JP4666514B2 - シート剥離装置及び剥離方法 - Google Patents

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Description

本発明はシート剥離装置及び剥離方法に係り、更に詳しくは、半導体ウエハ等の被着体に貼付された保護シート等を剥離する際に、剥離力を少なくするように制御して剥離を行うことのできるシート剥離装置及び剥離方法に関する。

従来より、半導体ウエハ(以下、単に、「ウエハ」と称する)には、その回路面を保護するための保護シートが貼付されている。この保護シートは、例えば、ウエハのバックグラインドが行われた後にシート剥離装置を介して剥離される。

前述したシートの剥離方法としては、例えば、特許文献1に示されたシート剥離装置による方法が知られている。同装置は、剥離用テープを保護シートに貼付し、当該剥離用テープをローラにより巻き取ることでシートの剥離が可能な構成となっている。

特開2004−273527号公報

しかしながら、特許文献1に示された剥離装置によるシート剥離方法にあっては、保護シートの剥離が進むにつれてウエハと保護シートとを剥離するには大きな力が必要となる。これを更に詳述すると、ウエハに貼付された保護シートを剥離する場合には、最初に、保護シートの外周部分に剥離用テープを貼付する。そして、保護シートの外周部分からウエハの径方向反対側に向かって保護シートを捲るようにして剥離することとなる。この際、ウエハは通常円形若しくはこれに近い平面形状を備えているため、初期の剥離幅(被着体と接着シートが接触している幅)は小さいが、ウエハの中央部に向かって剥離幅が次第に拡大することとなる。その結果、剥離が進むに従い、剥離に要する力も増大し、保護シートに接着している剥離用テープが外れたり、剥離用テープが切れたり、保護シート自体が引き裂かれてしまうといった剥離不良を発生させる要因となる。

[発明の目的]
本発明は、このような不都合に着目して案出されたものであり、その目的は、剥離力をできるだけ小さくしてシートの剥離を行い、剥離不良を低減することができるシート剥離装置及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、本発明は、表面にシートが貼付された被着体を支持する支持手段と、前記シートに剥離用テープを貼付して前記シートを剥離する剥離ヘッドと、前記支持手段及び剥離ヘッドを相対移動させて前記シートの剥離を行う移動手段とを備えたシート剥離装置において、
前記支持手段及び剥離ヘッドの少なくとも一方に首振り機構が設けられ、これら支持手段及び剥離ヘッドが相対移動するときに、前記首振り機構を介してジグザグ動作を伴うように構成されている。

本発明において、前記支持手段は、前記被着体の載置面を備えたテーブルと、当該テーブルを支持するベースとを含み、前記テーブルとベースとの間に前記首振り機構が設けられ、当該首振り機構を介して前記テーブルがベースに対して平面内で交互に回転する、という構成を採っている。

また、前記剥離ヘッドは、複数の関節を有する多関節ロボットの自由端側に設けられ、当該ロボットが前記首振り機構となって、前記支持手段に対して平面内で交互に首振り可能に設けることができる。

更に、前記シートの上面側にアクセス可能な剥離補助手段を更に含み、当該剥離補助手段は、前記シートを剥離するときの当該シートの折り曲げ縁に接する端縁を備えた揺動プレートを含んで構成されている。

また、前記剥離補助手段は、前記シートを剥離するときの当該シートの折り曲げ部に入り込む回転体を備えた揺動ローラを含んで構成されてもよい。

更に、前記剥離補助手段は平面内で揺動可能に設けられて前記ジグザグ動作に追従する、という構成を採用するとよい。

更に、本発明は、被着体の表面に貼付されたシートの外周部に剥離ヘッドを介して剥離用テープを貼付し、当該剥離用テープを保持した状態で、剥離用テープが貼付された位置とは反対側となる方向に向かってシートを剥離するシート剥離方法において、
前記被着体と剥離ヘッドを前記剥離方向に沿って相対移動させる際に、シートの面に沿ってジグザグ方向に剥離力を付与しながら剥離を行う、という方法を採っている。

前記シート剥離方法では、前記剥離を行うときに、前記剥離シートの折り曲げ縁の浮き上がりを防止しながら剥離することが好ましい。

本発明によれば、首振り機構が設けられて支持手段と剥離ヘッドが相対移動するときにジグザグ動作を伴うため、前記相対移動方向に対して、平面内で交互に剥離動作が行われることによって、剥離幅を小さくして剥離することが可能となる。従って、剥離幅が極端に大きくなることがなくなり、これにより、剥離力を抑制して剥離用テープが外れたり、切れたり、表面に貼付されたシート自体が引き裂かれたりすることを効果的に防止することができる。
また、テーブルとベースとの間に首振り機構を設ける構成とすれば、当該首振り機構が移動手段に内蔵された構造となる。従って、例えば、正逆回転可能なモータをベースに設ける一方、その出力軸をテーブルに連結する等の手段を講ずることで首振り機構を簡易に構成することができる。
更に、剥離補助手段を設けた構成では、被着体の浮き上がりを抑制しつつ、シートを剥離方向に折り返すことができるので、被着体の損傷等を回避することが可能となる。
また、剥離補助手段を構成する揺動プレートがジグザグ動作可能とすることで、ジグザグ方向にシートを交互に剥離してもこれに追従して被着体の浮き上がりを一層確実に防止することができる。

以下、本発明の実施の形態について図面を参照しながら説明する。

図1には、本実施形態に係るシート剥離装置の概略正面図が示され、図2には、その概略右側面図が示されている。これらの図において、シート剥離装置10は、図中上面側となる表面(回路面)に接着シートS(以下、「シートS」と称する)が貼付された被着体としてのウエハWを支持する支持手段11と、この支持手段11を移動可能に支持する移動手段12と、前記シートSの外周部分に剥離用テープT(図3参照)を貼付してシートSをウエハWから剥離する剥離ヘッド13と、前記剥離用テープTを所定長さごとに繰り出して一部をシートSに熱融着させる機能を備えたテープ供給ユニット14と、前記シートSを剥離するときに当該シートS上にアクセス可能に設けられた剥離補助手段15とを備えて構成されている。

前記支持手段11は、図3、図4に示されるように、前記マウント用テープMTを介してウエハW及びリングフレームRFを吸着保持する載置面を上面側に備えた平面視略方形のテーブル20と、このテーブル20を首振り機構21を介して支持する略方形のベース22とにより構成されている。ベース22の下面側において各コーナー近傍にはスライダ24が取り付けられている。これらスライダ24は一対のガイドレール25に支持されており、これにより、前記支持手段11がガイドレール25の延出方向に沿って移動可能に設けられている。ここにおいて、前記スライダ24及びガイドレール25により移動手段12が構成されている。

前記首振り機構21は、特に限定されるものではないが、本実施形態では、前記ベース22内に配置された図示しない正逆回転可能なモータと、このモータの出力軸26(図1参照)とからなり、当該出力軸26の先端部がテーブル20の下面側に固定され、モータが正逆方向に所定角度ずつ交互に回転することで、図4に示されるように、テーブル20はベース22に対して平面内で交互に首振り動作するようになっている。

前記剥離ヘッド13は、図示しない支持装置を介して前記テープ供給ユニット14側に支持されている。この剥離用ヘッド13は、その下部に、上下方向に離間接近可能に設けられた上下一対のチャック爪30を備えて構成されており、これらチャック爪30間に前記テープ供給ユニット14から供給される剥離用テープTのリード端領域を挟み込んで当該剥離用テープTを保持できるように構成されている。

前記テープ供給ユニット14は、本出願人によって出願された特開2003−22986号公報に開示されたユニットと実質的に同一のものが採用されている。これを簡略的に説明すると、テープ供給ユニット14は、前記剥離ヘッド13に対して剥離用テープTを繰り出すテープ繰出部と、剥離用テープTを所定長さ毎に切断するカッターと、枚葉状に切断された剥離用テープTを前記シートSに熱融着するヒーター等を含んで構成されている。なお、テープ供給ユニット14は、本願の要旨ではないので、ここでは各部詳細構造についての説明は省略する。

前記剥離補助手段15は、前記支持手段11の側方に配置された支柱40と、当該支柱40の上部に設けられるとともに、平面内で回転可能に設けられた回転体41と、この回転体41の外周部に連設された平面視略L字状の回転アーム42と、この回転アーム42の先端部に支軸42A(図3参照)を介して揺動可能に取り付けられた揺動プレート44とにより構成されている。この剥離補助手段15は、前記揺動プレート44がウエハWの上面位置から退避した位置を初期位置とし、シートSの剥離を行うときに、略90度回転してシートSの上面側にアクセスした位置を動作位置として前記回転体41が回転するようになっている。なお、前記揺動プレート44は平面視略長方形状をなし、前記動作位置にアクセスしてシートSが剥離されるときに、端縁44AがシートSの折り曲げ縁に接し、当該シートSが剥離される力に押されてジグザグ動作するようになっている。

次に本実施形態におけるシート剥離方法について、図5ないし図8をも参照しながら説明する。

先ず、図示しない搬送アーム等を介してウエハWがリングフレームRFと共にテーブル20上に載置される。そして、テープ供給ユニット14から剥離ヘッド13のチャック爪30間に剥離用テープTが所定長さ供給され、図示しないヒーターにより剥離用テープTの一部がシートSの外周部分に融着される(図3参照)。なお、剥離用テープTの供給、所定長さごとのカット、融着は、前述した特開2003−22986号公報に記載された動作と実質的に同様である。

次いで、図5に示されるように、前記移動手段12を介して支持手段11が同図中矢印a方向に向って移動を開始する。このとき、剥離補助手段15は、回転体41が略90度回転して揺動プレート44が退避位置からシートS上にアクセスし、揺動プレート44の縁部44AがシートSの折り曲げ縁に接するようになる。

図6に示されるように、支持手段11は同図中矢印a方向へ移動し、剥離ヘッド13は、支持手段11に同期して同図中b方向へ移動する。このときテーブル20は、前記首振り機構21によって矢印c方向へ回転する。これにより、シートSが捲られるようにしてウエハWから徐々に剥離される。そして、支持手段11が所定位置に達したことを図示しない検知手段が検知すると、支持手段11と剥離ヘッド13の動作はそのまま離間動作を続行しつつ、テーブル20が前記首振り機構21によって、図7に示されるように矢印d方向への回転に転じる。このようにして、支持手段11と剥離ヘッド13が離間動作を行いつつ、テーブル20が矢印c、d方向に交互に回転動作を繰り返すことによって、シートSはジグザグ方向に少しずつ剥離され、完全に剥離されることとなる(図8参照)。これに伴い揺動プレート44の縁部44Aには、長手方向において剥離力が偏って付与されることになるが、その際に、支軸42Aを回転軸として揺動(平面内での角度変位)する。従って、この角度変位によって、既に剥離されたシートが、再びウエハWに部分的に再接着するが、圧力を加えないので接着力は軽微なものであるため、以後の剥離抵抗を増大させることはない。なお、シートSに紫外線硬化タイプの接着シートを採用すれば、再接着が起こらないので好ましい。

このような相対移動と、ジグザグ動作を継続することにより、シートSがウエハWから完全に剥離された後に、ウエハWはリングフレームRFと共に図示しない搬送アームを介して搬送される。この一方、剥離されたシートSは、剥離用テープTと共に図示しない廃棄ボックス等に廃棄される。そして、テーブル20と剥離補助手段15が初期位置に復帰したときに、新たな剥離対象物となるウエハWがテーブル20上に移載され、同様にしてシートSが剥離されることとなる。

従って、このような実施形態によれば、テーブル20と剥離ヘッド13とが相対移動するときに、前記首振り機構21を介してテーブル20が時計方向と半時計方向に交互に所定角度ずつ回転することで、シートSがジグザグ方向に剥離されるようになり、剥離幅が極端に大きくなることなく、剥離抵抗を抑制しつつシートSの剥離を行うことができ、ウエハWのような脆質性を備えたものを対象とした場合の、当該ウエハWの損傷を効果的に防止することが可能となる。

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、説明されているが、本発明の技術的思想及び目的の範囲から逸脱することなく、以上説明した実施形態に対し、形状、位置若しくは配置等に関し、必要に応じて当業者が様々な変更を加えることができるものである。

例えば、前記実施形態では、テーブル20側に首振り機構21を設け、当該テーブル20がガイドレール25に沿って移動することでジグザグ剥離を可能としたが、本発明はこれに限定されるものではなく、図9に示されるように、前記剥離ヘッド13をロボットRBのアームに回転可能に固定して当該剥離ヘッド13を移動させるようにしてもよい。この場合、剥離ヘッド13は、ウエハWに対してY軸方向への移動を伴った首振動作を行いつつ、X軸方向下方へ移動し、テーブル20がX軸方向上方へ移動する。
また、テーブル20を固定した状態で、前記ロボットRBだけが移動するようにしてもよい。

更に、前記実施形態では剥離用テープTが、前記シートSに熱融着するタイプの所謂感熱接着性の接着テープを例に挙げて説明したが、感圧接着性の接着テープであってもよい。

また、前記実施形態では、剥離補助手段15を設けた場合を図示、説明したが、当該剥離補助手段15は省略することもできる。要するに、本発明は、シートSを剥離する際に、ジグザグ動作を伴って剥離することができれば足りる。

更に、前記揺動プレート44は、図10に示されるように、複数の回転体50Aを備えた揺動ローラ50としてもよい。

本実施形態に係るシート剥離装置の概略正面図。 前記シート剥離装置の概略右側面図。 テープ供給ユニットを省略したシート剥離装置の概略斜視図。 テーブルが所定角度回転した状態を示すシート剥離装置の概略斜視図。 シート剥離を行う初期段階を説明するための概略平面図。 テーブルが時計方向に回転している状態を示す剥離途中の概略平面図。 テーブルが半時計方向に回転している状態を示す剥離途中の概略平面図。 剥離の最終段階を説明するための概略平面図。 変形例を示す図4と同様の概略斜視図。 揺動ローラを採用した他の変形例を示すシート剥離途中の概略平面図。

符号の説明

10 シート剥離装置
11 支持手段
12 移動手段
13 剥離ヘッド
15 剥離補助手段
20 テーブル
21 首振り機構
50 揺動ローラ
50A 回転体
T 剥離用テープ
RB ロボット
S シート
W ウエハ(板状部材)

Claims (8)

  1. 表面にシートが貼付された被着体を支持する支持手段と、前記シートに剥離用テープを貼付して前記シートを剥離する剥離ヘッドと、前記支持手段及び剥離ヘッドを相対移動させて前記シートの剥離を行う移動手段とを備えたシート剥離装置において、
    前記支持手段及び剥離ヘッドの少なくとも一方に首振り機構が設けられ、これら支持手段及び剥離ヘッドが相対移動するときに、前記首振り機構を介してジグザグ動作を伴うことを特徴とするシート剥離装置。
  2. 前記支持手段は、前記被着体の載置面を備えたテーブルと、当該テーブルを支持するベースとを含み、前記テーブルとベースとの間に前記首振り機構が設けられ、当該首振り機構を介して前記テーブルがベースに対して平面内で交互に回転可能に設けられていることを特徴とする請求項1記載のシート剥離装置。
  3. 前記剥離ヘッドは、複数の関節を有する多関節ロボットの自由端側に設けられ、当該ロボットが前記首振り機構となって、前記支持手段に対して平面内で交互に首振り可能に設けられていることを特徴とする請求項1記載のシート剥離装置。
  4. 前記シートの上面側にアクセス可能な剥離補助手段を更に含み、当該剥離補助手段は、前記シートを剥離するときの当該シートの折り曲げ縁に接する端縁を備えた揺動プレートを含んで構成されていることを特徴とする請求項1,2又は3記載のシート剥離装置。
  5. 前記シートの上面側にアクセス可能な剥離補助手段を更に含み、当該剥離補助手段は、前記シートを剥離するときの当該シートの折り曲げ部に入り込む回転体を備えた揺動ローラを含んで構成されていることを特徴とする請求項1,2又は3記載のシート剥離装置。
  6. 前記剥離補助手段は平面内で揺動可能に設けられて前記ジグザグ動作に追従することを特徴とする請求項4又は5記載のシート剥離装置。
  7. 被着体の表面に貼付されたシートの外周部に剥離ヘッドを介して剥離用テープを貼付し、当該剥離用テープを保持した状態で、剥離用テープが貼付された位置とは反対側となる方向に向かってシートを剥離するシート剥離方法において、
    前記被着体と剥離ヘッドを前記剥離方向に沿って相対移動させる際に、シートの面に沿ってジグザグ方向に剥離力を付与しながら剥離を行うことを特徴とするシート剥離方法。
  8. 前記剥離を行うときに、前記剥離シートの折り曲げ縁の浮き上がりを防止しながら剥離することを特徴とする請求項7記載のシート剥離方法。
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