JP2010073892A - 半導体ウエハ処理装置及び処理方法 - Google Patents

Abstract

【課題】半導体ウエハからはみ出した接着シート部分がマウントシートに接着してしまうことがないように剥離用テープを接着シートに貼付して当該接着シートを剥離可能な半導体ウエハ処理装置及び処理方法を提供すること。
【解決手段】接着シートＳが貼付された半導体ウエハＷをリングフレームＲＦの内側に配置し、マウントシートＳを介して一体化させるマウント手段１１と、リングフレームＲＦの外周縁から半導体ウエハＷの外周縁Ｗｅまでの距離Ｌを検出する検出手段１２と、接着シートＳに剥離用テープＰＴを貼付して剥離する剥離手段１３と、前記距離Ｌに基づいて剥離手段１３を制御する制御手段１５を備え、この制御手段１５は、距離Ｌに基づいて剥離用テープＰＴの貼付位置を特定し、当該位置に剥離用テープＰＴを貼付した状態で接着シートＳを剥離する制御を行う。
【選択図】図１

Description

本発明は半導体ウエハ処理装置及び処理方法に係り、更に詳しくは、マウントシートを介してリングフレームに一体化された半導体ウエハを対象とし、当該半導体ウエハの表面に貼付された保護用の接着シートに剥離用テープを貼付して剥離する際に、当該接着シートがマウントシートに不用意に接着してしまうことがなく、半導体ウエハの損傷要因を回避して接着シートを剥離することに適したウエハ処理装置及び処理方法に関する。

半導体ウエハ（以下、単に、「ウエハ」と称する）には、表面（デバイス形成面）を保護するための接着シートが貼付され、裏面研削を行った後にリングフレームへのマウント等の所定処理が行われた後に、この接着シートはウエハから剥離される。
前記接着シートの剥離を行うウエハ処理装置としては、例えば、特許文献１に記載されているように、接着シートに帯状の剥離用テープを貼付し、当該剥離用テープを巻き取ることで接着シートを剥離可能とした構成が知られている。
特開２００７−４３０４７号公報

特許文献１に記載されたウエハ処理装置にあっては、図４（Ａ）に概略的に示されるように、接着シートＳの外周縁Ｓｅを検出手段１００が検出する構成を採用している。しかしながら、ウエハＷの外周縁Ｗｅに沿って正確に接着シートＳが切断されていたとしても、外周縁に面取り部が設けられているウエハＷの場合、ウエハＷが極薄に研削されると、接着シートＳの外周縁Ｓｅは、ウエハＷの外周縁Ｗｅからはみ出した状態となっている。
従って、図４（Ｂ）に示されるように、前記検出手段１００によって検出された接着シートＳの外周縁Ｓｅを含む領域に対し、剥離用テープＰＴを押圧ヘッド１０１で押圧して接着シートＳに貼付すると、接着シートＳのはみ出した外周縁部分がマウントシートＭＳに接着してしまい、剥離用テープＰＴの先端側を保持するチャック部材１０２とテーブルＴとの相対移動によって剥離を行うときに、マウントシートＭＳが持ち上げられてしまい、これに起因してウエハＷを破損させてしまう、という不都合を招来する。

［発明の目的］
本発明は、このような不都合に着目して案出されたものであり、その目的は、接着シートを剥離する際に、ウエハ外周縁からはみ出した接着シートの外周縁部分がマウントシートに接着してしまうことがないように剥離用テープを接着シートに貼付でき、ウエハの損傷要因を回避しつつ接着シートを剥離することのできる半導体ウエハ処理装置及び処理方法を提供することにある。

前記目的を達成するため、本発明に係る半導体ウエハ処理装置は、表面に保護用の接着シートが貼付された半導体ウエハの裏面側を上向きにしてリングフレームの内側に配置し、これら半導体ウエハとリングフレームとの上面側にマウントシートを貼付して一体化させるマウント手段と、前記リングフレームの所定位置から半導体ウエハの所定外周縁位置までの距離を検出する検出手段と、前記接着シートに剥離用テープを貼付して接着シートを剥離する剥離手段と、前記検出手段が検出した距離に基づいて前記剥離手段を制御する制御手段とを含み、
前記制御手段は、前記距離に基づいて前記剥離用テープの貼付位置を特定して当該位置に剥離用テープを貼付するように剥離手段を制御する、という構成を採っている。

本発明において、前記マウント手段は、マウントシート貼付ユニットと、前記リングフレームを支持する外側テーブル及び半導体ウエハを支持する内側テーブルを含むマウント用テーブルと、内側テーブルを支持するとともに前記リングフレームに対する半導体ウエハの位置決めを行うアライメント手段とを備える、という構成を採ることができる。

また、前記検出手段が前記アライメント手段の検出手段を兼用するように設けることが好ましい。

更に、本発明に係るウエハ処理方法は、表面に保護用の接着シートが貼付された半導体ウエハの裏面側を上向きにしてリングフレームの内側に配置する工程と、前記リングフレームの所定位置から半導体ウエハの所定外周縁位置までの距離を検出する工程と、前記半導体ウエハとリングフレームとの上面側にマウントシートを貼付して一体化させる工程と、前記距離に基づいて前記接着シートに対する剥離用テープの貼付位置を特定し、当該位置に剥離用テープを貼付して接着シートを剥離するする工程とを含む。

本発明は、リングフレームの所定位置とウエハの所定外周縁位置との距離を検出し、その距離に基づいて剥離手段による剥離用テープの貼付位置が特定されるため、接着シートの外周縁がウエハ外周縁よりもはみ出した状態であっても、このはみ出した接着シート部分をマウントシートに貼付してしまうといった不都合を回避でき、当該貼付により生じる従来のウエハ損傷要因を排除することができる。
また、ウエハを支持する内側テーブルはアライメント手段に支持されているため、リングフレームに対して所定位置となるようにウエハの位置を調整することができる。従って、リングフレームの位置が所定位置に保たれる限り、剥離用テープの貼付位置を正確に捉えることができる。
更に、検出手段が前記アライメント手段の検出手段を兼用することで装置の小型化と制御の容易化が実現できる。

以下、本発明の実施の形態について図面を参照しながら説明する。

図１には、本実施形態に係る半導体ウエハ処理装置の概略平面図が示されている。この図において、半導体ウエハ処理装置１０は、ウエハＷとリングフレームＲＦとを一体化させるマウント手段１１と、リングフレームＲＦの所定位置とウエハＷの外周縁位置との距離Ｌ（図２参照）を検出する検出手段１２と、ウエハＷの表面に貼付された保護用の接着シートＳをウエハＷから剥離する剥離手段１３と、マウント済みウエハＷを剥離手段１３に移載する移載手段１４と、これら各手段を制御する制御手段１５とを備えて構成されている。

前記マウント手段１１は、図２に示されるように、マウントシート貼付ユニット１８と、リングフレームＲＦを支持する外側テーブル２１及びウエハＷを支持する内側テーブル２２を含むマウント用テーブル２０と、内側テーブル２２をリングフレームＲＦに対して位置決めするアライメント手段２３と、外側テーブル２１に設けられるとともにリングフレームＲＦの位置を規制する位置規制手段２４と、外側テーブル２１をＸ軸方向に移動させる移動手段２５とを備えて構成されている。

前記マウントシート貼付ユニット１８は、フレームＦ１に支持されているとともに、帯状の剥離シートＲＬにマウントシートＭＳが仮着された原反Ｒ１を支持する支持ローラ３０と、マウントシートＭＳを剥離シートＲＬから剥離するピールプレート３２と、剥離シートＲＬから剥離されたマウントシートＭＳに押圧力を付与してリングフレームＲＦ及びウエハＷに貼付するプレスローラ３３と、モータＭ１の出力軸に接続されて原反Ｒ１に繰出力を付与する駆動ローラ３４と、当該駆動ローラ３４との間に剥離シートＲＬを挟み込むピンチローラ３５と、剥離シートＲＬを巻き取る巻取ローラ３６とにより構成されている。ここで、マウントシートＭＳは、リングフレームＲＦの内径よりも大きい略円形のシートにより構成されている。

前記外側テーブル２１は、図１に示されるように、平面視略方形の外形を有し、内側に円形の凹部を備え、その上面はリングフレームＲＦを吸着保持可能に設けられている。内側テーブル２２は、外側テーブル２１の凹部内に納まる外形の円形に設けられており、その上面は、図示しない吸着孔を備えた吸着面として形成されている。なお、接着シートＳは、図２に示されるように、ウエハＷが研削されることでその外周縁ＳｅがウエハＷの外周縁Ｗｅよりもはみ出した状態となっている。また、接着シートＳの外周は、裏面研削前のウエハＷに貼付した際に、ウエハの面取り部に沿って斜めに切断したことによって、側面視で斜めに形成されている。

前記アライメント手段２３は、外側テーブル２１の底部に支持されたＸ軸直動モータ４０と、当該Ｘ軸直動モータ４０のスライダ４０Ａに取り付けられたＹ軸直動モータ４１と、このＹ軸直動モータ４１のスライダ４１Ａに取り付けられ、内側テーブル２２を平面内で回転させるθモータ４３とにより構成されている。

前記位置規制手段２４は、図１に示されるように、外側テーブル２１の上面右端側に配置されたＸ方向位置決め板４５と、外側テーブル２１の上面上端側に配置されたＹ方向位置決め板４６と、Ｘ及びＹ方向位置決め板４５、４６に対向する位置において、外側テーブル２１の上部にそれぞれ形成された各切欠部２１Ａ内に位置するＸ方向移動ピン４８及びＹ方向移動ピン４９と、これら各ピン４８、４９を、Ｘ方向及びＹ方向にそれぞれ移動可能に支持するシリンダ５１、５２とにより構成されている。

前記移動手段２５は、ベース５５の上面に固定されてＸ軸方向に延びる単軸ロボット５６と、この単軸ロボット５６と平行に配置されたガイドレール５７とにより構成され、単軸ロボット５６のスライダ５８が外側テーブル２１の底面に固定されている。また、ガイドレール５７には、外側テーブル２１の下面に設けられた図示しないスライダが移動可能に支持される。

前記検出手段１２は、エリアセンサ、ラインセンサ、ＣＣＤカメラ等により構成されている。この検出手段１２は、マウント用テーブル２０が図２中実線で示される位置（マウント開始直前位置）から、同図中二点鎖線で示される位置（初期位置）に移動するときに、ウエハＷの外周縁Ｗｅと、リングフレームＲＦの移動方向後端側となる外周縁とを所定位置としてこれら外周縁間の距離Ｌを検出し、その距離データを前記制御手段１５に出力するようになっている。

前記剥離手段１３は、図３に示されるように、マウント済みウエハＷを支持する剥離用テーブル６０と、この剥離用テーブル６０の上方に位置する剥離用テープ貼付ユニット５９とを含む。剥離用テープ貼付ユニット５９は、接着シートＳに臨む位置に感熱接着性の剥離用テープＰＴを繰り出す繰出部６１と、当該繰出部６１から繰り出された剥離用テープＰＴのリード端を保持する保持チャック６２と、剥離用テープＰＴを接着シートＳに押圧して溶融接着させる押圧手段６４と、剥離用テープＰＴを切断する切断手段６５と、剥離用テーブル６０をＸ軸方向に移動させる移動手段６３とを備えて構成されている。
前記繰出部６１は、フレームＦ２に設けられ剥離用テープＰＴを支持する支持ローラ６６と、モータＭ２の出力軸に回転可能に接続された駆動ローラ６７と、この駆動ローラ６７との間に剥離用テープＰＴを挟み込むピンチローラ６８とを備えて構成されている。

前記保持チャック６２は、相互に離間接近可能な上下一対のチャック爪６２Ａ、６２Ｂを含み、Ｘ軸方向に延びる図示しない単軸ロボットを介してＸ軸方向に移動可能に設けられている。

前記押圧手段６４は、シリンダ７０と、当該シリンダ７０によってＺ軸方向に進退可能に設けられたヒータ７１を有する押圧ヘッド７２とを含む。

前記切断手段６５は、カッター刃７３と、このカッター刃７３をＹ軸方向に移動させる切断用シリンダ７４と、この切断用シリンダ７４に支持されてカッター刃７３をＺ軸方向に移動させる上下用シリンダ７５とを備えて構成されている。カッター刃７３の下方には、凹部を有するテープ案内板７６が設けられ、当該テープ案内板７６はブッシュ７８、軸８０及びコイルばね８１を介して、常時図３中左側に付勢されるとともに、Ｘ軸方向に移動可能に設けられている。

前記剥離用テーブル６０は、平面視略方形に設けられ、上面側が吸着面として形成されている。この剥離用テーブル６０には位置規制手段８２が設けられており、移動手段６３を介してＸ軸方向に移動可能に設けられている。なお、これら位置規制手段８２及び移動手段６３は、マウント手段１１の位置規制手段２４及び移動手段２５がＸ軸と平行なＸ１軸を線対称として構成されているだけなので、同一の符号を付して説明を省略する。

前記移載手段１４は、マウント用テーブル２０の初期位置の上部に配置された反転装置９０と、この反転装置９０の上部に位置可能な移載装置９１とからなる。反転装置９０は、リングフレームＲＦの４箇所領域を吸着する吸着パッド９２を備えた平面視略Ｈ型のアーム９３と、当該アーム９３を支持するとともに吸着パッド９２の向きを上下に反転させるモータＭ３と、このモータＭ３を支持する支持アーム９４と、当該支持アーム９４をＺ軸方向に移動可能に支持するＺ軸ロボット９５とにより構成されている。
また、移載装置９１は、反転装置９０と同様に、吸着パッド９６を備えた平面視略Ｈ型のアーム９７と、当該アーム９７を昇降可能に支持するシリンダ９８と、このシリンダ９８をＹ軸方向に沿って移動可能に支持するＹ軸ロボット９９とにより構成されている。

次に、本実施形態におけるウエハ処理装置の全体的動作について説明する。

（ウエハマウント工程）
初期位置にあるマウント用テーブル２０の外側テーブル２１に、図示しない搬送ロボットによってリングフレームＲＦが載置されると、Ｘ及びＹ方向移動ピン４８、４９がシリンダ５１、５２を介して、リングフレームＲＦの外周縁（本実施形態ではオリエンテーションフラット部）をＸ及びＹ方向位置決め板４５、４６に突き当てる。これにより、リングフレームＲＦは、所定位置にセットされて吸着保持される。その後、ウエハＷが図示しない搬送ロボットによって内側テーブル２２に載置される。

次いで、図２に示されるように、マウント用テーブル２０は、移動手段２５を介してマウント開始直前位置に移動され、アライメント手段２３の駆動と、検出手段１２によるウエハＷの外周縁とＶノッチの検出により、アライメントが行われる。これにより、ウエハＷのＶノッチが所定方向に向けられた状態で、ウエハＷの中心位置がリングフレームＲＦの中心位置に一致される。

この後、マウント用テーブル２０が初期位置に向かって移動することで、マウントシート貼付ユニット１８が動作し、剥離シートＲＬからマウントシートＭＳを剥離しつつ当該マウントシートＭＳがプレスローラ３３による押圧力を受けてリングフレームＲＦとウエハＷの裏面に貼付されることとなる。なお、マウント用テーブル２０が初期位置に向かって移動するときであって、ウエハＷがマウントシートＭＳに覆われる前の段階で、検出手段１２によりウエハＷの外周縁Ｗｅと、リングフレームＲＦの移動方向後端側の外周縁部分との距離Ｌが検出され、当該検出データが制御手段１５に出力される。

マウント済みウエハＷは、反転装置９０によって吸着保持され、図２中二点鎖線で示されるように、アーム９３を上下に略１８０度反転し、接着シートＳが上面側となるように姿勢転換される。この状態で、マウント済みのウエハＷは、アーム９７に受け渡されて剥離手段１２側に移動され、Ｙ軸ロボット９９が図示しない移動機構を介して下降することで、当該マウント済みウエハＷが剥離用テーブル６０に載置される。

（接着シート剥離工程）
剥離用テーブル６０にマウント済みウエハＷが載置されると、リングフレームＲＦはマウント用テーブル２０上で行われた位置規制と同様の位置規制が行われる。そして、図３に示されるように、剥離用テーブル６０が剥離用テープ貼付ユニット５９の下方に移動する。このとき、検出手段１２によって検出された前記距離Ｌに基づいて、制御手段１５が剥離用テーブル６０を停止させる位置を特定する。つまり、図３中押圧ヘッド７２の左端位置がリングフレームＲＦの左端位置から距離Ｌ離れた位置で剥離用テーブル６０を停止させる。このとき、ウエハＷの外周縁Ｗｅに形成された面取り部を考慮して、距離Ｌよりも少し離れた位置に押圧ヘッド７２の左端が位置するように制御することが好ましい。この状態で、剥離用テープＰＴのリード端が保持チャック６２によって保持されて所定長さ引き出された後、押圧手段６４が下降して剥離用テープＰＴを接着シートＳに溶融接着することとなる。この際、押圧ヘッド７２の下端が接する位置は、ウエハＷの外周縁Ｗｅからはみ出した接着シートＳ部分を押圧することなく、確実にウエハＷの外周縁内に保たれる。従って、接着シートＳとマウントシートＳとが接着されてしまうような不都合は発生しない。

このようにして剥離用テープＰＴの接着が完了した状態で、剥離用テープが切断手段６５によって切断され、保持チャック６２と剥離用テーブル６０とがＸ軸方向に沿って相対移動することで接着シートＳをウエハＷから剥離することができる。なお、前記保持チャック６２が剥離用テープＰＴを引き出す動作等は、本出願人による特願２００８−１６７９４０号と実質同一である。

従って、このような実施形態によれば、ウエハＷの外周縁Ｗｅよりも外側に接着シートＳの外周側がはみ出している状態であっても、ウエハＷの外周縁位置を特定して剥離用テープＰＴを貼付する構成としたから、接着シートＳがマウントシートＭＳに不用意に接着してしまうことに起因したウエハの割れを防止することができる、という効果を得る。

以上のように、本発明を実施するための最良の構成、方法等は、前記記載で開示されているが、本発明は、これに限定されるものではない。
すなわち、本発明は、主に特定の実施形態に関して特に図示、説明されているが、本発明の技術的思想及び目的の範囲から逸脱することなく、以上説明した実施形態に対し、形状、位置若しくは配置等に関し、必要に応じて当業者が様々な変更を加えることができるものである。

例えば、前記実施形態では、マウントシート貼付ユニット１８の下方にマウント用テーブル２０が位置するときに、リングフレームＲＦの外周縁とウエハＷの外周縁Ｗｅとの距離Ｌを検出手段１２で検出するものとしたが、マウント用テーブル２０がワーク受取位置にあるときに前記距離Ｌを検出するようにしてもよい。また、前記距離Ｌは、リングフレームＲＦの内周縁とウエハＷの外周縁との距離であってもよい。

更に、移載装置９１は、ウエハＷがマウントされたリングフレームＲＦを吸着保持可能な多関節型ロボットによって行うようにしてもよい。

実施形態に係る半導体ウエハ処理装置の全体構成を示す概略平面図。 前記半導体ウエハ処理装置におけるマウント手段の概略正面図。 前記半導体ウエハ処理装置における剥離手段の概略正面図。 （Ａ）、（Ｂ）は従来の不都合を説明するための要部正面図。

符号の説明

１０ 半導体ウエハ処理装置
１１ マウント手段
１２ 検出手段
１３ 剥離手段
１５ 制御手段
１８ マウントシート貼付ユニット
２０ マウント用テーブル
２１ 外側テーブル
２２ 内側テーブル
２３ アライメント手段
Ｓ 接着シート
ＰＴ 剥離用テープ
Ｗ 半導体ウエハ
Ｗｅ 外周縁
ＲＦ リングフレーム
ＭＳ マウントシート

Claims (4)

1. 表面に保護用の接着シートが貼付された半導体ウエハの裏面側を上向きにしてリングフレームの内側に配置し、これら半導体ウエハとリングフレームとの上面側にマウントシートを貼付して一体化させるマウント手段と、前記リングフレームの所定位置から半導体ウエハの所定外周縁位置までの距離を検出する検出手段と、前記接着シートに剥離用テープを貼付して接着シートを剥離する剥離手段と、前記検出手段が検出した距離に基づいて前記剥離手段を制御する制御手段とを含み、
   前記制御手段は、前記距離に基づいて前記剥離用テープの貼付位置を特定して当該位置に剥離用テープを貼付するように剥離手段を制御することを特徴とする半導体ウエハ処理装置。
2. 前記マウント手段は、マウントシート貼付ユニットと、前記リングフレームを支持する外側テーブル及び半導体ウエハを支持する内側テーブルを含むマウント用テーブルと、内側テーブルを支持するとともに前記リングフレームに対する半導体ウエハの位置決めを行うアライメント手段とを備えていることを特徴とする請求項１記載の半導体ウエハ処理装置。
3. 前記検出手段が前記アライメント手段の検出手段を兼用することを特徴とする請求項１又は２記載の半導体ウエハ処理装置。
4. 表面に保護用の接着シートが貼付された半導体ウエハの裏面側を上向きにしてリングフレームの内側に配置する工程と、
   前記リングフレームの所定位置から半導体ウエハの所定外周縁位置までの距離を検出する工程と、
   前記半導体ウエハとリングフレームとの上面側にマウントシートを貼付して一体化させる工程と、
   前記距離に基づいて前記接着シートに対する剥離用テープの貼付位置を特定し、当該位置に剥離用テープを貼付して接着シートを剥離するする工程と、を有することを特徴とする半導体ウエハ処理方法。

Images