JP2013247279A - 貼着方法 - Google Patents

Abstract

【課題】保護部材をウェーハの表面に適切に貼着可能な貼着方法を提供すること。
【解決手段】ウェーハ（Ｗ）のデバイス領域（Ａ１）と同サイズの非粘着部（１２）と、非粘着部の外周を囲繞する粘着部（１３）と、非粘着部から所定位置に形成された位置決め用マーク（１４）と、から表面（Ｓ１）が形成された粘着シート（１）を準備する粘着シート準備工程と、粘着シートの位置決め用マークを検出するマーク検出工程と、検出された位置決め用マークの位置を基準に、ウェーハのデバイス領域と非粘着部が合致するようにウェーハの表面（Ｗ１）に粘着シートの表面を対面させて位置付ける位置付け工程と、ウェーハ表面に粘着シートを押圧して粘着部をウェーハの外周余剰領域（Ａ２）に貼着する貼着工程と、ウェーハの外周に沿って粘着シートを切断する切断工程と、から構成されるようにした。
【選択図】図４

Description

本発明は、ウェーハの裏面を研削する際に表面を保護する保護部材をウェーハに貼着する貼着方法に関する。

近年、小型軽量なデバイスを実現するために、ウェーハを薄化することが求められている。ウェーハは、表面の分割予定ラインで区画される各領域にデバイスが形成された後、裏面を研削されることで薄化される。ウェーハの表面に形成されたデバイスを保護するため、薄化の際には、ウェーハの表面にシート状の保護部材を貼着するのが一般的である。

ところで、ウェーハの表面全体に保護部材を貼着すると、形成されているデバイスの種類によっては問題を生じることがある。例えば、マイクロマシンデバイスなどの構造物が形成されているウェーハの表面に保護部材を貼着すると、保護部材の剥離の際に生じる応力で構造物を破損させてしまうことがある。また、ＣＭＯＳイメージセンサなどの撮像素子が形成されているウェーハの表面に保護部材を貼着すると、保護部材の剥離後においても粘着剤がウェーハの表面に残存し、デバイスの特性を低下させてしまうことがある。

このようなデバイス不良の発生を防止するため、ウェーハのデバイス領域を囲う外周領域に対応して粘着剤層を設けた保護部材が提案されている（例えば、特許文献１参照）。この保護部材は、ウェーハの外周領域にのみ対応するように粘着剤層が設けられているので、適切な位置に貼着されれば、接着剤層とデバイス領域とは接触せずに済む。これにより、上述のようなデバイス不良の発生を防止できる。

特開２００５−１０９４３３号公報

しかしながら、上述の保護部材は、ウェーハと略等しい円盤形状に構成されており、保護部材の粘着剤層をウェーハの外周領域に正確に位置付けるのは容易でない。このため、粘着剤層がウェーハのデバイス領域に付着したり、ウェーハの外周領域からはみ出したりして、ウェーハ表面の適切な位置に保護部材を貼着できないことがある。その場合には、上述のようなデバイス不良の発生を効果的に防止できなくなるという問題が生じる。

本発明はかかる点に鑑みてなされたものであり、保護部材をウェーハの表面に適切に貼着可能な貼着方法を提供することを目的とする。

本発明の貼着方法は、複数のデバイスが形成されたデバイス領域と前記デバイス領域を囲繞する外周余剰領域とから表面が構成されるウェーハの表面に粘着シートを貼着する貼着方法であって、貼着されるウェーハのサイズと同等以上のサイズを有し、貼着されるウェーハの前記デバイス領域と同サイズの粘着剤が敷設されていない非粘着部と、前記非粘着部の外周を囲繞して粘着剤が敷設された粘着部と、前記非粘着部から所定位置に形成された位置決め用マークと、から表面が形成された粘着シートを準備する粘着シート準備工程と、前記粘着シートの前記位置決め用マークを検出手段で検出するマーク検出工程と、前記マーク検出工程で検出された前記位置決め用マークの位置を基準に、ウェーハの前記デバイス領域と前記非粘着部が合致するように保持手段に保持されたウェーハの表面に前記粘着シートの表面を対面させて位置付ける位置付け工程と、前記位置付け工程の後に、ウェーハ表面に前記粘着シートを押圧して前記粘着部をウェーハの前記外周余剰領域に貼着する貼着工程と、前記ウェーハの外周に沿って粘着シートを切断する切断工程と、を含むことを特徴とする。

この構成によれば、粘着シートの非貼着部から所定位置に形成された位置決め用マークの位置を基準に、ウェーハのデバイス領域に対して粘着シートの非粘着部を位置付け、ウェーハに粘着シートを貼着した後に、ウェーハの外周に沿って粘着シートを切断するので、保護部材として機能する粘着シートをウェーハの表面に適切に貼着できる。

本発明のウェーハの貼着方法において、前記粘着シートは、ロール状に巻回され前記非粘着部及び前記位置決め用マークがロールの巻回方向に複数配設されたことが好ましい。この構成によれば、粘着シートがロール状に巻回されているので、粘着シートを複数のウェーハに対して連続的に貼着することが可能になり、スループットを高めることができる。

本発明によれば、保護部材をウェーハの表面に適切に貼着可能な貼着方法を提供できる。

本実施の形態に係る貼着方法において粘着シートが貼着されるウェーハの構成を示す斜視図である。 本実施の形態に係る貼着方法に用いられる粘着シートの構成を示す斜視図である。 本実施の形態に係る貼着方法に用いられる粘着シートの断面模式図である。 本実施の形態に係る貼着方法を説明する斜視図である。 本実施の形態に係る貼着方法を説明する断面模式図である。 本実施の形態に係る貼着方法で粘着シートを貼着されたウェーハを説明する斜視図である。

以下、添付図面を参照して、本発明の実施の形態について説明する。本実施の形態に係る貼着方法は、非粘着部、粘着部、及び非貼着部から所定位置に形成された位置決め用マークを備える粘着シートを準備する粘着シート準備工程、粘着シートの位置決め用マークを検出するマーク検出工程、検出された位置決め用マークの位置を基準にウェーハのデバイス領域に対して粘着シートの非粘着部を位置付ける位置付け工程、ウェーハに粘着シートを貼着する貼着工程、及びウェーハの外周に沿って粘着シートを切断する切断工程を含む。マーク検出工程、位置付け工程、貼着工程、及び切断工程は、貼着装置で連続的に行われる。

この貼着方法では、粘着シートの非貼着部から所定位置に形成された位置決め用マークの位置を基準に、ウェーハのデバイス領域に対して粘着シートの非粘着部を位置付け、ウェーハに粘着シートを貼着した後に、ウェーハの外周に沿って粘着シートを切断するので、保護部材として機能する粘着シートをウェーハの表面に適切に貼着できる。以下、本発明に係る貼着方法の詳細について説明する。

図１は、本実施の形態の貼着方法において粘着シートが貼着されるウェーハの構成を示す斜視図である。図２は、本実施の形態に係る貼着方法に用いられる粘着シートの構成を示す斜視図である。図３は、本実施の形態に係る貼着方法に用いられる粘着シートの断面模式図である。図３は、図２のＩＩＩ−ＩＩＩ断面を模式的に示している。なお、本実施の形態の貼着方法に用いられるウェーハ及び粘着シートは、図１から図３に示す構成に限定されない。

図１に示すように、本実施の形態の貼着方法の対象となるウェーハＷは、略円盤状の外形を有している。ウェーハＷの表面Ｗ１は、中央のデバイス領域Ａ１と、デバイス領域Ａ１を囲う外周余剰領域Ａ２とで構成されている。デバイス領域Ａ１は、格子状の分割予定ラインで複数の領域に区画されており、区画された各領域には、マイクロマシンデバイスやＣＭＯＳイメージセンサなどのデバイスＤが形成されている。ウェーハＷは、後述するように、保護部材である粘着シート１（図２等参照）を表面Ｗ１に貼着された後、研削装置（不図示）で裏面側を研削される。

図２及び図３に示すように、粘着シート１は、少なくともウェーハＷの直径以上の幅を有する透明又は半透明の基材１１を有している。基材１１の一方の主面（図３において下側の主面）には、それぞれ略円形の平面形状を有する複数の非粘着部１２が所定の間隔で設けられている。また、基材１１の一方の主面には、複数の非粘着部１２の外周を囲繞するように粘着部１３が設けられている。粘着部１３は、粘着剤を敷設されることで形成されており、ウェーハＷに対する接着性を有している。これに対し、非粘着部１２は、粘着剤を敷設されておらず、ウェーハＷに対する接着性を有していない。

非粘着部１２は、ウェーハＷのデバイス領域Ａ１と略等しい形状及び面積を有している。また、粘着部１３は、ウェーハＷの外周余剰領域Ａ２全体を覆うことができる程度の面積を有している。このため、デバイス領域Ａ１の輪郭と非粘着部１２の輪郭とが合致するようにウェーハＷに粘着シート１を重ねれば、ウェーハＷの外周余剰領域Ａ２と粘着シート１の粘着部１３の一部とは重なる。一方、デバイス領域Ａ１と粘着部１３とは重ならない。

また、基材１の一方の主面には、非粘着部１２の中心Ｏから距離Ｌ１離れた位置に、ウェーハＷとの貼着位置を示す位置決め用マーク１４が設けられている。位置決め用マーク１４は、複数の非粘着部１２のそれぞれに対応するように設けられている。この位置決め用マーク１４、非粘着部１２及び粘着部１３により、粘着シート１の表面Ｓ１が形成されている。また、基材１の他方の主面（図３において上側の主面）は、粘着シート１の裏面Ｓ２となっている。

位置決め用マーク１４は、略矩形状の平面形状を有しており、例えば、粘着シート１の表面Ｓ１側から入射する光を正反射できるような反射材料で形成されている。これに対して、非粘着部１２及び粘着部１３は、代表的には透明又は半透明の材料で構成されており、光の反射性を有さない。このため、粘着シート１の表面Ｓ１側に反射型の光センサを配置すれば、位置決め用マーク１４を検出できる。

粘着シート１は、表面Ｓ１が外側に位置付けられるようにロール状に巻回されている。ロールの巻回方向において、複数の非粘着部１２が略等間隔に配置されており、各非粘着部１２の前方（ロールの繰り出し方向）には、対応する位置決め用マーク１４が配置されている。つまり、複数の非粘着部１２及び複数の位置決め用マーク１４は、ロールの巻回方向において交互に配置されている。ロール状に巻回された粘着シート１は、使用時に順次繰り出されてウェーハＷに貼着される。

上述のように、粘着シート１をロール状にして順次繰り出すようにすることで、複数のウェーハＷに対して粘着シート１を連続的に貼着することが可能になる。その結果、粘着シート１の貼着に係るスループットを高めることができる。粘着シート１の表面Ｓ１には、ロール状の内側に位置付けられる裏面Ｓ２との接着を防止するための離型紙１５（図２及び図３において不図示、図４参照）が貼着されている。離型紙１５は、粘着シート１の使用時に表面Ｓ１から剥離される。

図４は、本実施の形態の貼着方法を説明する斜視図である。図５は、本実施の形態の貼着方法を説明する断面模式図である。本実施の形態の貼着方法においては、まず、上述の粘着シート１を準備する粘着シート準備工程を行う。粘着シート準備工程の後には、ウェーハＷ及び粘着シート１を貼着装置２にセットし、貼着装置２によるマーク検出工程を行う。

図４に示すように、貼着装置２は、ロール状の粘着シート１がセットされて粘着シート１が繰り出される繰り出しリール２１ａと、繰り出しリール２１ａから繰り出された粘着シート１を巻き取る巻き取りリール２１ｂとを備えている。繰り出しリール２１ａ及び巻き取りリール２１ｂは、それぞれ、粘着シート１に所定のテンションがかかるように回動される。繰り出しリール２１ａ及び巻き取りリール２１ｂの回動量は、制御部（不図示）において制御される。

繰り出しリール２１ａ及び巻き取りリール２１ｂの下方内側の位置には、繰り出しリール２１ａから繰り出される粘着シート１の裏面Ｓ２側に接触して粘着シート１をガイドする従動ローラー２２ａ，２２ｂがそれぞれ配置されている。上流側（繰り出しリール２１ａ側）の従動ローラー２２ａは、所定位置で回動される。下流側（巻き取りリール２１ｂ側）の従動ローラー２２ｂは、上方位置と下方位置との間で上下動される。

一対の従動ローラー２２ａ，２２ｂの下方には、保持テーブル（保持手段）２３が設けられている。ウェーハＷは、一対の従動ローラー２２ａ，２２ｂで挟まれる位置において表面Ｗ１が上方を向くように保持テーブル２３の上に保持される。つまり、ウェーハＷは、繰り出しリール２１ａ及び従動ローラー２２ａの下流側、且つ従動ローラー２２ｂ及び巻き取りリール２１ｂの上流側に位置付けられる。

貼着装置２において、繰り出しリール２１ａから繰り出された粘着シート１は、従動ローラー２２ａでガイドされてウェーハＷの上方を通過した後、従動ローラー２２ｂを通じて巻き取りリール２１ｂで巻き取られる。粘着シート１は、表面Ｓ１が下方を向き、裏面Ｓ２が上方を向くようにウェーハＷの上方を通過される。つまり、ウェーハＷの表面Ｗ１は、粘着シート１の表面Ｓ１と対面される。

保持テーブル２３の上流側の端部には、反射型光センサ（検出手段）２４が配置されている。反射型光センサ２４は光源（不図示）を備えており、上方を通過する粘着シート１に向けて光を放射する。光源から放射された光は、粘着シート１において透過又は反射される。粘着シート１で反射された光は、反射型光センサ２４に入射される。反射型光センサ２４は、粘着シート１において反射された光を検出することで、非粘着部１２及び粘着部１３より反射率の高い位置決め用マーク１４を検出する。

繰り出しリール２１ａの外側の位置には、粘着シート１の表面Ｓ１から剥離された離型紙１５をガイドする従動ローラー２５が配置されている。保持テーブル２１の上方には、押圧ローラー（押圧手段）２６（図４Ｂ及び図５Ｂ参照）、及びカッター２７（図４Ｃ及び図５Ｃ参照）が設けられている。押圧ローラー２６は、ウェーハＷより幅広に構成されており、保持テーブル２３に保持されるウェーハＷに対して粘着シート１を裏面Ｓ２側から押圧する。カッター２７は、ウェーハＷの外周に沿って粘着シート１を切断する。

このように構成された貼着装置２に、ロール状の粘着シート１をセットし、表面Ｗ１が上方を向くように保持テーブル２３にウェーハＷを保持させる。また、下流側（巻き取りリール２１ｂ側）の従動ローラー２２ｂを上方位置に位置付けて、ウェーハＷの表面Ｗ１と粘着シート１の表面Ｓ１とが接触しないようにする（図５Ａ参照）。貼着装置２がこの状態にセットされると、マーク検出工程が開始される。

マーク検出工程においては、反射型光センサ２４により粘着シート１の位置決め用マーク１４を検出する。具体的には、繰り出しリール２１ａ及び巻き取りリール２１ｂを回動させて、粘着シート１を所定の送り速度で下流側に送る。位置決め用マーク１４が反射型光センサ２４の上方を通過する際に、反射型光センサ２４から放射された光は位置決め用マーク１４で反射されて反射型光センサ２４に入射される。その結果、反射型光センサ２４で位置決め用マーク１４が検出される。

反射型光センサ２４で位置決め用マーク１４が検出されると、制御部は、その時点での繰り出しリール２１ａ又は巻き取りリール２１ｂの回転位置を記憶する。位置決め用マーク１４の検出位置として記憶されるこの回転位置は、後の位置付け工程において、位置合わせの基準位置として用いられる。位置決め用マーク１４の検出位置が制御部に記憶されると、マーク検出工程は終了する。

マーク検出工程の後には、位置決め用マーク１４の検出位置に基づいて、ウェーハＷのデバイス領域Ａ１に対して粘着シート１の非粘着部１２を位置付ける位置付け工程を行う。上述のように、位置決め用マーク１４は、非粘着部１２から所定の距離に設けられている。このため、貼着装置２は、位置決め用マーク１４の検出位置を基準として、デバイス領域Ａ１の輪郭と非粘着部１２の輪郭とが合致するように粘着シート１を位置付けることができる。

例えば、図４Ａ及び図５Ａに示すように、位置決め用マーク１４が反射型光センサ２４から距離Ｌ２離れた位置に位置付けられた状態で、デバイス領域Ａ１の輪郭と非粘着部１２の輪郭とが合致されるとする。この場合、距離Ｌ２に相当する繰り出しリール２１ａ及び巻き取りリール２１ｂの回動量をあらかじめ制御部に記憶させておく。そして、マーク検出工程で検出されて記憶された回転位置を基準に、繰り出しリール２１ａ及び巻き取りリール２１ｂを距離Ｌ２に相当する回動量で回転させて、粘着シート１を下流側に送る。これにより、マーク検出工程で検出された位置決め用マーク１４の検出位置を基準として、デバイス領域Ａ１の輪郭と非粘着部１２の輪郭とが合致されるように位置合わせできる。ウェーハＷのデバイス領域Ａ１に対して粘着シート１の非粘着部１２が位置付けられると、位置付け工程は終了する。

位置付け工程の後には、ウェーハＷに粘着シート１を貼着する貼着工程を行う。貼着工程においては、まず、図４Ｂ及び図５Ｂに示すように、下流側の従動ローラー２２ｂを下方位置に位置付けて、ウェーハＷの表面Ｗ１と粘着シート１の表面Ｓ１とを略平行にする。そして、押圧ローラー２６により、粘着シート１を裏面Ｓ２側から押圧する。押圧ローラー２６は、上流側から下流側に向かって移動される。その結果、粘着シート１の粘着部１３の一部とウェーハＷの外周余剰領域Ａ２とが接触し、粘着シート１はウェーハＷに貼着される。粘着シート１がウェーハＷに貼着されると、貼着工程は終了する。

貼着工程の後には、ウェーハＷの外周に沿って粘着シート１を切断する切断工程を行う。切断工程では、図４Ｃ及び図５Ｃに示すように、カッター２７を粘着シート１の裏面Ｓ２側から下降させ、ウェーハＷの外周に沿って円を描くように移動させる。これにより、粘着シート１はウェーハＷの外周に沿って切断され、切断によって形成された円形の粘着シート１ａがウェーハＷに貼着された状態となる。粘着シート１が切断されると、切断工程は終了する。

図６は、上述の貼着方法で粘着シート１ａを貼着されたウェーハＷを説明する斜視図である。図６Ａは、ウェーハＷに粘着シート１ａが貼着された状態を示しており、図６Ｂは、ウェーハＷから粘着シート１ａを剥離した状態を示している。図６に示すように、外周余剰領域Ａ２に粘着部１３が接することで、粘着シート１ａはウェーハＷの表面Ｗ１に貼着される。貼着シート１ａが貼着されたウェーハＷは研削装置に送られて、裏面側を研削される。

貼着シート１ａが貼着されたウェーハＷにおいて、デバイス領域Ａ１は、粘着剤の敷設されていない非粘着部１２と接している。このため、粘着シート１ａの剥離においてデバイスＤにかかる応力は十分に小さくなり、デバイスＤの破損の恐れを低減できる。また、粘着剤がデバイスＤの上部に残存することはないので、粘着剤の付着に起因するデバイス特性の低下を防止できる。

このように、本実施の形態の貼着方法では、粘着シート１の非貼着部１２から所定位置に形成された位置決め用マーク１４の位置を基準に、ウェーハＷのデバイス領域Ａ１に対して粘着シート１の非粘着部１２を位置付け、ウェーハＷに粘着シート１を貼着した後に、ウェーハＷの外周に沿って粘着シート１を切断するので、保護部材として機能する粘着シート１ａをウェーハＷの表面Ｗ１に適切に貼着できる。そして、その結果、デバイス不良の発生を効果的に防止できる。

なお、本発明は上記実施の形態の記載に限定されず、種々変更して実施可能である。例えば、上記実施の形態では、反射型の光センサを備える貼着装置を用いているが、本発明に用いることができる貼着装置の構成はこれに限定されない。反射型の光センサを備える貼着装置に替えて、透過型の光センサを備える貼着装置を用いても良い。この場合、位置決め用マークは、非粘着部及び粘着部とは異なる透過率を有する材料で形成すればよい。

また、上記実施の形態では、貼着装置を用いて各工程を行う貼着方法を例示しているが、本発明の貼着方法はこれに限定されない。例えば、任意の工程をオペレーターの手作業で行うようにしても良い。また、上記実施の形態では、円状のデバイス領域と円環状の外周余剰領域とを有するウェーハを用いているが、各領域の形状は円状又は円環状であることに限定されない。各領域の形状は、デバイスの形成される領域に応じて、任意に変更可能である。

なお、粘着シートは一般に樹脂材料で形成されており、繰り出しリールや巻き取りリールなどでテンションがかかると僅かに拡張されることがある。この拡張が貼着の精度に影響を与える場合には、拡張の程度を考慮して、繰り出しリール及び巻き取りリールの回動量や、粘着シートの各部（非粘着部、粘着部、位置決め用マーク）の位置、大きさ、形状などを適切に決定すればよい。

その他、上記実施の形態に係る構成、方法などは、本発明の目的の範囲を逸脱しない限りにおいて適宜変更して実施できる。

本発明は、マイクロマシンデバイスやＣＭＯＳイメージセンサなどが設けられたウェーハの裏面を研削する際に表面を保護する保護部材をウェーハに貼着する方法として有用である。

１ 粘着シート
２ 貼着装置
１１ 基材
１２ 非粘着部
１３ 粘着部
１４ 位置決め用マーク
１５ 離型紙
２１ａ 繰り出しリール
２１ｂ 巻き取りリール
２２ａ，２２ｂ，２５ 従動ローラー
２３ 保持テーブル（保持手段）
２４ 反射型光センサ（検出手段）
２６ 押圧ローラー（押圧手段）
２７ カッター
Ｄ デバイス
Ｏ 中心
Ｗ ウェーハ
Ａ１ デバイス領域
Ａ２ 外周余剰領域
Ｌ１，Ｌ２ 距離
Ｓ１，Ｗ１ 表面
Ｓ２ 裏面

Claims (2)

1. 複数のデバイスが形成されたデバイス領域と前記デバイス領域を囲繞する外周余剰領域とから表面が構成されるウェーハの表面に粘着シートを貼着する貼着方法であって、
   貼着されるウェーハのサイズと同等以上のサイズを有し、貼着されるウェーハの前記デバイス領域と同サイズの粘着剤が敷設されていない非粘着部と、前記非粘着部の外周を囲繞して粘着剤が敷設された粘着部と、前記非粘着部から所定位置に形成された位置決め用マークと、から表面が形成された粘着シートを準備する粘着シート準備工程と、
   前記粘着シートの前記位置決め用マークを検出手段で検出するマーク検出工程と、
   前記マーク検出工程で検出された前記位置決め用マークの位置を基準に、ウェーハの前記デバイス領域と前記非粘着部が合致するように保持手段に保持されたウェーハの表面に前記粘着シートの表面を対面させて位置付ける位置付け工程と、
   前記位置付け工程の後に、ウェーハ表面に前記粘着シートを押圧して前記粘着部をウェーハの前記外周余剰領域に貼着する貼着工程と、
   前記ウェーハの外周に沿って粘着シートを切断する切断工程と、から構成される貼着方法。
2. 前記粘着シートは、ロール状に巻回され前記非粘着部及び前記位置決め用マークがロールの巻回方向に複数配設された、請求項１に記載の貼着方法。

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