JP2016092329A - 粘着テープ貼付け方法および粘着テープ貼付け装置 - Google Patents

Abstract

【課題】裏面外周に補強用の環状凸部の形成された半導体ウエハの当該裏面とリングフレームとに粘着テープを精度よく貼り付ける。
【解決手段】文字、記号またはこれらの組み合わせからなるＩＤの刻印のされたウエハの環状凸部を保持テーブル１３から凸設した環状の保持部１６で保持するとともに、当該保持部１６の内側から突出した保持領域１８によってウエハの刻印領域を当接保持する。この状態でリングフレームとウエハの間の粘着テープを一対の上下ハウジングで挟み込み、形成されたチャンバ内で粘着テープにより仕切られた２つの空間に差圧を生じさせ、粘着テープを凹入湾曲させながらウエハの裏面に貼り付ける。
【選択図】図８

Description

本発明は、裏面外周に補強用の環状凸部を有する半導体ウエハ（以下、適宜に「ウエハ」）の当該裏面とリングフレームとにわたって支持用の粘着テープを貼り付ける粘着テープ貼付け方法および粘着テープ貼付け装置に関する。

裏面研削によって剛性の低下するウエハを補強するために、裏面外周を残して中央の回路形成部分のみを研削している。すなわち、ウエハの裏面外周に環状凸部を形成している。ウエハをダイシング処理する前に、支持用の粘着テープを介してリングフレームの中央に当該ウエハをマウントしている。

例えば、上下一対のハウジングの下ハウジング内に設けられた保持テーブルにウエハを載置保持し、下ハウジングを外囲するフレーム保持テーブルにリングフレームを保持する。当該リングフレームに粘着テープを貼り付けた後に、両ハウジングによってリングフレームの内側の粘着テープを挟み込んでチャンバを構成する。このとき、粘着テープとウエハ裏面とが近接対向されているので、粘着テープで仕切られた２つの空間に差圧を生じさせるとともに、半球状の弾性体で粘着テープの中央から外向き放射状に粘着テープを押圧してウエハ裏面に貼り付けてゆく。

粘着テープの貼り付け完了後に、環状凸部の内側角部で接着しきれずに浮き上がっている粘着テープに第１押圧部材から気体を吹き付けて２回目の貼付け処理を行っている（特許文献１を参照）。

特開２０１３−２３２５８２号公報

従来の粘着テープ貼付け方法では、環状凸部の内側角部に２回目の貼付け処理を行ったにも関わらず貼付け完了後に環状凸部の内側の扁平面側で粘着テープが剥がれ、ひいては空隙が生じているといった問題が生じている。当該剥がれの生じた状態のウエハをダイシング処理すると、粘着テープの密着していない部分で分断されたチップが飛散し、ひいては破損す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、裏面外周に環状凸部の形成された半導体ウエハの裏面に粘着テープを精度よく貼り付けることができる粘着テープ貼付け方法および粘着テープ貼付け装置を提供することを主たる目的とする。

そこで、発明者等は、粘着テープの剥がれの発生原因を鋭意検討した。その結果、発明者等は、以下の知見を得た。

粘着テープの剥がれの生じているウエハの外観検査を行ったところ、扁平面から起立している環状凸部の内側角部の全周のうち管理用のＩＤやコードがマーキングされた特定部分に剥がれが集中していた。さらに剥がれが発生しているウエハの外観検査を行ったところ、マーキング部分に微小な貫通孔が形成されていること分かった。つまり、レーザによって刻印されたマーキング部分に貫通孔が形成されていた。

マーキング部位に貫通孔が形成されていない良品のウエハを用いたにも関わらず、チャンバ内で差圧を利用してウエハに粘着テープを貼り付ける実験を繰り返すと、粘着テープ貼付け後にマーキング部分に貫通孔が形成されるものが含まれていた。

チャンバ内で粘着テープをウエハに貼り付けるとき、ウエハは、環状凸部のみを反対側から環状の保持テーブルで当接保持されている。それ故に、粘着テープの貼付け後に、チャンバ内を大気状態に戻す昇圧過程で、レーザによって刻印された最薄部のマーキング部位に圧力がかかり当該貫通孔が形成され、ひいては当該貫通孔から気体が流入し、粘着テープを剥がしていることが分かった。

そこで、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、裏面外周に環状凸部を有する半導体ウエハの当該裏面とリングフレームとにわたって支持用の粘着テープを貼り付ける粘着テープ貼付け方法であって、
文字、記号またはこれらを組み合わせた刻印のされた環状凸部の内側の刻印領域と当該環状凸部を環状の保持テーブルで保持する保持過程と、
前記リングフレームと半導体ウエハの間の粘着テープを一対のハウジングで挟み込み、形成されたチャンバ内で当該粘着テープにより仕切られた２つの空間に差圧を生じさせ、粘着テープを凹入湾曲させながら半導体ウエハの裏面に貼り付ける貼付け過程と、
を備えたことを特徴とする。

（作用・効果） 上記方法によれば、刻印領域および環状凸部が、環状の保持テーブルによって当接保持されている。したがって、刻印領域は、保持テーブルによって覆われているので、チャンバ内を昇圧する過程で、流入する気体による加圧が、刻印部位に作用しない。したがって、最薄部の刻印部位に貫通孔が形成されるのが回避され、ひいては粘着テープの剥がれを防止することができる。

なお、上記方法において、保持過程は、弾性シートを介して半導体ウエハを保持テーブルに保持してもよい。

この方法によれば、弾性シートによって保持テーブルと刻印領域との密着度が増す。したがって、刻印部位の破損をより確実に防止することができる。

また、上記方法において、貼付け過程で粘着テープを加熱しながら半導体ウエハに貼り付けてもよい。

この方法によれば、粘加熱によって粘着テープが軟化され、ウエハ裏面に当該粘着テープを密着させることができる

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、裏面外周に環状凸部を有する半導体ウエハの当該裏面とリングフレームとにわたって支持用の粘着テープを貼り付ける粘着テープ貼付け装置であって、
文字、記号またはこれらを組み合わせた刻印のされた環状凸部の内側の刻印領域と当該環状凸部を当接保持する環状の保持テーブルと、
前記粘着テープの貼り付けられたリングフレームを保持するフレーム保持部と、
前記保持テーブルを収納するとともに、リングフレームに貼り付けられた粘着テープを挟み込む一対のハウジングからなるチャンバと、
前記粘着テープにより仕切られたチャンバ内の２つの空間に差圧を生じさせ、粘着テープを凹入湾曲させながら半導体ウエハの裏面に貼り付けさせる制御部を含む貼付け機構と、
を備えたことを特徴とする。

（作用・効果） この構成によれば、環状凸部および刻印領域を環状の保持テーブルによって当接保持することができる。したがって、チャンバ内の昇圧時に流入する気体による加圧が、当該刻印領域に作用しない。したがって、上記方法を好適に実施することができる。

当該構成において、保持テーブルの載置面に環状の弾性シートを備えることが好ましい。

この構成によれば、保持テーブルとの密着度が増すので、保持テーブルとウエハとの間に気体が流入するのをより確実に防止することができる。

本発明の粘着テープ貼付け方法および粘着テープ貼付け装置によれば、裏面外周に補強用の環状凸部を有する半導体ウエハの当該裏面とリングフレームとにわたって支持用の粘着テープを精度よく貼り付けることができる。

半導体ウエハの一部破断斜視図である。 半導体ウエハの裏面側の斜視図である。 半導体ウエハの部分縦断面図である。 半導体ウエハの刻印領域を示す平面図である。 粘着テープ貼付け装置の全体構成を示す正面図である。 チャンバを含む駆動機構の正面図である。 チャンバの縦断面図である。 保持テーブルの平面図である。 テープ切断機構の平面図である。 粘着テープの貼り付け動作を示す模式図である。 粘着テープの貼り付け動作を示す模式図である。 粘着テープの貼り付け動作を示す模式図である。 粘着テープの貼り付け動作を示す模式図である。 粘着テープの貼り付け動作を示す模式図である。 ウエハをマウントしたマウントフレームの斜視図である。

以下、図面を参照して本発明の実施例を説明する。

＜半導体ウエハ＞
半導体ウエハＷ（以下、単に「ウエハＷ」という）は、図１ないし図３に示すように、裏面の外周部を径方向に約２ｍｍを残して研削（バックグラインド）されている。すなわち、裏面に扁平凹部ｂが形成されるとともに、その外周に沿って環状凸部ｒが残存された形状に加工されたものが使用される。例えば、扁平凹部ｂの深さｄが数百μｍ、研削域のウエハ厚さｔが数十μｍになるよう加工されている。したがって、裏面外周に形成された環状凸部ｒは、ウエハＷの剛性を高める環状リブとして機能し、ハンドリングやその他の処理工程におけるウエハＷの撓み変形を抑止する。

ウエハＷの外周には、アライメントマークであるＶ字状のノッチＮが形成されている。また、ノッチＮの内側に管理用のＩＤがマーキングされている。ＩＤは、文字、記号またはこれらを組み合わせたものであり、レーザによって刻印されている。文字にはアルファベットおよび数字などを含む。なお、当該ＩＤは、図４に示すように、環状凸部ｒとその内側の偏平凹部ｂとにまたがって刻印されている。当該ＩＤの部分は、本発明の刻印領域に相当する。

＜粘着テープ貼付け装置＞
図５に粘着テープ貼付け装置の平面図が示されている。

この粘着テープ貼付け装置は、図５に示すように、テープ供給部１、セパレータ回収部２、テープ貼付け部３およびテープ回収部４などから構成されている。以下、各構成について詳述する。

テープ供給部１は、支持用の粘着テープＴが巻回された原反ロールの装填された供給ボビンから当該粘着テープＴを貼付け位置に供給する過程で剥離ローラ５によってセパレータＳを剥離するよう構成されている。なお、供給ボビンは、電磁ブレーキに連動連結されて適度の回転抵抗がかけられている。したがって、供給ボビンから過剰なテープの繰り出しが防止されている。

また、テープ供給部１は、シリンダ６に連結された揺動アーム７を揺動させることによって先端のダンサローラ８で粘着テープＴを下方に押し下げてテンションを付与するように構成されている。

セパレータ回収部２は、粘着テープＴから剥離されたセパレータＳを巻き取る回収ボビンが備えられている。この回収ボビンは、モータよって正逆に回転駆動制御されるようになっている。

テープ貼付け部３は、チャンバ１０、テープ貼付け機構１１およびテープ切断機構１２などから構成されている。なお、チャンバ１０は、本発明の貼付け機構に相当する。

チャンバ１０は、図５および図６に示すように、下ハウジング１０Ａと上ハウジング１０Ｂとから構成されている。

下ハウジング１０Ａは、昇降可能に構成された上ハウジング１０Ｂの下方と装置前側の間をガイドレールＬに沿って往復移動するように構成されている。両ハウジング１０Ａ、１０Ｂは、粘着テープＴの幅よりも小さい内径を有する。なお、下ハウジング１０Ａは、の円筒上部は、丸みを有するとともに、フッ素加工などの離型処理が施されている。なお、下ハウジング１０Ａは、内部に保持テーブル１３を備えている。また、下ハウジング１１Ａは、当該下ハウジング１０Ａを外囲するフレーム保持部２２を備えている。

保持テーブル１３は、ウエハＷと同形状以上の大きさを有する金属製のチャックテーブルであり、下ハウジング１０Ａに収納されている。当該チャックテーブル１３は、外部の真空装置と流路を介して連通接続されている。また、保持テーブル１３は、図７および図８に示すように、ウエハＷの環状凸部ｒを裏側から当接支持する環状凸部からなる保持部１６が形成されている。また、保持部１６は、さらにアライメントされたウエハＷが載置されたとき、ウエハＷのＩＤの刻印された刻印領域１７の全面を覆って保持する保持領域１８が設けられている。

保持部１６および保持領域１８には、略同形状の弾性シート１９が装着されている。弾性シート１９は、保持部１６の表面に形成された吸着孔と一致する位置に貫通孔２０が形成されている。

また、保持テーブル１３のベース内部にヒータ２１が埋設されている。

フレーム保持部２２は、リングフレームｆを載置したとき、リングフレームｆと下ハウジング１０Ａの円筒頂部とが平坦になるように構成されている。

上ハウジング１０Ｂは、図６に示すように、昇降駆動機構２４に備えてられている。この昇降駆動機構２４は、縦壁２５の背部に縦向きに配置されたレール２６に沿って移動可能な昇降台２７、この昇降台２７に高さ調節可能に支持された可動枠２８、この可動枠２８から前方に向けて延出されたアーム２９を備えている。このアーム２９の先端部から下方に延出する支軸３０に上ハウジング１０Ｂが装着されている。

昇降台２７は、ネジ軸３１をモータ３２によって正逆転することでねじ送り昇降されるようになっている。

両ハウジング１０Ａ、１０Ｂには、図７に示すように、流路３４を介して真空装置３５と連通接続されている。なお、上ハウジング１０Ｂ側の流路３４には、電磁バルブ３６を備えている。また、両ハウジング１０Ａ、１０Ｂには、大気開放用の電磁バルブ３７、３８を備えた流路３９がそれぞれ連通接続されている。さらに、上ハウジング１０Ｂには、一旦減圧した内圧をリークにより調整する電磁バルブ４０を備えた流路４１が連通接続されている。なお、これら電磁バルブ３６、３７、３８、４０の開閉操作および真空装置３５の作動は、制御部７０によって行われている。

図５に戻り、テープ貼付け機構１１は、保持テーブル１３を挟んで装置基台４３に立設された左右一対の支持フレーム４４に架設された案内レール４５、案内レール４５に沿って左右水平に移動する可動台４６、この可動台４６に備わったシリンダの先端に連結されたブラケットに軸支された貼付けローラ４９、テープ回収部４側に配備されたニップローラ５０とから構成されている。

可動台４６は、装置基台４３に固定配備された駆動装置に軸支された正逆転させる駆動プーリ５１と支持フレーム４４側に軸支された遊転プーリ５２とに巻き掛けられたベルト５３によって駆動伝達され、案内レール４５に沿って左右水平移動するように構成されている。

ニップローラ５０は、モータにより駆動する送りローラ５４とシリンダによって昇降するピンチローラ５５とから構成されている。

テープ切断機構１２は、図６に示すように、上ハウジング１０Ｂを昇降させる昇降駆動機構２４に配備されている。つまり、ベアリング５６を介して支軸３０周りに回転するボス部５７を備えている。このボス部５７に、図９に示すように、中心から径方向に延伸する４本の支持アーム５８から６１を備えている。

一方の支持アーム５８の先端に、円板形のカッタ６２を水平軸支したカッタブラケット６３が上下移動可能に装着されるとともに、他の支持アーム５９から６１の先端に押圧ローラ６４が揺動アーム６５を介して上下移動可能に装着されている。

ボス部５７の上部には連結部６６を有し、この連結部６６にアーム２９に備わったモータ６７の回転軸と駆動連結されている。

テープ回収部４は、図５に示すように、切断後に剥離された不要な粘着テープＴを巻き取る回収ボビンが備えられている。この回収ボビンは、図示されていないモータよって正逆に回転駆動制御されるようになっている。

次に、上記実施例装置を用い粘着テープＴを介してリングフレームｆにウエハＷをマウントする動作について説明する。

搬送ロボットによってフレーム保持部２２にリングフレームｆが載置される。また、搬送ロボットによってアライメントされたウエハＷが、保持テーブル１３に載置される。このとき、ウエハＷの刻印領域１７は、保持テーブル１３の環状の保持部１６の内側に凸設された保持領域１８に当接保持されている。

保持テーブル１３がウエハＷを吸着し、フレーム保持部２２がリングフレームｆを吸着保持すると、下ハウジング１０ＡはレールＬに沿ってテープ貼付機構１２側へと移動する。

図１０に示すように、下ハウジング１０Ａがテープ貼付機構１２のテープ貼付け位置に達すると貼付けローラ４９が下降し、図１１に示すように、粘着テープＴ上を転動しながらリングフレームｆと下ハウジング１０Ａの頂部とにわたって粘着テープＴを貼り付ける。この貼付けローラ４９の移動に連動してテープ供給部１から所定量の粘着テープＴがセパレータＳを剥離されながら繰り出される。

リングフレームｆへの粘着テープＴの貼り付けが完了すると、図１２に示すように、上ハウジング１０Ｂが下降する。この下降に伴って、ウエハＷの外周からリングフレームｆの内径の間で粘着面が露出している粘着テープＴを上ハウジング１０Ｂと下ハウジング１０Ａによって挟持してチャンバ１０を構成する。このとき、粘着テープＴがシール材として機能するとともに、上ハウジング１０Ｂ側と下ハウジング１０Ｂ側とを分割して２つの空間を形成する。

下ハウジング１０Ａ内に位置するウエハＷは、粘着テープＴと所定のクリアランスを有して近接対向いている。

制御部７０は、ヒータ２１を作動させて下ハウジング１０Ａ側から粘着テープＴを加熱するとともに、図７に示す電磁バルブ３７、３８、４０を閉じた状態で、真空装置３５を作動させて上ハウジング１０Ｂ内と下ハウジング１０Ａ内を減圧する。このとき、両ハウジング１０Ａ、１０Ｂ内が同じ速度で減圧してゆくように、電磁バルブ３６の開度を調整する。

両ハウジング１０Ａ、１０Ｂ内が所定の気圧まで減圧されると、制御部７０は、電磁バルブ３６を閉じるとともに、真空装置３５の作動を停止する。

制御部７０は、電磁バルブ４０の開度を調整してリークさせながら上ハウジング１０Ｂ内を所定の気圧まで徐々に高める。このとき、下ハウジング１０Ａ内の気圧が上ハウジング１０Ｂ内の気圧よりも低くなりその差圧によって、図１３に示すように、粘着テープＴがその中心から下ハウジング１０Ａ側に引き込まれてゆく。すなわち、粘着テープＴは、凹入湾曲しながらウエハＷの中心から外周に向けて放射状に貼付けられてゆく。このとき、環状凸部ｒの内側の角部のエアーは抜気され、間隙が潰された状態で粘着テープＴが接着している。

予め設定された気圧に上ハウジング１０Ｂ内が達すると、制御部７０は、電磁バルブ３８の開度を調整して下ハウジング１０Ａ内の気圧を上ハウジング１０Ｂ内の気圧と同じにする。その後、制御部７０は、図１４に示すように、上ハウジング１０Ｂを上昇させて上ハウジング１０Ｂ内を大気開放するとともに、電磁バルブ３８を全開にして下ハウジング１１Ａ側も大気開放する。

なお、チャンバ１０内で粘着テープＴをウエハＷに貼付けている間に、テープ切断機構１２が作動する。このとき、図１２および図１３に示すように、カッタ６２がリングフレームｆに貼り付けられた粘着テープＴをリングフレームｆの形状に切断するとともに、押圧ローラ６４がカッタ６２に追従してリングフレームｆ上のテープ切断部位を転動しながら押圧してゆく。つまり、上ハウジング１０Ｂが下降して下ハウジング１０Ａによってチャンバ１０を構成したとき、図５に示すように、テープ切断機構１２のカッタ６２と押圧ローラ６４も切断作用位置に到達している。

上ハウジング１０Ｂを上昇させた時点でウエハＷへの粘着テープＴの貼り付けおよび粘着テープＴの切断は完了しているので、ピンチローラ５５を下降させた後に、テープ回収部４に向けて切断後の不要な粘着テープＴを巻き取り回収してゆくとともに、テープ供給部１から所定量の粘着テープＴを繰り出す。

粘着テープＴの剥離が完了し、ニップローラ５５および貼付けローラ４９が初期位置に戻ると、リングフレームｆと裏面に粘着テープＴが接着されている図１５に示すマウントフレームＭＦを保持したまま、下ハウジング１０Ａは装置手前の搬出位置に移動する。

以上でリングフレームｆとウエハＷの裏面に粘着テープＴを貼り付ける一巡の動作が終了する。以後、マウントフレームＭＦが所定数に達するまで上記処理が繰り返される。

本実施例装置によれば、ウエハＷのＩＤの刻印された刻印領域１７を保持テーブル１３の環状凸部の保持部から内側に突出した保持領域１８を刻印領域１７に当接させて環状凸部のみを吸引保持しているので、刻印領域１７を密閉している。したがって、チャンバ１０内の減圧を解除およびチャンバ１０を解放して昇圧する過程で、ウエハＷによって仕切られた保持テーブル本体とウエハＷとの空間にエアーが流入しても刻印部分に気体が流れ込むことがない。すなわち、気体の流入による加圧が、刻印部分に作用しないので、破損による貫通孔の形成を防止し、ひいては粘着テープＴの剥がれを防止することができる。

なお、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、上ハウジング１１Ｂにヒータを埋設し、粘着テープＴを上下から加熱するように構成してもよい。

（２）上記実施例装置では、異なる工程で粘着テープＴを予めリングフレームに貼り付けた後に、上記実施例装置のフレーム保持部２２に載置し、ウエハＷの裏面に粘着テープＴを貼り付けてもよい。

１ … テープ供給部
２ … セパレータ回収部
３ … テープ貼付け部
４ … テープ回収部
１０ … チャンバ
１０Ａ… 下ハウジング
１０Ｂ… 上ハウジング
１１ … テープ貼付け機構
１２ … テープ切断機構
１３ … 保持テーブル
１５ … 真空装置
１６ … 保持部
１７ … 刻印領域
１８ … 保持領域
１９ … 弾性シート
２２ … フレーム保持部
７０ … 制御部
Ｗ … 半導体ウエハ
ｆ … リングフレーム
Ｔ … 粘着テープ

Claims (6)

1. 裏面外周に環状凸部を有する半導体ウエハの当該裏面とリングフレームとにわたって支持用の粘着テープを貼り付ける粘着テープ貼付け方法であって、
   文字、記号またはこれらを組み合わせた刻印のされた環状凸部の内側の刻印領域と当該環状凸部を環状の保持テーブルで保持する保持過程と、
   前記リングフレームと半導体ウエハの間の粘着テープを一対のハウジングで挟み込み、形成されたチャンバ内で当該粘着テープにより仕切られた２つの空間に差圧を生じさせ、粘着テープを凹入湾曲させながら半導体ウエハの裏面に貼り付ける貼付け過程と、
   を備えたことを特徴とする粘着テープ貼付け方法。
2. 請求項１に記載の粘着テープ貼付け方法において、
   前記保持過程は、弾性シートを介して半導体ウエハを保持テーブルに保持する
   ことを特徴とする粘着テープ貼付け方法。
3. 請求項１または請求項２に記載の粘着テープ貼付け方法において、
   前記貼付け過程は、粘着テープを加熱しながら半導体ウエハに貼り付ける
   ことを特徴とする粘着テープ貼付け方法。
4. 裏面外周に環状凸部を有する半導体ウエハの当該裏面とリングフレームとにわたって支持用の粘着テープを貼り付ける粘着テープ貼付け装置であって、
   文字、記号またはこれらを組み合わせた刻印のされた環状凸部の内側の刻印領域と当該環状凸部を当接保持する環状の保持テーブルと、
   前記粘着テープの貼り付けられたリングフレームを保持するフレーム保持部と、
   前記保持テーブルを収納するとともに、リングフレームに貼り付けられた粘着テープを挟み込む一対のハウジングからなるチャンバと、
   前記粘着テープにより仕切られたチャンバ内の２つの空間に差圧を生じさせ、粘着テープを凹入湾曲させながら半導体ウエハの裏面に貼り付けさせる制御部を含む貼付け機構と、
   を備えたことを特徴とする粘着テープ貼付け装置。
5. 請求項４に記載の粘着テープ貼付け装置において、
   前記保持テーブルの載置面に弾性シートを備えた
   ことを特徴とする粘着テープ貼付け装置。
6. 請求項４または請求項５に記載の粘着テープ貼付け装置において、
   前記半導体ウエハに粘着テープを貼り付ける過程で、当該粘着テープを加熱する加熱器を備えた
   ことを特徴とする粘着テープ貼付け装置。

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