JP2016525280A - 研磨後の半導体ウエハからリング状の補強縁部を除去する装置 - Google Patents

Abstract

リング状の補強縁部（２）を研磨された半導体ウエハ（３）から除去するための装置（１）であり、弾性を備えたキャリアフィルム（４）と材料接合され、このキャリアフィルム（４）を介して環状のウエハフレーム（１１）に固定され、保持装置（７）を備え、この保持装置は、吸引開口部（９）を具備したサポート部（８）を、半導体ウエハ（３）をサポート部（８）のサポート面（１６）に保持するために備えており、及び補強縁部（２）をキャリアフィルム（４）から一体的に外すための手段として分離装置（６）を有している。損傷することなしに補強縁部をキャリアフィルム（４）から外すことができるよう、保持装置（７）がサポート部（８）を囲むクランプ装置（１０）を、ウエハフレーム（１１）及び／又はキャリアフィルム（４）を挟み込むために備えることが提案される。その際クランプ装置（１０）は、キャリアフィルム（４）を伸展するためにサポート部（８）と相互作用し、及び分離装置（６）は、分割工具（１２）をキャリアフィルム（４）と補強縁部（２）との間で動かすために分割工具（１２）を具備した工具ガイド（１３）を備えており、それによって、クランプ装置（１０）とサポート部（８）との相互作用によって伸ばされたキャリアフィルム（４）から補強縁部（２）を一体的に外すことができる。【選択図】図２

Description

本発明は、研磨後の半導体ウエハからリング状の補強縁部を除去する装置に関する。この補強縁部は弾性を備えたキャリアフィルムと材料接合されており、このキャリアフィルムを介して環状のウエハフレームに固定され、半導体ウエハを保持するための吸入開口部を具備したサポート部を有する保持装置と、補強縁部を半導体ウエハから及びキャリアフィルムから一体的に外すための手段を有する分離装置とを備えている。

研磨工程と分離工程によって半導体ウエハの裏面に残った補強縁部を除去するために、その上に半導体ウエハが積層されたキャリアフィルムに衝撃を加える方法が、従来技術から公知である（特許文献１）。これにより補強縁部とキャリアフィルムとの間の接着部が軟化し、その結果として補強縁部をキャリアフィルムから一体的に引き外すことが可能になる。しかし不都合には、このような衝撃負荷により、周知のように直接補強縁部とつながっている活性ウエハ面の範囲にもショックが伝わってしまう。したがって、半導体構造を備えた活性ウエハ面を損傷する危険が比較的高い。このことは、研磨工程によってその厚さが減じられてウエハ厚を１５０μｍより薄くすることが可能な半導体ウエハの場合、特に当てはまる。

特許文献２には、リング状の補強縁部を外す方法が開示されている。ここではウエハフレームのキャリアフィルムに下からＵＶ光を照射して接着力が減じられるか、又は材料結合が軟化される。好ましくないことには、これによってこの周囲範囲及び半導体ウエハの活性ウエハ面の範囲も軟化され、それによって補強縁部を外す際に不都合にも活性ウエハ面が一緒に外れてしまうことを見込まなければならない。補強縁部を外す際に補強縁部と半導体ウエハとの間に差し込まれたフィルムが跳ね返ってくることを見込んでおく必要があるため、さらに懸念が生じる（特許文献２：図１５Ｂ参照）。

独国特許出願公開第１０２０１０００７７６９Ａ１号明細書 米国特許出願公開第２０１０００５５８７７Ａ１号明細書

したがって本発明の課題は、損傷なしに研磨後の半導体ウエハの活性ウエハ面から補強縁部を除去できるよう、冒頭に挙げた補強縁部の除去装置の構造を変更することである。加えてこの装置は構造的に単純に形成される。

本発明の課題は、保持装置が、ウエハフレーム及び／又はキャリアフィルムを挟み込むための、サポート部を囲むクランプ装置を備え、その際、キャリアフィルムを伸展するために、クランプ装置がサポート部と相互作用し、分離装置が、分割工具をキャリアフィルムと補強縁部との間で動かすための分割工具を備えた工具ガイドを有しており、クランプ装置とサポート部との相互作用によって伸展されたキャリアフィルムから補強縁部を一体的に外すことによって解決される。

保持装置がウエハフレーム及び／又はキャリアフィルムを挟み込むためのサポート部を囲むクランプ装置を備えており、その際キャリアフィルムを伸展するためにクランプ装置がサポート部と相互作用すると、キャリアフィルムは、補強縁部の取り外しに対して特に有利に準備される。すなわちクランプ装置とサポート部との相互作用によって伸展されたキャリアフィルムは、補強縁部とキャリアフィルムとの間の接着部内にせん断荷重をもたらし、それによって接着部が軟化され得る。しかし接着部の軟化は、従来技術とは異なりショックなしで行われ、それによって有利には半導体ウエハの活性ウエハ面上の半導体構造の損傷を回避することができる。しかし本発明は特に、弾性のあるキャリアフィルムが伸展されたことにより、縁部応力ピークを高めて形成できることにより優れている。この縁部応力ピークは、サポート部を囲むクランプ装置により補強縁部周囲に均等に配置される。これにより、キャリアフィルムと補強縁部との間で分割工具を動かすための分割工具付き工具ガイドを分離装置が備えていると、補強縁部を機械的に外すか又は持ち上げて外すための有利な前提条件が作り出せる。したがって分割工具は、補強縁部の範囲に当てがわれる。この範囲では接着結合が著しく軟化しており、それによって分割工具をキャリアフィルムと補強縁部との間に簡単に挿入できるだけでなく、補強縁部の破損も避けられる。本発明においては、これにより補強縁部の一体的な除去が保証され得る。加えて、クランプ装置とサポート部の相互作用によって伸展されたキャリアフィルムが、低振動での補強縁部除去に寄与し、これによって半導体ウエハの半導体構造の損傷を回避できる。さらに、切りくずの出ない分割工具を使用することで、装置における構造的な無駄を最小限にできる。

一般に、キャリアフィルムを伸展するためのサポート部を囲むクランプ装置は、例えばキャリアフィルムのところで引っ張ることで、相互作用が可能であると言われている。この引張荷重は、例えばキャリアフィルム及び／又はウエハフレームをクランプ装置のところで吸引することで、又は機械的なガイド部を、弾性を備えたキャリアフィルム内に通すことで可能であり、このガイド部を使ってキャリアフィルムの一部分及び／又はウエハフレームが、フィルム／フレームの位置で、サポート部に対してずらされる。

保持装置がクランプ装置とサポート部との間にガイド部を有している場合、装置における構造関係は単純素化できる。すなわち、これによりクランプ装置によって保持されているキャリアフィルム及び／又は保持されているウエハフレームが開始位置からクランプ位置に移行され得、クランプ装置と補強縁部との間でキャリアフィルムを伸展するためにこのことが利用できる。加えて、これによって材料接合がキャリアフィルムとクランプ装置との間で確実に軟化でき、このことを装置の安定性を高めるために使用できる。構造的に簡単に外せるよう、ガイド部は直線ガイド部として仕上げられてよく、ここではガイド路に沿って側部安定性が高められた燕尾状ガイド部が優れている。

キャリアフィルムと補強縁部との間の材料接合で殻上に荷重をかけるために、ガイド路がサポート部のサポート面に対して傾斜して伸びている場合、キャリアフィルムの伸展と並んで、材料接合の軟化が達成される。キャリアフィルムは、それによって補強縁部から実際に引き抜かれ、その際均等な負荷が補強縁部又はキャリアフィルムで確認でき、この均等な負荷はこの手順工程においてサポート部周囲に伸展したキャリアフィルムによって生じる。半導体ウエハの活性ウエハ面の損傷は、これによって回避できる。好ましくはサポート部に対して垂直に伸びるガイド路が、装置における構造的な無駄をさらに低減し得る。

ガイド部がクランプ装置を、サポート面と平らな開始位置から、サポート面に対して戻されたクランプ位置へと運動自在に支承されている場合、キャリアフィルム又はウエハフレームをつかむためのクランプ装置への要求が減らされ得る。加えて、戻されたクランプ位置は、補強縁部から戻ったキャリアフィルムが分割工具の運動自在性を実現できることにより、分割工具におけるガイド関係を単純化するよう働く。

キャリアフィルム及び／又はウエハフレームは、安定的かつ構造的に単純に、クランプ装置とその吸入開口部を介して不動に接続され得る。

保持装置と分割工具との間に自在軸受が備えられている場合は、保持された半導体ウエハがキャリアフィルム及びウエハフレームと共に回転することで、比較的細い分割工具が補強縁部を持ち上げて外すために十分であり得るという、構造的な単純化が分割工具の範囲に生じる。

自在軸受の回転軸が工具ガイドのガイド軸に対して傾斜して、特に垂直に伸びている場合に、単純化した構造関係が得られる。加えて、このような工具ガイドは、特に有利には、分割工具によってキャリアフィルムを実質的に補強縁部から剥ぎ取ることによって、補強縁部とキャリアフィルムとの間の分離効果を可能にする。補強縁部への機械的な負荷は、これによって最小限に抑えられ、そのことが補強縁部を一体的に除去することに役立ち得る。

装置の構造的な要求を減じるために、好ましくは分割工具がウェッジカット部を、特に刃又は刀として有している。

キャリアフィルムと補強縁部との間の材料接合は、分離装置が補強縁部に向けられた放射源を備えることで、さらに軟化することが可能であり、この放射源は、キャリアフィルムと補強縁部との間の材料接合を柔らかくする。ＵＶ放射源は、ここでは特に優れていると考え得る。

補強縁部への放射源の放射を制限するために、放射源に絞りを後付けすることで、半導体構造を構造的に単純な方法で保護することが可能である。

有利には、補強縁部をキャリアフィルムから外しやすくするために、サポート部は半導体ウエハをキャリアフィルムのところで吸引してよい。

サポート部の吸引口は補強縁部内側に周りを囲むように環状に配置されると、分離工程において補強縁部を簡単に外すことができる。すなわち、周りを囲む吸引開口部は、ある種の固定エッジ部を形成してよく、このエッジ部から外すべき補強縁部が取り外され得る。

図には、例として発明の対象が実施例を使って詳細に説明されている。

半導体ウエハ、弾性を備えたキャリアフィルム及びウエハフレームを備えた装置の、部分的に切り取った側面図である。 図１の詳細図である。 クランプ装置１０の位置が変更された図１の詳細図である。 半導体ウエハ、弾性を備えたキャリアフィルム及びウエハフレームを備えた装置の平面図である。

図１により例示された、研磨された半導体ウエハ３からリング状の補強縁部２を除去するための装置１は、弾性を備えたキャリアフィルム４によって識別でき、キャリアフィルムの上には半導体ウエハ３が積層されているか又はキャリアフィルムが半導体ウエハ３と材料接合されている。図２ではさらに識別しやすいが、補強縁部２がすでに半導体ウエハ３の活性ウエハ面５から分離されている。このような分離工程は、例えばレーザー切断によって行われる。補強縁部２は、詳細には図示していない半導体構造を備えている活性ウエハ面５を薄くするため、基本的に研磨工程によって半導体ウエハ３の裏側に形成される。安定化のために研磨工程で残された補強縁部２は、半導体ウエハ３をさらに加工できるようにするため、ここでキャリアフィルム４から除去されなければならない。しかしこの除去は、分離装置６がその手段によって補強縁部２を一体的にキャリアフィルム４から外すか又は持ち上げて外す場合に、活性ウエハ面５が損傷されないように進行しなければならない。それに加えて、この手順工程では、保持装置７により半導体ウエハ３がサポート部８上に吸引開口部９を使って保持され、及びそれによってキャリアフィルム４の振動に敏感に反応するという困難が生じる。

高い無損傷性を達成するため、本発明はクランプ装置１０付き保持装置７を備えることを提示する。この装置はサポート部８を囲み、キャリアフィルム４が伸展するようにキャリアフィルム４を挟み込む。このことは、フィルムをクランプ装置１０のところでへ引っ張るクランプ装置１０が、同様に吸引開口部９を備えていることにより、キャリアフィルム２を引っ張ることで達成される。詳細には図示していないが、クランプ装置１０がそのクランプ力を、代替的に又は追加的にウエハフレーム１１に伝え、このウエハフレームにキャリアフィルム４が固定され伸展されることが想像できる。補強縁部２とキャリアフィルム４との間の材料接合は、これによって著しく軟化する。これに加えてさらにキャリアフィルム４が持つ弾性という性質、及びそれによって接着部に生じる縁部応力ピークが考慮される。したがって分離装置６は、補強縁部２が一体的にキャリアフィルム３から外すために、キャリアフィルム４と補強縁部２との間に案内された分割工具１２によって振動なしで挿入され得る。この、図２で部分的に示された工具ガイド１３は、その工具ホルダー１４で識別できる。この補強縁部２は、これにより半導体ウエハから危険なく除去され得、その際にさらに分割工具１２を使用することで構造的に簡単な装置１がもたらされる。

一般に、ウエハフレーム１１は、クランプされたキャリアフィルムと共にしばしば「フィルムフレーム（Ｆｉｌｍ−Ｆｒａｍｅ）」と呼ばれ、これが半導体ウエハ３のキャリアの役目を果たすと言われている。

キャリアフィルム４の伸展は、クランプ装置１０サポート部８との間でガイド部４を使用することで達成され、これらのガイド部１４は直線スライドガイド部として仕上げられている。ガイド部１４のガイド路１５は、サポート部８のサポート面１６に対して垂直に伸び、それによってクランプ装置１０がサポート面１６に対して戻されたクランプ位置２８に動くことができ、このことは図２で詳細が見て取れる。このクランプ位置２８では、サポート面１６と平らな開始位置１７を基点としてクランプ装置１０が垂直に移動することができるよう、キャリアフィルム４は少なくともクランプ装置１０と補強縁部２との間で伸びるか又は伸展される。クランプ装置１０の開始位置１７は、図３に詳しく示されている。

補強縁部２は、補強縁部２が回転運動１８によって分割工具１２に対してずらされることにより、キャリアフィルムから均等に外され得る。このために、保持装置７と分割工具１２又はその工具ガイド１４との間に自在軸受１９が備えられている。自在軸受１９の回転軸２０は、工具ガイド１４のガイド部軸２１に対して垂直に伸び、それによって分割工具１２のウェッジカット部が、吊り具の形で、補強縁部２をキャリアフィルム４から持ち上げて外す。分割工具１２は、このために刃２３の形で仕上げられている。

図１に示されたように、分離装置７には紫外線を放出する放射源２４（ＵＶ放射源）が配置されている。この放射源２４は、補強縁部２に向けられており、キャリアフィルム４と補強縁部２との間の材料接合を柔らかくする。補強縁部２のキャリアフィルム４からの機械的な剥離は、これによって達成され得る。

半導体ウエハ３の活性ウエハ面５の半導体構造の保護のために、放射源２４には絞り２５が後付けされており、この絞りが放射源２４による半導体ウエハ３の補強縁部２への放射２６を制限する。

半導体ウエハ３は、キャリアフィルム４を介してサポート部８に吸引される。このようにして、保持装置７に起因する損傷が避けられる。そのうえ、サポート部８の吸引開口部９は、補強縁部２の内側２７を囲み、閉じた輪郭を形成する。この輪郭は、活性ウエハ面５を保護するだけでなく、固定エッジ部２９又はリフトエッジ部として機能し、補強縁部２を外すために機能する。このエッジ部は図４で確認できる。

一般に、吸引開口部９は、サポート部８に配置された開口部であってよく、及び／又は環状に形成されてよいと言われている。

図４で、半導体ウエハ、弾性を備えたキャリアフィルム及びウエハフレームなしで示された装置１にはさらに、サポート部８のサポート面１６が識別できる。このサポート面１６は、外側へずらされた吸引開口部９と共に、クランプ装置１０に続いている。サポート部８及びクランプ装置１０の吸引開口部９は、環状に仕上げられている。

Claims (12)

1. リング状の補強縁部（２）を研磨された半導体ウエハ（３）から除去するための装置であって、該半導体ウエハは弾性を備えたキャリアフィルム（４）と材料接合され、及び前記キャリアフィルム（４）を介して周りを囲むウエハフレーム（１１）に固定され、保持装置（７）を備えており、該保持装置が前記半導体ウエハ（３）を前記サポート部（８）のサポート面（１６）に保持するために吸引開口部（９）を具備したサポート部（８）を備え、および前記補強縁部（２）を前記キャリアフィルム（４）から一体的に外す手段を含む分離装置（６）を備えた装置において、前記保持装置（７）が、前記ウエハフレーム（１１）及び／又は前記キャリアフィルム（４）を挟み込むための前記サポート部（８）を囲む、クランプ装置（１０）を備え、その際前記クランプ装置（１０）は、前記キャリアフィルム（４）の伸展のために前記サポート部（８）と相互作用し、前記分離装置（６）が、クランプ装置（１０）とサポート部（８）との相互作用によってキャリアフィルム（４）から補強縁部（２）を一体的に外すために、分割工具（１２）をキャリアフィルム（４）と補強縁部（２）との間で動かすための分割工具（１２）を具備する工具ガイド（１３）を備えていることを特徴とする、装置。
2. 前記保持装置（７）が、前記キャリアフィルム（４）を伸展するために、クランプ装置（１０）とサポート部（８）との間に備えられたガイド部（１４）、特に直線ガイド部を有することを特徴とする、請求項１に記載の装置。
3. ガイド路（１５）が、キャリアフィルム（４）と補強縁部（２）との間の前記材料接合で殻に負荷をかけるために、前記サポート部（８）の前記サポート面（１６）に対して特に垂直に傾斜して伸びていることを特徴とする、請求項２に記載の装置。
4. 前記ガイド部（１４）が前記クランプ装置（１０）を、前記前記サポート面（１６）と平らな開始位置（１７）から、サポート面（１６）に対して戻されたクランプ位置（２８）に可動に支承され得ることを特徴とする、請求項２又は３に記載の装置。
5. 前記クランプ装置（１０）がキャリアフィルム（４）及び／又は前記ウエハフレーム（１１）を吸引するための吸引開口部（９）を備えていることを特徴とする、請求項１〜４のうちのいずれか一項に記載の装置。
6. 保持装置（７）と分割工具（１２）との間に自在軸受（１９）が備えられていることを特徴とする、請求項１〜５のうちのいずれか一項に記載の装置。
7. 前記自在軸受（１９）の回転軸（２０）が工具ガイド（１３）のガイド部軸（２１）に対して傾斜して、特に垂直に伸びていることを特徴とする、請求項６に記載の装置。
8. 前記分割工具（１２）がウェッジカット部（２２）を備え、特に刃（２３）又は刀として仕上げられていることを特徴とする、請求項１〜７のうちのいずれか一項に記載の装置。
9. 前記分離装置（６）が、キャリアフィルム（４）と補強縁部（２）との間の前記材料接合を柔らかくするために、前記補強縁部（２）に向けられた放射源（２４）を備えていることを特徴とする、請求項１〜８のうちのいずれか一項に記載の装置。
10. 前記放射源（２４）が、前記前記放射源（２４）の前記補強縁部（２）への放射（２６）を制限するために絞り（２５）後付けされていることを特徴とする、請求項９に記載の装置。
11. 前記サポート部（８）が、前記半導体ウエハ（３）をキャリアフィルム（４）のところで吸引することを特徴とする、請求項１〜１０のうちのいずれか一項に記載の装置。
12. 前記サポート部（８）の前記吸引開口部（９）が前記補強縁部（２）の前記内側（２７）に周りを囲むように環状に配置されていることを特徴とする、請求項１〜１１のうちのいずれか一項に記載の装置。

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