JP7129929B2 - 半導体ウエハ基板の保護テープ剥離装置及び剥離方法 - Google Patents

Description

本発明は、半導体ウエハ基板の製造工程において、半導体ウエハ基板に貼り付けられた保護テープを、剥離テープを用いて剥がす剥離装置及び剥離方法に関するものである。

従来の半導体ウエハ基板における保護テープ剥離装置では、剥離テープを用いて保護テープを剥離しているが、保護テープの剥離処理能力の低下、半導体ウエハの破損を抑制するために、保護テープの剥離負荷を検出しながら、保護テープの剥離速度を制御している。（例えば、特許文献１参照）

特開平１０－２３２４２８号公報（段落００３７～００３８、００４８～００５４、図４、図１２～１３）

このような半導体ウエハ基板の保護テープ剥離装置では、保護テープを貼り付けた半導体ウエハ基板の保管状態、もしくは保管時間が長期間になると、半導体ウエハ基板に対して保護テープの接着力が大きくなるため、半導体ウエハ基板への損傷を抑制し、剥離テープを用いて保護テープを剥がすことができなくなり、生産性及び作業性に影響を及ぼす場合があった。

本発明は、上述のような問題を解決するためになされたものであり、半導体ウエハ基板の保護テープ剥離において、半導体ウエハ基板の保護テープを容易に剥がし、また半導体ウエハ基板への損傷を抑制し、保護テープを剥離する装置を提供することを目的とする。

また半導体ウエハ基板への損傷を抑制し、半導体ウエハ基板の保護テープを容易に剥がす剥離方法を提供することを目的とする。

本発明にかかる半導体ウエハ基板の保護テープ剥離装置は、保護テープを貼り付けた半導体ウエハ基板を吸着する吸着ステージと、保護テープに貼り付けるための剥離テープを送出する送り出しローラーと、送り出しローラーから送り出された剥離テープを巻き取る巻き取りローラーと、送り出しローラーと巻き取りローラーとの間にあって、半導体ウエハ上の保護テープに剥離テープを貼り付け、剥離テープが貼り付いた前記保護テープを剥がす剥がしローラーと、保護テープを剥離する前に保護テープの端部を剥離させる剥離補助機構とを備えたものである。

また、本発明にかかる半導体ウエハ基板の保護テープ剥離方法は、搬送機構が保護テープを貼り付けた半導体ウエハ基板を装置内の吸着ステージに搬入する搬入ステップと、送り出しローラーが剥離テープを送出すステップと、剥がしローラーが剥離テープを保護テープに貼り付けるステップと、剥がしローラーが剥離テープをガイドしながら保護テープを剥がすステップと、剥離補助機構が前記保護テープの端部を剥がすステップと、巻き取りローラーが保護テープを貼り付けた剥離テープを巻き取る工程と、搬送機構が半導体ウエハを吸着ステージから搬出する搬出ステップとを備えた半導体ウエハ基板の保護テープを剥離する方法である。

本発明にかかる半導体ウエハ基板の保護テープ剥離装置によれば、半導体ウエハ基板の保護テープを剥離する製造工程において、半導体ウエハ基板への損傷を抑制し、半導体基板に貼り付いた保護テープを容易に剥がすことができる。

また本発明にかかる半導体ウエハ基板の保護テープ剥離方法によれば、半導体ウエハ基板への損傷を抑制し、半導体基板に貼り付いた保護テープを容易に剥がすことができる。

実施の形態１にかかる半導体ウエハ基板の保護テープ剥離装置を示す断面図である。 実施の形態１にかかる半導体ウエハ基板の保護テープを剥離している装置を示す断面図である。 実施の形態２にかかる半導体ウエハ基板の保護テープ剥離装置を示す断面図である。 実施の形態３にかかる半導体ウエハ基板の保護テープ剥離装置を示す断面図である。

実施の形態１．
実施の形態１にかかる半導体ウエハ基板の保護テープ剥離装置の構成を説明する。図１は、実施の形態１にかかる半導体ウエハ基板の保護テープ剥離装置を示す断面図である。

図１に示すように、半導体ウエハ基板の保護テープ剥離装置内に半導体ウエハ基板１を吸着しながら保持する吸着ステージ２が設置されている。吸着ステージ２上には複数の吸着孔が設けられており、半導体ウエハ基板１を吸着により動かないよう保持する。半導体ウエハ基板１には保護テープ３が貼り付けられており、図１に示すように剥がしたい保護テープ３の面を吸着ステージ２と対向した面側に配置する。

保護テープ３は、半導体ウエハ基板１の製造工程において、回路パターン形成後、半導体ウエハ基板１の全面に保護テープ３を貼り付けて研磨している。保護テープ３は、厚み０．１～０．３ｍｍ程である。ポリエステルもしくはポリオレフィンといった主成分から構成された基材と、アクリルポリマーを主成分とし、架橋材を加えた粘着材の2層構造となっている。粘着材の面が半導体ウエハ基板１上に貼り付け、分子間力、アンカー効果により、接着されている。研磨後には、保護テープ３を除去する必要がある。

半導体ウエハ基板１は、例えば、電力半導体素子を製造するためのウエハ基板であり、半導体ウエハ基板１の表面、裏面に回路が形成され、最終的にＩＧＢＴ（Ｉｎｓｕｌａｔｅｄ Ｇａｔｅ Ｂｉｐｏｌａｒ Ｔｒａｎｓｉｓｔｏｒ）、ＭＯＳＦＥＴ（Ｍｅｔａｌ－Ｏｘｉｄｅ―Ｓｅｍｉｃｏｎｄｕｃｔｏｒ Ｆｉｅｌｄ－Ｅｆｆｅｃｔ Ｔｒａｎｓｉｓｔｏｒ）、ダイオードといった電力半導体素子となる。なおＳｉ製に限らず、ＳｉＣもしくはＧａＮ製でもかまわない。

半導体ウエハ基板１のサイズは、厚さが０．１０～０．３５ｍｍ程であり、４インチ、６インチ、８インチと種類があり、吸着ステージ２は、各サイズの半導体ウエハ基板１に対応しており、１枚の半導体ウエハ基板１を投入し配置できるようになっている。

図１のように、吸着ステージ２の上方部には、送り出しローラー５、送りローラー７、剥がしローラー８、巻き取りローラー６、検知器９が構成され、配置されている。剥離テープ４は送り出しローラー５に巻き付けられており、送りローラー７、剥がしローラー８を介して巻き取りローラー６に継続的に移動しながら巻き取られる。巻き取りローラー６は、ステッピングモーターもしくはサーボモーターを駆動源として駆動し、剥離テープ４を巻き取る負荷を検知器９にて常に検出している。巻き取る負荷とは、剥離テープを巻き取る引張り力、もしくはトルクであり、検知器９にて表示している。

剥離テープ４は、厚み０．０５～０．１ｍｍ程、幅４０～６０ｍｍ程のリボン状である。ＰＥＴ（ポリエチレンテレフタレート）の基材と、ゴム系の粘着材から構成された2層構造となっている。剥離テープ４のサイズは、半導体ウエハ基板１のサイズに個々に対応することができる。

図１に示すように、図示しない駆動系を有した加熱ヒーター１０があり、半導体ウエハ基板１の保護テープ３上に貼り付けられた剥離テープ４の端部に、加熱ヒーター１０が接触し、剥離テープ４を経て保護テープ３を加熱する。加熱ヒーター１０は、最大２１０℃設定可能であり、保護テープ３を剥離させるよう保護テープ３の材料組成に適した所望の温度になるよう温度制御されている。また吸着ステージ２に温度ヒーターを設けて加熱してもよい。

加熱された保護テープ３は、上記に記載した粘着材料組成のため、接着力が低下する。例えば、保護テープ３が７０℃になると、接着力は、クリーンルームの室温時に比べ、１／１０～２／１０に低下する。

半導体ウエハ基板１上の剥離テープ４及び保護テープ３の端部に対し、加熱ヒーター１０により局所加熱することにより、半導体ウエハ基板１に固着し、剥離できない保護テープ３に対しても、剥離テープ４を用いて保護テープ３を剥がすことができる。

また一般的に保護テープ３は貼り付けた日数が経過すると、保護テープ３を剥がせ難くなるが、生産計画のズレ、生産状況の影響を受けることなく、半導体ウエハ基板１に保護テープ３を貼り付けてから日数経過、また研磨後、日数が経過しても、剥離テープ４を用いて容易に保護テープ３を剥離することができる。

さらに半導体ウエハ基板１を吸着ステージ２に搭載し、剥離テープ４にて保護テープ３が剥がすことができないといった生産トラブルが発生する場合がある。そのときは、生産現場の作業者が半導体ウエハ基板の保護テープ剥離装置を一時停止させ、剥離テープ４及び保護テープ３の接着状態を確認の上、保護テープ３を強制的に一部剥がすという作業を行っていた。

しかしながら、加熱ヒーター１０にて、半導体ウエハ基板１の剥離テープ４及び保護テープ３の端部を局所加熱することにより、剥離テープ４にて容易に保護テープを剥がすことができる。

一方、剥離テープ４に対する加熱の影響は、接着力がわずかに小さくなる程度であり、保護テープ３のように大幅に接着力が低下することはない。

このように半導体ウエハ基板１に貼り付けられた保護テープ３に剥離テープ４を貼り付け、剥離テープ４の端部上に加熱ヒーターを当てて、剥離テープ４及び保護テープ３に局所加熱することによって、半導体ウエハ基板１に貼り付けられた保護テープ３を剥離テープ４に貼り付けながら、保護テープ３を容易に剥離することができる。つまり保護テープ３の端部に剥がす起点を作ることにより、剥離テープ４にて保護テープ３を容易に剥がすことができる。

次に、図１及び図２を用いて、実施の形態１における半導体ウエハ基板の保護テープ剥離装置を用いた保護テープ３の処理方法について説明する。図２は半導体ウエハ基板１の保護テープ３が剥離している状態を示している。

はじめに、保護テープ３を貼り付けた半導体ウエハ基板１が一枚投入され、図示しない搬送機構により、吸着ステージ２上に搭載され、吸着ステージ２に吸着固定される。なお剥離する保護テープ３面が吸着ステージに対向する側となるように半導体ウエハ基板１が搭載される。送り出しローラー５が送り出しローラー５に巻いている剥離テープ４を送りローラー７をガイドにして送出する。剥がしローラー８が、剥離テープ４を半導体ウエハ基板１に貼り付いている保護テープ３に貼り付け、加熱ヒーター１０が保護テープ３の端部に局所加熱により剥がし、剥がしローラー８が剥離テープ４とともに保護テープ３を剥がしながら、巻き取りローラー６が剥離した保護テープ３が付着し一体となった剥離テープ４を巻き取る。半導体ウエハ基板１上の保護テープ３を剥がし終わると、検知器９にて認識されるので、搬送機構が半導体ウエハ基板１を搬出する。

このように、搬送機構が保護テープ３を貼り付けた半導体ウエハ基板１を装置内の吸着ステージ２に搬入する搬入ステップと、送り出しローラー５が剥離テープ４を送出するステップと、剥がしローラー８が剥離テープ４を保護テープ３に貼り付けるステップと、剥離補助機構である加熱ヒーター１０が保護テープ３の端部に局所加熱し剥がすステップと、剥がしローラー８が剥離テープ４をガイドにして保護テープ３を剥がすステップと、巻き取りローラー６が保護テープ３を貼り付けた剥離テープ４を巻き取るステップと、搬送機構が半導体ウエハ基板１を吸着ステージ２から搬出する搬出ステップがある。

実施の形態１では、保護テープ３が貼り付けられた半導体ウエハ基板１を搭載する吸着ステージ２、剥離テープ４を送り出す送り出しローラー５、剥がしローラー８にて剥離テープ４を保護テープ３に貼り付け、加熱ヒーター１０にて半導体ウエハ基板１の端部上の剥離テープ４及び保護テープ３を局所加熱し、剥離の起点を作り出し、剥がしローラー８をガイドにして剥離テープ４が貼り付いた保護テープ３を剥がし、巻き取りローラー６にて剥離した保護テープ３とともに剥離テープ４を巻き取る。以上のような構成としたことにより、半導体ウエハ基板１の保護テープ３を容易に剥がすことができる。

これにより、半導体ウエハ基板１への損傷を抑制し、また半導体ウエハ基板１に貼り付いた保護テープ３が剥がせなく装置が停止するといった生産性、そして生産現場の作業者が保護テープ３を手で剥離対応するといった作業性を改善でき、半導体ウエハ基板１の保護テープ３を剥離することができる。

また半導体ウエハ基板１の技術進展により、半導体ウエハ基板１の厚みが、０．０５～０．１ｍｍと薄ウエハ化される傾向にあり、今後、このような薄厚化された半導体ウエハ基板１の保護テープ３の剥離に対しても対応可能である。

なお巻き取りローラー６の負荷を常時センシングしている検知器９により、加熱ヒーター１０の温度を可変することも可能である。例えば、保護テープ３が半導体ウエハ基板１に強く接着している場合、剥離テープ４を巻き上げる巻き取りローラー６の負荷が大きくなる。そのとき、負荷に応じて、加熱ヒーター１０の温度を上昇させると、剥離テープ４及び保護テープ３を局所加熱することにより、半導体ウエハ基板１上の保護テープ３が剥離し易くなる。

また加熱ヒーター１０は、半導体ウエハ基板１の保護テープ３上に剥離テープ４を貼り付ける前に、保護テープ３のみの端部に局所加熱することができる。加熱ヒーター１０を直接保護テープ３の粘着材に熱伝導することができ、剥離起点がつくりやすく、保護テープ３を容易に剥がすことができる。

また電力半導体素子を製造するためのウエハ基板を対象に述べたが、メモリ、センサー用のウエハ基板にも適用することができ、同様の効果を得ることができる。

実施の形態２．
図３は、実施の形態２における半導体ウエハ基板の保護テープ剥離装置を示す断面図である。なお本実施の形態における半導体ウエハ基板の保護テープ剥離装置は、多くの構成が実施の形態１と共通する。このため、実施の形態１における半導体ウエハ基板の保護テープ剥離装置と異なる点について説明するとともに、同一または対応する構成については同じ符号を付けて示し、その説明を省略する。実施の形態１とは、保護テープ３の端部を剥がす剥離機構として切出し機構１１を設けた構成が相違している。

切出し機構１１は、保護テープ３の端部を引っ掛けるために、くの字形状の薄い刃が取り付けられており、図示しない駆動系を保有しており、図３の矢印の方向に移動しながら、剥離テープ４が貼り付けた保護テープ３に対し、薄い刃にて引っ掛けながら剥がし、半導体ウエハ基板１と保護テープ３との間にて剥離の起点をつくる。

切出し機構１１による保護テープ３への引っ掛けは、吸着ステージ２に平行に搭載され、半導体ウエハ基板１と保護テープ３に対し、平行に引っ掛ける。こうすることにより、半導体ウエハ基板１への傷を抑制し、保護テープ３の剥離起点を得ることができる。

切出し機構１１の薄い刃の角度は、保護テープの厚みや接着強度に応じて、変更可能である。また薄い刃は、劣化した場合、取り換え可能である。

実施の形態２においても、半導体ウエハ基板１の保護テープ剥離において、保護テープ３が貼り付けられた半導体ウエハ基板１を搭載する吸着ステージ２、剥離テープ４を送り出す送り出しローラー５、剥がしローラー８にて剥離テープ４を保護テープ３に貼り付け、切出し機構１１にて半導体ウエハ基板１の端部上の剥離テープ４が貼り付いた保護テープ３を剥離させ、剥離の起点を作り出し、その後、剥がしローラー８をガイドにして保護テープ３を剥がし、巻き取りローラー６にて剥離した保護テープ３とともに剥離テープ４を巻き取る。以上のような構成としたことにより、半導体ウエハ基板１の保護テープ３を容易に剥がすことができる。

また切出し機構１１の引っ掛け形状は、くの字形状に限定することはなく、保護テープ３を引っ掛けることができる形状であればよい。例えば、切出し機構１１が直線形状であったり、切出し機構１１の先端のみが鋭利な形状であってもよい。

なお実施の形態２では、保護テープ３を剥離テープ４にて剥がしている途中に、保護テープ３の接着強度が強い箇所があり、剥離テープ４にて保護テープ３が剥がれなくなった場合、切出し機構１１にて剥離起点を設け剥離させて、その後、剥離テープ４にて保護テープ３を剥離していくことも可能である。

実施の形態３．
図４は、実施の形態３における半導体ウエハ基板の保護テープ剥離装置を示す断面図である。なお本実施の形態における半導体ウエハ基板の保護テープ剥離装置は、多くの構成が実施の形態１と共通する。このため、実施の形態１における半導体ウエハ基板の保護テープ剥離装置と異なる点について説明するとともに、同一または対応する構成については同じ符号を付けて示し、その説明を省略する。実施の形態１とは、保護テープ３の端部を剥がす剥離機構として突き出し機構１２を設けた構成が相違している。

突き出し機構１２は、鋭利な刃を有した突き出し部があり、保護テープ３に向けて、図４記載の矢印方向に、突き出すことにより、半導体ウエハ基板１上の保護テープ３を剥がし、剥離起点を設ける。

突き出し機構１２の突き出しは、半導体ウエハ基板１と保護テープ３と略平行に突き出し、保護テープ３に接しながら剥離する。

実施の形態３においても、半導体ウエハ基板１の保護テープ剥離において、保護テープ３が貼り付けられた半導体ウエハ基板１を搭載する吸着ステージ２、剥離テープ４を送り出す送り出しローラー５、剥がしローラー８にて剥離テープ４を保護テープ３に貼り付け、突き出し機構１２の突き出しにより、半導体ウエハ基板１の端部上の保護テープ３を剥がし、剥離の起点を作り出し、その後、剥がしローラー８をガイドにして剥離テープ４が貼り付いた保護テープ３を剥がし、巻き取りローラー６にて剥離した保護テープ３とともに剥離テープ４を巻き取る。以上のような構成としたことにより、半導体ウエハ基板１の保護テープ３を容易に剥がすことができる。

また実施の形態３では、保護テープ３を剥離テープ４にて剥がしている途中に、保護テープ３の接着強度が強い箇所があり、剥離テープ４にて保護テープ３が剥がれなくなった場合、切出し機構１１にて剥離起点を設け剥離させて、その後、剥離テープ４にて保護テープ３を剥離していくことも可能である。

なお本発明は、発明の範囲内において、各実施の形態を自由に組み合わせることや、各実施の形態を適宜、変形、省略することが可能である。

１ 半導体ウエハ基板
２ 吸着ステージ
３ 保護テープ
４ 剥離テープ
５ 送り出しローラー
６ 巻き取りローラー
８ 剥がしローラー
１０ 加熱ヒーター
１１ 切出し機構
１２ 突き出し機構

Claims (3)

1. 保護テープを貼り付けた半導体ウエハ基板を吸着する吸着ステージと、
   前記保護テープに貼り付ける剥離テープを送出する送り出しローラーと、
   前記送り出しローラーから送り出された前記剥離テープを巻き取る巻き取りローラーと、
   前記送り出しローラーと前記巻き取りローラーとの間にあって、前記剥離テープが貼り付いた前記保護テープを剥がす剥がしローラーと、
   前記保護テープを剥がす前に、前記保護テープの端部を剥離させる剥離補助機構と、
   を備え、
   前記剥離補助機構は、加熱ヒーターであり、
   前記加熱ヒーターは、前記保護テープの端部上および前記剥離テープ上に設けられ、
   前記吸着ステージに温度ヒータが設けられ、
   前記剥がしローラーにより前記剥離テープが貼り付いた前記保護テープを剥がす場合において、
   前記剥離テープは、前記保護テープの端部から前記送り出しローラー側に位置する前記剥がしローラーの下側を経て前記巻き取りローラーに至る、半導体ウエハ基板の保護テープ剥離装置。
2. 前記巻き取りローラーの巻き取り力を検知する検知器を備えた請求項１に記載の半導体ウエハ基板の保護テープ剥離装置。
3. 搬送機構が保護テープを貼り付けた半導体ウエハ基板を装置内の吸着ステージに搬入する搬入ステップと、
   送り出しローラーが剥離テープを送出するステップと、
   前記吸着ステージを温度ヒーターにより加熱するステップと、
   前記剥離テープを前記保護テープに貼り付けるステップと、
   前記保護テープの端部上に設けられた加熱ヒータが、前記剥離テープを前記保護テープに貼り付ける前に、前記保護テープの端部を局所加熱するステップと、
   剥がしローラーが前記剥離テープをガイドにしながら前記保護テープを剥がすステップと、
   巻き取りローラーが前記保護テープを貼り付けた前記剥離テープを巻き取る工程と、
   前記搬送機構が前記半導体ウエハ基板を前記吸着ステージから搬出する搬出ステップと、を備え、
   前記剥がしローラーが前記剥離テープをガイドにしながら前記保護テープを剥がすステップにおいて、
   前記剥離テープは、前記保護テープの端部から前記送り出しローラー側に位置する前記剥がしローラーの下側を経て前記巻き取りローラーに至る、半導体ウエハ基板の保護テープ剥離方法。

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