JP2012009731A - 紫外線照射装置 - Google Patents

Abstract

【課題】裏面研削して薄化したウェーハからの紫外線硬化テープ剥離をウェーハの破損を招くことなく円滑に行うことができる紫外線照射装置を提供する。
【解決手段】保持部２３の保持面２３ａに吸着保持した裏面研削後のウェーハ１の表面１ａに貼着されている保護テープ３に、ウェーハ１を搬送する過程で紫外線照射手段１４より紫外線を照射する際に、保持部２３が固定されているベース２１に設けた噴射部２１ｂから、ウェーハ１の外周部１ｄと保護テープ３の外周部との境界部に窒素ガスを噴射し、保護テープ３の外周部の粘着層３ｂに酸素が接触しないようにして、該粘着層３ｂが紫外線で確実に硬化し粘着力が低下するようにする。
【選択図】図６

Description

本発明は、半導体ウェーハ等のウェーハに貼着される紫外線硬化テープに紫外線を照射して該テープの粘着力を低下させる紫外線照射装置に関する。

半導体デバイス製造工程においては、ＩＣやＬＳＩ等による多数の電子回路が表面に形成された半導体ウェーハは、チップに分割される前に裏面が研削装置によって研削され、所定の厚さに薄化されている。半導体ウェーハの裏面研削を行う研削装置としては、ワークの着脱領域と加工領域に沿って回転可能に配設されたターンテーブルと、該ターンテーブルに配設されて順次加工領域に移動させられ、ワークを負圧作用で吸着保持する複数個のチャックテーブルと、加工領域に配設され、該加工領域に位置付けられたチャックテーブル上に保持したワークの裏面を研削する研削手段とを有するものが知られている（特許文献１等）。このような研削装置で半導体ウェーハの裏面を研削する際には、通常、電子回路を保護する目的で表面に保護テープを貼着し、表面が直接チャックテーブルに接触しない状態としている。

特開平１０−８６０４８号公報

上記保護テープとしては、研削後の剥離作業が容易となることから、紫外線硬化テープを用いる場合がある。紫外線硬化テープは紫外線を照射することにより粘着層が硬化して粘着力が低下する特性を有するもので、このような紫外線テープを保護テープに用いれば、研削終了後に剥離する際に紫外線を照射することにより、ウェーハから容易に剥離させることができ、生産性の向上が図られる。

ところで、裏面研削に供される半導体ウェーハは外周側面が円弧状に形成されたものが多く、したがって裏面の外周部は紫外線硬化テープから離れている場合がある。紫外線硬化テープの粘着層は、大気に露出して酸素に触れている状態で紫外線が照射されても十分に硬化せず粘着力が残存する性質を有している。このため、紫外線硬化テープをウェーハから剥離させる際に、紫外線硬化テープが貼着されていなかった半導体ウェーハの外周部に紫外線硬化テープが不用意に貼り付いてしまう場合があり、そうなると半導体ウェーハに無用な応力がかかって破損するなどの不都合が生じる。この問題は、特に半導体ウェーハが薄く強度が低い場合に生じやすく、例えば厚さ１００μｍ以下が求められるといった半導体ウェーハの薄化傾向が強まっている近年においては解決すべき課題となっている。

本発明は上記事情に鑑みてなされたものであって、その主な技術的課題は、裏面研削して薄化したウェーハからの紫外線硬化テープ剥離をウェーハの破損を招くことなく円滑に行うことができる紫外線照射装置を提供することにある。

本発明の紫外線照射装置は、表面にデバイスが形成され外周側面が表面から裏面に至る円弧状に形成されたウェーハの該表面に貼着された紫外線硬化テープに紫外線を照射して粘着力を低下させる紫外線照射装置であって、ウェーハを搬送する搬送手段と、ウェーハに貼着された紫外線硬化テープに紫外線を照射する紫外線照射手段と、を有し、前記搬送手段は、ウェーハを前記裏面から吸着保持する保持面を有する保持部と、該保持部の外周を囲む様に配置され、ウェーハの外周部と前記紫外線硬化テープの外周部との境界部に窒素を噴射する噴射部と、前記保持部と前記噴射部を移動させる移動部と、を有することを特徴とする。

本発明の紫外線照射装置では、保持部に吸着保持したウェーハの表面に貼着されている紫外線硬化テープに、紫外線照射手段によって紫外線を照射することにより、紫外線硬化テープの粘着力が低下してウェーハから剥離しやすくなる。ここで、紫外線を照射する際に噴射部から窒素を噴射することにより、ウェーハ表面の外周部から離れている紫外線硬化テープの外周部が窒素で覆われ、酸素が除去された状態となる。このため、紫外線照射による粘着力の低下が、ウェーハに貼着された部分と同様に起こる。この結果、薄化したウェーハからの紫外線硬化テープ剥離をウェーハの破損を招くことなく円滑に行うことができる。

なお、本発明で言うウェーハの種類は特に限定はされないが、例えば、シリコン（Ｓｉ）、ガリウムヒ素（ＧａＡｓ）、シリコンカーバイド（ＳｉＣ）等からなる半導体ウェーハや、サファイア（Ａｌ_２Ｏ_３）系の無機材料基板からなるウェーハ等が挙げられる。

本発明によれば、裏面研削して薄化したウェーハからの紫外線硬化テープ剥離をウェーハの破損を招くことなく円滑に行うことができる紫外線照射装置が提供されるといった効果を奏する。

本発明の一実施形態に係る紫外線照射装置で紫外線が照射される保護テープが表面に貼着されている半導体ウェーハの側面図であって、（ａ）ウェーハ研削前、（ｂ）ウェーハ研削後を示し、（ｃ）は（ｂ）のＣ部拡大図である。 一実施形態の紫外線照射装置が研削装置とテープマウンタとの間に配設されている状態を示す斜視図である。 一実施形態の紫外線照射装置を示す斜視図である。 一実施形態の紫外線照射装置が具備する搬送手段の保持パッドを下側から見た斜視図である。 同保持パッドの断面図である。 一実施形態の紫外線照射装置の作用を示す断面図である。 本発明のように窒素を噴射しない場合の問題点を示す断面図である。

以下、図面を参照して本発明の一実施形態を説明する。
（１）半導体ウェーハ
図１（ａ）の符号１は、上方に向けられた裏面１ｂが研削されて薄化される円板状の半導体ウェーハ（以下、ウェーハと略称）を示している。研削前のウェーハ１の厚さは、例えば７００μｍ程度である。このウェーハ１の外周側面１ｃは、接触によるクラックの発生を防ぐなどを目的としてＲ状に面取り加工されている。ウェーハ１の表面（図１で下面）１ａには、ＩＣやＬＳＩからなる電子回路を有する多数のデバイス２（図１（ｃ）および図６参照）が形成されている。

ウェーハ１は裏面１ｂが研削されることにより、図１（ｂ）に示すように目的厚さ（例えば１００μｍ程度）に薄化され、この後、多数のデバイス２（半導体チップ）に分割される。ウェーハ１の裏面１ｂを研削する際には、デバイス２の電子回路を保護するために、デバイス２が形成されている表面１ａに保護テープ３が貼着される。保護テープ３は、ウェーハ１の表面１ａ全面を覆う円形状のものである。図１（ｃ）に示すように、裏面１ｂが研削されたウェーハ１の外周側面１ｃは、表面１ａから裏面１ｂにわたり円弧状に形成された状態となる。これは、Ｒ状に面取りされた外周側面１ｃの裏面１ｂ側が研削されるためであり、このため、ウェーハ１の表面１ａの円弧状の外周部１ｄは保護テープ３の外周部から離れる傾向にある。

保護テープ３には、ウェーハ１の裏面研削後に表面１ａから剥離させる作業を容易とするために紫外線硬化テープが用いられている。紫外線硬化テープは、図１（ｃ）に示すように、ポリエチレン等の合成樹脂からなる基材３ａの片面に、紫外線の照射を受けることにより硬化する樹脂からなる粘着層３ｂが形成されたもので、粘着層３ｂをウェーハ１の表面１ａに合わせて貼着される。この種の紫外線硬化テープとしては、例えばリンテック社製：Ｅ−８２６０／１０３Ｃ１５０等が用いられる。

（２）紫外線照射装置
図２は、図１（ａ）に示したウェーハ１の裏面１ｂを研削する研削装置４０と、研削後のウェーハ１の裏面１ｂに、環状フレームの内側に張られたダイシングテープを貼着し、さらに保護テープ３を剥離するテープマウンタ５０の間に、一実施形態の紫外線照射装置１０が配設されている状態を示している。

研削装置４０とテープマウンタ５０とはＹ方向に間隔を空けて設置されている。紫外線照射装置１０は、研削装置４０とテープマウンタ５０との間に設置された筐体１１を有しており、この筐体１１に、紫外線照射装置１０を構成する搬送手段１３と紫外線照射手段１４とが設けられている。

図３に示すように、筐体１１には、Ｙ方向に延びるトンネル状の搬送路１２が形成されている。この搬送路１２の、一方側（Ｙ１側）の端部には研削装置４０内に通じる開口１２ａが形成され、他方側（Ｙ２側）の端部にはテープマウンタ５０内に通じる開口１２ｂが形成されている。搬送路１２は断面矩形状で、内部の奥側（Ｘ１側）の設置面１２ｃに、搬送手段１３が設置されている。

搬送手段１３は、研削装置４０で裏面研削されたウェーハ１をテープマウンタ５０に搬送するものであり、ウェーハ１を保持する保持パッド２０と、保持パッド２０をＹ方向に移動させる移動部３０とを有している。

移動部３０は、設置面１２ｃに固定されたＹ方向に延びる上下一対のリニアガイド３１と、これらリニアガイド３１に摺動自在に支持された支持部３２と、この支持部３２をリニアガイド３１に沿ってＹ方向に移動させる搬送機構３３とから構成されている。搬送機構３３は、リニアガイド３１間に回転自在に、かつ軸方向には移動不能に支持されたボールねじ３３ａと、このボールねじ３３ａを正逆いずれの方向にも回転駆動するモータ３３ｂとから構成されている。

支持部３２は、長手方向がＸ方向に延び、下面が搬送路１２の底面１２ｄに対向する長方形状の水平板部３２ａと、この水平板部３２ａのＸ１側の端部から垂直上方に延びる垂直板部３２ｂとからなるＬ字状の板状部材であり、垂直板部３２ｂがリニアガイド３１に摺動自在に嵌め込まれている。上記保持パッド２０は、水平板部３２ａの下面に固定されている。搬送路１２の底面１２ｄの中央部には、紫外線照射手段１４が配設されている。紫外線照射手段１４は、一般周知のＵＶランプ等であって、上方に紫外線を照射するように底面１２ｄに設置されている。紫外線照射手段１４は、紫外線硬化テープからなる上記保護テープ３に紫外線を照射することにより、粘着層３ｂを硬化させて粘着力を低下させる機能を有している。

支持部３２の垂直板部３２ｂには、搬送機構３３のボールねじ３３ａが螺合した状態で連結されている。搬送機構３３のモータ３３ｂを作動させるとボールねじ３３ａが回転し、その回転方向に応じて支持部３２がリニアガイド３１に沿ってＹ方向に移動させられる。リニアガイド３１の両端部は、それぞれ搬送路１２の端部の開口１２ａ，１２ｂを通って研削装置４０内およびテープマウンタ５０内に入り込んでおり、保持パッド２０に保持されたウェーハ１は、研削装置４０内からテープマウンタ５０内に搬送される。

保持パッド２０は、図４〜図６に示すように、円板状のベース２１の下面に円板状の枠体２２を介して保持部２３が設けられたものである。保持部２３は多孔質セラミックにより円板状に形成されたもので、枠体２２の下面の周縁部に形成された段部２２ａに嵌合されることにより水平に固定されている。保持部２３の水平な下面は枠体２２の段部２２ａを形成する外周縁部２２ｂの下面と面一となっており、保持部２３の下面が、ウェーハ１を保持する保持面２３ａとして構成されている。

枠体２２の内部には、多孔質の保持部２３内の孔に連通する吸引路２２ｃが形成されている。吸引路２２ｃは図示せぬ吸引源に連通されており、この吸引源が作動すると吸引路２２ｃを経て保持部２３内の空気が吸引され、保持面２３ａに負圧が発生する。この負圧作用で、ウェーハ１の裏面１ｂが保持面２３ａに吸着保持されるようになっている。裏面１ｂが研削されたウェーハ１は保持部２３と同程度の直径を有するものとされ、保持面２３ａに同心状に合わせられて保持される。

保持パッド２０のベース２１の径は枠体２２の径よりも大きく、ベース２１の外周部の下面が環状露出部２１ａとして形成されている。この環状露出部２１ａには、多数の噴射部２１ｂが等間隔をおいて、保持部２３に吸着保持されるウェーハ１の円弧状の外周部１ｄと、該外周部１ｄから離れている保護テープ３における粘着層３ｂの外周部との境界部の方向を向いて開口している。これら噴射部２１ｂは、下方の開口に向かうにしたがって内側に斜めに延びており、保持部２３の外周を囲む様に周方向に沿って配置されている。ベース２１内には、各噴射部２１ｂに連通する供給路２１ｃが形成されている。供給路２１ｃは図示せぬ窒素供給源に連通されており、この窒素供給源が作動すると窒素ガスが供給路２１ｃから噴射部２１ｂに供給され、噴射部２１ｂから窒素ガスが図６において破線矢印のように斜め内側下方に向けて噴射される。

（３）紫外線照射装置の作用
以上の構成からなる紫外線照射装置１０では、次のようにして保護テープ３に紫外線が照射される。研削装置４０でウェーハ１の裏面１ｂの研削が完了すると、搬送機構３３によって支持部３２が研削装置４０内に搬送され、保持部２３の保持面２３ａにウェーハ１が吸着保持される。ウェーハ１は、研削された面である裏面１ｂが保持面２３ａに合わせられて保持され、表面１ａに貼着された保護テープ３は下側に配される。

続いて、搬送機構３３によって支持部３２がテープマウンタ５０の方向（図３でＹ２方向）に搬送され、これによって保持部２３に保持されているウェーハ１が同方向に搬送される。ウェーハ１は搬送途中において紫外線照射手段１４の上方を通過するが、その通過の最中において、図６に示すように紫外線照射手段１４から保護テープ３に向けて紫外線が照射される（図６の保護テープ３の基材３ａを通過する実線矢印が保護テープ３に照射されている紫外線を示している）。また、紫外線照射の最中にはベース２１の噴射部２１ｂから窒素ガスが図６の破線矢印のように噴射される。噴射部２１ｂから噴射される窒素ガスは、保持部２３に吸着保持されているウェーハ１の円弧状の外周部１ｄと、該外周部１ｄから離れている保護テープ３における粘着層３ｂの外周部との境界部に噴射される。

保護テープ３には紫外線照射手段１４から紫外線が照射され、これによって保護テープ３におけるウェーハ１の表面１ａに貼着されている部分の粘着層３ｂは硬化し、粘着力の低下が起こる。また、ウェーハ１の表面１ａの外周部１ｄから離れている保護テープ３の外周部の粘着層３ｂは噴射部２１ｂから噴射された窒素ガスで覆われ、酸素が除去された状態となる。このため、ウェーハ１から離れている保護テープ３の外周部の粘着層３ｂには、該外周部の内側部分であるウェーハ１に貼着された部分と同様に硬化が生じ、これに伴う粘着力の低下が起こる。

ウェーハ１が紫外線照射手段１４の上方を通過することにより、保護テープ３の全域に紫外線照射手段１４から紫外線が照射され、この後ウェーハ１は、テープマウンタ５０内に搬送される。そしてテープマウンタ５０内で、裏面１ｂに環状フレームの内側に張られたダイシングテープが貼着され、次いで表面１ａから保護テープ３が剥離される。そして裏面１ｂにダイシングテープが貼着されたウェーハ１は、テープマウンタ５０から搬出されて、多数のデバイス２に分割するダイシング工程に移される。

本実施形態の紫外線照射装置１０によれば、噴射部２１ｂから窒素ガスを噴射することにより、ウェーハ１の円弧状の外周部１ｄから離れている保護テープ３の外周部の粘着層３ｂを硬化させて粘着力を低下させることができる。このため、テープマウンタ５０では、ウェーハ１の破損を招くことなく保護テープ３を円滑に剥離することができる。

ここで、窒素ガスを噴射しない場合を想定すると、紫外線を照射してもウェーハ１の円弧状の外周部１ｄから離れている保護テープ３の外周部の粘着層３ｂは硬化しにくいため、紫外線の照射後から保護テープ３の剥離までの間において、図７に示すように保護テープ３を剥離する際に該外周部がウェーハ１に接近した場合、貼り付いてしまうおそれがある。特に、一般的に保護テープを剥離する際は保護テープが貼着された面が上に向けられた状態で作業が行われるため、貼り付きが高い確率で起こる。このように保護テープ３の外周部がウェーハ１に貼り付くと、保護テープ３を無理に剥離することになってウェーハ１に無用な応力がかかり、外周から破損するなどの不都合が生じる。しかしながら本実施形態の紫外線照射装置１０を用いることにより、このような不都合は生じず保護テープ３を円滑に剥離することができるわけである。

また、保護テープ３全域への紫外線照射を、固定状態の紫外線照射手段１４に対してウェーハ１を搬送させながら行うため、紫外線照射のための移動動作と同時にウェーハ１の搬送を行うことができる。その結果、作業効率が向上して時間の節約につながり、生産性の向上が図られるという利点がある。

１…半導体ウェーハ
１ａ…半導体ウェーハの表面
１ｂ…半導体ウェーハの裏面
１ｃ…半導体ウェーハの外周側面
２…デバイス
３…保護テープ（紫外線硬化テープ）
１０…紫外線照射装置
１３…搬送手段
１４…紫外線照射手段
２１ｂ…噴射部
２３…保持部
２３ａ…保持面
３０…移動部

Claims (1)

1. 表面にデバイスが形成され外周側面が表面から裏面に至る円弧状に形成されたウェーハの該表面に貼着された紫外線硬化テープに紫外線を照射して粘着力を低下させる紫外線照射装置であって、
   ウェーハを搬送する搬送手段と、
   ウェーハに貼着された紫外線硬化テープに紫外線を照射する紫外線照射手段と、を有し、
   前記搬送手段は、
   ウェーハを前記裏面から吸着保持する保持面を有する保持部と、
   該保持部の外周を囲む様に配置され、ウェーハの外周部と前記紫外線硬化テープの外周部との境界部に窒素を噴射する噴射部と、
   前記保持部と前記噴射部を移動させる移動部と、
   を有することを特徴とする紫外線照射装置。

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