JP2004063645A

JP2004063645A - 半導体ウェハの保護部材剥離装置

Info

Publication number: JP2004063645A
Application number: JP2002218053A
Authority: JP
Inventors: Hiroshi Matsuzaka; 松坂　浩志; Takashi Sato; 佐藤　孝志; Takashi Furuya; 古屋　貴史
Original assignee: ENZAN SEISAKUSHO KK
Current assignee: ENZAN SEISAKUSHO KK
Priority date: 2002-07-26
Filing date: 2002-07-26
Publication date: 2004-02-26

Abstract

【課題】ウェハプロセスによって薄層化された半導体ウェハに貼着されるガラス基板等の保護部材を半導体ウェハにストレスや傷を付けずに確実且つ迅速に剥離することのできる半導体ウェハの保護部材剥離装置を提供することである。
【解決手段】ウェハ本体２３に貼着された保護部材２４を剥離する保護部材剥離装置２１であって、前記保護部材２４が貼着された半導体ウェハ２２のウェハ本体２３面を吸着するウェハチャック部２５と、前記半導体ウェハ２２の保護部材２４面を吸着する保護部材チャック部２６と、前記ウェハチャック部２５及び保護部材チャック部２６の吸着面を加熱するウェハ加熱装置と、前記保護部材チャック部２６に備える保護部材チャックアーム３３を前記半導体ウェハ２２面と平行に移動させるスライド移動機構３４とを備え、前記保護部材２４をウェハ本体２３から引き剥がすようにした。
【選択図】　図１

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、バックグラインド等のウェハプロセスを終えた半導体ウェハに貼着された保護部材を剥離するための半導体ウェハの保護部材剥離装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
一枚の半導体ウェハから電子回路が形成された複数の半導体チップを形成する場合、前記半導体ウェハに対して、その裏面を機械的に研削して半導体ウェハを薄く加工するバックグラインド工程と、電子回路が形成されたチップ単位に半導体ウェハを切断するダイシング工程がある。これら各工程において、半導体ウェハを切削屑等から保護するために、バックグラインド工程では電子回路形成面に、また、ダイシング工程では電子回路形成面の裏面側にそれぞれ保護部材（粘着フィルム）が貼着される。
【０００３】
そして、前記バックグランド工程やダイシング工程が終了した後、半導体ウェハ面に貼着している保護部材を取り除いている。この保護部材は、従来、紫外線硬化型フィルム等の薄い材質が使用され、半導体ウェハから剥がす際には、フィルムにＶＵ照射し、粘着材の粘度を低下させた上でへら、ピンセット、ビニールテープ等の剥がし冶具で一端をめくり、そのまま引き剥がすといった方法がとられていた。
【０００４】
一方、前記保護部材がガラス基板のような比較的厚みのある材料の場合は、固定台にセットした半導体ウェハ又は保護部材を加熱して粘着剤を軟化させ、アーム状の押し出し部材の先端を保護部材の側面に当てた状態でそのまま水平に押し出して半導体ウェハから離反させる剥離装置が知られている（特開平５−１３６０１６号公報）。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上記従来から行われているような手作業でウェハに接着している保護部材を剥がす方法では、剥がす際にウェハをへらで傷を付けてしまうなどのおそれがあった。また、このような手作業で行う場合はウェハの厚みが２５０μｍ以上と厚いものに限度されるため、バックグラインド工程においては、ウェハ２の厚みが１００μｍ以下、さらには５０μｍ以下になるまで薄く研削されたウェハでは保護部材の剥離作業が非常に困難となってきている。
【０００６】
そこで、本発明の目的は、バックグラインド工程等のウェハプロセスによって薄層化された半導体ウェハに貼着されているガラス基板等の保護部材を半導体ウェハにストレスや傷を付けずに確実且つ迅速に剥離することのできる半導体ウェハの保護部材剥離装置を提供することにある。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
上記課題を解決するために、本発明に係る半導体ウェハの保護部材剥離装置は、半導体ウェハに貼着した保護部材を剥離する保護部材剥離装置であって、前記保護部材が貼着された半導体ウェハの一面を吸着する第１の吸着手段と、前記半導体ウェハの他面を吸着する第２の吸着手段と、前記第１の吸着手段及び第２の吸着手段の少なくとも一方に設けられた加熱手段と、前記第１の吸着手段及び第２の吸着手段の少なくとも一方を前記半導体ウェハ面と平行に移動させるスライド手段とを備え、前記保護部材を半導体ウェハから引き剥がすことを特徴とする。
【０００８】
この発明によれば、ウェハ表面に接合されているガラス等の保護部材を剥がす際に、ウェハ面及び保護部材面をそれぞれ第１の吸着手段及び第２の吸着手段で吸着し、ウェハと保護部材とを接合している粘着剤を加熱手段によって粘着力を低下させた上で、スライド手段によってウェハと保護部材とを平行に引き剥がす構造であるため、ウェハ面を傷つけることなく、きれいに保護部材を剥離することができる。
【０００９】
また、前記ウェハ面及び保護部材面を第１の吸着手段及び第２の吸着手段に備える多孔質部材で形成された吸着板を介して真空吸着させるので、ウェハ面にストレスを与えることなく安定した状態で吸着板に固定させることができる。また、吸着の解除も素早く行うことができる。
【００１０】
また、前記第１の吸着手段及び第２の吸着手段のいずれか一方の吸着手段を固定にしておいて、ここに半導体ウェハ面を吸着する一方、他方の吸着手段をスライド可能にし、このスライド可能な吸着手段で前記半導体ウェハに貼着されている保護部材面を吸着しつつ引き剥がすようにすることで、電子回路が形成されている半導体ウェハ面に衝撃を与えずに保護部材を剥離させることができる。
【００１１】
また、前記第１の吸着手段と第２の吸着手段の少なくとも一方に半導体ウェハと保護部材を接合させている粘着剤を溶融する加熱手段を備えることで、粘着剤の粘着力を弱めて半導体ウェハから保護部材を容易に剥離することができる。
【００１２】
また、前記スライド手段に可動側の吸着手段の支持高さを調整する高さ調整機構を備えることで、前記固定側の吸着手段に吸着される半導体ウェハの高さに合わせて可動側の吸着手段を前記半導体ウェハ面と平行にセットすることができる。これによって、保護部材を半導体ウェハ面から剥離する操作がスムーズに行えると共に、半導体ウェハ面に対する衝撃を小さく抑えることができる。
【００１３】
【発明の実施の形態】
以下、添付図面に基づいて本発明の半導体ウェハの保護部材剥離装置（以下、単に剥離装置という）を説明する。図１は半導体ウェハの保護部材剥離装置の斜視図、図２は前記剥離装置の要部断面図、図３はウェハ面から保護部材を剥離する剥離工程を示す説明図である。
【００１４】
本発明の剥離装置は、バックグラインド工程等のウェハプロセスでウェハ本体を加工する際に、前記ウェハ本体の表面を保護あるいは補強するために貼着されたガラス基板や保護シート等の保護部材をウェハプロセス終了後に剥離するものである。
【００１５】
図１及び図２は前記剥離装置の構成を示したものである。この剥離装置２１は、ウェハ本体２３に保護部材２４が貼着された半導体ウェハ２２のウェハ本体２３側を吸着する第１の吸着手段（ウェハチャック部２５）と、前記保護部材２４側を吸着する第２の吸着手段（保護部材チャック部２６）と、前記ウェハチャック部２５及び保護部材チャック部２６にそれぞれ内蔵されている加熱手段（ウェハ加熱装置）及び前記保護部材チャック部２６を移動させるスライド手段（スライド移動機構３４）とを備えたものとなっている。
【００１６】
前記ウェハチャック部２５は、気密性を有するケース２８と、このケース２８の上部に配設されるウェハチャック台２９とを備え、前記ケース２８の内部には、半導体ウェハ２２のウェハ本体２３側を前記ウェハチャック台２９に吸着する真空吸着手段及び前記ウェハチャック台２９を加熱するウェハ加熱装置とが備えられている。前記真空吸着手段は、前記ケース２８から延びる真空配管３０と、この真空配管３０の先方に接続される図示しない真空装置とで構成されている。前記ウェハチャック台２９は、ウェハ本体２３と略同形状の多孔質部材でできており、このウェハチャック台２９の下方から前記真空吸着手段によって吸引されてウェハ本体２３が動かないように固定される。ウェハ加熱装置は、前記ウェハチャック台２９に載置されたウェハ本体２３面を加熱してウェハ本体２３と保護部材２４とを接合しているワックス３１を溶融させるために設けられている。
【００１７】
保護部材チャック部２６は、半導体ウェハ２２の保護部材２４側を吸着する保護部材チャックアーム３３と、この保護部材チャックアーム３３を前記ウェハチャック台２９に対して接近あるいは離反させる方向に可動させるスライド移動機構３４とを備えた構造となっている。
【００１８】
前記保護部材チャックアーム３３は、気密性を備えた円盤状の吸着部３５と、この吸着部３５の一端から延びる支持部３６とで一体形成されている。前記吸着部３５は、片面に保護部材２４面を吸着するための保護部材吸着板３７が設けられている。この保護部材吸着板３７は、前記ウェハチャック台２９と同様に多孔質部材で構成されており、保護部材チャックアーム３３内から延びる真空配管３８を介して外部に繋がる真空ポンプで吸引される仕組みになっている。また、前記保護部材吸着板３７には前記ウェハチャック部２５と同様に、加熱装置が設けられ、吸着される保護部材２４を一定温度に保持する。なお、前記保護部材吸着板３７を加熱するのは、前記ウェハチャック部２５の加熱によってウェハ本体２３と保護部材２４との間に介在しているワックス３１の溶融を阻害しないようにするためのものであるので、加熱温度はウェハチャック台２９と同等か、それ以下に設定される。図２に示される保護部材チャックアーム３３は、剥離操作直前の状態を示したものである。剥離操作を行う場合は、保護部材吸着板３７が上向きになっている状態から保護部材チャックアーム３３を１８０度回転して、前記保護部材吸着板３７面がウェハチャック台２９と平行になるように保持する。そして、そのままウェハチャック台２９に載置されている半導体ウェハ２２の保護部材２４に向けてスライド移動させて吸着を行う。
【００１９】
スライド移動機構３４は、前記保護部材チャックアーム３３を前記ウェハチャック台２９に向けて平行移動させるスライド台３９と、前記保護部材チャックアーム３３を反転させるアーム反転部４０とを備え、前記ウェハチャック部２５に近接して配設されるスライド移動本体部４１に組み込まれている。前記スライド台３９は、保護部材チャックアーム３３の支持部３６が回転可能に軸支持されると共に、スライド移動本体部４１内に水平方向に延びるガイドバー４２に沿ってスライドして、前記保護部材チャックアーム３３をウェハチャック部２５に接近させたり、離反させたりする構造になっている。前記保護部材チャックアーム３３によって保護部材２４を剥離する際、保護部材吸着板３７と保護部材２４とが平行状態を維持していないと引き離すときにウェハ本体２３を傷つけるおそれがある。このため、ウェハチャック台２９にセットした半導体ウェハ２２の厚みに応じて、前記保護部材チャックアーム３３を水平に保持させるための高さ調整機構（高さ調整ネジ）が備えられている。この高さ調整ネジによって、スライド台３９に保持される保護部材チャックアーム３３の支持部３６の高さを半導体ウェハ２２の高さに合わせて可変調整することができる。
【００２０】
次に、半導体ウェハ２２を前記剥離装置２１によって、ウェハ本体２３から保護部材２４を引き剥がすための剥離作業工程を図３に基づいて説明する。まず、バックグラインド等のウェハプロセスを経て搬送された半導体ウェハ２２をウェハチャック部２５のウェハチャック台２９に載置する。前記半導体ウェハ２２は、ウェハ本体２３面を下にした状態で前記ウェハチャック台２９に置かれる（工程１）。前記載置したウェハ本体２３面を真空吸引してウェハチャック台２９に吸着すると同時に加熱して、ウェハ本体２３と保護部材２４とを接合しているワックス３１を溶融させる（工程２）。前記ワックス３１はエレクトロンワックスと呼ばれる熱硬化型の粘着剤であり、約１３０℃の温度で１分程度加熱させることで軟化した状態となる。次に、保護部材チャック部２６に備わる保護部材チャックアーム３３をスライド移動させて吸着部３５をウェハチャック台２９の真上に移動させる（工程３）。このスライド移動の際には保護部材チャックアーム３３内の加熱装置によって保護部材吸着板３７を一定温度に加熱した状態にしておく。そして、載置されている半導体ウェハ２２の保護部材２４上に前記保護部材吸着板３７が接するようにして載置した後、真空吸引して保護部材２４面を保護部材吸着板３７に吸着する（工程４）。次に、ウェハ本体２３と保護部材２４とを接合しているワックス３１が溶融した状態で、ウェハチャック部２５及び保護部材チャックアーム３３の真空吸引を維持しながら前記保護部材チャックアーム３３をウェハ本体２３面と平行方向にウェハチャック台２９から離反させる（工程５）。このように、前記ワックス３１が溶融した段階で前記保護部材チャックアーム３３を操作することで、ウェハ本体２３と保護部材２４との間に無理な力が入らず両者をきれいに分離することができる。最後にウェハチャック部２５及び保護部材チャックアーム３３による真空引きを停止させて、分離されたウェハ本体２３及び保護部材２４を所定の収納領域に排出する（工程６）。なお、前記分離されたウェハ本体２３の表面にワックス３１が残留している場合があるので、洗浄装置に移送してワックス３１を完全に除去する。一方、保護部材２４はまとめて回収された後、洗浄してから再利用される。
【００２１】
前記剥離工程によれば、ウェハ本体２３と保護部材２４とを接合しているワックス３１を溶融させた状態で、ウェハ本体２３面及び保護部材２４面をウェハチャック台２９及び保護部材チャックアーム３３によってそのまま平行移動させながら分離しているので、ウェハ本体２３にストレスを掛けずに剥離作業が行える。なお、本実施形態の剥離装置２１は、半導体ウェハ２２のウェハ本体２３面をウェハチャック部２５で吸着し、保護部材２４面を保護部材チャック部２６で吸着させたが、前記ウェハチャック部２５で保護部材２４面を吸着し、保護部材チャック部２６でウェハ本体２３面を吸着させて剥離するといった使用方法も可能である。
【００２２】
上記示した剥離装置２１は、半導体ウェハ２２のセット、剥離工程及び剥離したウェハ本体２３と保護部材２４の排出を手動で行わせる構成であるが、これを全て自動で行わせる構成にすることができる。例えば、バックグラインド工程を終えた半導体ウェハ２２を複数枚スタックした保護部材付ウェハ格納カセットと、前記剥離装置２１によって剥離されたウェハ本体２３と保護部材２４とをそれぞれ格納するウェハ格納カセット及び保護部材回収カセットとを装置本体に配設し、搬送アームで各処理台上や各カセット間を移動するような構成にすれば、人手を介さずにウェハ本体２３と保護部材２４とを剥離することが可能となる。
【００２３】
上記実施形態では半導体ウェハとしてガリウムヒ素ウェハを用いたが、ガリウムヒ素以外にもシリコン、セレン，ゲルマニウムなどの酸化物で構成されたウェハ等にも応用可能であり、ウェハチャック部及び保護部材チャック部の構成要素を大型化すれば、８インチ以上の大口径ウェハにも同様の剥離装置構成で対応が可能である。
【００２４】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明に係る半導体ウェハの保護部材剥離装置によれば、ウェハ表面に接合されているガラス等の保護部材を剥がす際に、ウェハ面及び保護部材面の双方に対してそれぞれ真空吸引して引き剥がす構造になっているので、剥離作業を行っている最中に位置ずれを起こさずきれいに剥離することができる。
【００２５】
また、前記第１の吸着手段及び第２の吸着手段の少なくとも一方に半導体ウェハのウェハ本体面と保護部材面とを接合している粘着剤を溶融する加熱手段を備えることで、粘着剤の粘着力を弱めることができる。そして、前記粘着力が弱まった状態でウェハ本体面及び保護部材面をそれぞれ第１の吸着手段と第２の吸着手段によって挟持されながらスライド剥離させるため、ウェハ本体面にストレスを与えることなく、迅速且つ確実に保護部材を剥離することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明に係る半導体ウェハの保護部材剥離装置の斜視図である。
【図２】上記剥離装置の要部断面図である。
【図３】上記剥離装置を用いた剥離手順を示す工程図である。
【符号の説明】
２１　剥離装置（半導体ウェハの保護部材剥離装置）
２２　半導体ウェハ
２３　ウェハ本体
２４　保護部材
２５　ウェハチャック部
２６　保護部材チャック部
２９　ウェハチャック台
３１　ワックス
３３　保護部材チャックアーム
３４　スライド移動機構
３７　保護部材吸着板

Claims

半導体ウェハに貼着した保護部材を剥離する保護部材剥離装置であって、
前記保護部材が貼着された半導体ウェハの一面を吸着する第１の吸着手段と、前記半導体ウェハの他面を吸着する第２の吸着手段と、
前記第１の吸着手段及び第２の吸着手段の少なくとも一方に設けられた加熱手段と、
前記第１の吸着手段及び第２の吸着手段の少なくとも一方を前記半導体ウェハ面と平行に移動させるスライド手段とを備え、前記保護部材を半導体ウェハから引き剥がすことを特徴とする半導体ウェハの保護部材剥離装置。
前記第１の吸着手段及び第２の吸着手段は、多孔質部材で形成された吸着板を備え、この吸着板を介して半導体ウェハを真空吸着する請求項１記載の半導体ウェハの保護部材剥離装置。
前記第１の吸着手段及び第２の吸着手段の一方が固定で、他方が前記スライド手段によって可動する請求項１記載の半導体ウェハの保護部材剥離装置。
前記保護部材が貼着された半導体ウェハは、前記固定側の吸着手段によって半導体ウェハ面が吸着され、可動側の吸着手段によって保護部材面が吸着される請求項３記載の半導体ウェハの保護部材剥離装置。
前記加熱手段は、前記固定側及び可動側の吸着手段の少なくとも一方の吸着手段に設けられる請求項１又は３記載の半導体ウェハの保護部材剥離装置。
前記スライド手段は、前記固定側の吸着手段に載置される半導体ウェハの高さに合わせて、可動側の吸着手段の高さを調整する高さ調整機構を備えてなる請求項１，３，５のいずれかに記載の半導体ウェハの保護部材剥離装置。