JP5558300B2

JP5558300B2 - 粘着シート貼り替え用補助治具

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Publication number: JP5558300B2
Application number: JP2010220339A
Authority: JP
Inventors: 智子本木; 淳小松
Original assignee: Disco Corp
Current assignee: Disco Corp
Priority date: 2010-09-30
Filing date: 2010-09-30
Publication date: 2014-07-23
Anticipated expiration: 2030-09-30
Also published as: JP2012072341A

Description

本発明は、一面が粘着シートに貼着されて環状フレームに装着された板状物を、該一面の反対面に粘着シートが貼着されて環状フレームに装着された状態へと粘着シートを貼り替える際に使用する粘着シート貼り替え用補助治具に関する。

半導体デバイスの製造プロセスでは、インゴットからワイヤーソー等により切り出されたシリコンやガリウム砒素等のウエーハが研削装置や研磨装置によって研削、研磨されて平坦化された後、表面に複数のＩＣ、ＬＳＩ等の回路素子が形成される。

回路素子が形成されたウエーハは研削装置や研磨装置によって裏面が研削、研磨された後、切削ブレードやレーザ発振器を有する切削装置を用いて切削されて個々の回路素子へと分割され、個々の半導体デバイスが製造される。

切削装置、研削装置等の加工装置を用いて被加工物に加工を施す際、被加工物のハンドリング性を向上させるために、予め被加工物を特開平５−１１４６４７号公報に開示されるような粘着シートに貼着して環状フレームに装着する場合がある。

一方、板状物であるウエーハの表裏両面に研削加工又は研磨加工を施す場合や、ウエーハの表裏両面側からそれぞれ切削ブレードによる切削やレーザ加工を施す場合がある。このように板状物の表裏両面側に加工を施す場合には、粘着シートの貼り替え作業が行われる。

具体的には、加工に先立って板状物の一面側を粘着シートに貼着して環状フレームに装着し、板状物の一面側の反対面を露出した形態としてこの反対面にまず加工を施す。その後、環状フレームを取り外すとともに板状物の加工が施された反対面に新たに粘着シートを貼着して環状フレームに装着し、一面側の粘着シートを除去して板状物の一面側を露出した形態とする。そして、板状物の露出した一面側に加工を施す。

特開平５−１１４６４７号公報

ところが、一面側に粘着シートが貼着された板状物の反対面側に再度粘着シートを貼着すると、一面側に貼着された粘着シートと反対面側に貼着された粘着シートとが互いに接着してしまい、剥離が難しいという問題が生じる。

特に、板状物の厚みが例えば５０μｍ以下と薄い場合には、この問題が顕著に発生し、更に、薄い板状物では、接着した粘着シート同士を剥離しようとする際に板状物自体を破損させてしまう恐れがある。

本発明はこのような点に鑑みてなされたものであり、その目的とするところは、一面が粘着シートに貼着されて環状フレームに装着された板状物を、該一面の反対面に粘着シートが貼着されて環状フレームに装着された状態へと貼り替える際に、粘着シート同士の接着を防止して貼り替え作業を容易にするとともに、板状物の破損リスクを低減可能な粘着シート貼り替え用補助治具を提供することである。

請求項１記載の発明によると、板状物の第１の面が第１粘着シートに貼着され且つ板状物を収容する開口を有する環状フレームに装着された該板状物の第２の面に所定の加工を施し、該加工が施された該板状物の該第２の面に第２粘着シートを貼着して該環状フレームに装着した状態へと粘着シートを貼り替える際に使用する粘着シート貼り替え用補助治具であって、板状物の形状に対応した形状を有する板状物を収容する貫通穴を備え、該環状フレームの開口に対応した外径と板状物の厚さより薄い厚さを有する板状の治具本体と、該治具本体の少なくとも該第２粘着シートが貼着される面に形成された該第２粘着シートの粘着力を低減する複数の微小突起と、を具備したことを特徴とする粘着シート貼り替え用補助治具が提供される。

請求項２記載の発明によると、板状物の第１の面が第１粘着シートに貼着され且つ板状物を収容する開口を有する第１環状フレームに装着された該板状物の第２の面に所定の加工を施し、該加工が施された板状物の該第２の面に第２粘着シートを貼着して該第１環状フレームの該開口と同一サイズの開口を有する第２環状フレームに装着した状態へと粘着シートを貼り替える際に使用する粘着シート貼り替え用補助治具であって、板状物の形状に対応した形状を有する板状物を収容する貫通穴を備え、該第１及び第２環状フレームの該開口に対応した外径と板状物の厚さより薄い厚さを有する板状の治具本体と、該治具本体の少なくとも一面に形成された粘着シートの粘着力を低減する複数の微小突起と、を具備したことを特徴とする粘着シート貼り替え用補助治具が提供される。

粘着シートを貼り替えて環状フレームに装着する際に、本発明の粘着シート貼り替え用補助治具を用いると、板状物の貼り替え作業を容易に且つ短時間で実施できる上、板状物の破損リスクを低減することが出来る。

図１（Ａ）は本発明第１実施形態の粘着シート貼り替え用補助治具の平面図、図１（Ｂ）はその縦断面図である。保持テーブル上に環状フレームと補助治具を載置し、半導体ウエーハを補助治具の収容部内に収容した状態の平面図である。補助治具の収容部内に収容された半導体ウエーハの表面及び環状フレームに粘着シートを貼着する様子を示す縦断面図である。粘着シート貼り機の概略斜視図である。粘着シート貼り機の一部断面側面図である。カッターアセンブリが作動位置に下降されている状態の粘着シート貼り機の一部断面側面図である。複数の半導体ウエーハがその裏面を露出して粘着シートを介して環状フレームに装着された状態の平面図である。加工の一例であるウエーハの裏面を研削している状態の斜視図である。ウエーハの裏面研削後の状態を示す縦断面図である。補助治具の収容部内に収容された半導体ウエーハの裏面及び環状フレームに粘着シートを貼着する様子を示す縦断面図である。半導体ウエーハの表面及び裏面にそれぞれ粘着シートが貼着された状態の縦断面図である。半導体ウエーハの表面に貼着された第１粘着シートを剥離する様子を示す縦断面図である。半導体ウエーハの表面を研削する様子を示す斜視図である。図１４（Ａ）は本発明第２実施形態の粘着シート貼り替え用補助治具の平面図、図１４（Ｂ）はその縦断面図である。

以下、本発明の実施形態を図面を参照して詳細に説明する。図１（Ａ）を参照すると、本発明第１実施形態の粘着シート貼り替え用補助治具２の平面図が示されている。図１（Ｂ）はその縦断面図である。

粘着シート貼り替え用補助治具（以下、単に補助治具と略称する）２は複数の貫通穴から成る被加工物収容部（単に収容部と称する場合がある）６を有する板状の治具本体４から形成される。治具本体４はアルミニウム等の金属、又は樹脂から形成される。

各被加工物収容部６は、例えば図２に示すような半導体ウエーハ１１を収容する際には、半導体ウエーハ１１の外径より僅かばかり大きな直径を有する円形状であるが、本発明の被加工物収容部６の形状は円形に限定されるものではなく、被加工物の形状に合った形状をしている必要がある。

治具本体４の厚さは被加工物の厚さより薄く設定されている。例えば、被加工物がシリコン等の半導体インゴットから切り出された厚み１．１ｍｍ程度の半導体ウエーハ１１であり、半導体ウエーハの片面を研削して厚み９００μｍへと薄化した後に半導体ウエーハの反対面を研削して厚み７００μｍへと薄化する場合には、治具本体４の厚さは例えば９００μｍよりも薄い必要がある。

再び図１を参照すると、治具本体４には互いに直交する位置合わせ用補助線８が形成されている。更に、各収容部６に臨んで半導体ウエーハ１１のノッチ２１を位置合わせするためのマーク１０が形成されている。

更に、治具本体４の表面（粘着シート貼着面）全面には粘着シートの貼着力を低減する多数の微小突起１２が形成されている。この微小突起１２は、例えば直径０．５ｍｍの球体から形成されるが、この形状に限定されるものではない。

図２を参照すると、例えば図４に示したような粘着シート貼り機２２の保持テーブル４２のフレーム載置領域４４上に環状フレーム１４と補助治具２を載置し、半導体ウエーハ１１を表面を上にして被加工物収容部６中に収容した状態の平面図が示されている。保持テーブルのフレーム載置部４４には互いに９０度離間した４個の載置補助線４５が形成されている。

環状フレーム１４、補助治具２及び半導体ウエーハ１１をこのようにセットした後、図３に示すように、環状フレーム１４及び半導体ウエーハ１１の表面１１ａに基材２５上に糊層２７が形成された第１粘着シート２４を、ローラ３０を矢印Ａ方向に転動することにより貼着する。

この時、補助治具２の治具本体４の厚さはウエーハ１１の厚さより薄く設定されているため、図３に示すように、ウエーハ１１は補助治具２の各収容部６から突出し、更に補助治具２の表面には多数の微小突起１２が形成されているので、補助治具２が第１粘着シート２４に貼着されてしまうことを防止できる。

この粘着シートの貼着工程を自動化した例を、図４乃至図６を参照して説明する。図４を参照すると、粘着シート貼り機２２は、ロール状に巻回された第１粘着シート２４が軸２５に装着された送り出しロール２６と、使用済みの第１粘着シート２４を巻き取り軸３８でロール状に巻き取る巻き取りロール３６を備えている。

送り出しロール２６から送り出される第１粘着シート２４は、固定ローラ２８、シート貼着可動ローラ３０、シート剥離稼動ローラ３２，３４の間を通って巻き取りロール３６の巻き取り軸３８で巻き取られる。

４２は環状フレーム１４と補助治具２と半導体ウエーハ１１を図３に示すように載置し、吸着固定する保持テーブルであり、環状フレーム１４を載置固定するフレーム載置領域４４を有している。フレーム載置領域４４には互いに９０度離間した４個の載置補助線４５が形成されている。

保持テーブル４２は、第１粘着シート２４の送り出し方向に対して直角方向に進退し、環状フレーム１４と補助治具２とウエーハ１１を保持テーブル４２上にセットする作業領域４６と、第１粘着シート２４を環状フレーム１４とウエーハ１１に貼着するシート貼着領域４８とに位置づけられるようになっている。

４０はカッターアセンブリであり、図５の一部断面側面図で示すように、図示しない駆動手段により上下方向に移動する取付ベース５２と、取付ベース５２に対して軸５６周りを図示しない駆動手段により旋回する旋回アーム５４とを含んでいる。

旋回アーム５４には、シートカッター５８が水平方向移動調整可能に取り付けられている。環状フレーム１４のインチ径に応じて、シートカッター５８は環状フレーム１４の半径方向に移動調整される。

図４を再び参照すると、粘着シート貼り機２２の前面側にはその操作を制御するコンソール５３が設けられており、作業者はコンソール５３にタッチすることによりシート貼り機２２の操作を制御する。

以下、このように構成された粘着シート貼り機２２の作用について説明する。以下に説明する実施形態では、粘着シート貼り替え用補助治具２をウエーハ１１の表裏両面を研削する用途に使用した例について説明する。

まず、作業者が保持テーブル４２のフレーム載置領域４４に環状フレーム１４を位置決めして載置し、更に環状フレーム１４の開口部１６内に、補助治具２を嵌合し、補助治具２の収容部６内にウエーハ１１を収容する。

ボタンＡを押すと、環状フレーム１４及び補助治具２が保持テーブル４２に吸引保持され、矢印５５で示す方向に保持テーブル４２が移動されてシート貼着領域４８に位置づけられる。

シート貼着領域４８に位置づけられた環状フレーム１４とウエーハ１１に対して第１粘着シート２４を図５で点線で示すように貼着するために、シート貼着可動ローラ３０が矢印Ｓで示すように往復運動をする。これにより、第１粘着シート２４は環状フレーム１４及びウエーハ１１に一体接着される。この時、カッターアセンブリ４０は上昇された待機位置にある。

次いで、図６に示すようにカッターアセンブリ４０が下降し、シートカッター５８で環状フレーム１４上の第１粘着シート２４を押圧する。この状態で旋回アーム５４を軸５６を中心として３６０度旋回させることにより、シートカッター５８で第１粘着シート２４を円形に切断する。切断が完了した後、カッターアセンブリ４０は待機位置に復帰する。

次いで、シートカッター５８により切断された外側の使用済みの第１粘着シート２４がシート剥離ローラ３２，３４の移動によって環状フレーム１４から剥離される。即ち、シート剥離ローラ３２，３４が図５で矢印Ｓ方向に往復動され、使用済みの第１粘着シート２４を巻き取りロール３６で巻き取ると同時に未使用の第１粘着シート２４をシート送り出しロール２６からシート貼着領域４８まで引き出す。

次いで、第１粘着シート２４の貼着が完了した環状フレーム１４及びウエーハ１１が収容部６に収容された補助治具２が、保持テーブル４２に載置固定された状態で図４に示す作業領域４６まで移動される。

この作業領域４６において、作業者が第１粘着シート２４によって一体となった環状フレーム１４とウエーハ１１を取り出し、反転すると図７に示すように複数のウエーハ１１が第１粘着シート２４を介して環状フレーム１４に装着された状態となる。

環状フレーム１４には加工装置のチャックテーブルに設けられた位置決めピンに当接するための形状の異なる２個の切欠き１８，２０が形成されている。図７を図２と比較すると明らかなように、図７の環状フレーム１４は図３に示した環状フレーム１４を反転したものである。

この状態で研削装置のウエーハカセット内に収容し、自動搬送工程を経て、例えば図８に示すような研削装置のチャックテーブル６４で第１粘着シート２４を介して環状フレーム１４に支持された複数の半導体ウエーハ１１を吸引保持する。

更に、図示しないクランプにより環状フレーム１４をクランプして引き落とし、研削すべきウエーハ１１の裏面１１ｂが環状フレーム１４の上面より所定距離突出する状態とする。

図８において、研削装置の研削ユニット６６は、モータにより回転駆動されるスピンドル６８と、スピンドル６８の先端に固定されたホイールマウント７０と、ホイールマウント７０に複数のねじ７１により着脱可能に装着された研削ホイール７２とから構成される。研削ホイール７２は、ホイール基台７４の自由端部に複数の研削砥石７６を環状に固定して構成されている。

この裏面研削ステップでは、チャックテーブル６４を矢印ａで示す方向に例えば３００ｒｐｍで回転しつつ、研削ホイール７２を矢印ｂで示す方向に例えば６０００ｒｐｍで回転させるとともに、研削ユニット送り機構を駆動して研削ホイール７２の研削砥石７６をウエーハ１１の裏面１１ｂに接触させる。

そして、研削ホイール７２を所定の研削送り速度で下方に所定量研削送りする。接触式又は非接触式の厚み測定ゲージでウエーハ１１の厚みを測定しながら研削を遂行し、ウエーハ１１を例えば９００μｍの厚みに研削する。ウエーハ１１の裏面１１ｂの研削が終了した状態の縦断面図が図９に示されている。

次いで、本実施形態では、図１０に示すように、環状フレーム１４の開口１６内に補助治具２を嵌合し、補助治具２の収容部６内に裏面１１ｂが研削されたウエーハ１１を裏面１１ｂを上にして収容する。そして、環状フレーム１４及び半導体ウエーハ１１の裏面１１ｂに基材８２上に糊層８４が形成された第２粘着シート８０を、ローラ８６を矢印Ａ方向に転動することにより貼着する。

第２粘着シート８０をウエーハ１１の裏面１１ｂに貼着する前に、第１粘着シート２４が紫外線硬化タイプの場合には、ウエーハ１１の裏面１１ｂを研削後に第１粘着シート２４側から紫外線を照射して第１粘着シート２４の粘着力を低減しておくようにする。

一方、第１粘着シート２４が一般的な感圧タイプの場合には、第１粘着シート２４と接する補助治具２の裏面側にも表面側の微小突起１２と同様な多数の微小突起を形成しておくのが好ましい。

ウエーハ１１の表裏両面に第１及び第２粘着シート２４，８０を貼着した状態の縦断面図が図１１に示されている。この状態から、図１２に示すように、第１粘着シート２４を剥離し、補助治具２を環状フレーム１４から取り外す。その結果、複数のウエーハ１１が第２粘着シート８０を介して環状フレーム１４に装着された状態を得ることができる。

次いで、図１３に示すように、第２粘着シート８０を介して環状フレーム１４に装着された複数のウエーハ１１をその表面１１ａを上にして研削装置のチャックテーブル６４で吸引保持し、図８に関連して説明したのと同様に環状フレーム１４を図示しないクランプで下方に引き落とす。

そして、チャックテーブル６４を矢印ａ方向に例えば３００ｒｐｍで回転しつつ、研削ホイール７２を矢印ｂで示す方向に例えば６０００ｒｐｍで回転させるとともに、研削ユニット送り機構を駆動して研削ホイール７２の研削砥石７６をウエーハ１１の表面１１ａに接触させる。

そして、研削ホイール７２を所定の研削送り速度で下方に所定量研削送りする。接触式又は非接触式の厚み測定ゲージでウエーハ１１の厚みを測定しながらウエーハ１１を７００μｍの厚みに研削する。このように両面が研削されて７００μｍの厚みに仕上げられたウエーハ１１の表面１１ａには、よく知られたフォトリソグラフィにより複数の半導体素子が形成される。

尚、図１０に示した変形例として、第１粘着シート２４の粘着力を紫外線照射等により低減してから、環状フレーム（第１環状フレーム）１４を第１粘着シート２４から剥離した後、保持テーブル４２上に第１粘着シート２４に貼着されたウエーハ１１を載置する。

次いで、補助治具２の収容部６内にウエーハ１１が収容されるように補助治具２を第１粘着シート２４上に載置する。その後、第１環状フレーム１４と同一サイズの第２環状フレームの開口部に補助治具２が嵌合するよう第２環状フレームを第１粘着シート２４上に載置した後、第２環状フレーム及びウエーハ１１の裏面１１ｂに第２粘着シート８０を貼着するようにしてもよい。この場合には、第２環状フレーム１４の切欠き１８，２０は図８に示した向きと同様となる。

図１４（Ａ）を参照すると、本発明第２実施形態の粘着シート貼り替え用補助治具８８の平面図が示されている。図１４（Ｂ）はその縦断面図である。本実施形態の補助治具８８の治具本体９０には多数の貫通穴から構成された収容部９２が形成されている。

収容部９２が貫通穴から形成されているので、第１実施形態の補助治具２と同様に、治具本体９０の厚さは収容部９２内に収容される被加工物の厚さより薄くする必要がある。治具本体９０には更に、互いに９０度離間した４個の位置合わせ用の補助線９４が形成されている。

治具本体９０の表面（粘着シート貼着面）には粘着シートの貼着力を低減する多数の微小突起９６が形成されている。微小突起９６は第１実施形態の微小突起１２と同様に、粘着シートの粘着層と点接触になり、粘着シートを粘着シート貼り替え用補助治具８８から剥離し易くする目的で形成されている。

この第２実施形態の補助治具８８は、特に収容部９２内に収容するウエーハ等の板状物が小サイズの場合に、板状物の配置を効率良く位置決めすることができる。尚、第１粘着シート２４として感圧タイプの粘着シートを使用する場合には、治具本体９０の裏面にも多数の微小突起を形成しておくことが好ましい。

上述した第１実施形態では、ウエーハ１１の表裏両面を研削する際に補助治具２を使用する例について説明したが、本発明の粘着シート貼り替え用補助治具２は研削用のみに限定されるものではなく、ウエーハ等の板状物の表裏両面からの研磨、又は表裏両面側から切削ブレード、レーザ等により加工溝を形成する場合にも応用することができる。

表裏両面側から加工溝を形成する応用例の場合には、補助治具２又は８８の保持テーブルに対する位置合わせ及び補助治具２又は８８の収容部６，９２に対する被加工物の位置合わせを行う必要がある。

尚、上述した第１及び第２実施形態の補助治具２，８８はそれぞれ貫通穴からなる複数の収容部６，９２を有しているが、本発明はこれに限定されるものではなく、粘着シート貼り替え用補助治具は貫通穴からなるただ一つの収容部を有していてもよい。

２粘着シート貼り替え用補助治具
４治具本体
６収容部
８補助線
１０マーク
１１半導体ウエーハ
１２微小突起
１４環状フレーム
１６開口部
２４第１粘着シート
２２粘着シート貼り機
４２保持テーブル
４４フレーム載置領域
４５載置補助線
８８粘着シート貼り替え用補助治具
９０治具本体
９２収容部
９４補助線
９６微小突起

Claims

板状物の第１の面が第１粘着シートに貼着され且つ板状物を収容する開口を有する環状フレームに装着された該板状物の第２の面に所定の加工を施し、該加工が施された該板状物の該第２の面に第２粘着シートを貼着して該環状フレームに装着した状態へと粘着シートを貼り替える際に使用する粘着シート貼り替え用補助治具であって、
板状物の形状に対応した形状を有する板状物を収容する貫通穴を備え、該環状フレームの開口に対応した外径と板状物の厚さより薄い厚さを有する板状の治具本体と、
該治具本体の少なくとも該第２粘着シートが貼着される面に形成された該第２粘着シートの粘着力を低減する複数の微小突起と、
を具備したことを特徴とする粘着シート貼り替え用補助治具。
板状物の第１の面が第１粘着シートに貼着され且つ板状物を収容する開口を有する第１環状フレームに装着された該板状物の第２の面に所定の加工を施し、該加工が施された板状物の該第２の面に第２粘着シートを貼着して該第１環状フレームの該開口と同一サイズの開口を有する第２環状フレームに装着した状態へと粘着シートを貼り替える際に使用する粘着シート貼り替え用補助治具であって、
板状物の形状に対応した形状を有する板状物を収容する貫通穴を備え、該第１及び第２環状フレームの該開口に対応した外径と板状物の厚さより薄い厚さを有する板状の治具本体と、
該治具本体の少なくとも一面に形成された粘着シートの粘着力を低減する複数の微小突起と、
を具備したことを特徴とする粘着シート貼り替え用補助治具。