JP5222756B2

JP5222756B2 - 剥離装置及び剥離方法

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Publication number: JP5222756B2
Application number: JP2009040501A
Authority: JP
Inventors: 賢治小林
Original assignee: Lintec Corp
Current assignee: Lintec Corp
Priority date: 2009-02-24
Filing date: 2009-02-24
Publication date: 2013-06-26
Anticipated expiration: 2029-02-24
Also published as: JP2010199184A

Description

本発明は、半導体ウエハ等の第１の板状部材に両面接着シートを介して第２の板状部材が接着された板状体を処理対象物とし、当該処理対象物から第２の板状部材を剥離するための剥離装置及び剥離方法に関する。

半導体製造工程において、半導体チップを小型化するために、半導体ウエハ（以下、「ウエハ」という）の裏面を研削して極薄に研削する工程（バックグラインド工程）がある。このバックグラインド工程では、ウエハの表面（回路が形成された面）に両面接着シートを介してガラス等の平滑な硬質支持板を接着し、ウエハが数十μｍの厚さになるまで裏面側から研削が行われる。そして、このバックグラインド工程後に、ウエハから支持板を剥離する処理が行われる。

上記のような支持板を剥離する装置として、ウエハに両面接着シートを介して支持板が接着された処理対象物を支持板側から支持するテーブルと、テーブルの一方を回転中心として回転する一対のアームを有する引き剥がし手段と、テーブルの他方に配置され、刃物を有する剥離切っ掛け形成手段とを備えたものが特許文献１で知られている。

上記特許文献１で開示された装置では、ウエハが接着性を有するシートによってフレームと一体化され、このフレームが一対のアームによって保持される。そして、剥離切っ掛け形成手段の刃物をテーブル表面に沿って摺動させ、支持板と両面接着シートとの界面に入り込ませて剥離切っ掛けを形成し、その後、引き剥がし手段のアームを回転させることで処理対象物から支持板を剥離するようにしている。

しかしながら、上記特許文献１で開示された装置では、支持板と両面接着シートとの界面に対する刃物の先端の位置決めが不十分であると、剥離切っ掛けを形成するときに刃物の先端が、支持板、両面接着シートまたはウエハに接触して剥離切っ掛けの形成ができない場合があり、場合によっては、刃物先端の接触による衝撃で支持板やウエハを破損させるという不具合が発生する場合がある。

特開２００６−５９８６１号公報

本発明は、以上の点に鑑み、支持板やウエハの破損を招来することなく、確実な剥離を行い得る剥離装置及び剥離方法を提供することを課題とする。

上記課題を解決するために、請求項１記載の発明は、第１の板状部材の一方の面に両面接着シートを介して第２の板状部材が接着された処理対象物から当該第２の板状部材を剥離する剥離装置において、前記処理対象物を第１の板状部材側から支持する支持手段と、前記支持手段側から第２の板状部材または両面接着シートを突き上げて処理対象物から少なくとも第２の板状部材を剥離する剥離手段と、前記第２の板状部材に当接して押圧力を付与しつつ、前記処理対象物から当該第２の板状部材が剥離される剥離領域を弾性変形しながら制限する剥離制限手段とを備えることを特徴とする。

また、上記発明において、前記処理対象物は、前記第１の板状部材の他方の面側から他の接着シートを介してフレームと一体化されていると共に、この他の接着シートを介して支持手段で支持され、前記剥離手段は、前記他の接着シート側から第２の板状部材を突き上げるリフト手段を備える構成を採用してもよい。

更に、上記発明において、前記第１の板状部材は、Ｖノッチまたはオリエンテーションフラットを有する半導体ウエハであり、前記リフト手段により、当該Ｖノッチまたはオリエンテーションフラットに対応して第１の板状部材の輪郭から外側に延出した第２の板状部材または両面接着シートの延出領域を突き上げるような構成を採用してもよい。

更に、請求項４記載の発明は、第１の板状部材の一方の面に両面接着シートを介して第２の板状部材が接着された処理対象物から当該第２の板状部材を剥離する剥離方法であって、前記処理対象物を第１の板状部材側から支持する工程と、前記支持手段側から第２の板状部材または両面接着シートを突き上げて処理対象物から少なくとも第２の板状部材を剥離する工程と、前記第２の板状部材に当接して押圧力を付与しつつ、前記処理対象物から当該第２の板状部材が剥離される剥離領域を弾性変形しながら制限する工程とを備えることを特徴とする。

請求項１記載の発明によれば、支持手段側から第２の板状部材または両面接着シートを突き上げて処理対象物から第２の板状部材を剥離する構成を採用したため、上記従来技術のように、刃物がウエハに接触することで、支持板やウエハを破損させることを回避できる。また、剥離制限手段を備えたため、第２の板状部材または両面接着シートを突き上げて処理対象物から第２の板状部材を剥離するときに、第２の板状部材が一気に広範囲に亘って剥離して第１の板状部材に大きな引き離し力が作用し、第１の板状部材や第２の板状部材が破損することを防止したり、第２の板状部材が予期せぬ部位に飛び去ることも防止したりすることができる。

処理対象物の模式的な部分断面図。本発明の実施形態の剥離装置の側面図。（ａ）乃至（ｃ）は、剥離装置による第２の板状部材の動作説明図。他の形態の処理対象物と剥離手段との位置関係の説明図。

以下、図面を参照して、処理対象物Ｗから第２の板状部材を剥離する本発明の実施形態の剥離装置ＰＭについて説明する。ここで、処理対象物Ｗは、図１に示すように、第１の板状部材たるウエハＷ１の回路面（一方の面）に両面接着シートＳを介して第２の板状部材たる支持板Ｗ２が接着されたものである。ウエハＷ１は、結晶方位を示すＶノッチＷｎが形成されたものであり、その裏面（他方の面）がバックグラインド工程により数十μｍの厚さに研削されたものである。また、処理対象物Ｗは、図２に示すように、剥離装置ＰＭに投入される前に、ウエハＷ１の裏面側からダイシングテープ（他の接着シート）ＤＴを介して当該処理対象物Ｗの周囲に配置されたフレームたるリングフレームＲＦと一体化されている。

両面接着シートＳは、例えば、紫外線硬化型接着剤層からなる１層構造とされ、バックグラインド工程後に支持板Ｗ２を通して紫外線が照射され、ウエハＷ１との接着力が低下させられている。支持板Ｗ２は、例えば、弾力的に撓むことが可能な特殊なガラス板で構成されている。支持板Ｗ２は、ウエハＷ１の輪郭に略一致した輪郭を有し、両面接着シートＳを介してウエハＷ１に積層されると、ＶノッチＷｎに対応した領域であって、ウエハＷ１の輪郭から外側に延出した延出領域Ｗｒが形成されるようになっている。

剥離装置ＰＭは、図２に示すように、支持手段１と、処理対象物Ｗから支持板Ｗ２を剥離する剥離手段２と、処理対象物Ｗを検出する検出手段３と、処理対象物Ｗから支持板Ｗ２が剥離される剥離領域を制限する剥離制限手段４と、支持板Ｗ２を剥離する際に当該支持板Ｗ２を保持する保持手段５とを備え、これら剥離装置ＰＭの構成手段の作動は、マイクロコンピュータやシーケンサ等を備えた公知の制御手段６により統括制御されるようになっている。

前記支持手段１は、処理対象物Ｗを支持するテーブル１１から構成され、テーブル１１には、図示省略の多数の吸引孔が形成され、図示省略の真空ポンプを介して吸引することで、処理対象物ＷをウエハＷ１側から吸着支持する。なお、本実施形態の処理対象物Ｗは、ダイシングテープＤＴを介してテーブル１１で吸着支持されるようになっている。

前記剥離手段２は、テーブル１１上面に直交する方向で当該テーブル１１に形成した貫通孔１２内に組み付けた直動モータ２１と、当該直動モータ２１の駆動軸（図示せず）に接続されたリフト手段たるリフトピン２２とを備え、直動モータ２１の駆動によりリフトピン２２の上端が貫通孔１２内に位置する待機位置と、その先端部がテーブル１１上面から上方に突出して支持手段１側から支持板Ｗ２を突き上げる突上位置との間で進退自在となっている。ここで、リフトピン２２の径は、処理対象物Ｗに応じて適宜設定され、本実施形態では、ＶノッチＷｎに対応した延出領域Ｗｒに当接できるような径に設定されている。

前記検出手段３は、ＣＣＤカメラから構成され、テーブル１１に載置される前の処理対象物Ｗを撮像し、撮像された画像が、図示省略した公知の画像解析装置で解析された後、そのデータを制御手段６に送信するようになっている。これにより、ウエハＷ１の外縁位置やＶノッチ位置を特定できるようになっている。

前記剥離制限手段４は、延出領域Ｗｒを含む一定の範囲を覆う表面積でかつ所定厚さのスポンジ等の弾性部材４１と、当該弾性部材４１を保持する保持部材４２とからなり、保持部材４２が図示省略の直動モータの出力軸４３に取り付けられて図２中上下方向に昇降可能に設けられている駆動手段とを備える。そして、リフトピン２２により延出領域Ｗｒを突き上げる際に、支持板Ｗ２を上方から当接して処理対象物Ｗから支持板Ｗ２が剥離する剥離領域を制限する（図３（ｂ）参照）。なお、弾性部材４１の平面形状、硬さ（柔軟さ）や厚さは、リフトピン２２の突き上げ時の押圧力等を考慮して適宜設定される。

前記保持手段５は、支持板Ｗ２を吸着保持する複数個（本実施形態では３個）の吸着パッド５１と、各吸着バッド５１を昇降する図示省略の直動モータ等の駆動手段とを備える。そして、図示省略の真空ポンプを介して吸引することで支持板Ｗ２を吸着保持可能となっている。

次に、上記剥離装置ＰＭを用いて行う処理対象物Ｗからの支持板Ｗ２の剥離方法について説明する。

先ず、図示省略の搬送手段によって、ダイシングテープＤＴを介してリングフレームＲＦと一体化された処理対象物Ｗが搬送されてくると、検知手段３によりＶノッチＷｎが検出され、図３（ａ）に示すように、当該ＶノッチＷｎに対応した延出領域Ｗｒがリフトピン２２の上方に位置するように、ダイシングテープＤＴ側からテーブル１１上に載置される。そして、図示省略の真空ポンプを作動してテーブル１１に吸着支持させる。

次に、剥離制限手段４及び保持手段５を下降する。これにより、弾性部材４１が、延出領域Ｗｒを含む支持板Ｗ２の所定範囲に対して接触すると共に、各吸着パッド５１により支持板Ｗ２が吸着保持される。この状態で、直動モータ２１を作動してリフトピン２２を突上位置に向かって移動すると、当該リフトピン２２の先端がダイシングテープＤＴを貫通して両面接着シートＳに接触し、延出領域Ｗｒに突上力が作用する。これにより、図３（ｂ）に示すように、支持板Ｗ２が延出領域Ｗｒ側から徐々に持ち上げられてウエハＷ１から剥離し始める。

ここで、リフトピン２２により延出領域Ｗｒが持ち上げられ始めると、支持板Ｗ２が一気に広範囲に亘って剥離しようとする場合がある。このとき、ウエハＷ１には急激な引き離し力が作用し、ウエハＷ１が破損する虞があるが、本実施形態では、弾性部材４１が弾性変形しながら支持板Ｗ２に押圧力を加えることで、支持板Ｗ２が一気に広範囲に亘って剥離されることはなく、ウエハＷ１の破損は生じない。

そして、リフトピン２２が突上位置に到達すると、図示省略の駆動手段によって弾性部材４１を徐々に上昇させると、図３（ｃ）に示すように、支持板Ｗ２の自己の弾性復元力により、支持板Ｗ２の剥離領域が徐々に左側に広がり、最終的に支持板Ｗ２は、両面接着シートＳを介してリフトピン２２と、ウエハＷ１の左端とで下方から支持されると共に、上方から吸着パッド５１によって保持された状態となる。なお、支持板Ｗ２の剥離領域の広がりに従い、吸着パッド５１は、図示省略の駆動手段によって上昇するように制御される。

次いで、図示省略の駆動手段により各吸着パッド５１を上昇させることで、支持板Ｗ２が両面接着シートＳと共にウエハＷ１から完全に剥離される。そして、持ち上げられた支持板Ｗ２は、図示省略のストック部に搬送されると共に、ウエハＷ１は、リングフレームＲＦと一体化された状態のまま、ダイシング装置等に搬送され、チップに個片化されることとなる。

上記構成の剥離装置ＰＭによれば、テーブル１１側から支持板Ｗ２を突き上げて処理対象物Ｗから当該支持板Ｗ２を剥離する構成を採用したため、上記従来技術のように、剥離切っ掛けを形成する必要がなくなり、刃物が、ウエハＷ１や支持板Ｗ２に接触することでウエハＷ１を破損させることを回避でき、処理対象物Ｗから支持板Ｗ２を確実に剥離することができる。

また、剥離制限手段４を備えた構成を採用しているので、支持板Ｗ２が一気に広範囲に亘って剥離してウエハＷ１に大きな引き離し力が作用し、ウエハＷ１が破損することを防止したり、支持板Ｗ２が予期せぬ部位に飛び去ることも防止したりすることができる。

尚、本実施の形態では、剥離制限手段４として弾性部材４１を備えたものを例に説明したが、これに限定されるものではない。例えば、剥離制限手段を押圧ローラから構成し、押圧ローラを支持板に当接させた状態で、リフトピン２２の上昇に連動して押圧ローラを剥離領域が広がる方向に転動させ、支持板Ｗ２の剥離領域が徐々に広がるようにしてもよい。他方、剥離制限手段４は、高圧エアを吹き付けるものから構成することもできる。

また、支持板Ｗ２は、ガラス板に限定されるものではなく、弾性変形可能な部材、例えば、樹脂板や金属板等を採用することができる。

更に、第１の板状部材たるウエハＷ１としてＶノッチＷｎを備えたものを例に説明したが、これに限定されるものではなく、図４に示すように、オリエンテーションフラットＷｏを備えたものであってもよい。このような場合、オリエンテーションフラットＷｏに対応してウエハＷ１の輪郭から外側に延出した延出領域Ｗｒをリフトピン２２にて突き上げるように構成すればよい。また、ウエハＷがＶノッチＷｎやオリエンテーションフラットＷｏを有しないような場合（つまり、支持板Ｗ２にウエハＷ１の輪郭から外側に延出した延出領域Ｗｒが形成されない場合）、例えば、バックグラインド工程時に、回路が形成されないウエハＷ１の外周縁部にリフトピン２２の通過を許容する切欠きを形成したり、また、ウエハＷ１の外周縁部に、リフトピン２２により押圧力を加えると、リフトピン２２がウエハＷ１の外周縁部を貫通できるような脆弱部分を予め形成しておくようにしてもよい。

また、第１の板状部材は、ウエハＷ１に限定されるものではなく、ガラス板、鋼板、陶器、木板または、樹脂板等、その他の板状部材も対象とすることができ、半導体ウエハは、シリコンウエハや化合物ウエハであってもよい。

更に、リフト手段は、リフトピン２２以外に、気体や液体を吹き付けることで支持板Ｗ２を突き上げるように構成してもよい。

また、前記実施形態では、リフトピン２２が両面接着シートＳを突き上げ、支持板Ｗ２が両面接着シートＳと共にウエハＷ１から剥離される構成としたが、リフトピン２２が支持板Ｗ２を突き上げ、支持板Ｗ２のみがウエハＷ１から剥離される構成としてもよい。この場合、次の工程でウエハＷ１から両面接着シートＳを剥離するようにすればよい。

更に、剥離制限手段４は、支持板Ｗ２の上面全体に当接するように構成してもよい。この場合、弾性部材４１の内部に保持手段５を設けるようにすればよい。

また、両面接着シートＳは、１層構造のもの以外に、基材シートの両面に接着剤層を積層した３層構造のものや、その他の積層構造のものであってもよく、接着剤は、紫外線硬化型の接着剤に限定されることはない。

更に、前記実施形態では、リフトピン２２の先端がダイシングテープＤＴを貫通して両面接着シートＳに接触する構成としたが、リフトピン２２がダイシングテープＤＴを貫通することなく支持板Ｗ２または両面接着シートＳを突き上げるように構成してもよい。

１支持手段
２剥離手段
４剥離制限手段
２２リフトピン（リフト手段）
ＤＴダイシングテープ（他の接着シート）
ＰＭ剥離装置
ＲＦリングフレーム（フレーム）
Ｓ両面接着シート
Ｗ処理対象物
Ｗ１ウエハ（第１の板状部材）
Ｗ２支持板（第２の板状部材）
ＷｎＶノッチ
Ｗｏオリエンテーションフラット
Ｗｒ延出領域

Claims

第１の板状部材の一方の面に両面接着シートを介して第２の板状部材が接着された処理対象物から当該第２の板状部材を剥離する剥離装置において、
前記処理対象物を第１の板状部材側から支持する支持手段と、
前記支持手段側から第２の板状部材または両面接着シートを突き上げて処理対象物から少なくとも第２の板状部材を剥離する剥離手段と、
前記第２の板状部材に当接して押圧力を付与しつつ、前記処理対象物から当該第２の板状部材が剥離される剥離領域を弾性変形しながら制限する剥離制限手段とを備えることを特徴とする剥離装置。
前記処理対象物は、前記第１の板状部材の他方の面側から他の接着シートを介してフレームと一体化されていると共に、この他の接着シートを介して支持手段で支持され、
前記剥離手段は、前記他の接着シート側から第２の板状部材を突き上げるリフト手段を備えることを特徴とする請求項１記載の剥離装置。
前記第１の板状部材は、Ｖノッチまたはオリエンテーションフラットを有する半導体ウエハであり、前記リフト手段により、当該Ｖノッチまたはオリエンテーションフラットに対応して第１の板状部材の輪郭から外側に延出した第２の板状部材または両面接着シートの延出領域を突き上げるように構成したことを特徴とする請求項２記載の剥離装置。
第１の板状部材の一方の面に両面接着シートを介して第２の板状部材が接着された処理対象物から当該第２の板状部材を剥離する剥離方法であって、
前記処理対象物を第１の板状部材側から支持する工程と、
前記支持手段側から第２の板状部材または両面接着シートを突き上げて処理対象物から少なくとも第２の板状部材を剥離する工程と、
前記第２の板状部材に当接して押圧力を付与しつつ、前記処理対象物から当該第２の板状部材が剥離される剥離領域を弾性変形しながら制限する工程とを備えることを特徴とする剥離方法。