脆質部材の転着装置
【課題】硬質部材に貼付られた脆質部材に必要以上のストレスを加えることなく、硬質部材を剥離することができ、また剥離ミスによる脆質部材の破損等を効果的に防止しうる、脆質部材の転着装置を提供する
【解決手段】硬質部材の上面に両面接着シートを介して脆質部材を貼付してなる貼付構造体から硬質部材を剥離して接着シートに脆質部材を転着させるのにあたり、貼付構造体の脆質部材側に接着シートを貼付してフレームと一体化した後、その硬質部材側をテーブル８上に位置決め固定し、かつ、フレーム６を該テーブル８の表面に対し斜め上方に立ち上げる。このとき、フレーム６は、トルク制御モータ１２により、所定のトルクで回転軸１３を支点として、テーブル８の表面に対し斜め上方に立ち上げ、このフレーム６の立ち上がる力、すなわち上記所定のトルクで脆質部材から硬質部材が剥離されるものとする。また、硬質部材の剥離の際に、２つの反射型センサ３８−１、３８−２からなる剥離確認手段３７により、その剥離動作の確認が行われるものとする。
【解決手段】硬質部材の上面に両面接着シートを介して脆質部材を貼付してなる貼付構造体から硬質部材を剥離して接着シートに脆質部材を転着させるのにあたり、貼付構造体の脆質部材側に接着シートを貼付してフレームと一体化した後、その硬質部材側をテーブル８上に位置決め固定し、かつ、フレーム６を該テーブル８の表面に対し斜め上方に立ち上げる。このとき、フレーム６は、トルク制御モータ１２により、所定のトルクで回転軸１３を支点として、テーブル８の表面に対し斜め上方に立ち上げ、このフレーム６の立ち上がる力、すなわち上記所定のトルクで脆質部材から硬質部材が剥離されるものとする。また、硬質部材の剥離の際に、２つの反射型センサ３８−１、３８−２からなる剥離確認手段３７により、その剥離動作の確認が行われるものとする。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、脆質部材、例えば半導体ウエハ等を硬質部材、例えばガラス等に貼付した状態で、極薄の厚みに加工した後、脆質部材から硬質部材を剥離してダイシングシート等の接着シートに脆質部材を転着させるときに用いられる、脆質部材の転着装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、この種の脆質部材の転着装置としては、例えば、特許文献１に記載の構造のものが知られている。同文献の転着装置は、図１１に示す剥離対象物１、すなわち硬質部材２とその上面に両面接着シート３を介して貼付された脆質部材４とからなる貼付構造体５の脆質部材４側に、ダイシングシート７等の接着シートを介してフレーム６と一体化したものから、硬質部材２を剥離して接着シート側に脆質部材４を転着させるものである。
【０００３】
この剥離・転着の方式として、同文献の転着装置では、剥離対象物１の硬質部材２側をテーブル上に位置決め固定した上で、カム機構を使って前記フレーム６を該テーブルの表面に対し斜め上方に立ち上げると、脆質部材４から硬質部材２が剥離されてダイシングシート７等の接着シート側に脆質部材４が転着されるという方式を採用している。
【０００４】
しかしながら、上記のような従来の転着装置によると、簡単なカム機構だけでフレーム６を立ち上げる構造を採っているため、そのフレーム６を立ち上げる力が一定でなく、脆質部材４に必要以上のストレスが加わることがあり、脆質部材４を無理なく剥離することができないことが分かった。
【０００５】
また、この従来の転着装置によると、正常に硬質部材２の剥離が開始されたかどうかも分からず、剥離ミスが生じているにも拘らず、フレーム６が立ち上がろうとすることにより、脆質部材４に無理な力が加わり、剥離ミスによる脆質部材４の破損等が生じるおそれがあることも判明した。
【特許文献１】特開２００３−３３８５３４号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
本発明は、上記問題点を解決するためになされたもので、その目的とするところは、脆質部材に必要以上のストレスを加えることなく、硬質部材を剥離することができ、また、剥離ミスによる脆質部材の破損等を効果的に防止しうる、脆質部材の転着装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
上記目的を達成するために、本発明は、硬質部材とその上面に貼付された脆質部材とからなる貼付構造体の脆質部材側に、接着シートを介してフレームと一体化し、その後、前記硬質部材側をテーブル上に位置決め固定し、かつ、前記フレームを前記テーブルの表面に対し斜め上方に立ち上げることにより、前記脆質部材から前記硬質部材を剥離して前記接着シート側に前記脆質部材を転着させる装置において、前記硬質部材と前記脆質部材との間に剥離の切っ掛けを形成する剥離切っ掛け形成手段と、前記剥離切っ掛け形成手段で形成した前記切っ掛けからの前記硬質部材の剥離を確認する剥離確認手段と、前記剥離確認手段で剥離の確認を行いながら、前記フレーム全体を所定のトルクで前記テーブルの表面に対し斜め上方に立ち上げるフレーム駆動手段とを有することを特徴とする。
【０００８】
本発明では、フレーム駆動手段がフレーム全体を所定のトルクでテーブルの表面に対し斜め上方に立ち上げ、このフレームの立ち上がる力、すなわち前記所定のトルクで脆質部材から硬質部材が剥離される。この際、剥離確認手段で剥離の確認が行われる。
【０００９】
本発明において、前記剥離確認手段については、前記切っ掛けから始まる前記硬質部材の初期剥離を検知する第１のセンサを具備する構成を採用することができる。
【００１０】
本発明において、前記剥離確認手段については、さらに、前記硬質部材の剥離完了を検知する第２のセンサを具備するように構成してもよい。
【００１１】
前記フレーム駆動手段としては、設定したトルクと等しくなるように出力トルクが制御されるトルク制御可能なモータと、当該トルク制御可能なモータの出力軸に連結された回転軸と、前記回転軸に固定されるとともに、前記フレームを支持する一対の支持アームとからなり、前記トルク制御可能なモータが作動し、前記回転軸が所定角度で回転動作することによって前記両支持アームが前記回転軸を支点として前記テーブルの表面に対し斜め上方に立ち上がる構造を採用することができる。
【００１２】
本発明において、前記剥離切っ掛け形成手段については、前記硬質部材と前記脆質部材との間に向かってスライドして入り込む刃物からなるものとしてよい。
【００１３】
また、本発明において、前記脆質部材は、両面粘着シートを介して前記硬質部材の上面に貼付されてなるものとしてよい。この場合、前記剥離切っ掛け形成手段については、前記両面粘着シートの両粘着剤層のうち、その硬質部材側の粘着剤層に向かってスライド可能に設けられた刃物を備えるとともに、当該刃物の刃先が前記硬質部材側の粘着剤層の外周から内部に向けて所定の深さ入り込んで剥離の切っ掛けを作る構造とすることができる。
【００１４】
上記のような剥離切っ掛け形成手段の構造を採用した場合は、刃物の刃先が硬質部材側の粘着剤層の内部にスムーズに入り込んで剥離の切っ掛けを形成するから、切っ掛けの形成ミスが減る等の利点がある。
【００１５】
本発明において、前記剥離切っ掛け形成手段については、前記刃物が所定位置に入り込まなかったことを検知する検知手段を備えてもよい。
【発明の効果】
【００１６】
本発明にあっては、以下の作用効果を奏する。
（１）フレーム駆動手段がフレーム全体を所定のトルクでテーブルの表面に対し斜め上方に立ち上げられ、このフレームの立ち上がる力、すなわち前記所定のトルクで脆質部材から硬質部材が剥離されるから、脆質部材に必要以上のストレスが加わることを効果的に防止することができ、無理なく硬質部材を剥離することができる。
（２）硬質部材の剥離の際に剥離確認手段によりその剥離の確認が行われるから、剥離ミスによる脆質部材の破損等を効果的に防止しうる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１７】
以下、本発明を実施するための最良の形態について、添付した図面を参照しながら詳細に説明する。
【００１８】
図１は本発明の一実施形態である脆質部材の転着装置全体の概略斜視図、図２は図１の転着装置における剥離動作途中の概略斜視図、図３は図１の転着装置を構成する剥離切っ掛け形成手段の拡大斜視図、図４は図１中のＡ−Ａ線での転着装置の断面図、図５は図２中のＡ−Ａ線での転着装置の断面図、図６は図１中のＢ−Ｂ線での転着装置の断面図、図１１は図１の転着装置等にセットされる剥離対象物（ダイシングシート７を介してフレームと一体化された貼付構造体）の断面図である。
【００１９】
まず、本実施形態に使用する剥離対象物について簡単に説明する。前記剥離対象物は、図１１に示すように硬質部材２（ガラス板）とその上面に両面粘着シート３を介して貼付された脆質部材４（半導体ウエハ）とからなる貼付構造体５を有し、さらに、この貼付構造体５の脆質部材４側に、ダイシングシート７（接着シート）を介してフレーム６と一体化された構造となっている（以下「剥離対象物１」という）。前記両面粘着シート３の両粘着剤層３ａ、３ｂのうち、硬質部材側の粘着剤層３ａについては紫外線で硬化し、粘着力が著しく低下する粘着剤が用いられ、脆質部材側の粘着剤層３ｂについては弱粘性の接着剤が用いられている。また、前記硬質部材２については脆質部材４と略同形状の透明ガラス板が採用され、前記脆質部材４については、硬質部材２に貼付した状態で極薄の厚みに研削加工された半導体ウエハが採用されている。尚、本実施形態では、ダイシングシート７を接着シートとして用いるが、ダイシングシート以外のシートを接着シートとして用いることもできる。
【００２０】
本実施形態の転着装置Ｍは、剥離対象物１の脆質部材４（半導体ウエハ）から硬質部材２（ガラス板）を剥離して脆質部材４（半導体ウエハ）をダイシングシート７側に転着させる装置である。
【００２１】
かかる転着の方式として、本実施形態の転着装置Ｍは、上記のような剥離対象物１に対して、その硬質部材２側をテーブル８上に位置決め固定し、かつ、そのフレーム６全体をテーブル８の表面に対し斜め上方に立ち上げる方式を採用している。この方式を採用した本実施形態の転着装置Ｍは、具体的には以下のように構成されている。
【００２２】
本実施形態の転着装置Ｍは、図１、図２に示したように、硬質部材２を位置決め固定する手段として、テーブル８を備えている。このテーブル８は表面が平面となっており、当該テーブル８の表面には凹部９が形成され、この凹部９は当該テーブル８の一端側が開口部９ａとなっている。当該凹部９の底面にはバキューム孔１０が複数形成され、（図６参照）これらのバキューム孔１０は、図示しない負圧発生装置にホース等を介して接続され、前記凹部９の表面に硬質部材２を吸引固定できるように構成されている。尚、本実施形態では、硬質部材２として円形のガラス板を用いるため、この硬質部材の円形状に合わせて、複数のバキューム孔１０が環状に配置される構造を採っているが、これ以外のバキューム孔１０の配置構造を採用してもよい。
【００２３】
テーブル８の表面から凹部９の底面までの深さは、硬質部材２の厚みに合わせて設定されている。具体的には、図１１に示す剥離対象物１の硬質部材２側が凹部９の底面に吸引固定されたときに、硬質部材２の上面がテーブル８の表面と面一となるように設定される（図８（ａ）参照）。
【００２４】
また、本実施形態の転着装置Ｍは、フレーム６を所定のトルクでテーブル８の表面に対し斜め上方に立ち上げる手段として、フレーム駆動手段１１を備えている。このフレーム駆動手段１１は、具体的にはトルク制御可能なモータ１２、回転軸１３、および一対の支持アーム１４等から構成されている。
【００２５】
トルク制御可能なモータ１２（以下「トルク制御モータ１２」という）は、その出力トルクが、あらかじめ設定されたトルクが出力されるように制御できるモータであって、図示しないモータ支持台を介してテーブル８の横後方に配置されている（図１参照）。
【００２６】
回転軸１３は、テーブル８の後方に設けられるとともに、テーブル８の表面と平行に配置されている。また、この回転軸１３は、その一端１３ａ側がカップリング１５を介してトルク制御モータ１２の出力軸に連結されている。尚、この回転軸１３は、図示しない周知の軸受けを介して、その軸心周りに回転可能に支持されている。
【００２７】
一対の支持アーム（１４−１）、（１４−２）は、それぞれアーム後端１４ａ、１４ａ側が回転軸１３に固定され、互いに平行となるように設けられ、フレーム６をその下面側から支持する構造となっており、本実施形態においては、図６のように、それぞれの支持アーム１４の内側上面に段部１６を形成するとともに、フレーム６の外周２箇所に形成された直線部分６ａが、前記両段部１６上に載置される構造を採用している。
【００２８】
尚、本実施形態においては、一対の支持アーム１４からのフレーム６の脱落を防止するために、図２に示すように一対の支持アーム１４のアーム後端１４ａの反対側を連結バー１７で連結するとともに、この連結バー１７の両側にクランプ手段１８を設け、当該クランプ手段１８でフレーム６を掴んで固定する構造を採用している。
【００２９】
ところで、トルク制御モータ１２の作動により回転軸１３がその軸心周りに回転動作すると、一対の支持アーム１４は、図２のように、回転軸１３を支点としてテーブル８の表面に対し斜め上方に立ち上がる。従って、一対の支持アーム１４上に載置されたフレーム６も一体的に同方向に立ち上がる。その際、フレーム６は所定のトルク、すなわちトルク制御モータ１２の出力トルクに応じて立ち上がることとなる。所定トルクは脆質部材４の厚みや形状、大きさ等によって異なるが、オペレータが任意に設定することができる。また、剥離初期段階、剥離途中段階、剥離最終段階等に分けてトルク制御モータの出力トルクを変更しながら剥離するようにしてもよい。
【００３０】
さらに、本実施形態の転着装置Ｍは、剥離対象物１の硬質部材２側がテーブル８の凹部９の底面に吸引固定された状態で、その硬質部材２と脆質部材４との間に剥離の切っ掛けを形成する手段（剥離切っ掛け形成手段１９）を備えている。
【００３１】
前記剥離切っ掛け形成手段１９は、具体的には、硬質部材２と脆質部材４との間に介在する両面粘着シート３の両粘着剤層３ａ、３ｂのうち、その硬質部材と粘着剤層３ａとの界面に向かってスライド可能に設けた刃物２０を備えるとともに、その刃物２０の刃先が硬質部材２側の粘着剤層３ａの外周から内部に向けて所定の深さ入り込んで剥離の切っ掛け（図９の符号４０で示す部位を参照）を作る。
【００３２】
前記刃物２０は、テーブル８の正面８ａ側に位置し、テーブル後方の回転軸１３と対向するように配置されるとともに、その位置から後述の刃物スライド駆動手段２１を介してスライド駆動される。この際、当該刃物２０は、テーブル８の表面に対し所定の角度で傾斜しつつ、テーブル８上を滑るようにスライド移動して、硬質部材２と粘着剤層３ａの界面に到達する（図８（ｂ）参照）。
【００３３】
刃物スライド駆動手段２１は、図３に示したように、スライドユニット２２のスライダー２３上にリニアレール２４を介して刃物位置微調整ユニット２５を積層設置し、かつ、その刃物位置微調整ユニット２５の上部に設けられている刃物取付け台２６上に前記刃物２０を取り付けた構造となっている。
【００３４】
スライドユニット２２のスライダー２３は、周知のボールネジ機構等により、テーブル８の正面に対して前後方向にスライド可能に構成されている。
【００３５】
リニアレール２４は、スライダー２３上に取り付けたスライドベース板２７と刃物位置微調整ユニット２５の下面に取り付けたユニット設置板２８との間に設けられ、スライダー２３側と刃物位置微調整ユニット２５側とをＹ軸方向に移動可能となるように取り付けられている。また、本実施形態における前記刃物スライド駆動手段２１は、スライドベース板２７に設けられたピン３３と、ユニット設置板２８に設けられたピン３２とが引っ張りバネ３１によりお互いを引き合うように連結されるとともに、ユニット設置板２８側に設けられた突出片２９がスライドベース板２７に取り付けられた係止部３０に当接して静止するように構成されている。
【００３６】
上記のような構造からなる刃物スライド駆動手段２１において、スライドユニット２２の作動によりスライダー２３をテーブル８の正面８ａ方向に前進させると、通常は、引っ張りバネ３１の作用により、スライドベース板２７側の係止部３０とユニット設置板２８側の突出片２９とが当接した状態のままリニアレール２４上の全部品（刃物２０、刃物位置微調整ユニット２５、ユニット設置板２８等）がスライダー２３に追従して該スライダーと同方向に同速度で前進する。
【００３７】
ところで、本装置Ｍの場合、テーブル８の凹部９底面に硬質部材２が吸引固定されたときは、その硬質部材２の上に位置する両面粘着シート３の硬質部材側の粘着剤層３ａと硬質部材２との界面がテーブル８の表面と面一となるように設定されている。このため、通常は、硬質部材２の上部側がテーブル８の表面より上に飛び出ることはない。しかし、硬質部材２の厚みにバラツキが生じることは避けられず、硬質部材２の厚みのバラツキが大きい場合は、硬質部材２の上部側がテーブル８の表面より上に飛び出る場合もある（図１２（ａ）参照）。この場合、刃物２０がテーブル８上を滑るように前進して硬質部材側の粘着剤層３ａに近づく構成を採ると、上記のように硬質部材２の飛び出た部位に刃物２０が衝突し引っ掛かってしまう。このような状態のままスライダー２３が前進し続けると、図１２（ｂ）に示すように、リニアレール２４より下側の部品、すなわちスライドベース板２７とスライダー２３だけが引っ張りバネ３１の作用に逆らいながら引き続き前進し、そのリニアレール２４上の全部品、すなわちユニット設置板２８、刃物位置調整ユニット２５、刃物２０は、その場で停止してスライダー２３のスライド動作に追従しなくなる。このような症状は、硬質部材２の厚みが凹部９の深さより小さい場合も同様で、刃物２０が両面粘着シート３又は、脆質部材４に引っ掛かってスライダー２３のスライド動作に追従しなくなる。
【００３８】
そこで、刃物スライド駆動手段２１には異常検知手段３４が設けられている。この異常検知手段３４は、上記のようにリニアレール２４より下側の部品だけが引っ張りバネ３１の作用に逆らいながら引き続き前進するという異常動作、すなわち刃物２０が所定位置（硬質部材２と粘着剤層３ａの界面）に入り込まなかったことを検知する手段である。
【００３９】
かかる異常検知手段３４は、発光素子３５−１、この発光素子からの光線を受光する受光素子３５−２とを一定の隙間を隔てて配置してなるセンサ３５、および、その発光素子３５−１から受光素子３５−２への光路を遮断するための遮光板３６を具備する。
【００４０】
前記異常検知手段３４のセンサ３５は、スライドベース板２７上に取り付けられるとともに、そのセンサ３５を構成する発光素子３５−１と受光素子３５−２がスライドベース板２７のスライド方向と直交する線上に並んで配置される。また、前記遮光板３６は、ユニット設置板２８側に取り付けられるとともに、前記発光素子３５−１と受光素子３５−２との隙間Ｇ１の前方に配置され、正常な動作では遮光板３６は前記センサの光路を遮断することはなく、ＯＮ状態となっている。しかし、上記のような異常動作により、スライドベース板２７のみが前進すると、発光素子３５−１と受光素子３５−２の隙間Ｇ１が遮光板３６によって遮光され、センサ３５のセンサ出力は、ＯＮからＯＦＦ状態となって異常を検知する。
【００４１】
刃物位置微調整ユニット２５には４つの摘み２５ａ〜２５ｄが設けられている。これら４つの摘み２５ａ〜２５ｄは、刃物取付け台２６に取り付けられている刃物２０の位置や傾斜角度を微調整する手段である。例えば、３つの摘み２５ａ〜２５ｃをそれぞれ個別に操作すると、Ｘ、Ｙ、Ｚの三軸方向に刃物２０の位置を個別に微調整できる。また、残りの１つの摘み２５ｄを操作すると、テーブル８の表面に対する刃物２０の傾斜角度を微調整できる。この種の摘み２５ａ〜２５ｄの操作により刃物２０の位置や傾斜角度を微調整する機構については周知の手段が適用されるため、その機構の詳細説明は省略する。
【００４２】
また、本実施形態の転着装置Ｍは、前記刃物２０で形成した切っ掛けからの脆質部材４の剥離を確認する手段（剥離確認手段３７）を有している。図４に示したように、この剥離確認手段３７は、第１および第２のセンサとして２つの反射型センサ３８−１、３８−２を備え、それぞれ個別にテーブル８の凹部９の底面に設けた窪み３９内に収容されている。一方の反射型センサ３８−１（以下「第１反射型センサ」という）は、刃物２０で形成された切っ掛けから始まる硬質部材２の初期剥離を検知するために、その切っ掛けが作られる部位付近、具体的には刃物２０が接近するテーブル８上の正面８ａ側に配置されている。他方の反射型センサ３８−２（以下「第２反射型センサ」という）は、硬質部材２の剥離完了を検知するために、硬質部材２の剥離が完了する部位付近、具体的にはテーブル８上の回転軸１３寄りに配置されている。
【００４３】
前記第１および第２反射型センサ３８−１、３８−２としては、いずれも、投受光素子を有する公知の限定反射型のセンサにより構成され、硬質部材２を透過して脆質部材４で反射した光線を受光することによってその距離を監視する。
【００４４】
ここで、一対の支持アーム１４により支持されたフレーム６は、トルク制御モータ１２の所定出力トルクで、回転軸１３を支点としてテーブル８の表面に対し斜め上方に立ち上がろうとする。硬質部材２が正常に剥離し始めると、第１反射型センサ３８−１がＯＮからＯＦＦ状態となり正常に剥離されていると判断する。そこで、トルク制御モータ１２の作動によりフレーム６を斜め上方に立ち上げる動作が開始されてから所定時間経過しても、第１反射型センサ３８−１のセンサ出力がＯＮからＯＦＦ状態に切り換わらないときは、硬質部材２の初期剥離ミスが生じていることが確認できる。
【００４５】
以上の説明は、第１反射型センサ３８−１による硬質部材２の剥離検知方式についての説明であるが、第２反射型センサ３８−２も、第１反射型センサ３８−１と同様の方式で硬質部材２の剥離完了を検知する構成となっている。
【００４６】
次に、上記の如く構成された本実施形態の転着装置Ｍの動作について、図７乃至図１０を基に詳細に説明する。
【００４７】
本実施形態の転着装置Ｍにおいて、図１１に示すような貼付構造体５から硬質部材２を剥離する際は、まず、その段取り作業として、同図のように、貼付構造体５の脆質部材４側に、ダイシングシート７を介してフレーム６と一体化させておく。これが転着装置Ｍへの剥離対象物１となる。
【００４８】
尚、前記剥離対象物１において、その両面粘着シート３の硬質部材側の粘着剤層３ａについては、あらかじめ硬質部材２（透明のガラス板）側からの紫外線照射により硬化し、その粘着力が著しく低下しているものとする。
【００４９】
次に、図７（ａ）のように、前記剥離対象物１の硬質部材２がテーブル８の凹部９に入り込むように載置する。この際、水平となっている一対の支持アーム１４上に剥離対象物１のフレーム６部分が載置され、その状態のまま剥離対象物１を矢印の方向にスライドさせることによって、図７（ｂ）に示すように硬質部材２の円弧部が凹部９の円弧部内壁面に当接することによりテーブル８上の定位置に位置決めセットされる。ここまでの動作は人手によって行われてもよいが、多間接ロボット等によって自動化してもよい。
【００５０】
そして、位置決めセット作業が完了すると、凹部９の底面からバキューム孔１０を介して貼付構造体５の硬質部材２側を吸引する動作が行われる。この吸引動作によって、図８（ａ）のように、貼付構造体５全体が凹部９底面側に向かって下降し、これに応じてダイシングシート７が撓み、貼付構造体５の硬質部材２が凹部９底面に密着するように吸引固定される。これにより、硬質部材２の上に位置する両面粘着シート３の硬質部材側の粘着剤層３ａと硬質部材２との界面がテーブル８の表面と面一となる。
【００５１】
上記のような吸引固定の動作が完了すると、次に、硬質部材２の剥離の切っ掛けを形成する動作が行われる。すなわち、トルク制御モータ１２を作動させ、回転軸１３を支点として、図８（ｂ）のように一対の支持アーム１４が少しだけ斜め上方に立ち上がる。これにより、一対の支持アーム１４の先端側を連結している連結バー１７の下部側に、刃物２０が入り込める微小な隙間Ｇ２が形成される。そして、スライドユニット２２のスライダー２３をテーブル８の正面８ａに向かってスライド前進させ、テーブル８の正面８ａ側から刃物２０が前進して前記隙間Ｇ２に入り込む。
【００５２】
前記隙間Ｇ２に入り込んだ刃物２０は、さらに前進して両面粘着シート３の硬質部材側の粘着剤層３ａと硬質部材２との界面に向かう。このとき、当該刃物２０は、テーブル８の表面に対し所定の角度で傾斜しつつ、テーブル８上を滑るようにしてスライド移動する。そして、当該刃物２０の刃先が硬質部材側の粘着剤層３ａの外周から内部に所定の深さで入り込む。これにより、硬質部材側の粘着剤層３ａの外周には、図１０に示すような刃物２０の切り込みからなる剥離の切っ掛け４０が形成される。剥離の切っ掛け形成後は、スライドユニット２２のスライダー２３をスライド後退させ、刃物２０を元の位置に戻す。
【００５３】
上記のようにして刃物２０による剥離の切っ掛け４０が形成されると、次に剥離・転着動作が行われる。すなわち、回転軸１３を支点として、図９（ｂ）のように、更に一対の支持アーム１４が斜め上方に立ち上がることによって、貼付構造体５の硬質部材２がテーブル８側に吸引固定されたまま、同貼付構造体５の脆質部材４はフレーム６やダイシングシート７と一緒に一対の支持アーム１４で斜め上方に立ち上がり、これにより、前記剥離の切っ掛け４０からの硬質部材２の剥離が始まる。
【００５４】
そして、この硬質部材２の剥離は、更に支持アーム１４が斜め上方に立ち上がることで、図１０に破線で示すような波紋のように広がる。最終的に、剥離の切っ掛け４０から最も遠い位置まで硬質部材２の剥離が進行すると、第２反射型センサ３８−２の上方でも、貼付構造体５の脆質部材４がフレーム６やダイシングシート７と一緒に支持アーム１４で斜め上方に立ち上がるため、第２反射型センサ３８−２のセンサ出力がＯＮからＯＦＦに切り換わり、このセンサ出力の切り換わりを監視することにより硬質部材２の剥離の完了が確認される。このように完全に剥離した脆質部材４は硬質部材２から離れてダイシングシート７側に残る形で転着されている。
【００５５】
以上のようにしてダイシングシート７側に転着された脆質部材４（半導体ウエハ）は、その後ダイシングが行われてチップ化される。尚、ダイシング装置やダイシング後のチップをダイシングシートからピックアップする装置等については、周知の装置が適用される。
【００５６】
ところで、上記のように刃物２０で剥離の切っ掛け４０を形成しても、その切っ掛け４０から硬質部材２の剥離が始まらず、剥離ミスが生じる場合も想定される。例えば、両面粘着シート３の硬質部材側の粘着剤層３ａへの紫外線照射不良のため、粘着剤層３ａの粘着力が所望の値まで低下していないときや、剥離切っ掛け形成手段１９の刃物２０が脆質部材４と脆質部材側粘着剤層３ｂとの界面に入り込んだにもかかわらず、異常検知手段３４が異常を検知しなかった場合等に、剥離ミスが発生する可能性がある。剥離ミスが発生すると、脆質部材である半導体ウエハ等に不要なストレスが加わり蓄積されるため、剥離ミスはなるべく早めに検知するのが望ましい。
【００５７】
本実施形態の転着装置Ｍにおいては、上記のような剥離ミスを早期に発見検知する手段として、第１反射型センサ３８−１からのセンサ出力が利用される。すなわち、第１反射型センサ３８−１からのセンサ出力は、図示しない本装置Ｍの制御部へ出力される。
【００５８】
本装置Ｍの制御部は、第１反射型センサ３８−１からのセンサ出力の監視と、トルク制御モータ１２の動作時間のカウントを行い、これらのデータに基づいてトルク制御モータ１２の運転を制御する。
【００５９】
すなわち、トルク制御モータ１２の作動によりフレーム６を斜め上方に立ち上げる動作が開始されてから所定時間経過しても、第１反射型センサ３８−１からのセンサ出力がＯＮからＯＦＦに切り換わらないときは、前述の通り、切っ掛け４０からの硬質部材２の初期剥離ミスが発生していると判断し、これ以上剥離動作は続行させないようにする。そこで、本装置Ｍの制御部は、フレーム６の立ち上げ動作を一旦停止するために、トルク制御モータ１２に対し運転停止の指示を出力する。これにより、トルク制御モータ１２が停止し、フレーム６の立ち上げ動作が一時中断される。
【００６０】
その後、本装置Ｍの制御部は、フレーム６の立ち上げ動作を再実行するために、トルク制御モータ１２に対し運転再開の指示を出力する。これにより、トルク制御モータ１２が再起動し、フレーム６の立ち上げ動作が再実行される。
【００６１】
上記のような再実行動作を数回繰り返しても、第１反射型センサ３８−１からのセンサ出力がＯＮからＯＦＦに切り換わらず、依然として切っ掛け４０からの初期剥離ミスが発生する場合には、脆質部材４を保護するため、剥離・転着処理を中止したり、ブザーやランプ点灯等により、オペレータに知らせる等の対策をとるようにしてもよい。
【００６２】
また、脆質部材４の初期剥離に成功すると、第１反射型センサ３８−１のセンサ出力がＯＮからＯＦＦになるが、このＯＦＦになった時点から所定時間経過しても、第２反射型センサ３８−２のセンサ出力がＯＮからＯＦＦに切り換わらないときは、脆質部材４の剥離が完了しておらず、初期剥離の成功後に何らかの剥離ミスが生じていることになる。この場合も、本装置Ｍの制御部は、剥離動作を停止させたり、上記と同様にブザーやランプ点灯等により、オペレータに知らせることによって、脆質部材に損傷を与える前に対策をとることができる。
【００６３】
本実施形態の転着装置Ｍにあっては、フレーム駆動手段１１のトルク制御モータ１２がフレーム６全体を所定のトルクでテーブル８の表面に対し斜め上方に立ち上げ、このフレーム６の立ち上がる力、すなわち上記所定のトルクで脆質部材４から硬質部材２が剥離されるから、脆質部材４に必要以上のストレスが加わることを効果的に防止することができ、無理なく硬質部材を剥離することができる。
【００６４】
また、本実施形態の転着装置Ｍによると、硬質部材２の剥離の際に剥離確認手段３７によりその剥離の確認が行われるから、剥離ミスによる脆質部材４の破損等を効果的に防止しうる。
【図面の簡単な説明】
【００６５】
【図１】本発明の一実施形態である脆質部材の転着装置全体の概略斜視図。
【図２】図１の転着装置における剥離動作途中の概略斜視図。
【図３】図１の転着装置を構成する剥離切っ掛け形成手段の拡大斜視図。
【図４】図１中のＡ−Ａ線での転着装置の断面図。
【図５】図２中のＡ−Ａ線での転着装置の断面図。
【図６】図１中のＢ−Ｂ線での転着装置の断面図。
【図７】図１の転着装置への位置決め載置動作説明図であり、（ａ）は図１１の剥離対象物をテーブルに配置した状態の説明図、（ｂ）は（ａ）のように配置した剥離対象物を位置決め載置した状態の説明図である。
【図８】図１の転着装置の動作説明図であり、（ａ）は貼付構造体の硬質部材側が凹部底面に吸引固定された状態の説明図、（ｂ）は、刃物がテーブルの表面に対し所定の角度で傾斜しつつテーブル上を滑るようにしてスライド移動する状態と、その刃物が剥離の切っ掛けを形成する状態の説明図である。
【図９】図１の転着装置の動作説明図であり、（ａ）は刃物により形成された剥離の切っ掛けの説明図、（ｂ）は剥離の切っ掛けから始まった脆質部材の初期剥離段階の説明図である。
【図１０】剥離の進行状態の説明図。
【図１１】図１の転着装置等にセットされる剥離対象物（ダイシングシートを介してフレームと一体化された貼付構造体）の断面図。
【図１２】図３の剥離切っ掛け形成手段の動作説明図であって、（ａ）は硬質部材の上部側がテーブルの表面より上に飛び出た状態の説明図、（ｂ）は（ａ）の状態のままスライダーが前進し続けたときの動作説明図である。
【符号の説明】
【００６６】
１ 剥離対象物
２ 硬質部材
３ 両面粘着シート
３ａ 硬質部材側粘着剤層
３ｂ 脆質部材側粘着剤層
４ 脆質部材
５ 貼付構造体
６ フレーム
７ ダイシングシート（接着シート）
８ テーブル
８ａ テーブルの正面側
９ 凹部
１０ バキューム孔
１１ フレーム駆動手段
１２ トルク制御可能なモータ
１３ 回転軸
１４ 一対の支持アーム
１５ カップリング
１６ 段部
１７ 連結バー
１８ クランプ手段
１９ 剥離切っ掛け形成手段
２０ 刃物
２１ 刃物スライド駆動手段
２２ スライドユニット
２３ スライダー
２４ リニアレール
２５ 刃物位置微調整ユニット
２５ａ〜２５ｂ 摘み
２６ 刃物取付け台
２７ スライドベース板
２８ ユニット設置板
２９ 突出片
３０ 係止部
３１ 引っ張りバネ
３２ 突出片上のピン
３３ スライドベース板上のピン
３４ 異常検知手段
３５ センサ
３５−１ 発光素子
３５−２ 受光素子
３６ 遮光板
３７ 剥離確認手段
３８−１ 第１反射型センサ（第１のセンサ）
３８−２ 第２反射型センサ（第２のセンサ）
３９ 窪み
４０ 剥離の切っ掛け
【技術分野】
【０００１】
本発明は、脆質部材、例えば半導体ウエハ等を硬質部材、例えばガラス等に貼付した状態で、極薄の厚みに加工した後、脆質部材から硬質部材を剥離してダイシングシート等の接着シートに脆質部材を転着させるときに用いられる、脆質部材の転着装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、この種の脆質部材の転着装置としては、例えば、特許文献１に記載の構造のものが知られている。同文献の転着装置は、図１１に示す剥離対象物１、すなわち硬質部材２とその上面に両面接着シート３を介して貼付された脆質部材４とからなる貼付構造体５の脆質部材４側に、ダイシングシート７等の接着シートを介してフレーム６と一体化したものから、硬質部材２を剥離して接着シート側に脆質部材４を転着させるものである。
【０００３】
この剥離・転着の方式として、同文献の転着装置では、剥離対象物１の硬質部材２側をテーブル上に位置決め固定した上で、カム機構を使って前記フレーム６を該テーブルの表面に対し斜め上方に立ち上げると、脆質部材４から硬質部材２が剥離されてダイシングシート７等の接着シート側に脆質部材４が転着されるという方式を採用している。
【０００４】
しかしながら、上記のような従来の転着装置によると、簡単なカム機構だけでフレーム６を立ち上げる構造を採っているため、そのフレーム６を立ち上げる力が一定でなく、脆質部材４に必要以上のストレスが加わることがあり、脆質部材４を無理なく剥離することができないことが分かった。
【０００５】
また、この従来の転着装置によると、正常に硬質部材２の剥離が開始されたかどうかも分からず、剥離ミスが生じているにも拘らず、フレーム６が立ち上がろうとすることにより、脆質部材４に無理な力が加わり、剥離ミスによる脆質部材４の破損等が生じるおそれがあることも判明した。
【特許文献１】特開２００３−３３８５３４号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
本発明は、上記問題点を解決するためになされたもので、その目的とするところは、脆質部材に必要以上のストレスを加えることなく、硬質部材を剥離することができ、また、剥離ミスによる脆質部材の破損等を効果的に防止しうる、脆質部材の転着装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
上記目的を達成するために、本発明は、硬質部材とその上面に貼付された脆質部材とからなる貼付構造体の脆質部材側に、接着シートを介してフレームと一体化し、その後、前記硬質部材側をテーブル上に位置決め固定し、かつ、前記フレームを前記テーブルの表面に対し斜め上方に立ち上げることにより、前記脆質部材から前記硬質部材を剥離して前記接着シート側に前記脆質部材を転着させる装置において、前記硬質部材と前記脆質部材との間に剥離の切っ掛けを形成する剥離切っ掛け形成手段と、前記剥離切っ掛け形成手段で形成した前記切っ掛けからの前記硬質部材の剥離を確認する剥離確認手段と、前記剥離確認手段で剥離の確認を行いながら、前記フレーム全体を所定のトルクで前記テーブルの表面に対し斜め上方に立ち上げるフレーム駆動手段とを有することを特徴とする。
【０００８】
本発明では、フレーム駆動手段がフレーム全体を所定のトルクでテーブルの表面に対し斜め上方に立ち上げ、このフレームの立ち上がる力、すなわち前記所定のトルクで脆質部材から硬質部材が剥離される。この際、剥離確認手段で剥離の確認が行われる。
【０００９】
本発明において、前記剥離確認手段については、前記切っ掛けから始まる前記硬質部材の初期剥離を検知する第１のセンサを具備する構成を採用することができる。
【００１０】
本発明において、前記剥離確認手段については、さらに、前記硬質部材の剥離完了を検知する第２のセンサを具備するように構成してもよい。
【００１１】
前記フレーム駆動手段としては、設定したトルクと等しくなるように出力トルクが制御されるトルク制御可能なモータと、当該トルク制御可能なモータの出力軸に連結された回転軸と、前記回転軸に固定されるとともに、前記フレームを支持する一対の支持アームとからなり、前記トルク制御可能なモータが作動し、前記回転軸が所定角度で回転動作することによって前記両支持アームが前記回転軸を支点として前記テーブルの表面に対し斜め上方に立ち上がる構造を採用することができる。
【００１２】
本発明において、前記剥離切っ掛け形成手段については、前記硬質部材と前記脆質部材との間に向かってスライドして入り込む刃物からなるものとしてよい。
【００１３】
また、本発明において、前記脆質部材は、両面粘着シートを介して前記硬質部材の上面に貼付されてなるものとしてよい。この場合、前記剥離切っ掛け形成手段については、前記両面粘着シートの両粘着剤層のうち、その硬質部材側の粘着剤層に向かってスライド可能に設けられた刃物を備えるとともに、当該刃物の刃先が前記硬質部材側の粘着剤層の外周から内部に向けて所定の深さ入り込んで剥離の切っ掛けを作る構造とすることができる。
【００１４】
上記のような剥離切っ掛け形成手段の構造を採用した場合は、刃物の刃先が硬質部材側の粘着剤層の内部にスムーズに入り込んで剥離の切っ掛けを形成するから、切っ掛けの形成ミスが減る等の利点がある。
【００１５】
本発明において、前記剥離切っ掛け形成手段については、前記刃物が所定位置に入り込まなかったことを検知する検知手段を備えてもよい。
【発明の効果】
【００１６】
本発明にあっては、以下の作用効果を奏する。
（１）フレーム駆動手段がフレーム全体を所定のトルクでテーブルの表面に対し斜め上方に立ち上げられ、このフレームの立ち上がる力、すなわち前記所定のトルクで脆質部材から硬質部材が剥離されるから、脆質部材に必要以上のストレスが加わることを効果的に防止することができ、無理なく硬質部材を剥離することができる。
（２）硬質部材の剥離の際に剥離確認手段によりその剥離の確認が行われるから、剥離ミスによる脆質部材の破損等を効果的に防止しうる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１７】
以下、本発明を実施するための最良の形態について、添付した図面を参照しながら詳細に説明する。
【００１８】
図１は本発明の一実施形態である脆質部材の転着装置全体の概略斜視図、図２は図１の転着装置における剥離動作途中の概略斜視図、図３は図１の転着装置を構成する剥離切っ掛け形成手段の拡大斜視図、図４は図１中のＡ−Ａ線での転着装置の断面図、図５は図２中のＡ−Ａ線での転着装置の断面図、図６は図１中のＢ−Ｂ線での転着装置の断面図、図１１は図１の転着装置等にセットされる剥離対象物（ダイシングシート７を介してフレームと一体化された貼付構造体）の断面図である。
【００１９】
まず、本実施形態に使用する剥離対象物について簡単に説明する。前記剥離対象物は、図１１に示すように硬質部材２（ガラス板）とその上面に両面粘着シート３を介して貼付された脆質部材４（半導体ウエハ）とからなる貼付構造体５を有し、さらに、この貼付構造体５の脆質部材４側に、ダイシングシート７（接着シート）を介してフレーム６と一体化された構造となっている（以下「剥離対象物１」という）。前記両面粘着シート３の両粘着剤層３ａ、３ｂのうち、硬質部材側の粘着剤層３ａについては紫外線で硬化し、粘着力が著しく低下する粘着剤が用いられ、脆質部材側の粘着剤層３ｂについては弱粘性の接着剤が用いられている。また、前記硬質部材２については脆質部材４と略同形状の透明ガラス板が採用され、前記脆質部材４については、硬質部材２に貼付した状態で極薄の厚みに研削加工された半導体ウエハが採用されている。尚、本実施形態では、ダイシングシート７を接着シートとして用いるが、ダイシングシート以外のシートを接着シートとして用いることもできる。
【００２０】
本実施形態の転着装置Ｍは、剥離対象物１の脆質部材４（半導体ウエハ）から硬質部材２（ガラス板）を剥離して脆質部材４（半導体ウエハ）をダイシングシート７側に転着させる装置である。
【００２１】
かかる転着の方式として、本実施形態の転着装置Ｍは、上記のような剥離対象物１に対して、その硬質部材２側をテーブル８上に位置決め固定し、かつ、そのフレーム６全体をテーブル８の表面に対し斜め上方に立ち上げる方式を採用している。この方式を採用した本実施形態の転着装置Ｍは、具体的には以下のように構成されている。
【００２２】
本実施形態の転着装置Ｍは、図１、図２に示したように、硬質部材２を位置決め固定する手段として、テーブル８を備えている。このテーブル８は表面が平面となっており、当該テーブル８の表面には凹部９が形成され、この凹部９は当該テーブル８の一端側が開口部９ａとなっている。当該凹部９の底面にはバキューム孔１０が複数形成され、（図６参照）これらのバキューム孔１０は、図示しない負圧発生装置にホース等を介して接続され、前記凹部９の表面に硬質部材２を吸引固定できるように構成されている。尚、本実施形態では、硬質部材２として円形のガラス板を用いるため、この硬質部材の円形状に合わせて、複数のバキューム孔１０が環状に配置される構造を採っているが、これ以外のバキューム孔１０の配置構造を採用してもよい。
【００２３】
テーブル８の表面から凹部９の底面までの深さは、硬質部材２の厚みに合わせて設定されている。具体的には、図１１に示す剥離対象物１の硬質部材２側が凹部９の底面に吸引固定されたときに、硬質部材２の上面がテーブル８の表面と面一となるように設定される（図８（ａ）参照）。
【００２４】
また、本実施形態の転着装置Ｍは、フレーム６を所定のトルクでテーブル８の表面に対し斜め上方に立ち上げる手段として、フレーム駆動手段１１を備えている。このフレーム駆動手段１１は、具体的にはトルク制御可能なモータ１２、回転軸１３、および一対の支持アーム１４等から構成されている。
【００２５】
トルク制御可能なモータ１２（以下「トルク制御モータ１２」という）は、その出力トルクが、あらかじめ設定されたトルクが出力されるように制御できるモータであって、図示しないモータ支持台を介してテーブル８の横後方に配置されている（図１参照）。
【００２６】
回転軸１３は、テーブル８の後方に設けられるとともに、テーブル８の表面と平行に配置されている。また、この回転軸１３は、その一端１３ａ側がカップリング１５を介してトルク制御モータ１２の出力軸に連結されている。尚、この回転軸１３は、図示しない周知の軸受けを介して、その軸心周りに回転可能に支持されている。
【００２７】
一対の支持アーム（１４−１）、（１４−２）は、それぞれアーム後端１４ａ、１４ａ側が回転軸１３に固定され、互いに平行となるように設けられ、フレーム６をその下面側から支持する構造となっており、本実施形態においては、図６のように、それぞれの支持アーム１４の内側上面に段部１６を形成するとともに、フレーム６の外周２箇所に形成された直線部分６ａが、前記両段部１６上に載置される構造を採用している。
【００２８】
尚、本実施形態においては、一対の支持アーム１４からのフレーム６の脱落を防止するために、図２に示すように一対の支持アーム１４のアーム後端１４ａの反対側を連結バー１７で連結するとともに、この連結バー１７の両側にクランプ手段１８を設け、当該クランプ手段１８でフレーム６を掴んで固定する構造を採用している。
【００２９】
ところで、トルク制御モータ１２の作動により回転軸１３がその軸心周りに回転動作すると、一対の支持アーム１４は、図２のように、回転軸１３を支点としてテーブル８の表面に対し斜め上方に立ち上がる。従って、一対の支持アーム１４上に載置されたフレーム６も一体的に同方向に立ち上がる。その際、フレーム６は所定のトルク、すなわちトルク制御モータ１２の出力トルクに応じて立ち上がることとなる。所定トルクは脆質部材４の厚みや形状、大きさ等によって異なるが、オペレータが任意に設定することができる。また、剥離初期段階、剥離途中段階、剥離最終段階等に分けてトルク制御モータの出力トルクを変更しながら剥離するようにしてもよい。
【００３０】
さらに、本実施形態の転着装置Ｍは、剥離対象物１の硬質部材２側がテーブル８の凹部９の底面に吸引固定された状態で、その硬質部材２と脆質部材４との間に剥離の切っ掛けを形成する手段（剥離切っ掛け形成手段１９）を備えている。
【００３１】
前記剥離切っ掛け形成手段１９は、具体的には、硬質部材２と脆質部材４との間に介在する両面粘着シート３の両粘着剤層３ａ、３ｂのうち、その硬質部材と粘着剤層３ａとの界面に向かってスライド可能に設けた刃物２０を備えるとともに、その刃物２０の刃先が硬質部材２側の粘着剤層３ａの外周から内部に向けて所定の深さ入り込んで剥離の切っ掛け（図９の符号４０で示す部位を参照）を作る。
【００３２】
前記刃物２０は、テーブル８の正面８ａ側に位置し、テーブル後方の回転軸１３と対向するように配置されるとともに、その位置から後述の刃物スライド駆動手段２１を介してスライド駆動される。この際、当該刃物２０は、テーブル８の表面に対し所定の角度で傾斜しつつ、テーブル８上を滑るようにスライド移動して、硬質部材２と粘着剤層３ａの界面に到達する（図８（ｂ）参照）。
【００３３】
刃物スライド駆動手段２１は、図３に示したように、スライドユニット２２のスライダー２３上にリニアレール２４を介して刃物位置微調整ユニット２５を積層設置し、かつ、その刃物位置微調整ユニット２５の上部に設けられている刃物取付け台２６上に前記刃物２０を取り付けた構造となっている。
【００３４】
スライドユニット２２のスライダー２３は、周知のボールネジ機構等により、テーブル８の正面に対して前後方向にスライド可能に構成されている。
【００３５】
リニアレール２４は、スライダー２３上に取り付けたスライドベース板２７と刃物位置微調整ユニット２５の下面に取り付けたユニット設置板２８との間に設けられ、スライダー２３側と刃物位置微調整ユニット２５側とをＹ軸方向に移動可能となるように取り付けられている。また、本実施形態における前記刃物スライド駆動手段２１は、スライドベース板２７に設けられたピン３３と、ユニット設置板２８に設けられたピン３２とが引っ張りバネ３１によりお互いを引き合うように連結されるとともに、ユニット設置板２８側に設けられた突出片２９がスライドベース板２７に取り付けられた係止部３０に当接して静止するように構成されている。
【００３６】
上記のような構造からなる刃物スライド駆動手段２１において、スライドユニット２２の作動によりスライダー２３をテーブル８の正面８ａ方向に前進させると、通常は、引っ張りバネ３１の作用により、スライドベース板２７側の係止部３０とユニット設置板２８側の突出片２９とが当接した状態のままリニアレール２４上の全部品（刃物２０、刃物位置微調整ユニット２５、ユニット設置板２８等）がスライダー２３に追従して該スライダーと同方向に同速度で前進する。
【００３７】
ところで、本装置Ｍの場合、テーブル８の凹部９底面に硬質部材２が吸引固定されたときは、その硬質部材２の上に位置する両面粘着シート３の硬質部材側の粘着剤層３ａと硬質部材２との界面がテーブル８の表面と面一となるように設定されている。このため、通常は、硬質部材２の上部側がテーブル８の表面より上に飛び出ることはない。しかし、硬質部材２の厚みにバラツキが生じることは避けられず、硬質部材２の厚みのバラツキが大きい場合は、硬質部材２の上部側がテーブル８の表面より上に飛び出る場合もある（図１２（ａ）参照）。この場合、刃物２０がテーブル８上を滑るように前進して硬質部材側の粘着剤層３ａに近づく構成を採ると、上記のように硬質部材２の飛び出た部位に刃物２０が衝突し引っ掛かってしまう。このような状態のままスライダー２３が前進し続けると、図１２（ｂ）に示すように、リニアレール２４より下側の部品、すなわちスライドベース板２７とスライダー２３だけが引っ張りバネ３１の作用に逆らいながら引き続き前進し、そのリニアレール２４上の全部品、すなわちユニット設置板２８、刃物位置調整ユニット２５、刃物２０は、その場で停止してスライダー２３のスライド動作に追従しなくなる。このような症状は、硬質部材２の厚みが凹部９の深さより小さい場合も同様で、刃物２０が両面粘着シート３又は、脆質部材４に引っ掛かってスライダー２３のスライド動作に追従しなくなる。
【００３８】
そこで、刃物スライド駆動手段２１には異常検知手段３４が設けられている。この異常検知手段３４は、上記のようにリニアレール２４より下側の部品だけが引っ張りバネ３１の作用に逆らいながら引き続き前進するという異常動作、すなわち刃物２０が所定位置（硬質部材２と粘着剤層３ａの界面）に入り込まなかったことを検知する手段である。
【００３９】
かかる異常検知手段３４は、発光素子３５−１、この発光素子からの光線を受光する受光素子３５−２とを一定の隙間を隔てて配置してなるセンサ３５、および、その発光素子３５−１から受光素子３５−２への光路を遮断するための遮光板３６を具備する。
【００４０】
前記異常検知手段３４のセンサ３５は、スライドベース板２７上に取り付けられるとともに、そのセンサ３５を構成する発光素子３５−１と受光素子３５−２がスライドベース板２７のスライド方向と直交する線上に並んで配置される。また、前記遮光板３６は、ユニット設置板２８側に取り付けられるとともに、前記発光素子３５−１と受光素子３５−２との隙間Ｇ１の前方に配置され、正常な動作では遮光板３６は前記センサの光路を遮断することはなく、ＯＮ状態となっている。しかし、上記のような異常動作により、スライドベース板２７のみが前進すると、発光素子３５−１と受光素子３５−２の隙間Ｇ１が遮光板３６によって遮光され、センサ３５のセンサ出力は、ＯＮからＯＦＦ状態となって異常を検知する。
【００４１】
刃物位置微調整ユニット２５には４つの摘み２５ａ〜２５ｄが設けられている。これら４つの摘み２５ａ〜２５ｄは、刃物取付け台２６に取り付けられている刃物２０の位置や傾斜角度を微調整する手段である。例えば、３つの摘み２５ａ〜２５ｃをそれぞれ個別に操作すると、Ｘ、Ｙ、Ｚの三軸方向に刃物２０の位置を個別に微調整できる。また、残りの１つの摘み２５ｄを操作すると、テーブル８の表面に対する刃物２０の傾斜角度を微調整できる。この種の摘み２５ａ〜２５ｄの操作により刃物２０の位置や傾斜角度を微調整する機構については周知の手段が適用されるため、その機構の詳細説明は省略する。
【００４２】
また、本実施形態の転着装置Ｍは、前記刃物２０で形成した切っ掛けからの脆質部材４の剥離を確認する手段（剥離確認手段３７）を有している。図４に示したように、この剥離確認手段３７は、第１および第２のセンサとして２つの反射型センサ３８−１、３８−２を備え、それぞれ個別にテーブル８の凹部９の底面に設けた窪み３９内に収容されている。一方の反射型センサ３８−１（以下「第１反射型センサ」という）は、刃物２０で形成された切っ掛けから始まる硬質部材２の初期剥離を検知するために、その切っ掛けが作られる部位付近、具体的には刃物２０が接近するテーブル８上の正面８ａ側に配置されている。他方の反射型センサ３８−２（以下「第２反射型センサ」という）は、硬質部材２の剥離完了を検知するために、硬質部材２の剥離が完了する部位付近、具体的にはテーブル８上の回転軸１３寄りに配置されている。
【００４３】
前記第１および第２反射型センサ３８−１、３８−２としては、いずれも、投受光素子を有する公知の限定反射型のセンサにより構成され、硬質部材２を透過して脆質部材４で反射した光線を受光することによってその距離を監視する。
【００４４】
ここで、一対の支持アーム１４により支持されたフレーム６は、トルク制御モータ１２の所定出力トルクで、回転軸１３を支点としてテーブル８の表面に対し斜め上方に立ち上がろうとする。硬質部材２が正常に剥離し始めると、第１反射型センサ３８−１がＯＮからＯＦＦ状態となり正常に剥離されていると判断する。そこで、トルク制御モータ１２の作動によりフレーム６を斜め上方に立ち上げる動作が開始されてから所定時間経過しても、第１反射型センサ３８−１のセンサ出力がＯＮからＯＦＦ状態に切り換わらないときは、硬質部材２の初期剥離ミスが生じていることが確認できる。
【００４５】
以上の説明は、第１反射型センサ３８−１による硬質部材２の剥離検知方式についての説明であるが、第２反射型センサ３８−２も、第１反射型センサ３８−１と同様の方式で硬質部材２の剥離完了を検知する構成となっている。
【００４６】
次に、上記の如く構成された本実施形態の転着装置Ｍの動作について、図７乃至図１０を基に詳細に説明する。
【００４７】
本実施形態の転着装置Ｍにおいて、図１１に示すような貼付構造体５から硬質部材２を剥離する際は、まず、その段取り作業として、同図のように、貼付構造体５の脆質部材４側に、ダイシングシート７を介してフレーム６と一体化させておく。これが転着装置Ｍへの剥離対象物１となる。
【００４８】
尚、前記剥離対象物１において、その両面粘着シート３の硬質部材側の粘着剤層３ａについては、あらかじめ硬質部材２（透明のガラス板）側からの紫外線照射により硬化し、その粘着力が著しく低下しているものとする。
【００４９】
次に、図７（ａ）のように、前記剥離対象物１の硬質部材２がテーブル８の凹部９に入り込むように載置する。この際、水平となっている一対の支持アーム１４上に剥離対象物１のフレーム６部分が載置され、その状態のまま剥離対象物１を矢印の方向にスライドさせることによって、図７（ｂ）に示すように硬質部材２の円弧部が凹部９の円弧部内壁面に当接することによりテーブル８上の定位置に位置決めセットされる。ここまでの動作は人手によって行われてもよいが、多間接ロボット等によって自動化してもよい。
【００５０】
そして、位置決めセット作業が完了すると、凹部９の底面からバキューム孔１０を介して貼付構造体５の硬質部材２側を吸引する動作が行われる。この吸引動作によって、図８（ａ）のように、貼付構造体５全体が凹部９底面側に向かって下降し、これに応じてダイシングシート７が撓み、貼付構造体５の硬質部材２が凹部９底面に密着するように吸引固定される。これにより、硬質部材２の上に位置する両面粘着シート３の硬質部材側の粘着剤層３ａと硬質部材２との界面がテーブル８の表面と面一となる。
【００５１】
上記のような吸引固定の動作が完了すると、次に、硬質部材２の剥離の切っ掛けを形成する動作が行われる。すなわち、トルク制御モータ１２を作動させ、回転軸１３を支点として、図８（ｂ）のように一対の支持アーム１４が少しだけ斜め上方に立ち上がる。これにより、一対の支持アーム１４の先端側を連結している連結バー１７の下部側に、刃物２０が入り込める微小な隙間Ｇ２が形成される。そして、スライドユニット２２のスライダー２３をテーブル８の正面８ａに向かってスライド前進させ、テーブル８の正面８ａ側から刃物２０が前進して前記隙間Ｇ２に入り込む。
【００５２】
前記隙間Ｇ２に入り込んだ刃物２０は、さらに前進して両面粘着シート３の硬質部材側の粘着剤層３ａと硬質部材２との界面に向かう。このとき、当該刃物２０は、テーブル８の表面に対し所定の角度で傾斜しつつ、テーブル８上を滑るようにしてスライド移動する。そして、当該刃物２０の刃先が硬質部材側の粘着剤層３ａの外周から内部に所定の深さで入り込む。これにより、硬質部材側の粘着剤層３ａの外周には、図１０に示すような刃物２０の切り込みからなる剥離の切っ掛け４０が形成される。剥離の切っ掛け形成後は、スライドユニット２２のスライダー２３をスライド後退させ、刃物２０を元の位置に戻す。
【００５３】
上記のようにして刃物２０による剥離の切っ掛け４０が形成されると、次に剥離・転着動作が行われる。すなわち、回転軸１３を支点として、図９（ｂ）のように、更に一対の支持アーム１４が斜め上方に立ち上がることによって、貼付構造体５の硬質部材２がテーブル８側に吸引固定されたまま、同貼付構造体５の脆質部材４はフレーム６やダイシングシート７と一緒に一対の支持アーム１４で斜め上方に立ち上がり、これにより、前記剥離の切っ掛け４０からの硬質部材２の剥離が始まる。
【００５４】
そして、この硬質部材２の剥離は、更に支持アーム１４が斜め上方に立ち上がることで、図１０に破線で示すような波紋のように広がる。最終的に、剥離の切っ掛け４０から最も遠い位置まで硬質部材２の剥離が進行すると、第２反射型センサ３８−２の上方でも、貼付構造体５の脆質部材４がフレーム６やダイシングシート７と一緒に支持アーム１４で斜め上方に立ち上がるため、第２反射型センサ３８−２のセンサ出力がＯＮからＯＦＦに切り換わり、このセンサ出力の切り換わりを監視することにより硬質部材２の剥離の完了が確認される。このように完全に剥離した脆質部材４は硬質部材２から離れてダイシングシート７側に残る形で転着されている。
【００５５】
以上のようにしてダイシングシート７側に転着された脆質部材４（半導体ウエハ）は、その後ダイシングが行われてチップ化される。尚、ダイシング装置やダイシング後のチップをダイシングシートからピックアップする装置等については、周知の装置が適用される。
【００５６】
ところで、上記のように刃物２０で剥離の切っ掛け４０を形成しても、その切っ掛け４０から硬質部材２の剥離が始まらず、剥離ミスが生じる場合も想定される。例えば、両面粘着シート３の硬質部材側の粘着剤層３ａへの紫外線照射不良のため、粘着剤層３ａの粘着力が所望の値まで低下していないときや、剥離切っ掛け形成手段１９の刃物２０が脆質部材４と脆質部材側粘着剤層３ｂとの界面に入り込んだにもかかわらず、異常検知手段３４が異常を検知しなかった場合等に、剥離ミスが発生する可能性がある。剥離ミスが発生すると、脆質部材である半導体ウエハ等に不要なストレスが加わり蓄積されるため、剥離ミスはなるべく早めに検知するのが望ましい。
【００５７】
本実施形態の転着装置Ｍにおいては、上記のような剥離ミスを早期に発見検知する手段として、第１反射型センサ３８−１からのセンサ出力が利用される。すなわち、第１反射型センサ３８−１からのセンサ出力は、図示しない本装置Ｍの制御部へ出力される。
【００５８】
本装置Ｍの制御部は、第１反射型センサ３８−１からのセンサ出力の監視と、トルク制御モータ１２の動作時間のカウントを行い、これらのデータに基づいてトルク制御モータ１２の運転を制御する。
【００５９】
すなわち、トルク制御モータ１２の作動によりフレーム６を斜め上方に立ち上げる動作が開始されてから所定時間経過しても、第１反射型センサ３８−１からのセンサ出力がＯＮからＯＦＦに切り換わらないときは、前述の通り、切っ掛け４０からの硬質部材２の初期剥離ミスが発生していると判断し、これ以上剥離動作は続行させないようにする。そこで、本装置Ｍの制御部は、フレーム６の立ち上げ動作を一旦停止するために、トルク制御モータ１２に対し運転停止の指示を出力する。これにより、トルク制御モータ１２が停止し、フレーム６の立ち上げ動作が一時中断される。
【００６０】
その後、本装置Ｍの制御部は、フレーム６の立ち上げ動作を再実行するために、トルク制御モータ１２に対し運転再開の指示を出力する。これにより、トルク制御モータ１２が再起動し、フレーム６の立ち上げ動作が再実行される。
【００６１】
上記のような再実行動作を数回繰り返しても、第１反射型センサ３８−１からのセンサ出力がＯＮからＯＦＦに切り換わらず、依然として切っ掛け４０からの初期剥離ミスが発生する場合には、脆質部材４を保護するため、剥離・転着処理を中止したり、ブザーやランプ点灯等により、オペレータに知らせる等の対策をとるようにしてもよい。
【００６２】
また、脆質部材４の初期剥離に成功すると、第１反射型センサ３８−１のセンサ出力がＯＮからＯＦＦになるが、このＯＦＦになった時点から所定時間経過しても、第２反射型センサ３８−２のセンサ出力がＯＮからＯＦＦに切り換わらないときは、脆質部材４の剥離が完了しておらず、初期剥離の成功後に何らかの剥離ミスが生じていることになる。この場合も、本装置Ｍの制御部は、剥離動作を停止させたり、上記と同様にブザーやランプ点灯等により、オペレータに知らせることによって、脆質部材に損傷を与える前に対策をとることができる。
【００６３】
本実施形態の転着装置Ｍにあっては、フレーム駆動手段１１のトルク制御モータ１２がフレーム６全体を所定のトルクでテーブル８の表面に対し斜め上方に立ち上げ、このフレーム６の立ち上がる力、すなわち上記所定のトルクで脆質部材４から硬質部材２が剥離されるから、脆質部材４に必要以上のストレスが加わることを効果的に防止することができ、無理なく硬質部材を剥離することができる。
【００６４】
また、本実施形態の転着装置Ｍによると、硬質部材２の剥離の際に剥離確認手段３７によりその剥離の確認が行われるから、剥離ミスによる脆質部材４の破損等を効果的に防止しうる。
【図面の簡単な説明】
【００６５】
【図１】本発明の一実施形態である脆質部材の転着装置全体の概略斜視図。
【図２】図１の転着装置における剥離動作途中の概略斜視図。
【図３】図１の転着装置を構成する剥離切っ掛け形成手段の拡大斜視図。
【図４】図１中のＡ−Ａ線での転着装置の断面図。
【図５】図２中のＡ−Ａ線での転着装置の断面図。
【図６】図１中のＢ−Ｂ線での転着装置の断面図。
【図７】図１の転着装置への位置決め載置動作説明図であり、（ａ）は図１１の剥離対象物をテーブルに配置した状態の説明図、（ｂ）は（ａ）のように配置した剥離対象物を位置決め載置した状態の説明図である。
【図８】図１の転着装置の動作説明図であり、（ａ）は貼付構造体の硬質部材側が凹部底面に吸引固定された状態の説明図、（ｂ）は、刃物がテーブルの表面に対し所定の角度で傾斜しつつテーブル上を滑るようにしてスライド移動する状態と、その刃物が剥離の切っ掛けを形成する状態の説明図である。
【図９】図１の転着装置の動作説明図であり、（ａ）は刃物により形成された剥離の切っ掛けの説明図、（ｂ）は剥離の切っ掛けから始まった脆質部材の初期剥離段階の説明図である。
【図１０】剥離の進行状態の説明図。
【図１１】図１の転着装置等にセットされる剥離対象物（ダイシングシートを介してフレームと一体化された貼付構造体）の断面図。
【図１２】図３の剥離切っ掛け形成手段の動作説明図であって、（ａ）は硬質部材の上部側がテーブルの表面より上に飛び出た状態の説明図、（ｂ）は（ａ）の状態のままスライダーが前進し続けたときの動作説明図である。
【符号の説明】
【００６６】
１ 剥離対象物
２ 硬質部材
３ 両面粘着シート
３ａ 硬質部材側粘着剤層
３ｂ 脆質部材側粘着剤層
４ 脆質部材
５ 貼付構造体
６ フレーム
７ ダイシングシート（接着シート）
８ テーブル
８ａ テーブルの正面側
９ 凹部
１０ バキューム孔
１１ フレーム駆動手段
１２ トルク制御可能なモータ
１３ 回転軸
１４ 一対の支持アーム
１５ カップリング
１６ 段部
１７ 連結バー
１８ クランプ手段
１９ 剥離切っ掛け形成手段
２０ 刃物
２１ 刃物スライド駆動手段
２２ スライドユニット
２３ スライダー
２４ リニアレール
２５ 刃物位置微調整ユニット
２５ａ〜２５ｂ 摘み
２６ 刃物取付け台
２７ スライドベース板
２８ ユニット設置板
２９ 突出片
３０ 係止部
３１ 引っ張りバネ
３２ 突出片上のピン
３３ スライドベース板上のピン
３４ 異常検知手段
３５ センサ
３５−１ 発光素子
３５−２ 受光素子
３６ 遮光板
３７ 剥離確認手段
３８−１ 第１反射型センサ（第１のセンサ）
３８−２ 第２反射型センサ（第２のセンサ）
３９ 窪み
４０ 剥離の切っ掛け
【特許請求の範囲】
【請求項１】
硬質部材とその上面に貼付された脆質部材とからなる貼付構造体の脆質部材側に、接着シートを介してフレームと一体化し、その後、前記硬質部材側をテーブル上に位置決め固定し、かつ、前記フレームを前記テーブルの表面に対し斜め上方に立ち上げることにより、前記脆質部材から前記硬質部材を剥離して前記接着シート側に前記脆質部材を転着させる装置において、
前記硬質部材と前記脆質部材との間に剥離の切っ掛けを形成する剥離切っ掛け形成手段と、
前記剥離切っ掛け形成手段で形成した前記切っ掛けからの前記硬質部材の剥離を確認する剥離確認手段と、
前記剥離確認手段で剥離の確認を行いながら、前記フレーム全体を所定のトルクで前記テーブル面に対し斜め上方に立ち上げるフレーム駆動手段と、
を有することを特徴とする脆質部材の転着装置。
【請求項２】
前記剥離確認手段は、前記切っ掛けから始まる前記硬質部材の初期剥離を検知する第１のセンサを具備することを特徴とする請求項１に記載の脆質部材の転着装置。
【請求項３】
前記剥離確認手段は、さらに、前記硬質部材の剥離完了を検知する第２のセンサを具備することを特徴とする請求項２に記載の脆質部材の転着装置。
【請求項４】
前記フレーム駆動手段は、
設定したトルクと等しくなるように出力トルクが制御されるトルク制御可能なモータと、
当該トルク制御可能なモータの出力軸に連結された回転軸と、
当該回転軸に固定されるとともに、前記フレームを支持する一対の支持アームとからなり、
前記トルク制御可能なモータが作動し、前記回転軸が所定角度で回転動作することによって前記両支持アームが前記回転軸を支点として前記テーブルの表面に対し斜め上方に立ち上がる構造であること
を特徴とする請求項１に記載の脆質部材の転着装置。
【請求項５】
前記剥離切っ掛け形成手段は、前記硬質部材と前記脆質部材との間に向かってスライドして入り込む刃物からなることを特徴とする請求項１に記載の脆質部材の転着装置。
【請求項６】
前記脆質部材は、両面粘着シートを介して前記硬質部材の上面に貼付されてなり、
前記剥離切っ掛け形成手段は、前記両面粘着シートの両粘着剤層のうち、その硬質部材側の粘着剤層に向かってスライド可能に設けられた刃物を備えるとともに、当該刃物の刃先が前記硬質部材側の粘着剤層の外周から内部に向けて所定の深さ入り込んで剥離の切っ掛けを作る構造であること
を特徴とする請求項１に記載の脆質部材の転着装置。
【請求項７】
前記剥離切っ掛け形成手段は、前記刃物が所定位置に入り込まなかったことを検知する検知手段を有することを特徴とする請求項５または６のいずれかに記載の脆質部材の転着装置。
【請求項１】
硬質部材とその上面に貼付された脆質部材とからなる貼付構造体の脆質部材側に、接着シートを介してフレームと一体化し、その後、前記硬質部材側をテーブル上に位置決め固定し、かつ、前記フレームを前記テーブルの表面に対し斜め上方に立ち上げることにより、前記脆質部材から前記硬質部材を剥離して前記接着シート側に前記脆質部材を転着させる装置において、
前記硬質部材と前記脆質部材との間に剥離の切っ掛けを形成する剥離切っ掛け形成手段と、
前記剥離切っ掛け形成手段で形成した前記切っ掛けからの前記硬質部材の剥離を確認する剥離確認手段と、
前記剥離確認手段で剥離の確認を行いながら、前記フレーム全体を所定のトルクで前記テーブル面に対し斜め上方に立ち上げるフレーム駆動手段と、
を有することを特徴とする脆質部材の転着装置。
【請求項２】
前記剥離確認手段は、前記切っ掛けから始まる前記硬質部材の初期剥離を検知する第１のセンサを具備することを特徴とする請求項１に記載の脆質部材の転着装置。
【請求項３】
前記剥離確認手段は、さらに、前記硬質部材の剥離完了を検知する第２のセンサを具備することを特徴とする請求項２に記載の脆質部材の転着装置。
【請求項４】
前記フレーム駆動手段は、
設定したトルクと等しくなるように出力トルクが制御されるトルク制御可能なモータと、
当該トルク制御可能なモータの出力軸に連結された回転軸と、
当該回転軸に固定されるとともに、前記フレームを支持する一対の支持アームとからなり、
前記トルク制御可能なモータが作動し、前記回転軸が所定角度で回転動作することによって前記両支持アームが前記回転軸を支点として前記テーブルの表面に対し斜め上方に立ち上がる構造であること
を特徴とする請求項１に記載の脆質部材の転着装置。
【請求項５】
前記剥離切っ掛け形成手段は、前記硬質部材と前記脆質部材との間に向かってスライドして入り込む刃物からなることを特徴とする請求項１に記載の脆質部材の転着装置。
【請求項６】
前記脆質部材は、両面粘着シートを介して前記硬質部材の上面に貼付されてなり、
前記剥離切っ掛け形成手段は、前記両面粘着シートの両粘着剤層のうち、その硬質部材側の粘着剤層に向かってスライド可能に設けられた刃物を備えるとともに、当該刃物の刃先が前記硬質部材側の粘着剤層の外周から内部に向けて所定の深さ入り込んで剥離の切っ掛けを作る構造であること
を特徴とする請求項１に記載の脆質部材の転着装置。
【請求項７】
前記剥離切っ掛け形成手段は、前記刃物が所定位置に入り込まなかったことを検知する検知手段を有することを特徴とする請求項５または６のいずれかに記載の脆質部材の転着装置。
【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２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【公開番号】特開２００６−５９８６１（Ｐ２００６−５９８６１Ａ）
【公開日】平成１８年３月２日（２００６．３．２）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００４−２３７３３２（Ｐ２００４−２３７３３２）
【出願日】平成１６年８月１７日（２００４．８．１７）
【出願人】（０００１０２９８０）リンテック株式会社 (1,750)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成１８年３月２日（２００６．３．２）
【国際特許分類】
【出願日】平成１６年８月１７日（２００４．８．１７）
【出願人】（０００１０２９８０）リンテック株式会社 (1,750)
【Ｆターム（参考）】
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