JP4740381B2 - シート剥離装置及び剥離方法 - Google Patents

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、シートの種別に応じて剥離の態様を変更することのできるシート剥離装置及び剥離方法に関する。

半導体製造工程において、半導体ウエハ（以下、単に「ウエハ」と称する）の裏面を研磨して薄くする工程が採用されている。同研磨工程においては、ウエハの表面（回路形成面）に保護シートを貼り付けて被覆した状態としておき、研磨終了後に保護シートをウエハから剥離することが行われている。

前記保護シートの剥離装置としては、例えば、特許文献１に示されるように、接着テープを保護シートの端部に貼付し、当該接着テープを引っ張ることにより保護シートをウエハから剥離する装置や、特許文献２に示されるように、保護シートを横断する方向に接着テープを貼付し、当該接着テープを引っ張ることにより保護シートをウエハから剥離する装置が知られている。

特開平１１−１６８６２号公報 特開２００３−１９７５８３号公報

特許文献１に示された剥離装置は、接着テープをウエハの端部に熱融着して接着する構成を採用しているため、保護シート上に付着したウエハ研削屑が存在していても当該研削屑の影響を受けることなく接着テープと保護シートとの連結が可能となる。しかしながら、この剥離装置では、応力緩和性の高い保護シート、すなわち柔らかい材質の保護シートを用いたときに、当該保護シートが伸びて垂れ下がり、ウエハを貼付支持しているダイシングテープに密着してしまう場合が多く、保護シートの材質に制約を伴う、という不都合がある。また、熱融着を用いる構成であるため、この点からも保護シートの材質に制約を伴うものとなっている。しかも、特許文献１は、極薄ウエハの保持を良好に行うべく剛性を備えた保護テープ、例えば、肉厚の厚い保護テープを採用した場合には、剥離自体を困難ならしめる、という不都合がある。

ところで、特許文献２は、保護テープ上を回転しながら当該保護シートを横断する方向に移動可能な剥離ローラを用いて保護シートを剥離する構造であるが、特許文献２においても、剛性を備えた保護シートがウエハ上に貼付された場合の良好なる剥離は困難になる、という不都合を招来する。

［発明の目的］
本発明の目的は、複数の剥離手段を選択的に用い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、板状部材に貼付されたシートを接着テープを用いて剥離するシート剥離装置において、前記接着テープを、前記シートを横断する方向に沿って当該シートに接着した状態で引っ張ることでシートを前記板状部材から剥離する第１の剥離手段と、前記第１の剥離手段とは独立して設けられ、前記接着テープを、前記シートの端部に接着した状態で引っ張ることでシートを前記板状部材から剥離する第２の剥離手段とを備え、前記第１及び第２の剥離手段を選択的に利用可能に設ける、という構成を採っている。

本発明において、前記第１の剥離手段は感圧性接着剤層を有する接着テープを用いてシートを剥離する一方、前記第２の剥離手段は感熱性接着剤層又は感圧性接着剤層を有する接着テープを用いてシートを剥離する、という構成を採ることができる。

また、前記第２の剥離手段は、感熱性接着剤層を有する接着テープと感圧性接着剤層を有する接着テープとを選択的に利用可能に設けられている。

更に、本発明は、板状部材に貼付されたシートを接着テープを用いて剥離するシート剥離方法において、前記接着テープを、前記シートを横断する方向に沿って当該シートに接着した状態で引っ張ることでシートを前記板状部材から剥離する第１の剥離手段と、前記第１の剥離手段とは独立して設けられ、前記接着テープを、前記シートの端部に接着した状態で引っ張ることでシートを前記板状部材から剥離する第２の剥離手段とを備え、前記第１及び第２の剥離手段を選択的に用いて前記シートを剥離する、という手法を採っている。

前記剥離方法において、前記第１の剥離手段は感圧性接着剤層を有する接着テープを用いてシートを剥離する一方、前記第２の剥離手段は感熱性接着剤層又は感圧性接着剤層を有する接着テープを用いてシートを剥離する、という手法を採っている。

本発明によれば、第１及び第２の剥離手段を選択的に利用することができる、

本実施形態におけるシート剥離装置の概略正面図。 第２の剥離手段を構成する剥離ヘッドを含む要部概略正面図。 剥離ヘッドが接着テープの先端部を保持する際の要部正面図。 剥離ヘッドが接着テープを引き出す動作を示す要部正面図。 接着テープを保護シートに融着してカットする状態を示す要部正面図。 カットされた接着テープが保護シートに融着された状態を示す要部正面図。 剥がしヘッドが保護シートを鈍角方向に剥離する状態を示す要部正面図。 第１の剥離手段を用いて保護シートを剥離する場合の要部正面図。 接着テープをテープ押さえローラで保護シートに押圧した状態を示す要部正面図。 プレスローラで接着テープを保護シートに貼り付ける初期段階を示す要部正面図。 接着テープが保護シートを横断して接着された状態を示す要部正面図。 第１及び第２のローラで保護シート剥離を行う初期状態を示す要部正面図。 第１及び第２のローラが保護シートを鋭角方向に剥離する状態を示す要部正面図。

以下、本発明の好ましい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ている。この図において、シート剥離装置１０は、基台１１と、当該基台１１上に配置されるとともに、図１中左右方向に移動可能に設けられ、上面側に板状部材としての略円盤状のウエハＷを保持するウエハ保持機構１２と、ウエハＷの表面に貼付されたシートすなわち保護シートＳを剥がすための接着テープＴの繰出部１４と、接着テープＴを保持した状態で前記保護シートＳを引っ張る剥がしヘッド部１５（第２の剥離手段）と、接着テープＴを保護シートＳの端部に融着して接着するとともに、当該融着領域よりも僅かに上流側位置で接着テープＴを切断する機能を備えたヒーターカッター部１６と、前記剥がしヘッド部１５の図１中左側領域に配置された板材若しくはフレーム等からなる支持部材１９の前面側（図１中手前側）に配置された第１の剥離手段を構成する第１及び第２のローラ２１，２２とを備えて構成されている。ここで、前記接着テープＴは前記ウエハＷの回路面側（図１中上面側）に貼付された保護シートＳの直径よりも小さな幅寸法となる帯状のものが用いられている。

前記保持機構１２はテーブル２３を含み、当該テーブル２３には、ダイシングテープＤＴを介してリングフレームＦの内側領域に貼着固定されたウエハＷがリングフレームＦと共に載置可能となっている。これを更に詳述すると、テーブル２３には、図示しない吸引孔が形成されており、所定の減圧ポンプを作動させて前記吸引孔より上方の空気を吸引することで前記ダイシングテープＤＴ及びリングフレームＦが吸着保持できるように構成されている。

前記繰出部１４は、図２に示されるように、ロール状の接着テープＴの保持ローラ２４と、ガイドローラ２５，２７とを備えて構成されている。この繰出部１４の下端側には、テープ受け板２９が軸３０によってボールブッシュ３１に取り付けられている。テープ受け板２９は図中左右方向に移動可能であり、スプリング３３によって突出方向（左方向）に常時付勢されているとともに、前端部（左端部）にカッター溝３５を備えて構成されている。接着テープＴは、テープ受け板２９上でテープ押さえ板３４によって押さえ付けられるようになっている。このテープ押さえ板３４はシリンダ３７によって上下方向に移動可能に設けられており、また、前記繰出部１４全体がシリンダ３９（図１参照）によって上下方向に移動可能に設けられている。

前記剥がしヘッド部１５は、図示しないシリンダ等を介して上下方向に移動可能に設けられているとともに、左右方向に移動可能に設けられている。この剥がしヘッド部１５は、上顎４０Ａと下顎４０Ｂとからなるチャック４０を備え、上顎４０Ａを図示しないシリンダで上下動させることによってチャック４０を開閉するように構成されている。本実施形態において、剥がしヘッド部１５にはチャック４０内に接着テープＴが存在するかどうかを検出するセンサ４１，４１が取り付けられている。なお、剥がしヘッド部１５は、保護シートＳを剥離するときに、当該保護シートＳの径方向一端部から他端部に向かって移動し、これにより、保護シートＳを鈍角方向に向かって剥離できるように設けられている（図７中θ１参照）。

前記ヒーターカッター部１６は図示しないシリンダを介して上下に移動可能に設けられているとともに、ヒーター４２を内蔵したヒーターブロック４３を備えて構成されている。ヒーターカッター部１６の下端には、局所的に熱を与える突出部４４が設けられている。また、ヒーターブロック４３はガイド棒４５によってフレーム４６に上下動自在に取り付けられ、フレーム４６に固定されたシリンダ４７によって上下動可能に設けられている。また、前記ヒーターブロック４３を左右両側から挟むように二枚の板状のテープ押さえガイド４９，４９がフレーム４６に取り付けられている。これらテープ押さえガイド４９，４９の下端は曲面に形成されて接着テープＴを上面から押さえ付けるように構成されている。ここで、図２中右方のテープ押さえガイド４９の側面にはカッター移動シリンダ５０が取り付けられ、この下端部にカッター刃５２が下方へ突出する状態で取り付けられている。カッター刃５２はカッター移動シリンダ５０の駆動によって上下に往復移動可能に設けられている。また、右方のテープ押さえガイド４９の側面下部には板状のテープ押圧部材５３が配置され、当該テープ押圧部材５３にはカッター刃５２が上下に通過するためのスロット５５が形成されている。

なお、本実施形態におけるシート剥離装置１０は、前記支持部材１９及びこれの前面側領域に配置された第１の剥離手段等を除き、本出願人により既に出願された特開平１１−１６８６２号公報に記載された装置と実質的に同様の構成とされている。

前記第１の剥離手段を構成する第１及び第２のローラ２１，２２の配置領域を形成する支持部材１９は上下方向に移動可能に設けられており、第１のローラ２１は、図示しないモータの出力軸に連結されて回転可能に設けられている。この第１のローラ２１は第２のローラ２２と共に、図示しないシリンダ、保持部材等を介して左右方向に移動可能に設けられ、これらローラ２１，２２が保護シートＳの径方向一端側から他端側に移動することで当該保護シートＳをウエハＷから剥離できるように構成されている。本実施形態では、第１のローラ２１が第２のローラ２２よりも若干小径に設けられているが、第１のローラ２１は、直径の異なる種々のローラに交換することができる。ここで、第１のローラ２１は、ウエハＷに近い位置に設定される一方、第２のローラ２２は、第１のローラ２１が剥離時に移動する方向、すなわち、図１中右方向に対して反対側となる左側に位置し、且つ、第１のローラ２１よりもウエハＷから距離的に離れた上方位置に設定され、これにより、保護シートＳを剥離するときの当該保護シートＳの上面に対する剥離角度θ２（図１３参照）が略直角若しくは鋭角となるようになっている。これを更に詳述すると、本実施形態では、第１のローラ２１の外周左端と第２のローラ２２の外周右端とを結ぶ仮想直線、すなわち、第１及び第２のローラ２１，２２間における保護シートＳの巻取方向が、略鉛直線上に位置するか、或いは当該鉛直線に対して上位が下位よりも若干左側に傾斜する方向となるように設定されている。なお、第１のローラ２１と第２のローラ２２との離間距離は、必要に応じて可変設定することができ、これにより、第１及び第２のローラ２１，２２間の離間距離を大きく設定することも可能となる。

前記支持部材１９の前面側において、前記剥がしヘッド部１５寄りにはテープ押さえローラ６０とプレスローラ６１が支持されている。テープ押さえローラ６０は、接着テープＴをウエハＷに貼り付けるときの貼付始端側を押さえ付けるものであり、プレスローラ６１は、テープ押さえローラ６０の直近位置からウエハＷの径方向に回転しながら移動し、接着テープＴをウエハＷ面内に横断させて所定の接着圧力を付与するものである。このプレスローラ６１も前記第１及び第２のローラ２１，２２と同様に図示しないシリンダ、保持部材等を介して左右方向に移動可能に設けられている。

また、前記第１及び第２のローラ２１，２２の上方位置には、これらローラ２１，２２により剥離される保護シートＳを巻き取る巻取ローラ６４が支持されている。この巻取ローラ６４と第２のローラ２２との間には、ガイドローラ６５，６６及びピンチローラ６７が配置されている。

次に、前記剥がしヘッドを用いた剥離方法と、前記第１及び第２のローラを用いた剥離方法について説明する。

剥がしヘッドを用いた剥離方法（第２の剥離手段）
剥がしヘッドを用いた剥離動作は、前述した特開平１１−１６８６２号公報に記載された装置の場合と実質的に同様であり、ここでは、説明を簡略にする。

先ず、ダイシングテープＤＴを介してリングフレームＦの内側領域に配置され、且つ、上面側に保護シートＳが貼付されたウエハＷがテーブル２３にセットされた状態で当該テーブル２３上に吸着保持され、図１中点線で示されるように、テーブル２３が繰出部１４の下方に移動する

繰出部１４から繰り出された接着テープＴは、その先端側がテープ受け板２９とテープ押さえ３４とによって挟まれた状態で先端がカッター刃５２の略真下あたりにセットされる（図２参照）。そして、図３に示されるように、繰出部１４が下降してテーブル２３に接近するとともに、剥がしヘッド部１５がチャック４０を開いた状態で繰出部１４側に移動してテープ受け板２９を押圧して後退させる。これにより、接着テープＴの先端部がチャック４０内に入り込み、当該チャック４０を閉塞させることで接着テープＴの先端部を保持することができる。なお、この剥離方法においては、接着テープＴは片面に感熱性接着剤層を有する接着テープ、例えば、ポリエチレンテレフタレート等からなる帯状のテープが用いられる。

次いで、図４に示されるように、剥がしヘッド部１５が繰出部１４から離れる左側に所定量移動し、接着テープＴを一定量引き出すこととなる。このようにして接着テープＴが引き出された状態で、図５に示されるように、ヒーターカッター部１６が下降してテープ押さえガイド４９，４９で接着テープＴを上方より二箇所を押さえ付け、ヒーターブロック４３を下降させて突出部４４にて接着テープＴを保護シートＳに接着する。同時に、カッター刃５２が下降して接着テープＴの切断を行い、この後、繰出部１４及びヒーターカッター部１６が上昇する（図６参照）。そして、図７に示されるように、剥がしヘッド１５が右側に移動することにより、保護シートＳが鈍角な剥離角度θ１で剥離され、剥離された保護シートＳが図示しない廃棄ボックス内に落下される。

第１及び第２のローラを用いた剥離方法（第１の剥離手段）
この方法の実施に際し、接着テープＴは片面に感圧性接着剤層が設けられたテープが採用される。そして、図８に示されるように、保護シートＳ側に接着剤層が臨むように接着テープＴを繰出部１４にセットし、これを所定長さ引き出して先端部を巻取ローラ６４に固定するようにテープ掛け回し作業を初期作業として行っておく。この際、前記剥がしヘッド部１５は、繰出部１４よりも右側の退避位置に移動させられる。なお、接着剤面が掛け回されるローラには、接着剤が着かないような表面処理が施されている。

次いで、ウエハＷの右端側がテープ押さえローラ６０の略直下に位置するようにテーブル２３の移動調整が行われる。この状態で、図９に示されるように、繰出部１４及び支持部材１９が下降して繰出部１４と第１のローラ２１との間の接着テープＴを保護シートＳに接近させた後、テープ押さえローラ６０を図示しないシリンダを介して下降させて保護シートＳに接着テープＴの部分を挟み込むように押さえ付ける。

そして、図１０及び図１１に示されるように、プレスローラ６１が図示しないシリンダを介して下降するとともに、同図中左側に移動して保護シートＳの上面を横断するように接着テープＴの貼り付けを行う。このようにして接着テープＴの貼り付けが完了した後に、テープ押さえローラ６０及びプレスローラ６１が初期位置に復帰する（図１２参照）。

次いで、図１３に示されるように、第１のローラ２１及び第２のローラ２２が図示しないシリンダを介して右側に移動する。同時に、第１のローラ２１及び巻取ローラ６４が図示しないモータによってテープ巻取方向にそれぞれ回転する。この際、第１のローラ２１及び第２のローラ２２の前述した相対位置により、接着テープＴは、保護シートＳの上面すなわちウエハＷの上面に対して略直角をなすように真上に立ち上がる剥離角度θ２を介して剥離されるようになる。つまり、第１及び第２のローラ２１，２２（第１の剥離手段）は、略直角若しくは鋭角な剥離角度θ２で剥離されるのに対し、剥がしヘッド１５（第２の剥離手段）による剥離角度θ１は、これより大きい略１８０度に近い鈍角な方向に向かって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、保護シートＳの厚みや材質に応じて第１及び第２の剥離手段を選択的に利用することができる、という効果を得る。これを更に詳述すると、熱融着により接着テープＴを保護シートＳに接着することに適し、且つ、保護シートＳの伸び等が生じることなく鈍角剥離が可能である場合には、前記剥がしヘッド１５を用いた剥離により、接着テープＴの使用量を抑制してシート剥離を行うことが可能となる。一方、接着テープＴが保護シートＳとの関係で融着に適合しないような場合、或いは、保護シートＳが厚い基材によって構成されて鈍角剥離に適しない場合には、第１の剥離手段を利用して保護シートＳを剥離することができる。
また、前記剥離方法を選択するに際し、繰出部１４を共用できるため、既提案の装置に第１の剥離手段を併設するだけで最適剥離を実現することができる。

本発明を実施するための最良の構成、方法などは、以上の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、主に特定の実施の形態に関して特に図示し、且つ、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、以上に述べた実施の形態に対し、形状、材料、数量、その他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。
従って、上記に開示した形状、材質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、材料などの限定の一部若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、前記実施形態において、剥がしヘッド１５によって保護シートＳを剥離するに際し、感熱性接着テープＴを融着により接着する構成としたが、感圧性接着剤層を備えた接着テープを用いることを妨げない。この場合、接着剤層に接する繰出部の構成部分に接着することがない表面処理を行っておくことで、テープ繰り出しを支障なく行うことができる。
また、第１及び第２のローラ２１，２２により保護シートＳを剥離する際に、これらローラ２１，２２がウエハＷの径方向に沿って横断するように移動する構成としたが、ローラ２１，２２を移動させずにテーブル２３を移動させて保護シートＳの剥離を行うようにしてもよい。この際、テープ押さえローラ６０は接着テープＴを押さえ付ける状態を維持するように設定すればよい。

本発明は、特に、半導体ウエハ製造工程に際して、回路面を保護しているテープを剥離する装置として利用することができる。

１０ シート剥離装置
１５ 剥がしヘッド部（第２の剥離手段）
２１ 第１の剥離ローラ（第１の剥離手段）
２２ 第２の剥離ローラ（第１の剥離手段）
Ｔ 接着テープ
Ｗ 半導体ウエハ（板状部材）
Ｓ 保護シート

Claims (5)

1. 板状部材に貼付されたシートを接着テープを用いて剥離するシート剥離装置において、
   前記接着テープを、前記シートを横断する方向に沿って当該シートに接着した状態で引っ張ることでシートを前記板状部材から剥離する第１の剥離手段と、
   前記第１の剥離手段とは独立して設けられ、前記接着テープを、前記シートの端部に接着した状態で引っ張ることでシートを前記板状部材から剥離する第２の剥離手段とを備え、
   前記第１及び第２の剥離手段を選択的に利用可能に設けたことを特徴とするシート剥離装置。
2. 前記第１の剥離手段は感圧性接着剤層を有する接着テープを用いてシートを剥離する一方、前記第２の剥離手段は感熱性接着剤層又は感圧性接着剤層を有する接着テープを用いてシートを剥離することを特徴とする請求項１記載のシート剥離装置。
3. 前記第２の剥離手段は、感熱性接着剤層を有する接着テープと感圧性接着剤層を有する接着テープとを選択的に利用可能に設けたことを特徴とする請求項２記載のシート剥離装置。
4. 板状部材に貼付されたシートを接着テープを用いて剥離するシート剥離方法において、
   前記接着テープを、前記シートを横断する方向に沿って当該シートに接着した状態で引っ張ることでシートを前記板状部材から剥離する第１の剥離手段と、
   前記第１の剥離手段とは独立して設けられ、前記接着テープを、前記シートの端部に接着した状態で引っ張ることでシートを前記板状部材から剥離する第２の剥離手段とを備え、
   前記第１及び第２の剥離手段を選択的に用いて前記シートを剥離することを特徴とするシート剥離方法。
5. 前記第１の剥離手段は感圧性接着剤層を有する接着テープを用いてシートを剥離する一方、前記第２の剥離手段は感熱性接着剤層又は感圧性接着剤層を有する接着テープを用いてシートを剥離することを特徴とする請求項４記載のシート剥離方法。

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