(57)【要約】【課題】ヒートスタンプのような接触タイプの加熱源で剥離テープの剥離開始部分を加熱する際に、ヒートスタンプが半導体ウェーハの裏面に貼着されたダイシングフィルムの粘着面に接着することを防止することができる表面保護フィルム剥離装置を提供する。【解決手段】表面側に回路パターンを保護する保護フィルム１１を有し、裏面側にダイシングフィルム１２を有する半導体ウェーハ１０から、保護フィルム１１を剥離するフィルム剥離装置において、ダイシングフィルム１２を介して半導体ウェーハ１０を吸着固定するテーブル３１と、テーブル３１に固定されている半導体ウェーハ１０の表面側の外周部分の少なくとも一部に接触し、保護フィルム１１の剥離開始部分１５を加熱して、剥離開始部分１５の粘着力を弱める加熱部材４０と、を備え、テーブル３１の表面に剥離開始部分近傍１５で凹所４２が形成されている。【選択図】図３
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
表面側に回路パターンを保護する保護フィルムを有し、裏面側にダイシングフィルムを有する半導体ウェーハから、前記保護フィルムを剥離するフィルム剥離装置において、
前記ダイシングフィルムを介して前記半導体ウェーハを吸着固定するテーブルと、
該テーブルに固定されている前記半導体ウェーハの表面側の外周部の少なくとも一部に接触し、前記保護フィルムの剥離開始部分を加熱して、該剥離開始部分の粘着力を弱める加熱部材と、を備え、
前記テーブルの表面に前記剥離開始部分近傍で凹所が形成されている、表面保護フィルム剥離装置。
【請求項２】
前記剥離開始部分近傍が、前記半導体ウェーハの外周部に隣接して位置し、かつ、前記半導体ウェーハの半径方向外側にはみ出す前記加熱部材のはみ出し部分に対応して位置する箇所である、請求項１に記載の表面保護フィルム剥離装置。
【請求項３】
前記凹所の内面に真空源に連通する連通孔が形成され、前記半導体ウェーハの半径方向外側にはみ出す前記ダイシングフィルムの粘着面の反対面が前記凹所内面に吸着される、請求項１又は２に記載の表面保護フィルム剥離装置。
【請求項４】
前記凹所の深さが前記ダイシングフィルムの厚みと同程度ないしそれ以上である、請求項１〜３の何れか１項に記載の表面保護フィルム剥離装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、テーブルに固定されている半導体ウェーハの表面から保護フィルムを剥離する表面保護フィルム剥離装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
一般に、テーブルに吸着固定されている半導体ウェーハの表面から保護フィルムを剥離する方法の一例として、剥離テープを用いて保護フィルムを剥離する方法がある。この方法は、剥離テープを保護フィルムに貼り付けた後、剥離テープと共に保護フィルムを剥離する方法である。
【０００３】
半導体ウェーハは、保護フィルムが貼着された表面側を上向きにし、ダイシングフィルムが貼着された裏面側を下向きにしてテーブルに着脱自在に吸着固定される。ダイシングフィルムは、半導体ウェーハの半径方向外側に延出する延長部分（はみ出し部分）を有しており、この延長部分の外周側の粘着面には、リング状のマウントフレームが接着されている。半導体ウェーハとマウントフレームの間には、粘着面が露出しているダイシングフィルムの環状粘着部分がある。
【０００４】
剥離テープを用いて保護フィルムを剥離する方法の一例は、特許文献１に開示されている。この文献の段落番号［００４２］には、「エッジ部材２５の先端がウエハＷの周端に到達すると、図８（ｄ）に示すように、テープ貼付け／剥離ユニット７はその移動方向を反転して前進移動してゆく。この時、エッジ部材２５の先端部が剥離テープＴを保護テープＰの表面に押圧しながら移動されるとともに、その移動速度と同調された周速度で送り出しローラ２７が剥離テープＴを巻き取ってゆく。つまり、剥離テープＴを剥離してゆくことにより、この剥離テープＴに貼付け支持されて一体となった保護テープＰがウエハ表面上から剥離されてゆくのである。」と記載されている。
【０００５】
しかしながら、剥離テープで保護フィルムを剥離する方法においては、半導体ウェーハの厚みが薄くなるにしたがい、保護フィルムを剥離する際に半導体ウェーハの外周部などにチッピングや割れが生じる確率が高くなるという問題がある。これは、保護フィルムを剥離する際に半導体ウェーハの外周部に作用する引張力が半導体ウェーハの強度を超えるために生じるものであり、半導体ウェーハが薄くなるにしたがい、ウェーハ強度が低下することが直接的な原因と考えられている。
【０００６】
保護フィルムを剥離する際のチッピングなどを防止する方法として、保護フィルムを剥離する前に半導体ウェーハと保護フィルムの粘着力を弱めてから、保護フィルムを剥離する方法がある。すなわち、この方法は、半導体ウェーハの外周部に位置する保護フィルムの剥離開始部分を加熱源で加熱し、保護フィルムと半導体ウェーハ間の粘着力を弱め、保護フィルムを剥離する際の半導体ウェーハの外周部に作用する引張力を小さくして、保護フィルムを剥離する方法である。この方法は、加熱源を制限するものではないが、ヒートスタンプなどの接触タイプの加熱源や、赤外線などの非接触タイプの加熱源を用いることができる。ヒートスタンプは、保護フィルムの剥離開始部分を加熱する加熱面を有するスタンプ状の加熱源である。ヒートスタンプの加熱面を半導体フィルムの外周部に軽く接触させることにより、保護フィルムの剥離開始部分に粘着力が弱い部分を形成することができる。
【０００７】
【特許文献１】特開平２００４−１６５５７０号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
ヒートスタンプで保護フィルムを加熱する方法においては、ヒートスタンプを半導体ウェーハの外周部に当てた場合に、半導体ウェーハの外側にはみ出したヒートスタンプの端部が傾いて、半導体ウェーハとマウントフレームとの間のダイシングフィルムの環状粘着面に接着することがあった。ヒートスタンプの端部とダイシングフィルムは、半導体ウェーハの厚みが薄くなるほど接着しやすくなる。これは、ヒートスタンプの端部とダイシングフィルムとの距離が、半導体ウェーハの厚みが薄くなるほど接近するためである。ヒートスタンプの端部がダイシングフィルムの粘着面に接着すると、ヒートスタンプをダイシングフィルムから剥がす際に、裏面研削により薄片化された半導体ウェーハが割れたりすることがあった。半導体ウェーハが割れた場合には、塵埃などが発生すると共に、ウェーハ生産ラインを一時停止しなければならず、ラインの稼働率を低下させる心配があった。
【０００９】
本発明は、接触タイプの加熱部材で剥離テープの剥離開始部分を加熱する際に、ヒートスタンプが半導体ウェーハの裏面に貼着されたダイシングフィルムの粘着面に接着することを防止することができる表面保護フィルム剥離装置を提供する。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
本発明の一態様は、請求項１に記載されているように、表面側に回路パターンを保護する保護フィルムを有し、裏面側にダイシングフィルムを有する半導体ウェーハから、前記保護フィルムを剥離するフィルム剥離装置において、前記ダイシングフィルムを介して前記半導体ウェーハを吸着固定するテーブルと、該テーブルに固定されている前記半導体ウェーハの表面側の外周部分の少なくとも一部に接触し、前記保護フィルムの剥離開始部分を加熱して、該剥離開始部分の粘着力を弱める加熱部材と、を備え、前記テーブルの表面に前記剥離開始部分近傍で凹所が形成されている、表面保護フィルム剥離装置を提供する。
【００１１】
また、本発明は、請求項１に記載の表面保護フィルム剥離装置において、前記剥離開始部分近傍が、前記半導体ウェーハの外周部に隣接して位置し、かつ、前記半導体ウェーハの半径方向外側にはみ出す前記加熱部材のはみ出し部分に対応して位置する箇所である。
【００１２】
また、本発明は、請求項１又は２に記載の表面保護フィルム剥離装置において、前記半導体ウェーハの半径方向外側にはみ出す前記ダイシングフィルムの粘着面の反対面が前記凹所内面に吸着されるように、前記凹所の内面に真空源に連通する連通孔が形成されている。
【００１３】
また、本発明は、請求項１〜３の何れか１項に記載の表面保護フィルム剥離装置において、前記凹所の深さが前記ダイシングフィルムの厚みと同程度ないしそれ以上である。
【発明の効果】
【００１４】
以上の如く、本発明によれば、テーブルの表面には、保護フィルムの剥離開始部分近傍で凹所が形成されているから、この凹所に半導体ウェーハの半径方向外側にはみ出したダイシングフィルムの外周部分が沈む。このため、ダイシングフィルム粘着面と加熱部材の端部との対向距離を大きくすることができる。したがって、加熱部材が半導体ウェーハの裏面に貼着されたダイシングフィルムの粘着面に接着することを防止することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１５】
以下添付図面に従って本発明に係る表面保護フィルム剥離装置の好ましい実施形態について説明する。本発明に係る表面保護フィルム剥離装置は、ダイシングフィルムを介して半導体ウェーハの裏面側を吸着固定するチャックテーブルと、チャックテーブルに固定されている半導体ウェーハの表面側の外周部に接触し、半導体ウェーハの表面側に貼着された保護フィルムの少なくとも剥離開始部分を加熱して、剥離開始部分の粘着力を弱めるヒートスタンプ（加熱部材）と、を備えている。チャックテーブルは、保護フィルムの剥離開始部分の近傍で凹所を有している。
【００１６】
図１には、本発明に係る表面保護フィルム剥離装置の第１の実施形態が示されている。本実施形態の表面保護フィルム剥離装置１で保護フィルム１１が剥離される半導体ウェーハ１０は、裏面研削により厚みが２０〜１００μｍ程度まで研削されたものであるが、これには限られない。半導体ウェーハ１０は、表面側で回路パターンを保護する保護フィルム１１を有し、裏面側でダイシングフィルム１２を有している。半導体ウェーハ１０はダイシングフィルム１２により、リング状のマウントフレーム１３と一体化されている。保護フィルム１１及びダイシングフィルム１２の厚みは、一例として１００〜２００μｍであり、半導体ウェーハ１０より厚くなることもある。保護フィルム１１及びダイシングフィルム１２は、半導体ウェーハ１０に接着する面が粘着面となっており、圧力を加えることにより粘着作用を呈する感圧フィルムを適用することができる。なお、保護フィルム１１及びダイシングフィルム１２として、熱を加えることにより粘着作用を呈する感熱フィルムを適用することもできる。
【００１７】
図示する表面保護フィルム剥離装置１は、半導体ウェーハ１０の保護フィルム１１に貼り付けられる剥離テープ１４を供給するテープ供給リール２２と、テープ供給リール２２から供給された剥離テープ１４を巻き取るテープ巻き取りリール２３とを備えている。テープ供給リール２２及びテープ巻き取りリール２３は、それぞれ回転軸の回りを回転する回転リール２２ａ，２３ａを有している。剥離テープ１４には、感圧タイプのテープが使用され、押圧バー２６や押圧ローラ（図示しない）により剥離テープ１４を保護フィルム１１に所定の力で押圧することにより接着するようになっている。剥離テープ１４と保護フィルム１１の粘着力は、保護フィルム１１と半導体ウェーハ１０の粘着力より強いため、剥離テープ１４と共に保護フィルム１１が半導体ウェーハ１０から剥離するようになっている。
【００１８】
テープ供給リール２２のテープ導出側には、剥離テープ１４を案内すると共に剥離テープ１４に所定の張力を作用させる第１のガイドロール２５及び第２のガイドロール２７が設けられている。二つのガイドロール２５，２７に案内された剥離テープ１４は、押圧バー２６を経由してテープ巻き取りリール２３に回収されるようになっている。押圧バー２６とテープ巻き取りリール２３との間には、第３のガイドロール３６、第１の段差ロール３５、一対のピンチロール３０、及び第２の段差ロール３９が設けられている。第１、２の段差ロール３５，３９によって、剥離テープ１４の繰り出し量に応じ剥離テープ１４の弛みが防止されるようになっている。
【００１９】
図２に示すように、押圧バー２６の形態は任意であるが、本実施形態の押圧バー２６は、先端側が押し付け面となっており、剥離テープ１４を保護フィルム１１に小さい面積で接触させるように、先端側を下向きにして斜めに配置されている。押圧バー２６は、基部側がカバーガイド３３の一端から他端に挿通されたシャフト３２の下端側に連結されている。カバーガイド３３の上端には、シャフト３２をカバーガイド３３に案内させつつ、図示しない回転直線運動変換機構（例えば、ボールねじや、ラック及びピニオンなど）を介して上下に昇降動作させるモータ３１が設けられている（図１参照）。シャフト３２がモータ３１により駆動されて昇降動作すると、シャフト３２に連結された第２、３のガイドロール２７，３６が押圧バー２６と共に昇降動作するようになっている。なお、シャフト３２を昇降動作させる駆動源としてのモータ３１の代わりにシリンダを設けることも可能である。
【００２０】
表面保護フィルム剥離装置１の下方には、半導体ウェーハ１０を吸着固定するチャックテーブル３１が配置されている。チャックテーブル３１は、例えば数１０μｍ〜数１００μｍの非常に薄いものを変形させたり、破損させたりすることなく吸着固定できる多孔質セラミック製のテーブルであり、上面に吸着面１６ａを有するセラミック体１６と、このセラミック体１６を支持する金属製の支持体１７とを備えている（図３参照）。真空源により支持体１７を貫通する通路１８（図５参照）から真空引きすることにより、ウェーハ１４に負圧が作用して、ウェーハ１４が吸着面１６ａに吸着固定されるようになっている。このようなチャックテーブル３１は、図示しない駆動源により回動し、回転方向の任意の位置で位置決めされるようになっている。このようなチャックテーブル３１は、表面保護フィルム剥離装置に加え、裏面研削装置、フレームマウント装置や、各種測定装置など、半導体製造プロセスの各工程で使用されている。
【００２１】
図３（マウントフレーム図示省略）に示すように、本発明のチャックテーブル３１は、ヒートスタンプ４０で保護フィルム１１の剥離開始部分１５を加熱する際に、半導体ウェーハ１０の半径方向外側にはみ出すヒートスタンプ４０のはみ出し部分に対応する位置で凹所４２が形成されている点が、従来のチャックテーブルと相違している。図３には、半導体ウェーハ１０の厚みが薄くなり、ヒートスタンプ４０の下面とダイシングフィルム１２の粘着面１２ａとの距離が接近した状態が示されているが、凹所４２は、このような状態において、ヒートスタンプ４０で保護フィルム１１を加熱する際に、ヒートスタンプ４０が不用意に傾いたときのヒートスタンプ４０の下面とダイシングフィルム１２の粘着面１２ａとの接着を防止するために形成されている。
【００２２】
ヒートスタンプ４０は、下面に加熱面（図示せず）を有し、上側に装置のハンドエフェクタ（図示せず）で保持される部分を有するブロック状の形態とすることができる。加熱面の大きさは、少なくとも保護フィルム１１の剥離開始部分１５（図３）を加熱することができる寸法を有しており、半導体ウェーハ１０の表面側の外周部で、剥離テープ１４の幅方向の略中間部に小さい接触面積で接触する寸法に形成されている（図４）。ヒートスタンプ４０による加熱温度や加熱時間は、保護フィルム１１の材質や厚さなどにより異なるものであるが、厚みが２００μｍの感圧フィルムを加熱する場合には、５０〜１５０℃で数秒〜数１０秒の加熱により剥離開始部分１５の粘着力を弱めるに十分である。フィルム１１が厚く、耐熱性の高いフィルムを加熱する場合には、加熱温度を高くし、加熱時間を長くする必要がある。保護フィルム１１に応じた加熱温度と加熱時間は装置のコントローラに設定され、自動制御で保護フィルム１１の加熱が行われるようになっている。保護フィルム１１を加熱することにより、保護フィルム１１と半導体ウェーハ１０間に存する気泡や、保護フィルム１１の粘着剤内に存する気泡が膨張し、保護フィルム１１と半導体ウェーハ１０の密着力が弱まり、半導体ウェーハ１０から保護フィルム１１を弱い力で剥離することができる。
【００２３】
図示するように、本実施形態の凹所４２は、ダイシングフィルム１２の外径と同程度の大きさに形成されたセラミックス体１６に形成されているが、セラミックス体１６が小さい場合には、セラミックス体１６を支持する金属の支持体１７に形成することも可能である。また、セラミックス体１６と金属の支持体１７に跨がるように、凹所４２を形成することもできる。本実施形態のように凹所４２をセラミックス体１６に形成する場合には、セラミックス体１６の予備焼結体にプレス成形することにより形成することができる。また、セラミックス体１６に砥石で研削加工を行ったりすることにより形成することも可能である。金属の支持体１７に凹所４２を形成する場合は、セラミックス体１６に凹所４２を形成する場合よりも容易であり、エンドミルで彫込加工を行なうことにより形成することができる。凹所４２を形成する方法は任意であり、本実施形態で説明する方法で形成することに限定されるものではない。
【００２４】
図３及び図４に示すように、本実施形態の凹所４２は、ウェーハ１０の外周部に隣接して設けられている。凹所４２は、断面視でＶ溝形状をなし、平面視で湾曲した長孔状をなしているが、これには限られない。溝壁の傾斜角度は、任意であるが、ウェーハ端部の面取角度と同一角度、例えば、４５゜の角度とすることもできる。凹所４２の溝幅ｗは、ヒートスタンプ４０のはみ出し部分の寸法ｈより大きい寸法に形成されている。溝深さｄは、ヒートスタンプ４０の下面がダイシングフィルム１２の粘着面１２ａに接触しない程度の深さ、すなわち、半導体ウェーハ１０の半径方向外側にはみ出すダイシングフィルム１２が凹所４２に沈んだときに、ダイシングフィルム１２の粘着面１２ａがチャックテーブル３１の吸着面１６ａより低くなるような深さであれば十分であり、少なくともダイシングフィルム１２の厚みと同程度ないしはそれ以上の深さとすることができる。例えば、１００μｍ〜１０００μｍ（１ｍｍ）に形成することができるが、これに限られない。
【００２５】
凹所４２の溝長ｔは、剥離テープ１４の幅より大きい寸法に形成されており、一例として、３０〜８０ｍｍの寸法に形成することができる。ヒートスタンプ４０の幅は、剥離テープ１４の幅より狭いため、ヒートスタンプ４０の下面はダイシングフィルム１２の粘着面１２ａに接触しないようになっている。なお、本実施形態の凹所４２は、断面視でＶ溝形状をなしているが、凹所４２の溝形状をＵ字状とすることもできる。また、凹所４２は、平面視、半導体ウェーハ１０の外形に沿う円弧状をなしているが、剥離テープ１４と垂直に交差するように直線状に形成することもでき、本実施の形態に制限されるものではない。
【００２６】
次に、表面保護フィルムの剥離方法いついて説明する。
裏面（研削面）にダイシングフィルム１４を介してマウントフレーム１３が一体的に装着された半導体ウェーハ１０を、保護フィルム１１を有する表面側を上向きにしてチャックテーブル３１の所定位置に載置し、真空源を起動して真空引きし、半導体ウェーハ１０の裏面に負圧を作用させて吸着固定する。半導体ウェーハ１０を固定すると、保護フィルム１１の剥離開始部分１５から外側に延びるダイシングフィルム１２の部分が凹所４２内に位置する。
【００２７】
チャックテーブル３１の下側からウェーハ１０にＵＶ照射した後、ウェーハ１０に貼着された剥離テープ１４の一側、すなわち、ウェーハ１０の外周部分に位置する保護フィルム１１の一部分である剥離開始部分１５をヒートスタンプ４０で加熱する。ヒートスタンプ４０による加熱の際は、半導体ウェーハ１０の厚みが薄くても、保護フィルム１１の剥離開始部分１５の近傍で、半導体ウェーハ１０の外側にはみ出したヒートスタンプ４０の下面とダイシングフィルム１２の粘着面１２ａとの間に一定の距離が保たれるため、ヒートスタンプ４０が多少傾くことがあっても、ヒートスタンプ４０の下面とダイシングフィルム１２の粘着面１２ａとの接着が回避される。
【００２８】
次に、表面保護フィルム剥離装置１のモータ３１を起動し、シャフト３２を下降させ、押圧バー２６で剥離テープ１４を保護フィルム１４に押し付け、半導体ウェーハ１０の半径方向で一側から他側に向かって半導体ウェーハ１０の表面に真直に貼り付ける。保護フィルム１１の剥離開始部分１５は、ＵＶ照射及び加熱により保護フィルム１１と半導体ウェーハ１０の粘着力が弱められているから、チャックテーブル３１を剥離テープ１４が貼着された方向で一方から他方へ水平移動させることにより、剥離開始部分１５から剥離テープ１４と共に保護フィルム１１を半導体ウェーハ１０から剥離することができる。
【００２９】
以上のように、表面保護フィルム剥離装置１によれば、半導体ウェーハ１０の厚みが薄くなった場合でも、保護フィルム１１を剥離する際に半導体ウェーハ１０の外周部などにチッピングや割れが生じることを防止することができる。また、チャックテーブル３１に形成された凹所４２により、保護フィルム１１の剥離開始部分１５の近傍に位置するダイシングフィルム１２の粘着面１２ａにヒートスタンプ４０の下面が不用意に接着することを防止することができる。これにより、保護フィルム１１の剥離工程において、半導体ウェーハ１０が割れて塵埃が発生する問題や、ウェーハ生産ラインを一時停止しなければならない問題を、未然に回避することができ、ウェーハ生産ラインの稼働率を高めることができる。
【００３０】
なお、本発明に係る表面保護フィルム剥離装置１は、本実施の形態に制限されるものではない。例えば、図５に示すように、チャックテーブル３１に形成された凹所４４の溝壁に真空源に連通する連通孔４９を貫通形成することもできる。連通孔４９を形成することで、半導体ウェーハ１０がチャックテーブル５１に吸着されると同時に、保護フィルム１１の剥離開始部分１５から外側に延びるダイシングフィルム１２（図３参照）を凹所４４の溝壁面に真空吸着することができる。これにより、ダイシングフィルム１２が凹所４４から浮き上がることを防止でき、ヒートスタンプ４０の下面がダイシングフィルム１２の粘着面１２ａに不用意に接着することが回避される。また、本実施形態では、ウェーハ１０の外周部分に位置する保護フィルム１１の一部分である剥離開始部分１５をヒートスタンプ４０で加熱する際、チャックテーブル３１の下側からウェーハ１０にＵＶ照射されるが、これには限られずＵＶ照射をしない場合もある。
【００３１】
以上、本発明をその好適な実施形態に関連して説明したが、後述する請求の範囲の開示から逸脱することなく様々な修正及び変更を為し得ることは、当業者に理解されるであろう。
【図面の簡単な説明】
【００３２】
【図１】本発明に係る表面保護フィルム剥離装置の第１の実施形態の説明図である。
【図２】図１に示す表面保護フィルム剥離装置の押圧バーの拡大図である。
【図３】ヒートスタンプで半導体ウェーハの保護フィルムを加熱している状態を示す断面図である。
【図４】同じくヒートスタンプで半導体ウェーハの保護フィルムを加熱している状態を示す平面図である。
【図５】チャックテーブルの変形例を示す断面図である。
【符号の説明】
【００３３】
１    表面保護フィルム剥離装置
１０    半導体ウェーハ
１１    保護フィルム
１２    ダイシングフィルム
１２ａ    粘着面
１４    剥離テープ
１５    剥離開始部分
２６    押圧バー
３１，５１    チャックテーブル
４０    ヒートスタンプ（加熱部材）
４２，４４    凹所
４９    連通孔
【図１】
2010067782.tif 000003
【図２】
2010067782.tif 000004
【図３】
2010067782.tif 000005
【図４】
2010067782.tif 000006
【図５】
2010067782.tif 000007