CN102005365B - 保护带剥离方法及其装置 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种保护带剥离方法及其装置，吸盘台从在粘贴有保护带状态下进行了切割处理后的安装框的背面吸附保持该安装框，并且通过将埋设有加热器的吸附板抵接于安装框并进行对安装框加热，使得粘接层发泡膨胀并丧失粘着力，随后，一边维持吸附力一边使吸附板上升，进而从所有芯片元件剥离保护带。

Description

保护带剥离方法及其装置

技术领域

本发明涉及用于剥离保护带的保护带剥离方法及其装置，该保护带用于保护半导体晶圆、电路基板以及电子设备(例如，LED(Light-emittingdiode)或CCD(chargecoupleddevice))等的基板的电路表面，特别是涉及从将基板分割成预定形状后得到的芯片元件剥离保护带的技术。

背景技术

在半导体晶圆(以下仅称为“晶圆”)的表面上形成许多元件后，在背磨工序中对晶圆背面进行磨削。随后，在切割工序中将该晶圆切分成各元件。近年来，伴随着对高密度安装的需求，倾向于使晶圆厚度保持在100μm至50μm甚至更薄。

因此，在背磨工序中对晶圆进行薄化加工时，为了保护晶圆的电路表面、保护晶圆不受背磨时的磨削应力影响以及加强因背磨而变薄的晶圆的强度，在晶圆表面粘贴有保护带。

并且，在背磨工序之后，在借助于切割带将晶圆粘接保持于环形框而构成的安装框上，通过将用于剥离的粘接带粘贴于该晶圆的保护带上并剥离该粘接带，使保护带与该粘接带一体地从晶圆表面剥离(参照日本特开2006-165385号公报)。

但是，在上述以往使用的方法中存在以下问题。

即，在以往的保护带剥离方法中，对剥离带进行剥离时可能会发生以下情况：由于作用于剥离部位的拉伸力，不仅是保护带受到拉拽，而且薄型化的晶圆也被拉伸抬起并翘曲。这种情况下就会损坏晶圆。

并且，即使晶圆被切割带粘接保持，但对于薄型化的晶圆来说仅靠切割带的加强已经不能对刚性降低的晶圆进行充分加强。因此，产生了将安装框输送至切割工序过程中晶圆易破损这样新的问题。

发明内容

本发明的目的在于，在不损坏基板情况下剥离保护带。

本发明为了达到上述目的采用了以下结构。

本发明是一种用于剥离粘贴于基板表面的保护带的保护带剥离方法，该方法包括以下工序：

粘着力减弱工序，对于将粘贴有上述保护带的状态下的基板分割成预定形状而成的芯片元件，使粘贴于该芯片元件的上述保护带的粘着力减弱；

吸附上述基板整个表面，并将粘着力减弱的上述保护带从基板表面剥离的剥离工序。

采用这种保护带剥离方法，由于从背磨工序至分割成芯片元件工序的过程中基板表面粘贴有保护带，所以基板一直处于被加强状态。由此，抑制了从背磨处理后起至切割处理开始止的过程中易发生的基板破损。

并且，由于从芯片元件剥离的是粘着力减弱状态的保护带，因此能够避免从薄型化的大型基板上剥离保护带时易发生的破损。即，由于与保护带的粘接于基板整个表面的面积相比，保护带的粘贴于芯片元件的粘接面积极小，所以在剥离时作用于芯片元件的剥离应力显著变小。由此，能够防止因剥离应力导致的芯片元件破损。另外，在本发明中，不仅限于粘着力减弱，还包括粘着力消失的情况。

并且，在上述方法中，例如，在上述粘着力减弱工序中，可以在使设置有加热器的吸附板与具有热发泡性粘接层的保护带抵接并对具有热发泡性粘接层的保护带进行吸附情况下对，具有热发泡性粘接层的保护带进行加热。

在上述剥离工序中，使用吸附机构吸附因加热发泡而减弱了粘着力的保护带并剥离去除该保护带。

采用该方法，使热发泡性粘接层因被加热而减弱了粘着力。随后，通过利用吸附机构对保护带进行吸附保持从而从芯片元件上剥离去除该保护带。由此，能够以在芯片元件上不留下保护带残渣的方式高精度地去除保护带。

并且，在上述方法的上述粘着力减弱工序中，使设置有加热器的吸附板抵接于能够向一个预定的轴向翘曲的保护带，在使该保护带热收缩的同时，随着该热收缩率的增大而使吸附板上升并增大吸附力。

在上述剥离工序中，使用上述吸附板来吸附保护带并剥离去除该保护带。

采用该方法，使得被分割成与芯片元件相同形状的保护带有规律地向一个轴向翘曲，从而能够抑制在保护带沿不同方向翘曲时容易发生的保护带分散。并且，由于与保护带的热收缩相对应地使吸附板不断上升，从而能够抑制因保护带在芯片元件和吸附板之间翘曲而作用于芯片元件的按压力。同时，通过随着热收缩率的增大而使吸附板对保护带的吸附力也增大，从而促进了保护带从芯片元件剥离，能够可靠地剥离去除保护带。

并且，在上述方法中的上述粘着力减弱工序中，可以对紫外线固化型保护带进行紫外线照射。

在上述剥离工序中，使用吸附板吸附粘着力因紫外线照射而减弱的保护带并剥离去除该保护带。

采用该方法，使得保护带的粘接层因紫外线照射而固化，其粘着力减弱。

并且，在上述方法中的上述粘着力减弱工序中，使设置有紫外线照射单元的具有透过性的吸附板抵接于保护带，在该吸附板吸附着该保护带的情况下进行紫外线照射。

采用该方法，在通过吸附板和芯片元件夹住并吸附保护带的同时对保护带进行紫外线照射。因而，能够在使粘着力减弱后的保护带不飞散的情况下可靠地从芯片元件上剥离该保护带。

并且，本发明为了达成该目的采用以下结构。

一种用于剥离粘贴于基板的表面的保护带的保护带剥离装置，上述装置包括以下构成元件：

吸盘台，其用于吸附并保持上述基板，上述基板在已粘贴有上述保护带状态下被分割有的预定形状的芯片元件；

粘着力减弱装置，其用于减弱上述保护带的粘着力；

剥离装置，其用于将减弱了粘着力的上述保护带从芯片元件剥离。

采用该结构，在使遍布在被分割前的基板的整个表面上的芯片元件均处于被吸盘台吸附保持的状态下，利用粘着力减弱装置使吸盘台表面的保护带的粘着力减弱。随后从芯片元件上剥离去除保护带。

并且，在上述结构中，例如，优选上述保护带具有热发泡性粘接层，上述粘着力减弱装置为加热器。

并且，在上述结构中，优选将上述加热器埋设于吸附板内。

采用该结构，能够在吸附多个芯片的同时对其表面的保护带进行加热，该多个芯片处于被保持于吸盘台并且被吸附板夹住状态。因而，能够在因加热而减弱了粘着力的保护带不飞散的情况下直接吸附并剥离去除该保护带。

并且，在上述结构中，上述保护带构成为向预定的一个轴向翘曲，优选上述粘着力减弱装置为加热器。

并且，在该结构中，加热器埋设于吸附板内，并且优选该结构中包括如下的控制部：该控制部在使吸附板抵接于保护带而使保护带热收缩的同时，能够随着该热收缩率的增大而使吸附板上升并使吸附力增大。

并且，在上述结构中，上述保护带为紫外线固化型的粘接带，优选上述粘着力减弱装置为紫外线照射单元。

此外，在该结构中，更优选粘着力减弱装置为设置有紫外线照射单元的吸附板。

虽然为了描述本发明而图示出了若干优选实施方式，但本发明并不限定于图示的结构及方案。

附图说明

图1是安装框的立体图；

图2是保护带剥离装置的俯视图；

图3是保护带剥离装置的主视图；

图4是盒载置部的主视图；

图5是第1输送机构的俯视图；

图6是第1输送机构的主视图；

图7是吸盘台的主视图；

图8是带剥离机构的侧视图；

图9-12是实施例的保持台的动作说明图；

图13是表示变形例的保护带结构的剖视图；

图14是表示变形例的保护带剥离动作的说明图；

图15是使用紫外线固化型保护带的变形装置的主视图。

具体实施方式

接下来，参照附图对本发明的一个实施例进行说明。

在该实施例中，将半导体晶圆作为基板来进行举例说明。如图1所示，在半导体晶圆W(以下仅称为“晶圆W”)上粘贴有用于保护晶圆上电路图案的保护带PT的状态下对该晶圆进行背磨处理以及切割处理，从而将该晶圆分割成芯片元件CP。通过粘接带DT(切割带)将该多个芯片元件CP粘贴保持于环形框f上，从而作为安装框MF来使用。

在此，保护带PT包括热发泡性粘接层，该热发泡性粘接层会因带基材进行加热而发泡膨胀并丧失粘着力。

在图2和图3中示出了实行本发明的保护带剥离装置的大致结构以及保护带剥离的工序。

该保护带剥离装置由以下结构组成：盒载置部1，其用于载置盒C，该盒C以隔开规定间距的多层形式收纳安装框MF；第1输送机构3，其用于将安装框MF从盒C移出并将其载置于吸盘台上，并且将保护带PT被剥离后的安装框MF收纳于盒C中；带剥离机构4，其用于从被分割成规定尺寸的芯片元件CP上剥离保护带PT；带回收机构5，其用于回收从芯片元件CP上剥离的保护带PT。接下来，对各结构进行具体说明。

如图4所示，盒载置部1包括连接固定于装置框架的纵导轨6以及在马达等驱动机构7带动下沿该纵导轨6进行丝杠进给升降的升降台8。由此，盒载置部1构成为将安装框MF载置于升降台8上并进行螺距进给升降的结构。

如图5和图6所示，第1输送机构3包括沿引导导轨9左右水平移动的可动台10以及固定托片11和由缸体12进行开闭的夹片13。固定托片11和夹片13从上下两方夹持安装框MF的一个端部。并且，可动台10的下部与在马达14的驱动下而进行转动的皮带15连接。利用马达14的正反动作而使可动台10左右往复移动。

如图7所示，吸盘台2构成为从安装框MF的背面侧真空吸附该安装框MF。并且吸盘台2被可动台17支承，该可动台17被支承为能沿着前后水平配设的左右一对导轨16前后滑动。可动台17利用丝杠轴19进行丝杠进给运动，该丝杠轴19被脉冲马达18正反驱动。即，吸盘台2在接收安装框MF的位置与剥离保护带PT的位置之间进行往复移动。

如图8所示，带剥离机构4包括以下结构：可动台22，其能够沿着纵向配置于纵壁20背部的导轨21升降；可动框体23，其被可动台22支承，并且可以调节其高度；吸附板25，其被安装于从该可动框体23向前方延伸出来的臂部24上。丝杠轴26在马达27带动下进行正反转动，可动台22由该丝杠轴26进行丝杠进给升降。并且，吸附板25的下表面为真空吸附面，并且加热器28埋设于该吸附板内部。另外，带剥离机构4相当于本发明的剥离机构。

如图2及图3所示，带回收机构5在从能沿引导导轨29左右水平移动的可动台30延伸出来的臂部31的前端部具有回收箱32。并且，可动台30与在马达33的驱动下进行转动的传送带34相连接。利用马达33的正反动作而使可动台30进行左右往复移动。

接下来，参照图9～图12，对使用上述实施例中装置而将保护带PT粘贴至晶圆W表面的一系列基本动作进行说明。

位于图2中靠中央的待机位置的第1输送机构3移动至安装框MF的搬出位置。该第1输送机构3夹持以多层方式收纳于盒C内的安装框MF并且一边后退一边将安装框MF从盒C搬出，在该过程中保持晶圆W的表面朝上。此时吸盘台2从带剥离机构4正下方的剥离位置移动至接收安装框MF的位置并进行待机。

第1输送机构3在待机位置停止后下降，通过打开夹片13来将安装框MF移载至吸盘台2上。

吸盘台2一边吸附保持安装框MF的整个背面一边移动至剥离位置。

吸盘台2如图9所示那样到达剥离位置时，如图10所示，使带剥离机构4动作而使吸附板25下降并吸附保护带PT。在该状态下加热器28对吸附板25进行加热。随着吸附板25被加热，保护带PT的粘接层发泡膨胀。结果，粘接层的粘着力逐渐丧失。

在该加热过程中，图7所示的控制部35对剥离机构4进行控制，使得该剥离机构4与保护带PT的厚度的变化相对应地间歇或连续地上升，该保护带PT的厚度的变化是根据保护带PT所使用的粘接层种类、加热温度以及加热时间所事先决定的。即，由于粘接层发泡膨胀而使保护带PT的厚度增大，从而导致对夹在吸附板25和吸盘台2之间的薄型化芯片元件CP施加过大的按压力，为了不使该芯片元件CP破损而控制吸附板25上升。

如图11所示，粘接层的加热发泡处理结束时，吸附板25继续保持吸附保护带PT的状态而上升至规定高度。此时，吸盘台2继续吸附保持被吸附板25从全部芯片元件CP剥离保护带PT后的安装框MF并移动至安装框MF的交接位置。另外，此时带回收机构5工作，使回收箱32从待机位置移动至剥离位置。

吸盘台2到达安装框MF的交接位置时，第1输送机构3的夹片13夹持处理完毕的安装框MF并将其从吸盘台2搬出，收纳于盒C的原来位置。收纳结束后，升降台8上升规定间距，从而第2输送机构3将新的安装框MF搬出。

如图12所示，回收箱32到达剥离位置时，吸附板25的吸附被解除，所有从芯片元件CP剥离的保护带PT落入回收箱32中。

以上完成了一系列的操作，对于收纳于盒C内的全部安装框MF重复进行相同的处理。

根据上述结构，对于在背磨处理后粘接保持于安装框MF的晶圆W来说，由于是在保持粘贴有保护带的状态下进行了切割处理，并以该状态被输送至剥离工序，因此与使用以往的保护带剥离后的安装框MF相比，能够在刚性被加强的状态下使用。结果，能够消除从背磨工序至切割工序的输送过程中易发生的晶圆W破损现象。

并且，从芯片元件剥离呈丧失粘着力状态的保护带PT，因此能够避免在将保护带PT从薄型化的大型晶圆W的整个表面剥离时易产生的破损。即，由于与保护带PT的粘接于晶圆整个表面的面积相比，保护带PT的粘贴于芯片元件CP的粘接面积极小，作用于芯片元件CP的剥离应力显著减小。由此，能够防止因剥离应力导致的芯片元件CP的破损、飞散等。

本发明不限于上述实施例，也可以进行如下的变形实施。

(1)作为保护带PT，可以利用包含因加热而向规定的一个轴向翘曲的热收缩性粘接层的保护带PT。

即，如图13所示，保护带PT为主动打卷型粘接片，其由具有能够向一个轴向收缩性的收缩性薄膜层40、约束该收缩性薄膜层40的收缩的约束层41以及粘接层42的叠层体构成。

约束层41进一步由收缩性薄膜层40一侧的弹性层43以及与收缩性薄膜层40相反的一侧的刚性薄膜层44构成。

收缩性薄膜层40只要为至少在1个轴向具有收缩性的薄膜层即可，其可以是热收缩性薄膜、在光的作用下表现出收缩性的薄膜、因电刺激而收缩的薄膜等中的任一种。此外，收缩性薄膜层40既可以是单层，也可以是由2层以上的层构成的多层。

约束层41约束收缩性薄膜层40的收缩，由于产生反作用力，作为叠层体整体产生力偶，成为引起打卷的驱动力。并且，通过该约束层41，抑制了收缩性薄膜层40的与主收缩方向不同方向的副收缩，将虽说是沿一个轴线方向收缩性但也不能说就都一样地收缩的收缩性薄膜层40的收缩方向统一到一个方向上。因此，对层叠片施加用于促进收缩性薄膜层40收缩的热量等刺激时，约束层41对收缩性薄膜层40的收缩力所产生的反作用力成为驱动力，使层叠片的外缘部(第1端部或相对的第2端部)上翘，以收缩性薄膜层40一侧作为内侧，从端部开始沿一个方向或向中心方向(通常是热收缩性薄膜的主收缩轴向)主动打卷并形成筒状卷体。并且，通过该约束层41，能够防止因收缩性薄膜层40的收缩变形所产生的剪切力传递至粘接层42或芯片元件CP，因此能够防止芯片元件CP的破损和污染等。

弹性层43由在收缩性薄膜层40收缩时的温度下易变形的材料构成。例如，优选为橡胶状态。

通过刚性薄膜层44的作用在于，对约束层41赋以刚性或韧性，相对于收缩性薄膜层40的收缩力产生反作用力，进而使之具有打卷时所必须的力偶。通过设有刚性薄膜层44，在对收缩性薄膜层40施加热量等能够导致其收缩的刺激时，层叠片能够在中途不停止或不偏离方向就顺畅地进行主动打卷，最后形成完整形状的筒状卷体。

如图14所示，这种情况下，通过吸附板25对被分割成规定芯片元件CP尺寸的多张保护带PT进行加热的话，该多张保护带PT会从左右端向上翘曲并剥离。由此，与上述实施例同样，在加热过程中，控制部35控制带剥离机构4使其与保护带PT的翘曲量相对应地间歇或连续上升，上述保护带PT的翘曲量根据保护带PT所使用的粘接层种类、加热温度、加热时间预先确定。并且同时控制吸附板25使其吸附力增大。

即，由于保护带PT翘曲而使高度方向的距离增大，从而会有过大的按压力作用于夹在吸附板25和吸盘台2之间的薄型化芯片元件CP，为了不使该芯片元件CP破损而控制吸附板25上升。同时，为了不使保护带PT因翘曲而与吸附板25的接触面积减小，与翘曲量相对应地控制吸附板25使其吸附力增大。

根据该结构，即使保护带PT翘曲而沿高度方向的厚度增大，也不会使芯片元件CP破损，并且能够防止因吸附不良引起的保护带PT的飞散。

(2)在上述实施例中，也可以使用紫外线固化型粘接带作为保护带PT。此时，如图15所示，吸附板25具有透过性，其由在与各芯片元件CP相对应的位置上具有吸附孔的强化玻璃或丙烯酸板(acrylicsheet)构成，并且在与保护带PT抵接侧相反的一侧配设有用于紫外线照射的荧光管36。另外，用于紫外线照射的荧光管36相当于本发明的紫外线照射单元。

并且，紫外线照射单元的结构不限定为荧光管，也可以是紫外线照射用灯、LED。在该紫外线照射单元为LED的情况下，优选以二维方式配设与芯片元件CP数量相同的LED。通过该结构，能够对各芯片元件CP上的保护带PT进行均匀的紫外线照射。

采用该结构时，在保持使吸附板25抵接并吸附保护带PT状态下对该保护带PT进行紫外线照射。当利用规定时间的紫外线照射而使粘着力减弱时，通过在保持吸附保护带PT的状态下使吸附板25上升，能够一次性地从所有芯片元件CP上剥离去除保护带PT。

(3)在上述各实施例中，也可以采用如下结构：使吸盘台2与吸附板25反转，使用吸附板25从保护带PT的下侧吸附并去除朝下的保护带PT。

此时，配设有一个相对于吸附板25独立的吸附板，使用该独立的吸附板结构能够实现从上侧吸附并去除从芯片元件CP剥离而位于吸附板25上方的保护带PT。并且，吸附板25也可以为能够反转的结构。

本发明在不背离发明构思或者主旨的情况下能够以其他的具体形式实施，因此，作为本发明的保护范围，应参照所附的权利要求而不是以上说明。

Claims (4)

1.一种保护带剥离方法，用于剥离粘贴于基板表面的保护带，

上述方法包括以下工序：

粘着力减弱工序：对于粘贴有能够向规定的一个轴向翘曲的上述保护带的状态的上述基板分割成规定形状而形成的芯片元件，通过加热使粘贴于该芯片元件的该保护带的粘着力减弱；

剥离工序：吸附上述基板整个表面，并将粘着力减弱了的上述保护带从基板表面剥离，

在上述粘着力减弱工序中，使设置有加热装置的吸附板抵接于保护带，在使该保护带热收缩的同时，随着热收缩率的增大而使吸附板上升并提高吸附力；

在上述剥离工序中，通过上述吸附板来吸附保护带并剥离去除该保护带，

其中，在加热过程中，控制部对剥离机构进行控制，使得与上述保护带的高度方向上的距离的增大相对应地使上述剥离机构间歇或连续地上升。

2.根据权利要求1所述的保护带剥离方法，其特征在于，

在上述粘着力减弱工序中，在使设置有加热装置的吸附板抵接于具有热发泡性粘接层的保护带并吸附该具有热发泡性粘接层的保护带的状态下，对该具有热发泡性粘接层的保护带进行加热；

在上述剥离工序中，使用吸附机构吸附并剥离去除因加热发泡导致粘着力减弱的保护带。

3.一种保护带剥离装置，用于剥离粘贴于基板表面的保护带，上述装置包括以下结构：

吸盘台，其用于吸附并保持上述基板，上述基板在已粘贴有能够向规定的一个轴向翘曲的保护带的状态下被分割成规定形状的芯片元件；

埋设有加热装置的吸附板，其用于通过加热减小上述保护带的粘着力；

剥离机构，其用于将减弱了粘着力的上述保护带从芯片元件剥离；和

控制部，用于使上述吸附板抵接于保护带而使保护带热收缩，同时随着热收缩率的增大，该控制部使吸附板上升并使吸附力增大，

在加热过程中，上述控制部对上述剥离机构进行控制，使得与上述保护带的高度方向上距离的增大相对应地使上述剥离机构间歇或连续地上升。

4.根据权利要求3所述的保护带剥离装置，其特征在于，

上述保护带具有热发泡性粘接层。