JP2011228626A - シートの剥離方法及び剥離装置 - Google Patents

Abstract

【課題】剥離用テープを用いずに被貼着物に貼着されたシートを剥離するシートの剥離方法及び剥離装置を提供する。
【解決手段】被貼着物Ｗに貼着されたシートＳａに他のシートＳｂの少なくとも一部を重ね合わせ、シートＳａと他のシートＳｂが重なった箇所を超音波溶着し、他のシートＳｂを引っ張ってシートＳａを被貼着物Ｗから剥離する。別途、剥離用テープを用いないので、シートの剥離に要するランニングコストを低減することができる。
【選択図】図１

Description

本発明は、シートの剥離方法及び剥離装置に関する。

半導体ウエハの表面にＬＳＩパターンを露光して複数のデバイスを形成した後、個々のデバイスに分割する前に、半導体ウエハの裏面を研削して半導体ウエハの厚みを薄くしている。研削時には、半導体ウエハに形成したデバイスの破損や汚染を防ぐため、半導体ウエハの表面に保護シートが貼着される。そして、半導体ウエハの裏面を研削し、個々のデバイスに分割する前に、貼着した保護シートを剥離している。

この保護シートの剥離は以下のように行われている。まず剥離用テープを貼着テープに貼り付け、剥離用テープを引き上げることで保護シートを半導体ウエハの表面から剥離する。（例えば、特許文献１）。

特開２００１−４４１４４号公報

剥離用テープは高価である。このため、保護シートの剥離に要するランニングコストが高いという問題がある。また、剥離用テープは保護シートの剥離に用いられた後、廃棄されるものである。したがって、環境保護並びに資源の有効活用の観点からも剥離用テープを用いないことが望ましい。

本発明は、上記事項に鑑みてなされたものであり、その目的とするところは、剥離用テープを用いずに被貼着物に貼着されたシートを剥離する剥離方法及び剥離装置を提供することにある。

本発明の第１の観点に係る剥離方法は、
被貼着物に貼着されたシートに他のシートの少なくとも一部を重ね合わせ、
前記シートと前記他のシートが重なった箇所を超音波溶着し、
前記他のシートを引っ張って前記シートを前記被貼着物から剥離する、
ことを特徴とする。

本発明の第２の観点に係る剥離方法は、
第１のワークから剥離した第１のシートを用意し、
第２のワークに貼着された第２のシートに前記第１のシートの少なくとも一部を重ね合わせ、
前記第１のシートと前記第２のシートが重なった箇所を超音波溶着し、
前記第１のシートを引っ張ることで前記第２のワークから前記第２のシートを剥離する、
ことを特徴とする。

また、前記第２のシートと同素材且つ同形状の前記第１のシートを用いてもよい。

また、前記第２のワークと同形状の前記第１のワークから剥離した前記第１のシートを用意してもよい。

また、前記第１のワーク及び前記第２のワークは半導体ウエハであり、前記第１のシート及び前記第２のシートは前記第１のワーク及び前記第２のワークの裏面を研削する際に貼着された保護シートであってもよい。

本発明の第３の観点に係るシートの剥離装置は、
シートが貼着されたワークが載置されるテーブルと、
前記ワークから剥離したシートが巻き取られる巻き取りローラと、
事前に他のワークから剥離して前記巻き取りローラに連なっている他のシートを前記ワークに貼着されたシートに重ね合わせるシート重ね合わせ手段と、
前記ワークに貼着されたシートと前記他のシートが重なった箇所を超音波溶着する超音波溶着装置と、
前記巻き取りローラで前記他のシートを巻き取ることで前記ワークに貼着されたシートを剥離する剥離手段と、を備える、
ことを特徴とする。

また、前記テーブルは前記ワークが載置されるワーク載置位置と前記超音波溶着装置によって前記溶着が行われる溶着位置とを往復動可能に構成され、
前記テーブルを前記溶着位置から前記ワーク載置位置へ移動させるとともに、前記巻き取りローラで前記他のシート巻き取ることで前記ワークに貼着されたシートを剥離してもよい。

また、前記巻き取りローラは正転駆動によるシートの巻き取り、及び、逆転駆動によるシートの巻き出しが可能であり、
前記巻き取りローラが逆転駆動して他のシートを巻き出して前記ワークに貼着されたシートに重ね合わせてもよい。

また、前記テーブルが前記ワーク載置位置から前記溶着位置への移動中に他のシートを巻き出して重ね合わせ、前記テーブルの移動速度に同期させて更にシートを巻き出して、前記ワークに貼着されているシートと剥離したシートとの重なりを前記溶着位置まで維持してもよい。

また、巻き出した前記他のシートの端部が所定位置に到達したことを検出する検出装置を備え、
前記検出装置が前記他のシートの端部が所定位置に到達したことを検出した後で、前記テーブルが所定位置を通過する際に、前記テーブルの移動に同期させて前記シートを更に巻き出して前記剥離したシートを前記ワークに貼着されたシートに重ね合わせてもよい。

また、前記シートが前記ワークから剥離されたことを検出する検出装置を備えていてもよい。

また、前記ワークを前記テーブルに保持する保持機構を備えていてもよい。

また、前記保持機構は、吸引装置と前記テーブルに設けられた多孔質部材及び／又は吸引孔とから構成され、
前記吸引装置によって前記多孔質部材及び／又は吸引孔を介し前記ワークを吸着して前記テーブルに保持してもよい。

また、前記保持機構は、前記テーブルに前記ワークを固定する固定部材から構成され、前記テーブルと前記固定部材とで前記ワークを押圧して保持してもよい。

また、前記超音波溶着装置は下降して前記シートと前記他のシートを超音波溶着し、超音波溶着した後に上昇するよう構成されるとともに、前記超音波溶着装置の圧着面が上昇した位置と下降した位置との間に、前記圧着面へ付着した前記シートを剥離する剥離部材を備えていてもよい。

また、前記テーブルには前記超音波溶着装置が押圧する箇所に振動吸収部材が設置されていてもよい。

本発明に係る剥離方法及び剥離装置では、被貼着物に貼着されたシートに他のシートを重ね、超音波溶着し、他のシートを引っ張ることで被貼着物からシートを剥離している。別途、剥離用テープを用いないので、剥離に要するコストを低減することができる。

（Ａ）〜（Ｄ）は、被貼着物に貼着されたシートを剥離している様子を示す図である。 （Ａ）、（Ｂ）は、被貼着物に貼着されたシートを剥離している様子を示す図である。 保護シートが貼着された半導体ウエハの斜視図である。 半導体ウエハが収納されたウエハキャリヤの斜視図である。 （Ａ）〜（Ｃ）は、半導体ウエハに貼着された保護シートを剥離している様子を示す図である。 （Ａ）、（Ｂ）は、半導体ウエハに貼着された保護シートを剥離している様子を示す図である。 （Ａ）〜（Ｃ）は、半導体ウエハに貼着された保護シートを剥離している様子を示す図である。 （Ａ）〜（Ｃ）は、半導体ウエハに貼着された保護シートを剥離している様子を示す図である。 実施の形態３に係る剥離装置の概略構成を示す斜視図である。 実施の形態３に係る剥離装置の概略構成を示す側面図である。 実施の形態３に係る剥離装置の概略構成を示す平面図である。 （Ａ）〜（Ｃ）は実施の形態３に係る剥離装置の動作を説明する側面図である。 （Ａ）〜（Ｃ）は実施の形態３に係る剥離装置の動作を説明する側面図である。 （Ａ）〜（Ｃ）は実施の形態３に係る剥離装置の動作を説明する側面図である。 （Ａ）、（Ｂ）は他のシートの重ね合わせ手段の例を示す側面図である。 （Ａ）、（Ｂ）は他のシートの重ね合わせ手段の例を示す側面図である。 剥離部材の例を示す斜視図である。 （Ａ）、（Ｂ）は剥離部材の動作を示す側面図である。 実施の形態３に係る剥離装置のテーブルの概略構成を示す平面図である。 図１５において、テーブルにシートが貼着されたワークが載置されている状態のＸ−Ｘ’断面図である。 （Ａ）は実施の形態３に係る剥離装置の溶着ヘッドの斜視図、（Ｂ）は圧着面の構造を示す斜視図である。

（実施の形態１）
本実施の形態１に係る剥離方法は、被貼着物に貼着されたシートに他のシートの少なくとも一部を重ね合わせ、シートと他のシートが重なった箇所を超音波溶着し、他のシートを引っ張ってシートを被貼着物から剥離する方法である。以下、図を参照しつつ、詳細に説明する。

まず、図１（Ａ）に示すように、被貼着物Ｗに貼着されたシートＳａの端部に他のシートＳｂを重ね合わせる。

シートＳａは被貼着物Ｗの面を保護或いは装飾等するために貼着されているフィルムやテープ等の薄膜状のシート等である。シートＳａの一方の面は、粘着剤や静電引力等種々の貼着手法によって被貼着物Ｗの面に貼着されている。

被貼着物ＷはシートＳａが貼着されているものであれば特に制限はない。被貼着物Ｗの例として、半導体ウエハやガラス等が挙げられる。

シートＳｂはシートＳａと超音波溶着が可能であり、シートＳａを引き剥がす際に破損しない程度の機械的強度を備えていれば、いずれを用いてもよい。

また、シートＳａ及びシートＳｂは互いに超音波溶着可能であれば、素材はいずれでもよい。熱可塑性プラスチックであれば超音波溶着可能であり、例えば、塩化ビニル、ポリエチレン、ポリプロピレン、ポリビニールアルコール、ポリエステル、ナイロン等、種々の高分子物質が挙げられる。また、これらの物質が単一で用いられているもの、二種以上が重合されたものでもよい。

なお、シートＳｂはシートＳａと同素材であることが好ましい。同素材であれば溶着させた際の溶着強度が高いからである。

シートＳａにシートＳｂを重ね合わせた後、図１（Ｂ）に示すように、超音波溶着装置１０を用いて、シートＳａとシートＳｂとを重ね合わせた箇所を溶着する。

超音波溶着装置１０は電気エネルギーを機械的振動エネルギーに変換するものであり、超音波溶着に用いられる公知の装置が用いられる。一般的な超音波溶着装置１０は、５０／６０Ｈｚの電気的信号を２０ｋＨｚ以上の電気的信号に変換する発振器（ジェネレーター）と、電気エネルギーによって振動するピエゾ素子等の振動子とを備える装置である。

超音波溶着を行う際、被貼着物Ｗを硬質のテーブル等に載置した状態で、超音波溶着装置１０をシートＳａとシートＳｂとを重ね合わせた箇所に押圧させる。微細な超音波振動と押圧力によって、シートＳａとシートＳｂとの境界面が溶融し、接合する。

超音波溶着では、シートＳａとシートＳｂの境界面において熱が発生し接合される。このため、被貼着物Ｗの破損、変形、変質等が生じない。

また、超音波溶着ではシートＳａとシートＳｂとの接合は１秒程度で済むので、シートＳａの剥離が短時間で可能である。

超音波溶着はシートＳａにシートＳｂが重ね合わさった箇所の一部に行っても、全部に行ってもよい。

超音波溶着した後、図１（Ｃ）に示すように、シートＳｂを引き上げていくと、図１（Ｄ）に示すように、シートＳｂと接合したシートＳａの端部が被貼着物Ｗから剥離される。

更にシートＳｂを引っ張っていくことで、図２（Ａ）に示すように、徐々に被貼着物ＷからシートＳａが剥離され、図２（Ｂ）に示すようにシートＳａが完全に被貼着物Ｗから剥離される。

上記のように、本実施の形態では超音波溶着により被貼着物Ｗに貼着されたシートＳａにシートＳｂを接合し、シートＳｂを引っ張ることで被貼着物Ｗに貼着されたシートＳａを剥離している。剥離用テープを用いないため、剥離に要するランニングコストが安くなる利点がある。

また、剥離用テープを用いないため、剥離時に排出される廃棄物を減少させられる。更に、剥離用テープの製造が不要になり、剥離用テープ製造用の原料が不要となるので資源の節約にもなる。これにより、環境保全にもつながる。

（実施の形態２）
実施の形態２に係る剥離方法について説明する。本実施の形態に係る剥離方法は、第１のワークから剥離した第１のシートを用意し、第２のワークに貼着された第２のシートに第１のシートの少なくとも一部を重ね合わせ、第１のシートと第２のシートが重なった箇所を超音波溶着し、第１のシートを引っ張ることで第２のワークから第２のシートを剥離する方法である。

本実施の形態に係る剥離方法は、複数のワークにそれぞれ貼着されたシートを連続的に剥離する際に特に有効な方法である。以下、半導体ウエハに貼着された保護シートを、剥離装置を用いて剥離する例について説明する。

図３に保護シートＳが貼着された半導体ウエハＷを示す。この半導体ウエハＷは図４に示すように、ウエハキャリヤ２０に複数枚収納されて後の工程へと運搬される。そして、ウエハキャリヤ２０に収納されているウエハＷは、剥離装置３０にて順々に貼着されている保護シートＳが剥離される。

ウエハキャリヤ２０には、通常、同じＬＳＩパターンが形成された同形状の半導体ウエハＷが収納されており、それぞれの半導体ウエハＷには同素材、同形状の保護シートＳが貼着されている。順次剥離した保護シートＳを、次に剥離する保護シートＳに超音波溶着する際に、それぞれの保護シートＳは同素材であるため溶着強度に優れる。

剥離装置３０は、往復道可能なテーブル３１と、押圧ローラ３２と、巻き取りローラ３３とから構成されている。テーブル３１は半導体ウエハＷが載置される台である。巻き取りローラ３３は、不図示のモータ等により回転駆動される。巻き取りローラ３３は剥離した保護シートＳを順次巻き取ってゆく。

まず、図５（Ａ）に示すように、テーブル３１に保護シートＳｂが貼着された半導体ウエハＷを載置する。この段階では、押圧ローラ３２には先に剥離した保護シートＳｂの一部が巻き付いている。保護シートＳｂが押圧ローラ３２に吸着した状態で維持されるよう、吸着性のローラを用いればよい。

続いて、図５（Ｂ）に示すように、押圧ローラ３２を下降させ、押圧ローラ３２に巻き付いている保護シートＳａの端部を保護シートＳｂの端部に重ね合わせ、押圧する。ここで、重ね合わせた保護シートＳａの端部と保護シートＳｂの端部とを超音波溶着する。押圧ローラ３２の一部を切り欠いておき、そこに前述した超音波溶着装置を組み込んでおいてもよい。超音波溶着によって保護シートＳａの端部と保護シートＳｂの端部とが結合する。

続いて、図５（Ｃ）に示すように、テーブル３１を紙面上、左方向へと移動させる。また、テーブル３１の移動速度に同期させて巻き取りローラ３３を回転駆動させる。テーブル３１の移動、及び、巻き取りローラ３３による保護シートＳａの上方への引っ張りに追従して、保護シートＳｂの端部が半導体ウエハＷから剥離される。

更に、テーブル３１の移動、及び、巻き取りローラ３３の巻き取りが行われることで、図６（Ａ）に示すように、徐々に保護シートＳｂが剥離されてゆき、図６（Ｂ）に示すように、保護シートＳｂは完全に半導体ウエハＷから剥離される。

剥離した保護シートＳｂは上述した保護シートＳａと同様に、続いてテーブル３１に載置される半導体ウエハＷに貼着された保護シートＳの剥離に用いられる。

また、図７及び図８に示す剥離装置４０を用いて半導体ウエハＷから保護シートＳを剥離してもよい。

剥離装置４０は、上述した剥離装置３０と同様に、半導体ウエハＷが載置され往復道可能なテーブル３１と、巻き取りローラ３３とを備えている。

図７（Ａ）に示すように、巻き取りローラ３３には先に他の半導体ウエハＷから剥離した保護シートＳａの略半分が巻き取られている。この保護シートＳａの巻き取りローラ３３に巻き取られていない側の端部を屈曲させ、保護シートＳｂの端部に重ね合わせる。そして重ね合わせた箇所を超音波溶着装置１０を用いて溶着する。なお、超音波溶着装置１０は移動可能な構成で剥離装置４０に備え付けられ、溶着を行う際に保護シートＳａと保護シートＳｂとを重ねた箇所へ移動するようにしてもよい。

続いて、図７（Ｂ）に示すように、剥離板３５を保護シートＳｂの端部（紙面上、左端部）の上方に配置する。剥離板３５は剥離を行う際に所定箇所へ移動するよう、剥離装置４０に備え付けられている。

その後、図７（Ｃ）に示すように、テーブル３１及び剥離板３５が紙面上、左方向に移動する。保護シートＳａはガイドローラ３４及び剥離板３５で押さえられ、鋭角に屈曲する。

そして、図８（Ａ）に示すように、テーブル３１が更に左方向へ移動するとともに、巻き取りローラ３３が回転駆動され、保護シートＳａを巻き取ってゆく。巻き取りローラ３３の巻き取りはテーブル３１の移動速度と同期をとって行われる。保護シートＳｂは保護シートＳａに溶着されているので、保護シートＳａの巻き取りに伴って保護シートＳｂが半導体ウエハＷから引き剥がされてゆく。巻き取り中、ガイドローラ３４及び剥離板３５の相対位置が維持されるので、保護シートＳｂは剥離板３５にて一定の角度に折り返されつつ剥離されてゆく。

図７（Ｂ）に示すように、テーブル３１の移動及び巻き取りローラ３３の回転が進行すると、徐々に保護シートＳｂが剥離され、そして、図７（Ｃ）に示すように、テーブル３１が剥離板３５を超えるまで移動すると、保護シートＳｂは半導体ウエハＷから完全に剥離される。

剥離した保護シートＳｂは上述した保護シートＳａと同様に、続いてテーブル３１に載置される他の半導体ウエハＷに貼着された他の保護シートＳの剥離に用いられる。

以上のように、剥離装置４０を用いて保護シートＳｂを剥離する手法では、保護シートＳｂを折り返し、鋭角に屈曲させた状態を維持しつつ半導体ウエハＷから剥離している。保護シートＳｂを引き剥がす際に、半導体ウエハＷを上方へ引き上げる力を加えないので、半導体ウエハＷに過度の負荷が掛かりにくい。このため、半導体ウエハＷの割れや歪み等が生じにくいという利点がある。

（実施の形態３）
続いて、図９〜図１７を参照しつつ、剥離装置の具体例について説明する。本実施の形態に係る剥離装置１００は、図９の斜視図、図１０の側面図、図１１の平面図に示すように、テーブル１１０、巻き取りローラ１２０、ガイドローラ１２１、駆動ローラ１２２、ガイドローラ１２３、超音波溶着装置１３０、溶着ヘッド１３１、本体１３２、昇降装置１３３、取付部材１３４、レーザ送受信機１４１、反射板１４２、イオナイザー１４３、制御装置１５０を備える。

本実施の形態に係る剥離装置１００は、例えば、半導体ウエハのバックグライディング工程の際に、リングフレームに半導体ウエハを固定するために貼着された保護シートを剥離する装置である。したがって、本実施の形態におけるワークＷは、半導体ウエハ及びリングフレームであり、シートＳは半導体ウエハをリングフレームに固定するために貼着された保護シートである。

テーブル１１０は、シートＳが貼着されたワークＷが載置される載置台である。テーブル１１０には、不図示のモータ等の駆動装置が備えられている。駆動装置によって、テーブル１１０は、図１〜図３中、テーブル１１０にワークＷを載置するワーク載置位置（実線で示す位置）と超音波溶着が行われる溶着位置（破線で示す位置）とを直線的に往復道可能に構成されている。

巻き取りローラ１２０は、ワークＷから剥離したシートＳを巻き取るローラである。巻き取りローラ１２０は、不図示のモータ等の駆動装置により、回転駆動される。巻き取りローラ１２０は、矢印にて示すように、正転駆動及び逆転駆動可能に構成されている。後述するように、剥離されたシートＳの端部と剥離を行うシートＳの端部とが超音波溶着されるので、巻き取りローラ１２０にはシートＳ同士が連結し長尺になって巻き取られる。

駆動ローラ１２２とガイドローラ１２３は、接触して並行に配置されている。駆動ローラ１２２はモータ等の駆動装置によって、回転駆動される。矢印にて示すように、駆動ローラ１２２は、正転駆動及び逆転駆動可能に構成されている。ガイドローラ１２３は駆動ローラ１２２と接触するよう構成されており、ガイドローラ１２３と駆動ローラ１２２の間にシートＳが挟まれる。駆動ローラ１２２が回転すると、ガイドローラ１２３も連動して回転し、シートＳの巻き取り或いは巻き出しが可能に構成されている。

超音波溶着装置１３０は、溶着ヘッド１３１と本体１３２を備える。超音波溶着装置１３０は昇降装置１３３に固定されている。また、昇降装置１３３は取付部材１３４に昇降可能に設置されている。取付部材１３４は、剥離装置１００全体が内包される不図示のケース等に固定されている。昇降装置１３３が取付部材１３４に対して昇降するので、昇降装置１３３に固定されている超音波溶着装置１３０も付随して昇降する。

本体１３２には、５０／６０Ｈｚの電気的信号を２０ｋＨｚ以上の電気的信号に変換する発振器（ジェネレーター）と、電気エネルギーによって振動するピエゾ素子等の振動子とを内蔵されており、本体１３２が発する超音波振動が溶着ヘッド１３１に伝搬される。後述のように、シート同士を重ね合わせ、この重ね合わせた箇所に溶着ヘッド１３１を接触させ、加圧することで、微細な超音波振動と押圧力によって、シート同士の境界面が融解し、接合する。

レーザ送受信機１４１及び反射板１４２は、ワークＷからシートが完全に剥離されたか否か、及び、剥離したシートＳの端部が所定位置に達したか否かを検出する役割を有する。レーザ送受信機１４１及び反射板１４２は、不図示のケースにそれぞれ設置されている。レーザ送受信機１４１と反射板１４２とは、図９及び図１０に示すように、駆動ローラ１２２及びガイドローラ１２３の下方でテーブル１１０の上方に、また、図１１の平面図に示すように、駆動ローラ１２２及びガイドローラ１２３を斜行して挟むよう対向配置されている。レーザ送受信機１４１から発したレーザが反射板１４２で反射し、反射したレーザをレーザ送受信機１４１が受信する仕組みである。したがって、テーブル１１０と駆動ローラ１２２及びガイドローラ１２３の間でレーザを遮るものがあるか否かを検出することができる。

イオナイザー１４３は、シートＳの剥離の際に生じる静電気を除去するものである。イオナイザー１４３は、プラス、マイナスそれぞれの極性を持ったイオンを発生させることで、雰囲気中の空気をイオン化させ、発生させたイオンにより静電気を中和させる。これにより、シートＳの剥離の際に生じる静電気が除去され、静電気による駆動ローラ１２２、ガイドローラ１２３等へのシートＳの張り付きや、ワークＷ等への埃等の付着が抑制される。

制御装置１５０は、剥離装置１００の作動を制御するものであり、巻き取りローラ１２０及び駆動ローラ１２２を回転させる駆動装置、テーブルを移動させる駆動装置、及び、超音波溶着装置１３０を昇降させる昇降装置の駆動を制御する。また、制御装置１５０はレーザ送受信機１４１におけるレーザの送受信を制御し、このレーザ送受信機１４１のレーザの受信状況に基づいて上記の駆動の制御も行う。

続いて、図１２〜図１４を参照しつつ、剥離装置１００によるシートの剥離動作について順に説明する。

まず、図１２（Ａ）に示すように、テーブル１１０がワーク載置位置に位置する状態で、シートＳｙが貼着されたワークＷを、シートＳｙが上方を向くようにテーブル１１０上に載置する。また、巻き取りローラ１２０には、事前に剥離した複数のシートＳｘがそれぞれの端部にて連結した状態で巻き取られ、シートＳｘの一部がガイドローラ１２１、駆動ローラ１２２及びガイドローラ１２３の間を通り、シートＳｘの先端部分が駆動ローラ１２２及びガイドローラ１２３の間に挟まれた状態にある。

この状態で、不図示の剥離装置１００のスイッチをＯＮにすると、制御装置１５０は、巻き取りローラ１２０及び駆動ローラ１２２をそれぞれ矢印で示す方向に回転させ、シートＳｘの先端部を所定の位置まで到達させる。ここで、レーザ送受信機１４１からレーザの発信、及び、反射板１４２による反射波を受信しておく。レーザが駆動ローラ１２２及びガイドローラ１２３の下方を通過するよう、レーザ送受信機１４１及び反射板１４２が配置されているので、シートＳｘの先端部が駆動ローラ１２２とガイドローラ１２３との間から下方へ突出してゆき、突出したシートＳｘの端部がレーザの進行を遮るとレーザ送受信機１４１は受信不能になる。レーザ送受信機１４１が受信不能により、シートＳｘの先端部が所定位置に到達したことを検出すると、制御装置１５０は巻き取りローラ１２０及び駆動ローラ１２２の回転を停止させる。

続いて、制御装置１５０は、図１２（Ｂ）に示すように、テーブル１１０をワーク載置位置から溶着位置へと移動させる。テーブル１１０は、矢印にて示すように、駆動ローラ１２２、溶着ヘッド１３１の方向（紙面上左方向）へ移動する。

そして、テーブル１１０が所定位置を通過する際、制御装置１５０は、巻き取りローラ１２０及び駆動ローラ１２２をテーブル１１０の移動速度に同期させて回転させる。すると、シートＳｙの端部上にシートＳｘの端部が重なり、シートＳｘ、Ｓｙ同士が重なった状態を維持して、テーブル１１０の移動及びシートＳｘの巻き出しが行われる。

なお、シートＳｘの端部を所定位置に到達させた後に、テーブル１１０を移動させる例について説明したが、テーブル１１０の移動を始めた後に、シートＳｘの端部を所定位置に到達させるよう制御してもよい。

そして、図１２（Ｃ）に示すように、テーブル１１０が溶着位置に到達するまで、テーブル１１０の移動及びシートＳｘの巻き出しが行われる。テーブル１１０が溶着位置に到達すると、制御装置１５０はテーブル１１０の移動と巻き取りローラ１２０及び駆動ローラ１２２の回転を停止させる。

続いて、図１３（Ａ）に示すように、制御装置１５０は昇降装置１３３を駆動させ、超音波溶着装置１３０を降下させる。そして、溶着ヘッド１３１の先端がシートＳｘ、Ｓｙ同士が重なった箇所に接し、所定の圧力で所定時間加圧する。超音波溶着装置１３０の本体１３２に内蔵された超音波発信器が駆動し、生じた超音波振動が溶着ヘッド１３１に伝播し、これにより、溶着ヘッド１３１が加圧しているシートＳｘ、Ｓｙ同士が重なった箇所が溶融して溶着される。

なお、溶着ヘッド１３１がシートＳｘ、Ｓｙに加える加圧力、及び、加圧時間は溶着させるシートの材質やワークＷの材質等に応じて適宜変更すればよい。

超音波溶着が完了すると、図１３（Ｂ）に示すように、制御装置１５０は、昇降装置１３３を駆動させ、超音波溶着装置１３０を上昇させる。

超音波溶着装置１３０が上昇し、溶着ヘッド１３１がシートから離間した後、制御装置１５０は図１３（Ｃ）、図１４（Ａ）に示すように、テーブル１１０を上記の移動方向と逆の方向（紙面上右方向）へ移動させる。更に、巻き取りローラ１２０及び駆動ローラ１２２を回転させる。制御装置１５０は、巻き取りローラ１２０及び駆動ローラ１２２によるシートＳｘの巻き取り速度とテーブル１１０の移動速度を同期させる。すると、シートＳｙは、シートＳｘが巻き取りローラ１２０及び駆動ローラ１２２によって巻き取られていくので、シートＳｘに溶着したシートＳｙも、溶着した箇所から引っ張られ、また、テーブル１１０が移動するので、徐々にワークＷから剥離されていく。

そして、図１４（Ｂ）に示すように、ワークＷからシートＳｙが完全に剥離されると、レーザ送受信機１４１から発信されるレーザが遮られずに反射板１４２で反射され、レーザ送受信機１４１が受信することになる。すると、制御装置１５０は巻き取りローラ１２０及び駆動ローラ１２２の回転を停止させる。これにより、シートＳｙの端部が駆動ローラ１２２とガイドローラ１２３の間に挟まれたまま維持されるので、続いて他のワークに貼着されたシートの剥離を行う際に、シートＳｙが容易に巻き出されることになる。

図１４（Ｃ）に示すように、テーブル１１０が元の位置まで到達した後、制御装置１５０はテーブル１１０の移動を停止させる。

テーブル１１０上のシートＳｙが剥離されたワークＷを取り外し、次に剥離するシートが貼着されたワークＷをテーブル１１０に配置して、上記と同様に行うことで、連続的にシートを剥離することができる。

このように、剥離用テープを用いることなく、剥離したシートを再利用し、連続してシートを剥離することができるので、剥離に要するランニングコストが安くなる。また、使用後に廃棄処分される剥離用テープを用いないので、環境にも優しいという利点がある。

なお、本実施の形態では、テーブル１１０が水平方向に移動し、シートＳｙを剥離する例について説明したが、テーブル１１０の移動はこれに限られるものではなく、テーブル１１０が巻き取りローラ１２０によって巻き取られるシートに対し、相対的に移動し、ワークＷに貼着されたシートＳｙを剥離可能であればよい。例えば、ワーク載置位置が溶着位置の鉛直下方向にあり、テーブルが上昇して溶着位置に到達し、超音波用着後、テーブルが下降することにより、ワークに貼着されたシートを剥離する構成であってもよい。

また、図１５（Ａ）、（Ｂ）に示すように、テーブル１１０が溶着位置に達したときに、シートＳｙがシートＳｘに重なるよう、所定長さだけ巻き出しておいてもよい。そして、ワーク載置位置から溶着位置へのテーブル１１０の移動時に、移動するテーブル１１０が巻き出されているシートＳｙをテーブル１１０上に押し上げて、シートＳｙ上にシートＳｘが重なるようにしてもよい。

また、図１６（Ａ）に示すように、イオナイザー１４３の風圧でシートＳｙを溶着位置の方向へなびかせておき、図１６（Ｂ）に示すように溶着ヘッド１３１を下降させる際に、溶着ヘッド１３１でシートＳｙを押圧してシートＳｘに重ね、そのままシートＳｘとシートＳｙを超音波溶着させるよう構成されていてもよい。

また、溶着した後、シートＳｘ、Ｓｙが溶着ヘッド１３１に付着したままシートＳｘを巻き取ってしまわないよう、剥離部材１３５が設けられていてもよい。図１７の斜視図に、剥離部材１３５の一例を示す。剥離部材１３５は取付部材１３４に固定され屈曲部を有する板状部材である。剥離部材１３５のテーブル１１０に近接する面には溶着ヘッド１３１の圧着面が貫通可能な孔が形成されている。剥離部材１３５のテーブル１１０に近接する面は、溶着ヘッド１３１が上昇している状態の圧着面の位置と、下降している状態の圧着面の位置との間に設置されている。図１８（Ａ）に示すように、溶着ヘッド１３１が下降し超音波溶着を行った後、溶着ヘッド１３１の圧着面にシートＳｘ、Ｓｙが付着するおそれがあるが、溶着ヘッド１３１が上昇する際、図１８（Ｂ）に示すように、剥離部材１３５によってシートＳｘ、Ｓｙが溶着ヘッド１３１の圧着面から引き剥がされる。

また、テーブル１１０は、シートＳｘを剥離する際に、テーブル１１０からワークＷが浮き上がらないよう、ワークＷをテーブル１１０に保持する保持機構を備えていることが好ましい。

保持機構の一例を図１９の平面図、図２０の断面図を参照して以下に示す。テーブル１１０には吸引孔１１１が設けられている。吸引孔１１１は吸引路１１３を介して吸引装置１１４につながっている。吸引装置１１４による吸引でワークＷをテーブル１１０上に吸着して保持することができる。この場合、ワークＷと吸引孔１１１との隙間を塞ぐため、吸引孔１１１の周囲にゴム等の弾性部材１１２が設置されていることが好ましい。これにより、吸引孔１１１とワークＷとの隙間が生じることなく、ワークＷをテーブル１１０に保持することが可能になる。

また、テーブル１１０のワークＷが接する面が多孔質部材１１５から構成されていてもよい。上記同様に、多孔質部材１１５を介して吸引装置１１４による吸引でワークＷをテーブル上に吸着して保持することができる。

また、固定部材１１６により機械的にワークＷをテーブル１１０に保持してもよい。固定部材１１６は、図１９に矢印にて示すようにテーブル１１０の上面に沿って回転可能であり、また、図２０に矢印にて示すように鉛直方向に沿って移動可能に構成されている。テーブル１１０にワークＷを載置した後、固定部材１１６をテーブル１１０の上面に沿って回転させ、更に鉛直方向に移動させることにより、固定部材１１６とテーブル１１０とでワークＷを挟むことができる。これにより、固定部材１１６とテーブル１１０との押圧力でワークＷをテーブル１１０上に保持することができる。

また、図１９に示すように、テーブル１１０には、溶着ヘッド１３１が下降して押圧する箇所に振動吸収部材１１７が設置されているとよい。超音波溶着を行う際、超音波振動が伝搬し、ワークＷとテーブル１１０が擦れ、不快な音が生じる。また、ワークＷやテーブル１１０に傷が生じるおそれもある。テーブル１１０の溶着ヘッド１３１が押圧する箇所に振動吸収部材１１７が設置されていれば、上記の不都合を抑制することができる。振動吸収部材１１７として、振動を吸収可能な材質であれば特に制限はなく、シリコンゴム等の弾性部材が挙げられる。

また、シートＳｙの剥離が完了した後、ワークＷをテーブル１１０から取り外しやすくするよう、ワークＷの取り外し機構が設けられていてもよい。一例として、昇降可能なピンがテーブル１１０に内蔵された形態が挙げられる。ピンは通常テーブル内に収納され、上昇するとテーブル１１０上面から突出するよう構成されていれば、剥離完了後、突出するピンによって、ワークＷがテーブル１１０より離間し容易に取り外すことができる。

また、溶着ヘッド１３１は、図２１（Ａ）に示すように、離間した３つの圧着面１３１ａを備えてもよい。圧着面１３１ａが一つの場合だと、シートの溶融が過度に生じた際に、シートが裂けるなど、シート同士の接合が不十分となり剥離できない事態が生じるおそれがある。圧着面１３１ａが複数離間して配置されていることで、いずれかの圧着面１３１ａによるシート同士の接合が十分に行われればそのような不都合が生じない。また、シートに直接接触する圧着面１３１ａの接触面は、図２１（Ｂ）に示すように、格子状の凸部１３１ｂと凸部１３１ｂの間に形成される凹部１３１ｃを備えていてもよい。凸部１３１ｂで十分に圧着でき、凹部１３１ｃに溶融物が留まるようになり、いわゆるキルティング加工と同様、強い接合が可能になる。

１０ 超音波溶着装置
２０ ウエハキャリヤ
３０ 剥離装置
３１ テーブル
３２ 押圧ローラ
３３ 巻き取りローラ
３４ ガイドローラ
３５ 剥離板
４０ 剥離装置
Ｓ シート（保護シート）
Ｓａ シート（保護シート）
Ｓｂ シート（保護シート）
Ｓｘ シート
Ｓｙ シート
Ｗ 被貼着物（半導体ウエハ）（ワーク）
１００ 剥離装置
１１０ テーブル
１１１ 吸引孔
１１２ 弾性部材
１１３ 吸引路
１１４ 吸引装置
１１５ 多孔質部材
１１６ 固定部材
１１７ 振動吸収部材
１２０ 巻き取りローラ
１２１ ガイドローラ
１２２ 駆動ローラ
１２３ ガイドローラ
１３０ 超音波溶着装置
１３１ 溶着ヘッド
１３１ａ 圧着面
１３１ｂ 凸部
１３１ｃ 凹部
１３２ 本体
１３３ 昇降装置
１３４ 取付部材
１３５ 剥離部材
１４１ レーザ送受信機
１４２ 反射板
１４３ イオナイザー
１５０ 制御装置

本発明の第１の観点に係る剥離方法は、
第１のワークから剥離した第１のシートを用意し、
前記第１のワークと同形状の第２のワークに貼着された前記第１のシートと同素材且つ同形状の第２のシートに前記第１のシートの少なくとも一部を重ね合わせ、
前記第１のシートと前記第２のシートが重なった箇所を超音波溶着し、
前記第１のシートを引っ張ることで前記第２のワークから前記第２のシートを剥離する、
ことを特徴とする。

本発明の第２の観点に係るシートの剥離装置は、
シートが貼着されたワークが載置されるテーブルと、
前記ワークから剥離したシートが巻き取られる巻き取りローラと、
事前に他のワークから剥離して前記巻き取りローラに連なっている他のシートを前記ワークに貼着されたシートに重ね合わせるシート重ね合わせ手段と、
前記ワークに貼着されたシートと前記他のシートが重なった箇所を超音波溶着する超音波溶着装置と、
前記巻き取りローラで前記他のシートを巻き取ることで前記ワークに貼着されたシートを剥離する剥離手段と、を備える、
ことを特徴とする。

また、前記テーブルは前記ワークが載置されるワーク載置位置と前記超音波溶着装置によって前記溶着が行われる溶着位置とを往復動可能に構成され、
前記テーブルを前記溶着位置から前記ワーク載置位置へ移動させるとともに、前記巻き取りローラで前記他のシートを巻き取ることで前記ワークに貼着されたシートを剥離してもよい。

また、前記保持機構は、吸引装置と前記テーブルに設けられた多孔質部材又は吸引孔とから構成され、
前記吸引装置によって前記多孔質部材又は吸引孔を介し前記ワークを吸着して前記テーブルに保持してもよい。

本発明の第１の観点に係るシートの剥離方法は、
第１のワークから剥離した超音波溶着可能な素材から構成される第１のシートを用意し、
前記第１のワークと同形状の第２のワークに貼着された前記第１のシートと同素材且つ同形状の第２のシートに前記第１のシートの少なくとも一部を重ね合わせ、
前記第１のシートと前記第２のシートが重なった箇所を超音波溶着し、
前記第１のシートを引っ張ることで前記第２のワークから前記第２のシートを剥離する、
ことを特徴とする。

本発明の第２の観点に係るシートの剥離装置は、
超音波溶着可能な素材から構成されるシートが貼着されたワークが載置されるテーブルと、
前記ワークから剥離したシートが巻き取られる巻き取りローラと、
事前に前記ワークと同形状の他のワークから剥離して前記巻き取りローラに連なっている前記シートと同素材且つ同形状の他のシートを前記ワークに貼着されたシートに重ね合わせるシート重ね合わせ手段と、
前記ワークに貼着されたシートと前記他のシートが重なった箇所を超音波溶着する超音波溶着装置と、
前記巻き取りローラで前記他のシートを巻き取ることで前記ワークに貼着されたシートを剥離する剥離手段と、を備える、
ことを特徴とする。

Claims (16)

1. 被貼着物に貼着されたシートに他のシートの少なくとも一部を重ね合わせ、
   前記シートと前記他のシートが重なった箇所を超音波溶着し、
   前記他のシートを引っ張って前記シートを前記被貼着物から剥離する、
   ことを特徴とするシートの剥離方法。
2. 第１のワークから剥離した第１のシートを用意し、
   第２のワークに貼着された第２のシートに前記第１のシートの少なくとも一部を重ね合わせ、
   前記第１のシートと前記第２のシートが重なった箇所を超音波溶着し、
   前記第１のシートを引っ張ることで前記第２のワークから前記第２のシートを剥離する、
   ことを特徴とするシートの剥離方法。
3. 前記第２のシートと同素材且つ同形状の前記第１のシートを用いることを特徴とする請求項２に記載のシートの剥離方法。
4. 前記第２のワークと同形状の前記第１のワークから剥離した前記第１のシートを用意することを特徴とする請求項２又は３に記載のシートの剥離方法。
5. 前記第１のワーク及び前記第２のワークは半導体ウエハであり、前記第１のシート及び前記第２のシートは前記第１のワーク及び前記第２のワークの裏面を研削する際に貼着された保護シートであることを特徴とする請求項２乃至４のいずれか一項に記載のシートの剥離方法。
6. シートが貼着されたワークが載置されるテーブルと、
   前記ワークから剥離したシートが巻き取られる巻き取りローラと、
   事前に他のワークから剥離して前記巻き取りローラに連なっている他のシートを前記ワークに貼着されたシートに重ね合わせるシート重ね合わせ手段と、
   前記ワークに貼着されたシートと前記他のシートが重なった箇所を超音波溶着する超音波溶着装置と、
   前記巻き取りローラで前記他のシートを巻き取ることで前記ワークに貼着されたシートを剥離する剥離手段と、を備える、
   ことを特徴とするシートの剥離装置。
7. 前記テーブルは前記ワークが載置されるワーク載置位置と前記超音波溶着装置によって前記溶着が行われる溶着位置とを往復動可能に構成され、
   前記テーブルを前記溶着位置から前記ワーク載置位置へ移動させるとともに、前記巻き取りローラで前記他のシート巻き取ることで前記ワークに貼着されたシートを剥離する、
   ことを特徴とする請求項６に記載のシートの剥離装置。
8. 前記巻き取りローラは正転駆動によるシートの巻き取り、及び、逆転駆動によるシートの巻き出しが可能であり、
   前記巻き取りローラが逆転駆動して他のシートを巻き出して前記ワークに貼着されたシートに重ね合わせる、
   ことを特徴とする請求項６又は７に記載のシートの剥離装置。
9. 前記テーブルが前記ワーク載置位置から前記溶着位置への移動中に他のシートを巻き出して重ね合わせ、前記テーブルの移動速度に同期させて更にシートを巻き出して、前記ワークに貼着されているシートと剥離したシートとの重なりを前記溶着位置まで維持する、
   ことを特徴とする請求項８に記載のシートの剥離装置。
10. 巻き出した前記他のシートの端部が所定位置に到達したことを検出する検出装置を備え、
    前記検出装置が前記他のシートの端部が所定位置に到達したことを検出した後で、前記テーブルが所定位置を通過する際に、前記テーブルの移動に同期させて前記シートを更に巻き出して前記剥離したシートを前記ワークに貼着されたシートに重ね合わせる、
    ことを特徴とする請求項８又は９に記載のシートの剥離装置。
11. 前記シートが前記ワークから剥離されたことを検出する検出装置を備える、
    ことを特徴とする請求項６乃至１０のいずれか一項に記載のシートの剥離装置。
12. 前記ワークを前記テーブルに保持する保持機構を備えている、
    ことを特徴とする請求項６乃至１１のいずれか一項に記載のシートの剥離装置。
13. 前記保持機構は、吸引装置と前記テーブルに設けられた多孔質部材及び／又は吸引孔とから構成され、
    前記吸引装置によって前記多孔質部材及び／又は吸引孔を介し前記ワークを吸着して前記テーブルに保持する、
    ことを特徴とする請求項１２に記載のシートの剥離装置。
14. 前記保持機構は、前記テーブルに前記ワークを固定する固定部材から構成され、前記テーブルと前記固定部材とで前記ワークを押圧して保持する、
    ことを特徴とする請求項１２に記載のシートの剥離装置。
15. 前記超音波溶着装置は下降して前記シートと前記他のシートを超音波溶着し、超音波溶着した後に上昇するよう構成されるとともに、前記超音波溶着装置の圧着面が上昇した位置と下降した位置との間に、前記圧着面へ付着した前記シートを剥離する剥離部材を備える、
    ことを特徴とする請求項６乃至１４のいずれか一項に記載のシートの剥離装置。
16. 前記テーブルには前記超音波溶着装置が押圧する箇所に振動吸収部材が設置されている、
    ことを特徴とする請求項６乃至１５のいずれか一項に記載のシートの剥離装置。

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