JP4381860B2 - 補強半導体ウエハに固定された補強板の分離方法およびその装置 - Google Patents
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Description
本発明は、両面粘着シートを介して補強板が固定されている補強半導体ウエハから補強板を分離する方法および当該方法に用いる装置に関する。
従来より、半導体ウエハの薄型加工方法としては、例えば、研削方法、研磨方法（ＣＭＰ）およびエッチング方法といった機械的方法または化学的方法が知られている。これらの方法では、いずれも配線パターンが形成された半導体ウエハ表面に保護テープを貼付け、配線パターンの保護と半導体ウエハの固定を行った後、半導体ウエハの裏面を薄型加工する方法が一般的に採用されている。
しかし、半導体ウエハの薄型加工化が進むに従って、半導体ウエハの強度と剛性力が低下してしまう。その結果、半導体ウエハの強度低下による半導体ウエハの破損や剛性力低下による半導体ウエハの反りが発生する。このような状況下、半導体ウエハの取扱いには十分な注意が必要となるが、半導体ウエハの取扱いに十分な注意を払ったとしても半導体ウエハがしばしば破損し、歩留まりが低下するといった問題がある。さらに、薄型加工化による半導体ウエハの強度と剛性力の低下により、ウエハキャリア等による移送処理も不可能となり、作業性が低下するという問題がある。
これらの問題に対して、パターン形成された半導体ウエハの表面に、両面粘着シートを介して補強板を固定した補強半導体ウエハの裏面を薄型加工する方法が提案されている（特許文献１）。また当該方法では半導体ウエハの薄型加工処理後に補強板を分離するのが容易であることから、熱や紫外線等の外部エネルギーにより剥離する剥離粘着型の両面粘着シートを用いることが提案されている。上記剥離粘着型の両面粘着シートは、例えば、熱による剥離作用は加熱による粘着層の発泡によって補強板の分離が開始する。紫外線による剥離作用は紫外線照射による粘着層の硬化によって補強板の分離が開始する。また前記外部エネルギーは、補強板を分離するにあたって剥離粘着型の両面粘着シートの全面に付与している。
特開２００２−７５９３７号公報
しかし、前記方法を、大口径の半導体ウエハを用いた補強半導体ウエハに適用する場合には、補強板を分離するにあたって両面粘着シートの全面に均一に外部エネルギーを付与できないため、半導体ウエハの全面で均一な剥離性を付与することが困難である。すなわち、大口径の半導体ウエハを用いた補強半導体ウエハでは、半導体ウエハ全面に外部エネルギーを付与できないため、外部エネルギーにより分離が開始する部分と外部エネルギーが十分に与えられずに分離が開始しない部分とが生じる。これらの剥離性の異なる部分間では両面粘着シートの変形境界が生じ、その部分が環状になると変形による歪みの回避が困難となって半導体ウエハが割れてしまうといった問題があった。
本発明は、このような事情に鑑みてなされたものであって、剥離性粘着層を有する両面粘着シートを介して補強板が固定されている補強半導体ウエハから、半導体ウエハを破損することなく、補強板を分離することができる方法を提供することを目的とする。また本発明は当該方法に用いる装置を提供することを目的とする。
本発明者らは前記課題を解決すべく鋭意検討を重ねた結果、以下に示す方法により前記目的を達成することができることを見出し、本発明を完成するに到った。
すなわち本発明は、半導体ウエハ表面に、少なくとも片面に剥離性粘着層を有する両面粘着シートの剥離性粘着層が貼付けられており、前記両面粘着シートのもう一方の粘着層には補強板が固定されている補強半導体ウエハから、前記両面粘着シートの剥離性粘着層の剥離作用により両面粘着シートとともに補強板を分離する方法であって、
前記補強板の分離は、半導体ウエハの任意端部から当該任意端部以外の端部に向けて行なうことを特徴とする補強半導体ウエハに固定された補強板の分離方法、に関する。
前記補強板の分離は、半導体ウエハの任意端部から当該任意端部以外の端部に向けて行なうことを特徴とする補強半導体ウエハに固定された補強板の分離方法、に関する。
上記方法によれば、補強半導体ウエハからの補強板の分離にあたり、半導体ウエハの任意端部から他の端部に向けて両面粘着シートの剥離性粘着層の剥離作用を徐々に発揮させている。これにより、補強板の分離開始から最終的な剥離までの間に、両面粘着シートの剥離箇所において剥離性の異なる部分が生じることはないため、半導体ウエハが大口径であり、また薄型加工されたものであっても、破損することなく補強板を分離することができる。
上記補強半導体ウエハに固定された補強板の分離方法において、補強半導体ウエハは、前記補強板を固定した状態で半導体ウエハの裏面に薄型加工が施されたものへの適用が好適である。補強半導体ウエハは、半導体ウエハの表面に両面粘着シートを介して補強板が固定されているので、半導体ウエハの裏面研削により半導体ウエハを薄型化しても、補強板により半導体ウエハに強度と剛性が付与されており、薄型加工工程における半導体ウエハの破損や反りの発生を抑制することができる。そのため、薄型加工を施した場合にも半導体ウエハの取扱いが容易であり、またウエハキャリア等による移送処理も容易であり、作業性がよい。
上記補強半導体ウエハに固定された補強板の分離方法において、前記補強板の分離は、半導体ウエハの任意端部から直線状に行なうことが好ましい。剥離性粘着層の作用を直線状に任意端部から他の端部へと徐々に発揮させることにより、補強板を容易に分離することができる。
上記補強半導体ウエハに固定された補強板の分離方法において、両面粘着シートは、剥離性粘着層が、熱剥離型粘着層を有するものが好ましい。熱剥離型粘着層を有する熱剥離型両面粘着シートは、加熱により半導体ウエハ表面から補強板を簡単確実に取り除くことができる。
上記補強半導体ウエハに固定された補強板の分離方法において、両面粘着シートは、剥離性粘着層が、紫外線剥離型粘着層を有するものが好ましい。紫外線剥離型粘着層を有する紫外線剥離型両面粘着シートは、紫外線照射により半導体ウエハ表面から補強板を簡単確実に取り除くことができる。なお、紫外線剥離型両面粘着シートを用いる場合には、紫外線剥離型粘着層を硬化できるように、補強板は透明なものを用いるのが好ましい。
また本発明は、前記補強半導体ウエハに固定された補強板の分離方法に用いる装置であって、補強半導体ウエハを固定する機構と、補強半導体ウエハの任意端部から直線状に剥離性粘着層の剥離作用を発揮する外部エネルギーを付与する機構と、を有することを特徴とする補強半導体ウエハに固定された補強板の分離装置、に関する。かかる装置は、補強半導体ウエハの任意端部から直線状に外部エネルギーを付与でき、剥離性粘着層の剥離作用を端部から徐々に発揮させて、補強半導体ウエハの端部から補強板を半導体ウエハの破損なく、容易に分離することができる。
また本発明は、前記補強半導体ウエハに固定された補強板の分離方法に用いる装置であって、補強半導体ウエハを固定する機構と、補強半導体ウエハの任意端部から直線状に加熱する機構と、を有することを特徴とする補強半導体ウエハに固定された補強板の分離装置、に関する。かかる装置は、両面粘着シートの剥離性粘着層が、熱剥離型粘着層の場合に用いられ、補強半導体ウエハの任意端部から直線状に加熱して、補強半導体ウエハの端部から補強板を半導体ウエハの破損なく、容易に分離することができる。
また本発明は、前記補強半導体ウエハに固定された補強板の分離方法に用いる装置であって、補強半導体ウエハを固定する機構と、補強半導体ウエハの任意端部から直線状に紫外線照射する機構と、を有することを特徴とする補強半導体ウエハに固定された補強板の分離装置、に関する。かかる装置は、両面粘着シートの剥離性粘着層が、紫外線硬化型粘着層の場合に用いられ、補強半導体ウエハの任意端部から直線状に紫外線照射して、補強半導体ウエハの端部から補強板を半導体ウエハの破損なく、容易に分離することができる。
以下、本発明の補強半導体ウエハに固定された補強板の分離方法について、その好ましい実施形態について、図面を参酌しながら説明する。
図１は、両面粘着シートを介して補強板が固定されている補強半導体ウエハの裏面に薄型加工を施したものである。
図１（Ａ）の半導体ウエハ１はその表面１ａに配線パターンが形成されたものであり、その反対面に裏面１ｂを有する。表面１ａに形成される配線パターンは、常法に従って、所望のパターンが形成されている。半導体ウエハ１の口径は、特に制限されないが、大口径のウエハでは、相対的にウエハ厚が薄くなるためその適用が好適である。具体的には直径２００ｍｍ以上、さらには直径３００ｍｍ以上の大口径のウエハへの適用が好適である。
上記半導体ウエハ１の表面１ａには、図１（Ｂ）のように、両面粘着シート２が貼り付けられる。両面粘着シート２は、半導体ウエハに貼付ける側には剥離性粘着層２ｂ1を有し、もう一方の粘着層２ｂ2には補強板を固定するための粘着層２ｂ2を有し、粘着層２ｂ2には離型シート２ｃを有している。かかる両面粘着シート２は、半導体ウエハ１と同じ形状に打ち抜かれたラベル状のものを離型支持シート上に支持されたものから剥がし、半導体ウエハ１と位置合わせを行って貼り付けられる。当該両面粘着シートの貼付け工程では、通常、半導体ウエハ１は固定されている。通常は、チャックテーブル上に固定される。
なお、貼り付け工程で用いる両面粘着シートは、半導体ウエハと同じ形状に打ち抜かれたラベル状である必要はなく、シート状でもよい。その場合、両面粘着シートは半導体ウエハに貼付けた後に半導体ウエハの形状にカットする。
両面粘着シート２としては、従来より両面粘着シートの基材として使用されているものを特に制限なく使用することができる。たとえば、基材２ａとしては、たとえば、ポリエチレンテレフタレート、ポリエチレン、ポリスチレン、ポリプロピレン、ナイロン、ウレタン、ポリ塩化ビニリデン、ポリ塩化ビニルなどの一軸または二軸延伸フィルム等があげられる。基材２ａの厚さは、通常３０〜２００μｍ程度である。
粘着層２ｂ1、２ｂ2を形成する粘着剤としては、アクリル系、ゴム系、シリコーン系、ポリビニルエーテル等の各種粘着剤があげられる。半導体ウエハ表面１ａに貼り付ける剥離性粘着層２ｂ1には、薄型加工処理後に半導体ウエハ表面１ａとの接着力を低下させることができる剥離性粘着剤が用いられる。当該粘着剤としては紫外線硬化型粘着剤、熱発泡型粘着剤等があげられる。これらのなかでも、熱発泡型粘着剤が、剥離が容易であり好ましい。
なお、粘着層２ｂ2は剥離性粘着層でなくてもよく、また粘着層２ｂ1と同様の剥離性粘着層を用いることができる。粘着層２ｂ2として剥離性粘着層を用いた場合には、図２（Ｃ）において、半導体ウエハ１から補強板３を分離後に、補強板３との接着力を低下させることができ、補強板３の再利用を容易に行なうことができる。ただし、粘着層２ｂ1、２ｂ2のいずれも剥離性粘着剤を用いる場合には、粘着層２ｂ1よりも後工程で剥離される粘着層２ｂ2には粘着層２ｂ1より剥離条件の厳しいもの（たとえば、熱発泡型粘着剤ではより高温で熱発泡するようなもの）を用いるのが好ましい。粘着層２ｂ1、２ｂ2の厚さは、通常２０〜２００μｍ程度である。熱剥離型粘着シートとしては、たとえば、日東電工（株）製のリバアルファ（商品名）を例示できる。
次いで、離型シート２ｃを剥がし、図１（Ｃ）のように、粘着層２ｂ2上に位置合わせを行った補強板３を貼り合わせて補強半導体ウエハを作製する。上記方法の他に、補強半導体ウエハは、両面粘着シートを補強板に貼り合わせ、これを半導体ウエハ表面１ａに貼り合わせることにより作製することもできる。
補強板３は、半導体ウエハ１の補強ができる材料であれば特に制限されない。たとえば、ガラス、金属、硬質プラスチックや、半導体ウエハと同質材料のものがあげられる。これらのなかでも半導体ウエハと同質材料のものが半導体ウエハ１の破損を抑えるうえで好ましい。また補強板３の形状、大きさ等は、半導体ウエハ裏面１ｂに薄型加工処理できるものであれば特に制限されないが、図１（Ｃ）のように半導体ウエハ１と同サイズのものが好ましく用いられる。補強板３の厚さは、通常３００〜３０００μｍ程度、さらには５００〜１０００μｍのものが好ましい。
図１では、チップ状に小片化されていない半導体ウエハの場合を例示したが、半導体ウエハはチップ状に小片化されたものであっても本発明は適用できる。
なお、上記図１（Ｂ）における両面粘着シート２と半導体ウエハ１との位置合わせ、および図１（Ｃ）における半導体ウエハ１と補強板３との位置合わせは、画像認識装置により行い、正確な位置を認識して現在の位置関係との差異分を補正することで行なうことができる。
図１（Ｄ）では、半導体ウエハ１の位置を上下反転し、補強板３をチャッキングして半導体ウエハ裏面１ｂの薄型加工を行っている。薄型加工は、常法を採用できる。薄型加工機４としては、研削機（バックグラインド）、ＣＭＰパッド等があげられる。薄型加工は、半導体ウエハ１が所望の厚さになるまで行われる。
次に、本発明の補強半導体ウエハに固定された補強板の分離方法の工程図を図２に示す。また、図２（Ａ）、（Ｂ）については、工程図の右側に上面からの図を示す。図２は、図１（Ｄ）において得られた、半導体ウエハ１の裏面が薄型加工された補強半導体ウエハを用いた場合を例示している。図２（Ａ）では、薄型加工処理が完了した補強半導体ウエハは、図１（Ｄ）とは半導体ウエハ１の位置を上下反転して、補強板３側を上面にした姿勢で固定機構５に保持されている。固定機構５としては、特に制限されないが、たとえば、真空または静電気等により吸着固定するチャックテーブルが用いられる。
次いで、図２（Ａ）に示すように、半導体ウエハ１の任意端部ｅ1から、図２（Ｂ）に示すように端部ｅ2に向けて、両面粘着シート２の剥離性粘着層ｂ1の剥離作用を生じさせる外部エネルギーを付与する。剥離性粘着層ｂ1が、熱剥離型粘着層である場合には、任意端部ｅ1から他の端部ｅ2に向けて加熱処理を施す。加熱処理は、熱剥離型粘着層が剥離作用を生じる温度以上に加熱する。また剥離性粘着層ｂ1が紫外線剥離型粘着層である場合には、任意端部ｅ1から端部ｅ2に向けて紫外線照射処理を施す。紫外線照射処理は、紫外線剥離型粘着層が剥離作用を生じる照度以上に照射する。かかる加熱処理、紫外線照射処理等を施すことにより、両面粘着シートの剥離性粘着層ｂ1の剥離作用が徐々に生じ、端部ｅ1から他の端部ｅ2に向けて剥離性粘着層ｂ1の粘着力が剥離できる程度に順次に低下する。
また加熱処理、紫外線処理等の外部エネルギーの付与は、直線状に行なうことが好ましい。直線状の加熱処理としては、補強半導体ウエハの任意端部ｅ1から他の端部ｅ2に向けて加熱ローラーや加熱板を接触させる方法、直線状の熱風の吹き付ける方法等があげられる。また直線状の紫外線処理としては、補強半導体ウエハの任意端部ｅ1から他の端部ｅ2に向けて直線状のランプにより紫外線を照射する方法があげられる。
加熱処理、紫外線処理等の外部エネルギーの付与機構と、補強半導体ウエハを固定する機構の作動は、補強半導体ウエハに前記処理機構による剥離作用を生じさせることができるものであればよい。前記作動は、たとえば、少なくともいずれか一方の機構を剥離作用を生じさせる方向に移動させることにより行なうことができる。したがって、前記外部エネルギーの付与機構を移動させてもよく、また固定機構を移動させてもよく、両機構を反対方向に移動させてもよい。
図２は、外部エネルギーの付与機構として、具体的には加熱ローラー６を用いて補強半導体ウエハに加熱処理を施した場合が示されている。したがって、図２では、両面粘着シートの剥離性粘着層ｂ1として熱剥離型粘着層が用いられている。また図２（Ａ）では、加熱処理の開始にあたって、固定機構上から退避していた加熱ローラー６を補強板３に接触させて、任意端部ｅ1から加熱を開始して、補強板３の剥離を行なっている。加熱ローラーは特に制限されないが、たとえば、棒状のヒーターが内蔵されたものを用いることができる。加熱ローラー６は、図２（Ｂ）に示すように、任意端部ｅ1から他の端部ｅ2に向けて移動する。この間、加熱ローラー６は補強板３上を転動させることにより、補強半導体ウエハは、任意端部ｅ1から他の端部ｅ2に向けて順次に加熱される。加熱ローラーによる加熱は、補強半導体ウエハに対して直線状に付与されている。
加熱ローラー６は、熱剥離型粘着層の剥離作用に必要な温度以上に設定されている。また加熱ローラー６はその最下端が補強板３の上面にわずかに接触する程度の高さであるのが好ましい。任意端部ｅ1から他の端部ｅ2への加熱ローラー６の移動速度は特に制限されないが低速の方が好ましい。具体的には、１〜５０ｍｍ／ｓ、さらには５〜２０ｍｍ／ｓであるのが好ましい。
図２では、加熱ローラー６を転動して加熱処理を行う場合を例示したが、加熱ローラーの形状は特に制限されない。加熱ローラーは加熱処理を行うことができればよく、必ずしも転動させなくてもよい。また図２では、加熱ローラー６により、補強板３の上部から加熱する場合を示しているが、加熱処理は、上下左右のいずれの方向から行なってもよい。
その後、図２（Ｃ）に示すように、補強板３の取り除きが行なわれる。なお、図２（Ｃ）において、補強板３は取り除くために、本発明の装置には、補強板３の除去アーム等を別途設けることもできる。
補強板３を分離した半導体ウエハは、ダイシング工程に移送される。ダイシング工程でにより、半導体ウエハはチップ状に分割される。
１ 半導体ウエハ
２ 両面粘着シート
３ 補強板
５ 固定機構（チャックテーブル）
６ 外部エネルギー（加熱ローラー）
２ 両面粘着シート
３ 補強板
５ 固定機構（チャックテーブル）
６ 外部エネルギー（加熱ローラー）
Claims (4)
- 半導体ウエハ表面に、少なくとも片面に熱剥離型粘着層を有する両面粘着シートの熱剥離型粘着層が貼付けられており、前記両面粘着シートのもう一方の粘着層には補強板が固定されている補強半導体ウエハから、前記両面粘着シートの熱剥離型粘着層の加熱による剥離作用により両面粘着シートとともに補強板を分離する方法であって、
前記補強板の分離は、前記補強板に加熱ローラーを接触させた状態で、前記加熱ローラーを転動させることにより、半導体ウエハの任意端部から当該任意端部以外の端部に向けて順次加熱して行なうことを特徴とする補強半導体ウエハに固定された補強板の分離方法。 - 補強半導体ウエハが、前記補強板を固定した状態で半導体ウエハの裏面に薄型加工が施されたものであることを特徴とする請求項１記載の補強半導体ウエハに固定された補強板の分離方法。
- 前記補強板の分離を、半導体ウエハの任意端部から直線状に行なうことを特徴とする請求項１または２記載の補強半導体ウエハに固定された補強板の分離方法。
- 請求項１〜３のいずれかに記載の補強半導体ウエハに固定された補強板の分離方法に用いる装置であって、補強半導体ウエハを固定する機構と、補強半導体ウエハの任意端部から直線状に加熱する加熱ローラーと、を有することを特徴とする補強半導体ウエハに固定された補強板の分離装置。
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