JP4814284B2 - テープ貼付装置 - Google Patents

Description

本発明は、半導体基板などのウエハに、ダイシングテープなどのテープを貼り付けるためのテープ貼付装置に関する。

半導体ウエハをチップ形状に分割するダイシング工程において、半導体ウエハをダイシングテープに貼り付けるマウント作業を行う。下記特許文献１のテープ貼付装置は、上部に弾性体が備え付けられた押圧機構の上に裏面が上向きの半導体ウエハを保持し、真空室内においてこの押圧機構で半導体ウエハをウエハの上側にあるダイシングテープに下から押し付け、ダイシングテープの上側に備え付けられた弾性体と挟み込むことにより半導体ウエハをダイシングテープに貼り付けている。

下記特許文献２のテープ貼付装置は、半導体ウエハの外周を支持する凹状の中空部を有するウエハ支持台と、このウエハ支持台上にテープを展延するテープ展延手段と、テープをウエハ支持台上に載置されている半導体ウエハ上に粘着するテープ粘着手段とを有し、この凹状の中空部において加圧気体が圧入され、この加圧気体の圧力がテープ貼り付け手段の貼り付け圧力に抗して半導体ウエハにテープを貼り付けている。

特開２００５−１３５９３１号公報 特開平３−２０４９５５号公報

近年、デバイスの高機能化という観点から、ウエハの薄厚化が進んでいる。それに伴い、オモテ面や裏面に形成される金属電極などによる応力の影響を受け、テープ貼り付け前にウエハ自体が反っていたり、また自重によりウエハが撓んでいることが多い。したがって、このように反っているウエハにテープを適切に貼り付ける必要がある。

特許文献１のように、弾性体を介してウエハを保持するテープ貼付装置では、ウエハを弾性体の上に載置するだけであるため、反った状態のウエハがテープと接触する際に、ウエハとテープの間に気泡が入りやすいという課題がある。

さらに、特許文献１のような装置では、ウエハのオモテ面に形成された電極などのパターンを下向きにして弾性体の上に載置するため、弾性体とパターンが接触する際、弾性体上の異物によってパターンが傷ついたり、ウエハが割れる可能性が高く、製品の良品率を低下させる一因となる。

一方、特許文献２のように、オモテ面パターンが形成されていないウエハの外周を真空吸着で保持する貼り付け装置では、ウエハに反りや撓みがある場合、ウエハを外周部のみで構成される真空吸着孔を有する真空吸着機構だけで吸着・保持することは難しいという課題がある。これは、ウエハの反りが原因で真空吸着孔とウエハの間に大きな隙間が発生した場合、真空吸着機構では十分な吸着力を発生させられないためである。また、この装置構成では、大気中でテープを貼り付けるため、ウエハとテープの間に気泡が入りやすいという課題がある。

本発明の目的は、上記課題を解決するため、ウエハに反りや撓みがある場合でも、ウエハパターンとの接触を回避しつつ、ウエハにテープを均一に貼り付けることが可能なテープ貼付装置を提供することである。

上記目的を達成するために、本発明に係るテープ貼付装置は、ウエハを第１主面の周縁部で支持するためのウエハ支持部と、
ウエハの第２主面側に配置され、テープを静電吸着するための静電チャックを有するテープ吸着機構とを備え、
静電チャックは、独立に上下移動可能な複数の電極を含むことを特徴とする。

本発明によれば、ウエハを第１主面の周縁部で支持することによって、第１主面に形成されたパターンとの接触を回避できるため、パターンやウエハの損傷を防止できる。また、ウエハの第２主面側では、独立に上下移動可能な複数の電極を含む静電チャックによってテープを静電吸着することによって、ウエハに反りや撓みがある場合でも、ウエハにテープを均一に貼り付けることが可能になる。

実施の形態１．
図１〜図５は、本発明の第１実施形態を示す構成図である。テープ貼付装置は、半導体基板やガラス基板などのウエハＷを支持するためのウエハ支持部１０と、ダイシングテープや接着テープなどのテープＴＰを保持するためのテープ吸着機構１などで構成される。

ウエハ支持部１０は、ウエハＷの直径とほぼ同じ外径を有する有底円筒状の支持台１１を備え、配線パターンや電極パターンが形成されたオモテ面（第１主面）を下向けに、裏面（第２主面）を上向きにした状態で、ウエハＷを周縁部で支持する。ウエハＷが支持台１１に搭載されると、ウエハＷのオモテ面と支持台１１とで囲まれた空間ＳＰ２が形成される。支持台１１の上端面には、ゴムやプラスチック等からなるリング状の弾性体１２が設けられ、これによりウエハＷとの弾性接触が得られる。こうした構成により、ウエハＷのオモテ面に形成されたパターンとの接触を回避でき、パターンやウエハの損傷を防止できる。

テープ吸着機構１は、ウエハＷの裏面側に配置され、テープＴＰを静電吸着するための静電チャック４を有する。静電チャック４は、同心円状に配置され、独立に上下移動可能な複数の電極を含む。

図６は、図１のＡ−Ａ’線に沿った静電チャックの断面図である。静電チャック４は、ウエハＷの直径とほぼ同じ外径を有する円形断面を有し、その中心には排気孔５が設けられ、排気孔５の周囲には、正の電極４ａと負の電極４ｂとが交互に並ぶように同心円状に配置されている。テープＴＰを保持する際、正の電極４ａと負の電極４ｂの間には、高圧電源（不図示）から供給される高電圧（例えば、０．５〜１ｋＶＤＣ）が印加される。各電極４ａ，４ｂは、周知のリニア駆動機構を用いて、図６の紙面垂直方向に個別に位置決め可能である。

図１に戻って、テープＴＰは、ベースの片面に塗布された接着剤からなる粘着面を有し、粘着面を下向けにした状態で、ウエハＷより大きいフレーム３によって所定の張力に保持されている。静電チャック４は、テープＴＰのベース面（非粘着面）と接触して、フレーム３とともにテープＴＰを保持できる。テープＴＰには、排気孔５に対応した位置に貫通孔が予め形成されている。この貫通孔のサイズおよび数は、排気孔５と連通可能であれば任意であり、１つの排気孔５に対して２つ以上の貫通孔を設けてもよく、貫通孔のサイズは排気孔５と一致していなくても構わない。

静電チャック４の排気孔５は、配管２１、バルブ２２を経由して排気装置２３と接続されている。図１に示すように、ウエハＷの周縁部に相当する外側の電極だけが下降して状態でテープＴＰとウエハＷが接している場合、ウエハＷの裏面とテープＴＰとで囲まれた空間ＳＰ１が形成される。このときバルブ２２を開くことにより、テープＴＰの貫通孔および静電チャック４の排気孔５を通じて、空間ＳＰ１を排気することができる。

次に、動作について説明する。まず、図２に示すように、静電チャック４の各電極が、支持台１１の上端面から充分離れた位置で同一平面になるように位置決めされた状態で、テープＴＰを吸着する。このとき、テープＴＰの貫通孔と静電チャック４の排気孔５とが連通するように設定する。

次に、ウエハＷを支持台１１の上に戴置する。なお、図面では理解容易のため、ウエハＷの湾曲を強調している。

次に、図３に示すように、ウエハＷの周縁部に相当する外側の電極を下降させて、テープＴＰが上に凸になるように変形させる。次に、静電チャック４の各電極を均等に下降させて、図１に示すように、ウエハＷの周縁部だけがテープＴＰを介して押圧されるようにする。このとき、ウエハＷは弾性体１２によって支持されているため、ウエハＷに反りや撓みがある場合でも、ウエハＷと弾性体１２との間の密着度およびウエハＷとテープＴＰとの間の密着度は良好に保たれる。また、ウエハＷは周縁部だけで支持されるため、ウエハＷのオモテ面に形成されたパターンとの接触を回避でき、パターンやウエハの損傷を防止できる。

この状態で、ウエハＷの裏面とテープＴＰとで囲まれた空間ＳＰ１の排気動作を開始する。続いて、排気中または排気完了後に、図４に示すように、静電チャック４の各電極の下降動作を外側から内側へ順番に行って、ウエハＷの外周部から中心に向かってテープＴＰをウエハＷに押圧していく。このようにウエハＷが先に保持された外周部から中心の排気孔５へ向けてテープＴＰを貼り付けることにより、テープＴＰとウエハＷの固定面積が大きくなり、テープ貼付時のウエハＷの逃げを少なくすることができ、気泡の残留を防止しつつ、テープＴＰを意図した位置に位置精度よく貼り付けることができる。

最内周電極の下降動作が完了すると、図５に示すように、静電チャック４の通電を停止し、バルブ２２の操作により排気孔５を大気圧に戻して、静電チャック４の各電極を上昇させて、テープＴＰを解放する。

このように、ウエハＷが反りや撓みを有する場合であっても、ウエハＷの外周部のみを弾性体１２に押し付けることにより、ウエハＷを平らな状態で保持することができる。そして、ウエハＷとテープＴＰとで囲まれた空間ＳＰ１を排気して、ウエハＷの外周から内側に向かって順番にテープＴＰをウエハＷに貼り付けることにより、ウエハＷのオモテ面パターンとの接触を回避しつつ、ウエハＷとテープＴＰの間に気泡を残留させることなく、テープＴＰを位置精度よく貼り付けることが可能となる。

実施の形態２．
図７は、本発明の第２実施形態を示す構成図である。テープ貼付装置は、ウエハＷを支持するためのウエハ支持部１０と、テープＴＰを保持するためのテープ吸着機構１などで構成される。ウエハ支持部１０、テープ吸着機構１などの全体構成は、実施の形態１と同様であるため、重複説明を省く。

本実施形態では、ウエハＷのオモテ面と支持台１１とで囲まれた空間ＳＰ２の圧力を制御するための圧力制御手段が設けられる。例えば、支持台１１には、空間ＳＰ２と連通する貫通孔が設けられ、この貫通孔は、配管２４、バルブ２５を経由して配管２１と接続され、さらに配管２１、バルブ２２を経由して排気装置２３と接続されている。

空間ＳＰ２の圧力は、ウエハＷの裏面とテープＴＰとで囲まれた空間ＳＰ１の圧力と同等か、あるいは空間ＳＰ１より少し高めになるように、バルブ２５の開度を調整することが好ましい。これによりウエハＷの形状を平坦もしくは少し上に凸に厳密に制御することが可能となり、ウエハＷやテープＴＰに作用する応力の緩和を図ることができる。

なお、空間ＳＰ２の圧力制御手段として、配管２１、バルブ２２および排気装置２３の系統とは分離して、配管２４、バルブ２５を第２の排気装置と接続するように構成しても構わない。

実施の形態３．
図８は、本発明の第３実施形態を示す構成図である。テープ貼付装置は、ウエハＷを支持するためのウエハ支持部１０と、テープＴＰを保持するためのテープ吸着機構１などで構成される。ウエハ支持部１０、テープ吸着機構１、圧力制御手段などの全体構成は、実施の形態１，２と同様であるため、重複説明を省く。

本実施形態では、ウエハ支持部１０に、ウエハＷを静電吸着するための第２の静電チャック３０が設けられる。支持台１１の上端面には、誘電材料からなるリング状の弾性体３１が設けられ、弾性体３１の中には、正極と負極が交互に配列した複数の電極３２が埋設されている。これらの正極および負極は、配線３３を介して高圧電源３４と接続されている。

静電チャック３０の吸着動作は、ウエハＷを支持台１１の上に戴置する際に開始してもよく、あるいは静電チャック４の電極がテープＴＰを介してウエハＷを押圧する際に開始してもよい。

こうした静電チャック３０をウエハ支持部１０に設けることにより、ウエハＷの保持力が高くなって、ウエハＷの湾曲補正やウエハＷの位置ずれ防止が図られため、テープＴＰの貼り付け精度を向上させることができる。

実施の形態４．
図９は、本発明の第４実施形態を示す構成図である。テープ貼付装置は、ウエハＷを支持するためのウエハ支持部１０と、テープＴＰを保持するためのテープ吸着機構１などで構成される。ウエハ支持部１０、テープ吸着機構１、圧力制御手段、静電チャック３０などの全体構成は、実施の形態１〜３と同様であるため、重複説明を省く。

本実施形態では、静電チャック３０がウエハＷを静電吸着するときに流れる電荷量を、記憶、解析するための電荷量記憶解析部３５が配線３３に設けられる。

電荷量記憶解析部３５は、吸着動作ごとに流れた電荷量を毎回記憶するメモリを備えている。そして、所定の判別値（例えば、過去１０回の吸着動作の電荷量の平均値）と今回の電荷量と比較することによって、ウエハＷや静電チャック３０への異物付着、ウエハＷの位置ずれなど、吸着動作時の異常を判定することができる。

例えば、弾性体３１上に異物が付着していると、テープＴＰをウエハＷに押圧した場合、ウエハＷが破損する可能性がある。また、ウエハＷの位置がずれたままでテープＴＰを貼り付けた場合、次のダイシング工程においてエラーが発生する。従って、吸着動作時の電荷量を監視して解析することによって、こうした破損事故やエラー発生を未然に防止できる。さらに、例えば、電荷量がテープ貼り付け累計処理枚数と連動して徐々に変化する場合、弾性体３１の劣化が考えられる。その対策として、吸着動作時の電荷量を監視して解析することによって、弾性体３１の交換やメンテナンスを正確に実施することが可能となる。

実施の形態５．
図１０は、本発明の第５実施形態を示す構成図である。テープ貼付装置は、ウエハＷを支持するためのウエハ支持部１０と、テープＴＰを保持するためのテープ吸着機構１などで構成される。ウエハ支持部１０、テープ吸着機構１、圧力制御手段などの全体構成は、実施の形態１，２と同様であるため、重複説明を省く。

本実施形態では、テープ吸着機構１に吸着されたテープＴＰに、貫通孔を形成するための穿孔ツール１５が設けられる。穿孔ツール１５は、静電チャック４の排気孔５の内径と同じまたはそれより小さい外径を有する刃具を有する。テープＴＰが持ち上げられた状態で、穿孔ツール１５は、静電チャック４と支持台１１の間隙に挿入され、刃具と排気孔５が整列するように位置決めされる。そして、静電チャック４の電極下降または穿孔ツール１５の上昇により、テープＴＰの孔あけが行われ、その後、穿孔ツール１５は退避する。

こうした構成により、予めテープＴＰに貫通孔を形成する必要がなく、貫通孔と排気孔５との位置合わせが不要になり、空間ＳＰ１と排気孔５との連通を容易に達成できる。

本発明の第１実施形態を示す構成図である。 本発明の第１実施形態を示す構成図である。 本発明の第１実施形態を示す構成図である。 本発明の第１実施形態を示す構成図である。 本発明の第１実施形態を示す構成図である。 図１のＡ−Ａ’線に沿った静電チャックの断面図である。 本発明の第２実施形態を示す構成図である。 本発明の第３実施形態を示す構成図である。 本発明の第４実施形態を示す構成図である。 本発明の第５実施形態を示す構成図である。

符号の説明

１ テープ吸着機構、 ３ フレーム、 ４，３０ 静電チャック、
４ａ，４ｂ，３２ 電極、 ５ 排気孔、 １０ ウエハ支持部、 １１ 支持台、
１２，３１ 弾性体、 １５ 穿孔ツール、 ２１，２４ 配管、
２２，２５ バルブ、 ２３ 排気装置、 ３５ 電荷量記憶解析部、
ＴＰ テープ、 Ｗ ウエハ。

Claims (8)

1. ウエハを第１主面の周縁部で支持するためのウエハ支持部と、
   ウエハの第２主面側に配置され、テープを静電吸着するための静電チャックを有するテープ吸着機構とを備え、
   静電チャックは、独立に上下移動可能な複数の電極を含むことを特徴とするテープ貼付装置。
2. 複数の電極は、同心円状に配置されていることを特徴とする請求項１記載のテープ貼付装置。
3. 静電チャックには、ウエハの第２主面とテープとで囲まれた空間を排気するための排気孔が設けられることを特徴とする請求項２記載のテープ貼付装置。
4. ウエハ支持部は、ウエハと接触する箇所に弾性体を有することを特徴とする請求項１記載のテープ貼付装置。
5. ウエハの第１主面とウエハ支持部とで囲まれた空間の圧力を制御するための圧力制御手段をさらに備えることを特徴とする請求項３記載のテープ貼付装置。
6. ウエハ支持部は、ウエハを静電吸着するための第２の静電チャックを有することを特徴とする請求項１記載のテープ貼付装置。
7. 第２の静電チャックがウエハを静電吸着するときに流れる電荷量を、記憶、解析するための電荷量記憶解析手段をさらに備えることを特徴とする請求項６記載のテープ貼付装置。
8. テープ吸着機構に吸着されたテープに、貫通孔を形成するための孔あけ手段をさらに備えることを特徴とする請求項１記載のテープ貼付装置。