JP5384972B2 - ウエーハの処理方法およびウエーハの処理装置 - Google Patents

ウエーハの処理方法およびウエーハの処理装置 Download PDF

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Description

本発明は、表面に複数のデバイスが形成されたウエーハの裏面にダイボンディング用の接着剤被膜を形成するウエーハの処理方法およびその処理方法を実施するためのウエーハの処理装置に関する。
例えば、半導体デバイス製造工程においては、略円板形状である半導体ウエーハの表面に格子状に形成されたストリート（分割予定ライン）によって区画された複数の領域にＩＣ、ＬＳＩ等のデバイスを形成し、該デバイスが形成された各領域をストリートに沿って分割することにより個々のデバイスを製造している。半導体ウエーハを分割する分割装置としては一般にダイシング装置と呼ばれる切削装置が用いられており、この切削装置は厚みが数十μｍの切削ブレードによって半導体ウエーハをストリートに沿って切削する。このようにして分割されたデバイスは、パッケージングされて携帯電話やパソコン等の電気機器に広く利用されている。
個々に分割されたデバイスは、その裏面にエポキシ樹脂等で形成された厚み７０〜８０μｍのダイアタッチフィルムと云われるダイボンディング用の接着フィルムが装着され、この接着フィルムを介してデバイスを支持するダイボンディングフレームに加熱することによりボンディングされる。デバイスの裏面にダイボンディング用の接着フィルムを装着する方法としては、半導体ウエーハの裏面に接着フィルムを貼着し、この接着フィルムを介して半導体ウエーハをダイシングテープに貼着した後、半導体ウエーハの表面に形成されたストリートに沿って切削ブレードにより半導体ウエーハとともに接着フィルムを切断することにより、裏面に接着フィルムが装着されたデバイスを形成している。
近年、携帯電話やパソコン等の電気機器はより軽量化、小型化が求められており、より薄いデバイスが要求されており、デバイスをダイボンディングフレームに接合するダイボンディング用の接着フィルムも薄くすることが望まれている。しかるに、ダイボンディング用の接着フィルムを薄く形成するには技術的に限界がある。
上述した要望に対応するため、裏面が研削され所定の厚みに形成されたウエーハの裏面に、ダイボンディング用の接着剤をスピンコートまたはスクリーン印刷によって塗布するウエーハの処理方法が提案されている。（例えば、特許文献１参照。）
特開平８−６６６５３号公報
而して、ウエーハの裏面にダイボンディング用の接着剤をスピンコートによって塗布する方法は、スピンナーテーブルに保持されたウエーハの中心領域にダイボンディング用の液状接着剤を滴下し、スピンナーテーブルを３０００〜４０００rpmの回転速度で回転することにより、接着剤を遠心力でウエーハの全面に流動させて被覆する方法であるため、滴下された接着剤の９０％以上が飛散して廃棄されるので不経済であるという問題がある。
一方、ウエーハの裏面にダイボンディング用の液状接着剤をスクリーン印刷によって塗布する方法によれば、接着剤の飛散はないが、ウエーハの裏面に塗布された接着剤は中心部が盛り上がり厚みが不均一になるという問題がある。
本発明は上記事実に鑑みてなされたものであり、その主たる技術課題は、ウエーハの裏面に厚みが均一なダイボンディング用の接着剤被膜を経済的に形成することができるウエーハの処理方法およびウエーハの処理装置を提供することにある。
上記主たる技術課題を解決するため、本発明によれば、表面に複数のデバイスが形成されたウエーハの裏面にダイボンディング用の接着剤被膜を形成するウエーハの処理方法であって、
回転可能な保持テーブルに裏面を上側にして保持されたウエーハの裏面に粘度が５０００〜１００００cpsのダイボンディング用の液状接着剤をスクリーン印刷によって塗布することによりウエーハの裏面に接着剤被膜を被覆する接着剤塗布工程と、
該接着剤塗布工程を実施した後、保持テーブルを７００〜１０００rpmの回転速度で回転し、ウエーハの裏面に被覆された接着剤被膜に遠心力を作用せしめて接着剤被膜を平準化することにより、ウエーハの裏面に厚みが均一な接着剤被膜を形成する接着剤平準化工程と、を含む、
ことを特徴とするウエーハの処理方法が提供される。
上記接着剤平準化工程は、保持テーブルを１０〜２０秒間回転する。
上記接着剤平準化工程を実施した後に、ウエーハの裏面に被覆された接着剤被膜を硬化させる接着剤被膜硬化工程を実施する。
また、本発明によれば、表面に複数のデバイスが形成されたウエーハの裏面にダイボンディング用の接着剤被膜を形成するウエーハの処理装置において、
ウエーハを保持する保持面を有し回転可能に構成された保持テーブルと、該保持テーブルを７００〜１０００ｒｐｍの回転速度で回転せしめる回転駆動手段と、該保持テーブルの保持面に保持されたウエーハの上面にダイボンディング用の液状接着剤をスクリーン印刷によって塗布することによりウエーハの裏面に接着剤被膜を被覆するスクリーン印刷手段と、を具備している、
ことを特徴とするウエーハの処理装置が提供される。
上記ウエーハの処理装置は、保持テーブルに保持されたウエーハの上面とスクリーン印刷手段のスクリーンの下面との間の隙間を所定の値に調整するための隙間調整手段を具備している。
また、上記ウエーハの処理装置は、保持テーブルをスクリーン印刷手段が位置する接着剤塗布領域と所定の間隔を置いて設けられた接着剤被膜硬化領域に配設され保持テーブルの保持面に保持されたウエーハの上面に被覆された接着剤被膜を硬化せしめる接着剤被膜硬化手段と、保持テーブルを接着剤塗布領域と接着剤硬化領域に選択的に位置付ける保持テーブル位置付け手段とを具備している。
本発明においては、保持テーブルに保持されたウエーハの裏面に粘度が５０００〜１００００cpsのダイボンディング用の液状接着剤をスクリーン印刷によって塗布することによりウエーハの裏面に接着剤被膜を被覆した後、保持テーブルを７００〜１０００rpmの回転速度で回転し、ウエーハの裏面に被覆された接着剤被膜に遠心力を作用せしめて接着剤被膜を平準化することにより、ウエーハの裏面に厚みが均一な接着剤被膜を形成するので、接着剤の飛散がなく、ウエーハの裏面に厚みが均一なダイボンディング用の接着剤被膜を経済的に形成することができる。
本発明に従って構成されたウエーハの裏面にダイボンディング用の接着剤被膜を形成するためのウエーハの処理装置の斜視図。 図１に示すウエーハの処理装置の要部を示す斜視図。 ウエーハとしての半導体ウエーハ。 本発明によるウエーハの処理方法におけるウエーハ保持工程および接着剤塗布隙間形成工程の説明図。 本発明によるウエーハの処理方法における接着剤塗布工程の説明図。 図５に示す接着剤塗布工程が実施され保持テーブルに保持された半導体ウエーハの裏面に被覆された接着剤被膜の状態を示す説明図。 本発明によるウエーハの処理方法における接着剤平準化工程の説明図。 本発明によるウエーハの処理方法における接着剤硬化工程の説明図。
以下、本発明によるウエーハの処理方法およびウエーハの処理装置の好適な実施形態について、添付図面を参照して更に詳細に説明する。
図１には、本発明に従って構成されたウエーハの裏面にダイボンディング用の接着剤被膜を形成するためのウエーハの処理装置の斜視図が示されている。図示の実施形態におけるウエーハの処理装置は、静止基台２と、後述するウエーハを保持する保持テーブルを備えた保持テーブル機構３と、該保持テーブル機構３を接着剤塗布領域３Aと接着剤硬化領域３Bに選択的に位置付ける保持テーブル位置付け手段４と、接着剤塗布領域３Aに配設されたスクリーン印刷手段５と、接着剤硬化領域３Bに配設された接着剤硬化手段６を具備している。
保持テーブル機構３について、図２を参照して説明する。
図示の実施形態における保持テーブル機構３は、後述する保持テーブル位置付け手段４を構成する一対の案内レール４１、４１に沿って移動可能に配設された移動基台３１を具備している。この移動基台３１は、その下面に上記一対の案内レール４１、４１と嵌合する一対の被案内溝３１１、３１１が設けられており、被案内溝３１１、３１１を一対の案内レール４１、４１に嵌合することにより、一対の案内レール４１、４１に沿って移動可能に構成される。移動基台３１の上面には、保持テーブル支持台３２が支持手段３３によって上下方向に移動可能に支持されている。支持手段３３は、図示の実施形態においては４個のエアーシリンダ３３１からなっており、保持テーブル支持台３２の４隅を移動基台３１上に上下方向に移動可能に支持する。
上記保持テーブル支持台３２上には、ウエーハを保持する保持テーブル３４および該保持テーブル３４を回転する回転駆動手段としてのサーボモータ３５が配設されている。保持テーブル３４は、テーブル本体３４１と、該テーブル本体３４１の上面に配設された多孔質材料から形成された吸着チャック３４２を具備しており、吸着チャック３４２が図示しない吸引手段に連通されている。このように構成された保持テーブル３４は、吸着チャック３４２の上面である保持面上にウエーハを載置し、図示しない吸引手段を作動することにより、吸着チャック３４２上にウエーハを吸引保持する。サーボモータ３５は、保持テーブル支持台３２上に配設され、その駆動軸３５１が保持テーブル３４のテーブル本体３４１に伝動連結されている。
図示の実施形態における保持テーブル機構３は、上記保持テーブル３４に保持されたウエーハの上面と後述するスクリーン印刷手段５のスクリーンの下面との間の隙間を所定の値に調整するための隙間調整手段３６を具備している。隙間調整手段３６は、隙間調整板３６１と、該隙間調整板３６１を上下方向に移動せしめる移動手段３６２とからなっている。隙間調整板３６１は矩形状に形成されており、中央部に上記保持テーブル３４の直径より僅かに大きい直径を有する開口３６１aが設けられている。移動手段３６２は、４個の作動機構３６２aからなっており、隙間調整板３６１の４隅を保持テーブル支持台３２上に上下方向に移動可能に支持する。なお、移動手段３６２としての４個の作動機構３６２aは、パルスモータと該パルスモータによって回転せしめられるボールスクリューとからなるスクリュー機構によって構成されている。
上記保持テーブル位置付け手段４は、静止基台２上に平行に配設された一対の案内レール４１、４１と、該案内レール４１、４１の間に平行に配設された雄ネジロッド４２と、該雄ネジロッド４２を回転駆動するためのパルスモータ４３等の駆動源を含んでいる。雄ネジロッド４２は、その一端が上記静止基台２に固定された軸受ブロック４４に回転自在に支持されており、その他端が上記パルスモータ４３の出力軸に伝動連結されている。なお、雄ネジロッド４２は、上記移動基台３１の中央部下面に突出して設けられた雌ネジブロック３１２に形成された貫通雌ネジ穴３１２aに螺合されている。従って、パルスモータ４３によって雄ネジロッド４を正転および逆転駆動することにより、移動基台３１を案内レール４１、４１に沿って移動せしめ、保持テーブル機構３の保持テーブル３４を接着剤塗布領域３Aと接着剤硬化領域３Bに選択的に位置付けることができる。
次に、上記スクリーン印刷手段５について、図１を参照して説明する。
図示の実施形態におけるスクリーン印刷手段５は、接着剤塗布領域３Aに位置付けられた保持テーブル３４の上方に配設された枠体５１を具備している。この枠体５１は、その４隅が４本の支持柱５１０によって静止基台２上に支持されている。枠体５１の下面には後述するウエーハの大きさに対応したスクリーン５２１を備えたスクリーン印刷フィルム５２が装着されている。スクリーン印刷手段５は、上記スクリーン印刷フィルム５２の上面に沿って移動するスキージ５３を備えている。このスキージ５３は、スキージ支持部材５４を介して上下方向移動手段５５に支持される。上下方向移動手段５５は、枠体５１の長手方向に平行に配設された案内レール５６に移動可能に支持されており、図示しない移動手段によって案内レール５６に沿って移動せしめられるようになっている。
次に、上記接着剤硬化領域３Bに配設された接着剤硬化手段６について説明する。
接着剤硬化手段６は、上記スクリーン印刷手段５によってウエーハの裏面に塗布される接着剤の特性によって選択されるが、図示の実施形態においては紫外線照射器６１が用いられる。
図示の実施形態におけるウエーハの処理装置は以上のように構成されており、以下その作用について説明する。
図３には、ウエーハとしての半導体ウエーハの斜視図が示されている。図３に示す半導体ウエーハ１０は、シリコンウエーハからなっており、表面１０ａには複数のストリート１０１が格子状に形成されている。そして、半導体ウエーハ１０の表面１０aには、格子状に形成された複数のストリート１０１によって区画された複数の領域にＩＣ、ＬＳＩ等のデバイス１０２が形成されている。なお、図３に示す半導体ウエーハ１０は、裏面１０bが研削されて所定の厚み(例えば６０μm)に形成されている。
以下、上記ウエーハの処理装置を用いて上述した半導体ウエーハ１０の裏面１０bにダイボンディング用の接着剤被膜を形成する手順について説明する。
先ず、保持テーブル機構３を接着剤塗布領域３Aと接着剤硬化領域３Bとの間に位置するウエーハ載置領域３Cに位置付ける。そして、図４に示すように上記ウエーハの処理装置の保持テーブル３４上に半導体ウエーハ１０の表面１０a側を載置する。そして、図示しない吸引手段を作動することにより、保持テーブル３４上に半導体ウエーハ１０を吸引保持する（ウエーハ保持工程）。従って、保持テーブル３４上に保持された半導体ウエーハ１０は、裏面１０bが上面となる。次に、隙間調整手段３６の移動手段３６２を作動して隙間調整板３６１の上面と保持テーブル３４に保持された半導体ウエーハ１０の裏面１０b(上面)との間に所定の隙間(s)を形成する（接着剤塗布隙間形成工程）。この隙間(s)は、保持テーブル３４に保持されたウエーハの裏面１０b(上面)と上記スクリーン印刷手段５のスクリーン５２１の下面との間の隙間となり、例えば１０μmに設定されている。
上述したウエーハ保持工程および接着剤塗布隙間形成工程を実施したならば、保持テーブル機構３を接着剤塗布領域３Aに移動し、上記保持テーブル機構３の支持手段３３を構成する４個のエアーシリンダ３３１を作動して保持テーブル支持台３２を上昇し、図５の(a)に示すように隙間調整板３６１の上面をスクリーン印刷手段５のスクリーン印刷フィルム５２の下面に接触させる。この状態において、保持テーブル３４に保持された半導体ウエーハ１０の裏面１０b(上面)がスクリーン印刷フィルム５２に形成されたスクリーン５２１の下面と例えば１０μmの隙間を置いて対向する。次に、図５の(a)に示すようにスクリーン印刷フィルム５２上に紫外線を照射することにより硬化する液状樹脂からなるダイボンディング用の接着剤２０を供給する。なお、液状の接着剤２０の粘度は、５０００〜１００００cpsに設定されている。このようにスクリーン印刷フィルム５２上にダイボンディング用の液状接着剤２０を供給したならば、スキージ５３の下端をスクリーン印刷フィルム５２の上面に接触させ、スキージ５３を図５の(a)において矢印５３aで示す方向に移動し、図５の(b)に示すようにスキージ５３がスクリーン５２１を超えたならば、その移動を停止する。この結果、液状接着剤２０がスクリーン５２１を通して保持テーブル３４に保持された半導体ウエーハ１０の裏面１０b(上面)に塗布され、半導体ウエーハ１０の裏面１０b(上面)には図５の(b)に示すように接着剤被膜２００が被覆される（接着剤塗布工程）。このようにして、半導体ウエーハ１０の裏面１０b(上面)に被覆された接着剤被膜２００は、図６に示すように中央部が盛り上がった状態となる。
次に、上述したように半導体ウエーハ１０の裏面１０b(上面)に中央部が盛り上がった状態で被覆された接着剤被膜２００に遠心力を作用せしめて接着剤被膜２００を平準化することにより、半導体ウエーハ１０の裏面１０b(上面)に厚みが均一な接着剤被膜を形成する接着剤平準化工程を実施する。即ち、上述した接着剤塗布工程を実施した状態から保持テーブル機構３の支持手段３３を構成する４個のエアーシリンダ３３１を作動して保持テーブル支持台３２を下降させるとともに、隙間調整手段３６の移動手段３６２を作動して隙間調整板３６１の上面を保持テーブル３４に保持された半導体ウエーハ１０の裏面１０b(上面)より下方に位置付ける。そして、保持テーブル３４を回転するサーボモータ３５を作動して、図７に示すように保持テーブル３４を矢印３４aで示す方向に７００〜１０００rpmの回転速度で１０〜２０秒間回転する。この結果、保持テーブル３４に保持された半導体ウエーハ１０の裏面１０b(上面)に中央部が盛り上がった状態で被覆された接着剤被膜２００に遠心力を作用し、接着剤被膜２００は平準化され厚みが均一となる。
上述した接着剤平準化工程を実施したならば、上記保持テーブル位置付け手段４を作動して保持テーブル３４を図１に示す接着剤硬化領域３Bに移動し、図８に示すように接着剤硬化手段６としての紫外線照射器６１の直下に位置付ける。そして、紫外線照射器６１から保持テーブル３４に保持された半導体ウエーハ１０の裏面１０b(上面)に被覆されている接着剤被膜２００に紫外線を照射する。この結果、半導体ウエーハ１０の裏面１０b(上面)に被覆されている接着剤被膜２００は、硬化せしめられる（接着剤硬化工程）。
以上のように図示の実施形態においては、保持テーブル３４に保持された半導体ウエーハ１０の裏面１０bに粘度が５０００〜１００００cpsのダイボンディング用の液状接着剤２０をスクリーン印刷によって塗布することにより半導体ウエーハ１０の裏面１０bに接着剤被膜２００を被覆した後、保持テーブル３４を７００〜１０００rpmの回転速度で回転し、半導体ウエーハ１０の裏面１０bに被覆された接着剤被膜２００に遠心力を作用せしめて接着剤被膜２００を平準化することにより、半導体ウエーハ１０の裏面１０bに厚みが均一な接着剤被膜２００を形成するので、接着剤の飛散がなく、半導体ウエーハ１０の裏面１０bに厚みが均一なダイボンディング用の接着剤被膜２００を経済的に形成することができる。
２：静止基台
３：保持テーブル機構
３１：移動基台
３２：保持テーブル支持台
３３：支持手段
３４：保持テーブル
３５：サーボモータ
３６：隙間調整手段
３６１：隙間調整板
３６２：移動手段
４：保持テーブル位置付け手段
５：スクリーン印刷手段
５１：枠体
５２：スクリーン印刷フィルム
５２１：スクリーン
５３：スキージ
６：接着剤硬化手段
１０：半導体ウエーハ
２０：接着剤

Claims (6)

  1. 表面に複数のデバイスが形成されたウエーハの裏面にダイボンディング用の接着剤被膜を形成するウエーハの処理方法であって、
    回転可能な保持テーブルに裏面を上側にして保持されたウエーハの裏面に粘度が５０００〜１００００ｃｐｓのダイボンディング用の液状接着剤をスクリーン印刷によって塗布することによりウエーハの裏面に接着剤被膜を被覆する接着剤塗布工程と、
    該接着剤塗布工程を実施した後、保持テーブルを７００〜１０００ｒｐｍの回転速度で回転し、ウエーハの裏面に被覆された接着剤被膜に遠心力を作用せしめて接着剤被膜を平準化することにより、ウエーハの裏面に厚みが均一な接着剤被膜を形成する接着剤平準化工程と、を含む、
    ことを特徴とするウエーハの処理方法。
  2. 該接着剤平準化工程は、保持テーブルを１０〜２０秒間回転する、請求項１記載のウエーハの処理方法。
  3. 該接着剤平準化工程を実施した後に、ウエーハの裏面に被覆された接着剤被膜を硬化させる接着剤被膜硬化工程を実施する、請求項１又は２記載のウエーハの処理方法。
  4. 表面に複数のデバイスが形成されたウエーハの裏面にダイボンディング用の接着剤被膜を形成するウエーハの処理装置において、
    ウエーハを保持する保持面を有し回転可能に構成された保持テーブルと、該保持テーブルを７００〜１０００rpmの回転速度で回転せしめる回転駆動手段と、該保持テーブルの保持面に保持されたウエーハの上面にダイボンディング用の液状接着剤をスクリーン印刷によって塗布することによりウエーハの裏面に接着剤被膜を被覆するスクリーン印刷手段と、を具備している、
    ことを特徴とするウエーハの処理装置。
  5. 該保持テーブルに保持されたウエーハの上面と該スクリーン印刷手段のスクリーンの下面との間の隙間を所定の値に調整するための隙間調整手段を具備している、請求項４記載のウエーハの処理装置。
  6. 該保持テーブルを該スクリーン印刷手段が位置する接着剤塗布領域と所定の間隔を置いて設けられた接着剤被膜硬化領域に配設され該保持テーブルの保持面に保持されたウエーハの上面に被覆された接着剤被膜を硬化せしめる接着剤被膜硬化手段と、該保持テーブルを接着剤塗布領域と接着剤被膜硬化領域に選択的に位置付ける保持テーブル位置付け手段とを具備している、請求項４又は５記載のウエーハの処理装置。
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