JP6318033B2 - 研削装置及び保護テープ貼着方法 - Google Patents

Description

本発明は、研削対象のウェーハに保護テープを貼着することができる研削装置、及びウェーハに保護テープを貼着する保護テープ貼着方法に関する。

ＩＣ、ＬＳＩ等の複数のデバイスが分割予定ラインによって区画されて表面に形成されたウェーハは、研削装置によって裏面が形成されて所定の厚さに形成された後、ダイシング装置等によって個々のデバイスに分割され、各種電子機器等に利用されている。

研削装置は、ウェーハを吸引保持するチャックテーブルと、回転可能な研削砥石を備えた研削手段と、研削手段をチャックテーブルに対して相対的に研削送りする研削送り手段とを備えており、回転する研削砥石をチャックテーブルに吸引保持されたウェーハの裏面に当接させて研削することにより、ウェーハを所望の厚さまで研削することができる。

ウェーハの裏面研削時には、ウェーハの表面に形成されたデバイスが損傷するのを防ぐために、ウェーハの表面に保護テープが貼着される。ウェーハの表面への保護テープの貼着には、保護テープ貼着装置が使用されている（例えば、特許文献２参照）。

特開昭６１−２５７６９号公報 特開昭６２−２３０５６１号公報

しかし、保護テープ貼着装置は、研削装置とは別に、研削装置に隣接して設置されるため、工場の設置スペースを圧迫するという問題がある。また、ウェーハを研削する研削工程の前に、ウェーハの表面に保護テープを貼着する工程を実施する必要があるため、生産性を低下させるという問題もある。このような問題は、研削対象のウェーハに保護テープを貼着する場合だけでなく、他の加工の対象となるウェーハに保護テープを貼着する場合にも同様に生じる。

本発明は、このような問題にかんがみなされたもので、工場内の設置面積を圧迫することなく、生産性を低下させずに、ウェーハに保護テープを貼着することを目的とする。

第一の発明は、ウェーハの第一の面を保持する吸着面を有するチャックテーブルと、チャックテーブルに保持された第二の面を研削する研削手段とを少なくとも備えた研削装置であって、表面から裏面にかけて通気性を有し表面に粘着層を備えるとともにウェーハと略同形の外形を有する保護テープの裏面をチャックテーブルの吸着面に載置する保護テープ搬送手段と、吸着面に載置された保護テープの粘着層にウェーハの第一の面を載置するウェーハ搬送手段と、吸着面に吸引力を作用させ、保護テープを介してウェーハの第一の面を吸引して保護テープの粘着層にウェーハの第一の面を貼着させる吸引力生成手段と、を少なくとも備えている。
保護テープの粘着層に剥離紙が貼着され、剥離紙から保護テープの裏面にかけて通気性を生じさせる複数の細孔が形成されていることが好ましい。
また、この研削装置は、保護テープを複数積層して蓄える保護テープストック手段と、チャックテーブルの吸着面に載置された保護テープの粘着層から剥離紙を剥離する剥離手段と、が配設され、保護テープ搬送手段は、保護テープストック手段からチャックテーブルの吸着面まで保護テープを搬送する構成とすることが好ましい。

第二の発明は、第一の面と第二の面とを有するウェーハの第一の面に保護テープを貼着する保護テープ貼着方法であって、表面から裏面にかけて通気性を有し表面に粘着層を備えるとともにウェーハと略同形の外形を有する保護テープの裏面をチャックテーブルの吸着面に載置する保護テープ載置ステップと、吸着面に載置された保護テープの粘着層にウェーハの第一の面を載置するウェーハ搬送ステップと、吸着面に吸引力を作用させ、保護テープを介してウェーハの第一の面を吸引して保護テープの粘着層にウェーハの第一の面を貼着させる吸引ステップと、を少なくとも含む。

本発明に係る研削装置は、表面から裏面にかけて通気性を有し表面に粘着層を備えるとともにウェーハと略同形の外径を有する保護テープの裏面をチャックテーブルの吸着面に載置する保護テープ搬送手段と、吸着面に載置された保護テープの粘着層にウェーハの第一の面を載置するウェーハ搬送手段と、吸着面に吸引力を作用させ保護テープを介してウェーハの第一の面を吸引して保護テープの粘着層にウェーハの第一の面を貼着させる吸引力生成手段とを備えており、保護テープ貼着装置を使用することなく、ウェーハに保護テープを貼着することができるため、工場の設置面積のうち保護テープ貼着装置が占有していた部分を開放することができる。また、他のウェーハを研削している間の待ち時間を利用して次に研削されるウェーハの第一の面に保護テープを貼着することができるため、生産性が良好となる。

本発明に係る保護テープ貼着方法は、通気性を有する保護テープの裏面側をチャックテーブルの吸着面に載置し、吸着面に載置された保護テープの粘着層にウェーハの第一の面を載置し、吸着面に吸引力を作用させて保護テープを介してウェーハの第一の面を吸引して保護テープの粘着層にウェーハの第一の面を貼着するため、保護テープ貼着装置を使用することなく、ウェーハに保護テープを貼着することができる。したがって、工場の設置面積のうち保護テープ貼着装置が占有していた部分を開放することができる。

研削装置の例を示す斜視図である。 チャックテーブルの例を示す斜視図である。 ウェーハの例を示す斜視図である。 保護テープストック手段の例を示す斜視図である。 保護テープの例を示す断面図である。 剥離紙廃棄手段の例を示す斜視図である。 保護テープを搬送する状態を示す斜視図である。 保護テープ載置ステップを示す斜視図である。 ウェーハ搬送ステップを示す斜視図である。 保護テープにウェーハが貼着された状態を示す斜視図である。 研削ステップを示す斜視図である。

１ 研削装置の構成
図１に示す研削装置１は、半導体ウェーハ等の各種ウェーハを研削して所定の厚さに形成する装置である。この研削装置１は、ウェーハを研削加工する加工領域１１（＋Ｙ方向側）と、加工領域１１に対して研削前のウェーハを供給するとともに研削後のウェーハを加工領域１１から受け取る受渡領域１２（−Ｙ方向側）とから構成されている。

加工領域１１には、回転可能なターンテーブル２と、ターンテーブル２に配設された複数のチャックテーブル３と、チャックテーブル３に保持されたウェーハを研削する研削手段４ａ，４ｂと、研削手段４ａ、４ｂをＺ軸方向に研削送りする研削送り手段５ａ、５ｂとが配設されている。

チャックテーブル３は、自転可能であるとともに、ターンテーブル２の回転によって公転可能となっている。図２に示すように、チャックテーブル３は、ポーラスセラミックス等により形成された円板状の吸着プレート３０と、吸着プレート３０を囲繞する枠体３１とから構成されている。吸着プレート３０の表面である吸着面３３にはウェーハが載置される。吸着プレート３０には、吸着面３３に吸引力を作用させるための吸引力生成手段である吸引源３３が接続されている。

図１に示す研削手段４ａ、４ｂは、Ｚ軸方向の軸心を有するスピンドル４０と、スピンドル４０を回転させるモータ４１と、スピンドル４０の下端に装着されたマウント４２と、マウント４２に装着された研削ホイール４３とから構成されている。研削ホイール４３の下面には、複数の研削砥石４４が円環状に固着されている。研削手段４ａを構成する研削砥石４４は粗研削の砥石であり、研削手段４ｂを構成する研削砥石は仕上げ研削用の砥石である。

研削送り手段５ａ、５ｂは、Ｚ軸方向の軸心を有するボールネジ５０と、ボールネジ５０を回転させるパルスモータ５１と、ボールネジ５０と平行に配設された一対のガイドレール５２と、ボールネジ５０の回転によってガイドレール５２にガイドされて昇降する昇降板５３とから構成されている。昇降板５３には研削手段４ａ，４ｂがそれぞれ固定されており、ボールネジ５０の回転により昇降板５３が昇降するのにともない、研削手段４ａ、４ｂも昇降する構成となっている。

受渡領域１２には、研削前のウェーハを収容するカセット６０ａ及び研削後のウェーハを収容するカセット６０ｂがそれぞれ載置されるカセット載置領域６ａ、６ｂを備えている。図３に示すように、カセット６０ａに収容されるウェーハＷは、略円形に形成されており、表面（第一の面）Ｗ１には、分割予定ラインＬによって区画されて複数のデバイスＤが形成されている。また、表面Ｗ１の反対面が、デバイスが形成されていない裏面（第二の面）Ｗ２となっている。ウェーハＷの周縁部には、結晶方位を識別するためのマークであるノッチＮが、ウェーハＷの中心に向けて窪んだ状態で形成されている。

図１に示すように、カセット６０ａとカセット６０ｂとの間には、研削前のウェーハＷをカセット６０ａから搬出するとともに研削後のウェーハＷをカセット６０ｂに搬入する搬出入手段６１が配設されている。搬出入手段６１は、屈曲及び昇降可能なアーム部６１０と、アーム部６１０の先端に取り付けられウェーハＷを吸引保持する保持部６１１とを備えている。保持部６１１の可動域には、ウェーハＷを一定の位置に位置あわせする仮置きテーブル６２と、研削加工後のウェーハＷを洗浄する洗浄手段６３とが配設されている。洗浄手段６３には、洗浄対象のウェーハＷを保持して回転するスピンナーテーブル６３０と、スピンナーテーブル６３０に保持されたウェーハＷに対して洗浄液及び高圧エアーを噴出する図示しないノズルとを備えている。

仮置きテーブル６２の近傍には、研削前のウェーハＷを、仮置きテーブル６２から受渡領域１２に位置するチャックテーブル３に搬送するウェーハ搬送手段６４が配設されている。また、ウェーハ搬送手段６４に隣接して、研削後のウェーハＷを、チャックテーブル３から洗浄手段６３に移送する移送手段６５が配設されている。ウェーハ搬送手段６４は、ウェーハＷを保持する保持部６４０と、保持部６４０を水平方向及び鉛直方向に移動させるアーム部６４１とを備えている。同様に、移送手段６５は、保持部６５０を水平方向及び鉛直方向に移動させるアーム部６５１とを備えている。

受渡領域１２に位置するチャックテーブル３の上方には、ウェーハＷに貼着する保護テープを搬送する保護テープ搬送手段７が配設されている。保護テープ搬送手段７は、ターンテーブル２の上方をＸ軸方向に横切るようにして架設されたレール７０と、レール７０に沿ってＸ軸方向に移動する移動部７１と、移動部７１に対して昇降可能な保持部７２とを備えている。保持部７２は、ウェーハを吸引保持する吸引板を下端に備えている。

保護テープ搬送手段７を構成するレール７０の一方の端部の近傍には保護テープストック手段８が配設され、他方の端部の近傍には剥離紙廃棄手段９が配設されている。図４に示すように、保護テープストック手段８は、保護テープ１００を複数積層して蓄えることができる筒状に形成されている。

保護テープ１００は、図３に示したウェーハＷの表面Ｗ１に貼着されてデバイスＤを保護するテープであり、図５に示すように、シート１０１と、シート１０１の表面１０１ａに敷設された粘着層１０２とで構成されている。シート１０１の裏面１０１ｂは露出しており、この裏面１０１ｂは、保護テープ１００の裏面となっている。シート１０１及び粘着層１０２には、厚さ方向に貫通する複数の細孔１０４が形成され、通気性を有している。この細孔１０４は、例えばレーザ光を保護テープ１００の厚さ方向に照射することにより形成することができる。個々の細孔１０４の直径は、例えば０．１ｍｍであり、隣り合う細孔１０４間の間隔Ｐは、例えば５ｍｍ程度である。この間隔は、一定であることが好ましい。なお、保護テープ１００として、例えば表裏を貫通する孔がメッシュ状に形成された素材のものを利用することもできる。

粘着層１０２には、剥離紙１０３が貼着されている。剥離紙１０３にも、シート１０１及び粘着層１０２に形成された細孔１０４に対応する位置、すなわち細孔１０４と対面する位置に、厚さ方向に貫通する複数の細孔１０５が形成されており、保護テープ１００及び剥離紙１０３は、全体として表面（剥離紙１０３の露出面）から裏面（シート１０１の裏面１０１ｂ）に至る厚さ方向に通気性を有している。保護テープ１００及び剥離紙１０３は、図２に示したウェーハＷが略円形に形成されていることに対応してウェーハＷと略同形の略円形状に形成されている。なお、保護テープ１００は、ウェーハＷに形成されているノッチＮに対応する窪みを有していなくてもよい。また、ウェーハが例えば矩形に形成されている場合は、保護テープも矩形に形成される。

図６に示すように、剥離紙廃棄手段９は、図５に示した粘着層１０２から剥離した使用済みの剥離紙１０３を複数積層して収容可能な筒状に形成されている。

２ 研削装置の動作
以下では、図３に示したウェーハＷの表面Ｗ１に図５に示した保護テープ１００を貼着し、ウェーハＷの裏面Ｗ２を研削する際の研削装置１の動作について説明する。

（１）保護テープ載置ステップ
まず、図１に示した保護テープ搬送手段７の移動部７１が＋Ｘ方向に移動し、保持部７２を保護テープストック手段８の上方に移動させる。そして、保持部７２が下降し、図７に示すように、保護テープ１００の剥離紙１０３を保持部７２が吸引する。そして、その状態で保持部７２を上昇させた後、移動部７１を−Ｘ方向に移動させ、受渡領域１２に位置するチャックテーブル３の上方に保護テープ１００を位置付ける。次に、保持部７２を下降させ、保護テープ１００の裏面（シート１０１の裏面１０１ｂ）をチャックテーブル３の吸着面３３に載置する。

こうして吸着面３３に保護テープ１００の裏面が載置された後、図２に示した吸引源３２から吸着面３３に吸引力を作用させ、図８に示すように、保持部７２が剥離紙１０３を吸引したままの状態で、保持部７２を例えば矢印Ａ方向に例えば数度程度回転させ、図９に示すように、剥離紙１０３にたるみ１０６を生じさせる。そしてその後、保持部７２を上昇させることにより、剥離紙１０３を粘着層１０２から剥離し、粘着層１０２を露出させる。剥離紙１０３の細孔１０５は、保護テープ１００の細孔１０４に対応する位置に形成されており、細孔１０４は、細孔１０５を介して大気に開放されているため、吸着面３３に吸引力を作用させても、細孔１０４は負圧にはならない。したがって、剥離紙１０３が吸着面３３に作用する吸引力によって吸引されることはなく、保護テープ１００のみが吸引される。よって、保持部７２が剥離紙１０３を吸引して上昇すると、剥離紙１０３のみが上昇するため、剥離紙１０３を粘着層１０２から円滑に剥離することができる。また、あらかじめたるみ１０６を生じさせて剥離紙１０３と粘着層１０２との間に隙間を形成しておくことにより、剥離紙１０３を粘着層１０２からより剥離しやすくなる。このように、保護テープ搬送手段７は、保護テープ１００の粘着層１０２から剥離紙１０３を剥離する剥離手段としての機能をも有している。

剥離紙１０３を保持した保持部７２は、−Ｘ方向に移動し、図６に示した剥離紙廃棄手段９の上方に位置付けされる。そして、保持部７２を下降させ、保持部７２による吸引を解除することにより、使用済みの剥離紙１０３を剥離紙廃棄手段９に収容する。

（２）ウェーハ搬送ステップ
一方、図１に示したカセット搬出入手段６１は、研削前のウェーハＷをカセット６０ａから搬出し、仮置きテーブル６２に搬送する。そして仮置きテーブル６２においてウェーハＷが所定の位置に位置合わせされる。

次に、ウェーハ搬送手段６４の保持部６４０が、仮置きテーブル６２に載置されたウェーハＷの裏面Ｗ２側を保持する。そして、アーム部６４１が上昇するとともに旋回し、受渡領域１２に位置するチャックテーブル３の吸着面３３に載置された保護テープ１００の上方にウェーハＷを位置付け、アーム部６４１を下降させることにより、保護テープ１００の粘着層１０２の上にウェーハＷの表面Ｗ１側を載置する。こうして、粘着層１０２にウェーハＷの表面Ｗ１側が載置されると、保持部６４０は、吸引力を解除した後、上昇して退避する。

（３）吸引ステップ
次に、図２に示した吸引源３３は、保護テープ１００及びウェーハＷが載置されたチャックテーブル３の吸着面３３に吸引力を作用させる。保護テープ１００に細孔１０４が形成されており、保護テープ１００の裏面から粘着層１０２の上面にかけて通気性を有しているため、吸着面３３に吸引力を作用させることにより、保護テープ１００を介してウェーハＷの表面Ｗ１を吸引することができ、これにより、保護テープ１００の粘着層１０２にウェーハＷの表面Ｗ１を貼着することができる。図１０に示すように、保護テープ１００の粘着層１０２にウェーハＷの表面Ｗ１が貼着された状態では、ウェーハＷの裏面Ｗ２が露出した状態となっている。

（４）研削ステップ
次に、ターンテーブル２が所定角度（図１の例では１２０度）回転することにより、表面Ｗ１に保護テープ１００が貼着されたウェーハＷを研削手段４ａの下方に移動させる。そして、図１１に示すように、チャックテーブル３を例えば３００ｒｐｍの回転速度で矢印Ｂ方向に回転させるとともに、研削ホイール４３を例えば６０００ｒｐｍの回転速度で矢印Ｃ方向に回転させながら研削送り手段５ａが研削手段４ａを下降させ、回転する粗研削用の研削砥石４４をウェーハＷの裏面Ｗ２に接触させて裏面Ｗ２を粗研削する。

ウェーハＷの裏面Ｗ２が所定量粗研削されると、ターンテーブル２が所定角度（１２０度）回転することにより、表面Ｗ１に保護テープ１００が貼着され裏面Ｗ２が粗研削されたウェーハＷを研削手段４ｂの下方に移動させる。そして、研削ホイール４３を回転させながら研削送り手段５ａが研削手段４ａを下降させ、回転する仕上げ研削用の研削砥石４４をウェーハＷの裏面Ｗ２に接触させて裏面Ｗ２を仕上げ研削し、ウェーハＷが所定の厚さに形成されると、研削を終了する。

このようにして粗研削、仕上げ工程が実施されているそれぞれの間に、次に研削するウェーハＷについて、上述の保護テープ載置ステップ、ウェーハ搬送ステップ及び吸引ステップが実施される。ウェーハ１枚当たりの各研削に要する時間と比較すると、保護テープ載置ステップ、ウェーハ搬送ステップ及び吸引ステップに要する時間は短いため、他のウェーハＷを研削している間の待ち時間を利用して、次に研削されるウェーハＷの表面Ｗ１に保護テープを貼着することができ、生産性が良好となる。

(５)洗浄ステップ
次に、図１に示したターンテーブル２が所定角度（１２０度）回転することにより、仕上げ研削されチャックテーブル３に吸引保持されたウェーハＷが受渡領域１２に戻る。そして、移送手段６５のアーム部６５１が旋回するとともに下降してウェーハＷの裏面Ｗ２を吸引保持し、アーム部６５１が上昇及び旋回し、ウェーハＷを洗浄手段６３のスピンナーテーブル６３０の上方に移動させた後、アーム部６５１を下降させてウェーハＷをスピンナーテーブル６３０に載置する。次に、スピンナーテーブル６３０に吸引力を作用させてウェーハＷの表面Ｗ１に貼着された保護テープ１００を吸引保持し、移送手段６５の保持部６５０による吸引を解除する。

そして、スピンナーテーブル６３０が回転するとともに、不図示のノズルから洗浄液がウェーハＷの裏面Ｗ２に向けて噴出されて研削屑が除去される。また、その後、スピンナーテーブル６３０が回転するとともに高圧エアーがウェーハＷの裏面Ｗ２に向けて噴出されて洗浄液が除去される。

（６）収容ステップ
裏面Ｗ２が洗浄されたウェーハＷは、搬出入手段６１の保持部６１１によって保護テープ１００側が保持され、アーム部６１０が旋回及び昇降することにより、カセット６０ｂに収容される。

以上のように、研削装置１では、保護テープ貼着装置を使用することなく、ウェーハＷに保護テープ１００を貼着することができるため、工場の設置面積のうち保護テープ貼着装置が占有していた部分を開放することができる。

なお、本実施形態では、チャックテーブル３は、図１の例では３つ配設されているが、１つまたは２つでもよいし、４つ以上でもよい。チャックテーブル３が１つのみ配設されている場合は、ターンテーブル２は不要であり、その場合は、１つのチャックテーブルを受渡領域１２と加工領域１１との間で±Ｙ方向に直線的に移動させる機構を有していればよい。

本実施形態では、保護テープ搬送手段７が、保護テープ１００から剥離紙１０３を剥離する剥離手段を兼ねる構成としたが、保護テープ搬送手段７とは別に剥離手段を備える構成としてもよい。ただし、保護テープ搬送手段７が剥離手段を兼ねる構成としたほうが、装置構成をコンパクトにすることができ、好ましい。

本実施形態では、保護テープ１００の粘着層１０２に剥離紙１０３を貼着し、剥離紙１０３を剥離してからウェーハＷの表面Ｗ１を粘着層１０２に貼着することとしたが、保護テープ１００を構成するシート１０１の裏面１０１ｂが剥離紙と同等の機能を有する場合は、剥離紙１０３は不要となる。

本実施形態では、研削装置について説明したが、ウェーハの一方の面に保護テープを貼着して加工を行う装置であれば、研削装置以外の加工装置にも本発明を適用可能である。

１：研削装置 １１：加工領域 １２：受渡領域
２：ターンテーブル
３：チャックテーブル ３０：吸着プレート ３１：枠体 ３２：吸引源 ３３：吸着面
４ａ，４ｂ：研削手段
４０：スピンドル ４１：モータ ４２：マウント ４３：研削ホイール
４４：研削砥石
５ａ，５ｂ：研削送り手段
５０：ボールネジ ５１：パルスモータ ５２：ガイドレール ５３：昇降板
６ａ，６ｂ：カセット載置領域 ６０ａ，６０ｂ：カセット
６１：搬出入手段 ６１０：アーム部 ６１１：保持部
６２：仮置きテーブル ６３：洗浄手段 ６３０：スピンナーテーブル
６４：ウェーハ搬送手段 ６４０：保持部 ６４１：アーム部
６５：移送手段 ６５０：保持部 ６５１：アーム部
７：保護テープ搬送手段 ７０：レール ７１：移動部 ７２：保持部
８：保護テープストック手段 ９：剥離紙廃棄手段
Ｗ：ウェーハ
Ｗ１：表面 Ｗ２：裏面 Ｌ：分割予定ライン Ｄ：デバイス Ｎ：ノッチ
１００：保護テープ
１０１：シート １０１ａ：表面 １０１ｂ：裏面 １０２：粘着層 １０４：細孔
１０３：剥離紙 １０５：細孔 １０６：たるみ

Claims (4)

1. ウェーハの第一の面を保持する吸着面を有するチャックテーブルと、該チャックテーブルに保持された第二の面を研削する研削手段とを少なくとも備えた研削装置であって、
   表面から裏面にかけて通気性を有し表面に粘着層を備えるとともにウェーハと略同形の外形を有する保護テープの裏面を該チャックテーブルの吸着面に載置する保護テープ搬送手段と、
   該吸着面に載置された保護テープの粘着層にウェーハの第一の面を載置するウェーハ搬送手段と、
   該吸着面に吸引力を作用させ、保護テープを介してウェーハの第一の面を吸引して保護テープの粘着層にウェーハの第一の面を貼着させる吸引力生成手段と、
   を少なくとも備えた研削装置。
2. 保護テープの粘着層に剥離紙が貼着され、剥離紙から保護テープの裏面にかけて通気性を生じさせる複数の細孔が形成されている請求項１記載の研削装置。
3. 保護テープを複数積層して蓄える保護テープストック手段と、
   前記チャックテーブルの吸着面に載置された保護テープの粘着層から剥離紙を剥離する剥離手段と、が配設され、
   前記保護テープ搬送手段は、該保護テープストック手段から該チャックテーブルの吸着面まで保護テープを搬送する
   請求項２記載の研削装置。
4. 第一の面と第二の面とを有するウェーハの該第一の面に保護テープを貼着する保護テープ貼着方法であって、
   表面から裏面にかけて通気性を有し表面に粘着層を備えるとともにウェーハと略同形の外形を有する保護テープの裏面をチャックテーブルの吸着面に載置する保護テープ載置ステップと、
   該吸着面に載置された保護テープの粘着層にウェーハの第一の面を載置するウェーハ搬送ステップと、
   該吸着面に吸引力を作用させ、保護テープを介してウェーハの第一の面を吸引して保護テープの粘着層にウェーハの第一の面を貼着させる吸引ステップと、
   を少なくとも含む保護テープ貼着方法。

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