JP3975534B2

JP3975534B2 - 半導体基板からの保護シート剥離方法

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Publication number: JP3975534B2
Application number: JP32349797A
Authority: JP
Inventors: 純朋猪俣; 晋二吉原; 亘三井
Original assignee: Denso Corp
Current assignee: Denso Corp
Priority date: 1997-11-25
Filing date: 1997-11-25
Publication date: 2007-09-12
Anticipated expiration: 2017-11-25
Also published as: JPH11162884A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、ダイシングによって、半導体基板と共に分割された保護シートを剥離する方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
半導体基板の表面に装着された保護シートは、ダイシングにより半導体基板と共に分割される。この分割された保護シートを半導体基板から剥離する従来の方法が特開昭６４−６１２０８号公報に記載されている。
この公報記載の方法では、放射線架橋性の粘着材で熱収縮性プラスチックフィルムからなる保護フィルム又は保護シート（以下、保護シートという）を使用しており、この保護シートを張りつけた半導体基板（ウェハ）に放射線を照射したのち、半導体基板を炉内温度１００℃の加熱炉に３０秒以上投入することで保護シートをロール状にめくれ上がらせ、さらに半導体基板を反転させることによって保護シートを半導体基板から剥離させている。そして、保護シートが完全に剥離しない場合でもピンセット等で保護シートを持ち上げることで半導体基板から剥離させている。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上記従来の方法によると、半導体基板上の全ての分割された保護シートを毎回確実に剥離させることは難しく、幾つかの保護シートは粘着力の低下が不十分なために半導体基板に張りついて残り、ピンセット等で剥がさなければならず、作業が煩雑になるという問題がある。そして、このようにピンセット等で保護シートを剥がす場合、半導体基板上の素子に損傷を与える可能性が高い。
【０００４】
また、半導体基板上に形成された回路が機械強度の小さい構造体や可動部を有するものである場合、粘着シートの収縮時に構造体又は可動部と接触して回路を破壊してしまうということや、半導体基板を反転する時に振動を与えてしまい構造体又は可動部を破壊してしまうということが特に問題となる。
本発明は上記問題に鑑みたもので、ダイシングにおいて切断、分割された半導体基板上の保護シートを一括して容易に除去することができる半導体基板の保護シート剥離方法を提供することを第１の目的とする。
【０００５】
さらに、半導体基板上に機械的強度の小さい構造体や可動部を形成している場合においても、構造体や可動部を破壊することなく保護シートを半導体基板上から剥離できる半導体基板の保護シートの剥離方法を提供することを第２の目的とする。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するため、以下の技術的手段を採用する。請求項１に記載の発明においては、半導体基板（２）のダイシングカットにより切断され分割された保護シート（１）を、切断された部分（Ｘ）で接合して一体とし、保護シートと粘着シート（１１、２１）とを密着させ、粘着シートの粘着力により一体となった保護シートを半導体基板から一括剥離させる工程とを含み、保護シートの剥離工程は、粘着シート（１１、２１）を複数の素子と対応する部分には密着させず、複数の素子を囲む保護シートの外周となる部分と密着させることを特徴としている。
【０００７】
このように、保護シートを一体とし、保護シートの外周の部分を粘着シートと密着させて、粘着シートの粘着力により保護シートを半導体基板から剥離させるようにすれば、保護シートを半導体基板から一括で剥離することができる。
【０００８】
このとき、粘着シートを複数の素子と対応する部分には密着させず、複数の素子を囲む保護シートの外周となる部分と密着させるようにすれば、複数の素子に損傷を与えることなく保護シートを半導体基板から一括剥離することができる。
このようにすれば、請求項３に示すように、複数の素子が機械的強度の小さい構造体又は可動部である場合でも、これらの損傷を効果的に防ぐことができる。また、請求項４に示すように、機械的強度の小さい構造体又は可動部を保護するための凹凸が保護シートに形成されている場合でも、これらの凹凸を潰したりせずに、保護シートを半導体基板から剥離することができる。
【０００９】
請求項５に記載の発明においては、保護シートを剥離させる工程は、粘着シートの粘着面が上面になるように、粘着シートを巻き付けた円筒状部材（１０）を用意する工程と、円筒状部材を前記半導体基板上で回転させることにより、保護シートを粘着シートに密着させて巻き取る工程とを備えることを特徴としている。
【００１０】
このように、円筒状部材に粘着シートを取付け、円筒状部材を回転させれば、この回転に伴い保護シートを剥離させることができる。請求項６に記載の発明においては、保護シートを剥離させる工程は、粘着シートの粘着面が上面になるように、粘着シートを巻き付けてあり、機械的強度の小さい構造体又は可動部が収容できる凹部（１０ｃ）が形成されている円筒状部材（１０）を用意する工程と、粘着シートのうち凹部上に配置される部分を該凹部内に収容する工程と、円筒状部材を半導体基板上で回転させることにより、保護シートを粘着シートに密着させて巻き取る工程とを備えていることを特徴としている。
【００１１】
このように、凹部が形成された円筒状部材を用意し、粘着シートのうち凹部上に配置される部分を該凹部内に収容すれば、保護シートに形成された凹凸を円筒状部材の凹部内に収容することができる。これにより、円筒状部材が保護シートに形成された凹凸を押しつぶしたりすることなく、機械的強度の小さい構造体又は可動部の損傷を防止することができる。
【００１２】
請求項７に記載の発明においては、凹部の底面には円筒状部材の外部と連通する吸引孔（１０ｄ）が形成されており、この連通孔を通じて凹部上における粘着シートを吸引することにより、粘着シートのうち凹部上に配置される部分を該凹部内に収容することを特徴としている。
このように、凹部の底面に円筒状部材の外部と連通する吸引孔を設けることにより、粘着シートのうち凹部状に配置される部分を吸引することができるため、これにより粘着シートを凹部内に収容することができる。
【００１３】
【発明の実施の形態】
以下、本発明を図に示す実施形態について説明する。
図１（ａ）に、表面に保護シート１を装着させた半導体基板２を示す。図１（ａ）に示すように、半導体基板２上には加速度センサ等の機械的強度の小さな構造体または可動部（以下、構造体等と省略する）３が複数、所定の配置で形成されている。
【００１４】
これら機械的強度の小さな構造体等３は１つ１つ、保護シート１に形成された複数のキャップ１ａによって覆われている。このキャップ１ａは保護シート１を所定高さ分だけ突出させて形成したものであり、半導体基板２に保護シート１を張りつけたときに機械的強度の小さい構造体等３に接触しないような形状になっている。
【００１５】
この保護シート１には、ＵＶ硬化性の粘着シートを用いている。例えば、保護シート１の基材としては、ポリオレフィン等を用いており、粘着材の剥離強度が例えば１０００ｇ／２５ｍｍ程度のものを用いている。
そして、図１（ａ）に示される半導体基板２は、図１（ｂ）に示すように粘着材を塗布してあるダイシングシート４上に搭載されたのちに、ダイシングブレード５によりスクライブラインに沿ってダイシングカットされ、個々のチップに分割される。具体的には、半導体基板２は互い直行しあう縦方向、横方向の２方向に、所定のピッチをもってダイシングカットされて、矩形状のチップに分割される。このダイシング工程によって、半導体基板２上に搭載された保護シート１は、半導体基板２と共に分割される。このため、この後は一端分割された保護シート１を接合して、１つにまとめる工程を行う。
【００１６】
分割された保護シート１の接合工程について図２に基づいて説明する。
図２は保護シート１の接合を溶着で行っている状態を示している。この図に示すように、分割された保護シート１の溶着は、ヒータ６ａによる加熱が行える櫛形ヒータ６によって行う。この櫛形ヒータ６には、ダイシングカットのピッチと一致する間隔で配された複数の櫛歯６ｂが備えられており、櫛形ヒータ６を半導体基板２上に位置合わせしたときに複数の櫛歯６ｂのそれぞれが分割された保護シート１の切断部Ｘのそれぞれに一致するようになっている。そして、図示しない電源等からの供給によって櫛形ヒータ６を加熱すると共に、図示しない移動機構によってダイシングカットの方向に櫛形ヒータ６を移動させることで、複数の櫛歯６ｂが切断部Ｘのそれぞれを溶着していくようになっている。
【００１７】
ダイシングは、上記２方向に行われているため、チップの縦方向のピッチや横方向のピッチのそれぞれに相応する複数の櫛歯６ｂを用意して、櫛形ヒータ６を保護シート１３の切断部Ｘに合わせて縦方向、横方法の２方向に走査し、２方向の切断部Ｘを共に溶着する。これにより溶着工程が完了し、２方向の切断部Ｘが溶着されて分割された保護シート１が再び一体に、つまり１枚のシートになる。なお、図２では、切断部Ｘのうち溶着された部分（紙面手前側）を点線で示してあり、まだ切断されたままの部分は実線で示してある。
【００１８】
この溶着工程が完了したのち、図示しないＵＶ照射装置により保護シート１にＵＶ光を照射して、保護シート１の粘着力を低下させる。
次に、半導体基板２から保護シート１を剥離させる。この半導体基板２からの保護シート１の剥離は、図３（ａ）〜（ｃ）に示すドラム１０を用いて行う。以下、図３（ａ）〜（ｃ）に基づいてドラム１０の説明を行う。なお、図３（ａ）は円筒状のドラム１０４の矢視図であり、図３（ｂ）はドラム１０の正面図であり、図３（ｃ）は図３（ｂ）のＡ−Ａ矢視断面図である。
【００１９】
図２（ａ）に示すように、ドラム１０は内部が空洞状の円筒形状をしている。このドラム１０の空洞は、図３（ｂ）、（ｃ）に示すようにφｄで長さＬとなっている。
円筒形状のドラム１０の端面のうちの一面１０ａには、ドラム１０内に空洞と連通する吸引口１０ｂが形成されている。この吸引口１０ｂはドラム１０の端面から突出するように形成されており、この突出した部分に真空ポンプ等が接続できるようになっている。
【００２０】
一方、ドラム１０の外周には、凹部１０ｃが形成されている。この凹部１０ｃの展開したときの形状は、直径Ｄとなる略円形をしている。この直径Ｄは、半導体基板２の径よりも若干小さなもの、例えば半導体基板２に６インチのものを使用する場合には６ｍｍ程度小さなものとなっている。
そして、凹部１０ｃの段差（深さ）Ｃは保護シート１に形成されたキャップ１ａの高さ（突出量）よりも大きくなっている。例えば、保護シート１のキャップ１ａの高さが０．５ｍｍならば、段差Ｃを１ｍｍ以上とすることが望ましい。
【００２１】
また、この凹部１０ｃの底面には、ドラム１０内の空洞と連通する複数の吸引孔１０ｄが開けられている。この吸引孔１０ｄは、ドラム１０内の空洞を通じて、吸引口１０ｂとつながっている。このような構成をドラム１０は有している。なお、ドラム１０に形成された凹部１０ｃの直径Ｄ及び段差Ｃは上述のような寸法になっているため、半導体基板２上の構造体等３の素子に保護シート１が干渉しないように、つまり保護シート１が凹部１０ｃ内に接触することによって構造体等３の素子に保護シート１が接触しないようになっている。
【００２２】
続いて、上記構成を有するドラム１０を用いた保護シート１の剥離手順を、図４に示す保護シート１の剥離工程を示す断面図を用いて説明する。なお、図４は図３（ｃ）と同様に図３（ｂ）のＡ−Ａ矢視断面の部分を示している。
まず、図４（ａ）に示すように、ドラム１０の外周に、粘着面を上面側にして剥離用粘着シート１１を巻き付けたものを用意する。この時に用いる剥離用粘着シート１１は、粘着材として熱硬化性以外のものを用いているものであればよく、粘着力は被張付材がＳＵＳの場合に５Ｎ／２５ｍｍ以上の粘着力を有することが望ましい。また、剥離用粘着シート１１のシート基材としては熱収縮性の良いものが適している。
【００２３】
次に、図３（ａ）に示した吸引口１０ｂに図示しない真空ポンプを接続し、真空ポンプで吸引を行いつつ、円筒形状の中心を軸としてドラム１０を回転させる。そして、図４（ｂ）に示すように、ドラム１０を回転させた状態で温風器１２が発生する温風１２ａを剥離用粘着シート１１にあてる。このとき温風器１２が発生する温風１２ａは、例えば６０℃以上の温度に設定されており、この温風１２ａによって熱可塑性の剥離用粘着シート１１が塑性変形（収縮）し易くなる。このような状態となった剥離用粘着シート１１は、吸引口１０ｂや空洞さらに吸引孔１０ｄを介して真空ポンプの吸引力によって塑性変形し、ドラム１０に形成された凹部１０ｃ内に収容され、凹部１０ｃの底面と密着する。
【００２４】
その後、ドラム１０に形成された凹部１０ｃの底面と剥離用粘着シート１１が密着した状態のままでドラム１０を半導体基板２の上に移動させ、図４（ｃ）に示すように、半導体基板２の端部と凹部１０ｃの端部を位置合わせして配置する。具体的には、半導体基板２の外径の内側に凹部１０ｃが位置するように、つまり凹部１０ｃの外側に介在する剥離用粘着シート１１が半導体基板２の外周近傍の保護シート１と接触するように位置合わせを行う。
【００２５】
続いて、図４（ｄ）の示すように矢印方向にドラム１０を回転させると、このドラム１０の回転に伴って、半導体基板２の外周近傍の保護シート１が順に剥離用粘着シート１１に密着していく。このとき、ドラム１０に凹部１０ｃが形成されており、また剥離用粘着シート１１が凹部１０ｃ内に収容されているため、キャップ１ａは凹部１０ｃ内に完全に収容される。このため、保護シート１に形成されているキャップ１ａがドラム１０や剥離用粘着シート１１によって押しつけられず、半導体基板２上に形成された機械的強度の小さい構造体等３に損傷を与えないようにすることができる。
【００２６】
そして、さらにドラム１０を回転させると、さらに保護シート１が順に剥離用粘着シート１１に密着していくと共に、保護シート１が端から順に剥離していく。そして、このままドラム１０を回転させると、半導体基板２が保護シート１から完全に剥離される。参考として、この時の様子を図５に示す。
このように、ダイシングカットによって分割された保護シート１を再び接合して１枚のシートとし、剥離用粘着シート１１の粘着力によって保護シート１を剥がすようにしているため、保護シート１を一括して半導体基板２から容易に剥離することができる。
【００２７】
また、剥離用粘着シート１１によって保護シート１のキャップ１ａが潰されたりしないように、ドラム１０に凹部１０ｃを設け、保護シート１の外周部分にのみ剥離用粘着シート１１を張りつけるようにしているため、半導体基板２上に形成された機械的強度の小さい構造体等３を破壊することなく、保護シート１を半導体基板２上から剥離することができる。
【００２８】
なお、従来では、加熱炉等で熱処理することによって半導体基板から保護シートを剥離させているため、保護シートは熱収縮の性質を必ず持ち合わせたものでなければならず、保護シートの選択が限定されることになっていた。しかしながら、本実施形態のように剥離用粘着シート１１によって保護シート１の剥離を行う場合には、このような必要がないため保護シート１の選択の幅を広げることも可能である。
（第２実施形態）
上記第１実施形態では、凹部１０ｃを設けたドラム１０に粘着シート１１を備え、この粘着シート１１付きドラム１０を用いて保護シート１を半導体基板２から剥離させているが、本実施形態では、ドラム１０を用いないで保護シート１は半導体基板２から剥離させる場合を示す。なお、保護シート１が設けられた半導体基板２の構成等については第１実施形態と同様であるため、ここでは省略する。
【００２９】
図６（ａ）に、本実施形態で使用する剥離用粘着シート２１の斜視図を示す。但し、本図では剥離用粘着シート２１の部分は斜線で示してある。本実施形態では剥離用粘着シート２１として、平面状の粘着シート２１の中央部に直径Ｄの円形状の穴２１ａをカットして開けたものを用いる。この剥離用粘着シート２１に開けられた穴２１ａの直径Ｄは、第１実施形態と同様に、半導体基板２の径よりも若干小さなもの、例えば半導体基板２に６インチのものを使用する場合には６ｍｍ程度小さなものとなっている。
【００３０】
このように直径Ｄの穴２１ａが開けられた剥離用粘着シート２１を、直径Ｄの穴２１ａの中に保護シート１のキャップ１ａ部分が入るように位置合わせして、保護シート１に張りつける。これにより、剥離用粘着シート２１のうち穴２１ａの外側の部分が半導体基板２の外周近傍の保護シート１と密着する。例えば、上述のように直径Ｄが半導体基板２の径よりも６ｍｍ程度小さなものとしている場合、３ｍｍの粘着幅を有することになる。
【００３１】
その後、図６（ｂ）に示すように、保護シート１の端から剥離用粘着シート２１を捲ってゆくと、剥離用粘着シート２１の粘着力によって、剥離用粘着シート２１と共に保護シート１を半導体基板２から剥すことができる。
このように、剥離用粘着シート２１によって保護シート１のキャップ１ａが潰されたりしないように、剥離用粘着シート２１に穴２１ａを開ければ、ドラム１０を用いなくても保護シート１を剥離することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】（ａ）は保護シート１を備えた半導体基板２を示す断面図であり、（ｂ）はダイシング工程中における半導体基板２を示す断面図である。
【図２】保護シート１を一体にするための溶着工程を示す説明図である。
【図３】ドラム１０を説明するための図であって、（ａ）はドラム１０の斜視図、（ｂ）はドラム１０の側面図、（ｃ）は（ｂ）のＡ−Ａ矢視断面図である。
【図４】保護シート１の剥離工程を示す説明図である。
【図５】保護シート１の剥離工程を示す説明図である。
【図６】（ａ）は第２実施形態における剥離用粘着シート２１を示す図であり、（ｂ）は（ａ）の剥離用粘着シート２１を用いて保護シート１を剥離する時の工程を示す図である。
【符号の説明】
１…保護シート、１ａ…キャップ、２…半導体基板、３…構造体等、
４…ダイシングシート、５…ダイシングブレード、６…櫛型ヒータ、
１０…ドラム、１０ａ…ドラムの端面、１０ｂ…吸引口、１０ｃ…凹部、
１０ｄ…吸引孔、１１、２１…剥離用粘着シート、１２…温風器、Ｘ…切断部。

Claims

表面に複数の素子（３）が形成された半導体基板（２）の該表面に、前記複数の素子を覆うように装着された保護シート（１）を、前記半導体基板をダイシングした後に前記半導体基板から剥離する保護シート剥離方法において、
前記半導体基板のダイシングカットにより切断され分割された前記保護シートを、前記切断された部分（Ｘ）で接合して一体とする工程と、
前記保護シートに粘着シート（１１、２１）を密着させ、前記粘着シートの粘着力により一体となった前記保護シートを前記半導体基板から剥離させる工程とを含み、
前記保護シートの剥離工程は、前記粘着シート（１１、２１）を前記複数の素子と対応する部分には密着させず、前記複数の素子を囲む前記保護シートの外周となる部分と密着させることを特徴とする保護シートの剥離方法。
前記保護シートを一体とする工程は、熱処理によって前記切断された部分を溶着することによって行っていることを特徴とする請求項１に記載の保護シート剥離方法。
前記複数の素子は、機械的強度の小さい構造体又は可動部であることを特徴とする請求項１または２に記載の保護シート剥離方法。
前記保護シートには、前記機械的強度の小さい構造体又は可動部を保護するために凹凸（１ａ）が形成されていることを特徴とする請求項３に記載の半導体基板の保護シート剥離方法。
表面に複数の素子（３）が形成された半導体基板（２）の該表面に、前記複数の素子を覆うように装着された保護シート（１）を、前記半導体基板をダイシングした後に前記半導体基板から剥離する保護シート剥離方法において、
前記半導体基板のダイシングカットにより切断され分割された前記保護シートを、前記切断された部分（Ｘ）で接合して一体とする工程と、
前記保護シートに粘着シート（１１、２１）を密着させ、前記粘着シートの粘着力により一体となった前記保護シートを前記半導体基板から剥離させる工程とを含み、
前記保護シートを剥離させる工程は、前記粘着シートの粘着面が上面になるように、前記粘着シートを巻き付けた円筒状部材（１０）を用意する工程と、前記円筒状部材を前記半導体基板上で回転させることにより、前記保護シートを粘着シートに密着させて巻き取る工程とを備えていることを特徴とする保護シート剥離方法。
前記保護シートを剥離させる工程は、前記粘着シートの粘着面が上面になるように、前記粘着シートを巻き付けてあり、前記機械的強度の小さい構造体又は可動部が収容できる凹部（１０ｃ）が形成されている円筒状部材（１０）を用意する工程と、前記粘着シートのうち前記凹部上に配置される部分を該凹部内に収容する工程と、前記円筒状部材を前記半導体基板上で回転させることにより、前記保護シートを粘着シートに密着させて巻き取る工程とを備えていることを特徴とする請求項４に記載の保護シート剥離方法。
前記凹部の底面には前記円筒状部材の外部と連通する吸引孔（１０ｄ）が形成されており、この連通孔を通じて前記凹部上における粘着シートを吸引することにより、前記粘着シートのうち前記凹部上に配置される部分を該凹部内に収容することを特徴とする請求項６に記載の保護シート剥離方法。