JP5047838B2 - テープ貼り機 - Google Patents

Description

本発明は、裏面に凹部が形成された半導体ウエーハと環状フレームを粘着テープで一体化するテープ貼り機に関する。

半導体デバイス製造工程においては、略円盤形状である半導体ウエーハの表面に格子状に配列されたストリートと呼ばれる分割予定ラインによって複数の領域が区画され、この区画された領域にＩＣ、ＬＳＩ等のデバイスを形成する。

そして、半導体ウエーハをストリートに沿って切削装置で切断することにより、半導体ウエーハが個々の半導体チップ（デバイス）に分割される。分割されるウエーハは、ストリートに沿って切断する前に裏面を研削によって所定の厚みに形成される。

近年、電気機器の軽量化、小型化を達成するために、ウエーハの厚さをより薄く、例えば５０μｍ程度にすることが要求されている。このように薄く研削されたウエーハは取り扱いが困難になり、搬送等において破損する恐れがある。

そこで、ウエーハのデバイス領域に対応する裏面のみを研削し、デバイス領域を囲繞する外周余剰領域に対応するウエーハの裏面にリング状補強部を形成する研削方法が特開２００７−１９４６１号公報で提案されている。

このように、裏面の外周にリング状補強部が形成されたウエーハは、リング状補強部が除去された後、ウエーハの表面側からストリートと呼ばれる分割予定ラインに沿って分割される（例えば、特開２００７−１９３７９号公報参照）。

半導体ウエーハを個々のデバイスに分割するには、一般的にダイサーと呼ばれる切削装置が使用されるが、この切削装置のチャックテーブルにウエーハを吸引保持するために、ウエーハと環状フレームとをダイシングテープ（粘着テープ）により一体化し、フレームと一体化されたウエーハをチャックテーブルにより吸引保持する。

環状フレームと半導体ウエーハを粘着テープによって一体化するテープ貼り機が特開平６−１７７２４３号公報で提案されている。このテープ貼り機においては、テープ貼着可動ローラが保持テーブル上に載置された環状フレームとウエーハ上を摺動することにより、環状フレームとウエーハとを一体化している。
特開２００７−１９４６１号公報 特開２００７−１９３７９号公報 特開平６−１７７２４３号公報

リング状補強部の除去は一般に研削装置で研削して実施される。しかし、リング状補強部をデバイス領域と同一厚みに研削しようとするとデバイス領域の裏面にも研削砥石が触れ、デバイス領域裏面にスクラッチ等の傷をつけてしまう。

デバイス領域の裏面が傷つくのを防ぐために、リング状補強部はデバイス領域に対して数μｍ程度厚くなるように研削除去される。これにより、リング状補強部が除去されたウエーハには僅かに凹部が残り、凹部とリング状補強部との間に段差が形成される。

このように裏面に凹部が残ったウエーハでは、その後の切削工程でダイシングテープ（粘着テープ）にウエーハを貼り付ける際、凹部と僅かに残ったリング状補強部との境界部分でダイシングテープとウエーハとの間に隙間が生じやすく、ウエーハのダイシングテープへの貼り付けが困難であるという問題がある。

本発明はこのような点に鑑みてなされたものであり、その目的とするところは、裏面に凹部が形成されたウエーハでも粘着テープとウエーハ間に隙間を生じさせることなくウエーハの粘着テープへの貼り付けが可能なテープ貼り機を提供することである。

本発明によると、複数のデバイスが形成されたデバイス領域と該デバイス領域を囲繞する外周余剰領域とを表面に備え、裏面のうち該デバイス領域に対応する領域に凹部が形成され、該外周余剰領域に対応する領域にリング状補強部が形成されたウエーハと環状フレームとを粘着テープによって一体にするテープ貼り機であって、ウエーハと環状フレームとを保持する保持テーブルと、ロール状に巻回された粘着テープが装着される送り出しロールと、使用済みの粘着テープを巻き取る巻き取りロールと、前記保持テーブル上に載置された前記環状フレームと前記ウエーハ上を摺動し、該環状フレームと該ウエーハとに粘着テープを貼着するテープ貼着可動ローラと、前記環状フレームに沿って粘着テープを切断するテープカッターを有するカッターアセンブリと、該テープカッターに隣接して設けられ、該ウエーハの凹部とリング状補強部との境界部を押圧し粘着テープを該ウエーハの裏面に密着させる押圧手段と、を具備し、該カッターアセンブリは、上下動可能な取付ベースと、該取付ベースに回転可能に取り付けられた旋回アームとを含み、前記テープカッター及び前記押圧手段はそれぞれ該旋回アームに水平方向移動可能に取り付けられており、前記押圧手段はウエーハに対して垂直方向に配置された保持棒と、該保持棒の先端に弾設された貼り付け部材とを有し、該カッターアセンブリを下降して、該貼り付け部材にウエーハの凹部とリング状補強部との境界部を押圧させ、該テープカッターに該環状フレーム上の該粘着テープを押圧させながら該旋回アームを回転させることにより、該粘着テープの切断と該境界部の押圧を同時に行うことを特徴とするテープ貼り機が提供される。

本発明によれば、ウエーハへ粘着テープを貼り付けた後、押圧手段によって凹部とリング状補強部との境界部分を押圧するため、粘着テープとウエーハ間に隙間を発生することなくウエーハとフレームとを一体化することができる。

以下、本発明の実施形態を図面を参照して詳細に説明する。まず、本発明実施形態に係るテープ貼り機を説明する前に、本発明のテープ貼り機の対象となる半導体ウエーハの構成について図１乃至図４を参照して説明する。

図１を参照すると、半導体ウエーハ１１の表面側斜視図が示されている。半導体ウエーハ１１は、例えば厚さが６００μｍのシリコンウエーハからなっており、表面１１ａに複数のストリート（分割予定ライン）１３が格子状に形成されているとともに、これら複数のストリート１３によって区画された複数の領域にそれぞれＩＣ、ＬＳＩ等のデバイス１５が形成されている。

このように構成された半導体ウエーハ１１は、デバイス１５が形成されているデバイス領域１７と、デバイス領域１７を囲繞する外周余剰領域１９を備えている。半導体ウエーハ１１の外周には、シリコンウエーハの結晶方位を示すマークとしてのノッチ２１が形成されている。

半導体ウエーハ１１の表面１１ａには、保護テープ貼着工程により保護テープ２３が貼着される。したがって、半導体ウエーハ１１の表面１１ａは保護テープ２３によって保護され、図２に示すように、裏面１１ｂは露出する状態となり、裏面１１ｂを上側にしてダイシングテープ（粘着テープ）に貼着される。

近年、電子機器の軽量化、小型化を達成するために、ウエーハの厚さをより薄く、例えば５０μｍ程度にすることが要求されている。このように薄く研削されたウエーハは取り扱いが困難になり、搬送等において破損する恐れがある。

そこで、図３に示すように、半導体ウエーハ１１のデバイス領域１７に対応する裏面のみを研削して円形凹部２５を形成し、デバイス領域１７を囲繞する外周余剰領域１９に対応するウエーハの裏面にリング状補強部２７を形成する研削方法が特許文献１で提案されている。

半導体ウエーハ１１は、切削装置により個々のデバイスに分割されるが、切削装置のチャックテーブルによる半導体ウエーハの強固な保持を可能とするために、切削装置に供給される半導体ウエーハ１１は、図４に示すように粘着テープであるダイシングテープ３１を介して環状フレーム２９と一体化される。

すなわち、半導体ウエーハ１１はその裏面１１ｂ側がダイシングテープ３１に貼着され、ダイシングテープ３１の外周縁部が環状フレーム２９に貼着されて、半導体ウエーハ１１と環状フレーム２９が一体化される。

以下、図５乃至図８を参照して、本発明実施形態に係るテープ貼り機について説明する。図５を参照すると、本発明第１実施形態に係るテープ貼り機２の斜視図が示されている。

テープ貼り機２は、ロール状に巻回された粘着テープ（ダイシングテープ）４が軸５に装着された送り出しロール６と、使用済みの粘着テープ４を巻き取り軸１８でロール状に巻き取る巻き取りロール１６を備えている。

送り出しロール６から送り出される粘着テープ４は、固定ローラ８、テープ貼着可動ローラ１０、テープ剥離可動ローラ１２，１４の間を通って巻き取りロール１６の巻き取り軸１８で巻き取られる。

２２は環状フレーム２９と半導体ウエーハ１１とを載置し吸着固定する保持テーブルであり、環状フレーム２９を載置固定するフレーム載置領域２４と、ウエーハ１１を載置固定するウエーハ載置領域２６とを有している。

保持テーブル２２は、粘着テープ４の送り出し方向に対して直角方向に進退し、環状フレーム２９とウエーハ１１を保持テーブル２２上にセットする作業領域２８と、粘着テープ４を環状フレーム２９とウエーハ１１に貼着するテープ貼着領域３０とに位置付けられるようになっている。

２０はカッターアセンブリであり、図６の一部断面側面図に示すように、図示しない駆動手段により上下方向に移動する取付ベース３２と、取付ベース３２に対して軸３６周りを図示しない駆動手段により旋回する旋回アーム３４とを含んでいる。

旋回アーム３４には、テープカッター３８が水平方向移動調整可能に取り付けられ、更に先端に貼り付け部材４２を有する保持棒４０が水平方向移動調整可能に取り付けられている。ウエーハ１１のインチ径に応じて、テープカッター３８及びテープ貼り付け部材４２はウエーハ１１の半径方向に移動調整される。

貼り付け部材４２はスポンジ、ゴムローラ、ブラシ等から構成され、保持棒４０の先端に弾設されている。代替案としては、貼り付け部材４２を合成樹脂等から形成し、弾性体を介して保持棒４０の先端に装着するようにしても良い。

図５を再び参照すると、テープ貼り付け機２の前面側にはその操作を制御するコンソール３３が設けられており、作業者はコンソール３３にタッチすることによりテープ貼り機２の操作を制御する。

以下、このように構成されたテープ貼り機２の作用について説明する。まず、作業者が保持テーブル２２のフレーム載置領域２４に環状フレーム２９を位置決めして載置し、ウエーハ載置領域２６にウエーハ１１を位置決めして載置する。

ボタンＡを押すと、環状フレーム２９とウエーハ１１が保持テーブル２２に吸着保持され、矢印３５で示す方向に保持テーブル２２が移動されてテープ貼着領域３０に位置付けられる。

テープ貼着領域３０に位置付けられた環状フレーム２９とウエーハ１１に対して粘着テープ４を図６で点線で示すように貼着するために、テープ貼着可動ローラ１０が矢印Ｓで示すように往復運動をする。これにより、粘着テープ４は環状フレーム２９及びウエーハ１１に一体接着される。この時、カッターアセンブリ２０は上昇された待機位置にある。

次いで、図７に示すようにカッターアセンブリ２０が下降し、貼り付け部材４２にウエーハ１１の凹部２５とリング状補強部２７との境界部を押圧させ、テープカッター３８に環状フレーム２９上の粘着テープ４を押圧させる。

この状態で、旋回アーム３４を軸３６を中心として３６０°旋回させることにより、貼り付け部材４２で凹部２５とリング状補強部２７との境界部を押圧しながらテープカッター３８で粘着テープ４を円形に切断する。切断が完了した後、カッターアセンブリ２０は待機位置に復帰する。

この実施形態では、貼り付け部材４２による凹部２５とリング状補強部２７との境界部の押圧とテープカッター３８による粘着テープ４の切断を同時に行って生産効率を高めるようにしているが、本発明はこれに限定されるものではなく、例えば貼り付け部材４２による境界部の押圧を行ってからテープカッター３８による粘着テープ４の切断を実行するようにしても良い。

次いで、テープカッター３８により切断された外側の使用済みの粘着テープ４がテープ剥離ローラ１２，１４の移動によって環状フレーム２９から剥離される。すなわち、テープ剥離ローラ１２，１４が図６で矢印Ｓ方向に往復動され、使用済みの粘着テープ４を巻き取りロール１６で巻き取ると同時に未使用の粘着テープ４をテープ送り出しロール６からテープ貼着領域３０まで引き出す。

次いで、粘着テープ４の貼着が完了した環状フレーム２９及びウエーハ１１が保持テーブル２２に載置固定された状態で図５に示す作業領域２８まで移動される。この作業領域２８において、作業者が粘着テープ４によって一体となった環状フレーム２９とウエーハ１１を取り出し、ウエーハカセットに収納したり又は次の工程に搬送したりする。

図８を参照すると、本発明第２実施形態のテープ貼り機２Ａの一部断面側面図が示されている。本実施形態は、ロール状の粘着テープ４の粘着面に剥離紙５０が貼着されている場合のテープ貼り機である。

送り出しロール６から送り出された粘着テープ４は、固定ローラ４４，４６を通り粘着テープ４と剥離紙５０とに分離される。剥離紙５０は固定ローラ４８を通り剥離紙巻き取りロール５２に巻き取られる。

一方、粘着テープ４は固定ローラ５４，５６を通りテープ貼着領域３０に送り出され、テープ貼着可動ローラ５８とテープ剥離可動ローラ６０，６２の間を通り、更に固定ローラ６４を通って巻き取りロール１６に巻き取られる。

本実施形態においては、テープ貼着可動ローラ５８と、テープ剥離可動ローラ６０，６２とが同じ側に配設されている関係で、可動ローラ５８，６０，６２の動きが第１実施形態と多少異なるので、その点について説明する。

テープ貼着可動ローラ５８は、図８において右側から左側に移動して環状フレーム２９及びウエーハ１１上に粘着テープ４を押圧貼着する。その後、テープ貼着可動ローラ５８は、そのまま左側に待機した状態でカッターアセンブリ２０が図７に示すように下降する。

貼り付け部材４２でウエーハ１１の凹部２５とリング状補強部２７との境界部を押圧しながら旋回アーム３４を３６０°回転させることにより、テープカッター３８で粘着テープ４を切断する。

粘着テープ４の切断完了後、カッターアセンブリ２０は上昇して待機位置に戻る。テープ剥離可動ローラ６０，６２が右側から左側に移動して使用済みの粘着テープ４を環状フレーム２９から剥離する。

この状態から、テープ貼着可動ローラ５８及びテープ剥離可動ローラ６０，６２が同時に右側に移動し、使用済みの粘着テープ４を巻き取りロール１６に巻き取るとともに、新たな粘着テープ４をテープ貼着領域３０に送り出す。その他の動作及び工程は上述した第１実施形態と同様であるので、その説明を省略する。

上述した各実施形態によると、粘着テープ４をウエーハ１１へ貼り付けた後、貼り付け部材４２によってウエーハ１１の凹部２５とリング状補強部２７との境界部分を押圧するため、粘着テープ４とウエーハ１１との間に隙間を発生することなく粘着テープ４のウエーハ１１及び環状フレーム２９への貼着が可能となる。

半導体ウエーハの表面側斜視図である。 保護テープが貼り付けられた状態の半導体ウエーハの裏面側斜視図である。 デバイス領域に対応する裏面が研削され、外周余剰領域にリング状補強部が形成された半導体ウエーハを示す図である。 ダイシングテープにより環状フレームと一体化されたウエーハを示す斜視図である。 本発明第１実施形態のテープ貼り機の概略斜視図である。 第１実施形態のテープ貼り機の一部断面側面図である。 カッターアセンブリが作動位置に下降されている状態の第１実施形態のテープ貼り機の一部断面側面図である。 本発明第２実施形態のテープ貼り機の一部断面側面図である。

符号の説明

２ テープ貼り機
４ 粘着テープ（ダイシングテープ）
６ テープ送り出しロール
１０ テープ貼着可動ローラ
１２，１４ テープ剥離可動ローラ
１１ 半導体ウエーハ
１３ ストリート（分割予定ライン）
１５ デバイス
１６ 巻き取りロール
１７ デバイス領域
１９ 外周余剰領域
２０ カッターアセンブリ
２２ 保持テーブル
２５ 円形凹部
２７ リング状補強部
２９ 環状フレーム
３１ ダイシングテープ
３４ 旋回アーム
３８ テープカッター
４０ 保持棒
４２ 貼り付け部材
５０ 剥離紙
５２ 剥離紙巻き取りロール

Claims (1)

1. 複数のデバイスが形成されたデバイス領域と該デバイス領域を囲繞する外周余剰領域とを表面に備え、裏面のうち該デバイス領域に対応する領域に凹部が形成され、該外周余剰領域に対応する領域にリング状補強部が形成されたウエーハと環状フレームとを粘着テープによって一体にするテープ貼り機であって、
   ウエーハと環状フレームとを保持する保持テーブルと、
   ロール状に巻回された粘着テープが装着される送り出しロールと、
   使用済みの粘着テープを巻き取る巻き取りロールと、
   前記保持テーブル上に載置された前記環状フレームと前記ウエーハ上を摺動し、該環状フレームと該ウエーハとに粘着テープを貼着するテープ貼着可動ローラと、
   前記環状フレームに沿って粘着テープを切断するテープカッターを有するカッターアセンブリと、
   該テープカッターに隣接して設けられ、該ウエーハの凹部とリング状補強部との境界部を押圧し粘着テープを該ウエーハの裏面に密着させる押圧手段と、を具備し、
   該カッターアセンブリは、上下動可能な取付ベースと、該取付ベースに回転可能に取り付けられた旋回アームとを含み、
   前記テープカッター及び前記押圧手段はそれぞれ該旋回アームに水平方向移動可能に取り付けられており、
   前記押圧手段はウエーハに対して垂直方向に配置された保持棒と、該保持棒の先端に弾設された貼り付け部材とを有し、
   該カッターアセンブリを下降して、該貼り付け部材にウエーハの凹部とリング状補強部との境界部を押圧させ、該テープカッターに該環状フレーム上の該粘着テープを押圧させながら該旋回アームを回転させることにより、該粘着テープの切断と該境界部の押圧を同時に行うことを特徴とするテープ貼り機。

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