JP2024040570A - 貼着方法 - Google Patents

Abstract

【課題】反りのある被加工物に対して、貼着不良を抑制して粘着テープを貼着する。【解決手段】表面に金属膜を有し該金属膜の応力により反りを生じた被加工物に粘着テープを貼着する貼着方法であって、該被加工物を加熱して該被加工物の反りを抑制する加熱ステップと、反りが抑制された該被加工物に該粘着テープを貼着する貼着ステップと、を備える。好ましくは、該加熱ステップの前に、該被加工物をチャックテーブルに載置する載置ステップと、該貼着ステップの前に、反りが抑制された該被加工物を該チャックテーブルで吸引保持する吸引ステップと、をさらに備える。より好ましくは、該吸引ステップの後、該被加工物の加熱を停止する加熱停止ステップと、該チャックテーブルによる該被加工物の吸引保持を停止して該粘着テープが貼着された該被加工物を該チャックテーブルから搬出する搬出ステップと、をさらに備える。【選択図】図２

Description

本発明は、表面に金属膜が配設された被加工物に粘着テープを貼着する貼着方法に関する。

携帯電話やコンピュータ等の電子機器に使用されるデバイスチップは、複数のデバイスが表面に並べて配設されたウェーハをデバイス毎に分割することで形成される。ウェーハ等の板状の被加工物の分割には、例えば、円環状の切削ブレードが装着された切削装置が使用される。

切削ブレードは、円環状の砥石部を備える。砥石部は、金属や樹脂等の材料で形成された結合材と、結合材中に分散固定された砥粒と、を備える。砥粒はダイヤモンドやｃＢＮ（cubic Boron Nitride）等の材料で形成されており、一部の砥粒は砥石部表面に露出している。切削装置は、切削ブレードを毎分３万回転程度の速度で回転させながら砥石部を被加工物に切り込ませることで被加工物を切削する（特許文献１参照）。

切削装置で切削される被加工物には、粘着テープが予め貼着されることがある。例えば、粘着テープの粘着面を被加工物の一方の面の端部から接触させ、この一方の面の別の端部にかけて接触領域を順次広げつつ粘着テープを被加工物に接触させていく。このとき、粘着テープを上方からローラーで押圧していくと、粘着テープが被加工物に貼着される。

特開平８－２５２０９号公報

被加工物の表面には、金属膜が形成される場合がある。そして、金属膜が形成された半導体ウェーハ等の被加工物は、金属膜に起因して生じる応力により反りが生じる場合がある。反りを有する被加工物に対してローラー等を使用して粘着テープを貼着すると、貼着不良が発生するとの問題が生じることがある。具体的には、被加工物が凹状に反る場合、被加工物の上面の中心部において粘着テープが貼り付きにくい。また、被加工物が凸状に反る場合、被加工物の上面の外周部において粘着テープが貼り付きにくい。

本発明はかかる問題点に鑑みてなされたものであり、その目的とするところは、反りのある被加工物に対して、貼着不良を抑制して粘着テープを貼着する貼着方法を提供することである。

本発明の一態様によれば、表面に金属膜を有し該金属膜の応力により反りを生じた被加工物に粘着テープを貼着する貼着方法であって、該被加工物を加熱して該被加工物の反りを抑制する加熱ステップと、該加熱ステップ後、反りが抑制された該被加工物に該粘着テープを貼着する貼着ステップと、を備えることを特徴とする貼着方法が提供される。

好ましくは、該加熱ステップの前に、該被加工物をチャックテーブルに載置する載置ステップと、該貼着ステップの前に、反りが抑制された該被加工物を該チャックテーブルで吸引保持する吸引ステップと、をさらに備える。

さらに、好ましくは、該吸引ステップの後、該被加工物の加熱を停止する加熱停止ステップと、該加熱停止ステップ及び該貼着ステップの後に、該チャックテーブルによる該被加工物の吸引保持を停止して該粘着テープが貼着された該被加工物を該チャックテーブルから搬出する搬出ステップと、をさらに備える。

また、好ましくは、該チャックテーブルはヒーターを備え、該加熱ステップでは、該ヒーターを使用し該チャックテーブルの温度を上昇させることにより該被加工物を加熱する。

本発明の一態様に係る貼着方法では、まず、表面に金属膜を有し金属膜の応力により反りを生じた被加工物を加熱して被加工物の反りを抑制する。そして、この状態で、反りが抑制された被加工物に粘着テープを貼着する。反りが抑制される前の被加工物と比較すると、反りの抑制された被加工物への粘着テープの貼着は容易である。また、被加工物の表面の各所の粘着テープの貼られやすさの差が小さくなり、被加工物の反りに起因した粘着テープの貼着不良が生じにくくなる。

したがって、本発明の一態様によると、反りのある被加工物に対して、貼着不良を抑制して粘着テープを貼着する貼着方法が提供される。

図１（Ａ）は、チャックテーブルに載置された被加工物を模式的に示す断面図であり、図１（Ｂ）は、加熱され反りが低減された被加工物を模式的に示す断面図である。 図２（Ａ）は、ローラーにより表面に粘着テープが貼着されている被加工物を模式的に示す断面図であり、図２（Ｂ）は、表面に粘着テープが貼着された被加工物を模式的に示す断面図である。 図３（Ａ）は、被加工物に粘着テープを貼着する貼着方法の各ステップの流れの一例を示すフローチャートであり、図３（Ｂ）は、被加工物に粘着テープを貼着する貼着方法の各ステップの流れの他の一例を示すフローチャートである。

以下、添付図面を参照しながら、本発明の実施形態について詳細に説明する。本実施形態に係る貼着方法では、表面に金属膜を有し該金属膜の応力により反りを生じた被加工物に粘着テープを貼着する。図１（Ａ）から図２（Ｂ）には、本実施形態に係る貼着方法で粘着テープが貼着される被加工物１の断面図が模式的に示されている。

被加工物１は、例えば、Ｓｉ（シリコン）、ＳｉＣ（シリコンカーバイド）、ＧａＮ（ガリウムナイトライド）、ＧａＡｓ（ヒ化ガリウム）、若しくは、その他の半導体等の材料から形成されるウェーハである。または、被加工物１は、サファイア、ガラス、石英等の材料からなる略円板状の基板等である。

被加工物１の表面１ａには、互いに交差する複数の分割予定ラインが設定される。分割予定ラインで区画された各領域には、ＩＣ（Integrated Circuit）、ＬＳＩ(Large Scale Integration)等のデバイスが形成されている。被加工物１を裏面１ｂ側から研削して薄化し、研削面を研磨して平坦化し、分割予定ラインに沿って被加工物１を分割すると、個々のデバイスチップを形成できる。ただし、粘着テープが貼着される被加工物１はこれに限定されず、表面１ａにデバイスが形成されていなくてもよい。

被加工物１の表面１ａには、様々な用途・目的で金属膜３が形成されることがある。例えば、金属膜３は、電極や配線層として使用されたり、デバイスを構成する層として使用されたり、ヒートシンクや遮蔽板として使用されたりする。金属膜３は、例えば、アルミニウム、金、銀、銅、クロム、スズ、ニッケル、チタン、タングステン、モリブデン、タンタル、インジウム、酸化亜鉛、または、これらの組み合わせにより構成される。ただし、金属膜３の構成材料はこれに限定されない。

被加工物１には、表面１ａに形成されたデバイス等の構造物を保護するため、または、薄化された被加工物１を支持するため、被加工物１が分割されて形成されるチップを支持するため、その他の理由により、粘着テープ５が貼着される。粘着テープ５は、基材層と、基材層の一面側に設けられた粘着層と、を備える。

粘着テープ５の基材層には、例えば、ポリオレフィン（ＰＯ）、ポリプロピレン（ＰＰ）、ポリエチレンテレフタラート（ＰＥＴ）、ポリ塩化ビニル（ＰＶＣ）、または、ポリスチレン（ＰＳ）等の樹脂材料が使用される。また、粘着テープ５の粘着層にはシリコーンゴム、アクリル系材料、または、エポキシ系材料等が使用される。

被加工物１の表面に金属膜３が形成されていると、金属膜３に起因して生じる応力により被加工物１に反りが生じる場合がある。反りを有する被加工物１に対して粘着テープ５を貼着するのは容易ではなく、貼着不良が生じることがある。例えば、被加工物１が凹状に反る場合、被加工物１の表面１ａの中心部において粘着テープ５が貼り付きにくい。また、被加工物１が凸状に反る場合、被加工物１の表面１ａの外周部において粘着テープ５が貼り付きにくい。

近年、被加工物１が分割されて形成されるデバイスチップへの薄型化の要望が強く、薄型のデバイスチップを形成するために、分割される前の被加工物１が研削等の方法で薄化される。そして、薄化されていない被加工物１と比較すると、薄化された被加工物１では被加工物１に対する金属膜３の相対的な厚みが大きくなる。そのため、薄化された被加工物１では金属膜３に起因する反りが相対的に大きくなり、被加工物１への粘着テープ５の貼着がますます困難となる。

そこで、本実施形態に係る粘着テープの貼着方法では、被加工物１の反りを低減し、反りが低減された被加工物１に粘着テープ５を貼着する。この場合、反りに起因する粘着テープ５の貼着不良が生じにくくなり、粘着テープ５を被加工物１に適切に貼着できる。以下、本実施形態に係る粘着テープの貼着方法について詳述する。

本実施形態に係る粘着テープの主要なステップは、例えば、被加工物１を吸引保持できるチャックテーブルで実施される。図１（Ａ）には、チャックテーブル２を模式的に示す断面図が含まれている。まず、チャックテーブル２について説明する。

チャックテーブル２は、ステンレス等の材料で形成された平板状の枠体４と、枠体４の上面中央に形成された凹部に収容された多孔質部材６と、を備える。多孔質部材６の上面形状は、被加工物１の被吸着面となる裏面１ｂに対応した形状とされる。枠体４には、多孔質部材６を収容する凹部に上端が通じ、下端が下面に通じた吸引路１２が形成されている。

吸引路１２は、外部のポンプ等の吸引源に接続されている。被加工物１をチャックテーブル２の上面に載せ、この吸引源を作動させると、吸引路１２及び多孔質部材６を通じて被加工物１に負圧が作用し、被加工物１がチャックテーブル２で吸引保持される。すなわち、チャックテーブル２の上面は、保持面８となる。

また、チャックテーブル２は、吸引保持する被加工物１を加熱するためのヒーター１０を内蔵してもよい。ヒーター１０は、例えば、電熱線により構成される。ヒーター１０の出力を調整すると、被加工物１の温度を制御できる。ただし、チャックテーブル２はヒーター１０を備えなくてもよく、チャックテーブル２に吸引保持された被加工物１は他の方法により加熱されてもよい。

図３（Ａ）は、本実施形態に係る粘着テープの貼着方法の各ステップの流れの一例を示すフローチャートである。以下、各ステップについて詳述する。本実施形態に係る粘着テープの貼着方法では、まず、被加工物１をチャックテーブル２に載置する載置ステップＳ１０を実施する。図１（Ａ）は、チャックテーブル２に載置された被加工物１を模式的に示す断面図である。

載置ステップＳ１０では、粘着テープ５が貼着される面を上方に向ける。被加工物１の表面１ａ側に粘着テープ５を貼着する場合、裏面１ｂをチャックテーブル２の保持面８に対面させ、表面１ａを上方に露出させる。なお、反りが生じた被加工物１は、そのままではチャックテーブル２で吸引保持できない。チャックテーブル２の吸引源を作動させても、保持面８から負圧が漏れるためである。

次に、加熱ステップＳ２０を実施する。加熱ステップＳ２０では、被加工物１を加熱する。加熱ステップＳ２０では、例えば、チャックテーブル２に内蔵されたヒーター１０を使用してチャックテーブル２の温度を上昇させる。これにより、チャックテーブル２で吸引保持された被加工物１を加熱する。

なお、チャックテーブル２がヒーター１０を備えない場合、加熱ステップＳ２０では他の方法で被加工物１を加熱する。例えば、熱風を送ることのできるヒートガンを準備し、ヒートガンで被加工物１に熱風を当てることにより被加工物１を加熱する。また、例えば、赤外線を放出できる赤外線ランプを準備し、赤外線ランプで被加工物１に赤外線を照射することにより被加工物１を加熱する。

被加工物１を加熱すると、被加工物１及び金属膜３に温度の上昇に伴う熱膨張が生じる。ここで、被加工物１及び金属膜３では熱膨張係数に差があるため、温度の上昇に伴う熱膨張の量が互いに異なる。

例えば、被加工物１よりも金属膜３の熱膨張係数が大きい場合、加熱による膨張量は被加工物１よりも金属膜３の方が大きくなる。そして、図１（Ａ）に示す通り金属膜３が形成されている表面１ａを内側とするように被加工物１に反りが生じている場合、金属膜３のより大きな熱膨張のため、被加工物１の反りが抑制される。図１（Ｂ）には、加熱により反りが抑制された被加工物１を模式的に示す断面図が含まれる。

また、例えば、被加工物１よりも金属膜３の熱膨張係数が小さい場合、加熱による膨張量は被加工物１よりも金属膜３の方が小さくなる。そして、金属膜３が形成されている表面１ａを外側とするように被加工物１に反りが生じている場合、金属膜３のより小さな熱膨張のため、反りが抑制される。

なお、加熱ステップＳ２０では、加熱により被加工物１の温度を４０℃以上１００℃以下の温度で加熱するとよく、４０℃以上６０℃以下に加熱することがより好ましい。被加工物１を加熱する目標となる温度は、被加工物１の厚みと材質、金属膜３の厚みと材質、被加工物１に生じた反りの程度等を考慮して適宜選択されるとよい。例えば、被加工物１が厚さ４５μｍのシリコンウェーハであり、金属膜３が厚さ３０μｍの銀膜である場合、被加工物１を５０℃程度に加熱すると被加工物１に生じていた反りが大幅に抑制される。

本実施形態に係る粘着テープの貼着方法では、次に、吸引ステップＳ３０を実施する。吸引ステップＳ３０では、反りが抑制された被加工物１をチャックテーブル２で吸引保持する。被加工物１の反りが抑制されていれば保持面８が被加工物１で覆われるため、チャックテーブル２による吸引保持が可能となる。そこで、被加工物１を所定の温度に加熱した状態でチャックテーブル２の吸引源を作動させ、チャックテーブル２で被加工物１を吸引保持する。

次に、貼着ステップＳ４０を実施する。貼着ステップＳ４０では、反りが抑制された被加工物１に粘着テープ５を貼着する。図２（Ａ）は、粘着テープ５が被加工物１に貼着される様子を模式的に示す断面図である。被加工物１への粘着テープ５の貼着には、被加工物１の径よりも長いローラー１４を使用する。

まず、被加工物１の表面１ａの一端に粘着テープ５を貼着する。そして、被加工物１のこの一端の上方において、ローラー１４で上方から粘着テープ５を押圧する。その後、ローラー１４を粘着テープ５上で転がしながら、粘着テープ５を被加工物１の表面１ａのこの一端から別の一端にかけて貼り付けていく。ローラー１４が被加工物１の別の一端に到達して被加工物１の表面１ａの全域に貼着されたとき、貼着ステップＳ４０が完了する。

図２（Ｂ）は、貼着ステップＳ４０により粘着テープ５が貼着された被加工物１を模式的に示す断面図である。本実施形態に係る貼着方法では、被加工物１の反りが抑制されている状態で被加工物１に粘着テープ５が貼着されるため、ローラー１４が被加工物１の上で転がる際にローラー１４が粘着テープ５を一様に押圧できる。そのため、被加工物１への粘着テープ５の貼着不良が生じにくくなる。

次に、加熱停止ステップＳ５０を実施する。加熱停止ステップＳ５０では、被加工物１の加熱を停止する。例えば、チャックテーブル２のヒーター１０で被加工物１を所定の温度に加熱していた場合、ヒーター１０を停止させることで加熱を停止する。

次に、搬出ステップＳ６０を実施する。搬出ステップＳ６０では、チャックテーブル２の吸引源を停止させ、チャックテーブル２による被加工物１の吸引保持を停止する。そして、粘着テープ５が貼着された被加工物１をチャックテーブル２から搬出する。これにより、粘着テープ５が適切に貼着された被加工物１が得られる。

チャックテーブル２による被加工物１の吸引保持を解除すると、金属膜３の応力に起因して被加工物１の反りが元に戻る。そのため、吸着機構を有する搬送ユニットで被加工物１を上方から吸引保持する場合には、チャックテーブル２による被加工物１の吸引保持を解除する前に吸着機構で被加工物１を吸引保持するとよい。

以上に説明する通り、本実施形態に係る粘着テープの貼着方法では、被加工物１の反りが抑制され被加工物１の表面１ａの各所において粘着テープ５の貼られやすさの差が小さくなるため、被加工物１の反りに起因した粘着テープ５の貼着不良が生じにくくなる。

なお、本発明は上記実施形態の記載に限定されず、種々変更して実施可能である。例えば、上記実施形態では、加熱停止ステップＳ５０を実施する前に貼着ステップＳ４０を実施したが、本発明の一態様はこれに限定されない。すなわち、貼着ステップＳ４０は、加熱停止ステップＳ５０の後に実施されてもよい。

この場合、加熱停止ステップＳ５０により被加工物１の温度が低下するが、この時点で被加工物１はチャックテーブル２に吸引保持されているため、被加工物１の反りは完全には復元されない。そのため、その後に貼着ステップＳ４０を実施する際、被加工物１の反りが抑制された状態が維持されるため、貼着不良を生じさせることなく粘着テープ５を被加工物１に貼着できる。

加熱停止ステップＳ５０の後に貼着ステップＳ４０を実施する場合、粘着テープ５に貼着されるときに被加工物１の温度が常温に戻る。そのため、粘着テープ５が加熱されることはなく、高温で変質するような粘着テープ５を使用することも可能である。その一方で、加熱停止ステップＳ５０の前に貼着ステップＳ４０を実施する場合には粘着テープ５も加熱されるため、粘着テープ５が軟化して被加工物１の表面１ａの凹凸形状等に良く追従して変形するため、粘着テープ５の貼着力が上昇する場合がある。

さらに、加熱停止ステップＳ５０の前に貼着ステップＳ４０を実施する場合、常温では粘着力の弱い、または、粘着力のない粘着テープ５でも被加工物１に貼着できる。例えば、被加工物１を所定の温度に加熱した状態でローラー１４を使用して粘着テープ５を被加工物１に押圧すると、粘着テープ５を被加工物１に熱圧着することも可能である。いずにしろ、貼着ステップＳ４０及び加熱停止ステップＳ５０の後に搬出ステップＳ６０を実施すると、粘着テープ５が貼着された被加工物１が得られる。

なお、上記実施形態では、加熱ステップＳ２０を実施した後に吸引ステップＳ３０を実施する場合について説明したが、本発明の一態様はこれに限定されない。すなわち、加熱ステップＳ２０及び吸引ステップＳ３０は同時に進行してもよい。例えば、載置ステップＳ１０を実施した後、チャックテーブル２の吸引源を作動させるとともに、ヒーター１０を作動させる。

この場合、被加工物１の反りが抑制される前は保持面８から負圧が漏れて被加工物１がチャックテーブル２で吸引保持されない。そして、被加工物１の温度が上昇していき、被加工物１の反りの抑制が進行すると、被加工物１により保持面８が覆われ負圧が漏れなくなる。この場合、被加工物１の反りの抑制がある程度進行したときに、自動的にチャックテーブル２で被加工物１が吸引保持されるようになる。

例えば、被加工物１の材質及び厚さや、金属膜３の材質及び厚さ、加熱ステップＳ２０における被加工物１の加熱温度次第では、被加工物１の反りが完全に緩和された後、金属膜３等の熱膨張がさらに進行することが考えられる。この場合、被加工物１が当初とは反対の側に向けて反りかえる。

そして、被加工物１の反りが当初とは反対の側に徐々に大きくなり、チャックテーブル２による吸引保持に失敗する程度に反りが大きくなることが考えられる。そのため、被加工物１が所定の温度になるまで加熱した後にチャックテーブル２の吸引源を作動させたのでは、チャックテーブル２による被加工物１の吸引保持に失敗する場合がある。

そこで、加熱ステップＳ２０により被加工物１の温度が所定の温度に達する前にチャックテーブル２の作動を開始しておくと、被加工物１により保持面８が覆われたときに被加工物１がチャックテーブル２で吸引保持される。このように、本発明の一態様に係る粘着テープの貼着方法では、吸引ステップＳ３０が加熱ステップＳ２０の完了を待って開始される必要はなく、加熱ステップＳ２０が完了する前に吸引ステップＳ３０が開始されてもよい。

その他、上述した実施形態や変形例等にかかる構造、方法等は、本発明の目的の範囲を逸脱しない限りにおいて適宜変更して実施できる。

１ 被加工物
１ａ 表面
１ｂ 裏面
３ 金属膜
５ 粘着テープ
２ チャックテーブル
４ 枠体
６ 多孔質部材
８ 保持面
１０ ヒーター
１２ 吸引路
１４ ローラー

Claims (4)

1. 表面に金属膜を有し該金属膜の応力により反りを生じた被加工物に粘着テープを貼着する貼着方法であって、
   該被加工物を加熱して該被加工物の反りを抑制する加熱ステップと、
   該加熱ステップ後、反りが抑制された該被加工物に該粘着テープを貼着する貼着ステップと、を備えることを特徴とする貼着方法。
2. 該加熱ステップの前に、該被加工物をチャックテーブルに載置する載置ステップと、
   該貼着ステップの前に、反りが抑制された該被加工物を該チャックテーブルで吸引保持する吸引ステップと、をさらに備えることを特徴とする請求項１に記載の貼着方法。
3. 該吸引ステップの後、該被加工物の加熱を停止する加熱停止ステップと、
   該加熱停止ステップ及び該貼着ステップの後に、該チャックテーブルによる該被加工物の吸引保持を停止して該粘着テープが貼着された該被加工物を該チャックテーブルから搬出する搬出ステップと、をさらに備えることを特徴とする請求項２に記載の貼着方法。
4. 該チャックテーブルはヒーターを備え、
   該加熱ステップでは、該ヒーターを使用し該チャックテーブルの温度を上昇させることにより該被加工物を加熱することを特徴とする請求項２または請求項３に記載の貼着方法。

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