JP7432345B2

JP7432345B2 - シート剥離装置

Info

Publication number: JP7432345B2
Application number: JP2019219119A
Authority: JP
Inventors: 仁青木
Original assignee: Tokyo Seimitsu Co Ltd
Current assignee: Tokyo Seimitsu Co Ltd
Priority date: 2019-12-03
Filing date: 2019-12-03
Publication date: 2024-02-16
Anticipated expiration: 2039-12-03
Also published as: JP2021089950A

Description

本発明は、被着体に貼付された保護シートを剥離するシート剥離装置に関するものである。

半導体製造分野では、シリコンウェハ等の半導体基板（以下、「被着体」という）の裏面を研削して薄くする工程があり、その工程では被着体の表面に粘着フィルム等から成る保護シートを貼り付けて、被着体の表面に形成されたデバイスを保護している。

被着体に貼付された保護シートを剥離するシート剥離装置として、図６（ａ）に示すように、リングフレームｒｆに張設されたダイシングテープｄｔに被着体ｗをマウントし、被着体ｗに貼付された保護シートｓの端部に接着テープｔを接着し、被着体ｗを接着テープｔに対して相対的に移動させることにより、接着テープｔに剥離力を作用させて保護シートｓを被着体ｗから剥離する装置が知られている（例えば、特許文献１参照）。

特開平１１－１６８６２号公報

しかしながら、特許文献１記載の装置では、図６（ｂ）、（ｃ）に示すように、被着体ｗの外周部から保護シートｓの剥離を開始させる、所謂、きっかけ剥離の際に、接着テープｔと保護シートｓとの接着面積が広い場合、接着テープｔが保護シートｓを上方に引っ張って被着体ｗから剥離させると、被着体ｗの外周部が保護シートｓに追従するように大きく跳ね上がることがあり、被着体ｗに割れ等のダメージを与える虞がある。

一方、接着テープｔと保護シートｓとの接触面積が狭い場合、接着テープｔが保護シートｓに作用させる張力が接着テープｔと保護シートｓとの粘着力に比べて大きく、接着テープｔが保護シートｓから外れてしまう虞があった。

そこで、きっかけ剥離の際に、被着体にダメージを与えることなく且つ保護シートを被着体から安定して剥離させるために解決すべき技術的課題が生じてくるのであり、本発明はこの課題を解決することを目的とする。

上記目的を達成するために、本発明に係るシート剥離装置は、被着体に貼付された保護シートに剥離テープを介して剥離力を付与して、前記保護シートを剥離するシート剥離装置であって、前記被着体を保持する保持手段と、前記剥離テープを繰り出す繰出手段と、前記剥離テープを前記保護シートに溶着させるヒートスタンプと、を備え、前記ヒートスタンプは、前記保護シートの周縁で前記剥離テープと前記保護シートとを溶着させる第１のヘッドと、前記保護シートの周縁より中心側で前記剥離テープと前記保護シートとを前記第１のヘッドより大面積で溶着させる第２のヘッドと、を備え、前記第１のヘッド及び前記第２のヘッドは、前記剥離テープと前記保護シートとを略同時に溶着し、前記第１のヘッドによる前記剥離テープと前記保護シートとの溶着範囲を介して前記保護シートの周縁が剥離され、続いて前記第２のヘッドによる前記剥離テープと前記保護シートとの溶着範囲を介して前記保護シート全体が剥離される。

この構成によれば、第１のヘッドが、保護シートの周縁と剥離テープとを小面積で溶着させて保護シートのきっかけ剥離に適切な接着力を確保し、第２のヘッドが、保護シートの周縁より中心側で保護シートと剥離テープとを大面積で溶着させて保護シート全面の剥離に適切な接着力を確保するため、被着体にダメージを与えることなくきっかけ剥離を行い、且つ剥離テープが保護シートから外れることなく保護シートを被着体から剥離させることができる。

また、本発明に係るシート剥離装置は、前記第２のヘッドが、底面から視て前記保護シートの半径と略同一の曲率半径で形成されていることが好ましい。

この構成によれば、剥離テープが保護シートに作用させる張力が、第２のヘッドが溶着した剥離テープおよび保護シートの溶着領域全体に略均等に作用するため、剥離テープが保護シートから外れることをさらに抑制することができる。

本発明は、被着体にダメージを与えることなくきっかけ剥離を行え、且つ剥離テープが保護シートから外れることなく保護シートを被着体から剥離させることができる。

本発明の一実施形態に係るシート剥離装置を示す斜視図。シート剥離装置の側面図。ヒートスタンプを示す斜視図及び底面図。保護シートを剥離する手順を示す模式図。図５（ａ）、（ｂ）は、保護シートが剥離される様子を示す模式図であり、図５（ｃ）は、図５（ｂ）の要部拡大図である。図６（ａ）、（ｂ）は、従来のシート剥離装置において、保護シートが剥離される様子を示す模式図であり、図６（ｃ）は、図６（ｂ）の要部拡大図である。

本発明の実施形態について図面に基づいて説明する。なお、以下では、構成要素の数、数値、量、範囲等に言及する場合、特に明示した場合及び原理的に明らかに特定の数に限定される場合を除き、その特定の数に限定されるものではなく、特定の数以上でも以下でも構わない。

また、構成要素等の形状、位置関係に言及するときは、特に明示した場合及び原理的に明らかにそうでないと考えられる場合等を除き、実質的にその形状等に近似又は類似するもの等を含む。

また、図面は、特徴を分かり易くするために特徴的な部分を拡大する等して誇張する場合があり、構成要素の寸法比率等が実際と同じであるとは限らない。

図１は、シート剥離装置１の正面図である。図２は、シート剥離装置１の側面図である。シート剥離装置１は、被着体Ｗの裏面研削を行うにあたって被着体Ｗの表面を保護するために粘着された保護シートＳ（ＢＧテープ）を剥離するものである。被着体Ｗは、例えば、シリコンウェハ等の半導体基板であるが、これに限定されるものではない。

被着体Ｗは、保護シートＳを上面側にした状態でダイシングテープＤＴを介してリングフレームＲＦにマウントされたものである。ダイシングテープＤＴは、紫外線硬化テープ等である。

シート剥離装置１は、被着体Ｗを載置する保持テーブル２を備えている。保持テーブル２の上面側には、吸着面２１が設けられている。

吸着面２１は、図示しない真空源又は圧縮空気源に接続されている。真空源が起動すると、吸着面２１に載置された被着体Ｗが吸着面２１に吸着保持される。また、圧縮空気源が起動すると、被着体Ｗと吸着面２１との吸着が解除される。

保持テーブル２は、図示しない移動手段を介してスライド方向（図２の紙面右から左）に移動可能に設けられている。

シート剥離装置１は、帯状の剥離テープＴを繰り出し可能な繰出手段３を備えている。繰出手段３は、送りローラー３１と、巻取ローラー３２と、第１～第４のガイドローラー３３～３６と、押圧部材３７と、を備えている。

送りローラー３１は、帯状の剥離テープＴを繰り出し可能に支持している。巻取ローラー３２は、剥離テープＴに繰出力を付与して巻き取る。第１～第４のガイドローラー３３～３６及び押圧部材３７は、剥離テープＴに張力を作用させるとともに剥離テープＴの軌道を規制するように適当な位置に配置されている。

シート剥離装置１は、剥離テープＴを保護シートＳに貼着する貼付手段４を備えている。貼付手段４は、ヒートスタンプ４１と、ヒートスタンプ４１を上下に昇降させる図示しないシリンダと、を備えている。

ヒートスタンプ４１は、図３（ａ）に示すように、第１のヘッド４２と、第２のヘッド４３と、を備えている。第１のヘッド４２及び第２のヘッド４３は、スライド方向の前方から後方に向かってこの順に僅かに隙間を空けて並設されている。第１のヘッド４２及び第２のヘッド４３は、所定温度に昇温された状態で剥離テープＴに押し付けられることにより、剥離テープＴと保護シートＳとを溶着させる。

第１のヘッド４２は、下面４４が被着体Ｗの周縁に対向するように配置されている。下面４４は、図３（ｂ）に示すように、底面から視て保護シートＳの半径と略同径の扇環状に形成されている。

第２のヘッド４３の下面４５は、下面４４より広面積で形成されている。具体的には、下面４５は、下面４４に比べて、スライド方向及びスライド方向に垂直な幅方向（図２の紙面垂直方向）にそれぞれ幅広に形成されている。下面４５の前方縁４６は、底面から視て保護シートＳの半径と略同一の曲率半径になるように湾曲して設定され、下面４５の後方縁４７は、幅方向に平行に形成されている。

なお、第１のヘッド４２及び第２のヘッド４３の形状は、上述したものに限定されないことは言うまでもない。また、第１のヘッド４２及び第２のヘッド４３は、単一のヒートスタンプに設けられたものに限定されず、独立した２つのヒートスタンプにそれぞれ設けられても構わない。また、剥離テープＴと保護シートＳとを粘着させるヘッドの数は、３個以上であっても構わない。

シート剥離装置１は、規制手段としての規制ローラー５を備えている。規制ローラー５は、保護シートＳが剥離し始める位置（剥離開始位置）の略上方に約２～３ｍｍ程度離間して配置されている。規制ローラー５は、剥離テープＴの繰出をスムーズに行えるように、図示しない略水平に取り付けられた支持軸回りに回転自在に設けられている。

規制ローラー５の表面（ガイド面５１）には、剥離テープＴが不用意に付着しないよう、例えば、ガイド面５１をフッ素樹脂でコーティングしたり、ガイド面５１にローレット加工を施すのが好ましい。これにより、剥離テープＴの繰出をスムーズに行うことができる。

なお、規制手段は、上述した形態に限定されるものではなく、例えば、滑りの良い円弧状のガイド面を備えた扇形柱を用いて、剥離テープＴの撓みを押えこむように撓み方向を規制するものであっても構わない。

また、ガイド面の滑りが良く、剥離テープＴの繰出をスムーズに行えるのであれば、支持軸回りに回転不能に構成し、剥離テープＴをガイド面５１上で摺動させるように構成されても構わない。

次に、シート剥離装置１の動作について、図面に基づいて説明する。図４は、保護シートＳを剥離する手順を示す図である。

まず、厚み約２０μｍ、直径約４００ｍｍの被着体Ｗを保持テーブル２に吸着させた後に、図４（ａ）に示すように、ヒートスタンプ４１の下方に被着体Ｗの外周部が配置されるように、保持テーブル２を移動させる。

次に、図４（ｂ）に示すように、シリンダを駆動してヒートスタンプ４１を降下させ、第１のヘッド４２及び第２のヘッド４３が剥離テープＴに接触して１８０℃のスタンプ温度で加熱・押圧することにより、剥離テープＴと保護シートＳの外周部とが溶着される。第１のヘッド４２及び第２のヘッド４３の溶着範囲は、下面４４、４５の形状に応じて設定され、第２のヘッド４３の溶着範囲は、第１のヘッド４２の溶着範囲が比較的大きく形成される。保護シートＳのうち第１のヘッド４２によって剥離テープＴが溶着された位置が、保護シートＳの剥離開始位置となる。

次に、図４（ｃ）に示すように、シリンダを駆動してヒートスタンプ４１を上昇させた後に、図４（ｄ）に示すように、剥離開始位置を規制ローラー５に接近させるように（図４（ｄ）の紙面左側に向けて）、保持テーブル２を移動させる。規制ローラー５の長さは、被着体Ｗの直径より大きく、例えば４００ｍｍに設定される。剥離テープＴは、剥離開始位置より保持テーブル２の進行方向の前方側に膨らむような側面から視て横向きの略Ｕ字状に撓む。

次に、図４（ｅ）に示すように、保持テーブル２をさらに移動させると、規制ローラー５が、剥離テープＴに接触して、規制ローラー５が、剥離テープＴの撓みを略垂直方向に、換言すれば、剥離テープＴと保護シートＳとで成す角度（剥離角度Θ）が小さくなるように、規制ローラー５が、剥離テープＴの撓みを押え込む。

次に、図４（ｆ）に示すように、保持テーブル２をさらに移動させると、剥離テープＴに作用する張力によって、剥離テープＴの撓みが略垂直方向に押し込まれたまま、保護シートＳを被着体Ｗから剥離する剥離力が保護シートＳに作用する。なお、保護シートＳが剥離し始める際の保持テーブル２の移動速度は、例えば１ｍｍ／ｓに設定される。

ここで、保護シートＳが被着体Ｗから剥離し始める、所謂、きっかけ剥離における保護シートＳの挙動について、図５に基づいて具体的に説明する。

まず、図５（ａ）に示すように、保護シートＳの外周部が被着体Ｗから剥離する直前では、剥離テープＴが規制ローラー５に接触することで下方に押え込まれるため、剥離テープＴと保護シートＳとで成す角度（剥離角度Θ）が小さい状態で撓んでいる。

そして、保持テーブル２が移動すると、図５（ｂ）、（ｃ）に示すように、従来と比べて小さい剥離角度Θを維持したまま、保護シートＳが被着体Ｗから剥離される。

これにより、保護シートＳに作用する剥離力の垂直方向成分が低減されて、被着体Ｗが保護シートＳに追従して跳ね上がることが抑制され、被着体Ｗにダメージを与えることなく保護シートＳを剥離することができる。

そして、図４（ｆ）に示すように、被着体Ｗの外周部の保護シートＳが完全に剥離した後には、保持テーブル２をさらに移動させて、保護シートＳ全面を被着体Ｗから剥離させる。

ここで、保護シートＳと剥離テープＴとが第１のヘッド４２のみによって溶着されている場合、剥離テープＴが保護シートＳに作用させる張力が剥離テープＴと保護シートＳとの粘着力を上回り、剥離テープＴが保護シートＳから外れてしまう虞がある。

しかしながら、第２のヘッド４３が、保護シートＳと剥離テープＴとを幅方向に亘って広範囲を溶着することにより、剥離テープＴが保護シートＳに作用させる単位面積当たりの張力が小さくなり、剥離テープＴが保護シートＳから外れることを抑制する。

さらに、下面４５の前方縁４６が、保護シートＳの半径と略同一の曲率半径に形成されていることにより、前方縁４６が幅方向に平行に形成された場合と比較して、剥離テープＴが保護シートＳに作用させる張力が溶着領域の隅部に集中することなく縁部全体に略均等に作用するため、剥離テープＴが保護シートＳから外れることをさらに抑制することができる。

なお、保持テーブル２の移動速度は、保護シートＳが被着体Ｗから剥離する面積に応じて変更するのが好ましい。

例えば、図４（ｅ）に示すように、保護シートＳの剥離当初は、保護シートＳと被着体Ｗとの接着面積が狭く、被着体Ｗに作用する単位面積当たりの剥離力が大きくなりがちである。したがって、保持テーブル２の移動速度は、小さいのが好ましい。

一方、図４（ｆ）に示すように、保護シートＳの剥離がある程度進行した後には、保護シートＳと被着体Ｗとの接着面積が広くなり、被着体Ｗに作用する単位面積当たりの剥離力は小さくなる。したがって、保持テーブル２の移動速度を加速させることができ、例えば４～５ｍｍ／ｓに設定される。

このように、保持テーブル２の移動速度を適宜変更することにより、被着体Ｗを損傷することなく、保護シートＳの剥離に要する時間を短縮することができる。

また、保持テーブル２を垂直方向にスライド可能に構成する等して、保持テーブル２と規制ローラー５との間隔を調整可能に構成されるのが好ましい。これにより、規制ローラー５と保持テーブル２との距離が調整でき、剥離テープＴの材質、硬さ、脆さ等に応じて撓みの曲率半径を適宜変更することができる。例えば、剥離テープＴの撓みの曲率半径が小さくなれば、保護シートＳに作用する剥離力の垂直成分が低減されるため、きっかけ剥離の際の被着体Ｗの跳ね上がりを抑制することができる。

このようにして、本実施形態に係るシート剥離装置１は、第１のヘッド４２が、保護シートＳの周縁と剥離テープＴとを小面積で溶着させて保護シートＳのきっかけ剥離に適切な接着力を確保し、第２のヘッド４３が、保護シートＳの周縁より中心側で保護シートＳと剥離テープＴとを大面積で溶着させて保護シートＳ全面の剥離に適切な接着力を確保するため、被着体Ｗにダメージを与えることなくきっかけ剥離を行い、且つ剥離テープＴが保護シートＳから外れることなく保護シートＳを被着体Ｗから剥離させることができる。

また、本発明は、本発明の精神を逸脱しない限り、上記以外にも種々の改変を為すことができ、そして、本発明が該改変されたものに及ぶことは当然である。また、上述した実施形態及び各変形例は、互いに組み合わせても構わない。

１・・・シート剥離装置
２・・・保持テーブル
２１・・・吸着面
３・・・繰出手段
３１・・・送りローラー
３２・・・巻取ローラー
３７・・・押圧部材
４・・・貼付手段
４１・・・ヒートスタンプ
４２・・・第１のヘッド
４３・・・第２のヘッド
４４・・・（第１のヘッドの）下面
４５・・・（第２のヘッドの）下面
４６・・・前方縁
４７・・・後方縁
５・・・規制ローラー
５１・・・ガイド面
ＤＴ・・・ダイシングテープ
ＲＦ・・・リングフレーム
Ｓ・・・保護シート
Ｔ・・・剥離テープ
Ｗ・・・被着体

Claims

被着体に貼付された保護シートに剥離テープを介して剥離力を付与して、前記保護シートを剥離するシート剥離装置であって、
前記被着体を保持する保持手段と、
前記剥離テープを繰り出す繰出手段と、
前記剥離テープを前記保護シートに溶着させるヒートスタンプと、
を備え、
前記ヒートスタンプは、
前記保護シートの周縁で前記剥離テープと前記保護シートとを溶着させる第１のヘッドと、
前記保護シートの周縁より中心側で前記剥離テープと前記保護シートとを前記第１のヘッドより大面積で溶着させる第２のヘッドと、
を備え、
前記第１のヘッド及び前記第２のヘッドは、前記剥離テープと前記保護シートとを略同時に溶着し、
前記第１のヘッドによる前記剥離テープと前記保護シートとの溶着範囲を介して前記保護シートの周縁が剥離され、続いて前記第２のヘッドによる前記剥離テープと前記保護シートとの溶着範囲を介して前記保護シート全体が剥離されることを特徴とするシート剥離装置。
前記第２のヘッドは、底面から視て前記保護シートの半径と略同一の曲率半径で形成さ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。