１３Ｃ側が図２中矢印Ａ方向に回転可能とされている。
【００１５】
前記フレーム支持体１３において、第３のフレーム形成体１３Ｃは、第２のフレーム形成体１３Ｂの上面位置よりも低い位置に設けられた下板２４と、この下板２４上に設けられたスペーサ２５と、当該スペーサ２５に隣接して下板２４上に設けられるとともに、前記リングフレーム１２の外周側部分が載置されるゴムパッド２６とにより構成されている。
【００１６】
前記保持手段１４は、前記スペーサ２５上に固定された蝶番２８と、この蝶番２８の取付位置とは反対側、すなわち、フレーム支持体１３の回転中心側に位置する起立片２９とにより構成されている。蝶番２８は、その可動板２８Ａ側に摘み部材３０を備えており、当該摘み部材３０を図２中矢印Ｂ方向に引っ張ることにより、前記下板２４上に固定されたゴムパッド２６との間にリングフレーム１２の外周側部分を挟み込み可能となっている。この一方、起立片２９は前記テーブル１１に固定され、当該起立片２９の内側垂直面にリングフレーム１２の外周縁部分が当接し、これにより、フレーム支持体１３が回転したときに、リングフレーム１２が後退滑り（図２中右側移動）することがないように保持される。
【００１７】
前記駆動装置１５は、前記第１のフレーム形成体１３Ａ，１３Ａの下方にそれぞれ位置する一対の円盤状のカム３２，３２と、これらカム３２，３２の外周面に接触するように前記第１のフレーム形成体１３Ａ，１３Ａにブラケットを介してそれぞれ回転可能に支持されたカムフォロワ３３，３３と、前記テーブル１１の下方を図１中左右方向に延びて配置されるとともに、前記カム３２，３２を相互に連結して同期回転させる回転軸３５と、この回転軸３５にカム３２，３２を固定するブッシュ３６，３６と、前記回転軸３５の先端を支持する軸受台３７と、回転軸３５を回転駆動させるモータＭとにより構成されている。回転軸３５は、円盤状をなすカム３２の中心より上方に偏心した位置に設けられており、これにより、カム３２が図２中時計方向に回転することで、カムフォロワ３３，３３が上下方向に変位して前記フレーム支持体１３が略水平位置から所定角度までの間で回転可能となる。
【００１８】
前記位置決め手段１６は、図１に示されるように、リングフレーム１２の外周二箇所部分に形成された略Ｖ字状のノッチ３８，３９と、これらノッチ３８，３９の位置を特定するようにテーブル１１上に突設された複数のピンＰ１，Ｐ２，Ｐ３とにより構成されている。ノッチ３８，３９とこれに対応するピンＰ１，Ｐ２，Ｐ３は、半導体ウエハＷ１における各チップＣのコーナーから剥離を開始するための位置若しくは方向を特定するものであり、各ノッチ３８，３９の領域にピンＰ１〜Ｐ３を位置合わせしたときに、前記保持手段１４を構成する蝶番２８と起立片２０とを結ぶ仮想直線に対してダイシングされた切り込み線が略４５度の方向に向くように設定される。
【００１９】
前記初期剥離形成手段１７は、前記第３のフレーム形成体１３Ｃの側端近傍に配置された一対のシリンダ装置４０，４０と、これらシリンダ装置４０，４０を介して図２中左右方向に移動可能なスライダ４１，４１と、各スライダ４１，４１の上面側に設けられるとともに、線材Ｌの各端部を保持する軸状のクランパ４３，４３と、各クランパ４３，４３に併設されたローラ４４，４４とにより構成されている。ローラ４４，４４の外周面には、その円周方向に沿う図示しないＶ溝が形成されており、このＶ溝内に線材Ｌが受容された状態で当該線材Ｌがクランパ４３，４３間に張設されている。この際、クランパ４３，４３は、前記スライダ４１，４１に対してねじ込み量が調整可能に設けられており、当該ねじ込み量によって線材Ｌの張力が調整できるようになっている。
【００２０】
前記リングフレーム１２は、図３及び図４に示されるように、上面側内周領域に接着シートＳが貼設されており、この接着シートＳの下面側にＵＶ硬化型粘着層（図４参照）を介して半導体ウエハＷの上面側に接着される。
【００２１】
次に、本実施形態における転着装置１０の全体的な動作について説明する。
【００２２】
初期設定として、図４に示されるように、粘着層Ｔ１の高さに線材Ｌが位置するようにセットする。すなわち、硬質部材Ｗ１の外周側に位置するテーブル１１の隆起部１１Ｂが粘着層Ｔ１の高さ位置となるように予め設定されている。この隆起部１１Ｂの上面は、平坦面であるが、必要に応じて傾斜面に形成してもよく、また、隆起部１１Ｂが部分的に上下方向に高さ調整可能となるように設けて剥離対象に応じて線材Ｌの高さを微調整できるようにすることができる。このようにしてセットされた線材Ｌは、図３に示されるように、リングフレーム１２の下面側を潜ってローラ４４，４４に掛け回された状態となるため、線材Ｌは、リングフレーム１２の内側に位置する領域が部分的に高い軸線位置となる。また、リングフレーム１２からローラ４４まで延びる線材Ｌ部分は、第２のフレーム形成体１３Ｂの下を通過する位置にあり、従って、図１中矢印方向に沿ってスライダ４１が干渉することなく往復動作可能となる。
【００２３】
次いで、前記硬質部材Ｗ１をテーブル１１の吸着面１１Ａに載せて当該硬質部材Ｗ１を吸着保持させる。この状態では、半導体ウエハＷが上面側に表出することとなる。この後、保持手段１４を構成する蝶番２８の可動板２８Ａを上方に回転させたまま、前記接着シートＳが貼設されたリングフレーム１２をフレーム支持体１２に載せて前記接着シートＳを半導体ウエハＷに接着し、同時に蝶番２８の可動板２８Ａを略水平姿勢に戻してリングフレーム１２の外周側部分を挟み込む。この際、リングフレーム１２の回転支点側は起立片２９の内面に当接するとともに、図１に示されるように、ノッチ３８，３９にピンＰ１，Ｐ２，Ｐ３がそれぞれ位置するように設定される。
【００２４】
このようにして設定が完了した状態で、初期剥離形成手段１７のシリンダ装置４０が駆動してスライダ４１が図１中二点鎖線で示されるように上方に所定量移動することとなる。この移動により、線材Ｌは半導体ウエハＷと硬質部材Ｗ１との界面、すなわち、粘着層Ｔ１内に入り込むこととなり、当該粘着層Ｔ１による半導体ウエハＷと硬質部材Ｗ１との初期剥離を形成することとなる（図５参照）。このような初期剥離が形成されると、前記駆動装置１５が駆動してカム３２，３２が回転し、当該カム３２，３２の回転に追従してカムフォロワ３３，３３が回転中心位置を上下方向に変位する。そして、カムフォロワ３３，３３を保持するフレーム支持体１３が所定角度位置まで回転し、剥離領域を更に右側に進行させて半導体ウエハＷと硬質部材Ｗ１との完全な剥離を行うこととなり、この剥離完了によって半導体ウエハＷ１がリングフレーム１２の接着シートＳ側に転着されることとなる。
【００２５】
このようにしてリングフレーム１２に転着された半導体ウエハＷすなわち各チップＣは、公知のピックアップ装置を介して一単位ずつ取り出されて後工程の処理に付されることとなる。
【００２６】
従って、本実施形態によれば、半導体ウエハＷのように、非常に肉厚の薄い脆質材料を対象として当該半導体ウエハＷと硬質部材Ｗ１との剥離を一定の精度で行い、別途用意されたリングフレーム１２の接着シートＳに転着できるという効果を得ることができる。
【００２７】
なお、前記実施例では、半導体ウエハＷと硬質部材Ｗ１との剥離位置が、粘着層Ｔ１位置である場合を図示、説明したが、本発明はこれに限定されるものではない。例えば、剥離後に半導体ウエハＷの下面側の保護を図る必要がある場合には、粘着層Ｔ２位置にて剥離を行い、両面接着テープＴで半導体ウエハＷを被覆するようにしてもよい。
【００２８】
また、駆動装置１５は、カム３２，カムフォロワ３３を用いることなく、他の手段に代替可能である。例えば、単一機構からなるシリンダ装置等を例示することができる。
【００２９】
更に、前記実施形態では、半導体ウエハＷ側が初期位置に対して回転する方式としたが、硬質部材Ｗ１側が初期位置から回転する方式であってもよい。要するに、本発明は、半導体ウエハＷと硬質部材Ｗ１とが相対的に回転する構成となっていれば足りる。
【００３０】
また、前記実施形態では、半導体ウエハＷを剥離対象としたが、その他の薄板状をなす脆質部材にも適用することができる。
【００３１】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明によれば、フレームに設けられた接着シートに脆質材料を接着するとともに、フレーム支持体を硬質部材に対して相対回転させるという構成を採用したから、硬質部材と脆質部材との剥離条件が一定に保たれるようになり、脆質部材を接着シート側に安定した精度で転着できる、という従来にない優れた効果を奏する脆質部材の転着装置を提供することが可能となる。
【００３２】
また、本発明は、保持手段を介してフレームがフレーム支持体の所定位置に保たれる構成としたから、フレーム支持体を前記相対回転させるときに、これに支持されているフレームが不用意に動いてしまうことがなく、定位置でフレーム支持体と一体に回転させることが可能となり、この点からも安定した剥離を達成することができる。
【００３３】
更に、本発明に係る脆質部材を、半導体ウエハ若しくはチップとした場合には、非常に割れ易い対象物に対して特に有効に適用することが可能となる。
【００３４】
また、フレーム支持体及び又はテーブルとの間に位置決め手段を設けた構成では、特に、半導体ウエハがダイシング加工された後の多数のチップであるときに、各チップのコーナー領域から常に剥離されるように設定することが可能となり、剥離抵抗を最小限にして剥離することが可能となる。
【００３５】
更に、硬質部材と脆質部材との間に進入可能な初期剥離形成手段を設けた構成では、いわゆる剥離代を形成して、その後の剥離をスムースに行うことができ、歩留まりの高い剥離を行うことができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本実施形態に係る転着装置の概略平面図。
【図２】図１の概略右側面図。
【図３】前記実施形態における初期剥離形成手段の要部概略斜視図。
【図４】初期剥離形成手段による剥離前の段階を示す部分拡大断面図。
【図５】初期剥離形成手段により剥離が進んだ状態を示す部分拡大断面図。
【符号の説明】
１０  転着装置
１１  テーブル
１２  リングフレーム
１３  フレーム支持体
１５  駆動装置
１６  位置決め手段
１７  初期剥離形成手段
２８  蝶番（保持手段）
２９  起立片（保持手段）
３２  カム（駆動装置）
３３  カムフォロワ（駆動装置）
３８  ノッチ（位置決め手段）
３９  ノッチ（位置決め手段）
Ｃ  半導体チップ
Ｍ  モータ（駆動手段）
Ｐ１，Ｐ２，Ｐ３  ピン（位置決め手段）
Ｓ  接着シート
Ｗ  半導体ウエハ
【図１】
0004041344.tif 000002
【図２】
0004041344.tif 000003
【図３】
0004041344.tif 000004
【図４】
0004041344.tif 000005
【図５】
0004041344.tif 000006