JP4964070B2 - 保護テープ剥離方法および保護テープ剥離装置 - Google Patents

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を、当該保護テープよりも接着力の強い剥離テープを用いて剥離してゆく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、単に「ウエハ」という)を薄型加工する手段として、研削や研磨などの機械的方法、またはエッチングを利用した化学的方法などがある。また、これらの方法を利用してウエハを加工する際、配線パターンの形成されたウエハ表面を保護するために、その表面に保護テープが貼り付けられる。保護テープが貼り付けられて研磨処理されたウエハは、リングフレームにダイシングテープを介して裏面から接着保持される。その後、リングフレームに保持されたウエハの表面から保護テープを剥離除去する。
この保護テープを剥離除去する方法としては、保護テープの表面にローラ状の貼付け部材を介して剥離テープを貼り付け、その剥離テープを剥離することでウエハ表面から保護テープと一体にして剥離除去して巻き取ってゆくものが知られている(例えば、特許文献1参照)。
特開平5−63077号公報
しかしながら、上記した従来の保護テープ剥離方法では次のような問題がある。
近年、アプリケーションの急速な進歩に伴う高密度実装を可能にするために、ウエハの薄型化が求められており、150μm以下にまで薄型加工されるようになっている。そのため、保護テープの表面にローラ状の貼付け部材を介して剥離テープを貼り付ける際に、貼付け部材の押圧力によってウエハが破損されやすいものとなっている。
この発明は、このような事情に鑑みてなされたものであって、半導体ウエハの表面に貼り付けられた保護テープに剥離テープを半導体ウエハに損傷を与えることなく貼り付け、この剥離テープを剥離することで、保護テープを一体にして半導体ウエハから精度よく剥離することのできる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する。
本願発明者は、剥離テープ貼付け処理を繰り返し行い、ウエハの割れの発生原因を鋭意検討した結果、ウエハ表面に貼り付けられた保護テープおよび/またはリングフレームにウエハを保持するダイシングテープ(粘着テープ)の厚みのバラツキによって発生していることの知見を得た。すなわち、ウエハ表面に保護テープを貼り付けるときの押圧力の変化により、粘着層の弾性変化が異なる。また、ダイシングテープに貼付け時にも同様のことが起こる。
したがって、ダイシングテープ、ウエハ、および保護テープの総厚みが部分的に変化し、最表面である保護テープ表面の平坦度が保たれておらず、この微小な表面高さのバラツキが剥離テープ貼付け時の押圧力のバラツキを生じさせてウエハを破損させることが分かった。
この発明は、上記目的を達成するために次のような構成をとる。
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、剥離テープをその非接着面側から貼付け部材により押圧しながら貼り付け、当該剥離テープを剥離することで半導体ウエハの表面から保護テープを剥離テープと一体にして剥離する保護テープ剥離方法において、
剥離テーブルに載置保持された半導体ウエハに貼り付けられた前記保護テープの剥離テープ貼付け開始位置から終了位置までの表面高さを検出して記憶する高さ検出過程と、
記憶した前記保護テープの表面高さの検出情報に基づいて、前記貼付け部材に巻き掛けた前記剥離テープを保護テープに接触するまで貼付け部材を保護テープに接近させる作動量を算出する演算過程と、
算出された前記作動量に基づいて貼付け部材を保護テープに接近作動制御し、剥離テープを保護テープに貼り付ける剥離テープ貼付け開始過程と、
記貼付け部材と剥離テーブルとを保護テープ面方向に沿って相対移動させるとともに、前記検出情報に基づいて貼付け部材の高さを変更しながら剥離テープを保護テープに貼り付ける剥離テープ貼付け過程と、
前記剥離テープを保護テープと一体にして半導体ウエハ表面から剥離するテープ剥離過程と、
を備えたことを特徴とする。
(作用・効果) この方法によれば、保護テープの表面高さを検出することで、貼付け部材の保護テープへの接近作動量が算出される。この作動量は、待機位置である原点位置にある貼付け部材の高さから取得された保護テープの表面高さ、および、貼付け部材に巻き掛けられた剥離テープの厚さとを差し引いた値として算出することができる。このようにして、貼付け部材によって剥離テープを保護テープの表面に接触させる作動量が算出される。
次に、原点高さ位置にある貼付け部材が、算出された作動量だけ保護テープに接近制御されて停止される。これによって剥離テープが保護テープの表面に所定の押圧力で接触される。剥離テープが保護テープの表面に接触されると、算出された保護テープの表面高さに基づいて、貼付け部材と剥離テーブルとが保護テープ面方向に沿って相対移動され、剥離テープが保護テープPTの表面に貼り付けられる。
また、その貼り付けた剥離テープを剥離してゆくことで、剥離テープが貼付けられた保護テープは剥離テープと一体となって半導体ウエハの表面から剥離されてゆく。
その結果、半導体ウエハに過渡の荷重をかけることなく剥離テープを保護テープに貼付けることができ、半導体ウエハから保護テープと剥離テープを一体にして確実かつ円滑に剥離することができる。
の発明は、上記第1の発明方法において、
前記演算過程で求める作動量は、予め決めた保護テープの表面高さの基準値と、実測により求めた保護テープの表面高さの実測値との偏差を求め、当該偏差に応じて補正することを特徴とする。
(作用・効果) この方法によれば、基準値と実測値から求まる偏差に応じて貼付け部材の作動量が補正されるので、ウエハに過渡の荷重がかけられるのを回避させることができる。
の発明は、上記第1または第2の発明方法において、
前記剥離テープ貼付け開始側の保護テープの端部に剥離テープを貼り付け、当該端部から剥離テープ貼付け終端側に向けて剥離テープの貼付けを行うことを特徴とする。
(作用・効果) この方法によれば、1回の剥離テープの貼付け動作で保護テープをウエハ表面からの剥離することができる。
の発明は、上記第1ないし第のいずれかの発明方法において、
前記剥離テープ貼付け開始過程の前に、剥離テープ貼付け開始側のウエハエッジの外側にウエハエッジからはみ出た剥離テープを受け止める難接着性の貼付き防止部材を配置する過程を備えたことを特徴とする。
(作用・効果) この方法によれば、ウエハエッジよりウエハ中心側の部位から貼り付けた剥離テープを剥離テープ貼付け開始側のウエハエッジまで貼り付けてゆく過程において、貼付け部材から遊離した剥離テープ部分がウエハエッジの外側にまではみ出しても、そのはみ出し部分を貼付き防止部材で受け止められる。したがって、剥離テープのはみ出し部分が保護テープ以外の粘着テープの粘着面などに貼り付いて固定されてしまうことを未然に回避することができる。
の発明は、上記第の発明方法において、
前記ウエハエッジの位置とその外周部分の高さを検出する過程と、
検出した前記両検出情報に基づいて、前記貼付き防止部材の先端をウエハエッジおよびその外周部分の表面高さに近接させる作動量を算出する過程と、
前記剥離テープ貼付け開始過程の前に、算出された作動量に応じた位置に前記貼付き防止部材を移動させる過程と、
を備えたことを特徴とする。
(作用・効果) この方法によれば、保護テープに貼り付ける剥離テープのはみ出し部分を貼付き防止部材によって確実に受け止めることができる。
の発明は、上記第の発明方法において、
前記検出過程は、前記リングフレームと半導体ウエハとの間で露出した粘着テープの表面高さを検出し、
前記演算過程は、前記検出情報に基づいて前記貼付き防止部材を粘着テープに近接移動させる作動量を算出し、
前記剥離テープ貼付け開始過程の前に、前記貼付き防止部材を粘着テープに近接させる過程を備えたことを特徴とする。
(作用・効果) この方法によれば、剥離テープ貼付け時にウエハエッジからはみ出る剥離テープが、ウエハとリングフレームとの間で露出した粘着テープに接触しない適切な位置に貼付き防止部材を配置させることができる。
の発明は、上記第1ないし第のいずれかの発明方法において、
前記剥離テープ貼付け過程と前記テープ剥離過程とを同時に行わせることを特徴とする。
(作用・効果) この方法によれば、剥離テープの貼付けと剥離が同時に進行し、保護テープは剥離テープが貼付け開始された端縁から順次能率よく剥離されてゆく。
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、貼付け部材により剥離テープをその非接着面側から貼り付け、当該剥離テープを剥離することで半導体ウエハの表面から保護テープを剥離テープと一体にして剥離する保護テープ剥離装置であって、
前記保護テープ付きの半導体ウエハを載置保持する剥離テーブルと、
前記貼付け部材に帯状の剥離テープを巻き掛け供給する剥離テープ供給手段と、
前記剥離テーブルに保持された半導体ウエハに貼り付けられた保護テープの表面に前記剥離テープを貼り付ける作用位置と、その上方の待機位置とにわたって貼付け部材を前記剥離テーブルに対して相対上下動させる第1昇降駆動手段と、
前記剥離テーブルと前記貼付け部材をそれぞれ相対的に水平移動させる水平駆動手段と、
水平駆動手段により貼付け部材と剥離テーブルとを相対移動させて前記剥離テープを保護テープに貼付けながら同時に剥離するように各駆動手段を制御する第1制御手段と、
剥離した前記剥離テープと一体になった保護テープを回収するテープ回収手段と、
前記剥離テーブルに保持された半導体ウエハに貼り付けられた前記保護テープの剥離テープ貼付け開始位置および表面高さを検出する検出器と、
前記保護テープの表面高さ検出情報に基づいて前記貼付け部材の保護テープ表面への接近作動量を算出する演算手段と、
算出された前記作動量で前記第1昇降駆動手段を作動制御する第2制御手段と、
を備えたことを特徴とする。
(作用・効果) この構成によれば、上記発明方法を好適に実施することができる。
上記第の発明装置において、前記半導体ウエハは、支持用の粘着テープを介してリングフレームの中央に保持されており、
前記リングフレームと半導体ウエハとの間で露出した粘着テープのうち半導体ウエハの剥離テープ貼付開始側に向けて配置される剥離テープを受け止める貼付き防止部材と、
前記貼付き防止部材を前記剥離テーブルに対して相対上下動させる第2昇降駆動手段とを備え、
前記検出器は、さらに前記リングフレームと半導体ウエハとの間で露出した粘着テープの表面高さを検出し、
前記演算手段は、前記貼付き防止部材を粘着テープに近接させる作動量を算出し、
前記第2制御手段は、算出された前記作動量で前記第2昇降駆動手段を作動制御することが好ましい。
この構成によれば、第の方法発明を好適に実現することができる。
この発明に係る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、半導体ウエハに損傷を与えることなく、半導体ウエハの端部から保護テープと剥離用粘着テープを一体にして確実に剥離することができる。
以下、図面を参照して本発明の保護テープ剥離装置を備えた半導体ウエハマウント装置の実施例を説明する。
図1は、この発明の一実施例に係り、半導体ウエハマウント装置の全体構成を示した破断斜視図である。
この半導体ウエハマウント装置1は、バックグラインド処理を施したウエハWを多段に収納するカセットCが装填されるウエハ供給部2と、ロボットアーム4と押圧機構5とを備えたウエハ搬送機構3と、ウエハWの位置合わせをするアライメントステージ7と、アライメントステージ7に載置されたウエハWに向けて紫外線を照射する紫外線照射ユニット14と、ウエハWを吸着保持するチャックテーブル15と、リングフレームfが多段に収納されたリングフレーム供給部16と、リングフレームfをダイシングテープである支持用の粘着テープDTに移載するリングフレーム搬送機構17と、粘着テープDTをリングフレームfの裏面から貼り付けるテープ処理部18と、粘着テープDTが貼り付けられたリングフレームfを昇降移動させるリングフレーム昇降機構26と、粘着テープDTが貼り付けられたリングフレームfにウエハWを貼り合わせて一体化したマウントフレームMFを作製するマウントフレーム作製部27と、作製されたマウントフレームMFを搬送する第1マウントフレーム搬送機構29と、ウエハWの表面に貼り付けられた保護テープPTを剥離する剥離機構30と、剥離機構30で保護テープPTが剥離されたマウントフレームMFを搬送する第2マウントフレーム搬送機構35と、マウントフレームMFの方向転換および搬送を行うターンテーブル36と、マウントフレームMFを多段に収納するマウントフレーム回収部37とから構成されている。
ウエハ供給部2には図示されていないカセット台が備えられており、このカセット台に保護テープPTがパターン面(以下、適宜に「表面」という)に貼り付けられたウエハWを多段に収納したカセットCが載置されるようになっている。このとき、ウエハWはパターン面を上向きにした水平姿勢を保っている。
ウエハ搬送機構3は、図示しない駆動機構によって旋回および昇降移動するように構成されている。つまり、後述するロボットアーム4のウエハ保持部や、押圧機構5に備わった押圧プレート6の位置調整を行うとともに、ウエハWをカセットCからアライメントステージ7に搬送するようになっている。
ウエハ搬送機構3のロボットアーム4は、その先端に図示しない馬蹄形をしたウエハ保持部を備えている。また、ロボットアーム4は、カセットCに多段に収納されたウエハW同士の間隙をウエハ保持部が進退可能に構成されている。なお、ロボットアーム先端のウエハ保持部には吸着孔が設けられており、ウエハWを裏面から真空吸着して保持するようになっている。
ウエハ搬送機構3の押圧機構5は、その先端にウエハWと略同形状をした円形の押圧プレート6を備えており、この押圧プレート6がアライメントステージ7に載置されたウエハWの上方に移動するように、アーム部分が進退可能に構成されている。なお、押圧プレート6の形状は、円形に限定されるものではなく、ウエハWに発生している反りを矯正できる形状であればよい。例えば、ウエハWの反り部分に棒状物などの先端を押圧するようにしてもよい。
また、押圧機構5は、後述するアライメントステージ7の保持テーブルにウエハWが載置されたときに、吸着不良が発生した場合に作動するようになっている。具体的には、ウエハWに反りが発生してウエハWを吸着保持できないとき、押圧プレート6がウエハWの表面を押圧し、反りを矯正して平面状態にする。この状態で保持テーブル8がウエハWを裏面から真空吸着するようになっている。
アライメントステージ7は、載置されたウエハWをその周縁に備えられたオリエンテーションフラットやノッチなどに基づいて位置合わせを行うとともに、ウエハWの裏面全体を覆って真空吸着する保持テーブルを備えている。
また、アライメントステージ7は、ウエハWを真空吸着したときの圧力値を検出し、正常動作時(ウエハWが保持テーブルに正常に吸着されたとき)の圧力値に関連して予め定められた基準値とを比較する。圧力値が基準値よりも高い(すなわち、吸気管内の圧力が十分に低下していない)場合は、ウエハWに反りがあって保持テーブルに吸着されていないものと判断する。そして、押圧プレート6を作動させてウエハWを押圧し、反りを矯正することによって、ウエハWが保持テーブルに吸着されるようになっている。
アライメントステージ7は、ウエハWを載置して位置合わせを行う初期位置と、後述するテープ処理部18の上方に多段に配備されたチャックテーブル15とリングフレーム昇降機構26との中間位置とにわたってウエハWを吸着保持した状態で搬送移動できるように構成されている。つまり、アライメントステージ7は、ウエハWの反りを矯正して平面状態に保持したまま次の工程まで搬送する。
紫外線照射ユニット14は、初期位置にあるアライメントステージ7の上方に位置している。紫外線照射ユニット14は、ウエハWの表面に貼り付けられた紫外線硬化型粘着テープである保護テープPTに向けて紫外線を照射する。つまり、紫外線の照射によって保護テープPTの接着力を低下させるようになっている。
チャックテーブル15は、ウエハWの表面を覆って真空吸着できるようにウエハWと略同一形状の円形をしており、図示しない駆動機構によって、テープ処理部18の上方の待機位置からウエハWをリングフレームfに貼り合わせる位置にわたって昇降移動するようになっている。
つまり、チャックテーブル15は、保持テーブルによって反りを矯正されて平面状態に保持されたウエハWと当接し、吸着保持するようになっている。
また、チャックテーブル15は、後述する粘着テープDTが裏面から貼り付けられたリングフレームfを吸着保持するリングフレーム昇降機構26の開口部に収まってウエハWがリングフレームfの中央の粘着テープDTに近接する位置まで降下するようになっている。
このとき、チャックテーブル15とリングフレーム昇降機構26とは、図示しない保持機構によって保持されている。
リングフレーム供給部16は底部に滑車が設けられたワゴン状のものであって、装置本体内に装填されるようになっている。また、その上部が開口して内部に多段に収納されているリングフレームfをスライド上昇させて送り出すようになっている。
リングフレーム搬送機構17は、リングフレーム供給部16に収納されているリングフレームfを上側から1枚ずつ順番に真空吸着し、図示しないアライメントステージと、粘着テープDTを貼り付ける位置とにリングフレームfを順番に搬送するようになっている。また、リングフレーム搬送機構17は、粘着テープDTの貼付の際、粘着テープDTの貼付位置でリングフレームfを保持する保持機構としても作用している。
テープ処理部18は、粘着テープDTを供給するテープ供給部19、粘着テープDTにテンションをかける引張機構20、粘着テープDTをリングフレームfに貼り付ける貼付ユニット21、リングフレームfに貼り付けられた粘着テープDTを裁断するカッタ機構24、カッタ機構24によって裁断された後の不要なテープをリングフレームfから剥離する剥離ユニット23、および裁断後の不要な残存テープを回収するテープ回収部25とを備えている。
引張機構20は、粘着テープDTを幅方向の両端から挟み込んで、テープ幅方向にテンションをかけるようになっている。つまり、柔らかい粘着テープDTを用いると、テープ供給方向に加わるテンションによって、その供給方向に沿って粘着テープDTの表面に縦皺が発生してしまう。この縦皺を回避してリングフレームfに粘着テープDTを均一に貼り付けるために、テープ幅方向側からテンションをかけている。
貼付ユニット21は、支持粘着テープDTの上方に保持されたリングフレームfの斜め下方(図1では左斜め下)の待機位置に配備されている。この貼付ユニット21に設けられた貼付ローラ22は、支持粘着テープDTの貼付位置にリングフレーム搬送機構17によってリングフレームfが搬送および保持され、テープ供給部19からの粘着テープDTの供給が開始されると同時に、テープ供給方向の右側の貼付開始位置に移動する。
貼付開始位置に到達した貼付ローラ22は、上昇して粘着テープDTをリングフレームfに押圧して貼り付け、貼付開始位置から待機位置方向に転動して粘着テープDTを押圧しながらリングフレームfに貼り付けるようになっている。
剥離ユニット23は、後述するカッタ機構24によって裁断された粘着テープDTの不要な部分をリングフレームfから剥離するようになっている。具体的には、リングフレームfへの粘着テープDTの貼り付けおよび裁断が終了すると、引張機構20による粘着テープDTの保持が開放される。次いで、剥離ユニット23が、リングフレームf上をテープ供給部19側に向かって移動し、裁断後の不要な支持粘着テープDTを剥離する。
カッタ機構24は、リングフレームfが載置された支持粘着テープDTの下方に配備されている。支持粘着テープDTが貼付ユニット21によってリングフレームfに貼り付けられると、引張機構20による粘着テープDTの保持が開放され、このカッタ機構24が上昇する。上昇したカッタ機構24は、リングフレームfに沿って粘着テープDTを裁断する。
リングフレーム昇降機構26は、リングフレームfに粘着テープDTを貼り付ける位置の上方の待機位置にある。このリングフレーム昇降機構26は、リングフレームfに粘着テープDTの貼付処理が終了すると降下し、リングフレームfを吸着保持する。このとき、リングフレームfを保持していたリングフレーム搬送機構17は、リングフレーム供給部16の上方の初期位置に戻る。
また、リングフレーム昇降機構26はリングフレームfを吸着保持すると、ウエハWとの貼り合わせ位置へと上昇する。このとき、ウエハWを吸着保持したチャックテーブル15もウエハWの貼り合わせ位置まで降下する。
マウントフレーム作製部27は、周面が弾性変形可能な貼付ローラ28を備えている。貼付ローラ28は、リングフレームfの裏面に貼り付けられている支持粘着テープDTの非接着面を押圧しながら転動するようになっている。
第1マウントフレーム搬送機構29は、リングフレームfとウエハWとが一体形成されたマウントフレームMFを真空吸着して剥離機構30の剥離テーブル38に移載するようになっている。
剥離機構30は、図2に示すように、ウエハWを載置して移動させる剥離テーブル38、剥離テープTsを供給するテープ供給部31、剥離テープTsの貼り付けおよび剥離を行う剥離ユニット32、および、剥離された剥離テープTsと保護テープPTを回収するテープ回収部34とから構成されている。なお、剥離機構30のうち剥離テーブル38を除く構成は、装置本体に位置固定状態に装備されている。
剥離テーブル38は、マウントフレームMFを裏面側から真空吸着するよう構成されており、前後水平に配備された左右一対のレール41に沿って前後にスライド移動可能に支持された可動台42に支持されている。そして、可動台42は、パルスモータ43で正逆駆動されるネジ軸44によってネジ送り駆動されるようになっている。可動台42、パルスモータ43、ネジ軸44は、本発明の水平駆動手段として機能する。
テープ供給部31は、原反ローラから導出した剥離テープTsをガイドローラ45を介して剥離ユニット32の下端部に案内供給するようになっている。なお、テープ供給部31は、本発明の剥離テープ供給手段に相当する。
テープ回収部34は、剥離ユニット32の下端部から送り出された剥離テープTsをモータ駆動される送りローラ46およびガイドローラ47を介して上方に導いて巻き取り回収するようになっている。なお、テープ回収部34は、本発明のテープ回収手段に相当する。
剥離ユニット32には、平行に昇降可能な可動ブロック48とこれをネジ送り昇降させるパルスモータ49が備えられるとともに、可動ブロック48の下端に、剥離テープTsの保護テープPTへの貼付けおよび剥離を司る貼付け部材50と、供給されてきた剥離テープTsを貼付け部材50の先端部に導く受入れガイドローラ51、貼付け部材50の先端部で折り返された剥離テープTsをテープ回収部34に向けて案内する送出しガイドローラ52とが備えられている。なお、貼付け部材50は、ウエハ直径より幅広の板材の先端縁を先鋭に形成したエッジ部材として構成され、先下がり傾斜姿勢で取り付け固定されている。なお、パルスモータ49は、本発明の第1昇降駆動手段に相当する。
また、剥離ユニット32には、下方に対向する対象物までの高さを非接触で検出する検出装置53が装備されている。この検出装置53は、鉛直下方に向けて所定波長のレーザ光を投光し、その反射光を受光して投光対象物までの距離(高さ)を検出する仕様のものが利用され、この高さ検出装置53からの検出情報が、剥離テーブル38を前後に移動駆動するパルスモータ43、および、貼付け部材50を昇降駆動するパルスモータ49の作動を司る制御装置54に転送されるようになっている。なお、検出装置53は、本発明の検出器に相当し、制御装置54は、本発明の第1および第2制御手段に相当する。
また、剥離テーブル38を前後に移動駆動するパルスモータ43の作動量がロータリエンコーダなどで計測されて、剥離テーブル38の水平移動位置が検出され、この検出情報も前記制御装置54に転送される。
貼付き防止部材55は、図2に示すように、装置本体の縦壁に外フレーム61を介して取り付け固定されている。具体的には、外フレーム61の上方に取り付けられたモータ56の正逆駆動によってネジ送り昇降される内フレーム63の内部に備わっている。
内フレーム63の水平方向前方(図中右側)には、前後水平に配備されたガイドレール64が備わっており、このガイドレール64に沿って前後にスライド移動可能に支持された可動台65にホルダ50を介して貼付き防止部材55はネジ固定されている。そして、可動台65は、パルスモータ66で正逆駆動されるネジ軸67によってネジ送り駆動されるようになっている。なお、パルスモータ66およびネジ軸67は、本発明の第2昇降駆動手段に相当する。
図1に戻り、第2マウントフレーム搬送機構35は、剥離機構30から払い出されたマウントフレームMFを真空吸着してターンテーブル36に移載するようになっている。
ターンテーブル36は、マウントフレームMFの位置合わせおよびマウントフレーム回収部37への収納を行うように構成されている。つまり、第2マウントフレーム搬送機構35によってターンテーブル36上にマウントフレームMFが載置されると、ウエハWのオリエンテーションフラットや、リングフレームfの位置決め形状などに基づいて位置合わせを行う。またマウントフレーム回収部37へのマウントフレームMFの収納方向を変更するために、ターンテーブル36は旋回するようになっている。また、ターンテーブル36は、収納方向が定まるとマウントフレームMFを図示しないプッシャーによって押出してマウントフレーム回収部37にマウントフレームMFを収納するようになっている。
マウントフレーム回収部37は、図示しない昇降可能な載置テーブルに載置されている。つまり、載置テーブルが昇降移動することによって、プッシャーによって押出されたマウントフレームMFをマウントフレーム回収部37の任意の段に収納できるようになっている。
次に、上述の実施例装置について一巡の動作を図1から図8を参照しながら説明する。
ロボットアーム4のウエハ保持部がカセットCの隙間に挿入される。ウエハWは下方から吸着保持されて1枚ずつ取り出される。取り出されたウエハWは、アライメントステージ7に搬送される。
ロボットアーム4によってウエハWが保持テーブルに載置され、裏面から吸着保持される。このとき、図示しない圧力計によってウエハWの吸着レベルが検出され、正常動作時の圧力値に関連して予め定められた基準値とを比較される。
吸着異常が検知された場合は、押圧プレート6によりウエハWが表面から押圧され、反りの矯正された平面状態でウエハWが吸着保持される。また、ウエハWは、オリエンテーションフラットやノッチに基づいて位置合わせが行なわれる。
アライメントステージ7上で位置合わせが終了すると、紫外線照射ユニット14によってウエハWの表面に紫外線が照射される。
ウエハWは、紫外線の照射処理が施されると、保持テーブルに吸着保持されたままアライメントステージ7ごと次のマウントフレーム作製部27へと搬送される。つまり、アライメントステージ7は、チャックテーブル15とリングフレーム昇降機構26との中間位置に移動する。
アライメントステージ7が所定の位置で待機すると、上方に位置するチャックテーブル15が降下し、チャックテーブル15の底面がウエハWに当接して真空吸着を開始する。チャックテーブル15の真空吸着が開始すると、保持テーブル8側の吸着保持が開放され、ウエハWはチャックテーブル15に反りを矯正して平面保持した状態のまま受け取られる。ウエハWを受け渡したアライメントステージ7は初期位置へと戻る。
次に、リングフレーム供給部16に多段に収納されたリングフレームfが、リングフレーム搬送機構17によって上方から1枚ずつ真空吸着されて取り出される。取り出されたリングフレームfは、図示しないアライメントステージで位置合わせが行われたのち、粘着テープDTの上方の粘着テープ貼り付け位置に搬送される。
リングフレームfがリングフレーム搬送機構17によって保持されて粘着テープDTの貼付位置にあると、テープ供給部19から粘着テープDTの供給が開始される。同時に貼付ローラ22が貼付け開始位置に移動する。
貼付け開始位置に貼付ローラ22が到達すると、粘着テープDTの幅方向の両端を引張機構20が保持し、テープ幅方向にテンションをかける。
次いで貼付ローラ22が上昇し、粘着テープDTをリングフレームfの端部に押圧して貼り付ける。リングフレームfの端部に支持用粘着テープDTを貼り付けると、貼付ローラ22は待機位置であるテープ供給部19側に向かって転動する。このとき、貼付ローラ22は、粘着テープDTを非接着面から押圧しながら転動し、リングフレームfに粘着テープDTを貼り付けてゆく。貼付ローラ22が貼付位置の終端に到達すると、引張機構20による粘着テープDTの保持が開放される。
同時にカッタ機構24が上昇し、リングフレームfに沿って粘着テープDTを裁断する。粘着テープDTの裁断が終了すると、剥離ユニット23がテープ供給部19側に向かって移動し、不要な粘着テープDTを剥離する。
次いでテープ供給部19が作動して粘着テープDTを繰り出すとともに、裁断された不要部分のテープは、テープ回収部25へと送り出される。ことのとき、貼付ローラ22は、次のリングフレームfに粘着テープDTを貼り付けるように、貼付け開始位置に移動する。
粘着テープDTが貼り付けられたリングフレームfは、リングフレーム昇降機構26によってフレーム部が吸着保持されて上方へ移動する。このとき、チャックテーブル15も降下する。つまり、チャックテーブル15とリングフレーム昇降機構26とは、互いにウエハWを貼り合わせる位置まで移動する。
各機構15、26が所定位置に到達すると、それぞれが図示しない保持機構によって保持される。次いで、貼付ローラ28が、粘着テープDTの貼付開始位置に移動し、リングフレームf底面に貼り付けられている粘着テープDTの非接着面を押圧しながら転動し、粘着テープDTをウエハWに貼り付けてゆく。その結果、リングフレームfとウエハWとが一体化されたマウントフレームMFが作製される。
マウントフレームMFが作製されると、チャックテーブル15とリングフレーム昇降機構26とは、上方に移動する。このとき、図示しない保持テーブルがマウントフレームMFの下方に移動し、マウントフレームMFがこの保持テーブルに載置される。載置されたマウントフレームMFは、第1マウントフレーム搬送機構29によって吸着保持され、剥離テーブル38に移載され、図15フローチャートに示す手順で保護テープ剥離処理を受ける。
すなわち、剥離テーブル38にマウントフレームMFが載置されるのに先立って、検出装置53が作動して、剥離テーブル38から検出装置53までの高さが検出される。この検出結果が基準高さとして制御装置54に取り込まれる(ステップS1)。その後、マウントフレームMFが剥離テーブル38に移載されて吸着保持される(ステップS2)。
次に、剥離テーブル38が前進移動されてゆく(ステップS3)。この移動に伴って、先ず、図2に示すように、検出装置53による検出位置(投光位置)に粘着テープDTが到達するとテーブル移動が停止される(ステップS4)。このとき、検出装置53によって粘着テープDTの表面高さが検出され、この検出情報は制御装置54に転送され、制御装置54が貼付け部材50の下降前の高さに対する原点を算出する(ステップS5)。同時に、貼付き防止部材55の降下作動量も算出する。
次に、剥離テーブル38が前進移動されるとともに、検出装置53による検出作動と、剥離テーブル38の移動位置検出が行われる。ここで、検出装置53による検出値が急変した時点の高さとその時点における剥離テーブル38の位置が両端のウエハエッジe1,e2の位置として制御装置54に記憶される(ステップS6)。
剥離テープ貼付け開始側となるウエハエッジe1から所定範囲(例えば1〜20mm)における複数の高さ検出値が制御装置54での演算により平均化されて保護テープPTの表面高さとみなす。この値に基づいて貼付け部材50の下降作動量が決定される。この下降作動量は、予め設定された原点位置にある貼付け部材50の高さを利用し平均化によって取得された保護テープPTの表面高さ、および、貼付け部材50に巻き掛けられた剥離テープTsの厚さなどに基づいて算出される。このようにして、貼付け部材50の下降によって剥離テープTsを保護テープPTの表面に所定の押圧力で接触させる下降作動量が決定される。なお、制御装置54は、本発明の演算手段としての機能を含む。
次に、剥離テーブル38が逆行され、図8に示すように、貼付け部材50の先端が剥離テープ貼付け開始側のウエハエッジe1から設定量だけウエハ中心寄りの位置(a)に到達したところでテーブル移動が停止される(ステップS7)。
次に、図9に示すように、原点高さ位置にある貼付け部材50が演算決定された下降作動量だけ下降制御されて停止し、これによって剥離テープTsが保護テープPTの表面に所定の押圧力で接触される(ステップS8)。
剥離テープTsが保護テープPTの表面に接触されると、図10に示すように、貼付け部材50の高さを保持した状態で剥離テーブル38が更に逆行移動され、剥離テープTsがウエハエッジe1まで保護テープPTの表面に貼り付けられる(ステップS9)。
この場合、ウエハエッジe1の外側には貼付き防止部材55が進出待機されている。この貼付き防止部材55は、図14に示すように、剥離テープTsより若干幅広で、上面が縦筋目付きの難接着面に形成された板状部材で構成されており、貼付け部材50の先端からはみ出た剥離テープTsが垂れ下がって粘着テープDTに貼り付いてしまうのを防止している。なお、この貼付き防止部材55は、検出装置53によって検出された粘着テープDTの表面高さ(原点位置)およびウエハエッジe1の位置に基づき、先端がウエハエッジe1に近接するとともに、底面が粘着テープDTに近接位置に配置される。
保護テープPTの端部への剥離テープTsの貼付けが完了すると、図11〜図13に示すように、剥離テーブル38は、貼付け部材50の高さが保持された状態で再び前進移動を開始するとともに、この移動速度と同調した速度で剥離テープTsがテープ回収部34に向けて巻き取られてゆく(ステップS10)。これによって、貼付け部材50がウエハWの表面の保護テープPTに剥離テープTsを押圧しながら貼り付けてゆくとともに、これと同時に、貼り付けた剥離テープTsを剥離しながら保護テープPTを一緒にウエハWの表面から剥離してゆく。
貼付け部材50が剥離テープ貼付け終端側のウエハエッジe2に到達した時点、換言すると、貼付け部材50が保護テープPTの後端縁に到達して保護テープPTが完全にウエハの表面から剥離された時点で貼付け部材50が上昇制御されて、剥離装置54は初期状態に復帰する。
保護テープPTの剥離処理が終了したマウントフレームMFは、剥離テーブル38によって第2マウントフレーム搬送機構35の待機位置まで移動する。
そして、剥離機構30から払い出されたマウントフレームMFは、第2マウントフレーム搬送機構35によってターンテーブル36に移載される。移載されたマウントフレームMFは、オリエンテーションフラットやノッチによって位置合わせが行なわれるとともに、収納方向の調節が行なわれる。位置合わせおよび収納方向が定まるとマウントフレームMFは、プッシャーによって押出されてマウントフレーム回収部37に収納される。
以上のように、保護テープPTの表面高さを検出し、その検出情報を利用して貼付け部材50の降下作動量を算出することにより、保護テープPTおよび粘着テープDTの厚みのバラツキが補正される。したがって、この算出結果に基づいて貼付け部材50の高さを制御することにより、剥離テープ貼付時にウエハWに過渡の荷重がかからない。その結果、ウエハWの損傷を回避することができる。
なお、本発明は以下のような形態で実施することも可能である。
(1)上記実施例では、ウエハエッジ部分の所定範囲で保護テープPTの表面高さの平均値を算出し、以後の剥離テープTsを貼り付ける過程で、その高さを利用して貼付け部材50の作用位置を保持していたが、次にような形態で剥離テープTsの貼り付けを行ってもよい。
例えば、第1の形態として、ウエハエッジ部分の所定範囲の平均値を次のようにして求める。検出値の分布をとり、その分布から特異となる値を除去して平均値を求める。ここでの特異となる値とは、保護テープPTの欠損などによる凹部、ウエハエッジでの保護テープPTの垂れ下がり、ささくれによる起立部、テープ密着不良による浮き上がり、異物の付着などが挙げられる。この形態によれば、特異な値によって平均値が増減しない。つまり、保護テープPTの本来の表面高さに近似するので、貼付け部材50の作用位置での過渡の荷重がウエハWにかからないし、押圧力の低下を招くこともない。したがって、ウエハWの破損の回避、および剥離テープTsの密着不良を回避することができる。
第2の形態として、リングフレームf、粘着テープDT、ウエハW、および保護テープPTを利用して予め作成したマウントフレームFから、粘着テープDTから保護テープPTまでの総厚みおよび粘着テープDTの厚みを実験やシミュレーションにより予め求めて基準値として制御装置54に記憶しておく。実工程において、制御装置54が、実測により求まる保護テープPTの表面高さの実測値と、記憶部から読み出した基準値とを比較し、求まる偏差から貼付け部材54の降下作動量を補正する。したがって、剥離テープTs貼付時のウエハWにかかる荷重を一定に保つことができる。
また、制御装置54が、実工程で測定した粘着テープDTの実測値と基準値を比較し、求まる偏差に応じて貼付き防止部材55の降下作動量を算出する。これにより、貼付き防止部材55が粘着テープDTに接触するのを回避することができる。
第3に、ウエハエッジe1〜e2までの表面高さを検出装置53で連続的に検出し、この検出情報と検出した位置情報とを関連付けて記憶する。この記憶した全ての検出情報ごとに貼付け部材50の下降作動量を算出する。剥離テープTsの貼付時には、算出した下降作動量を参照しながらテープ貼付け位置に応じて貼付け部材50の降下作動量を変化させる。これによって、ウエハ面上での貼付け部材50による荷重を一定に保つことができる。
また、上記第1から第3の形態を組み合せてもよい。
(2)上記実施例では、リングフレームfに保持されていない保護テープ付きのウエハWに剥離テープTsを貼り付けて保護テープPTを剥離する場合にも適用できる。この場合、制御装置54は、剥離テープTsの貼付時に、剥離テープ遊端部が剥離テーブルに接触しないように、貼付き防止部材55の高さおよび位置を制御するように構成する。例えば、貼付き防止部材55の先端がウエハエッジe1に近接するとともに、剥離テーブルの表面に接触、または近接する高さとなるように制御装置54に降下位置および降下作動量を算出させる。
(3)上記実施例では、ウエハエッジe1に剥離テープTsを貼り付けた後、他端のウエハエッジe2まで一方向に剥離テープTsを貼り付けてもよい。
(4)上記実施例では、マウントフレームMFを前進移動させて剥離ユニット32の下方を通過させる間に、貼付け部材50によって剥離テープTsの保護テープPTへの貼付けと剥離を同時に行うものとしているが、剥離テープTsの保護テープPTへの貼付けと剥離を別々の過程で順次行う形態で実施することもできる。
(5)上記実施例では、剥離テープTsの貼り付け部50としてエッジ部材を利用しているが、ローラを利用してもよい。この場合、ローラは周面が硬質のものが好ましく、またローラ径もできるだけ小さいものが好ましい。
(6)保護テープPTの高さを非接触で検知する高さ検出装置53としては、上記のようにレーザ光を用いるもの他に、CCDカメラなどで取得した撮影画像の解析によって行うものなど任意に選択して利用することができる。
(7)上記主実施例において、マウントフレームMFを位置固定して、剥離ユニット32を水平移動させる形態で実施することもできる。
(8)上記実施例では、貼付け部材50を下降作動制御して剥離テープTsを保護テープPTに貼り付けているが、逆に、昇降作動しない貼付け部材50に対して剥離テーブル38を昇降作動させる形態で実施することもできる。この時は、保護テープPTの表面高さ検出情報に基づいて剥離テーブル38の上昇作動量を演算決定することになる。
(9)上記実施例では、保護テープPTを剥離する剥離テープTsとして、ロール巻きした帯状のものを繰り出して用いているが、寸法切りされた枚葉の粘着テープや粘着シートを利用することもできる。
半導体ウエハマウント装置の全体を示す斜視図である。 剥離機構の側面図である。 剥離機構の動作過程を示す側面図である。 剥離機構の動作過程を示す側面図である。 剥離機構の動作過程を示す斜視図である。 剥離機構の動作過程を示す斜視図である。 剥離機構の動作過程を示す斜視図である。 剥離機構の動作過程を示す側面図である。 剥離機構の動作過程を示す側面図である。 剥離機構の動作過程を示す側面図である。 剥離機構の動作過程を示す側面図である。 剥離機構の動作過程を示す側面図である。 剥離機構の動作過程を示す側面図である。 貼付き防止部材の平面図である。 保護テープ剥離処理のフロー図である。
符号の説明
50 … 貼付け部材
53 … 高さ検出装置
55 … 貼付き防止部材
e1 … ウエハエッジ(剥離テープ貼付け開始側)
PT … 保護テープ
Ts … 剥離テープ
W … 半導体ウエハ

Claims (9)

  1. 半導体ウエハの表面に貼り付けられた保護テープに、剥離テープをその非接着面側から貼付け部材により押圧しながら貼り付け、当該剥離テープを剥離することで半導体ウエハの表面から保護テープを剥離テープと一体にして剥離する保護テープ剥離方法において、
    剥離テーブルに載置保持された半導体ウエハに貼り付けられた前記保護テープの剥離テープ貼付け開始位置から終了位置までの表面高さを検出して記憶する高さ検出過程と、
    記憶した前記保護テープの表面高さの検出情報に基づいて、前記貼付け部材に巻き掛けた前記剥離テープを保護テープに接触するまで貼付け部材を保護テープに接近させる作動量を算出する演算過程と、
    算出された前記作動量に基づいて貼付け部材を保護テープに接近作動制御し、剥離テープを保護テープに貼り付ける剥離テープ貼付け開始過程と、
    前記貼付け部材と剥離テーブルとを保護テープ面方向に沿って相対移動させるとともに、前記検出情報に基づいて貼付け部材の高さを変更しながら剥離テープを保護テープに貼り付ける剥離テープ貼付け過程と、
    前記剥離テープを保護テープと一体にして半導体ウエハ表面から剥離するテープ剥離過程と、
    を備えたことを特徴とする保護テープ剥離方法。
  2. 請求項1に記載の保護テープ剥離方法において、
    前記演算過程で求める作動量は、予め決めた保護テープの表面高さの基準値と、実測により求めた保護テープの表面高さの実測値との偏差を求め、当該偏差に応じて補正する
    ことを特徴とする保護テープ剥離方法。
  3. 請求項1または請求項2に記載の保護テープ剥離方法において、
    前記剥離テープ貼付け開始側の保護テープの端部に剥離テープを貼り付け、当該端部から剥離テープ貼付け終端側に向けて剥離テープの貼付けを行う
    ことを特徴とする保護テープ剥離方法。
  4. 請求項1ないし請求項のいずれかに記載の保護テープ剥離方法において、
    前記剥離テープ貼付け開始過程の前に、剥離テープ貼付け開始側のウエハエッジの外側にウエハエッジからはみ出た剥離テープを受け止める難接着性の貼付き防止部材を配置する過程を備えた
    ことを特徴とする保護テープ剥離方法。
  5. 請求項に記載の保護テープ剥離方法において、
    前記ウエハエッジの位置とその外周部分の高さを検出する過程と、
    検出した前記両検出情報に基づいて、前記貼付き防止部材の先端をウエハエッジおよびその外周部分の表面高さに近接させる作動量を算出する過程と、
    前記剥離テープ貼付け開始過程の前に、算出された作動量に応じた位置に前記貼付き防止部材を移動させる過程と、
    を備えたことを特徴とする保護テープ剥離方法。
  6. 請求項に記載の保護テープ剥離方法において、
    前記半導体ウエハは、支持用の粘着テープを介してリングフレームの中央に保持されており、
    前記検出過程は、前記リングフレームと半導体ウエハとの間で露出した粘着テープの表面高さを検出し、
    前記演算過程は、前記検出情報に基づいて前記貼付き防止部材を粘着テープに近接移動させる作動量を算出し、
    前記剥離テープ貼付け開始過程の前に、前記貼付き防止部材を粘着テープに近接させる過程を備えた
    ことを特徴とする保護テープ剥離方法。
  7. 請求項1ないし請求項のいずれかに記載の保護テープ剥離方法において、
    前記剥離テープ貼付け過程と前記テープ剥離過程とを同時に行わせ
    ことを特徴とする保護テープ剥離方法。
  8. 半導体ウエハの表面に貼り付けられた保護テープに、貼付け部材により剥離テープをその非接着面側から貼り付け、当該剥離テープを剥離することで半導体ウエハの表面から保護テープを剥離テープと一体にして剥離する保護テープ剥離装置であって、
    前記保護テープ付きの半導体ウエハを載置保持する剥離テーブルと、
    前記貼付け部材に帯状の剥離テープを巻き掛け供給する剥離テープ供給手段と、
    前記剥離テーブルに保持された半導体ウエハに貼り付けられた保護テープの表面に前記剥離テープを貼り付ける作用位置と、その上方の待機位置とにわたって貼付け部材を前記剥離テーブルに対して相対上下動させる第1昇降駆動手段と、
    前記剥離テーブルと前記貼付け部材をそれぞれ相対的に水平移動させる水平駆動手段と、
    水平駆動手段により貼付け部材と剥離テーブルとを相対移動させて前記剥離テープを保護テープに貼付けながら同時に剥離するように各駆動手段を制御する第1制御手段と、
    剥離した前記剥離テープと一体になった保護テープを回収するテープ回収手段と、
    前記剥離テーブルに保持された半導体ウエハに貼り付けられた前記保護テープの剥離テープ貼付け開始位置および当該剥離テープ貼付け開始位置から終了位置までの表面高さを検出する検出器と、
    前記検出器によって検出された表面高さの検出情報を記憶し、演算手段によって当該保護テープの表面高さ検出情報に基づいて前記貼付け部材の保護テープ表面への接近作動量を算出するとともに、算出された前記作動量で前記第1昇降駆動手段を作動制御し、剥離テープを貼り付ける過程で貼付け部材の高さを変更する第2制御手段と、
    を備えたことを特徴とする保護テープ剥離装置。
  9. 請求項に記載の保護テープ剥離装置において、
    前記半導体ウエハは、支持用の粘着テープを介してリングフレームの中央に保持されており、
    前記リングフレームと半導体ウエハとの間で露出した粘着テープのうち半導体ウエハの剥離テープ貼付開始側に向けて配置される剥離テープを受け止める貼付き防止部材と、
    前記貼付き防止部材を前記剥離テーブルに対して相対上下動させる第2昇降駆動手段とを備え、
    前記検出器は、さらに前記リングフレームと半導体ウエハとの間で露出した粘着テープの表面高さを検出し、
    前記演算手段は、前記貼付き防止部材を粘着テープに近接させる作動量を算出し、
    前記第2制御手段は、算出された前記作動量で前記第2昇降駆動手段を作動制御する
    ことを特徴とする保護テープ剥離装置。
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