JP2011049438A - ワーク固着用接着剤の除去方法およびその装置 - Google Patents

Abstract

【課題】スライス台に対するワークの接着後に、はみ出した接着剤の除去を適切に行い、その除去の作業を自動化できるようにする。
【解決手段】スライス台１の接着面２に接着剤３を塗布し、接着面２の接着剤３の部分にワーク４を押し付けて、スライス台１の接着面２にワーク４を接着する過程において、接着剤３の塗布前に、スライス台１の側面６、７のうちワイヤソー１０の切り口となる対向状態の側面６に接着剤除去用のテープ５を押し当て、スライス台１へのワーク４の接着によりワーク４とスライス台１との間からはみ出した接着剤３を上記テープ５の押し当て側とは反対側の面で受け止めた後、上記テープ５を退避させることにより、はみ出した接着剤３を切り口となる側面６から上記テープ５と共に除去する。
【選択図】図１

Description

本発明は、シリコンインゴットやシリコンブロックなどの半導体のワークをワイヤソーを利用して、多数の薄いウェーハとして切断するとき、切断の前準備としてスライス台にワークを接着剤により接着する際に、はみ出した不要の接着剤を除去する方法およびその装置に関する。

ワイヤソーによるワークの切断に際して、ワークは、スライス台に接着剤により接着した状態としてワイヤソーに取り付けられる。スライス台に対するワークの接着は、スライス台に接着剤を塗布し、塗布した接着剤の接着面にワークを押し付け、すり合わせのような動作、いわゆるオシレート動作をしながら行われる。ワークの押し付けや、オシレート動作によって、スライス台の接着面とワークとの間に適当な量の接着剤が介在することになるが、このときの余剰の接着剤は、スライス台とワークとの間からはみ出し、スライス台の側面を流れ下り、やがてその側面で固まる。

切断工程で、ワイヤソーは、スライス台と一体のワークを多重巻きのワイヤで多数の薄いウェーハとして１枚ずつ独立するように切断する。切断の終了時点で、各ウェーハは、接着剤の部分でスライス台に接着されており、切断工程の後に、スライス台と共に洗浄工程を経て、接着剤の溶解によってスライス台から分離する。

スライス台の側面に接着剤がはみ出し状態で残っていると、ワイヤソーによる切断過程ではみ出し状態の接着剤がワイヤに触れてワイヤの表面に絡まるため、ワイヤソーの切断能力や加工精度が低下するほか、加工後におけるウェーハのデバイス工程で、ウェーハの割れ、欠けなどの不具合が発生し易くなる。

このため、はみ出し状態の接着剤は、はみ出した直後に、スライス台の側面から拭き取るか、ワークをスライス台と共にワイヤソーに取り付けて切断する前に、スクレーパなどで取り除かれる。また、ワイヤソーによる切断後に、硬化状態の接着剤は、ウェーハの端部からカッターやスクレーパなどにより取り除かれる。これらの取り除き作業は、いずれも手作業であり、能率の悪いものとなっている。

一方、特許文献１は、スライスベースの肩部分に接着剤受縁部を形成しておき、それらの受縁部で、はみ出した接着剤を受け止める技術、を開示している。その技術でも、その取り除き作業は、不可欠であり、作業能率の悪さは、依然として解決されない。

また、特許文献２は、スライスベースとワークとの間で、接着剤のはみ出し位置の対向辺に粘着性両面テープを貼り付けておき、粘着性両面テープの間に接着剤を塗布することによって、接着剤のはみ出しを防止する技術、を開示している。その技術によると、ワイヤソーのワイヤに触れる位置で接着剤のはみ出しが無くなるが、粘着性両面テープの粘着力が充分でなく、また、粘着性両面テープの厚みによって形成される空間に適量の接着剤の塗布が難しく、接着不良が起き易い状態となってしまう。

特開２０００−２８０２３５公報 特開２００５−１８３８３９公報

したがって、本発明の課題は、スライス台に対するワークの接着後に、はみ出した接着剤の除去を適切に行い、その除去の作業を自動化できるようにすることである。

上記の課題のもとに、本発明のワーク固着用接着剤の除去方法は、スライス台の接着面に接着剤を塗布し、接着面の接着剤の部分にワークを押し付けて、スライス台の接着面にワークを接着する過程において、接着面の接着剤の部分にワークを押し付ける前に、スライス台の側面のうちワイヤソーの切り口となる対向状態の側面に接着剤除去用のテープを押し当て、スライス台へのワークの接着によりワークとスライス台との間からはみ出した接着剤を上記テープの押し当て側とは反対側の面で受け止めた後、上記テープを退避させることにより、はみ出した接着剤を切り口となる側面から上記テープと共に除去するようにしている（請求項１）。

上記テープは、押し当て側で粘着層を有するテープ材料により構成し、スライス台の側面に対して上記テープを上記粘着層により仮止め状態となる（請求項２）。

そして、本発明のワーク固着用接着剤の除去装置は、スライス台の接着面に接着剤を塗布し、接着面の接着剤の部分にワークを押し付けて、スライス台の接着面にワークを接着する過程で、スライス台の接着剤にワークを押し付けたときに、ワークとスライス台との間からはみ出した接着剤を除去する装置において、スライス台の側面のうちワイヤソーの切り口となる対向状態の側面に向き合う位置で接着剤除去用のテープを送り出し側から巻き取り側へと移動可能な状態として巻き掛ける一対のリールと、一対のリールのうち送り出し側のリールに上記テープの張力に対応する回転抵抗を付与する張力付与手段と、上記テープを所定の張力のもとにスライス台の側面に押し当てる押し当て手段と、巻き取り側のリールを回転させて、スライス台の側面に対応する位置の上記テープを巻き取る駆動モータと、押し当て手段を上記テープと共に待機位置から前進させ、上記テープをスライス台の側面に押し当て、ワークとスライス台との間からはみ出した接着剤を切り口となる側面から除去するときに、上記テープを待機位置へ退避させる進退手段とから構成されている（請求項３）。

本発明のワーク固着用接着剤の除去方法によると、接着面の接着剤の部分にワークを押し付ける前に、スライス台の切り口となる対向状態の側面に接着剤除去用のテープが押し当てられており、スライス台へのワークの接着によりワークとスライス台との間からはみ出した接着剤が上記テープの外側面で受け止められるから、その後のテープの退避によってはみ出した接着剤の除去が簡単かつ確実に行え、切断加工後の製品の品質が向上する他、接着剤の除去動作の自動化が可能となる（請求項１）。特に、接着剤は、はみ出たときにスライス台の側面に付着せず、テープの外側面で受け止められ、その後、テープと共に廃棄できるから、スライス台の側面位置からの接着剤の除去は、接着剤の接着力に直接影響されず、テープの退避によって能率よく行える（請求項１）。

また、本発明のワーク固着用接着剤の除去方法において、上記テープが押し当て側で粘着層を有すると、スライス台の側面に対して上記テープが剥離可能な粘着力により仮止め状態とできるから、はみ出した接着剤がスライス台の側面とテープとの間に流れ込まず、テープの外側面で確実に受け止められる（請求項２）。仮止め状態では、テープはスライス台の側面から退避の際に容易に剥がれるから、テープの粘着力はテープの退避に悪影響を及ぼすことはない（請求項２）。

本発明のワーク固着用接着剤の除去装置によると、テープが所定の張力のもとに張られており、押し当て手段および進退手段によってスライス台の側面に対して押し当てられ、はみ出した接着剤がテープの外側面で受け止められた後、テープが進退手段によって待機位置へ退避するから、接着剤の除去が各部の順次動作によって自動化できる（請求項３）。特に、接着剤は、はみ出したときに、スライス台の側面に付着せず、テープの外側面で受け止められ、その後、テープと共に廃棄できるから、スライス台の側面からの除去は、接着剤の接着力に影響されず、テープの待機位置への退避によって自動的に行える（請求項３）。

スライス台の側面にテープを押し当て、スライス台の接着面に接着剤を塗布した状態の正面図である。 スライス台の接着面に六面体のワークを押し付けたときに、それらの間からはみ出した接着剤をテープの押し当て側とは反対側の面で受け止めている状態の正面図である。 はみ出した接着剤と共にテープをスライス台の側面から退避（後退移動）させたときの正面図である。 ワイヤソーにより六面体のワークを切断するときの正面図である。 スライス台の接着面に円柱体のワークを接着した状態の正面図である。 ワーク固着用接着剤の除去装置の斜面図である。

図１ないし図３は、本発明に係るワーク固着用接着剤の除去方法における工程の順序を示している。これらの図において、ワーク固着用接着剤の除去方法は、スライス台１の接着面２に接着剤３を塗布し、接着面２の接着剤３の部分に、接着対象のシリコンインゴット角状材やシリコンブロックなどの例えば六面体のワーク４を押し付けて、スライス台１の接着面２に、ワーク４を接着する過程において、はみ出した接着剤３を除去するために、接着剤除去用のテープ５を用いる点に特徴を有する。

スライス台１は、ガラス製またはカーボン製で例えば矩形の板状であり、作業者による移送動作、またはベルトコンベア、リフトアンドキャリー、ハンドリングロボットなどの図示しない搬送手段によって、接着ステーションに搬送され、そこで位置決めされる。

図１のように、テープ５は、スライス台１の長い対向状態の側面６および短い対向状態の側面７のうち、ワイヤソーによる切断工程で切り口となる例えば方の側面６に、長手方向にそって押し当てられる。なお、テープ５のテープ幅は、側面６の幅（スライス台１の厚み）以上とする。側面６に対するテープ５の押し当て状態で、テープ５の上縁は、はみ出す接着剤３の流下を許容するために、できるだけ接着面２よりも上方へ突出しないように配置する。

ここでテープ５は、接着剤３に対して吸収性のテープ材料、例えば紙、織布、不織布もしくは接着剤３に対して非吸収性のテープ材料、例えばプラスチック、セノハンなどのにより粘着層を有しないものとして構成するか、またはこれらのテープ材料で押し当て側の面に粘着層を有するテープ材料により構成する。

粘着層を有しないテープ５では、スライス台１の側面６にテープ５を継続的に押し当てる必要があるため、テープ５は、各側面６ごとに、２つの押し当てローラや２つのピンなどに巻き掛けられ、それらの間で対応の側面６に継続的に押し当てられる。これに対して、粘着層を有するテープ５では、２つのローラや２つのピンなどの間で、側面６にテープ５を一度押し当てると、テープ５の粘着力が側面６に剥離可能な状態、すなわち仮止め状態となって貼り付けられるから、側面６に対するテープ５の継続的な押し当て操作は、必要なくなり、省略できる。

図１のように、側面６に対するテープ５の押し当て後に、作業員または塗布装置は、接着剤３をスライス台１の上面側の接着面２に適切な量だけ接着面２からはみ出ないように塗布する。

この後に、図２のように、ワーク４は、作業員またはハンドリングロボットなどの図示しないハンドリング手段によって、接着面２の接着剤３の部分に所定の力で押し付けながらオシレート動作を行い、その後、オシレート動作を止めて、接着位置に位置決めされる。数分程度の時間経過によって、接着剤３は硬化するため、ワーク４は、スライス台１の接着面２に位置決め状態で固着される。なお、スライス台１の接着面２の大きさは、好ましくはワーク４の接着側の面に対してほぼ同じ大きさとする。

スライス台１に対するするワーク４の押し付け、オシレート動作によって、スライス台１とワーク４との間の接着面２に適当な量の接着剤３の層が形成され、ここの接着剤３の接着力が両者を固着することになるが、この接着の過程で、余剰の接着剤３は、スライス台１とワーク４との間から外側の方向にはみ出し、テープ５の押し当て側とは反対側の面、すなわちテープ５の外側面に流れ下り、その外側面に付着するすることによって、テープ５の外側面で受け止められる。

最後に、作業員または図示しない手段は、図３のように、スライス台１の側面６からテープ５を退避させることによって、テープ５と共にスライス台１とワーク４との間からはみ出した接着剤３を側面６の位置から除去する。テープ５の退避は、テープ５を側面６に対して後退方向に移動させて行う。テープ５が押し当て側で粘着層を有するテープ材料により構成されているとき、その粘着力は、テープ５の後退方向への移動の際に、スライス台１の側面６から剥がせる程度でなければならない。

この後、ワーク４は、スライス台１に固着されたまま、接着ステーションから搬出され、接着が安定したら、ワイヤソー１０による切断工程に送られる。切断工程では、図４のように、通常、ワーク４は、下側として、上側のスライス台１によりワイヤソー１０の所定の固定位置に取り付けられる。この取り付け状態において、ワイヤソー１０の多数のワイヤ８は、側面７に対して平行、換言すると、側面６に対して直交する方向に走行し、ワーク４を多数の薄いウエーハ９として切断する。

ワイヤソー１０は、平行な多数のワイヤ８によってワーク４を多数の薄いウェーハ９として１枚ずつ独立するように、スライス台１の一部まで切り込む。切断の終了時点で、多数のウェーハ９は、それぞれ接着剤３の部分でスライス台１に接着されているが、切断工程の後に、スライス台１と共に洗浄工程を経て、接着剤３の溶解によってスライス台１から分離可能な状態となる。

なお、接着剤３は、平行な側面７からはみ出ることがあっても、その位置ではみ出た接着剤３は、切断工程でワイヤ８に触れないため、除去しなくてもよいが、もし必要ならば、接着工程の後に、拭き取りや削り取りなどによって除去することもできる。

また、接着の工程において、ワーク４は、スライス台１の上面でなく、下面を接着面２として接着することもできる。、さらにスライス台１の移動のときに、その姿勢は、接着面２を垂直または傾斜する状態として行うこともできる。

ちなみに、図５は、シリコンインゴットなどの円柱状のワーク４をスライス台１の円周面状の接着面２に接着剤３により接着する例を示している。ここでスライス台１の一対の側面６は、円柱状のワーク４の直径よりも小さな距離で対向しており、テープ５は、それらの側面６に位置するように配置される。

次に、図６は、本発明のワーク固着用接着剤の除去装置１１を示している。この図６において、ワーク固着用接着剤の除去装置１１は、スライス台１の接着面２に接着剤３を塗布し、接着面２の接着剤３の部分にワーク４を押し付けて、スライス台１の接着面２にワーク４を接着する過程で、前述のワーク固着用接着剤の除去方法を実施するために、接着剤除去用のテープ５の送り出し、巻き取り用の一対のリール１２、１３、テープ５に対する張力付与手段１４、側面６に対するテープ５の押し当て手段１５、巻き取り側のリール１３の駆動モータ１６およびテープ５の進退手段１７を有している。これらは、側面６ごとに各可動ベース１８に設けられている。

一対のリール１２、１３は、可動ベース１８ごとに回転自在に設けられ、スライス台１の側面６に向き合う位置でテープ５を送り出し側から巻き取り側へと移動可能な状態として巻き掛けている。張力付与手段１４は、各可動ベース１８に設けられ、リール１２、１３の間のテープ５に所定の張力を付与すけるために、送り出し側のリール１２にテープ５の張力に対応する回転抵抗を付与する。

押し当て手段１５は、テープ５を所定の張力のもとにスライス台１の側面６に押し当てるために、各可動ベース１８上で各側面６ごとに一対の押し当てローラ１９を有している。一対の押し当てローラ１９は、対向する側面６の長さ以上の距離を置いて、可動ベース１８にローラ軸２３によって回転自在に設けられており、それらの間でテープ５を所定の張力のもとに張った状態として保持している。駆動モータ１６は、必要なときに、巻き取り側のリール１３を回転させて、スライス台１の側面６に対応する位置のテープ５を巻き取るために、各可動ベース１８に設けられている。

そして、進退手段１７は、押し当て手段１５をテープ５と共に待機位置から前進させ、テープ５をスライス台１の側面６に押し当て、その後、ワーク４とスライス台１との間からはみ出した接着剤３を除去するときに、テープ５を待機位置へ退避させる。

送り出し側のリール１２は、可動ベース１８の上面に回転自在に取り付けられており、張力付与手段１４は、一例として、可動ベース１８の上面に取り付けられているばね２１、ばね２１の弾性力によって送り出し側リール１２のテープ５の外周に圧接し、回転抵抗を付与する接触片２２により構成されている。この張力付与手段１４によって、テープ５は巻き取り側のリール１３に巻き取られるときに、所定の張力のもとに巻き取られることになる。

巻き取り側のリール１３は、可動ベース１８の上面に回転自在に取り付けられており、可動ベース１８の下面に取り付けられている駆動モータ１６によって、テープ５を巻き取る方向に駆動されるようになっている。

また、押し当て手段１５は、スライス台１の各側面６毎に、テープ５を巻き掛けるための２個の押し当てローラ１９によって構成されている。これらの押し当てローラ１９は、可動ベース１８の上面に、側面６の長さ寸法よりも大きな間隔をおいて、巻き掛けたテープ５を側面６に対して平行となる位置で、それぞれのローラ軸２３により回転自在に取り付けられている。

なお、押し当てローラ１９は、回転しないピンによって構成することもできる。押し当てローラ１９が回転しないピンによって構成されているとき、テープ５の巻き取り時に、テープ５は、ピンに対して滑りながら移動することになる。

それぞれの可動ベース１８は、図示しない機台に対して移動方向に平行なリニアレール２４と可動ベース１８に取り付けられているリニアガイド２５とによって、側面６に対して直交する方向に進退自在に支持され、図示しない機台と可動ベース１８との間に取り付けられたエアシリンダ２０によって駆動されるようになっている。これらのリニアレール２４、リニアガイド２５およびエアシリンダ２０は、一対のリール１２、１３、２個の押し当てローラ１９をテープ５と共に待機位置から前進させ、テープ５をスライス台１の側面６に押し当て、はみ出した接着剤３を受け止めた後に、はみ出した接着剤３を除去するときに、テープ５を待機位置へ退避させる進退手段１７を構成している。

駆動モータ１６および進退手段１７のエアシリンダ２０は、接着剤３の除去動作にもとづいて、予め設定した順序のもとに必要な動作を行う。最初に、それぞれの可動ベース１８は、エアシリンダ２０によって駆動され、リニアレール２４、リニアガイド２５に案内されて後退して、待機位置にあり、対向状態の２つのテープ５の間の接着ステーションを開放し、スライス台１の受入れに備えている。このとき、テープ５は、それぞれの可動ベース１８の上で、リール１２、１３の間に所定の張力のもとに巻き掛けられている。

この状態のときに、スライス台１は、作業者による移送動作、または図示しない搬送手段によって、接着ステーションに搬送され、そこで位置決めされ、対向状態のテープ５の間に停止する。

次に、双方のエアシリンダ２０は、可動ベース１８を前進させ、双方のテープ５をスライス台１のワイヤソー１０の切り口となる長い対向辺の側面６に、押し当てローラ１９の間のテープ５を押し当てる。このときの側面６に対するテープ５の押し当て力は、テープ５の張力に基づいており、ばね２１の弾力の加減によって調節できる。なお、粘着層付きのテープ５では、スライス台１の側面６にテープ５を押し当てると、テープ５の粘着層が側面６に剥離可能な粘着力により貼り付き、仮止め状態となる。

この後に、スライス台１の上面側の接着面２に、接着剤３が作業員または塗布装置によって適切な量だけ塗布される。つぎに、作業員またはハンドリングロボットなどの図示しない手段によって、スライス台１の接着剤３の部分にワーク４がオシレート動作によって押し付けられ、そのオシレート動作を止めて、接着位置に位置決め状態とされる。数分程度の時間経過によって、接着剤３は、硬化するため、ワーク４はスライス台１の接着面２に対して位置決め状態で固着される。

スライス台１に対するワーク４の押し付けによって、スライス台１とワーク４との間の接着面２に適当な量の接着剤３の層が介在し、この層状の接着剤３の接着力で両者が固定されることになるが、余剰の接着剤３は、スライス台１とワーク４との間からはみ出し、テープ５の外側面を流れ落ち、その外側面で受け止められる。

接着剤３がスライス台１とワーク４との間からはみ出し、硬化する前に、ワーク固着用接着剤の除去装置１１の押し当て手段１５は、スライス台１の側面６からテープ５を退避させることによって、テープ５と共にはみ出した余剰の接着剤３を側面６の位置から除去する。この退避動作は、双方のエアシリンダ２０によって可動ベース１８を後退させ、それぞれのテープ５を側面６から離し、待機位置で停止させることによって行われる。

この後に、駆動モータ１６は、巻き取り側のリール１３を回転させ、リール１２とリール１３との間のテープ５を巻き込み、リール１２の新しいテープ５を押し当てローラ１９の間に案内し、次の除去動作に備える。

最後に、ワーク４は、スライス台１に固着されたまま、接着ステーションから搬出され、接着が安定したら、次にワイヤソー１０による切断工程に送られる。

図４とともに既に記載したように、ワイヤソー１０は、多数のワイヤ８でワーク４を多数の薄いウェーハ９として１枚ずつ独立するように、スライス台１の一部まで切り込む。切断の終了時点で、多数の薄いウェーハ９は、それぞれ接着剤３の部分でスライス台１に接着されているこのため、切断工程の後に、スライス台１と共に洗浄工程を経て、接着剤３の溶解によってスライス台１から分離可能な状態となる。

なお、接着剤３は、側面７からはみ出ることがあっても、その位置ではみ出た接着剤３は切断工程でワイヤ８に触れないため、除去しなくてもよいが、もし、必要ならば、次の工程で拭き取りや削り取りなどによっ除去することもできる。

ワーク４は、スライス台１の上面でなく、下面に接着することもでき、さらにスライス台１は、垂直な姿勢または傾斜姿勢で移動させることもできる。もちろん、ワーク４の形状は円柱状であってもよい。

以上の具体例において、ワーク４の形状は、直方体または円柱状であるが、その他の形状であってもよい。また、接着剤３の除去は、複数のワーク３について同時に行うこともできる。

１ スライス台
２ 接着面
３ 接着剤
４ ワーク
５ 接着剤除去用のテープ
６ 側面
７ 側面
８ ワイヤ
９ ウエーハ
１０ ワイヤソー
１１ ワーク固着用接着剤の除去装置
１２ 送り出し側のリール
１３ 巻き取り側のリール
１４ 張力付与手段
１５ 押し当て手段
１６ 駆動モータ
１７ 進退手段
１８ 可動ベース
１９ 押し当てローラ
２０ エアシリンダ
２１ ばね
２２ 接触片
２３ ローラ軸
２４ リニアレール
２５ リニアガイド

Claims (3)

1. スライス台の接着面に接着剤を塗布し、接着面の接着剤の部分にワークを押し付けて、スライス台の接着面にワークを接着する過程において、接着面の接着剤の部分にワークを押し付ける前に、スライス台の側面のうちワイヤソーの切り口となる対向状態の側面に接着剤除去用のテープを押し当て、スライス台へのワークの接着によりワークとスライス台との間からはみ出した接着剤を上記テープの押し当て側とは反対側の面で受け止めた後、上記テープを退避させることにより、はみ出した接着剤を切り口となる側面から上記テープと共に除去する、ことを特徴とするワーク固着用接着剤の除去方法。
2. 上記テープを押し当て側で粘着層を有するテープ材料により構成し、スライス台の側面に対して上記テープを上記粘着層により仮止めする、ことを特徴とする請求項１記載のワーク固着用接着剤の除去方法。
3. スライス台の接着面に接着剤を塗布し、接着面の接着剤の部分にワークを押し付けて、スライス台の接着面にワークを接着する過程で、スライス台の接着剤にワークを押し付けたときに、ワークとスライス台との間からはみ出した接着剤を除去する装置において、
   スライス台の側面のうちワイヤソーの切り口となる対向状態の側面に向き合う位置で接着剤除去用のテープを送り出し側から巻き取り側へと移動可能な状態として巻き掛ける一対のリールと、一対のリールのうち送り出し側のリールに上記テープの張力に対応する回転抵抗を付与する張力付与手段と、上記テープを所定の張力のもとにスライス台の側面に押し当てる押し当て手段と、巻き取り側のリールを回転させて、スライス台の側面に対応する位置の上記テープを巻き取る駆動モータと、押し当て手段を上記テープと共に待機位置から前進させ、上記テープをスライス台の側面に押し当て、ワークとスライス台との間からはみ出した接着剤を切り口となる側面から除去するときに、上記テープを待機位置へ退避させる進退手段とからなる、ことを特徴とするワーク固着用接着剤の除去装置。

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