JP2006344882A - 貼付装置及び貼付方法 - Google Patents

Abstract

【課題】張力を極力抑えた状態で、半導体ウエハ等の被着体に保護シート等の接着シートを貼付するのに好適な貼付装置及び貼付方法を提供する。
【解決手段】保護シートＴ１をウエハＷに貼付するにあたり、前記ウエハＷの貼付面が表出するよう前記ウエハＷを保持し、前記保護シートＴ１を自重により垂れ下がった状態に繰り出し、前記保持されたウエハＷに、前記繰り出された保護シートＴ１を、垂れ下がった状態を維持しつつ押圧しながら貼付するようにする。
【選択図】図２

Description

本発明は、張力を極力抑えた状態で、半導体ウエハ等の被着体に保護シート等の接着シートを貼付するのに好適な、貼付装置及び貼付方法に関する。

従来より、この種の貼付装置として、例えば、特許文献１に記載されたものがある。同文献１の装置は、被着体である半導体ウエハの表面（回路面）に、接着シートである保護テープを貼付する保護テープ貼付装置である。同文献１の装置では、表面（回路面）を上にしたウエハ（Ｗ）が、チャックテーブル（１７）に吸着保持されており、ウエハ（Ｗ）の表面高さと、このウエハ（Ｗ）の回りに配置された枠材（１８）の表面高さとが略同じになるように、チャックテーブル（１７）の高さ調節を行う、あるいは貼付ローラ（３０）の高さ調節を行い、貼付ローラ（３０）が保護テープ（Ｔ１）を押圧しながら、枠材（１８）上をテープ走行方向とは逆方向に転動し、連続してウエハ（Ｗ）上を転動して保護テープ（Ｔ１）をウエハ（Ｗ）の表面全体に均一に貼り付けるように構成されている。なお、前記カッコ内の符号は特許文献１で用いられている符号であり、以下も同様である。

しかしながら、前記装置では、貼付ローラ（３０）及びガイドローラ群（２８）あるいは貼付ローラ（３０）及び剥離ローラ（３１）により、保護テープ（Ｔ１）をその繰り出し方向の前後で固定した状態で貼付が行われる構成であるため、必然的に保護テープ（Ｔ１）に張力が加わってしまう。するとその張力で保護テープ（Ｔ１）貼付後のウエハ（Ｗ）に反りが発生してしまうという不都合が生じる。特に、数十ミクロンオーダーで研削されるウエハであれば、その反りによって後工程への搬送や、位置決め等に支障を来たしたり、ウエハが割れてしまうといった問題が生じる。

特開２００４−４７９７６号公報

本発明は前記問題点を解決するためになされたものであり、その目的は、張力を極力抑えた状態で、半導体ウエハ等の被着体に保護シート等の接着シートを貼付するのに好適な貼付装置及び貼付方法を提供することである。

前記目的を達成するために、本発明の貼付装置は、接着シートを被着体に貼付する貼付装置において、前記被着体の貼付面が表出するように前記被着体を保持する保持ユニットと、前記接着シートを自重により垂れ下がった状態に繰り出すシート操出ユニットと、前記保持ユニットにより保持された被着体に、前記シート操出ユニットにより繰り出された接着シートを前記垂れ下がった状態を維持しつつ、押圧しながら貼付するシート貼付ユニットとを備えることを特徴とする。

前記本発明の貼付装置において、前記被着体に貼付された前記接着シートを所定形状に切断する切断ユニットを更に備えてもよい。

前記本発明の貼付装置において、前記切断ユニットによって所定形状に切断された前記接着シートを巻き取るシート巻取りユニットを更に備えてもよい。

前記本発明の貼付装置において、前記被着体は、半導体ウエハであり、前記接着シートは、前記半導体ウエハの回路面を保護する保護シートであってもよい。

前記目的を達成するために、接着シートを被着体に貼付する貼付方法において、前記被着体の貼付面が表出するように前記被着体を保持するステップと、前記接着シートを自重により垂れ下がった状態に繰り出すステップと、前記保持された被着体に、前記繰り出された接着シートを前記垂れ下がった状態を維持しつつ、押圧しながら貼付するステップとを備えることを特徴とする。

前記本発明の貼付方法において、前記被着体に貼付された前記接着シートを所定形状に切断するステップを更に備えてもよい。

前記本発明の貼付方法において、前記所定形状に切断された前記接着シートを巻き取るステップを更に備えてもよい。

前記本発明の貼付方法において、前記被着体は、半導体ウエハであり、前記接着シートは、前記半導体ウエハの回路面を保護する保護シートであってもよい。

前記本発明にあっては、被着体の貼付面が表出する様被着体を保持し、接着シートを自重により垂れ下がった状態に繰り出し、この繰り出された接着シートを前記保持された被着体に、前記繰り出された接着シートを前記垂れ下がった状態を維持しつつ、押圧しながら貼付するという構成を採用した。このため、張力を極力抑えた状態で被着体に接着シートを貼付できるので、特に、半導体ウエハに保護シートを貼付した際、貼付後における反りが無くなり、その反りによって後工程への搬送や、位置決め等に支障を来たしたり、半導体ウエハが割れてしまうといった支障を来たすことも無くなった。

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。なお、以下において、被着体は半導体ウエハＷ（以下、「ウエハＷ」という。）、接着シートは保護シートＴ１として説明する。

（第１の実施形態）
図１は、本発明を適用した貼付装置の平面図である。貼付装置１は、搬送ロボット２、ウエハ供給部３、シート貼付部４及びウエハ収容部５からなる。

搬送ロボット２は、伸縮自在な多関節アーム２１と、このアーム２１の先端部に設けられ、ウエハＷを吸着保持可能な略Ｕ字形状の吸着アーム２１Ａと、この吸着アーム２１Ａを軸心Ｓ周りに回動させる回転部２１Ｂから構成されている。

ウエハ供給部３は、Ｚ軸方向に上下動可能な第１の昇降テーブル３１と、この昇降テーブル３１の上にセットされたウエハ供給カセット３２とからなる。ウエハ供給カセット３２内には、ウエハＷが、多段に複数枚収容されている。

シート貼付部４は、保持ユニット４１、シート操出ユニット４２、シート貼付ユニット４３及び切断ユニット４４からなる。このシート貼付部４においては、搬送ロボット２により搬送されたウエハＷの表面に、保護シートＴ１を貼付し、貼付後、保護シートＴ１を所定形状に切断するという動作が行われる。詳細は後述する。

ウエハ収容部５は、Ｚ軸方向に上下動可能な第２の昇降テーブル５１と、この昇降テーブル５１の上にセットされたウエハ収容カセット５２とからなる。ウエハ収容カセット５２には、シート貼付部４において、保護シートＴ１が回路面（以下「表面」という）に貼付されたウエハＷが多段に複数枚収容される。

具体的には、搬送ロボット２が、多関節アーム２１を伸ばし、吸着アーム２１Ａによりウエハ供給カセット３２内のウエハＷを裏面（回路面の反対面）から吸着保持し、アライメントユニットＡＬにてウエハの位置決めを行った後、シート貼付部４に貼付面（本実施形態では表面）が表出するように受け渡し、ウエハＷの表面に保護シートＴ１が貼付され、貼付後、保護シートＴ１が切断ユニット４４により所定形状に切断される。そして、搬送ロボット２の吸着アーム２１Ａが再び保護シートＴ１が貼り付けられたウエハＷを吸着保持し、ウエハ収容カセット５２内に収容する。

次に、本発明の特徴部分であるシート貼付部４について、図２を用いて詳細に説明する。

図２は、図１の貼付装置１におけるシート貼付部４の概略構成を示す側面図であり、いわゆるスタンバイ状態を示している。

保持ユニット４１は、ウエハＷを吸着する円形の内側テーブル４１０と、この内側テーブル４１０を取り囲むように外側に設けられた略方形の外側テーブル４１１とを備える。内側テーブル４１０は、多孔質部材からなり、ウエハＷを吸着保持可能に構成されている。この内側テーブル４１０は、第１の単軸ロボット４１２Ａと、この第１の単軸ロボット４１２Ａの周囲に配設された複数の第１のサポートシャフト４１３Ａとにより、外側テーブル４１１の内側に取り付けられており、これら機構によりＺ軸方向に移動可能に構成されている。尚、内側テーブル４１０の中央部は、図２中２点鎖線で示すように、吸着アーム２１ＡのＵ字形状の間隔より小さな直径を有する昇降部４１０Ａが、図示しないエアシリンダによりＺ軸方向に移動可能な吸着面となっている。この昇降部４１０Ａは、吸着アーム２１Ａから表面を表出した状態でウエハＷを受け取り、内側テーブル４１０に受け渡すように構成されている。

外側テーブル４１１は、第２の単軸ロボット４１２Ｂと、この第２の単軸ロボット４１２Ｂの周囲に配設された複数の第２のサポートシャフト４１３Ｂとにより、略方形の回転プレート４１４に取り付けられており、これら機構によりＺ軸方向に移動可能に構成されている。

回転プレート４１４は、回転軸４１５の一端に取り付けられており、回転軸４１５は、回転軸受４１６を介してフレームＦに嵌合軸支されているとともに、この回転軸４１５の他端には、第１のプーリ４１７Ａが嵌合固着されている。また、保持ユニット４１は、モータ４１９を備えるとともに、このモータ４１９の回転軸には第２のプーリ４１７Ｂが嵌合固着されており、この第２のプーリ４１７Ｂと第１のプーリ４１７Ａとの間にはベルト４１８が掛け回され、モータ４１９の回転により、回転プレート４１４に取り付けられた外側テーブル４１１、内側テーブル４１０が回転可能となっている。

なお、保持ユニット４１は、図２に示すスタンバイ状態においては、ウエハＷの表面と外側テーブル４１１の下端面４１１ａは面一になるように設定される。このように面一にすることにより、後述するプレスローラ４３０での貼付の際、ウエハＷに均一な押圧力が加わることとなるので、保護シートＴ１を精度よく貼付することが可能となる。

シート操出ユニット４２は、供給ローラ４２０、ガイドローラ４２１、４２２、ピールプレート４２３、駆動ローラ４２４、駆動モータ４２５、ピンチローラ４２６及び巻取りローラ４２７からなる。このシート操出ユニット４２においては、剥離シートＴ２に仮着された保護シートＴ１をロール状に巻回してなる原反Ｒが、供給ローラ４２０に装着されており、この原反Ｒは、ガイドローラ４２１、４２２、ピールプレート４２３にかけ回され、ピールプレート４２３により、剥離シートＴ２から保護シートＴ１が剥離される。その後、保護シートＴ１は、シート貼付ユニット４３の後述するプレスローラ４３０上へ粘着面Ｔ１１を上向きにして繰り出され、他方、剥離シートＴ２は、駆動ローラ４２４、ピンチローラ４２６間を経て、巻取りローラ４２７により巻き取られる。なお、巻取りローラ４２７は、図示しないベルトを介して駆動モータ４２５によって駆動される。

シート貼付ユニット４３は、Ｘ軸方向へ移動可能なプレスローラ４３０と、このプレスローラ４３０をＸ軸方向へ移動させる単軸ロボット４３１とから構成されている。また、このプレスローラ４３０は、単軸ロボット４３１のスライダ４３２に回転可能に支持されているとともに、このプレスローラ４３０は、ウエハＷとの間に保護シートＴ１を挟んでＸ軸方向へ回転移動することによって、ウエハＷの表面に保護シートＴ１を貼付するように構成されている。

切断ユニット４４は、先端部にカッター刃４４１を備え、図示しない２軸ロボットによりＸ、Ｙ軸方向に移動可能に構成されている。更に、エアシリンダ４４２を備えており、当該エアシリンダ４４２のロッド４４３の伸縮により、カッター刃４４１はＺ軸方向（斜め上方）へ移動可能となっている。切断ユニット４４は、図２のようにウエハＷ側に傾斜して配置されているので、ウエハＷの外周縁を切断する際に（後述する第２の切断工程）、保護シートＴ１がウエハＷ外周縁よりはみ出すことはない。なお、切断ユニット４４は、前記構成に限定されるものではなく、保護シートＴ１を切断可能であればどのような構成であってもよい。

次に、上記の如く構成されたシート貼付部４における動作説明をする。本実施形態におけるシート貼付部４においては、繰り出し工程→貼付工程→第１の切断工程→第２の切断工程という動作が繰り返し行われ、全ての工程は図示しない制御手段においてシーケンス制御されている。以下図３〜図６を用いて詳細に説明する。なお、図３、４、５及び６は、それぞれ、図２のシート貼付部４における繰り出し工程、貼付工程、第１の切断工程、第２の切断工程を示す動作説明図である。

＜繰り出し工程＞
図３に示すように、駆動モータ４２５を作動させると、駆動ローラ４２４及び巻取りローラ４２７が回転駆動し、原反Ｒからピールプレート４２３の方向に、剥離シートＴ２に仮着された保護シートＴ１が、繰り出されるとともに、このピールプレート４２３での鋭角な折り曲げにより、剥離シートＴ２から保護シートＴ１が剥離される。この剥離された剥離シートＴ２は、駆動ローラ４２４、ピンチローラ４２６を経て巻取りローラ４２７により巻き取られ、回収される。他方、剥離シートＴ２から剥離された保護シートＴ１は、ピールプレート４２３とプレスローラ４３０との間からプレスローラ４３０の外周面に沿うように粘着面Ｔ１１がプレスローラ４３０の反対側に表出するように所定長さ繰り出され、この繰り出された保護シートＴ１の先端部Ｔ１２は自由端となっているため、繰り出された保護シートＴ１の操出し部Ｔ１３は、その自重によりプレスローラ４３０から垂れ下がった状態となる。

＜貼付工程＞
次に、図４に示すように、単軸ロボット４３１をＸ軸方向へ移動させる。つまり、プレスローラ４３０を初期位置Ｘ１（２点鎖線で示す位置）から貼付終端位置Ｘ２（実線で示す位置）まで移動させることによって、プレスローラ４３０が保護シートＴ１をウエハＷの表面に押圧しながら移動することとなり、保護シートＴ１がウエハＷの表面に貼付され、貼付工程は終了する。

＜第１の切断工程＞
次に、図５に示すように、前記貼付工程終了後、単軸ロボット４３１により、プレスローラ４３０を、貼付終端位置Ｘ２（２点鎖線で示す位置）から初期位置Ｘ１（実線で示す位置）に復帰させるとともに、切断ユニット４４を第１の切断位置Ｘ１０まで移動させる。次に、外側テーブル４１１とプレスローラ４３０との間の所定位置Ｃ１で、ロッド４４３を伸ばすとともに、保護シートＴ１の幅方向にカッター刃４４１を移動させることによって、保護シートＴ１は、その幅方向に切断される。なお、この切断の際、第２の単軸ロボット４１２Ｂにより外側テーブル４１１をＺ軸上方に少し移動させると、この切断部分において保護シートＴ１にテンションが生じ、切断し易くなる。

＜第２の切断工程＞
次に、図６に示すように、前記第１の切断工程終了後、ロッド４４３を収縮させるとともに、切断ユニット４４を所定の第２の切断位置Ｘ２０まで移動させる。次に、この第２の切断位置Ｘ２０において、ロッド４４３を伸ばし、ウエハＷの外周縁の所定位置Ｃ２に、刃４４１により切込みを入れる。この状態から、モータ４１９を駆動させることにより、外側、内側テーブル４１１、４１０が回転し、保護シートＴ１はウエハＷの外周縁に沿って切断されることとなる。この第２の切断工程終了後、切断ユニット４４は初期位置Ｘ１まで移動しスタンバイ状態となる。なお、ウエハＷにオリエンテーションフラット（以下「オリフラ」という。）やＶノッチが形成されている場合は、前記回転動作に加えて切断ユニット４４を適宜Ｘ、Ｙ軸方向に移動させるようにすればよい。

この第２の切断工程終了後、ウエハＷの保護シートＴ１が貼付された面を再び搬送ロボット２の吸着アーム２１Ａによって吸着保持し、ウエハＷをウエハ収容カセット５２内に収容する。

外側テーブル４１１の下端面４１１ａには、略方形状でウエハＷの外形形状にくり抜かれた保護シートＴ１（以下「くり抜きカス」という）が取り残されるが、このくり抜きカスは、外側テーブル４１１からはみ出た部分を、図示しない剥離手段により把持し、下方に向けて剥がし取り、回収するように構成されている。

以上のように、本実施形態における貼付装置においては、ウエハＷの貼付面が下方に表出するようウエハＷを保持し、保護シートＴ１を自重により垂れ下がった状態に繰り出しておいてから、前記保持されたウエハＷに、押圧しながら貼付する構成としたため、張力を極力抑えた状態でウエハＷ表面に保護シートＴ１を貼付することが可能となり、貼付後のウエハＷにおける反りや、その反りによって生ずるウエハＷの割れも解消し、後工程での位置決め等に支障を来たすことも無くなる。

（第２の実施形態）
第２の実施形態における貼付装置は、上記第１の実施形態において、第１の切断工程を省略するとともに、第２の切断工程後の保護シートを、巻き取るためのシート巻取りユニット４５を追加した構成である。以下に前記第１の実施形態と異なる部分につき図７を用いて詳細に説明し、同様の部分に関しては適宜省略して説明をする。

図７は、本実施形態に係る貼付装置におけるシート貼付部４の概略構成を示す側面図である。

本実施形態においては、第１の実施形態に係るシート貼付部４の構成に、更にシート巻取りユニット４５を備えて構成されている。

このシート巻取りユニット４５は、駆動ローラ４５１、ピンチローラ４５２及び巻取りローラ４５３を備えており、シート繰出ユニット４２から繰り出された保護シートＴ１が、その自重により垂れ下がった状態を維持したまま、すなわち、保護シートＴ１の垂下り部Ｔ１４をテンションフリー状態とし、駆動ローラ４５１、ピンチローラ４５２を経て巻取りローラ４５３に掛け回わされており、この図７に示す状態が、第１実施形態に係るシート貼付部４の図１に示すスタンバイ状態となる。

その他構成は第１の実施形態のものと同様なので説明を省略し、次に適宜図２〜６を用いて動作説明をする。

図７に示すスタンバイ状態から、まず、図４に示す前記第１の実施形態における貼付工程と同様にプレスローラ４３０をＸ軸方向に移動させると、保護シートＴ１が、ウエハＷの表面及び外側テーブル４１１の下端面４１１ａに貼付される。

次に、プレスローラ４３０が初期位置に戻り、切断ユニット４４がウエハＷの中心を回転中心として回転することによって、ウエハＷ外周縁に沿って保護シートＴ１を切断する。この切断終了後、ウエハＷは、第１の実施形態と同様、再び搬送ロボット２の吸着アーム２１Ａによって吸着保持されウエハ収容カセット５２内に収容される。

ウエハ外形形状にくり抜かれ、外側テーブル４１１の下端面４１１ａに貼付されている保護シートＴ１は、図示しない剥がし装置によって当該下端面４１１ａから剥がし取られ、シート巻取りユニット４５に巻き取られつつ、シート繰出ユニット４２から新しい保護シートＴ１が繰り出され、次の貼付に備えることとなる。

以上のように、前記第２の実施形態においては、前記第１の実施形態の構成にシート巻取りユニット４５を更に備えるという構成を採用したことにより、前記第１の実施形態における効果に加えて、第１実施形態における第１の切断工程が不要となるので、作業効率の向上が図れる。更に、保護シートＴ１の切断後において、前記くり抜きカスが発生しないので、第１実施形態における前記くり抜きカス剥離手段も必要なくなる。

以上の本発明の実施形態では、ウエハＷの貼付面が下方に表出するようウエハＷを保持し、保護シートＴ１を自重により垂れ下がった状態で押圧しながら貼付する構成としたが、図８に示すようにウエハの貼付面を横方向に表出するようにしてもよい。この場合、図８のように内側テーブル４１０が垂直方向となるように保持ユニット４１を配置しておき、搬送ロボット２により、ウエハＷの表面が表出するように、回転部２１Ｂを回転させ、内側テーブル４１０にウエハＷを受け渡し、その後は、前記第１の実施形態における工程を同様に行うように構成すればよい。

本発明を適用した貼付装置の平面図。 図１の貼付装置におけるシート貼付部の概略構成を示す側面図 図２のシート貼付部における繰り出し工程を示す動作説明図。 図２のシート貼付部における貼付工程を示す動作説明図。 図２のシート貼付部における第１の切断工程を示す動作説明図。 図２のシート貼付部における第２の切断工程を示す動作説明図。 第２実施形態に係る貼付装置におけるシート貼付部の概略構成を示す側面図。 本発明を適用した他のシート貼付部の実施形態の説明図。

符号の説明

１ 貼付装置
４１ 保持ユニット
４２ シート操出ユニット
４３ シート貼付ユニット
４４ 切断ユニット
４５ シート巻取りユニット
Ｔ１ 保護シート（接着シート）
Ｗ 半導体ウエハ（被着体）

Claims (8)

1. 接着シートを被着体に貼付する貼付装置において、
   前記被着体の貼付面が表出するように前記被着体を保持する保持ユニットと、
   前記接着シートを自重により垂れ下がった状態に繰り出すシート操出ユニットと、
   前記保持ユニットにより保持された被着体に、前記シート操出ユニットにより繰り出された接着シートを前記垂れ下がった状態を維持しつつ、押圧しながら貼付するシート貼付ユニットと
   を備えることを特徴とする貼付装置。
2. 前記被着体に貼付された前記接着シートを所定形状に切断する切断ユニットを更に備えたこと
   を特徴とする請求項１に記載の貼付装置。
3. 前記切断ユニットによって所定形状に切断された前記接着シートを巻き取るシート巻取りユニットを更に備えたこと
   を特徴とする請求項２に記載の貼付装置。
4. 前記被着体は、半導体ウエハであり、
   前記接着シートは、前記半導体ウエハの回路面を保護する保護シートであること
   を特徴とする請求項１乃至３いずれか１項に記載の貼付装置。
5. 接着シートを被着体に貼付する貼付方法において、
   前記被着体の貼付面が表出するように前記被着体を保持するステップと、
   前記接着シートを自重により垂れ下がった状態に繰り出すステップと、
   前記保持された被着体に、前記繰り出された接着シートを前記垂れ下がった状態を維持しつつ、押圧しながら貼付するステップと
   を備えることを特徴とする貼付方法。
6. 前記被着体に貼付された前記接着シートを所定形状に切断するステップを更に備えたことを特徴とする請求項５に記載の貼付方法。
7. 前記所定形状に切断された前記接着シートを巻き取るステップを更に備えたこと
   を特徴とする請求項６に記載の貼付方法。
8. 前記被着体は、半導体ウエハであり、
   前記接着シートは、前記半導体ウエハの回路面を保護する保護シートであること
   を特徴とする請求項５乃至７いずれか１項に記載の貼付方法。

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