CN101847571B - 保护带剥离方法以及采用该方法的保护带剥离装置 - Google Patents

Abstract

本发明提供保护带剥离方法以及采用该方法的保护带剥离装置。该保护带剥离方法随着与带剥离机构的可动台相连结的驱动组件的移动，利用压力传感器检测该驱动组件按压位于行进方向上的可动台使其移动时的压力，将该检测结果作为保护带的剥离负荷。控制装置根据该剥离负荷操作电动机的驱动，控制带剥离机构的移动速度。

Description

保护带剥离方法以及采用该方法的保护带剥离装置

技术领域

本发明涉及在粘贴于形成有电路图案等的半导体晶圆表面的保护带上粘贴剥离带，通过剥离该剥离带将保护带一体地自半导体晶圆的表面剥离的保护带剥离方法以及采用该方法的保护带剥离装置。

背景技术

在对表面上形成有电路等图案的半导体晶圆(以下适当称作“晶圆”)的背面进行背磨时，预先在晶圆整个表面上粘贴保护带。利用吸盘等吸附构件从该晶圆的表面侧进行吸附保持进而进行研磨处理。在磨削背面之后，经过规定的工序从晶圆表面剥离除去保护带。将该晶圆输送到下一个切割工序。

作为这样地从晶圆表面剥离除去保护带的以往方法，如下地实施。在晶圆的保护带上粘贴宽度小于晶圆直径的剥离带。公知有通过剥离该剥离带而将保护带与剥离带一体地从晶圆表面剥离除去的方法(参照日本国特开2004-165570号公报)。

在从因薄型化而强度降低的晶圆剥离保护带的情况下，对晶圆施加有由剥离时的拉力产生的剥离负荷。因该负荷破坏晶圆的风险升高。在使剥离速度恒定地从晶圆的一端朝向另一端剥离保护带时，如图1所示，随着从剥离开始端朝向中心部位，保护带相对于晶圆的粘接面积扩大，与之相伴剥离负荷逐渐增大。相反，随着从中心部位朝向剥离结束端，保护带相对于晶圆的粘接面积变小，与之相伴剥离负荷逐渐减小。

在这种情况下，如果为了提高处理效率而加快剥离速度就会产生如下那样的问题。即，会在剥离负荷增大而晶圆易于破损的危险范围中进行剥离处理。另外，如图1中的虚线所示，如果为了将剥离负荷维持在安全范围内而减慢剥离速度就会产生如下那样的问题。即，虽然能够降低晶圆破损，但相反地导致处理效率(生产节拍时间)降低。

另外，也可考虑通过随着剥离的进行根据预先决定的程序使剥离速度按指定的模式变化，从而将剥离负荷维持在安全范围内。但是，由于各晶圆的保护带粘接特性不同，因此，也有可能因粘接条件导致剥离负荷到达危险范围这样的情况。因而，该以往方法并一定是优选的剥离方法。

发明内容

本发明的目的在于既能避免保护带剥离处理的处理效率降低，又不会导致晶圆破损地顺畅地剥离保护带。

本发明为了达到上述目的而采用如下的构造。

一种保护带剥离方法，该方法通过在粘贴于半导体晶圆表面的保护带上粘贴剥离带后进行剥离，而将保护带与剥离带一体地从半导体晶圆的表面剥离，其特征在于，上述方法包括以下工序：

检测出作用于上述保护带的剥离负荷，根据该检测信息控制保护带的剥离速度。

采用本发明的保护带剥离方法，例如，预先设定能够安全地进行带剥离的剥离负荷的阈值。在进行带剥离时检测出的剥离负荷大于该阈值时，控制剥离速度使其降低，使剥离负荷始终小于等于阈值地进行剥离处理。因而，能够不损坏半导体晶圆地顺畅地剥离保护带。

另外，在该方法中，优选例如在将剥离速度控制为将保护带的剥离负荷维持在预先设定的阈值内的状态下进行带剥离动作。

采用该方法，通过将阈值尽可能地设定为不会损坏半导体晶圆的较大的值，能够维持着不会损坏半导体晶圆的上限速度进行剥离处理。因而，能够高效率地剥离保护带。

在此，例如，检测使剥离带剥离移动的驱动负荷，将该检测出的驱动负荷作为保护带的剥离负荷。

在这种情况下，在使剥离带拉伸移动来进行剥离处理的情况下，通过检测出使剥离带拉伸移动的机构的移动负荷，能够容易地判断剥离负荷。另外，在不使剥离带移动而使半导体晶圆移动地进行剥离处理的情况下，通过检测出保持半导体晶圆的台的移动负荷，能够容易地判断剥离负荷。

另外，检测因被吸附保持于剥离台上的半导体晶圆浮起而发生变化的抽吸力，将该检测出的抽吸力作为上述保护带的剥离负荷，该半导体晶圆浮起是由于带剥离时作用于保护带的拉力所造成的。

在这种情况下，能够防止在剥离保护带时半导体晶圆弯曲而自剥离台浮起。因而，能够防止由剥离时的拉力导致半导体晶圆弯曲而破损，并且，能够防止因半导体晶圆的错位而产生的剥离不良。

另外，本发明为了达到上述目的而采用如下的构造。

一种保护带剥离装置，该装置通过在粘贴于半导体晶圆表面的保护带上粘贴剥离带后进行剥离，而将保护带与剥离带一体地从半导体晶圆的表面剥离，其特征在于，上述装置包括以下的构成要素：

剥离台，其用于载置保持在表面粘贴有保护带的上述半导体晶圆；

带剥离机构，其在被载置保持于上述剥离台上的半导体晶圆的表面上，沿着半导体晶圆的直径粘贴剥离带，然后将剥离带剥离；

驱动机构，其用于沿带剥离方向使带剥离机构相对于上述剥离台相对移动；

检测机构，其用于检测上述保护带的剥离负荷；

控制装置，其基于来自上述检测机构的检测信息来控制上述驱动机构的动作速度。

采用该构造，能够较佳地实施上述方法。

另外，在上述构造中，保护带的剥离负荷如下地检测。

利用检测机构检测作用于驱动机构的驱动负荷，将该检测出的驱动负荷作为保护带的剥离负荷。

例如，上述检测机构由检测辊和压力传感器构成，

上述检测辊配设在带剥离机构的带剥离方向的下游，用于卷绕剥离带，能够上下位移；

上述压力传感器用于将作用于检测辊的向下方的移动转换为压力来检测上述剥离负荷。

作为另一构造，上述剥离台能够沿着导轨水平移动地被支承；

上述检测机构是压力传感器，该压力传感器固定配设在带剥离方向的下游，检测因带剥离时进行移动的剥离台的移动所作用的压力，将该检测出的压力作为上述剥离负荷。

另外，检测机构也可以构成为检测剥离带的张力，将该检测的张力作为保护带的剥离负荷。

采用该构造，由于剥离带的张力的、与半导体晶圆表面正交的方向上的分力为剥离力(剥离负荷)，因此，能够进行干扰要素较少的检测。因而，能够根据检测出的误差较少的剥离负荷来执行高精度的速度控制。

另外，也可以如下地构成上述装置。

剥离台包括用于检测吸附保持半导体晶圆时的抽吸力的压力传感器；

保护带的剥离负荷是在剥离保护带时由上述压力传感器检测出的抽吸力的变化，上述控制装置基于来自该压力传感器的检测信息来控制上述驱动机构的动作速度。

附图说明

图1是以往的带剥离处理中的剥离负荷及剥离速度的特性线图。

图2是表示整个保护带剥离装置的立体图。

图3是保护带剥离装置的整体主视图。

图4是保护带剥离装置的整体俯视图。

图5是带粘贴机构及带剥离机构的主要部分的主视图。

图6是表示带剥离动作状态的主要部分的立体图。

图7～12是说明带剥离工序的主视图。

图13是带剥离控制的流程图。

图14是带剥离处理中的剥离负荷及剥离速度的特性线图。

图15是表示剥离负荷的检测部件的另一实施例的主要部分的主视图。

图16是表示剥离负荷的检测部件的又一实施例的主要部分的主视图。

具体实施方式

下面，参照附图说明本发明的一个实施例。

图2是表示作为执行本发明方法的装置的一个例子的、半导体晶圆的保护带剥离装置的整体立体图，图3是该装置的主视图，图4是该装置的俯视图，图5是主要部分的主视图。

该保护带剥离装置在基座13的上部设置有：载置有用于层叠收纳进行了背磨处理后的半导体晶圆W(以下简称作“晶圆W”)的盒C1的晶圆供给部1；设置有机器人手臂2的晶圆输送机构3；用于对晶圆W进行对位的对准台4；用于将剥离用的粘合带T(以下称作“剥离带T”)供给到剥离处理部位的带供给部5；用于吸附保持晶圆W的剥离台6；将剥离带T粘贴于剥离台6上的晶圆W上的带粘贴机构7；用于剥离粘贴好的剥离带T的带剥离机构8；用于卷取回收被剥离了的剥离带Ts的带回收部9；载置有用于层叠收纳处理完毕的晶圆W的盒C2的晶圆回收部10；用于使带粘贴机构7左右往返移动的驱动机构11(参照图5)；使带剥离机构8左右往返移动的驱动机构12等。

在此，将晶圆供给部1、晶圆输送机构3、对准台4、剥离台6及晶圆回收部10配设在基座13的上表面，而将带供给部5及带回收部9设于立设在基台13的上表面上的纵壁14的前表面上。带粘贴机构7及带剥离机构8面向纵壁14的下方开口部地设置，而且，驱动机构11、12配设在纵壁14的背部。

晶圆供给部1包括盒台15。在该盒台15上载置有盒C1，该盒C1用于以上下空开适当间隔的状态、以插入的方式收容粘贴了紫外线固化型的保护带PT(参照图6)的、表面朝上的水平姿态的晶圆W。另外，盒台15能在气缸16的作用下旋转而能够改变朝向。

晶圆回收部10也包括盒台17。在该盒台17上载置有盒C2，该盒C2用于以上下空开适当间隔的状态、以插入的方式收容经保护带剥离处理完毕的晶圆W。另外，该盒台17在气缸18的作用下也能旋转而能够改变朝向。另外，在被收容于盒C1之前，晶圆W预先接受紫外线照射处理。即，在保护带PT的粘合层的粘接力降低了的状态下接受带剥离处理。

输送机构3的机器人手臂2能够水平进退、旋转及升降。在机器人手臂2的前端设有马蹄铁形的吸附保持部2a。该吸附保持部2a进行从晶圆供给部1取出晶圆W、向对准台4供给晶圆W、将晶圆W从对准台4搬入到剥离台6、从剥离台6搬出处理完毕的晶圆W、将处理完毕的晶圆W搬入到晶圆回收部10等动作。

带供给部5将从材料卷TR放出的剥离带T通过剥离台6的上方引导至带粘贴机构7及带剥离机构8。另外，剥离带T可采用宽度小于晶圆W直径的剥离带。

如图4所示，剥离台6的上表面构成为用于吸附保持晶圆W的真空吸附面。另外，在剥离台6的中心部分设有能够进退的、晶圆交接用的吸附盘19。

如图5所示，带粘贴机构7包括粘贴辊24和被支承为能够沿着导轨21水平移动的可动台22。粘贴辊24为能在气缸23的作用下上下运动的构造。另外，用于使该带粘贴机构7左右水平移动的驱动机构11构成为，通过使进给丝杠25在电动机M1的作用下正反旋转，而使可动台22以恒定冲程往返移动。

带剥离机构8的构造也为，在被支承为能够沿着导轨21水平移动的可动台26上设有引导辊27、能被电动机M3驱动旋转的送出辊28及与该送出辊28相对的夹持辊29等。另外，用于使该带剥离机构8左右移动的驱动机构12是在被电动机M3正反旋转驱动的进给丝杠30上螺纹连接有驱动组件31而成的。即，为利用进给丝杠30的正反旋转而左右水平地螺纹进给移动的驱动组件31与可动台26，以通过带头驱动销32连动的方式相连结的构造。

即，带头驱动销32能够滑动地从后方插入到驱动组件31中进而连结于可动台26的后端。另外，负载传感器等压力传感器33与设在可动台26后端的驱动组件31的前表面相接近地与该前表面相对。因而，在驱动组件31向前方(图5中的右方)移动时，驱动组件31隔着压力传感器33推压可动台26向前方移动。相反，在驱动组件31向后方(图5中的左方)移动时，驱动组件31通过带头驱动销32牵引可动台26向后方移动。

采用上述构造，利用压力传感器33仅检测驱动组件31的往返移动中的、前进移动时的对可动台26施加的驱动负荷。利用该压力传感器33构成用于检测剥离力的检测机构。作为检测机构的压力传感器33与用于控制电动机M1、M2、M3等的动作的使用微型计算机的控制装置34相连接。另外，对利用该检测机构的保护带的剥离力的控制如后述。

下面，参照图6～图12的工序图说明利用该保护带剥离装置将粘贴在晶圆W表面上的保护带PT剥离的基本工序。

首先，将机器人手臂2插入到图2所示的晶圆供给部1的盒C1中。该机器人手臂2从背面吸附保持规定的晶圆W而将该晶圆W取出，将该晶圆W转移到对准台4上。在对准台4上，根据预先形成于晶圆W外周的槽口等的检测部位对晶圆W进行对位。对位后的晶圆W再次被机器人手臂2从下表面侧支承进行输送而供给到剥离台6上。

搬入到剥离台6上的晶圆W被突出于台面的吸附盘19接收之后，随着吸附盘19的下降将晶圆W以规定的姿态及位置载置于剥离台6的上表面上。

如图7所示，在晶圆W被装到剥离台6上的时刻，带粘贴机构7和带剥离机构8处于剥离台6的后方(图7中的左方)的待机位置。

如图8所示，在将晶圆W载置于剥离台6上时，带粘贴机构7的粘贴辊24下降至规定的粘贴高度。之后，随着带粘贴机构7的前进移动，粘贴辊24一边沿着晶圆W的上表面滚动一边将剥离带T粘贴在保护带PT(参照图6)的表面上。

如图9所示，在粘贴剥离带T结束时，在锁定了送出辊28的旋转的状态下使带剥离机构8前进移动。如图10所示，在带剥离机构8前进规定距离时，开始对从晶圆边缘向后方伸出的剥离带T施加张力。

如图6及图11所示，通过使带剥离机构8进一步前进移动，一体地粘接了保护带PT的剥离带T被从晶圆边缘卷起。随着该带剥离机构8的前进移动，保护带PT被渐渐从晶圆表面剥离下来。

在保护带PT被完全剥离时，晶圆W被吸附盘19(参照图4)暂时举起。之后，利用图2所示的机器人手臂2吸附保持晶圆W的背面而将晶圆W从剥离台6搬出。将该晶圆W以插入的方式收容在晶圆回收部10的盒C2中。另外，带粘贴机构7及带剥离机构8后退而返回移动到原本的待机位置。同时，由带回收部9进行卷取并进行送出辊28的送出驱动，对剥离了的处理完毕的剥离带Ts进行卷取回收。

以上1次粘贴工序完成，成为接收下一个晶圆的待机状态。

在上述带剥离动作中，根据压力传感器(检测机构)33的检测信息来控制带剥离机构8向前进方向的移动速度(剥离速度)。根据图13的流程图说明该控制。

即，在对带剥离控制发出指令时，开始由压力传感器33检测剥离负荷L(步骤S01)，并且，带剥离机构8开始移动(步骤S02)。在这种情况下，在从晶圆边缘起的预先设定的距离内进行带剥离的初始期间里，利用预先程序化的特性来控制(初始速度控制)带剥离机构8的移动速度(剥离速度)(步骤S03)。

即，将初始速度控制为：使带剥离机构8在从图7所示的待机位置开始移动、直到图10所示的剥离带T被折回而被施加有张力为止的期间里渐渐加速。因而，如图14所示，在带剥离机构8到达晶圆边缘时刻，速度达到预先设定的上限值。因而，能够迅速地形成自晶圆边缘起的剥离起点。但是，在晶圆边缘的附近，保护带PT的粘接面积较小，存在易于剥离的倾向，因此，优选在形成剥离起点之后如图14所示地进行速度控制，以使带剥离机构8暂时减速不会对晶圆W施加所需以上的剥离负荷L。通过这样地控制初始速度，能够可靠且顺畅地开始对剥离带T进行带剥离。

在上述初始速度的控制结束时，利用控制装置34的CPU对由压力传感器33检测出的剥离负荷L和预先输入设定的阈值L0进行比较运算处理(步骤S04)。在此，阈值L0被设定为比有可能发生晶圆破损的危险范围的下限(安全范围的上限)稍小一些的值。另外，根据所使用的保护带PT、剥离带T的种类、晶圆W的直径及厚度等适当地设定变更该阈值L0。

在剥离负荷L与阈值L0(包括静区)相等的情况下，剥离速度被维持在现状(步骤S05)。在剥离负荷L大于阈值L0(包括静区)的情况下，控制剥离速度减速(步骤S06)。另外，在剥离负荷L小于阈值L0(包括静区)的情况下，控制剥离速度加速(步骤S07)。由于与各剥离时刻的剥离负荷L的变化相应地控制剥离速度，因此，能将从保护带PT的剥离开始到结束为止的剥离应力稳定地维持在阈值L0附近地进行带剥离。

通过适当的方法、例如利用回转式编码器等检测电动机M3的旋转来计测剥离距离，并且，判断带剥离是否超过晶圆中心而到达了终端侧的晶圆边缘(步骤S08)。在带剥离机构8到达终端侧的晶圆边缘时，利用预先程序化的特性来控制(最终速度控制)带剥离机构8的移动速度(剥离速度)使其减速(步骤S09)。

还期望构成为，在剥离负荷L以设定以上的加速度急剧增大的情况、产生剥离负荷L到达并超过危险范围这样的状况的情况下，使带剥离机构8停止前进移动并发出警报。

采用上述实施例装置，将带剥离机构8的移动速度控制为对保护带PT施加接近上限值的剥离负荷，该上限值纳入到导致晶圆破损的危险范围附近的安全范围内。因而，能够不使晶圆W破损地、将保护带PT与剥离带T一体且高效地从晶圆W的表面剥离。换言之，能够保持不使晶圆W破损的上限的移动速度使带剥离机构8移动。

本发明也能够变形为以下的方式来实施。

(1)在上述实施例中，也可以利用转矩传感器检测进给丝杠30的旋转驱动负荷。即，也可以利用转矩传感器检测带剥离机构8的驱动负荷，据此算出剥离负荷L。

(2)如图15所示，作为检测机构，也可以设置检测辊35和压力传感器33，该检测辊35配置在带剥离机构8的带剥离方向的下游，用于卷绕剥离带T并能够上下移位；该压力传感器3将作用于检测辊35的向下方的移动转换为压力而进行检测。采用该构造，也能够根据预先将移动力与作用于剥离带T的张力联系起来的相关数据用作剥离负荷L。

(3)如图16所示，也可以将剥离台6支承为能够沿着导轨36水平移动，并且将负载传感器等压力传感器33配置为位置固定的状态，该压力传感器33在带剥离方向的下游(图13中的右侧)承接剥离台6。采用该构造，通过用压力传感器33检测出剥离带T的张力的作用于水平方向的压力，也能够算出剥离负荷L。

(4)在上述实施例中，是使带剥离机构8移动的结构，但也可以通过将带剥离机构8的位置固定、而使剥离台6水平移动地进行剥离处理的方式来实施。

(5)在上述各实施例中，利用压力传感器33来检测带剥离机构8或剥离台6移动时施加的负荷，但也可以如下地构成。

也可以根据剥离台6对晶圆W的抽吸力的变化，来控制带剥离机构8或剥离台6的移动速度。

例如，在带剥离机构8移动的同时利用压力传感器实时地检测剥离台6对晶圆W的抽吸力。在该检测过程中抽吸力降低的情况下，使剥离机构8等移动对象物的移动速度减速一直到抽吸力为恒定为止。

即，在剥离负荷大于剥离台6对晶圆W的抽吸力、晶圆W弯曲而自剥离台6浮起的情况下，使带剥离机构8等移动对象物的移动速度减速。采用该构造，不会因剥离负荷破坏晶圆W。另外，该构造也可以设于上述各实施例装置中。

Claims (15)

1.一种保护带剥离方法，该方法通过在粘贴于半导体晶圆表面的保护带上粘贴剥离带后进行剥离，而将保护带与剥离带一体地从半导体晶圆的表面剥离，其特征在于，

上述方法包括以下工序：

检测出作用于上述保护带的剥离负荷，根据该检测信息控制保护带的剥离速度。

2.根据权利要求1所述的保护带剥离方法，其特征在于，

在将剥离速度控制为将保护带的剥离负荷维持在预先设定的阈值内的状态下进行带剥离动作。

3.根据权利要求1所述的保护带剥离方法，其特征在于，

检测使上述剥离带剥离移动的驱动负荷，将该检测出的驱动负荷作为上述保护带的剥离负荷。

4.根据权利要求3所述的保护带剥离方法，其特征在于，

将通过构成带剥离机构的可动组件相对于可动台的前进移动检测出的压力作为上述驱动负荷，该可动组件与该可动台通过能够滑动地从该可动组件的后方贯穿该可动组件的驱动销相连结。

5.根据权利要求3所述的保护带剥离方法，其特征在于，

检测带剥离机构动作时作用于驱动机构的转矩的变化，将该转矩的变化作为上述驱动负荷。

6.根据权利要求1所述的保护带剥离方法，其特征在于，

检测能够上下位移的检测辊向下方的移动所作用的压力，将该检测出的压力作为上述剥离负荷，该检测辊配设在带剥离机构的带剥离方向的下游，用于缠绕剥离带。

7.根据权利要求1所述的保护带剥离方法，其特征在于，

沿着导轨水平移动地支承用于保持半导体晶圆的上述剥离台，利用传感器检测带剥离时进行移动的剥离台的移动所作用的压力，将该检测出的压力作为上述剥离负荷，该传感器固定设置在带剥离方向的下游来承接剥离台。

8.根据权利要求1所述的保护带剥离方法，其特征在于，

检测因被吸附保持于剥离台上的半导体晶圆浮起而发生变化的抽吸力，将该检测出的抽吸力作为上述保护带的剥离负荷，该半导体晶圆浮起是由于带剥离时作用于保护带的拉力所造成的。

9.一种保护带剥离装置，该装置通过在粘贴于半导体晶圆表面的保护带上粘贴剥离带后进行剥离，而将保护带与剥离带一体地从半导体晶圆的表面剥离，其特征在于，

上述装置包括以下的构成要素：

剥离台，其用于载置保持在表面粘贴有保护带的上述半导体晶圆；

带剥离机构，其在被载置保持于上述剥离台上的半导体晶圆的表面上，沿着半导体晶圆的直径粘贴剥离带，然后将剥离带剥离；

驱动机构，其用于沿带剥离方向使带剥离机构相对于上述剥离台移动；

检测机构，其用于检测上述保护带的剥离负荷；

控制装置，其基于来自上述检测机构的检测信息来控制上述驱动机构的动作速度。

10.根据权利要求9所述的保护带剥离装置，其特征在于，

上述检测机构构成为，检测作用于上述驱动机构的驱动负荷，将该检测出的驱动负荷作为上述保护带的剥离负荷。

11.根据权利要求9所述的保护带剥离装置，其特征在于，

上述检测机构构成为，检测上述剥离带的张力，将该检测出的张力作为上述保护带的剥离负荷。

12.根据权利要求9所述的保护带剥离装置，其特征在于，

上述带剥离机构包括：在驱动机构的驱动下进行往返移动的可动组件；利用能滑动地从上述可动组件的后方贯穿可动组件的驱动销与可动组件相连结的可动台；

上述检测机构是用于检测由可动组件的前进移动而产生的对可动台侧的按压的传感器。

13.根据权利要求9所述的保护带剥离装置，其特征在于，

上述检测机构由检测辊和压力传感器构成，

上述检测辊配设在带剥离机构的带剥离方向的下游，用于卷绕剥离带，能够上下位移；

上述压力传感器用于将作用于上述检测辊的向下方的移动转换为压力来检测上述剥离负荷。

14.根据权利要求9所述的保护带剥离装置，其特征在于，

上述剥离台能够沿着导轨水平移动被支承；

上述检测机构是压力传感器，该压力传感器固定配设在带剥离方向的下游，检测因带剥离时进行移动的剥离台的移动所作用的压力，将该检测出的压力作为上述剥离负荷。

15.根据权利要求9所述的保护带剥离装置，其特征在于，

上述剥离台包括用于检测吸附保持半导体晶圆时的抽吸力的压力传感器；

保护带的剥离负荷是在剥离保护带时由上述压力传感器检测出的抽吸力的变化，上述控制装置基于来自该压力传感器的检测信息来控制上述驱动机构的动作速度。

Images