JP2008085148A - 接着剤フィルムの接着力発現方法および接着力発現装置 - Google Patents

Abstract

【課題】接着剤フィルムが所望の接着力を発現するのに要求される熱を接着剤フィルムに効率的に伝えることのできる接着力発現方法及びこの方法を実施する接着力発現装置を提供する。
【解決手段】接着剤フィルム２４の接着力発現装置が、表面保護フィルム３が表面に貼付けられているウェーハ２０の裏面２２を上方に向けた状態でウェーハを保持するウェーハ保持手段２５と、ウェーハ保持手段により保持されたウェーハの裏面に接着剤フィルムを貼付ける接着剤フィルム貼付手段と、ウェーハ保持手段に保持されたウェーハの裏面に対向するように配置されていてウェーハの裏面に貼付けられた接着剤フィルムを加熱する加熱手段４１とを具備する。加熱手段は、複数の加熱ランプであってよい。また、ウェーハ保持手段が冷却手段２６を含んでいてもよい。
【選択図】図５

Description

本発明は、ウェーハ、特に裏面研削により厚さが小さくされているウェーハに貼付けられる接着剤フィルム、例えばダイアタッチフィルムに所望の接着力を発現させる接着力発現方法およびそのような方法を実施する接着力発現装置に関する。

半導体製造工程においては、所定の回路パターンが表面に形成されたウェーハは賽の目状にダイシングされてチップ化される。これにより得られたＩＣチップのそれぞれは、金属製リードフレーム、テープ基板または有機硬質基板などにダイボンディングされて、半導体装置に組込まれる。

従来技術においてはダイボンディング時に用いられる接着剤として、ペースト状の接着剤からなるダイアタッチペーストが使用されていた。ところが、近年では、利便性の観点から、接着剤ペーストの代わりに接着剤フィルムを使用するように推移してきている。

特許文献１には、接着剤からなる接着剤フィルム、例えばダイアタッチフィルムをウェーハに貼付けることが開示されている。

通常は、ウェーハの表面には回路パターンが形成されており、これら回路パターンはウェーハの表面に貼付けられた表面保護フィルムにより保護されている。引用文献１においては、そのようなウェーハをその裏面が上方を向くように加熱テーブル上に配置した後で、加圧ロールによってダイアタッチフィルムをウェーハの裏面に加圧しつつ、加熱テーブルからの熱でダイアタッチフィルムをウェーハに加熱圧着している。このような加熱作用によって、ダイアタッチフィルムには必要とされる接着力が発現するようになる。
特開２００４−１８６２９６号公報

しかしながら、特許文献１においては、加熱テーブルからの熱は、表面保護フィルムおよびウェーハを介してダイアタッチフィルムに伝達されるので、接着剤フィルムへの熱の伝達は効率的ではない。さらに、表面保護フィルムが加熱テーブルによって直接的に加熱されるので、表面保護フィルムは、ダイアタッチフィルムに伝達される熱に耐える必要がある。すなわち、加熱テーブルによって接着剤フィルムを加熱する場合には、耐熱性が比較的高い表面保護フィルムが必要とされる。しかしながら、そのような耐熱性が高い表面保護フィルムは高価であるので、経済的ではない。

また、樹脂製の表面保護フィルムの熱膨張率と、表面保護フィルムが貼付けられているウェーハの熱膨張率とは互いに異なっている。このため、加熱テーブルによる加熱時には表面保護フィルムとウェーハとの間の膨張差によって、ウェーハに応力が掛かり、それにより、表面保護フィルムがウェーハから剥離することも起こりうる。

さらに、近年では、ウェーハが年々大型化すると共に、実装密度向上の観点から、ウェーハは、ダイアタッチフィルムが貼付けられる前に、その裏面を研削することにより薄葉化されている。このため、前述した膨張差によって、ウェーハは反る傾向にあり、場合によってはウェーハが破損することも考えられる。

本発明はこのような事情に鑑みてなされたものであり、表面保護フィルムに熱影響を与えることなしに、接着剤フィルム、例えばダイアタッチフィルムが所望の接着力を発現するのに要求される熱を効率的に伝えることのできる接着力発現方法およびこの方法を実施する接着力発現装置を提供することを目的とする。

前述した目的を達成するために１番目の発明によれば、表面保護フィルムが表面に貼付けられているウェーハの裏面を上方に向けた状態でウェーハ保持手段により前記ウェーハを保持し、該ウェーハ保持手段により保持された前記ウェーハの裏面に接着剤フィルムを貼付け、前記ウェーハの前記裏面に貼付けられた前記接着剤フィルムを前記ウェーハ保持手段とは反対側から加熱して前記接着剤フィルムに所望の接着力を発現させる接着剤フィルムの接着力発現方法が提供される。

すなわち１番目の発明においては、ウェーハ保持手段とは反対側から加熱しているので、接着剤フィルムを直接的に加熱できる。このため、表面保護フィルムに熱影響を与えることなしに、接着剤フィルムに要求される熱を効率的に伝えることができる。

２番目の発明によれば、１番目の発明において、前記接着剤フィルムを加熱するときには、前記ウェーハ保持手段を冷却する。
すなわち２番目の発明においては、接着剤フィルムが加熱されている場合においても、表面保護フィルムの温度を比較的低く維持できる。従って、表面保護フィルムの耐熱性は比較的小さくて済む。

３番目の発明によれば、１番目または２番目の発明において、前記加熱作用は、前記ウェーハ保持手段に対向して配置された加熱ランプにより行われる。
すなわち３番目の発明においては、加熱手段の寸法が比較的小さくて足りるので、加熱手段を現状の装置に容易に組込むことができる。

４番目の発明によれば、表面保護フィルムが表面に貼付けられているウェーハの裏面を上方に向けた状態で前記ウェーハを保持するウェーハ保持手段と、該ウェーハ保持手段により保持された前記ウェーハの裏面に接着剤フィルムを貼付ける接着剤フィルム貼付手段と、前記ウェーハ保持手段に保持された前記ウェーハの前記裏面に対向するように配置されていて前記接着剤フィルムを加熱する加熱手段とを具備する接着剤フィルムの接着力発現装置が提供される。

すなわち４番目の発明においては、加熱手段がウェーハの裏面に対向するように配置されているので、加熱手段は接着剤フィルムを直接的に加熱できる。このため、表面保護フィルムに熱影響を与えることなしに、接着剤フィルムに要求される熱を効率的に伝えることができる。

５番目の発明によれば、４番目の発明において、さらに、前記ウェーハ保持手段を冷却する冷却する冷却手段を具備する。
すなわち５番目の発明においては、加熱手段により接着剤フィルムが加熱されている場合においても、表面保護フィルムの温度を比較的低く維持できる。従って、表面保護フィルムの耐熱性は比較的小さくて済む。

６番目の発明によれば、４番目または５番目の発明において、前記加熱手段が加熱ランプである。
すなわち６番目の発明においては、加熱手段の寸法が比較的小さくて足りるので、加熱手段を現状の装置に容易に組込むことができる。

以下、添付図面を参照して本発明の実施形態を説明する。以下の図面において同一の部材には同一の参照符号が付けられている。理解を容易にするために、これら図面は縮尺を適宜変更している。
図１はウェーハ処理装置の略平面図である。図１に示されるウェーハ処置装置１０は、ウェーハ２０の裏面２２を研削する裏面研削ユニット８０と、ウェーハ２０にダイアタッチフィルムを貼付けるダイアタッチフィルム貼付ユニット３０と、ウェーハ２０にダイシングテープを貼付けるダイシングテープ貼付ユニット５０とを含んでいる。これら各ユニットは、後述する制御装置１１によって制御されている。

裏面研削ユニット８０には複数のウェーハ２０を収納するウェーハカセット８１Ａ、８１Ｂが設けられている。ここで、図２（ａ）に示されるように、裏面研削ユニット８０に供給されるウェーハ２０の表面２１には複数の回路パターンＣが既に形成されており、これら回路パターンＣを保護する表面保護フィルム３もウェーハ２０の表面２１に貼付けられている。

再び図１を参照すると、ウェーハ２０はロボットアーム８２Ａ、８２Ｂによってウェーハカセット８１Ａ、８１Ｂから一つずつ取出される。そして、ウェーハ２０はその裏面２２を上方に向けた状態で回転ステージ８３の吸着部８４に保持される。

その後、図２（ｂ）に示されるように、裏面研削ユニット８０の研削部８５Ａ、８５Ｂが駆動してウェーハ２０の裏面２２が研削される。これにより、図２（ｃ）に示されるように、ウェーハ２０の厚さは当初の厚さＬ０から研削後厚さＬ０’まで低減する。

ウェーハ２０の研削が終了すると、ウェーハ２０はロボットアーム３９によって裏面研削ユニット８０からダイアタッチフィルム貼付ユニット３０まで搬送される。図３は本発明に基づくダイアタッチフィルム貼付ユニット３０における貼付部２３を示す略側面図である。

図３に示されるように、ウェーハ２０は、その裏面２２を上方に向けた状態で、ダイアタッチフィルム貼付ユニット３０における保持テーブル２５に保持される。つまり、ウェーハ２０の表面２１に貼付けられた表面保護フィルム３が保持テーブル２５の上面に直接的に接触する。

また、図示されるように本発明においては冷却手段２６が保持テーブル２５内に組入れられている。冷却手段２６は、例えば常温または低温の液体を保持テーブル２５内部に還流させる公知の手段であり、特に保持テーブル２５の上面を冷却する。

貼付部２３はダイアタッチフィルム２４が巻取られている巻取ロール２７とダイアタッチフィルム２４をウェーハ２０に貼付ける貼付ロール２９とを主に含んでいる。ダイアタッチフィルム２４は接着剤からなるフィルムであり、所謂ホットラミネーションタイプのものが使用される。

図５に示されるように、巻取ロール２７のダイアタッチフィルム２４をガイドロール２８Ａ、２８Ｂを介してウェーハ２０の裏面２２上に繰出す。次いで、ダイアタッチフィルム２４に押当てられた貼付ロール２９をウェーハ２０の直径方向に往復運動させ、それにより、ダイアタッチフィルム２４をウェーハ２０の裏面２２に貼付ける。

他の実施形態においては、図４（ａ）および図４（ｂ）に示されるような他の貼付部を用いてダイアタッチフィルム２４をウェーハ２０の裏面２２に貼付けるようにしてもよい。図４（ａ）および図４（ｂ）に示される貼付部は、上方釜７１と下方釜７２とを含んでおり、これらは各釜７１、７２の入口が互いに対向するように配置されている。

これら上方釜７１および下方釜７２の入口の形状はほぼ等しくなっており、使用時にはこれら上方釜７１、下方釜７２はダイアタッチフィルム２４を介して密閉可能に係合される。また、上方釜７１および下方釜７２の断面形状はウェーハ２０の形状にほぼ等しいかまたはこれより大きくなっている。従って、これら上方釜７１および下方釜７２の奥行方向はダイアタッチフィルム２４の幅よりも小さい。さらに、上方釜７１の内壁には気体供給部７０が設けられている。また、下方釜７２には、ウェーハ２０を前述したように保持する保持テーブル２５が位置決めされる。

図４（ｂ）に示されるように他の貼付部の使用時には、上方釜７１の気体供給部７０から気体を供給する。気体供給部７０から供給される気体は例えば通常の空気、窒素などである。これにより、上方釜７１と下方釜７２とに把持されるダイアタッチフィルム２４が保持テーブル２５上のウェーハ２０に向かって膨張するようになる。

次いで、保持テーブル２５を上昇させ、それにより、ダイアタッチフィルム２４の膨張した中心をウェーハ２０のほぼ中心に接触させる。その後、保持テーブル２５をさらに上昇させることにより、ダイアタッチフィルム２４をウェーハ２０の中心から縁部に向かって半径方向に貼付ける。このような方式によってダイアタッチフィルム２４をウェーハ２０に貼付けるようにしてもよい。

図３または図４に示される貼付部２３によってダイアタッチフィルム２４の貼付けが完了すると、図示しないカッタによりダイアタッチフィルム２４をウェーハ２０の縁部に沿って切断する。次いで、保持テーブル２５をダイアタッチフィルム貼付ユニット３０の加熱手段４１まで移動させる。

図５は本発明に基づくダイアタッチフィルム貼付ユニットにおける加熱部を示す略側面図である。図５においては、加熱手段４１が、保持テーブル２５の上面に対向して保持テーブル２５の上方に配置されている。図５から分かるように、加熱手段４１の外形はウェーハ２０の外形に概ね等しい。

図示される加熱手段４１は、ウェーハ２０全体を加熱するよう配置された複数の加熱ランプから構成されている。このような場合には、複数の加熱ランプのみを組入れれば足りる。通常はダイアタッチフィルム貼付ユニット３０における保持テーブル２５よりも上方の空間は使用されていないので、複数の加熱ランプからなる加熱手段４１を現状のウェーハ処置装置１０に容易に組込むことができる。なお、加熱ランプ以外の構成、例えば温風をウェーハ２０に向かって吹付ける構成を加熱手段４１として採用してもよい。

図５においては、ウェーハ２０の裏面２２に貼付けられたダイアタッチフィルム２４を加熱手段４１によって加熱する。これにより、ダイアタッチフィルム２４は例えば１２０℃〜２００℃まで加熱され、ダイアタッチフィルム２４が所望の接着力を呈するようになる。加熱手段４１の加熱作用によって発現するダイアタッチフィルム２４の接着力は、後工程においてダイアタッチフィルム２４がウェーハ２０の裏面２２から剥離しない程度の大きさである。

このように本発明においては、加熱手段４１によってダイアタッチフィルム２４を直接的に加熱するようにしている。すなわち、加熱機構を備える保持テーブルが表面保護フィルム３とウェーハ２０とを介してダイアタッチフィルム２４を加熱する従来技術の構成は、本発明では採用していない。それゆえ、加熱手段４１からの熱を効率的に伝達できるので、加熱手段４１に必要とされる温度を低く設定でき、加熱手段４１に関するランニングコストを抑えることも可能である。

また、本発明においては、表面保護フィルム３を直接的に加熱していないので、表面保護フィルム３に要求される耐熱性は比較的小さくて足りる。すなわち、本発明においては、耐熱性が例えば１２０℃を越えるような表面保護フィルム３を使用する必要はなく、表面保護フィルム３の耐熱性が例えば８０℃程度であってもよい。また、表面保護フィルム３を直接的に加熱しない構成であるので、本発明においては、ウェーハ２０と表面保護フィルム３との間の熱膨張差に基づいてウェーハに応力が掛かって表面保護フィルム３が剥離することもない。

ところで図５に示されるように、加熱手段４１の加熱時には、保持テーブル２５に組入れられた冷却手段２６を起動してもよい。これにより、ダイアタッチフィルム２４が加熱されている場合であっても、表面保護フィルム３の温度を比較的低く維持することが可能である。それゆえ、耐熱性がさらに小さい表面保護フィルム３を採用することもできる。

再び図１を参照すると、ダイアタッチフィルム貼付ユニット３０において、ダイアタッチフィルム２４が貼付けられたウェーハ２０はダイシングテープ貼付ユニット５０に搬送される。ダイシングテープ貼付ユニット５０においては、公知の手法によりダイシングテープ５９をウェーハ２０のダイアタッチフィルム２４上に貼付ける。次いで、ウェーハ２０の表面２１に貼付けられた表面保護フィルム３が公知の手法で剥離され、その後、ウェーハ２０はダイシングユニット６０に搬送されて、ダイシングされる。

ダイシングによりチップ化されたＩＣチップのそれぞれは、図示しないピックアップ装置によりピックアップされて、金属製リードフレーム、テープ基板または有機硬質基板などにダイボンディングされる。ダイアタッチフィルム２４は個々のＩＣチップの裏面に存在しているので、ダイアタッチフィルム２４をダイボンディングする際の接着剤として使用することができる。

図面を参照して説明した実施形態においては、ダイアタッチフィルム２４を貼付けた後でダイアタッチフィルム２４を加熱するようにしているが、貼付部２３によるダイアタッチフィルム２４の貼付作用と加熱手段４１によるダイアタッチフィルム２４の加熱作用とを同時に行うようにしてもよい。そのような場合であっても、本発明の範囲に含まれるのは明らかであろう。

ウェーハ処理装置の略平面図である。 （ａ）ウェーハ処理装置に供給されるウェーハの側面図である。（ｂ）研削状態を示すウェーハの側面図である。（ｃ）研削後におけるウェーハの側面図である。 本発明に基づくダイアタッチフィルム貼付ユニットにおける貼付部を示す略側面図である。 （ａ）本発明に基づくダイアタッチフィルム貼付ユニットにおける他の貼付部を示す略側面図である。図４（ａ）に示される他の貼付部の動作を示す図である。 本発明に基づくダイアタッチフィルム貼付ユニットにおける加熱部を示す略側面図である。

符号の説明

３ 表面保護フィルム
１０ ウェーハ処置装置
１１ 制御装置
２０ ウェーハ
２１ 表面
２２ 裏面
２３ 貼付部
２４ ダイアタッチフィルム
２５ 保持テーブル
２６ 冷却手段
２７ 巻取ロール
２８Ａ、２８Ｂ ガイドロール
２９ 貼付ロール
３０ ダイアタッチフィルム貼付ユニット
３９ ロボットアーム
４１ 加熱手段
５０ ダイシングテープ貼付ユニット
５９ ダイシングテープ
６０ ダイシングユニット
７０ 気体供給部
７１、７２ 釜
８０ 裏面研削ユニット
８１Ａ、８１Ｂ ウェーハカセット
８２Ａ、８２Ｂ ロボットアーム
８３ 回転ステージ
８４ 吸着部
８５Ａ、８５Ｂ 研削部

Claims (6)

1. 表面保護フィルムが表面に貼付けられているウェーハの裏面を上方に向けた状態でウェーハ保持手段により前記ウェーハを保持し、
   該ウェーハ保持手段により保持された前記ウェーハの裏面に接着剤フィルムを貼付け、
   前記ウェーハの前記裏面に貼付けられた前記接着剤フィルムを前記ウェーハ保持手段とは反対側から加熱して前記接着剤フィルムに所望の接着力を発現させる接着剤フィルムの接着力発現方法。
2. 前記接着剤フィルムを加熱するときには、前記ウェーハ保持手段を冷却する請求項１に記載の接着力発現方法。
3. 前記加熱作用は、前記ウェーハ保持手段に対向して配置された加熱ランプにより行われる請求項１または２に記載の接着力発現方法。
4. 表面保護フィルムが表面に貼付けられているウェーハの裏面を上方に向けた状態で前記ウェーハを保持するウェーハ保持手段と、
   該ウェーハ保持手段により保持された前記ウェーハの裏面に接着剤フィルムを貼付ける接着剤フィルム貼付手段と、
   前記ウェーハ保持手段に保持された前記ウェーハの前記裏面に対向するように配置されていて前記接着剤フィルムを加熱する加熱手段とを具備する接着剤フィルムの接着力発現装置。
5. さらに、前記ウェーハ保持手段を冷却する冷却する冷却手段を具備する請求項４に記載の接着力発現装置。
6. 前記加熱手段が加熱ランプである請求項４または５に記載の接着力発現装置。

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