JP2007317886A - シート貼付装置及び貼付方法 - Google Patents

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Abstract

【課題】貼付用シートを板状部材に貼付する際に、延伸力が付与されても部分的なはみ出しを生ずることなく貼付用シートを半導体ウエハに貼付することのできるシート貼付装置及び貼付方法を提供する。
【解決手段】剥離シートPSに接着シートLSが仮着された原反Lを繰り出す繰出装置60と、接着シートLSに略閉ループ状の切り込みCを設けて貼付用シートSを形成するカット装置28と、貼付用シートSを半導体ウエハWに貼付する貼付ユニット13とを含む。カット装置28は、閉ループ状の切断刃38を含み、この切断刃は、平面に展開したときのシート繰出方向に沿う直径D1が半導体ウエハWの直径よりも小さくなるように設けられており、貼付用シートSを半導体ウエハWに貼付する際に熱や押圧力、張力といった外力が貼付用シートSに付与されて前記繰出方向に延伸しても、半導体ウエハWの外周からはみ出すことなく略一致した状態で貼付される。
【選択図】図2

Description

本発明はシート貼付装置及び貼付方法に係り、特に、半導体ウエハ等の板状部材に感熱接着性の接着シートを貼付する際に、板状部材の形状に合わせて貼付することのできるシート貼付装置及び貼付方法に関する。
回路面が形成された半導体ウエハ(以下、単に、「ウエハ」と称する)をチップに個片化した後、各チップをピックアップしてリードフレームに接着(ダイボンディング)する際、そのウエハ処理工程において、ダイボンディング用感熱接着性の接着シートをウエハ裏面に予め貼付することが行われている。
前述した接着シートをウエハに貼付する装置としては、例えば、特許文献1に開示されるように、帯状の剥離シートに帯状の接着シートが仮着された原反を用い、前記剥離シートから剥離される接着シートをウエハに貼付した後にウエハ外周に沿ってカットする構成が知られている。また、特許文献2に開示されるように、予めウエハ外形に対応する平面形状に設けられたシート状の接着シートを剥離シートから剥離してウエハに貼付する構成も知られている。
特開2003−257898号公報 特開平7−195527号公報
しかしながら、特許文献1の構成にあっては、接着シート貼付後の外周カットは、ウエハ外周に沿ってカッター刃を移動させる構成であるため、カッター刃の移動を高精度に管理しなければならない、という制約がある他、切断位置をウエハ外周に一致させるために、ウエハの外周を損傷させ易い、という不都合がある。
この一方、予めウエハ形状に対応して形成されたシート状の接着シートをウエハに貼付する場合には、特に、接着シートが感熱接着性である場合には、貼付ローラがウエハ上を回転しながら相対移動するときに、その移動方向に沿って接着シートの延びが生じ、当該移動方向に沿う接着シートの直径が拡大してウエハ外周からシートの部分的なはみ出しを生じる、という不都合がある。これは、接着シートが加熱されることや、貼付ローラによる押圧、更に、貼付するために張力が付与されることが相互に作用して接着シートに延伸力を付与してしまうことに起因する。
[発明の目的]
本発明は、このような不都合に着目して案出されたものであり、その目的は、接着シートを繰り出す途中で貼付用シートを形成する構成とし、貼付時に貼付用シートに延伸力が付与されても部分的なはみ出しを生ずることがないように貼付用シートを貼付することのできるシート貼付装置及び貼付方法を提供することにある。
前記目的を達成するため、本発明は、剥離シートから貼付用シートを剥離して板状部材に貼付するシート貼付装置において、
前記剥離シートに接着シートが仮着された帯状の原反を繰り出す繰出装置と、前記原反を繰り出す途中で前記接着シートに略閉ループ状の切り込みを設けて貼付用シートを形成するカット装置と、前記貼付用シートを前記剥離シートから剥離して前記板状部材に貼付する貼付ユニットとを含み、
前記カット装置は、前記切り込みを形成する閉ループ状の切断刃を含み、この切断刃の前記閉ループの大きさは、前記貼付用シートに張力を付与して貼付する際のシート延びを見込んで前記板状部材よりも小さく設けられる、という構成を採っている。
本発明において、前記板状部材は略円形の半導体ウエハであり、前記切断刃は、前記原反の繰出方向に沿う直径が前記半導体ウエハの前記繰出方向に沿う直径よりも小さく設定される、という構成を採ることができる。
また、前記カット装置は、ローラ軸及び当該ローラ軸の外周に設けられた切断刃を含むダイカットローラと、これに併設されたプラテンローラとからなり、前記切断刃は、板状部材のサイズに応じて交換可能に設けられている。
更に、前記接着シートは感熱接着性シートであり、前記貼付ユニットは、前記貼付用シートに熱を加えながら押圧力を付与する貼付ローラを含む構成とすることができる。
また、前記繰出装置の原反繰出速度及びダイカットローラの回転速度は、それぞれ独立して制御される、という構成を採ることが好ましい。
更に、本発明は、剥離シートに接着シートが仮着された帯状の原反を繰り出す途中で前記接着シートに略閉ループ状の切り込みを設けて貼付用シートを形成した後、当該貼付用シートを前記剥離シートから剥離して板状部材に貼付するシート貼付方法において、
前記貼付用シートが前記板状部材の大きさよりも小さくなるように前記切り込みを形成しておき、
前記貼付用シートに張力を加えながら板状部材に貼付するときの貼付用シートの延びを利用することで、当該貼付用シートが板状部材の大きさに略一致して貼付される、という方法を採っている。
前記方法において、前記板状部材は略円形の半導体ウエハであり、前記切り込みは、前記原反の繰出方向に沿う直径が、前記半導体ウエハの前記繰出方向に沿う直径よりも小さい略楕円形状の軌跡に沿って形成される。
また、前記切り込みによって形成される貼付用シートのサイズは、板状部材の大きさに応じて変更可能に設けられる、という方法を採るとよい。
更に、前記カット装置はダイカットローラを含み、当該ダイカットローラの回転速度と前記原反の繰出速度とを独立して制御することにより、原反繰出方向における貼付用シートの大きさが調整可能に設けられている。
本発明によれば、前記貼付用シートを板状部材に押圧して貼付する際の延びを予め見込んで小さいサイズとなるように切り込みを形成するものであるため、熱や押圧力、張力といった外力の付与によって延びが発生しても板状部材の外側にはみ出すおそれを防止することができる。特に、感熱接着性のシートのように加熱された貼付ローラを用いて押圧力を付与する場合の効果は一層高いものとなる。
また、閉ループ状となる切断刃はローラ軸の外周に設けられているものであるが、平面に展開した状態で説明すると、繰出方向に沿う切断刃の直径が、半導体ウエハの繰出方向に沿う直径よりも小さく設定されている構成となるため、前記繰出方向に沿って切断刃の直径を調整できれば、シートの特性に応じて見込まれる延び量が変化しても、板状部材の大きさに一致させた状態で貼付用シートを貼付することが可能となる。
更に、切断刃が板状部材のサイズに応じて交換可能であるため、種々異なるサイズとなる板状部材に適用することができ、汎用性を備えたシート貼付装置を提供することが可能となる。
また、繰出装置の原反繰出速度とダイカットローラの回転速度が独立制御可能であるため、原反の繰出速度を変化させることで貼付用シートの大きさを調整することが可能となる。すなわち、切断刃は、繰出方向に沿う直径が、半導体ウエハの繰出方向に沿う直径よりも小さく設定されているため、原反の繰出速度をダイカットローラの回転速度よりも速くする度合いを大きくした場合には、繰出方向に沿う貼付用シートの長さすなわち直径を大きくすることができる一方、度合いを小さくした場合には、前記繰出方向に沿う貼付用シートの直径を小さくすることができる。従って、これら速度調整と、切断刃の形状とを相互に作用せしめることで、繰出方向に沿う貼付用シートの長さを微調整でき、伸び率が異なる接着シートや、貼付温度の異なる接着シートを採用しても対応可能となる。
以下、本発明の実施の形態について図面を参照しながら説明する。
図1には、本実施形態に係るシート貼付装置の概略正面図が示され、図2には、その概略斜視図が示されている。これらの図において、シート貼付装置10は、板状部材としての略円形のウエハWを貼付対象とし、剥離シートPSに仮着された感熱接着性の接着用シートLSに切り込みを設けて形成される貼付用シートSをウエハWの裏面側(図1中上面側)に貼付する装置として構成されている。このシート貼付装置10は、ウエハWを略水平に支持するテーブル12と、ウエハWの上面側に前記貼付用シートSを貼付する貼付ユニット13とを備えて構成されている。
前記テーブル12は昇降装置14を介して昇降可能に設けられている。このテーブル12は上面が吸着面とされており、ウエハWの回路面側(下面側)を吸着して当該ウエハWを支持するように設けられている。なお、ここでは図示省略しているが、ウエハWは、回路面側に保護テープを貼付した状態で支持されて当該回路面の傷付き等が防止されるようになっている。また、テーブル12は、ウエハWを一定温度に加熱するためのヒータを内蔵して構成されているとともに、図示しない駆動装置を介して図2に示されるY軸方向に移動可能に設けられ、これにより、ウエハWのY軸方向位置が調整可能となっている。
前記テーブル12は、移動装置15を介して図1中X軸方向に往復移動可能に設けられている。この移動装置15は、前記テーブル12を支持するスライドプレート16と、このスライドプレート16を前記X軸方向に移動可能に案内する一対のレール17と、スライドプレート16に固定されたナット19に螺合する状態で貫通するボールねじ軸20と、当該ボールねじ軸20を回転駆動するモータM1とを備えて構成されている。ボールねじ軸20において、モータM1の反対側端部は軸受22に回転可能に支持され、これにより、モータM1が正逆回転駆動したときに、テーブル12がレール17に沿ってX軸方向に往復移動することとなる。なお、テーブル12は、図1中左側に位置するときに、図示しない移載アーム等を介してウエハWを受け取り、同図中右側に移動した位置で、前記貼付ユニット13を介してウエハWに貼付用シートSが貼付されるようになっている。
前記貼付ユニット13は、板状のフレームF内に支持されたシート繰出部25と、これに併設された貼付ヘッド26により構成されている。シート繰出部25は、帯状の剥離シートPSに帯状の接着シートLSが仮着されたロール状の原反Lを繰出可能に支持する支持ローラ27と、ウエハWの外形に近似した外形となるように接着シートLSに閉ループ状の切り込みC(図2参照)を形成して貼付用シートSを形成するカット装置28と、貼付用シートSを形成した後の接着シートLSの外周側を不要接着シートS1として巻取回収する回収ローラ30と、この回収ローラ30に併設されてバッファ領域を確保するダンサローラ32と、当該ダンサローラ32位置を通過した後の原反Lの繰出経路上に配置されて貼付用シートSの位置を検出する検出手段35と、前記貼付ヘッド26を介して貼付用シートSをウエハWに貼付した後の剥離シートPSを所定の張力で巻き取る巻取ローラ36とを備えて構成されている。
前記カット装置28は、ローラ軸37と、このローラ軸37の外周に設けられた閉ループ状の切断刃38とからなるダイカットローラ39と、このダイカットローラ39に併設された駆動ローラとして作用するプラテンローラ40とにより構成されている。ダイカットローラ39は、ローラ軸37の外周面に巻装可能な金属板の面をエッチング処理することにより切断刃38が形成されものであり、前記金属板をローラ軸37から取り外すことで、切断刃38を交換できるようになっている。従って、ウエハWのサイズが変更された場合には、これに対応する切り込みを形成できる切断刃を備えたものに付け替えられることとなる。この切断刃38は、平面に展開した図4に示されるように、原反Lの繰出方向に沿う直径D1が、これに直交する方向(同図中上下方向)に沿う直径D2よりも小さくなる略楕円形状の軌跡に沿って閉ループ状に設けられている。ここで、直径D1は、ウエハWの直径よりも小さく、直径D2は、ウエハWの直径に略一致する寸法に設定され、D2とD1との差は、貼付用シートSをウエハWに貼付する際の延伸量を見込んで設定され、これにより、貼付用シートSをウエハWに貼付したときに、当該貼付用シートSがウエハWからはみ出すことなくウエハWのサイズに略一致して貼付されることとなる。因みに、図5に示されるように、前記切断刃38で接着シートLSに切り込みCを形成した状態は、二点鎖線で示される仮想円に対して楕円形状に表れることとなる。
前記支持ローラ27とプラテンローラ40との間には、第1の駆動ローラ42及びこれに接するピンチローラ43と、ガイドローラ44が設けられている。第1の駆動ローラ42とプラテンローラ40は、前記フレームFの背面側に配置されるモータM2,M3の出力軸に支持されている。また、プラテンローラ40と前記回収ローラ30との間には、ガイドローラ45と、モータM4の出力軸に支持された第2の駆動ローラ46及びこれに接するピンチローラ47と、モータM5の出力軸に支持された第3の駆動ローラ50と、当該第3の駆動ローラ50及び前記回収ローラ30間に介装されたピンチローラ52が配置されている。
また、前記ダンサローラ32の下流側には、モータM6の出力軸に支持された第4の駆動ローラ53及びピンチローラ55と、ガイドローラ56が配置されているとともに、前記巻取ローラ36の上流側には、モータM7によって駆動される第5の駆動ローラ58及びこれに接するピンチローラ59が配置されている。なお、巻取ローラ36は、モータM8により回転駆動される。ここで、前記第1の駆動ローラ42、駆動ローラとして作用するプラテンローラ40、第2の駆動ローラ46及びこれらを回転駆動させるモータM2,M3,M4により原反Lの繰出装置60が構成され、また、第1の駆動ローラ42、プラテンローラ40、第2の駆動ローラ46は、それぞれ独立して回転速度が制御されるように設けられている。従って、各ローラの回転速度を適宜調整することにより、前記切断刃38の前記直径D1に対して拡大、縮小する方向に切り込みCを形成して微調整を行うことができる。
前記貼付ヘッド26は、X軸方向に延びる単軸ロボット70に支持されてY軸方向に延びる移動アーム71と、この移動アーム71の反単軸ロボット70端側を支持するようにX軸方向に延びるレール73と、前記移動アーム71の上面二箇所に設けられた一対の上下動シリンダ75と、移動アーム71の下面側に配置されて上下動シリンダ75のピストンロッド76(図3参照)の進退により昇降可能に設けられた門型フレーム78と、当該門型フレーム78に回転可能に支持された貼付ローラ80により構成され、前記単軸ロボット70が作動して移動アーム71がX軸方向に移動することで、貼付ローラ80の外周を回行する貼付用シートSがウエハWに押圧されて貼付される。ここで、貼付ローラ80は、ヒータ内蔵型として構成されており、当該貼付ローラ80によって貼付用シートSが加熱されながらウエハWに貼付される。
前記門型フレーム78の両側には、略鉛直面内に向けられた板状をなすブラケット82が固定されており、当該ブラケット82の図1中右側の上下にガイドローラ83,84が支持されている。また、ガイドローラ83の回転中心軸回りには、略L型のリンク85が揺動可能に装着されており、その一端側にテンションローラ87が支持されている一方、他端側には、前記移動アーム71の上面に固定されたエアシリンダ88のピストンロッド89が連結されている。従って、ピストンロッド89が進退することにより、テンションローラ87は、ガイドローラ83の回転中心軸を回転中心として回転可能に設けられ、これにより、ガイドローラ83及び貼付ローラ61間における原反Lに所定の張力を付与するようになっている。
前記検出手段35は、フレームFの面から突出する棒状の支持部材90と、この支持部材90の長手方向二箇所に取り付けられた一対のセンサ91,92とにより構成されている。これらセンサ91,92、原反Lの繰出方向に沿う基準中心線に対して左右等間隔位置に配置され、前記基準中心線に沿う貼付用シートSの弦長さを検出して当該貼付用シートSが左右何れかにずれているか否かを検出し、ずれが検出されたときに、前記テーブル12をY軸方向に移動して当該Y軸方向におけるウエハWと貼付用シートとの相対位置ずれを防止するように構成されている。なお、この構成は、本出願人によって既に提案された特願2005−218543号に開示されたものであり、従って、ここでの詳細な説明は省略する。
次に、本実施形態における貼付用シートSの貼付動作について説明する。
ウエハWが加熱状態にあるテーブル12に移載され、当該テーブル12が貼付ヘッド26の下方に移動した状態で、貼付用シートSがウエハWに貼付されることとなる。
貼付ユニット13では、原反Lの繰り出しが行われる。この繰り出しに際し、第1の駆動ローラ42と第2の駆動ローラ46による原反Lの繰出速度は、プラテンローラ40により回転駆動されるダイカットローラ39の回転速度よりも早く設定されている。これにより接着シートLSに切り込みCで囲まれる領域が貼付用シートSとして形成される(図5参照)。
前記切り込みCによって生ずる不要接着シートS1は、回収ローラ30によって順次巻き取り回収され、第3の駆動ローラ50より繰出方向下流側は剥離シートPSに貼付用シートSが仮着された状態の原反が順次繰り出されることとなる。ここで、検出手段35が貼付用シートSの横方向の位置ずれを検出し、そのずれ量に応じてテーブル12が図2に示されるY軸方向に移動するようになっている。
貼付用シートSは、貼付ローラ80による加熱と押圧力を受けつつ、テンションローラ87によって所定の張力を付与されてウエハWに貼付される。すなわち、図6(A)〜(D)に示されるように、貼付用シートSのリード端SEがウエハWの図中右端に一致する位置まで繰り出される(図6(A)参照)。そして、この状態で、貼付ローラ80が上下動シリンダ75を介して下降してリード端SEをウエハWの右端に当接させる(図6(B)参照)。次いで、移動アーム71がウエハWの径方向反対側に向かって移動することで貼付用シートSを繰り出しながら、貼付ローラ80が貼付用シートSをウエハWに押圧して貼付することとなる(図6(D)参照)。この際、前述したように、貼付用シートSの繰出方向に沿う直径D1は、ウエハ直径よりも小さいため、貼付用シートSの繰出方向に沿う延伸がないとした場合の長さは短くなってウエハ端部に未貼付領域を生じることになるが、貼付用シートSが貼付ローラ80による加熱と押圧力を受けつつ、所定の張力を付与されて繰出方向に若干延伸することとなる。従って、この延伸分を見込んで前記直径D1となるように切り込みCを形成しているので、貼付完了状態で、貼付用シートSは、ウエハWの大きさに合う状態で貼付されることとなる。ここで、貼付用シートSの延伸が足りない場合は、更に第1、第2の駆動ローラ42、46の原反繰出速度を、ダイカットローラ39の回転速度よりも早くする度合いを大きくすればよく、延伸が大き過ぎる場合にはその度合いを小さくすればよい。
従って、このような実施形態によれば、貼付用シートSが加熱や押圧力、張力といった外力によって繰出方向に延伸しても、ウエハWの外周にはみ出るようなことはなく、当該ウエハWの大きさに合う状態で貼付することができ、これにより、貼付用シートSがダイボンディング用の感熱接着性のシートの場合には、ボンディング不良等を生ずるおそれを防止することが可能となる。
また、貼付用シートSは、剥離シートPSを介して押圧力を受けて貼付されるので、貼付ローラ80が直接接触することに起因した傷つき等を防止することもできる。
以上のように、本発明を実施するための最良の構成、方法等は、前記記載で開示されているが、本発明は、これに限定されるものではない。
すなわち、本発明は、主に特定の実施形態に関して特に図示、説明されているが、本発明の技術的思想及び目的の範囲から逸脱することなく、以上説明した実施形態に対し、形状、位置若しくは配置等に関し、必要に応じて当業者が様々な変更を加えることができるものである。
例えば、前記実施形態では、感熱接着性を有するダイボンディング用の貼付用シートSをウエハWに貼付する装置として図示、説明したが、他のシート、例えば、感圧接着性を有する接着シートであってもよい。また、ドライレジストフィルムや、保護膜形成用のシート等をウエハWに貼付する場合にも適用することができる。要するに、本発明は、熱や押圧力、張力といった外力が付与されることにより、貼付用シートが延びてしまう場合の対応装置として利用することができる。
また、前記実施形態では、ウエハWに貼付用シートSを貼付する構成について説明したが、ウエハW以外の板状部材にシート、フィルムを貼付する構成にも適用することができる。
更に、貼付用シートSは、ピールプレートを介して剥離しつつウエハWと相対移動可能な貼付ローラで押圧する構成としてもよい。
本実施形態に係るシート貼付装置の全体構成を示す概略正面図。 貼付用シートをウエハに貼付する前の状態を示すシート貼付装置の概略斜視図。 貼付用シートをウエハに貼付している状態を示すシート貼付装置の概略斜視図。 ダイカットローラの展開平面図。 接着シートに切り込みCを形成した状態を示す平面図。 貼付用シートの貼付動作を示す作用説明図。
符号の説明
10 シート貼付装置
13 貼付ユニット
28 カット装置
37 ローラ軸
38 切断刃
60 繰出装置
L 原反
S 貼付用シート
PS 剥離シート
LS 接着シート
W 半導体ウエハ(板状部材)

Claims (9)

  1. 剥離シートから貼付用シートを剥離して板状部材に貼付するシート貼付装置において、
    前記剥離シートに接着シートが仮着された帯状の原反を繰り出す繰出装置と、前記原反を繰り出す途中で前記接着シートに略閉ループ状の切り込みを設けて貼付用シートを形成するカット装置と、前記貼付用シートを前記剥離シートから剥離して前記板状部材に貼付する貼付ユニットとを含み、
    前記カット装置は、前記切り込みを形成する閉ループ状の切断刃を含み、この切断刃の前記閉ループの大きさは、前記貼付用シートに外力を付与して貼付する際のシート延びを見込んで前記板状部材よりも小さく設けられることを特徴とするシート貼付装置。
  2. 前記板状部材は略円形の半導体ウエハであり、前記切断刃は、前記原反の繰出方向に沿う直径が前記半導体ウエハの前記繰出方向に沿う直径よりも小さく設定されていることを特徴とする請求項1記載のシート貼付装置。
  3. 前記カット装置は、ローラ軸及び当該ローラ軸の外周に設けられた切断刃を含むダイカットローラと、これに併設されたプラテンローラとからなり、前記切断刃は、板状部材のサイズに応じて交換可能に設けられていることを特徴とする請求項1又は2記載のシート貼付装置。
  4. 前記接着シートは感熱接着性シートであり、前記貼付ユニットは、前記貼付用シートに熱を加えながら押圧力を付与する貼付ローラを含んで構成されていることを特徴とする請求項1,2又は3記載のシート貼付装置。
  5. 前記繰出装置の原反繰出速度及びダイカットローラの回転速度は、それぞれ独立して制御されることを特徴とする請求項3又は4に記載のシート貼付装置。
  6. 剥離シートに接着シートが仮着された帯状の原反を繰り出す途中で前記接着シートに略閉ループ状の切り込みを設けて貼付用シートを形成した後、当該貼付用シートを前記剥離シートから剥離して板状部材に貼付するシート貼付方法において、
    前記貼付用シートが前記板状部材の大きさよりも小さくなるように前記切り込みを形成しておき、
    前記貼付用シートに外力を加えながら板状部材に貼付するときの貼付用シートの延びを利用することで、当該貼付用シートが板状部材の大きさに略一致して貼付されることを特徴とするシート貼付方法。
  7. 前記板状部材は略円形の半導体ウエハであり、前記切り込みは、前記原反の繰出方向に沿う直径が、前記半導体ウエハの前記繰出方向に沿う直径よりも小さい略楕円形状の軌跡に沿って形成されることを特徴とする請求項6記載のシート貼付方法。
  8. 前記切り込みによって形成される貼付用シートのサイズは、板状部材の大きさに応じて変更可能に設けられていることを特徴とする請求項6又は7記載のシート貼付方法。
  9. 前記カット装置はダイカットローラを含み、当該ダイカットローラの回転速度と前記原反の繰出速度とを独立して制御することにより、原反繰出方向における貼付用シートの大きさが調整可能に設けられていることを特徴とする請求項6,7又は8記載のシート貼付方法。
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