JP7108492B2 - 保護部材形成装置 - Google Patents

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Description

本発明は、保護部材形成装置に関する。
インゴットをスライスして得られるアズスライスウェーハは、うねりを有する。このうねりを除去してアズスライスウェーハを平坦化することによって、ウェーハを生成する。これに関し、うねりが矯正されていない状態のアズスライスウェーハの一方の面を研削することによって、うねりを除去することが望まれる。そのため、うねりが矯正されていない状態のアズスライスウェーハの他方の面に保護部材を形成し、この保護部材を介して、保持テーブルによってアズスライスウェーハを保持する。そして、保持されたアズスライスウェーハの一方の面を、研削砥石によって研削する。上記の保護部材を形成する保護部材形成装置は、たとえば、特許文献1および2に開示されている。
特開2017-168565号公報 特開2017-174883号公報
従来の保護部材形成装置では、保持テーブルの下面の保持面により、アズスライスウェーハが保持される。一方、保持面に対面したステージの上にシートが載置され、このシートの上に液状樹脂が供給される。そして、保持面に保持されたアズスライスウェーハの他方の面を、この液状樹脂に押しつける。これにより、アズスライスウェーハの他方の面の全面に、液状樹脂が押し拡げられる。押し拡げられた液状樹脂を、硬化手段によって硬化する。これにより、保護部材が形成される。
この液状樹脂を押し拡げる工程を、短時間で完了させるためには、たとえば、アズスライスウェーハの他方の面を、液状樹脂に強い力で押しつけることが考えられる。この場合、液状樹脂に強い力をかけたことによる反力で、アズスライスウェーハが割れることを避けるため、アズスライスウェーハの一方の面を保持する保持面が、平坦であることが好ましい。そのため、保持面は、ポーラス部材から形成されている。
しかし、保護部材形成後、保護部材が形成されたアズスライスウェーハを搬出するとき、アズスライスウェーハの外周縁から樹脂が剥がれ、剥がれた樹脂小片が保持面に付着する事がある。樹脂小片が付着したままの保持面によって次のアズスライスウェーハを吸引保持すると、保持面とアズスライスウェーハとの間に隙間ができる。このため、アズスライスウェーハが、波打った状態で保持される。波打った状態のアズスライスウェーハで液状樹脂を押し拡げると、押し拡げられた液状樹脂とアズスライスウェーハとの間に、気泡が入ることがある。
気泡が入ったまま液状樹脂を硬化すると、保護部材に気泡が入る。この状態でアズスライスウェーハを研削すると、アズスライスウェーハにおける保護部材の気泡に応じた部位が、他の部位よりも薄くなる。このため、均一な厚みのウェーハを生成することが困難となる。
本発明の目的は、保護部材に気泡が入ることを抑制することにある。
本発明の保護部材形成装置(本保護部材形成装置)は、リングフレームと、該リングフレームの開口を塞ぎ、該リングフレームに貼着された粘着テープと、該粘着テープにおける該開口の内部に貼着されたウェーハとで構成される被加工物の該ウェーハの上面を吸保持する被加工物保持面を有する保持テーブルと、該被加工物保持面に対向して配設され、シートの下面を保持するステージと、該ステージに保持された該シートの上面に液状樹脂を供給する樹脂供給手段と、該保持テーブルを該ステージに接近する方向に移動させることによって、該被加工物保持面に吸引保持された該ウェーハの下面に貼着された該粘着テープの下面で該シートの上面の該液状樹脂を押し拡げる拡張手段と、押し拡げられた該液状樹脂を硬化して保護部材を形成する硬化手段と、を備える保護部材形成装置であって、該保持テーブルは、平板状の基台と、該基台の下面に、下方向に立設される複数のピンと、該複数の該ピンを囲繞し、該ピンの先端と同じ高さの下面を有する環状壁と、該基台を貫通し該環状壁の内側を吸引源に連通する吸引路と、を備える。
該粘着テープは、該リングフレームに貼着するリング状の接着剤を備え、該粘着テープにおける該接着剤を備えないテープ基材を該ウェーハに密着させてもよい。
本保護部材形成装置は、被加工物を保持するための保持テーブルが、下方向に立設された複数のピンを備えている。このため、保持テーブルにおける被加工物を吸引保持するための被加工物保持面が、複数のピンの先端を含む。したがって、樹脂小片などの小さいゴミが、被加工物保持面あるいは被加工物に付着していても、被加工物保持面が被加工物を吸引保持したときに、このゴミが、被加工物保持面におけるピンとピンとの間に入り込む。このため、被加工物保持面と被加工物との間に、小さなゴミが残りにくい。
したがって、被加工物保持面によって被加工物を吸引保持したときに、被加工物保持面と被加工物との間に隙間ができにくいため、被加工物が、波打った状態で保持されることが抑制される。このため、被加工物の下面に液状樹脂を押し拡げたときに、液状樹脂と被加工物との間に気泡が入りにくい。これにより、液状樹脂を硬化することによって得られる保護部材に、気泡が入ることを抑制することができる。その結果、後の研削加工において、被加工物を、均一な厚みを有するように研削仕上げすることができる。
また、本保護部材形成装置では、被加工物は、リングフレームと、該リングフレームの開口を塞ぎ、該リングフレームに貼着された粘着テープと、該粘着テープにおける該開口の内部に貼着されたウェーハとで構成されてもよい。このようなリングフレームおよび粘着テープを用いることは、たとえば、ウェーハの下面にバンプが形成されている場合に有効である。
この場合、ウェーハの上面を、被加工物保持面が吸引保持する。そして、ウェーハの下面に貼着された粘着テープの下面に、液状樹脂が押し拡げられる。その後、リングフレームが取り外される。これにより、バンプの形成された下面に粘着テープを備え、さらに、粘着テープ上に保護部材を備えたウェーハを得ることができる。このウェーハに対する研削加工では、保護部材および粘着テープを介して、ウェーハの下面が保持される。この状態で、ウェーハの上面が、研削砥石によって研削される。研削加工の後、ウェーハから、保護部材および粘着テープが、この順で剥がされる。
この構成では、粘着テープには、ウェーハのバンプに応じた凹凸が形成される。しかし、保護部材がこの凹凸を吸収するので、研削加工の際に保持される面を、平坦化することができる。また、ウェーハの下面におけるバンプに、直接に保護部材が接することを回避することができる。このため、保護部材の樹脂がウェーハのバンプに絡みついて、保護部材をウェーハから除去しにくくなることを、抑制することができる。
また、粘着テープにおけるウェーハに密着される部分を、接着剤を備えないテープ基材とすることにより、粘着テープをウェーハから剥がすことが容易となる。
保護部材形成装置の構成を示す斜視図である。 保護部材形成装置の構成を側面側から示す説明図である。 保持テーブルの構成を示す断面図である。 保護部材形成装置の構成を側面側から示す説明図である。 ワークセットに保護部材を形成する例を示す断面図である。 ワークセットに保護部材を形成する例を示す断面図である。 保護部材が形成されたウェーハを示す断面図である。
図1に示す保護部材形成装置1は、ウェーハWの下面に液状樹脂を押し拡げて硬化することによって保護部材を形成する装置の一例である。ウェーハWは、被加工物の一例であって、たとえば、板状のシリコンウェーハである。
保護部材形成装置1は、筐体100と、筐体100内に配設された装置ベース101と、装置ベース101に立設されたコラム102と、装置ベース101に隣接して配設された支持ベース103と、筐体100の後端側に連結されたカセット収容本体104とを備える。
カセット収容本体104は、上下方向に2段の収容スペース2a,2bを有する。上段の収容スペース2aには、保護部材が形成される前のウェーハWが複数収容されたカセット3aが配設されている。下段の収容スペース2bには、保護部材が形成されたウェーハWが複数収容されるカセット3bが配設されている。
コラム102のY軸方向後方には、第1支持台6aと、第1支持台6aの下方側に位置する第2支持台6bとが連結されている。第1支持台6aには、ウェーハ検出部7が配設されている。ウェーハ検出部7は、保護部材が形成される前のウェーハWの中心位置及び向きを検出する。第2支持台6bには、フィルムカッター8が配設されている。フィルムカッター8は、ウェーハWに形成された保護部材を、ウェーハWの外形に沿って切断する。
カセット収容本体104とウェーハ検出部7及びフィルムカッター8との間には、第1ウェーハ搬送手段4が配設されている。第1ウェーハ搬送手段4は、カセット3a,3bに対するウェーハWの搬出及び搬入を行う。第1ウェーハ搬送手段4は、保護部材が形成される前のウェーハWを、カセット3aから搬出して、第1支持台6aに搬入することができる。さらに、第1ウェーハ搬送手段4は、保護部材形成済みのウェーハWを、第2支持台6bから搬出して、カセット3bに搬入することができる。
装置ベース101には、ロール部11を有するフィルム供給手段10と、フィルム12の下面を保持するステージ20とが備えられる。ロール部11は、フィルム12がロール状に巻かれることによって形成されている。
ステージ20は、フィルム12を保持する円形のフィルム保持面21と、フィルム保持面21の外周に形成されたリング状の凸部22とを備えている。フィルム保持面21に保持されたフィルム12の上面に、樹脂が滴下される。ステージ20は、凸部22の内側の領域に液状樹脂を溜めて、凸部22の外側に液状樹脂が飛散することを抑制するように構成されている。フィルム保持面21は、たとえば石英ガラスによって形成されている。フィルム保持面21には、吸引源に接続された複数の吸引孔が形成されている(ともに図示せず)。フィルム保持面21は、自身に載置されたフィルム12を下方から吸引保持するように構成される。
支持ベース103には、フィルム載置手段30が配設されている。フィルム載置手段30は、Y軸方向と交差する方向(X軸方向)に延在するアーム部31と、アーム部31の側面に取り付けられたクランプ部32とを備える。そして、クランプ部32は、ロール部11に巻かれたフィルム12を、クランプしてY軸方向に引っ張り、ステージ20に載置することができる。
ステージ20の近傍には、ステージ20が保持するフィルム12の上に所定量の液状樹脂を滴下させる樹脂供給手段40が備えられる。樹脂供給手段40は、樹脂供給ノズル41、樹脂供給ノズル41に液状樹脂を送出するディスペンサ42、および、これら樹脂供給ノズル41とディスペンサ42とを接続する接続管43を備える。樹脂供給ノズル41は、ステージ20のフィルム保持面21に向けて液状樹脂を供給する供給口41aを有している。ディスペンサ42は、図示しない樹脂供給源に接続されている。樹脂供給ノズル41は、旋回可能となっており、供給口41aをステージ20の上方側に位置づけることができる。
コラム102のY軸方向前方には、図2に示すように、ウェーハWを保持する保持手段50、および、保持手段50を移動させる拡張手段60が配されている。
保持手段50は、拡張手段60に取り付けられた支持構造51、および、支持構造51に取り付けられた保持テーブル52を有している。支持構造51は、保持テーブル52を支持した状態で、拡張手段60に固定されており、拡張手段60とともにZ方向に移動する。
保持テーブル52は、ウェーハWの上面を吸引保持するウェーハ保持面52aを有する。上記のステージ20は、保持テーブル52のウェーハ保持面52aに対向して配設されている。ウェーハ保持面52aは、被加工物保持面の一例に相当する。
保持テーブル52は、図2および図3に示すように、平板状の基台54と、基台54に備えられた複数のピン55および吸引路53と、複数のピン55を囲む環状壁56と、を備えている。基台54は、その外周部に、環状の外周凸部541が、下方に突出するように形成されている。外周凸部541の内側に、吸引凹部542が形成されている。
複数のピン55は、基台54の下面である吸引凹部542の表面(底面)に、下方向に垂れ下がった状態で立設されている。環状壁56は、吸引凹部542の外周側に設けられている。環状壁56は、複数のピン55を囲繞し、下面57を有する。下面57は、複数のピン55の先端と実質的に同じ高さを有する。吸引路53は、基台54を貫通し、環状壁56の内側を、吸引源58に連通する。
隣接する各ピン55の間の隙間55aは、ほぼ等間隔に設定されている。また、複数のピン55は、実質的に同じ高さを有するように構成されている。これにより、複数のピン55の先端によって、ウェーハWを保持するための、保持テーブル52のウェーハ保持面52aが形成される。なお、ピン55の個数および材質は、特に限定されない。
保持テーブル52では、吸引源58が吸引路53を介して吸引凹部211に負圧を作用させることにより、複数のピン55の先端により形成されるウェーハ保持面52aにより、ウェーハWを吸引保持することができる。
図1および図2に示す拡張手段60は、保持テーブル52を含む保持手段50を、Z方向に移動させる。すなわち、拡張手段60は、保持テーブル52をステージ20に接近する方向に移動させることによって、ウェーハ保持面52aに保持されたウェーハWの下面Wbで、フィルム12の上面の液状樹脂を押し拡げる。
拡張手段60は、Z軸方向に延在するボールネジ61と、ボールネジ61の一端に接続されたモータ62と、ボールネジ61と平行に延在する一対のガイドレール63と、一方の面に保持手段50が連結された昇降板64と、を備える。一対のガイドレール63には、昇降板64の他方の面が摺接している。昇降板64の他方の面側には、ナット部65が形成されている。このナット部65には、ボールネジ61が螺合している。
拡張手段60では、モータ62によってボールネジ61が回動することにより、一対のガイドレール63に沿って、昇降板64が、Z軸方向に移動する。これにより、拡張手段60は、ステージ20のフィルム保持面21に対して略垂直方向に、保持手段50を昇降させることができる。
装置ベース101内には、硬化手段70が備えられている。硬化手段70は、拡張手段60によってウェーハWの下面Wbに押し拡げられた液状樹脂を硬化する。これによって、硬化手段70は、ウェーハWの下面Wbに保護部材を形成する。硬化手段70は、たとえば、紫外線を照射するUVランプを有している。
保持手段50とカセット収容本体104との間には、第2ウェーハ搬送手段5が配置されている。第2ウェーハ搬送手段5は、第1支持台6aからウェーハWを搬出して、保持手段50の保持テーブル52に受け渡すことができる。また、第2ウェーハ搬送手段5は、保護部材形成済みのウェーハWを、保持手段50から回収して、第2支持台6bに搬入することができる。
次に、保護部材形成装置1の動作例について説明する。まず、第1ウェーハ搬送手段4が、カセット3aから、保護部材が形成される前のウェーハWを1枚取り出して、第1支持台6aに搬送する。ウェーハ検出部7が、ウェーハWの中心位置及び向きを検出する。その後、第2ウェーハ搬送手段5が、第1支持台6aからウェーハWを搬出して、保持手段50に受け渡す。
保持手段50では、図2に示すように、保持テーブル52のウェーハ保持面52aが、ウェーハWの上面Waを吸引保持する。具体的には、図3に示すウェーハ保持面52aにウェーハWが接触し、複数のピン55がウェーハWの上面Waによって覆われると、覆われた各ピン55の間の隙間55aが密閉される。次いで、吸引源58の吸引力によって、密閉されたピン55の間の隙間55a内を負圧にすることにより、ウェーハ保持面52aがウェーハWの上面Waを吸引保持する。このとき、ウェーハWの外周は、環状壁56の下面57に接触しているため、バキュームリークの発生が抑制されている。このようにして、ウェーハ保持面52aは、ウェーハWの上面Waを、安定して吸引保持することができる。
ウェーハWの保持手段50への搬送と並行して、図1に示すフィルム載置手段30のクランプ部32が、フィルム12をクランプしてY軸方向に移動することにより、フィルム12をロール部11から引き出す。クランプ部32は、引き出したフィルム12を、ステージ20のフィルム保持面21に載置する。そして、フィルム12は、図示しない吸引源の作用を受けて、フィルム保持面21によって吸引保持される。
樹脂供給手段40は、図2に示すように、樹脂供給ノズル41を旋回させることにより、樹脂供給ノズル41の供給口41aを、ステージ20の上方側に位置づける。続いて、図1に示したディスペンサ42が、樹脂供給ノズル41に、所定温度(たとえば、19℃)に温度管理されている液状樹脂44を送出する。これにより、樹脂供給ノズル41の供給口41aから、ステージ20に吸引保持されているフィルム12に向けて、液状樹脂44が滴下される。液状樹脂44としては、たとえば、紫外線硬化樹脂が使用される。そして、所定量の液状樹脂44がフィルム12上に堆積したら、樹脂供給手段40は、フィルム12への液状樹脂44の供給を停止する。
次いで、拡張手段60は、モータ62によりボールネジ61を回動させ、保持手段50を下降させる。上記のように、この段階では、保持手段50における保持テーブル52のウェーハ保持面52aが、ウェーハWの上面Waを吸引保持している。したがって、保持手段50の下降に伴い、図4に示すように、吸引保持されたウェーハWの下面Wbが、液状樹脂44に接触する。保持手段50がさらに下降すると、液状樹脂44は、ウェーハWの下面Wbによって下方に押圧され、ウェーハWの径方向に、所定の厚みを有するように押し拡げられる。
その後、硬化手段70が、所定の厚みを有するように拡張された液状樹脂44に向けて、ガラス製のステージ20を介して、紫外光を照射する。その結果、液状樹脂44が硬化して、液状樹脂44からなる所定の厚みの保護部材45が、ウェーハWの下面Wbに形成される。
保護部材45が形成されたウェーハWは、第2ウェーハ搬送手段5によって、第2支持台6bに搬送される。フィルムカッター8によって、ウェーハWの外形に沿って、余分なフィルム12が切断された後、ウェーハWは、第1ウェーハ搬送手段4によりカセット3bに収容される。
保護部材45が形成されたウェーハWには、その後、うねりを矯正するための研削加工が実施される。研削加工では、保護部材45を介して、ウェーハWの下面Wbが保持テーブル(図示せず)に保持された状態で、ウェーハWの上面Waが、研削砥石によって研削される。研削加工の後、ウェーハWから、保護部材45が剥がされる。
以上のように、保護部材形成装置1は、ウェーハWを保持するための保持テーブル52が、下方向に立設された複数のピン55を備えている。そして、保持テーブル52におけるウェーハWを吸引保持するためのウェーハ保持面52aが、複数のピン55の先端を含んでいる。したがって、樹脂小片などの小さいゴミが、ウェーハ保持面52aあるいはウェーハWに付着していても、ウェーハ保持面52aがウェーハWを吸引保持したときに、このゴミが、ウェーハ保持面52aにおける複数のピン55の間に入り込む。このため、ウェーハ保持面52aとウェーハWとの間に、小さなゴミが残りにくい。
したがって、ウェーハ保持面52aによってウェーハWを吸引保持したときに、ウェーハ保持面52aとウェーハWとの間に隙間ができにくいため、ウェーハWが、波打った状態で保持されることが抑制される。このため、ウェーハWの下面Wbに液状樹脂44を押し拡げたときに、液状樹脂44とウェーハWとの間に気泡が入りにくい。これにより、液状樹脂44を硬化することによって得られる保護部材45に、気泡が入ることを抑制することができる。その結果、後の研削加工において、ウェーハWを、均一な厚みを有するように研削仕上げすることができる。
なお、保護部材形成装置1において取り扱える被加工物は、板状のウェーハWに限られない。被加工物は、たとえば、図5に示すようなワークセットW1であってもよい。このワークセットW1は、下面WbにバンプBを有するウェーハWと、ウェーハWの下面Wbの全面を覆う粘着テープSと、ウェーハWの周囲に形成された環状のリングフレームFとを含む。
リングフレームFは、ウェーハWを収容する部材であり、開口F1を有している。粘着テープSは、リングフレームFに接する部分に接着剤Gを有している。粘着テープSは、リングフレームFの開口F1を塞ぐように、接着剤Gを介して、リングフレームFに貼着される。
また、粘着テープSにおけるリングフレームFの開口F1の内部には、ウェーハWの下面Wbが貼着される。ここで、粘着テープSにおけるウェーハWに接する部分は、接着剤Gを有していないテープ基材である。しかし、ウェーハWのバンプBが粘着テープSに食い込むことによって、ウェーハWの下面Wbが、粘着テープSに貼着されることが可能である。なお、図5に示すように、粘着テープSにおけるバンプBに対応する部分には、バンプBの形状に応じた凹凸Cが形成されている。
なお、粘着テープSは、厚みが30μm~100μmで、材質がポリオレフィンで形成される。また、接着剤Gを有していないのでウェーハWの下面Wbに粘着テープSを貼着(密着)させるには、粘着テープSをローラで押し付けるか、粘着テープSに向かってエアノズルからエアを吹き付ける。
このような構成を有するワークセットW1への保護部材45の形成では、上述したウェーハWの場合と同様に、保持テーブル52のウェーハ保持面52aが、ワークセットW1のウェーハWを吸引保持する。また、ステージ20のフィルム12上に、所定量の液状樹脂44が供給される(図2参照)。
次に、図4等に示した拡張手段60によって、保持テーブル52が下降される。これに伴い、図6に示すように、ウェーハWの下面Wbに貼着されている粘着テープSが、液状樹脂44に接触する。保持テーブル52がさらに下降すると、液状樹脂44は、粘着テープSの下面によって下方に押圧され、ウェーハWの径方向に、所定の厚みを有するように押し拡げられる。その後、図4等に示した硬化手段70によって液状樹脂44が硬化して、所定の厚みの保護部材45が、粘着テープSに形成される。
その後、図6に点線Mで示す位置で、粘着テープSが切断される。これにより、図7に示すように、バンプBの形成された下面Wbに粘着テープSを備え、さらに、粘着テープS上に保護部材45を備えたウェーハWを得ることができる。
保護部材45が形成されたウェーハWには、その後、うねりを矯正するための研削加工が実施される。研削加工では、保護部材45および粘着テープSを介して、ウェーハWの下面Wbが保持テーブル(図示せず)に保持された状態で、ウェーハWの上面Waが、研削砥石によって研削される。研削加工の後、ウェーハWから、保護部材45および粘着テープSが剥がされる。
この構成では、バンプBを有するウェーハWの下面Wbに、粘着テープSを介して保護部材45が形成され、研削加工の後、保護部材45および粘着テープSが、この順で剥がされる。したがって、保護部材45が、粘着テープSにおけるバンプBに応じた凹凸Cを吸収するので、ウェーハWにおける保持テーブルに保持される面を、平坦化することができる。また、ウェーハWの下面WbにおけるバンプBに、直接に保護部材45(液状樹脂44)が接することを回避することができる。このため、保護部材45の樹脂がバンプBに絡みついて、保護部材45をウェーハWから除去しにくくなることを、抑制することができる。
1:保護部材形成装置、100:筐体、101:装置ベース、102:コラム、
103:支持ベース、104:カセット収容本体、
W:ウェーハ、Wa:ウェーハの上面、Wb:ウェーハの下面,F:リングフレーム、
S:粘着テープ、G:接着剤、W1:ワークセット
4:第1ウェーハ搬送手段、5:第2ウェーハ搬送手段、
10:フィルム供給手段、12:フィルム、20:ステージ、21:フィルム保持面、
22:凸部、30:フィルム載置手段、31:アーム部、32:クランプ部、
40:樹脂供給手段、41:樹脂供給ノズル、41a:供給口、42:ディスペンサ、
43:接続管、44:液状樹脂、45:保護部材、
50:保持手段、51:支持構造、52:保持テーブル、52a:ウェーハ保持面、
53:吸引路、54:基台、55:ピン、55a:隙間、56:環状壁、58:吸引源、
60:拡張手段、61:ボールネジ、62:モータ、63:ガイドレール、
64:昇降板、65:ナット部、
70:硬化手段

Claims (2)

  1. リングフレームと、該リングフレームの開口を塞ぎ、該リングフレームに貼着された粘着テープと、該粘着テープにおける該開口の内部に貼着されたウェーハとで構成される被加工物の該ウェーハの上面を吸保持する被加工物保持面を有する保持テーブルと、
    該被加工物保持面に対向して配設され、シートの下面を保持するステージと、
    該ステージに保持された該シートの上面に液状樹脂を供給する樹脂供給手段と、
    該保持テーブルを該ステージに接近する方向に移動させることによって、該被加工物保持面に吸引保持された該ウェーハの下面に貼着された該粘着テープの下面で該シートの上面の該液状樹脂を押し拡げる拡張手段と、
    押し拡げられた該液状樹脂を硬化して保護部材を形成する硬化手段と、
    を備える保護部材形成装置であって、
    該保持テーブルは、
    平板状の基台と、
    該基台の下面に、下方向に立設される複数のピンと、
    該複数の該ピンを囲繞し、該ピンの先端と同じ高さの下面を有する環状壁と、
    該基台を貫通し該環状壁の内側を吸引源に連通する吸引路と、を備える、
    保護部材形成装置。
  2. 該粘着テープは、該リングフレームに貼着するリング状の接着剤を備え、該粘着テープにおける該接着剤を備えないテープ基材を該ウェーハに密着させる請求項記載の保護部材形成装置。
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