JP2008159829A - シート貼付装置及び貼付方法 - Google Patents

Abstract

【課題】押圧力を付与して接着シートをウエハに貼付する際に、これらの間に空気が混入することがなく、ウエハの面に接着シートを貼付すること。
【解決手段】リングフレームＦの内側空間Ｆ１を閉塞するように接着シートＳが張設された支持体１１を支持体形成手段１２で形成する。貼合手段１４の貼合用テーブル３１上に、ウエハＷが支持された状態で、前記支持体１１がウエハＷをその内側空間Ｆ１内に配置するように移載される。押圧部材３２の押圧面４１は、ケースＣ内における第１及び第２の空間Ｓ１，Ｓ２の相対圧力を変化させることで、中央部から外側に向かって押圧力を生じさせ、その押圧力で接着シートＳをウエハに貼付する。接着シートＳがウエハＷに貼合された後に、ロボット６０が、カッター刃６３を介してウエハＷの形状に合うように切断を行う。
【選択図】図１

Description

本発明はシート貼付装置及び貼付方法に係り、更に詳しくは、半導体ウエハ等の板状部材にシートを貼付する際に、当該シートと板状部材との間に空気を混入させることなく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。

従来より、半導体ウエハ（以下、単に、「ウエハ」と称する）には、例えば、回路面を保護するための保護シートを貼付することが行われている。

特許文献１には、ウエハの上面側に接着シートを横断させるように繰り出しておき、当該繰り出された接着シートに押圧力を付与してウエハに貼付し、その後、ウエハの大きさに合わせて接着シートを切断する構成が示されている。

特開２００３−２０９０８４号公報

しかしながら、特許文献１に開示された構成にあっては、接着シートがウエハの径方向を横断するように配置される構成であるため、真空若しくは減圧雰囲気を形成するケース内で前述した貼付を行う構成を採用した場合には、接着シートがケースの内外を横切るように延在する態様となる結果、ケースのシール性を十分に保証できないものとなり、安定した真空、減圧雰囲気を得ることができなくなる、という不都合を招来する。

［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、真空若しくは減圧された雰囲気の中でウエハ等の板状部材に接着シートを貼付する際に、一時的に利用可能な支持体を用い、接着シートの繰り出しを必要とすることなく当該接着シートを板状部材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ことにある。

前記目的を達成するため、本発明は、フレーム材の内側空間に接着シートが張設された支持体の内側に板状部材を配置するとともに、前記接着シートを押圧することで前記板状部材に接着シートを貼付する貼合手段と、前記板状部材の大きさに合わせて前記接着シートを切断してシート貼付済みの板状部材と前記支持体とを分離する切断手段とを備える、という構成を採っている。

また、本発明は、フレーム材の内側空間に接着シートを張設して支持体を形成する支持体形成手段と、前記支持体の内側に板状部材を配置するとともに、前記接着シートを押圧することで前記板状部材に接着シートを貼付する貼合手段と、前記板状部材の大きさに合わせて前記接着シートを切断してシート貼付済みの板状部材と前記支持体とを分離する切断手段とを備える、という構成を採ることもできる。

本発明において、前記切断手段は、搬送機能を備えたものを用いるとよい。

また、前記貼合手段は、前記板状部材を支持する貼合用テーブルと、前記接着シートに押圧力を付与する押圧部材とを含み、
前記押圧部材は、前記板状部材に対して中央部が外周側よりも接近した傾斜面若しくは曲面形状に設けられた押圧面と、当該押圧面の外周側に連設された変形許容部とからなり、当該変形許容部を初期形状に対して変形させることで、前記押圧面を前記接着シートに近接させるとともに、当該押圧面を前記板状部材に対して略平行となるように変形させることで、中央から外周に向かって前記接着シートを板状部材に貼付する、という構成を採っている。

更に、前記貼合手段は、真空を含む減圧可能なケースを含み、当該ケース内で前記貼合を行うように設けることができる。

また、前記押圧部材は、前記ケース内で略閉塞された空間を形成し、押圧部材の内側圧力と外側圧力との差によって前記押圧力を付与する、という構成を採っている。

更に、本発明に係るシート貼付方法は、フレーム材の内側空間に接着シートを張設した支持体を用意しておき、前記支持体の内側に板状部材を配置し、次いで、前記接着シートに押圧力を付与して前記板状部材に接着シートを貼付し、その後、前記接着シートを板状部材の大きさに合わせて切断してシート貼付済みの板状部材と前記支持体とを分離する、という方法を採っている。

前記シート貼付方法において、前記接着シートと板状部材との貼合を真空又は減圧下で行うことが好ましい。

本発明によれば、支持体を形成する接着シートを押圧することで、当該接着シートを板状部材に貼付する構成を採用しているため、これら支持体と板状部材とを真空、減圧雰囲気を形成するケース内に配置して貼合するように構成したときに、接着シートがケースの内外を横切るように延在するようなことはない。つまり、支持体をダミーとして一時的に利用することにより、板状部材上に接着シートを繰り出す必要をなくすことができる。従って、貼合時の圧力管理が容易となり、期待する精度でシートの貼付を行うことが可能となる。

また、切断手段に搬送機能を備えたものを用いた構成では、支持体を形成するためのフレーム、支持体、板状部材等の搬送を行うことができるようになり、装置構成の簡素化を達成することができる。

更に、押圧部材は、板状部材に対して中央部が外周側よりも接近した傾斜面若しくは曲面形状に設けられた押圧面を備え、変形許容部が変形することによって押圧面が接着シートに近接する構成であるため、空気の混入を確実に無くして板状部材に接着シートを貼付することができる。

また、前記変形許容部は屈曲形状に設けられているため、この屈曲を変位させることにより、押圧面の位置を変位させることが可能となり、押圧面自体の変形を抑制して移動することができる。

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にはシート貼付装置の概略平面図が示されている。これらの図において、シート貼付装置１０は、フレーム材としての閉ループ状をなすリングフレームＦの内側空間Ｆ１を閉塞するように接着シートＳを張設して支持体１１を形成する支持体形成手段１２と、前記接着シートＳを押圧して板状部材としてのウエハＷに接着シートＳを貼付する貼合手段１４と、前記ウエハＷの大きさに合わせて接着シートＳを切断してシート貼付済みのウエハＷと支持体１１とを分離する切断手段１５とを備えて構成されている。

前記支持体形成手段１２は、リングフレームＦを支持するとともに、図１中左右方向に移動可能に設けられたテーブル１６と、剥離シートＲＬの一方の面に、リングフレームＦの内側空間Ｆ１よりも大きいラベル形状の接着シートＳが仮着されてロール状に巻回された帯状の原反Ｌを繰出可能に支持する繰出ローラ１７と、前記剥離シートＲＬを急激に反転させて接着シートＳを剥離するピールプレート１８と、剥離シートＲＬを巻き取る巻取ローラ２０と、剥離された接着シートＳをリングフレームＦに押圧する貼付ローラ２１とを備えて構成されている。繰出ローラ１７とピールプレート１８の間には、ガイドローラ２３が配置されている一方、ピールプレート１８と巻取ローラ２０との間には駆動ローラ２４及びピンチローラ２５が配置され、駆動ローラ２４の駆動により、接着シートＳがピールプレート１８で剥離されるようになっている。

前記テーブル１６は、図２に示されるように、平面視略方形の輪郭を備えた形状に設けられている。このテーブル１６は、図１に示されるように、スライドベース２６の上面側に設けられた単軸ロボット２７を介して昇降可能に設けられている。スライドベース２６は、相互に略平行に配置された一対のガイドレール２８に沿って移動可能に設けられている。スライドベース２６の下面側にはナット部材２９が設けられており、モータＭによって回転する送りねじ軸３０がナット部材２９を貫通するように配置されている。従って、送りねじ軸３０が回転することにより、テーブル１６は図１中左右方向に移動可能となる。なお、テーブル１６の上面側には、図示しない吸着孔が形成されており、テーブル１６に支持されるリングフレームＦは、吸着孔を介して吸着支持される。

前記貼合手段１４は、ウエハＷ及び支持体１１を支持するようにケースＣ内に配置された貼合用テーブル３１と、リングフレームＦに張設された接着シートＳに押圧力を付与する押圧部材３２とを含む。貼合用テーブル３１は、その上面にウエハＷ及び支持体１１を固定的に支持するシートが設けられている。なお、このようなシートとしては、粘着性、可撓性、耐熱性、弾性等に優れたシリコーン系、ウレタン系、アクリル系、フッ素系、ポリオレフィン系、ポリ塩化ビニル系のエラストマーをベース素材とした粘着シートが例示できる。このテーブル３１は、下部ケース３６内に配置された単軸ロボット３４を介して昇降可能となっている。なお、テーブル３１には、リングフレームＦとウエハＷの載置によって閉塞されない位置に、連通孔３１Ａが設けられ、テーブル３１と支持体１１とで形成される空間は後述する第１の空間Ｓ１と一体となっている（図３参照）。また、下部ケース３６の外周壁３８には配管４０が接続されており、図示しない減圧源に接続され、その減圧加減を制御可能になっている。

前記押圧部材３２はゴムを用いた成形品により構成されている。この押圧部材３２は、接着シートＳに対して中央部が外周側よりも接近した位置となるように傾斜面若しくは曲面形状に設けられた円錐形状をなす押圧面４１と、当該押圧面４１の外周側に連設されて円周方向に延びる屈曲形状の上面視略リング状となる変形許容部４３とにより構成されている。

前記変形許容部４３は、押圧面４１の外周から上方に向けられた内側起立面４５と、この内側起立面４５の上端から鋭角下方に連なる外周垂下面４６とにより構成されており、当該外周垂下面４６の下端にはフランジ面部４７が形成されている。このフランジ面部４７は、上部ケース５０の頂壁５１の下面に固定された取付筒５２の下端部に密着固定され、これにより、上下のケース５０，３６を閉塞したときに、これらケース５０、３６及び押圧部材３２により第１の空間Ｓ１が形成される一方、前記上部ケース５０の頂壁５１部分、押圧部材３２及び取付筒５２により第２の空間Ｓ２が形成されるようになっている（図３参照）。

前記上部ケース５０は、頂壁５１に配管５５が連結され、この配管５５は、第２の空間Ｓ２内を減圧する図示しない減圧源に接続され、その減圧加減を制御可能になっている。なお、上部ケース５０における周壁５６の下端面には凹溝５６Ａが形成されており、当該凹溝５６内にＯリング５８が収容され、これにより、上下のケース５０、３６を突き合わせて閉塞したときの密閉性が確保される。

前記切断手段１５は、多関節型のロボット６０により構成されている。このロボット６０は、複数の関節を有し、ベース部６１に接続された複数のアームを備え、先端側となる自由端側に、カッター刃６３が着脱自在に設けられているとともに、当該カッター刃６３は、直交三軸方向及び任意の回転方向に移動可能に設けられている。このロボット６０はＮＣ（Numerical Control）により制御されるものである。すなわち、各関節の移動量がそれぞれに対応する数値情報で制御され、全てその移動量がプログラムにより制御されるようになっている。なお、ロボット６０は、カッター刃６３を図示しない搬送アームに持ち替え可能に設けられており、当該搬送アームが装着されたときに、後述する搬送機能を達成することとなる。

次に、本実施形態におけるシート貼付方法について、図３ないし図７をも参照しながら説明する。

先ず、ロボット６０が駆動し、その自由端側に装着されているカッター刃６３を、図示しない搬送アームと付け替え動作を行う。そして、搬送アームを介してフレームストッカからリングフレームＦを保持してテーブル１６上に移載する（図１実線位置参照）。また、ロボット６０は、図示しないウエハストッカに収容されているウエハＷを吸着し、貼合用テーブル３１上に移載する。

次いで、テーブル１６が図１中二点鎖線で示される右側位置に移動し、単軸ロボット２７が上昇し、同位置から左側に戻るように移動する。この移動に同期して、支持体形成手段１２の駆動ローラ２４が駆動し、ピールプレート１８の先端位置で接着シートＳが剥離シートＲＬから剥離され、貼付ローラ２１による押圧力により、リングフレームＦの内側空間Ｆ１を閉塞するように接着シートＳが貼付されて支持体１１が形成される。なお、図１中二点鎖線で示されるリングフレームＦには接着シートＳが貼付された状態が示されているが、これは説明の便宜上のものであり、テーブル１６が図１中二点鎖線位置から左側に移動するときに、接着シートＳが貼付されるものである。

このようにして形成された支持体１１は、ロボット６０の搬送アームを介して貼合用テーブル３１上に予め支持されているウエハＷをその内側空間Ｆ１内に配置するように移載される。

次いで、図３に示されるように、上下のケース５０，３６を合わせて閉塞するとともに、単軸ロボット３４を伸長させて貼合用テーブル３１を所定高さまで上昇させ、接着シートＳが押圧面４１に対して僅かに隙間を形成する被接触状態を維持するように保たれる。この際、第１、第２の空間Ｓ１、Ｓ２を略同じ減圧状態になるように制御しつつ所定の減圧状態とする。次いで、第１の空間Ｓ１は所定の減圧状態としたまま、第２の空間Ｓ２側のみの減圧状態を徐々に開放する（大気圧に近づける）。

前記減圧開放により、押圧部材３２は、押圧面４１に付与される下向きの圧力を受けると、図４に示されるように、変形許容部４３が変形し始め、当該変形により押圧面４１の面位置が押し下げられることとなり、当該押圧面４１の中央部が接着シートＳを押圧してウエハＷの中央部に貼り付けることとなる。

第２の空間Ｓ２の更なる減圧開放により、図５に示されるように、変形許容部４３は変形し続け、押圧面４１の傾斜面がウエハＷ側に押し付けられ、接着シートＳを中央部から外周側に向かって徐々にウエハＷに貼り付け、最終的に、図６に示されるように、押圧面４１がウエハＷに対して略平行となるように変形し、ウエハＷの上面全領域全体に接着シートＳの貼付が行われることとなる。

このようにしてシートＳの貼付が完了した後は、上下のケース５０，３６が開動作する。この間、ロボット６０は、自由端側に装着されていた搬送アームをカッター刃６３に持ち替える動作を行い、前記ケース５０，３６が開いた後に、ケースＣ内にアクセスし、図７に示されるように、キャンバ角θを形成するように傾いた姿勢で接着シートＳをウエハＷの大きさに合わせて切断を行い、シート貼付済みのウエハＷと支持体１１とを分離することなる。

前記接着シートＳの切断が完了した状態で、ロボット６０は、カッター刃６３を搬送アームに再度持ち替え、当該搬送アームを介してシート貼付済みのウエハＷを次工程に搬送したり、或いは、ウエハストッカに収容動作する。また、接着シートＳがウエハの大きさに合わせて切り抜かれた状態となる支持体１１も同様に搬送アームを介して貼合用テーブル３１上から取り除かれ、図示しないストッカに収納される。

従って、このような実施形態によれば、支持体１１を用いる構成としたことにより、接着シートＳがケースＣの内外に延在することがなくなり、ケースＣを完全に閉塞した状態を保って第１及び第２の空間Ｓ１，Ｓ２の圧力を制御することができるようになる。従って第２の空間Ｓ２側のみを徐々に減圧状態から開放することで、変形許容部４３が確実に変形し、当該変形によって押圧面４１が中央部から外周側に向かって次第に平面化することでシートＳの貼付を行うことができる。これにより、接着シートＳとウエハＷとの間の空間徐々に外側に追いやりながら接着シートＳの貼付を行うことが可能となり、ウエハＷと接着シートＳとの間に空間を介在させることなく接着シートＳを貼付することができる、という効果を得る。

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、切断手段を構成するロボット６０が切断機能と搬送機能の双方を備えたものとしたが、搬送機能を独立して達成する別途のロボットやその他の機構を採用することを妨げない。但し、前記実施例構成として、ロボット６０が二つの機能を有するものとすれば、装置構成の簡略化及び小型化を達成できる点で有利となる。

また、支持体１１を形成するフレーム材は、リングフレームＦに限定されることはなく、更に、必ずしも閉ループ状のものに限らず、接着シートＳの張力を一定に保つことができる限り、平面視Ｃ字状、Ｕ字状のものも採用することができる。なお、フレーム材がＣ字状、Ｕ字状の場合や、リングフレームＦをテーブル３１に完全密着させない場合は、テーブル３１には連通孔３１Ａを形成することを省略できる。

また、第１及び第２の空間Ｓ１、Ｓ２を真空状態に保ち、貼合用テーブルを次第に上昇させるようにして接着シートＳをウエハＷに貼付してもよい。要するに、本発明は、ケースＣの密閉状態を保ち、内側空間Ｆ１内で、接着シートＳをウエハＷに貼付することができる構成であれば足りる。

更に、板状部材は、ウエハＷに限定されることなく、ガラス板、鋼板、樹脂板等の他の部材のものを対象としてよい。

また、貼合手段は、空気圧を用いた押圧部材３２以外に、ローラ部材や板状のブレード部材等の他のものも採用することができる。

更に、本実施形態では、支持体形成手段１２において、ラベル形状の接着シートＳを貼付する例を示したが、帯状の接着シートをリングフレームに貼付した後、切断手段１５で当該接着シートを所定形状に切断して支持体１１を形成するようにしてもよい。

本実施形態に係るシート貼付装置を一部断面化した概略正面図。 図１の概略平面図。 接着シート貼付の初期設定が完了した状態を示す概略断面図。 接着シート貼付が開始された直後の状態を示す概略断面図。 変形許容部が変形して押圧面が平面化する状態を示す概略断面図。 接着シートがウエハに完全に貼付された状態を示す概略断面図。 接着シートを切断する状態を示す概略断面図。

符号の説明

１０ シート貼付装置
１１ 支持体
１２ 支持体形成手段
１４ 貼合手段
１５ 切断手段
３１ 貼合用テーブル
３２ 押圧部材
４１ 押圧面
４３ 変形許容部
Ｃ ケース
Ｆ リングフレーム（フレーム材）
Ｆ１ 内側空間
Ｓ 接着シート
Ｓ１ 第１の空間
Ｓ２ 第２の空間
Ｗ 半導体ウエハ（板状部材）

Claims (8)

1. フレーム材の内側空間に接着シートが張設された支持体の内側に板状部材を配置するとともに、前記接着シートを押圧することで前記板状部材に接着シートを貼付する貼合手段と、前記板状部材の大きさに合わせて前記接着シートを切断してシート貼付済みの板状部材と前記支持体とを分離する切断手段とを備えたことを特徴とするシート貼付装置。
2. フレーム材の内側空間に接着シートを張設して支持体を形成する支持体形成手段と、前記支持体の内側に板状部材を配置するとともに、前記接着シートを押圧することで前記板状部材に接着シートを貼付する貼合手段と、前記板状部材の大きさに合わせて前記接着シートを切断してシート貼付済みの板状部材と前記支持体とを分離する切断手段とを備えたことを特徴とするシート貼付装置。
3. 前記切断手段は、搬送機能を備え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. 前記貼合手段は、前記板状部材を支持する貼合用テーブルと、前記接着シートに押圧力を付与する押圧部材とを含み、
   前記押圧部材は、前記板状部材に対して中央部が外周側よりも接近した傾斜面若しくは曲面形状に設けられた押圧面と、当該押圧面の外周側に連設された変形許容部とからなり、当該変形許容部を初期形状に対して変形させることで、前記押圧面を前記接着シートに近接させるとともに、当該押圧面を前記板状部材に対して略平行となるように変形させることで、中央から外周に向かって前記接着シートを板状部材に貼付す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. 前記貼合手段は、真空を含む減圧可能なケースを含み、当該ケース内で前記貼合を可能したことを特徴とする請求項１ないし４の何れかに記載のシート貼付装置。
6. 前記押圧部材は、前記ケース内で略閉塞された空間を形成し、押圧部材の内側圧力と外側圧力との差によって前記押圧力を付与することを特徴とする請求項５記載のシート貼付装置。
7. フレーム材の内側空間に接着シートを張設した支持体を用意しておき、前記支持体の内側に板状部材を配置し、次いで、前記接着シートに押圧力を付与して前記板状部材に接着シートを貼付し、その後、前記接着シートを板状部材の大きさに合わせて切断してシート貼付済みの板状部材と前記支持体とを分離することを特徴とするシート貼付方法。
8. 前記接着シートと板状部材との貼合を真空又は減圧下で行うことを特徴とする請求項７記載のシート貼付方法。

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