JP5623056B2 - 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、被着体に貼付された接着シートに剥離用テープを接着し、当該剥離用テープを介して接着シートを剥離することができるシート剥離装置及び剥離方法に関する。

半導体ウエハ（以下、単に「ウエハ」と称する）の処理工程では、ウエハはその回路面に保護用の接着シートが貼付され、裏面研削等、種々の処理が行われ、ダイシングシートを介してリングフレームにマウントされた後、ダイシング前にこの接着シートは剥離される。このような接着シートの剥離装置としては、例えば、特許文献１に開示されている。同文献において、ウエハから接着シートを剥離する工程は、押圧ヘッドによって剥離用テープを接着シートに押圧して貼付した後、剥離用テープを掛け回すローラをウエハに対して移動することにより行われる。

特開２００７−３６１１１号公報

特許文献１にあっては、接着シートが剥離されたウエハの上方をローラやガイドローラが回転して通過する。このため、剥離された接着シートを介してローラ等に付着した塵がウエハの回路面上に落下することで、当該回路を損傷させ半導体チップ生産の歩留まりを大幅に低下させてしまう、という不都合がある。これは、近年の半導体製造工程において、１の塵が検出されると、統計的にその塵を中心とした半径数十ミリメートル（例えば２５ｍｍ）の円内に位置するチップは、不良チップとして扱われ、これらチップを再検査したり、破棄したりする検査基準が設けられており、チップサイズによっては、数百個もの不良として扱われるチップを出してしまうからである。特に、先ダイシング法によってウエハが個片化されている場合、ウエハの外周に複数の三角形状等の細かい不定形チップが形成され、これら不定形チップがローラ等に付着して落下するために、前記不都合が発生し易くなる。

［発明の目的］
本発明の目的は、半導体ウエハ等の被着体に塵が落下して半導体チップ生産の歩留まりが低下することを抑制することが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、接着シートが貼付された被着体を所定の姿勢で保持する保持手段と、
前記接着シートを剥離する際に前記保持手段を変位させ、当該保持手段で保持された被着体の姿勢を前記所定の姿勢から前記接着シート貼付面が下向き又は下向き傾斜姿勢となる別の姿勢に変位させる剥離姿勢変更手段と、
前記別の姿勢に変位させた被着体を前記保持手段で保持したままの状態で、当該被着体に貼付された接着シートに剥離用テープを貼付する貼付手段と、
前記別の姿勢に変位させた被着体を前記保持手段で保持したままの状態で、前記剥離用テープを介して前記被着体から接着シートを剥離可能な剥離手段とを備える、という構成を採っている。

本発明において、前記接着シートが剥離された被着体を収容可能な収容手段を備え、前記剥離手段は、前記別の姿勢に変位させた被着体を前記保持手段で保持したままの状態で、前記剥離用テープに対して所定方向に移動させることで当該被着体から接着シートを剥離可能に設けられるとともに、当該所定方向への移動の延長で前記接着シートが剥離された被着体を前記収容手段に収容可能に設けられている。

更に、本発明の剥離方法は、接着シートが貼付された被着体を保持手段によって所定の姿勢で保持する工程と、
前記接着シートを剥離する際に前記保持手段を変位させ、当該保持手段で保持された被着体の姿勢を前記所定の姿勢から前記接着シート貼付面が下向き又は下向き傾斜姿勢となる別の姿勢に変位させる工程と、
前記別の姿勢に変位させた被着体を前記保持手段で保持したままの状態で、当該被着体に貼付された接着シートに剥離用テープを貼付する工程と、
前記別の姿勢に変位させた被着体を前記保持手段で保持したままの状態で、前記剥離用テープを介して前記被着体から接着シートを剥離する工程とを備える、という方法を採っている。

本発明によれば、被着体を支持する保持手段を変位して当該被着体の向きを変更できるので、被着体の接着シート貼付面を下向きとして当該接着シートを剥離することが可能となる。従って、剥離によって塵が発生しても、当該塵の上方に被着体を位置させることができ、被着体上に塵が落下することを防止することが可能となる。これにより、被着体がウエハであって、その回路面に貼付された接着シートを剥離する場合でも、塵によって回路面が損傷することを回避することができ、半導体チップ生産の歩留まりが低下することを防止することが可能となる。
また、剥離姿勢を維持した状態のまま接着シートが剥離された被着体を収容手段に収容可能に設けられていることで、接着シートが剥離された直後に、例えば、被着体の接着シート貼付面を下向きにした状態のまま当該被着体を収容手段に収容することができるので、接着シートが剥離された面に塵が落下することで回路が破損されて半導体チップ生産の歩留まりが低下することを防止することができる。

実施形態に係るシート剥離装置の概略斜視図。 前記シート剥離装置の部分正面図。 （Ａ）〜（Ｄ）は、接着シートの剥離動作説明図。 （Ａ）〜（Ｃ）は、ウエハの収容動作説明図。

以下、本発明の実施の形態について図面を参照しながら説明する。
なお、本明細書において、特に明示しない限り、「上」、「下」は、図３が示す姿勢を基準として用いる。

図１〜図４において、シート剥離装置１０は、回路面（下面）に第１接着シートとしての保護シートＳが貼付され、回路面の反対面（上面）にダイシングシートＤＳが貼付されて当該ダイシングシートＤＳを介してリングフレームＲＦと一体化された被着体としてのウエハＷ（以下、単に「ウエハ支持体」と称する場合がある）を支持して搬送する搬送手段１１と、ウエハＷに貼付された接着シートＳに剥離用テープＰＴを貼付する貼付手段１２と、前記接着シートＳをウエハＷから剥離する剥離手段１３と、貼付手段１２の上方に設けられた保持手段１４と、この保持手段１４を変位させて接着シートＳを剥離するときの被着体の姿勢（剥離姿勢）を変更可能に設けられた剥離姿勢変更手段１５と、接着シートＳが剥離されたウエハＷを収容する収容手段１７を備えて構成されている。なお、剥離用テープＰＴは感熱接着性の接着テープを採用している。

前記搬送手段１１は、リングフレームＲＦの形状に沿ってＹ型に分岐した吸着アーム３３と、この吸着アーム３３をアームホルダ３４を介して保持する多関節ロボット２０とから構成されている。吸着アーム３３には吸着領域が設けられ、この吸着領域は図示しない減圧ポンプに接続されている。これにより、吸着アーム３３は、リングフレームＲＦにおけるダイシングシートＤＳが貼付された面（図１中上面）を吸着し、ウエハ支持体を支持可能となっている。多関節ロボット２０は、ベース部４０と、当該ベース部４０の上面側に配置された第１アーム４１〜第６アーム４６と、第６アーム４６の自由端側に取り付けられた保持チャック４７とを含む。第２、第３及び第５アーム４２、４３、４５は、図１に示された状態で、Ｙ-Ｚ面内でそれぞれＢ、Ｃ、Ｅ方向に回転可能に設けられているとともに、第１、第４及び第６アーム４１、４４、４６は、それぞれその軸周り、つまり、Ａ、Ｄ、Ｆ方向に回転可能に設けられている。本実施形態における多関節ロボット１３は数値制御（ＮＣコントロール）されるものである。すなわち、対象物（本実施形態ではウエハＷ等）に対する各関節の移動量がそれぞれに対応する数値情報で制御され、全てその移動量がプログラムにより制御されるものである。保持チャック４７は、相互に離間接近可能な図示しない一対のチャック爪を備えており、これらチャック爪が前記アームホルダ３４に係脱可能となっている。

前記貼付手段１２は、図示しないフレームに支持されて巻回された剥離用テープＰＴを支持するとともに、モータＭ１を介して回転可能な支持軸４８と、モータＭ２を介して回転可能な駆動ローラ５０と、当該駆動ローラ５０との間に剥離用テープＰＴを挟み込むピンチローラ５１と、剥離用テープＰＴを図２中上方から支持する板状のガイド部材５３と、このガイド部材５３とで剥離用テープＰＴを挟み込む回転自在なプレスローラ５５と、このプレスローラ５５を昇降させる昇降用シリンダ５６と、直動モータ５７によって上下方向に進退可能に設けられたヒータ５８Ａを有する押圧ヘッド５８とを備えて構成されている。ガイド部材５３は、シリンダ６０を介して図２中左右方向に移動可能に設けられるとともに、下面側で剥離用テープＰＴを吸着保持可能に設けられ、そのリード端領域を後述するチャック７３により把持できる位置に導くことが可能となっている。押圧ヘッド５８は、後述するチャック７３により接着シートＳの下面側に繰り出された剥離用テープＰＴを押圧して加熱することで、剥離用テープＰＴを接着シートＳに接着するようになっている。押圧ヘッド５８の図２中左側には、カッター刃６３と、このカッター刃６３の上側に設けられ、凹部を下面側に有するテープ受け板６４と、カッター刃６３を図２中紙面直交方向に移動させる切断用シリンダ６５と、同カッター刃６３を同図中上下方向に移動させる上下用シリンダ６６とにより構成されたテープ切断手段６２が設けられている。

前記剥離手段１３は、保持手段１４の下方に位置するローラ７０と、このローラ７０を上下方向に変位可能な直動モータ７１と、直動モータ７１を図２中左右方向に移動可能に支持する直動モータ９０と、貼付手段１２の上方に設けられ、剥離用テープＰＴを把持部材７３Ａで把持可能なチャック７３と、貼付手段１２の下方で平行に配置された２本の直動モータ７２とを備えている。チャック７３は、図示しない直動モータによって図２中左右方向に移動可能に支持されている。

前記保持手段１４は、図３の姿勢における下面側に図示しない減圧ポンプに接続された複数の吸引孔が形成され、ウエハ支持体を吸引可能に設けられている。また、保持手段１４の面内中央には、スリット１４Ａが設けられている。なお、保持手段１４の上方には、図示しない駆動手段によって保持手段１４の上方に出没可能に設けられるとともに、多関節ロボット２０からウエハ支持体を受け取って保持手段１４の上面に載置する受取手段７５が設けられている。

前記剥離姿勢変更手段１５は、直動モータ７２のそれぞれのスライダ７２Ａに立設された一対のブラケット７７と、各ブラケット７７の上部に図示しない回動モータを介して回動可能に設けられた回動部材７８とを備え、この回動部材７８に保持手段１４が連結されている。これにより、保持手段１４は、回動部材７８の回動によりＲ方向に回転変位可能に設けられ、ウエハＷから接着シートＳを剥離するときの剥離姿勢を上向、下向き又は傾斜姿勢に変更可能となっている。なお、本実施形態の場合、剥離姿勢は下向きとなっている。

前記収容手段１７は、接着シートＳが剥離されリングフレームＲＦと一体化されたウエハＷ（以下、単に「処理済ウエハ支持体」と称する場合がある）を棚８０Ａ上に多段に収納するウエハカセット８０と、ウエハカセット８０を上下方向に移動させる直動モータ８１と、図示しない駆動手段によって昇降可能なストッパシリンダ８３とを備えている。ウエハカセット８０は、直動モータ８１のスライダ８１Ａに設けられたテーブル８２上に位置決めして載置可能となっている。また、ストッパシリンダ８３の出力軸８４は、保持手段１４に設けられたスリット１４Ａ内に挿通可能になっている。

次に、本実施形態における全体的動作について説明する。

初めに、図２に示されるように、支持軸４８から剥離用テープＰＴを引き出し、駆動ローラ５０及びピンチローラ５１の間を通過させた後、剥離用テープＰＴのリード端側がガイド部材５３の先端からはみ出た状態としつつ、プレスローラ５５とガイド部材５３とで剥離用テープＰＴを挟み込んだ状態とする。このとき剥離用テープＰＴは、ガイド部材５３の下面側で吸着保持される。

そして、図１に示されるように、例えば、公知のマウント装置等によって、下面側に接着シートＳが貼付されたウエハＷの上面側にダイシングシートＤＳが貼付され、リングフレームＲＦと一体化されたウエハ支持体が、ダイシングシートＤＳ側を上方にしてテーブル２４上に載置されて搬送されて来る。すると、多関節ロボット２０が吸着アーム３３を移動させ、リングフレームＲＦの上面側からウエハ支持体を支持して搬送する。そして、多関節ロボット１３は、ウエハ支持体の上下の向きを反転させ、図２に示されるように、接着シートＳ側が上方となるように受取手段７５に受け渡して退避する。その後、受取手段７５は下降して接着シートＳ側が上方となったまま、保持手段１４上にウエハ支持体を載置した後、保持手段１４上から退避する。

保持手段１４による吸着支保持後、回動部材７８により保持手段１４を前記矢印Ｒ方向に１８０°回動させることにより、図２に実線で示されるように、接着シートＳ側を下方にして接着シートＳの剥離姿勢が維持される。

上記の剥離姿勢を維持した状態で、直動モータ７２を図２中左右方向に移動させ、接着シートＳの同図中右側外縁位置が押圧ヘッド５８の直上で停止するように位置決めを行う。次いで、図３（Ａ）に示されるように、シリンダ６０を介してガイド部材５３を同図中右方向に進行させると同時に、モータＭ２を作動して駆動ローラ５０を回転させて剥離用テープＰＴを繰り出す。これにより、剥離用テープＰＴはガイド部材５３と共にチャック７３の把持部材７３Ａ間に位置する。そして、プレスローラ５５が下方へ退避するとともに、ガイド部材５３が剥離用テープＰＴの吸着保持を解除して後退すると、把持部材７３Ａ間に剥離用テープＰＴが残されてチャック７３の動作によって把持される。その後、チャック７３を図３（Ａ）の二点鎖線で示される位置に移動させて剥離用テープＰＴを引き出し、押圧ヘッド５８の上方で接着シートＳに対向するように剥離用テープＰＴを位置させる。

次に、図３（Ｂ）に示されるように、押圧ヘッド５８を直動モータ５７によって上方へ移動させると、剥離用テープＰＴが押し上げられて接着シートＳに当接し、剥離用テープＰＴがヒータ５０Ａによって加熱されて保護シートＳに接着する。その後、プレスローラ５５とガイド部材５３とで剥離用テープＰＴを挟み込み、シリンダ６５、６６を作動させてテープ受け板６４の下面でカッター刃６３により剥離用テープＰＴが切断される。

その後、図３（Ｃ）に示されるように、直動モータ９０を作動させてローラ７０を保護シートＳと剥離用テープＰＴとの接着位置に移動させ、ローラ７０の最上部が接着シートＳの同図中左端上に位置した状態にさせる。次いで、直動モータ７１を介してローラ７０を上下方向に変位させ、図３（Ｄ）に示されるように、当該ローラ７０とウエハＷとの距離Ｄが調整される。次いで、上記の剥離姿勢を維持した状態のまま、接着シートＳに貼付された剥離用テープＰＴと保持手段１４とが反対方向に相対移動するように、直動モータ７２を介して、保持手段１４を移動させることにより、接着シートＳがウエハＷから剥離される。このとき、ローラ７０も保持手段１４の移動方向と同じ方向に移動することで、ローラ７０とウエハＷとの距離Ｄを維持するようになっている。

そして、図４（Ａ）に示されるように、接着シートＳの剥離動作が進行するに連れて、保持手段１４は剥離動作の延長線上に設けられたウエハカセット８０内に進入し、図４（Ｂ）に示されるように、完全に接着シートＳが剥離されリングフレームＲＦと一体化されたウエハＷは、ウエハカセット８０の棚８０Ａ上に受け渡される。これにより、上記剥離姿勢を維持した状態のまま、直動モータ７２の移動によって処理済ウエハ支持体をウエハカセット８０に収容可能になっている。その後、図４（Ｃ）に示されるように、ストッパシリンダ８３の出力軸８４がスリット１４Ａ内に挿通され、保持手段１４が直動モータ７２の移動によって保持手段１４を図４中左方向に移動させることで、保持手段１４がウエハカセット８０から抜き取られる。このとき、出力軸８４がスリット１４Ａ内に挿通されているので、ウエハカセット８０に挿通された処理済ウエハ支持体が保持手段１４の抜き取り動作に伴って、ウエハカセット８０から抜け落ちることはない。次いで、ウエハカセット８０は、直動モータ８１によって棚８０Ａの１ピッチ分下降され、ウエハＷが挿入されていない棚８０Ａで次の処理済ウエハ支持体を受取可能なように待機することとなる。なお、接着シートＳとそれに貼付された剥離用テープＰＴは図示しない回収手段によって回収させる。そして、前述の各手段等が初期位置に復帰した後、上記同様の動作が繰り返されることとなる。

従って、このような実施形態によれば、回動部材７８により保持手段１４を回転してウエハＷの剥離姿勢を任意に設定可能としたので、ウエハＷの回路面を下向きとして接着シートＳを剥離することができる。これにより、剥離直後の接着シートＳの接着面周りに塵が発生しても、ウエハＷの回路面上に塵が落下して損傷等が生じることを防止することが可能となる。

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、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、以上説明した実施形態に対し、形状、位置若しくは配置等に関し、必要に応じて当業者が様々な変更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、接着シートＳの剥離姿勢は、貼付手段１２や剥離手段１３の向きに合わせて適宜変更が可能であり、図２中二点鎖線で示される位置から同図中矢印Ｒ方向に９０°回転した向きとしたり、９０°〜１８０°回転して傾斜した向きとしてもよい。この場合、接着シートＳの剥離方向もその向きに合わせて変更し、ウエハカセット８０を剥離姿勢変更手段１５で変更された剥離姿勢を維持した状態のまま、処理済ウエハ支持体を収納できる位置に配置すればよい。これによっても、ウエハＷの回路面上への塵の落下を防止することが可能となる。

また、単軸ロボット２５や、各直動モータ５７、７１、シリンダ６０、６５、６６、リニアモータ７２Ａ、７６Ａは、他の単軸ロボットや、リニアモータ、直動モータ、エアシリンダ、油圧シリンダ等の駆動手段に代えてもよい。

また、本発明における被着体としては、半導体ウエハ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、半導体ウエハは、シリコンウエハや化合物ウエハであってもよい。
更に、剥離用テープＰＴは、感熱接着性の接着テープ以外に感圧接着性の接着テープを採用してもよい。

また、搬送手段１１がウエハ支持体を支持した状態で、上記同様の動作を行うように構成してもよい。この場合、保持手段は吸着アーム３３とされ、剥離姿勢変更手段と移載手段は多関節ロボット２０に代替させればよい。

１０ シート剥離装置
１２ 貼付手段
１３ 剥離手段
１４ 保持手段
１５ 剥離姿勢変更手段
１６ 移載手段
１７ 収容手段
ＰＴ 剥離用テープ
Ｓ 接着シート
Ｗ 半導体ウエハ（被着体）

Claims (3)

1. 接着シートが貼付された被着体を所定の姿勢で保持する保持手段と、
   前記接着シートを剥離する際に前記保持手段を変位させ、当該保持手段で保持された被着体の姿勢を前記所定の姿勢から前記接着シート貼付面が下向き又は下向き傾斜姿勢となる別の姿勢に変位させる剥離姿勢変更手段と、
   前記別の姿勢に変位させた被着体を前記保持手段で保持したままの状態で、当該被着体に貼付された接着シートに剥離用テープを貼付する貼付手段と、
   前記別の姿勢に変位させた被着体を前記保持手段で保持したままの状態で、前記剥離用テープを介して前記被着体から接着シートを剥離可能な剥離手段とを備えていることを特徴とするシート剥離装置。
2. 前記接着シートが剥離された被着体を収容可能な収容手段を備え、前記剥離手段は、前記別の姿勢に変位させた被着体を前記保持手段で保持したままの状態で、前記剥離用テープに対して所定方向に移動させることで当該被着体から接着シートを剥離可能に設けられるとともに、当該所定方向への移動の延長で前記接着シートが剥離された被着体を前記収容手段に収容可能に設けら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。
3. 接着シートが貼付された被着体を保持手段によって所定の姿勢で保持する工程と、
   前記接着シートを剥離する際に前記保持手段を変位させ、当該前記保持手段で保持された被着体の姿勢を前記所定の姿勢から前記接着シート貼付面が下向き又は下向き傾斜姿勢となる別の姿勢に変位させる工程と、
   前記別の姿勢に変位させた被着体を前記保持手段で保持したままの状態で、当該被着体に貼付された接着シートに剥離用テープを貼付する工程と、
   前記別の姿勢に変位させた被着体を前記保持手段で保持したままの状態で、前記剥離用テープを介して前記被着体から接着シートを剥離する工程とを備えていることを特徴とするシート剥離方法。

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