TWI505339B - 保護帶剝離方法及其裝置 - Google Patents

Description

保護帶剝離方法及其裝置

本發明係關於用以將保護半導體晶圓、電路基板及電子裝置(例如、LED(Light-emitting diode)、CCD(charge coupled device))等之基板的電路面用的保護帶予以剝離之保護帶剝離方法及其裝置，尤其是關於從將基板分割成既定形狀後之晶片元件剝離保護帶的技術。

半導體晶圓(以下、簡稱為「晶圓」)，於其表面上形成多個元件之後，於背面研削步驟研削晶圓背面。然後，於切割步驟切割成各元件。近年來，隨著高密度安裝之要求，具有將晶圓厚度從100μm薄化至50μm乃至比其更薄的傾向。

於是，在背面研削步驟晶圓薄化加工進行時，為了保護晶圓之電路面、對來自背面研削時之研削應力的晶圓保護、及對因背面研削而薄化之晶圓的補強，而於其表面貼附有保護帶。

另外，在背面研削步驟後，在藉切割帶將晶圓黏著保持於環形框架而構成之晶圓固定架上，藉由將剝離用之黏著帶貼附於此晶圓上之保護帶上而予以剝離，可與該黏著帶一體地將保護帶從晶圓表面剝離(參照日本國特開2006-165385號公報)。

然而，在該習知方法中存在有如下的問題。

亦即，在習知之保護帶剝離方法中，於剝離剝離帶時，因作用於剝離部位之拉力，會有不僅僅是保護帶，連薄化後之晶圓亦被拉起而產生翹曲的情況。在此種情況下，恐會造成晶圓之破損。

另外，即使黏著保持於切割帶上，在僅以切割帶對被薄化後之晶圓進行的補強中，仍無法充分地補強剛性下降之晶圓。因此，在將固定架運送至切割步驟之過程中，恐會產生晶圓容易受損的新問題。

本發明之目的在於，在不讓基板破損之下剝離保護帶。

為了達成上述目的，本發明係採用如下之構成。

一種保護帶剝離方法，係將貼附於基板表面之保護帶剝離的保護帶剝離方法，該方法包含以下過程：黏著力減低過程，係用以減弱貼附於晶片元件上之該保持帶的黏著力，該晶片元件係由貼附了該保護帶之狀態的基板分割成既定形狀而成；及剝離過程，係對該基板之整個表面進行吸附而將黏著力減弱之該保護帶從基板表面剝離。

根據此保護帶剝離方法，從背面研削步驟迄止於分割成晶片元件的步驟，均於基板表面貼附有保護帶，所以，基板得到補強。因此，可抑制在從背面研削處理後至切割處理為止的過程中容易產生的基板破損。

另外，因黏著力減弱之狀態下的保護帶被從晶片元件上剝離，所以，可避免從薄化後之大型基板剝離保護帶時容易產生之破損。亦即，貼附於晶片元件之保護帶的黏著面積比起黏著於整個基板表面之保護帶的面積小很多，所以，剝離時作用於晶片元件上的剝離應力顯著變小。因此，可防止晶片元件因剝離應力而造成破損。又，在本發明中，黏著力不限定於減弱之情況，亦包含減弱至消滅的情況。

另外，在該方法中，例如，在該黏著力減低過程中，使具備加熱器之吸附板抵接於具有熱發泡性黏著層的保護帶上並維持為吸附的狀態下進行加熱；在該剝離過程中，以吸附機構對因加熱發泡而減弱了黏著力之保護帶進行吸附而予剝離除去。

根據此方法，藉加熱熱發泡性之黏著層，來減弱黏著力。然後，藉吸附機構吸附保持保護帶，而從晶片元件剝離除去該保護帶。因此，可在不讓保護帶殘留於晶片元件上之下精度好地予以除去。

另外，在該方法中，在該黏著力減低過程中，使具備加熱器之吸附板抵接於以朝既定之單一軸向翹曲的方式所構成的保護帶，使該保護帶熱收縮，並隨著該熱收縮率增高而一面使吸附板上昇一面增大吸附力；在該剝離過程中，以該吸附板吸附保護帶而予剝離除去。

根據此方法，因為分割成與晶片元件相同形狀之保護帶有規則地朝單一軸向翹曲，所以，可抑制朝不同之方向翹曲時容易產生的保護帶之分散。另外，由於因應保護帶之熱收縮而使吸附板漸漸地上昇，所以，可抑制在晶片元件與吸附板之間翹曲的保護帶所作用於晶片元件的按壓力。同時，隨著熱收縮率增高，吸附板對保護帶的吸附力亦增大，所以，可一面有助於從晶片元件剝離保護帶，一面可確實地剝離除去保護帶。

另外，在該方法中，在該黏著力減低過程中，朝紫外線硬化型之保護帶照射紫外線；在該剝離過程中，以吸附板對因紫外線之照射而減弱了黏著力之保護帶進行吸附而予剝離除去。

根據此方法，藉由照射紫外線而使保護帶之黏著層硬化，以減弱黏著力。

又，在該方法中，在該黏著力減低過程中，使具備紫外線照射單元且具有穿透性之吸附板抵接於保護帶，在吸附該保護帶的狀態下照射紫外線。

根據此方法，一面以吸附板與晶片元件夾入及吸附保護帶，一面對保護帶照射紫外線。因此，可在不讓黏著力減弱之保護帶飛散之下確實地從晶片元件上剝離。

又，為了達成上述目的，本發明係採用如下之構成。

一種保護帶剝離裝置，係將貼附於基板表面之保護帶剝離的保護帶剝離裝置，該裝置包含以下之構成要素：吸盤，係用以吸附保持在貼附著該保護帶之狀態下分割成既定形狀的晶片元件所形成之該基板；黏著力減低裝置，係用以減弱該保護帶的黏著力；及剝離機構，係從晶片元件上剝離黏著力減弱之該保護帶。

根據此構成，在遍布於分割前之整個基板表面的晶片元件被吸盤所吸附保持之狀態下，吸盤表面之保護帶的黏著力被黏著力減低裝置減弱。然後，從晶片元件上剝離除去保護帶。

又，在該構成中，例如，該保護帶具有熱發泡性的黏著層，該黏著力減低裝置係加熱器者較為適宜。

另外，在該構成中，以該加熱器係埋設於吸附板中較為適宜。

根據此構成，可一面在以吸附板將保持於吸盤上之複數個晶片元件夾入的狀態下進行吸附，一面對其表面之保護帶進行加熱。因此，可在不讓因加熱而黏著力減弱之保護帶飛散之下立即吸附而予剝離除去。

另外，在該構成中，以該保護帶係以朝既定之單一軸向翹曲的方式構成，該黏著力減低裝置係加熱器較為適宜。

又，在該構成中宜更具備控制部，係使埋設有加熱器所建構的吸附板抵接於保護帶而使保護帶熱收縮，並隨著該熱收縮率增高而一面使吸附板上昇一面增大吸附力。

又，在該構成中，以該保護帶係紫外線硬化型之黏著帶，該黏著力減低裝置係紫外線照射單元較為適宜。

又，在該構成中，以該黏著力減低裝置更建構成於吸附板上具備該紫外線照射單元較為適宜。

為了說明本發明，雖圖示了現階段被認為是較佳的幾個形態，但想必應能理解本發明並不受圖示之構成及方法所限定。

以下，參照圖面說明本發明的一實施例。

於本實施例中，針對以半導體晶圓作為基板之例子進行說明。如第1圖所示，半導體晶圓W(以下、簡稱為「晶圓W」)，係在已貼附了保護晶圓上之電路圖案用的保護帶PT之狀態下實施背面研削處理及切割處理，而被分割成晶片元件CP。此複數個晶片元件CP係藉黏著帶DT(切割帶)黏著保持於環形框架f，而當作為晶圓固定架MF。

在此，保護帶PT係具有因為對帶基材加熱而發泡膨脹並會喪失黏著力之熱發泡性的黏著層者。

第2及第3圖顯示執行本發明之方法的保護帶剝離裝置之概略構成及保護帶剝離步驟。

該保護帶剝離裝置包括：匣載置部1，係用以載置將晶圓固定架MF隔以既定間距作多層地收容的晶圓匣C；第1運送機構3，係從晶圓匣C內運出晶圓固定架MF而載置於吸盤2上，並將剝離了保護帶PT之晶圓固定架MF收容於晶圓匣C內；帶剝離機構4，係從被分割成既定尺寸之晶片元件CP上剝離保護帶PT；及帶回收機構5，係回收從晶片元件CP上剝離之保護帶PT。以下，針對各構成具體說明如下。

如第4圖所示，匣載置部1具備：縱軌6，係連結固定於裝置框架上；及昇降台8，係沿著縱軌6，藉由馬達等之驅動機構7進行螺旋進給昇降。因此，匣載置部1係建構成將晶圓固定架MF載置於昇降台8上而進行間距進給昇降。

如第5及第6圖所示，第1運送機構3具備：活動台10，係沿著導軌9左右水平地移動，及夾片13，係藉固定承受片11及氣筒12進行開閉。固定承受片11與夾片13係以從上下挾持晶圓固定架MF之一端部的方式構成。另外，活動台10的下部連結於利用馬達14轉動之皮帶15。藉由馬達14之正反驅動而使活動台10左右往返移動。

如第7圖所示，吸盤2係以將晶圓固定架MF從背面側真空吸附之方式構成。另外，吸盤2係被支撐於一活動台17上，該活動台17係被支撐為可沿前後水平配置之左右一對軌道16前後滑行移動。活動台17係藉由以脈衝馬達18進行正反驅動之螺桿19而被進行螺旋進給驅動。亦即，吸盤2係可於晶圓固定架MF之取得位置與保護帶PT之剝離位置之間進行往返移動。

如第8圖所示，帶剝離機構4具備：活動台22，可沿縱向配置於縱壁20之背部的軌道21進行昇降；活動框23，係可調節高度地支撐於此活動台22上；及吸附板25，係安裝於從活動框23朝前方伸出之臂24的前端部。活動台22係藉馬達27之正反旋轉而可於螺桿26進行螺旋進給昇降。另外，吸附板25之下面係構成為真空吸附面，並於板內部埋設有加熱器28。又，帶剝離機構4相當於本發明之剝離機構。

如第2及第3圖所示，帶回收機構5係於臂31之前端部具有回收箱32，該臂31係從沿導軌29左右水平地移動之活動台30延伸出。另外，活動台30連結於利用馬達33轉動之皮帶34。藉由馬達33之正反驅動而可使活動台30左右往返移動。

其次，參照第9至第12圖，說明使用上述實施例裝置將保護帶PT貼附於晶圓W的表面之一連串的基本動作。

處於第2圖中之靠近中央的待機位置之第1運送機構3，移動至晶圓固定架MF之運出位置。第1運送機構3一面把持者使晶圓W之表面向上而多層地收容於晶圓匣C中的晶圓固定架MF進行後退，一面從晶圓匣C中運出該晶圓固定架MF。此時，吸盤2從帶剝離機構4之正下方的剝離位置移動至晶圓固定架MF之取得位置而進行待機。

第1運送機構3在待機位置停止後進行下降，並藉由開放夾片13而將晶圓固定架MF移載於吸盤2上。

吸盤2一面吸附保持晶圓固定架MF之整個背面，一面朝剝離位置移動。

如第9圖所示，當吸盤2到達剝離位置時，如第10圖所示，使帶剝離機構4動作而使吸附板25下降，對保持帶PT進行吸附。在此狀態下，加熱器28加熱吸附板25。隨著吸附板25之加熱，保護帶PT之黏著層發泡膨脹。其結果，黏著層之黏著力逐漸失去。

在此加熱過程中，第7圖所示之控制部35，係應於根據使用於保護帶PT之黏著層的種類、加熱溫度、加熱時間所預先決定之保護帶PT的厚度之變化，間歇性或連續地控制帶剝離機構4之上昇。亦即，藉由黏著層發泡膨脹而增加保護帶PT之厚度，以不會對夾入吸附板25與吸盤2之間的被薄化之晶片元件CP作用過度之按壓力乃至破損的方式，控制吸附板25之上昇。

當完成黏著層之加熱發泡處理時，如第11圖所示，吸附板25可在維持吸附保護帶PT之狀態下上昇至既定高度。此時，吸盤2在藉吸附板25把已從全部之晶片元件CP上剝離了保護帶PT之晶圓固定架MF吸附保持的狀態下，移動至晶圓固定架MF的交付位置。又，此時，帶回收機構5動作，使回收箱32從待機位置移動至剝離位置。

當吸盤2到達晶圓固定架MF之交付位置時，第1運送機構3之夾片13把持已結束處理的晶圓固定架MF而從吸盤2運出，並收容於晶圓匣C之原來位置。當完成收容時，昇降台8僅上昇既定間距，第1運送機構3運出新的晶圓固定架MF。

當回收箱32到達剝離位置時，如第12圖所示，吸附板25之吸附被解除，使從晶片元件CP剝離之全部的保護帶PT落下至回收箱32。

以上，完成一連串之動作，對收容於晶圓匣C內之所有晶圓固定架MF反覆地執行相同之處理。

根據上述構成，在背面研削處理後，被黏著保持於晶圓固定架MF之晶圓W，在附帶有保護帶PT而被直接施以切割處理的狀態下輸送至剝離步驟，所以，與以往之保護帶剝離後之晶圓固定架MF的處理相較下，成為可在補強了剛性之狀態下進行操作。其結果，可消除在從背面研削步驟迄至切割步驟的運送過程中容易產生的晶圓W之破損。

另外，因為將喪失了黏著力之狀態下的保護帶PT從晶片元件CP剝離，所以，還可避免從薄化後之大型晶圓W的全面剝離保護帶PT時容易產生之破損。亦即，由於貼附於晶片元件CP之保護帶的黏著面積比起黏著於整個晶圓表面之保護帶PT的面積小很多，所以，作用於晶片元件CP之剝離應力顯著減小。因此，可防止因剝離應力所造成晶片元件CP的破損或飛散。

本發明不限定於上述實施例，亦可依如下變化形態來實施。

(1)保護帶PT還可利用具備藉加熱而朝既定之單一軸向翹曲的熱收縮性黏著層之保護帶PT。

亦即，如第13圖所示，保護帶PT係由具有單一軸收縮性之收縮性薄膜層40、限制此收縮性薄膜層40之收縮的拘束層41、及黏著層42的積層體構成之自發捲繞性黏著片。

又，拘束層41係由收縮性薄膜層40側之彈性層43、及收縮性薄膜層40之相反側的剛性薄膜層44構成。

在收縮性薄膜層40方面，只要是至少於單一軸向具有收縮性的薄膜層即可，亦可由熱收縮性薄膜、藉光而顯現收縮性之薄膜、藉電刺激而收縮之薄膜等的任一薄膜所構成。又，收縮性薄膜層40可為單層，亦可為由二層以上構成之複數層。

拘束層41係用以限制收縮性薄膜層40之收縮，藉由產生反作用力，而使積層體整體產生力偶，形成引起捲繞之驅動力。另外，藉由拘束層41還可發揮抑制在不同於收縮性薄膜層40之主收縮方向之方向上的副收縮，並發揮讓即使說是單一軸收縮性但也不能說是完全相同的收縮性薄膜層40之收縮方向朝單一方向收斂的作用。因此，當對於積層片賦予促進收縮性薄膜層40之收縮的熱等的刺激時，對於拘束層41中之收縮性薄膜層40的收縮力之反作用力，則成為驅動力，使得積層片之邊緣部(第1端部或對向之第2端部)浮起，將收縮性薄膜層40側朝內，而從端部朝一方向或中心方向(通常為熱收縮性薄膜之主收縮軸方向)自發地捲繞而形成筒狀捲繞體。另外，藉由拘束層41，可防止因收縮性薄膜層40之收縮變形而產生的剪斷力被傳遞至黏著層42或晶片元件CP，所以，可防止晶片元件CP的破損或污染等。

彈性層43係由在收縮性薄膜層40之收縮時的溫度下容易變形的材料構成。例如，以橡膠狀態較為適宜。

剛性薄膜層44具有以下功能：對拘束層41賦予剛性或韌性，藉以對收縮性薄膜層40之收縮力產生反作用的力，進而產生捲繞所需之力偶。藉由設置剛性薄膜層44，在對收縮性薄膜層40賦予熱等之成為收縮原因的刺激時，積層片不會發生在途中停止或方向偏移而可平穩地自發捲繞，可形成形狀整齊之筒狀捲繞體。

在此情況下，分割成既定之晶片元件CP的大小之複數片保護帶PT，當藉由吸附板25進行加熱時，如第14圖所示，會從左右端朝上翹曲而被剝離。因此，與上述實施例相同，在加熱過程中，控制部35係因應於由使用於保護帶PT之黏著層的種類、加熱溫度、加熱時間所預先決定之保護帶PT的翹曲量，間歇性或連續地控制帶剝離機構4之上昇的方式構成。同時還被以增加吸附板25之吸附力的方式控制。

亦即，藉由保護帶PT翹曲而增加高度方向的距離，而以不會對夾入吸附板25與吸盤2之間的被薄化之晶片元件CP作用過度之按壓力乃至破損的方式，控制吸附板25之上昇。同時，以藉翹曲而不會使與吸附板25的接觸面積下降的方式，根據翹曲量來增加吸附板25之吸附力的方式控制。

根據此構成，只要是即使保護帶PT翹曲而增加了高度方向的厚度亦不會使晶片元件CP破損，則亦可防止因吸附不良而產生的保護帶PT之飛散。

(2)在上述實施例中，亦可利用紫外線硬化型之黏著帶作為保護帶PT。在此情況下，如第15圖所示，吸附板25係由具有透光性且在與各晶片元件CP對應之位置具有吸附孔的強化玻璃或壓克力板構成，並在抵接於保護帶PT之相反側配置紫外線照射用之螢光管36。又，紫外線照射用之螢光管36相當於本發明之紫外線照射單元。

另外，紫外線照射單元之構成不限定於螢光管，還可為紫外線照射用燈管、LED。在LED之情況，以二維排列與晶片元件CP相同數量之LED較為適宜。根據此構成，可對各晶片元件CP上之保護帶PT均勻地照射紫外線。

在此構成之情況，在將吸附板25抵接於保護帶PT而予吸附之狀態下對保護帶PT照射紫外線。當照射既定時間之紫外線而減弱了黏著力時，在吸附保護帶PT之狀態下使吸附板25上昇，藉此，可從所有之晶片元件CP一次全部剝離除去保護帶PT。

(3)在上述各實施例中，還可為如下構成。使吸盤2與吸附板25反轉，將成為向下的保護帶PT從下側以吸附板25吸附而予除去。

在此情況下，亦可藉由配置與吸附板25不同的吸附板，把從晶片元件CP剝離而位於吸附板25上之保護帶PT從上側以其他之吸附板吸附並予除去而實現。另外，亦可將吸附板25建構成反轉。

本發明只要未脫離其思想或實質內容，亦可實施其他之具體的形態，因此，本發明之範圍不是由以上之說明，而應參照附加之申請專利範圍。

W．．．半導體晶圓

PT．．．保護帶

CP．．．晶片元件

DT．．．黏著帶

MF．．．晶圓固定架

C．．．晶圓匣

F．．．環形框架

1．．．匣載置部

2．．．吸盤

3．．．第1運送機構

4．．．帶剝離機構

5．．．帶回收機構

8．．．昇降台

7．．．驅動機構

10．．．活動台

11．．．固定承受片

12．．．氣筒

13．．．夾片

17．．．活動台

18．．．脈衝馬達

19．．．螺桿

22．．．活動台

23．．．活動框

25．．．吸附板

28．．．加熱器

32．．．回收箱

35．．．控制部

40．．．收縮性薄膜層

41．．．拘束層

42．．．黏著層

43．．．彈性層

44．．．剛性薄膜層

第1圖為晶圓固定架之立體圖。

第2圖為保護帶剝離裝置之俯視圖。

第3圖為保護帶剝離裝置之前視圖。

第4圖為匣載置部之前視圖。

第5圖為第1運送機構之俯視圖。

第6圖為第1運送機構之前視圖。

第7圖為吸盤之前視圖。

第8圖為帶剝離機構之側視圖。

第9至12圖為實施例之保持台的動作說明圖。

第13圖為顯示變化例之保護帶的構成之剖視圖。

第14圖為顯示變化例之保護帶的剝離動作之說明圖。

第15圖為利用紫外線硬化型之保護帶的變形裝置之前視圖。

PT．．．保護帶

CP．．．晶片元件

DT．．．黏著帶

MF．．．晶圓固定架

F．．．環形框架

2．．．吸盤

25．．．吸附板

Claims (5)

1. 一種保護帶剝離方法，係將貼附於基板表面之保護帶剝離的保護帶剝離方法，該方法包含以下過程：黏著力減低過程，係藉由加熱來減弱貼附於晶片元件上之該保護帶的黏著力，該晶片元件係由將貼附了該保護帶之狀態的基板分割成既定形狀而成，該保護帶是以朝既定之單一軸向翹曲的方式構成；及剝離過程，係對該基板之整個表面進行吸附而將黏著力減弱之該保護帶從基板表面剝離；在該黏著力減低過程中，使具備加熱手段之吸附板抵接於該保護帶以使該保護帶熱收縮，並隨著該熱收縮率增高而一面使該吸附板上昇一面增大吸附力；在該剝離過程中，以該吸附板對該保護帶進行吸附而予以剝離除去。
2. 如申請專利範圍第1項之保護帶剝離方法，其中在該黏著力減低過程中，使具備該加熱手段之該吸附板抵接於具有熱發泡性黏著層的該保護帶並在維持著吸附的狀態下進行加熱；在該剝離過程中，以該吸附板對因加熱發泡而減弱了黏著力之該保護帶進行吸附而予以剝離除去。
3. 一種保護帶剝離裝置，係將貼附於基板表面之保護帶剝離的保護帶剝離裝置，該裝置包含以下之構成要素：吸盤，係將在貼附著該保護帶之狀態下分割成既定形狀的晶片元件所形成之該基板予以吸附保持，該 保護帶是以朝既定之單一軸向翹曲的方式構成；吸附板，係埋設有加熱手段，該加熱手段係藉由加熱來減弱該保護帶的黏著力；及剝離機構，係將黏著力減弱之該保護帶從晶片元件剝離；及控制部，係使該吸附板抵接於該保護帶而使該保護帶熱收縮，並隨著該熱收縮率增高而一面使該吸附板上昇一面增大吸附力。
4. 如申請專利範圍第3項之保護帶剝離裝置，其中該保護帶具有熱發泡性的黏著層，該加熱手段係加熱器。
5. 如申請專利範圍第4項之保護帶剝離裝置，其中該加熱器係埋設於該吸附板中而構成。