JP2012191126A - 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】突出部Ｐ１の先端を始点として貼付領域Ｒ１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。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Ｒ１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２

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５（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５（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、前記移動手段による相対移動方向の剥離開始側であって、前記接着シートの外縁に沿った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、当該接着シートと前記剥離用テープとを貼付可能に設けられ、前記貼付領域は、前記接着シートの外縁よりも前記相対移動方向の剥離終了側に後退した後退部と、この後退部から剥離開始側に突出した突出先端が当該接着シートの外縁に位置する少なくとも１つの突出部とを有して形成される、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、前記剥離用テープは、感熱接着性の接着テープであって、前記貼付手段は、加熱手段によって加熱される押圧ヘッドを有して構成され、この押圧ヘッドの押圧面の形状に従って前記貼付領域の後退部および突出部が形成されることが好ましい。
また、本発明のシート剥離装置では、前記貼付領域における１つの突出部は、その先端が前記接着シートにおける前記相対移動方向の剥離開始側の最外縁に位置して形成されていることが好ましい。

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よりも剥離終了側に後退した後退部と、この後退部から剥離開始側に突出した突出先端が当該接着シートの外縁に位置する少なくとも１つの突出部とを有する貼付領域を形成して前記剥離用テープを当該接着シートに貼付し、前記剥離用テープと前記被着体とを相対移動させて前記貼付領域の突出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、接着シートの外縁に位置する少なくとも１つの突出部を有した貼付領域を形成し、この突出部を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突出部の先端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、貼付領域の突出部から後退部に向かって剥離を継続することで、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。

また、剥離用テープが感熱接着性の接着テープであれば、感圧接着性の接着テープに比較して高い接着力が得られるため、貼付領域の面積を小さくすることができるため、被着体の起き上がりをさらに抑制することができるとともに、感熱接着性の接着テープを用いることで、所定の貼付領域のみを正確に接着することができることから、突出部の先端形状を鋭く形成することができ、突出部の先端から接着シートを確実に剥離することができる。さらに、感熱接着性の接着テープは常温で接着力がないことから、感圧接着性の接着テープを採用したときのように装置各所に非接着処理を施すといった装置の構成に注意を払う必要がなくなる。
さらに、１つの突出部の先端が接着シートにおける移動方向の剥離開始側の最外縁に位置して形成されていれば、さらに確実に突出部から剥離を開始することができる。

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。 図２に続くシート剥離装置の動作説明図。 (Ａ)〜(Ｄ)は、変形例に係る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を加熱する加熱手段としてのヒータ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Ｌを有する貼付領域Ｒ１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、テーブル本体２１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。

以上のシート剥離装置１によって形成される貼付領域Ｒ１は、押圧ヘッド４２の押圧面部４３と略同一形状の平面視略五角形に形成されるものであって、図２(Ａ)に示すように、ウェハＷの凸部ＷＡに対応した範囲に設けられ、移動手段５による剥離方向Ａの剥離開始側（図中左側）における接着シートＳの外縁よりも剥離終了側（図中右側）に後退した後退部Ｒａと、この後退部Ｒａよりも剥離開始側に突出した突出先端であり接着シートＳの外縁に位置する１つの突出部Ｐ１とを有して形成されている。すなわち、貼付領域Ｒ１では、剥離方向Ａの剥離開始側にて、後退部Ｒａが剥離方向Ａと傾斜する一対の傾斜辺で構成され、これら一対の傾斜辺が交わる交点によって突出部Ｐ１が構成され、この突出部Ｐ１の先端が点として接着シートＳの外縁と接するように形成されている。

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３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Ｒ１を接着シートＳに貼付する。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、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、突出部Ｐ１の先端角部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。
次いで、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、突出部Ｐ１の先端を始点として貼付領域Ｒ１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、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、平面視略五角形状の貼付領域Ｒ１を形成したが、図４(Ａ)に示すように、接着シートＳの外縁に略沿った円弧状の後退部Ｒａと、この後退部Ｒａの略中央から平面視略三角形状に突出した１つの突出部Ｐ２とを有した貼付領域Ｒ２を形成してもよい。この貼付領域Ｒ２の場合には、前記実施形態と同様に、突出部Ｐ２の先端を始点として接着シートＳの端部をウェハＷから剥離することができる。また、図４(Ｂ)に示すように、接着シートＳの外縁から離隔して剥離方向Ａに略直交した直線状の後退部Ｒａと、この後退部Ｒａの両端部から平面視略三角形状に突出した２つの突出部Ｐ３とを有した貼付領域Ｒ３を形成してもよい。この貼付領域Ｒ３の場合には、２箇所の突出部Ｐ３をほぼ同時に、それらの先端を始点として接着シートＳの端部をウェハＷから剥離することができる。

また、図４(Ｃ)に示すように、接着シートＳの外縁に略沿った円弧状の後退部Ｒａと、この後退部Ｒａの略中央から平面視略三角形状に突出した突出部Ｐ４、および後退部Ｒａの両端部から平面視略三角形状に突出した突出部Ｐ４からなる３つ突出部Ｐ４とを有した貼付領域Ｒ４を形成してもよい。この貼付領域Ｒ４の場合には、中央１箇所の突出部Ｐ４を先行させてその先端を始点とするとともに、これに続いて両端部２箇所の突出部Ｐ４の先端を合わせた３箇所において、接着シートＳの端部をウェハＷから剥離することができる。さらに、図４(Ｄ)に示すように、剥離方向Ａに傾斜した直線状の後退部Ｒａと、この後退部Ｒａの一端部であり接着シートＳの外縁に接する角部で構成された突出部Ｐ５とを有し、平面視略台形状の貼付領域Ｒ５を形成してもよい。この貼付領域Ｒ５の場合には、突出部Ｐ５の先端を始点とするとともに、これに続いて後退部Ｒａに沿って徐々に剥離位置を拡大しつつ、接着シートＳの端部をウェハＷから剥離することができる。

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、突出部Ｐ１の先端角部Ｐを始点とした剥離を可能とするために、テーブル本体２１と移動手段５とをウェハＷの表面と同一面内で回転移動させる適宜な回動モータ等の駆動機器を設けてもよい。この場合、図示しないカメラや光学センサ等のセンサ等で突出部Ｐ１の先端角部Ｐが所定の位置に配置されたことを認識できるように構成することもできる。
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
４２ 押圧ヘッド
４３ 押圧面部
４４ ヒータ（加熱手段）
Ｐ１，Ｐ２，Ｐ３，Ｐ４，Ｐ５ 突出部
Ｒ１，Ｒ２，Ｒ３，Ｒ４，Ｒ５ 貼付領域
Ｓ 接着シート
Ｔ 剥離用テープ
Ｗ ウェハ（被着体）

Claims (4)

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、前記移動手段による相対移動方向の剥離開始側であって、前記接着シートの外縁に沿った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、当該接着シートと前記剥離用テープとを貼付可能に設けられ、
   前記貼付領域は、前記接着シートの外縁よりも前記相対移動方向の剥離終了側に後退した後退部と、この後退部から剥離開始側に突出した突出先端が当該接着シートの外縁に位置する少なくとも１つの突出部とを有して形成されていることを特徴とするシート剥離装置。
2. 前記剥離用テープは、感熱接着性の接着テープであって、
   前記貼付手段は、加熱手段によって加熱される押圧ヘッドを有して構成され、この押圧ヘッドの押圧面の形状に従って前記貼付領域の後退部および突出部が形成され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. 前記貼付領域における１つの突出部は、その先端が前記接着シートにおける前記相対移動方向の剥離開始側の最外縁に位置して形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. 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よりも剥離終了側に後退した後退部と、この後退部から剥離開始側に突出した突出先端が当該接着シートの外縁に位置する少なくとも１つの突出部とを有する貼付領域を形成して前記剥離用テープを当該接着シートに貼付し、
   前記剥離用テープと前記被着体とを相対移動させて前記貼付領域の突出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。

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