JP2911997B2 - 半導体ウェハーへのテープ貼付装置 - Google Patents

半導体ウェハーへのテープ貼付装置

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Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は半導体ウェハー（以下、単にウェハーと称
す）のダイシングを行なうために、ウェハーの裏面に粘
着テープを貼り付けるテープ貼付装置に関する。
〔従来の技術〕
ウェハーのダイシングの際は、ウェハーの裏面に厚さ
80μｍの塩化ビニール製の粘着テープを貼り付ける。そ
して、貼り付けられた状態でウェハーは個々のペレット
にダイシングされる。その後、粘着テープを引き延ばし
て個々のペレットを引き離した状態にする。
従来のテープ貼付装置では、第５図の断面図に示すよ
うに、一様に平坦な構造のウェハー支持ステージ11面に
ウェハー１の表面（半導体素子や回路が形成されている
面を指し、以下ウェハーおもて面と呼ぶ）を下向きに載
置してウェハーを吸着固定し、上向きになった裏面に粘
着テープ８を回転ローラー９を移動させて加圧しながら
貼り付ける。このとき、ウェハー１のおもて面はウェハ
ー支持ステージ11の全面にわたって接触する。
一方、特開昭62−287639号公報または特開昭63−1662
43号公報、あるいは第６図の断面図に示すように、ウェ
ハー１の外周部２のみを、凹部を持つウェハー支持ステ
ージ11に固定し、ウェハー支持ステージの凹部とウェハ
ーとで形成される中空部３に高圧空気等の加圧流体を送
り込む構造が提案されている。かかる構造の装置によれ
ば、ウェハーおもて面が支持ステージに直接接触するこ
とはなく、また、ローラー加圧時の圧力を相殺するよう
に加圧流体を送り込むことで、ローラー加圧によるウェ
ハーのたわみを防止できる。
〔発明が解決しようとする課題〕
上述した従来のテープ貼付装置は、ウェハー支持ステ
ージが平坦面の場合、テープ貼り付け時のローラーによ
る加圧力はウェハー支持ステージ全面で受ける。そのた
め、ウェハーの厚みが一様でない場合やウェハーおもて
面のわずかな凹凸によって、ウェハーおもて面に局部的
に応力が集中しやすく、ウェハーおもて面に傷が発生し
たりシリコン結晶が損傷するなどの問題点がある。さら
に支持ステージの表面に異物等が存在した場合にも、ウ
ェハーおもて面に損傷が発生し大きな歩留り低下にな
る。
一方、ウェハー支持ステージの中央部に凹部を持つ構
造とした場合は、加圧流体による圧力がウェハー全面に
加わる。近年はウェハーの径が大型化すると共にその厚
さも薄化している。このため、ローラーがウェハーの外
周部近傍にあるときは、ローラーによる圧力との加圧流
体による圧力とバランスがくずれて後者による圧力が勝
り、その結果、ウェハーは凸状にふくらむことになる。
これはウェハーに結晶構造的なひずみをもたらし、最
悪の場合ウェハーを破損させてしまう。そこで、ローラ
ーがウェハーを加圧する位置に応じて支持ステージの中
空部内の内部圧力を変化させることが考えられる。しか
し、そのためには内部圧力を検出し、それに応じて加圧
流体の圧力を制御する手段を必要とするため、テープ貼
付装置が複雑となり高価となる。
本発明の目的は、簡素化された構成でもって、ウェハ
ーおもて面への傷や内部へのひずみを与えることなく粘
着テープの貼り付けが良好に行えるテープ貼付装置を提
供することである。
〔課題を解決するための手段〕
本発明のテープ貼付装置は、ウェハーの外周部のみと
接触して支持する凹部を持つ構造のウェハー支持ステー
ジを有し、かつ凹部内には少なくとも一つのリング状の
突起部が設けられている。この突起部の高さは、最初に
ウェハーを固定した時にウェハーと突起部上面との間に
微小な間隙が存在するような高さとする。すなわち、突
起部はウェハー支持ステージの外郭部であるウェハーの
外周部と接触する部分よりわずかに低い構造となってい
る。
さらに、本発明のテープ貼付装置はウェハーと突起部
上面との間隙に加圧流体を流入させる手段を備える。こ
の流入手段は、たとえばリング状の突起部の内側の凹部
底面に設けた加圧流体吹き出し用流路と、突起部の外側
の凹部底面に設けた加圧流体排出用流路とを含む。ま
た、ウェハー支持ステージにはその外郭部にウェハーを
固定するためのウェハー固定手段を備える。ウェハー固
定手段は、たとえばウェハーが接触する部分に設けた複
数の真空吸着孔を含む。
本発明においては、リング状突起によって形成された
ウェハーとの間の微小間隙に加圧流体が流れ込むと、微
小間隙部分の圧力が上昇する。この圧力をテープ貼り付
け時の圧力と相殺する程度に高めることができる。従っ
てウェハーおもて面がその外周部を除いてウェハー支持
ステージに接触することなく、かつウェハーをほとんど
たわませることなくテープを貼り付けることができる。
たとえ貼り付け時のローラー圧力が、何らかの原因で
高くなってウェハーが若干たわんでも、それに応じて上
記間隙部が狭くなって圧力はさらに上昇し、そのたわみ
を最小限に抑えることができる。しかも、テープ貼り付
け時のローラー圧力を相殺するような圧力はウェハーの
一部にのみ印加されているので、ウェハーが凸状にそる
ことも防止できる。
なお、ウェハー支持ステージに加圧流体排出用流路を
設ければ、中空部内に加圧流体を送り込みすぎて中空部
が高圧になって起こるウェハーの破裂や、ローラー加圧
前にローラー加圧力とバランスする流体を中空部に送り
込むことにより起こる破裂を防止することができる。
〔実施例〕
第１図及び第２図を用いて本発明の一実施例を説明す
る。半導体装置の製造工程において、ウェハー上に複数
個形成された半導体ペレットは、ダイシングにより個々
のペレットに分割される。その時、ウェハーは裏面側に
貼り付けられた粘着テープを介して固定治具に固定さ
れ、ダイシングされる。以下に、この粘着テープをウェ
ハーに貼り付ける貼付装置の実施例について説明する。
本実施例では５インチ径のウェハー１に粘着テープ８
の貼り付けを行う場合のテープ貼付装置を示している。
本テープ貼付装置のウェハー支持ステージ11は、ウェハ
ー１の外周部２の約3mm幅の部分のみと接触して支持で
きるように、外郭部11aを除く中央部に深さ約3mmの円形
の凹部11bを有する。この凹部11bは、固定したウェハー
１とで中空部３を形成する。そして、凹部11bの中心か
ら半径25mmの位置に、１本の幅約1.5mmのリング状突起
部４が設けられている。このリング状突起部４の高さ
は、粘着テープ８の貼り付け前にウェハー１を最初に固
定した時に、ウェハー１とリング状突起部４の上面との
間に微小な間隙５を維持するように設定されている。
さらに、リング状突起部４の内側の凹部の底面（本実
施例ではウェハー支持ステージの中心）には加圧流体と
して、例えば、高圧空気の空気吹出し用流路６が設けら
れ、また突起部４の外側には空気排出用流路７が本実施
例では４つ具備されている。また、ウェハー１の接触す
るウェハー接触面11cにはリング状に溝15が設けられ、
溝底には真空吸着用流路10が４つ設けられている。
空気吹出し用流路６は外郭の高圧ポンプ13に接続さ
れ、流量が一定になるように、スピードコントローラー
（図示せず）を介して圧力制御を行なっている。空気排
出用流路７はウェハー支持ステージ11の中空部３と外部
とを直結するように設けられている。真空吸着用流路10
は真空ポンプ14に接続され、ウェハー１の外周部２をウ
ェハー支持ステージ11に吸着し固定できるように減圧さ
れている。
上述のウェハー支持ステージ11を用いたウェハーへの
テープ貼り付けは、ウェハー支持ステージ11にウェハー
おもて面を下向きにして吸着したウェハー１の裏面に、
粘着テープ８を回転ローラー９を用いて押圧することに
よって行なう。なお、回転ローラー９は直径約40mmの棒
状で、材質はシリコーン系の樹脂である。この構造をと
ることにより、テープ貼り付けの際、空気の巻き込みに
よる微小気泡の発生を防ぎつつ密着性をより高めること
が可能となる。
ウェハー支持ステージ11の凹部11b内の突起４は、従
来のウェハー支持ステージの持つ問題点であるローラー
加圧時におけるウェハーのたわみをなくすために設けら
れたものである。すなわち、空気吹出し用流路６より吹
き出された高圧空気は、リング状突起部４の上面とウェ
ハー１との間隙５を通り、空気排出用流路７より支持ス
テージの外部に排出される。高圧空気は流量および圧力
が一定に保たれているので、間隙５を通過する時に流速
が増し、ベルヌイの定理によって間隙５内の圧力がさら
に高くなる。このように、ウェハー１は十分に抵抗を受
けて支持される。従って、回転ローラー９が移動して加
圧する際、ウェハー１はほとんどたわむことなく粘着テ
ープ８を貼り付けることができる。
本実施例は、リング状突起部４の上面とウェハー１と
の間隙５を500μｍ、高圧ポンプ13から空気吹出し用流
路６へ供給される高圧空気の圧力を2.5kg重/cm2、回転
ローラー９の押圧力を２±0.5kg重/cm2としてテープ貼
り付けを行うと、ウェハーをほとんどたわませることな
く良好にテープを貼り付けることができた。仮に、ロー
ラー加圧力が多少増加してウェハー中央部が100〜200μ
ｍ程度凹状にたわんだとしても、間隙５は狭くなるので
間隙内圧力はさらに高くなり、ウェハーのたわみを最小
限に抑えることができる。
本実施例の構造によれば、間隙５の距離が小さくなれ
ばなるほど、ウェハー１を上方に押し上げようとする空
気の抗力は増加し、ウェハー１のたわみを押さえるよう
に働くので、ローラー９のいずれの加圧位置においても
ウェハーを十分に支持することができる。また、ウェハ
ー１に対する支持力は局部的なものであって全体には加
わっていないので、ローラー９が第１図に示すようなウ
ェハー周辺部の位置にある時でもウェハー１の上向きの
そりは実質生じない。従って、ウェハーおもて面はリン
グ状突起部４と接触することは全くない。以上のよう
に、本実施例によれば、ウェハーの外周部のみを接触さ
せ、ウェハー中央部は非接触で支持できるという理想的
な中空構造の支持ステージを持つテープ貼付装置を提供
することができる。
次に第３図及び第４図を用いて本発明の他の実施例を
説明する。本実施例のテープ貼付装置は、第１図および
第２図で示した実施例のリング状突起部４の形成位置を
変えずに、より大口径のウェハーのテープ貼り付けを行
なう場合に適用した例である。大口径のウェハー100の
中央部は高圧空気によりたわみを抑えるように支持され
る。しかし、リング状突起部４からウェハー100の外周
部102までの距離が長くなるので、リング状突起部４と
ウェハー外周部102との間にあるウェハー部分はローラ
ー加圧時にたわみを生じてしまい、微小気泡の巻き込み
が起こるという問題がある。
そこで本実施例では、リング状突起部４とウェハー10
0の外周部102との中間に、ウェハー100を支持ステージ2
11上に固定した時に、ウェハー100との間で第２の間隙2
5（例えば500μｍ）ができるように設けられた第２のリ
ング状突起部24と、第２のリング状突起部24の外側に４
つ設けられた第２の空気吹出用流路26と、それぞれの第
２の空気吹出し用流路26へ圧力および流量一定の高圧空
気を供給するように接続された第２の高圧ポンプ213
と、全ての空気吹出し用流路6,26から中空部３に供給さ
れる空気の流量に応じて大きくされた断面積を持つ４つ
の第２の空気排出用流路27とを新たに備えている。
かかる構成とすると、第２のリング状突起部24とウェ
ハー100との間の間隙25を第２の空気吹出し用流路26か
ら吹き出された圧力および流量一定の高圧空気が通過す
るので、第２のリング状突起部24の近傍のウェハー100
を十分に支持することができる。仮に、ローラー加圧時
に、この部分のウェハーがたわんでも、間隙25が狭くな
ればなるほどウェハー100に対する抗力は増加し、ウェ
ハーのたわみを抑えて十分に支持することができる。こ
のように、ウェハー径の大きさに応じてリング状突起部
を同心円状に複数本設けることが可能である。
なお、第１図，第２図のウェハー支持ステージ11にお
いて、全ての空気排出用流路７に共通に一定圧力、一定
流量の高圧空気を供給する高圧ポンプを接続し、空気吹
出し用流路６を開放状態にして中空部３とウェハー支持
ステージ11の外部とを直結するようにしてもよい。さら
に、第１図，第２図の空気吹出し用流路６や空気排出用
流路７、第３図，第４図の第２の空気吹出し用流路26、
第２の空気排出用流路27の断面積および設ける本数は、
ウェハー支持ステージの中空部３に供給または排出され
る空気の流量に応じて決めればよい。
〔発明の効果〕
本発明によれば、テープ貼り付け工程でのウェハー表
面の傷、汚染等の発生は皆無となり、製造歩留り及び信
頼性、品質の向上が達成でき、またテープとウェハー間
に気泡の残らない、密着度の高いテープ貼り付けができ
る。すなわち、ばらつきの少ない粘着力にコントロール
することが容易となり、欠け、傷、割れ等のない半導体
ペレットを提供できる。
【図面の簡単な説明】
第１図は本発明の一実施例のテープ貼付装置を示す縦断
面図、第２図は本発明の一実施例におけるウェハー支持
ステージの平面図、第３図は本発明の他の実施例のテー
プ貼付装置を示す縦断面図、第４図は本発明の他の実施
例におけるウェハー支持ステージの平面図、第５図及び
第６図はそれぞれ従来のテープ貼付装置の縦断面図であ
る。 １……ウェハー、２……ウェハーの外周部、３……中空
部、４……リング状の突起部、５……突起部とウェハー
との間隙、６……空気吹出し用流路、７……空気排出用
流路、８……粘着テープ、９……回転ローラー、10……
真空吸着用流路、11……ウェハー支持ステージ、11a…
…ステージ外郭部、11b……ステージ凹部、11c……ウェ
ハー接触面、13……高圧ポンプ、14……真空ポンプ、15
……溝、24……第２のリング状の突起部、25……第２の
突起部とウェハーとの間隙、26……第２の空気吹出し用
流路、27……第２の空気排出用流路、100……大口径ウ
ェハー、102……大口径ウェハーの外周部、211……大口
径ウェハー支持ステージ、213……第２の高圧ポンプ。

Claims (5)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】一主面と凹状の中空部を持つウエハー支持
    ステージと、前記一主面上に前記ウエハー支持ステージ
    の中空部に蓋をするように半導体ウエハーを固定するた
    め前記中空部より外側に設けられたウエハー固定手段
    と、前記半導体ウエハーを固定したときにそれ自身と前
    記半導体ウエハーとの間に微小な間隔ができるように前
    記一主面よりも低く前記ウエハー支持ステージの中空部
    に設けられた少なくとも一つのリング状の突起部と、前
    記リング状の突起部と前記ウエハーとの間隙に加圧流体
    を供給する加圧流体供給手段とを含む半導体ウエハーへ
    のテープ貼付装置。
  2. 【請求項２】前記加圧流体供給手段は、前記ウエハー支
    持ステージの中空部に前記加圧流体を導入する流体導入
    用流路と、前記加圧流体を前記ウエハー支持ステージの
    外部に排出する流体排出用流路とを備える請求項１記載
    の半導体ウエハーへのテープ貼付装置。
  3. 【請求項３】前記ウエハー支持ステージの中空部は、前
    記リング状の突起部によって複数の分割された空間を有
    し、前記リング上突起部を挟んで隣り合う空間の一方か
    ら他方へ流れる前記加圧流体を供給するポンプを含むこ
    とを特徴とする請求項１記載の半導体ウエハーへのテー
    プ貼付装置。
  4. 【請求項４】前記ウエハーの固定手段は、前記ウエハー
    支持ステージの外周部の上面に設けられた複数の真空吸
    着口と前記真空吸着口に接続した真空ポンプとを含む請
    求項２記載の半導体ウエハーへのテープ貼付装置。
  5. 【請求項５】前記加圧流体は高圧空気である請求項２記
    載の半導体ウエハーへのテープ貼付装置。
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