JP2005197429A - 半導体ウエハの不要物除去方法 - Google Patents

半導体ウエハの不要物除去方法 Download PDF

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Abstract

【課題】 ウエハ上の不要物を剥離テープを用いて剥離する場合であっても、ウエハへのダメージを与えることなく、ウエハ上の不要物を確実に剥離除去することができる半導体ウエハの不要物除去方法を提供する。
【解決手段】 半導体ウエハＷ上に剥離テープＴを貼付け、この剥離テープＴを剥離することで、半導体ウエハＷ上の不要物を剥離テープＴと一体に剥離する半導体ウエハＷの不要物除去方法であって、半導体ウエハＷ上に貼付けた剥離テープＴにエッジ部材２８を接触させ、エッジ部材２８の先端部を、不要物と半導体ウエハＷとの剥離終了部分Ｌで、半導体ウエハＷ側に押し付けて剥離テープＴを剥離することを特徴とする。
【選択図】 図１４

Description

本発明は、半導体ウエハの表面に存在する保護テープやレジスト膜などの不要物を、剥離テープを利用して除去する方法に関する。
例えば、半導体ウエハ（以下、ウエハという。）の製造工程において、パターン形成処理の済んだウエハの裏面を研磨（バックグラインド）する際には、予めウエハ表面に幅広の保護テープを貼り付けるとともに、ウエハ外周からはみ出た保護テープをウエハの外径に沿って切り抜き、表面全体が保護テープで保護されたウエハをその表面側から吸盤で吸着保持して研磨処理を行う。その後、不要物となった保護テープをウエハ表面からめくり取り除去することになる。
この保護テープをめくり取り除去する方法として、剥離テープを利用する方法がある。この方法は、ウエハ表面に貼り付けられている保護テープ（不要物）の上に、保護テープの粘着力より強い粘着力を備えた剥離テープを用いてローラをウエハ上で転動させることにより貼付、その後、剥離テープを巻き取って行くことで、保護テープを剥離テープと一体に剥離してゆくものである。しかしながら、バックグラインド工程で薄くなったウエハから不要になった保護テープを剥離テープにより剥離除去する際に、剥離テープが保護テープの端部にまで貼り付けられずに安定して剥離除去することができないといった問題があった。そこで、エッジ部材を用いて保護テープを剥離除去する方法が提案されている（例えば、特許文献１参照。）。
特開２００２−１２４４９４号公報
しかしながら、近年、半導体チップ表面にバンプが形成されるものの割合が増加する傾向にある。このような表面にバンプが形成されているウエハに対して、特許文献１に記載の方法で、保護テープの剥離を行うと、ウエハ表面にダメージを与えるおそれがある。また、エッジ部材と剥離テープ間との摩擦により、異物等が発生するおそれもあった。そこで、エッジ部材を上方に回避した状態で保護テープの剥離を行うことで、これらの問題の回避を試みたところ、保護テープがウエハの端部から完全に離れる直前に横滑りしてしまい保護テープの粘着剤面がウエハ表面を擦ってしまい、ウエハ表面を汚染させる問題が新たに発生した。
そこで、本発明は、ウエハ上の不要物を剥離テープを用いて剥離する場合であっても、ウエハへのダメージを与えることなく、ウエハ上の不要物を確実に剥離除去することができる半導体ウエハの不要物除去方法を提供することを目的とする。
前記課題を解決するための本発明に係る半導体ウエハの不要物除去方法は、半導体ウエハ上に剥離テープを貼付け、この剥離テープを剥離することで、半導体ウエハ上の不要物を剥離テープと一体に剥離する半導体ウエハの不要物除去方法であって、前記半導体ウエハ上に貼付けた剥離テープの表面にエッジ部材を接触させ、前記エッジ部材の先端部を、前記不要物と前記半導体ウエハとの剥離終了部分で、前記半導体ウエハ側に押し付けて前記剥離テープを剥離することを特徴とする。
また、本発明に係る半導体ウエハの不要物除去方法は、前記不要物が、前記半導体ウエハの表面に貼り付けられた表面保護テープであるものである。
また、本発明に係る半導体ウエハの不要物除去方法は、前記不要物が、前記半導体ウエハの表面に形成されたレジスト膜であるものである。
剥離テープの表面にエッジ部材を接触させ、不要物とウエハとの剥離終了部分で、ウエハ側にエッジ部材を押し付けることによって、不要物が剥離する際の不要物の横滑りを防止することができる。また、不要物と半導体ウエハとの剥離終了部分でのエッジ部材をウエハ側に押し付けるため、剥離テープの剥離時にエッジ部材と剥離テープとの間の摩擦を低減することが可能となる。このため、ウエハ表面を汚染したり、剥離テープからの異物の発生を抑制することができる。また、不要物とウエハとの剥離終了部分でウエハ側に押し付けるため、ウエハ表面にバンプが形成されていても剥離テープを剥離する際には、バンプに対してダメージを与えることがなくなる。ここで、剥離終了部分とは、不要物がウエハから完全に剥離する部分の少し手前側に相当する部分を含むものであり、不要物の大きさ等によってその範囲は変動するが、例えば、不要物がウエハ表面に貼り付けられた保護テープであれば、その範囲としては、保護テープがウエハから完全に剥離するウエハの端部からウエハ直径の１０％以下の範囲とすることが好ましい。また、不要物がレジスト膜の場合も、保護テープと同様に剥離終了部分の範囲は、レジスト膜がウエハから完全に剥離するウエハの端部からウエハ直径の１０％以下の範囲とすることが好ましい。
また、エッジ部材を使用して剥離テープを剥離するため、剥離テープの剥離の際に、剥離テープを一定方向に引っ張ることができ、剥離抵抗を低減することができる。このため、ウエハの肉厚が薄いものであっても、ウエハの不要物が、例えば、ウエハ表面に貼り付けられた表面保護テープあるいは表面に形成されたレジスト膜であってもウエハにダメージを与えることなく確実に除去することができる。
本発明によると、ウエハ上の不要物を確実に除去することが可能であり、不要物除去時の、ウエハ表面の汚染も抑制することが可能となる。また、近年、増加の傾向にある表面にバンプが形成された半導体ウエハであっても、その表面に貼り付けられた保護テープ等の不要物をウエハ表面にダメージを与えることなく除去することが可能となる。
以下、図面を参照しつつ、本発明の実施の形態の一例を説明する。本発明に係る不要物除去方法は、不要物とウエハとの剥離終了部分でエッジ部材をウエハ側に押し付けることで不要物がウエハから剥離する際の横滑りを防止することができるものである。また、このように、エッジ部材を不要物がウエハから剥離する剥離終了部分で押し付けるため、不要物の剥離時に剥離テープとエッジ部材との摩擦を最小限に抑えることができるため、剥離テープとエッジ部材との摩擦による粉塵の発生を抑制することも可能となるものである。図１は本発明に係る不要物除去方法に用いられる装置の実施形態の一例を示し、不要物の一例であるウエハの表面に貼り付けられている保護テープを除去するウエハの保護テープ除去装置の全体を示す斜視図である。図２はその正面図、図３はその平面図、図４はテープ貼付けユニットおよびテープ剥離ユニットの正面図、図５はテープ剥離用のエッジ部材の支持構造を示す正面図、図６はテープ剥離作動状態を示す要部の斜視図である。
本実施形態例に係るウエハの保護テープ除去装置は、バックグラインド処理を受けたウエハＷを積層収納したカセットＣ１が装填されるウエハ供給部１、ロボットアーム２が装備されたウエハ搬送機構３、ウエハＷを位置合わせするアライメントステージ４、剥離テープＴを剥離部位へ供給するテープ供給部５、ウエハＷを吸着保持する剥離テーブル６、剥離テーブル６上のウエハＷに剥離テープＴを貼付けてゆくテープ貼付けユニット７、貼付けた剥離テープＴを剥離するテープ剥離ユニット８、剥離された処理済みの剥離テープＴｓを巻き取り回収するテープ回収部９、処理済みのウエハＷを積層収納するためのカセットＣ２が装填されるウエハ回収部１０、テープ貼付けユニット７およびテープ剥離ユニット８を独立して左右に往復移動させるユニット駆動部１１、等が基台１２の上部に備えられている。ここで、ウエハ供給部１、ウエハ搬送機構３、アライメントステージ４、剥離テーブル６、および、ウエハ回収部１０が基台１２の上面に配備されているのに対して、テープ供給部５、および、テープ回収部１０が基台１２の上面に立設した縦壁１３の前面に装備されるとともに、テープ貼付けユニット７およびテープ剥離ユニット８は、縦壁１３の下方開口部に臨設され、かつ、ユニット駆動部１１は縦壁１３の背部に配備されている。
ウエハ供給部１は、保護テープＰが貼付けられた表面を上向きにした水平姿勢のウエハＷを、上下に適当な間隔をもった状態でカセットＣ１に差込み収納して、カセット台１４の上に装填するようになっている。カセット台１４はエアーシリンダ１５によって旋回されて向き変更可能となっている。ウエハ回収部２も、保護テープ剥離処理の済んだウエハＷを、上下に適当な間隔をもった状態でカセットＣ２に差込み収納して、カセット台１６の上に装填するようになっており、このカセット台１６もエアーシリンダ１７によって旋回されて向き変更可能となっている。
搬送機構３のロボットアーム２は水平進退および旋回可能に構成されており、ウエハ供給部１からのウエハＷの取り出し、アライメントステージ４へのウエハＷの供給、アライメントステージ４から剥離テーブル６へのウエハＷの搬入、剥離テーブル６からの処理済みウエハＷの搬出、および、処理済みウエハＷのウエハ回収部１０への搬入、等を行う。
テープ供給部５は、原反ロールＲから導出した剥離テープＴを剥離テーブル６の上方を通ってテープ貼付けユニット７およびテープ剥離ユニット８にまで導くよう構成されている。なお、剥離テープＴは、ウエハＷの径よりも幅狭のものが利用される。
図３に示すように、剥離テーブル６の中心には、上面が真空吸着面に構成された吸着パッド１８が出退昇降可能に装備されるとともに、テーブル上面は、載置されたウエハＷを位置ずれなく保持するための真空吸着面に構成されている。
図４に示すように、テープ貼付けユニット７は、レール２１に沿って左右移動可能に支持された可動台２２を、モータＭ１で正逆駆動される送りネジ２３によって左右水平に一定ストロークで往復移動させるとともに、この可動台２２に揺動アーム２４を介して上下動可能に貼付けローラ２５が装備された構造となっている。
テープ剥離ユニット８も、レール２１に沿って左右移動可能に支持された可動台２６を、モータＭ２で正逆駆動される送りネジ２７によって左右水平に一定ストロークで往復移動させるとともに、この可動台２６に、テープ剥離用のエッジ部材２８、ガイドローラ２９、駆動回転される送り出しローラ３０およびこれに対向する挟持ローラ３１、等を装備した構造となっている。
図５および図６に示すように、テープ剥離用のエッジ部材２８は、先端に先鋭なエッジを備えた、ウエハ直径より広幅の板材で構成されており、可動台２６の前面に回動可能に突設支持された回転支軸３２に、スリット３３およびボルト３４を介して出退調節可能に連結固定されている。また、回転支軸３２の基部には操作アーム３５が締め付け連結されるとともに、この操作アーム３５の遊端部に枢支連結した連結ロッドが、可動台２６の前面に装着したエアーシリンダ３６のピストンロッドに連結されており、ピストンロッドの出退作動に伴う操作アーム３５の揺動によって回転支軸３２が回動され、これによって、エッジ部材２８のエッジが上下動するよう構成されている。
なお、操作アーム３５の遊端部から延出された連結ロッド３７は、エアーシリンダ３６のピストンロッド３６ａにネジ込み装着されており、連結ロッド３７のネジ込み量を調節することで、ピストンロッド３６ａがストロークエンドまで突出作動した時の操作アーム３５の揺動角度、換言すると、下限位置にあるエッジ部材２８の角度を任意に調節することが可能となっている。
本実施形態に係る保護テープ剥離装置の各部は以上のように構成されており、以下に、ウエハＷの表面に貼付けられた保護テープＰを剥離する基本的な工程を、図７〜図１４を参照しながら説明する。
先ず、ロボットアーム２がウエハ供給部１のカセットＣ１からウエハＷを１枚吸着保持して取り出してアライメントステージ４上に移載し、ここでウエハＷのオリエンテーションフラットやノッチ等の検出に基づいて、ウエハＷの位置合わせが行われる。位置合わせが行われたウエハＷは再びロボットアーム２に支持されて搬送され、剥離テーブル６上に供給される。
剥離テーブル６上に搬入されたウエハＷは、テーブル上に突出している吸着パッド１８に受け取られた後、吸着パッド１８の下降に伴って剥離テーブル６の上面に所定の姿勢および位置で載置され、保護テープＰが貼付けられた表面が上向きの姿勢で吸着保持される。この時、図７に示すように、テープ貼付けユニット７とテープ剥離ユニット８は剥離テーブル６から後方に離れた待機位置にある。
図８に示すように、剥離テーブル６の上にウエハＷが載置されると、テープ貼付けユニット７の貼付けローラ２５が所定の貼付けレベルにまで下降された後、ユニット全体が前進移動し、貼付けローラ２５がウエハＷ上を転動移動して剥離テープＴを保護テープＰの表面に貼付けてゆく。
図９に示すように、剥離テープＴの貼付けが終了すると、テープ剥離ユニット８においては、エアーシリンダ３６がストロークエンドまで突出作動し、操作アーム３５の揺動によってエッジ部材２８が下限位置まで下降される。
次いで、図１０に示すように、テープ剥離ユニット８が前進移動される。このとき、その移動速度と同調された周速度で送り出しローラ３０が剥離テープＴを送り出してゆく。従って、エッジ部材２８の先端部において所定の角度で折り返し案内された剥離テープＴは、ガイドローラ２９を介して送り出しローラ３０と挟持ローラ３１の間に導かれる。そして、エッジ部材２８の先端部がウエハＷの端部、即ち、不要物である保護テープＰの剥離開始部分に到達すると、エッジ部材２８の先端部は所定の角度を保持した状態で上方に移動する。このように、剥離抵抗が最も高くなる剥離開始部分においてエッジ部材２８によって保護テープＰ及びウエハＷを押さえるようにすることで、ウエハＷの肉厚が薄い場合であっても、剥離テープＴの剥離の際に、ウエハＷに負担をかけることなく剥離することができる。
そして、図１１に示すように、エッジ部材２８が上昇した状態のテープ剥離ユニット８が前進移動し、保護テープＰを一体に接着した状態で走行し、保護テープＰがウエハＷの表面から剥離されてゆく。このように、エッジ部材２８の先端が、ウエハ表面を押し付けながら移動することがないため、剥離テープＴとエッジ部材２８との摩擦が小さくなる。このため、剥離テープＴとエッジ部材２８との摩擦による粉塵の発生を抑制することができる。また、ウエハＷの表面にバンプ等の凹凸が形成されている場合であっても、ウエハＷにダメージを与えることなく剥離テープＴを剥離することができる。
この場合、エッジ部材２８がウエハＷの端部を通過して保護テープＰを剥離開始する時の前進移動速度は遅く設定され、それ以降は前進移動速度が速くなり、処理能率の向上が図られる。また、送り出しローラ３０は、所定のトルク以上の負荷によって空転するスリップクラッチを介して図示しない駆動装置で回転駆動されており、剥離テープＴに所定の張力を与えながら送り出すよう構成されている。
図１２に示すように、エッジ部材２８が、保護テープＰのウエハＷからの剥離終了部分に達すると、エッジ部材２８が再び下降し、エッジ部材２８の先端部で、剥離テープＴをウエハＷ側に押し付ける。これによって、保護テープＰがウエハＷから剥離するときの横滑りを防止することができる。このため、保護テープＰ剥離時に保護テープＰの粘着剤等がウエハＷの表面に触れることを防止できる。
図１３に示すように、テープ剥離ユニット８がウエハ上を通過して保護テープＰが完全に剥離されると、ウエハＷはロボットアーム２によって剥離テーブル６上から搬出されて、ウエハ回収部１０のカセットＣ２に差込み収納される。その後、テープ貼付けユニット７およびテープ剥離ユニット８が元の待機位置に後退復帰移動されるとともに、剥離した処理済みの剥離テープＴｓの巻き取り回収が行われる。また、貼付けローラ２５およびエッジ部材２８も元の待機位置にまで上昇復帰される。
以上で１回の保護テープ剥離工程が終了し、次のウエハ受入れ待機状態となる。
図１４に、前述の一連の工程を拡大して模式的に示す。図１４に示すように、エッジ部材２８は剥離テープＴを剥離していく過程においては、ウエハＷから上昇させる。そして、ウエハＷから保護テープＰ等の不要物が剥離する剥離終了部分Ｌで、エッジ部材２８の先端部をウエハＷ側に押し付けることによって、保護テープＰ等の不要物がウエハから完全に剥離するときに横滑りをするのを防ぐものである。ここで、剥離終了部分Ｌは、不要物がウエハＷ表面を保護する保護テープＰの場合であると、ウエハＷの直径の１０％以下の範囲内とすることが好ましい。これによって、保護テープＰの剥離時の横滑りを確実に防止することができる。また、剥離時はエッジ部材２８の先端部と剥離テープＴとの摩擦を低減することができるため、摩擦によって発生する剥離テープＴから異物の発塵を防止することも可能となる。なお、以上の実施形態例では、不要物としてウエハ表面に貼り付けられた保護テープの場合を例に説明したが、本発明に係る不要物としては、ウエハ表面にパターン等を形成する際に用いられたレジスト膜を除去する場合にも適用可能である。
不要物がレジストの場合は、剥離テープをレジスト膜部分に直接貼付けた後、前述同様の方法で、剥離テープを剥離することで、レジスト膜を剥離テープと一体にウエハ表面から確実に除去することが可能となる。
本発明に係る不要物除去方法の実施形態の一例に係る保護テープに剥離除去に用いられる保護テープ剥離装置の全体を示す斜視図である。 図１に示す保護テープ剥離装置の全体正面図である。 図１に示す保護テープ剥離装置の全体平面図である。 テープ貼付けユニットおよびテープ剥離ユニットの正面図である。 テープ剥離用のエッジ部材の支持構造を示す正面図である。 テープ剥離作動状態を示す要部の斜視図である。 テープ剥離工程を説明する正面図である。 テープ剥離工程を説明する正面図である。 テープ剥離工程を説明する正面図である。 テープ剥離工程を説明する正面図である。 テープ剥離工程を説明する正面図である。 テープ剥離工程を説明する正面図である。 テープ剥離工程を説明する正面図である。 テープ剥離工程における要部を拡大した正面図である。
符号の説明
Ｗ ウエハ
Ｔ 剥離テープ
Ｐ 保護テープ
Ｌ 剥離終了部分
２８ エッジ部材


Claims (3)

  1. 半導体ウエハ上に剥離テープを貼付け、この剥離テープを剥離することで、半導体ウエハ上の不要物を剥離テープと一体に剥離する半導体ウエハの不要物除去方法であって、
    前記半導体ウエハ上に貼付けた剥離テープの表面にエッジ部材を接触させ、前記エッジ部材の先端部を、前記不要物と前記半導体ウエハとの剥離終了部分で、前記半導体ウエハ側に押し付けて前記剥離テープを剥離することを特徴とする半導体ウエハの不要物除去方法。
  2. 前記不要物が、前記半導体ウエハの表面に貼り付けられた表面保護テープである請求項１に記載の半導体ウエハの不要物除去方法。
  3. 前記不要物が、前記半導体ウエハの表面に形成されたレジスト膜である請求項１に記載の半導体ウエハの不要物除去方法。

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