JPWO2009081880A1 - 貼付材の貼付方法と貼付装置 - Google Patents

Abstract

多数の吸着孔を有して平面状に形成され、被貼付部材である半導体ウエハ１６の表面を覆う大きさの吸着面１２が形成された多孔質部材３８を有する。多孔質部材３８を保持して吸着面１２を除く表面全体が密封された吸着プレート１８と、多孔質部材３８内の空気を吸引して吸着面１２の吸着孔を負圧にする吸引用のポンプ４２ｃを備える。半導体ウエハ１６表面に保護テープ１４を貼付し、吸着プレート１８の吸着面１２を保護テープ１４に当接させる。ポンプ４２ｃにより保護テープ１４の表面を吸着面１２側へ吸引し、半導体ウエハ１６表面の保護テープ１４を、吸着面１２の形状に倣わせる。

Description

この発明は、例えば半導体製品の製造工程において、所定の回路パターン等の形成処理がなされた半導体ウエハ等の被貼付部材表面を保護するために、その被貼付部材に貼付材を貼り付ける貼付材の貼付方法と貼付装置に関する。

半導体素子の製造分野等において、近年、半導体の高密度化に伴い、表面上に凹凸の大きいバンプなどが形成されたウエハや、ＭＥＭＳ（マイクロエレクトロメカニカルシステム）など表面の凹凸が大きいウエハが増加している。一方、半導体パッケージの小型、薄型化の進展に伴い、半導体ウエハ自体の薄型化が求められている。

そこで、半導体製品の製造工程において、上記のように表面に多数の回路パターンや素子などが形成された半導体ウエハは、必要に応じて裏面を研磨して薄くする研磨（バックグラインド）工程を経た後、各機能素子毎に切断するダイシング工程を経て、個々の半導体チップに分割される。半導体ウエハの裏面を研磨やエッチングする際には、半導体ウエハ表面を保護するため、その半導体ウエハ表面に粘着性のある保護テープが張り付けられる。この保護テープで保護された半導体ウエハは、表面側を吸盤で吸着保持した状態で、裏面に対して研磨等の処理が施される。

保護テープを半導体ウエハ表面に貼り付ける従来の貼付方法としては、特許文献１の従来技術として開示されているように、半導体ウエハを載置台に載置し、ロール状に巻かれた保護テープの粘着剤が設けられた面を半導体ウエハ表面に向けて配置し、その保護テープ上に貼付ローラを載置して、所定押圧力を加えながら回転移動させて保護テープを半導体ウエハ表面に貼り付け、その後、半導体ウエハの円形状に保護テープを切り抜く方法がある。

また、同じく特許文献１の発明として開示されているように、保護テープをあらかじめカッターで所定のサイズに切り取り、切り取られた保護テープを、非粘着面側を多孔質セラミックで形成した吸着テーブルの吸着面に吸着保持し、そのまま吸着テーブルごと真空チャンバー内へ移動し、吸着テーブルの吸着面を傾斜姿勢から水平姿勢に揺動させながら、ウエハ載置テーブル上に吸着保持された半導体ウエハ表面に保護テープを押圧接着する方法も提案されている。
特開２００１−１４８４１２号公報

しかしながら、上記の貼付ローラによって所定の力を加えながら保護テープを貼り付ける方法の場合、半導体ウエハ表面は、多数の回路パターン等による凹凸が多いため、半導体ウエハ表面に貼付された保護テープ表面は、被貼付部材である半導体ウエハ表面の凹凸に倣った凹凸面になる。さらに、貼付ローラが保護テープ上を回転移動するときに保護テープに加わる押圧力は、上記凹凸や機械的ながたつき等により一律にならない。従って、保護テープ表面には傾斜や部分的段差が発生してしまい、半導体ウエハ表面に貼付された保護テープ表面は、研磨される半導体ウエハ裏面と平行で均一な平面に仕上げることができないものであった。

そして、保護テープ表面が半導体ウエハ平面に対して均一に平行でなく、または保護テープ表面に段差を有する半導体ウエハが研磨工程に投入されると、その半導体ウエハは、保護テープ貼付面を下にしてテーブル上に吸着保持され研磨されることにより、研磨により半導体ウエハに掛かる力が部分的に異なるものとなり、半導体ウエハに歪みを生じさせる。また、半導体ウエハをテーブル上にしっかりと吸着保持することができず、砥石の研削力によって半導体ウエハが振動する恐れもあった。その結果、特に近年の半導体ウエハは厚みが薄いものが求められており、半導体ウエハの仕上り厚みにばらつきが生じたり、研磨中に半導体ウエハが割れたりする等の問題があった。

一方、上記特許文献１に開示された貼付方法の場合、半導体ウエハを吸着保持するウエハ載置テーブルが、上昇位置への復帰方向に弾性的に上下動可能であり、吸着テーブルを揺動させながら保護テープを半導体ウエハ表面に押圧接着するものである。さらに、吸着テーブル上をスイングローラが押圧して移動するのである。従って、保護テープ表面全面に一定の押圧力を加えることができないものであり、保護テープ表面と半導体ウエハ平面とが正確に平行をなす均一な平面にならないものであった。その結果、上記と同様に、半導体ウエハの仕上り厚みにばらつきが生じたり、研磨中に半導体ウエハが破損する等の問題があった。

さらに、特許文献１の貼付方法の場合、半導体ウエハに貼付ける吸着テーブルやローラ、さらにこれらを覆って真空環境を作るための真空チャンバーなど、多くの構成を備えた複雑な装置が必要になるという問題があった。

本発明は、上記背景技術に鑑みて成されたもので、簡単な構成で、半導体ウエハ等の被貼付部材に貼り付けた貼付材を、一定の面に仕上げることができる貼付材の貼付方法と貼付装置を提供することを目的とする。

この発明は、被貼付部材の表面に、薄い貼付材を貼り付け、この貼付材の表面に多数の吸着孔を有し所定形状の吸着面を備えた吸着体を当接させ、前記吸着体前により前記貼付材を吸着し、前記貼付材表面を前記吸着体の吸着面形状に倣わせる貼付材の貼付方法である。

またこの発明は、半導体ウエハ表面及び半導体ウエハ表面の素子を保護する貼付材である保護テープを前記半導体ウエハ表面に貼付する際に、前記保護テープの熱可塑性樹脂から成る粘着剤を一旦前記半導体ウエハの表面に仮貼付した後、表面に多数の吸着孔を有し前記半導体ウエハ表面を覆うサイズもしくはそれより大きなサイズの平面状の吸着面が形成された吸着体を、前記半導体ウエハと平行に向き合う位置に配置し、前記吸着体の前記吸着面を所定の荷重で前記保護テープ表面に当接させ、前記吸着面に負圧を発生させて、前記保護テープ表面の前記吸着面に接した部分及び前記粘着剤を、前記吸着面側へ吸引して、前記保護テープを前記吸着面の平面に倣わせて貼付する貼付材の貼付方法である。

前記吸着体の前記吸着面は、前記半導体ウエハ表面と互いに平行に位置するものである。さらに、前記吸着体は、前記粘着剤の熱可塑性樹脂が軟化する温度に加温され、前記吸着体に前記保護テープを当接させて、前記粘着剤を軟化させるものである。

またこの発明は、多数の吸着孔を有して平面状に形成され被貼付部材の表面を覆う大きさの吸着面が形成された多孔質部材等の吸着体と、前記吸着体を保持して前記吸着面を除く表面全体が密閉された吸着部材と、前記吸着体内の空気を吸引して前記吸着面の吸着孔を負圧にする吸引用のポンプとを備え、前記被貼付部材表面に前記貼付材を貼付し、前記吸着部材の前記吸着面を前記貼付材に当接させ、前記ポンプにより前記貼付材の表面を前記吸着面側へ吸引して、前記被貼付部材表面の前記貼付材を、前記吸着面の形状に倣わせる貼付装置である。

さらに、前記被貼付部材表面に前記貼付材を貼付し、前記吸着部材の前記吸着面を前記貼付材に当接させた状態で、前記貼付材の外周縁部に当接して前記被貼付部材の外周縁部を囲んで前記吸着面を前記貼付材とともに密封する気密保持部材を備えたものである。

またこの発明は、半導体ウエハの表面及び該半導体ウエハ表面の素子を保護する保護テープを、前記半導体ウエハ表面に粘着剤を介して貼付する貼付装置において、多数の吸着孔を有して平面状に形成され前記半導体ウエハの表面を覆う大きさの吸着面が形成された吸着体と、前記吸着体の側周面を覆う側壁部が設けられ前記吸着体の前記吸着面を除く表面全体を密閉した筐体とから成る吸着部材である吸着プレートを備え、前記吸着体内の空気を吸引して前記吸着面の吸着孔を負圧にする吸引用のポンプと、前記半導体ウエハ表面に予め仮貼付された前記保護テープ表面に前記吸着面を当接させた状態で、前記半導体ウエハの外周縁部に当接するとともに、前記吸着プレートに直接又は間接的に当接して、前記吸着面に対面した前記半導体ウエハの前記外周縁部を囲んで前記吸着面を密封する気密保持部材を備え、前記半導体ウエハ表面に前記保護テープが貼付けられ前記吸着プレートに対面した状態で、前記保護テープの表面を前記吸着面側へ吸引して、前記半導体ウエハ表面の前記保護テープを、前記吸着面の平面に倣わせる貼付装置である。

前記気密保持部材は、環状の枠部材に取り付けられ、前記吸着プレートの周縁部と前記半導体ウエハに当接して前記吸着面を密封するものである。または、前記気密保持部材は、前記半導体ウエハの周縁部を押圧して前記吸着面を密封するものである。

前記吸着体は、多孔質材料から成るものである。さらに、前記吸着体は、前記吸着面を前記保護テープの前記粘着剤が軟化する温度に加熱する加熱手段を備えたものである。

また、前記吸着体は、異なる大きさの前記半導体ウエハに各々対応した外形を有し同心状に複数配置され、前記吸着プレートは、異なる大きさの各半導体ウエハの各外周形状に各々対応した形状に形成され、複数の前記吸着体の側周面を覆う隔壁部を有し、前記吸着体の前記吸着面を除く表面全体を密閉した筐体を備え、前記気密保持部材は、前記吸着面と対向する所定の位置に配置され、異なる大きさの前記半導体ウエハに各々対応した外形を有して複数設けられたものである。

さらに、前記保護テープの仮貼付を行う貼付テーブルと、前記半導体ウエハの前記保護テープを吸引する前記吸着プレートを水平方向に異なる位置に配置し、前記保護テープが仮貼付された前記半導体ウエハを、前記吸着プレートの前記吸着面と対向する位置に搬送する半導体ウエハ搬送機構を備えたものである。

この発明の貼付材の貼付方法と貼付装置によれば、貼付材の表面近傍のみに力を加えて、貼付材が均一に貼付されるようにしているので、被貼付部材に無理な荷重が加わらず、被貼付部材に悪影響を与えないものである。さらに、被貼付部材下面にも大きな荷重が作用しないので、被貼付部材の加圧による側面からの粘着剤等のはみ出しを防止することができる。また、吸着体の吸着面の面形状を変えることにより、任意の幾何学的形状表面に貼付材を貼り付けることも可能である。

特に、この貼付方法及び貼付装置において、平面状の吸着体を用いて、半導体ウエハの保護テープ貼付に用いることにより、保護テープ表面に発生する微細な凹凸が保護テープ表面に現れるのを抑え、研磨工程において半導体ウエハの吸着保持が安定に確実なものとなる。同時に半導体ウエハ裏面の研磨面の平坦性が確保され、半導体ウエハに無理な力を与えず、割れ等の不良の発生を抑えることができる。

また、吸着体を温めることにより、保護テープが温められ、熱可塑性樹脂の粘度が低下し、半導体ウエハ表面の凹凸に容易に馴染み、半導体ウエハに部分的な力を作用させることがなく、半導体ウエハの割れや欠けを抑え、歩留まりが向上し、作業効率が良くなる。

さらに、この発明の貼付装置によれば、吸着体により貼付材表面を吸着する際に、半導体ウエハ等の被貼付部材の外周部分からのエアー漏れを防止し、保護テープ等の貼付材が負圧により確実に吸引される。また、貼付材である保護テープ等の表面に微細な凹凸が現れるのを確実に抑える。特に、被貼付部材が半導体ウエハの場合、裏面の研磨工程において半導体ウエハの吸着保持を安定に行うことができる。さらに、半導体ウエハ裏面の研磨面の平坦性が確保され、半導体ウエハに無理な力を与えず、割れ等の不良の発生を抑えることができる。

この発明の第一実施形態の保護テープ貼付装置を示す部分断面図である。 この発明の第一実施形態の貼付テーブルを示す平面図である。 この発明の第一実施形態の貼付方法を示すフローチャートである。 この発明の第一実施形態の保護テープの仮貼付状態を示す部分断面図である。 この発明の第二実施形態の保護テープ貼付装置を示す部分断面図である。 この発明の第二実施形態の吸着プレートを示す斜視図である。 この発明の第二実施形態の枠部材を示す斜視図である。 仮貼付装置の動作を説明する縦断面図である。 この発明の第二実施形態の保護テープ貼付装置の動作を示す縦断面図である。 この発明の第二実施形態の枠部材のシール状態を説明する縦断面図である。 この発明の第二実施形態の枠部材の他のシール状態を説明する縦断面図である。 この発明の貼付装置の気密保持部材の変形例を示す概略断面図である。 この発明の貼付装置の気密保持部材の他の変形例を示す概略断面図である。 この発明の貼付装置の気密保持部材のさらに他の変形例を示す概略断面図である。 この発明の貼付装置の気密保持部材のさらに他の変形例を示す概略断面図である。

符号の説明

１０ 保護テープ貼付装置
１２ 吸着面
１４ 保護テープ
１４ａ テープ基材
１４ｂ 粘着剤
１６ 半導体ウエハ
１６ａ 凸部
１８ 吸着プレート
３８ 多孔質部材
４０ 筐体
４０ａ 外壁部
４２ 吸引装置
４２ｃ ポンプ

以下、この発明の貼付材の貼付方法の第一実施形態について、図１〜図４に基づいて説明する。この実施形態の貼付装置である保護テープ貼付装置１０は、被貼付部材である半導体ウエハ１６に、半導体ウエハ表面を保護する貼付材である保護テープ１４を貼付するものである。保護テープ貼付装置１０は、図１、図２に示すように、表面が平滑且つ平坦な金属製の円盤から成る貼付テーブル４８が設けられている。貼付テーブル４８は、半導体ウエハ１６が載置され保護テープ１４を貼り付けるもので、水平に位置している。貼付テーブル４８の外周側には、図２に示すように、所定の幅の隙間から成るカッター溝５０を空けて、外周テーブル５２が設けられている。貼付テーブル４８の載置面４８ａは、保護テープ１４の粘着剤１４ｂが軟化する温度、例えば６０℃〜８０℃程度の温度に加温する図示しないヒータを備えている。

保護テープ貼付装置１０は、貼付テーブル４８上の保護テープ１４の表面に吸着する吸着部材である吸着プレート１８を備えている。吸着プレート１８は、貼付テーブル４８に対向して設けられ、多数の図示しない吸着孔が形成された吸着面１２を有した吸着体である多孔質部材３８を備えている。多孔質部材３８は、円盤状に形成され、連続的な気泡穴が無数に内在する多孔質セラミック材等から成り、浅い円筒状の側壁部４０ａを有した有底の筐体４０に緊密に嵌合され、外表面の吸着面１２を除く表面全体が密閉されている。吸着面１２は、平坦な平面状に形成され、半導体ウエハ１６よりも大きな形状に形成されている。

吸着プレート１８の筐体４０には、コネクタ４２ａを介して、コネクタ４２ａに接続されたホース４２ｂ、及び吸引用のポンプ４２ｃから成る吸引装置４２が接続されている。ポンプ４２ｃは、減圧動作によって多孔質部材３８内の空気を吸引する。吸着プレート１８は、吸着面１２を除く外側表面が筐体４０によって密閉されているため、ポンプ４２ｃの吸引力は、多孔質部材３８の吸着面１２全体に均等に作用する。

半導体ウエハ１６の表面に貼付される保護テープ１４は、例えばポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）などから成る数十μｍ程度の樹脂製テープ基材１４ａに、薄い接合層を介して数百μｍ程度の厚さに熱可塑性樹脂の粘着剤１４ｂが塗布されて、着層が形成されている。この粘着剤１４ｂの厚さは、半導体ウエハ１６表面の凸部１６ａより厚く、粘着剤１４ｂの熱可塑性樹脂が軟化する温度、例えば６０℃〜８０℃程度の温度でゲル状になるものである。また、図２に示すように、保護テープ１４の幅は、貼付テーブル４８より広く、両端部が外周テーブル５２上に位置するように形成されている。

この実施形態に係る保護テープ貼付方法は、図３のフローチャートに示すように、貼付テーブル４８の載置面４８ａに、半導体ウエハ１６を載せる。このとき、半導体ウエハ１６は、回路素子等の凸部１６ａが形成された面を上向きにして載せる（Ｓ１２）。この後、図示しないロール状に巻かれた保護テープロールを引き出して、保護テープ１４の粘着剤１４ｂが設けられた面を半導体ウエハ１６の表面に向けて配置する。

次に、保護テープ１４を半導体ウエハ１６の凸部１６ａがある表面に貼り付ける（Ｓ１４）。貼付工程Ｓ１４では、図４に示すように、保護テープロールから引き出した保護テープ１４上に貼付ローラ５４が位置して、半導体ウエハ１６上で所定押圧力を加えながら回転移動して、保護テープ１４を半導体ウエハ１６の表面に仮貼付するものである。

その後、図示しないカッター装置により、シート状の保護テープ１４から、半導体ウエハ１６の円形状に保護テープ１４を切り抜く。これによって、保護テープ１４は、半導体ウエハ１６表面に、しわや気泡が残らない程度に平坦な面状に貼り付けられる。

次に、吸着プレート１８の吸着面１２を、保護テープ１４の表面に所定の荷重で当接させる（当接工程Ｓ１６）。吸着プレート１８は、図示しない駆動機構に取り付けられ、吸着面１２と貼付テーブル４８の載置面４８ａとが平行になるように駆動され、平行関係を維持しながら、図示しない駆動機構により載置面４８ａの真上に位置する。そして、吸着プレート１８が下降し、保護テープ１４上に当接する。その際、その当接荷重は、駆動機構により所定の値に制御される。また、吸着プレート１８の多孔質部材３８には図示しないヒータが設けられ、粘着剤１４ｂが軟化する温度、例えば６０℃〜８０℃程度の温度に加温されている。

この状態で、ポンプ４２ｃの動作により、吸着プレート１８の多孔質部材３８内の空気が吸引され、多孔質部材３８内が負圧状態となり、吸着面１２も負圧となって、保護テープ１４の表面が吸着面１２に吸着される（Ｓ１８）。吸引工程Ｓ１８では、多孔質部材３８の吸着面１２により、保護テープ１４の表面全体を均一に吸引する。

次に、この実施形態の保護テープ貼付装置１０の貼付方法による作用について説明する。貼付工程Ｓ１４によって保護テープ１４が半導体ウエハ１６に貼り付けられると、保護テープ１４は、仮貼付により、しわや気泡が残らない程度に平坦な面が形成されている。しかし、半導体ウエハ１６上には凸部１６ａが多数存在するため、貼付ローラ５４が保護テープ１４上を回転移動するときに保護テープ１４に加わる押圧力が一律にならない。さらに、保護テープ１４の粘着剤１４ｂの粘度が高い場合には、凸部１６ａ同士の隙間等の細部に粘着剤１６ｂが流れ込まない部分が発生し、図４に示すように、保護テープ１４の表面には、半導体ウエハ１６の表面に対して傾斜している部分や、段差が生じている部分が存在する。

この状態で、保護テープ貼付装置１０は、当接工程Ｓ１６を経て、吸引工程Ｓ１８により、保護テープ１４の表面を吸着プレート１８により吸引する。これにより、吸着プレート１８の吸着部材３８の負圧によって、保護テープ１４の表面が吸着面１２に引きつけられ、テープ基材１４ａの表面全体が、平坦な吸着面１２に密着する。同時に、所定の当接荷重によって吸着面１２が水平に半導体ウエハ１６側へ押し付けられるので、粘着剤１４ｂは、保護テープ１４の表面が半導体ウエハ１６の表面と互いに平行状態になるように流動変形する。このとき、貼付テーブル４８の載置面４８ａ及び吸着プレート１８の吸着面１２は、６０℃〜８０℃程度に設定され、粘着剤１４ｂを加熱して軟化させるので、粘着剤１４ｂの流動性が良く、半導体ウエハ１６上の凸部１６ａ同士の隙間などの細部にムラなく粘着剤１４ｂが流動していく。これらの作用によって、保護テープ１４の表面は、半導体ウエハ１２の表面と平行で均一な平面に仕上がる。

以上説明したように、この実施形態の保護テープ貼付方法と貼付装置によれば、保護テープ１４の表面に凹凸等が出ず、半導体ウエハ１６の研磨工程において半導体ウエハ１６の吸着保持が確実なものとなる。同時に、半導体ウエハ１６の背面（研磨面）と保護テープ１４の表面の平行性が確保され、研磨不良や割れの発生を抑えることができる。また、保護テープ１４が貼付テーブル４８や吸着プレート１８によって温められ、粘着剤１４ｂの粘度が低下して流動性が向上し、半導体ウエハ１６の凸部１６ａ間の細部にまで容易に粘着剤１４ｂが行き渡り、均一で平坦な面を短時間で形成することができ、作業効率がよい。

次に、この発明の貼付装置の第二実施形態について、図５〜図１１に基づいて説明する。ここで、上述の実施形態と同様の部材は同一の符号を付して、一部説明を省略する。図５に示す保護テープ貼付装置１０は、３つの外形サイズの半導体ウエハ１６（ここでは、６，８，１２インチサイズ）に保護テープ１４を貼り付ける装置である。保護テープ貼付装置１０は、薄型の円筒状の外形を有し、一方の平面に吸着面１２が形成された吸着プレート１８を備えている。吸着プレート１８は、吸着面１２を下向きにして装置基台２０の上方に配置され、図示しない吸着プレート昇降機構に上下移動可能に取付けられている。

装置基台２０上の吸着プレート１８の中央部と対向する位置には、水平受け面２２ａを有するウエハ受け台２２が取付けられている。ウエハ受け台２２の周囲には、互いに直径の異なるリング状の枠部材２４，２６，２８が設けられている。枠部材２４，２６，２８は、ウエハ受け台２２を中心に同心円状に配置され、装置基台２０上に下端が固定されたバネ等の弾性支持部３０，３２，３４の上端に取付けられ、下面から支持されている。

保護テープ貼付装置１０の側方には、保護テープ１４を仮貼付して円形にカットするための図示しない貼付テーブルや仮貼付装置が設けられている。さらに、半導体ウエハ１６を吸着プレート１８の吸着面１２とウエハ受け台２２との間の空間に搬入する搬送ハンド等の半導体ウエハ搬送機構３６が設けられている。

吸着プレート１８は、図５、図６に示すように、吸着面１２を有した多孔質部材３８と、多孔質部材３８を収容した筐体４０を備えている。筐体４０は、円筒状の外周壁となる同心状の側壁部４０ａ、及び同心円状の境界壁となる隔壁部４０ｂ，４０ｃが環状に形成されている。そして、筐体４０に嵌合した多孔質部材３８は、同心円状の隔壁部４０ｂ，４０ｃに仕切られ、多孔質部材３８ａ，３８ｂ，３８ｃに分割されている。

多孔質部材３８の最大外径は、被貼付部材である直径６，８，１２インチの各半導体ウエハ１６のうち、最大外径の１２インチ半導体ウエハ１６の表面を覆う直径よりもやや大きな外形を有している。

直径６，８，１２インチの各半導体ウエハ１６に対応して同心円状に分割された多孔質部材３８のうち、内側の多孔質部材３８ａは、円盤状に形成され、６インチの半導体ウエハ１６よりわずかに大きい外径に形成されている。そして、筐体４０の隔壁部４０ｂを挟んで、８インチの半導体ウエハ１６よりもやや大きな外径の環状の多孔質部材３８ｂが、筐体４０の隔壁部４ｂ，４０ｃの間に設けられている。隔壁部４０ｃの外側には、１２インチの半導体ウエハ１６よりもやや大きな外径の環状の多孔質部材３８ｃが嵌合されている。各多孔質部材３８ａ，３８ｂ，３８ｃは、筐体４０に嵌合し、吸着面１２となる面を除いて、同心状の側壁部４０ａ、及び隔壁部４０ｂ，４０ｃに囲まれて密封されている。そして、吸着面１２も、内側から順に３つの吸着面１２ａ，１２ｂ，１２ｃに分割されている。

各多孔質部材３８ａ，３８ｂ，３８ｃには、筐体４０の各隔壁部４０ｂ，４０ｃで仕切られた空間内に通じる３つのコネクタ４２ａと、各コネクタ４２ｂに各々接続されたホース４２ｂを介して、ポンプ４２ｃに各々繋がれている。各多孔質部材３８ａ，３８ｂ，３８ｃは、吸着面１２ａ，１２ｂ，１２ｃを除く外側表面が筐体４０の隔壁部４０ｂ，４０ｃによって密閉されて仕切られているため、ポンプ４２ｃの吸引力は、各吸着面１２ａ，１２ｂ，１２ｃの各面内全体に独立に作用可能であり、各吸着面１２ａ，１２ｂ，１２ｃに均等に負圧が発生する。

吸着プレート１８は、吸着面１２ａ，１２ｂ，１２ｃを下向きにして、水平な状態で装置基台２０上方に配置され、図示しない吸着プレート昇降機構によって上下移動自在に支持されている。この吸着プレート昇降機構は、移動の開始、停止、移動の速度のほか、ウエハ受け台２２や後述する枠部材２４，２６，２８に当接するときの当接圧力等を制御することができる。

装置基台２０上に取付けられたウエハ受け台２２は、上方の水平受け面２２ａが、吸着プレート１８の吸着面１２ａ，１２ｂ，１２ｃと互いに平行になるように設けられている。ここでは、水平受け面２２ａの外形は、枠部材２４と接触しない程度に小さい円形である。

枠部材２４は、保護テープ１４を６インチの半導体ウエハ１６に貼り付ける場合に機能する。枠部材２４は、図５及び図７に示すように、断面が略四角形の金属製で、内径が約６インチの環状に形成された枠本体２４ａを備えている。そして、枠本体２４ａの上面には、断面略円形のゴム製のＯリングからなる気密保持部材２４ｂが取り付けられている。気密保持部材２４ｂは、環状の枠本体２４ａに取り付けられ、吸着プレート１８の隔壁部４０ｂとほぼ等しい外径で、かつ、６インチの半導体ウエハ１６の外周形状とほぼ等しい内径で、枠本体２４ａに固定されている。枠本体２４ａの上面であって、気密保持部材２４ｂの内側には、断面が略四角形の弾性を有する緩衝材であり気密保持機能も有した環状の支持部材２４ｃが、６インチの半導体ウエハ１６の周縁部分に沿って、その外周から外側にはみ出さない形状に固着されている。

枠部材２６，２８は、保護テープ１４を各々８インチの半導体ウエハ１６と、１２インチ半導体ウエハ１６に貼り付ける場合に機能するものであって、枠部材２４と同様に、各々枠本体２６ａ、気密保持部材２６ｂ，２８ｂ、及び支持部材２６ｃ，２８ｃを備えており、対応する半導体ウエハ１６の外形に合わせて各部材の内径や外径その他の形状が決定されている。さらに、枠部材２４，２６，２８は、気密保持部材２４ｂ，２６ｂ，２８ｂ及び支持部材２４ｃ，２６ｃ，２８ｃが、ウエハ受け台２２を中心に同心円を形成するようにほぼ同一面上に配置され、装置基台２０上に下端が固定された弾性支持部３０，３２，３４の上端に取付けられて、上下動可能で水平状態に支持されている。そして、気密保持部材２４ｂ，２６ｂ，２８ｂは、上方の吸着プレート１８の隔壁壁部４０ｂ，４０ｃ、側壁部４０ａの端面に対して互いに対向する位置に配置される。また、枠部材２４，２６，２８に上方から荷重を加えない初期状態では、支持部材２４ｃ，２６ｃ，２８ｃの上面が最も高い位置にあり、次いで、気密保持部材２４ｂ，２６ｂ，２８ｂの上端、受け台２２の水平面部分２２ａの順に低い位置となるよう調整されている。

半導体ウエハ搬送機構３６は、半導体ウエハ１６を吸着プレート１８の吸着面１２と枠部材２４，２６，２８の間の空間に搬入し、半導体ウエハ１６の中点が吸着面１２の中点と一致する位置で、ウエハ受け台２２の水平受け面２２ａに載せて、保護テープ１４表面側を吸着可能にセットする。

次に、保護テープ貼付装置１０による、保護テープ１４の貼付方法について説明する。ここでは、被貼付部材が８インチの半導体ウエハ１６であると想定する。半導体ウエハ１６は、表面に多数の回路パターンや素子などが形成され、上述の実施形態の図４に示すように、多数の凸部１６ａを有している。

半導体ウエハ１６の表面には、予め、保護テープ１４が上述の実施形態のように仮貼付されている。この保護テープ１４も、例えばポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）などから成る数十μｍ程度の樹脂製のテープ基材１４ａに、薄い接合層を介して数百μｍ程度の厚さに熱可塑性樹脂の粘着剤１４ｂが塗布されて形成されている。この粘着剤１４ｂの厚さは、半導体ウエハ１６表面の凸部１６ａより厚く、所定の温度、例えば６０℃〜８０℃程度の温度により軟化してゲル状になるものである。

保護テープ１４が仮貼付された半導体ウエハ１６は、半導体ウエハ搬送機構３６によって搬入され、図８に示すように、ウエハ受け台２２の水平受け面２２ａに載置される。このとき、半導体ウエハ１６の中心点と水平受け面２２ａの中心が一致する位置に置かれる。そして、半導体ウエハ搬送機構３６は、半導体ウエハ１６を載置した後、吸着プレート１８の外側に退避する。

その後、半導体ウエハ１６を支持したウエハ受け台２２が降下し、半導体ウエハ１６の裏面の外周縁部が支持部材２４ｃ，２６ｃに当接する。このとき、半導体ウエハ１６の外周端面が、気密保持部材２６ｂの内側に位置している。

次に、吸着プレート１８が、図９に示すように、図示しない吸着プレート昇降機構によって下方に移動し、半導体ウエハ１６が支持部材２６ｃに当接して押圧する。図１０は、半導体ウエハ１６の周縁部分に支持部材２６ｂ上面が当接した様子の拡大図である。図１０に示すように、支持部材２６ｃは弾性を有する柔軟な素材のため、上面に半導体ウエハ１６からの当接圧力が加わって圧縮され、そして、ゴム状の気密保持部材２６ｂの上端が隔壁部４０ｃに当接したところで圧縮が止まる。また、半導体ウエハ１６を吸着した吸着プレート１８は、弾性支持部３２を圧縮しながら下方に移動し、ウエハ受け台２２の水平受け面２２ａに当接したとことで静止している状態である。このとき、図１０に示すように、気密保持部材２６ｂは、その内周側の部分が半導体ウエハ１６の外周側面に密着している。すなわち、半導体ウエハ１６外周から外側に露出する吸着面１２ｂの周縁部分は、半導体ウエハ１６、気密保持部材２６ｂ及び隔壁部４０ｃによって密閉された状態となる。さらに、支持部材２６ｃも気密状態で半導体ウエハ１６に接するようにすると良い。

この状態で、保護テープ１４の表面は、継続してポンプ４２ｃによりエアー吸引され、テープ基材１４ａの表面全体が平坦な吸着面１２ａ，１２ｂに密着する。エアー吸引による負圧は、吸着面１２ａ，１８ｂで等しくなるように設定されており、かつ、各吸着面１２ａ，１８ｂの面内で均等になる。特に、吸着面１２ｂについては、上記シール性環状部材２６ｂによる密閉効果によって、半導体ウエハ１６外周から外側に露出する吸着面１２ｂの周縁部分を含め、全体に均等な負圧を発生させることができる。

また、例えば図１１に示すように、保護テープ１４が、半導体ウエハ１６の外周よりも大きくはみ出してカットされているときは、ゴム状の気密保持部材２６ｂの上端は、保護テープ１４を介して隔壁部４０ｃに当接する。すなわち、半導体ウエハ１６外周から外側の吸着面１２ｂ周縁部分は、半導体ウエハ１６、気密保持部材２６ｂ、保護テープ１４及び隔壁部４０ｃによって密閉される状態となる。従って、上記と同様に、吸着面１２ｂ全体に、均等な負圧を発生させることができる。

この実施形態の保護テープ貼付方法と貼付装置によれば、吸着面１２の全面に均等な負圧が発生し、吸着面１２が半導体ウエハ１６に正確に水平に押し付けられ、粘着剤１４ｂは、保護テープ１４の表面が半導体ウエハ１２平面と互いに平行な状態になるように流動変形する。そして、半導体ウエハ１６上の凸部１６ａ間の隙間の細部にまで粘着剤１４ｂがムラなく行き渡り、保護テープ１４表面を、半導体ウエハ１６の表面と平行で均一な平面に仕上げることができる。

また、多孔質部材３８に図示しないヒータ等を取付け、吸着面１２を６０℃〜８０℃程度に加熱すれば、粘着剤１４ｂの粘度が低下し、上記の流動変形を短時間で完了させることができる。

なお、枠部材２８は、被貼付部材が上記８インチの半導体ウエハ１６ｂの場合は、保護テープ１４の貼付動作に関与しない。すなわち、半導体ウエハ１６が１２インチの場合に、枠部材２８が機能し、半導体ウエハ１６が６インチの場合は、枠部材２４のみが機能する。

以上説明したように、この実施形態の保護テープ貼付装置１０によれば、半導体ウエハ１６の外周部分を密閉してエアー漏れを防止することによって、保護テープ１４の表面全体が均等に吸引されるので、保護テープ１４表面に発生する微細な凹凸が現れるのを確実に抑え、研磨工程において半導体ウエハ１６の吸着保持を安定に行うことができる。同時に半導体ウエハ１６裏面の研磨面の平坦性が確保され、半導体ウエハ１６に無理な力を与えず、割れ等の不良の発生を抑えることができる。

また、枠部材２４，２６，２８の支持部分を、弾性を有する支持部材２４ｃ，２６ｃ，２８ｃで構成することにより、半導体ウエハ１６が支持部材２４ｃ，２６ｃ，２８ｃに当接する際に、半導体ウエハ１６に加わる衝撃を和らげることができる。

また、枠部材２４，２６，２８を弾性支持部３０，３２，３４で上下移動可能に支持することにより、半導体ウエハが受け台の水平面部分に当接する際に半導体ウエハに加わる衝撃を和らげることができると同時に、枠部材２４，２６，２８のうち、被貼付部材である所定外形の半導体ウエハに対応する枠部材を自動的に選択し、保護テープ１４を貼り付けるための所定の動作を行うことができる。

次に、この発明の貼付装置の気密保持部材の変形例について、図１２を基にして説明する。ここで上述の実施形態と同様の部材は、同一の符号を付して説明を省略する。この実施形態では、吸着プレート１８が図示しない基台に設置され、吸着面１２が上方を向いて位置している。そして、吸着面１２上に保護テープが仮貼付された半導体ウエハ１６が、保護テープ１４を下にして載置される。

さらに半導体ウエハ１６の周縁部には、環状の枠部材５６が上方から載せられ、枠部材５６の枠本体５６ａの外周壁の下端面に設けられたＯリングの気密保持部材５６ｂが吸着プレート１８の筐体４０の側壁部４０ａに当接し、その内側の支持部材５６ｃが半導体ウエハ１６の周縁部に、気密状態で当接する。

これにより、半導体ウエハ１６と吸着面１２の周縁部の側壁部４０ａとの間のエアー漏れが無くなり、確実に吸着面１２を保護テープ１４の表面に当接させて、均一に平面化することが出来る。

次に、この発明の貼付装置の気密保持部材の他の変形例について、図１３を基にして説明する。ここで上述の実施形態と同様の部材は、同一の符号を付して説明を省略する。この実施形態も、吸着プレート１８が図示しない基台に設置され、吸着面１２が上方を向いて位置している。そして、吸着面１２上に保護テープが仮貼付された半導体ウエハ１６が、保護テープ１４を下にして載置される。

さらに半導体ウエハ１６の周縁部には、環状のゴム等の弾性体からなり枠部材を兼用した気密保持部材５８が吸着プレート１８の筐体４０の側壁部４０ａに当接するとともに、その上の半導体ウエハ１６の端縁外周面に、気密状態で当接する。

この構造によっても、簡単な構成で、半導体ウエハ１６と吸着面１２の周縁部の側壁部４０ａとの間のエアー漏れが無くなり、確実に吸着面１２を保護テープ１４の表面に当接させて、均一に平面化することが出来る。

次に、この発明の貼付装置の気密保持部材のさらに他の変形例について、図１４を基にして説明する。ここで上述の実施形態と同様の部材は、同一の符号を付して説明を省略する。この実施形態も、吸着プレート１８が図示しない基台に設置され、吸着面１２が上方を向いて位置している。そして、吸着面１２上に保護テープが仮貼付された半導体ウエハ１６が、保護テープ１４を下にして載置される。

さらに半導体ウエハ１６の保護テープ貼付面と反対側の面の周縁部に、環状の枠部材６０が設けられ、枠部材６０の下面に機密保持部材である支持部材６２が半導体ウエハ１６の外周縁部上面に当接する。この状態で、半導体ウエハ１６の周縁部が確実に気密状態で吸着プレート１８上に位置する。

この構造によっても、半導体ウエハ１６と吸着面１２の周縁部の側壁部４０ａとの間のエアー漏れが無くなり、確実に吸着面１２を保護テープ１４の表面に当接させて、均一に平面化することが出来る。

次に、この発明の貼付装置の気密保持部材のさらに他の変形例について、図１５を基にして説明する。ここで上述の実施形態と同様の部材は、同一の符号を付して説明を省略する。この実施形態も、吸着プレート１８が図示しない基台に設置され、吸着面１２が上方を向いて位置している。そして、吸着面１２上に保護テープが仮貼付された半導体ウエハ１６が、保護テープ１４を下にして載置される。

そして、半導体ウエハ１６の裏面側には、ピストンプレート６２が位置し、ピストンプレート６２には、外周縁部にＯリング等の気密保持部材６４が取り付けられている。ピストンプレート６２は、シリンダ部６６に嵌合され、気密状態で、シリンダ部６６とともに、吸着面１２上の半導体ウエハ１６を密封する。

なお、ピストンプレート６２には、適宜圧力調整弁が設けられていると良い。これにより、保護テープ１４に加わる圧力を一定にして、半導体ウエハ１６を吸着することができる。

なお、この発明の貼付材の貼付方法は上記実施形態に限定されるものではなく、仮貼付工程における貼付材の貼付方法は、貼付材である保護テープ等の表面にしわや気泡が発生しない程度に平坦な面が形成される方法であれば、他の方法であってもよい。また、ロール状に巻かれた保護テープシートから保護テープを切り取る作業は、半導体ウエハに貼り付ける前と後のいずれであってもよい。

また、ウエハ載置テーブルや吸着装置の設定温度や、保護テープ上に吸着面を当接する当接荷重は、保護テープのテープ基材や粘着層の材質などに合わせて適宜設定可能なものである。保護テープを加熱しなくても所望の仕上がり状態が得られる場合には、ウエハ載置テーブルや吸着装置は、電気ヒータ等の加熱装置を内蔵しないものを用いてもよい。また、粘着層の流動変形がより加速されるように、当接荷重に微振動を重畳させてもよい。

また、多孔質部材は、連続的な気泡穴が無数に内在する多孔質性を備え、上記の当接荷重などで変形しない硬度や強度を有するものであれば、セラミック材以外の合成樹脂材、その他無機系の成形体などであってもよい。また、素材の細孔径や気孔率などは、保護テープ上に作用する単位面積当たりの吸引力が所望の値になるよう適宜設定可能なものである。また、所定の吸着面が形成され、吸着面全体に均等な吸引力を発生させることができる構造体であれば、多孔質部材と異なる構造の他の面吸着体であってもよい。

また、複数種類の大きさの半導体ウエハは、３種類に限定されず、任意の種類のサイズの半導体ウエハに対応した装置にすることも可能である。

また、枠部材は、必ずしも環状に連続している必要はなく、枠本体の上面の所定の箇所に設けられ、半導体ウエハを下方からバランスよく安定に支持できる形態であればよい。

さらに、吸着面を加熱する加熱温度や、保護テープ上に吸着面を当接する当接圧力等は、保護テープのテープ基材や粘着剤の材質などに合わせて適宜設定可能なものである。また、粘着剤の流動変形がより加速されるように、当接圧力に微振動を重畳させてもよい。その他、各部材の形状や素材などは、適宜変更可能である。

Claims (13)

1. 被貼付部材の表面に、薄い貼付材を貼り付け、この貼付材の表面に多数の吸着孔を有し所定形状の吸着面を備えた吸着体を当接させ、前記吸着体前により前記貼付材を吸着し、前記貼付材表面を前記吸着体の吸着面形状に倣わせることを特徴とする貼付材の貼付方法。
2. 半導体ウエハ表面及び半導体ウエハ表面の素子を保護する貼付材である保護テープを前記半導体ウエハ表面に貼付する際に、前記保護テープの熱可塑性樹脂から成る粘着剤を一旦前記半導体ウエハの表面に仮貼付した後、表面に多数の吸着孔を有し前記半導体ウエハ表面を覆うサイズもしくはそれより大きなサイズの平面状の吸着面が形成された吸着体を、前記半導体ウエハと平行に向き合う位置に配置し、前記吸着体の前記吸着面を所定の荷重で前記保護テープ表面に当接させ、前記吸着面に負圧を発生させて、前記保護テープ表面の前記吸着面に接した部分及び前記粘着剤を、前記吸着面側へ吸引して、前記保護テープを前記吸着面の平面に倣わせて貼付することを特徴とする貼付材の貼付方法。
3. 前記吸着体の前記吸着面は、前記半導体ウエハ表面と互いに平行に位置する請求項２記載の貼付方法。
4. 前記吸着体は、前記粘着剤の熱可塑性樹脂が軟化する温度に加温され、前記吸着体に前記保護テープを当接させて、前記粘着剤を軟化させる請求項２記載の貼付材の貼付方法。
5. 多数の吸着孔を有して平面状に形成され被貼付部材の表面を覆う大きさの吸着面が形成された吸着体と、
   前記吸着体を保持して前記吸着面を除く表面全体が密閉された吸着部材と、
   前記吸着体内の空気を吸引して前記吸着面の吸着孔を負圧にする吸引用のポンプとを備え、
   前記被貼付部材表面に前記貼付材を貼付し、前記吸着部材の前記吸着面を前記貼付材に当接させ、前記ポンプにより前記貼付材の表面を前記吸着面側へ吸引して、前記被貼付部材表面の前記貼付材を、前記吸着面の形状に倣わせることを特徴とする貼付装置。
6. 前記被貼付部材表面に前記貼付材を貼付し、前記吸着部材の前記吸着面を前記貼付材に当接させた状態で、前記貼付材の外周縁部に当接して前記被貼付部材の外周縁部を囲んで前記吸着面を前記貼付材とともに密封する気密保持部材を備えた請求項５記載の貼付装置。
7. 半導体ウエハの表面及び該半導体ウエハ表面の素子を保護する保護テープを、前記半導体ウエハ表面に粘着剤を介して貼付する貼付装置において、
   多数の吸着孔を有して平面状に形成され前記半導体ウエハの表面を覆う大きさの吸着面が形成された吸着体と、前記吸着体の側周面を覆う側壁部が設けられ前記吸着体の前記吸着面を除く表面全体を密閉した筐体とから成る吸着プレートを備え、
   前記吸着体内の空気を吸引して前記吸着面の吸着孔を負圧にする吸引用のポンプと、
   前記半導体ウエハ表面に予め仮貼付された前記保護テープ表面に前記吸着面を当接させた状態で、前記半導体ウエハの外周縁部に当接するとともに、前記吸着プレートに直接又は間接的に当接して、前記吸着面に対面した前記半導体ウエハの前記外周縁部を囲んで前記吸着面を密封する気密保持部材を備え、
   前記半導体ウエハ表面に前記保護テープが貼付けられ前記吸着プレートに対面した状態で、前記保護テープの表面を前記吸着面側へ吸引して、前記半導体ウエハ表面の前記保護テープを、前記吸着面の平面に倣わせることを特徴とする貼付装置。
8. 前記気密保持部材は、環状の枠部材に取り付けられ、前記吸着プレートの周縁部と前記半導体ウエハに当接して前記吸着面を密封する請求項７記載の貼付装置。
9. 前記気密保持部材は、前記半導体ウエハの周縁部を押圧して前記吸着面を密封する請求項７記載の貼付装置。
10. 前記吸着体は、多孔質材料から成る請求項７記載の貼付装置。
11. 前記吸着体は、前記吸着面を前記保護テープの前記粘着剤が軟化する温度に加熱する加熱手段を備えた請求項７記載の貼付装置。
12. 前記吸着体は、異なる大きさの前記半導体ウエハに各々対応した外形を有し同心状に複数配置され、
    前記吸着プレートは、異なる大きさの各半導体ウエハの各外周形状に各々対応した形状に形成され、複数の前記吸着体の側周面を覆う隔壁部を有し、前記吸着体の前記吸着面を除く表面全体を密閉した筐体を備え、
    前記気密保持部材は、前記吸着面と対向する所定の位置に配置され、異なる大きさの前記半導体ウエハに各々対応した外形を有して複数設けられた請求項７記載の貼付装置。
13. 前記保護テープの仮貼付を行う貼付テーブルと、前記半導体ウエハの前記保護テープを吸引する前記吸着プレートを水平方向に異なる位置に配置し、前記保護テープが仮貼付された前記半導体ウエハを、前記吸着プレートの前記吸着面と対向する位置に搬送する半導体ウエハ搬送機構を備えた請求項７記載の貼付装置。
    

Images