JP2001308033A

JP2001308033A - ウエハ固定方法

Info

Publication number: JP2001308033A
Application number: JP2000116695A
Authority: JP
Inventors: Masaya Nagao; 尾昌哉長; Hiroshi Saito; 藤博斉; Kenji Kobayashi; 林賢治小
Original assignee: Lintec Corp
Current assignee: Lintec Corp
Priority date: 2000-04-18
Filing date: 2000-04-18
Publication date: 2001-11-02

Abstract

(57)【要約】【課題】ウエハを破損することなく、高弾性率の粘着
剤層を有するダイシングテープ上に固定する方法を提供
すること。【解決手段】本発明に係るウエハの固定方法は、５０
℃における弾性率が、1.0×10⁴Ｐａ以上である粘着剤層
を有するダイシングテープにウエハを固定する方法にお
いて、ウエハの回路面側の回路が形成されていない周囲
部分をテーブル上に吸着してウエハを固定するととも
に、該ウエハを囲む所定位置にリングフレームを載置
し、前記ダイシングテープの粘着剤層の弾性率が1.5×1
0⁵Ｐａ以下を示す温度までウエハを昇温し、前記ダイシ
ングテープを繰り出し、前記ダイシングテープの基材面
側からローラで押圧することにより、リングフレームお
よびウエハをダイシングテープ上に固定することを特徴
としている。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、ウエハ固定方法に
関し、さらに詳しくは極薄ウエハを破損することなくダ
イシングテープ上に固定する方法に関する。

【０００２】

【従来の技術】近年、ＩＣカードの普及が進み、さらな
る薄型化が望まれている。このため、従来は厚さが３５
０μｍ程度であった半導体チップを、厚さ５０〜１００
μｍあるいはそれ以下まで薄くする必要が生じている。
このような半導体チップは、ダイシングテープと呼ばれ
る粘着シートに、回路が形成された極薄ウエハを固定
し、必要とする加工（ダイシング等）を加えチップ化し
た後、ダイシングテープの裏面（基材側）から突き上げ
ピンにより突き上げることでピックアップされていた。
なお、ウエハをダイシングテープに固定する前に、ウエ
ハ回路面にパッシベーション膜のような有機膜が形成さ
れることがある。従来の比較的厚みのあるウエハでは、
回路面にパッシベーション膜を形成してもウエハの歪み
などは発生しなかった。

【０００３】しかし、薄型化されたウエハの場合、パッ
シベーション膜が形成されると、膜とウエハの膨張率の
違いにより、ウエハが歪んでしまい、薄層加工後のウエ
ハの取扱いに困難が生じていた。一方、上記のダイシン
グテープの粘着剤としては、弾性率が比較的低い粘着剤
が用いられていた。弾性率が比較的低い粘着剤を用いた
粘着シートは貼付性には優れるものの、ウエハのダイシ
ング時に、ウエハの微小な振動を抑えることができず、
ウエハの切断面に欠け（チッピング）を発生させること
があった。このような欠けは、大きなものであれば回路
自体の破壊に及び、小さなものであっても、パッケージ
された後の経時変化でパッケージクラックのきっかけに
つながるおそれがある。

【０００４】このため、現在では、高弾性率の粘着剤を
ダイシングテープに用いることが増えてきた。高弾性率
の粘着剤は、タック性（付着力）が弱く、歪みのあるウ
エハに対しては、強圧力を加えないと、歪みの反発力に
よりダイシングテープがウェハから部分的に剥離し空気
を捲き込んでしまうことがある。ところが、半導体ウエ
ハ、特に極薄ウエハは、極めて脆いため、強圧力が加え
られると容易に破損してしまう。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】本発明は、上記のよう
な従来技術に鑑みてなされたものであって、ウエハを破
損することなく、高弾性率の粘着剤層を有するダイシン
グテープ上に固定する方法を提供することを目的として
いる。

【０００６】

【課題を解決するための手段】本発明に係る第１のウエ
ハの固定方法は、５０℃における弾性率が、1.0×10⁴Ｐ
ａ以上である粘着剤層を有するダイシングテープにウエ
ハを固定する方法において、ウエハの回路面側の回路が
形成されていない周囲部分をテーブル上に吸着してウエ
ハを固定するとともに、該ウエハを囲む所定位置にリン
グフレームを載置し、前記ダイシングテープの粘着剤層
の弾性率が1.5×10⁵Ｐａ以下を示す温度までウエハを昇
温し、前記ダイシングテープを繰り出し、前記ダイシン
グテープの基材面側からローラで押圧することにより、
リングフレームおよびウエハをダイシングテープ上に固
定することを特徴としている。

【０００７】また、本発明に係る第２のウエハ固定方法
は、５０℃における弾性率が、1.0×10⁴Ｐａ以上である
粘着剤層を有するダイシングテープにウエハを固定する
方法において、前記ダイシングテープをリングフレーム
に貼着するとともに、ウエハの回路面側の回路が形成さ
れていない周囲部分をテーブル上に吸着してウエハを固
定し、リングフレームに貼付されたダイシングテープの
露出した粘着面を、ウエハ裏面に近接して対面するよう
に配置し、前記ダイシングテープの粘着剤層の弾性率が
1.5×10⁵Ｐａ以下を示す温度までウエハを昇温し、前記
ダイシングテープの基材面側からローラで押圧すること
により、リングフレームに貼付されたダイシングテープ
上にウエハを固定することを特徴としている。

【０００８】このような本発明に係る第１および第２の
ウエハ固定方法においては、前記ウエハを前記ダイシン
グテープに固定する際に、前記テーブルが、前記ウエハ
に形成された回路面に接触しないように隔離されて配置
されていることが好ましい。

【０００９】

【発明の実施の形態】以下、本発明について図面を参照
しながらさらに具体的に説明する。ウエハの厚みは特に
限定はされないが、極薄にまで研削されたものであって
も、本発明では好ましく使用できる。したがって、ウエ
ハの厚みは、通常は４００μｍ以下、好ましくは３０〜
２００μｍ程度である。またその表面には常法により回
路が形成されてなる。

【００１０】本発明に係る第１のウエハ固定方法におい
ては、まず図１に示したように、ウエハ２０の回路面側
の回路が形成されていない周囲部分をウエハテーブル６
上に吸着してウエハ２０を固定するとともに、ウエハテ
ーブル６の外方を囲むように配置されたリングフレーム
用テーブル２２にリングフレーム１を載置する。なお、
ウエハ２０の回路面には、必要に応じパッシベーション
膜が形成されていてもよい。パッシベーション膜は、ポ
リイミド等の有機膜や窒化ケイ素、酸化ケイ素等の無機
膜であり、半導体回路を物理的、電気的に保護するため
に形成される。パッシベーション膜の膜厚は、通常は、
１．０〜２０μｍ程度である。極薄ウエハにウエハの素
材と異なる膨張率を有する有機膜のパッシベ―ション膜
を形成すると、極薄加工を施すとウエハに歪みや反りが
生じることがある。

【００１１】リングフレーム１は、加工されるウエハ２
０よりも一回り大きい中空を有する円形または方形の金
属製治具であり、ダイシングテープ２を貼付してウエハ
の搬送、保管およびダイシング工程、ピックアップ工程
においてウエハまたはチップを固定するために用いられ
る。本実施例で用いられるダイシングテープ２は、図２
に示したように基材３と粘着剤層４とからなる。

【００１２】基材３としては、特に限定はされないが、
たとえば、ポリエチレンフィルム、ポリプロピレンフィ
ルム、ポリブテンフィルム、ポリブタジエンフィルム、
ポリ塩化ビニルフィルム、塩化ビニル共重合体フィル
ム、ポリエチレンテレフタレートフィルム、ポリウレタ
ンフィルム、エチレン酢酸ビニル共重合体フィルム、ア
イオノマー樹脂フィルム、エチレン・（メタ）アクリル
酸共重合体フィルム、エチレン・（メタ）アクリル酸エ
ステル共重合体フィルム等ならびに、これらの架橋フィ
ルムが用いられる。さらにこれらの積層フィルムであっ
てもよい。さらに必要に応じ、上記フィルムを着色した
フィルム、フッ素樹脂フィルム等を用いることができ
る。基材の厚さは、通常５〜３００μｍであり、好まし
くは１０〜２００μｍである。

【００１３】上記のダイシングシート２には、ダイシン
グ工程の終了後、基材面側からエネルギー線を照射され
ることがある。したがって、エネルギー線として紫外線
を用いる場合には、基材３は透明である必要がある。基
材面上に形成される粘着剤層４は、５０℃における弾性
率が、1.0×10⁴Ｐａ以上、好ましくは4.0×10⁴〜1.0×1
0⁷Ｐａ、さらに好ましくは5.0×10⁴〜5.0×10⁶Ｐａの比
較的高弾性率の粘着剤からなることが好ましい。なお、
粘着剤がエネルギー線により硬化して粘着力が低下する
粘着剤からなる場合には、上記弾性率は、貼着時の状態
における粘着剤の弾性率を意味する。

【００１４】一般に、ウエハのダイシング時には、摩擦
熱が発生し、粘着剤層の温度は５０℃前後にまでなる。
５０℃における弾性率が上記の範囲にあると、ダイシン
グ時に発生する振動が粘着剤層からウエハまで伝達しに
くくなり、ウエハを安定して保持できるため、チッピン
グを低減することができる。５０℃未満における温度で
粘着剤層が高弾性であっても、５０℃における弾性率が
上記範囲よりも小さければ、チッピングを低減する効果
は期待できない。

【００１５】基材面上に形成される粘着剤層４は、上記
物性を満たす限り、種々の粘着剤から形成されうる。特
に、エネルギー線硬化型粘着剤が好ましく用いられる。
エネルギー線硬化型粘着剤としては、アクリルポリマー
などの重合体成分とウレタンアクリレートオリゴマーな
どのエネルギー線重合性成分とを主成分としてなる粘着
剤が主として用いられ、特開昭６０−１９６９５６号公
報、特開昭６０−２２３１３９号等の公報あるいは特願
２０００−４０８７３号に記載の例示の成分の組み合わ
せの中から適宜選択使用できる。

【００１６】このような弾性率を必要とする粘着剤は、
上述のチッピング抑制のための粘着剤の他、ダイシング
ダイボンディング兼用の粘着剤があげられる。このよう
なダイシング・ダイボンディング兼用のテープは、チッ
プボンディングの際に位置合わせのため、タックが弱い
方が良い場合がある。この場合も、粘着剤層の弾性率は
前述の範囲の弾性率となる。このようなダイシング・ダ
イボンディング兼用の粘着剤は、従来用いられてきた各
種の粘着剤が特に制限されることなく用いられる。この
ようなダイシング・ダイボンディング用粘着剤は、基材
３上に剥離可能なように形成されている。

【００１７】このようなダイシング・ダイボンディング
用粘着剤としては、従来たとえば特開平２−３２１８１
号公報、特開平８−５３６５５号公報、特開平８−２３
９６３６号公報、特開平９−１００４５０号公報、特開
平９−２０２８７２号公報等に記載されている、エネル
ギー線硬化型粘着成分と熱硬化型接着成分とを必須成分
とする粘着剤などを用いることができる。

【００１８】上記のような粘着剤層４の厚みは、特に限
定はされないが、５〜１００μm程度であるのが好まし
い。剥離シート２３は、粘着剤層４を保護したり、ダイ
シングテープ２を搬送するためのキャリアとして使用さ
れている。剥離シート２３はたとえばポリエチレンテレ
フタレートフィルムやポリプロピレンフィルム等のフィ
ルム基材に、シリコン樹脂のような剥離剤が塗布されて
いるものが好適に使用できるが、これに限定されること
なく、従来使用されている剥離シートが使用できる。

【００１９】本発明に使用されるダイシングテープは、
剥離シートの剥離面全面に積層された形状であっても良
いが、ダイシングテープの形状を貼着されるリングフレ
ームの形状、大きさに合わせて抜き加工したプリカット
方式（実公平６−１８３８３）としても良い。特に、図
１に記載の装置では、プリカット方式のダイシングテー
プが用いられる。

【００２０】以下、本発明に係るウエハ固定方法を実施
するに好適な装置について説明する。図１に示したよう
に、ウエハ２０を載置するためのウエハテーブル６は、
リング状に形成された一対のアッパーテーブル７および
アンダーテーブル８と、このアンダーテーブル８の下面
に配置されたベースプレート２４と、軸部分９ａを備え
たフランジ部材９とを有しており、この軸部分９ａがベ
ースプレート２４，アンダープレート８およびアッパー
プレート７に形成された中央貫通孔１０内に挿通される
ことにより、これらのテーブル構成部材が位置決め固定
されている。

【００２１】上記アッパーテーブル７の上面外周域に
は、ゴムなどから形成された環状の吸着パッド２５が設
置され、この吸着パッド２５上にウエハ２０が支持され
る。この吸着パッド２５には、所定間隔おきに多数の吸
引孔２５ａが形成されている。吸着パッド２５の内径
は、ウエハ２０の回路が形成されない外周部のみに当接
する大きさとなっており、また高さは、ダイシングテー
プ２の貼付の際の押圧によりウエハ２０がテーブル６に
接触しない高さとなっている。これによりウエハ２０に
形成された回路がどのような場合でも他の部材に接触し
ないようになっており、回路を破壊するおそれがない。

【００２２】一方、アッパーテーブル７の下面には、環
状溝が形成され、この環状溝には縦溝７ａが貫通して形
成されている。また、この環状溝は、周囲にシール部材
１１，１２が介装されることにより、減圧室１３として
機能している。すなわち、図示しない減圧手段でこの減
圧室１３内を減圧すると、縦溝７ａを介してウエハ２０
を吸引固定することができる。

【００２３】他方、アンダーテーブル８の下面には、環
状凹所１５が広範囲に亘って形成されており、この環状
凹所１５内には、薄いドーナツ形状のヒータ１６が図示
しない断熱材とともに収容されている。したがって、こ
のウエハテーブル６では、ヒータ１６によりアッパーテ
ーブル７を通してウエハ２０を昇温することができる。
また、このウエハテーブル６の下方には、図示しないス
プリングが介装されており、このスプリングにより、テ
ーブル６の上方から押圧力を受けたときに、全体が沈み
込み、ウエハ２０に過大な負荷が加わらないように構成
されている。また、アッパーテーブル７の上方には、高
さ調整が可能な押圧ロール２７とその側方にピールプレ
ート２８とが設置され、ピールプレート２８にはプリカ
ット方式のダイシングテープ２が貼着された剥離シート
２３が巻回されているさらに、ウエハテーブル６の外周
域には、リングフレーム１を載置する別のテーブル２２
が設置されている。そして、テーブル６およびこの別の
テーブル２２は、図示しないスライド機構により、図中
矢印で示したように、水平方向に往復移動できるように
構成されている。

【００２４】ウエハ２０を固定するためのウエハ固定装
置は上記のように形成されているが、以下にその作用に
ついて説明する。ウエハ２０をウエハテーブル６にセッ
トする場合、先ず、ウエハ２０の回路が形成された面を
アッパーテーブル７に対面させ、回路が形成されていな
い外周部分を吸着パッド２５上に載置する。この状態か
ら減圧室１３内の空気を吸引すれば、多数の吸引孔２５
ａを一斉に吸引することができ、これにより、ウエハ２
０をアッパーテーブル７上に位置決め固定することがで
きる。ウエハの歪みはこの時の吸引によりある程度矯正
できる。なお、ヒータ１６は、温度制御装置によって設
定温度に加熱されるよう制御され、ウエハ２０はダイシ
ングテープ貼着前に所定温度まで昇温されている。

【００２５】このようにしてウエハ２０をウエハテーブ
ル６上にセットしたら、ダイシングテープ２を、ピール
プレート２８により剥離シート２３から剥離する。そし
て、これにより露出された粘着剤層４の一端をリングフ
レーム１に比較的大きな圧力をかけて貼着する。その
後、テーブル６およびテーブル２２を、図１の左方向へ
スライドさせれば、ダイシングテープ２の上面側がロー
ラ２７に押圧されて、粘着剤層４とウエハ２０が接触す
る。ダイシングテープ２がウエハ２０上にセットされる
と、昇温されたウエハ２０の熱がダイシングテープ２の
粘着剤層を加温する。その結果、ダイシングテープ２の
ウエハ２０への粘着力が強固とされる。粘着力の向上に
よりウエハ２０の歪みによるダイシングテープ２の剥が
れが発生することがないので、貼着面に空気を噛み込ま
せることなくウェハ２０をダイシングテープ２に固定す
ることができる。

【００２６】貼着時のウエハ２０の温度は、ダイシング
テープ２の粘着剤層の弾性率が、1.5×10⁵Ｐａ以下を示
す温度であり、好ましくは1.0×10³〜1.0×10⁵Ｐａを示
す温度である。ウエハ２０がこの温度であれば、ダイシ
ングテープ２がウエハ２０に接触した瞬時にダイシング
テープ２の粘着剤が加温され貼着に必要な粘着力が得ら
れるようになる。

【００２７】このように本発明によれば、極薄のウエハ
２０を破損させることなく高弾性率のダイシングテープ
２に固定することができる。なお、図示していないが、
ダイシングテープ２は、ダイシングテープ供給用アンワ
インダーに巻回し、ここから供給することが好ましい。
また、剥離シート２３は、剥離シート回収用のワインダ
ーにより巻き取られることが好ましい。さらに、ウエハ
２０やリングフレーム１を所定のテーブル６，２２にセ
ットするには、それぞれ供給用ストッカーを用意し、こ
こから自動供給することが好ましい。しかしながら、こ
れらは限定されるものではない。

【００２８】また、上記のようにウエハ２０の固定が終
了したら、その後、常法により、この貼着状態でウエハ
にダイシング、洗浄、乾燥の諸工程が加えられる。この
際、粘着剤層４によりウエハチップはダイシングテープ
２に充分に接着保持されているので、上記各工程の間に
ウエハチップが脱落することはない。また、ウエハチッ
プが充分に接着保持されているため、チッピングの発生
を抑制できる。

【００２９】次に、各ウエハチップをダイシングテープ
２からピックアップして所定の基台上にマウンティング
する。また、粘着剤層４をダイボンディング兼用粘着剤
から形成した場合は、ピックアップ時に、チップ裏面に
粘着剤層が固着された形でチップをピックアップでき
る。この粘着剤層を介してチップを所定の基台上にマウ
ンティングできるので、別途マウンティング用接着剤を
塗布する工程を省略できる。

【００３０】以上、本発明の第１のウェハ固定方法につ
いて説明したが、本発明はこの方法に何ら限定されな
い。例えば、上記第１のウエハ固定方法では、ウエハ２
０、リングフレーム１およびダイシングテープ２を同一
の工程の中で、略同時に接着しているが、第２のウエハ
固定方法においては図３に示す装置のように、予めリン
グフレーム１にダイシングテープ２を貼付した後、ウエ
ハ２０及びダイシングテープ２を貼着したリングフレー
ム１を所定位置に載置して、ウエハ２０の裏面にダイシ
ングテープ２を対面させ、ローラ２７でダイシングテー
プ２の基材面を押圧してウエハ２０にダイシングテープ
２を貼付することもできる。

【００３１】このように、本発明では、予めダイシング
テープ２がリングフレーム１に固定されている場合であ
っても、あるいはダイシングテープ２がリングフレーム
１に固定されていない場合であっても適用可能である。
要は、ウエハ２０が高弾性率のダイシングテープ２と接
着されるときに、ダイシングテープ２の粘着剤層４の弾
性率を、1.5×10⁵Ｐａ以下となるようにウエハを昇温す
ればよい。このようにすれば、常温ではタック力の弱い
高弾性率のダイシングテープに極薄のウエハ２０を破損
することなく固定することができる。

【００３２】また、上記実施例では、テーブル６および
テーブル２２を横方向にスライドさせているが、これに
代え、テーブル６，２２側を固定し、ローラ２７を移動
させるようにしても良い。

【００３３】

【実施例】以下、装置１（本発明の第１のウエハ固定方
法を説明する図１の装置）および装置２（本発明の第２
のウエハ固定方法を説明する図３の装置）を用いて極薄
ウエハをダイシングテープに固定したときの実験結果を
示す。＜使用したウエハ＞６インチ、厚さ１５０μｍの
もので、回路を形成していない面の表面粗さは♯２００
０である。また、ウエハの回路面には、ポリイミドのパ
ッシベーション膜を５μｍ形成した。なお、ウエハをフ
ラットな面に置いて、浮いている部分の最大高さを測っ
たウエハの反りは１０ｍｍであった。＜使用したテープ
＞

【００３４】

【表１】

【００３５】

【発明の効果】このような本発明によれば、極薄ウエハ
を破損することなくダイシングテープ上に固定できる。

【図面の簡単な説明】

【図１】図１は本発明の第１のウエハ固定方法で使用さ
れた、ウエハ固定装置の断面図である。

【図２】図２は同実施例で採用されたダイシングテープ
の模式的断面図である。

【図３】図３は本発明の第２のウエハ固定方法で使用さ
れた、ウエハ固定装置の断面図である。

【符号の説明】

１…リングフレーム２…ダイシングテープ３…基材４…粘着剤層６…テーブル２０…ウエハ

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】５０℃における弾性率が、1.0×10⁴Ｐａ
以上である粘着剤層を有するダイシングテープにウエハ
を固定する方法において、ウエハの回路面側の回路が形成されていない周囲部分を
テーブル上に吸着してウエハを固定するとともに、該ウ
エハを囲む所定位置にリングフレームを載置し、前記ダイシングテープの粘着剤層の弾性率が1.5×10⁵Ｐ
ａ以下を示す温度までウエハを昇温し、前記ダイシングテープを繰り出し、前記ダイシングテープの基材面側からローラで押圧する
ことにより、リングフレームおよびウエハをダイシング
テープ上に固定するウエハ固定方法。
【請求項２】前記ウエハを前記ダイシングテープに固
定する際に、前記テーブルが、前記ウエハに形成された
回路面に接触しないように隔離されて配置されているこ
とを特徴とする請求項１に記載のウエハの固定方法。
【請求項３】５０℃における弾性率が、1.0×10⁴Ｐａ
以上である粘着剤層を有するダイシングテープにウエハ
を固定する方法において、前記ダイシングテープをリングフレームに貼着するとと
もに、ウエハの回路面側の回路が形成されていない周囲部分を
テーブル上に吸着してウエハを固定し、リングフレームに貼付されたダイシングテープの露出し
た粘着面を、ウエハ裏面に近接して対面するように配置
し、前記ダイシングテープの粘着剤層の弾性率が1.5×10⁵Ｐ
ａ以下を示す温度までウエハを昇温し、前記ダイシングテープの基材面側からローラで押圧する
ことにより、リングフレームに貼付されたダイシングテ
ープ上にウエハを固定するウエハ固定方法。
【請求項４】前記ウエハを前記ダイシングテープに固
定する際に、前記テーブルが、前記ウエハに形成された
回路面に接触しないように隔離されて配置されているこ
とを特徴とする請求項３に記載のウエハの固定方法。