(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
支持基板と、上記支持基板に熱可塑性接着剤を用いて接着され、且つ周縁に付着物が形成された半導体ウエハとを挟持し、上記熱可塑性接着剤を加熱溶融する加熱手段を有するとともに、上記支持基板及び半導体ウエハそれぞれを保持する機構を有する一対の保持機構、
上記加熱手段によって上記熱可塑性接着剤を加熱溶融した状態で、上記熱可塑性接着剤による接着面と平行に一定量、上記一対の保持機構のいずれか一方をスライドさせ、上記支持基板面上における、上記スライド方向の片方側の一部の接着面を露出させ、上記支持基板面上に露出した接着面の外周縁部にある付着物を除去した後、上記一方の保持機構をスライドさせた方向と反対方向にスライドさせて上記支持基板と上記半導体ウエハとを分離する水平方向駆動機構、
上記支持基板の接着側の面に露出した一部の接着面の周縁部にある付着物を除去する除去機構、
を備えたことを特徴とする半導体ウエハ分離装置。
【請求項２】
上記除去手段が、へら状板であることを特徴とする請求項１記載の半導体ウエハ分離装置。
【請求項３】
上記除去手段が、回転する砥石、ブラシまたは金属トリマであることを特徴とする請求項１記載の半導体ウエハ分離装置。
【請求項４】
上記除去手段が、粘着材を表面に有する部材であることを特徴とする、請求項１記載の半導体ウエハ分離装置。
【請求項５】
支持基板と、上記支持基板に熱可塑性接着剤を用いて接着された半導体ウエハとを挟持する工程、
上記熱可塑性接着剤を加熱溶融する工程、
上記熱可塑性接着剤による接着面と平行に一定量、上記支持基板または上記半導体ウエハのいずれか一方をスライドさせて上記支持基板面上に接着面の一部を露出させる工程、  上記露出させた接着面の付着物を除去する工程、
上記スライドさせた一方をスライドさせた方向と反対方向にスライドさせて上記支持基板と上記半導体ウエハとを分離する工程、
を備えたことを特徴とする半導体ウエハ分離方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、半導体装置及びその製造方法において、熱可塑性接着剤により支持基板に貼付けた半導体ウエハを支持基板から分離する半導体ウエハ分離装置及び分離方法に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
一部の半導体装置の製造方法においては、半導体ウエハの表面に形成したデバイスで発生した熱を効率よく裏面側へ逃がすことで放熱効果を高めるため、また、高周波デバイス等では接地電位の安定性向上のため、また、レーザーダイオードなどでは閾値電流低減化のために、表面のデバイスパターンを形成した後、半導体ウエハ厚を例えば１００μｍ程度まで薄板化する必要がある。このようにデバイスパターンを形成した半導体ウエハを薄板化する工程や、薄板化したに後裏面側に電極を形成する工程では、半導体ウエハの割れを防止するために、ワックスなどの熱可塑性接着剤を用いて１ｍｍ程度の補強用の支持基板に半導体ウエハを貼付けるなどしている。
【０００３】
上記のような支持基板に接着された半導体ウエハを、支持基板から分離するために、従来、溶剤を用いて接着剤を溶解する浸漬方式（例えば、特許文献１参照）、または、加熱溶融して分離する加熱方式（例えば特許文献２）が採用されている。
【０００４】
しかしながら、接着剤を溶解する浸漬方式においては溶解に要する時間が長いために処理効率が低く、また、加熱溶融して分離する加熱方式においては分離の際に生じる半導体ウエハの応力が大きいために半導体ウエハが割れるなどの問題がある。
【０００５】
これらを解決するために、浸漬方式では支持基板に孔を設けることで溶解時間の短縮を図る方法（例えば、特許文献３、特許文献４参照）が開示され、加熱方式では接着剤を溶融した後、半導体ウエハ平面と平行な方向にスライドして分離することで半導体ウエハ割れをなくす方法が開示されている（例えば、特許文献５参照）。
【０００６】
【特許文献１】特開２００２−１８５１０９号公報（第２−４頁）
【特許文献２】特開平６−２６８０５１号公報（第４−５頁、図１）
【特許文献３】特開平５−８２４９１号公報（第２−３頁、図１）
【特許文献４】特開２００１−１８５５１９号公報（第５−６頁、図１）
【特許文献５】特開２００３−１９７７２４号公報（第５−６頁、図１）
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
半導体ウエハの薄板加工後の裏面電極形成工程において、例えば化学めっきのように選択性のない成膜工程があると、半導体ウエハだけでなく、接着剤の側面や支持基板表面にも固体膜が形成される。さらに、浸透性の高いめっき液を使った場合には、電極形成中に生じた僅かな接着剤の亀裂や溶解した隙間のように露出していない部分までめっきされて固体膜を形成するため、これら固体膜は物理的にも化学的にも容易には除去できない。
【０００８】
上記特許文献５に開示された方法では、これらの固体膜がある状態で、スライドして半導体ウエハを分離しようとするため、半導体ウエハの貼付け側の表面を、支持基板側に残った固体膜がキズつけてしまうという問題がある。
【０００９】
上記特許文献３あるいは特許文献４に開示された方法では、固体膜によってキズをつけることはないものの、支持基板に孔を設ける工夫をしてもなお、加熱方式に比べて処理時間が格段に長いという問題がある。
【００１０】
本発明は、上記特許文献５の加熱方式よる短時間処理という特徴を維持しつつ、半導体ウエハ表面に全くキズを生じさせることなく、支持基板から半導体ウエハを分離することを目的としている。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
本発明に係る半導体ウエハ分離装置は、
支持基板と、上記支持基板に熱可塑性接着剤を用いて接着され、且つ周縁に付着物が形成された半導体ウエハとを挟持し、上記熱可塑性接着剤を加熱溶融する加熱手段を有するとともに、上記支持基板及び半導体ウエハそれぞれを保持する機構を有する一対の保持機構、
上記加熱手段によって上記熱可塑性接着剤を加熱溶融した状態で、上記熱可塑性接着剤による接着面と平行に一定量、上記一対の保持機構のいずれか一方をスライドさせ、上記支持基板面上における、上記スライド方向の片方側の一部の接着面を露出させ、上記支持基板面上に露出した接着面の外周縁部にある付着物を除去した後、上記一方の保持機構をスライドさせた方向と反対方向にスライドさせて上記支持基板と上記半導体ウエハとを分離する水平方向駆動機構、
上記支持基板の接着側の面に露出した一部の接着面の周縁部にある付着物を除去する除去機構、
を備えたものである。
【００１２】
本発明に係る半導体ウエハ分離方法は、
支持基板と、上記支持基板に熱可塑性接着剤を用いて接着された半導体ウエハとを挟持する工程、
上記熱可塑性接着剤を加熱溶融する工程、
上記熱可塑性接着剤による接着面と平行に一定量、上記支持基板または上記半導体ウエハのいずれか一方をスライドさせて上記支持基板面上に接着面の一部を露出させる工程、
上記露出させた接着面の付着物を除去する工程、
上記スライドさせた一方をスライドさせた方向と反対方向にスライドさせて上記支持基板と上記半導体ウエハとを分離する工程、
を備えたものである。
【発明の効果】
【００１３】
本発明に係る半導体ウエハ分離装置及び分離方法によれば、半導体ウエハの周縁に付着物がある場合、半導体ウエハの表面に全くキズを生じさせることなく、半導体ウエハを短時間で支持基板から分離することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１４】
実施の形態１．
図１は、本発明に係る半導体ウエハ分離方法の実施の形態１を示す図であり、図１（ａ）〜（ｅ）それぞれの上部に斜視図、下部に断面図を示している。
【００１５】
図１（ａ）は初期状態を示し、支持基板３と半導体ウエハ１は、ワックスのような熱可塑性接着剤２で固定されており、半導体ウエハ周縁にめっきなどにより成長した固体膜（付着物）４がある。
【００１６】
まず、図１（ｂ）に示すように、熱可塑性接着剤２を加熱溶融した状態で一旦半導体ウエハ１を支持基板３に対して少量スライドことで、周縁部の片側方向の固体膜４を露出させる。この時のスライド量は、半導体ウエハ１の下に入る固体膜４が、半導体ウエハ１に形成されたデバイス領域にかからないだけの量であることが望ましい。
【００１７】
次に、図１（ｃ）に示すように、露出した固体膜４を、例えば、切削具やメスなどのへら状板５で削り取る。図示しないが、削りクズは拭き取る、または、吸引機で取り除くのが好ましい。図１（ｄ）は、固体膜４を除去した後の状態を示す。
【００１８】
最後に、図１（ｅ）に示すように、スライドした方向とは反対（固体膜を除去した側）の方向に、半導体ウエハ１をスライドさせることで支持基板３と半導体ウエハ１とを分離する。
【００１９】
図２及び図３は、図１に示した半導体ウエハ分離方法に用いる半導体ウエハ分離装置を示す断面図（ａ）及び斜視図（ｂ）である。図２に示したように、支持基板３に熱可塑性接着剤２で半導体ウエハ１が固定された支持基板３を上下方向から保持する保持機構１４，１５を備えている。
【００２０】
保持機構１４，１５は、図示していないヒータ等の加熱手段を内包し、支持基板３及び半導体ウエハ１を保持する機構として保持面の吸着溝と側面に連通する排気孔７，１１を有するヒートブロック６，１０と、ヒートブロック６，１０の側面において排気孔７，１１に、図示していない真空装置のチューブ９，１２を接続するための接続具８，１２を備えており、保持機構１４，１５と真空装置は上下とも各々独立に開閉制御できるようにしている。なお、半導体ウエハ１及び支持基板３との脱離性をよくするために、例えば、ドライエアでパフする機能を有していることが望ましい。
【００２１】
上下の保持機構１４、１５を用いて、半導体ウエハ１と支持基板３を挟持し、排気孔７，１１を真空排気して半導体ウエハ１と支持基板３を真空吸着しながら、内包するヒータの温度を上昇させて接着剤２を加熱・溶融する。その後、図３に示したように、上下の保持機構１４、１５の少なくともどちらか一方を、水平方向駆動機構２４で水平方向に少量スライドさせる。半導体ウエハ１または支持基板３のスライドは、作業者による手作業でも可能であるが、水平方向への水平方向駆動機構２４に加えて垂直方向への垂直方向駆動機構を備え、自動機化されていることが望ましい。
【００２２】
水平方向に少量スライドさせた後、図１（ｃ）に示したように、露出した固体膜をへら状板５で除去し、露出した固体膜を除去した後、スライド方向とは反対（固体膜を除去した側）の方向に、スライドさせた方の上下の保持機構１４を水平方向駆動機構２４で水平にスライドさせることで支持基板３と半導体ウエハ１とを分離する。
【００２３】
本実施の形態１によれば、接着剤２を加熱・溶融して少量、支持基板３と半導体ウエハ１とをスライドさせて固体膜４を露出させ、半導体ウエハ１表面をキズつける固体膜を除去した後に、固体膜４を除去した側に半導体ウエハ１をスライドさせて分離するため、半導体ウエハ１表面に全くキズをつけることなく短時間で分離することができる。
【００２４】
実施の形態２．
図４は、本実施の形態２を示す斜視図である。本実施の形態２では、実施の形態１で説明した半導体ウエハ分離方法において用いたへら状板５に代えて、図４に示すように、先端に砥石１６を取り付けたモータ１７を用いて固体膜４を除去する。
【００２５】
また、砥石１７に限らず、例えば、ワイヤーブラシや金属トリマーなどを用いた回転体であればよい。
【００２６】
このように回転体で固体膜を除去する場合、削りクズが飛散しやすいので、その対策として回転体へのフードの取付けや、エアーノズルを用いたエアーカーテンを設けるなどして飛散異物を遮蔽し、吸引ノズルを用いて異物を吸引除去する。
【００２７】
本実施の形態２によれば、刃飛びなどの不具合がなく、固体膜を短時間で確実に除去することができるため、半導体ウエハ１表面に全くキズをつけることなく短時間で半導体ウエハ１と支持基板３とを分離することができることに加えて、製品スループットを向上し、品質維持管理が容易になる。
【００２８】
実施の形態３．
図５は、本実施の形態３を示す斜視図であり、図６は、図５における粘着除去機構１８の内部構造を示す断面図である。
【００２９】
本実施の形態３では、実施の形態１で説明した半導体ウエハ分離方法において用いたへら状板５に代えて、図５に示したように、粘着ローラ１９を用い、粘着ローラ１９の粘着力により固体膜４を引きはがして除去する。
【００３０】
また、粘着ローラ１９に限らず、粘着テープなど、粘着材を表に有する部材であればよい。
【００３１】
粘着ローラ１９を使用する場合は、図６に示したように、粘着ローラ１９の回転と同期して逆方向に回転する転写ローラ２０と、転写ローラ２０の回転によって強粘着シート２１を供給する供給ローラ２２を設ける。粘着ローラ１９は、供給ローラ２２から供給される常に新鮮な強粘着シート２１によってローラ表面を自己清掃する機能を備えている。
【００３２】
本実施の形態３によれば、削りクズを飛散させることなく固体膜の除去が可能になり、半導体ウエハ１への異物付着や装置内の汚れを防止するとともに、半導体ウエハ１表面に全くキズをつけることなく短時間で半導体ウエハ１と支持基板３とを分離することができる。
【産業上の利用可能性】
【００３３】
本発明に係る半導体ウエハ分離装置及び分離方法は、半導体装置及びその製造方法において、熱可塑性接着剤により支持基板に貼付けた半導体ウエハを傷つけることなく支持基板から分離するのに利用できる。
【図面の簡単な説明】
【００３４】
【図１】本発明に係る半導体ウエハ分離方法の実施の形態１を示す図である。
【図２】図１に示した半導体ウエハ分離方法に用いる半導体ウエハ分離装置を示す断面図（ａ）及び斜視図（ｂ）である。
【図３】図１に示した半導体ウエハ分離方法に用いる半導体ウエハ分離装置を示す断面図（ａ）及び斜視図（ｂ）である。
【図４】実施の形態２を示す斜視図である。
【図５】実施の形態３を示す斜視図である。
【図６】図５における粘着除去機構１８の内部構造を示す断面図である。
【符号の説明】
【００３５】
１  半導体ウエハ、２  接着剤、３  支持基板、４  固体膜、５  へら状板、
６  上部ヒートブロック、７  排気孔、８  接続具、９  チューブ、
１０  下部ヒートブロック、１１  排気孔、１２  接続具、１３  チューブ、
１４  上部保持機構、１５  下部保持機構、１６  砥石、１７  モータ、
１８  粘着除去機構、１９  粘着ローラ、２０  転写ローラ、２１  強粘着シート、
２２  供給ローラ、２３  カバー、２４  水平方向駆動機構。
【図１】
0004668833.tif 000002
【図２】
0004668833.tif 000003
【図３】
0004668833.tif 000004
【図４】
0004668833.tif 000005
【図５】
0004668833.tif 000006
【図６】
0004668833.tif 000007