JP4360684B2 - 半導体ウエハの粘着テープ貼付け方法およびこれを用いた装置 - Google Patents

Description

本発明は、表面処理の済んだ半導体ウエハに表面保護用の粘着テープを貼付けてゆく半導体ウエハの粘着テープ貼付け方法およびこれを用いた装置に関する。

粘着テープの貼付け手段としては、例えば特許文献１に開示されているように、テープ供給部から繰り出されてきた粘着テープを貼付けローラで押圧して半導体ウエハの表面に沿って貼り付けてゆくよう構成されたものが知られている。この種の粘着テープ貼付け手段では、貼付けローラが粘着テープを押圧しながら半導体ウエハに対して相対移動することによって発生する張力で粘着テープがテープ供給部から引き出されてゆくことになる。この場合、過剰なテープの繰り出しやテープ弛みが起こらないようにするため、テープ供給部にはバックテンションがかけられている。
特開２００４−２５４３８号公報

半導体ウエハに粘着テープを貼付ける場合、粘着テープに張力に偏りが生じ、半導体ウエハに貼り付けた粘着テープの厚みが不均一になる。そのため、以後のバックグラインド処理において、半導体ウエハの厚みが不均一になるといった問題がある。

また、張力が不均一にかかった状態で貼り付けられた粘着テープが収縮することにより半導体ウエハに反りや歪が発生し、バックグラインド処理などに支障をきたすおそれがある。

そこで、特許文献１で示される粘着テープ貼付け手段では、貼付け作動中のバックテンションを一時的に小さくすることで粘着テープに不当に張力をかけることなく半導体ウエハに貼り付けるようにしている。

しかし、バックテンションを小さくすると、粘着テープに不当な張力がかかるのを回避できる反面、しわの発生する原因になるといった問題がある。

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、粘着テープを半導体ウエハに不当な張力をかけることなく均一に貼り付けることのできる半導体ウエハの粘着テープ貼付け方法およびこれを用いた装置を提供することを主たる目的としている。

この発明は、上記目的を達成するために次のような構成をとる。

第１の発明は、テープ供給部から繰り出されてきた粘着テープを転動移動する貼付けローラで押圧して半導体ウエハの表面に沿って貼り付けてゆく半導体ウエハの粘着テープ貼付け方法であって、
貼付けローラの転動移動に伴って粘着テープの半導体ウエハに向けての強制送り込み量を変更制御し、貼付け作動中における粘着テープの張力を設定範囲内に維持することを特徴とする。

（作用・効果） この発明によれば、貼付けローラの転動移動に伴って貼付けに必要な量の粘着テープを供給されるとき、粘着テープの張力が設定範囲内で収まった状態で半導体ウエハに貼り付けられる。すなわち、テープ供給によって不当な張力のかからない状態、つまり、均一な張力がかかった状態で粘着テープの貼付けが可能となる。その結果、粘着テープの厚みが均一となり、以後の処理、例えばバックグラインド処理の場合、半導体ウエハの厚みを均一にすることができる。さらに、不均一な張力が粘着テープにかからないので、しわなども発生しない。

第２の発明は、上記第１の発明方法において、
半導体ウエハに対する貼付けローラの位置に基づいて予め設定された特性で粘着テープの強制送り込み量を変更制御することを特徴とする。

なお、粘着テープの強制送り込み量を決定する特性は、貼付けローラの転動移動の距離が長くなるのに応じて粘着テープの強制送り込み量を多くするように変更制御することが好ましい。

（作用・効果） この方法によると、貼付けローラの位置および移動速度が決まると、その時の貼付け必要量が予め演算することができるので、これに基づく特性、例えば、貼付けローラの転動位置に応じて、粘着テープの強制送り込み量を調整することによって上記発明を好適に実施することができる。

第４の発明は、テープ供給部から繰り出されてきた粘着テープを転動移動する貼付けローラで押圧して半導体ウエハの表面に沿って貼り付けてゆく半導体ウエハの粘着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、
前記保持テーブルに載置保持された半導体ウエハの表面に粘着テープを供給する粘着テープ供給手段と、
前記貼付けローラを転動移動させて粘着テープをウエハの表面に押圧して貼付ける貼付けユニットと、
前記貼付けローラの移動位置を検知するローラ位置検知手段と、
前記貼付けユニットに向けて粘着テープを送り込むテープ強制送り手段と、
前記ローラ位置検知手段で検知されたローラ位置に対応して予め設定された特性で前記テープ強制送り手段による前記貼付けユニットに向けての粘着テープの強制送り込み量を変更する制御手段と、
を備えたことを特徴とする。

なお、粘着テープの強制送り込み量を決定する特性は、貼付けローラの転動移動の距離が長くなるのに応じて粘着テープの強制送り込み量を多くするように設定されており、制御手段は、設定されたこの特性でテープ強制送り手段の強制送り込み量を変更することが好ましい。

（作用・効果） この構成によれば、上記第１〜第３の発明を好適に実施することができる。

この発明に係る半導体ウエハの粘着テープ貼付け方法およびこれを用いた装置によれば、粘着テープに不当な張力をかけることなく、均一な張力で半導体ウエハに粘着テープを貼り付けることができる。したがって、粘着テープの厚みを均一に保った状態で半導体ウエハに貼り付けることができるので、以後のバックグラインド処理において、半導体ウエハを均一な厚さにすることができる。さらに、不均一な張力が粘着テープにかからないので、しわなども発生しない。

以下、図面を参照して本発明の実施例を説明する。

図１は、粘着テープ貼付け装置の全体構成を示す斜視図である。

この粘着テープ貼付け装置は、半導体ウエハ（以下、単に「ウエハ」と略称する）Ｗを収納したカセットＣが装填されるウエハ供給/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（アライナー）４、ウエハＷを載置して吸着保持するチャックテーブル５、ウエハＷに向けて表面保護用の粘着テープＴを供給するテープ供給部６、テープ供給部６から供給されたセパレータ付きの粘着テープＴからセパレータｓを剥離回収するセパレータ回収部７、チャックテーブル５に載置されて吸着保持されたウエハＷに粘着テープＴを貼付ける貼付けユニット８、ウエハＷに貼付けられた粘着テープＴをウエハＷの外形に沿って切り抜き切断するテープ切断機構９、ウエハＷに貼付けて切断処理した後の不要テープＴ’を剥離する剥離ユニット１０、剥離ユニット１０で剥離された不要テープＴ’を巻き取り回収するテープ回収部１１などが備えられている。以下、各構造部および機構について具体的に説明する。

ウエハ供給/回収部１には２台のカセットＣを並列して装填可能であり、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となっている。このロボットアーム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。このウエハ保持部２ａは、カセットＣに多段に収納されたウエハＷ同士の間隙に差し入れられ、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、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、後述するテープ切断機構９に備えたカッタ刃１２をウエハＷの外形に沿って旋回移動させて粘着テープＴを切断するためのカッタ走行溝１３（図３参照）が形成される。また、チャックテーブル５のテーブル中心には、ウエハ搬入搬出時に出退する吸着保持部５ａ（図２参照）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。

シート供給部６は、図２に示すように、供給ボビン１４から繰り出されたセパレータ付きの粘着テープＴを送りローラ１５およびガイドローラ１６で巻回案内してナイフエッジ状の剥離案内バー１７に導き、剥離案内バー１７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が剥離された粘着テープＴを貼付けユニット８に導くよう構成されている。なお、ウエハ供給/回収部１は、本発明の粘着テープ供給手段に相当する。

送りローラ１５は、ピンチローラ１９との間に粘着テープＴを挟持案内するとともにモータ１８によって回転駆動されるようになっている。また、送りローラ１５は、必要に応じて粘着テープＴを強制的に送り出す。なお、送りローラ１５、ピンチローラ１９、およびモータ１８は、本発明のテープ強制送り手段に相当する。

供給ボビン１４は、電磁ブレーキ２０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、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２１が備えられ、モータ２２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２３が備えられている。また、このユニット全体が案内レール２４に沿って水平移動可能に支持されるとともに、モータ２５によって正逆回転駆動されるネジ軸２６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２７およびモータ駆動される送り出しローラ２８が備えられている。また、このユニット全体が案内レール２４に沿って水平移動可能に支持されるとともに、モータ２９によって正逆回転駆動されるネジ軸３０によって往復ネジ送り駆動されるようになっている。

シート回収部１１は、モータ駆動される回収ボビン３１が備えられ、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。

テープ切断機構９は、基本的には、駆動昇降可能な可動台３２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３３が装備されている。また、この支持アーム３３の遊端側に備えたカッタユニット３４に、刃先を下向きにしたカッタ刃１２が装着されている。そして、この支持アーム３３が、縦軸心Ｘ周りに旋回することによって、カッタ刃１２がウエハＷの外周に沿って走行して粘着テープＴを切り抜くよう構成されている。

制御装置３７は、各モータの回転駆動を制御している。なお、具体的な、内容については、後述する本実施例装置の基本動作で説明する。

次に、上記実施例装置を用いて表面保護用の粘着テープ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〜図７に基づいて説明する。

貼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１２に載置装填されたカセットＣに向けて移動され、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し、取り出したウエハＷをアライメントステージ４に移載する。

アライメントステージ４に載置されたウエハＷは、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を利用して位置合わせされる。位置合わせのすんだウエハ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。このとき、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３に示すように、貼付けローラ１８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２３で粘着テープ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。このとき、粘着テープＴが、ウエハＷの表面に図中左端から貼付けられてゆく。

図４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において粘着テープＴに突き刺される。

図５に示すように、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３３が所定の方向に回転され、これに伴ってカッタ刃１２が縦軸心Ｘ周りに旋回移動して保護シートＴがウエハ外形に沿って切断される。

図６に示すように、ウエハＷの外周に沿ったシート切断が終了すると、カッタ刃１２は元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。

剥離ユニット１０が剥離作業の終了位置に達すると、図７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。このとき、不要テープＴ’が回収ボビン３１に巻き取られるとともに、所定量の粘着テープＴがシート供給部６から供給される。

シート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、貼付け処理のすんだウエハ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回の粘着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。

上記した粘着テープ貼付け処理において、貼付け初期において斜め下方に供給されている粘着テープＴを水平に移動する貼付けローラ２３で押圧して貼り付けてゆくと、テープ供給部６からの送り出す必要テープ量は、貼付けローラ２３の位置によって変化する。つまり、粘着テープＴの貼付けが進むに連れて送り出す必要テープ量が多くなる。

その結果、貼付けローラ２３によって積極的に引き出される粘着テープＴにかかる張力が次第に大きくなってしまい、粘着テープＴに不均一に張力がかかったままウエハＷに貼付けられる。そのため、貼付けられた粘着テープＴの厚みが部位に応じて異なり、バックグラインド処理のときに、ウエハ厚みが不均一になる。同時に、粘着テープＴの収縮によってウエハＷに反りや歪が発生するおそれがある。

そこで、粘着テープＴに不均一に張力がかかったままウエハＷに貼付けられることを回避するために、テープ供給制御が、以下のようにして行われる。

つまり、図２に示すように、貼付けユニット８をネジ送り移動させるモータ２５にはロータリエンコーダなどを利用した回転センサ３６が備えられた制御装置３７に接続されており、モータ２５の回転量から貼付けローラ２３の移動位置が検知されるようになっている。そして、この制御装置３７に送りローラ（強制送り手段）１５を駆動するモータ１８が接続されており、検知されたローラ移動位置に対応して送りローラ１５が回転制御されて、テープ貼付け作動の進行に連動して貼付け箇所への粘着テープＴの強制送り込み量が変更されるようになっている。なお、回転センサ３６は、本発明のローラ位置検出手段に相当し、制御装置３７は、本発明の制御手段に相当する。

図８に示すよう、貼付けローラ２３の移動位置に対するテープ必要量の変化特性Ａと、送りローラ１５による強制送り込み量の変化特性Ｂの一例が示されている。この例では、強制送り込み量の変化特性Ｂはテープ必要量の変化特性Ａに沿って段階的に設定されており、粘着テープに若干の緊張とゆるみが繰り返し発生することになるが、平均的には極小さい張力値での張り付けが均一に行われる。

なお、強制送り込み量の変化特性Ｂにおいて、その変更段数はできるだけ多くすることが望ましく、理想的には、テープ必要量の変化特性Ａに沿ってリニアに変化することが最適である。

上述のように、貼付けローラ２３が転動移動して粘着テープＴをウエハＷに貼り付けるとき、その貼付けローラ２３の転動位置に応じた量（長さ）の粘着テープＴを積極的に繰り出すことによって、供給ボビン１４に巻回にされた粘着テープＴを貼付けローラ２３が、強制的に引き出すことがない。つまり、粘着テープＴに不要な張力がかかることがない。したがって、粘着テープＴに均一な張力をかけた状態でウエハＷに貼り付けることができるので、粘着テープＴの厚みを均一に保つことができ、ひいては、ウエハＷのバックグラインド処理において、その厚みを均一に保つことができる。また、張力が微小であれば、粘着テープの収縮力が小さくなるので、バックグラインド処理後のウエハＷに反りや歪みなどを発生させない。

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）貼付けローラ２３の移動速度が決まっている場合には、貼付け開始時点からの経過時間でローラ移動位置を特定することができる。したがって、貼付けローラ２３がウエハＷの端部に到達した時点を起点にし、予め設定された変化特性でテープ強制送り込み量を時間の経過に対応して変更制御することもできる。この構成によれば、貼付けローラ２３の移動位置を逐次検知する必要がなくなる。

（２）テープ供給経路中で粘着テープＴの張力検出を行い、その検出情報に基づいて強制送り込み量を制御することで、粘着テープＴを支障のない低い張力範囲内に維持して貼付けを行うこともできる。この場合、張力の目標値からの偏差に基づいて強制送り込み量を算出するように構成すると一層精度の高い貼付けが可能となる。また、これによると、貼付けローラ２３の貼付け移動距離（ウエハサイズ）や貼付けローラ２３の移動速度に応じて強制送り込み制御の特性を切り替え調整することなく所望の貼付けを行うことができる。

（３）上記実施例では、モータ１８にロータリエンコーダなどを利用した回転センサを備え、粘着テープＴの強制送り量を検出し、この検出結果とモータ２５の回転量から求まる貼付けローラ２３との移動位置の両方を利用し、粘着テープＴの強制送り量の微調整を行うように構成してもよい、

（４）上記実施例では、貼付けローラ２３の転動位置に応じてテープ繰出し量を変更制御していたが、粘着テープＴ上を貼付ローラ２３が転動移動する分だけのテープ量を繰り出しておき、テンションフリーで粘着テープＴをウエハＷに貼り付けるように構成してもよい。この構成によれば、粘着テープＴにテンションがかかることなくウエハＷの表面に貼り付けることができるので、バックグラインド処理後にウエハＷが反ることがない。

粘着テープ貼付け装置の主要部を示す斜視図である。 粘着テープ貼付け装置の正面図である。 粘着テープ貼付け工程を示す正面図である。 粘着テープ貼付け工程を示す正面図である。 粘着テープ貼付け工程を示す正面図である。 粘着テープ貼付け工程を示す正面図である。 粘着テープ貼付け工程を示す正面図である。 貼付けテープ移動位置とテープ送り込み量との関係を示す線図である。

符号の説明

６ … テープ供給部
１５ … 送りローラ
１８ … モータ
２３ … 貼付けローラ
２５ … モータ
３６ … 回転センサ
３７ … 制御装置
Ｔ … 粘着テープ
Ｗ … 半導体ウエハ

Claims (5)

1. テープ供給部から繰り出されてきた粘着テープを転動移動する貼付けローラで押圧して半導体ウエハの表面に沿って貼り付けてゆく半導体ウエハの粘着テープ貼付け方法であって、
   貼付けローラの転動移動に伴って粘着テープの半導体ウエハに向けての強制送り込み量を変更制御し、貼付け作動中における粘着テープの張力を設定範囲内に維持する
   ことを特徴とする半導体ウエハの粘着テープ貼付け方法。
2. 請求項１に記載の半導体ウエハの粘着テープ貼付け方法において、
   半導体ウエハに対する貼付けローラの位置に基づいて予め設定された特性で粘着テープの強制送り込み量を変更制御する
   ことを特徴とする半導体ウエハの粘着テープ貼付け方法。
3. 請求項１または請求項２に記載の半導体ウエハの粘着テープ貼付け方法において、
   前記粘着テープの強制送り込み量を決定する特性は、前記貼付けローラの転動移動の距離が長くなるのに応じて粘着テープの強制送り込み量を多くするように変更制御する
   ことを特徴とする半導体ウエハの粘着テープ貼付け方法。
4. テープ供給部から繰り出されてきた粘着テープを転動移動する貼付けローラで押圧して半導体ウエハの表面に沿って貼り付けてゆく半導体ウエハの粘着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、
   前記保持テーブルに載置保持された半導体ウエハの表面に粘着テープを供給する粘着テープ供給手段と、
   前記貼付けローラを転動移動させて粘着テープをウエハの表面に押圧して貼付ける貼付けユニットと、
   前記貼付けローラの移動位置を検知するローラ位置検知手段と、
   前記貼付けユニットに向けて粘着テープを送り込むテープ強制送り手段と、
   前記ローラ位置検知手段で検知されたローラ位置に対応して予め設定された特性で前記テープ強制送り手段による前記貼付けユニットに向けての粘着テープの強制送り込み量を変更する制御手段と、
   を備えたことを特徴とする半導体ウエハの粘着テープ貼付け装置。
5. 請求項４に記載の半導体ウエハの粘着テープ貼付け装置において、
   前記粘着テープの強制送り込み量を決定する特性は、前記貼付けローラの転動移動の距離が長くなるのに応じて粘着テープの強制送り込み量を多くするように設定されており、
   前記制御手段は、設定された前記特性でテープ強制送り手段の強制送り込み量を変更する
   ことを特徴とする半導体ウエハの粘着テープ貼付け装置。

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