JP7075307B2

JP7075307B2 - テープ剥離方法

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Publication number: JP7075307B2
Application number: JP2018150167A
Authority: JP
Inventors: 史哲伊藤; 涼子藤谷
Original assignee: Disco Corp
Current assignee: Disco Corp
Priority date: 2018-08-09
Filing date: 2018-08-09
Publication date: 2022-05-25
Anticipated expiration: 2038-08-09
Also published as: JP2020027810A

Description

本発明は、半導体ウエーハ等のウエーハに貼着された保護テープを剥離するためのテープ剥離方法に関する。

半導体ウエーハ等は、研削装置によって研削されて所定の厚みに形成された後に、切削装置等により分割予定ラインに沿って分割されて個々のデバイス等となり、各種電子機器等に利用されている。かかる研削に使用される研削装置においては、一方の面（複数のデバイスが形成されている表面）に保護テープが貼着されたウエーハを、保護テープ側がチャックテーブルの保持面に接触するようにチャックテーブルによって吸引保持し、研削砥石を備えた研削手段をチャックテーブルに保持されたウエーハに対して下降させていき、回転する研削砥石をウエーハの他方の面（裏面）に接触させて押し付けながらウエーハの研削を行っていく。

研削後のウエーハは、切削装置により分割される前に、研削装置からテープマウンタへと搬送される。テープマウンタの貼り付けテーブル上で、プレスローラー等により、ウエーハの研削が先になされた他方の面に粘着テープ（ダイシングテープ）が押し付けられ貼着される。同時に、粘着テープの粘着面の外周部をリングフレームにも貼着することで、ウエーハは、粘着テープを介してリングフレームに支持された状態となる。次いで、テープ剥離装置によって、リングフレームで支持されたウエーハの一方の面から保護テープが剥離され（剥離工程）、ウエーハは切削が可能な状態になる（例えば、特許文献１、２参照）。

特開２０１７－２２０５０６号公報特開２０１６－１４３７６７号公報

保護テープの剥離工程では保護テープの上に剥離用テープを貼着し、剥離用テープを把持し剥離テープをウエーハから離間する方向に引っ張り、ウエーハから保護テープを剥離する。

このとき用いられる保護テープは、ウエーハの表面に貼着する粘着層とバンプの凸凹を吸収するための軟らかい凸凹吸収層と接着性がよい材質の基材とからなる。保護テープはバンプで凸凹に沿って貼着するため比較的粘着力が強い。

剥離工程に使用される剥離テープは、例えば、熱溶着テープ（ヒートシール）である。ヒートシールの粘着面には、熱によって粘着力を発現する糊が塗布されており、テープ中の熱した部分の糊が溶けることで、剥離テープは保護テープに溶着される。

従来、バンプの凸凹に沿って貼着する保護テープの粘着力に比べ、ヒートシールの溶着力が十分に大きくなく、保護テープを剥離する途中で保護テープからヒートシールが剥がれてしまうという問題を抱えていた。したがって、保護テープに強い力でヒートシールを溶着させ、保護テープ剥離時に保護テープからヒートシールが剥がれないようにするという解決すべき課題がある。

上記課題を解決するための本発明は、表面にバンプを有するウエーハの表面に貼着した、シート状の基材と、ウエーハの表面に貼着する粘着層と、該基材と該粘着層との間でバンプの凸凹を吸収するやわらかい凸凹吸収層とからなる保護テープをウエーハから剥離する保護テープの剥離方法であって、該保護テープを上側にして該保護テープを貼着したウエーハを保持テーブルで保持する保持工程と、該保護テープの上にヒートシールを位置づける位置づけ工程と、所定の温度に加熱されたヒータヘッドを所定の押し付け圧力でウエーハ外周縁上の該ヒートシールに押し当て、該保護テープの該凸凹吸収層を該保護テープの外周縁からはみ出させ、該はみ出した該凸凹吸収層と該ヒートシールとを熱溶着する熱溶着工程と、該ヒートシールを把持し、該ヒートシールをウエーハから離間する方向に移動させ、ウエーハから該保護テープを剥離する剥離工程と、を備える保護テープの剥離方法である。

本発明では、押し付け圧力で凸凹吸収層をはみ出させ、凸凹吸収層とヒートシールとを接触させることにより溶着面積を広げる効果が得られる。またヒートシールと凸凹吸収層とは溶着しやすく、ヒートシールを基材のみと溶着させる場合よりも溶着力が大きくなる。その結果、確実に保護テープを剥離することができる。

ウエーハ保持工程を表す説明図である。ヒートシールの位置づけ工程と熱溶着工程とを表す説明図である。熱溶着工程時に凸凹吸収層がはみだした状態を表す断面図である。ヒートシールが切断された状態を表す説明図である。ヒートシール切断を表す説明図である。剥離工程開始時の状態を表す説明図である。剥離途中の状態を表す説明図である。

図１に示すウエーハＷは、例えば、外形が円形状の半導体ウエーハであり、表面Ｗａ上にバンプＢを備え、円形状の保護テープＴ２が貼着されている。また、裏面Ｗｂは、既に研削されている。保護テープＴ２は、例えば、ウエーハＷと同等の外径を有する円形のフィルムであり、基材からなる露出面Ｔ２ａと、接着性のある粘着糊層からなる粘着面Ｔ２ｂと、露出面Ｔ２aと粘着面Ｔ２ｂの間でバンプの凸凹を吸収するやわらかい凸凹吸収層Ｔ２ｃとを備える。保護テープＴ２の凸凹吸収層Ｔ２ｃの厚さは、３００μｍ～６００μｍである。また、保護テープＴ２の露出面Ｔ２ａを有する基材の材質としては、ポリエステルが用いられる。ウエーハＷは、例えば、図示しないテープマウンタによって、リングフレームＦの開口のダイシングテープＴ１に貼着されることで、ダイシングテープＴ１を介してリングフレームＦに支持された状態になっている。

図１に示すテープ剥離装置１は、例えば、図示しないテープマウンタ等から搬送されてきたウエーハＷの表面Ｗａに貼着された保護テープＴ２に剥離テープＴ３を貼着し、剥離テープＴ３を引っ張って保護テープＴ２をウエーハＷから剥離することができる。テープ剥離装置１は、例えば、裏面Ｗｂを研削する研削装置、ウエーハＷにダイシングテープＴ１を貼着するテープマウンタ、又はウエーハＷを切削する切削装置と連結してもよいし、これらの装置の機能をすべて備えることで研削工程、テープ貼着工程及び切削工程を連続して行えるようにしているクラスター型装置の一部を構成していてもよい。テープ剥離装置１に備える保持テーブル３０は、例えば、その外形が円形状であり、ウエーハＷを吸着する吸着部３００と、吸着部３００を支持する枠体３０１とを備える。吸着部３００は図示しない吸引源に連通し、吸着部３００の露出面であり枠体３０１の上面と面一に形成されている保持面３００ａでウエーハＷを吸引保持する。

リングフレーム保持部３１は、保持テーブル３０の周囲に例えば４つ（図示の例においては、２つのみ図示している）均等に配設されている。リングフレーム保持部３１は、挟持クランプ３１０と、挟持クランプ３１０をＺ軸方向に昇降させるＺ軸方向移動手段３１１とを備えている。挟持クランプ３１０は、互いが接近及び離間可能な一対の挟持部材の間にリングフレームＦを挟み込むことができる。

Ｚ軸方向移動手段３１１は、例えばエアシリンダであり、内部に図示しないピストンを備え基端側（－Ｚ方向側）に底のある有底円筒状のシリンダチューブ３１１ａと、シリンダチューブ３１１ａに挿入され一端がピストンに取り付けられたピストンロッド３１１ｂとを備える。ピストンロッド３１１ｂのもう一端は、挟持クランプ３１０に固定されている。また、シリンダチューブ３１１ａの基端側は、可動板１１０の上面に固定されている。シリンダチューブ３１１ａにエアが供給（または、排出）されシリンダチューブ３１１ａの内部の圧力が変化することで、ピストンロッド３１１ｂがＺ軸方向に移動し、挟持クランプ３１０がＺ軸方向に移動する。

テープ剥離装置１に備える剥離テープ貼着手段４は、保護テープＴ２に剥離テープＴ３を貼着する役割を果たす。剥離テープ貼着手段４は、例えば、剥離テープＴ３を供給する剥離テープ供給手段４０と、剥離テープＴ３を切断するカッター４１と、保護テープＴ２側に剥離テープＴ３を押し付けて貼着するヒータヘッド４２と、ヒータヘッド４２を保持テーブル３０に接近又は離間させる昇降手段４３と、ヒータヘッド４１を加熱する加熱手段４４とを備えている。剥離テープ貼着手段４は、保持テーブル３０の上方において水平方向に移動可能となっている。

剥離テープＴ３を供給する剥離テープ供給手段４０は、図示しない剥離テープロールと、支持ローラ４００と、Ｚ軸方向に並んで配設される一対の挟持ローラ４０１とを備えている。支持ローラ４００及び一対の挟持ローラ４０１は、例えば、その外形がＹ軸方向に延在する円柱状に形成されており、図示しないモータによりＹ軸方向の軸心を軸としてそれぞれ回転する。一対の挟持ローラ４０１は、互いの間に剥離テープＴ３を挟み込んで回転し、＋Ｘ方向側に向かって剥離テープＴ３を送り出す。支持ローラ４００は、支持ローラ４００と一対の挟持ローラ４０１との間の剥離テープＴ３に張力を付与する。

剥離テープＴ３は、ヒートシールとよばれるテープであり、ＰＥＴ樹脂等の基材からなる基材面Ｔ３ａと、ホットメルトと呼ばれる熱で溶ける糊等から構成され加熱されることで粘着力を発現する粘着面Ｔ３ｂとからなる。例えば、剥離テープＴ３の厚みは、保護テープＴ２の厚みとほぼ同一である。剥離テープＴ３は、図示しない剥離テープロールの外周に巻き付けられている。

カッター４１は、鋭利な刃先４１ａを有しているとともに、刃先４１ａを下端としてＹ軸方向に直線的に延在しており、Ｚ軸方向に昇降可能となっている。押し付け部４２は、例えば、所定の金属等からなり外形が直方体状に形成されており、そのＹ軸方向長辺が剥離テープＴ３のＹ軸方向幅よりも長く形成されている。ヒータヘッド４２は下降することで、剥離テープＴ３を保護テープＴ２に対して押圧することができる。

ヒータヘッド４２をＺ軸方向において昇降させる昇降手段４３は、例えば、ヒータヘッド４２を空気圧により昇降させるエアシリンダや、モータによりボールネジを回動させることでヒータヘッド４２を昇降させるボールネジ機構である。

図１に示す挟持手段２は、互いがＺ軸方向に接近及び離間可能な一対の挟持板２０を備え、例えば、水平面上を平行移動可能であり、かつＺ軸方向に上下動可能となっている。挟持手段２は、一対の挟持ローラ４０１によって送り出された剥離テープＴ３の先端Ｔ３ｃを挟持して、剥離テープＴ３を＋Ｘ方向に向かってさらに引き出すことができる。

以下に、図１～図６を用いて、ウエーハＷの表面Ｗａから保護テープＴ２を剥離する場合のテープ剥離装置１の動作について、保持工程、位置づけ工程、熱溶着工程、剥離工程の順に説明する。

（１）保持工程
まず、図１に示すように、ダイシングテープＴ１を介してリングフレームＦに支持されたウエーハＷが、図示しない搬送手段によってテープ剥離装置１に搬送され、ウエーハＷの中心が保持テーブル３０の保持面３００ａの中心におおよそ位置するように位置付けられる。次いで、ウエーハＷの裏面Ｗｂ側を、ダイシングテープＴ１を介して保持テーブル３０の保持面３００ａに接触させ、また、開いた状態となっている挟持クランプ３１０の一方の挟持部材上にリングフレームＦを接触させる。図示しない吸引源を駆動させ、吸引源が生み出す吸引力を保持面３００ａに伝達させることにより、保持テーブル３０の保持面３００ａ上でダイシングテープＴ１を介してウエーハＷの裏面Ｗｂ側を吸引保持する。また、挟持クランプ３１０のもう一方の挟持部材が回動し、一対の挟持部材の間にリングフレームＦを挟み込む。さらに、昇降手段３１１が、リングフレームＦを挟み込んだ挟持クランプ３１０を－Ｚ方向に下降させることで、リングフレームＦがリングフレーム保持部３１で保持され、リングフレームＦの上面よりも保護テープＴ２の上面Ｔ２ａが相対的に高い位置に位置付けられた状態になる。

（２）位置づけ工程
次に、剥離テープ供給手段４０からヒートシールＴ３が所定の長さだけ供給されて、ヒートシールＴ３の先端Ｔ３ｃが挟持手段２によって挟持される。また、ヒートシールＴ３を挟持した挟持手段２が、＋Ｘ方向側のリングフレーム保持部３１の上方に移動するとともに、剥離テープＴ３が図示しない剥離テープロールからさらに引き出される。また、カッター４１及びヒータヘッド４２が、例えば、保護テープＴ２の＋Ｘ方向側の外周縁の上方にヒートシールＴ３を挟んで位置付けられる。

（３）熱溶着工程
図２に示すように、昇降手段４３が予め所定の温度まで加熱されているヒータヘッド４２を下降させ、ヒータヘッド４２が剥離テープＴ３を下方に押し動かし、ヒートシールＴ３の粘着面Ｔ３ｂを保護テープＴ２の上面Ｔ２ａに接触させ、所定の押し付け圧力で押し付けていく。ヒータヘッド４２を押し付ける位置は、バンプＢが形成されている位置よりも外周側である。加熱されたヒータヘッドを押し付けることによって、ヒートシールＴ３の粘着層Ｔ３ｂの粘着性を最適な状態で発現させる。
ヒータヘッド４２の押付面は、円弧帯状で外周がウェーハ外周に沿った形で形成され、面積が、１８ｍｍ^２～２０ｍｍ^２で、押し付け圧力は、１０Ｎ～３０Ｎである。

図３に示すように、ヒータヘッド４２の押し付け時は、保護テープＴ２の凸凹吸収層Ｔ２ｃをはみ出させ、はみ出した凸凹吸収層Ｔ２ｃとヒートシールＴ３の粘着面Ｔ３ｂとを接触させる。そして、ヒートシールＴ３の一端Ｔ３ｃ側の粘着層Ｔ３ｂを、保持テーブル３０に保持されたウエーハＷの保護テープＴ２の上面Ｔ２ａとはみだした凸凹吸収層Ｔ２ｃとの両方に熱溶着する。その後、ヒータヘッド４２による押し付けを解除しても、図４に示すように、保護テープＴ２の上面Ｔ２ａとはみだした凸凹吸収層Ｔ２ｃとの両方にヒートシールＴ３が熱溶着された状態が維持される。

（４）剥離工程
次に、図５に示すように、カッター４１が下降して、カッター４１の刃先４１ａがヒートシールＴ３に切り込み、図６に示すように、ヒートシールＴ３を切断し帯状にすることで、ウエーハＷに貼着された保護テープＴ２の外周縁に帯状のヒートシールＴ３の一端Ｔ３ｃ側が貼着された状態にする。カッター４１が剥離テープＴ３を切断した後、カッター４１及びヒータヘッド４２は、＋Ｚ方向に上昇してヒートシールＴ３から退避する。

次に、図５及び図６に示すように、可動板１１０は、移動手段１１によって駆動されガイドレール１１１にガイドされてＸ軸方向に移動可能となっている。本工程では、移動手段１１が保持テーブル３０を＋Ｘ方向に移動させていく。本実施形態においては、Ｘ軸方向における位置が固定された状態の挟持手段２に対して、保持テーブル３０が＋Ｘ方向に移動していくため、挟持手段２は保持テーブル３０に対して相対的に保護テープＴ２の面方向（本実施形態においては、－Ｘ方向）に移動する。よって、移動手段１１による保持テーブル３０の移動によって、ヒートシールＴ３及び保護テープＴ２に付与される張力と、加熱されたヒートシールＴ３の粘着層Ｔ３ｂの保護テープＴ２に対する粘着力とにより、ウエーハＷの表面Ｗａから保護テープＴ２をウエーハＷの＋Ｘ方向側の外側からウエーハ中心に向けて剥離していく。このとき、加熱されたヒートシールＴ３の粘着層Ｔ３ｂは、保護テープＴ２の露出面Ｔ２ａだけでなく、凸凹吸収層Ｔ２ｃにも熱溶着されているため、凸凹吸収層Ｔ２ｃを確実に剥離することができる。なお、保持テーブル３０を固定して、挟持手段２を－Ｘ方向に移動させることで、ウエーハＷから保護テープＴ２が剥離されていくようにしてもよい。図７に示すように、保持テーブル３０の移動に伴い、凸凹吸収層Ｔ２ｃがヒートシールの粘着面Ｔ３ｂと貼着した状態で、保護テープＴ２がウエーハＷの表面Ｗａから剥離されていく。なお、挟持手段２を－Ｘ方向に加え、＋Ｚ方向にも移動させて保護テープＴ２を剥離させてもよい。
また、保護テープＴ２の粘着糊層を紫外線硬化型の糊で形成すれば、剥離工程を開始する前に、保護テープＴ２に紫外線を照射して粘着糊層の粘着力を低下させることで、バンプＢやウエーハＷの表面Ｗａに糊残りが発生する事がない。

このようにして、ウエーハＷの表面Ｗａから保護テープＴ２を剥離させる。そして、図示しない搬送手段が保護テープＴ２が剥離されたウエーハＷを保持テーブル３０上から搬出するとともに、保護テープＴ２が表面Ｗａに貼着された新たなウエーハＷを保持テーブル３０上に載置し、上記と同様の工程を繰り返して、ウエーハＷの表面Ｗａから保護テープＴ２を剥離していくことで、テープ剥離動作が滞りなく行われていき、複数枚のウエーハＷの各保護テープＴ２を次々に剥離していくことができる。

１：テープ剥離装置
１１：移動手段１１０：可動板１１１：ガイドレール
２：把持手段２０：一対の把持板
３０：保持テーブル３００：吸着部３００ａ：保持面３０１：枠体
３１：リングフレーム保持部３１０：挟持クランプ
４：剥離テープ貼着手段
４０：剥離テープ供給手段４１：カッター４２：ヒータヘッド４３：昇降手段
４４：加熱手段
Ｗ：ウエーハＷa：ウエーハの表面Ｗｂ：ウエーハの裏面
Ｂ：バンプ
Ｔ１：ダイシングテープ
Ｔ２：保護テープＴ２a：保護テープの露出面Ｔ２ｂ：保護テープの粘着面
Ｔ２ｃ：保護テープの凸凹吸収層
Ｔ３：ヒートシール（剥離テープ）Ｔ３a:ヒートシールの基材面
Ｔ３ｂ：ヒートシールの粘着面
Ｔ３ｃ：ヒートシールの先端
Ｆ：リングフレーム

Claims

表面にバンプを有するウエーハの表面に貼着した、シート状の基材と、ウエーハの表面に貼着する粘着層と、該基材と該粘着層との間でバンプの凸凹を吸収するやわらかい凸凹吸収層とからなる保護テープをウエーハから剥離する保護テープの剥離方法であって、
該保護テープを上側にして該保護テープを貼着したウエーハを保持テーブルで保持する保持工程と、
該保護テープの上にヒートシールを位置づける位置づけ工程と、
所定の温度に加熱されたヒータヘッドを所定の押し付け圧力でウエーハ外周縁上の該ヒートシールに押し当て、該保護テープの該凸凹吸収層を該保護テープの外周縁からはみ出させ、該はみ出した該凸凹吸収層と該ヒートシールとを熱溶着する熱溶着工程と、
該ヒートシールを把持し、該ヒートシールをウエーハから離間する方向に移動させ、ウエーハから該保護テープを剥離する剥離工程と、
を備える保護テープの剥離方法。