テープ剥離装置
【課題】半導体ウエハの厚みのばらつき等があっても、半導体ウエハを破損させることなく保護テープの剥離を確実に且つ良好に行うことが可能なテープ剥離装置を提供する。
【解決手段】表面に保護テープ１４が貼付された半導体ウエハ１２が載置されるテーブル５４と、上下動可能に設けられた昇降部材２２を有する。保護テープ１４の端面に差し込まれる剥離用穿刺突起３６と、昇降部材２２に設けられ剥離用穿刺突起３６を保持した剥離部２４と、３６剥離用穿刺突起により剥離された保護テープ１４を挟持する挟持部４０とを備える。可動台１８に対して上下方向に位置調整可能に固定され昇降部材２２の下降位置を制限するストッパ軸４２と、昇降部材２２及び可動台１８の各移動動作を制御する移動制御装置を備える。ストッパ軸４２は、保護テープ１４の端面に剥離用穿刺突起３６が差し込まれる前に、前記剥離用穿刺突起３６が半導体ウエハ１２に当接しない相対位置が固定される。
【解決手段】表面に保護テープ１４が貼付された半導体ウエハ１２が載置されるテーブル５４と、上下動可能に設けられた昇降部材２２を有する。保護テープ１４の端面に差し込まれる剥離用穿刺突起３６と、昇降部材２２に設けられ剥離用穿刺突起３６を保持した剥離部２４と、３６剥離用穿刺突起により剥離された保護テープ１４を挟持する挟持部４０とを備える。可動台１８に対して上下方向に位置調整可能に固定され昇降部材２２の下降位置を制限するストッパ軸４２と、昇降部材２２及び可動台１８の各移動動作を制御する移動制御装置を備える。ストッパ軸４２は、保護テープ１４の端面に剥離用穿刺突起３６が差し込まれる前に、前記剥離用穿刺突起３６が半導体ウエハ１２に当接しない相対位置が固定される。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、半導体ウエハに貼付された保護テープを剥がして除去するテープ剥離装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
ＩＣ等の半導体素子の製造において、近年、半導体の高密度化に伴い、ウエハ表面上に凹凸の大きいバンプなどが形成されたウエハや、ＭＥＭＳ（マイクロエレクトロメカニカルシステム）など、表面の凹凸が大きいウエハが増加している。一方、半導体パッケージの小型、薄型化の進展に伴い、半導体ウエハ自体の薄型化が求められている。
【０００３】
そこで、半導体製品の製造工程においては、上記のように表面に多数の回路パターンや素子などが形成された半導体ウエハの裏面を研磨して薄くする研磨（バックグラインド）工程を経た後、機能素子毎に切断するダイシング工程を経て、個々の半導体チップに分割している。ここで、半導体ウエハの裏面を研磨やエッチングする際には、半導体ウエハ表面保護のため、その半導体ウエハ表面に粘着性のある保護テープが貼付され、その保護テープは、研磨後に半導体ウエハから剥離される。
【０００４】
従来、半導体ウエハに貼付された保護テープ等の薄板を剥離するテープ剥離装置として、特許文献１に開示されているように、上下動可能に保持された上部可動板と、下部挿入板と、これを支持する軸とを備えた剥離装置があった。この剥離装置は、下部挿入板を半導体ウエハと薄板との間に挿入し、上部可動板を下降して、下部挿入板と上部可動板とで薄板の端部を把持し、その後、端部を引き上げつつ薄板の折り返し方向に移動して剥離する動作を行う。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２００８−１７１９３４号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかし、特許文献１に開示された剥離装置は、半導体ウエハの厚みのばらつきが大きいと、薄板の剥離を良好に行うことができなかった。例えば半導体ウエハが薄めにばらつくと、下部挿入板が薄板と半導体ウエハの間に挿入できず、薄板を捲り上げることができず、反対に半導体ウエハが厚めにばらつくと、下部挿入板の半導体ウエハに接触し、高価な半導体ウエハを破損させてしまうことがあった。また、下部挿入板の先端は比較的変形しやすいため、薄板の剥離を繰り返すうちに先端の高さ位置が変化してしまうことがある。すると、半導体ウエハの厚みがばらついたときと同様に、薄板の剥離を良好に行うことができないという問題が生じていた。
【０００７】
この発明は、上記背景技術に鑑みて成されたもので、半導体ウエハの厚みのばらつき等が生じても半導体ウエハを破損させることなく保護テープの剥離を確実に且つ良好に行うことが可能なテープ剥離装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
この発明は、表面に保護テープが貼付された半導体ウエハが載置されるテーブルと、前記テーブルに対して水平方向に移動可能に設けられた可動台と、前記可動台に対して上下動可能に設けられた昇降部材と、前記保護テープの端面に差し込まれる剥離用穿刺突起と、前記昇降部材に設けられ前記剥離用穿刺突起を保持した剥離部と、前記剥離用穿刺突起により剥離された前記保護テープを挟持する挟持部とを備え、前記剥離用穿刺突起により剥離された端縁部を捲り上げ、この捲り上げられた前記保護テープ端縁部を前記挟持部により挟んで保持し、その保持した部分を移動させて前記保護テープを前記半導体ウエハから剥離するテープ剥離装置であって、前記可動台に対して上下方向に位置調整可能に固定され、前記昇降部材の下降位置を、前記剥離用穿刺突起が前記半導体ウエハの表面位置よりも高い位置に制限するストッパ部材と、前記昇降部材及び前記可動台の各移動動作を制御する移動制御装置とを備え、前記ストッパ部材は、前記保護テープの端面に前記剥離用穿刺突起が差し込まれる前に前記可動台に対する相対位置が固定され、前記昇降部材が下降移動したときに、所定の係止位置で前記昇降部材の下降移動を停止可能に設けられたテープ剥離装置である。
【０００９】
前記ストッパ部材は、前記昇降部材の貫通孔に挿通された軸部とその一端に形成され前記貫通孔の下側周縁部に係止可能な当接部とから成り、前記ストッパ部材の前記当接部は、前記昇降部材が下降移動したときに、前記昇降部材を前記貫通孔の下方で係止し、前記昇降部材の下降移動を停止させるものである。
【００１０】
さらに、前記昇降部材と前記ストッパ部材の所定位置との相対的な位置関係を検出する位置センサを備え、前記位置センサは、前記昇降部材と前記ストッパが接触する位置よりも前記昇降部材が僅かに高い位置で前記昇降部材を検知して出力し、前記移動制御装置により前記昇降部材の移動を停止させるものである。
【００１１】
また、前記移動制御装置は、前記昇降部材の下降移動の許容限度位置を示す所定の基準値と前記位置センサの出力とを比較し、前記位置センサの出力が前記基準値を逸脱すると、前記昇降部材及び前記可動台の移動動作を停止させる制御を行う停止制御手段を備え、前記許容限度位置は、前記昇降部材が下降移動して前記昇降部材の一部が前記ストッパ部材に当接して係止される位置よりも高い位置に設定されているものである。
【００１２】
また、前記ストッパ部材が前記可動台に対して固定された位置は、前記昇降部材とともに下降移動した前記剥離用穿刺突起の先端が前記テーブルに載置された前記半導体ウエハ表面に達する前に、前記昇降部材の下降移動を停止させる位置である。
【００１３】
前記位置センサは、前記昇降部材が前記ストッパから離れて、前記穿刺突起が前記半導体ウエハのバンプを回避可能な高さまで上昇したときにもその出力がなされ、前記移動制御装置は、前記可動台による前記半導体ウエハの前記バンプ上方での動作を許可するものでも良い。
【００１４】
また、前記剥離用穿刺突起の先端位置を測定する測定ブロックと、所定の位置から前記測定ブロックと前記保護テープ表面の位置までの上下方向距離を検知する測定手段とを備え、前記移動制御装置は、前記測定ブロックを用いた測定結果と前記測定手段の検知結果とに基づいて前記ストッパ部材の固定位置及び前記昇降部材の下降移動の許容限度位置を算出するものである。
【００１５】
またこの発明は、表面に保護テープが貼付された半導体ウエハが載置されるテーブルと、前記テーブルに対して水平方向に移動可能に設けられた可動台と、前記可動台に対して上下動可能に設けられた昇降部材と、前記保護テープの端面に差し込まれる剥離用穿刺突起と、前記昇降部材に設けられ前記剥離用穿刺突起を保持した剥離部と、前記剥離用穿刺突起により剥離された前記保護テープを挟持する挟持部とを備え、前記剥離用穿刺突起により剥離された端縁部を捲り上げ、この捲り上げられた前記保護テープ端縁部を前記挟持部により挟んで保持し、その保持した部分を移動させて前記保護テープを前記半導体ウエハから剥離するテープ剥離装置であって、前記昇降部材及び前記可動台の各移動動作を制御する移動制御装置と、前記保護テープ表面の位置を検知するテープ検知センサとを備え、前記移動制御装置は、前記テープ検知センサにより検知された前記保護テープ表面の位置と、あらかじめ設定された保護テープ表面位置との差が、所定の閾値を超えていた場合に、前記昇降部材及び前記可動台の移動動作を停止させる制御を行う停止制御手段を備えたテープ剥離装置である。
【００１６】
前記移動制御装置は、使用する前記半導体ウエハと前記保護テープの厚み情報をあらかじめ設定する設定手段を有するものである。
【００１７】
また、前記移動制御装置は、前記停止制御手段に加えて、前記剥離用穿刺突起を前記保護テープに突き刺す高さよりわずかに低い位置に前記昇降部材が移動した場合は、前記昇降部材の移動動作を停止させる制御を行うものである。
【発明の効果】
【００１８】
この発明のテープ剥離装置は、剥離用穿刺突起が取り付けられた昇降部材の下降をストッパ部材によって電気的、機械的に制限する構造的のため、例えば、各部材を動作させる移動制御装置の制御回路が外来ノイズ等に起因する誤動作によって一時的に昇降部材が制御不能の状態になっても、剥離用穿刺用突起が所定の位置以下に下降することを確実に制限することができる。そして、この剥離用穿刺用突起の下降が制限される位置を半導体ウエハの表面より僅かに高い位置に設定すれば、剥離用穿刺突起が半導体ウエハに接触して破損させることを回避することができる。
【００１９】
また、上記の機械的な制限手段に加え、移動制御装置の停止制御手段による制御によって剥離用穿刺用突起が所定の位置以下に下降することを防止する電気的な制限手段を設けることにより、より確実に昇降部材の誤動作を制限することができる。
【００２０】
さらに、測定ブロックや測定手段によって、保護テープが貼付された半導体ウエハごとに各部の移動距離を微調整することにより、半導体ウエハの厚みのばらつきや剥離用穿刺突起の先端の変形等が補正され、保護テープの剥離をより良好に行うことが可能になる。
【図面の簡単な説明】
【００２１】
【図１】この発明の保護テープ剥離装置の一実施形態の構造を示す模式図である。
【図２】この実施形態の保護テープ剥離前の初期設定動作を説明するフローチャートである。
【図３】この実施形態の保護テープ剥離前の初期設定動作を説明する概略側面図である。
【図４】この実施形態の保護テープ剥離前の初期設定動作を説明する概略側面図である。
【図５】この実施形態の保護テープ剥離前の初期設定動作を説明する概略側面図である。
【図６】この実施形態の保護テープ剥離前の初期設定動作を説明する概略側面図である。
【図７】この実施形態の保護テープ剥離動作を説明するフローチャートである。
【図８】この実施形態の保護テープ剥離動作を説明する概略側面図である。
【図９】この実施形態の保護テープ剥離動作を説明する概略側面図である。
【図１０】この実施形態の保護テープ剥離動作を説明する概略側面図である。
【図１１】この実施形態の保護テープ剥離動作を説明する概略側面図である。
【図１２】この実施形態の保護テープ剥離動作を説明する概略側面図である。
【図１３】この実施形態のテープ剥離装置を示す斜視図である。
【図１４】この実施形態の剥離部を示す斜視図である。
【図１５】この実施形態の剥離用穿刺突起を示す正面図（ａ）、側面図（ｂ）、斜視図（ｃ）である。
【図１６】この実施形態の他の剥離用穿刺突起を示す正面図（ａ）、側面図（ｂ）、斜視図（ｃ）である。
【発明を実施するための形態】
【００２２】
以下、本発明のテープ剥離装置の一実施形態について図に基づいて説明する。この実施形態のテープ剥離装置１０は、半導体ウエハ１２の表面に貼付された保護テープ１４の剥離に使用される。テープ剥離装置１０の構成は、図１３に示すように、基台１６とその上方に水平方向に設けられた載置部１６ａとを備えている。基台１６上には左右一対に設けられ、水平方向に移動可能な可動台１８と、可動台１８の一対の支柱１８ａに両端が保持された水平部材２０と、支柱１８ａに設けられたガイドレール２１に沿って上下移動自在に設けられた昇降部材２２を備えている。さらに昇降部材２２には、保護テープ１４を剥離する剥離部２４が設けられている。
【００２３】
可動台１８は、図示しないモータにより、基台１６上の一対の図示しないガイドレール上を移動可能に設けられている。さらに、基台１６の側方には、可動台１８の移動距離を検知するセンサレール２６が設けられている。また、昇降部材２２は、可動台１８の支柱１８ａに設けられたガイドレール２１に沿って昇降可能に設けられ、昇降部材２２を昇降動作させるモータ２８とボールネジ３０により成る駆動装置が、水平部材２０に設けられている。
【００２４】
剥離部２４は、図１４に示すように、水平方向に櫛歯状に突出した差込部３４と、差込部３４の間に位置して差込部３４の突出方向に対して斜めに突出した複数の剥離用穿刺突起３６が等間隔に水平方向に並べられて設けられている。差込部３４は、突出方向に移動可能に剥離部２４の本体に取り付けられている。なお、剥離用穿刺突起３６は、図１５に示す形状であるが、その上面に凹凸部や粗面等の滑り止めが形成されていてもよい。また、図１６に示すように、剥離用穿刺突起３６の上方に、捲り上げた保護テープ１４の反り返りを防ぐガイド３８が設けられていてもよい。
【００２５】
また、図１４に示すように、差込部３４と剥離用穿刺突起３６の垂直方向上方には、剥離部２４に揺動自在に保持された挟持部４０が設けられている。挟持部４０は、剥離用穿刺突起３６が位置する部分が円弧状に切り欠かれて凹部４０ａが形成され、その凹部４０ａの間の凸部４０ｂ先端と差込部３４とで保護テープ１４を挟持することができる。
【００２６】
テープ剥離装置１０のさらに詳細な構成を、図１に基づいて説明する。剥離部２４は、昇降部材２２の下端部に取り付けられ、モータ２８とボールネジ３０から成る駆動装置によって、昇降部材２２とともに昇降自在に設けられている。水平部材２０の可動台１８側部分には貫通孔２０ａが形成され、昇降部材２２にも貫通孔２０ａと上下に対向した位置に貫通孔２２ａが形成されている。貫通孔２０ａ，２２ａには、ストッパ部材であるストッパ軸４２の軸部４２ａが垂直に挿通され、貫通孔２２ａから下方に突出したストッパ軸４２の下端部には、ストッパ部であるフランジ部４２ｂが形成されている。水平部材２０の貫通孔２０ａの下面側周縁部には、軸部４２ａを保持するとともに水平部材２０に対して上下移動させて保持する軸クランプユニット４４が取り付けられ、ストッパ軸４２が水平部材２０に固定されている。また、昇降部材２２の貫通孔２２ａ周縁部には、ストッパ軸４２の軸部４２ａが挿通された筒状の本体４６ａと、本体４６ａの上方にばね４６ｂを挟んで設けられた円盤状のガイド４６ｃとから成る軸支持部４６が取り付けられている。軸支持部４６はストッパ軸４２の軸部４２ａが傾かないように支持するものであり、ストッパ軸４２の上下移動や昇降部材２２の昇降動作を妨げない。しかし、ストッパ軸４２のフランジ部４２ｂは、本体４６ａの内径よりも大きく形成されているため、フランジ部４２ｂが本体４６ａの下面４６ｄに係止されると、それ以上は移動できない。また、昇降部材２２が上昇して軸支持部４６のガイド４６ｃが軸クランプユニット４４に当接すると、ばね４６ｂに下向きの付勢力が生じて昇降部材２２の上昇動作が妨げられ、衝突が回避される。
【００２７】
ストッパ軸４２のフランジ部４２ｂの下面側には、位置センサ４８が設けられている。位置センサ４８は、フランジ部４２ｂと昇降部材２２の相対的な位置関係を検知するもので、ここでは、フランジ部４２ｂ上面と軸支持部４６の下面４６ｄとの隙間の距離を検知する。
【００２８】
昇降部材２２には、接触プローブ５０ａを備えた高さ検知用の測定手段５０が設けられ、ている。また、基台１６には高さ検知の基準とする測定ブロック５２が固定されている。測定手段５０は、半導体ウエハ１２の高さや測定ブロック５２の高さを測定することができる。測定ブロック５２は、テープ剥離装置１０が有する制御系座標の較正用の基準面となる部材である。
【００２９】
載置部１６ａ上には、テープ剥離作業の対象である半導体ウエハ１２を保持可能なテーブル５４が固定されている。半導体ウエハ１２は、バンプ１２ａが形成された上面にテープ基材１４ａと粘着部１４ｂとで成る保護テープ１４が貼付されており、テーブル５４は、保護テープ１４と反対の下面をエアー吸引するなどして半導体ウエハ１２を保持することができる。
【００３０】
また、テープ剥離装置１０は図示しないマイクロコンピュータ等により構成された移動制御装置を備えている。移動制御装置は、昇降部材２２、ストッパ軸４２、可動台１８の各移動動作を制御する制御命令を、昇降部材２２の駆動装置やストッパ軸４２の駆動装置である軸クランプユニット４４等に送る。さらに、移動制御装置は、位置センサ素子４８の出力を受け、位置センサ４８の出力が所定の基準値を逸脱すると昇降部材２２及び可動台１８の移動動作を停止させる制御命令を出す停止制御手段を備えている。さらに、移動制御装置は、使用する半導体ウエハ１２と保護テープ１４の厚み情報をあらかじめ入力して設定する設定手段を有する。また、移動制御装置は、停止制御手段に加えて、剥離用穿刺突起３６を保護テープ１２に突き刺す高さよりわずかに低い位置に穿刺突起３６が位置するように、昇降部材２２が移動した場合は、昇降部材２２の移動動作を停止させる制御をおこなうものである。移動制御装置及び停止制御手段の機能については、後の動作説明の中で詳しく述べる。
【００３１】
次に、テープ剥離装置１０のテープ剥離作業前に行う初期設定動作を、図２のフローチャートに基づいて説明する。
【００３２】
（ステップＳ１１）各部材が各々の初期位置に移動する。ここでは、図３に示す状態が原点位置であり、挟持部４０は、凸部４０ｂが剥離用穿刺突起３６の上方の離れた状態で保持され、差込部３４は、先端が剥離用穿刺突起３６の先端よりも後ろの方に収められている。
【００３３】
図３に現した各部の寸法と距離を示す記号の定義を説明すると、Ｔｗが半導体ウエハ１２の基板厚さ、Ｔｐがバンプ高さ、Ｂｏが測定ブロック５２の上面からテーブル５４の上面までの高さ方向の距離である。
【００３４】
（ステップＳ１２）水平部材２０とともに昇降部材２２が原点位置から移動して、図４に示すように、接触プローブ５０ａを測定ブロック５２上面に当接させ、原点位置から測定ブロック５２までの距離Ａｏを検知する。そして、その検知結果は図示しない移動制御装置に送られ、移動制御装置はこの検知結果に基づいて制御系座標の較正を行う。
【００３５】
（ステップＳ１３）水平部材２０と昇降部材２２が移動して、図５に示すように接触プローブ５０ａを半導体ウエハ１２上に貼付された保護テープ１４上面に当接させ、原点位置から保護テープ１４上面までの距離Ｅｏを検知する。そして、その検知結果は図示しない移動制御装置に送られる。
【００３６】
（ステップＳ１４）水平部材２０とともに昇降部材２２が移動して、図６に示すように剥離用穿刺突起３６を測定ブロック５２上面に当接させ、剥離用穿刺突起３６先端の位置を、原点から測定ブロック５２までの距離Ｄｏとして検知する。そして、その検知結果は図示しない移動制御装置に送られる。
【００３７】
（ステップＳ１５）移動制御装置は、半導体ウエハ１２上に貼付された保護テープ１４上面の位置を示す距離Ｅｏが、所定の規格範囲内であるか否かを判定する。そして、距離Ｅｏが規格範囲を逸脱したときはステップＳ１６へ、規格範囲内のときはステップＳ１７に進む。
【００３８】
（ステップＳ１６）距離Ｅｏが規格範囲を逸脱している場合、移動制御装置はアラームを発報すると共にテープ剥離装置１０の動作を停止させる。従って、例えば、テーブル５４上で半導体ウエハ１２が水平に固定されていない等の異常があれば、距離Ｅｏが規格範囲よりも短い値を示すことにより検知することができ、また、半導体ウエハ搬送機構の搬送エラーによりテーブル５４に半導体ウエハ１２が供給されていない等の異常があれば、距離Ｅｏが規格範囲よりも長い値を示すことにより検知することができる。
【００３９】
（ステップＳ１７）距離Ｅｏが規格範囲内である場合、移動制御装置は半導体ウエハ１２の状態に異常がないと判断し、水平部材２０と昇降部材２２は、ステップ１１で説明した初期位置に移動する。
【００４０】
（ステップＳ１８）移動制御装置の制御命令により、軸クランプユニット４４が動作し、ストッパ軸４２及びフランジ４２ｂの高さ位置を調節する。ストッパ軸４２が固定される位置は、昇降部材２２と一体に下降移動する剥離用穿刺突起３６の先端が、半導体ウエハ１２表面よりも距離αだけ高いところで停止させることができる位置であり、移動制御装置に設定された制御系座標が有する各部材の位置情報に基づく演算処理によって算出される。そして、剥離用穿刺突起３６先端の原点位置から停止位置までの距離ＳＴ１は、式（１）で表される。
【数１】
【００４１】
距離αは、半導体ウエハ１２自体の厚みのばらつきとテープ剥離装置１０の位置決め誤差を考慮して、剥離用穿刺突起３６の先端が半導体ウエハ１２表面に接触しないように極力短い距離に設定する。従って、剥離用穿刺突起３６先端の位置、バンプ１２ａの高さよりも下方になるように距離ＳＴ１が設定されるのが好ましい。
【００４２】
（ステップＳ１９）停止処理手段が昇降部材２２及び可動台１８の移動動作を停止させる制御命令を発する判断基準とする第１の基準値を設定する。ここでは、第１の基準値を、ストッパ軸４２のフランジ４２ｂの上面と軸支持部４６の下面４６ｄとの隙間が距離β１になったときの位置センサ４８の出力とする。すなわち、この第１の基準値によって、昇降部材２２と一体に下降移動する剥離用穿刺突起３６の先端が、半導体ウエハ１２表面よりも距離（α＋β１）だけ高いところで停止させることを定めることができ、剥離用穿刺突起３６先端の原点位置から停止位置までの距離ＳＴ２は、式（２）で表される。
【数２】
【００４３】
距離β１は、フランジ４２ｂの上面と軸支持部４６の下面４６との接触を回避するための距離であり、動作停止動作までの通常の所要時間などを考慮して比較的短い距離に設定する。
【００４４】
（ステップＳ２０）停止処理手段が昇降部材２２及び可動台１８の移動動作を停止させる制御命令を発する判断基準とする第２の基準値を設定する。ここでは、第２の基準値を、ストッパ軸４２のフランジ４２ｂの上面と軸支持部４６の下面４６ｄとの隙間が距離β２になったときの位置センサ４８の出力とする。すなわち、この第２の基準値によって、昇降部材２２と一体に下降移動する剥離用穿刺突起３６の先端が半導体ウエハ１２表面のバンプ１２ａよりも距離（α＋β２）だけ高いところで停止させることを定めることができ、剥離用穿刺突起３６先端の原点位置から停止位置までの距離ＳＴ２は、式（３）で表される。
【数３】
【００４５】
距離β２は、剥離用穿刺突起３６の先端が半導体ウエハ１２表面に接触しないように半導体ウエハ１２自体の厚みのばらつきも考慮しつつ、保護テープの剥離動作に支障のない範囲で極力長い距離に設定する。従って、距離β２は距離β１よりも長いほうが望ましい。上述したステップＳ１０〜Ｓ２０の工程が完了すると、テープ剥離作業前の初期設定動作が終了する。
【００４６】
次に、テープ剥離装置１０のテープ剥離作業を行う動作を、図７のフローチャートに基づいて説明する。まず、（ステップＳ２１）図８に示すように、剥離用穿刺突起３６の先端を半導体ウエハ１２の外周端位置に移動する。このとき、剥離用穿刺突起３６先端の原点位置から当該外周端位置までの距離Ｄ１は、式（５）の条件の範囲内で、式（４）によって決定される。
【数４】
【数５】
【００４７】
距離Ｅｏは原点位置から保護テープ１２表面までの距離であり、保護テープ剥離の作業性確保の観点から、距離γは、保護テープ１４の基材１４ａの厚み分程度とすることが望ましい。これにより、半導体ウエハ１２自体の厚みのばらつきの影響もキャンセルすることができる。
【００４８】
（ステップＳ２２）剥離用穿刺突起３６が先端の方向に徐々に移動し、図９、図１０に示すように、保護テープ１４を捲り上げる。（ステップＳ２３）移動制御装置は、挿入進度ΔＣが距離Ｔｒに達したか否かを判定する。距離Ｔｒは、半導体ウエハ１２の外周端からの距離であってバンプ１２ａが存在しない領域を示す距離としてあらかじめ設定されており、一般的には２．５〜３ｍｍ程度である。挿入進度ΔＣは、移動制御装置に設定された制御系座標が有する各部材の位置情報に基づいて認識する。
【００４９】
そして、図９に示す状態のように挿入進度ΔＣが距離Ｔｒに達していないときは、ステップＳ２２に戻る。また、図１０に示す状態のように挿入進度ΔＣが距離Ｔｒに達したときはステップＳ２４に進む。
【００５０】
（ステップＳ２４）剥離用穿刺突起３６が進入方向から僅かに斜め上方に移動して、保護テープ１４の端部を斜め上方に引き上げる。従って、万一、剥離用穿刺突起３６が半導体ウエハ１２の表面に接触しそうになっても、電子素子となる半導体ウエハ１２上のバンプ１２ａ等を傷付けることはない。そして、差込部３４が剥離用穿刺突起３６の前方に向けて移動し、同時に挟持部４０が下方に揺動して、図１１に示すように凸部４０ｂの先端と差込部３４とで保護テープ１４の端縁部を挟持する。そして、剥離部２４は、図１２に示すように、保護テープ１４の端縁部を挟持したまま前進し、保護テープ１４を半導体ウエハ１２から剥離する（ステップＳ２５）。
【００５１】
テープ剥離装置１０は、テープ剥離作業のステップＳ２１〜Ｓ２５で特に異常が生じなければ、次の半導体ウエハ１２がテーブル５４上に搬入され、上述のステップＳ１０〜Ｓ２５の工程を繰り返す。
【００５２】
万一、テープ剥離作業中のステップＳ２１〜Ｓ２５において、剥離用穿刺突起３６が下降移動して上記の距離ＳＴ１，ＳＴ２，ＳＴ３の少なくとも１つを超えた位置に達すると、即時にテープ剥離作業が停止する。
【００５３】
以上のように、移動制御装置には、剥離用穿刺突起３６先端の下降移動の許容限度位置として互いに異なる３つの距離ＳＴ１，ＳＴ２，ＳＴ３が設定され、さらに剥離用穿刺突起３６先端が距離ＳＴ１，ＳＴ２，ＳＴ３に達したことは、各々異なる手段で検知し所定の停止機構によって下降移動を停止させる。
【００５４】
距離ＳＴ１，ＳＴ２，ＳＴ３は、式（１）〜（３）に示すように、距離ＳＴ１＞距離ＳＴ２、距離ＳＴ１＞距離ＳＴ３の関係を有し、例えば１０μｍ以下の精度で設定され、かつ同様な精度の検知が可能である。従って、保護テープの剥離作業中に剥離用穿刺突起３６先端が距離ＳＴ２，ＳＴ３のいずれか一方を超えて下降した時点で、速やかに停止処理手段の制御命令によって昇降部材２２及び可動台１８の移動動作を停止させ、剥離用穿刺突起３６が半導体ウエハ１２に接触することを回避する。そして、仮に昇降部材２２及び可動台１８の停止が想定以上に遅れたとしても、剥離用穿刺突起３６先端が距離ＳＴ１に達したところでストッパ軸４２のフランジ４２ａが軸支持部４６の下面４６ｄを係止し、機械的方法によって時間遅れなくその移動動作を停止させることができる。従って、テープ剥離装置１０は、３重の保護によって、半導体ウエハ１２の破損を回避する動作と、フランジ４２ａが軸支持部４６の下面４６ｄを係止する動作が頻繁に起こらないようにして当該係止部分に磨耗や破損が生じにくくする動作を実現することができる。
【００５５】
なお、この発明のテープ剥離装置は上記実施形態に限定されるものではなく、昇降部材及び可動台の各移動動作を制御する移動制御装置と、保護テープ表面の位置を検知するテープ検知センサにより、テープ検知センサで検知された保護テープ表面の位置と、あらかじめ入力されて設定された保護テープ表面位置との差が所定の値を超えていた場合に、昇降部材及び可動台の移動動作を停止させる制御を行うようにしてもよい。
【００５６】
位置センサは、複数の出力を有し、穿刺突起が半導体ウエハ表面のバンプを回避する高さまで上昇したときに、その出力がなされ、剥離用穿刺突起が半導体ウエハ表面のバンプに接することなく、可動台がバンプ領域を動作するように制御しても良い。
【００５７】
さらに、ストッパ部材は、昇降部材と一体に下降移動する部材を係止する構造であればよく、昇降部材の下面を直接係止する構造や、軸支持部以外の部材の下面等を係止する構造であってもよい。
【００５８】
また、低コストで汎用のテープ剥離装置を構成する場合は、停止制御手段を設けなくともよい。また、テープ剥離装置の始業点検を行い、テープ剥離作業の開始前に制御系座標の調整が行われるとき等は、テープ剥離装置に測定ブロック及び測定手段を設けなくともよい。停止制御手段を設ける場合でも、停止制御手段に設定する基準値は、必要に応じて１つ又は３つ以上設定してもよい。
【００５９】
さらに、テープ検知センサや位置センサ等の測定手段は接触式のセンサに限定するものではなく、例えばレーザ光等の光学的計測手段を利用した非接触式のセンサ等であってもよい。
【符号の説明】
【００６０】
１０ テープ剥離装置
１２ 半導体ウエハ
１４ 保護テープ
１６ 基台
１８ 可動台
２０ 水平部材
２２ 昇降部材
２４ 剥離部
２８ モータ
３０ ボールネジ
３４ 差込部
３６ 剥離用穿刺突起
４０ 挟持部
４２ ストッパ軸
４２ａ 軸部
４２ｂ フランジ
４４ 軸クランプユニット
４６ 軸支持部
４６ａ 本体
４６ｄ 下面
４８ 位置センサ
５０ 測定手段
５０ａ 接触プローブ
５２ 測定ブロック
５４ テーブル
【技術分野】
【０００１】
この発明は、半導体ウエハに貼付された保護テープを剥がして除去するテープ剥離装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
ＩＣ等の半導体素子の製造において、近年、半導体の高密度化に伴い、ウエハ表面上に凹凸の大きいバンプなどが形成されたウエハや、ＭＥＭＳ（マイクロエレクトロメカニカルシステム）など、表面の凹凸が大きいウエハが増加している。一方、半導体パッケージの小型、薄型化の進展に伴い、半導体ウエハ自体の薄型化が求められている。
【０００３】
そこで、半導体製品の製造工程においては、上記のように表面に多数の回路パターンや素子などが形成された半導体ウエハの裏面を研磨して薄くする研磨（バックグラインド）工程を経た後、機能素子毎に切断するダイシング工程を経て、個々の半導体チップに分割している。ここで、半導体ウエハの裏面を研磨やエッチングする際には、半導体ウエハ表面保護のため、その半導体ウエハ表面に粘着性のある保護テープが貼付され、その保護テープは、研磨後に半導体ウエハから剥離される。
【０００４】
従来、半導体ウエハに貼付された保護テープ等の薄板を剥離するテープ剥離装置として、特許文献１に開示されているように、上下動可能に保持された上部可動板と、下部挿入板と、これを支持する軸とを備えた剥離装置があった。この剥離装置は、下部挿入板を半導体ウエハと薄板との間に挿入し、上部可動板を下降して、下部挿入板と上部可動板とで薄板の端部を把持し、その後、端部を引き上げつつ薄板の折り返し方向に移動して剥離する動作を行う。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２００８−１７１９３４号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかし、特許文献１に開示された剥離装置は、半導体ウエハの厚みのばらつきが大きいと、薄板の剥離を良好に行うことができなかった。例えば半導体ウエハが薄めにばらつくと、下部挿入板が薄板と半導体ウエハの間に挿入できず、薄板を捲り上げることができず、反対に半導体ウエハが厚めにばらつくと、下部挿入板の半導体ウエハに接触し、高価な半導体ウエハを破損させてしまうことがあった。また、下部挿入板の先端は比較的変形しやすいため、薄板の剥離を繰り返すうちに先端の高さ位置が変化してしまうことがある。すると、半導体ウエハの厚みがばらついたときと同様に、薄板の剥離を良好に行うことができないという問題が生じていた。
【０００７】
この発明は、上記背景技術に鑑みて成されたもので、半導体ウエハの厚みのばらつき等が生じても半導体ウエハを破損させることなく保護テープの剥離を確実に且つ良好に行うことが可能なテープ剥離装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
この発明は、表面に保護テープが貼付された半導体ウエハが載置されるテーブルと、前記テーブルに対して水平方向に移動可能に設けられた可動台と、前記可動台に対して上下動可能に設けられた昇降部材と、前記保護テープの端面に差し込まれる剥離用穿刺突起と、前記昇降部材に設けられ前記剥離用穿刺突起を保持した剥離部と、前記剥離用穿刺突起により剥離された前記保護テープを挟持する挟持部とを備え、前記剥離用穿刺突起により剥離された端縁部を捲り上げ、この捲り上げられた前記保護テープ端縁部を前記挟持部により挟んで保持し、その保持した部分を移動させて前記保護テープを前記半導体ウエハから剥離するテープ剥離装置であって、前記可動台に対して上下方向に位置調整可能に固定され、前記昇降部材の下降位置を、前記剥離用穿刺突起が前記半導体ウエハの表面位置よりも高い位置に制限するストッパ部材と、前記昇降部材及び前記可動台の各移動動作を制御する移動制御装置とを備え、前記ストッパ部材は、前記保護テープの端面に前記剥離用穿刺突起が差し込まれる前に前記可動台に対する相対位置が固定され、前記昇降部材が下降移動したときに、所定の係止位置で前記昇降部材の下降移動を停止可能に設けられたテープ剥離装置である。
【０００９】
前記ストッパ部材は、前記昇降部材の貫通孔に挿通された軸部とその一端に形成され前記貫通孔の下側周縁部に係止可能な当接部とから成り、前記ストッパ部材の前記当接部は、前記昇降部材が下降移動したときに、前記昇降部材を前記貫通孔の下方で係止し、前記昇降部材の下降移動を停止させるものである。
【００１０】
さらに、前記昇降部材と前記ストッパ部材の所定位置との相対的な位置関係を検出する位置センサを備え、前記位置センサは、前記昇降部材と前記ストッパが接触する位置よりも前記昇降部材が僅かに高い位置で前記昇降部材を検知して出力し、前記移動制御装置により前記昇降部材の移動を停止させるものである。
【００１１】
また、前記移動制御装置は、前記昇降部材の下降移動の許容限度位置を示す所定の基準値と前記位置センサの出力とを比較し、前記位置センサの出力が前記基準値を逸脱すると、前記昇降部材及び前記可動台の移動動作を停止させる制御を行う停止制御手段を備え、前記許容限度位置は、前記昇降部材が下降移動して前記昇降部材の一部が前記ストッパ部材に当接して係止される位置よりも高い位置に設定されているものである。
【００１２】
また、前記ストッパ部材が前記可動台に対して固定された位置は、前記昇降部材とともに下降移動した前記剥離用穿刺突起の先端が前記テーブルに載置された前記半導体ウエハ表面に達する前に、前記昇降部材の下降移動を停止させる位置である。
【００１３】
前記位置センサは、前記昇降部材が前記ストッパから離れて、前記穿刺突起が前記半導体ウエハのバンプを回避可能な高さまで上昇したときにもその出力がなされ、前記移動制御装置は、前記可動台による前記半導体ウエハの前記バンプ上方での動作を許可するものでも良い。
【００１４】
また、前記剥離用穿刺突起の先端位置を測定する測定ブロックと、所定の位置から前記測定ブロックと前記保護テープ表面の位置までの上下方向距離を検知する測定手段とを備え、前記移動制御装置は、前記測定ブロックを用いた測定結果と前記測定手段の検知結果とに基づいて前記ストッパ部材の固定位置及び前記昇降部材の下降移動の許容限度位置を算出するものである。
【００１５】
またこの発明は、表面に保護テープが貼付された半導体ウエハが載置されるテーブルと、前記テーブルに対して水平方向に移動可能に設けられた可動台と、前記可動台に対して上下動可能に設けられた昇降部材と、前記保護テープの端面に差し込まれる剥離用穿刺突起と、前記昇降部材に設けられ前記剥離用穿刺突起を保持した剥離部と、前記剥離用穿刺突起により剥離された前記保護テープを挟持する挟持部とを備え、前記剥離用穿刺突起により剥離された端縁部を捲り上げ、この捲り上げられた前記保護テープ端縁部を前記挟持部により挟んで保持し、その保持した部分を移動させて前記保護テープを前記半導体ウエハから剥離するテープ剥離装置であって、前記昇降部材及び前記可動台の各移動動作を制御する移動制御装置と、前記保護テープ表面の位置を検知するテープ検知センサとを備え、前記移動制御装置は、前記テープ検知センサにより検知された前記保護テープ表面の位置と、あらかじめ設定された保護テープ表面位置との差が、所定の閾値を超えていた場合に、前記昇降部材及び前記可動台の移動動作を停止させる制御を行う停止制御手段を備えたテープ剥離装置である。
【００１６】
前記移動制御装置は、使用する前記半導体ウエハと前記保護テープの厚み情報をあらかじめ設定する設定手段を有するものである。
【００１７】
また、前記移動制御装置は、前記停止制御手段に加えて、前記剥離用穿刺突起を前記保護テープに突き刺す高さよりわずかに低い位置に前記昇降部材が移動した場合は、前記昇降部材の移動動作を停止させる制御を行うものである。
【発明の効果】
【００１８】
この発明のテープ剥離装置は、剥離用穿刺突起が取り付けられた昇降部材の下降をストッパ部材によって電気的、機械的に制限する構造的のため、例えば、各部材を動作させる移動制御装置の制御回路が外来ノイズ等に起因する誤動作によって一時的に昇降部材が制御不能の状態になっても、剥離用穿刺用突起が所定の位置以下に下降することを確実に制限することができる。そして、この剥離用穿刺用突起の下降が制限される位置を半導体ウエハの表面より僅かに高い位置に設定すれば、剥離用穿刺突起が半導体ウエハに接触して破損させることを回避することができる。
【００１９】
また、上記の機械的な制限手段に加え、移動制御装置の停止制御手段による制御によって剥離用穿刺用突起が所定の位置以下に下降することを防止する電気的な制限手段を設けることにより、より確実に昇降部材の誤動作を制限することができる。
【００２０】
さらに、測定ブロックや測定手段によって、保護テープが貼付された半導体ウエハごとに各部の移動距離を微調整することにより、半導体ウエハの厚みのばらつきや剥離用穿刺突起の先端の変形等が補正され、保護テープの剥離をより良好に行うことが可能になる。
【図面の簡単な説明】
【００２１】
【図１】この発明の保護テープ剥離装置の一実施形態の構造を示す模式図である。
【図２】この実施形態の保護テープ剥離前の初期設定動作を説明するフローチャートである。
【図３】この実施形態の保護テープ剥離前の初期設定動作を説明する概略側面図である。
【図４】この実施形態の保護テープ剥離前の初期設定動作を説明する概略側面図である。
【図５】この実施形態の保護テープ剥離前の初期設定動作を説明する概略側面図である。
【図６】この実施形態の保護テープ剥離前の初期設定動作を説明する概略側面図である。
【図７】この実施形態の保護テープ剥離動作を説明するフローチャートである。
【図８】この実施形態の保護テープ剥離動作を説明する概略側面図である。
【図９】この実施形態の保護テープ剥離動作を説明する概略側面図である。
【図１０】この実施形態の保護テープ剥離動作を説明する概略側面図である。
【図１１】この実施形態の保護テープ剥離動作を説明する概略側面図である。
【図１２】この実施形態の保護テープ剥離動作を説明する概略側面図である。
【図１３】この実施形態のテープ剥離装置を示す斜視図である。
【図１４】この実施形態の剥離部を示す斜視図である。
【図１５】この実施形態の剥離用穿刺突起を示す正面図（ａ）、側面図（ｂ）、斜視図（ｃ）である。
【図１６】この実施形態の他の剥離用穿刺突起を示す正面図（ａ）、側面図（ｂ）、斜視図（ｃ）である。
【発明を実施するための形態】
【００２２】
以下、本発明のテープ剥離装置の一実施形態について図に基づいて説明する。この実施形態のテープ剥離装置１０は、半導体ウエハ１２の表面に貼付された保護テープ１４の剥離に使用される。テープ剥離装置１０の構成は、図１３に示すように、基台１６とその上方に水平方向に設けられた載置部１６ａとを備えている。基台１６上には左右一対に設けられ、水平方向に移動可能な可動台１８と、可動台１８の一対の支柱１８ａに両端が保持された水平部材２０と、支柱１８ａに設けられたガイドレール２１に沿って上下移動自在に設けられた昇降部材２２を備えている。さらに昇降部材２２には、保護テープ１４を剥離する剥離部２４が設けられている。
【００２３】
可動台１８は、図示しないモータにより、基台１６上の一対の図示しないガイドレール上を移動可能に設けられている。さらに、基台１６の側方には、可動台１８の移動距離を検知するセンサレール２６が設けられている。また、昇降部材２２は、可動台１８の支柱１８ａに設けられたガイドレール２１に沿って昇降可能に設けられ、昇降部材２２を昇降動作させるモータ２８とボールネジ３０により成る駆動装置が、水平部材２０に設けられている。
【００２４】
剥離部２４は、図１４に示すように、水平方向に櫛歯状に突出した差込部３４と、差込部３４の間に位置して差込部３４の突出方向に対して斜めに突出した複数の剥離用穿刺突起３６が等間隔に水平方向に並べられて設けられている。差込部３４は、突出方向に移動可能に剥離部２４の本体に取り付けられている。なお、剥離用穿刺突起３６は、図１５に示す形状であるが、その上面に凹凸部や粗面等の滑り止めが形成されていてもよい。また、図１６に示すように、剥離用穿刺突起３６の上方に、捲り上げた保護テープ１４の反り返りを防ぐガイド３８が設けられていてもよい。
【００２５】
また、図１４に示すように、差込部３４と剥離用穿刺突起３６の垂直方向上方には、剥離部２４に揺動自在に保持された挟持部４０が設けられている。挟持部４０は、剥離用穿刺突起３６が位置する部分が円弧状に切り欠かれて凹部４０ａが形成され、その凹部４０ａの間の凸部４０ｂ先端と差込部３４とで保護テープ１４を挟持することができる。
【００２６】
テープ剥離装置１０のさらに詳細な構成を、図１に基づいて説明する。剥離部２４は、昇降部材２２の下端部に取り付けられ、モータ２８とボールネジ３０から成る駆動装置によって、昇降部材２２とともに昇降自在に設けられている。水平部材２０の可動台１８側部分には貫通孔２０ａが形成され、昇降部材２２にも貫通孔２０ａと上下に対向した位置に貫通孔２２ａが形成されている。貫通孔２０ａ，２２ａには、ストッパ部材であるストッパ軸４２の軸部４２ａが垂直に挿通され、貫通孔２２ａから下方に突出したストッパ軸４２の下端部には、ストッパ部であるフランジ部４２ｂが形成されている。水平部材２０の貫通孔２０ａの下面側周縁部には、軸部４２ａを保持するとともに水平部材２０に対して上下移動させて保持する軸クランプユニット４４が取り付けられ、ストッパ軸４２が水平部材２０に固定されている。また、昇降部材２２の貫通孔２２ａ周縁部には、ストッパ軸４２の軸部４２ａが挿通された筒状の本体４６ａと、本体４６ａの上方にばね４６ｂを挟んで設けられた円盤状のガイド４６ｃとから成る軸支持部４６が取り付けられている。軸支持部４６はストッパ軸４２の軸部４２ａが傾かないように支持するものであり、ストッパ軸４２の上下移動や昇降部材２２の昇降動作を妨げない。しかし、ストッパ軸４２のフランジ部４２ｂは、本体４６ａの内径よりも大きく形成されているため、フランジ部４２ｂが本体４６ａの下面４６ｄに係止されると、それ以上は移動できない。また、昇降部材２２が上昇して軸支持部４６のガイド４６ｃが軸クランプユニット４４に当接すると、ばね４６ｂに下向きの付勢力が生じて昇降部材２２の上昇動作が妨げられ、衝突が回避される。
【００２７】
ストッパ軸４２のフランジ部４２ｂの下面側には、位置センサ４８が設けられている。位置センサ４８は、フランジ部４２ｂと昇降部材２２の相対的な位置関係を検知するもので、ここでは、フランジ部４２ｂ上面と軸支持部４６の下面４６ｄとの隙間の距離を検知する。
【００２８】
昇降部材２２には、接触プローブ５０ａを備えた高さ検知用の測定手段５０が設けられ、ている。また、基台１６には高さ検知の基準とする測定ブロック５２が固定されている。測定手段５０は、半導体ウエハ１２の高さや測定ブロック５２の高さを測定することができる。測定ブロック５２は、テープ剥離装置１０が有する制御系座標の較正用の基準面となる部材である。
【００２９】
載置部１６ａ上には、テープ剥離作業の対象である半導体ウエハ１２を保持可能なテーブル５４が固定されている。半導体ウエハ１２は、バンプ１２ａが形成された上面にテープ基材１４ａと粘着部１４ｂとで成る保護テープ１４が貼付されており、テーブル５４は、保護テープ１４と反対の下面をエアー吸引するなどして半導体ウエハ１２を保持することができる。
【００３０】
また、テープ剥離装置１０は図示しないマイクロコンピュータ等により構成された移動制御装置を備えている。移動制御装置は、昇降部材２２、ストッパ軸４２、可動台１８の各移動動作を制御する制御命令を、昇降部材２２の駆動装置やストッパ軸４２の駆動装置である軸クランプユニット４４等に送る。さらに、移動制御装置は、位置センサ素子４８の出力を受け、位置センサ４８の出力が所定の基準値を逸脱すると昇降部材２２及び可動台１８の移動動作を停止させる制御命令を出す停止制御手段を備えている。さらに、移動制御装置は、使用する半導体ウエハ１２と保護テープ１４の厚み情報をあらかじめ入力して設定する設定手段を有する。また、移動制御装置は、停止制御手段に加えて、剥離用穿刺突起３６を保護テープ１２に突き刺す高さよりわずかに低い位置に穿刺突起３６が位置するように、昇降部材２２が移動した場合は、昇降部材２２の移動動作を停止させる制御をおこなうものである。移動制御装置及び停止制御手段の機能については、後の動作説明の中で詳しく述べる。
【００３１】
次に、テープ剥離装置１０のテープ剥離作業前に行う初期設定動作を、図２のフローチャートに基づいて説明する。
【００３２】
（ステップＳ１１）各部材が各々の初期位置に移動する。ここでは、図３に示す状態が原点位置であり、挟持部４０は、凸部４０ｂが剥離用穿刺突起３６の上方の離れた状態で保持され、差込部３４は、先端が剥離用穿刺突起３６の先端よりも後ろの方に収められている。
【００３３】
図３に現した各部の寸法と距離を示す記号の定義を説明すると、Ｔｗが半導体ウエハ１２の基板厚さ、Ｔｐがバンプ高さ、Ｂｏが測定ブロック５２の上面からテーブル５４の上面までの高さ方向の距離である。
【００３４】
（ステップＳ１２）水平部材２０とともに昇降部材２２が原点位置から移動して、図４に示すように、接触プローブ５０ａを測定ブロック５２上面に当接させ、原点位置から測定ブロック５２までの距離Ａｏを検知する。そして、その検知結果は図示しない移動制御装置に送られ、移動制御装置はこの検知結果に基づいて制御系座標の較正を行う。
【００３５】
（ステップＳ１３）水平部材２０と昇降部材２２が移動して、図５に示すように接触プローブ５０ａを半導体ウエハ１２上に貼付された保護テープ１４上面に当接させ、原点位置から保護テープ１４上面までの距離Ｅｏを検知する。そして、その検知結果は図示しない移動制御装置に送られる。
【００３６】
（ステップＳ１４）水平部材２０とともに昇降部材２２が移動して、図６に示すように剥離用穿刺突起３６を測定ブロック５２上面に当接させ、剥離用穿刺突起３６先端の位置を、原点から測定ブロック５２までの距離Ｄｏとして検知する。そして、その検知結果は図示しない移動制御装置に送られる。
【００３７】
（ステップＳ１５）移動制御装置は、半導体ウエハ１２上に貼付された保護テープ１４上面の位置を示す距離Ｅｏが、所定の規格範囲内であるか否かを判定する。そして、距離Ｅｏが規格範囲を逸脱したときはステップＳ１６へ、規格範囲内のときはステップＳ１７に進む。
【００３８】
（ステップＳ１６）距離Ｅｏが規格範囲を逸脱している場合、移動制御装置はアラームを発報すると共にテープ剥離装置１０の動作を停止させる。従って、例えば、テーブル５４上で半導体ウエハ１２が水平に固定されていない等の異常があれば、距離Ｅｏが規格範囲よりも短い値を示すことにより検知することができ、また、半導体ウエハ搬送機構の搬送エラーによりテーブル５４に半導体ウエハ１２が供給されていない等の異常があれば、距離Ｅｏが規格範囲よりも長い値を示すことにより検知することができる。
【００３９】
（ステップＳ１７）距離Ｅｏが規格範囲内である場合、移動制御装置は半導体ウエハ１２の状態に異常がないと判断し、水平部材２０と昇降部材２２は、ステップ１１で説明した初期位置に移動する。
【００４０】
（ステップＳ１８）移動制御装置の制御命令により、軸クランプユニット４４が動作し、ストッパ軸４２及びフランジ４２ｂの高さ位置を調節する。ストッパ軸４２が固定される位置は、昇降部材２２と一体に下降移動する剥離用穿刺突起３６の先端が、半導体ウエハ１２表面よりも距離αだけ高いところで停止させることができる位置であり、移動制御装置に設定された制御系座標が有する各部材の位置情報に基づく演算処理によって算出される。そして、剥離用穿刺突起３６先端の原点位置から停止位置までの距離ＳＴ１は、式（１）で表される。
【数１】
【００４１】
距離αは、半導体ウエハ１２自体の厚みのばらつきとテープ剥離装置１０の位置決め誤差を考慮して、剥離用穿刺突起３６の先端が半導体ウエハ１２表面に接触しないように極力短い距離に設定する。従って、剥離用穿刺突起３６先端の位置、バンプ１２ａの高さよりも下方になるように距離ＳＴ１が設定されるのが好ましい。
【００４２】
（ステップＳ１９）停止処理手段が昇降部材２２及び可動台１８の移動動作を停止させる制御命令を発する判断基準とする第１の基準値を設定する。ここでは、第１の基準値を、ストッパ軸４２のフランジ４２ｂの上面と軸支持部４６の下面４６ｄとの隙間が距離β１になったときの位置センサ４８の出力とする。すなわち、この第１の基準値によって、昇降部材２２と一体に下降移動する剥離用穿刺突起３６の先端が、半導体ウエハ１２表面よりも距離（α＋β１）だけ高いところで停止させることを定めることができ、剥離用穿刺突起３６先端の原点位置から停止位置までの距離ＳＴ２は、式（２）で表される。
【数２】
【００４３】
距離β１は、フランジ４２ｂの上面と軸支持部４６の下面４６との接触を回避するための距離であり、動作停止動作までの通常の所要時間などを考慮して比較的短い距離に設定する。
【００４４】
（ステップＳ２０）停止処理手段が昇降部材２２及び可動台１８の移動動作を停止させる制御命令を発する判断基準とする第２の基準値を設定する。ここでは、第２の基準値を、ストッパ軸４２のフランジ４２ｂの上面と軸支持部４６の下面４６ｄとの隙間が距離β２になったときの位置センサ４８の出力とする。すなわち、この第２の基準値によって、昇降部材２２と一体に下降移動する剥離用穿刺突起３６の先端が半導体ウエハ１２表面のバンプ１２ａよりも距離（α＋β２）だけ高いところで停止させることを定めることができ、剥離用穿刺突起３６先端の原点位置から停止位置までの距離ＳＴ２は、式（３）で表される。
【数３】
【００４５】
距離β２は、剥離用穿刺突起３６の先端が半導体ウエハ１２表面に接触しないように半導体ウエハ１２自体の厚みのばらつきも考慮しつつ、保護テープの剥離動作に支障のない範囲で極力長い距離に設定する。従って、距離β２は距離β１よりも長いほうが望ましい。上述したステップＳ１０〜Ｓ２０の工程が完了すると、テープ剥離作業前の初期設定動作が終了する。
【００４６】
次に、テープ剥離装置１０のテープ剥離作業を行う動作を、図７のフローチャートに基づいて説明する。まず、（ステップＳ２１）図８に示すように、剥離用穿刺突起３６の先端を半導体ウエハ１２の外周端位置に移動する。このとき、剥離用穿刺突起３６先端の原点位置から当該外周端位置までの距離Ｄ１は、式（５）の条件の範囲内で、式（４）によって決定される。
【数４】
【数５】
【００４７】
距離Ｅｏは原点位置から保護テープ１２表面までの距離であり、保護テープ剥離の作業性確保の観点から、距離γは、保護テープ１４の基材１４ａの厚み分程度とすることが望ましい。これにより、半導体ウエハ１２自体の厚みのばらつきの影響もキャンセルすることができる。
【００４８】
（ステップＳ２２）剥離用穿刺突起３６が先端の方向に徐々に移動し、図９、図１０に示すように、保護テープ１４を捲り上げる。（ステップＳ２３）移動制御装置は、挿入進度ΔＣが距離Ｔｒに達したか否かを判定する。距離Ｔｒは、半導体ウエハ１２の外周端からの距離であってバンプ１２ａが存在しない領域を示す距離としてあらかじめ設定されており、一般的には２．５〜３ｍｍ程度である。挿入進度ΔＣは、移動制御装置に設定された制御系座標が有する各部材の位置情報に基づいて認識する。
【００４９】
そして、図９に示す状態のように挿入進度ΔＣが距離Ｔｒに達していないときは、ステップＳ２２に戻る。また、図１０に示す状態のように挿入進度ΔＣが距離Ｔｒに達したときはステップＳ２４に進む。
【００５０】
（ステップＳ２４）剥離用穿刺突起３６が進入方向から僅かに斜め上方に移動して、保護テープ１４の端部を斜め上方に引き上げる。従って、万一、剥離用穿刺突起３６が半導体ウエハ１２の表面に接触しそうになっても、電子素子となる半導体ウエハ１２上のバンプ１２ａ等を傷付けることはない。そして、差込部３４が剥離用穿刺突起３６の前方に向けて移動し、同時に挟持部４０が下方に揺動して、図１１に示すように凸部４０ｂの先端と差込部３４とで保護テープ１４の端縁部を挟持する。そして、剥離部２４は、図１２に示すように、保護テープ１４の端縁部を挟持したまま前進し、保護テープ１４を半導体ウエハ１２から剥離する（ステップＳ２５）。
【００５１】
テープ剥離装置１０は、テープ剥離作業のステップＳ２１〜Ｓ２５で特に異常が生じなければ、次の半導体ウエハ１２がテーブル５４上に搬入され、上述のステップＳ１０〜Ｓ２５の工程を繰り返す。
【００５２】
万一、テープ剥離作業中のステップＳ２１〜Ｓ２５において、剥離用穿刺突起３６が下降移動して上記の距離ＳＴ１，ＳＴ２，ＳＴ３の少なくとも１つを超えた位置に達すると、即時にテープ剥離作業が停止する。
【００５３】
以上のように、移動制御装置には、剥離用穿刺突起３６先端の下降移動の許容限度位置として互いに異なる３つの距離ＳＴ１，ＳＴ２，ＳＴ３が設定され、さらに剥離用穿刺突起３６先端が距離ＳＴ１，ＳＴ２，ＳＴ３に達したことは、各々異なる手段で検知し所定の停止機構によって下降移動を停止させる。
【００５４】
距離ＳＴ１，ＳＴ２，ＳＴ３は、式（１）〜（３）に示すように、距離ＳＴ１＞距離ＳＴ２、距離ＳＴ１＞距離ＳＴ３の関係を有し、例えば１０μｍ以下の精度で設定され、かつ同様な精度の検知が可能である。従って、保護テープの剥離作業中に剥離用穿刺突起３６先端が距離ＳＴ２，ＳＴ３のいずれか一方を超えて下降した時点で、速やかに停止処理手段の制御命令によって昇降部材２２及び可動台１８の移動動作を停止させ、剥離用穿刺突起３６が半導体ウエハ１２に接触することを回避する。そして、仮に昇降部材２２及び可動台１８の停止が想定以上に遅れたとしても、剥離用穿刺突起３６先端が距離ＳＴ１に達したところでストッパ軸４２のフランジ４２ａが軸支持部４６の下面４６ｄを係止し、機械的方法によって時間遅れなくその移動動作を停止させることができる。従って、テープ剥離装置１０は、３重の保護によって、半導体ウエハ１２の破損を回避する動作と、フランジ４２ａが軸支持部４６の下面４６ｄを係止する動作が頻繁に起こらないようにして当該係止部分に磨耗や破損が生じにくくする動作を実現することができる。
【００５５】
なお、この発明のテープ剥離装置は上記実施形態に限定されるものではなく、昇降部材及び可動台の各移動動作を制御する移動制御装置と、保護テープ表面の位置を検知するテープ検知センサにより、テープ検知センサで検知された保護テープ表面の位置と、あらかじめ入力されて設定された保護テープ表面位置との差が所定の値を超えていた場合に、昇降部材及び可動台の移動動作を停止させる制御を行うようにしてもよい。
【００５６】
位置センサは、複数の出力を有し、穿刺突起が半導体ウエハ表面のバンプを回避する高さまで上昇したときに、その出力がなされ、剥離用穿刺突起が半導体ウエハ表面のバンプに接することなく、可動台がバンプ領域を動作するように制御しても良い。
【００５７】
さらに、ストッパ部材は、昇降部材と一体に下降移動する部材を係止する構造であればよく、昇降部材の下面を直接係止する構造や、軸支持部以外の部材の下面等を係止する構造であってもよい。
【００５８】
また、低コストで汎用のテープ剥離装置を構成する場合は、停止制御手段を設けなくともよい。また、テープ剥離装置の始業点検を行い、テープ剥離作業の開始前に制御系座標の調整が行われるとき等は、テープ剥離装置に測定ブロック及び測定手段を設けなくともよい。停止制御手段を設ける場合でも、停止制御手段に設定する基準値は、必要に応じて１つ又は３つ以上設定してもよい。
【００５９】
さらに、テープ検知センサや位置センサ等の測定手段は接触式のセンサに限定するものではなく、例えばレーザ光等の光学的計測手段を利用した非接触式のセンサ等であってもよい。
【符号の説明】
【００６０】
１０ テープ剥離装置
１２ 半導体ウエハ
１４ 保護テープ
１６ 基台
１８ 可動台
２０ 水平部材
２２ 昇降部材
２４ 剥離部
２８ モータ
３０ ボールネジ
３４ 差込部
３６ 剥離用穿刺突起
４０ 挟持部
４２ ストッパ軸
４２ａ 軸部
４２ｂ フランジ
４４ 軸クランプユニット
４６ 軸支持部
４６ａ 本体
４６ｄ 下面
４８ 位置センサ
５０ 測定手段
５０ａ 接触プローブ
５２ 測定ブロック
５４ テーブル
【特許請求の範囲】
【請求項１】
表面に保護テープが貼付された半導体ウエハが載置されるテーブルと、前記テーブルに対して水平方向に移動可能に設けられた可動台と、前記可動台に対して上下動可能に設けられた昇降部材と、前記保護テープの端面に差し込まれる剥離用穿刺突起と、前記昇降部材に設けられ前記剥離用穿刺突起を保持した剥離部と、前記剥離用穿刺突起により剥離された前記保護テープを挟持する挟持部とを備え、前記剥離用穿刺突起により剥離された端縁部を捲り上げ、この捲り上げられた前記保護テープ端縁部を前記挟持部により挟んで保持し、その保持した部分を移動させて前記保護テープを前記半導体ウエハから剥離するテープ剥離装置において、
前記可動台に対して上下方向に位置調整可能に固定され、前記昇降部材の下降位置を、前記剥離用穿刺突起が前記半導体ウエハの表面位置よりも高い位置に制限するストッパ部材と、
前記昇降部材及び前記可動台の各移動動作を制御する移動制御装置とを備え、
前記ストッパ部材は、前記保護テープの端面に前記剥離用穿刺突起が差し込まれる前に前記可動台に対する相対位置が固定され、前記昇降部材が下降移動したときに、所定の係止位置で前記昇降部材の下降移動を停止可能に設けられたこと特徴とするテープ剥離装置。
【請求項２】
前記ストッパ部材は、前記昇降部材の貫通孔に挿通された軸部とその一端に形成され前記貫通孔の下側周縁部に係止可能な当接部とから成り、
前記ストッパ部材の前記当接部は、前記昇降部材が下降移動したときに、前記昇降部材を前記貫通孔の下方で係止し、前記昇降部材の下降移動を停止させること特徴とする請求項１記載のテープ剥離装置。
【請求項３】
前記昇降部材と前記ストッパ部材の所定位置との相対的な位置関係を検出する位置センサを備え、
前記位置センサは、前記昇降部材と前記ストッパが接触する位置よりも前記昇降部材が僅かに高い位置で前記昇降部材を検知して出力し、前記移動制御装置により前記昇降部材の移動を停止させることを特徴とする請求項１記載のテープ剥離装置。
【請求項４】
前記移動制御装置は、前記昇降部材の下降移動の許容限度位置を示す所定の基準値と前記位置センサの出力とを比較し、前記位置センサの出力が前記基準値を逸脱すると、前記昇降部材及び前記可動台の移動動作を停止させる制御を行う停止制御手段を備え、
前記許容限度位置は、前記昇降部材が下降移動して前記昇降部材の一部が前記ストッパ部材に当接して係止される位置よりも高い位置であることを特徴とする請求項３記載のテープ剥離装置。
【請求項５】
前記ストッパ部材が前記可動台に対して固定される位置は、前記昇降部材とともに下降移動した前記剥離用穿刺突起の先端が、前記テーブルに載置された前記半導体ウエハ表面に達する前に、前記昇降部材の下降移動を停止させる位置であることを特徴とする請求項２，３または４記載のテープ剥離装置。
【請求項６】
前記位置センサは、前記昇降部材が前記ストッパから離れて、前記穿刺突起が前記半導体ウエハのバンプを回避可能な高さまで上昇したときにもその出力がなされ、前記移動制御装置は、前記可動台による前記半導体ウエハの前記バンプ上方での動作を許可すること特徴とする請求項３記載のテープ剥離装置。
【請求項７】
前記剥離用穿刺突起の先端位置を測定する測定ブロックと、所定の位置から前記測定ブロックと前記保護テープ表面の位置までの上下方向距離を検知する測定手段とを備え、前記移動制御装置は、前記測定ブロックを用いた測定結果と前記測定手段の検知結果とに基づいて前記ストッパ部材の固定位置及び前記昇降部材の下降移動の許容限度位置を算出することを特徴とする請求項３記載のテープ剥離装置。
【請求項８】
表面に保護テープが貼付された半導体ウエハが載置されるテーブルと、前記テーブルに対して水平方向に移動可能に設けられた可動台と、前記可動台に対して上下動可能に設けられた昇降部材と、前記保護テープの端面に差し込まれる剥離用穿刺突起と、前記昇降部材に設けられ前記剥離用穿刺突起を保持した剥離部と、前記剥離用穿刺突起により剥離された前記保護テープを挟持する挟持部とを備え、前記剥離用穿刺突起により剥離された端縁部を捲り上げ、この捲り上げられた前記保護テープ端縁部を前記挟持部により挟んで保持し、その保持した部分を移動させて前記保護テープを前記半導体ウエハから剥離するテープ剥離装置において、
前記昇降部材及び前記可動台の各移動動作を制御する移動制御装置と、
前記保護テープ表面の位置を検知するテープ検知センサとを備え、
前記移動制御装置は、前記テープ検知センサにより検知された前記保護テープ表面の位置と、予め設定された保護テープ表面位置との差が、所定の閾値を超えていた場合に、前記昇降部材及び前記可動台の移動動作を停止させる制御を行う停止制御手段を備えたこと特徴とするテープ剥離装置。
【請求項９】
前記移動制御装置は、使用する前記半導体ウエハと前記保護テープの厚み情報をあらかじめ設定する設定手段を有すること特徴とする請求項８記載のテープ剥離装置。
【請求項１０】
前記移動制御装置は、前記停止制御手段に加えて、前記剥離用穿刺突起を前記保護テープに突き刺す高さよりわずかに低い位置に前記昇降部材が移動した場合は、前記昇降部材の移動動作を停止させる制御を行うこと特徴とする請求項８記載のテープ剥離装置。
【請求項１】
表面に保護テープが貼付された半導体ウエハが載置されるテーブルと、前記テーブルに対して水平方向に移動可能に設けられた可動台と、前記可動台に対して上下動可能に設けられた昇降部材と、前記保護テープの端面に差し込まれる剥離用穿刺突起と、前記昇降部材に設けられ前記剥離用穿刺突起を保持した剥離部と、前記剥離用穿刺突起により剥離された前記保護テープを挟持する挟持部とを備え、前記剥離用穿刺突起により剥離された端縁部を捲り上げ、この捲り上げられた前記保護テープ端縁部を前記挟持部により挟んで保持し、その保持した部分を移動させて前記保護テープを前記半導体ウエハから剥離するテープ剥離装置において、
前記可動台に対して上下方向に位置調整可能に固定され、前記昇降部材の下降位置を、前記剥離用穿刺突起が前記半導体ウエハの表面位置よりも高い位置に制限するストッパ部材と、
前記昇降部材及び前記可動台の各移動動作を制御する移動制御装置とを備え、
前記ストッパ部材は、前記保護テープの端面に前記剥離用穿刺突起が差し込まれる前に前記可動台に対する相対位置が固定され、前記昇降部材が下降移動したときに、所定の係止位置で前記昇降部材の下降移動を停止可能に設けられたこと特徴とするテープ剥離装置。
【請求項２】
前記ストッパ部材は、前記昇降部材の貫通孔に挿通された軸部とその一端に形成され前記貫通孔の下側周縁部に係止可能な当接部とから成り、
前記ストッパ部材の前記当接部は、前記昇降部材が下降移動したときに、前記昇降部材を前記貫通孔の下方で係止し、前記昇降部材の下降移動を停止させること特徴とする請求項１記載のテープ剥離装置。
【請求項３】
前記昇降部材と前記ストッパ部材の所定位置との相対的な位置関係を検出する位置センサを備え、
前記位置センサは、前記昇降部材と前記ストッパが接触する位置よりも前記昇降部材が僅かに高い位置で前記昇降部材を検知して出力し、前記移動制御装置により前記昇降部材の移動を停止させることを特徴とする請求項１記載のテープ剥離装置。
【請求項４】
前記移動制御装置は、前記昇降部材の下降移動の許容限度位置を示す所定の基準値と前記位置センサの出力とを比較し、前記位置センサの出力が前記基準値を逸脱すると、前記昇降部材及び前記可動台の移動動作を停止させる制御を行う停止制御手段を備え、
前記許容限度位置は、前記昇降部材が下降移動して前記昇降部材の一部が前記ストッパ部材に当接して係止される位置よりも高い位置であることを特徴とする請求項３記載のテープ剥離装置。
【請求項５】
前記ストッパ部材が前記可動台に対して固定される位置は、前記昇降部材とともに下降移動した前記剥離用穿刺突起の先端が、前記テーブルに載置された前記半導体ウエハ表面に達する前に、前記昇降部材の下降移動を停止させる位置であることを特徴とする請求項２，３または４記載のテープ剥離装置。
【請求項６】
前記位置センサは、前記昇降部材が前記ストッパから離れて、前記穿刺突起が前記半導体ウエハのバンプを回避可能な高さまで上昇したときにもその出力がなされ、前記移動制御装置は、前記可動台による前記半導体ウエハの前記バンプ上方での動作を許可すること特徴とする請求項３記載のテープ剥離装置。
【請求項７】
前記剥離用穿刺突起の先端位置を測定する測定ブロックと、所定の位置から前記測定ブロックと前記保護テープ表面の位置までの上下方向距離を検知する測定手段とを備え、前記移動制御装置は、前記測定ブロックを用いた測定結果と前記測定手段の検知結果とに基づいて前記ストッパ部材の固定位置及び前記昇降部材の下降移動の許容限度位置を算出することを特徴とする請求項３記載のテープ剥離装置。
【請求項８】
表面に保護テープが貼付された半導体ウエハが載置されるテーブルと、前記テーブルに対して水平方向に移動可能に設けられた可動台と、前記可動台に対して上下動可能に設けられた昇降部材と、前記保護テープの端面に差し込まれる剥離用穿刺突起と、前記昇降部材に設けられ前記剥離用穿刺突起を保持した剥離部と、前記剥離用穿刺突起により剥離された前記保護テープを挟持する挟持部とを備え、前記剥離用穿刺突起により剥離された端縁部を捲り上げ、この捲り上げられた前記保護テープ端縁部を前記挟持部により挟んで保持し、その保持した部分を移動させて前記保護テープを前記半導体ウエハから剥離するテープ剥離装置において、
前記昇降部材及び前記可動台の各移動動作を制御する移動制御装置と、
前記保護テープ表面の位置を検知するテープ検知センサとを備え、
前記移動制御装置は、前記テープ検知センサにより検知された前記保護テープ表面の位置と、予め設定された保護テープ表面位置との差が、所定の閾値を超えていた場合に、前記昇降部材及び前記可動台の移動動作を停止させる制御を行う停止制御手段を備えたこと特徴とするテープ剥離装置。
【請求項９】
前記移動制御装置は、使用する前記半導体ウエハと前記保護テープの厚み情報をあらかじめ設定する設定手段を有すること特徴とする請求項８記載のテープ剥離装置。
【請求項１０】
前記移動制御装置は、前記停止制御手段に加えて、前記剥離用穿刺突起を前記保護テープに突き刺す高さよりわずかに低い位置に前記昇降部材が移動した場合は、前記昇降部材の移動動作を停止させる制御を行うこと特徴とする請求項８記載のテープ剥離装置。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【図１３】
【図１４】
【図１５】
【図１６】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【図１３】
【図１４】
【図１５】
【図１６】
【公開番号】特開２０１０−２０６０８８（Ｐ２０１０−２０６０８８Ａ）
【公開日】平成２２年９月１６日（２０１０．９．１６）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００９−５２１４６（Ｐ２００９−５２１４６）
【出願日】平成２１年３月５日（２００９．３．５）
【出願人】（５９１１２４７２１）立山マシン株式会社 (36)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２２年９月１６日（２０１０．９．１６）
【国際特許分類】
【出願日】平成２１年３月５日（２００９．３．５）
【出願人】（５９１１２４７２１）立山マシン株式会社 (36)
【Ｆターム（参考）】
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