JP4918537B2 - 半導体ウエハの保護テープ剥離方法および保護テープ剥離装置 - Google Patents

半導体ウエハの保護テープ剥離方法および保護テープ剥離装置 Download PDF

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Description

本発明は、半導体ウエハの表面に貼り付けられた保護テープに半導体ウエハの直径よりも幅狭の剥離テープを貼り付けて剥離することにより、剥離テープと一体に保護テープをウエハ表面から剥離する半導体ウエハの保護テープ剥離方法および保護テープ剥離装置に関する。
半導体ウエハ（以下、適宜「ウエハ」という）からチップ部品を製造する手順としては、ウエハ表面に回路パターンが形成処理された後、ウエハ表面に保護テープが貼り付けられ、裏面研削加工（バックグラインド）が施されて薄型化される。薄型加工された半導体ウエハは、ダイシングテープを介してリングフレームに貼り付け保持され、その後、ウエハ表面の保護テープが剥離されてダイシング工程に搬送される（特許文献１参照）。
特開２００２−１２４４９４号公報
薄型化によって強度が低下している半導体ウエハから保護テープを剥離する場合、貼り付け応力や剥離応力によって半導体ウエハが破損するリスクが高くなっている。特に、バックグラインド加工などにおいて、ウエハ外周に欠けや割れなどの欠陥が発生している状態では、貼り付け応力や剥離応力によって欠けや割れが進行してウエハが大きく破損してしまうおそれがある。欠けなどの進行によってウエハが破損し、保護テープを剥離できなくなると、そのウエハをダイシング工程に送ることなしに廃棄されてしまう。
したがって、良品として利用可能なチップがあるにも関わらず、全数を廃棄してしまうので、歩留まりが低下してしまうといった問題が発生している。
本発明はこのような事情に鑑みてなされたものであって、ウエハ外周に欠陥が発生していても、欠けや割れを大きく進行させることなく保護テープを的確に剥離することができる半導体ウエハの保護テープ剥離方法および保護テープ剥離装置を提供することを主たる目的としている。
この発明は、上記目的を達成するために次のような手段をとる。
すなわち、第１の発明は、半導体ウエハの表面に貼り付けられた保護テープに当該半導体ウエハの直径よりも幅狭の剥離テープを貼り付けて剥離することで剥離テープと一体に保護テープをウエハ表面から剥離する半導体ウエハの保護テープ剥離方法であって、
半導体ウエハの外周部に発生した欠陥を検出してその位置を記憶し、
記憶した位置情報から隣り合う欠陥同士の間隔を算出し、当該算出結果と前記剥離テープの幅を比較して剥離テープ幅より大きい間隔部分を求め、
求めた前記間隔部分から剥離テープの貼り付けおよび剥離を開始する
ことを特徴とする。
（作用・効果）この方法によれば、欠けや割れが存在しない部分から剥離テープの貼り付けを開始することにより、ウエハに作用するテープ剥離応力やテープ案内部材の押圧力によって欠けや割れが進行することを回避しながら保護テープを剥離テープと一体にウエハ表面から剥離することが可能となる。
なお、当該方法において、算出された間隔部分のうちの最も大きい間隔部位から剥離テープの貼り付けを開始することが好ましい（請求項２）。したがって、欠けや割れの進行を回避する確率が一層高いものとなる。
また、ウエハ外周部に欠けや割れなどの欠陥が発生していても、保護テープを剥離しさえすれば、欠陥が及んでいない回路パターン部位のチップ部品は良品として分離することができる。
第３の発明は、半導体ウエハの表面に貼り付けられた保護テープに当該半導体ウエハの直径よりも幅狭の剥離テープを貼り付けて剥離することで剥離テープと一体に保護テープをウエハ表面から剥離する半導体ウエハの保護テープ剥離装置であって、
表面に保護テープが貼り付けられた半導体ウエハを載置保持する剥離テーブルと、
前記剥離テーブルに載置保持された半導体ウエハの表面にウエハ径よりも幅狭の剥離テープをウエハ直径方向に貼り付けて剥離するテープ剥離機構と、
前記剥離テーブルに載置保持された半導体ウエハの外周部を監視して欠陥を検出するウエハ監視機構と、
検出された欠陥のウエハ周方向での位置を記憶するとともに、隣り合う欠陥同士の間隔を算出して、前記剥離テープの幅より大きい間隔部分を求め、前記テープ剥離機構による剥離テープの貼り付け開始位置を前記幅広間隔部位にセットする制御手段と、
を備えたことを特徴とする。
この構成によれば、上記第１または第２の発明方法を好適に実施することができる。
以上のように本発明の半導体ウエハの保護テープ剥離方法および保護テープ剥離装置によれば、ウエハ外周に欠陥が発生していても、欠けや割れを大きく進行させることなく保護テープを的確に剥離することができる。その結果、半導体チップの製造工程における良品の歩留まりを向上させることができる。
以下、図面を参照して本発明の一実施例を説明する。
図１に、本発明方法を実施する保護テープ剥離装置の正面図が、図２に、その側面図がそれぞれ示されている。
この保護テープ剥離装置は、ワークを載置する剥離テーブル１がその中心を通る縦軸Ｘ周りに回転可能に配備されているとともに、テーブル後方において縦壁状に立設された支持フレーム２にテープ剥離機構３、剥離テープ供給部４、テープ回収部５、および、ウエハ監視機構６が配備されている。
剥離テーブル１に載置されるワークは、図３に示すように、パターン形成面の表面に透明な保護テープＰＴを貼り付けた半導体ウエハＷ（以下、単に「ウエハＷ」という）を、バックグラインド処理の後に、ダイシングテープＤＴを介してリングフレームｆに貼り付け保持したマウントフレームＭＦである。このマウントフレームＦのウエハ中心が縦軸Ｘと一致するように位置決め載置されて剥離テーブル１上に吸着保持される。
前記剥離テーブル１は、図１に示すように、モータ７によってベルト掛け駆動され、縦軸Ｘ周りに回転されるとともに、モータ８によってネジ送り駆動されて左右方向に水平移動されるようになっている。
テープ剥離機構３には、幅広の板材の先端をエッジ状に形成した貼付け部材１０、剥離テープ供給部３から繰出された剥離テープＳＴを貼付け部材１０に導く供給ガイドローラ１１、貼付け部材１０の先端で折り返された剥離テープＳＴを案内する回収ガイドローラ１２、送りローラ１３などが備えられている。貼付け部材１０、供給ガイドローラ１１、回収ガイドローラ１２がユニット状にシリンダ１４で昇降されるようになっている。
剥離テープ供給部４は、ウエハＷの直径より幅狭に形成された剥離テープＳＴの原反ロールＴＲを支持フレーム２の前面に片持ち水平状に備えた供給軸１５に装着して構成されている。
テープ回収部５は、支持フレーム２の前面に片持ち水平状に備えた回収軸１６に、送りローラ１３で送られてきた剥離テープＳＴおよびこれに一体化された保護テープＰＴを巻き取るとともに、揺動移動可能な押えローラ１７を備えている。
押えローラ１７は、剥離テープＳＴを外周から押圧および案内して巻き乱れのないテープ回収が行えるよう構成されている。
ウエハ監視機構６は、支持フレーム２の前面に片持ち状に延出された支持アーム１８に、ＣＣＤカメラ１９を下向きに装備して構成されている。このＣＣＤカメラ１９は、テーブル上のウエハＷの外周部を撮影する。
テーブル回転駆動用のモータ７、テーブル水平駆動用のモータ８、テープ剥離機構３を昇降するシリンダ１４、および、ＣＣＤカメラ１９は、制御装置２０に接続されて、後述するように各部を作動制御する。なお、制御装置２０、本発明の制御手段に相当する。
次に、上記保護テープ剥離装置を用いてウエハ表面から保護テープＰＴを剥離する処理を図６のフローチャートを参照して説明する。
パターン形成面である表面に透明な保護テープＰＴを貼り付けたバックグラインド処理後のウエハＷは、ダイシングテープＤＴを介してリングフレームｆに貼り付け保持したマウントフレーム（ワーク）ＭＦとして作成される。このマウントフレームＭＦは、適宜のハンドリング手段を介して剥離テーブル１上に供給される。このとき、ウエハ中心が縦軸Ｘと一致するように位置決めされて吸着保持される（ステップＳ01）。
次に、剥離テーブル１が所定方向に回転される。このとき、ウエハ監視機構６のＣＣＤカメラ１９でウエハＷの外周部が全周に亘って撮影される。撮影された画像データを利用して図示しない制御装置２０の演算処理部２１によって、画像解析によって位置決め用ノッチ、欠けや割れなどの欠陥、欠けの大きさ、および、そのウエハ周方向での欠陥の位置（基準位置からの位相角度）などが検出されて記憶格納される（ステップＳ02）。
また、これらの検出情報が次工程（ダイシング工程など）にも送信される（ステップＳ03）。
なお、図５に示すように、ＣＣＤカメラ１９による撮影領域ａは、位置決め用ノッチを認識できればよく、ウエハ外周から２〜３ｍｍまでの範囲を撮影できるように設定されている。
次に、欠陥の有無が画像処理により判断される（ステップＳ04）。例えば、予め撮影して取得した良品のウエハ外周の画像データと、撮影により得た検査対象のウエハＷの外周の画像データとのマッチング処理を行い、ノッチ部位を除く欠けや割れなどの求める。
この画像処理により欠陥が見当たらない場合は、直ちにテープ剥離過程に移行する（ステップＳ09）。つまり、後述のように、ノッチに基づいてウエハの位置合わせを行った後に、保護テープＰＴに剥離テープＳＴが貼り付けられるとともに、剥離テープＳＴを剥離することにより、ウエハ表面から保護テープＰＴが一体となって剥離される。
テープ剥離過程を終えるとワーク収納過程に移行する（ステップＳ10）。保護テープＰＴの剥離されたマウントフレームＭＦは、剥離テーブル１から搬出されてカセットなどに収納される。
画像処理により欠陥が見つかった場合は、図５に示すように、制御装置２０のメモリ部２２に記憶格納された検出情報を利用して、ウエハＷの周方向に沿って隣り合う欠陥同士の間隔ｈが演算処理部２１により順番に求められる（ステップＳ05）。間隔の算出方法としては、例えば、演算処理部２１が画像データを利用し、ウエハＷの外周上の両欠陥位置を座標変換し、両座標点を結ぶ直線距離を算出する。この算出結果を間隔ｈとして制御装置２０のメモリ部２２に記憶しておく。さらに、求まった各欠陥間隔ｈが、予め設定された剥離テープＳＴの幅ｈ0と比較される（ステップＳ06）。
次に、剥離テープＳＴの幅より大きい間隔が有か否かが判断される（ステップＳ07）。剥離テープＳＴの幅より大きい間隔が無い場合には、剥離テープＳＴを利用しての保護テープ剥離が不能であると判断し、ワーク収納過程に移行する（ステップＳ10）。
剥離テープＳＴより幅の大きい間隔が有る場合には、その間隔部分が剥離テープＳＴの貼り付け開始に好適な位置、すなわち、保護テープＰＴの剥離開始位置となるように剥離テーブル１を回転させる（ステップＳ07）。
なお、複数個の剥離有効な間隔ｈが求まった場合、さらにこれら間隔ｈ同士の大小関係を演算処理部２１が比較し、幅が最大となる間隔ｈを剥離に適した間隔部分として判断する。
その後、保護テープＰＴの剥離過程（ステップＳ09）を経てワーク収納過程（ステップＳ10）に至る。
上述のステップＳ09の保護テープ剥離処理は、次にようにして行われる。貼付け部材１０の先端がウエハＷの外周エッジに対向する状態でテープ剥離機構３を下降させ、剥離テープＳＴを保護テープＰＴの外周端に貼り付ける。この状態を維持したまま剥離テーブル１を前進移動させるとともに、その移動速度に同調して送りローラ１３を駆動させて剥離テープＳＴをテープ回収部５に向けて送り出す。剥離テープＳＴの送り出しに伴って、図４に示すように、剥離テープＳＴが貼り付けられた保護テープＰＴはウエハ表面から剥離され、剥離テープＳＴと一体となってテープ回収部５に巻き取り回収される。
本発明は上述した実施例のものに限らず、次のように変形して実施することもできる。
（１）上記実施例では、ウエハＷの外周のみをＣＣＤカメラ１９で撮影して欠陥を求めていたが、ウエハＷを撮影し、その画像データを利用して剥離テープＳＴの貼り付け開始位置に最適な部分を求めるようにしてもよい。
例えば、欠陥がウエハ外周からウエハ中心に向かう割れのような場合、その割れた部分の全てを座標変換する。その後、ウエハＷの外周端に位置する両欠陥の座標を求め、この座標を結ぶ直線距離を求める。この距離が剥離テープＳＴの幅より大きい場合、この直線の中点座標を求め、この中点座標とウエハＷの中心座標を結ぶ中心線を求める。さらに、各割れの全ての座標から中心線に垂直な直線距離を求める。このとき、中心線を挟んで対向する両割れ座標の距離（幅）の全てが、剥離テープＳＴの幅ｈ0より大きい場所を隔離開始位置として求めることもできる。換言すれば、割れ同士の間に剥離テープＳＴを貼り付けた場合、剥離テープが割れ同士に間に収まった状態で貼り付けることのできる部分を求める。
（２）上記実施例では、欠陥の監視過程において、位置固定のウエハ監視機構６に対してウエハＷを回転させているが、ウエハＷを位置固定して、ウエハ監視機構６をウエハ外周に沿って移動させる形態で実施することもできる。
（３）上記実施例では、テープ剥離過程において、所定位置まで下降させて固定したテープ剥離機構３に対して剥離テーブル１を水平移動させているが、所定位置まで下降させたテープ剥離機構３を、位置固定した剥離テーブル１に対して水平移動させる形態で実施することもできる。
保護テープ剥離装置の正面図である。 保護テープ剥離装置の側面図である。 マウントフレームの斜視図である。 保護テープの剥離過程を示す斜視図である。 欠陥のある半導体ウエハの平面図である。 保護テープの剥離処理を示すのフローチャートである。
符号の説明
１ … 剥離テーブル
３ … テープ剥離機構
４ … 剥離テープ供給部
５ … テープ回収部
６ … ウエハ監視機構
ＰＴ … 保護テープ
ＳＴ … 剥離テープ
Ｗ … 半導体ウエハ

Claims (3)

  1. 半導体ウエハの表面に貼り付けられた保護テープに当該半導体ウエハの直径よりも幅狭の剥離テープを貼り付けて剥離することで剥離テープと一体に保護テープをウエハ表面から剥離する半導体ウエハの保護テープ剥離方法であって、
    半導体ウエハの外周部に発生した欠陥を検出してその位置を記憶し、
    記憶した位置情報から隣り合う欠陥同士の間隔を算出し、当該算出結果と前記剥離テープの幅を比較して剥離テープ幅より大きい間隔部分を求め、
    求めた前記間隔部分から剥離テープの貼り付けおよび剥離を開始する
    ことを特徴とする半導体ウエハの保護テープ剥離方法。
  2. 請求項１に記載の半導体ウエハの保護テープ剥離方法において、
    算出された間隔部位のうちの最も大きい間隔部分から剥離テープの貼り付けを開始する
    ことを特徴とする半導体ウエハの保護テープ剥離方法。
  3. 半導体ウエハの表面に貼り付けられた保護テープに当該半導体ウエハの直径よりも幅狭の剥離テープを貼り付けて剥離することで剥離テープと一体に保護テープをウエハ表面から剥離する半導体ウエハの保護テープ剥離装置であって、
    表面に保護テープが貼り付けられた半導体ウエハを載置保持する剥離テーブルと、
    前記剥離テーブルに載置保持された半導体ウエハの表面にウエハ径よりも幅狭の剥離テープをウエハ直径方向に貼り付けて剥離するテープ剥離機構と、
    前記剥離テーブルに載置保持された半導体ウエハの外周部を監視して欠陥を検出するウエハ監視機構と、
    検出された欠陥のウエハ周方向での位置を記憶するとともに、隣り合う欠陥同士の間隔を算出して、前記剥離テープの幅より大きい間隔部分を求め、前記テープ剥離機構による剥離テープの貼り付け開始位置を前記幅広間隔部位にセットする制御手段と、
    を備えたことを特徴とする半導体ウエハの保護テープ剥離装置。
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