JP7184621B2

JP7184621B2 - 剥離方法

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Publication number: JP7184621B2
Application number: JP2018232887A
Authority: JP
Inventors: 一馬関家
Original assignee: Disco Corp
Current assignee: Disco Corp
Priority date: 2018-12-12
Filing date: 2018-12-12
Publication date: 2022-12-06
Anticipated expiration: 2038-12-12
Also published as: JP2020096078A

Description

本発明は、ワークの剥離方法に関する。

例えば、半導体デバイスの製造工程では、ウェーハの表面に形成されたデバイスを保護するために、ウェーハの表面に表面保護テープ（例えば、特許文献１参照）を貼着した状態でウェーハの裏面を研削する。次いで、半導体デバイスの製造工程では、ウェーハの裏面側にダイシングテープを貼着し、表面保護テープを除去した後にウェーハをダイシングすることで個々のチップに分割した後のハンドリング性を確保している。

しかしながら、特許文献１に示された表面保護テープは、糊層がウェーハやチップ等のワークに残存してしまうという問題がある。特に表面にバンプが形成されたウェーハやチップサイズの小さいチップ等のワークは、より強固にウェーハ等を固定するために接着力が強力な糊層を有する表面保護テープが利用される。このために、表面にバンプが形成されたウェーハやチップサイズの小さいチップ等のワークは、糊層が残存しやすい。

特開平１１－３０７６２０号公報

そこで、本願出願人は、糊層を使用することなく、上面に微小凹凸が形成された樹脂シートの上面に液体を介しワークを密着させることでワークを樹脂シートに固定する方法を考案した。

しかしながら、前述した固定方法は、樹脂シート上に密着したワークを樹脂シートから剥離する手法がなく、適切なワークの剥離が切望されている。

本発明は、かかる問題点に鑑みてなされたものであり、その目的は、ワークに糊層を残存させることなくワークを樹脂シートから剥離することができる剥離方法を提供することである。

上述した課題を解決し、目的を達成するために、本発明の剥離方法は、ワークの剥離方法であって、微小凹凸を有した樹脂シートの上面に液体を介してワークを押圧することでワークを該樹脂シート上に密着させて固定する固定ステップと、該樹脂シート上に固定されたワークを処理する処理ステップと、該処理ステップを実施した後、ワークが固定された該樹脂シートに超音波振動を付与することでワークの該樹脂シートに対する密着を解放する振動付与ステップと、密着が解放されたワークを該樹脂シート上から除去する除去ステップと、を備えたことを特徴とする。

前記剥離方法において、該振動付与ステップは、該樹脂シートの下面側から超音波振動を付与しても良い。

本願発明の剥離方法は、ワークに糊層を残存させることなくワークを樹脂シートから剥離することができるという効果を奏する。

図１は、実施形態１に係る剥離方法の加工対象のウェーハの一例を示す斜視図である。図２は、実施形態１に係る剥離方法の流れを示すフローチャートである。図３は、図２に示された剥離方法の固定ステップの樹脂シート上に純水を滴下する状態を示す斜視図である。図４は、図２に示された剥離方法の固定ステップの樹脂シートとウェーハの裏面とを対向させた状態を示す斜視図である。図５は、図２に示された剥離方法の固定ステップ後のウェーハの要部の断面を拡大して示す断面図である。図６は、図２に示された剥離方法の固定ステップ後のウェーハ等を示す斜視図である。図７は、図２に示された樹脂シートの上面に微小凹凸を形成する工程の一例を模式的に示す側面図である。図８は、図２に示された剥離方法の処理ステップを一部断面で模式的に示す側面図である。図９は、図２に示された剥離方法の振動付与ステップを模式的に示す側断面図である。図１０は、図２に示された剥離方法の除去ステップを模式的に示す側断面図である。図１１は、実施形態１の変形例に係る剥離方法の振動付与ステップを模式的に示す側断面図である。図１２は、実施形態２に係る剥離方法の固定ステップの樹脂シート上に純水を滴下する状態を示す斜視図である。図１３は、実施形態２に係る剥離方法の固定ステップの樹脂シートとウェーハの表面とを対向させた状態を示す斜視図である。図１４は、実施形態２に係る剥離方法の処理ステップを模式的に示す側面図である。図１５は、実施形態２に係る剥離方法の振動付与ステップを一部断面で模式的に示す側面図である。図１６は、実施形態２に係る剥離方法の除去ステップを模式的に示す側面図である。

本発明を実施するための形態（実施形態）につき、図面を参照しつつ詳細に説明する。以下の実施形態に記載した内容により本発明が限定されるものではない。また、以下に記載した構成要素には、当業者が容易に想定できるもの、実質的に同一のものが含まれる。さらに、以下に記載した構成は適宜組み合わせることが可能である。また、本発明の要旨を逸脱しない範囲で構成の種々の省略、置換又は変更を行うことができる。

〔実施形態１〕
本発明の実施形態１に係る剥離方法を図面に基づいて説明する。図１は、実施形態１に係る剥離方法の加工対象のウェーハの一例を示す斜視図である。図２は、実施形態１に係る剥離方法の流れを示すフローチャートである。

実施形態１に係る剥離方法は、図１に示すワークであるウェーハ１を加工する方法でもある。実施形態１では、加工対象のウェーハ１は、シリコン、サファイア、又はガリウムヒ素などを基板２とする円板状の半導体ウェーハや光デバイスウェーハである。なお、実施形態１では、ワークとして、ウェーハ１を示すが、本発明では、ワークは、ウェーハ１に限定されない。ウェーハ１は、図１に示すように、基板２の表面３の格子状の分割予定ライン４によって区画された複数の領域にそれぞれデバイス５が形成されている。デバイス５は、例えば、ＩＣ（Integrated Circuit）又はＬＳＩ（Large Scale Integration）等である。

実施形態１に係る剥離方法は、ウェーハ１の基板２の裏面６に図３に示す樹脂シート１０を固定し、ウェーハ１に処理である切削加工した後に、切削加工後のウェーハ１を樹脂シート１０上から除去して、ウェーハ１の樹脂シート１０からの剥離方法である。実施形態１に係る剥離方法は、図２に示すように、固定ステップＳＴ１と、処理ステップＳＴ２と、振動付与ステップＳＴ３と、除去ステップＳＴ４とを備える。

（固定ステップ）
図３は、図２に示された剥離方法の固定ステップの樹脂シート上に純水を滴下する状態を示す斜視図である。図４は、図２に示された剥離方法の固定ステップの樹脂シートとウェーハの裏面とを対向させた状態を示す斜視図である。図５は、図２に示された剥離方法の固定ステップ後のウェーハの要部の断面を拡大して示す断面図である。図６は、図２に示された剥離方法の固定ステップ後のウェーハ等を示す斜視図である。図７は、図２に示された樹脂シートの上面に微小凹凸を形成する工程の一例を模式的に示す側面図である。

固定ステップＳＴ１は、微小凹凸１１を有した樹脂シート１０の上面１２に液体である純水２０を介してウェーハ１を押圧することで、ウェーハ１を樹脂シート１０上に密着させて固定するステップである。実施形態１において、固定ステップＳＴ１では、ウェーハ１よりも大径でかつ上面１２の全体に微小凹凸１１が形成された図３に示す樹脂シート１０を準備する。樹脂シート１０は、ポリオレフィン（Polyolefin）、塩化ビニル（Polyvinyl Chloride）又はポリエチレンテレフタレート（Polyethylene Terephthalate）から構成されて、粘着性を有する糊層などを有しないものである。

実施形態１において、固定ステップＳＴ１では、図３に示すように、樹脂シート１０の上面１２に液体である純水２０を吐出ノズル２１が滴下する。実施形態１において、固定ステップＳＴ１では、図４に示すように、樹脂シート１０の上面１２とウェーハ１の基板２の裏面６とを対向させた後、ウェーハ１を樹脂シート１０の上面１２に押圧するとともに、内径がウェーハ１よりも大径でかつ樹脂シート１０の外径よりも小径な図６に示す環状フレーム９を樹脂シート１０の外周縁に押圧する。

すると、図５に示すように、樹脂シート１０の上面１２の微小凹凸１１の凹部が吸盤だとして、ウェーハ１に押圧された時に凹部内の空気が逃げて純水２０が浸入し、図６に示すように、外部の大気圧によって樹脂シート１０の上面１２とウェーハ１及び環状フレーム９とがくっつく。このように、純水２０を介すことで、樹脂シート１０の上面１２の微小凹凸１１の凹部内に空気の層ができないため、樹脂シート１０の上面１２とウェーハ１との吸着力が大きくなる。また、本発明は、環状フレーム９の外周縁には接着剤を介して樹脂シート１０を貼着してもよい。

なお、実施形態１では、樹脂シート１０の上面１２の微小凹凸１１の表面粗さＲａは、例えば、０．０８μｍ以上でかつ２μｍ～３μｍ以下程度であることが望ましい。これは、表面粗さＲａが、０．０８μｍを下回っても、２μｍ～３μｍを超えてもウェーハ１と樹脂シート１０とがくっつかないからである。なお、表面粗さは、所謂、算術平均粗さある。

また、実施形態１において、樹脂シート１０の上面１２の微小凹凸１１は、図７に示すバイト切削装置３０により構成される。具体的には、微小凹凸１１は、以下のように形成される。バイト切削装置３０が、チャックテーブル３１の保持面３２に樹脂シート１０の上面１２の裏側の下面１３を吸引保持する。バイト切削装置３０が、スピンドル３３によりバイトホイール３４を回転しかつチャックテーブル３１を保持面３２に沿って移動させて、バイトホイール３４のバイト工具３５を樹脂シート１０に切り込ませて、樹脂シート１０の上面１２に微小凹凸１１を形成する。このように、実施形態１では、微小凹凸１１は、バイト切削装置３０により切削痕として形成されるが、本発明では、サンドブラスト加工、研削加工又は切削加工により形成されても良い。なお、本明細書に添付された図面の各図は、便宜上、微小凹凸１１を実際の研削痕と異なる形状で示している。また、実施形態１では、微小凹凸１１は、上面１２の全体に形成されているが、本発明では、上面１２の少なくともウェーハ１が固定される位置に形成されていれば良い。

剥離方法は、樹脂シート１０の上面１２にウェーハ１及び環状フレーム９を固定すると、処理ステップＳＴ２に進む。

（処理ステップ）
図８は、図２に示された剥離方法の処理ステップを一部断面で模式的に示す側面図である。処理ステップＳＴ２は、樹脂シート１０上に固定されたウェーハ１を処理である切削加工するステップである。

実施形態１において、処理ステップＳＴ２では、切削装置４０は、チャックテーブル４１の保持面４２に樹脂シート１０を介してウェーハ１の裏面６側を吸引保持する。処理ステップＳＴ２では、切削装置４０の図示しない撮像ユニットがウェーハ１の表面３を撮像して分割予定ライン４を検出し、ウェーハ１と切削ユニット４３の切削ブレード４４との位置合わせを行なうアライメントを遂行する。

処理ステップＳＴ２では、切削装置４０は、図８に示すように、ウェーハ１と切削ユニット４３の切削ブレード４４とを分割予定ライン４に沿って相対的に移動させながら切削水を供給しながら切削ブレード４４を表面３側から樹脂シート１０の厚みの中央まで切り込ませて、ウェーハ１を個々のデバイス５に分割する。なお、分割後のデバイス５は、ウェーハ１同様にワークである。処理ステップＳＴ２では、切削装置４０は、ウェーハ１の全ての分割予定ライン４を切削加工すると、振動付与ステップＳＴ３に進む。

（振動付与ステップ）
図９は、図２に示された剥離方法の振動付与ステップを模式的に示す側断面図である。振動付与ステップＳＴ３は、処理ステップＳＴ２を実施した後、ウェーハ１即ち個片化されたデバイス５が固定された樹脂シート１０に超音波振動を付与することで、ウェーハ１即ち個片化されたデバイス５の樹脂シート１０に対する密着を解放するステップである。

実施形態１において、振動付与ステップＳＴ３では、振動付与装置５０は、図９に示すように、円盤状の付与ユニット５１の水平方向に沿って平坦な保持面５２に樹脂シート１０の下面１３を介してウェーハ１の裏面６側を保持する。実施形態１において、振動付与ステップＳＴ３では、振動付与装置５０は、付与ユニット５１内でかつ保持面５２下に配置された超音波振動子５３を動作させて保持面５２に超音波振動させて、樹脂シート１０に超音波振動を付与する。実施形態１において、振動付与ステップＳＴ３では、振動付与装置５０は、超音波振動により樹脂シート１０とウェーハ１即ち個片化されたデバイス５との間の純水２０にキャビテーションを生じさせる。そして、実施形態１において、振動付与ステップＳＴ３では、樹脂シート１０を振動させてキャビテーションを生じさせることで、樹脂シート１０とウェーハ１即ち個片化されたデバイス５との間に空気を入り込ませて、これらの密着を解放する。こうして、振動付与ステップＳＴ３は、樹脂シート１０の下面１３側から超音波振動を付与する。

なお、実施形態１において、超音波振動子５３は、複数の圧電素子により構成されるが、本発明では、これらに限定されない。また、図９は、超音波振動子５３を簡略化して示している。剥離方法は、所定時間、超音波振動子５３を動作させると、超音波振動子５３の動作を停止して、除去ステップＳＴ４に進む。

（除去ステップ）
図１０は、図２に示された剥離方法の除去ステップを模式的に示す側断面図である。除去ステップＳＴ４は、密着が解放されたウェーハ１即ち個片化されたデバイス５を樹脂シート１０上から除去するステップである。

実施形態１において、除去ステップＳＴ４では、ピックアップ装置６０が、図１０に示すように、個片化されたデバイス５を１つずつピックアップ６１で保持して、樹脂シート１０上から除去する。なお、実施形態１において、除去ステップＳＴ４では、超音波振動子５３を停止させた振動付与装置５０の保持面５２上の樹脂シート１０からピックアップ装置６０がデバイス５を１つずつ除去する。また、本発明は、振動付与ステップＳＴ３において、樹脂シート１０に超音波振動を付与しながら、除去ステップＳＴ４を実施して、ピックアップ装置６０がデバイス５を１つずつ除去しても良い。剥離方法は、樹脂シート１０上から全てのデバイス５を除去すると終了する。

実施形態１に係る剥離方法は、固定ステップＳＴ１において、純水２０が滴下された樹脂シート１０にウェーハ１を押圧して、樹脂シート１０にウェーハ１の裏面６側を固定するので、ウェーハ１を固定するために粘着性を有する糊層を用いる必要が生じない。実施形態１に係る剥離方法は、処理ステップＳＴ２後の振動付与ステップＳＴ３において、超音波振動を樹脂シート１０に付与することでウェーハ１即ち個片化されたデバイス５の樹脂シート１０に対する密着を解放し、除去ステップＳＴ４において個片化されたデバイス５を樹脂シート１０上から除去する。その結果、実施形態１に係る剥離方法は、個片化されたデバイス５に糊層を残存させることなく個片化されたデバイス５を樹脂シート１０から剥離することができるという効果を奏する。

また、実施形態１に係る剥離方法は、振動付与ステップＳＴ３において樹脂シート１０の下面１３側から超音波振動を付与するので、樹脂シート１０とウェーハ１即ち個片化されたデバイス５を超音波振動させることができる。その結果、実施形態１に係る剥離方法は、固定ステップＳＴ１において、ウェーハ１即ち個片化されたデバイス５を純水２０を介して樹脂シート１０に密着させて固定しても、ウェーハ１即ち個片化されたデバイス５の樹脂シート１０に対する密着を解放することができる。

〔変形例〕
本発明の実施形態１の変形例に係る剥離方法を図面に基づいて説明する。図１１は、実施形態１の変形例に係る剥離方法の振動付与ステップを模式的に示す側断面図である。なお、図１１は、実施形態１と同一部分に同一符号を付して説明を省略する。

実施形態１の変形例に係る剥離方法は、振動付与ステップＳＴ３が異なること以外、実施形態１と同じである。実施形態１の変形例に係る剥離方法の振動付与ステップＳＴ３では、振動付与装置５０－１は、環状フレーム９を図示しない保持機構により保持した後、付与ユニット５１－１のデバイス５の１つ分の大きさの振動面５２－１を樹脂シート１０の下面１３を介して個片化されたデバイス５に順に接触させて、付与ユニット５１－１内でかつ振動面５２－１下に設けられた超音波振動子５３－１を動作させて、各デバイス５毎に樹脂シート１０に超音波振動を付与して、各デバイス５の樹脂シート１０に対する密着を解放する。なお、超音波振動子５３－１は、少なくとも１つの圧電素子により構成される。

実施形態１の変形例に係る剥離方法は、固定ステップＳＴ１において、純水２０が滴下された樹脂シート１０にウェーハ１を押圧して樹脂シート１０にウェーハ１の裏面６側を固定し、処理ステップＳＴ２後の振動付与ステップＳＴ３において、超音波振動を樹脂シート１０に付与することでウェーハ１即ち個片化されたデバイス５の樹脂シート１０に対する密着を解放する。その結果、実施形態１の変形例に係る剥離方法は、実施形態１と同様に、個片化されたデバイス５に糊層を残存させることなく個片化されたデバイス５を樹脂シート１０から剥離することができるという効果を奏する。

〔実施形態２〕
本発明の実施形態２に係る剥離方法を図面に基づいて説明する。図１２は、実施形態２に係る剥離方法の固定ステップの樹脂シート上に純水を滴下する状態を示す斜視図である。図１３は、実施形態２に係る剥離方法の固定ステップの樹脂シートとウェーハの表面とを対向させた状態を示す斜視図である。図１４は、実施形態２に係る剥離方法の処理ステップを模式的に示す側面図である。図１５は、実施形態２に係る剥離方法の振動付与ステップを一部断面で模式的に示す側面図である。図１６は、実施形態２に係る剥離方法の除去ステップを模式的に示す側面図である。なお、図１２、図１３、図１４、図１５及び図１６は、実施形態１と同一部分に同一符号を付して説明を省略する。

実施形態２に係る剥離方法は、実施形態１と同様に、固定ステップＳＴ１と、処理ステップＳＴ２と、振動付与ステップＳＴ３と、除去ステップＳＴ４とを備える。なお、実施形態２では、保持部材２３上に接着部材２２を介して樹脂シート１０が固定された状態で、バイト切削装置３０で樹脂シート１０を切削して微小凹凸１１を形成する。

実施形態２に係る剥離方法の固定ステップＳＴ１は、図１２及び図１３に示すように、接着部材２２を介して保持部材２３に下面１３が固定された樹脂シート１０の上面１２に純水２０（図１３のみに示す）を介してウェーハ１を押圧することでウェーハ１の表面３側を樹脂シート１０上に密着させて固定するステップである。なお、実施形態２において、樹脂シート１０は、ウェーハ１と同径の円板状に形成されている。保持部材２３は、ウェーハ１及び樹脂シート１０と同径の円板状に形成され、硬質な材料で構成されている。

実施形態２に係る剥離方法の固定ステップＳＴ１では、樹脂シート１０は、ウェーハ１及び保持部材２３と同軸になる位置に保持部材２３に固定される。また、実施形態２に係る剥離方向の固定ステップＳＴ１では、ウェーハ１の表面３側を純水２０を介して樹脂シート１０に固定する。

実施形態２に係る剥離方法の処理ステップＳＴ２は、樹脂シート１０上に固定されたウェーハ１を処理である研削加工するステップである。実施形態２に係る剥離方法の処理ステップＳＴ２では、研削装置７０が、チャックテーブル７１の保持面７２に保持部材２３及び樹脂シート１０を介してウェーハ１の表面３側を吸引保持する。処理ステップＳＴ２では、研削装置７０は、図１４に示すように、スピンドル７３により研削ホイール７４を回転しかつチャックテーブル７１を軸心回りに回転しながらウェーハ１の裏面６上に図示しない研削水を供給するとともに、研削ホイール７４の研削砥石７５をチャックテーブル７１に所定の送り速度で近づけることによって、研削砥石７５でウェーハ１の基板２の裏面６を研削する。実施形態２に係る剥離方法は、所定の仕上げ厚さまでウェーハ１を薄化すると振動付与ステップＳＴ３に進む。

実施形態２に係る剥離方法の振動付与ステップＳＴ３は、振動付与装置５０が、図１５に示すように、付与ユニット５１の保持面５２に保持部材２３及び樹脂シート１０を介してウェーハ１の表面３側を保持し、超音波振動子５３を動作させて保持面５２に超音波振動させて、保持部材２３を介して樹脂シート１０に超音波振動を付与する。実施形態２に係る剥離方法の振動付与ステップＳＴ３では、振動付与装置５０は、超音波振動により樹脂シート１０とウェーハ１即ち個片化されたデバイス５との間の純水２０にキャビテーションを生じさせて、樹脂シート１０とウェーハ１即ち個片化されたデバイス５との間に空気を入り込ませて、これらの密着を解放する。こうして、実施形態２に係る剥離方法の振動付与ステップＳＴ３は、実施形態１と同様に、樹脂シート１０の下面１３側から超音波振動を付与する。

実施形態２に係る剥離方法の除去ステップＳＴ４は、図１６に示すように、仕上げ厚さまで薄化されかつ密着が解放されたウェーハ１を樹脂シート１０上から除去する。なお、実施形態２において、除去ステップＳＴ４では、超音波振動子５３を停止させた振動付与装置５０の保持面５２上の樹脂シート１０からウェーハ１を除去する。

なお、本発明は、紫外線を透過するガラス等で保持部材２３を構成し、接着部材２２を紫外線が照射されると硬化する紫外線硬化型の接着剤で構成しておき、固定ステップＳＴ１の前に予め硬化前の接着部材２２で保持部材２３を樹脂シート１０の下面１３に接着しても良い。この場合、処理ステップＳＴ２後に保持部材２３側から接着部材２２に紫外線を照射して、接着部材２２を硬化させ、樹脂シート１０から保持部材２３を剥離させて、実施形態１と同様に、振動付与ステップＳＴ３及び除去ステップＳＴ４を実施しても良い。

実施形態２に係る剥離方法は、固定ステップＳＴ１において、純水２０が滴下された樹脂シート１０にウェーハ１を押圧して樹脂シート１０にウェーハ１の表面３側を固定し、処理ステップＳＴ２後の振動付与ステップＳＴ３において、超音波振動を樹脂シート１０に付与することでウェーハ１の樹脂シート１０に対する密着を解放する。その結果、実施形態２に係る剥離方法は、実施形態１と同様に、ウェーハ１に糊層を残存させることなくウェーハ１を樹脂シート１０から剥離することができるという効果を奏する。

なお、本発明は、上記実施形態及び変形例に限定されるものではない。即ち、本発明の骨子を逸脱しない範囲で種々変形して実施することができる。なお、前述した実施形態等では、処理ステップＳＴ２において、処理である切削加工及び研削加工を実施したが、本発明では、処理ステップＳＴ２において、切削加工及び研削加工以外の種々の加工（例えば、レーザー加工、ワークの搬送、ワークの観察又はワークの測定）を実施しても良い。

１ウェーハ（ワーク）
５デバイス（ワーク）
１０樹脂シート
１２上面
１３下面
２０純水（液体）
ＳＴ１固定ステップ
ＳＴ２処理ステップ
ＳＴ３振動付与ステップ
ＳＴ４除去ステップ

Claims

ワークの剥離方法であって、
微小凹凸を有した樹脂シートの上面に液体を介してワークを押圧することでワークを該樹脂シート上に密着させて固定する固定ステップと、
該樹脂シート上に固定されたワークを処理する処理ステップと、
該処理ステップを実施した後、ワークが固定された該樹脂シートに超音波振動を付与することでワークの該樹脂シートに対する密着を解放する振動付与ステップと、
密着が解放されたワークを該樹脂シート上から除去する除去ステップと、を備えた剥離方法。
該振動付与ステップは、該樹脂シートの下面側から超音波振動を付与する、請求項１に記載の剥離方法。