(57)【要約】【課題】半導体ウェーハにテープを貼り付ける際に、テープと半導体ウェーハの間に気泡を発生させること無く貼り付け、半導体装置の信頼性を上げることを目的とする。【解決手段】半導体ウェーハ２の表面保護テープ３を貼り付ける際に、ローラ表面の形状もしくは材質が加圧時に前記半導体ウェーハ２上に形成されたチップ間の段差に力が伝わるような凹凸を有し、回転可能なローラ１を用いることにより、チップの凹凸に追従してローラ１の圧力が伝わるため、貼り付けに際して加熱しなくても、表面保護テープ３と半導体ウェーハ２の間に気泡を発生させること無く貼り付けることが出来、半導体装置の信頼性を上げることが出来る。【選択図】図１
2007208151.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
主面に半導体素子が形成された半導体ウェーハの他方の主面を研削する際に前記半導体ウェーハ主面を保護するための表面保護テープを貼り付けるテープ貼り付け装置であって、
前記半導体ウェーハを載置するテーブルと、
前記表面保護テープを前記半導体ウェーハに設置するテープ載置手段と、
前記表面保護テープにＵＶ照射するＵＶ照射手段と、
回転しながら前記表面保護テープを前記半導体ウェーハに加圧して貼り付けるローラと、
前記ローラの前記表面保護テープとの接触面に形成された凹凸と、
を有し、前記凹凸により前記半導体ウェーハに形成されたチップ間の段差にも前記ローラの圧力が加わることを特徴とするテープ貼り付け装置。
【請求項２】
前記凹凸が所定の径の円柱であることを特徴とする請求項１記載のテープ貼り付け装置。
【請求項３】
前記凹凸が前記半導体ウェ−ハ表面のチップパターンに沿うような格子状の凹凸であることを特徴とする請求項１記載のテープ貼り付け装置。
【請求項４】
前記凹凸が所定の大きさの球状粒子であることを特徴とする請求項１記載のテープ貼り付け装置。
【請求項５】
主面に半導体素子が形成された半導体ウェーハの他方の主面を研削する際に前記半導体ウェーハ主面を保護するための表面保護テープを貼り付けるテープ貼り付け装置であって、
前記半導体ウェーハを載置するテーブルと、
前記表面保護テープを前記半導体ウェーハに設置するテープ載置手段と、
前記表面保護テープにＵＶ照射するＵＶ照射手段と、
前記表面保護テープとの接触面の材質がゲルであり回転しながら前記表面保護テープを前記半導体ウェーハに加圧して貼り付けるローラと、
を有し、前記ゲルにより前記半導体ウェーハに形成されたチップ間の段差にも前記ローラの圧力が加わることを特徴とするテープ貼り付け装置。
【請求項６】
主面に半導体素子が形成された半導体ウェーハの他方の主面を研削する際に前記半導体ウェーハ主面を保護するための表面保護テープを貼り付けるテープ貼り付け方法であって、
前記半導体ウェーハをテーブルに載置する工程と、
前記表面保護テープを前記半導体ウェーハに設置する工程と、
前記表面保護テープとの接触面の材質がゲルであるローラを回転させながら前記表面保護テープを前記半導体ウェーハに加圧して貼り付ける工程と、
を有し、前記ゲルにより前記半導体ウェーハに形成されたチップ間の段差にも前記ローラの圧力が加わることを特徴とするテープ貼り付け方法。
【請求項７】
主面に半導体素子が形成された半導体ウェーハの他方の主面を研削する際に前記半導体ウェーハ主面を保護するための表面保護テープを貼り付けるテープ貼り付け方法であって、
前記半導体ウェーハをテーブルに載置する工程と、
前記表面保護テープを前記半導体ウェーハに設置する工程と、
前記表面保護テープとの接触面に凹凸が形成されたローラを回転させながら前記表面保護テープを前記半導体ウェーハに加圧して貼り付ける工程と、
を有し、前記凹凸により前記半導体ウェーハに形成されたチップ間の段差にも前記ローラの圧力が加わることを特徴とするテープ貼り付け方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、半導体ウェーハの表面を保護する目的で半導体ウェーハの表面にテープを貼り付けるテープ貼り付け装置及びテープ貼り付け方法に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
半導体集積回路（ＩＣ）など、半導体装置（半導体デバイス）の製造工程にあっては、所謂前工程に於いて、シリコン（Ｓｉ）などの半導体ウェーハにおける一方の主面に、トランジスタ、抵抗などの回路素子、及び当該回路素子を相互に接続する配線層、更には外部接続用電極などの形成が行われることにより、当該一方の主面に複数個の半導体素子領域が形成される。
【０００３】
しかる後、所謂後工程に於いて、当該半導体ウェーハの他方の主面（裏面）の研削（バックグライディング）による当該ウェーハの薄化、半導体素子領域間の分断（ダイシング）による個片（チップ）化が行われ、更に当該チップに対して気密封止或いは容器への収容などの処理が行われる。
【０００４】
かかる後工程に於いて、半導体ウェーハの半導体素子領域が形成された主面をバックグライディングする際に保護することを目的とする表面保護テープ貼りを行い、前記ウェーハを裏面研削した後、ＵＶ照射によりテープと前記ウェーハとの粘着力を低下させ剥がす。テープの材質としてはポリオレフィン系、テープの粘着剤としてはアクリル系が多く用いられている。
【０００５】
従来、半導体ウェーハへのテープ貼りにおいては、図８の従来のテープ貼り装置のローラを示す斜視図に示すように貼り付け装置のローラの内部に熱源１１を組み込み、テープと半導体ウェーハを加熱しながら貼り付けるという方法が取られている（例えば、特許文献参照）。これは、テープと半導体ウェーハを加熱することによりテープと半導体ウェーハの間に発生する空気溜りを防ぐことに有効である。また、上記ローラ表面の材質を樹脂１０にすることにより半導体ウェーハの凹凸に追従し、空気溜りの発生を防ぐことにも有効である。
【特許文献１】特開２００４−１８６２４０号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
電子機器の小型化・高速化に伴い、そこに適用される半導体装置も、より小型化、高密度回路化の要求が高まっている。更に、半導体ウェーハの大口径化が進み、半導体装置の製造コスト削減が進んでいる。そのため、上記半導体ウェーハの薄型化、チップサイズの小型化が要求され、また、チップの耐熱温度が低くなり、半導体装置の製造工程における半導体ウェーハの取り扱いが難しくなってきている。
【０００７】
半導体ウェーハ主面にテープを貼り付ける工程において、チップサイズの小型化により図９の半導体ウェーハに形成されたチップを示す図からわかるように、スクライブレーンとしてチップ間に形成されている溝１３の幅が５０〜２００μｍと小さくなったため、チップ間の溝１３にローラ１の力が伝わらなくなり、図１０の従来のテープ貼り付け装置におけるテープ貼り付けの様子を示す図からわかるように、テープ３との間の空気溜りの発生が従来技術では防止出来なくなっている。前記ＵＶ照射の工程において、気泡８等の空気溜りの存在により、テープ３の接着剤に酸素阻害が起こり、半導体ウェーハ２上に糊残りが発生して半導体装置の信頼性を低下させるという問題点があった。また、従来技術では熱を加えてテープ３を貼り付けていたが、高密度回路化によるチップの耐熱温度が低くなることで、熱を加えてテープを貼り付けることが困難となってきている。
【０００８】
上記問題点を解決するために、本発明のテープ貼り付け装置及びテープ貼り付け方法は、半導体ウェーハにテープを貼り付ける際に、テープと半導体ウェーハの間に気泡を発生させること無く貼り付け、半導体装置の信頼性を上げることを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
上記目的を達成するために、請求項１記載のテープ貼り付け装置は、主面に半導体素子が形成された半導体ウェーハの他方の主面を研削する際に前記半導体ウェーハ主面を保護するための表面保護テープを貼り付けるテープ貼り付け装置であって、前記半導体ウェーハを載置するテーブルと、前記表面保護テープを前記半導体ウェーハに設置するテープ載置手段と、前記表面保護テープにＵＶ照射するＵＶ照射手段と、回転しながら前記表面保護テープを前記半導体ウェーハに加圧して貼り付けるローラと、前記ローラの前記表面保護テープとの接触面に形成された凹凸と、を有し、前記凹凸により前記半導体ウェーハに形成されたチップ間の段差にも前記ローラの圧力が加わることを特徴とする。
【００１０】
請求項２記載のテープ貼り付け装置は、請求項１記載のテープ貼り付け装置において、前記凹凸が所定の径の円柱であることを特徴とする。
請求項３記載のテープ貼り付け装置は、請求項１記載のテープ貼り付け装置において、前記凹凸が前記半導体ウェ−ハ表面のチップパターンに沿うような格子状の凹凸であることを特徴とする。
【００１１】
請求項４記載のテープ貼り付け装置は、請求項１記載のテープ貼り付け装置において、前記凹凸が所定の大きさの球状粒子であることを特徴とする。
請求項５記載のテープ貼り付け装置は、主面に半導体素子が形成された半導体ウェーハの他方の主面を研削する際に前記半導体ウェーハ主面を保護するための表面保護テープを貼り付けるテープ貼り付け装置であって、前記半導体ウェーハを載置するテーブルと、前記表面保護テープを前記半導体ウェーハに設置するテープ載置手段と、前記表面保護テープにＵＶ照射するＵＶ照射手段と、前記表面保護テープとの接触面の材質がゲルであり回転しながら前記表面保護テープを前記半導体ウェーハに加圧して貼り付けるローラと、を有し、前記ゲルにより前記半導体ウェーハに形成されたチップ間の段差にも前記ローラの圧力が加わることを特徴とする。
【００１２】
請求項６記載のテープ貼り付け方法は、主面に半導体素子が形成された半導体ウェーハの他方の主面を研削する際に前記半導体ウェーハ主面を保護するための表面保護テープを貼り付けるテープ貼り付け方法であって、前記半導体ウェーハをテーブルに載置する工程と、前記表面保護テープを前記半導体ウェーハに設置する工程と、前記表面保護テープとの接触面の材質がゲルであるローラを回転させながら前記表面保護テープを前記半導体ウェーハに加圧して貼り付ける工程と、を有し、前記ゲルにより前記半導体ウェーハに形成されたチップ間の段差にも前記ローラの圧力が加わることを特徴とする。
【００１３】
請求項７記載のテープ貼り付け方法は、主面に半導体素子が形成された半導体ウェーハの他方の主面を研削する際に前記半導体ウェーハ主面を保護するための表面保護テープを貼り付けるテープ貼り付け方法であって、前記半導体ウェーハをテーブルに載置する工程と、前記表面保護テープを前記半導体ウェーハに設置する工程と、前記表面保護テープとの接触面に凹凸が形成されたローラを回転させながら前記表面保護テープを前記半導体ウェーハに加圧して貼り付ける工程と、を有し、前記凹凸により前記半導体ウェーハに形成されたチップ間の段差にも前記ローラの圧力が加わることを特徴とする。
【００１４】
以上により、テープと半導体ウェーハの間に気泡を発生させること無く貼り付けることが出来、半導体装置の信頼性を上げることが出来る。
【発明の効果】
【００１５】
本発明のテープ貼り付け装置及びテープ貼り付け方法は、半導体ウェーハの表面保護テープを貼り付ける際に、ローラ表面の形状もしくは材質が加圧時に前記半導体ウェーハ上に形成されたチップ間の段差に力が伝わるような凹凸を有し、回転可能なローラを用いることにより、チップの凹凸に追従してローラの圧力が伝わるため、貼り付けに際して加熱しなくても、表面保護テープと半導体ウェーハの間に気泡を発生させること無く貼り付けることが出来、半導体装置の信頼性を上げることが出来る。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１６】
本発明のテープ貼り付け装置及びテープ貼り付け方法の実施の形態１について、以下、図面を参照しながら説明する。
図１は本発明のテープ貼り付け方法を示す工程断面図、図２は本発明のテープ貼り付け方法を示す斜視図、図３は本発明の実施の形態１に用いるローラの形状を例示する図、図４は本発明のローラと円柱の関係を説明するための図である。
【００１７】
半導体装置の製造工程においては、所謂前工程において図１（ａ）に示すように半導体ウェーハ２の一方の主面にトランジスタ、抵抗などの回路素子、及び当該回路素子を相互に接続する配線層、更には外部接続用電極などの形成が行われることにより、当該一方の主面に複数個の半導体素子領域が形成される。
【００１８】
しかる後、図１（ｃ）に示すように所謂後工程に於いて、半導体ウェーハ２の他方の主面（裏面）の研削ブラシ１４を用いた研削（バックグライディング）による半導体ウェーハ２の薄化が行われるが、その際、半導体素子領域が形成された半導体ウェーハの表面を保護するために、図１（ｂ）に示すように半導体ウェーハ２に表面保護テープ３を貼り付ける。この工程において、半導体ウェーハ２をテーブルに固定し、その上に表面保護テープ３を設置し、回転可能なローラ１を用いて加圧し貼り付ける。
【００１９】
研削後、ＵＶを照射して保護テープ３の半導体ウェーハ２との粘着性を除去し、テープ３をはがす。その後、半導体素子領域間の分断（ダイシング）による個片（チップ）化が行われ、更に当該チップに対して気密封止或いは容器への収容などの処理が行われる。
【００２０】
本発明は、上述の半導体ウェーハの表面保護テープ貼りに関するものである。
テープの貼り付けに際しては、図２に示すように、テーブル４に半導体ウェーハ２を固定させ、その上にテープ３を設置し、その上にローラ１を転がしながら貼り付けていく。
【００２１】
ここで、本発明では、ローラ１の表面形状が、加圧時に半導体ウェーハ２上に形成されたチップ間の段差に力が伝わるような凹凸を有することを特徴とし、例えば、図３（ａ）に示すように、ローラ１の表面に、ローラ１の回転方向に対して垂直な方向に並べられた微小な径の円柱５により凹凸を形成する。
【００２２】
図４に示すように、チップ間には段差がある。そのため、図４（ａ），図４（ｃ）において、段差によりチップ６とテープの間の気泡による隙間を生じさせない最良の方法として、溝の幅の中心線上に円柱の中心が存在し、かつ円周が段差のそれぞれの角と接する円柱半径Ｒ１とローラ半径Ｒ２を次式の関係で表す。
【数１】
2007208151.tif 000003
ここで、上式はチップ間の段差が２段である場合の式であり、ｌ１は（内側の段差の幅）／２、ｌ２は（外側の段差の幅）／２、ｈ１は円柱５の最下点から円柱に接する内側の段差までの高さ、ｈ２は外側の段差の高さを示す。また、ここで使用した記号は以下同様の意味で用いる。
【００２３】
また、この場合の、半径Ｒ１の円柱５をローラ表面に形成する間隔θ２を、ローラ１に設けた円柱５間隔θ３，ローラ半径Ｒ２及びチップの幅Ｔによって次式で定義する。
【数２】
2007208151.tif 000004
これは１チップにＮ個の半径Ｒ１の円柱が当たることを意味し、Ｎの値としては１０〜２０が好ましいが、限定されるものではない。
【００２４】
以上のような円柱を備えたローラを用いることにより、微小な径の円柱が溝内部にまで至るため、貼り付けに際して加熱しなくても、チップ間の段差に効率よく力が伝わり、テープと半導体ウェーハの間に気泡を発生させること無く貼り付けることが出来る。
【００２５】
上記式は、２段の溝が溝の幅の中心線に対して対象な断面形状である場合には成り立つが、それ以外の場合は、ローラ表面に凹凸があり、チップサイズ、溝の形状、溝の幅、溝の深さから求められる円柱の径が、円柱が溝に入り込むのに十分な径を持ち、チップ間の凹凸に追従すれば良い。
【００２６】
また、半導体ウェーハを薄化する手法として、先にチップ厚みまでハーフカットダイシングを行い、その後半導体ウェーハの表面保護テープを貼りつけてバックグラインドすることによりチップを個片化するというＤＢＧ工法と呼ばれる手法がある。この手法をとる場合、チップ間にハーフカットダイシングによる段差が発生するため、溝の幅の中心線上に円柱の中心が存在し、かつ円周が段差のそれぞれの角と接する円柱半径Ｒ１は図４（ｂ），図４（ｃ）より次式で示される。
【数３】
2007208151.tif 000005
また、この場合の、半径Ｒ１の円柱をローラ埋め込む間隔θ２を、ローラ１に設けた円柱５間隔θ３，ローラ半径Ｒ２及び、チップの幅Ｔによって次式で定義する。ここで、ｌ３は（最も外側の段差の幅）／２である。
【数４】
2007208151.tif 000006
これは、１チップにＮ個の半径Ｒ１の円柱が当たることを意味する。
【００２７】
以上のような円柱を備えたローラを用いることにより、微小な径の円柱が溝内部にまで至るため、貼り付けに際して加熱しなくても、チップ間の段差に効率よく力が伝わり、テープと半導体ウェーハの間に気泡を発生させること無く貼り付けることが出来る。
【００２８】
また、ローラ表面に凹凸があり、チップ間の凹凸に追従するものであれば、上記の式で限定されない。
また、チップは格子状に形成されているため、チップ間の溝と平行にローラを操作させた後、９０度回転させてもう一度操作させる。これによって１方向の溝だけではなく、格子状にある溝すべてに力が伝わりテープと半導体ウェーハの間に気泡を発生させること無く貼り付けることが出来る。
【００２９】
また、図３（ｂ）は前記円柱をローラにスパイラル状に形成したローラである。
これにより、１本の円柱がチップ間の溝に全面追従せずとも、複数の円柱が溝に入り込むため、他の円柱がチップ間の溝に追従し、確実に１本の溝に１本以上の円柱が力を伝えることが出来る。
【００３０】
以上のようなスパイラル状の円柱を備えたローラを用いることにより、微小な径の円柱が溝内部にまで至るため、貼り付けに際して加熱しなくても、チップ間の段差に効率よく力が伝わり、テープと半導体ウェーハの間に気泡を発生させること無く貼り付けることが出来る。
【００３１】
以降、実施の形態２〜実施の形態４に、実施の形態１におけるテープ貼り付け装置及びテープ貼り付け方法のローラ部分の別形態について説明する。
以下に、本発明の実施の形態２について図を用いて説明する。
【００３２】
図５は本発明の実施の形態２に用いるローラの形状を例示する図である。
図５（ａ）は本発明の実施の形態２であるテープ貼り機の表面がゲル状の材質であるローラの斜視図である。
【００３３】
この時、図２に示すように、テーブル４に半導体ウェーハ２を固定させ、その上にテープ３を設置し、その上にローラ１を転がしながら貼り付けていく。ローラ圧力としては５〜２０Ｎが適当である。
【００３４】
図５（ｂ）に示すように、ゲル７の流動性により半導体ウェーハ表面に形成された段差にゲル７が入り込み、従来の表面の材質として樹脂を用いたローラに比べて、貼り付けに際して加熱しなくても、ローラの圧力をより確実にチップ６間の段差に加えることが出来る。
【００３５】
また、流動性があるために、格子状に形成されたチップ間の溝すべてに１方向操作のみで力を伝えることが出来、テープと半導体ウェーハの間に気泡８を発生させること無く貼り付けることが出来、また効率が図られる。
【００３６】
以下に本発明の実施の形態３について図を用いて説明する。
図６は本発明の実施の形態３に用いるローラの形状を例示する図である。
図６に示すように、本発明の実施の形態３におけるローラの表面には、半導体ウェーハにおけるチップパターンに沿うように格子状の凹凸を形成している。
【００３７】
図２に示すように、テーブル４に半導体ウェーハ２を固定させ、その上にテープ３を設置し、その上にローラ１を転がしながら貼り付けていく。ローラ圧力としては５〜１５Ｎが適当である。
【００３８】
ローラ表面にチップのパターンが形成されていることにより、貼り付けに際して加熱しなくても、ローラで加圧時に格子状に形成されたチップ間の溝すべてに１方向操作のみで力を伝えることが出来、テープと半導体ウェーハの間に気泡を発生させること無く貼り付けることが出来、また効率が図られる。
【００３９】
以下に本発明の実施の形態４について図を用いて説明する。
図７は本発明の実施の形態４に用いるローラの形状を例示する図である。
図７に示すように、本発明の実施の形態４におけるローラの表面には、微小な球状粒子９が散りばめられている。
【００４０】
図２に示すように、テーブル４に半導体ウェーハ２を固定させ、その上にテープ３を設置し、その上にローラ１を転がしながら貼り付けていく。ローラ圧力としては５〜１５Ｎが適当である。
【００４１】
球状粒子の半径Ｒ１は図４（ａ）より次式で示される。
【数５】
2007208151.tif 000007
半径Ｒ１の球状粒子をローラに埋め込む間隔θ２を、ローラ半径Ｒ２とチップの幅Ｔによって次式で定義する。
【数６】
2007208151.tif 000008
これは１チップにＮ個の半径Ｒ１の球状粒子が当たることを意味する。
【００４２】
図７（ｂ）に示すようにチップ６に球状粒子９が当たるときには球状粒子９はローラ１に沈み込み、チップ間の段差部では球状粒子９は沈み込まずに力を加える。これにより、半導体ウェーハ全面に力を伝えることが出来る。
【００４３】
ローラ表面に微小な球状粒子９が散りばめられていることにより、貼り付けに際して加熱しなくても、ローラ１で加圧時に格子状に形成されたチップ間の溝すべてに１方向操作のみで力を伝えることが出来、テープと半導体ウェーハの間に気泡を発生させること無く貼り付けることが出来、また効率が図られる。
【産業上の利用可能性】
【００４４】
本発明のテープ貼り付け装置のテープ貼り付け方法は、テープと半導体ウェーハの間に気泡を発生させること無く貼り付けることが出来、半導体ウェーハの表面を保護する目的で半導体ウェーハの表面にテープを貼り付けるテープ貼り付け装置及びテープ貼り付け方法等に有用である。
【図面の簡単な説明】
【００４５】
【図１】本発明のテープ貼り付け方法を示す工程断面図
【図２】本発明のテープ貼り付け方法を示す斜視図
【図３】本発明の実施の形態１に用いるローラの形状を例示する図
【図４】本発明のローラと円柱の関係を説明するための図
【図５】本発明の実施の形態２に用いるローラの形状を例示する図
【図６】本発明の実施の形態３に用いるローラの形状を例示する図
【図７】本発明の実施の形態４に用いるローラの形状を例示する図
【図８】従来のテープ貼り装置のローラを示す斜視図
【図９】半導体ウェーハに形成されたチップを示す図
【図１０】従来のテープ貼り付け装置におけるテープ貼り付けの様子を示す図
【符号の説明】
【００４６】
１    ローラ
２    半導体ウェーハ
３    テープ
４    テーブル
５    円柱
６    チップ
７    ゲル
８    気泡
９    球状粒子
１０    樹脂
１１    熱源
１３    チップ間の溝
１４    研削ブラシ
【図１】
2007208151.tif 000009
【図２】
2007208151.tif 000010
【図３】
2007208151.tif 000011
【図４】
2007208151.tif 000012
【図５】
2007208151.tif 000013
【図６】
2007208151.tif 000014
【図７】
2007208151.tif 000015
【図８】
2007208151.tif 000016
【図９】
2007208151.tif 000017
【図１０】
2007208151.tif 000018