JP6009217B2 - 保護部材の貼着方法 - Google Patents

Description

本発明は、複数のデバイスが形成されたデバイス領域とデバイス領域を囲繞する外周余剰領域とから表面が構成されるウェーハに、外周余剰領域と対向して形成された環状の粘着層により保護部材を貼着する保護部材の貼着方法に関するものである。

ＩＣ、ＬＳＩ等のデバイスが表面に複数形成されたウェーハは、研削装置により裏面が研削されて所定の厚さに形成された後に、ダイシング装置などの分割装置によって個々のデバイスに分割され、携帯電話、パソコンなどの電気機器の回路に組み込まれて広く利用されている。デバイスの表面には、バンプと称する５０μｍ〜５００μｍ程度の金属突起が形成され、各バンプを介して配線基板の電極に直接実装できるようにしたものがあり、それによって電子機器の小型化および軽量化を可能にしている。

ところで、ウェーハの裏面を研削するには、ウェーハの表面側に保護テープなどを貼着し、その保護テープ側を研削装置のチャックテーブルに当接させて保持し、ウェーハの裏面側に研削砥石を押し当てて研削を行うため、バンプに応力が集中し、半導体ウェーハが破損する可能性があった。そこで、ウェーハの表面のうち、複数のデバイスが形成されたデバイス領域を囲繞する外周余剰領域と対向する環状の粘着層を形成し、この粘着層によりウェーハの直径と同径の円板状の基材シートをウェーハの表面に貼着する技術が提案されている（特許文献１，２参照）。

特開２００５−１０９４３３号公報 特許第４４４７２８０号公報

しかしながら、ウェーハの表面に形成されるデバイスの種類に応じて外周余剰領域の幅は変化するものであり、ウェーハの大きさに応じて保護部材の大きさも異なる。また、ウェーハの外周に対応して円板状の保護部材の外周を位置づけて貼着することは容易ではなく、環状の粘着層がウェーハの外周からはみ出したり、デバイスに付着したりする可能性がある。

本発明は、上記に鑑みてなされたものであって、外周余剰領域と対向して形成された環状の粘着層により保護部材をウェーハに対して適切な位置に貼着することができる保護部材の貼着方法を提供することを目的とする。

上述した課題を解決し、目的を達成するために、複数のデバイスが形成されたデバイス領域と前記デバイス領域を囲繞する外周余剰領域とから表面が構成されるウェーハに、前記外周余剰領域と対向して形成された環状の粘着層により保護部材を貼着する保護部材の貼着方法であって、保持手段の上面に保持された前記ウェーハの前記外周余剰領域に、前記ウェーハの上方から液状樹脂を液状樹脂塗布手段により滴下しながら、前記保持手段および前記液状樹脂塗布手段を相対的に回転させて、前記ウェーハの前記外周余剰領域に前記液状樹脂を塗布することで前記環状の粘着層を形成する液状樹脂塗布工程と、前記液状樹脂塗布工程後に、前記ウェーハの上方から前記ウェーハ以上の広さを有する前記保護部材を前記ウェーハの全面を覆う位置で前記環状の粘着層に接触させ、前記ウェーハに前記保護部材を貼着する保護部材貼着工程と、前記保護部材貼着工程後に、前記ウェーハの外周からはみ出している前記保護部材および前記粘着層を除去する除去工程と、を含み、前記保護部材は、直径が前記環状の粘着層の内径に設定された円形の凸部を備えることを特徴とする。

また、上記保護部材の貼着方法において、前記液状樹脂塗布工程前に、前記保持手段の上面に保持されたウェーハの外周部を撮像手段で撮像し、前記外周余剰領域の位置を検出する外周余剰領域位置検出工程をさらに含み、前記液状樹脂塗布工程では、前記検出された外周余剰領域の位置に基づき前記液状樹脂を塗布することが好ましい。

本発明によれば、ウェーハの外周余剰領域に直接液状樹脂を塗布することで、外周余剰領域に環状の粘着層を形成することができ、環状の粘着層により保護部材をウェーハに対して適切な位置に貼着することができるという効果を奏する。また、外周余剰領域の位置に基づいて液状樹脂を外周余剰領域に塗布するので、粘着層がデバイス領域まではみ出して形成されることを抑制することができる。

図１は、保護部材の貼着方法のフローチャート図である。 図２は、外周余剰領域位置検出工程を示す図である。 図３は、液状樹脂塗布工程を示す図である。 図４は、保護部材貼着工程を示す図である。 図５は、除去工程を示す図である。 図６は、保護部材が貼着されたウェーハを示す図である。

本発明を実施するための形態（実施形態）につき、図面を参照しつつ詳細に説明する。以下の実施形態に記載した内容により本発明が限定されるものではない。また、以下に記載した構成要素には、当業者が容易に想定できるもの、実質的に同一のものが含まれる。さらに、以下に記載した構成は適宜組み合わせることが可能である。また、本発明の要旨を逸脱しない範囲で構成の種々の省略、置換又は変更を行うことができる。

〔実施形態〕
図１は、保護部材の貼着方法のフローチャート図である。図２は、外周余剰領域位置検出工程を示す図である。図３は、液状樹脂塗布工程を示す図である。図４は、保護部材貼着工程を示す図である。図５は、除去工程を示す図である。図６は、保護部材が貼着されたウェーハを示す図である。本実施形態に係る保護部材の貼着方法は、液状樹脂塗布工程と、保護部材貼着工程と、除去工程とを含み、さらに、液状樹脂塗布工程の前に、ウェーハ保持工程と、外周余剰領域位置検出工程とを含む。結果として、図６に示すように、外周余剰領域Ｆ２と対向して形成された環状の液状樹脂からなる粘着層ＲＬにより表面に貼着された保護部材ＢＳ（円板状の保護部材ＢＳｃ）によりバンプＢが保護されたウェーハＷを製造するものである。なお、本実施形態では、各工程において用いられる機器は、図示しない制御手段により制御され、各工程が制御手段により自動的に行われるものとする。制御手段には、予め保護部材ＢＳの貼着対象であるウェーハ情報（ウェーハＷの大きさに関する情報（例えば、直径、種類など）、デバイス領域Ｆ１の大きさに関する情報（形成されたデバイスＤの大きさ、種類、数、ストリートＳ１，Ｓ２の本数、幅など）やウェーハ枚数が、作業員によりを図示しない操作手段を介して入力されている。本実施形態では、制御手段は、ウェーハ情報に基づいて、ウェーハＷの直径や、ウェーハＷの外周端からデバイス領域Ｆ１までの半径方向における最短距離、すなわち外周余剰領域Ｆ２に対して液状樹脂Ｌが塗布できる塗布可能幅などを情報として取得しているものとする。

図１に示すように、本実施形態では、まず、ウェーハ保持工程を実行する（ステップＳＴ１）。ここでは、図２に示すように、作業員あるいは図示しない搬送手段により、ウェーハＷを保持手段であるチャックテーブル１０の上面に保持する。チャックテーブル１０は、円盤状に形成され、上面を構成する部分がポーラスセラミック等から形成されており、図示しない真空通路を介して図示しない真空吸引源と接続され、上面にウェーハＷが載置されると、ウェーハＷを吸引することで保持する。なお、チャックテーブル１０は、基台１１に着脱自在に固定されるものであり、本実施形態に係る保護部材ＢＳの貼着方法の対象となるウェーハＷの直径ごとに複数用意されており、ウェーハＷの直径に応じて対応するチャックテーブル１０が基台１１に固定される。

ここで、ウェーハＷは、シリコン、サファイア、ガリウムなどを母材とするものであり、円板状に形成され、デバイス領域Ｆ１、外周余剰領域Ｆ２とから表面が構成されている。デバイス領域Ｆ１は、ウェーハＷの中央部に存在し、互いに直交するストリートＳ１，Ｓ２によって区画された複数の領域にそれぞれデバイスＤが形成されている。各デバイスＤは、所定の高さの１以上のバンプＢが形成されており、分割された後、各バンプＢによって図示しない配線基板の電極に実装できるようになっている。なお、バンプＢの高さは、５０μｍ〜５００μｍ程度の範囲であって、デバイスＤの種類あるいは使用箇所によって異なるものである。なお、１つのウェーハＷに形成された各デバイスＤのバンプＢは、同一の高さに形成されている。外周余剰領域Ｆ２は、ウェーハＷの表面のうち、デバイス領域Ｆ１を囲繞するデバイス領域Ｆ１よりも外周側に存在する。なお、ウェーハＷの外周縁には、結晶方位を示すノッチＮが形成されている。

次に、図１に示すように、ウェーハ保持工程でチャックテーブル１０に保持されているウェーハＷに対して、外周余剰領域位置検出工程を実行する（ステップＳＴ２）。ここでは、図２に示すように、撮像手段２０により、保持されたウェーハＷの外周部を撮像し、外周余剰領域Ｆ２の位置を検出する。撮像手段２０は、ウェーハＷの表面からの反射光が入射されることで、保持されたウェーハＷの外周部の画像データを生成し、制御手段が生成された画像データに基づいて、例えばデバイス領域Ｆ１における任意の３点の位置に基づいて、少なくともチャックテーブル１０の中心位置とウェーハＷの中心位置とのずれなど、外周余剰領域Ｆ２に液状樹脂を正確に塗布するための情報として外周余剰領域Ｆ２の位置を検出する。なお、基台１１あるいは撮像手段２０のいずれか一方には、チャックテーブル１０および撮像手段２０を水平方向に相対的に移動可能な移動機構が設けられており、制御手段により移動機構を制御することで、ウェーハ情報に基づいて撮像手段２０を保持されたウェーハＷの外周部に対して、鉛直方向において対向する位置まで相対移動させる。

次に、図１に示すように、外周余剰領域位置検出工程後に、液状樹脂塗布工程を実行する（ステップＳＴ３）。ここでは、外周余剰領域Ｆ２の位置に基づいて、保持されたウェーハＷの外周余剰領域Ｆ２および液状樹脂塗布手段３０の相対位置を調整する。液状樹脂塗布手段３０あるいは基台１１の少なくともいずれか一方には、液状樹脂塗布手段３０およびチャックテーブル１０を水平方向に相対的に移動可能な移動機構が設けられており、制御手段により移動機構を制御することで、外周余剰領域Ｆ２の位置に基づいて、ウェーハＷの回転中心を通る直線上であり、かつ、外周余剰領域Ｆ２のうちウェーハＷの外周端近傍に鉛直方向において対向するように、上記相対位置を調整する。次に、図３に示すように、液状樹脂塗布手段３０により、外周余剰領域Ｆ２にウェーハＷの上方から液状樹脂Ｌを滴下しつつ、チャックテーブル１０および液状樹脂塗布手段３０を相対的に回転させる（同図矢印Ｒ１）。液状樹脂塗布手段３０は、鉛直方向においてチャックテーブル１０と対向するノズルを有し、図示しない液状樹脂供給源から供給された液状樹脂Ｌをノズルから滴下することで、ウェーハＷに塗布することができるものである。ここで、液状樹脂Ｌは、本実施形態では、時間経過により硬化する成分を含む樹脂であり、流動性を有し、少なくとも滴下時に外周余剰領域Ｆ２の滴下箇所の周囲に飛散しない程度の粘性を有している。また、基台１１あるいは液状樹脂塗布手段３０のいずれか一方には、チャックテーブル１０および液状樹脂塗布手段３０を相対的に回転可能な回転機構が設けられており、制御手段により回転機構を制御することで、液状樹脂塗布手段３０により滴下された液状樹脂Ｌが外周余剰領域Ｆ２上で周方向に塗布され、少なくとも１回相対回転することで、外周余剰領域Ｆ２に対して環状に液状樹脂Ｌが塗布され、外周余剰領域Ｆ２に環状の粘着層ＲＬが形成される。なお、外周余剰領域Ｆ２に塗布される液状樹脂Ｌの塗布量、すなわち環状に塗布された液状樹脂Ｌの幅や厚さは、液状樹脂塗布手段３０から塗布される液状樹脂Ｌの単位時間当たり滴下量、回転機構による回転速度や、滴下時の相対回転の回数などにより調整されるものであり、予め取得された外周余剰領域Ｆ２における塗布可能幅に基づいて、環状の粘着層ＲＬに保護部材ＢＳ（シート状の保護部材ＢＳｓ）を接触させ、粘着層ＲＬが硬化した際に、少なくとも粘着層ＲＬがデバイス領域Ｆ１にはみ出さず、さらには粘着層ＲＬがウェーハＷの外周から若干はみ出し、バンプＢの先端がシート状の保護部材ＢＳに接触するように設定されることが好ましい。

次に、図１に示すように、液状樹脂塗布工程後に、保護部材貼着工程を実行する（ステップＳＴ４）。ここでは、外周余剰領域Ｆ２に環状の粘着層ＲＬが形成されたウェーハＷの上方から保護部材ＢＳ（同図二点差線）を環状の粘着層ＲＬに接触させて、図４に示すように、ウェーハＷに保護部材ＢＳを貼着する。除去工程前の保護部材ＢＳは、ウェーハＷの表面を保護する基材シートなどのシート状の保護部材ＢＳｓであり、ウェーハＷ以上の広さ、本実施形態では、帯状で幅がウェーハＷの直径以上である、シート状の保護部材ＢＳｓは、図示しない巻き取り機構が有する２つの回転軸に両端部が固定されており、鉛直方向においてウェーハＷの全面を覆うことができる位置に位置づけられている。また、巻き取り機構は、制御手段により駆動制御されることで一方の回転軸から他方の回転軸に、シート状の保護部材ＢＳｓを巻き取ることができる。また、基台１１あるいは巻き取り機構のいずれか一方には、チャックテーブル１０およびシート状の保護部材ＢＳｓを鉛直方向に相対的に移動可能な移動機構が設けられており、制御手段により移動機構を制御することで、シート状の保護部材ＢＳｓを環状の粘着層ＲＬと接触できる位置まで移動させる。なお、巻き取り機構は、保持されたウェーハＷに対してシート状の保護部材ＢＳｓが平行となるように、シート状の保護部材ＢＳｓにテンションを作用させておくことが好ましい。

次に、図１に示すように、保護部材貼着工程後に、除去工程を実行する（ステップＳＴ５）。ここでは、保護部材ＢＳが環状の粘着層ＲＬと接触し、所定時間経過することで、粘着層ＲＬが硬化した後に、図５に示すように、除去手段４０によりウェーハＷの外周からはみ出している保護部材ＢＳおよび硬化した粘着層ＲＬを除去する。除去手段４０は、シート状の保護部材ＢＳｓが環状の粘着層ＲＬと接触した状態で、ウェーハＷの外周に鉛直方向において対向できる位置に配設されており、鉛直方向において切断部４１を有するカッターなどである。基台１１あるいは除去手段４０のいずれか一方には、チャックテーブル１０および除去手段４０を水平方向および鉛直方向に相対的に移動可能な移動機構および回転可能な回転機構が設けられており、制御手段により移動機構および回転機構を制御することで、除去手段４０の切断部４１を鉛直方向においてウェーハＷの外周端で、かつシート状の保護部材ＢＳｓを貫通する位置に移動させるとともに、少なくとも１回相対回転（同図矢印Ｒ２）することで、シート状の保護部材ＢＳｓをウェーハＷの外周に沿って切断することでウェーハＷに対して円板状の保護部材ＢＳｃを残すとともに、ウェーハＷおよび円板状の保護部材ＢＳｃの間で硬化した粘着層ＲＬのうち、ウェーハＷの外周からはみ出している部分を切断する。これにより、保護部材ＢＳ（円板状の保護部材ＢＳｃ）を貼着したウェーハＷを製造する。このあと、制御手段により移動機構を制御することで、シート状の保護部材ＢＳｓを円板状の保護部材ＢＳｃが貼着されたウェーハＷから鉛直方向において離間できる位置まで移動させる。複数のウェーハＷに対して保護部材ＢＳを貼着する場合は、上記各工程を繰り返すことになるが、シート状の保護部材ＢＳｓと円板状の保護部材ＢＳｃが貼着されたウェーハＷとを離間したのち、制御手段により、巻き取り機構を駆動制御することで、シート状の保護部材ＢＳｓのうち、チャックテーブル１０に対して新たな領域、ここでは、除去工程によりシート状の保護部材ＢＳｓから切り取られた円板状の保護部材ＢＳｃが存在していた領域とは異なる領域を鉛直方向において対向させておくこととなる。

以上のように、本実施形態に係る保護部材の貼着方法は、液状樹脂塗布手段３０によりウェーハＷの外周余剰領域Ｆ２に直接液状樹脂Ｌを塗布することで、環状の粘着層ＲＬを形成するので、ウェーハＷの大きさや外周余剰領域Ｆ２の幅などにかかわらず外周余剰領域Ｆ２に環状の粘着層ＲＬを形成することができる。また、予めウェーハＷ以上の広さを有する保護部材ＢＳ（シート状の保護部材ＢＳｓ）を環状の粘着層ＲＬに接触させたのち、ウェーハＷの外周からはみ出した保護部材ＢＳを除去するので、ウェーハＷに対する保護部材ＢＳの位置合わせを行わずに、環状の粘着層ＲＬにより保護部材ＢＳをウェーハに対して適切な位置に貼着することができる。これらにより、ウェーハＷの大きさや外周余剰領域Ｆ２の幅などを考慮した複数種類の環状の粘着材および円板状の保護部材ＢＳｃを予め用意する必要がなく、効率的に保護部材ＢＳのウェーハＷに対する貼着を行うことができる。また、均一な幅や厚さでウェーハＷに対して環状の粘着層ＲＬを形成することができるので、貼着した保護部材ＢＳに対して均一な保持力を維持することができる。また、ウェーハＷの外周からはみ出した粘着層ＲＬは、除去工程において除去されるため、はみ出した粘着層ＲＬに対する引っかかりを抑制することができる。これらにより、後工程、例えばウェーハＷの裏面の研削工程などへの搬送時やその加工時において、保護部材ＢＳがめくれることなどを抑制することができる。

また、撮像手段２０により検出された外周余剰領域Ｆ２の位置に基づいて、外周余剰領域Ｆ２と液状樹脂塗布手段３０との相対位置を調整した後、液状樹脂Ｌを外周余剰領域Ｆ２に塗布するので、粘着層ＲＬがデバイス領域Ｆ１まではみ出して形成されることを抑制することができる。

なお、上記実施形態では、液状樹脂Ｌを時間経過により硬化する成分を含む樹脂としたが、これに限定されるものはなく、外的刺激、例えば、紫外線や熱などを加えることで硬化する成分を含む樹脂であってもよい。この場合は、保護部材貼着工程において、シート状の保護部材ＢＳｓが環状の粘着層ＲＬと接触した状態で外的刺激を加えることで、環状の粘着層ＲＬを硬化させて、保護部材ＢＳをウェーハＷに貼着させる。

また、上記実施形態では、保護部材ＢＳを貼着した状態で、ウェーハＷの外周から粘着層ＲＬがはみ出すように外周余剰領域Ｆ２に対して液状樹脂Ｌを塗布するが、はみ出さないように塗布してもよい。この場合は、除去工程において、粘着層ＲＬが除去されることがなくなり、除去手段４０がシート状の保護部材ＢＳｓのみを円板状に切り取るのみとなるので、除去時に除去手段４０に作用する抵抗力を低減することができるので、ウェーハＷの外周に沿って精度良く除去を行うことができる。

また、上記実施形態においては、制御手段に予めウェーハ情報が入力されていない場合は、撮像手段２０により、ウェーハＷの直径や、外周余剰領域Ｆ２の幅を検出するようにしてもよい。この場合は、制御手段は、外周余剰領域Ｆ２の幅によって、粘着層ＲＬを形成できるか否かを判定し、形成できないと判定された場合に、作業者に図示しない報知手段により報知するようにしてもよい。

また、上記実施形態では、円板状のウェーハＷを保護部材ＢＳが貼着される対象としたがこれに限定されるものではなく、矩形状の板状物であってもよい。この場合は、液状樹脂塗布工程において、板状物および液状樹脂塗布手段３０を板状物の外周に沿って相対移動させることで、液状樹脂塗布手段３０により外周余剰領域Ｆ２に矩形状に液状樹脂Ｌを塗布することで矩形状の粘着層ＲＬを形成する。次に、除去工程において、除去手段４０を板状物の外周に沿って移動させることで、矩形状の保護部材を貼着した板状物を製造することができる。

また、上記実施形態では、各工程を１つの装置内で行ってもよい。この場合は、例えば、チャックテーブル１０を装置の筐体に対してＸ軸方向に移動させるＸ軸移動機構、Ｚ軸（Ｘ軸と垂直面において直交する軸）方向に移動させるＺ軸移動機構、回転軸（Ｘ軸を含む水平面と直交する軸）周りに回転させることのできる回転機構を設け、撮像手段２０、液状樹脂塗布手段３０をチャックテーブル１０に対してＹ軸（Ｘ軸と水平面において直交する軸）方向にそれぞれ移動させるＹ軸移動機構を設け、除去手段４０をチャックテーブル１０に対してＹ軸方向に移動させるＹ軸移動機構およびＺ軸方向に移動させるＺ軸移動機構を設ける。そして、チャックテーブル１０がＸ軸方向に移動することで、撮像手段２０、液状樹脂塗布手段３０、シート状の保護部材ＢＳｓおよび除去手段４０がそれぞれ鉛直方向において対向できる位置までウェーハＷをそれぞれ搬送し、撮像手段２０をＹ軸方向に移動させて外周余剰領域位置検出工程を実行し、液状樹脂塗布手段３０をＹ軸方向に移動させ、チャックテーブル１０をθ軸周りに回転させて液状樹脂塗布工程を実行し、チャックテーブル１０をＺ軸方向に移動させて保護部材貼着工程を実行し、除去手段４０をＹ軸、Ｚ軸方向に移動させ、チャックテーブル１０をθ軸周りに回転させて除去工程を実行する。

また、上記実施形態においては、シート状の保護部材ＢＳｓに予めウェーハＷに対応する円形の凸部が形成されていてもよい。凸部の直径は、環状の粘着層ＲＬの内径に設定されることで、環状の粘着層ＲＬをウェーハＷに貼着された円板状の保護部材ＢＳｃの外周端近傍に形成された段差部に形成することができる。なお、シート状の保護部材ＢＳｓに予めウェーハＷの直径以上の円形の凹部が形成されていてもよい。

１０ チャックテーブル
１１ 基台
２０ 撮像手段
３０ 液状樹脂塗布手段
４０ 除去手段
４１ 切断部
Ｂ バンプ
ＢＳ 保護部材
ＢＳｃ 円板状の保護部材
ＢＳｓ シート状の保護部材
Ｄ デバイス
Ｆ１ デバイス領域
Ｆ２ 外周余剰領域
Ｓ１，Ｓ２ ストリート
Ｗ ウェーハ

Claims (2)

1. 複数のデバイスが形成されたデバイス領域と前記デバイス領域を囲繞する外周余剰領域とから表面が構成されるウェーハに、前記外周余剰領域と対向して形成された環状の粘着層により保護部材を貼着する保護部材の貼着方法であって、
   保持手段の上面に保持された前記ウェーハの前記外周余剰領域に、前記ウェーハの上方から液状樹脂を液状樹脂塗布手段により滴下しながら、前記保持手段および前記液状樹脂塗布手段を相対的に回転させて、前記ウェーハの前記外周余剰領域に前記液状樹脂を塗布することで前記環状の粘着層を形成する液状樹脂塗布工程と、
   前記液状樹脂塗布工程後に、前記ウェーハの上方から前記ウェーハ以上の広さを有する前記保護部材を前記ウェーハの全面を覆う位置で前記環状の粘着層に接触させ、前記ウェーハに前記保護部材を貼着する保護部材貼着工程と、
   前記保護部材貼着工程後に、前記ウェーハの外周からはみ出している前記保護部材および前記粘着層を除去する除去工程と、
   を含み、
   前記保護部材は、直径が前記環状の粘着層の内径に設定された円形の凸部を備える、
   ことを特徴とする保護部材の貼着方法。
2. 前記液状樹脂塗布工程前に、前記保持手段の上面に保持された前記ウェーハの外周部を撮像手段で撮像し、前記外周余剰領域の位置を検出する外周余剰領域位置検出工程をさらに含み、
   前記液状樹脂塗布工程では、前記検出された外周余剰領域の位置に基づき前記液状樹脂を塗布する請求項１に記載の保護部材の貼着方法。

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