(57)【要約】【課題】保護テープの半導体ウエハへの圧着力を長期間にわたって安定化し、しかも圧着力を制御することができる保護テープ貼付装置を提供する。【解決手段】真空チャンバ２内に配設され、それぞれの保持面が互いに対向され、少なくとも一方が相手の方向に進退し得る保護テープ保持装置７及びウエハ保持装置５と、これら保護テープ保持装置及びウエハ保持装置の少なくとも一方を、相手側の方向に移動させ、上記ウエハ保持装置に保持された半導体ウエハ４に上記保護テープ保持装置に保持された保護テープ６を圧着させ得る駆動装置９と、この駆動装置によって上記半導体ウエハ及び上記保護テープの間に働く圧着力を検知する荷重センサ８と、この荷重センサの検知結果に応じて上記駆動装置を制御する制御装置１０とを備えるようにした。【選択図】図１
2007123549.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
真空チャンバ内に配設され、それぞれの保持面が互いに対向され、少なくとも一方が相手の方向に進退し得る保護テープ保持装置及びウエハ保持装置と、これら保護テープ保持装置及びウエハ保持装置の少なくとも一方を、相手側の方向に移動させ、上記ウエハ保持装置に保持された半導体ウエハに上記保護テープ保持装置に保持された保護テープを圧着させる駆動装置と、この駆動装置によって上記半導体ウエハ及び上記保護テープの間に働く圧着力を検知する荷重センサと、この荷重センサの検知結果に応じて上記駆動装置を制御する制御装置とを備えてなることを特徴とする保護テープ貼付装置。
【請求項２】
上記荷重センサは、上記駆動装置の出力軸と上記保護テープ保持装置及びウエハ保持装置の少なくとも一方に介装された歪ゲージ式ロードセルからなることを特徴とする請求項１に記載の保護テープ貼付装置。
【請求項３】
上記駆動装置は、上記真空チャンバの外側に設けられたパルスにより制御される駆動モータと、この駆動モータに連結された直動変換装置と、この直動変換装置によって変換された直線運動を上記真空チャンバの底部を気密を保持して貫通され上記ウエハ保持装置または保護テープ保持装置に伝達する出力軸とからなることを特徴とする請求項１または請求項２に記載の保護テープ貼付装置。
【請求項４】
上記保護テープ保持装置に供給される保護テープは、予め上記半導体ウエハの形状に合わせて切断されたものであることを特徴とする請求項１ないし請求項３の何れかに記載の保護テープ貼付装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、半導体ウエハなどの表面に保護テープを貼付けるための保護テープ貼付装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
半導体デバイスの製造においては、半導体ウエハ表面へのデバイスパターン形成後にウエハ裏面側を所望の厚さまで研削する工程がある。この研削工程ではウエハ表面に形成されたデバイス面の保護を目的に保護テープ（別称：バックグラインドテープ）が事前に貼り付けられる。従来の保護テープ貼付装置では、保護テープ切断部でウエハ外形に見合う形状と大きさに切り出された保護テープを、上下動と揺動機構を有し保護テープ切断部からテープ貼付け部に移動が可能な吸着テーブルで吸着保持し、バネ等のクッション性を有するウエハ載置テーブルに位置決め供給された半導体ウエハの直上に臨ませ、真空雰囲気内で吸着テーブルの下降・揺動動作により保護テープを半導体ウエハに圧着させて貼り付けるようにしている（例えば特許文献１参照。）。
【０００３】
【特許文献１】特開２００１−１４８４１２号公報（第１頁、図１）
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
上記のような従来の保護テープ貼付装置または貼付方法では、保護テープと半導体ウエハの貼付時の圧着力は、ウエハ載置テーブル下部に設けられたバネ力のみが支配的となっており、保護テープの貼付け枚数（処理回数）が増加するに従ってバネ等のクッション材の劣化が進行し、該クッション材の弾性力は低下する。その結果、保護テープの半導体ウエハへの圧着力が経時的に低下することとなり、テープ剥がれの問題や半導体ウエハ表面と保護テープの界面からエッチング液などが浸透しやすくなるなどの課題があった。
【０００５】
この発明は、上記のような従来技術の課題を解決するためになされたもので、貼付時に保護テープと半導体ウエハとの間に作用する圧着力が長期間にわたって変わらず、しかも圧着力を制御することができる保護テープ貼付装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
この発明に係る保護テープ貼付装置は、真空チャンバ内に配設され、それぞれの保持面が互いに対向され、少なくとも一方が相手の方向に進退し得る保護テープ保持装置及びウエハ保持装置と、これら保護テープ保持装置及びウエハ保持装置の少なくとも一方を、相手側の方向に移動させ、上記ウエハ保持装置に保持された半導体ウエハに上記保護テープ保持装置に保持された保護テープを圧着させ得る駆動装置と、この駆動装置によって上記半導体ウエハ及び上記保護テープの間に働く圧着力を検知する荷重センサと、この荷重センサの検知結果に応じて上記駆動装置を制御する制御装置とを備えてなるものである。
【発明の効果】
【０００７】
この発明においては、荷重センサによって検知された保護テープと半導体ウエハとの間に働く圧着力に対応した信号に応じて駆動装置を制御するようにしたことにより、保護テープと半導体ウエハを圧着するときの圧着力の経時変化を無くすことができるとともに、圧着力を所望の値に安定して一定に制御できる。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００８】
実施の形態１．
図１〜図３はこの発明の実施の形態１による保護テープ貼付装置を説明するもので、図１は保護テープ貼付装置を模式的に示す断面図、図２は図１に示す制御装置による制御例の要部を示すフロー図、図３は図１に示す保護テープ貼付装置による処理回数に対する圧着力の変化を従来装置の場合と比較して概念的に示す特性図である。図において、保護テープ貼付装置１は、真空チャンバ２と、真空チャンバ２内を排気する真空ポンプ３と、何れも真空チャンバ２内に設けられた、半導体ウエハ４を保持するウエハ保持装置５、保護テープ６を保持する保護テープ保持装置７、及び圧着力を検知する荷重センサ８と、圧着力を発生させる駆動モータ９ａ、駆動モータ９ａの回転力を図の上下方向の直線運動に変換する直動変換装置９ｂ、及び直動変換装置９ｂの直線運動を真空チャンバ２の底部を気密を保持して貫通されウエハ保持装置５に伝達する出力軸９ｃを有する駆動装置９と、荷重センサ８の検知結果に応じて駆動装置９を制御する制御装置１０を備えている。
【０００９】
上記真空チャンバ２は、図示省略している固定部に固定された下側に位置するテープ貼付チャンバ２ａと、このテープ貼付チャンバ２ａの上方に移動可能に配設され、テープ貼付時に該テープ貼付チャンバ２ａの上端面に密着固定される上チャンバ２ｂからなっている。ウエハ保持装置５は、上下移動が可能な可動ステージ５ａと、この可動ステージ５ａに対しバネ等のクッション材５ｂを介して設けられたウエハ吸着テーブル５ｃとを備えている。上記半導体ウエハ４は、別途設けられた何れも図示省略しているウエハ位置決め部において、供給された半導体ウエハのオリフラの向きが一定に揃えられた後、ウエハ搬送手段によってウエハ吸着テーブル５ｃに吸着保持される。
【００１０】
一方、保護テープ保持装置７は、上チャンバ２ｂに一体的に組み込まれて保護テープ吸着テーブル７ａを備えており、保護テープ６を保持するときは図示しない別の位置に上チャンバ２ｂと共に移動し、別途設けられた何れも図示省略している保護テープ切断部において半導体ウエハ４の外形に見合う大きさに予め切断された保護テープ６を該保護テープ吸着テーブル７ａに吸着保持し、その後テープ貼付けチャンバ２ａの上方に移動され、上記半導体ウエハ４の直上に位置決めし得るように構成されている。なお、保護テープ保持装置７は、ウエハ保持装置５の下方からの押し上げ力に対して上下方向には動かないように保持されている（詳細図示省略）。また、上記直動変換装置９ｂは、この例では駆動モータ９ａに直結されて回動するボールねじ９ｄと、中心部がこのボールねじ９ｄに螺合され側端部がフレームなどの固定部（詳細図示省略）に上下移動可能に支持され、上記ボールねじ９ｄの例えば正転によって上昇し、反転によって下降する可動子９ｅを用いて構成されている。
【００１１】
なお、上記駆動装置９としては他の方式、例えばリニアモータ、電磁アクチュエータ、油圧式アクチュエータなどを用いても勿論差し支えなく、該駆動装置９の駆動源が直動式の場合には上記直動変換装置９ｂは不要である。また、上記荷重センサ８は、上記出力軸９ｃの先端部に設けられた可動ステージ５ａを押し上げるための押し上げ部９ｆに組み込まれており、該押し上げ部９ｆと可動ステージ５ａとの間に介装されて圧着力を検出するように設けられている。なお、この例では荷重に応じた信号を出力する歪ゲージ式ロードセルが用いられ、その出力信号が制御装置１０に入力され、制御装置１０によって該出力信号に応じたパルス信号が駆動モータ９ａに供給され、駆動装置９が制御されるように構成されている。
【００１２】
次に上記のように構成された実施の形態１の動作について説明する。まず、図示省略している保護テープ切断部において、半導体ウエハ４の外形に見合う大きさに切断された保護テープ６は、上チャンバ２ｂと一体となったテープ吸着テーブル７ａに負圧によって吸着された状態でテープ貼付チャンバ２ａ上に移動する。一方、図示省略しているウエハ位置決め部においてオリフラの向きが一定となった半導体ウエハ４はウエハ搬送手段（図示せず）によってウエハ吸着テーブル５ｃに負圧によって吸着保持される。次に、上チャンバ２ｂが下降しテープ貼付チャンバ２ａを密閉した後に真空ポンプ３が作動して真空チャンバ２内が真空排気される。
【００１３】
真空チャンバ２内が設定された所望の真空圧に到達した時点で、駆動モータ９ａが作動しボールねじ９ｄ、直動変換部９ｂ及び押し上げ部９ｆを介して可動ステージ５ａを上昇させる。該可動ステージ５ａとクッション材５ｂを介して連結されたウエハ吸着テーブル５ｃは吸着した半導体ウエハ４を上昇させ、該半導体ウエハ４を対向する上方の保護テープ６に圧着させる。一方、押し上げ部９ｆに組み込まれた荷重センサ８の出力信号は、常時制御装置１０に入力されており、図２に概念的に示す大略フローに従って圧着力が設定荷重に達するまで可動ステージ５ａが押し上げられ、設定荷重に達した時点でパルス数を一定制御し可動ステージ５ａの上昇は停止される。以下、図2のフロー図を参照して説明する。
【００１４】
即ち、ステップＳ１で荷重センサ８の出力信号から半導体ウエハ４と保護テープ６の間に働く圧着力に対応した荷重を検出し、ステップＳ２で設定荷重の範囲内かを判定し、設定荷重に達していない場合（ＮＯ）はステップＳ３に進み、駆動モータ９ａをパルス数制御するための所定の信号が駆動モータ９ａに伝送され、ステップＳ４で駆動モータ９ａが該信号に応じて回転する。この回転により、ボールねじ９ｄが回転して可動子９ｅが上昇する。可動子９ｅの上昇に伴って出力軸９ｃが押し上げ部９ｆを押し上げることで、可動ステージ５ａが上昇する（ステップＳ５）。このように、パルス数を制御することで駆動モータ９ａを動作させて半導体ウエハ４と保護テープ３を圧着させ、圧着力が設定荷重に達するまで可動ステージ５ａを上昇させる。
【００１５】
そしてステップＳ２で設定荷重に達している（ＹＥＳ）と判定されたときには、ステップＳ６に進み、駆動モータ９ａが停止されて、所定時間、保持された後、圧着作業が終了する。なお、クッション材５ｂは荷重を半導体ウエハ４に均等に伝えるために介在されている。なお、図３はこの発明の実施の形態１による効果を概念的に示したものであり、横軸を処理回数、縦軸を圧着力として処理回数と圧着力の関係を示すと、破線で示す「圧着力制御なし」の場合は、バネ等のクッション材の劣化によって処理回数が進むにつれてクッション材の弾性力が低下し、圧着力が低下していくのに対して、実線で示す実施の形態１の「圧着力制御あり」の場合は、処理回数を重ねてもクッション材５ｂの弾性力の低下に拘らず、所望の圧着力を一定に制御できることを示している。
【００１６】
上記のようにこの実施の形態１によれば、半導体ウエハ４への保護テープ６の貼付時の圧着力を一定に制御できるのでクッション材の劣化による圧着力の経時変化を抑制でき貼付条件の安定化が図れる。またこれにより半導体ウエハ４上に貼付された保護テープ６の剥がれもなく、また半導体ウエハ４表面と保護テープ６の界面からの薬液の浸透を防止できる。また、荷重センサ８として歪ゲージ式ロードセルを用いたので、検出荷重を電気信号に変換でき、かつパルス制御によって駆動モータ９ａを制御するようにしたので高精度で安定したウエハ保持装置５の直線駆動ができる。
【００１７】
なお、上記実施の形態１では、上方に配設された保護テープ保持装置７に対して、下側に設けられたウエハ保持装置５を上下方向に進退させるように構成したが、これに限定されるものではない。例えば上下逆にしてもよく、要するにそれぞれの保持面が互いに対向され、少なくとも一方が相手の方向に進退できるように真空チャンバ２内に配設されていればよい。従って、駆動装置９は、保護テープ保持装置７及びウエハ保持装置５の少なくとも一方を、相手側の方向に進退させるように移動させ、ウエハ保持装置５に保持された半導体ウエハ４に保護テープ保持装置７に保持された保護テープ６を圧着させ得るものであれば良い。
【００１８】
また、荷重センサ８は、押し上げ部９ｆと可動ステージ５ａの間に設けたが、これに限定されるものではなく、例えば図１の例で、保護テープ保持装置７の側の例えば保護テープ吸着テーブル７ａと保護テープ吸着テーブル７ａを支持固定している図示省略している固定部材との間に介在させるなど、出力軸９ｃと保護テープ保持装置７の図の上方で該保護テープ保持装置７を固定している部材の間で圧着力を検知できる個所であれば何れの個所に設けても差し支えない。その他、駆動装置９や荷重センサ８の種類、制御装置１０の制御方式など、何れも実施の形態１に例示したものに限定されず、この発明の精神の範囲内で種々の変形や変更が可能であることは当然である。
【図面の簡単な説明】
【００１９】
【図１】この発明の実施の形態１による保護テープ貼付を模式的に示す断面図。
【図２】図１に示す制御装置による制御例の要部を示すフロー図。
【図３】図１に示す保護テープ貼付装置による処理数に対する圧着力の変化を従来装置の場合と比較して概念的に示す特性図。
【符号の説明】
【００２０】
１  保護テープ貼付装置、  ２  真空チャンバ、  ２ａ  テープ貼付チャンバ、  ２ｂ  上チャンバ、  ３  真空ポンプ、  ４  半導体ウエハ、  ５  ウエハ保持装置、  ５ａ  可動ステージ、  ５ｂ  クッション材、  ５ｃ  ウエハ吸着テーブル、  ６  保護テープ、  ７  保護テープ保持装置、  ７ａ  保護テープ吸着テーブル、  ８  荷重センサ、  ９  駆動装置、  ９ａ  駆動モータ、  ９ｂ  直動変換装置、  ９ｃ  出力軸、  ９ｄ  ボールねじ、  ９ｅ  可動子、  ９ｆ  押し上げ部、  １０  制御装置。
【図１】
2007123549.tif 000003
【図２】
2007123549.tif 000004
【図３】
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