保護層的剝離裝置及剝離方法
2023-07-26 23:07:26 2
專利名稱：保護層的剝離裝置及剝離方法
技術領域：
本發明，涉及半導體及液晶等的基板、尤其涉及在半導體基板上將GaAs等的化合物半導體基板的保護層進行剝離·洗淨的保護層的剝離方法和剝離裝置。
背景技術：
圖4表示以往使用的最一般的有機保護層的剝離裝置的概略圖(例如，日本專利特開平01-175236號公報)。以往的有機保護層剝離裝置如圖4所示，具有載置收容半導體和液晶等的基板及晶片的晶片盒100的裝料器111；有機保護層剝離浸漬槽112；一次IPA(異丙醇)浸漬置換槽103；最終IPA浸漬置換槽104；配置在各槽上、載置有晶片盒100並進行擺動的擺動用升降機150、151、152；對各晶片的背面進行洗淨用的背面洗淨用晶片夾頭105；同樣對各晶片進行洗淨用的帶旋轉機構的自轉夾頭106；以及載置放入有洗淨後的晶片的晶片盒的卸料器116。藥液置換用的IPA(異丙醇)浸漬置換槽103、104，在本說明中作成2個槽，而在1個槽或2個槽以上的場合，其效果基本上也沒有差異。
下面，對在化合物半導體晶片(基板)上具有膜厚為7μm～23μm的有機保護層的剝離·除去方法進行說明。形成有圖4所示的厚膜有機保護層的晶片，在收容於晶片盒100中的狀態下，首先，從圖4所示的裝料器111開始移動，浸漬在有機保護層剝離浸漬槽112中。在有機保護層剝離浸漬槽112中，晶片在浸漬中，有機保護層剝離液(主要成分是二甲基亞碸60％、N-甲基-2-吡咯烷(ピロリジノン)40％)向保護層內浸透，利用其膨潤作用，保護層G如圖5所示從晶片F局部性剝離。
接著，該晶片F在一次IPA(異丙醇)浸漬置換槽103中，用IPA對有機保護層剝離液進行置換，再在最終IPA(異丙醇)浸漬置換槽104中進行剝離液的最終置換。又，在IPA(異丙醇)浸漬置換槽103、104的置換工序中，由背面洗淨用晶片夾頭105，對再附著於不能除去的晶片背面上的有機保護層固定各晶片的兩端部，使用從IPA清洗噴嘴e吐出的IPA清洗液對晶片背面進行洗淨，又，在單片處理中，以真空將各晶片固定在帶旋轉機構的自轉夾頭106的上部旋轉部分上，通過將IPA高壓噴嘴f在位置g與位置g』之間進行往復移動，進行再附著於晶片表面上的晶片表面的有機保護層的除去處理和晶片的乾燥。將除去和乾燥處理結束後的晶片向卸料器116移載，進行一連串的有機保護層剝離處理。
這時，對於有機保護層剝離浸漬槽112、一次IPA(異丙醇)浸漬置換槽103、最終IPA(異丙醇)浸漬置換槽104中的分批處理能力，由於在其後的由設有IPA清洗噴嘴e的背面洗淨用晶片夾頭105進行晶片背面的洗淨、由帶IPA高壓噴嘴f的旋轉機構的自轉夾頭106的洗淨處理中進行單片處理，故存在其處理時間的反應速率、裝置的綜合處理能力降低的問題。另一方面，在處理能力與分批處理能力一致的場合，需要配置許多由背面保護層除去用的背面洗淨用晶片夾頭105和晶片表面的保護層除去用的帶旋轉機構的自轉夾頭106構成的保護層除去機構，因此，需要有與裝置的結構方面、大裝置的佔有面積相當的設備投資。
發明內容
本發明的目的在於，提供能實現與以往同等的有機保護層剝離性能、並能提高處理能力和減少裝置的佔有面積的有機保護層的剝離裝置和剝離方法。
為了達到上述目的，本發明的保護層的剝離裝置，其特點在於，具有能保持多個基板的基板保持容器；收容所述基板保持容器的剝離處理槽；向所述剝離處理槽供給藥液的藥液供給裝置；從所述剝離處理槽排出所述藥液的藥液排出裝置；以及將所述藥液向保持在所述基板保持容器上的所述基板進行噴射的至少1個的藥液噴嘴。
又，也可以具有使保持在基板保持容器上的基板進行旋轉的基板旋轉裝置，若是藥液噴嘴以高壓對基板噴射藥液、並能使保持在基板保持容器上的多個所述基板的上部進行移動的結構，則成為更好的結構。
又，本發明的保護層的剝離方法，其特點在於，具有將保持多個基板的基板保持容器收容在剝離處理槽中的工序；將對保護層剝離用藥液進行置換的藥液向所述剝離處理槽供給、並浸漬所述基板保持容器和所述基板的工序；從所述剝離處理槽排出所述藥液的工序；以及利用藥液噴嘴向所述基板噴射所述藥液的工序。
當採用本發明的保護層剝離裝置時，由於對保持在基板保持容器上的多個基板的基板保護層的剝離進行分批處理，故不會大幅度降低由單片處理方法的處理時間的反應速率引起的處理能力(設備能力)，作為分批處理優點的一攬子處理的處理能力(設備能力)可大幅度提高。又，保護層剝離能力在置換處理內的分批處理中具有與單片處理同等的效果。
又，相對於以往的處理方法中、需要進行帶背面清洗的晶片固定夾頭的設置和帶藥液高壓噴射的旋轉機構的多個設置來說，在本發明的保護層剝離方法中，由於只進行單體的設置就可以，故能獲得大幅度地減少設備的佔有面積等的優異的效果。
圖1是本發明的有機保護層的剝離裝置的概略圖。
圖2是本發明的有機保護層的剝離裝置的主要部分剖視圖。
圖3是本發明的有機保護層的剝離裝置中的剝離處理槽的主要部分剖視圖。
圖4是以往的有機保護層的剝離裝置的概略圖。
圖5是表示帶保護層的晶片上的保護層剝離狀態的概略剖視圖。
具體實施例方式
以下，參照附圖對本發明的實施形態進行說明。
圖1表示本發明的實施形態所示的保護層剝離裝置。
在圖1中，本發明的有機保護層的剝離裝置，具有設置收容有半導體和液晶等的基板(在本說明中是半導體基板)的該晶片的基板保持容器即盒子121、122、123的裝料器111；將收容有晶片的各盒子121、122、123浸漬在保護層剝離用藥液中的有機保護層剝離浸漬槽112；用置換液對剝離用藥液進行置換的藥液浸漬置換槽113；對有機保護層進行除去、置換、洗淨用的保護層剝離複合槽114；配置在各槽上的擺動用升降機150、151、152；對洗淨後的晶片進行乾燥用的自轉乾燥器115；以及載置有放入處理後的晶片的處理後盒子121a、122a、123a(也可以與處理前盒子121、122、123相同)的卸料器116。
在有機保護層剝離浸漬槽112中，作為浸漬晶片的藥液的有機保護層剝離液，主要成分是二甲基亞碸60％，N-甲基-2-吡咯烷40％。在藥液浸漬置換槽113和保護層剝離複合槽114中的有機保護層剝離液的作為置換液的藥液，有IPA(異丙醇)或純水等，但一般大多是使用IPA。
接著，對使用該有機保護層的剝離裝置的半導體基板的剝離·洗淨方法進行說明。
將設置有帶有機保護層的晶片的盒子121、122、123手動或自動地載放在裝料器111上。接著，使用盒移載用的機械臂(未圖示)，將利用裝料器111處理的盒子121、122、123中的任1個盒子(本說明是盒子121)，載放在投入有機保護層剝離液的有機保護層剝離浸漬槽112的外面即、移動到上限位置a的擺動用升降機150上。裝有盒子121的擺動用升降機150向藥液內的下限位置b移動，在到達下限位置b處，擺動用升降機150進行盒子121的擺動。作為浸漬晶片的藥液的有機保護層剝離液，使用二甲基亞碸60％、N-甲基-2-吡咯烷40％。
在通過數分鐘的擺動進行剝離後，擺動用升降機150向上限位置a移動，盒子121利用盒移載用的機械臂，被載放在下個工序的一次藥液浸漬置換槽113的外面即、移動到上限位置a的擺動用升降機151上。裝有處理的盒子121的擺動用升降機151向下限位置b移動，在到達下限位置b處，擺動用升降機151進行盒子121的擺動。作為有機保護層剝離液的置換液的藥液，使用IPA(異丙醇)或純水等，但一般大多是使用IPA。
在通過數分鐘的擺動進行置換處理後，擺動用升降機151向上限位置a移動，將利用盒移載用的機械臂進行置換後的盒子121向下個工序的保護層剝離複合槽114移載。在保護層剝離複合槽114中，作為有機保護層剝離液的置換液的藥液，也使用IPA或純水等，但一般大多是使用IPA。
這裡，對保護層剝離複合槽114的結構進行詳細的說明。
圖2表示本發明的保護層剝離複合槽114。
保護層剝離複合槽114，具有用作為藥液的置換液對晶片的有機保護層進行除去/置換/洗淨處理的剝離處理槽(本體)1；從剝離處理槽1將置換液作為廢液的藥液廢液口2；將置換液向剝離處理槽1進行供給的藥液供給口3；設有將從剝離處理槽1溢出的置換液作為廢液的機構的藥液返回機構4；將有機保護層和再附著有機保護層除去用的至少1個以上的藥液高壓噴嘴5；儲存來自藥液廢液口2和藥液返回機構4的廢液的藥液廢液緩衝罐6；使儲存在晶片盒8中的多片晶片9旋轉的晶片旋轉用滾子7；將置換液從藥液廢液緩衝罐6向藥液高壓噴嘴5送出的藥液送液用高壓泵10；從置換液中除去粉塵的粉塵過濾用濾網11；將置換液經過藥液供給用配管13向藥液供給口3供給的藥液供給源12。
作為各結構的功能，由藥液供給源12將置換液經過藥液供給用配管13從藥液供給口3向剝離處理槽1供給，當剝離處理槽1成為盛滿置換液時，置換液向藥液返回機構4流入，通過配管儲存於藥液廢液緩衝罐6中。實現儲存後的置換液的再利用。儲存在藥液廢液緩衝罐6中的置換液，為了再利用而從藥液廢液緩衝罐6經過藥液送液用高壓泵10，並通過粉塵過濾用濾網11向有機保護層和再附著有機保護層除去用的藥液高壓噴嘴5供給。
在剝離處理槽1中，不是單片處理，而是與前面的有機保護層剝離浸漬槽112同樣，在晶片盒8中載放多片晶片9的狀態下能同時進行處理。又，載放在晶片盒8中的晶片9，利用從晶片盒8的下方與晶片9抵接的晶片旋轉用滾子7進行旋轉。此外，一邊使晶片9的上部相對晶片9的表面和背面的兩面及晶片盒8進行往復運動，一邊用高壓力從藥液高壓噴嘴5噴射置換液，還能對晶片盒8與晶片9同時進行清潔。
圖3表示剝離處理槽1的概略圖。
如圖3所示，剝離處理槽1，具有以原狀對載放有多片晶片9的晶片盒8進行保持的機構；不會使晶片9從晶片盒8跳出的、使晶片9旋轉的機構。
作為結構，具有對載放有多片晶片9的晶片盒8進行支承、使載放著的晶片9進行旋轉的晶片旋轉用滾子7；支承晶片旋轉用滾子7的晶片旋轉滾子支承夾具C、C』；通過旋轉驅動傳遞皮帶B使晶片旋轉用滾子7進行旋轉的旋轉電動機A；以及在載放在晶片盒8中的晶片9的上部的移動範圍D-D』間進行移動的至少1個的藥液高壓噴嘴5。
作為各結構的功能，對於步進式的旋轉電動機A的旋轉運動，通過旋轉驅動傳遞皮帶B，向用晶片旋轉滾子支承夾具C、C』支承的晶片旋轉用滾子7傳遞旋轉，使載放在晶片盒8中的晶片9原狀地進行旋轉。
接著，對在保護層剝離複合槽114中的半導體基板的有機保護層的剝離方法和洗淨方法進行說明。在圖1中，將在前面工序處理後的盒子121移載至保護層剝離複合槽114的擺動用升降機152移動到上限位置a的部位。
並且，從圖2的藥液供給源12經過藥液供給用配管13並通過藥液供給口3所供給的新的置換液14盛滿的剝離處理槽1內，使載放有晶片盒8(處理盒121)的上下擺動用升降機152向下限位置b移動。處理盒121到達下限位置b，在晶片9與晶片旋轉用滾子7接觸時，晶片旋轉用滾子7開始旋轉，晶片9利用晶片旋轉用滾子7在晶片盒8內進行旋轉。通過使晶片9進行數分鐘的旋轉，殘留在晶片9上的保護層剝離液和附著在晶片盒8上的保護層剝離液被新的IPA液等的置換液14進行置換處理，並使晶片盒8清潔。
然後，保持晶片9的旋轉狀態，剝離處理槽1內的置換液14從藥液廢液口2全部排出，排出後的藥液廢液15積存在藥液廢液緩衝罐6中。又，同時，積存在該藥液廢液緩衝罐6中的藥液廢液15被藥液送液用高壓泵10往上吸，通過粉塵過濾用濾網11，並通過再利用藥液配管16，作為再利用藥液17向藥液高壓噴嘴5輸送。
在由藥液高壓噴嘴5將再利用藥液17向進行旋轉的晶片9的表背兩面進行噴射的同時，為了對所有的晶片9均等地進行噴出，在圖3的位置D與位置D』之間使藥液高壓噴嘴5進行往復運動，對晶片9的表背兩面的保護層殘餘和保護層再附著進行除去處理。又，晶片9的旋轉，從晶片盒8的投入一直進行至搬出為止。又，關於旋轉速度，可配設使速度改變的功能。關於藥液高壓噴嘴5，其安裝位置相對晶片9平行地安裝，藥液噴射角度作成扇狀地與晶片9的兩面相對合，並且，往復運動(移動速度)利用步進電動機作成速度可變。
在剝離處理槽1內進行了保護層的剝離處理後，上下擺動用升降機152向上限位置a移動，將處理後的盒子121(晶片盒8)向下一工序的自轉乾燥器115進行移動，通過自轉旋轉進行晶片的乾燥。接著，在乾燥處理結束後，將乾燥處理後的盒子121向卸料器116進行移載。然後，用手動或自動將處理後的盒子121取出。
本發明的保護層的剝離裝置和剝離方法，尤其對於化合物半導體基板那樣形成有膜厚為7μm～23μm的厚保護層的晶片是有用的，但對於從除了矽半導體基板及半導體基板以外的塗布有保護層的基板上進行保護層剝離除去的場合也是有用的。
利用上述的結構，在晶片盒8(盒子121)上載放著多片(標準為2～25片)晶片9的狀態下，能將表面及背面的保護層一次地進行剝離·洗淨，因此，與以往的單片處理相比，處理能力大幅度地提高。又，通過省去了以往技術的帶旋轉機構自轉夾頭105、106的自轉旋轉方式的背面剝離洗淨機構和藥液高壓噴射方式的表面剝離洗淨機構，能大幅度地減少裝置的佔有面積。
當採用本發明的保護層剝離裝置時，由於對保持在基板保持容器上的多個基板的基板保護層的剝離進行分批處理，故不會大幅度降低由在單片處理方法中的處理時間的反應速率引起的處理能力(設備能力)，作為分批處理的優點的一攬子處理的處理能力(設備能力)可大幅度地提高。又，保護層剝離能力在置換處理內的分批處理中具有與單片處理同等的效果。
又，相對於以往的處理方法中、需要進行帶背面清洗的晶片固定夾頭的設置和帶藥液高壓噴射的旋轉機構的多個設置，而在本發明的保護層剝離方法中，由於只進行單體的設置就可以，故能獲得大幅度地減少設備的佔有面積等的優異效果。
本發明的保護層的剝離裝置和剝離方法，對於塗布有保護層的半導體及液晶等的基板是適用的，還能利用於以分批方式進行被塗布的各種薄膜除去的場合。
權利要求
1.一種保護層的剝離裝置，其特徵在於，具有能保持多個基板的基板保持容器；收容所述基板保持容器的剝離處理槽；向所述剝離處理槽供給藥液的藥液供給裝置；從所述剝離處理槽排出所述藥液的藥液排出裝置；以及將所述藥液向保持在所述基板保持容器上的所述基板進行噴射的至少1個藥液噴嘴。
2.如權利要求1所述的保護層的剝離裝置，其特徵在於，藥液採用異丙醇。
3.如權利要求1所述的保護層的剝離裝置，其特徵在於，藥液採用純水。
4.如權利要求1所述的保護層的剝離裝置，其特徵在於，具有使保持在基板保持容器上的基板進行旋轉的基板旋轉裝置。
5.如權利要求1所述的保護層的剝離裝置，其特徵在於，具有將由藥液排出裝置排出的藥液向藥液噴嘴供給的第2藥液供給裝置。
6.如權利要求1或4所述的保護層的剝離裝置，其特徵在於，基板採用半導體基板。
7.如權利要求1或4所述的保護層的剝離裝置，其特徵在於，基板採用化合物半導體基板。
8.如權利要求1或4所述的保護層的剝離裝置，其特徵在於，藥液噴嘴以高壓對基板噴射藥液。
9.如權利要求1或4所述的保護層的剝離裝置，其特徵在於，將藥液噴嘴作成能在保持於基板保持容器上的多個所述基板的上部進行移動的結構。
10.一種保護層的剝離裝置，其特徵在於，具有能保持多個基板的基板保持容器；收容所述基板保持容器的剝離處理槽；向所述剝離處理槽供給藥液的藥液供給裝置；從所述剝離處理槽排出所述藥液的藥液排出裝置；以及將所述藥液向保持在所述基板保持容器上的所述基板進行噴射的至少1個藥液噴嘴，藥液噴嘴以高壓對基板噴射藥液，並作成能在保持於所述基板保持容器上的多個所述基板的上部進行移動的結構。
11.如權利要求10所述的保護層的剝離裝置，其特徵在於，具有使保持在基板保持容器上的基板進行旋轉的基板旋轉裝置。
12.一種保護層的剝離方法，其特徵在於，具有將保持多個基板的基板保持容器收容在剝離處理槽中的工序；向所述剝離處理槽供給藥液、並浸漬所述基板保持容器和所述基板的工序；以及從所述剝離處理槽排出所述藥液的工序和由藥液噴嘴向所述基板噴射所述藥液的工序。
13.如權利要求12所述的保護層的剝離方法，其特徵在於，藥液採用異丙醇。
14.如權利要求12所述的保護層的剝離方法，其特徵在於，藥液採用純水。
15.如權利要求12所述的保護層的剝離方法，其特徵在於，在向基板噴射藥液的工序中，使所述基板在基板保持容器內旋轉。
16.如權利要求12或15所述的保護層的剝離方法，其特徵在於，基板採用半導體基板。
17.如權利要求12或15所述的保護層的剝離方法，其特徵在於，基板採用化合物半導體基板。
18.如權利要求12或15所述的保護層的剝離方法，其特徵在於，以高壓從傾斜方向向基板的兩面噴射藥液。
19.如權利要求12或15所述的保護層的剝離方法，其特徵在於，一邊使藥液噴嘴在多個基板的上部進行移動、一邊向所述基板噴射藥液。
20.一種保護層的剝離方法，其特徵在於，具有將保持多個基板的基板保持容器收容在剝離處理槽中的工序；將藥液向所述剝離處理槽供給、並浸漬所述基板保持容器和所述基板的工序；從所述剝離處理槽排出所述藥液的工序；以及一邊使藥液噴嘴在多個基板的上部進行移動、一邊由藥液噴嘴以高壓從傾斜方向向基板的兩面噴射藥液的工序。
21.如權利要求20所述的保護層的剝離方法，其特徵在於，在向基板噴射藥液的工序中，使所述基板在基板保持容器內旋轉。
全文摘要
本發明的保護層的剝離裝置，使用能保持多個半導體基板的晶片盒(8)對半導體基板(9)進行洗淨，具有能將保持有半導體基板(9)的晶片盒(8)完全地浸漬的剝離處理槽(1)；將對保護層剝離用藥液進行置換的置換液進行供給的裝置；作成廢液的裝置；以及向半導體基板(9)噴射置換液的至少1個的藥液高壓噴嘴(5)。本發明在厚膜的有機保護層的剝離處理及洗淨處理、在浸漬式分批處理和單片處理的複合處理中，對於處理能力大的浸漬式分批處理，在處理能力小的單片處理中解決其處理時間的反應速率和裝置的綜合處理能力下降的問題。
文檔編號H01L21/00GK1536624SQ20041003246
公開日2004年10月13日 申請日期2004年4月7日 優先權日2003年4月7日
發明者西村憲雄 申請人:松下電器產業株式會社