JP7717195B2 - 基板処理装置、及び基板処理方法 - Google Patents
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Description
本開示は、基板処理装置、及び基板処理方法に関する。
特許文献1に記載のチップ実装システムは、チップ供給装置と、ボンディング装置と、表面処理装置と、搬出入部と、搬送部と、を備える(特許文献1の段落[0225])。チップ供給装置は、複数のチップを保持して接合すべきチップを個別に供給する。ボンディング装置は、チップ供給装置から供給されたチップを基板上に取り付ける。表面処理装置は、複数のチップ及び基板の接合面に表面活性化処理と親水化処理を行う。搬入出部は、チップ実装システムの外部から接合すべきチップ及び基板をその内部に搬入し、チップが取り付けられた基板(チップと基板とを含む構造体)をその外部へ搬出する。搬送部は、複数のチップ、基板及びチップと基板とを含む構造体を搬出入部、チップ供給装置、ボンディング装置及び表面処理装置の間において搬送する。チップ供給装置の内部では、ダイシング処理が行われて複数のチップが生成される(特許文献1の段落[0248])。また、チップ供給装置の内部では、ダイシングされた複数のチップがダイシングテープ上に載置される(特許文献1の段落[0250])。
本開示の一態様は、チップ付き基板の品質を向上する、技術を提供する。
本開示の一態様に係る基板処理装置は、ピックアップ部と、除去部と、マウント部と、を備える。前記ピックアップ部は、複数のチップがテープを介してフレームに装着され且つ前記チップの前記テープとは反対側の第1主面に保護膜が形成された状態で前記チップを前記テープから剥離する。前記除去部は、前記ピックアップ部によって前記チップを前記テープから剥離した後、前記チップから前記保護膜を除去する。前記マウント部は、前記除去部によって前記保護膜を除去した後、前記チップの前記第1主面を基板に向けて前記チップを前記基板に実装する。
本開示の一態様によれば、チップ付き基板の品質を向上することができる。
以下、本開示の実施形態について図面を参照して説明する。なお、各図面において同一の又は対応する構成には同一の符号を付し、説明を省略することがある。本明細書において、X軸方向、Y軸方向、Z軸方向は互いに垂直な方向である。X軸方向及びY軸方向は水平方向、Z軸方向は鉛直方向である。
図1~図2を参照して、一実施形態に係る基板処理装置1について説明する。基板処理装置1は、図2(A)~図2(D)に示すように、基板W1の主面W1cの異なる貼合領域に複数のチップCP1を貼合することで、チップ付き基板CW1を製造する。貼合領域は、予め設定されている。
チップ付き基板CW1は、基板W1と、基板W1に貼合された複数のチップCP1と、を含む。図示しないが、各チップCP1の上には、さらに別のチップが積層されてもよい。
基板処理装置1には、図2(A)に示す基板W1が搬入される。基板W1は、下地基板W1aと、下地基板W1aの上に形成された複数のデバイスW1bと、を有する。下地基板W1aは、例えば、シリコンウェハ、化合物半導体ウェハ、又はガラス基板である。デバイスW1bは、半導体素子、回路、又は端子などを含む。デバイスW1bは、主面W1cに形成されている。
また、基板処理装置1には、図2(B)に示す複数のチップCP1が搬入される。複数のチップCP1はテープTP1に接着されており、テープTP1の外周がフレームFR1に装着されている。フレームFR1の開口部に、複数のチップCP1が配列されている。複数のチップCP1は、例えば基板をテープTP1に接着した状態で基板をダイシングすることで得られる。
チップCP1は、下地基板CP1aと、下地基板CP1aの上に形成されたデバイスCP1bと、を有する。下地基板CP1aは、例えば、シリコンウェハ、化合物半導体ウェハ、又はガラス基板である。デバイスCP1bは、半導体素子、回路、又は端子などを含む。デバイスCP1bは、下地基板CP1aを基準として、テープTP1とは反対側に配置される。
図2(C)に示すように、ピックアップ部53は、複数のチップCP1を個別にテープTP1から剥離する。その後、チップCP1は、上下反転された上で、図2(D)に示すように、基板W1に貼合される。基板W1のデバイスW1bと、チップCP1のデバイスCP1bとが電気的に接続される。これにより、チップ付き基板CW1が得られる。
なお、図17(A)に示すように、チップ付き基板CW1を構成する基板W1は、デバイスW1bを有しなくてもよい。つまり、基板W1は、電気回路を有しなくてもよい。例えば、基板W1は、シリコンウェハ、化合物半導体ウェハ、又はガラス基板のみからなる。基板W1がデバイスW1bを有しない場合、図17(B)に示すように、複数のチップCP1を挟んで基板W1と基板W2とが接合される。次に、図17(C)に示すように、複数のチップCP1と基板W1が剥離され、最後に、図17(D)に示すように複数のチップCP1を挟んで基板W2と基板W3とが接合される。基板W3は、下地基板W3aと、下地基板W3aの上に形成された複数のデバイスW3bと、を有する。基板W3のデバイスW3bと、チップCP1のデバイスCP1bとが電気的に接続される。
図1に示すように、基板処理装置1は、搬入出ステーション2と、第1処理ステーション3と、インターフェースブロック4と、第2処理ステーション5と、制御部9と、を備える。搬入出ステーション2と、第1処理ステーション3と、インターフェースブロック4と、第2処理ステーション5とは、この順番で、X軸負方向側からX軸正方向側に並ぶ。
搬入出ステーション2は、載置台20を備える。載置台20には、カセットC1~C4が載置される。カセットC1は、図2(A)に示す基板W1を収容する。カセットC2は、図2(D)に示すチップ付き基板CW1を収容する。カセットC3は、図2(B)に示すフレームFR1と共に複数のチップCP1を収容する。カセットC4は、図示しない使用済みのフレームFR1を収容する。使用済みのフレームFR1とは、複数のチップCP1をテープTP1から剥離した後に残るフレームFR1のことである。使用済みのフレームFR1には、チップCP1が残っていてもよい。
搬入出ステーション2は、搬送領域21と、第3基板搬送アーム22と、第3フレーム搬送アーム23と、を備える。搬送領域21は、載置台20に隣接する。第3基板搬送アーム22は、搬送領域21にて基板W1を保持して搬送する。第3フレーム搬送アーム23は、搬送領域21にてフレームFR1を保持して搬送する。第3基板搬送アーム22と第3フレーム搬送アーム23は、それぞれ、水平方向(X軸方向及びY軸方向の両方向)及び鉛直方向の移動と、鉛直軸を中心とする回転とが可能である。
搬入出ステーション2は、第3基板搬送アーム22と第3フレーム搬送アーム23を移動または回転させる図示しない駆動部を有する。第3基板搬送アーム22と第3フレーム搬送アーム23は、同じY軸スライダに搭載され同時にY軸方向に移動させられてもよいし、異なるY軸スライダに搭載され独立にY軸方向に移動させられてもよい。第3基板搬送アーム22と第3フレーム搬送アーム23は、同じY軸スライダに搭載される場合、Z軸方向に積層される。第3基板搬送アーム22と第3フレーム搬送アーム23が異なるY軸スライダに搭載される場合、複数のY軸スライダはZ軸方向にずらして配置される。
第3基板搬送アーム22は、チップCP1を貼合する前の基板W1をカセットC1から取り出し、基板載置部24に搬送する。また、第3基板搬送アーム22は、基板載置部24からチップ付き基板CW1を取り出し、カセットC2に収納する。チップCP1を貼合する前の基板W1を搬送する第3基板搬送アーム22と、チップ付き基板CW1を搬送する第3基板搬送アーム22とは、別々に設けられてもよい。
第3フレーム搬送アーム23は、フレームFR1と共に複数のチップCP1をカセットC3から取り出し、フレーム載置部25に搬送する。また、第3フレーム搬送アーム23は、フレーム載置部25から使用済みのフレームFR1を取り出し、カセットC4に収納する。フレームFR1と共に複数のチップCP1を搬送する第3フレーム搬送アーム23と、使用済みのフレームFR1を搬送する第3フレーム搬送アーム23とは、別々に設けられてもよい。
搬入出ステーション2は、基板載置部24と、フレーム載置部25と、を備える。基板載置部24とフレーム載置部25は、搬入出ステーション2の搬送領域21と、第1処理ステーション3の搬送領域30との間に配置され、両方の搬送領域21、30に隣接する。基板載置部24とフレーム載置部25とは、搬入出ステーション2のフットプリントを小さくすべく、鉛直方向に積層されてもよい。
基板載置部24には、チップCP1を貼合する前の基板W1が載置される。基板載置部24には、チップ付き基板CW1が載置されてもよい。チップCP1を貼合する前の基板W1が載置される基板載置部24と、チップ付き基板CW1が載置される基板載置部24とは、別々に設けられてもよく、それぞれ複数設けられてもよい。
フレーム載置部25には、フレームFR1と共に複数のチップCP1が載置される。フレーム載置部25には、使用済みのフレームFR1が載置されてもよい。フレームFR1と共に複数のチップCP1が載置されるフレーム載置部25と、使用済みのフレームFR1が載置されるフレーム載置部25とは、別々に設けられてもよく、それぞれ複数設けられてもよい。
第1処理ステーション3は、搬送領域30と、第1基板搬送アーム31と、第1フレーム搬送アーム32と、を備える。搬送領域30は、X軸方向に延びている。第1基板搬送アーム31は、搬送領域30にて基板W1を保持して搬送する。第1フレーム搬送アーム32は、搬送領域30にてフレームFR1を保持して搬送する。第1基板搬送アーム31と第1フレーム搬送アーム32は、それぞれ、水平方向(X軸方向及びY軸方向の両方向)及び鉛直方向の移動と、鉛直軸を中心とする回転とが可能である。
第1処理ステーション3は、第1基板搬送アーム31と第1フレーム搬送アーム32を移動または回転させる図示しない駆動部を有する。第1基板搬送アーム31と第1フレーム搬送アーム32は、同じX軸スライダに搭載され同時にX軸方向に移動させられてもよいし、異なるX軸スライダに搭載され独立にX軸方向に移動させられてもよい。第1基板搬送アーム31と第1フレーム搬送アーム32は、同じX軸スライダに搭載される場合、Z軸方向に積層される。第1基板搬送アーム31と第1フレーム搬送アーム32が異なるX軸スライダに搭載される場合、複数のX軸スライダはZ軸方向にずらして配置される。
第1基板搬送アーム31は、チップCP1を貼合する前の基板W1を基板載置部24から取り出し、表面改質部34と基板洗浄部35を経由して、インターフェースブロック4の第1バッファ部41に搬送する。また、第1基板搬送アーム31は、第1バッファ部41からチップ付き基板CW1を取り出し、検査部36などを経由して、搬入出ステーション2の基板載置部24に載置する。チップCP1を貼合する前の基板W1を搬送する第1基板搬送アーム31と、チップ付き基板CW1を搬送する第1基板搬送アーム31とは、別々に設けられてもよい。
第1フレーム搬送アーム32は、フレーム載置部25からフレームFR1と共に複数のチップCP1を取り出し、チップ洗浄部33を経由して、インターフェースブロック4の第2バッファ部42に搬送する。また、第1フレーム搬送アーム32は、第2バッファ部42から使用済みのフレームFR1を取り出し、搬入出ステーション2のフレーム載置部25に載置する。フレームFR1と共に複数のチップCP1を搬送する第1フレーム搬送アーム32と、使用済みのフレームFR1を搬送する第1フレーム搬送アーム32とは、別々に設けられてもよい。
第1処理ステーション3は、チップ洗浄部33と、表面改質部34と、基板洗浄部35と、検査部36と、チップ剥離部37と、リワーク部38と、アニール部39と、を備える。チップ洗浄部33と、表面改質部34と、基板洗浄部35と、検査部36と、チップ剥離部37と、リワーク部38と、アニール部39とは、搬送領域30に隣接しており、搬送領域30のY軸正方向側またはY軸負方向側に配置される。
チップ洗浄部33は、複数のチップCP1がテープTP1に接着され且つテープTP1の外周がフレームFR1に装着された状態で、複数のチップCP1を洗浄する。チップCP1を洗浄した後で、チップCP1を基板W1に貼合することで、異物の噛み込みを抑制できる。チップ洗浄部33の詳細は後述する。
表面改質部34は、基板W1の主面W1cをプラズマ処理する。表面改質部34では、例えば減圧下において処理ガスである酸素ガスが励起されてプラズマ化され、イオン化される。酸素イオンが基板W1の主面W1cに照射されることにより、主面W1cが改質される。処理ガスは、酸素ガスには限定されず、例えば窒素ガスなどでもよい。
基板洗浄部35は、基板W1の主面W1cを洗浄する。例えば、基板洗浄部35は、スピンチャックに保持されている基板W1を回転させながら、基板W1の上に純水(例えば脱イオン水)を供給する。純水は、遠心力によって主面W1c全体に広がり、主面W1cを洗浄する。純水は、予め改質された主面W1cにOH基を付与する。OH基同士の水素結合を利用して、基板W1とチップCP1を貼合できる。
検査部36は、基板W1の主面W1cの異なる貼合領域に貼合された複数のチップCP1のそれぞれの貼合状態が良好か不良かを検査する。検査項目は、気泡などの異物の有無と、位置ずれの有無と、の少なくとも1つを含む。例えば気泡が基板W1とチップCP1の界面に有ると、チップ付き基板CW1が真空処理される際に、気泡が破裂する。気泡の破裂によって、貼合状態が良好なチップCP1まで問題が生じたり、真空チャンバーが汚染されたりする。あるいは、気泡または粒子が基板W1とチップCP1の界面に有ると、チップCP1の高さが高くなり、研削または研磨時にチッピングが生じ、その衝撃で貼合状態が良好なチップCP1まで問題が生じる。検査部36の詳細は後述する。
チップ剥離部37は、検査部36による検査で貼合状態が不良であったチップCP1を、基板W1から剥離する。貼合状態が不良であったチップCP1を基板W1から剥離することで、気泡または粒子が基板W1とチップCP1の界面にある場合に生じる問題を解決でき、チップ付き基板CW1の品質を向上できる。基板W1から剥離したチップCP1は、再利用されてもよいし、廃棄されてもよい。チップ剥離部37の詳細は後述する。
リワーク部38は、基板W1の主面W1cのうち、チップ剥離部37によってチップCP1を剥離した貼合領域を選択的に処理する。その処理は、チップCP1を剥離した貼合領域を、チップCP1を貼合する直前の状態に戻す処理である。例えば、リワーク部38は、チップCP1を剥離した貼合領域に対して選択的に、プラズマと水の少なくとも1つを供給する。リワーク部38の詳細は、後述する。
アニール部39は、チップ付き基板CW1を加熱処理する。加熱処理前に、チップCP1と基板W1は、OH基同士の水素結合によって結合されている。加熱処理によって、脱水縮合反応が生じ、共有結合が生じ、チップCP1と基板W1の接合強度が向上する。なお、チップ剥離部37によるチップCP1の剥離は、アニール部39によるチップ付き基板CW1の加熱処理前に行われる。
インターフェースブロック4は、第1処理ステーション3の搬送領域30に隣接する。インターフェースブロック4は、第1バッファ部41と、第2バッファ部42と、第2基板搬送アーム43と、第2フレーム搬送アーム44と、を備える。第1バッファ部41と第2バッファ部42は、第1処理ステーション3の搬送領域30に隣接している。第1バッファ部41と第2バッファ部42は、インターフェースブロック4のフットプリントを小さくすべく、鉛直方向に積層されてもよい。
第1バッファ部41は、チップCP1を貼合する前の基板W1を保管する。第1バッファ部41は、チップ付き基板CW1を保管してもよい。チップCP1を貼合する前の基板W1を保管する第1バッファ部41と、チップ付き基板CW1を保管する第1バッファ部41とは、別々に設けられてもよく、それぞれ複数設けられてもよい。
第2バッファ部42は、フレームFR1と共に複数のチップCP1を保管する。第2バッファ部42は、使用済みのフレームFR1を保管してもよい。フレームFR1と共に複数のチップCP1を保管する第2バッファ部42と、使用済みのフレームFR1を保管する第2バッファ部42とは、別々に設けられてもよく、それぞれ複数設けられてもよい。
第2基板搬送アーム43は、チップCP1を貼合する前の基板W1を第1バッファ部41から取り出し、第2処理ステーション5の基板保持部51に搬送する。第2基板搬送アーム43は、チップ付き基板CW1を基板保持部51から第1バッファ部41に搬送してもよい。第2基板搬送アーム43は、水平方向(X軸方向及びY軸方向の両方向)及び鉛直方向の移動と、鉛直軸を中心とする回転とが可能である。チップCP1を貼合する前の基板W1を搬送する第2基板搬送アーム43と、チップ付き基板CW1を搬送する第2基板搬送アーム43とは、別々に設けられてもよい。
第2フレーム搬送アーム44は、フレームFR1と共に複数のチップCP1を第2バッファ部42から取り出し、第2処理ステーション5のチップ保持部52に搬送する。第2フレーム搬送アーム44は、使用済みのフレームFR1をチップ保持部52から第2バッファ部42に搬送してもよい。第2フレーム搬送アーム44は、水平方向(X軸方向及びY軸方向の両方向)及び鉛直方向の移動と、鉛直軸を中心とする回転とが可能である。フレームFR1と共に複数のチップCP1を搬送する第2フレーム搬送アーム44と、使用済みのフレームFR1を搬送する第2フレーム搬送アーム44とは、別々に設けられてもよい。
インターフェースブロック4は、第2基板搬送アーム43と第2フレーム搬送アーム44を移動または回転させる図示しない駆動部を有する。第2基板搬送アーム43と第2フレーム搬送アーム44は、所定方向に同時に移動させられてもよいし、所定方向に独立に移動させられてもよい。第2基板搬送アーム43と第2フレーム搬送アーム44は、図1及び図2ではZ軸方向に積層されていないが、Z軸方向に積層されてもよい。
インターフェースブロック4は、前処理(例えば表面改質と洗浄)を実施済みの基板W1と、前処理(例えば洗浄)を実施済みの複数のチップCP1とを保管する。これにより、第2処理ステーション5の稼働率を向上でき、チップ付き基板CW1の生産効率を向上できる。
なお、インターフェースブロック4は無くてもよく、第1処理ステーション3と第2処理ステーション5とが隣接していてもよい。この場合、第1処理ステーション3の第1基板搬送アーム31が、チップCP1を貼合する前の基板W1を第2処理ステーション5の基板保持部51に搬送し、チップ付き基板CW1を基板保持部51から受け取る。また、この場合、第1処理ステーション3の第1フレーム搬送アーム32が、フレームFR1と共に複数のチップCP1を第2処理ステーション5のチップ保持部52に搬送し、使用済みのフレームFR1をチップ保持部52から受け取る。
第2処理ステーション5は、インターフェースブロック4を基準として第1処理ステーション3の搬送領域30とは反対側に配置される。第2処理ステーション5は、基板保持部51と、チップ保持部52と、ピックアップ部53と、マウント部54と、を備える。基板保持部51は、基板W1を保持する。チップ保持部52は、複数のチップCP1がテープTP1を介してフレームFR1に装着された状態で、複数のチップCP1を保持する。基板保持部51とチップ保持部52は、それぞれ、水平方向(X軸方向及びY軸方向の両方向)の移動と、鉛直軸を中心とする回転とが可能である。ピックアップ部53は、チップ保持部52で保持されているチップCP1をテープTP1から剥離する。マウント部54は、ピックアップ部53でテープTP1から剥離したチップCP1を基板W1の主面W1cに実装する。第2処理ステーション5の詳細は後述する。
インターフェースブロック4と、第2処理ステーション5とで、チップ貼合部6が構成される。チップ貼合部6は、第1処理ステーション3の搬送領域30に隣接している。なお、既述の通り、インターフェースブロック4は無くてもよく、第2処理ステーション5のみでチップ貼合部6が構成されてもよい。
制御部9は、例えばコンピュータであり、CPU(Central Processing Unit)91と、メモリなどの記憶媒体92と、を備える。記憶媒体92には、基板処理装置1において実行される各種の処理を制御するプログラムが格納される。制御部9は、記憶媒体92に記憶されたプログラムをCPU91に実行させることにより、基板処理装置1の動作を制御する。基板処理装置1を構成するユニットごとにユニットの動作を制御するユニット制御部が設けられ、複数のユニット制御部を統括制御するシステム制御部が設けられてもよい。ユニット制御部とシステム制御部とで制御部9が構成されてもよい。
次に、図3を参照して、一実施形態に係る基板処理方法について説明する。図3の処理は、制御部9による制御下で実施される。
先ず、搬入出ステーション2の第3基板搬送アーム22が、カセットC1から基板W1を取り出し、基板載置部24に搬送する。次に、第1処理ステーション3の第1基板搬送アーム31が、基板載置部24から基板W1を取り出し、表面改質部34に搬送する。次に、表面改質部34が、基板W1の主面W1cをプラズマ処理する(ステップS101)。その後、第1基板搬送アーム31が、表面改質部34から基板W1を取り出し、基板洗浄部35に搬送する。次に、基板洗浄部35が、基板W1の主面W1cを洗浄する(ステップS102)。その後、第1基板搬送アーム31が、基板洗浄部35から基板W1を取り出し、インターフェースブロック4の第1バッファ部41に搬送する。次に、第2基板搬送アーム43が、第1バッファ部41から基板W1を取り出し、第2処理ステーション5の基板保持部51に搬送する。
上記の処理と並行して、下記の処理が行われる。先ず、搬入出ステーション2の第3フレーム搬送アーム23が、カセットC3からフレームFR1と共に複数のチップCP1を取り出し、フレーム載置部25に搬送する。次に、第1処理ステーション3の第1フレーム搬送アーム32が、フレーム載置部25からフレームFR1と共に複数のチップCP1を取り出し、チップ洗浄部33に搬送する。次に、チップ洗浄部33が、複数のチップCP1を洗浄する(ステップS103)。その後、第1フレーム搬送アーム32が、チップ洗浄部33からフレームFR1と共に複数のチップCP1を取り出し、インターフェースブロック4の第2バッファ部42に搬送する。次に、第2フレーム搬送アーム44が、第2バッファ部42からフレームFR1と共に複数のチップCP1を取り出し、第2処理ステーション5のチップ保持部52に搬送する。
次に、チップ貼合部6が、基板W1の主面W1cの異なる貼合領域に、複数のチップCP1を貼合する(ステップS104)。これにより、チップ付き基板CW1が得られる。その後、第2基板搬送アーム43が、基板保持部51からチップ付き基板CW1を取り出し、第1バッファ部41に搬送する。次に、第1処理ステーション3の第1基板搬送アーム31が、第1バッファ部41からチップ付き基板CW1を取り出し、検査部36に搬送する。
次に、検査部36が、基板W1の主面W1cの異なる貼合領域に貼合された複数のチップCP1のそれぞれの貼合状態が良好か不良かを検査する(ステップS105)。検査部36は、検査結果を制御部9に送信する。制御部9は、不良の有無をチェックする(ステップS106)。制御部9は、検査部36による検査結果に応じて、チップ付き基板CW1の搬送先を、アニール部39とチップ剥離部37とに振り分ける制御を行う。
チップCP1の貼合状態に不良が有る場合(ステップS106、NO)、チップ付き基板CW1の搬送先は、チップ剥離部37になる。第1基板搬送アーム31が、検査部36からチップ付き基板CW1を取り出し、チップ剥離部37に搬送する。次に、チップ剥離部37が、貼合状態が不良であったチップCP1を、基板W1から剥離する(ステップS107)。その後、第1基板搬送アーム31が、チップ剥離部37からチップ付き基板CW1を取り出し、リワーク部38に搬送する。次に、リワーク部38が、チップCP1を剥離した貼合領域を選択的に処理する(ステップS108)。その後、第1基板搬送アーム31が、リワーク部38からチップ付き基板CW1取り出し、チップ貼合部6に搬送する。
次に、チップ貼合部6が、チップCP1を剥離した貼合領域に、チップCP1を再度貼合するか、またはチップCP1を再度貼合することなくチップCP1とは別に用意されたダミーチップDC1(図8参照)を貼合する(ステップS109)。ダミーチップDC1は、チップCP1とは異なり、デバイス、つまり電気回路を有しない。例えば、ダミーチップDC1は、シリコンウェハ、化合物半導体ウェハ、又はガラス基板のみからなる。なお、チップ貼合部6は、チップCP1を剥離した貼合領域に、チップCP1もダミーチップDC1も貼合しなくてもよく、何も貼合しなくてもよい。
チップCP1を基板W1から剥離した時に、基板W1のデバイスW1bが損傷してしまうことがある。損傷したデバイスW1bにチップCP1を再度貼合することは、チップCP1の無駄である。損傷したデバイスW1bにチップCP1を貼合しなければ、チップCP1の無駄を防止できる。この効果は、損傷したデバイスW1bに何も貼合しない場合にも得られる。
なお、図17(A)に示すように基板W1がデバイスW1bを有しない場合、チップCP1を剥離した貼合領域にチップCP1を再度貼合することが好ましい。チップCP1を再度貼合しない場合(チップCP1を再度貼合することなくダミーチップDC1を再度貼合する場合を含む)、図17(D)に示す基板W3のデバイスW3bが無駄になるからである。
チップ貼合部6は、既述の通り、チップCP1を剥離した貼合領域に、チップCP1を再度貼合するか、またはダミーチップDC1を貼合する(ステップS109)。この場合、チップCP1を剥離した貼合領域に何も貼合しない場合とは異なり、チップCP1が実装されるスペースが空いたまま、チップ付き基板CW1が後処理に供されるのを防止でき、後処理の品質を向上できる。例えば研削または研磨時に、均一な処理が可能である。
ステップS109の後、第1処理ステーション3の第1基板搬送アーム31が、チップ貼合部6からチップ付き基板CW1を取り出し、検査部36に搬送する。その後、ステップS105以降の処理が再度行われる。なお、ステップS109の後、第1基板搬送アーム31が、チップ貼合部6からチップ付き基板CW1を取り出し、アニール部39に搬送してもよい。その後、ステップS110以降の処理が行われる。
一方、全てのチップCP1の貼合状態に不良が無い場合(ステップS106、YES)、チップ付き基板CW1の搬送先は、アニール部39になる。第1基板搬送アーム31が、検査部36からチップ付き基板CW1を取り出し、アニール部39に搬送する。次に、アニール部39が、チップ付き基板CW1を加熱処理する(ステップS110)。加熱処理によって、チップCP1と基板W1の接合強度が向上する。
その後、第1基板搬送アーム31が、アニール部39からチップ付き基板CW1を取り出し、搬入出ステーション2の基板載置部24に載置する。最後に、搬入出ステーション2の第3基板搬送アーム22が、基板載置部24からチップ付き基板CW1を取り出し、カセットC2に収納する。チップ付き基板CW1は、カセットC2に収納された状態で、基板処理装置1から搬出される。
なお、ステップS104の後、第1処理ステーション3の第1フレーム搬送アーム32が、チップ貼合部6から使用済みのフレームFR1を取り出し、搬入出ステーション2のフレーム載置部25に載置する。次に、搬入出ステーション2の第3フレーム搬送アーム23が、フレーム載置部25から使用済みのフレームFR1を取り出し、カセットC4に収納する。
次に、図4を参照して、第1処理ステーション3の第1フレーム搬送アーム32の一例について説明する。第1フレーム搬送アーム32は、フレームFR1を載せる一対のガイドレール321と、フレームFR1を掴む把持部322と、一対のガイドレール321の長手方向に把持部322を移動させる駆動部323と、を有する。
なお、搬入出ステーション2の第3フレーム搬送アーム23と、インターフェースブロック4の第2フレーム搬送アーム44も、第1処理ステーション3の第1フレーム搬送アーム32と同様に構成されてもよく、フレームFR1を載せる一対のガイドレールと、フレームFR1を掴む把持部と、一対のガイドレールの長手方向に把持部を移動させる駆動部と、を有してもよい。
一対のガイドレール321は、それぞれ、断面L字形状を有し、水平板321aと鉛直板321bとを含む。上方から見たときに、一対の鉛直板321bが、フレームFR1を挟んで配置され、鉛直板321bと直交する方向へのフレームFR1の移動を規制する。フレームFR1は、一対の水平板321aの上に載置される。
第1フレーム搬送アーム32が、把持部322に加えて、一対のガイドレール321を有することで、フレームFR1を安定的に支持できる。また、駆動部323が、一対のガイドレール321の長手方向に把持部322を移動させることで、所望の装置(例えばチップ洗浄部33)との間でフレームFR1を円滑に受け渡すことができる。
図4に示すように、チップ洗浄部33は、一対のガイドレール338を有してもよい。一対のガイドレール338と、一対のガイドレール321とを連続的に並べることで、フレームFR1を円滑に受け渡すことができる。一対のガイドレール338は、水平方向及び鉛直方向に移動可能であってもよい。
一対のガイドレール338は、それぞれ、断面L字形状を有し、水平板338aと鉛直板338bとを含む。上方から見たときに、一対の鉛直板338bが、フレームFR1を挟んで配置され、鉛直板338bと直交する方向へのフレームFR1の移動を規制する。フレームFR1は、一対の水平板338aの上に載置される。
チップ洗浄部33は、内部搬送部339を有してもよい。図4(B)に示すように、内部搬送部339は、チップ洗浄部33の内部で、フレームFR1を上方から保持して搬送する。内部搬送部339は、一対のガイドレール338と、後述するフレーム保持部332との間で、フレームFR1を搬送する。
内部搬送部339は、例えば複数本のアーム339aを有する。上方から見たときに、複数本のアーム339aは、それぞれ、フレームFR1の開口部を横切っており、長手方向両端でフレームFR1を上方から吸着して搬送する。内部搬送部339は、水平方向(X軸方向及びY軸方向の両方向)及び鉛直方向の移動が可能である。
次に、図5と図6を参照して、チップ洗浄部33の一例について説明する。チップ洗浄部33は、例えば、チップ保持部331と、フレーム保持部332と、を有する。チップ保持部331は、テープTP1を介して複数のチップCP1を下方から水平に保持する。後述するエキスパンド部333がテープTP1を放射状に拡張する場合、チップ保持部331はテープTP1を摺動自在に載せる。なお、チップ保持部331は、真空チャック機構を有し、テープTP1を固定してもよい。
フレーム保持部332は、フレームFR1を下方から水平に保持する。フレーム保持部332は、真空チャック機構またはメカニカルチャック機構を有し、フレームFR1を固定する。後述する回転駆動部334がフレーム保持部332を回転駆動させることで、フレームFR1と共に複数のチップCP1が回転する。
チップ洗浄部33は、エキスパンド部333を有してもよい。エキスパンド部333は、図6に示すように、テープTP1を放射状に拡張することで、隣り合うチップCP1同士の間隔を広げる。例えば、エキスパンド部333は、フレーム保持部332に対してチップ保持部331を相対的に上昇させることで、テープTP1を放射状に拡張する。隣り合うチップCP1同士の間隔を広げることで、チップCP1の側面を効率よく洗浄できる。
チップ洗浄部33は、回転駆動部334と、ノズル335と、カップ336と、を有してもよい。回転駆動部334は、フレーム保持部332を回転駆動させることで、フレームFR1と共に複数のチップCP1を回転させる。回転駆動部334は、フレーム保持部332と共にチップ保持部331も回転駆動させる。ノズル335は、複数のチップCP1に対して洗浄液を供給する。洗浄液は、薬液またはリンス液などである。リンス液は、DIW(脱イオン水)などの純水である。ノズル335は、チップ保持部331などの回転中心線と直交する方向に移動してもよい。カップ336は、洗浄液を回収する。
チップ洗浄部33は、洗浄ヘッド337を有してもよい。洗浄ヘッド337は、ブラシまたはスポンジなどであり、複数のチップCP1をスクラブ洗浄する。洗浄ヘッド337は、複数のチップCP1との間に形成される液膜に対して超音波を付与するものであってもよい。液膜は、ノズル335が洗浄液を供給することで形成される。
次に、図7を参照して、第2処理ステーション5の一例について説明する。第2処理ステーション5は、既述の通り、基板保持部51と、チップ保持部52と、ピックアップ部53と、マウント部54と、を備える。
基板保持部51は、基板W1を保持する。基板保持部51は、例えば基板W1の主面W1cを上に向けて、基板W1を水平に保持する。基板W1の主面W1cが貼合領域ごとにデバイスW1bを有してもよく、基板保持部51はデバイスW1bを上に向けて基板W1を水平に保持してもよい。
チップ保持部52は、複数のチップCP1がテープTP1を介してフレームFR1に装着された状態で、複数のチップCP1を保持する。チップ保持部52は、例えば複数のチップCP1のそれぞれのデバイスCP1bを上に向けて、複数のチップCP1を水平に保持する。
ピックアップ部53は、複数のチップCP1を個別にテープTP1から剥離する。ピックアップ部53は、第1吸着ヘッド531を有する。第1吸着ヘッド531は、チップCP1をテープTP1とは反対側から吸着する。例えば、第1吸着ヘッド531は、チップCP1を上方から吸着する。
第1吸着ヘッド531は、チップCP1を吸着した状態で、上方に移動することで、チップCP1をテープTP1から剥離する。第1吸着ヘッド531は、上下反転可能であってもよい。チップCP1を上下反転することで、チップCP1のデバイスCP1bを基板W1に向けた状態でチップCP1を基板W1に実装できる。
チップ保持部52は、突き上げピン532を有してもよい。突き上げピン532は、テープTP1を介してチップCP1を下方から突き上げる。第1吸着ヘッド531は、突き上げピン532で突き上げたチップCP1を吸着する。これにより、隣り合うチップCP1同士が擦れ合うことを抑制できる。
図示しないが、ピックアップ部53は、チップ洗浄部33と同様に、エキスパンド部を有してもよい。エキスパンド部は、テープTP1を放射状に拡張することで、隣り合うチップCP1同士の間隔を広げる。これにより、隣り合うチップCP1同士が擦れ合うことを抑制できる。
マウント部54は、チップCP1のデバイスCP1bを基板W1に向けた状態で、チップCP1を基板W1の主面W1cに実装する。マウント部54は、第2吸着ヘッド541を有する。第2吸着ヘッド541は、上下反転したチップCP1を上方から吸着し、その状態で下方に移動することで、チップCP1を基板W1の主面W1cに実装する。
なお、本実施形態ではマウント部54の第2吸着ヘッド541がピックアップ部53の第1吸着ヘッド531からチップCP1を直接受け取るが、図示しない搬送部を介して受け取ってもよい。搬送部は、ピックアップ部53からマウント部54にチップCP1を搬送する。搬送部が、チップCP1を上下反転してもよい。
図7に示すように、基板W1の主面W1cが貼合領域ごとにデバイスW1bを有する場合、制御部9が情報取得部93を有してもよい。情報取得部93は、貼合領域ごとにデバイスW1bの状態が良好か不良かを示す情報を取得する。デバイスW1bの状態が良好か不良かは、外部の検査装置で検査される。検査装置は、例えばデバイスW1bの外観検査または動作検査を行い、その検査結果を制御部9に送信する。
チップ貼合部6は、制御部9による制御下で、状態が良好であるデバイスW1bにはチップCP1を貼合し、状態が不良であるデバイスW1bにはダミーチップDC1(図8参照)を貼合する。なお、チップ貼合部6は、状態が不良であるデバイスW1bには、チップCP1もダミーチップDC1も貼合しなくてもよく、何も貼合しなくてもよい。
状態が不良であるデバイスW1bにチップCP1を貼合することは、チップCP1の無駄である。状態が不良であるデバイスW1bにチップCP1を貼合しないことで、チップCP1の無駄を防止できる。この効果は、状態が不良であるデバイスW1bに何も貼合しない場合にも得られる。
また、状態が不良であるデバイスW1bにチップCP1を貼合することなくダミーチップDC1を貼合すれば、何も貼合しない場合とは異なり、チップCP1が実装されるスペースが空いたまま、チップ付き基板CW1が後処理に供されるのを防止でき、後処理の品質を向上できる。
次に、図9を参照して、検査部36の一例について説明する。検査部36は、基板W1の主面W1cの異なる貼合領域に貼合された複数のチップCP1のそれぞれの貼合状態が良好か不良かを検査する。検査項目は、気泡などの異物の有無と、位置ずれの有無と、の少なくとも1つを含む。検査部36は、例えば、基板保持部361と、検査ヘッド362と、を有する。
基板保持部361は、チップ付き基板CW1を保持する。基板保持部361は、水平方向(X軸方向及びY軸方向の両方向)の移動が可能である。基板保持部361は、鉛直軸を中心とする回転が可能であってもよい。基板保持部361の移動または回転によって、検査位置を変更できる。基板保持部361は、鉛直方向の移動が可能であってもよい。
検査ヘッド362は、例えばCTスキャナ、赤外線スキャナ、共焦点レーザースキャナ、または超音波スキャナなどを有し、チップCP1と基板W1の界面の画像を取得し、気泡の有無を検出する。あるいは、検査ヘッド362は、レーザー変位計などの高さ計測器を有し、チップCP1の高さを検出することで、気泡の有無を検出してもよい。気泡が有れば、気泡の厚みの分、チップCP1の高さが高くなる。
検査部36は、検査ヘッド362によって取得した情報を基に、基板W1の主面W1cの異なる貼合領域に貼合された複数のチップCP1のそれぞれの貼合状態が良好か不良かを判断する図示しない判断部を有してもよい。判断部は、コンピュータで構成される。判断部は、制御部9の一部であってもよい。
次に、図10を参照して、チップ剥離部37の一例について説明する。チップ剥離部37は、検査部36による検査で貼合状態が不良であったチップCP1を、基板W1から剥離する。チップ剥離部37は、例えば、基板保持部371と、剥離ヘッド372と、回収ボックス373と、を有する。
基板保持部371は、チップ付き基板CW1を保持する。基板保持部371は、水平方向(X軸方向及びY軸方向の両方向)の移動が可能である。基板保持部371は、鉛直軸を中心とする回転が可能であってもよい。基板保持部371の移動または回転によって、剥離位置を変更できる。基板保持部371は、鉛直方向の移動が可能であってもよい。
剥離ヘッド372は、例えば吸着ヘッド372aを含む。吸着ヘッド372aは、チップCP1を上方から吸着し、その状態で上方に移動することで、チップCP1を基板W1から剥離する。第1吸着ヘッド531は、鉛直方向だけではなく、水平方向の移動が可能であってよい。吸着ヘッド372aは、基板W1から剥離したチップCP1を回収ボックス373に投下する。
次に、図11と図12を参照して、チップ剥離部37の変形例について説明する。図11(A)に示すように、剥離ヘッド372は、吸着ヘッド372aに加えて、ブレード372bを含んでもよい。ブレード372bは、チップCP1と基板W1の界面に挿入されることで、チップCP1を基板W1から剥離する。
図11(B)に示すように、剥離ヘッド372は、吸着ヘッド372aに加えて、加熱器372cと冷却器372dを含んでもよい。加熱器372cと冷却器372dは、吸着ヘッド372aの内部に設けられ、チップCP1に温度勾配を形成し、熱応力によってチップCP1を基板W1から剥離する。
冷却器372dは、加熱器372cを囲むように配置される。これにより、加熱器372cの熱が横に漏れるのを抑制でき、剥離対象ではないチップCP1が加熱されるのを抑制できる。なお、冷却器372dと加熱器372cの配置が逆であっても、熱応力によってチップCP1を基板W1から剥離することは可能である。なお、冷却器372dは、吸着ヘッド372aの内部に設けられる代わりに、基板保持部371(図10参照)に設けられてもよい。
図12(A)に示すように、剥離ヘッド372は、吸着ヘッド372aに加えて、チューブ状のシール372eとノズル372fとを含んでもよい。シール372eは、剥離対象であるチップCP1の周囲に、チップCP1と基板W1の接合強度を低下させる剥離液を溜める。ノズル372fは、シール372eの内部に剥離液を吐出する。
剥離液は、剥離対象であるチップCP1と基板W1の界面に浸入し、チップCP1と基板W1の接合強度を低下させる。剥離液は、例えば、DIWなどの純水を含む。純水は、加水分解によってチップCP1と基板W1の接合強度を低下させる。剥離液は、純水と、純水以外の成分とを含んでもよい。
シール372eは、基板W1の主面W1cに押し付けられる。シール372eの材質は、例えば樹脂またはゴムである。シール372eの内周面は、下方に向けて先細り状のテーパー面であってもよい。テーパー面によって剥離液を内側に導くことができる。
ノズル372fは、シール372eを基板W1から離す前に、シール372eの内部に溜めた剥離液を吸い上げてもよい。剥離液を吐出するノズル372fと、剥離液を吸い上げるノズル372fとは、別々に設けられてもよい。
図12(B)に示すように、チップ剥離部37は、基板保持部371の内部に複数の突き上げピン374を有してもよい。複数の突き上げピン374は、個別に昇降させられる。基板保持部371がチップ付き基板CW1を吸着した状態で、突き上げピン374が基板W1を局所的に付き上げることで、基板W1が局所的に曲げ変形させられ、チップCP1が基板W1から剥離する。
次に、図13を参照して、リワーク部38の一例について説明する。リワーク部38は、基板W1の主面W1cのうち、チップ剥離部37によってチップCP1を剥離した貼合領域を選択的に処理する。リワーク部38は、例えば、基板保持部381と、処理ヘッド382と、を有する。
基板保持部381は、チップ付き基板CW1を保持する。基板保持部381は、水平方向(X軸方向及びY軸方向の両方向)の移動が可能である。基板保持部381は、鉛直軸を中心とする回転が可能であってもよい。基板保持部381の移動または回転によって、処理位置を変更できる。基板保持部381は、鉛直方向の移動が可能であってもよい。
処理ヘッド382は、例えばプラズマヘッドを有し、プラズマヘッドからチップCP1を剥離した貼合領域に選択的にプラズマを供給する。処理ヘッド382は、プラズマの供給領域を絞るべく、プラズマヘッドを囲むカバーを有してもよく、さらにカバーの内部を減圧してもよい。
処理ヘッド382は、洗浄ヘッドを有してもよく、洗浄ヘッドからチップCP1を剥離した貼合領域に選択的に水を供給する。洗浄ヘッドは、水を液体と気体のどちらの状態で供給してもよいが、好ましくは気体の状態で供給する。処理ヘッド382は、水の供給領域を絞るべく、洗浄ヘッドを囲むカバーを有してもよく、さらにカバーの内部を減圧してもよい。
処理ヘッド382は、水平方向(X軸方向及びY軸方向の両方向)の移動が可能であってもよい。処理ヘッド382の移動によって、処理位置を変更できる。処理ヘッド382は、鉛直方向の移動が可能であってもよい。
次に、図14を参照して、第1変形例に係る基板処理装置1について、上記実施形態との相違点を主に説明する。基板処理装置1は、第1処理ステーション3の代わりに、第2処理ステーション5が検査部36を備える。基板W1とチップCP1の貼合(ステップS104)と、貼合状態の検査(ステップS105)とを同時に実施することも可能である。第2処理ステーション5は、第1処理ステーション3の代わりに、検査部36に加えて、チップ剥離部37も備えてもよい。
次に、図15と図16を参照して、第2変形例に係る基板処理装置1について、上記実施形態及び上記第1変形例との相違点を主に説明する。基板処理装置1は、図16(A)~図16(D)に示すように、基板W1の主面W1cの貼合領域とは異なる第2貼合領域に、チップCP1とは異なる第2チップCP2を貼合することで、チップ付き基板CW1を製造する。チップ付き基板CW1は、基板W1と、基板W1に貼合された複数のチップCP1と、基板W1に貼合された複数の第2チップCP2を含む。
基板処理装置1には、図16(B)に示す複数の第2チップCP2が搬入される。複数の第2チップCP2は第2テープTP2に接着されており、第2テープTP2の外周が第2フレームFR2に装着されている。第2フレームFR2の開口部に、複数の第2チップCP2が配列されている。複数の第2チップCP2は、例えば基板を第2テープTP2に接着した状態で基板をダイシングすることで得られる。
第2チップCP2は、下地基板CP2aと、下地基板CP2aの上に形成されたデバイスCP2bと、を有する。下地基板CP2aは、例えば、シリコンウェハ、化合物半導体ウェハ、又はガラス基板である。デバイスCP2bは、半導体素子、回路、又は端子などを含む。デバイスCP2bは、下地基板CP2aを基準として、第2テープTP2とは反対側に配置される。
図16(C)に示すように、ピックアップ部53は、複数の第2チップCP2を個別に第2テープTP2から剥離する。その後、第2チップCP2は、上下反転された上で、図16(D)に示すように、基板W1に貼合される。基板W1のデバイスW1bと、チップCP1のデバイスCP1bと、第2チップCP2のデバイスCP2bとが電気的に接続される。これにより、チップ付き基板CW1が得られる。
図15に示すように、インターフェースブロック4は、第3バッファ部45を備えてもよい。第3バッファ部45は、第1処理ステーション3の搬送領域30に隣接している。第1バッファ部41と第2バッファ部42と第3バッファ部45は、インターフェースブロック4のフットプリントを小さくすべく、鉛直方向に積層されてもよい。
第3バッファ部45は、第2フレームFR2と共に複数の第2チップCP2を保管する。第3バッファ部45は、前処理(例えば洗浄)を実施済みの複数の第2チップCP2を保管する。これにより、第2処理ステーション5の稼働率を向上でき、チップ付き基板CW1の生産効率を向上できる。
なお、第2チップCP2の搬送と洗浄は、チップCP1の搬送と洗浄と同様に行われるので、説明を省略する。第2チップCP2の搬送と洗浄に用いられる装置と、チップCP1の搬送と洗浄に用いられる装置とは、共通の装置であってもよいし、別々に設けた装置であってもよい。
また、第2チップCP2のピックアップと実装は、チップCP1のピックアップと実装と同様に行われるので、説明を省略する。第2チップCP2のピックアップと実装に用いられる装置と、チップCP1のピックアップと実装に用いられる装置とは、共通の装置であってもよいし、別々に設けた装置であってもよい。
次に、図18~図22を参照して、第3変形例に係る基板処理装置1について、上記実施形態、上記第1変形例および上記第2変形例との相違点を主に説明する。基板処理装置1は、図19(A)~図19(C)に示すように、保護膜PF1によって保護されているチップCP1をテープTP1から剥離し、その後、チップCP1を基板W1に実装する。その途中で、基板処理装置1は、保護膜PF1をチップCP1から除去する。
図20に示すように、第2処理ステーション5は、基板保持部51と、チップ保持部52と、ピックアップ部53と、マウント部54と、を備える。また、第2処理ステーション5は、除去部55(図18参照)も備える。以下、ピックアップ部53と、マウント部54と、除去部55について、この順番で説明する。
ピックアップ部53は、複数のチップCP1がテープTP1を介してフレームFR1に装着され且つチップCP1のテープTP1とは反対側の第1主面CP1cに保護膜PF1が形成された状態で、チップCP1をテープTP1から剥離する。保護膜PF1は、チップCP1の第1主面CP1cを覆う。
ピックアップ部53は、第1吸着ヘッド531を有する。第1吸着ヘッド531は、保護膜PF1を介してチップCP1を吸着する。保護膜PF1は、第1吸着ヘッド531とチップCP1のデバイスCP1bとの接触を防止することで、デバイスCP1bの損傷を抑制する。
第1吸着ヘッド531は、チップCP1を吸着した状態で上方に移動することで、チップCP1をテープTP1から剥離する。このとき、保護膜PF1が引きちぎられ、分割される。なお、保護膜PF1は、レーザー加工またはブレード加工などによって、予め分割されていてもよい。
第1吸着ヘッド531は、上下反転可能であってもよい。チップCP1を上下反転でき、チップCP1の第1主面CP1cを基板W1に向けることができる。なお、既述の通り、図示しない搬送部がピックアップ部53からマウント部54にチップCP1を搬送してもよく、その途中で搬送部がチップCP1を上下反転してもよい。
マウント部54は、チップCP1の第1主面CP1cを基板W1に向けて、チップCP1を基板W1の主面W1cに実装する。マウント部54は、第2吸着ヘッド541を有する。第2吸着ヘッド541は、チップCP1の第2主面CP1dを吸着する。第2主面CP1dは、第1主面CP1cとは反対向きの面であって、テープTP1から剥離された面である。
第2吸着ヘッド541は、チップCP1を上方から吸着し、その状態で下方に移動することで、チップCP1を基板W1の主面W1cに実装する。チップCP1と基板W1が接触するように、予め保護膜PF1が除去される。チップCP1のデバイスCP1bと、基板W1のデバイスW1bとが、電気的に接続される。
本変形例によれば、保護膜PF1がチップCP1の第1主面CP1cを被覆した状態で、ピックアップ部53がチップCP1をテープTP1から剥離する。よって、ピックアップ部53とチップCP1との接触を防止でき、チップCP1の損傷を抑制できる。チップCP1の第1主面CP1cがデバイスCP1bを有する場合に、特に有効である。
その後、保護膜PF1を除去したうえで、チップCP1の第1主面CP1cを基板W1に向けてチップCP1を基板W1に貼合する。予め保護膜PF1を除去することで、チップCP1を基板W1に接触でき、チップCP1のデバイスCP1bと、基板W1のデバイスW1bとを電気的に接続できる。
次に、図21を参照して、除去部55の一例について説明する。図21(A)に示すように、保護膜PF1は、チップCP1の第1主面CP1cだけではなく、チップCP1の側面CP1eも被覆していてもよい。保護膜PF1は、詳しくは後述するが、予めダイシングによって分割された複数のチップCP1の上に保護膜PF1の液状材料を塗布して固化することで形成され、隣り合うチップCP1同士の隙間にも形成される。
図21(B)に示すように、除去部55は、第1供給部551を有してもよい。第1供給部551は、保護膜PF1に対して、保護膜PF1をチップCP1から剥離させる剥離液L1を供給する。剥離液L1は、例えば保護膜PF1を溶解することなく、保護膜PF1をチップCP1から剥離させる。保護膜PF1は、膜の形態のまま、チップCP1から剥離させられる。
例えば、第1供給部551は剥離液L1を溜める貯留槽を有し、保護膜PF1はチップCP1と共に、貯留槽に溜めた剥離液L1に浸漬される。このとき、保護膜PF1が剥離液L1に浸漬されやすいように、例えばマウント部54の第2吸着ヘッド541がチップCP1の第1主面CP1cを下に向けてチップCP1を保持する。なお、チップCP1を保持する吸着ヘッドは、マウント部54の第2吸着ヘッド541には限定されない。
図21(C)に示すように、剥離液L1が保護膜PF1の内部に浸透し、保護膜PF1とチップCP1の界面に到達することで、保護膜PF1がチップCP1から剥離される。これにより、保護膜PF1を形成する前からチップCP1に付着していたパーティクルPCが、保護膜PF1と共にチップCP1から剥離される。
保護膜PF1は、パーティクルPCの除去効率を向上すべく、チップCP1の第1主面CP1cだけではなく、チップCP1の側面CP1eをも被覆していることが好ましい。チップCP1の側面CP1eに付着していたパーティクルPCも、チップCP1から剥離できる。
剥離液L1は、保護膜PF1の材質に応じて適宜選択されるが、例えばDIWなどの純水である。保護膜PF1は、例えば有機膜である。純水は、有機膜の内部に浸透することができる。有機膜の材質は、特に限定されないが、例えばアクリル樹脂またはエポキシ樹脂であり、好ましくはアクリル樹脂である。純水は、保護膜PF1とチップCP1の剥離性を向上すべく、加熱されてもよい。
図21(D)に示すように、除去部55は、第2供給部552を有してもよい。第2供給部552は、保護膜PF1に対して、第1供給部551によって剥離液L1を供給した後、保護膜PF1を溶解させる溶解液L2を供給する。
例えば、第2供給部552は溶解液L2を溜める貯留槽を有し、保護膜PF1はチップCP1と共に、貯留槽に溜めた溶解液L2に浸漬される。このとき、保護膜PF1が溶解液L2に浸漬されやすいように、例えばマウント部54の第2吸着ヘッド541がチップCP1の第1主面CP1cを下に向けてチップCP1を保持する。なお、チップCP1を保持する吸着ヘッドは、マウント部54の第2吸着ヘッド541には限定されない。
溶解液L2としては、例えばアルカリ現像液が用いられる。アルカリ現像液を用いた場合、チップCP1とパーティクルPCに同一極性のゼータ電位を生じさせることでき、パーティクルPCがチップCP1に再付着するのを抑制できる。なお、溶解液L2としてアルカリ現像液が用いられる場合に、剥離液L1として溶解液L2よりも低い濃度のアルカリ現像液が用いられてもよい。
なお、溶解液L2を溜める貯留槽と、剥離液L1を溜める貯留槽とは、共通であってもよい。また、除去部55は、第1供給部551と第2供給部552の両方を有するが、第1供給部551のみ有してもよいし、第2供給部552のみ有してもよい。除去部55は、チップCP1を乾燥させる乾燥部を有してもよい。除去部55が剥離液L1または溶解液L2などの液体を使用しない場合、乾燥部は不要である。
次に、図18と図22を参照して、塗布部70の一例について説明する。塗布部70は、図18に示すように第1処理ステーション3に備えられる。塗布部70は、搬送領域30に隣接している。複数のチップCP1は、チップ洗浄部33で洗浄された後、塗布部70で処理され、その後、第1フレーム搬送アーム32によってチップ貼合部6に搬送される。なお、本変形例では塗布部70とチップ洗浄部33とが別々に設けられるが、塗布部70がチップ洗浄部33の機能を有してもよい。
図22に示すように、塗布部70は、例えば、チップ保持部701と、フレーム保持部702と、を有する。チップ保持部701は、テープTP1を介して複数のチップCP1を下方から水平に保持する。チップ保持部701はテープTP1を摺動自在に載せる。なお、チップ保持部701は、真空チャック機構を有し、テープTP1を固定してもよい。
フレーム保持部702は、フレームFR1を下方から水平に保持する。フレーム保持部702は、真空チャック機構またはメカニカルチャック機構を有し、フレームFR1を固定する。後述する回転駆動部704がフレーム保持部702を回転駆動させることで、フレームFR1と共に複数のチップCP1が回転する。
塗布部70は、回転駆動部704と、ノズル705と、カップ706と、を有する。回転駆動部704は、フレーム保持部702を回転駆動させることで、フレームFR1と共に複数のチップCP1を回転させる。回転駆動部704は、フレーム保持部702と共にチップ保持部701も回転駆動させる。ノズル705は、複数のチップCP1に対して保護膜PF1の液状材料L3を供給する。カップ706は、液状材料L3を回収する。
塗布部70は、予めダイシングによって分割された複数のチップCP1の上に保護膜PF1の液状材料を塗布して固化することで、保護膜PF1を形成する。隣り合うチップCP1同士の隙間にも保護膜PF1を形成でき、チップCP1の側面CP1eにも保護膜PF1を形成できる。なお、本明細書において、「固化」は、「硬化」を含む。「硬化」とは、分子同士が連結して高分子化すること(例えば架橋または重合など)を意味する。
塗布部70は、複数のチップCP1がテープTP1を介してフレームFR1に装着された状態で、チップCP1を基準としてテープTP1とは反対側から、保護膜PF1の液状材料L3をチップCP1に塗布して固化することで、保護膜PF1を形成する。複数のチップCP1がテープTP1に接着されているので、ハンドリング性が良い。
液状材料L3は、複数のチップCP1の回転中心線付近に供給され、遠心力によって回転中心線から遠ざかる方向に放射状に広がり、液膜を形成する。液状材料L3の液膜を固化することで、保護膜PF1が形成される。液膜の形成後、液膜の固化前に、チップCP1の回転を停止してもよい。
液状材料L3は、例えば揮発成分を含み、揮発成分の揮発によって固化する。揮発成分の揮発に伴う体積収縮を利用して、パーティクルPCをチップCP1から剥離できる。液状材料L3は、アクリル樹脂を含んでもよい。アクリル樹脂の硬化収縮によっても、パーティクルPCをチップCP1から剥離できる。
以上、本開示に係る基板処理装置、及び基板処理方法の実施形態等について説明したが、本開示は上記実施形態等に限定されない。特許請求の範囲に記載された範疇内において、各種の変更、修正、置換、付加、削除、及び組み合わせが可能である。それらについても当然に本開示の技術的範囲に属する。
本出願は、2022年1月27日に日本国特許庁に出願した特願2022-011239号に基づく優先権を主張するものであり、特願2022-011239号の全内容を本出願に援用する。
1 基板処理装置
6 チップ貼合部
53 ピックアップ部
54 マウント部
55 除去部
CP1 チップ
CP1c 第1主面
FR1 フレーム
TP1 テープ
PF1 保護膜
W1 基板
W1c 主面
6 チップ貼合部
53 ピックアップ部
54 マウント部
55 除去部
CP1 チップ
CP1c 第1主面
FR1 フレーム
TP1 テープ
PF1 保護膜
W1 基板
W1c 主面
Claims (17)
- 複数のチップがテープを介してフレームに装着され且つ前記チップの前記テープとは反対側の第1主面に保護膜が形成された状態で前記チップを前記テープから剥離するピックアップ部と、
前記ピックアップ部によって前記チップを前記テープから剥離した後、前記チップから前記保護膜を除去する除去部と、
前記除去部によって前記保護膜を除去した後、前記チップの前記第1主面を基板に向けて前記チップを前記基板に実装するマウント部と、
を備える、基板処理装置。 - 前記ピックアップ部は前記保護膜を介して前記チップを吸着する第1吸着ヘッドを含み、前記マウント部は前記チップの前記テープから剥離された第2主面を吸着する第2吸着ヘッドを含む、請求項1に記載の基板処理装置。
- 前記除去部は、前記保護膜に対して、前記保護膜を前記チップから剥離させる剥離液を供給する第1供給部を含む、請求項1または2に記載の基板処理装置。
- 前記剥離液は純水である、請求項3に記載の基板処理装置。
- 前記除去部は、前記保護膜に対して、前記第1供給部によって前記剥離液を供給した後、前記保護膜を溶解させる溶解液を供給する第2供給部を含む、請求項3に記載の基板処理装置。
- 予めダイシングによって分割された複数の前記チップの上に前記保護膜の液状材料を塗布して固化することで、前記保護膜を形成する塗布部を備える、請求項1または2に記載の基板処理装置。
- 前記塗布部は、複数の前記チップが前記テープを介して前記フレームに装着された状態で、前記チップを基準として前記テープとは反対側から、前記保護膜の前記液状材料を前記チップに塗布して固化することで、前記保護膜を形成する、請求項6に記載の基板処理装置。
- 前記ピックアップ部と前記除去部と前記マウント部とを有するチップ貼合部を備え、
前記塗布部と前記チップ貼合部に隣接する搬送領域と、前記搬送領域で前記フレームを保持して前記フレームと共に複数の前記チップを搬送する第1フレーム搬送アームと、を備え、
前記第1フレーム搬送アームは、前記フレームと共に複数の前記チップを前記塗布部から前記チップ貼合部に搬送する、請求項6に記載の基板処理装置。 - 前記チップ貼合部は、前記搬送領域に隣接するインターフェース部と、前記インターフェース部を基準として前記搬送領域とは反対側に配置される第2処理ステーションと、を備え、
前記第2処理ステーションは、前記基板を保持する基板保持部と、複数の前記チップが前記テープを介して前記フレームに装着された状態で複数の前記チップを保持するチップ保持部と、前記ピックアップ部と、前記除去部と、前記マウント部と、を備え、
前記インターフェース部は、前記基板を保管する第1バッファ部と、前記第1バッファ部から前記基板保持部に前記基板を搬送する第2基板搬送アームと、前記第1フレーム搬送アームによって前記フレームと共に搬送された複数の前記チップを保管する第2バッファ部と、前記第2バッファ部から前記チップ保持部に前記フレームと共に複数の前記チップを搬送する第2フレーム搬送アームと、を備える、請求項8に記載の基板処理装置。 - 前記第2処理ステーションは、前記基板の主面の異なる貼合領域に貼合された複数の前記チップのそれぞれの貼合状態が良好か不良かを検査する検査部と、前記検査部による検査で前記貼合状態が不良であった前記チップを前記基板から剥離するチップ剥離部と、を備える、請求項9に記載の基板処理装置。
- 前記基板の主面の異なる貼合領域に貼合された複数の前記チップのそれぞれの貼合状態が良好か不良かを検査する検査部と、前記検査部による検査で前記貼合状態が不良であった前記チップを前記基板から剥離するチップ剥離部と、を備え、
前記検査部と前記チップ剥離部は、前記搬送領域に隣接する、請求項8に記載の基板処理装置。 - 複数のチップがテープを介してフレームに装着され且つ前記チップの前記テープとは反対側の第1主面に保護膜が形成された状態で前記チップを前記テープから剥離することと、
前記チップを前記テープから剥離した後、前記チップから前記保護膜を除去することと、
前記保護膜を除去した後、前記チップの前記第1主面を基板に向けて前記チップを前記基板に実装することと、
を有する、基板処理方法。 - 前記保護膜を除去することは、前記保護膜に対して、前記保護膜を前記チップから剥離させる剥離液を供給することを含む、請求項12に記載の基板処理方法。
- 前記剥離液は純水である、請求項13に記載の基板処理方法。
- 前記保護膜を除去することは、前記保護膜に対して前記剥離液を供給した後、前記保護膜に対して前記保護膜を溶解させる溶解液を供給することを含む、請求項13または14に記載の基板処理方法。
- 予めダイシングによって分割された複数の前記チップの上に前記保護膜の液状材料を塗布して固化することで、前記保護膜を形成することを含む、請求項12~14のいずれか1項に記載の基板処理方法。
- 前記保護膜を形成することは、複数の前記チップが前記テープを介して前記フレームに装着された状態で、前記チップを基準として前記テープとは反対側から、前記保護膜の前記液状材料を前記チップに塗布して固化することで、前記保護膜を形成することを含む、請求項16に記載の基板処理方法。
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