JP7779686B2

JP7779686B2 - テープ貼着装置

Info

Publication number: JP7779686B2
Application number: JP2021153175A
Authority: JP
Inventors: 貴内保; 良信齋藤; ゾンヒョンリュ
Original assignee: Disco Corp
Current assignee: Disco Corp
Priority date: 2021-09-21
Filing date: 2021-09-21
Publication date: 2025-12-03
Anticipated expiration: 2041-09-21
Also published as: JP2023045006A; US12208984B2; TW202327980A; US20230093583A1; KR20230042564A; CN115838093A; DE102022209633A1

Description

本発明は、ウエーハを収容する開口部を中央に備えたフレームにテープを貼着するテープ貼着装置に関する。

ＩＣ、ＬＳＩ等の複数のデバイスが分割予定ラインによって区画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が表面に形成されたウエーハは、裏面が研削されて所望の厚みに形成された後、ダイシング装置、レーザー加工装置によって個々のデバイスチップに分割され、分割された各デバイスチップは携帯電話、パソコン等の電気機器に利用される。

本出願人は、研削されたウエーハの搬送を容易にするために、外周余剰領域に対応する裏面にリング状の補強部を残存させ所定の加工を施した後、ウエーハの裏面にダイシングテープを貼着すると共にフレームでウエーハを支持し、ウエーハからリング状の補強部を除去する技術を提案した（たとえば特許文献１参照）。

しかし、特許文献１に開示されている技術においては、外周余剰領域に対応する裏面にリング状の補強部が凸状に形成されたウエーハの裏面にダイシングテープを貼着してフレームと一体にする作業が困難であると共に、リング状の補強部を切断してウエーハから除去することが困難であり生産性が悪いという問題があった。

そこで、本出願人は、外周余剰領域に対応する裏面にリング状の補強部が凸状に形成されたウエーハから凸状の補強部を除去する加工装置を開発し、２０２０年７月１７日に特許出願をした（特願２０２０－１２３３０１号）。

この加工装置は、
複数のウエーハが収容されたウエーハカセットが載置されるウエーハカセットテーブルと、
ウエーハカセットテーブルに載置されたウエーハカセットからウエーハを搬出するウエーハ搬出手段と、
ウエーハ搬出手段によって搬出されたウエーハの表面側を支持するウエーハテーブルと、
ウエーハを収容する開口部が形成されたリング状のフレームを複数収容するフレーム収容手段と、
フレーム収容手段からフレームを搬出するフレーム搬出手段と、
フレーム搬出手段によって搬出されたフレームを支持するフレームテーブルと、
フレームテーブルの上方に配設されフレームにテープを貼着するテープ貼着手段と、
テープが貼着されたフレームをウエーハテーブルまで搬送しウエーハテーブルに支持されたウエーハの裏面にフレームの開口部を位置づけてテープ付フレームをウエーハテーブルに載置するテープ付フレーム搬送手段と、
テープ付フレームのテープをウエーハの裏面に圧着するテープ圧着手段と、
テープ圧着手段によってテープ付フレームのテープとウエーハの裏面とが圧着されたフレームユニットをウエーハテーブルから搬出するフレームユニット搬出手段と、
フレームユニット搬出手段によって搬出されたフレームユニットのウエーハからリング状の補強部を切断し除去する補強部除去手段と、
リング状の補強部が除去されたリング無しユニットを補強部除去手段から搬出するリング無しユニット搬出手段と、
リング無しユニット搬出手段によって搬出されたリング無しユニットを収容するフレームカセットが載置されるフレームカセットテーブルと、を含む。

特開２０１０－６２３７５号公報

しかし、テープ付フレームのテープに貼着されたウエーハからリング状の補強部を除去すると、フレームとウエーハとに貼り付けられているテープにシワが生じ、ウエーハを個々のデバイスチップに分割する際に支障をきたすという問題がある。

上記事実に鑑みてなされた本発明の課題は、テープ付フレームのテープに貼着されたウエーハからリング状の補強部を除去しても、テープにシワが生じるのを防止することができるテープ貼着装置を提供することである。

本発明によれば、上記課題を解決する以下のテープ貼着装置が提供される。すなわち、
「ウエーハを収容する開口部を中央に備えたフレームにテープを貼着するテープ貼着装置であって、
フレームを支持するフレーム支持テーブルと、該フレーム支持テーブルを昇降する昇降手段と、該フレーム支持テーブルに対向して配設されたテープ貼着手段と、制御手段と、を少なくとも備え、
該テープ貼着手段は、テープを送り出すテープ送り出し部と、使用済みのテープを巻き取るテープ巻き取り部と、該テープ送り出し部と該テープ巻き取り部との間に配設され送り出されたテープを該フレーム支持テーブルに支持されたフレームの一端から他端に向けて押圧しながら移動して貼着する押圧ローラと、を備え、
該押圧ローラの押圧面の軸方向寸法はテープの幅方向寸法以上であり、
該制御手段は、該押圧ローラを押圧位置に位置づけて該押圧ローラの押圧面をテープの幅方向一端部から幅方向他端部まで接触させ、テープにテンションを加えてフレームの一端にテープを貼着し、該押圧ローラをフレームの他端に向けて移動させると共に該押圧ローラの移動に同期して該フレーム支持テーブルを上昇させてテープに加わるテンションを一定に保つテープ貼着装置」が提供される。

好ましくは、該押圧ローラを該押圧位置に位置づけた際、テープは該押圧ローラから該テープ巻き取り部に向かって仰角をなし、該仰角が一定になるように該押圧ローラの移動に同期して該フレーム支持テーブルを上昇させる。該テープ貼着手段は、フレームに当接して回動しテープを切断するカッターを備えるのが好適である。

本発明のテープ貼着装置は、ウエーハを収容する開口部を中央に備えたフレームにテープを貼着するテープ貼着装置であって、フレームを支持するフレーム支持テーブルと、該フレーム支持テーブルを昇降する昇降手段と、該フレーム支持テーブルに対向して配設されたテープ貼着手段と、制御手段と、を少なくとも備え、該テープ貼着手段は、テープを送り出すテープ送り出し部と、使用済みのテープを巻き取るテープ巻き取り部と、該テープ送り出し部と該テープ巻き取り部との間に配設され送り出されたテープを該フレーム支持テーブルに支持されたフレームの一端から他端に向けて押圧しながら移動して貼着する押圧ローラと、を備え、該押圧ローラの押圧面の軸方向寸法はテープの幅方向寸法以上であり、該制御手段は、該押圧ローラを押圧位置に位置づけて該押圧ローラの押圧面をテープの幅方向一端部から幅方向他端部まで接触させ、テープにテンションを加えてフレームの一端にテープを貼着し、該押圧ローラをフレームの他端に向けて移動させると共に該押圧ローラの移動に同期して該フレーム支持テーブルを上昇させてテープに加わるテンションを一定に保つので、テープ付フレームのテープに貼着されたウエーハからリング状の補強部を除去しても、テープにシワが生じるのを防止することができる。したがって、ウエーハを個々のデバイスチップに分割する際に支障をきたすことがない。

本発明に従って構成されたテープ貼着装置の斜視図。図１に示すテープ貼着装置の模式図。押圧ローラを押圧位置に位置づけて、フレームの一端にテープを貼着した状態を示す模式図。図３に示す状態から押圧ローラを移動させた状態を示す模式図。図４に示す状態から押圧ローラをさらに移動させた状態を示す模式図。（ａ）補強部ありウエーハの斜視図、（ｂ）補強部なしウエーハの斜視図。（ａ）図６（ａ）に示す補強部ありウエーハの裏面をテープ付フレームのテープに貼着した状態を示す斜視図、（ｂ）図６（ａ）に示す補強部ありウエーハの表面をテープ付フレームのテープに貼着した状態を示す斜視図。（ａ）図６（ｂ）に示す補強部ありウエーハの裏面をテープ付フレームのテープに貼着した状態を示す斜視図、（ｂ）図６（ｂ）に示す補強部なしウエーハの表面をテープ付フレームのテープに貼着した状態を示す斜視図。

以下、本発明に従って構成されたテープ貼着装置の好適実施形態について、図面を参照しつつ説明する。

（テープ貼着装置２）
図１を参照して説明すると、全体を符号２で示すテープ貼着装置は、フレームＦを支持するフレーム支持テーブル４と、フレーム支持テーブル４を昇降する昇降手段６と、フレーム支持テーブル４に対向して配設されたテープ貼着手段８と、制御手段１０とを少なくとも備える。

（昇降手段６）
昇降手段６は、フレーム支持テーブル４を昇降自在に支持するガイド部材１２と、ガイド部材１２に装着された昇降機構（図示していない。）とを含む。昇降機構は、たとえば、フレーム支持テーブル４に連結され上下方向に延びるボールねじと、このボールねじを回転させるモータとを有する構成でよい。そして、昇降手段６は、昇降機構を作動することにより、ガイド部材１２に沿ってフレーム支持テーブル４を昇降させるようになっている。

（テープ貼着手段８）
テープ貼着手段８は、テープＴを送り出すテープ送り出し部１４と、使用済みのテープＴを巻き取るテープ巻き取り部１６と、テープ送り出し部１４とテープ巻き取り部１６との間に配設され、送り出されたテープＴをフレーム支持テーブル４に支持されたフレームＦの一端から他端に向けて押圧しながら移動して貼着する押圧ローラ１８とを備える。

（テープ貼着手段８のテープ送り出し部１４）
テープ送り出し部１４は、使用前のテープＴが円筒状に巻かれたロールテープＲを支持する支持ローラ２０と、支持ローラ２０の下方に配置された送り出しローラ２２と、送り出しローラ２２を回転させるモータ（図示していない。）と、送り出しローラ２２の回転に伴って回転する従動ローラ２４とを含む。

テープ送り出し部１４は、モータによって送り出しローラ２２と共に従動ローラ２４を回転させることによって、送り出しローラ２２と従動ローラ２４とで挟み込んだテープＴをロールテープＲから送り出すようになっている。また、送り出しローラ２２と従動ローラ２４との間を通過したテープＴからは剥離紙Ｐが剥離され、剥離された剥離紙Ｐは、剥離紙ローラ２６に巻き取られて回収される。

（テープ貼着手段８のテープ巻き取り部１６）
テープ巻き取り部１６は、使用済みのテープＴを巻き取る巻き取りローラ２８と、巻き取りローラ２８を回転させるモータ（図示していない。）と、送り出しローラ２２と巻き取りローラ２８との間に設置された一対のガイドローラ３０とを含む。

テープ巻き取り部１６においては、モータによって巻き取りローラ２８を回転させることにより、フレームＦに貼り付けた部分に当たる円形の開口部Ｔ_Ｏ（図１参照）が形成された使用済みのテープＴを、一対のガイドローラ３０によってガイドしつつ、巻き取りローラ２８によって巻き取るようになっている。

（テープ貼着手段８の押圧ローラ１８）
図２および図３を参照して説明すると、押圧ローラ１８は、押圧ローラ位置づけ手段（図示していない）によって昇降されるようになっており、図２に示す上側待機位置と、図３に示す下側押圧位置とに位置づけられる。また、押圧ローラ１８は、下側押圧位置に位置づけられた状態で、図示していない押圧ローラ移動手段によってＹ軸方向に移動させられるようになっている。

なお、Ｙ軸方向は、図１に矢印Ｙで示す方向である。また、図１に矢印Ｘで示すＸ軸方向はＹ軸方向に直交する方向であり、図１に矢印Ｚで示すＺ軸方向はＸ軸方向およびＹ軸方向に直交する上下方向である。Ｘ軸方向およびＹ軸方向が規定するＸＹ平面は実質上水平である。

（テープ貼着手段８の切断機構３２）
図１に示すとおり、図示の実施形態のテープ貼着手段８は、さらに、フレームＦに当接して回動しテープＴを切断するカッター４４を含む切断機構３２を備えている。切断機構３２は、Ｚ軸方向に延びるＺ軸ガイド部材３４と、Ｚ軸方向に移動自在にＺ軸ガイド部材３４に支持されたＺ軸可動部材３６と、Ｚ軸可動部材３６をＺ軸方向に移動させるＺ軸送り手段（図示していない。）とを含む。Ｚ軸送り手段は、Ｚ軸可動部材３６に連結されＺ軸方向に延びるボールねじと、このボールねじを回転させるモータとを有する構成でよい。

また、切断機構３２は、Ｚ軸可動部材３６の先端下面に固定されたモータ３８と、Ｚ軸方向に延びる軸線を中心としてモータ３８によって回転されるアーム片４０とを含む。アーム片４０の下面には、互いに間隔をおいて第一・第二の垂下片４２ａ、４２ｂが付設されている。第一の垂下片４２ａには、Ｚ軸方向と直交する軸線を中心として回転自在に円形のカッター４４が支持され、第二の垂下片４２ｂには、Ｚ軸方向と直交する軸線を中心として回転自在に押さえローラ４６が支持されている。

（制御手段１０）
制御手段１０は、制御プログラムに従って演算処理する中央処理装置（ＣＰＵ）と、制御プログラム等を格納するリードオンリメモリ（ＲＯＭ）と、演算結果等を格納する読み書き可能なランダムアクセスメモリ（ＲＡＭ）とを有するコンピュータから構成されている。そして、制御手段１０は、昇降手段６およびテープ貼着手段８の作動を制御するようになっている。

（フレームＦ）
上述のテープ貼着装置２によってテープＴが貼着されるフレームＦは、環状であり、ウエーハを収容する円形の開口部Ｆａを中央に備えている。

（テープＴ）
テープＴは、片面に粘着層（糊層）が設けられた粘着テープでもよく、あるいは粘着層を有していない熱圧着シートであってもよい。熱圧着シートは、熱可塑性の合成樹脂（たとえば、ポリオレフィン系樹脂）のシートであり、融点近傍の温度まで加熱されると、軟化ないし溶融して粘着力を発揮するシートである。

粘着テープの粘着面には剥離紙Ｐが付設される一方、熱圧着シートの圧着面には、剥離紙Ｐが付設される場合と、剥離紙Ｐが付設されない場合がある。剥離紙Ｐが付設されていない熱圧着シートが用いられる場合、テープ貼着装置２は、剥離紙Ｐを回収する必要がないので、剥離紙ローラ２６を備えていなくてもよい。

また、テープＴが熱圧着シートである場合には、フレーム支持テーブル４または押圧ローラ１８の少なくとも一方に、ヒーターおよび温度センサ（いずれも図示していない。）が内蔵され、フレームＦに熱圧着シートが貼着される際に、フレーム支持テーブル４または押圧ローラ１８の少なくとも一方が、熱圧着シートの融点近傍の温度まで加熱される。

次に、上述したとおりのテープ貼着装置２に作動について説明する。

まず、フレーム支持テーブル４にフレームＦが載せられる前に、フレーム支持テーブル４を、フレームＦを受け取り可能な位置（たとえば、図１ないし図２に示す位置）に位置づけると共に、押圧ローラ１８を上側待機位置に位置づける。また、ロールテープＲからテープＴを送り出し、剥離紙Ｐを剥離したテープＴを弛ませることなく張った状態で、フレーム支持テーブル４の上方に位置づける。なお、テープＴが粘着テープである場合には、フレーム支持テーブル４の上方に位置するテープＴの粘着面を下に向ける。

次いで、複数のフレームＦを収容しているフレーム収容手段（図示していない。）からフレーム搬出手段（図示していない。）によって搬出されたフレームＦがフレーム支持テーブル４に載せられたら、制御手段１０は、昇降手段６および押圧ローラ位置づけ手段を作動させることによって、図３に示すとおり、フレーム支持テーブル４を貼着開始位置に位置づけると共に、押圧ローラ１８を下側押圧位置に位置づけて、テープＴにテンションを加えてフレームＦの一端にテープＴを貼着する。

上記のように、フレーム支持テーブル４を貼着開始位置に位置づけると共に、押圧ローラ１８を押圧位置に位置づけた際には、図３に示すとおり、テープＴは、押圧ローラ１８からテープ巻き取り部１６の下側のガイドローラ３０に向かって仰角αをなす。

次いで、押圧ローラ１８でテープＴをフレームＦに押し付けながら、押圧ローラ１８をフレームＦの他端に向けてＹ軸方向に移動させる。これによって、均一なテンションをテープＴに加えた状態で、テープＴをフレームＦに貼着することができる。

押圧ローラ１８を移動させる際は、押圧ローラ１８の移動に同期してフレーム支持テーブル４を上昇させることにより、テープＴに加わるテンションを一定に保つのが重要である。具体的には、図４および図５に示すとおり、仰角αが一定となるように、押圧ローラ１８の移動に同期してフレーム支持テーブル４が次第に上昇するように制御手段１０によって制御する。

なお、テープＴが熱圧着シートである場合には、フレーム支持テーブル４の上面の温度または押圧ローラ１８の外周面の温度を、テープＴが軟化ないし溶融する温度に調整した上で、押圧ローラ１８によって一定のテンションをテープＴに加えながら、押圧ローラ１８をＹ軸方向に転がすことにより、テープＴをフレームＦに熱圧着することができる。もちろん、テープＴを熱圧着する際も、仰角αが一定となるように、押圧ローラ１８の移動に同期してフレーム支持テーブル４を次第に上昇させる。

テープＴをフレームＦに貼着した後、テープ貼着手段８の切断機構３２のカッター４４および押さえローラ４６を下降させ、フレームＦ上のテープＴにカッター４４を押し当てると共に、押さえローラ４６でテープＴの上からフレームＦを押さえる。次いで、モータ３８によってアーム片４０を回転させ、カッター４４および押さえローラ４６をフレームＦに沿って円を描くように移動させる。これによって、フレームＦの外周にはみ出したテープＴをフレームＦに沿って切断することができる。

また、押さえローラ４６でテープＴの上からフレームＦを押さえているので、テープＴを切断している際にフレームＦやテープＴの位置ずれが防止される。なお、円形の開口部Ｔ_Ｏが形成された使用済みのテープＴは、テープ巻き取り部１６によって巻き取られる。

そして、フレームＦにテープＴが貼着されたテープ付フレームＦを搬送可能な位置までフレーム支持テーブル４を下降させた後、テープ付フレームＦの開口部Ｆａをウエーハに位置づけてテープ付フレームＦのテープＴにウエーハを貼着する装置（図示していない。）まで、テープ付フレーム搬送手段（図示していない。）によってテープ付フレームＦを搬送する。テープ付フレームＦのテープＴに貼着するウエーハとしては、たとえば図６に示すウエーハ５０、５０’を挙げることができる。

図６（ａ）に示すウエーハ５０の表面５０ａは、ＩＣ、ＬＳＩ等の複数のデバイス５２が格子状の分割予定ライン５４によって区画されたデバイス領域５６と、デバイス領域５６を囲繞する外周余剰領域５８とが形成されている。図６（ａ）では、便宜的にデバイス領域５６と外周余剰領域５８との境界６０を二点鎖線で示しているが、実際には境界６０を示す線は存在しない。

ウエーハ５０の裏面５０ｂ側には、外周余剰領域５８にリング状の補強部６２が凸状に形成されており、外周余剰領域５８の厚みはデバイス領域５６の厚みよりも大きくなっている。また、テープ付フレームＦのテープＴに貼着するウエーハは、図６（ｂ）に示すウエーハ５０’のように、リング状の補強部が裏面５０ｂ’に設けられていないものであってもよい。

テープ付フレームＦのテープＴにウエーハ５０を貼着する際は、図７（ａ）に示すように、ウエーハ５０の裏面５０ｂをテープＴに貼着してもよく、あるいは、図７（ｂ）に示すように、ウエーハ５０の表面５０ａをテープＴに貼着してもよい。また、リング状の補強部がないウエーハ５０’をテープＴに貼着する際も、図８（ａ）に示すように、ウエーハ５０’の裏面５０ｂ’をテープＴに貼着してもよく、あるいは、図８（ｂ）に示すように、ウエーハ５０’の表面５０ａ’をテープＴに貼着してもよい。

図示の実施形態では、上記のとおり、均一なテンションをテープＴに加えた状態で、テープＴをフレームＦに貼着しているので、テープ付フレームＦのテープＴにウエーハ５０（あるいは５０’）を貼着する際にテープＴにシワが生じることはない。

そして、リング状の補強部６２を有するウエーハ５０をテープＴに貼着した後、レーザー加工装置を用いたアブレーション加工、またはダイシング装置を用いた切削加工により、リング状補強部６２の付け根に沿って環状溝を形成した上で、テープＴからリング状補強部６２を剥離しても、テープＴにシワが生じることがない。上記のとおり、図示の実施形態においては、均一なテンションをテープＴに加えた状態で、テープＴをフレームＦに貼着しているためである。

すなわち、テープ貼着装置２は、テープ付フレームＦのテープＴに貼着されたウエーハ５０からリング状補強部６２を除去してもテープＴにシワが生じることがない程度に充分で均一なテンションを、テープＴに加えながらフレームＦにテープＴを貼着することができる。

以上のとおりであり、図示の実施形態のテープ貼着装置２においては、テープ付フレームＦのテープＴに貼着されたウエーハ５０からリング状補強部６２を除去しても、テープＴにシワが生じるのを防止することができるので、ウエーハ５０を個々のデバイスチップに分割する際に支障をきたすことがない。

２：テープ貼着装置
４：フレーム支持テーブル
６：昇降手段
８：テープ貼着手段
１０：制御手段
１４：テープ送り出し部
１６：テープ巻き取り部
１８：押圧ローラ
４４：カッター
５０：ウエーハ
Ｆ：フレーム
Ｆａ：フレームの開口部
Ｔ：テープ
α：仰角

Claims

ウエーハを収容する開口部を中央に備えたフレームにテープを貼着するテープ貼着装置であって、
フレームを支持するフレーム支持テーブルと、該フレーム支持テーブルを昇降する昇降手段と、該フレーム支持テーブルに対向して配設されたテープ貼着手段と、制御手段と、を少なくとも備え、
該テープ貼着手段は、テープを送り出すテープ送り出し部と、使用済みのテープを巻き取るテープ巻き取り部と、該テープ送り出し部と該テープ巻き取り部との間に配設され送り出されたテープを該フレーム支持テーブルに支持されたフレームの一端から他端に向けて押圧しながら移動して貼着する押圧ローラと、を備え、
該押圧ローラの押圧面の軸方向寸法はテープの幅方向寸法以上であり、
該制御手段は、該押圧ローラを押圧位置に位置づけて該押圧ローラの押圧面をテープの幅方向一端部から幅方向他端部まで接触させ、テープにテンションを加えてフレームの一端にテープを貼着し、該押圧ローラをフレームの他端に向けて移動させると共に該押圧ローラの移動に同期して該フレーム支持テーブルを上昇させてテープに加わるテンションを一定に保つテープ貼着装置。
該押圧ローラを該押圧位置に位置づけた際、テープは該押圧ローラから該テープ巻き取り部に向かって仰角をなし、該仰角が一定になるように該押圧ローラの移動に同期して該フレーム支持テーブルを上昇させる請求項１記載のテープ貼着装置。
該テープ貼着手段は、フレームに当接して回動しテープを切断するカッターを備える請求項１記載のテープ貼着装置。