JP4618415B2 - Ｉｃチップおよび非接触ｉｃカードの製造方法 - Google Patents

Description

本発明は、薄板同士の接着方法、ＩＣチップおよび非接触ＩＣカードの製造方法、ならびに接着装置に関し、特に非接触ＩＣカードの製造ステップにおいて、薄化されたウエハを補強板に接着する方法に関する。

非接触ＩＣカードは、鉄道の出改札などの用途を中心に様々な分野で利用され、今後も多くの分野への適用が期待されている。非接触ＩＣカードは、通信用アンテナおよび半導体チップ（ＩＣチップ）を所定のシートで挟み込んで構成されている。ＩＣチップは、シリコン等の基板上に回路を構成する積層膜が成膜されたチップ本体が、通常ステンレス鋼でできた補強板に支持されて構成されている。補強板はチップ本体が過度の変形を受けないようにチップ本体を保護するとともに、チップ本体からの発熱を吸収するヒートシンクとしての機能を有している。

ＩＣチップの製造方法としては種々のものが提案されているが、その一つとして、まず、チップ本体が多数形成されたウエハの裏面を薄化し、次に、薄化されたウエハを補強板に接着し、その後、チップ本体を補強板ごとダイシングして個々のＩＣチップに分離する方法がある。ウエハの厚みは最終製品である非接触ＩＣカードの厚さに影響し、また、非接触ＩＣカードの使用中に受ける曲げに対する柔軟性を確保する目的もあって、ウエハはできるだけ薄化することが望ましく、現在では０．１ｍｍ以下のものもある。

このうち、薄化されたウエハを補強板に接着するステップは以下のようにおこなわれる。まず補強板を、たとえばゴム製、ウレタン製等の粘着力のある治具で保持し、補強板の表面に接着剤をスクリーン印刷技術等によって塗布する。接着剤としては、エポキシレジン等の熱硬化性接着剤が使われることが多い（特許文献１参照）。エポキシレジンは常温では液状なので、比較的均一に塗布される。

次に、ウエハを同じくゴム製等の治具で保持し、補強板とウエハとを対向させ、互いに密着させる。このとき、接着剤に空気が混入した状態でそのまま補強板とウエハとを密着させると、接着剤中の気泡が硬化した接着剤中に残留し、接着力の低下や接着の不良を生じる可能性がある。そこで、接着剤中の気泡を真空で引いて脱泡してから接着をおこなうことがある（特許文献２，３参照）。

次に、密着させた状態で加熱してエポキシレジンを硬化させ、補強板とウエハとを接着させる。その後両方の治具をはずし、接着ステップが終了する。加熱は例えば１２０℃で２時間おこなわれる。
特開平６−１５１６５７号公報 特開２００１−１２７０２６号公報 特開平６−１５１２６５号公報

しかしながら、従来技術では以下のような問題点があった。まず、特許文献２，３に開示されている装置では、補強板とウエハの密着と、接着剤の硬化とを同一の装置でおこなっているが、接着剤の硬化には長時間を要するため、１台の装置で処理できるウエハの枚数が制限され、作業効率が悪化してしまう。そこで、熱硬化性接着剤を用いる際には、補強板とウエハとの結合体を密着状態でそのまま装置から取出し、複数個の結合体をまとめて高温炉に入れて硬化させることも考えられる。しかし、この時点では接着剤はまだ硬化しておらず、また、ウエハは薄化されて極めて脆弱な状態になっているため、治具から取外す際に粘着力のある治具から受ける力によって、ウエハ自体が補強板から引き離され、破損してしまう可能性がある。

本発明は、かかる課題に鑑みてなされ、薄板の破損を防ぎつつ、効率的に薄板同士を接着する方法等を提供することを目的とする。

本発明のＩＣチップの製造方法は、チップ本体の一面が補強板に接着されて構成されるＩＣチップの製造方法である。本発明のＩＣチップの製造方法は、基板上に複数のチップ本体が２次元状に配列されたウエハを形成するステップと、ウエハを薄化するステップと、補強板とウエハの各々についてあらかじめ定められた中心同士を一致させ、かつ補強板とウエハとをあらかじめ定められた相対角度で重ねたときに、各チップ本体が、溝によって区分された対応する各区画に包含されるように、補強板に溝を２次元状に形成するステップと、ウエハと補強板との中心同士を一致させて、ウエハと補強板との相対角度を各チップ本体が各区画に包含される角度に合せて、ウエハと補強板とを接着する接着ステップと、接着されたウエハと補強板との結合体を、溝に沿って切断し、個々のＩＣチップに分離するステップと、を有している。接着ステップは、薄化されたウエハのチップ本体が形成された面を第１の裏面、第１の裏面の反対面を第１の接着面、溝の形成された補強板の面を第２の接着面、第２の接着面の反対面を第２の裏面として、第１、第２の接着面の間に接着剤を挟んでウエハと補強板とを接着させる接着ステップであって、補強板の第２の接着面に、接着剤を塗布するステップと、第１の裏面に負圧を作用させ、第１の接着面を下方に向けて、ウエハを第１の裏面で支持するステップと、第２の裏面に負圧を作用させ、第２の接着面を上方に向けて、補強板を第２の裏面で支持するステップと、その後に、接着剤を介して第１、第２の接着面同士を接触させて仮接着させる仮接着ステップと、その後に、接着剤を硬化させて、ウエハと補強板とを接着させるステップと、を有している。仮接着ステップは、接着剤を介して第１、第２の接着面同士を接触させる前に、ウエハと補強板とを貫通する光を投射し、それによって生じる補強板の溝を透過する透過光と、チップ本体の影とを確認しながら、ウエハと補強板との相対角度を調整するステップを含んでいる。

このように、第１の裏面と第２の裏面とに負圧をかけることで、第１の薄板および第２の薄板が、第１、第２の接着面同士を接触させた状態で負圧によって保持され、これらの負圧を開放すれば、その保持力が解除される。このため、保持力が解除される際に接着剤の硬化が不十分な場合でも、第１の薄板および第２の薄板に不要な力がかかることが防止される。

仮接着ステップは、第１，第２の接着面に、第１、第２の裏面に作用している負圧よりも低い真空度の負圧を作用させるステップを有していてもよい。これによって、接着剤への気泡の混入が防止され、しかも第１の薄板および第２の薄板の負圧による保持も可能となる。

ここで、第２の接着面に作用する負圧と、第１、第２の裏面に作用する負圧との差圧は６７００Ｐａ以上とすることが望ましい。

仮接着ステップは、接着剤が半硬化状態になってから両接着面同士を接触させるステップを含んでもよい。

本発明の非接触ＩＣカードの製造方法は、上記の方法によってＩＣチップを製造するステップと、ＩＣチップを通信用アンテナとともにアンテナ基板上に搭載するステップと、アンテナ基板上に、ＩＣチップおよび通信用アンテナを被覆する保護膜を形成し、保護膜とアンテナ基板とを外装シートで覆うステップとを有している。

以上説明したように、本発明の薄板同士の接着方法等によれば、薄化されたウエハ等の薄板を負圧によって保持するので、薄板の破損を防ぎつつ、効率的に薄板同士を接着することができる。さらに、接着面にも負圧を作用させることによって、接着剤への気泡の混入が防止され、高い接着強度を実現することができる。

以下、図面を参照して、本発明の薄板同士の接着方法を、非接触ＩＣカードの製造方法を例に説明する。なお、本明細書においては、薄板とは、フィルム状あるいは薄膜状のものも含むものとする。図１は、本発明に用いる接着装置の概念的側方断面図である。接着装置１は、気密性のある透明なチャンバ２を有し、その内部に互いに対向して設けられた上部治具３と下部治具４とを有している。チャンバ２の上部には取外し可能な蓋２３が設けられており、上部治具３は蓋２３に取り付けられている。蓋２３には上部軸５を中心とする仮想円上にほぼ均等な角度で３箇所の覗き窓２４が設けられている。覗き窓２４の開口はガラスで覆われているので、チャンバ２の気密性には影響しない。上部治具３および下部治具４は透明ガラス製で、開口部３３，３４が互いに対向して設けられ、開口部３３，３４が各々ウエハＷ、補強板Ｈに覆われることによって閉空間が形成される凹部３１，３２を各々備えている。ウエハＷが取り付けられる凹部３１の深さは、ウエハＷの負圧破壊を防止するため、０．０２ｍｍ以下である。凹部３１，３２には各々、上部軸５と下部軸６が接続している。上部軸５と下部軸６は各々、上部治具３、下部治具４の中心位置に設けられ、鉛直に延び、同軸に揃えられている。凹部３１，３２の内部には、ウエハＷと補強板Ｈとが上部治具３、下部治具４に均一に密着されるように、適宜に仕切り板を設けてもよい。また、凹部３１，３２の開口部を、微細な穴が多数設けられたカバーで覆ってもよい。上部軸５は、駆動機構（図示せず）によって、軸線方向に沿った上下運動と、軸周りの回転運動が可能であり、下部軸６は固定されている。ただし、上部軸５を固定式、下部軸６を可動式に、または、両方を可動式にしてもよい。上部軸５および下部軸６は、適宜のシール手段（図示せず）によってチャンバ２の上板および底板を貫通し、内部に各々が凹部３１，３２に接続された空気流路５１，５２を有している。

接着装置１はまた、チャンバ２の外側に真空ポンプ７，８，９を有している。真空ポンプ７，８，９は、一般的なロータリー式の真空ポンプを用いることができ、高真空を実現できる高性能ポンプである必要はない。真空ポンプ９はチャンバ２の側壁に直接接続されている。真空ポンプ７，８は各々、空気流路５１，５２に接続している。

チャンバ２には、弁２２の開閉によって大気開放可能なベント管２１が接続されている。空気流路５１，５２には各々、弁５５，５６の開閉によって大気開放可能なベント管５３，５４が接続している。

チャンバ２にはさらに、下部治具４の背面側（下方）に、下部治具４に向かって光を発光する光源１１が設けられている。光源１１が放出する光は自然光と同様な可視光成分を有する光でもよく、透過性に優れた赤外線でもよい。また、チャンバ２を暗室にして自然光を遮断するようにすれば、光の選択幅を広げることもできる。

次に、本装置を用いた非接触ＩＣカードの製造方法について説明する。ＩＣカードの製造方法については、チップ本体が多数形成されたウエハを薄化後、個々のチップ本体に分離切断し、その後に補強板を接着する方法も考えられる。しかしこの方法では、分離されたチップ本体の裏面研削、裏面洗浄が個々に必要となる。また、薄化されたウエハは、切断の際にばりやチッピングが発生しやすいため、切断する前にあらかじめ補強テープを貼り付け、補強された状態で切断後、補強テープを剥離させる工程が必要である。これらのことから、上記の方法では生産性の向上が困難である。

これに対し、以下に述べる製造方法は、ウエハを薄化後、あらかじめ補強板に接着し、その後に補強板ごと切断して、個々のＩＣチップに分離することを特徴としている。このため、洗浄の際もウエハの状態で一括して洗浄することが可能となる。また、ウエハの切断の前に補強板を接着するため、補強板が補強テープとしての機能を兼ねることが可能となり、切断のために補強テープを貼り付けたり剥離させる工程が不要となる。さらに、後述するように、補強板上に、直交する２方向にあらかじめ溝を形成し、溝で囲まれた区画にチップ本体が載置されるように相互の位置を合せて接着するので、切断する際にも、溝に沿って切断すればよく、切断工程の合理化が図られる。このような理由により、大幅な生産性の向上が可能となる。なお、あらかじめ溝が形成されており切断量が少ないことから、切削時の機械歪や熱によるチップ本体への悪影響も最小限に抑えることができるというメリットも期待できる。以下では、この製造方法の詳細を、図２のフロー図に基づいて説明する。

（ステップ６１）まず、円形のシリコン基板Ｋ上にチップ本体Ｃが多数形成されたウエハＷを製作し、次に、必要に応じてウエハＷの受入れ検査をおこない、不良のウエハＷを選別する。図３にはウエハの平面図を示す。チップ本体Ｃは円形のシリコン基板Ｋ上に２次元状に配列されて形成され、チップ本体Ｃ１つあたりの寸法は一例では約４ｍｍ×５ｍｍ、チップ本体Ｃ同志の中心間距離は約５．０８ｍｍ×６．０８ｍｍである。この中心間距離は補強板Ｈの区画Ｂ同士の中心間距離（後述）にあらかじめ合わされており、この結果、後述するようにウエハＷと補強板Ｈとの位置あわせをした際に、各チップ本体Ｃが各区画Ｂに包含される。なお、ウエハＷが補強板Ｈと接着する接着面Ｗ１はチップ本体Ｃの形成されていない、ウエハＷの裏面となる。

（ステップ６２）次に、ウエハＷの接着面Ｗ１である裏面を研磨する。ウエハＷは一例では０．６５ｍｍ程度の厚さを有しているが、例えば機械研磨で厚さをある程度落として、最終的にケミカルエッチングによって仕上げ、一例では０．０５ｍｍ程度まで薄化する。

（ステップ６３）次に、補強板Ｈに接着剤を塗布し、補強板Ｈを接着装置１の下部治具４に装着する。図４には補強板の平面図を示す。補強板Ｈはステンレス鋼製の円形の薄板で、直径はウエハＷの直径と同程度、厚さは０．１〜０．２ｍｍ程度であるが、厚さの違いによる影響は小さい。補強板Ｈの一方の表面には幅約０．０８ｍｍの溝Ｇが縦横に形成されている。幅は後述するように、切断時の切り代に余裕を取って定められる。溝Ｇによって仕切られた区画Ｂの寸法は約５ｍｍ×６ｍｍであり、したがって、区画Ｂ同士の中心間距離は約５．０８ｍｍ×６．０８ｍｍである。

図５，６には溝の詳細な構造を示す。溝Ｇは、補強板Ｈを貫通する切れ目を有する溝Ｇ１と、溝となる部分が周囲に対して減肉された溝Ｇ２のいずれでもよい。溝Ｇ１は、図５に詳細を示すように、区画Ｂの各辺に、補強板Ｈを厚さ方向に貫通する切れ目８１と、隣接する区画Ｂと連結された２箇所のブリッジ部８２とが設けられて構成されており、各ブリッジ部８２の厚さは補強板Ｈの厚さと同一であり、幅８３は０．２〜０．５ｍｍ程度である。なお、図５（ａ）は溝Ｇ１の平面図を、同図（ｂ）、（ｃ）は各々、同図（ａ）中、ｂ−ｂ線、ｃ−ｃ線に沿った断面図を示す（図６も同様）。溝Ｇ２は、図６に詳細を示すように、区画Ｂの各辺の周囲が補強板Ｈの肉厚より小さくなっている。溝Ｇ２の肉厚８４は０．０３ｍｍ以下とするのが望ましい。これは、ステンレス自体が極めて切削性が悪く、ばりが出やすいことと、砥石の減りや破損を防止する必要性から、できるだけ肉厚８４を抑えるためである。さらに、溝Ｇ１の変形例として、ブリッジ部が多数個断続的にミシン目状に設けられた構成でもよい。この場合、ミシン目を構成するブリッジ部の幅は０．１５ｍｍ、好ましくは０．０８ｍｍ以内とするのがよい。溝Ｇ１，Ｇ２を設けることによって溝の切断量が抑えられ、切断速度を向上させることができる。

このステップは、より詳細には以下のサブステップでおこなわれる。まず、スクリーン印刷技術によって、補強板Ｈの接着面Ｈ１に接着剤を塗布する。塗布厚は補強板Ｈの厚さにもよるが、例えば０．００５〜０．０４ｍｍ程度である。エポキシレジンは常温で液状であるため、スクリーン印刷によって均一な塗布面が得られる。このとき、接着剤が半硬化状態になるように、エポキシレジンの塗布面を一定時間放置する。接着剤を半硬化状態とすることによって、接着剤の接着力が高められる。この接着力は、硬化によって得られる最終的な接着力よりは小さいが、塗布した直後の接着力よりも大きい。この結果、ウエハＷと補強板Ｈとの結合体を、仮接着したまま、チャンバ２から取り出せる程度の接着力が得られる。

なお、半硬化状態になったことを確認するために、チップ本体の接着に関係のないウエハの周縁部などにチップ本体と同様のダミーの薄膜を貼り付け、薄膜を動かしたり、接着剤の動きを見て接着力を確認するようにしてもよい。

また、溝Ｇ１を有する補強板Ｈを用いる場合には、粘性と表面張力の大きな接着剤を用いることが望ましい。この場合、接着剤は溝Ｇ１を含めた補強板Ｈの接着面Ｈ１の全面に塗布されるが、接着剤は、粘性と表面張力によって、溝Ｇ１から下方に滴下することなく、隣接する区画Ｂの間にブリッジを構成し、溝Ｇ１を塞ぐことができる。この結果、後述するように補強板Ｈの接着面Ｈ１の裏面に有効に負圧をかけることができる。粘性は２５℃で粘度３５０００ｍＰａ・ｓ以上が好ましい。なお、接着剤が裏面に流出しても、完全には硬化していないので、チャンバ２に入れる前、またはチャンバ２から取り出した後に、アルコール系、ケトン系の一般的な溶剤で容易に拭き落とすことができる。また、ブリッジ部が設けられた部分以外の側面は切断の際に砥石にこすられるので、側面に付着した接着剤はこのときにもクリーニングされる。

次に、チャンバ２の蓋２３を開け、接着剤が塗布された補強板Ｈをチャンバ２内に入れる。補強板Ｈは下部治具４にセットされる。溝Ｇ２の設けられた補強板Ｈを用いる場合は、溝Ｇ２の形成された面がウエハＷとの接着面Ｈ１として、上側に向けられる。溝Ｇ１の設けられた補強板Ｈを用いる場合は、どちらを向けても溝Ｇ１の形成された面が上側に向けられるので、向きは問わない。

次に、ウエハＷのチップ本体Ｃが形成された面が上部治具３に面する向きで、上部治具３にウエハＷを取り付ける。補強板Ｈとの相対角度は、ウエハＷに設けられたオリエンテーションフラット（ウエハの外周の一部に設けられた直線部）を利用して、概略合せられる。

次に、弁５５，５６を閉め、真空ポンプ７，８を起動し、空気流路５１，５２を経由して凹部３１，３２内の空気を引く。これによって、ウエハＷは上部治具３に、補強板Ｈは下部治具４に各々吸着されて支持される。

（ステップ６４）次に、ウエハＷを補強板Ｈに接着する。まず、ウエハＷが上部治具３に保持された状態で蓋２３をチャンバ２にセットする。蓋２３はチャンバ２に対して正確に位置決めされるので、ウエハＷと補強板Ｈは互いに中心を合せて向合う。次に蓋２３を閉め、ウエハＷと補強板Ｈとの相対角度を調整する。具体的には、まず光源１１を点灯し、下部治具４の背面から光を照射する。下部治具４は比較的厚いが、ガラス製であるので、光を透過させる。下部治具４の上部にある補強板Ｈは一般部は光を十分には通さないが、溝Ｇ１から透過光の一部を透過させる（溝Ｇ２の場合も溝は薄化されているので、溝Ｇ２から透過光の一部を透過させる。）。補強板Ｈの上にあるエポキシレジンの接着剤も光透過性であるので光を透過させる。その上部に空間をへだてて存在するウエハＷは０．０５ｍｍ程度に薄化されているので透過光の一部を透過させるが、チップ本体Ｃの形成されている部分は周囲より多少厚いため、光を受けると影になる。さらに上部治具３は下部治具４と同様に光を透過させる。この結果、覗き窓２４から光源１１のほうを見ると、図７Ａに示すように、補強板Ｈの溝Ｇが光り、チップ本体Ｃの形が影となって、これらが互いに重なり合った様子が観察される。このとき、ウエハＷと補強板Ｈとの相対角度θは通常、０以外の角度となっている。なお、実際に覗き窓２４から見えるのは、図中丸で示した部分だけであるが、覗き窓２４の直径を区画Ｂの大きさよりも十分大きくすることによって、どの覗き窓２４からも、少なくとも１つの区画Ｂを完全に見ることができ、かつ、少なくとも３箇所の覗き窓２４で確認しているので、相対角度θを正しく認識することができる。

次に、上部治具３を下方に下ろし、ウエハＷと補強板Ｈとの間にわずかなギャップが残る位置で止める。上部治具３を上部軸５周りに回転させ、ウエハＷと補強板Ｈとの相対角度θを調整する。具体的には、補強板Ｈの溝Ｇの向きとチップ本体Ｃの向きとを観察しながら、上部治具３を回転させ、各チップ本体Ｃが対応する各区画Ｂに包含、すなわちチップ本体Ｃの全体が区画Ｂに入るような角度まで上部治具を回転させる。このように、光を使ってウエハＷと補強板Ｈの相対角度を調整するので、光源１１と覗き窓２４以外に特別な装置を必要とせず、非常に安価である。また、ウエハＷと補強板Ｈの相対角度を直接確認しながら調整できるので、視覚的かつ直接的な感覚で調整でき、調整の精度も高い。

図７Ｂには、両者の角度を正確に調整し、相対角度θが０となったときの状態を示す。この際、ウエハＷを各ＩＣチップに切断する際の切り代は、例えば０．０３ｍｍ幅の砥石を用いると実際の切り代として０．０４〜０．０５ｍｍ程度となる。これに対して溝Ｇの幅は０．０８ｍｍ程度であるので、切り代の両側には０．０１５〜０．０２ｍｍ程度の余裕が存在する。相対角度θは、この余裕の範囲で調整すればよいので、あまり厳密な調整をおこなう必要はない。したがって、図７Ｃ、７Ｄに示すように、相対角度θが０以外の角度に多少ずれていてもよい。

なお、ウエハＷと補強板Ｈはここでは円形として説明しているが、円形以外の形状でも構わない。すなわち、補強板とウエハの各々についてあらかじめ中心点を定めておき、中心点同志を一致させ、かつ補強板とウエハとをあらかじめ定められた相対角度で重ねたときに、各チップ本体の投影面が、溝によって区分された対応する各区画に包含される関係にあればよい。

次に、弁２２を閉め、真空ポンプ９を起動し、チャンバ２内を減圧する。この作業は、接着剤の表面の微細な凹凸による空気の混入を防ぐことと第一の目的としておこなわれる。すなわち、接着剤にはスクリーン印刷の際のメッシュの目が凹凸状に残っており、完全な平坦面にはなっていない。この状態でウエハＷを接触させると、凹部に滞留した空気が抜けることができなくなり、ウエハＷとの接着面に気泡が残り、接着力に大きな影響が生じる。負圧とすることによってこの凹部の空気が抜けるため、気泡が残存しにくくなる。また、この作業は接着剤に混入した空気を負圧によって脱泡するためにもおこなわれる。接着剤は半硬化状態にあるが、負圧にすることによって脱泡は可能である。

その後、上部治具３をさらに降下させ、ウエハＷと補強板Ｈとを接触させる。これによって、ウエハＷと補強板Ｈとは、脱泡され、かつある程度の接着力を有する接着剤によって仮接着される。

次に、真空ポンプ７，８，９を停止し、弁２２，５５，５６を開いてベント管２１，５３，５４を大気開放し、チャンバ２内および凹部３１，３２の気圧を大気圧に戻す。これによってウエハＷと上部治具３、および補強板Ｈと下部治具４との間の吸着力が喪失し、ウエハＷおよび下部治具４はこれらの治具から開放される。一方、ウエハＷと補強板Ｈは接着剤によって仮接着された状態にあるので、仮接着状態を保ってチャンバ２から取り出すことが可能となる。この際、ウエハＷの吸着力は、負圧を開放することによって解除されるので、上部治具３からウエハＷに対して不要な力がかかることはない。

次に、仮接着された状態のウエハＷと補強板Ｈとの結合体を高温炉に入れ、所定の時間、温度で加熱する。一例では１２０℃で２時間程度加熱すると、十分な接着力が発生することが確認された。

（ステップ６５）次に、接着されたウエハＷと補強板Ｈとの結合体を、補強板Ｈの溝Ｇに沿って縦横に切断する。切断する際には、結合体をあらかじめ切断用基板に保持させるようにしてもよい。前述のとおり、補強板Ｈには溝Ｇが設けられているので、切断量が少なくてすみ、切断速度が向上するとともに、砥石の寿命も延びる。これによって、ウエハＷと補強板Ｈとの結合体は、補強板を備えた一つ一つのＩＣチップに分離される。

（ステップ６６）その後、ＩＣチップを洗浄し、切断用基板を外し、外観検査をおこなう。

（ステップ６７）その後、完成したＩＣチップを通信用アンテナとともにアンテナ基板状に搭載し、アンテナ基板上に、ＩＣチップおよび通信用アンテナを被覆する保護膜を形成し、保護膜とアンテナ基板とを外装シートで覆って、非接触ＩＣカードが完成する。

ここで、接着剤を半硬化状態にするための条件について補足する。半硬化状態を経由したことによって、最終的な接着力が不十分となってはならず、その後の硬化ステップにおいて十分な接着力が発生することが必要である。ここでは、その条件を、半硬化状態の後に１２０℃、２時間の加熱条件で十分な最終接着力が得られることと定義し、どのような条件でこの条件が満足されるかを検討した。この結果、半硬化状態は加熱温度と加熱時間との様々な組合せを選択することができることがわかった。一例としては、１２０℃で１５分、１００℃で２０分、９０℃で３０分、８０℃で４５分各々加熱することで、上記の条件が満足される。また、常温の２５℃で３００分放置しても上記の条件は満足される。

次に、必要とされる圧力（真空度）について補足する。まずチャンバ２の真空引きは前述の通り接着剤の気泡を逃がすためにおこなわれる。したがって、必要な負圧は、絶対圧力（以下同じ。）で４８ＫＰａ程度（４００ｍｍＨｇ程度の真空度）で十分であり、実施例においては１４．７ＫＰａ程度（６５０ｍｍＨｇ程度の真空度）とした。また、凹部３１，３２の真空引きは、ウエハＷと補強板Ｈの上部治具３、下部治具４への固定のためにおこなわれる。そのために必要な圧力はチャンバ２の圧力との相対値で決まり、チャンバ２の圧力に対して約６７００Ｐａ程度（５０ｍｍＨｇ）の差圧があれば十分である。このため、実施例においては８ＫＰａ程度（７００ｍｍＨｇ程度の真空度）とした。このように真空度はそれほど高くする必要はないので、真空ポンプ６の性能、容量や、チャンバ２の容積、気密性との関係上、真空度が上がりすぎる場合には、弁２２を部分開放しながら運転してもよい。また真空ポンプ７，８はチャンバ２との差圧形成が目的であるので、最初に真空ポンプ７，８を起動する際には低めの真空度とし、真空ポンプ６の起動に伴い、凹部３１，３２の真空度を徐々に上げていくような運転方法でもよい。

本発明の効果をまとめると以下の通りである。

まず、薄化したウエハを補強板に接着する際、ウエハを負圧によって治具に固定しながら、接着剤の真空脱泡および相互接触をおこなうので、接触後にウエハに無理な力がかかる可能性が減り、ウエハの損傷のおそれが低下する。負圧で固定するので、ウエハの薄化の際のストレスでウエハに反りが生じた場合でも、平坦な形状で保持することができる。また、接触の前に、接着剤を一定時間放置して半硬化状態にするので、接着剤を加熱硬化させる前にある程度の接着力が得られ、ウエハと補強板の結合体を仮接着状態で移動させることができる。このため、上述の効果と相まって、ウエハと補強板の結合体を別の高温炉に入れて、高温硬化をさせることができ、作業の効率が高まる。

また、接着時におけるウエハと補強板との位置決めを、ウエハと補強板との相対角度の調整だけでおこなうことができる。補強板にあらかじめ溝を入れる場合、ｘ、ｙ２方向の位置決めが必要となるが、相互の中心軸を合せることによって、相対角度だけを合せればよいので、調整の手間が減り、装置自体も安価となる。

以上、本発明を薄化したウエハを補強板に接着する製造方法に適用した場合について詳細に説明したが、本発明は、薄化したウエハを他の任意の板状平面に接着する場合にも広く適用することができる。例えば、上述したような、ウエハの薄化後、ウエハをまず各チップ本体に分離して、その後各チップ本体を補強板に固定する手順を採用する場合、薄化されたウエハを切断するために、補強テープをあらかじめウエハに貼り付けることが必要となる。この場合、補強テープは上述した補強板と比べて薄いが、上述と同様の方法で、補強テープをウエハに貼り付けることができる。さらに、本発明は、ＩＣ同士を接着するハイブリッドＩＣの製造にも応用することができる。

本発明の接着装置の概念的側方断面図である。 本発明の薄板同士の接着方法の手順を示すフロー図である。 ウエハの平面図である。 補強板の平面図である。 補強板の溝の部分詳細図である。 補強板の溝の部分詳細図である。 ウエハと補強板との相対角度を調整する際の視認画像である。 ウエハと補強板との相対角度を調整する際の視認画像である。 ウエハと補強板との相対角度を調整する際の視認画像である。 ウエハと補強板との相対角度を調整する際の視認画像である。

符号の説明

１ 接着装置
２ チャンバ
３ 上部治具
４ 下部治具
５ 上部軸
６ 下部軸
７，８，９ 真空ポンプ
１１ 光源
３１，３２ 凹部
３３，３４ 開口部
Ｗ ウエハ
Ｋ シリコン基板
Ｃ チップ本体
Ｗ１ 接着面
Ｈ 補強板
Ｇ 溝
Ｂ 区画
Ｈ１ 接着面

Claims (5)

1. チップ本体の一面が補強板に接着されて構成されるＩＣチップの製造方法であって、
   基板上に複数の前記チップ本体が２次元状に配列されたウエハを形成するステップと、
   前記ウエハを薄化するステップと、
   前記補強板と前記ウエハの各々についてあらかじめ定められた中心同士を一致させ、かつ該補強板と該ウエハとをあらかじめ定められた相対角度で重ねたときに、前記各チップ本体が、溝によって区分された対応する各区画に包含されるように、該補強板に該溝を２次元状に形成するステップと、
   前記ウエハと前記補強板との中心同士を一致させて、該ウエハと該補強板との相対角度を前記各チップ本体が前記各区画に包含される角度に合せて、該ウエハと該補強板とを接着する接着ステップと、
   接着された前記ウエハと前記補強板との結合体を、前記溝に沿って切断し、個々のＩＣチップに分離するステップと、
   を有し、
   前記接着ステップは、薄化された前記ウエハの前記チップ本体が形成された面を第１の裏面、該第１の裏面の反対面を第１の接着面、前記溝の形成された前記補強板の面を第２の接着面、前記第２の接着面の反対面を第２の裏面として、前記第１、第２の接着面の間に接着剤を挟んで前記ウエハと前記補強板とを接着させる接着ステップであって、
   前記補強板の前記第２の接着面に、前記接着剤を塗布するステップと、
   前記第１の裏面に負圧を作用させ、該第１の接着面を下方に向けて、前記ウエハを該第１の裏面で支持するステップと、
   前記第２の裏面に負圧を作用させ、該第２の接着面を上方に向けて、前記補強板を該第２の裏面で支持するステップと、
   その後に、前記接着剤を介して前記第１、第２の接着面同士を接触させて仮接着させる仮接着ステップと、
   その後に、前記接着剤を硬化させて、前記ウエハと前記補強板とを接着させるステップと、を有し、
   前記仮接着ステップは、前記接着剤を介して前記第１、第２の接着面同士を接触させる前に、前記ウエハと前記補強板とを貫通する光を投射し、それによって生じる前記補強板の前記溝を透過する透過光と、前記チップ本体の影とを確認しながら、前記ウエハと前記補強板との相対角度を調整するステップを含む、ＩＣチップの製造方法。
2. 前記仮接着ステップは、前記第１，第２の接着面に、前記第１、第２の裏面に作用している負圧よりも低い真空度の負圧を作用させるステップを有する、請求項１に記載のＩＣチップの製造方法。
3. 前記第２の接着面に作用する負圧と、前記第１、第２の裏面に作用する負圧との差圧は６７００Ｐａ以上である、請求項２に記載のＩＣチップの製造方法。
4. 前記仮接着ステップは、前記接着剤が半硬化状態になってから前記両接着面同士を接触させるステップを含む、請求項１から３のいずれか１項に記載のＩＣチップの製造方法。
5. 請求項１から４のいずれか１項に記載の方法によってＩＣチップを製造するステップと、
   前記ＩＣチップを通信用アンテナとともにアンテナ基板上に搭載するステップと、
   前記アンテナ基板上に、前記ＩＣチップおよび前記通信用アンテナを被覆する保護膜を形成し、該保護膜と該アンテナ基板とを外装シートで覆うステップと
   を有する、非接触ＩＣカードの製造方法。

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