JP2012191125A - シート剥離装置および剥離方法 - Google Patents

Abstract

【課題】ウェハ等の被着体の起き上がりや割れを抑制しつつ、接着シートを被着体から円滑に剥離することができるシート剥離装置および剥離方法を提供すること。
【解決手段】貼付領域Ｒの角部Ｐを始点として接着シートＳの端部をウェハＷから剥離することで、剥離用テープＴとともにウェハＷが起き上がることを抑制することができ、接着シートＳの端部をウェハＷから確実に剥離することができる。このように接着シートＳの端部を剥離してから、貼付領域Ｒを介した剥離用テープＴで接着シートＳを引っ張って接着シートＳ全体を剥離することで、ウェハＷが起き上がって割れてしまうことを確実に防止しつつウェハＷから接着シートＳを円滑に剥離することができる。
【選択図】図３

Description

本発明は、被着体に貼付された接着シートを剥離するシート剥離装置および剥離方法に関する。

従来、半導体製造工程において、半導体チップを小型化するために半導体ウェハ（以下単にウェハという場合がある）の裏面を研削して薄くする工程がある。この研削工程においてはウェハの表面（回路が形成された面）に接着シートを接着するとともに、研削工程の後にこの接着シートはウェハから剥離される。そして、このような接着シートの剥離方法としては、剥離用テープを接着シートの端部に接着し、この剥離用テープを引っ張って接着シートをウェハから剥離する方法が提案されている（例えば、特許文献１参照）。

特開平１１−１６８６２号公報

ところで、特許文献１に記載されたような従来の剥離方法では、接着シートの端部における剥離用テープの接着領域としては、ウェハの外周に沿った周方向の長さと、ウェハの中心に向かう径方向の長さ（特許文献１では、距離ｄであり、ｄ≦３mm）とで規定され、この接着領域は、回路面が形成されることのない外周部の余剰領域を基に設定されている。
また、従来の剥離装置は、ウェハを保持するテーブルを有し、このテーブルに設けた吸引口等の吸引手段によって吸引することでウェハを保持するようになっている。

ここで、図７（Ａ）に示すように、感熱接着性の接着剤を有する剥離用テープＴを用いて接着シート９１を剥離する場合、接着領域９０に接着剤を溶着すると、接着剤は経時とともに硬化する傾向がある。このように硬化した剥離用テープＴを引っ張って接着シート９１の剥離を行うと、図７（Ｂ）に示すように、剥離用テープＴで引っ張られた接着領域９０が面状に同時に起き上がろうとする。その結果、接着領域９０に隣り合うウェハＷの境界部分Ｗ１に作用する応力が大きくなってしまい、境界部分Ｗ１でウェハＷが剥離用テープＴとともに起き上がってしまう。さらに、ウェハＷの起き上がりが大きくなると、場合によってはウェハＷが割れてしまう可能性もあった。
このようなウェハＷの起き上がりや割れを防止するためには、接着領域９０のウェハＷの中心に向かう径方向の長さ（距離ｄ０）を短くすれば、解消されるが、ウェハＷの全面から接着シート９１を剥離する張力にその接着力が耐えられず、剥離途中で剥離用テープＴが接着シート９１から分離してしまい、剥離不良を生じてしまうという不都合を生じる。特に、近年ウェハ外径が大型化するに伴い、接着シートの剥離に要する張力は大きくなる傾向にある。

本発明の目的は、ウェハ等の被着体の起き上がりや割れを抑制しつつ、接着シートを被着体から円滑に剥離することができるシート剥離装置および剥離方法を提供することにある。

前記目的を達成するため、本発明のシート剥離装置は、一方の面に接着シートが貼付された被着体と前記接着シートに貼付した剥離用テープとの相対移動によって前記被着体から前記接着シートを剥離するシート剥離装置であって、前記被着体を他方の面から保持する保持手段と、前記剥離用テープを繰出す繰出手段と、前記繰出された剥離用テープを前記接着シートに貼付する貼付手段と、前記被着体と前記剥離用テープとを相対移動させる移動手段とを備え、前記貼付手段は、前記接着シートの外縁に沿って所定長さを有する貼付領域を当該接着シートと前記剥離用テープとの間に形成して当該剥離用テープを当該接着シートに貼付可能に設けられ、前記移動手段による相対移動方向における剥離開始側位置に前記貼付領域の所定長さ方向一端部を位置させ、当該貼付領域の一端部から前記接着シートの剥離を開始させる剥離開始位置決定手段を備える、という構成を採用している。

この際、本発明のシート剥離装置では、前記貼付領域の一端部を検出する検出手段を備えることが好ましい。
また、本発明のシート剥離装置では、前記接着シートは、所定径の円形形状とされ、前記剥離用テープは、前記接着シートの径よりも小さな所定幅の帯状体とされており、前記剥離開始位置決定手段は、前記接着シートの径と前記剥離用テープの幅とに基づいて前記貼付領域の一端部の位置を算出可能に構成されていることが好ましい。
さらに、前記接着シートは、所定径の円形形状とされ、前記貼付手段は、所定幅の貼付部材を備えており、前記剥離開始位置決定手段は、前記接着シートの径と前記貼付部材の幅とに基づいて前記貼付領域の一端部の位置を決定可能に構成されていてもよい。
また、前記剥離開始位置決定手段は、前記被着体の一方の面内で前記保持手段と移動手段とを相対回転させる回転手段を備えることが好ましい。

一方、本発明のシート剥離方法は、一方の面に接着シートが貼付された被着体と前記接着シートに貼付した剥離用テープとの相対移動によって前記被着体から前記接着シートを剥離するシート剥離方法であって、他方の面から前記被着体を保持して前記剥離用テープを繰出し、前記接着シートの外縁に沿って所定長さを有する貼付領域を当該接着シートと前記剥離用テープとの間に形成して当該剥離用テープを当該接着シートに貼付し、前記貼付領域の所定長さ方向一端部を剥離開始側に位置させてから、前記被着体と前記剥離用テープとを相対移動させて当該貼付領域の一端部から前記接着シートの剥離を開始することを特徴とする。

以上のような本発明によれば、貼付領域の長さ方向一端部を剥離の始点として接着シートの剥離を開始することで、貼付領域の全体面積と比較して相対的に小さな面積となる貼付領域の一端部（角や点）を剥離の切っ掛けとし、この切っ掛け部分における接着シートを被着体から確実に剥離することができる。その後、貼付領域の一端部から中央側に向かって剥離を継続する、つまり貼付領域の長さ方向に沿うかまたは長さ方向に傾斜した方向に剥離することで、貼付領域が面として接着シートを引っ張ってしまうことによる被着体端部の起き上がりを抑制することができ、被着体の起き上がりや割れを防止しつつ、接着シートを被着体から確実かつ円滑に剥離することができる。

さらに、検出手段によって貼付領域の一端部を検出するか、接着シートの径と剥離用テープの幅とに基づいて貼付領域の一端部の位置を算出するか、または接着シートの径と貼付部材の幅に基づいて貼付領域の一端部の位置を算出することによって、正確に剥離開始位置を設定することができる。
また、回転手段を有することで、繰出手段や貼付手段などの各部に複雑な機構を設けなくても、貼付領域の一端部を剥離開始側に確実に位置させることができ、装置の複雑化や大型化を防止しつつ迅速かつ確実に接着シートを剥離することができる。

一実施形態に係るシート剥離装置を示す側面図。 (Ａ)，(Ｂ)は、図１のシート剥離装置の動作説明図。 (Ａ)〜(Ｃ)は、図２に続くシート剥離装置の動作説明図。 図３に続くシート剥離装置の動作説明図。 変形例に係るシート剥離装置の他の動作説明図。 図５に続くシート剥離装置の動作説明図。 (Ａ)，(Ｂ)は、従来の不具合例を示す説明図。

以下、本発明の一実施形態を図面に基づいて説明する。
なお、本実施形態において基準となる図を挙げることなく、例えば、上、下、左、右、または、手前、奥といった方向を示した場合は、全て図１を基準としている。
図１において、シート剥離装置１は、被着体としてのウェハＷの表面に貼付された接着シートＳを剥離用テープＴを用いて剥離する装置であって、ウェハＷを保持する保持手段であるテーブル２と、剥離用テープＴを繰出す繰出手段３と、繰出された剥離用テープＴを接着シートＳに貼付する貼付手段４と、ウェハＷと剥離用テープＴとを相対移動させる移動手段５とを備えて構成されている。ここで、ウェハＷは、例えば、内周部が薄く研削されるとともに、その一方の面（上面）に回路が形成された半導体ウェハであり、ウェハＷの外周部にリング状の凸部ＷＡが形成されている。
テーブル２は、図示しない吸引口を介してウェハＷの凸部ＷＡを他方の面（下面）から吸着保持する平板状のテーブル本体２１と、このテーブル本体２１の下側に設けられる支持部２２とを備えて構成されている。

繰出手段３は、図示しない離脱装置に支持されて上下方向に移動可能に設けられたフレーム３１と、このフレーム３１に設けられた支持ローラ３２およびガイドローラ３３，３４と、フレーム３１下部に設けられて剥離用テープＴを下方から支持するテープ支持部３５と、剥離用テープＴを把持する一対の把持爪３６を含むチャック部材３７と、テープ支持部３５の上方に設けられて繰り出された剥離用テープＴを切断するテープ切断部３８とを備えて構成されている。剥離用テープＴは、感熱接着性の接着テープであり、ロール状に巻取られた状態で支持ローラ３２に支持されている。

テープ支持部３５は、フレーム３１に固定されるブッシュ３５１と、このブッシュ３５１に進退自在に支持されるロッド３５２と、このロッド３５２の先端に固定されるとともにカッター溝３５３を有するテープ受け板３５４と、テープ受け板３５４をブッシュ３５１から突出する方向に付勢するコイルばね３５５とを有して構成されている。テープ切断部３８は、剥離用テープＴを切断するカッター刃３８１と、剥離用テープＴを切断する際にカッター刃３８１を上下方向に駆動させて当該カッター刃３８１をカッター溝３５３内に案内する駆動機器である上下用シリンダ３８２と、カッター刃３８１を図１中紙面直交方向に駆動して剥離用テープＴを切断する駆動機器である切断用シリンダ３８３とを有して構成されている。

貼付手段４は、図示しないフレームに支持されて繰出手段３の左側に設けられている。この貼付手段４は、図示しない駆動機器である押圧用モータの出力軸４１の下端部に設けられる押圧ヘッド４２と、この押圧ヘッド４２下端の押圧面部４３を加熱するヒータ４４とを備えて構成されている。押圧ヘッド４２は、図２(Ａ)，(Ｂ)に示すように、押圧面部４３がウェハＷの外周縁に沿って剥離用テープＴを接着シートＳの端部に押圧して貼付し、このように貼付された剥離用テープＴと接着シートＳとの間には、接着シートＳの外縁に沿った所定の長さＬａを有する貼付領域Ｒが形成されるようになっている。

移動手段５は、繰出手段３の紙面奥側に設けられた駆動機器である単軸ロボット５１、およびそのスライダ５２と、テーブル２の下方に設けられた駆動機器である単軸ロボット５３、およびそのスライダ５４とから構成されている。単軸ロボット５１は、図示しない駆動機器に支持されて上下方向に移動可能とされている。スライダ５２には、駆動機器としてのチャック部材３７が取り付けられ、このスライダ５２は、左右方向に移動可能とされるとともに、スライダ５４には、テーブル２の支持部２２が固定され、このスライダ５４は、左右方向に移動可能とされる。これにより、チャック部材３７が接着シートＳに貼付された剥離用テープＴを把持してウェハＷとの相対移動を可能とし、この相対移動方向が接着シートＳの剥離方向Ａとなる。

また、テーブル２のテーブル本体２１と支持部２２との間には、駆動機器としての回動モータ等の回転手段６が設けられ、この回転手段６は、ウェハＷの表面と同一面内でテーブル本体２１を回転移動可能に支持するものである。なお、回転手段６の回転軸とウェハＷの中心とが合致するようにウェハＷは保持されている。
また、貼付手段４の近傍には、図示しないフレームに支持されたカメラや光学センサ等の検出手段としての位置センサ７が設けられている。この位置センサ７は、図２(Ａ)に示すように、ウェハＷの中心Ｃを通る剥離方向Ａに平行な直線ＣＬ上に設けられ、貼付領域Ｒの長さ方向一端部である接着シートＳの外縁に沿った角部Ｐの位置が直線ＣＬ上に位置したことを検出可能に設けられている。
制御手段８は、パーソナルコンピュータやシーケンサ等で構成され、シート剥離装置１の全体的な動作を制御可能に設けられており、この制御手段８によって、剥離開始位置決定手段が構成されている。

次に、本実施形態における接着シートＳの剥離方法として、シート剥離装置１の動作を図２〜図４も参照して説明する。
ウェハＷから接着シートＳを剥離する手順としては、先ず、図１に示すように、ウェハＷをテーブル２の所定位置に保持するとともに、シート剥離装置１の各部を初期位置設定した状態において、テープ切断部３８および貼付手段４が上方に移動して退避してから、単軸ロボット５１を介してチャック部材３７が繰出手段３に向かって移動する。そして、下方に位置する把持爪３６がテープ受け板３５４に当接すると、テープ受け板３５４をブッシュ３５１方向に押し込み、剥離用テープＴの先端を上下の把持爪３６間に受け入れる。そして、チャック部材３７は、把持爪３６を閉じて剥離用テープＴの先端を把持するとともに、剥離用テープＴを把持したまま繰出手段３から離れる方向に移動し、剥離用テープＴを所定長さ引き出して停止することで、繰出手段３から剥離用テープＴを繰出す。

次に、図２(Ａ)，(Ｂ)に示すように、貼付手段４は、押圧用モータを作動させて押圧ヘッド４２を押し下げ、押圧ヘッド４２の押圧面部４３で剥離用テープＴの中間部を接着シートＳに押圧する。この際、押圧面部４３は、ヒータ４４により加熱され、剥離用テープＴの貼付領域Ｒを接着シートＳに貼付する。この際、接着される貼付領域Ｒは、接着シートＳの外周端縁に沿った押圧面部４３の幅Ｌａと同一の所定長さを有して形成され、剥離方向（右側へ向かう方向）に沿った貼付幅は、接着シートＳの外端から約１mmに設定されている。剥離用テープＴを接着シートＳに貼付したら、テープ切断部３８が上下用シリンダ３８２によってカッター刃３８１をカッター溝３５３内に下降させ、切断用シリンダ３８３を駆動してカッター刃３８１によって剥離用テープＴを切断してから、貼付手段４は、押圧用モータを作動させて押圧ヘッド４２を上昇させる。

次に、制御手段８は、回転手段６に指令を出力してテーブル本体２１を回転させ、位置センサ７で貼付領域Ｒの一端側（図２(Ａ)の上側で接着シートＳの外縁側）の角部Ｐを検出したところでテーブル本体２１の回転を停止させ、図３(Ａ)に示すように、角部Ｐを左側端の剥離開始位置に移動させる。次いで、繰出手段３および貼付手段４を上方に退避させた後、単軸ロボット５１は、剥離用テープＴの先端を把持した状態のチャック部材３７を剥離方向Ａの右方向に移動させ、図３(Ｂ)に示すように、角部Ｐを始点とした剥離を可能とするように剥離用テープＴを折り返す。次に、図３(Ｃ)および図４に示すように、単軸ロボット５１、５３が同期して、ウェハＷと剥離用テープＴとを同時に同速度で反対方向、つまり、テーブル２を左方向に、チャック部材３７を右方向に移動させることで、接着シートＳを順次ウェハＷから剥離していき、接着シートＳ全体を剥離する。この後、剥離した接着シートＳが接着された剥離用テープＴをチャック部材３７から離脱させて回収するとともに、接着シートＳを剥離したウェハＷを適宜な搬送装置でテーブル２から搬出し、シート剥離装置１の各部を初期位置に復帰させて接着シートＳの剥離手順が完了する。

以上のような本実施形態によれば、次のような効果がある。
すなわち、角部Ｐを始点として貼付領域Ｒを引っ張って接着シートＳの端部をウェハＷから剥離することで、剥離用テープＴとともにウェハＷが起き上がることを抑制することができ、接着シートＳの端部をウェハＷから確実に剥離することができる。

以上のように、本発明を実施するための最良の構成、方法等は前記記載で開示されているが、本発明はこれに限定されるものではない。すなわち、本発明は、主に特定の実施形態に関して特に図示され且つ説明されているが、本発明の技術的思想および目的の範囲から逸脱することなく、以上述べた実施形態に対し、形状などの詳細な構成において、当業者が様々な変形を加えることができるものである。また、上記に開示した形状などを限定した記載は、本発明の理解を容易にするために例示的に記載したものであり、本発明を限定するものではないから、それらの形状などの限定の一部もしくは全部の限定を外した部材の名称での記載は本発明に含まれるものである。

例えば、前記実施形態では、位置センサ７によって貼付領域Ｒの角部Ｐを検出する場合を説明したが、接着シートＳの径（半径ｒ）と押圧ヘッド４２の幅とに基づいて貼付領域Ｒの一端部の位置を算出し、算出した一端部の位置に応じて回転手段６のテーブル本体２１を回転させる角度θが算出されてもよい。具体的には、制御手段８は、既知の接着シートＳの半径ｒと、接着シートＳの外縁に沿った押圧面部４３の幅Ｌａとに基づき、以下の式（１）によって角度θを算出し、この角度θだけ回転手段６によってテーブル本体２１を回転させればよい。
θ＝sin^-1（Ｌａ／２ｒ） …（１）

また、押圧ヘッド４２の幅が剥離用テープＴの幅以上の場合には、図５および図６に示すように、接着シートＳの半径ｒと剥離用テープＴ１，Ｔ２，Ｔ３の幅Ｌ１，Ｌ２，Ｌ３とに基づいて貼付領域Ｒ１，Ｒ２，Ｒ３の一端部Ｐ１，Ｐ２，Ｐ３の位置を算出し、角度θ１，θ２，θ３を算出してもよい。具体的には、制御手段８は、剥離用テープＴ１，Ｔ２，Ｔ３ごとに、その幅Ｌｉ（Ｌ１，Ｌ２，Ｌ３）に基づき、以下の式（２）によって角度θｉ（θ１，θ２，θ３）を算出し、算出した角度θｉだけ回転手段６によってテーブル本体２１を回転させればよい。すなわち、例えば、図６に示すように、剥離用テープＴ２であれば、その幅Ｌ２と接着シートＳの半径ｒとに基づいて算出した角度θ２だけテーブル本体２１を回転させる。なお、テーブル本体２１の回転角度θを算出させる場合でも、位置センサ７を併用し、角部Ｐを確実に剥離開始位置に移動させるようにしてもよい。
θｉ＝sin^-1（Ｌｉ／２ｒ） …（２）

また、前記実施形態では、被着体が半導体ウェハである場合を示したが、被着体は半導体ウェハＷに限定されるものではなく、ガラス板、鋼板、または、樹脂板等、その他の被着体も対象とすることができ、半導体ウェハは、シリコンウェハや化合物ウェハ等が例示でき、この被着体に貼付された接着シート（シート、フィルム、テープ等）を剥離する剥離装置や剥離方法にも本発明を適用することができる。
また、前記実施形態では、剥離用テープとして感熱接着性の剥離用テープＴを用いたが、これに限らず、剥離用テープが感圧接着性の接着テープ等で構成されてもよいし、また、剥離対象の接着シートとして接着シートＳを示したが、これに限らず、適宜なシート、フィルム、テープ等であってもよい。さらに、繰出手段として、帯状の剥離用テープＴを供給するように図示、説明したが、剥離用テープＴは帯状のものに限らず、例えば、剥離用テープＴを適宜な長さにカットした枚葉のテープを採用してもよい。
また、前記実施形態では、ウェハＷと剥離用テープＴとの両方を移動させて相対移動させる移動手段５を構成したが、これに限らず、ウェハＷと剥離用テープＴとのいずれか一方のみを移動させるように構成してもよい。
さらに、テーブル本体２１を固定しておいて移動手段５をウェハＷの表面と同一面内で回転移動させてもよいし、それら両方を回転移動させてもよい。
また、前記実施形態における駆動機器は、回動モータ、直動モータ、リニアモータ、単軸ロボット、多関節ロボット等の電動機器、エアシリンダ、油圧シリンダ、ロッドレスシリンダ及びロータリシリンダ等のアクチュエータ等を採用することができる上、それらを直接的又は間接的に組み合せたものを採用することもできる（実施形態で例示したものと重複するものもある）。

１ シート貼付装置
２ テーブル（保持手段）
３ 繰出手段
４ 貼付手段
５ 移動手段
６ 回転手段
７ 位置センサ（検出手段）
８ 制御手段（剥離開始位置決定手段）
４２ 押圧ヘッド（貼付部材）
Ｐ 角部（一端部）
Ｐ１，Ｐ２，Ｐ３ 一端部
Ｒ 貼付領域
Ｒ１，Ｒ２，Ｒ３ 貼付領域
Ｓ 接着シート
Ｔ 剥離用テープ
Ｔ１，Ｔ２，Ｔ３ 剥離用テープ
Ｗ ウェハ（被着体）

Claims (6)

1. 一方の面に接着シートが貼付された被着体と前記接着シートに貼付した剥離用テープとの相対移動によって前記被着体から前記接着シートを剥離するシート剥離装置であって、
   前記被着体を他方の面から保持する保持手段と、
   前記剥離用テープを繰出す繰出手段と、
   前記繰出された剥離用テープを前記接着シートに貼付する貼付手段と、
   前記被着体と前記剥離用テープとを相対移動させる移動手段とを備え、
   前記貼付手段は、前記接着シートの外縁に沿って所定長さを有する貼付領域を当該接着シートと前記剥離用テープとの間に形成して当該剥離用テープを当該接着シートに貼付可能に設けられ、
   前記移動手段による相対移動方向における剥離開始側位置に前記貼付領域の所定長さ方向一端部を位置させ、当該貼付領域の一端部から前記接着シートの剥離を開始させる剥離開始位置決定手段を備えることを特徴とするシート剥離装置。
2. 前記貼付領域の一端部を検出する検出手段を備えることを特徴とする請求項１に記載のシート剥離装置。
3. 前記接着シートは、所定径の円形形状とされ、前記剥離用テープは、前記接着シートの径よりも小さな所定幅の帯状体とされており、
   前記剥離開始位置決定手段は、前記接着シートの径と前記剥離用テープの幅とに基づいて前記貼付領域の一端部の位置を算出可能に構成されていることを特徴とする請求項１または請求項２に記載のシート剥離装置。
4. 前記接着シートは、所定径の円形形状とされ、前記貼付手段は、所定幅の貼付部材を備えており、
   前記剥離開始位置決定手段は、前記接着シートの径と前記貼付部材の幅とに基づいて前記貼付領域の一端部の位置を決定可能に構成されていることを特徴とする請求項１または請求項２に記載のシート剥離装置。
5. 前記剥離開始位置決定手段は、前記被着体の一方の面内で前記保持手段と移動手段とを相対回転させる回転手段を備えることを特徴とする請求項１から請求項４のいずれかに記載のシート剥離装置。
6. 一方の面に接着シートが貼付された被着体と前記接着シートに貼付した剥離用テープとの相対移動によって前記被着体から前記接着シートを剥離するシート剥離方法であって、
   他方の面から前記被着体を保持して前記剥離用テープを繰出し、
   前記接着シートの外縁に沿って所定長さを有する貼付領域を当該接着シートと前記剥離用テープとの間に形成して当該剥離用テープを当該接着シートに貼付し、
   前記貼付領域の所定長さ方向一端部を剥離開始側に位置させてから、前記被着体と前記剥離用テープとを相対移動させて当該貼付領域の一端部から前記接着シートの剥離を開始することを特徴とするシート剥離方法。

Images