JP4221271B2 - テープ貼付装置 - Google Patents

Description

本発明は、テープ貼付装置に関し、特に、半導体製造工程において半導体基板にダイシング用テープを貼り付ける際等に用いられるテープ貼付装置に関する。

従来、半導体製造工程で半導体基板にダイシング用テープを貼り付ける際には、例えば、図８に示すように、半導体基板台４１の上に半導体基板４２を載置し、表面にゴムが貼着されたローラー４４や、円筒状のブロック等でダイシング用テープ４３を上方から押圧して貼り付けていた。

また、特許文献１には、図９に示すように、２つに分割された真空チャンバー５１、５２の一方の真空チャンバー５１側に、断熱材５３と、ヒータ５４と、弾性体５５と、熱圧着プレート５６を設け、もう一方の真空チャンバー５２側にも、断熱材６２と、ヒータ６１と、弾性体６０と、熱圧着プレート５９を設け、フィルム５７に仮付けした基板５８を搬入し、ラムシリンダ６４内のピストン６３を上昇させ、熱圧着プレート５６、５９により、基板５８にフィルム５７を熱圧着して貼り付けるフィルム貼付装置が開示されている。

さらに、特許文献２に記載のディスク貼り合わせ方法では、図１０に示すように、真空チャンバー７８内で、下面に接着剤を塗布した第１のディスク７３の内孔または外周部を第１のディスク７３の上側からチャック７１を介して定盤７２に固定し、プレート７６上に載置された第２のディスク７５を第１のディスク７３に対向して下側のピストン７７の上に真空吸着や重力により固定する。そして、第１のディスク７３を固定しているチャック７１を開放し、重力により第１のディスク７３を第２のディスク７５に落下させ、両ディスク７３、７５を貼付け、ピストン７７を上昇させて圧着し、両ディスク７３、７５を貼り合わせている。

また、特許文献３には、図１１に示すように、上下の真空チャンバー８１、８５内の基板支持台８４上に半導体基板８３を載置し、フィルム８２を上下の真空チャンバー８１、８５で挟み、基板支持台８４をエアーシリンダ８６で上昇させ、フィルム８２の張力を用いて半導体基板８３に仮付けし、真空チャンバー８１、８５内の真空圧を大気圧に戻すことにより、フィルム８２を半導体基板８３に貼り付ける方法が開示されている。

特開２００３−０２５４４５号公報 特開２００２−１９７７３９号公報 特許第２８５６２１６号公報

しかし、図８に示した従来のテープ貼付方法においては、大気中でローラー４４や円筒状のブロックを用いて半導体基板４２にダイシング用テープ４３を貼付けているため、半導体基板４２とダイシング用テープ４３との間に空気が残留するという問題があった。そして、このような状態で、次工程の半導体基板４２の分割を実施すると、半導体基板４２に割れや欠けが生じ、歩留まりを悪化させるという問題があった。ここで、半導体基板４２とダイシング用テープ４３との間の残留空気を取り除くには、多大な作業工数を要するという問題があった。

これらに加えて、図８に示した従来の方法では、半導体基板４２の表面（回路面）にローラー４４による圧力を直接加えるため、半導体基板４２の表面を損傷するおそれもあった。さらに、ダイシング用テープ４３の弾性を利用して半導体基板４２にダイシング用テープ４３を貼り付けているため、伸縮性のない、または硬い性質のテープを半導体基板４２に貼り付ける場合には、半導体基板４２の表面の凹面にテープを貼り付けることができず、気泡が残留するという問題があった。

一方、図９に示した特許文献１に記載のフィルム貼付装置においては、基板５８とフィルム５７とを貼り合わせるにあたって、基板５８にピストン６３の圧力が直接加わるため、基板５８の表面を損傷するおそれがあった。また、真空チャンバー５１、５２内を真空にする前に、基板５８にフィルム５７を仮付けしているため、フィルム５７の貼り付け時に、基板５８とフィルム５７との間に空気が残留するおそれもあった。

また、図１０に示した特許文献２に記載のディスク貼り合わせ方法においても、ディスク７３、７５にピストン７７の圧力が直接加わるため、ディスク７３、７５の表面を損傷するおそれがあった。

さらに、図１１に示した特許文献３に記載の半導体ウエハに粘着テープを接着する方法でも、半導体基板８３とフィルム８２とを貼り合わせるにあたって、半導体基板８３にエアーシリンダ８６の圧力が直接加わるため、半導体基板８３の表面を損傷するおそれがあった。また、この方法では、フィルム８２の弾性を利用して貼り付けを行っているため、伸縮性のないフィルムや、硬いフィルムを半導体基板８３に貼り付ける際に、半導体基板８３の表面の凹面にフィルムが進入せず、半導体基板８３とフィルム８２との間に気泡が残留するという問題があった。

そこで、本発明は、上記従来の技術における問題点に鑑みてなされたものであって、半導体基板とダイシング用テープ等の間に空気を残留させることなく、半導体基板等の表面を損傷するおそれもなく、伸縮性のないテープや、硬いテープであっても半導体基板の凹面等に進入させることができて基板等とテープとの間に気泡を残留させることがなく、半導体等の生産性を向上させることのできるテープ貼付装置を提供することを目的とする。

上記目的を達成するため、本発明は、テープ貼り付け面に凹凸を有する板状物にテープを貼り付けるためのテープ貼付装置であって、前記板状物と前記テープとを収容する真空室と、該真空室内で前記テープを保持するテープ保持部材と、前記真空室内で前記板状物を保持するとともに、前記板状物の前記テープ貼り付け面を前記テープに押圧し、さらに、前記板状物を保持する保持面を前記真空室の天井部に向けて移動自在に構成された押圧手段と、前記真空室を加圧雰囲気に移行させる圧力調整手段とを備え、前記真空室内を真空状態に保持しつつ、前記押圧手段によって前記板状物の前記テープ貼り付け面を前記テープに押圧することにより、前記板状物に前記テープを貼り付けるとともに、該テープによって前記板状物の凹部を閉口した後、前記テープ及び板状物を前記天井部に向けて移動させ、前記テープの前記板状物との貼り付け面と反対側の面を前記真空室の天井部へ押圧し、その後、前記圧力調整手段によって前記真空室内を加圧雰囲気に移行させることにより、該真空室内と前記板状物の凹部との間に差圧を生じさせて前記テープを前記板状物の凹部に向けて押圧し、該板状物の凹部に空間が生じないように前記テープを貼り付けることを特徴とする。

そして、本発明によれば、真空室内で板状物のテープ貼り付け面をテープに押圧するため、板状物とテープとの間に空気が残留することがなく、その後、真空室を加圧雰囲気に移行させてテープを板状物のテープ貼り付け面に押圧するため、凹凸を有する板状物の凹面にテープを貼り付けることが可能になり、気泡が残留することもない。
さらに、前記テープ保持部材は、前記真空室内の所定箇所に前記天井部に向けて移動可能に載置され、前記押圧手段は、前記テープ及び板状物を前記天井部に向けて移動させるのに伴って、前記テープ保持部材を、前記真空室内の所定箇所に載置されている状態から上昇させ、前記テープの前記板状物との貼り付け面と反対側の面を前記真空室の天井部へ押圧することができる。
また、前記押圧手段は、前記保持面に第１の弾性体を備え、前記真空室は、前記天井部に第２の弾性体を備えるように構成することができる。これによれば、弾性体を介して板状物を押圧するため、板状物の表面を損傷することもない。

前記テープ貼付装置において、前記第１の弾性体及び前記第２の弾性体をシート状に形成することができる。

また、 前記押圧手段は、前記板状物を保持する保持面と反対側の部分が気密空間内に露出し、該気密空間の圧力と前記真空室の圧力差によって該押圧手段を前記テープ保持部材に向けて移動させることにより、前記板状物の前記テープ貼り付け面を前記テープに押圧するように構成することができる。空気の流路の切換等によって簡単に押圧手段を移動させることができるため、簡易な構成を有するテープ貼付装置を提供することができる。

前記圧力調整手段は、前記真空室に連通する管路と、該管路を真空ポンプまたは大気と連通させる切換弁を備えるように構成することができる。

以上説明したように、本発明によれば、半導体基板とダイシング用テープ等の間に空気を残留させず、半導体基板等の表面を損傷するおそれもなく、伸縮性のないテープ等であっても半導体基板の凹面等にテープを進入させることができて基板等とテープの間に気泡を残留させることがなく、半導体等の生産性を向上させることのできるテープ貼付装置を提供することができる。

次に、本発明の実施の形態について図面を参照しながら説明する。尚、以下の説明においては、本発明にかかるテープ貼付装置を半導体製造工程における半導体基板へのダイシング用テープの貼り付けに適用した場合を例にとって説明する。

図１は、本発明にかかるテープ貼付装置の一実施の形態を示し、このテープ貼付装置は、第１の気密空間１及び第２の気密空間２を大気圧、真空圧または加圧した状態に保持する第１の真空開口３と、第１の気密空間１及び第２の気密空間２を大気圧から真空圧、真空圧から大気圧、大気圧から加圧状態に切り換える第１の電磁弁４と、内側に第１のゴムシート５を備える上蓋６と、第１の気密空間１及び第２の気密空間２を形成するための第１のリング７と、第３の気密空間８を大気圧及び真空圧に保持する第２の真空開口９と、第３の気密空間８を大気圧から真空圧及び真空圧から大気圧に切り換えるための第２の電磁弁１０と、ダイシング用テープ（以下、「テープ」と略称する）１１を貼り付けるテープフレーム１２と、半導体基板（以下、「基板」と略称する）１３を載置する第２のゴムシート１７と、装置内を上下方向に移動するピストン１４と、第３の気密空間８を形成するための第２のリング１５を備える基台１６とで構成される。

基台１６の中心部には、ピストン１４が配置され、このピストン１４の上には、第２のゴムシート１７が設けられ、第２のゴムシート１７の上に基板１３が載置され、第２の気密空間２と第３の気密空間８の圧力差によりピストン１４等を介して基板１３が上下移動するように構成される。

ピストン１４を上下移動させるため、基台１６とピストン１４とで第３の気密空間８が構成され、第３の気密空間８を密閉状態にするため、第２のリング１５が基台１６に設けられる。また、基台１６は、テープ１１を貼り付けたテープフレーム１２を配置することができる段部１６ａを備える。

ピストン１４上には、第２のゴムシート１７が設けられ、この第２のゴムシート１７は、例えば、全面が略々均一な弾性体を有する平面状に形成され、その片面がピストン１４に固定されている。また、第２のゴムシート１７は、上蓋６に設けられている第１のゴムシート５に対して平行に固定されている。第２のゴムシート１７の材料としては、例えば、クロロプレンゴムやエチレン・プロピレンゴム等、耐ガス透過性がよく、伸縮自在の弾性体を使用することが好適である。

上蓋６には、第１のゴムシート５が設けられている。この第１のゴムシート５は、例えば、全面が略々均一な弾性体を有する平面状に形成され、その片面が上蓋６に固定されている。また、第１のゴムシート５は、基台１６に配置されているピストン１４上の第２のゴムシート１７に対して平行に固定されている。第１のゴムシート５の材料としては、例えば、クロロプレンゴムやエチレン・プロピレンゴム等、耐ガス透過性がよく、伸縮自在の弾性体を使用することが好適である。

基台１６に上蓋６を被せ、図示しない固定具で上蓋６を基台１６に固定することにより、第１の気密空間１及び第２の気密空間２が形成され、第１の気密空間１及び第２の気密空間２を密閉状態にするため、第１のリング７が基台１６に設けられている。また、図７に示すように、段部１６ａには溝１６ｂが形成されているため、第１の気密空間１と第２の気密空間２とは、互いに連通している。

第３の気密空間８は、ピストン１４の下側と基台１６の側壁によって囲まれた空間からなる。この第３の気密空間８は、真空排気（減圧）と、大気開放とが可能となるように構成される。この第３の気密空間８は、大気圧から真空圧に減圧することにより、ピストン１４を下降させ、真空圧から大気圧に加圧することにより、ピストン１４を上昇させる。また、第３の気密空間８における基台１６の底面には、真空排気（減圧）と、大気開放とを可能にする第２の真空開口９が設けられている。

第２の電磁弁１０は、配管１８を通じて第２の真空開口９に接続される。また、第２の電磁弁１０は、第３の気密空間８を真空排気（減圧）と、大気開放とに切り換えることができるように構成される。

第１の気密空間１及び第２の気密空間２は、図１に示すように、上蓋６の側面と、第１のゴムシート５と、基台１６の側面と、ピストン１４の側面と、第２のゴムシート１７の上側とで囲まれた空間からなる。この第１の気密空間１及び第２の気密空間２は、真空排気（減圧）と、大気開放と、圧縮空気吸気（加圧）とが切換可能に構成される。この第１の気密空間１及び第２の気密空間２内において、基板１３とテープ１１の貼り合わせが行われる。また、第１の気密空間１及び第２の気密空間２における基台１６の側壁に第１の真空開口３が穿設されている。

第１の電磁弁４は、配管１９を通じて第１の真空開口３に接続されている。また、第１の電磁弁４は、第１の気密空間１及び第２の気密空間２を真空排気（減圧）と、大気開放と、圧縮空気吸気（加圧）とに切り換えることが可能に構成されている。

次に、上記構成を有するテープ貼付装置を用いた貼付方法について、図１乃至図７を参照しながら説明する。

図１において、基板１３を第２のゴムシート１７上に載置し、テープ１１を貼り付けたテープフレーム１２を基台１６の段部１６ａに載置し、上蓋６を閉めることにより、第１の気密空間１及び第２の気密空間２を形成する。

図２に示すように、第１の電磁弁４及び第２の電磁弁１０を大気圧から真空圧に切り換えることにより、第１の真空開口３から第１の気密空間１及び第２の気密空間２を真空圧に保持し、第２の真空開口９から第３の気密空間８を真空圧に保持する。尚、第２の気密空間２は、基台１６に設けた溝１６ｂ（図７参照）から第１の気密空間１を経由して真空圧を保持する。

図２の状態から、図３に示すように、第２の電磁弁１０を真空圧から大気圧に切り換えることにより、第３の気密空間８が真空圧から大気圧に開放される。これによって、装置内で差圧が発生し、ピストン１４が上昇し、基板１３を押し上げて、テープ１１に押し付ける。基板１３は、上蓋６の第１のゴムシート５に押し付けられ、図５に示すように、基板１３にテープ１１が貼り付けられる。

図３の状態から、図４に示すように、第２の電磁弁１０を大気側から真空側に切り換えることにより、第３の気密空間８が大気圧から真空圧に変化する。次に、第１の電磁弁４を真空側から加圧側に切り換えることにより、第１の真空開口３から第１の気密空間１及び第２の気密空間２に圧縮空気が入り、第１の気密空間１及び第２の気密空間２が加圧雰囲気状態になり、装置内で差圧が発生し、ピストン１４が下降し、上蓋６の第１のゴムシート５に押し付けられたテープ１１と基板１３も重力によって最初に配置した基台１６上に下降する。また、テープ１１を貼り付けた基板１３を加圧雰囲気の空間に置くことで、テープ１１と基板１３の全体に圧力が加わり、図６に示すように、テープ１１が凹凸を有する回路パターンの凹面に貼り付けられ、基板１３とテープ１１との間に気泡を残すことなくテープ１１を基板１３に貼り付けることができる。

本発明にかかるテープ貼付装置は、上述のような板状物としての半導体基板へのダイシング用テープの貼付に限らず、半導体基板以外の板状物にフィルムテープや樹脂等を貼り付ける際、及び光ディスクや平面ディスプレイ等の板状物にテープを貼り付ける際等に利用することができる。

本発明にかかるテープ貼付装置の一実施の形態を示す断面図である。 本発明にかかるテープ貼付装置を用いたテープ貼付方法の一実施の形態を説明するための断面図である。 本発明にかかるテープ貼付装置を用いたテープ貼付方法の一実施の形態を説明するための断面図である。 本発明にかかるテープ貼付装置を用いたテープ貼付方法の一実施の形態を説明するための断面図である。 本発明にかかるテープ貼付装置を用いたテープ貼付方法によって半導体基板にダイシング用テープを貼り付けた状態を示す断面図である。 本発明にかかるテープ貼付装置を用いたテープ貼付方法によって半導体基板にダイシング用テープを貼り付けた状態を示す断面図である。 図１のテープ貼付装置の基台を示す図であって、（ａ）は平面図、（ｂ）は（ａ）の一部拡大図である。 従来のテープ貼付方法の一例を示す概略図である。 従来のフィルム貼付装置の一例を示す断面図である。 従来のディスク貼り合わせ方法の一例を示す断面図である。 従来の半導体ウエハに粘着テープを接着する方法の一例を示す断面図である。

符号の説明

１ 第１の気密空間
２ 第２の気密空間
３ 第１の真空開口
４ 第１の電磁弁
５ 第１のゴムシート
６ 上蓋
７ 第１のリング
８ 第３の気密空間
９ 第２の真空開口
１０ 第２の電磁弁
１１ ダイシング用テープ
１２ テープフレーム
１３ 半導体基板
１４ ピストン
１５ 第２のリング
１６ 基台
１６ａ 段部
１６ｂ 溝
１７ 第２のゴムシート
１８ 配管
１９ 配管

Claims (6)

1. テープ貼り付け面に凹凸を有する板状物にテープを貼り付けるためのテープ貼付装置であって、
   前記板状物と前記テープとを収容する真空室と、
   該真空室内で前記テープを保持するテープ保持部材と、
   前記真空室内で前記板状物を保持するとともに、前記板状物の前記テープ貼り付け面を前記テープに押圧し、さらに、前記板状物を保持する保持面を前記真空室の天井部に向けて移動自在に構成された押圧手段と、
   前記真空室を加圧雰囲気に移行させる圧力調整手段とを備え、
   前記真空室内を真空状態に保持しつつ、前記押圧手段によって前記板状物の前記テープ貼り付け面を前記テープに押圧することにより、前記板状物に前記テープを貼り付けるとともに、該テープによって前記板状物の凹部を閉口した後、
   前記テープ及び板状物を前記天井部に向けて移動させ、前記テープの前記板状物との貼り付け面と反対側の面を前記真空室の天井部へ押圧し、
   その後、前記圧力調整手段によって前記真空室内を加圧雰囲気に移行させることにより、該真空室内と前記板状物の凹部との間に差圧を生じさせて前記テープを前記板状物の凹部に向けて押圧し、該板状物の凹部に空間が生じないように前記テープを貼り付けることを特徴とするテープ貼付装置。
2. 前記テープ保持部材は、前記真空室内の所定箇所に前記天井部に向けて移動可能に載置され、
   前記押圧手段は、前記テープ及び板状物を前記天井部に向けて移動させるのに伴って、前記テープ保持部材を、前記真空室内の所定箇所に載置されている状態から上昇させ、前記テープの前記板状物との貼り付け面と反対側の面を前記真空室の天井部へ押圧することを特徴とする請求項１記載のテープ貼付装置。
3. 前記押圧手段は、前記保持面に第１の弾性体を備え、
   前記真空室は、前記天井部に第２の弾性体を備えることを特徴とする請求項１又は２記載のテープ貼付装置。
4. 前記第１の弾性体及び前記第２の弾性体は、シート状に形成されることを特徴とする請求項３記載のテープ貼付装置。
5. 前記押圧手段は、前記板状物を保持する保持面と反対側の部分が気密空間内に露出し、該気密空間の圧力と前記真空室の圧力差によって該押圧手段を前記テープ保持部材に向けて移動させることにより、前記板状物の前記テープ貼り付け面を前記テープに押圧することを特徴とする請求項１乃至４のいずれかに記載のテープ貼付装置。
6. 前記圧力調整手段は、前記真空室に連通する管路と、該管路を真空ポンプまたは大気と連通させる切換弁を備えることを特徴とする請求項１乃至５のいずれかに記載のテープ貼付装置。

Images