JP5159566B2 - シート剥離装置および剥離方法 - Google Patents

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）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）。
特許文献１に記載された剥離方法は、吸着テーブルで保持したウェハの上面に沿って感熱接着性の剥離用テープを繰り出してから、この剥離用テープを加熱部で接着シートに押圧して貼付した後に、剥離部で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ように構成されている。

特開２００７−３６１１１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装置や剥離方法では、剥離用テープを押圧する加熱部は、シリンダおよびプランジャと、プランジャの先端に固定された加熱押圧部（押圧部材）とを備え、加熱押圧部を剥離用テープおよび接着シートに押し付けることで、剥離用テープを接着シートに接着するようになっている。しかしながら、押圧部材を剥離用テープに押し付ける際に、押圧部材の押圧面とウェハの面とが平行でないと、押圧面が均一に押し付けられないことから接着面積がばらついて接着力が不足する結果、接着シートの剥離不良を招く可能性がある。さらに、近年のウェハは極薄化が求められ、５０μｍ以下にまで研削されて非常に脆弱となっているため、押圧面がウェハの面と平行でない場合、押圧面の一部が先行して剥離用テープに押し付けられると、ウェハの一部に集中して押圧力が作用することになり、ウェハを破損させることが懸念されることから、その解決が望まれている。

本発明は、以上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、ウェハ等の被着体の破損および剥離用テープの接着不足に起因した接着シートの剥離不良が防止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、表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押圧して貼付する押圧手段と、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、前記押圧手段は、前記剥離用テープを押圧する押圧面を有した押圧部材と、この押圧部材の押圧面と前記被着体の面との平行度を調節する平行度調節手段と、前記押圧部材を前記被着体の面に向かって進退させる進退手段とを含んで構成され、前記押圧部材は、前記進退手段に対し、弾性部材が圧縮した状態で吊り下げて支持されていることを特徴とする。

この際、本発明のシート剥離装置では、前記平行度調節手段は、前記押圧部材と前記進退手段との間において前記弾性部材と直列に設けられていることが好ましい。
また、前記平行度調節手段は、前記押圧部材の複数箇所を支持するとともに、各支持箇所で独立して前記平行度を調節可能に設けられていることが好ましい。
さらに、前記剥離用テープは、感熱接着性の接着テープであって、前記押圧部材は、加熱手段によって加熱されるヒータヘッドであることが好ましい。

一方、本発明のシート剥離方法は、表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、進退手段に対し、弾性部材が圧縮した状態で吊り下げて支持された押圧部材を用意する工程と、前記被着体を保持する保持工程と、前記剥離用テープを繰出す繰出工程と、前記進退手段を進退させて前記押圧部材で前記繰出された剥離用テープを前記接着シートに押圧して貼付する貼付工程と、前記被着体と前記剥離用テープとを相対移動させて前記接着シートを前記被着体から剥離する剥離工程とを備え、少なくとも前記貼付工程よりも以前において、前記押圧部材の押圧面と前記被着体の面との平行度を調節する平行度調節工程を備えることを特徴とする。

以上のような本発明によれば、平行度調節手段（平行度調節工程）によって押圧部材の押圧面と被着体の面との平行度を調節し、被着体の面に対する押圧面の傾きを補正してから押圧部材で剥離用テープを押圧することで、押圧面全体を剥離用テープに押し付けてウェハに作用する押圧力を均等化することができる。従って、ウェハの一部に対して押圧力が集中することを回避して、ウェハの破損を防止することができるとともに、押圧力を均等化することで、剥離用テープと接着シートとの接着面積が十分に確保でき、剥離用テープの接着不足に起因した接着シートの剥離不良を確実に防止することができる。

さらに、進退手段に対して弾性部材を介して押圧部材を支持することで、押圧面が剥離用テープを介して被着体の面に当接する際の衝撃を緩和することができ、ウェハの破損をより一層確実に防止することができる。すなわち、平行度調節手段によって押圧面の平行度を調節したとしても、平行度に若干の狂いがあった場合や、被着体ごとの加工（研削）精度にばらつきがあった場合、押圧面と被着体の面とが必ずしも平行にならずに若干傾いてしまうこともある。このように押圧面と被着体の面との平行度に若干の狂いが生じている状態において、進退手段によって押圧部材を被着体に押し付けた場合であっても、押圧部材が弾性部材を介して支持されていることで、弾性部材の弾性変形によって平行度の狂いを吸収することができ、当接する際の衝撃を緩和することができる。
そして、平行度調節手段と弾性部材とが直列に設けられていれば、平行度を調節した際にも弾性部材の弾性力あるいは弾性部材の変形（伸びまたは縮み）量を一定に維持することができ、前述のような緩衝作用を確実に発揮させることができる。

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、剥離用テープと接着シートとの接着面積を小さくすることができ、被着体に押圧力が作用する領域も小さくして被着体への押圧の影響を低減することができる。さらに、押圧部材がヒータヘッドである場合には、加熱による膨張等によって平行度が変動する可能性があるが、前述のように平行度調節手段によって平行度が調節可能であることから、熱による影響を排除して適切な平行度を維持することができる。

以下、本発明の一実施形態を図面に基づいて説明する。
図１は、第１実施形態に係るシート剥離装置１を示す側面図である。
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を剥離用テープであるテープ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、テープＴを繰出す繰出手段である繰出ユニット３と、繰出されたテープＴを接着シートＳに押圧して貼付する押圧手段である押圧ユニット４と、ウェハＷとテープ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。
テーブル２は、図示しない吸引口を介してウェハＷを吸着保持する平板状のテーブル本体２１を備え、ダイシングテープＤを介してリングフレーム２２と一体化されたウェハＷを下面側から吸着保持可能に構成されている。

繰出ユニット３は、図示しない昇降装置に上下移動可能に支持されたフレーム３１と、このフレーム３１に設けられた支持ローラ３２と、繰り出しローラ３３と、この繰り出しローラ３３との間にテープＴを挟み込むピンチローラ３３１と、ガイドローラ３４と、フレーム３１下部に設けられてテープＴを下方から支持するテープ支持部３５と、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。テープＴは、例えば、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。また、繰り出しローラ３３には、モータＭが接続され、テープＴを繰り出したり、テープＴの繰り出しを規制したりできるようになっている。

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、テープＴを切断するカッター刃３８１と、テープＴを切断する際にカッター刃３８１を上下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テープＴを切断する切断用シリンダ３８３とを有して構成されている。

押圧ユニット４は、図示しないユニット支持部に支持されて図１中テープ切断部３８の左側に設けられている。この押圧ユニット４は、進退手段としての直動モータ４１と、その出力軸４２の下端部に連結される支持部材４３と、この支持部材４３に支持される押圧部材としての押圧ヘッド４４と、この押圧ヘッド４４に内蔵される加熱手段としてのヒータ４５（図２、３参照）とを備えて構成されている。直動モータ４１は、出力軸４２を介して押圧ヘッド４４をウェハＷに向かって進退移動させるもので、適宜な制御手段によってその進退の速度や移動量が制御可能に構成されている。

移動手段５は、図１中繰出ユニット３の紙面奥側に設けられた単軸ロボット５１とテーブル本体２１の下方に設けられた単軸ロボット５３とを備えて構成されている。単軸ロボット５１のスライダ５２には、チャック部材３７が取り付けられ、このスライダ５２は、図１中左右方向に移動可能とされる。一方、単軸ロボット５３のスライダ５４には、テーブル本体２１が取り付けられ、このスライダ５４は、図１中左右方向に移動可能とされる。

次に、本実施形態における押圧ユニット４の詳細な構成を図２、図３も参照して説明する。
押圧ユニット４には、押圧ヘッド４４の押圧面４４１とウェハＷの上面との平行度を調節する平行度調節手段４６が設けられている。この平行度調節手段４６は、押圧ヘッド４４に回転不能に固定されて上方に延びる３本の雄ねじ部材（ボルト）４７と、これらの雄ねじ部材４７にそれぞれ螺合される雌ねじ部材（ナット）４８と、雌ねじ部材４８と支持部材４３との間に介挿される弾性部材としてのコイルばね４９とを有して構成されている。支持部材４３は、上面部４３１、底面部４３２および左右の側面部４３３を有した四角枠状に形成され、上面部４３１に直動モータ４１の出力軸４２が固定されている。また、底面部４３２には、雄ねじ部材４７の外径よりも大きな貫通孔４３Ｈが３ヶ所設けられ、これらの貫通孔４３Ｈを雄ねじ部材４７が貫通し、この雄ねじ部材４７にコイルばね４９を挿通して雌ねじ部材４８が螺合することで、コイルばね４９を圧縮した状態で押圧ヘッド４４を吊り下げ支持するように構成されている。また、支持部材４３の左右の側面部４３３には、ウェハＷの上面までの距離を計測する複数の光学センサ等の距離センサ４３４が設けられている。

３本の雄ねじ部材４７は、平面視で三角形の頂点に位置するように配置され、図２中の左側かつ図３中の左右両側の２本の雄ねじ部材４７がウェハＷの外縁側に位置し、図２中の右側かつ図３中の中央の１本の雄ねじ部材４７がウェハＷの中央寄りに位置して設けられている。従って、３本の雄ねじ部材４７に対して各々の雌ねじ部材４８を適宜に回転操作し、各雄ねじ部材４７を上下に移動させることで、押圧ヘッド４４の押圧面４４１の角度を三次元的に変更することができ、この押圧面４４１とウェハＷの上面とが平行となるように調節可能に構成されている。

このような押圧ユニット４では、直動モータ４１により支持部材４３および押圧ヘッド４４をウェハＷに向かって下降させることで、押圧面４４１がテープＴおよび接着シートＳを介してウェハＷを押圧することになる。この際、ウェハＷを押圧する以前の段階においては、押圧ヘッド４４の重量とコイルばね４９の圧縮に伴う弾性力とが釣り合っていることから、コイルばね４９が圧縮状態にある押圧の初期段階においては、コイルばね４９の伸びに伴って押圧ヘッド４４の重量が徐々にウェハＷに作用するようになっている。これにより、押圧面４４１とウェハＷの面との平行度に若干の狂いが生じていたとしても、その狂いをコイルばね４９の弾性変形で吸収し、当接する際の衝撃を緩和することができる。

以上のシート剥離装置１において、ウェハＷから接着シートＳを剥離する手順としては、予め、平行度調節手段４６の雌ねじ部材４８を適宜に回転操作し、押圧ヘッド４４の押圧面４４１とウェハＷの上面との平行度を調節する（平行度調節工程）。この調節は、マイクロゲージや光学センサ等を用いて正確に平行度が調節される。その後、ウェハＷをテーブル２の所定位置に載置する（保持工程）。次に、単軸ロボット５１を介してチャック部材３７が繰出ユニット３に向かって移動して、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、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を閉じてテープＴの先端を把持するとともに、テープＴを把持したまま繰出ユニット３から離れる方向に移動し、テープＴを所定長さ引き出すことで、繰出ユニット３からテープＴを繰出す（繰出工程）。

次に、図１に示すように、チャック部材３７とテープ受け板３５４との間にテープＴが掛け渡された状態において、押圧ユニット４は、直動モータ４１を作動させて押圧ヘッド４４を押し下げ、押圧面４４１でテープＴの中間部を下降させるとともに、繰出ユニット３は、繰り出しローラ３３をモータＭで回転駆動してテープＴを繰り出す。この際、直動モータ４１は、距離センサ４３４で計測したウェハＷとの距離に応じて押し下げ初期には速い速度で、ウェハＷの近傍では速度を低下させて押圧ヘッド４４を下降させる。そして、ウェハＷにストレスを与えない程度の所定重量がウェハＷに作用した時点で直動モータ４１の作動を停止するとともに、ヒータ４５によって押圧面４４１を加熱することで、テープＴを接着シートＳに貼付する（貼付工程）。次に、テープ切断部３８によってテープＴを切断すると、繰出ユニット３、テープ切断部３８および押圧ユニット４は、それぞれ上方に移動し、単軸ロボット５１によるチャック部材３７の移動経路から退避する。

次に、単軸ロボット５１は、テープＴの先端を把持した状態のチャック部材３７を図１の右方向に移動させ、一方、単軸ロボット５３は、テーブル２を図１の左方向に移動させる。このように単軸ロボット５１および単軸ロボット５３によってテープＴとウェハＷとが互いに反対方向に移動し、テープＴによって接着シートＳを引っ張ることで、接着シートＳを順次ウェハＷから剥離する（剥離工程）。この後、剥離した接着シートＳが接着されたテープ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、平行度調節工程において、平行度調節手段４６によって押圧ヘッド４４の押圧面４４１とウェハＷの上面との平行度を調節してから、貼付工程において、押圧ヘッド４４によってテープＴを接着シートＳに押圧して貼付することで、押圧面４４１からウェハＷに作用する押圧力を均等化することができ、ウェハＷの破損を防止することができるとともに、テープＴと接着シートＳとの接着面積を確保して剥離用テープＴの接着不足に起因した接着シートＳの剥離不良を確実に防止することができる。

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、か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、材質、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。また、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、材質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接着テープであるテープ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。

また、前記実施形態では、３本の雄ねじ部材４７、３つの雌ねじ部材４８およびコイルばね４９とを有した平行度調節手段４６が支持部材４３と押圧ヘッド４４との間に設けられた構成を例示したが、平行度調節手段の構成は前記実施形態に限定されず、以下の図４に示すような構成であってもよい。
すなわち、図４において、平行度調節手段４６Ａは、直動モータの出力軸４２の先端に形成された半球凸面部４２１と、押圧ヘッド４４の上面に形成された半球凹面部４４２との摺動によって自動的に平行度が調節されるように構成されている。すなわち、押圧ヘッド４４は、ボルト４４３によって出力軸４２の先端に吊り下げ支持され、半球凹面部４４２と半球凸面部４２１とに適宜な隙間が設けられている。そして、直動モータで押し下げられてテープＴおよび接着シートＳを介してウェハＷを押圧する際に、押圧ヘッド４４が持ち上げられて半球凹面部４４２が半球凸面部４２１に摺動することで、押圧ヘッド４４の押圧面４４１とウェハＷの上面との平行度が調節できるようになっている。なお、図４の平行度調節手段４６Ａにおいて、前記実施形態で説明したコイルばね４９と同様の弾性部材を介して押圧ヘッド４４が出力軸４２に吊り下げ支持されていてもよいし、出力軸４２の途中位置に適宜な弾性部材が設けられていてもよい。

さらに、前記実施形態では、繰出手段として、帯状のテープＴを供給するように図示、説明したが、テープＴは帯状のものに限らず、例えば、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、ウェハＷとテープ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とテープＴとのいずれか一方のみを移動させるように移動手段５を構成してもよい。
さらに、前記実施形態では、保持工程と繰出工程との間に平行度調節工程を実施する手順を採用したが、これに限らず、平行度調節工程は、貼付工程よりも以前であればどの時期に実施してもよい。
また、前記実施形態では、手動タイプの平行度調節手段４６を図示、説明したが、押圧面４４１とウェハＷの上面との距離を測長できる光学センサ等の適宜な測長手段を設け、その出力データを基にモータ等の駆動手段を介して雌ねじ部材４８をそれぞれ回転操作するようにして平行度調節手段４６を自動調節できるように構成してもよい。
さらに、支持部材４３に弾性部材を介して直動モータを取り付け、この直動モータの出力軸を雄ねじ部材４７の代わりとすることもできる。

本発明の一実施形態に係るシート剥離装置を示す側面図。 図１のシート剥離装置における押圧手段を示す部分断面図。 前記押圧手段の部分断面正面図。 本発明の変形例を示す図。

符号の説明

１ シート剥離装置
２ テーブル（保持手段）
３ 繰出ユニット（繰出手段）
４ 押圧ユニット（押圧手段）
５ 移動手段
４１ 直動モータ（進退手段）
４４ 押圧ヘッド（押圧部材）
４５ ヒータ（加熱手段）
４６ 平行度調節手段
４９ コイルばね（弾性部材）
４４１ 押圧面
Ｓ 接着シート
Ｔ テープ（剥離用テープ）
Ｗ ウェハ（被着体）

Claims (4)

1. 表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押圧して貼付する押圧手段と、
   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、
   前記押圧手段は、前記剥離用テープを押圧する押圧面を有した押圧部材と、この押圧部材の押圧面と前記被着体の面との平行度を調節する平行度調節手段と、前記押圧部材を前記被着体の面に向かって進退させる進退手段とを含んで構成され、
   前記押圧部材は、前記進退手段に対し、弾性部材が圧縮した状態で吊り下げて支持されていることを特徴とするシート剥離装置。
2. 前記平行度調節手段は、前記押圧部材と前記進退手段との間において前記弾性部材と直列に設けられてい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. 前記平行度調節手段は、前記押圧部材の複数箇所を支持するとともに、各支持箇所で独立して前記平行度を調節可能に設けら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. 表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、
   進退手段に対し、弾性部材が圧縮した状態で吊り下げて支持された押圧部材を用意する工程と、
   前記被着体を保持する保持工程と、
   前記剥離用テープを繰出す繰出工程と、
   前記進退手段を進退させて前記押圧部材で前記繰出された剥離用テープを前記接着シートに押圧して貼付する貼付工程と、
   前記被着体と前記剥離用テープとを相対移動させて前記接着シートを前記被着体から剥離する剥離工程とを備え、
   少なくとも前記貼付工程よりも以前において、前記押圧部材の押圧面と前記被着体の面との平行度を調節する平行度調節工程を備えることを特徴とするシート剥離方法。

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