JP5486230B2 - シート剥離装置及び剥離方法 - Google Patents

Description

本発明は、半導体ウエハなどの被着体の表面に貼付された接着シートを剥離するためのシート剥離装置及び剥離方法に関する。

例えば、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エハ（以下、「ウエハ」という）の裏面を研削して薄くする工程（バックグラインド工程）があり、この工程では、ウエハ表面（回路が形成された面）に接着シート（保護シート）を貼付して、その表面を保護している。研削後、この接着シートはウエハから剥離される。

従来、接着シートを剥離するシート剥離装置として、表面保護用の接着シート付ウエハが載置されるテーブルと、ウエハに対して帯状の剥離用テープを供給するテープ供給部と、テープ供給部からの剥離用テープをウエハ表面の接着シートに押圧接触させながら貼り付けるエッジ部材（貼付け部材）と、剥離用テープを接着シートと一緒に巻き取るテープ回収部とを備え、エッジ部材にて剥離用テープを接着シートに貼り付けつつ、接着シートをウエハから剥離するシート剥離装置が特許文献１で知られている。

また、特許文献１においては、剥離用テープとして、感熱接着性の接着テープや感圧接着性の接着テープを用いることが例示されている。然し、それら剥離用テープは、一般に、フィルム等からなる帯状の基材の片面全体に所定の接着剤を塗布して製作されるため、そのコスト的に安価なものではなく、しかも、剥離用テープの全ての接着剤が利用されるものではない。その結果、接着シートを剥離するためのランニングコストが増大するという不具合がある。

また、円滑に接着シートを剥離するには、剥離すべき接着シートとの相性に応じて剥離用テープの種類、即ち、接着剤の種類を変更することが必要になり、このような場合に、装置内に掛け回された剥離用テープを取り換える作業は著しく面倒である。

特開２００７−４３０４７号公報

本発明は、以上の点に鑑み、接着シートの種類に応じて円滑、且つ、低コストで接着シートを剥離できるシート剥離装置及び剥離方法を提供することをその課題とする。

上記課題を解決するために、本発明は、表面に接着シートが貼付された被着体から当該接着シートを剥離するシート剥離装置であって、剥離用シートを繰り出す繰出手段と、前記剥離用シートまたは接着シートのうち少なくとも一方に接着剤を塗布する塗布手段と、前記接着剤を介して剥離用シートを接着シートに相互に貼り付ける貼付手段と、前記剥離用シートの繰り出しを抑制するロック手段と、前記被着体と剥離用シートとを相対移動させる移動手段とを備えるものにおいて、前記塗布手段は、接着剤を塗布する塗布ヘッドと、当該塗布ヘッドを二次元的に移動可能とすると共に、接着剤の塗布形状を所定形状に形成する直交二軸ロボットとを備え、前記貼付手段は、前記接着シートの一部の外縁形状と一致する外縁部分を備え、前記剥離用シートまたは前記接着シートのいずれか一方の部分をいずれか他方に向けて押圧する押圧面を有する貼付ヘッドを含み、当該貼付ヘッドの前記外縁部分を前記接着シートの一部の外縁と一致させて前記剥離用シートと接着シートとを貼付可能に設けられ、前記塗布手段が剥離用シートまたは接着シートのうち少なくとも一方に接着剤を塗布する形状は、当該剥離用シートの一部領域に対応し、且つ、前記貼付ヘッドの押圧面と同形状であることを特徴とする。

本発明においては、前記ロック手段は、繰り出されたシートの一部を把持する把持手段である構成を採用できる。

また、本発明においては、前記塗布手段は、前記接着剤の塗布形状を所定形状に形成する形成手段を備える構成を採用してもよい。

さらに、前記貼付手段は、前記接着シートの一部の外縁形状と一致する外縁を含む押圧面を有する貼付ヘッドを備える構成を採用してもよい。

また、上記課題を解決するために、本発明は、表面に接着シートが貼付された被着体から当該接着シートを剥離するシート剥離方法であって、前記被着体に対して剥離用シートを繰り出す工程と、前記剥離用シートまたは接着シートのうち少なくとも一方に接着剤を塗布する工程と、前記接着剤を介して剥離用シートを接着シートに相互に貼り付ける工程と、前記剥離用シートの繰り出しを抑制する工程と、前記被着体に対して前記剥離用シートを相対移動させることで前記接着シートを剥離する工程とを有し、前記剥離用シートを接着シートに相互に貼り付ける工程は、前記接着シートの一部の外縁形状と一致する外縁部分を備え、前記剥離用シートまたは前記接着シートのいずれか一方の部分をいずれか他方に向けて押圧する押圧面を有する貼付ヘッドを用い、当該貼付ヘッドの前記外縁部分を前記接着シートの一部の外縁と一致させて前記剥離用シートと接着シートとを貼付する工程を含み、前記接着剤を塗布する工程は、前記塗布手段が剥離用シートまたは接着シートのうち少なくとも一方に接着剤を塗布する形状を当該剥離用シートの一部領域に対応し、且つ、前記貼付ヘッドの押圧面と同形状とする工程を含んでいることを特徴とする。

本発明によれば、接着剤を塗布する塗布手段を備えたため、接着シートと剥離用シートとを接着する直前に、剥離用シートまたは接着シートの少なくとも一方に、両者を接着して剥離するのに最低限必要な量の接着剤が塗布され、両者を接着して円滑に接着シートを剥離できる。このため、剥離用シートとしては、従来からこの種のシート剥離装置に用いられているフィルムだけでなく、紙、布、薄膜金属等を用いることも可能となる。その結果、帯状の基材の片面全体に所定の接着剤を塗布されたものを用いる従来のシート剥離装置と比較して、ランニングコストを低くできる。また、剥離すべき接着シートとの相性に応じて、塗布手段での接着剤の種類を変更すれば、円滑な剥離が可能になり、その上、接着剤の変更作業も著しく簡単である。

また、接着剤の塗布形状を変更できる構成を採用すれば、剥離すべき接着シートの形状に応じて接着剤の塗布形状を変更できるので、接着剤が接着シート以外の部分、例えば、被着体を保持するテーブル等に付着して、装置を汚したり、剥離不良を発生させたりすることを確実に防止することができる。

シート剥離装置の構成を示す正面図。 図１の部分平面図。 剥離用シートを接着シートに貼付した状態の正面図。 接着シートの剥離動作を説明する正面図。 （ａ）乃至（ｄ）は、接着剤の塗布形状の説明図。 変形例に係るシート剥離装置にて剥離用シートを接着シートに貼付した状態の正面図。 変形例に係るシート剥離装置での接着シートの剥離動作を説明する正面図。

以下、図面を参照して表面に接着シートＳが貼付されたウエハＷを被着体とし、当該ウエハＷから接着シートＳを剥離するための本実施の形態のシート剥離装置Ｍを説明する。図１に示すように、シート剥離装置Ｍは、ウエハＷを保持する保持手段１と、帯状の基材たる剥離用シートＰＳを繰り出す繰出手段２と、繰り出された剥離用シートＰＳの所定の領域に所定量の接着剤ＳＡを塗布する塗布手段３と、接着剤ＳＡを介して接着シートＳに剥離用シートＰＳを貼り付ける貼付手段４と、繰り出された剥離用シートＰＳの一部を把持して剥離用シートＰＳの繰り出しを抑制するロック手段５と、保持手段１で保持されたウエハＷに対してロック手段５で繰り出しが抑制された剥離用シートＰＳを相対移動させる移動手段６とを備える。

ここで、剥離用シートＰＳとしては、特に制限はなく、例えば樹脂製のフィルム、紙、布、薄膜金属等を用いることができる。また、接着剤ＳＡとしては、剥離用シートＰＳの種類等の相性に応じて、公知のものから適宜選択でき、例えば、有機溶剤にアクリル系材料を混ぜてなる溶剤型の感熱接着性や感圧接着性の接着剤を用いることができる。また、本実施の形態では、図１中右側を上流側、その左側を下流側とする。

前記保持手段１は、ウエハＷを載置可能に設けられた平面視矩形のテーブル１１により構成され、その上面には図示しない吸引口が設けられ、図示しないバキュームポンプ等の吸引手段にホース等を介して接続されている。これにより、テーブル１１上に載置されたウエハＷを吸着保持可能になっている。

前記繰出手段２は、移動するテーブル１１上方に配置され、剥離用シートＰＳを巻回して保持する保持リール２１と、当該保持リール２１から繰り出された剥離用シートＰＳを巻き取る巻取軸２２と、剥離用シートＰＳに繰り出し力を付与する上流側及び下流側の各駆動手段２３ｕ、２３ｄとを備える。各駆動手段２３ｕ、２３ｄは同一の構成を有し、プラテンローラ２４ｕ、２４ｄ及び駆動ローラ２５ｕ、２５ｄを備え、駆動ローラ２５ｕ、２５ｄは正逆転自在なモータＭ１、Ｍ２の出力軸に連結されている。なお、保持リール２１から剥離用シートＰＳが繰り出される場合のモータＭ１、Ｍ２の回転方向を正転とし、その反対の回転方向を逆転とする。

前記塗布手段３は、貼付手段４の後述する貼付ヘッド４２の押圧面に対向する領域に接着剤ＳＡを塗布し得るように配置されている。塗布手段３は、剥離用シートＰＳの下面に接着剤ＳＡを噴射して塗布する塗布ヘッド３１と、塗布ヘッド３１を二次元的に移動可能とする形成手段としての直交二軸ロボット３２とを備える。直交二軸ロボット３２は、図２に示すように、剥離用シートＰＳの幅方向一側から所定の間隔を存して配置され、アーム３３を介して塗布ヘッド３１を支持している。また、塗布ヘッド３１は、図示省略の配管を介して接着剤用のタンクに接続され、塗布ヘッド３１に設けられた弁を適宜制御することで、所定量の接着剤ＳＡを噴射可能とされ、直交二軸ロボット３２の作動によって、剥離用シートＰＳに所定形状の接着剤ＳＡを塗布する。なお、本実施の形態の場合、接着剤ＳＡの塗布形状は、図２の斜線領域で示されるように、接着シートＳの一部の外縁形状と一致する外縁を有するように設定されている。

前記貼付手段４は、把持手段５の上流側で剥離用シートＰＳの上方に配置されている。貼付手段４は、直動モータ４１とその出力軸に取り付けられた貼付ヘッド４２とを備える。貼付ヘッド４２は、図２の斜線領域で示されるように、接着シートＳの一部の外縁形状と一致する外縁を有する押圧面４２Ａを有する。つまり、接着剤ＳＡの塗布形状と同形状に設定されている。これにより、貼付ヘッド４２が剥離用シートＰＳを接着シートＳに押圧して貼付したときに、接着剤ＳＡがテーブル１１やウエハＷといった接着シートＳ以外の部分に付着することを防止することができる。なお、剥離用シートＰＳとして、感熱接着剤が塗布されたものを用いる場合には、貼付ヘッド４２には加熱手段が組み付けられる。

前記ロック手段５は、剥離用シートＰＳの移送経路中で貼付手段４の下流側に配置されている。ロック手段５は、図示省略の駆動手段によって離間近接可能な上チャック５１と下チャック５２とを有するチャック部材５３と、当該チャック部材５３を上下方向に往復動する図示省略の駆動手段とを備える把持手段から構成される。上、下チャック５１、５２が離間した状態で、それらの間を剥離用シートＰＳが挿通可能となっており、上、下チャック５１、５２が近接した状態で、繰り出された剥離用シートＰＳの一部を把持可能となっている。

前記移動手段６は、テーブル１１の下方に設けられた単軸ロボット６１とそのスライダ６２とから構成され、テーブル１１を図１中左右方向に移動可能とする。これにより、保持手段１で保持されたウエハＷに対してロック手段５で繰り出しが抑制された剥離用シートＰＳを相対移動可能とし、接着シートＳを剥離する場合は、単軸ロボット６１がテーブル１１を図１中右側から左側に向かって移動させる。なお、この相対移動は、ウエハＷと剥離用シートＰＳとの少なくとも一方の移動でよい。

次に、上記シート剥離装置Ｍによる接着シートＳの剥離動作について説明する

先ず、保持リール２１から剥離用シートＰＳを引き出し、図１のように通紙してその先端を巻取軸２２に固定することで、剥離用シートＰＳの繰り出し準備が完了する。

次いで、接着シートＳが貼付されたウエハＷが、図示しない搬送手段によってテーブル１１上に搬送され、位置決めされて吸着保持させる。その後、単軸ロボット６１によってテーブル１１が下流側に向かって移動され、平面視でウエハＷの下流側端縁が押圧面４２Ａの下流側端縁と一致した位置に達したことを図示しないセンサで検知して、当該テーブル１１は停止する。

そして、直交二軸ロボット３２を介して塗布ヘッド３１を剥離用シートＰＳの下方に移動させ、当該直交二軸ロボット３２を適宜移動させながら、貼付ヘッド４２の真下の位置で剥離用シートＰＳの下面に押圧面４２Ａと同形状となるように接着剤ＳＡを塗布する（図２参照）。接着剤ＳＡの塗布後、塗布ヘッド３１は剥離用シートＰＳの下方位置から退避する。

次いで、上、下チャック５１、５２を近接させて剥離用シートＰＳの一部を把持する。この場合、ロック手段５による剥離用シートＰＳの把持部分には接着剤ＳＡが塗布されていないので、ロック手段５に接着剤ＳＡが付着して作動不良を発生することはない。

次いで、図３に示すように、直動モータ４１を介して貼付ヘッド４２を下降させると共に、その下降に同期してチャック部材５３も下降させる。このとき、上流側のモータＭ１が正転されて保持リール２１から剥離用シートＰＳを繰り出すと共に、下流側のモータＭ２が逆転されて巻取軸２２から剥離用シートＰＳを引き出す。これにより、剥離用シートＰＳに塗布された接着剤ＳＡの塗布領域を押圧面４２Ａと一致させると共に、接着シートＳの外縁に接着剤ＳＡの外縁を一致させて確実に貼付することができ、接着剤ＳＡがウエハＷやテーブル１１に付着することを確実に防止することができるうえ、接着シートＳの縁部から円滑に剥離することができるようになる。

次いで、図４に示すように、直動モータ４１を介して貼付ヘッド４２を上昇させた後、チャック部材５３をウエハＷに接触しないように上昇させて剥離用シートＰＳの繰り出しを抑制しつつ、テーブル１１を下流側へ移動させる。これにより、接着シートＳが剥離用シートＰＳと一緒にウエハＷから剥離されていく。

ウエハＷから接着シートＳが剥離されると、上、下チャック５１、５２が離間して剥離用シートＰＳの把持を開放し、上流側及び下流側の駆動ローラ２５ｕ、２５ｄがそれぞれ同期して正転され、これにより、接着シートＳが剥離用シートＰＳと共に巻取軸２２に巻き取られて、回収される。

このように本実施の形態では、接着剤ＳＡを塗布する塗布手段３を備えたため、接着シートＳと剥離用シートＰＳとを接着する直前に、繰り出された剥離用シートＰＳに両者を接着して剥離するのに最低限必要な量の接着剤ＳＡが塗布でき、両者を接着した後、ウエハＷと剥離用シートＰＳとの相対移動により円滑にウエハＷから接着シートＳを剥離できる。このため、従来技術のように帯状の基材の片面全体に所定の接着剤を塗布して製作したものを用いる場合と比較して、ランニングコストを低くできる。また、剥離すべき接着シートＳとの相性に応じて、塗布手段３での接着剤ＳＡの種類を変更すれば、円滑な剥離が可能になり、また、接着剤ＳＡの種類の変更の際、例えば、接着剤ＳＡを収容するタンクを変えればよいので、その作業も著しく簡単である。

なお、上記実施の形態においては、塗布手段３により剥離用シートＰＳの下面に接着剤ＳＡを塗布するものを例に説明したが、これに限定されるものではなく、接着シートＳの上面に塗布手段３により接着剤を塗布したり、または、剥離用シートＰＳ及び接着シートＳの両方に接着剤を塗布するように構成してもよい。

さらに、接着剤ＳＡの塗布形状は、例えば図５（ａ）〜（ｄ）に示されるような様々な形状の塗布が可能とされる。上記実施の形態では、帯状の剥離用シートＰＳを例示したが、枚葉の剥離用シートを繰出手段から繰り出す構成としてもよい。

また、塗布手段としては、例えば、高圧ガスを用いて剥離用シートＰＳに接着剤ＳＡを噴射するものや、チャンバにピエゾ素子を備えた公知の塗布ヘッドを用いたもの、また、スクリーン印刷やインクジェットタイプのものを使用してもよく、その構成に何ら限定されることはない。

さらに、上記実施の形態では、ウエハＷの外形に合わせて略円形の外縁を有するように接着剤ＳＡを塗布するものを例に説明したが、これに限定されるものではない。例えば、剥離すべき接着シートＳの形状に合わせてその形状は適宜変更することができる。

また、接着シートＳの接着剤の種類によって、温風または冷風を吹付けると接着力が低下するものがあるため、その種類に応じて接着シートＳを剥離する前に接着シートＳに温風や冷風を吹き付ける構成を採用してもよく、また、紫外線や電子線などのエネルギー線によって硬化するシートを用いるときも、接着シートＳを剥離する前に接着シートＳにエネルギー線を照射する構成としてもよい。

さらに、上記実施の形態では、ロック手段５を剥離用シートの一部を把持する把持手段から構成したものを例に説明したが、これに限定されるものではない。例えば、図６及び図７に示すように、繰出手段２の上流側及び下流側の各駆動手段２３ｕ、２３ｄのうち少なくとも一方をロック手段として兼用することもできる。このとき、モータＭ１、Ｍ２のうち少なくとも一方を回転ロック可能なモータとすればよい。

即ち、図６に示すように、接着剤ＳＡの塗布後、把持手段にて繰り出された剥離用シートＰＳの一部を把持することなく、直動モータ４１を介して貼付ヘッド４２を下降させ、その下降に同期して上流側のモータＭ１が正転されて保持リール２１から剥離用シートＰＳを繰り出すと共に、下流側のモータＭ２が逆転されて巻取軸２２から剥離用シートＰＳを引き出しながら、接着剤ＳＡを介して接着シートＳに剥離用シートＰＳを貼付する。その後、各駆動手段２３ｕ、２３ｄの駆動ローラ２５ｕ、２５ｄのうち少なくとも一方をロックすることで剥離用シートＰＳの繰り出しを抑制する。そして、図７に示すように、テーブル１１を下流側へ移動させる。これにより、接着シートＳが剥離用シートＰＳと一緒にウエハＷから剥離されていく。このような構成を採用すれば、シート剥離装置Ｍの部品点数が減少して装置の簡素化が図れ、有利である。

Ｍ シート剥離装置
１ 保持手段
２ 繰出手段
３ 塗布手段
３２ 直交二軸ロボット（形成手段）
４ 貼付手段
４２ 貼付ヘッド
４２Ａ 押圧面
５ ロック手段
６ 移動手段
ＰＳ 剥離用シート
Ｓ 接着シート
ＳＡ 接着剤
Ｗ 半導体ウエハ（被着体）

Claims (2)

1. 表面に接着シートが貼付された被着体から当該接着シートを剥離するシート剥離装置であって、
   剥離用シートを繰り出す繰出手段と、前記剥離用シートまたは接着シートのうち少なくとも一方に接着剤を塗布する塗布手段と、前記接着剤を介して剥離用シートを接着シートに相互に貼り付ける貼付手段と、前記剥離用シートの繰り出しを抑制するロック手段と、前記被着体と剥離用シートとを相対移動させる移動手段とを備えるものにおいて、
   前記塗布手段は、接着剤を塗布する塗布ヘッドと、当該塗布ヘッドを二次元的に移動可能とすると共に、接着剤の塗布形状を所定形状に形成する直交二軸ロボットとを備え、
   前記貼付手段は、前記接着シートの一部の外縁形状と一致する外縁部分を備え、前記剥離用シートまたは前記接着シートのいずれか一方の部分をいずれか他方に向けて押圧する押圧面を有する貼付ヘッドを含み、当該貼付ヘッドの前記外縁部分を前記接着シートの一部の外縁と一致させて前記剥離用シートと接着シートとを貼付可能に設けられ、
   前記塗布手段が剥離用シートまたは接着シートのうち少なくとも一方に接着剤を塗布する形状は、当該剥離用シートの一部領域に対応し、且つ、前記貼付ヘッドの押圧面と同形状であることを特徴とするシート剥離装置。
2. 表面に接着シートが貼付された被着体から当該接着シートを剥離するシート剥離方法であって、
   前記被着体に対して剥離用シートを繰り出す工程と、
   前記剥離用シートまたは接着シートのうち少なくとも一方に接着剤を塗布する工程と、
   前記接着剤を介して剥離用シートを接着シートに相互に貼り付ける工程と、
   前記剥離用シートの繰り出しを抑制する工程と、前記被着体に対して前記剥離用シートを相対移動させることで前記接着シートを剥離する工程とを有し、
   前記剥離用シートを接着シートに相互に貼り付ける工程は、前記接着シートの一部の外縁形状と一致する外縁部分を備え、前記剥離用シートまたは前記接着シートのいずれか一方の部分をいずれか他方に向けて押圧する押圧面を有する貼付ヘッドを用い、当該貼付ヘッドの前記外縁部分を前記接着シートの一部の外縁と一致させて前記剥離用シートと接着シートとを貼付する工程を含み、
   前記接着剤を塗布する工程は、前記塗布手段が剥離用シートまたは接着シートのうち少なくとも一方に接着剤を塗布する形状を当該剥離用シートの一部領域に対応し、且つ、前記貼付ヘッドの押圧面と同形状とする工程を含んでいることを特徴とするシート剥離方法。

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