JP6180742B2 - テープ貼着方法及びテープ貼着装置 - Google Patents

Description

本発明は、板状ワークに粘着テープを貼着する方法及びこの方法の実施を可能とするテープ貼着装置に関する。

表面に格子状の切断ラインが形成された半導体デバイスウエーハなどの板状ワークは、切断装置を使用して切断ラインに沿って切断することによって個々のチップに分割され、携帯電話機やパソコンなどの各種電気機器に組み込まれて利用される。

板状ワークを切断する切断装置としては、ブレードを備えるダイシング装置やレーザー装置がある。ダイシング装置やレーザー装置によって板状ワークを個々のチップに分割する際には、デバイスとして使用することができる面積を広げるために切断ラインを通過するブレードなどの切断幅を狭く形成するとともに、電力消費を抑えるためにチップを薄化することが要求されている。

また、板状ワークを個々のチップに分割するとき、切断ラインに沿って切断された板状ワークの表面と板状ワークの研削面（裏面）とに欠けが生じないようにするため、ダイシング装置では、ブレードを板状ワークの一方の面（表面）側から板状ワークの厚みの半分程度まで切り込ませることにより切削溝を形成した後、板状ワークの他方の面（裏面）から研削して薄化するとともに切削溝を裏面側から表出させることによって、板状ワークを個々のチップに分割している。レーザー装置を使用して板状ワークを個々のチップに分割する場合は、板状ワークの内部にレーザービームを集光して切断ラインを形成した後、ウエーハの裏面から研削して薄化することによって板状ワークを個々のチップに分割している。

さらに、板状ワークを個々のチップに分割するとき、各チップがバラバラになることを防止するために、板状ワークを環状フレームの中央の開口した領域に配置するとともに、板状ワークと環状フレームとに粘着テープを貼着している（例えば、下記の特許文献１及び特許文献２を参照）。

特開２０１１−２３６０２４号公報 特開２００２−３３４８５２号公報

上記のように、板状ワークの裏面を研削することによって個々のチップに分割された後は、次の工程で個々のチップをピックアップするため、板状ワークの表裏を反転させてその表面側を上向きにする必要がある。このとき、個々に分割された複数のチップ同士の間に十分な間隔がないために隣り合うチップが接触することがある。特にレーザービーム照射後に板状ワークを個々のチップに分割すると、隣接するチップ同士の間隔が極めて狭く形成されるため、チップ同士が接触し破損してしまうという問題がある。したがって、環状フレームには、隣接するチップ同士を離間した状態にして板状ワークを支持させる必要がある。

本発明は、上記の事情にかんがみてなされたものであり、切断ラインに沿って分割された個々のチップ同士を離間させつつフレームに板状ワークを支持させ、隣接するチップが接触しないようにすることに本発明の解決すべき課題がある。

本発明は、板状ワークの一方の面に保護テープを貼着するとともに板状ワークの他方の面側に形成された切断ラインに沿って切断することにより複数のチップが保護テープに貼着された第１のワークセットが構成され、環状に形成され内周側に開口エリアを備える環状フレームの該開口エリアに該第１のワークセットの該保護テープ側を下にして配置し、該環状フレームと該第１のワークセットとの上面に粘着テープを貼着することによって第２のワークセットを形成する粘着テープ貼着工程と、該粘着テープ貼着工程の後に該保護テープを板状ワークの一方の面から剥離することによって第３のワークセットを形成する保護テープ剥離工程と、を備えたテープ貼着方法であって、該粘着テープ貼着工程で用いられる該粘着テープは熱収縮性を有し、該粘着テープ貼着工程の後、保護テープ剥離工程の前に、該開口エリアにおける該粘着テープに熱付与することによって該粘着テープを熱収縮させて該チップ間の間隔を広げるチップ離間工程を遂行する。

上記チップ離間工程では、環状フレームの内周と板状ワークの外周との間のエリアに限定して熱付与することが望ましい。

さらに、本発明は、上記環状フレームを支持するとともに上記開口エリアにおいて環状フレームと同じ高さで板状ワークを支持する支持テーブルと、該支持テーブルに支持された板状ワークと該環状フレームとに上記粘着テープを貼着することにより該環状フレームの内側の該開口エリアにおいて粘着テープに板状ワークが貼着された上記第２のワークセットを形成する粘着テープ貼着手段と、該粘着テープに熱を与える熱付与手段とを含んで構成されたテープ貼着装置であり、上記のテープ貼着方法を可能とする。

本発明にかかるテープ貼着方法では、粘着テープ貼着工程を実施することにより、環状フレームの開口エリアに板状ワークと保護テープとからなる第１のワークセットを保護テープ側を下にして配置し、環状フレームと第１のワークセットとに熱収縮性を有する粘着テープを貼着し第２のワークセットを形成した後、チップ離間工程を実施し、第２のワークセットを構成する粘着テープに熱付与することによって粘着テープを熱収縮させるため、チップ同士の間隔が広がって隣接するチップを離間させることができる。したがって、次の保護テープ剥離工程において板状ワークから保護テープを剥離するために、第２のワークセットの表裏を反転しても、隣接するチップ同士が接触して破損することがない。

上記チップ離間工程では、環状フレームの内周と板状ワークの外周との間のエリアに限定して熱付与を実施するため、粘着テープのうち環状フレーム及び板状ワークが貼着されてない部分の収縮によって板状ワークが貼着されている部分が引っ張られ、チップ同士の間隔が広がって隣接するチップを確実に離間させることができる。

さらに、本発明にかかるテープ貼着装置は、環状フレームを支持するとともに該環状フレームと同じ高さで板状ワークを支持する支持テーブルと、支持テーブルに支持された板状ワークと該環状フレームとに粘着テープを貼着しワークセットを形成する粘着テープ貼着手段と、粘着テープに熱を与える熱付与手段とを含んで構成され上記テープ貼着方法を可能としているため、チップ離間工程を実施し、粘着テープに熱付与することによって粘着テープが熱収縮するため、チップ同士の間隔が広がって隣接するチップを離間させることができる。したがって、チップ離間工程の後、保後テープ剥離工程を実施するためにワークセットを反転させるときに、隣接するチップ同士が接触することを防ぐことができる。

テープ貼着装置の構成を示す平面図である。 支持テーブル及び粘着テープ貼着手段の構成を示す断面図である。 熱付与手段の第１例の構成を示す断面図である。 熱付与手段の第２例の構成を示す断面図である。 粘着テープ貼着工程を示す断面図である。 チップ離間工程を示す断面図である。 保護テープ剥離工程を示す断面図である。

図１に示すテープ貼着装置１０は、Ｙ軸方向にのびる装置ベース１０ａを有し、装置ベース１０ａの中央部には、環状に形成され内周側に開口エリアＡ１を有するフレーム２とともに被加工物を支持する第１の支持テーブル４０と、フレーム２とともに被加工物を支持する第２の支持テーブル６０とが配設されている。装置ベース１０ａのＹ軸方向前部には、被加工物を収容するロードカセット１１と、フレーム２とともに被加工物を収容するアンロードカセット１２とが配設されている。

ロードカセット１１と第１の支持テーブル４０との間には、ロードカセット１１から被加工物を取り出し第１の支持テーブル４０に被加工物を搬入する搬入ロボット２０が配設されている。搬入ロボット２０は、被加工物を保持するハンド２１と、ハンド２１を回動させる回動部２２と、ハンド２１を所望の位置に移動させるアーム部２３と、を備えている。

第１の支持テーブル４０及び第２の支持テーブル６０の近傍には、第１の支持テーブル４０においてフレーム２とともに支持された被加工物を第２の支持テーブル６０に搬送する搬送ロボット３０が配設されている。搬送ロボット３０は、フレーム２を吸着する複数の吸着部３１と、水平方向の回転軸を中心として吸着部３１を回動させる回動部３２と、支点軸３４を中心軸として吸着部３１を所定の位置に移動させるアーム部３３と、を備えている。

アンロードカセット１２には、一対のガイド部１４が連結されている。アンロードカセット１２の前方には、フレーム２を一対のガイド部１４に沿ってＹ軸方向に引っ張り、フレーム２とともに被加工物をアンロードカセット１２に搬入するアンロードユニット１３が配設されている。

図２に示すように、第１の支持テーブル４０は、被加工物である板状ワークＷを吸引保持するワーク吸引部４１と、フレーム２を吸引保持するフレーム吸引部４２と、ワーク吸引部４１とフレーム吸引部４２とに連通する吸引源４３とを備えており、移動基台４４によって下方から支持されている。第１の支持テーブル４０は、吸引源４３が作動することにより、フレーム吸引部４２においてフレーム２を支持するとともにワーク吸引部４１においてフレーム２と同じ高さで被加工物を支持することができる。

図１及び図２に示すように、装置ベース１０ａには、第１の支持テーブル４０をＹ軸方向に移動させる第１の移動手段１５が配設されている。第１の移動手段１５は、Ｙ軸方向にのびるボールネジ１５ａと、ボールネジ１５ａと平行にのびる一対のガイドレール１５ｂと、ボールネジ１５ａの一端に接続されたモータ１５ｃ、とを備えている。一対のガイドレール１５ｂには、図２に示す移動基台４４の一方の面が摺接するとともに、この移動基台４４の中央部に形成された雌螺子にボールネジ１５ｃが螺合している。そして、モータ１５ｃによって駆動されてボールネジ１５ａが回動することにより、第１の支持テーブル４０をＹ軸方向に水平に移動させることができる。なお、図２においてはガイドレール１５ｂの図示を省略している。

第１の支持テーブル４０の移動経路上（Ｙ軸方向）には、第１の支持テーブル４０において支持された被加工物とフレーム２とに粘着テープ４を貼着することによりフレーム２の内側の開口エリアＡ１において粘着テープ４に被加工物を貼着する粘着テープ貼着手段５０が配設されている。粘着テープ貼着手段５０は、テープ保護シート５が貼着された粘着テープ４をロール状に巻いた第１のロール部５１と、テープ保護シート５をロール状に巻き取る第２のロール部５２と、テープ保護シート５が貼着された粘着テープ４を第１のロール部５１から下方に送り出す送りローラ５３ａ及び送りローラ５３ｂと、粘着テープ４を押圧しながら被加工物に貼着する押圧ローラ５４と、粘着テープ４からテープ保護シート５を剥離する剥離ローラ５５と、テープ保護シート５を第２のロール部５２に引き込ませる引き込みローラ５６と、を備えている。

図３に示す第２の支持テーブル６０は、被加工物を吸引保持するワーク吸引部６１と、フレーム２を吸引保持するフレーム吸引部６２と、ワーク吸引部６１とフレーム吸引部６２とに連通する吸引源６４とを備え、移動基台６３によって下方から支持されている。図１に示す装置ベース１０ａには、第２の支持テーブル６０をＹ軸方向に移動させる第２の移動手段１６が配設されている。第２の移動手段１６は、第１の移動手段１５と同様の構成となっており、Ｙ軸方向にのびるボールネジ１６ａと、ボールネジ１６ａと平行にのびる一対のガイドレール１６ｂと、ボールネジ１６ａの一端に接続されたモータ１６ｃ、とを備えている。モータ１６ｃが駆動されてボールネジ１６ａが回動することにより、第２の支持テーブル６０をＹ軸方向に水平に移動させることができる。

図３に示すように、第２の支持テーブル６０の内部には、図２に示した粘着テープ４に熱を与える熱付与手段７０が配設されている。熱付与手段７０は、リング状のヒータ７１と、ヒータ７１に接続された電源７２と、電源７２のオンとオフとの切り替えを制御する制御部７３とを備えている。制御部７３により電源７２をオフからオンに切り替えると、第２の支持テーブル６０の内部にあるヒータ７１が所定の温度に加熱され、上方に向けて熱を与えることができる。

熱を与える手段としては、熱付与手段７０に限定されるものではない。例えば、図４に示すように、搬送ロボット３０の内部に熱付与手段７０と略同様の構成となっている熱付与手段８０を配設するようにしてもよい。すなわち、熱付与手段８０は、リング状のヒータ８１と、ヒータ８１に接続された電源８２と、電源８２のオンとオフとの切り替えを制御する制御部８３とを備えている。そして、吸着部３１に接続された吸引源３５の作動によって、吸着部３１が図２に示したフレーム２を吸引保持しつつ、制御部８３により電源８２をオフからオンに切り替えると、搬送ロボット３０の内部にあるヒータ８１が所定の温度で加熱され、下方に向けて熱を与えることができる。

第２の支持テーブル６０の移動経路上（Ｙ軸方向）には、保護テープ剥離手段９０が配設されている。保護テープ剥離手段９０は、剥離部９１を有し、被加工物の一方の面に貼着された保護テープを剥離することができる。

以下では、テープ貼着装置１０の動作例について説明する。図２に示す板状ワークＷは、被加工物の一例であって特に限定されるものではない。この板状ワークＷは、一方の面に保護テープ３が貼着されるとともに板状ワークＷに形成された切断ラインに沿って複数のチップＣにあらかじめ切断されており、チップＣ同士の間には僅かな幅を有する間隔Ｓが形成されている。このように保護テープ３が貼着されたまま複数のチップＣに切断された状態の板状ワークＷを第１のワークセット１としており、図１に示すロードカセット１１に第１のワークセット１が複数収容されている。そして、搬入手段２０は、ロードカセット１１から第１のワークセット１を取り出して第１の支持テーブル４０に搬入する。なお、フレーム２は、あらかじめ第１の支持テーブル４０に載置しておく。保護テープ３は特に限定されるものではなく、例えば、ダイシングテープを使用することができる。

（１）粘着テープ貼着工程
図５（ａ）に示すように、搬入ロボット２０は、第１のワークセット１を構成する保護テープ３側を下にして第１の支持テーブル４０におけるフレーム２の開口エリアＡ１に配置する。その後、吸引源４３の作動によりワーク吸引部４１が保護テープ３側を吸引するとともに、フレーム吸引部４２においてフレーム２を吸引することによって第１の支持テーブル４０において第１のワークセット１を支持する。

第１の移動手段１５は、ボールネジ１５ａを回動することにより第１の支持テーブル４０を例えばＹ１方向に移動させ、図５（ｂ）に示す粘着テープ貼着手段５０の下方に移動させる。次いで、粘着テープ貼着手段５０が作動すると、送りローラ５３ａ及び送りローラ５３ｂが回転し、第１のロール部５１からテープ保護シート５が貼着された粘着テープ４を下方にある押圧ローラ５４の下方に向けて送り出す。この際、引き込みローラ５６が回転することにより、剥離ローラ５５にテープ保護シート５を掛けるようにして引き込み、粘着テープ４からテープ保護シート５を剥離する。

図５（ｂ）に示すように、第１の移動手段１５によって第１の支持テーブル４０を例えばＹ２方向に移動させながら、下方に送り出された粘着テープ４を押圧ローラ５４によって押圧しながらフレーム２と第１のワークセット１との上面に粘着テープ４を貼着することにより、図５（ｃ）に示す第２のワークセット７を形成する。粘着テープ４は、熱収縮性を有しており、例えば、日東電工社製のテープ（ＥＭ−７６０，Ｄ−１７４Ａ）やリンテック社製のテープ（ＬＥ４００３）を使用することができる。

（２）チップ離間工程
粘着テープ貼着工程を実施した後、図６（ａ）に示すように、搬送ロボット３０によって、第２のワークセット７を第２の支持テーブル６０に搬送する。次いで、吸引源６４の作動により、フレーム吸引部６２においてフレーム２を吸引するとともに、ワーク吸引部６１において保護テープ３側を吸引することによって、第２の支持テーブル６０において第２のワークセット７を支持する。この際、フレーム２の内周２ａと板状ワークＷの外周１ａとの間に環状の空間である限定エリアＡ２が形成される。これにより、ヒータ７１の上方には、限定エリアＡ２を通じて粘着テープ４の一方の面が位置づけられる。

次に、熱付与手段７０は、制御部７３の制御により電源７２をオフからオンに切り替え、ヒータ７１が所定の温度で限定エリアＡ２に限定して加熱することにより、第２のワークセット７を構成する粘着テープ４のうち、フレーム２及び板状ワークＷが貼着されていない部分に熱付与する。

粘着テープ４に熱が付与されると、加熱された部分が熱収縮することにより粘着テープ４が径方向に伸びるとともに、粘着テープ４に貼着された板状ワークＷも同一方向に引き伸ばされるため、隣接する複数のチップＣの間隔Ｓが広がる。その結果、図６（ｂ）に示すように、隣接する複数のチップＣ同士が離間し隙間９が形成される。このとき、板状ワークＷには、粘着テープ４が貼着された面と反対側に面において保護テープ３が貼着されているため、複数のチップＣの位置がずれることがない。

なお、チップ離間工程において、図４に示した構成の熱付与手段８０を用いる場合は、吸着部３１においてフレーム２を吸着して搬送ロボット３０によって第２のワークセット７を第２の支持テーブル６０に搬送する過程において、粘着テープ４のうちフレーム２及び板状ワークＷが貼着されていない部分を加熱することができる。

（３）保護テープ剥離工程
チップ離間工程を実施した後、図７に示すように、板状ワークＷから保護テープ３を剥離する。まず、図７（ａ）に示す搬送ロボット３０によって第２のワークセット７の表裏を反転させ、粘着テープ４側を下向きにするとともに板状ワークＷに貼着された保護テープ３側が上向きになるように第２の支持テーブル６０において第２のワークセット７を配置する。このとき、チップ離間工程においてチップ間隔が広げられているため、隣り合うチップ同士が接触することがない。

図７（ｂ）に示すように、第２の移動手段１６におけるボールネジ１６ａが回動することにより第２の支持テーブル６０を例えばＹ１方向に移動させながら、第２のワークセット７を保護テープ剥離手段９０の下方に移動させる。保護テープ剥離手段９０は、剥離部９１にクランプされた剥離テープ６を保護テープ３の周縁部分に貼着し、第２の支持テーブル６０をＹ１方向に移動させながら剥離部９１を上昇させる。そうすると、図７（ｃ）に示すように、保護テープ３を板状ワークＷから完全に剥離することができる。このようにして、隙間９によって個々のチップＣが離間した状態でフレーム２に支持されて構成される第３のワークセット８を形成する。この第３のワークセット８は、図１に示したアンロードユニット１３によってＹ軸方向手前側に引っ張られてアンロードカセット１２に収容される。その後、次の工程において個々のチップＣはピックアップされる。

以上のように、テープ貼着装置１０は、板状ワークＷと保護テープ３とからなる第１のワークセット１とフレーム２とを支持する第１の支持テーブル４０と、第１の支持テーブル４０に支持されたフレーム２と第１のワークセット１とに粘着テープ４を貼着し第２のワークセット７を形成する粘着テープ貼着手段５０と、粘着テープ４に熱を与える熱付与手段７とを含んで構成されているため、粘着テープ貼着工程の後にチップ離間工程を実施し、第２のワークセット７を構成する粘着テープ４に熱付与することによって粘着テープ４が熱収縮するため、チップＣ同士の間隔Ｓが広がって隙間９を形成し、隣接するチップＣを離間させることができる。したがって、次の保護テープ剥離工程を実施するために、第２のワークセット７を反転させても、隣接するチップ同士が接触することがなくなる。

上記チップ離間工程では、フレーム２の内径２ａと板状ワークＷの外径１ａとの間の限定エリアＡ２に限定して熱付与を実施するため、粘着テープ４のうち、フレーム２及び板状ワークＷが貼着されていない部分が熱収縮し、チップＣが貼着されている部分が伸びてチップＣ同士の間隔Ｓが広がって隙間９を形成し、隣接するチップＣを確実に離間させることができる。

１：第１のワークセット ２：フレーム ２ａ：内径 ３：保護テープ ４：粘着テープ５：テープ保護シート ６：剥離テープ ７：第２のワークセット
８：第３のワークセット ９：隙間 １０：テープ貼着装置 １０ａ：装置ベース
１１：ロードカセット １２：アンロードカセット １３：アンロードユニット
１４：ガイド部 １５：第１の移動手段 １５ａ：ボールネジ １５ｂ：ガイドレール
１５ｃ：モータ １６：第２の移動手段 １６ａ：ボールネジ １６ｂ：ガイドレール
１６ｃ：モータ
２０：搬入ロボット ２１：ハンド ２２：回動部 ２３：アーム部
３０：搬送ロボット ３１：吸着部 ３２：回転部 ３３ アーム部 ３４：支点軸
３５：吸引源
４０：第１の支持テーブル ４１：ワーク吸引部 ４２：フレーム吸引部 ４３：吸引源
４４：移動基台
５０：粘着テープ貼着手段 ５１：第１のロール部 ５２：第２のロール部
５３ａ，５３ｂ：送りローラ ５４：押圧ローラ ５５：剥離ローラ
５６：引き込みローラ
６０：第２の支持テーブル ６１：ワーク吸引部 ６２：フレーム吸引部
６３：移動基台 ６４：吸引源
７０：熱付与手段 ７１：ヒータ ７２：電源 ７３：制御部
８０：熱付与手段 ８１：ヒータ ８２：電源 ８３：制御部
９０：保護テープ剥離手段 ９１：剥離部
Ｗ：板状ワーク Ｗａ：外径 Ｃ：チップ Ｓ：間隔

Claims (3)

1. 板状ワークの一方の面に保護テープを貼着するとともに該板状ワークの他方の面側に形成された切断ラインに沿って切断することにより複数のチップが該保護テープに貼着された第１のワークセットが構成され、環状に形成され内周側に開口エリアを備える環状フレームの該開口エリアに該第１のワークセットの該保護テープ側を下にして配置し、該環状フレームと該第１のワークセットとの上面に粘着テープを貼着することによって第２のワークセットを形成する粘着テープ貼着工程と、該粘着テープ貼着工程の後に該保護テープを該板状ワークの一方の面から剥離することによって第３のワークセットを形成する保護テープ剥離工程と、を備えたテープ貼着方法であって、
   該粘着テープ貼着工程で用いられる該粘着テープは熱収縮性を有し、
   該粘着テープ貼着工程の後、保護テープ剥離工程の前に、該開口エリアにおける該粘着テープに熱付与することによって該粘着テープを熱収縮させて該チップ間の間隔を広げるチップ離間工程を遂行するテープ貼着方法。
2. 前記チップ離間工程では、該環状フレームの内周と板状ワークの外周との間のエリアに限定して熱付与する請求項１記載のテープ貼着方法。
3. 前記環状フレームを支持するとともに前記開口エリアにおいて該環状フレームと同じ高さで板状ワークを支持する支持テーブルと、
   該支持テーブルに支持された板状ワークと該環状フレームとに前記粘着テープを貼着することにより該環状フレームの内側の該開口エリアにおいて該粘着テープに板状ワークが貼着された前記第２のワークセットを形成する粘着テープ貼着手段と、
   該粘着テープに熱を与える熱付与手段とを含んで構成され、請求項１又は２記載のテープ貼着方法を可能とするテープ貼着装置。

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