JP4836557B2 - ダイシングテープ貼付装置およびダイシングテープ貼付方法 - Google Patents

Description

本発明は、ダイシングテープをウェーハの表面に貼付けるのに使用されるダイシングテープ貼付方法、およびこの方法を実施するダイシングテープ貼付装置に関する。

半導体製造分野においてはウェーハが年々大型化する傾向にあり、また、実装密度を高めるためにウェーハの薄葉化が進んでいる。ウェーハを薄葉化するために、半導体ウェーハの裏面を研削するバックグラインドが行われている。バックグラインド時には、ウェーハ表面に形成された半導体素子を保護するために表面保護テープがウェーハ表面に貼付けられる。

図７は表面保護フィルムが貼付けられた円形ウェーハの拡大断面図である。図７から分かるように、円形ウェーハ２０の縁部２５は当初から面取加工されている。また、ウェーハ２０の表面２１には表面保護フィルム１１が貼付されている。図示されるようにウェーハ２０が裏面研削（バックグラインディング）されてその厚さが厚さＺ０から厚さＺ１まで低下すると、ウェーハ２０の裏面側の面取部２７が削除され、ウェーハ２０の新たな裏面２２（研削面）は表面側の面取部２６まで到達する。

次いで、図８に示されるように、ウェーハ２０は裏面２２が上方を向くように反転された後、ウェーハ２０は該ウェーハ２０よりも一回り大きいマウントフレーム３６内に配置される。そして、ゴムロールなどの貼付ロール１４６をマウントフレーム３６の一端から他端まで移動させることにより、ダイシングテープ３がウェーハ２０とマウントフレーム３６との両方に貼付けられる。これにより、裏面研削されたウェーハ２０はマウントフレーム３６と一体化され、後工程におけるウェーハ２０のハンドリング性が向上する。

ところで、図９（ａ）および図９（ｂ）は図８のそれぞれ点線および実線で示される貼付ロール１４６に沿ってみた断面図である。すなわち、図９（ａ）はウェーハ２０の端部２８におけるダイシングテープ３の貼付開始の状態を示しており、図９（ｂ）はウェーハ２０の中心付近における貼付途中の状態を示している。これら図面から分かるように、ウェーハ２０およびマウントフレーム３６はそれぞれテーブル１３１、１３８に支持されているものとする。

図７を参照して分かるようにウェーハ２０は裏面研削により厚さが小さくされているので、裏面研削後におけるウェーハ２０の端部２８は面取部２６に対応している。従って、図９（ａ）に示されるようなダイシングテープ３の貼付開始時においては、貼付ロール４６がその中央部付近で変形し、表面保護フィルム１１が存在しないウェーハ２０の面取部２６を押しつぶすような力が矢印方向に作用する。ダイシングテープ３の貼付終了直前においても、端部２８とは反対側の端部２９において同様な力が作用する。

また、図９（ｂ）に示されるようにウェーハ２０の中央付近においては、ウェーハ２０の両縁部において貼付ロール４６が変形し、貼付ロール４６の移動方向に対して垂直なウェーハ２０の両端部が下方向に湾曲する。このような力によって、ウェーハ２０の端部に割れまたはクラックが生じる場合があり、製品の歩留まりが低下する。また、割れなどが生じない場合であっても、ウェーハ２０に内部歪みを生じさせ、後工程において割れまたはクラックとして出現する可能性もある。

本発明はこのような事情に鑑みてなされたものであり、ウェーハに割れまたはクラックおよび内部歪みが生じるのを防止しつつ、ダイシングテープをマウントフレームおよびウェーハに貼付けることのできるダイシングテープ貼付方法、およびこの方法を実施するダイシングテープ貼付装置を提供することを目的とする。

前述した目的を達成するために１番目の発明によれば、ダイシングテープをマウントフレームとウェーハとに貼付けるダイシングテープ貼付装置において、前記マウントフレームを支持する固定テーブルと、前記ウェーハを支持する可動テーブルと、前記可動テーブルの高さを調節する高さ調節手段と、前記ウェーハの前記ダイシングテープ貼付面に対して平行に移動して前記ダイシングテープを前記マウントフレームと前記ウェーハとに貼付けるダイシングテープ貼付手段と、を具備し、前記ダイシングテープを前記マウントフレームおよび前記ウェーハに貼付けるときに、前記高さ調節手段は前記可動テーブルに支持された前記ウェーハのダイシングテープ貼付面の高さを前記固定テーブルに支持されたマウントフレームの上面の高さに一致させるようにしたダイシングテープ貼付装置が提供される。

すなわち１番目の発明においては、ダイシングテープ貼付時に高さ調節手段によって可動テーブル上のウェーハと固定テーブル上のマウントフレームとを同一平面にできる。このため、ダイシングテープ貼付手段からの不必要な力がウェーハの縁部に掛かるのを避けられる。その結果、ウェーハに割れまたはクラックおよび内部歪みを生じさせることを防止しつつ、ダイシングテープをマウントフレームおよびウェーハに貼付けることが可能となる。

２番目の発明によれば、１番目の発明において、前記高さ調節手段がネジジャッキである。
すなわち２番目の発明においては、ネジジャッキを用いているために、ダイシングテープ貼付時に掛かる力によって、可動テーブルの位置が変化するのを防止できる。

３番目の発明によれば、１番目または２番目の発明において、前記ウェーハの前記ダイシングテープ貼付面は、前記ウェーハの裏面が研削されることにより形成されている。
すなわち３番目の発明においては、ウェーハが裏面研削されていて研削面が表面側の面取部まで到達している場合であっても、ウェーハに割れまたはクラックおよび内部歪みを生じさせることを防止できる。裏面研削されているウェーハの厚さは例えば１００マイクロメートル以下でありうる。

４番目の発明によれば、１番目から３番目のいずれかの発明において、さらに、前記可動テーブルに支持された前記ウェーハのダイシングテープ貼付面の高さおよび／または前記固定テーブルに支持されたマウントフレームの上面の高さを検出する高さ検出手段を具備し、前記高さ調節手段は、前記高さ検出手段により検出された前記ダイシングテープ貼付面および／または前記マウントフレームの上面の高さに基づいて、前記可動テーブルの高さを調節する。
すなわち４番目の発明においては、ダイシングテープ貼付面の高さおよび／またはマウントフレームの上面の高さに基づいて、可動テーブルの高さを自動的に調節できる。

５番目の発明によれば、１番目から４番目のいずれかの発明において、さらに、前記ウェーハの厚さおよび前記ダイシングテープ貼付面とは反対側の面に貼付けられたフィルムの厚さならびに／または前記マウントフレームの厚さを入力する入力手段を具備し、前記高さ調節手段は、前記入力手段により入力された前記ウェーハおよび前記フィルムの厚さならびに／または前記マウントフレームの厚さに基づいて、前記可動テーブルの高さを調節する。
すなわち５番目の発明においては、ウェーハの裏面研削の程度および／または使用される表面保護フィルムの厚さに応じて可動テーブルの高さを正確に調節できる。

６番目の発明によれば、１番目から５番目のいずれかの発明において、さらに、前記ダイシングテープを介して前記可動テーブル上の前記ウェーハの前記ダイシングテープ貼付面を前記ダイシングテープ貼付手段に押付けて押付力を掛ける押付手段と、前記ダイシングテープ貼付手段が前記ウェーハの前記ダイシングテープ貼付面に対して平行に移動するときに、前記ウェーハの一端からの前記ダイシングテープ貼付手段の移動距離を検出するダイシングテープ貼付手段移動距離算出手段と、前記ダイシングテープに対する前記ウェーハの接触部分における圧力が前記ダイシングテープ貼付手段が前記ウェーハの一端から他端まで移動するときに概ね一定になるように、前記ダイシングテープ貼付手段移動距離算出手段により検出された前記ダイシングテープ貼付手段の前記移動距離を用いて、前記可動テーブルの押付力を設定する可動テーブル押付力設定手段とを具備する。
すなわち６番目の発明においては、テープ貼付手段移動距離算出手段により算出されたテープ貼付手段の移動距離に応じて可動テーブルの押付力を設定しているので、ウェーハに加えられる面圧力がウェーハ全体においてほぼ正確に等しくなるように制御できる。その結果、ウェーハの外周部全体にわたって、ダイシングテープ貼付手段からの不必要な力が掛かるのを避けられ、割れまたはクラックおよび内部歪みが生じるのをさらに防止できる。なお、面圧力とは単位面積当たりのウェーハの圧力を意味するものとする。

７番目の発明によれば、６番目の発明において、前記押付手段がエアシリンダであり、該エアシリンダのロッドをそのストロークエンドの手前で停止させるストッパを含む。
すなわち７番目の発明においては、可動テーブルをストロークエンドの手前で保持できるので可動テーブルを円滑に移動させられる。

８番目の発明によれば、６番目または７番目の発明において、前記ダイシングテープ貼付手段がロールであり、該ロールの少なくとも一部分は、前記押付手段により押付力が掛けられているときにほとんど変形しない材料から形成されている。
すなわち８番目の発明においては、ロールがほとんど変形しないので、ウェーハの特に縁部に不必要な力が掛かるのを防止できる。ロールのゴム硬度は４０〜４５程度であるのが好ましい。また、ロールの直径を可能な範囲で大きくするようにしてもよい。

９番目の発明によれば、ダイシングテープをマウントフレームとウェーハとに貼付けるダイシングテープ貼付方法において、前記マウントフレームを固定テーブルに支持し、前記ウェーハを可動テーブルに支持し、前記ダイシングテープを前記マウントフレームおよび前記ウェーハに貼付けるときに、前記可動テーブルに支持された前記ウェーハのダイシングテープ貼付面の高さが前記固定テーブルに支持されたマウントフレームの上面の高さに一致するように前記可動テーブルの高さを調節し、ダイシングテープ貼付手段を前記ウェーハの前記ダイシングテープ貼付面に対して平行に移動させることにより、前記ダイシングテープを前記マウントフレームと前記ウェーハとに貼付けるダイシングテープ貼付方法が提供される。

すなわち９番目の発明においては、ダイシングテープ貼付時に高さ調節手段によって可動テーブル上のウェーハと固定テーブル上のマウントフレームとを同一平面にできる。このため、ダイシングテープ貼付手段からの不必要な力がウェーハの縁部に掛かるのを避けられる。その結果、ウェーハに割れまたはクラックおよび内部歪みを生じさせることを防止しつつ、ダイシングテープをマウントフレームおよびウェーハに貼付けることが可能となる。

１０番目の発明によれば、９番目の発明において、さらに、前記可動テーブルに支持された前記ウェーハのダイシングテープ貼付面の高さおよび／または前記固定テーブルに支持されたマウントフレームの上面の高さを検出し、前記検出されたダイシングテープ貼付面および／または前記マウントフレームの上面の高さに基づいて、前記可動テーブルの高さを調節する。
すなわち１０番目の発明においては、ダイシングテープ貼付面の高さおよび／またはマウントフレームの上面の高さに基づいて、可動テーブルの高さを自動的に調節できる。

１１番目の発明によれば、９番目または１０番目の発明において、さらに、前記ウェーハの厚さおよび前記ダイシングテープ貼付面とは反対側の面に貼付けられたフィルムの厚さならびに／または前記マウントフレームの厚さを入力し、前記入力された前記ウェーハおよび前記フィルムの厚さならびに／または前記マウントフレームの厚さに基づいて、前記可動テーブルの高さを調節する。
すなわち１１番目の発明においては、ウェーハの裏面研削の程度および／または使用される表面保護フィルムの厚さに応じて可動テーブルの高さを正確に調節できる。

１２番目の発明によれば、９番目から１１番目のいずれかの発明において、さらに、前記ダイシングテープをダイシングテープ供給手段によって前記ウェーハのダイシングテープ貼付面とダイシングテープ貼付手段との間に供給し、前記テーブルを前記ダイシングテープ貼付手段に向かって移動させ、それにより、前記ダイシングテープを介して前記可動テーブル上の前記ウェーハの前記ダイシングテープ貼付面を前記ダイシングテープ貼付手段に押付けて押付力を掛けるようにし、さらに、前記ウェーハの一端からの前記ダイシングテープ貼付手段の移動距離を算出し、前記ダイシングテープ貼付手段が前記ウェーハの一端から他端まで移動するときに前記ダイシングテープに対する前記ウェーハの接触部分における圧力が一定になるように、前記ダイシングテープ貼付手段移動距離算出手段により検出された前記ダイシングテープ貼付手段の前記移動距離を用いて、前記可動テーブルの押付力を設定する。
すなわち１２番目の発明においては、算出されたテープ貼付手段の移動距離に応じて可動テーブルの押付力を設定しているので、ウェーハに加えられる面圧力がウェーハ全体においてほぼ正確に等しくなるように制御できる。その結果、ウェーハの外周部全体にわたって、ダイシングテープ貼付手段からの不必要な力が掛かるのを避けられ、割れまたはクラックおよび内部歪みが生じるのをさらに防止できる。

以下、添付図面を参照して本発明の実施形態を説明する。以下の図面において同一の部材には同一の参照符号が付けられている。理解を容易にするために、これら図面は縮尺を適宜変更している。
図１は本発明に基づくダイシングテープ貼付装置の概略断面図である。ダイシングテープ貼付装置１０に供給されるウェーハ２０は、図７を参照して説明したように、バックグラインドによりその裏面が表面側の面取部２６まで研削されており、ウェーハ２０の厚さは例えば１００マイクロメートル以下であるものとする。また、公知であるように、ウェーハ２０の表面には、半導体素子を保護する表面保護フィルム１１が既に貼付されているものとする。

図１に示されるダイシングテープ貼付装置１０は、円形シリコンウェーハ２０に貼付されるダイシングテープ３を供給する供給部４２と、供給部４２からのテープを巻き取る巻取部４３とをハウジング１５内に含んでいる。図示されるように、ハウジング１５の底面には複数のキャスタ１８および複数のストッパ１９が設けられており、キャスタ１８によってダイシングテープ貼付装置１０を床Ｌ上の所望の位置まで移動させ、ストッパ１９によってダイシングテープ貼付装置１０をこの位置に固定できるようになっている。また、ダイシングテープ貼付装置１０の下方部分には扉１７が設けられており、これら扉１７を開放すると、ダイシングテープ貼付装置１０の下方部分に配置された制御部９０、例えばデジタルコンピュータおよび後述する他の部材にアクセスすることができる。

図１に示されるように、供給部４２の下流には、ダイシングテープ３を案内すると共にダイシングテープ３に所定の張力を掛けるガイドロール４７が設けられており、さらにガイドロール４７の下流には一対の剥離ロール４４が設けられている。剥離ロール４４はダイシングテープ３のリリース６を剥離する役目を果たしており、リリース６はリリース巻取部４５によって巻き取られる。一方、剥離ロール４４の下流には、ダイシングテープ３を案内するガイドロール５１、およびダイシングテープ３を巻き取る巻取部４３が設けられている。また、ガイドロール５１と巻取部４３との間には、ダイシングテープ３の繰出量に応じて運動するダンサロール５９が設けられている。

図１に示されるように、ダイシングテープ貼付装置１０の中間部分に設けられた棚板１２には、昇降可能な可動テーブル３１が設けられている。ウェーハ２０は表面保護フィルム１１が貼付けられている表面２１が下方を向いた状態、つまりバックグラインド後の研削面２２が上方を向いた状態で可動テーブル３１に支持される。

さらに、可動テーブル３１の外周部に対応する開口部が形成された固定テーブル３８が、可動テーブル３１周りに設置されており、ウェーハ２０および可動テーブル３１は固定テーブル３８の開口部を通って昇降できるようになっている。そして、図示されるように、固定テーブル３８の開口部の周囲部上面には、マウントフレーム３６が配置される。マウントフレーム３６はダイシング時にウェーハ２０が賽の目状に切断されるときに、切断されたウェーハ２０の各部分を保持する役目を果たす。なお、ウェーハ２０およびマウントフレーム３６は、可動テーブル３１および固定テーブル３８においてそれぞれ真空吸着などの公知の手段により支持されているものとする。
図２はダイシングテープ貼付装置の一部を拡大して示す部分拡大図である。棚板１２から下方に延びる柱部７７がハウジング１５のベース７１に連結されている。可動テーブル３１の底面から延びるシャフト３２は棚板１２に設けられたガイド９３に案内されており、シャフト３２の先端はスプライン軸９２として形成されている。このスプライン軸９２に係合する溝が形成された外側部９１はエアシリンダ８０のロッド８３の先端に連結されている。このため、スプライン軸９２を備えたシャフト３２を外側部９１に沿って鉛直方向に正確に摺動させられる。

エアシリンダ８０の動作により昇降されるロッド８３は、エアシリンダ用ケーシング８１の上面に形成された孔８２を通って延びている。図示されるように、ロッド８３の途中にはフランジ８５が固定されている。このフランジ８５の直径はエアシリンダ用ケーシング８１の孔８２よりも大きく形成されており、フランジ８５はロッド８３の動作を規制するストッパの役目を有している。なお、図面には示さないものの、ロッド８３はエアシリンダ８０内のピストンに連結しているものとする。さらに、エアシリンダ８０はモータ８６により駆動するものとする。

エアシリンダ用ケーシング８１の下面には、ギア７４が設けられている。このギア７４はモータ７６により駆動する他のギア７５に係合している。また、ギア７４はネジジャッキ７０のネジ軸７３と一体化されている。そして、ネジ軸７３はベース７１に設置されたメネジ部７２に係合している。モータ７６が駆動してギア７５が回転すると、ギア７４を通じてネジ軸７３が回転し、それにより、ギア７４の上方に位置するエアシリンダ８０および可動テーブル３１などが一体的に上下運動する。つまり、ネジジャッキ７０は可動テーブル３１の高さを調節する高さ調節手段として機能する。

なお、ネジジャッキ７０を駆動するためのモータ７６がネジジャッキ７０の下方部分に設けられている構成であってもよい。また、ネジジャッキ用モータ７６およびエアシリンダ用モータ８６は制御部９０に接続されているものとする。

図２に示されるようにハウジング１５内において水平方向に往復運動するロール４６が可動テーブル３１の上方に配置されている。ロール４６の長さはウェーハ２０およびマウントフレーム３６の最大幅よりも大きい（図８に示されるローラ１４６を参照されたい）。図面には示さないものの、ロール４６は例えば二つのプーリに懸けられたエンドレスチェーンに連結されており、プーリは図示しないモータに接続されている。そしてモータを順方向および逆方向に回転させることによって、ロール４６をプーリ間で水平方向に往復運動させられる。

当然のことながら、ロール４６を他の駆動機構にって水平方向に往復運動できるようにしてもよい。図２から分かるように、ダイシングテープ３はロール４６とウェーハ２０およびマウントフレーム３６との間に供給される。次いで、ロール４６がウェーハ２０の一端２８側のマウントフレーム端部からウェーハ２０の直径を通ってウェーハの他端２９側のマウントフレーム端部まで水平方向に移動することにより、ダイシングテープ３をウェーハ２０およびマウントフレーム３６に貼付けることができる。

また、ロール４６はその全体がゴム材料から形成されているか、またはロール４６の周面がゴム材料により被覆されている。本発明のダイシングテープ貼付装置１０において使用されるロール４６は、後述する押付力が掛けられているときにほとんど変形しない材料から形成されている。このような材料は、例えばゴム硬度が４０〜４５程度のゴム材料である。

再び図１を参照すると、可動テーブル３１およびロール４６の上方にはカッタユニット６５が設けられている。カッタユニット６５は鉛直方向に往復運動できて、回転可能なカッタ６４が設けられている。ダイシングテープ貼付後にカッタユニット６５をウェーハ２０まで移動させ、次いでカッタ６４をマウントフレーム３６の周縁に沿って回転させことにより、ウェーハ２０およびマウントフレーム３６に貼付けられたダイシングテープ３を切断できるようになっている。

さらに、ハウジング１５内には、高さ検出部９５が配置されている。高さ検出部９５は、可動テーブル３１に支持されたウェーハ２０の研削面２２の高さおよび固定テーブル３８に支持されたマウントフレーム３６の上面の高さの少なくとも一方を検出する。この高さ検出部９５は制御部９０に接続されている。

また、キーボード、マウスなどの入力部９６も制御部９０に接続されている。操作者は、裏面研削後のウェーハ２０の厚さおよび／または表面保護フィルム１１の厚さを入力部９６から適宜入力することができる。

本発明のダイシングテープ貼付装置１０の動作時には、前述したようにウェーハ２０およびマウントフレーム３６が可動テーブル３１、固定テーブル３８にそれぞれ支持される。次いで、可動テーブル３１に支持されるウェーハ２０の研削面２２の高さおよび固定テーブル３８に支持されるマウントフレーム３６の上面の高さが高さ検出部９５により検出される。検出されたウェーハ２０およびマウントフレーム３６の高さは制御部９０に供給され、制御部９０は検出された高さに基づいてモータ７６を通じてネジジャッキ７０を駆動する。

これにより、ネジジャッキ７０のネジ軸７３が適宜回転し、ギア７４、エアシリンダ８０、シャフト３２などと一体的に可動テーブル３１が上下運動し、可動テーブル３１の高さが調節される。これにより、ウェーハ２０の研削面２２の高さとマウントフレーム３６の上面の高さとが一致するようになる（図２を参照されたい）。なお、ウェーハ２０およびマウントフレーム３６の高さのいずれか一方が既知である場合には、その高さの検出を省略するようにしてもよい。

また、ウェーハ２０の裏面研削の度合いおよび／または表面保護フィルム１１の厚さがウェーハ２０毎にまたはロット毎に異なる場合もある。このような場合には、入力部９６を用いて、研削後のウェーハ２０の厚さおよび／または表面保護フィルム１１の厚さを入力する。制御部９０は入力された値を考慮してネジジャッキ７０を駆動し、同様にウェーハ２０の研削面２２の高さとマウントフレーム３６の上面の高さとを一致させる。つまり、ウェーハ２０の裏面研削の度合いおよび／または表面保護フィルム１１の厚さが異なる場合であっても、可動テーブル３１の高さを正確に調節して、マウントフレーム３６の上面の高さに一致させられる。

図２には、ダイシングテープ３を貼付けるためのロール４６の初期位置４６’が示されている。図示されるように、ロール４６は初期位置４６’においてウェーハ２０の端部２８のほぼ真上に位置する。このとき、端部２８付近のマウントフレームにダイシングテープ３が所定の押付力で部分的に貼付けられている。ウェーハ２０の研削面２２とマウントフレーム３６の上面とは同一平面になっているので、この初期位置４６’においてはロール４６はその両端がマウントフレーム３６上に載るようになる。このため、ロール４６からの不必要な力がウェーハ２０の研削面２２に掛かることはない。それゆえ、ロール４６からの力によってウェーハ２０が押圧され、クラックまたは割れおよび内部歪みなどが発生することはない。また、本発明においては、ロール４６は変形し難い材料から形成されているので、クラックなどの発生はさらに防止される。

また、ダイシングテープ貼付装置１０によるダイシングテープ３の貼付時にロール４６はウェーハ２０の端部２８から端部２９側のマウントフレーム端部に向かって直径方向に移動する。そして、ローラがウェーハの中心付近を移動するときにも、図６に示されるように、ロール４６の両端部はマウントフレーム３６に支持されたままである。このため、ロール４６はロール４６の移動方向に対して垂直なウェーハ２０の両縁部において変形せず、従って、ウェーハ２０にクラックまたは割れなどが発生することはない。

ところで、ロール４６をウェーハ２０上に移動させてダイシングテープ３を貼付けるときには、エアシリンダ８０を用いて可動テーブル３１とロール４６との間に適切な押付力が生じるように制御している。

図３は本発明に基づくテープ貼付装置の動作プログラムのフローチャートである。図３に示されるプログラム１００は制御部９０の記憶部、例えばＲＯＭまたはＲＡＭに記憶されており、制御部９０により実施される。このプログラム１００は、ウェーハ２０の一端２８に対応する位置のロール４６（図２において参照番号４６’として点線で示される）がウェーハ２０のテープ貼付面２０’に沿って矢印方向（直径方向）に移動開始するのと同時に実施されるものとする。

図３に示されるプログラム１００のステップ１０１においては、使用されるウェーハ２０の寸法Ｄ、例えば直径を検出する。ウェーハ２０の寸法はテーブル３１に直径方向または同心円状に配置されたセンサ（図示しない）により検出される。あるいは、ステップ１０１においては、ダイシングテープ貼付装置１０の操作者が制御部９０の入力部９６からウェーハ２０の寸法Ｄを直接的に入力してもよい。

次いで、ステップ１０２においては、所定の寸法Ｄ０に対するウェーハ２０の寸法Ｄの割合、すなわち係数Ｄ／Ｄ０が決定される。ここで所定の寸法Ｄ０は、ダイシングテープ貼付装置１０のテーブル３１に支持されうるウェーハ２０の最大寸法でありうる。そして、ステップ１０３に進み、或る位置にある原点０（後述する図４を参照されたい）からウェーハ２０の一端２８までの距離ｘ０を図示しないエンコーダなどを用いて計測する。原点０から距離ｘ０だけ離れた位置にあるウェーハ２０の一端２８を計測開始点００とする。

次いで、ステップ１０４においては計測開始点００からのロール４６の移動距離ｘ−ｘ０が算出される。後述する図４から分かるように、移動距離ｘ−ｘ０はロール４６のウェーハ２０上における移動距離である。計測開始点００は各サイズ毎のウェーハ２０の一端２８に一致している。そして、ロール４６がウェーハ２０の一端２８から他端２９まで一方向に移動しているときに、ロール４６に関する前述したプーリに連結されたモータの回転数からロール４６の移動距離ｘ−ｘ０を算出するようにする。

次いで、ステップ１０５においてはロール４６の移動距離ｘ−ｘ０を用いて、ダイシングテープ３を介した状態におけるウェーハ２０のロール４６に対する接触幅Ｗを算出する。図４は接触幅Ｗを説明するための図であり、ウェーハ２０を上方から見たときの略図である。図４においては、ウェーハ２０の一端２８が計測開始点００とされており、水平方向に延びるｙ軸が原点０においてｘ軸と垂直に交差している。図４に示されるように円形ウェーハ２０の中心Ｃはｘ軸上に位置している。ウェーハ２０はロール４６に対しｙ軸に平行な方向に線接触している。本願明細書においては、この線接触領域を接触幅Ｗと呼ぶ。なお、添付図面に示される実施形態においては原点０はウェーハ２０の外部に在るが、最大寸法のウェーハ２０を使用する場合にはウェーハ２０の一端２８を原点０としてもよい。この場合には原点０と計測開始点００とが等しくなるので、ｘ０＝０となる。

ロール４６が距離ｘ−ｘ０だけ進んだときのウェーハ２０のロール４６に対する接触幅Ｗは以下のようにして求められる。図４において接触幅Ｗがウェーハ２０の周縁と交わる点を交点Ｓとする。また、交点Ｓを通ってｘ軸に対して平行に延びる線分とウェーハ２０の中心Ｃを通ってｘ軸に対して垂直な線分とが交わる点を交点Ｑとする。さらに、交点Ｓを通ってｘ軸に対して平行に延びる線分がｘ＝ｘ０の線分と交わる点を交点Ｄとする。図４に示されるように、線分ＳＣはウェーハ２０の半径ｒに等しい。また、ウェーハ２０はｘ軸に対して対称であるので、線分ＱＣは接触幅Ｗの半分に等しい。さらに、線分ＤＱはＸ軸上の線分００Ｃ（＝ｒ）に等しく、また線分ＤＳは距離ｘ−ｘ０に等しいので、線分ＳＱはｒ−ｘ＋ｘ０に等しい。このため、図４に示される三角形ＳＱＣに着目すると、接触幅Ｗは以下の式により表される。

ここで、ロール４６移動時における接触幅Ｗの挙動について説明する。図５（ａ）はロール４６の計測開始点００からの移動距離ｘ−ｘ０とダイシングテープ３を介した状態でのウェーハ２０のロール４６に対する接触幅Ｗとの関係を示す図である。図５（ａ）においては、横軸はロール４６の計測開始点００からの移動距離ｘ−ｘ０を示しており、縦軸は前述した接触幅Ｗを示している。図５（ａ）に示されるように、ロール４６の中心がウェーハ２０の一端２８に対応する初期位置（図２において点線により示されるロール４６'を参照されたい）においては、接触幅Ｗは概ね零であり、ロール４６とウェーハ２０の一端２８とは点接触している。移動距離ｘが増すにつれ、接触幅Ｗも前述した式に従って増加し、移動距離ｘがウェーハ２０の半径ｒに一致するときに接触幅Ｗは最大値２ｒ（＝Ｄ）になる。その後は、接触幅Ｗは次第に減少し、移動距離ｘが２ｒのときに接触幅Ｗは再び概ね零になる。本実施形態においては円形ウェーハ２０を使用しているので、接触幅Ｗは移動距離ｘが半径ｒであるときに対して線対称の挙動を示している。

再び図３を参照すると、ステップ１０６においては、ステップ１０２で算出した係数Ｄ／Ｄ０およびステップ１０５で算出した接触幅Ｗから、テーブル３１がダイシングテープ３を介した状態でウェーハ２０をロール４６に押付ける押付力Ｆ（ｘ）の目標値を算出する。目標押付力Ｆ（ｘ）の算出は、所定の押付力Ｆ０を基準として定められる。所定の押付力Ｆ０は、テーブル昇降部３０のテーブル３１に設置可能な最大寸法のウェーハ２０を支持させているときでかつ、ロール４６の移動距離ｘ−ｘ０が半径ｒに相当するとき、つまりロール４６の軸線がウェーハ２０の中心上に位置するときに当該ウェーハ２０に掛けられる力の最大値である。ロール４６の移動距離ｘ−ｘ０が半径ｒになるときには、接触幅Ｗはウェーハ２０の直径Ｄ（＝２ｒ）である。このような接触幅Ｗはダイシングテープ３を介した状態においてウェーハ２０がロール４６に接触する接触部分の接触面積Ａに相当しうる。

なお、ダイシングテープ３を介した状態におけるウェーハ２０とロール４６との間の接触は厳密には線接触ではなくて、ｘ方向に微小距離を伴う面接触である。このため、この微小距離に相当する係数を接触幅Ｗに乗じることにより、接触面積Ａをさらに正確に算出するようにしてもよい。

本発明においては、接触面積Ａに及ぼす圧力Ｐ（ｘ）が一定になるように、ウェーハ２０がロール４６に接触するときの押付力Ｆ（ｘ）が定められる。図５（ｂ）はローラの移動距離ｘ−ｘ０と押付力Ｆ（ｘ）との間の関係を示す図であり、図５（ｃ）はローラの移動距離ｘ−ｘ０と圧力Ｐ（ｘ）との間の関係を示す図である。これら図面において横軸は移動距離ｘ−ｘ０を示すと共に、縦軸は押付力Ｆ（ｘ）および圧力Ｐ（ｘ）をそれぞれ示している。図５（ｃ）に示されるようにロール４６のウェーハ２０上における移動時（０≦ｘ−ｘ０≦２ｒ）に圧力Ｐ（ｘ）が一定であるためには、移動距離ｘ−ｘ０が半径ｒよりも小さいとき（０≦ｘ−ｘ０＜ｒ）には接触幅Ｗ、つまり接触面積Ａの増大に伴って押付力Ｆ（ｘ）も増加させ、移動距離ｘ−ｘ０が半径ｒ以上でかつ半径ｒの２倍以下であるとき（ｒ≦ｘ−ｘ０≦２ｒ）には接触幅Ｗの低下に伴って押付力Ｆ（ｘ）も低下させる必要がある。そして、圧力が単位面積に働く力であることを考慮すると、本発明における押付力Ｆ（ｘ）は次式で表される（図５（ｂ）も参照されたい）。

このような押付力Ｆ（ｘ）をウェーハ２０に掛けることによって、ロール４６がウェーハ２０の一端２８から他端２９まで移動するときに圧力Ｐ（ｘ）はロール４６の移動距離ｘ−ｘ０にかかわらず一定値（＝Ｆ０・Ｄ／Ｄ０）となる。

この式において係数Ｄ／Ｄ０を乗じているのは、ウェーハ２０の寸法に応じた押付力Ｆ（ｘ）をウェーハ２０に掛けるためである。つまり、ウェーハ２０の寸法がＤであるときにウェーハ２０に掛かる押付力Ｆ（ｘ）は、ウェーハ２０の寸法が最大寸法Ｄ０であるウェーハ２０に掛かる力よりもＤ／Ｄ０倍だけ常に小さいことになる。寸法が種々に異なる複数のウェーハ２０に対して同一のテープ貼付装置によりダイシングテープ３を貼付ける場合には例えば最大押付力などの初期設定値をウェーハ２０の寸法に応じてその都度変更する必要がある。ところが、本発明においては係数Ｄ／Ｄ０を乗じた上で押付力Ｆ（ｘ）を算出しているので、寸法の異なるウェーハ２０にダイシングテープ３を貼付ける場合であっても、ウェーハ２０の寸法に応じて初期設定値を変更する必要がなく、それにより、作業を中断することなしに、連続的にダイシングテープ３をウェーハ２０に貼付けることができる。なお、当然のことながら、Ｆ０にさらに所定の値を乗じることにより、圧力Ｐの値を変更するようにしてもよい。

また、ダイシングテープ３に使用されている粘着剤の硬さ、厚みおよび接着可能温度などに応じた所定の係数を予め求めて制御部９０の記憶部に記憶しておき、これら係数を適宜乗じて目標押付力Ｆ（ｘ）を算出するようにしてもよい。この場合には、目標押付力Ｆ（ｘ）をさらに正確に算出することができる。

次いで、ステップ１０７に進み、テーブル３１が移動距離ｘ−ｘ０に応じた押付力Ｆ（ｘ）をウェーハに掛けることができるように、制御部９０を通じてテーブル昇降部３０のエアシリンダ８０を調節する。エアシリンダ８０に掛けられる力は目標押付力Ｆ（ｘ）の値に応じて異なり、また使用されるダイシングテープ３の種類に応じても異なる。このため、エアシリンダ８０に掛けられる力を目標押付力Ｆ（ｘ）およびダイシングテープ３の種類の関数としてマップの形で予め実験などにより求めておき、制御部９０の記憶部、例えばＲＯＭまたはＲＡＭに記憶しておく。ステップ１０７においては、このようなマップからエアシリンダ８０に掛けられる力を決定し、それにより、テーブル３１がウェーハに押付力Ｆ（ｘ）を掛けられるように設定される。

図５（ｂ）に示される押付力Ｆ（ｘ）と移動距離ｘ−ｘ０との間の関係から分かるように、移動距離ｘ−ｘ０が０から半径ｒまでの間にあるとき（０≦ｘ−ｘ０＜ｒ）には、ウェーハ２０に掛けられる押付力Ｆ（ｘ）が増加する。そして、移動距離ｘ−ｘ０が半径ｒから半径ｒの２倍までの間にあるとき（ｒ≦ｘ−ｘ０≦２ｒ）には、ウェーハ２０に掛けられる押付力Ｆ（ｘ）が減少する（式（２）を参照されたい）。このようにして、ロール４６の移動距離ｘ−ｘ０にかかわらず圧力Ｐ（ｘ）が一定になるように押付力Ｆ（ｘ）が調節される。すなわち、本発明においては、接触幅Ｗが移動距離ｘ−ｘ０に伴って変化するのを考慮した上で、ウェーハ２０の接触部分に掛かる圧力が一定になるようにテーブル３１の押付力Ｆ（ｘ）を調節している。

次いで、ステップ１０９においては、ステップ１０４で算出されたロール４６の移動距離ｘ−ｘ０がウェーハ２０の直径Ｄ、すなわち半径ｒの２倍よりも大きいか否かが判定される。移動距離ｘ−ｘ０が直径Ｄよりも大きくない場合、つまり移動距離ｘ−ｘ０が直径Ｄ以下である場合には、ステップ１０３に進んで処理を繰り返す。一方、移動距離ｘ−ｘ０が直径Ｄよりも大きいと判定された場合には、ロール４６がウェーハ２０の他端２９を越えたと判断できるので、端部２９側のマウントフレーム端部まで所定の押付力でダイシングテープ３を貼付けた後、処理を終了する。この後、カッタユニット６５を回転させ、ウェーハ２０およびマウントフレーム３６に貼付けられたダイシングテープ３をウェーハ２０の周囲に沿って適宜切断するものとする。

このように、本発明のダイシングテープ貼付装置１０によってウェーハ２０全体に亙ってほぼ等しい圧力にて加圧することができる。つまり、本発明においては、ウェーハ２０の端部２８、２９付近が局所的に加圧されることがないように押付力を調整している。すなわち、面圧力、つまりウェーハの単位面積当たりの圧力はウェーハ全体に亙ってほぼ等しくなる。このようなことによって、ウェーハ２０の端部２８、２９および外周部にロール４６からの不必要な力が掛かるのを避けられ、割れまたはクラックおよび内部歪みなどが発生するのをさらに防止することが可能となる。

さらに、従来技術の場合には、エアシリンダを用いて押付力を掛ける場合にロール４６からの反発力によって可動テーブル３１およびエアシリンダ自体が押し戻される可能性がある。しかしながら、本発明においてはネジジャッキ７０を使用しているので、ロール４６からの反発力が生じた場合であっても、可動テーブル３１およびエアシリンダ８０自体が押し戻されることはない。つまり、ネジジャッキ７０を使用しているために、ダイシングテープ３の貼付時に可動テーブル３１の位置が変化するのが防止される。

ところで、前述したようにエアシリンダ８０のロッド８３の途中にはフランジ８５が設けられている。このフランジ８５はエアシリンダ用ケーシング８１の孔８２外周部に係合してロッド８３が最大ストロークまで延びるのを規制する。従って、ロッド８３はフランジ８５が孔８２外周部に係合する場所までしか延びない。

従来技術のようにエアシリンダのロッドがその最大ストローク付近まで延びた状態で貼付動作が行われる場合には、エアシリンダの動作時の摺動抵抗およびそのバラツキが大きいので貼付時に可動テーブル３１を最大ストロークの位置から円滑に移動させるのは困難である。しかしながら、本発明においてはフランジ８５によってロッド８３の延びが規制されるので、ダイシングテープ３の貼付時に可動テーブル３１を円滑に移動させられ、その結果、安定した状態でダイシングテープ３を貼付けることが可能となる。すなわち、本発明においては、フランジ８５はエアシリンダ動作時における摺動抵抗およびそのバラツキが比較的小さい場所に設けられているのは明らかであろう。

なお、使用されるロール４６を形成する材料によってはウェーハ２０の研削面２２とマウントフレーム３６の上面とが同一高さでないようにしてもよい。例えばロール４６が比較的変形しやすいゴムから形成されている場合には、ウェーハ２０の研削面２２をマウントフレーム３６の上面よりもわずかながら下げるのが好ましい。このように、研削面２２の高さとマウントフレーム３６の上面の高さとを所定の距離だけ互いにずらした状態でダイシングテープ３を貼付けることも本発明の範囲に含まれる。

本発明に基づくダイシングテープ貼付装置の概略断面図である。 ダイシングテープ貼付装置の一部を拡大して示す部分拡大図である。 本発明に基づくテープ貼付装置の第一の動作プログラムのフローチャートである。 接触幅Ｗを説明するための図である。 （ａ）ローラの移動距離ｘ−ｘ０とテープを介した状態でのウェーハのローラに対する接触幅Ｗとの間の関係を示す図である。（ｂ）ローラの移動距離ｘ−ｘ０と押付力Ｆ（ｘ）との間の関係を示す図である。（ｃ）ローラの移動距離ｘ−ｘ０と圧力Ｐ（ｘ）との間の関係を示す図である。 ローラがウェーハの中心付近を移動するときの断面図である。 表面保護フィルムが貼付けられたウェーハの拡大断面図である。 マウントフレームと一体化されたウェーハの頂面図である。 （ａ）図８において点線で示される貼付ロールに沿ってみた断面図である。（ｂ）図８において実線で示される貼付ロールに沿ってみた断面図である。

符号の説明

３ ダイシングテープ
１０ ダイシングテープ貼付装置
１１ 表面保護フィルム
２０ ウェーハ
２０’ テープ貼付面
２１ 表面
２２ 研削面、裏面
２６ 面取部
２８、２９ 端部
３１ 可動テーブル
３２ シャフト
３６ マウントフレーム
３８ 固定テーブル
４２ 供給部
４３ 巻取部
４６ 貼付ロール（ダイシングテープ貼付手段）
６５ カッタユニット
７０ ネジジャッキ（高さ調節手段）
７２ メネジ部
７３ ネジ軸
８０ エアシリンダ（押付手段）
８１ エアシリンダ用ケーシング
８２ 孔
８３ ロッド
８５ フランジ
９０ 制御部
９１ 外側部
９２ スプライン軸
９３ ガイド
９５ 高さ検出部
９６ 入力部
Ｆ 押付力
Ｐ 圧力
Ｗ 接触幅

Claims (10)

1. ダイシングテープをマウントフレームとウェーハとに貼付けるダイシングテープ貼付装置において、
   前記マウントフレームを支持する固定テーブルと、
   前記ウェーハを支持する可動テーブルと、
   前記可動テーブルの高さを調節する高さ調節手段と、
   前記ウェーハの前記ダイシングテープ貼付面に対して平行に移動して前記ダイシングテープを前記マウントフレームと前記ウェーハとに貼付けるダイシングテープ貼付手段と、
   前記可動テーブルに支持された前記ウェーハのダイシングテープ貼付面の高さおよび前記固定テーブルに支持されたマウントフレームの上面の高さを検出する高さ検出手段と、を具備し、
   前記ダイシングテープを前記マウントフレームおよび前記ウェーハに貼付けるときに、前記高さ調節手段は、前記高さ検出手段により検出された前記ダイシングテープ貼付面および前記マウントフレームの上面の高さに基づいて、前記可動テーブルに支持された前記ウェーハのダイシングテープ貼付面の高さを前記固定テーブルに支持されたマウントフレームの上面の高さに一致させるようにしたダイシングテープ貼付装置。
2. 前記高さ調節手段がネジジャッキである請求項１に記載のダイシングテープ貼付装置。
3. 前記ウェーハの前記ダイシングテープ貼付面は、前記ウェーハの裏面が研削されることにより形成されている請求項１または２に記載のダイシングテープ貼付装置。
4. さらに、前記ウェーハの厚さおよび前記ダイシングテープ貼付面とは反対側の面に貼付けられたフィルムの厚さならびに／または前記マウントフレームの厚さを入力する入力手段を具備し、
   前記高さ調節手段は、前記入力手段により入力された前記ウェーハおよび前記フィルムの厚さならびに／または前記マウントフレームの厚さに基づいて、前記可動テーブルの高さを調節する請求項１から３のいずれか一項に記載のダイシングテープ貼付装置。
5. さらに、前記ダイシングテープを介して前記可動テーブル上の前記ウェーハの前記ダイシングテープ貼付面を前記ダイシングテープ貼付手段に押付けて押付力を掛ける押付手段と、
   前記ダイシングテープ貼付手段が前記ウェーハの前記ダイシングテープ貼付面に対して平行に移動するときに、前記ウェーハの一端からの前記ダイシングテープ貼付手段の移動距離を検出するダイシングテープ貼付手段移動距離算出手段と、
   前記ダイシングテープに対する前記ウェーハの接触部分における圧力が前記ダイシングテープ貼付手段が前記ウェーハの一端から他端まで移動するときに概ね一定になるように、前記ダイシングテープ貼付手段移動距離算出手段により検出された前記ダイシングテープ貼付手段の前記移動距離を用いて、前記可動テーブルの押付力を設定する可動テーブル押付力設定手段とを具備する請求項１から４のいずれか一項に記載のダイシングテープ貼付装置。
6. 前記押付手段がエアシリンダであり、該エアシリンダのロッドをそのストロークエンドの手前で停止させるストッパを含む請求項５に記載のダイシングテープ貼付装置。
7. 前記ダイシングテープ貼付手段がロールであり、該ロールの少なくとも一部分は、前記押付手段により押付力が掛けられているときにほとんど変形しない材料から形成されている請求項５または６に記載のダイシングテープ貼付装置。
8. ダイシングテープをマウントフレームとウェーハとに貼付けるダイシングテープ貼付方法において、
   前記マウントフレームを固定テーブルに支持し、
   前記ウェーハを可動テーブルに支持し、
   前記可動テーブルに支持された前記ウェーハのダイシングテープ貼付面の高さおよび前記固定テーブルに支持されたマウントフレームの上面の高さを検出し、
   前記ダイシングテープを前記マウントフレームおよび前記ウェーハに貼付けるときに、、検出された前記ダイシングテープ貼付面および前記マウントフレームの上面の高さに基づいて、前記可動テーブルに支持された前記ウェーハのダイシングテープ貼付面の高さが前記固定テーブルに支持されたマウントフレームの上面の高さに一致するように前記可動テーブルの高さを調節し、
   ダイシングテープ貼付手段を前記ウェーハの前記ダイシングテープ貼付面に対して平行に移動させることにより、前記ダイシングテープを前記マウントフレームと前記ウェーハとに貼付けるダイシングテープ貼付方法。
9. さらに、前記ウェーハの厚さおよび前記ダイシングテープ貼付面とは反対側の面に貼付けられたフィルムの厚さならびに／または前記マウントフレームの厚さを入力し、
   前記入力された前記ウェーハおよび前記フィルムの厚さならびに／または前記マウントフレームの厚さに基づいて、前記可動テーブルの高さを調節する請求項８に記載のダイシングテープ貼付方法。
10. さらに、前記ダイシングテープをダイシングテープ供給手段によって前記ウェーハのダイシングテープ貼付面とダイシングテープ貼付手段との間に供給し、
    前記テーブルを前記ダイシングテープ貼付手段に向かって移動させ、それにより、前記ダイシングテープを介して前記可動テーブル上の前記ウェーハの前記ダイシングテープ貼付面を前記ダイシングテープ貼付手段に押付けて押付力を掛けるようにし、
    さらに、
    前記ウェーハの一端からの前記ダイシングテープ貼付手段の移動距離を算出し、
    前記ダイシングテープ貼付手段が前記ウェーハの一端から他端まで移動するときに前記ダイシングテープに対する前記ウェーハの接触部分における圧力が一定になるように、前記ダイシングテープ貼付手段移動距離算出手段により検出された前記ダイシングテープ貼付手段の前記移動距離を用いて、前記可動テーブルの押付力を設定する請求項８または９に記載のダイシングテープ貼付方法。

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