JP2016039298A - 保護テープ貼付け方法および保護テープ貼付け装置 - Google Patents

Abstract

【課題】保護テープの切断不良によって生じる半導体ウエハの破損を防止する。【解決手段】保持テーブル５に載置された半導体ウエハＷに保護テープＴを貼り付け、保護テープＴに突き刺したカッタ刃１２を半導体ウエハＷの外形に沿って走行させながら保護テープＴを切断する。当該切断する過程において、カッタ刃１２の後方から検出器４７を追従させて保護テープＴの切断不良を検査する。検査結果によって切断不良が検出された場合、保護テープＴを再切断した後に半導体ウエハＷの形状に切り抜かれた不要な保護テープＴ’を剥離する。【選択図】図２

Description

本発明は、半導体ウエハ（以下、適宜「ウエハ」という）の回路パターンの形成面に保護テープを貼り付ける保護テープ貼付け方法および保護テープ貼付け装置に関する。

従来の保護テープの貼り付けは、次のようにして実施されている。チャックテーブルに載置保持されたウエハの表面に保護テープを供給し、貼付けローラを転動移動させて保護テープをウエハの表面に貼り付ける。その後、保護テープにカッタ刃を突き刺した状態でテーブルを回転（あるいは、カッタ刃を走行）させることによってウエハの外周に沿ってカッタ刃を旋回させ、保護テープをウエハ形状に切断している（特許文献１を参照）。

特開２００４−２５４３８号公報

しかしながら、保護テープの切断時に突き刺したカッタ刃の初期位置と旋回後の終了位置が一致せずに未切断部位が生じる場合がある。また、加熱しながら保護テープを貼り付けた場合、粘着剤が軟化しているので、切断した部分が再接着することもある。これら未切断部位が生じている状態で不要な部分を剥離すると、ウエハ表面に貼り付いている保護テープに引張力が作用し、当該保護テープが吸着保持されているウエハを反らしながら強制的に持ち上げる。このとき、ウエハに生じている微小なクラックが、当該引張力とウエハの反りによって割れに成長させられ、ひいてはウエハを破損させるといった問題が生じている。

本発明はこのような事情に鑑みてなされたものであって、保護テープに貼り付けた保護テープをウエハ形状に確実に切断することのできる保護テープ貼付け方法および保護テープ貼付け装置を提供することを主たる目的とする。

この発明は、このような目的を達成するために、次のような構成をとる。

すなわち、半導体ウエハの回路形成面に保護テープを貼り付ける保護テープ貼付け方法であって、
保持テーブルに載置された前記半導体ウエハに保護テープを貼り付ける貼付け過程と、
前記半導体ウエハの外形に沿ってカッタを走行させながら保護テープを切断する切断過程と、
前記切断過程で、カッタの後方から検出器を追従させて保護テープの切断不良を検査する検査過程と、
前記検査結果によって切断不良が検出された場合、保護テープを再切断する再切断過程と、
前記半導体ウエハの形状に切り抜かれた保護テープを剥離する剥離過程と、
を備えたことを特徴とする。

（作用・効果） この方法によれば、カッタ刃によって保護テープを切断している過程で、切断部位の状態を検出器によって逐次に検査される。当該検査過程で切断不良を検出した場合、保護テープの切断処理を再度実行するので、切断不良を回避することができる。したがって、不要な保護テープを剥離除去するとき、ウエハに貼り付けた保護テープに引張力が作用しないので、ウエハの破損を回避することができる。

なお、上記方法において、保持テーブルから所定距離をおいて配置した溝付きの環状テーブルと半導体ウエハに保護テープを貼り付け、
当該溝に保護テープを強制的に入れ込むことにより、保持テーブルと環状テーブルの間にある保護テープにテンションを付与し、
切断過程は、保持テーブルと環状テーブルの間隙にカッタを突き刺して走行させながら保護テープを切断し、
前記検査過程は、放射状に付与されたテンションによって生じる保護テープの切断部位の間隙の有無を検査することが好ましい。

この方法によれば、切断後の不要な保護テープ側が、環状テーブルの溝に引き込まれるので、切断後の保護テープが再接着するのを確実に回避することができる。

なお、検査過程で切断不良を検出した場合、切断不良が未検出になるまで切断過程を繰り返し実施した後に、半導体ウエハに切り抜かれた保護テープを剥離することが好ましい。

また、この発明は、このような目的を達成するために、次のような構成をとる。

すなわち半導体ウエハの回路形成面に保護テープを貼り付ける保護テープ貼付け装置であって、
前記半導体ウエハを載置保持する保持テーブルと、
前記半導体ウエハに保護テープを貼り付ける貼付け機構と、
前記保護テープにカッタを突き刺して半導体ウエハ形状に保護テープを切断する切断機構と、
前記カッタの移動に追従して保護テープの切断部位を検出する検出器と、
前記検出器の検出信号に基づいて保護テープの切断部位の切断不良を判別する判別部を有する制御部と、
前記半導体ウエハの形状に切り抜かれた保護テープを回収するテープ回収部と、
を備えたこと特徴とする。

（作用・効果） この構成によれば、検出器の検出信号に基づいて、切断不良が検出される。したがって、上記方法を好適に実施することができる。

なお、上記構成において、保護テープは，半導体ウエハの外形よりも大きく、
保持テーブルから所定距離をおいて配置した溝付きの環状テーブルと、
環状テーブルの溝に保護テープに引き込んでテンションを付与するテンション付与機構を備え、
検出器は、保持テーブルと環状テーブルの間で半導体ウエハに沿って移動するカッタの後方に追従して保護テープの切断部位を検出することが好ましい。

この構成によれば、切断後の不要な保護テープが、環状テーブルの溝に引き込まれるので、切断部位の保護テープ同士の間隙が形成され、保護テープの再接着を回避することができる。

本発明の保護テープ貼付け方法および保護テープ貼付け装置によれば、保護テープの切断不良を回避し、ウエハ形状に切り抜かれた不要な保護テープのみを剥離することができる。したがって、切断不良時に発生したウエハの破損を回避することができる。

保護テープ貼付け装置の主要部を示す斜視図である。 保護テープ貼付け装置の正面図である。 チャックテーブルの平面図である。 チャックテーブルの部分断面図である。 保護テープ切断装置の正面図である。 保護テープの貼り付け動作を示す正面図である。 保護テープの貼り付け動作を示す正面図である。 保護テープの切断および検査する状態を示す模式図である。 保護テープを検査する動作説明図である。 保護テープの貼り付け動作を示す正面図である。 保護テープの貼り付け動作を示す正面図である。

以下、図面を参照して本発明の実施例を説明する。

図１は、保護テープ貼付け装置の全体構成を示す斜視図である。

この保護テープ貼付け装置は、図１および図２に示すように、ウエハ供給/回収部１、ロボットアーム２を備えたウエハ搬送機構３、アライメントステージ４、チャックテーブル５、テープ供給部６、セパレータ回収部７、貼付けユニット８、保護テープ切断装置９、剥離ユニット１０およびテープ回収部１１などが備えられている。これら各構成について以下に説明する。

ウエハ供給/回収部１は、半導体ウエハ（以下、単に「ウエハ」と略称する）Ｗを収納した２台のカセットＣを並列して装填される。各カセットＣには、配線パターン面を上向きにした多数枚のウエハＷが多段に水平姿勢で差込み収納しされている。

ウエハ搬送機構３に備えられたロボットアーム２は、水平に進退移動可能に構成されるとともに、全体が駆動旋回および昇降可能に構成されている。そして、ロボットアーム２の先端には、馬蹄形をした真空吸着式のウエハ保持部２ａが備えられている。つまり、カセットＣに多段に収納されたウエハＷ同士の間隙にウエハ保持部２ａを差し入れてウエハＷを裏面（下面）から吸着保持し、吸着保持したウエハＷをカセットＣから引き出して、アライメントステージ４、チャックテーブル５およびウエハ供給/回収部１の順に搬送するようになっている。

アライメントステージ４は、ウエハ搬送機構３によって搬入載置されたウエハＷを、その外周に形成されたノッチやオリエンテーションフラットに基づいて位置合わせを行うようになっている。

チャックテーブル５は、図３および図４に示すように、ウエハ搬送機構３から移載されて所定の位置合わせ姿勢で載置されたウエハＷを真空吸着するようになっている。また、チャックテーブル５の上面には、後述する保護テープ切断装置９に備えたカッタ刃１２をウエハＷの外形に沿って旋回走行させて保護テープＴを切断するためにカッタ走行溝１３がリング部材１４とで形成されている。さらに、テーブル中心にはウエハ搬入搬出時に出退昇降する吸着保持部５ａが設けられている。なお、チャックテーブル５は、本発明の保持テーブルに相当する。

カッタ走行溝１３は、その内周径がウエハＷの外径より少し小さく設定されており、ウエハＷの外周部がカッタ走行溝１３に少し張り出すように載置される。

リング部材１４は、保護テープＴが強く貼り付けられるステンレス鋼あるいはアルミニウムなど金属で形成されている。このリング部材１４の上面が、チャックテーブル５に載置されたウエハＷの表面と略同一高さとなるように設定されるとともに、ウエハＷからはみ出た保護テープＴがリング部材４５の外端を越えて貼り付けられる外径に設定されている。

リング部材１４の上面には保護テープＴを入れ込む凹部１５が環状に形成されている。この凹部１５の外側上面は、テープ保持部１６とテープ支持部１７を有する。テープ保持部１６は、保護テープＴの外端部を強く貼り付けて固定保持する。テープ支持部１７は、凹部１５とカッタ走行溝１３との間に形成された径方向小幅の環状突条であり、保護テープＴを受け止め支持する。このテープ支持部１７の上面は凸曲されるとともに、その表面がシリコンなどの難接着性材料であり、例えばフッ素や砂などがコーティングされて、保護テープＴが強く接着されることなくウエハ表面と同レベルに受け止め支持されるようになっている。

また、凹部１５は吸引装置１８に連通接続されており、凹部１５に負圧を印加することが可能になっている。なお、リング部材１４と吸引装置１８は、本発明のテンション付与機構を構成している。

この構成によると、ウエハＷの表面に保護テープＴが貼付け処理されることにより、ウエハＷの外周からはみ出た保護テープＴはリング部材１４の上面にも貼り付けられる。このとき、リング部材１４のテープ保持部１６には保護テープＴが強く貼り付けられ、テープ支持部４８には受け止め支持された状態となる。

この状態で吸引装置１８を作動させて凹部１５に適度の負圧を印加することにより、保護テープＴが凹部１５に引き込まれる。この場合、保護テープＴの外端部がテープ保持部１６に貼り付け保持されているので、保護テープＴは径方向外方に向けて引っ張られることになる。すなわち、カッタ走行溝１３に張られた保護テープＴの部分はシワや波打ちのない状態に緊張され、この緊張部分にカッタ刃１２を突き刺して走行させる。その結果、テープ切断端縁の切断を良好に行うことができる。

ここで、保護テープ貼付け工程における貼付けローラ２８の転動押圧によって、ウエハＷの前後において外方へはみ出た保護テープＴの部分は、テープ貼り付け方向には比較的良好な緊張状態でウエハＷに貼り付けられる。これに対して、ウエハＷの左右において外方にはみ出た保護テープＴの部分は多少弛んだ状態でテーブル上に貼り付けられることが多い。このような場合には、ウエハＷの左右において外方にはみ出た保護テープ部分を前後においてはみ出た保護テープ部分よりも大きく（強く）緊張処理することが望ましい。

すなわち、凹部１５は、テープ貼り付け方向（図３では左右方向）の前後箇所における溝幅ｔ１に対して左右箇所における溝幅ｔ２が大きく設定される。また、凹部１５が周方向４箇所に設けた隔壁４９で前後左右の区画凹部１５ａ，１５ｂに仕切られ、かつ、左右の区画凹部１５ｂに前後の区画凹部１５ａよりも強い負圧が印加されるように吸引装置１８に接続されている。この構成により、ウエハＷの全周において、カッタ走行溝１３で均一かつ適切に保護テープＴを緊張して切断することができる。

テープ供給部６は、図２に示すように、供給ボビン１９から繰り出されたセパレータｓ付きの保護テープＴを送りローラ２０およびガイドローラ２１で巻回案内してナイフエッジ状の剥離案内バー２２に導き、剥離案内バー２２の先端エッジでの折り返しによってセパレータｓを剥離し、セパレータｓが剥離された保護テープＴを貼付けユニット８に導くよう構成されている。送りローラ２０はピンチローラ２３との間に保護テープＴを挟持案内するとともにモータ２４によって回転駆動されるようになっており、必要に応じて保護テープＴを強制的に送り出す。また、供給ボビン１９は電磁ブレーキ２５に連動連結されて適度の回転抵抗がかけられており、過剰なテープ繰出しが防止されている。

セパレータ回収部７は、保護テープＴから剥離されたセパレータｓを巻き取る回収ボビン２６が備えられ、モータ２７よって正逆に回転駆動制御されるようになっている。

貼付けユニット８には、図示されないシリンダによって上下に位置変更可能な貼付けローラ２８が備えられており、ユニット全体が案内レール２９に沿って水平移動可能に支持されるとともに、モータ３０によって正逆回転駆動されるネジ軸３１によって往復ネジ送り駆動されるようになっている。

剥離ユニット１０には剥離ローラ３２およびモータ駆動される送り出しローラ３３が備えられており、ユニット全体が案内レール２９に沿って水平移動可能に支持されるとともに、モータ３４によって正逆回転駆動されるネジ軸３５によって往復ネジ送り駆動されるようになっている。

テープ回収部１１はモータ駆動される回収ボビン３６が備えられており、この回収ボビン３１に不要テープＴ’を巻き取る方向に回転駆動されるようになっている。

保護テープ切断装置９は、駆動昇降可能な可動台３７の下部に、チャックテーブル５の中心上に位置する縦軸心Ｘ周りに駆動旋回可能に支持アーム３８が装備されている。また、この支持アーム３８の遊端側に備えたカッタユニット３９に、刃先を下向きにしたカッタ刃１２が装着され、支持アーム３８が縦軸心Ｘ周りに旋回することによりカッタ刃１２がウエハＷの外周に沿って走行して保護テープＴを切り抜くよう構成されている。なお、保護テープ切断装置９は、本発明の切断機構に相当する。以下、詳細な構造が図５に示されている。

可動台３７は、モータ４０を正逆回転駆動することで縦レール４１に沿ってねじ送り昇降されるようになっている。この可動台３７の遊端部に縦軸心Ｘ周りに回動可能に装備された回動軸４２が、可動台３７の上に配備されたモータ４３に２本のベルト４４を介して減速連動され、モータ４３の作動によって回動軸４２が所定の方向に低速で回動されるようになっている。そして、この回動軸４２から下方に延出された支持部材４５の下端部に、支持アーム３８が水平方向スライド調節可能に貫通支持されており、支持アーム３８のスライド調節によってカッタ刃１２の縦軸心Ｘからの距離が変更される。つまり、カッタ刃１２の旋回半径をウエハ径に対応して変更調節することが可能となっている。

なお、詳細な構造は図示されていないが、カッタ刃１２を取り付けたブラケットが支持アーム３８の長手方向にスライド移動可能に支持されるとともに、バネによって縦軸心Ｘに近づく方向にスライド付勢されている。

カッタユニット３９と水平連結されたブラケット４６に検出器４７が装着されている。この検出器４７は、カッタ刃１２が旋回走行する軌道と同じ軌道を通りながら保護テープＴの切断の有無を検出する。検出器４７としては、保護テープＴの切断状態が判別できるものであれば特に限定されず、例えば、光電センサ、レーザーセンサおよび超音波センサなどが利用される。なお、検出器４２の検出結果は、制御部５０に送信される。

次に、上記実施例装置を用いて保護テープＴをウエハＷの表面に貼付けるための一連の基本動作を図２および図６〜図１１に基づいて説明する。

貼り付け指令が出されると、先ず、ウエハ搬送機構３におけるロボットアーム２がカセット台に載置装填されたカセットＣに向けて移動される。ウエハ保持部２ａがカセットＣに収容されているウエハ同士の隙間に挿入され、ウエハ保持部２ａでウエハＷを裏面（下面）から吸着保持して搬出する。ロボットアーム２は、取り出したウエハＷをアライメントステージ４から突出いている吸着パットに受け渡す。

吸着パットに保持されたウエハＷは、回転しながらウエハＷの外周に形成されているノッチやオリエンテーションフラットが検出される。ウエハＷは、当該検出結果に基づいて位置合わせされる。位置合わせの済んだウエハＷは、再びロボットアーム２によって搬出されてチャックテーブル５に載置される。

チャックテーブル５に載置されたウエハＷは、その中心がチャックテーブル５の中心上にあるように位置合わせされた状態で吸着保持される。この時、図２に示すように、貼付けユニット８と剥離ユニット１０は左側の初期位置に、また、テープ切断機構９のカッタ刃１２は上方の初期位置でそれぞれ待機している。

次に、図６に示すように、貼付けローラ２８が下降されるとともに貼付けユニット８が前進移動し、貼付けローラ２８で保護テープＴをウエハＷに押圧しながら前方（図では右方向）に転動する。この転動動作に連動して、保護テープＴがウエハＷの表面に左端から貼付けられてゆく。

図７に示すように、貼付けユニット８がチャックテーブル５を越えた終端位置に達すると、上方に待機していたカッタ刃１２が下降されて、チャックテーブル５のカッタ走行溝１３において保護テープＴに突き刺される。

カッタ刃１２が所定の切断高さ位置まで下降されて停止すると、支持アーム３８が所定の方向に回転される。この回転に伴ってカッタ刃１２が縦軸心Ｘ周りに旋回移動して保護テープＴがウエハ外形に沿って切断される。この切断過程で、図８に示すように、カッタ刃１２の後方から検出器４７が追従する。

このとき、図９に示すように、切断された保護テープＴの不要な部分が凹部１５に吸引されるので、テープ支持部１７とウエハＷの間に間隙が形成される。間隔形成後に、この間隙の上方を検出器４７が通過しながら逐次に切断状態を走査し、検出信号を制御部５０に送信する。

制御部５０は、例えば、内部の判別部５１によって検出信号である光の強度などの実測値と予め決めた基準値を比較し、実測値が基準値の所定範囲以内に収まっていない場合に、切断不良であると判別する。

切断不良を検出した場合、再度、カッタ刃１２を旋回移動させて切断処理を行う。再切断処理の過程でも制御部５０は、検出器４７による検出結果に基づいて切断不良の有無をモニタリングする。

切断不良が検出されなくなると、切断処理を終了させる。その後、カッタ刃１２は上方の待機位置まで上昇されるとともに、剥離ユニット１０が前方へ移動しながらウエハＷ上で切り抜き切断されて残った不要テープＴ’を巻き上げ剥離する。

図１０に示すように、剥離ユニット１０が剥離作業の終了位置に達すると、図１１に示すように、剥離ユニット１０と貼付けユニット８とが逆方向に移動して初期位置に復帰する。この時、不要テープＴ’が回収ボビン２１に巻き取られるとともに、所定量の保護テープＴがテープ供給部６から供給される。

テープ貼付け作動が終了すると、チャックテーブル５における吸着が解除された後、貼付け処理の済んだウエハＷは吸着保持部５ａに保持されてテーブル上方に持ち上げられ、ロボットアーム２のウエハ保持部２ａに移載されて搬出され、ウエハ供給/回収部１のカセットＣに差込み回収される。

以上で１回の保護テープ貼付け処理が完了し、以後、上記作動を順次繰返してゆく。

この構成によると、ウエハＷの表面に保護テープＴが貼付け処理されることで、ウエハＷの外周からはみ出た保護テープＴはリング部材１４の上面にも貼り付けられ、リング部材１４のテープ保持部１６には強く貼り付けられ、テープ支持部１７に受け止め支持された状態となる。

この状態で吸引装置１８を作動させて凹部１４に適度の負圧を印加することにより、保護テープＴが凹部１５に引き込まれる。この場合、保護テープＴの外端部がテープ保持部１６に貼り付け保持されているので、保護テープＴは径方向外方に向けて引っ張られることになり、カッタ走行溝１３に張られたテープ部分はシワや波打ちのない状態に緊張される。この緊張部分にカッタ刃１２を突き刺して走行させる。その結果、テープ切断端縁の切断を良好に行うことができる。

また、切断された保護テープＴの不要な部分が凹部１４に吸引されるので、表面が難接着性のテープ支持部１７の表面を滑って引き込まれる。したがって、テープ支持部１７とウエハＷの外縁との間に間隙が形成されるので、切断されたリング部材側の不要な保護テープＴ’とウエハＷに貼り付けられた保護テープＴ同士が再接着するのを回避することができる、

さらに、保護テープＴの切断不良を検出器４７で検出した場合、切断不良の部位の切断が完了するまで切断処理が繰り返されるので、切断不良によって生じていたウエハＷの破損を抑制することができる。

本発明は以下のような形態で実施することも可能である。

（１）上記実施例装置において、表面が平坦なリング部材１４とチャックテーブル５を相対的に微少距離（数ミリ）だけ昇降離反させてリング部材１４とウエハ外縁との間で切断された保護テープＴに間隙を形成させるよう構成してもよい。

（２）上記実施例では、カッタ刃１２を位置固定してチャックテーブル５を回転させることにより、カッタ刃１２をカッタ刃走行溝１３に沿って相対的に走行させる形態で実施することもできる。

５ … チャックテーブル
９ … 保護テープ切断装置
１２ … カッタ刃
１３ … カッタ走行溝
１４ … リング部材
１５ … 凹部
１６ … テープ保持部
１７ … テープ支持部
１８ … 吸引装置
４７ … 検出器
５０ … 制御部
Ｔ … 保護テープ
Ｗ … 半導体ウエハ

Claims (5)

1. 半導体ウエハの回路形成面に保護テープを貼り付ける保護テープ貼付け方法であって、
   保持テーブルに載置された前記半導体ウエハに保護テープを貼り付ける貼付け過程と、
   前記半導体ウエハの外形に沿ってカッタを走行させながら保護テープを切断する切断過程と、
   前記切断過程で、カッタの後方から検出器を走査させて保護テープの切断不良を検査する検査過程と、
   前記検査結果によって切断不良が検出された場合、保護テープを再切断する再切断過程と、
   前記半導体ウエハの形状に切り抜かれた保護テープを剥離する剥離過程と、
   を備えてことを特徴とする保護テープ貼付け方法。
2. 請求項１に記載の保護テープ貼付け方法において、
   前記貼付け過程は、保持テーブルから所定距離をおいて配置した溝付きの環状テーブルと半導体ウエハに保護テープを貼り付け、
   前記溝に保護テープを強制的に入れ込むことにより、保持テーブルと環状テーブルの間にある保護テープにテンションを付与し、
   前記切断過程は、保持テーブルと環状テーブルの間隙にカッタを突き刺して走行させながら保護テープを切断し、
   前記検査過程は、放射状に付与されたテンションによって生じる保護テープの切断部位の間隙の有無を検査する
   ことを特徴とする保護テープ貼付け方法。
3. 請求項１または請求項２に記載の保護テープ貼付け方法において、
   前記検査過程で切断不良を検出した場合、切断不良が未検出になるまで切断過程を繰り返し実施した後に、半導体ウエハに切り抜かれた保護テープを剥離する
   ことを特徴とする保護テープ貼付け方法。
4. 半導体ウエハの回路形成面に保護テープを貼り付ける保護テープ貼付け装置であって、
   前記半導体ウエハを載置保持する保持テーブルと、
   前記半導体ウエハに保護テープを貼り付ける貼付け機構と、
   前記保護テープにカッタを突き刺して半導体ウエハ形状に保護テープを切断する切断機構と、
   前記カッタの移動に追従して保護テープの切断部位を検出する検出器と、
   前記検出器の検出信号に基づいて保護テープの切断部位の切断不良を判別する判別部を有する制御部と、
   前記半導体ウエハの形状に切り抜かれた保護テープを回収するテープ回収部と、
   を備えたこと特徴とする保護テープ貼付け装置。
5. 請求項４に記載の保護テープ貼付け装置において、
   前記保護テープは，半導体ウエハの外形よりも大きく、
   当該保持テーブルから所定距離をおいて配置した溝付きの環状テーブルと、
   前記環状テーブルの溝に保護テープに引き込んでテンションを付与するテンション付与機構を備え、
   前記検出器は、保持テーブルと環状テーブルの間で半導体ウエハに沿って移動するカッタの後方に追従して保護テープの切断部位を検出する
   ことを特徴とする保護テープ貼付け装置。

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