(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
板状部材に貼付されたシートを、所定長の接着テープを前記シートの端部に接着し、前記接着テープを引っ張って前記シートを前記板状部材から剥離するシート剥離装置において、
前記シートの表面に沿って進退可能であり、前記接着テープを把持する剥がしヘッドを備え、
前記剥がしヘッドは、前記接着テープを前記シートの表面に沿って引っ張ってシートの先端部を剥がした後、前記接着テープを斜め上方に引っ張ることを特徴とするシート剥離装置。
【請求項２】
板状部材に貼付されたシートを、所定長の接着テープを前記シートの端部に接着し、前記接着テープを引っ張って前記シートを前記板状部材から剥離するシート剥離装置において、
前記シートの表面に沿って進退可能であり、前記接着テープを把持する剥がしヘッドと、
前記シート近傍に配置されたガイドローラーとを備え、
前記剥がしヘッドが前記接着テープを前記シートの表面に沿って引っ張ってシートの先端部を剥がした後、前記板状部材を相対的に下降させることにより、前記ガイドローラーが挿入可能な空間を前記シートによって形成し、前記ガイドローラーを前記空間内に挿入するとともに、前記剥がしヘッドを前記シートの表面に沿って相対的に移動させることにより、前記シートを前記ガイドローラーに掛けて引っ張ることを特徴とするシート剥離装置。
【請求項３】
前記ガイドローラーは前記板状部材の上方への移動を規制する位置に配置された請求項２に記載の剥離装置。
【請求項４】
板状部材に貼付されたシートの端部に所定長の接着テープを接着し、前記接着テープを前記シートの表面に沿って引っ張ってシートの先端部を剥がした後、前記接着テープを斜め上方に引っ張って前記シートを剥離するシート剥離方法。
【請求項５】
板状部材に貼付されたシートの端部に所定長の接着テープを接着し、前記接着テープを前記シートの表面に沿って引っ張ってシートの先端部を剥がした後、前記板状部材を相対的に下降させることにより、ガイドローラーが挿入可能な空間を前記シートによって形成し、前記ガイドローラーを前記空間内に挿入するとともに、前記剥がしヘッドを前記シートの表面に沿って相対的に移動させることにより、前記シートをガイドローラーに掛けながら、前記接着テープを引っ張って前記シートを剥離するシート剥離方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、半導体ウェハ等の板状部材に貼付されたシートを剥離するシート剥離装置および方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
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）の裏面を研磨して薄くする工程があり、その工程においてはウェハの表面（回路が形成された面）を、粘着フィルム等から成る保護シートを貼り付けて保護する。研磨後は保護シートをウェハから剥離する。
【０００３】
保護シートの剥離方法として、本発明者らは、特開平１１−１６８６２号公報において、板状部材に貼付されたシートを、所定長の接着テープを用いて、前記接着テープを前記シートの端部に接着し、前記接着テープを引っ張って前記シートを剥離するという新規な方法を提案した。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
その後検討を重ねた結果、上記方法においては、接着テープをウェハ表面と平行に引っ張ってシートを剥がすと、場合によってはシートが伸びたり、又、シートがその外周部から裂けるおそれがあることがわかった。そこで、本発明の課題は、板状部材に貼付されたシートを、伸びることなく、又、裂けること無く確実に剥がすことにある。
【０００５】
【課題を解決するための手段】
上記課題を解決するため、本発明においては、板状部材に貼付されたシートを、所定長の接着テープを用いて、前記接着テープを前記シートの端部に接着し、前記接着テープを引っ張って前記シートを剥離するシート剥離装置において、前記シートを斜め上方に引っ張る手段を設けるようにした。
前記シートを斜め上方に引っ張る手段として、前記シートの引っ張り方向を案内するガイド手段を設けることができる。「斜め上方」とは、ウェハ表面と平行である方向を除いた方向を意味し、例えば、ウェハ表面となす角度が５゜〜１７５゜となる方向である。そして、引っ張る方向としては、シートの貼付方向と同じ方向に引っ張ってもよいし、逆方向に引っ張ってもよい。
【０００６】
さらに、本発明においては、板状部材に貼付されたシートを、所定長の接着テープを用いて、前記接着テープを前記シートの端部に接着し、前記接着テープを引っ張って前記シートを剥離するシート剥離装置において、前記シート近傍に配置されるガイドローラーを設け、前記シートを前記ガイドローラーに掛けて引っ張るように構成した。このとき、ガイドローラーは、板状部材の上方への移動を規制する位置に配置することができる。
また、本発明によるシート剥離方法においては、板状部材に貼付されたシートを、所定長の接着テープを用いて、前記接着テープを前記シートの端部に接着し、前記接着テープを斜め上方に引っ張って前記シートを剥離するようにした。
さらに、本発明は、板状部材に貼付されたシートを、所定長の接着テープを用いて、前記接着テープを前記シートの端部に接着し、前記シートをガイドローラーに掛けながら、前記接着テープを引っ張って前記シートを剥離するシート剥離方法を提供するものである。
【０００７】
なお、本発明は、ウェハ上に貼付された保護シートの剥離に特に適したものではあるが、本発明はそれに限らず、板状部材に貼付されたシートを接着テープを用いて剥離するシート剥離装置及び方法一般に適用できるものである。
【０００８】
【発明の実施の形態】
以下本発明についてウェハの保護シート剥離装置を例にとって説明する。
図１は本発明の一実施形態を示すシート剥離装置の正面図、図２は側面図、図３は平面図である。シート剥離装置は、台１００と、テーブル部２００と、テープ繰出し部３００と、移動手段としての剥がしヘッド部４００と、接着手段および切断手段としてのヒーターカッター部５００とから構成されている。
【０００９】
はじめに、この装置の概要を説明すると、保護シートが貼付されたウェハは、テーブル部２００によって搬送される。一方、接着テープＴが、テープ繰出し部３００から繰出され、剥がしヘッド部４００によって引き出される。接着テープＴは、ヒーターカッター部５００によって保護シートの端部に熱圧着され、所定の短い長さに切断される。次いで、剥がしヘッド部４００は、接着テープＴを保持して引っ張って保護シートをウェハから引き剥がす。接着テープＴを剥がすときには、ガイドローラー装置６００を保護シートの剥がれ部に当てる（図１３）。以下、各部の詳細について説明する。
【００１０】
テーブル部２００は、台１００上に設置された２本のレール２０１と、レール２０１上に截置されたテーブル２０３とを備えている。レール２０１は基板２０２上に敷設されている（図２）。テーブル２０３は、レール２０１上を図３に示すＸ軸方向に移動可能である。台１００上には、プーリー２０５，２０７間にベルト２０９が掛けられ、プーリー２０５はモーター２１１によって回転する。ベルト２０９は連結具２１３によってテーブル２０３と接続され、モーター２１１の回転によってテーブル２０３はレール２０１上を移動する。
【００１１】
テーブル２０３は、シリンダ２１５によって昇降する。またテーブル２０３には、同心状の環状の吸着溝２１９がウェハの口径に合わせて複数形成され、各吸着溝２１９には吸着口が複数形成され、これら吸着口に負圧が与えられ、ウェハが吸着保持される。２２１は出没自在の位置決めピンであり、吸着溝２１９の近傍に２本立て、この２本の位置決めピン２２１にウェハの端部を当てて位置決めする。
【００１２】
接着テープＴとしては、例えばポリエチレンテレフタレートフィルム等の耐熱フィルムに感熱性接着剤層を設けた感熱性接着テープを使用できるが、基材自体に感熱接着性を有する感熱性接着テープを用いてもよい。接着テープＴはリール３０１にセットされて、テープ繰出し部３００に送られる。リール３０１の回転軸には、スプリング３０２（図２）が取り付けられ、これにより摩擦板を介してリール３０１の回転軸に摩擦力が与えられている。
【００１３】
テープ繰出し部３００は、図６に示すように、互いに圧接するピンチローラー３０３およびテンションローラー３０５と、ローラー３０７およびピンチローラー３０８とを備えている。テープ繰出し部３００の下端部には、テープ受け板３０９が軸３１０によってボールブッシュ３１１に取り付けられている。テープ受け板３０９は、Ｘ軸方向に移動可能でありスプリング３１３によって突出方向（図６の左方向）に常時付勢されている。
【００１４】
接着テープＴは、リール３０１から繰り出されてピンチローラー３０８とローラー３０７との間に挟持された後、ローラー３０７で方向転換され、さらにピンチローラー３０３とテンションローラー３０５との間に挟持されテープ受け板３０９へ送られ、テープ受け板３０９上でテープ押え板３１５によって押えられている。テープ押え板３１５の前端部にはカッター溝３０９ａが形成されている。テープ押え板３１５はシリンダ３１７によって駆動される。また、テンションローラー３０５には、タイミングプーリー３１９からタイミングベルト３２１が掛けられ、タイミングプーリー３１９はモーター３２３（図３）で駆動される。テンションローラー３０５は、接着テープＴの繰出し方向と逆方向に回転されて、接着テープＴには繰出し方向と逆方向の張力（バックテンション）が掛けられている。
【００１５】
テンションローラー３０５の後側（図６の右側）にはテープ押えガイド３０６が取り付けられ、テープ受け板３０９上の接着テープＴが後退することを防止している。
【００１６】
テープ繰出し部３００は上下方向（図６に示すＺ軸方向）に移動可能である。すなわち、図２に示すように、台部１００には基板１０１が設置され、この基板１０１上に固定されたシリンダ３２５によってテープ繰出し部３００がＺ軸方向に移動する。
【００１７】
剥がしヘッド部４００は、図２に示すように、剥がしヘッド４０１と、剥がしヘッド４０１を支持するアーム４０３とを備え、アーム４０３はガイド４０５にＸ軸方向に移動自在に取り付けられている。アーム４０３は、動力伝達機構（図示せず）を介して、ガイド４０５の端部に設置されたモータ４０７によって駆動される。ガイド４０５は、台１００上に支持板４０９によって取り付けられている。
【００１８】
剥がしヘッド４０１は、上あご４１１と下あご４１３とで成るテープチャック４１２を備え、上あご４１１をシリンダ４１５で上下動させることによってテープチャック４１２を開閉する。剥がしヘッド４０１には、テープチャック４１２内に接着テープＴが存在するかどうか検出するテープ検出センサ４１７（例えば光電センサ等、図６参照）が取り付けられている。
【００１９】
次にヒーターカッター部５００について説明する。図４（Ａ）はヒーターカッター部の拡大平面図、（Ｂ）は側面図である。また図９にはヒーターカッター部５００の正面図が描かれている。ヒーターブロック５０１内には、棒状のヒーター５０３が埋設され、ヒーターブロック５０１の下端にはヒーター工具５０５がネジ５０７で固定されている。ヒーター工具５０５の下端には図４（Ｂ）に示すような凹凸が形成されその凸部によって熱を与えるようになっている。また、ヒーター工具５０５は取替可能であり、ウェハの大きさやウェハ外周の曲率に応じて、異なる形状の工具を使用することができる。ヒーターブロック５０１は、２本のガイド棒５０６によってフレーム５０８に上下動（図のＺ軸方向）自在に取り付けられ、フレーム５０８に固定されたヒーター上下シリンダ５０９によって昇降する。
【００２０】
図４（Ａ）に示すように、ヒーターブロック５０１を前後（Ｘ軸方向）から挟むように２枚の板状のテープ押えガイド５１１がフレーム５０８に取り付けられている。テープ押えガイド５１１は断熱性を有する部材、例えばポリイミド樹脂やポリエーテルエーテルケトン樹脂などから作成される。テープ押えガイド５１１の上端はフレーム５０８に固定され、下端は丸く形成され、フリーになっていて接着テープＴを押さえるようになっている。一方のテープ押えガイド５１１の側面には、カッター移動シリンダ５１３が取り付けられ（図４（Ａ））、このシリンダ５１３のピストン先端部にカッター刃５１５が取り付けられ、カッター刃５１５はシリンダ５１３の駆動によってＹ軸方向に往復動する。シリンダ５１３の下方には板状のテープ押え５１７が配置され、テープ押え５１７にはカッター刃５１５が通るためのスリット５１７ａが形成されている。
【００２１】
ヒーターカッター部５００は上下方向（Ｚ軸方向）に移動可能である。すなわち、基板１０１に取り付けられたシリンダ５１９（図３）によってヒーターカッター部５００がＺ軸方向に移動する。
【００２２】
図５は、保護シートＦを剥がすときに使用するガイドローラー装置６００を示し、ガイドローラー装置６００は装置本体の基板２０２（図２参照）上に取り付けられている。ガイドローラー装置６００は、ガイドローラー６０１と、ガイドローラー６０１を回転自在に支持するブラケット６０３と、ブラケット６０３がバネ６０５を介して取り付けられたフレーム６０７と、フレーム６０７をウェハＷの進行方向に移動させるシリンダ６０９とから構成されている。シリンダ６０９は基板２０２に取り付けられている。ガイドローラー６０１は、不使用時には鎖線で示す待機位置に配置されている。
【００２３】
次に本シート剥離装置の動作について、ステップ１からステップ８に分けて説明する。
【００２４】
（ステップ１：  ウェハセット）
まずウェハＷを手動またはマニュピュレータ等の自動供給装置を用いてテーブル２０３上にセットする。ウェハＷは、テーブル２０３上の該当するサイズの吸着溝２１９に合わせて截置され、その後バキューム装置（図示せず）が作動してウェハＷを吸着し、テーブル２０３はテープ繰出し部３００の直下へ移動する（図６）。このときガイドローラー６０１は図６に示す待機位置にある。
【００２５】
テープ繰出し部３００においては、事前に接着テープＴがローラー３０７、ピンチローラー３０３、テンションローラー３０５に順に掛けられ、接着テープＴの先端部近くはテープ押え３１５とテープ受け板３０９によって把持されている。また、テンションローラー３０５は駆動されており、接着テープＴには適当なバックテンションがかけられている。
【００２６】
このとき、剥がしヘッド部４００のテープチャック４１２は開いている。そして、剥がしヘッド部４００はＸ軸方向にテープ繰出し部３００へ向って移動する。なお、この剥がしヘッド部４００の移動は、上記テーブル２０３の移動と同時に行ってもよい。
【００２７】
（ステップ２：  接着テープ先端部把持）
図７に示すように、剥がしヘッド部４００はテープ受け板３０９を押し、これによりテープ受け板３０９が後退し、接着テープＴの先端はテープチャック４１２の開口部へ挿入される。このとき接着テープＴはテンションローラー３０５とピンチローラー３０３とによって挟持され、さらにテープ押えガイド３０６によって後方を押えられているので、テープ受け板３０９のみが後退しテープ受け板３０９につられて接着テープＴが後退することはなく、接着テープＴの先端は確実にテープチャック４１２の開口部へ挿入される。接着テープＴ先端がセンサ４１７で検知されるとテープチャック４１２が閉じ接着テープＴ先端が把持される。次にテンションローラー３０５によるバックテンションを解除し、テープ押え３１５は上昇して接着テープＴから離れる。
【００２８】
（ステップ３：  接着テープ引き出し）
図８に示すように、剥がしヘッド部４００をＸ軸方向に沿ってテープ繰出し部３００から離れる方へ移動させ、接着テープＴを引き出す。このときテンションローラー３０５は作動してバックテンションがかかっている。
【００２９】
（ステップ４：  テープ熱圧着、切断）
図９に示すように、ヒーターカッター部５００が下降し、テープ押えガイド５１１が接着テープＴをウェハＷの近くまで押し下げる。接着テープＴはテープ受け板３０９上でテープ押え５１７，３１５によって押えられる。その後、ヒーター上下シリンダ５０９が駆動されてヒーター工具５０５が接着テープＴをウェハＷの先端部の保護シートＦに数秒間押し付け、接着テープＴを保護シートに熱圧着する。このときテーブル２０３の位置はウェハＷの大きさに応じて調整しておく。テーブル２０３は、接着テープＴの熱圧着までにヒーターカッター部５００の直下まで移動していればよい。続いて、カッター刃５１５がＹ軸方向に移動して接着テープＴが所定長に切断される。
【００３０】
（ステップ５：  テープ繰出し部、ヒーターカッター部上昇）
図１０に示すように、テープ繰出し部３００、ヒーターカッター部５００が上昇する。図に示すように、接着テープＴと保護シートＦとの接着点ＰはウェハＷの端部近傍にある。例えば、ウェハＷの端からの距離ｄが３mm以内である。
【００３１】
（ステップ６：  保護シート剥離）
図１１に示すように、剥がしヘッド４００をモータ４０７により図の右方向へ、テーブル２０３をモータ２１１により図の左方向へそれぞれ移動させ、剥がしヘッド４００によって保護シートＦを保持し引っ張って、保護シートＦの先端部を剥がす。
【００３２】
次に、図１２に示すように、テーブル２０３が停止して、剥がしヘッド４００が少し後退し、テーブル２０３が下降する。同時に、シリンダ６０９（図５）が駆動されてガイドローラー６０１が剥がしヘッド４００の方へ（図１２の左方へ）所定距離だけ移動して停止する。
【００３３】
すると、ガイドローラー６０１は、図１３に示すように、剥がしヘッド４００とテーブル２０３との間に配置される。このとき、ガイドローラー６０１は保護シートＦの表面と接するようにしてもよいし、保護シートＦから若干離して配置させてもよい。その後、剥がしヘッド４００を図１３の右方向に移動させると共に、テーブル２０３を逆方向（左方向）に移動させる。これにより、ガイドローラー６０１は保護シートＦに連れて回転し、保護シートＦはスムーズに剥がされていく。
【００３４】
（ステップ７：  保護シート廃棄）
図１４に示すように、剥がしヘッド４００は所定位置まで移動するとテープチャック４１２を開き、接着テープＴおよび保護シートＦを、台１００内に収容した廃棄ボックス１０３に投下する。このとき上方から高圧エアを吹き付けるようにしてもよい。
【００３５】
（ステップ８：  ウェハ取り出し）
シート剥離後、テーブル２０３は当初の位置に戻り、その後ウェハＷが手動または自動装置によって取り出される。
【００３６】
以上のようにすれば、ガイドローラー６０１を介して保護シートＦを斜め上方に引っ張って剥がすので、保護シートＦにかかるストレスを軽減することができ、これによって保護シートＦが裂けるのを防止することができる。
【００３７】
また、ガイドローラー６０１を保護シートＦに接してまたはその近傍に配置したので、ウェハＷが上方へ移動するのを規制でき、したがってウェハＷがテーブル２０３の吸着から外れるのを防止することができる。
【００３８】
さらに、ガイドローラー６０１を用いたので、保護シートＦを、伸びることがなく、一定のスピードで剥がすことが可能になった。すなわち、保護フィルムＦを直接引っ張る場合は、保護フィルムＦの材質によって、保護フィルムＦが伸びる程度が異なり、それに応じて保護フィルムＦを引っ張る速度を遅くしたりしなければならないが、上記装置のようにガイドローラー６０１を介して保護フィルムＦを引っ張ると、保護フィルムＦが伸びることがなくなり、一定の速度で保護フィルムＦを引っ張ることができて、剥離時間を短縮することができる。例えば、保護シートＦとして低弾性率の伸びやすい基材と、強粘着の粘着剤の組合わせを選択しても剥離スピードを上昇させることができる。すなわち、ガイドローラー６０１を用いれば、保護シートＦの材質と粘着剤の組合わせの自由度が増大する。
【００３９】
上記例においては、保護フィルム剥離時に、ガイドローラー６０１の位置を固定し、剥がしヘッド４００およびテーブル２０３を移動させたが、それに限らず、例えば、テーブル２０３を固定し、剥がしヘッド４００およびガイドローラー６０１を移動させてもよい。
【００４０】
上記例においては、ガイドローラー６０１によって、保護フィルムＦを斜め上方に引っ張るようにしたが、本発明はそれに限らず、ガイドローラー６０１に代えて他のガイド手段（ガイド板等）を用いてもよい。また、ガイド手段を用いなくてもよい。図１５はガイド手段を使用しない例を示し、この場合は、ウェハＷに貼付した保護フィルムＦの先端部にテープＴを接着し、このテープＴを矢印で示す斜め上方に引っ張って保護フィルムＦを剥離する。
【００４１】
なお、上記装置においては、接着テープを所定長に切断する切断手段としてカッター刃を設けたが、これに限定されることなく種々の切断手段を用いることができる。さらに上記装置においてはこの切断手段を設けなくてもよい。例えば、はじめから適当な長さの接着テープを使用すれば、切断しなくても、そのような接着テープをそのまま保護シートＦの端部に接着して引っ張れば保護シートを剥がすことができる。
【００４２】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明によれば、ウェハ等の板状部材に貼付されたシートを、伸びることなく、又、裂けることなく確実に剥離することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】シート剥離装置の正面図。
【図２】シート剥離装置の側面図。
【図３】シート剥離装置の平面図。
【図４】ヒーターカッター部の平面図および側面図。
【図５】ガイドローラー装置の平面図および側面図。
【図６】シート剥離動作を説明する図。
【図７】シート剥離動作を説明する図。
【図８】シート剥離動作を説明する図。
【図９】シート剥離動作を説明する図。
【図１０】シート剥離動作を説明する図。
【図１１】シート剥離動作を説明する図。
【図１２】シート剥離動作を説明する図。
【図１３】シート剥離動作を説明する図。
【図１４】シート剥離動作を説明する図。
【図１５】本発明の別の形態を示す図。
【符号の説明】
１００  台部
２００  テーブル部
３００  テープ繰出し部
４００  剥がしヘッド部
５００  ヒーターカッター部
５０５  ヒーター工具
５１５  カッター刃
６００  ガイドローラー装置
Ｗ  半導体ウェハ
Ｆ  保護シート
Ｔ  接着テープ
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
0004166920.tif 000014
【図１４】
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【図１５】
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