JP2011119578A - 貼着装置 - Google Patents

Abstract

【課題】保護部材に被加工物を貼着する接着剤を所望の厚みに制御することができ、被加工物の保持力を十分とし、貼着作業の繁雑さを解消し、貼着時に被加工物に与える外的なダメージを低減することできる貼着装置を提供する。
【解決手段】保護フィルムＦが載置される水平上面２０を有し且つ紫外線が透過する定盤２と、定盤２の上方に配設され被加工物Ｗの片面を露出させて他面を吸引保持する保持パッド４と、保持パッド４を昇降動させる昇降動手段６と、定盤２を透過して保護フィルムＦの下方から紫外光を照射する紫外光照射手段５と、定盤２に載置された保護フィルムＦの中央部に紫外線硬化性樹脂を供給する作用位置と定盤上から退避する非作用位置とに選択的に位置付けられる樹脂供給手段３とを具備し、定盤２に載置された保護フィルムＦに樹脂を滴下し保持パッド４に保持された被加工物Ｗが樹脂を押圧して均一な厚さにしてから紫外光を樹脂に照射する。
【選択図】図１

Description

本発明は、保護フィルムに紫外線硬化樹脂を介して被加工物を貼着するための貼着装置に関する。

反りの激しい板状物を研削する場合や、難切削材を切削する場合には、例えば剛性板等の保護部材にホットメルトタイプの接着剤を介して被加工物を貼着し、その状態で被加工物の研削又は切削を行っている。ホットメルトタイプの接着剤を介して保護部材に被加工物を貼着して当該接着剤を硬化させて固定すると、保持力が強固になるため、例えば切削の場合においては、ダイシングテープによる固定では保持力が弱く、動いてしまい切削が不可能となるような難切削材であっても加工が可能となる（例えば特許文献１参照）。

ホットメルトタイプの接着剤により保護部材に被加工物を貼着する貼着方法としては、保護部材をホットプレート上に載置しホットメルトタイプの接着剤を軟化させ保護部材上に塗布し、塗布された接着剤上に被加工物を載置する方法がある。この方法では、被加工物の反りを矯正し接着剤層の厚みを一定にするために、ある程度の荷重で押圧しながら接着剤を冷却し硬化させる。かかる作業は被加工物１枚ごとに手作業で行うのが一般的である。

特開２０００−１８２９９７号公報

しかし、上記貼着方法は、被加工物と保護部材とを荷重をかけて押圧しながら行うため、接着剤を所望の厚みで貼着することができず、接着剤の厚みを所望に変化させたいという要望に応えることができない。また、貼着作業を手作業で行っているために、作業が煩雑で効率的ではない。更に、貼着作業においては、被加工物をホットメルトタイプの接着剤が軟化する高温（１００℃以上）まで加熱することに加えて、貼着の際に被加工物に対して少なくない荷重をかけながら押圧する必要があり、加工後のチップ片へのダメージが懸念される。

本発明は上記事実に鑑みてなされたものであり、その目的は、被加工物を貼着する接着剤を所望の厚みに制御することができ、ホットメルトタイプの接着剤で貼着するのと同等又はそれ以上の保持力を有し、貼着作業の繁雑さを解消し、貼着作業において被加工物に与える外的なダメージを極力低減することできる新規且つ改良された貼着装置を提供することである。

本発明は、円盤形状の被加工物の片面に紫外線硬化性樹脂を介して保護フィルムを貼着する貼着装置に関するもので、保護フィルムが載置される水平上面を有し且つ紫外線が透過する定盤と、定盤と対向して定盤の上方に配設され被加工物を片面を下方に向けて露出させた状態で他面を吸引保持する保持パッドと、保持パッドを昇降動させる昇降動手段と、定盤の下方に配置され定盤を透過して保護フィルムの下方から紫外光を照射する紫外光照射手段と、保護フィルムの中央部に所定量の紫外線硬化性樹脂を供給する樹脂供給手段とを具備し、樹脂供給手段は、定盤の水平上面上に載置された保護フィルムの中央部に樹脂を供給する作用位置と定盤上から退避する非作用位置とに選択的に位置付られる。

本発明においては、定盤の水平上面上の中央部に液体を滴下するための作用位置と定盤上から退避する非作用位置とに選択的に位置付けられる液体滴下手段が付設され、定盤の水平上面には保護フィルムの片面を吸引保持するための吸引溝が形成され、吸引溝は吸引源に接続されることが望ましい。また、保持パッドが円盤形状である場合は、その外径は被加工物の外径の８０〜１００％とすることが望ましい。

保持パッドが基台の下面に装着されており、基台が、被加工物の外周縁及び片面に当接した状態で被加工物を収納する係合手段が係合する被係合手段を備えると、被加工物を収納した係合手段を被係合手段に係合させて被加工物を保持パッドの所定位置に位置づけることができる。

また、保持パッドの昇降位置を検出する昇降位置検出手段と、保持パッドにかかる圧力を検出する圧力検出手段とを具備することが望ましい。

本発明においては、被加工物を貼着する接着剤として紫外線硬化性樹脂を使用し、被加工物自体を吸引保持して塗布された樹脂を押圧するので、被加工物への過度な荷重がかかることがなく被加工物へのダメージを低減でき、また、熱も使用しないため、熱によって被加工物がダメージを受けることがない。また、保護シートへの樹脂供給から被加工物を樹脂を介して保護シートへ貼着するまでの一連の作業が自動化されるため、貼着作業を効率良く行うことができる。

貼着装置の一例を略示的に示す断面図である。 定盤の一例を示す平面図である。 定盤に液体を滴下する状態を略示的に示す断面図である。 定盤において保護フィルムを保持した状態を示す平面図である。 定盤において保護フィルムを保持した状態を示す断面図である。 係合手段及び被加工物を示す斜視図である。 （ａ）は被加工物を保持パッドに保持させる直前の状態を略示的に示す断面図であり、（ｂ）は被加工物を保持パッドにて保持した状態を略示的に示す断面図である。 保護フィルムに紫外線硬化性樹脂を滴下するときの状態を示す平面図である。 保護フィルムに紫外線硬化性樹脂を滴下するときの状態を略示的に示す断面図である。 保護フィルムに紫外線硬化性樹脂が滴下された状態を略示的に示す断面図である。 紫外線硬化性樹脂の紫外線を照射する状態を示す説明図である。 保持パッドの大きさを変化させて保護フィルムを貼着した被加工物を研削した場合における、保持パッドの大きさと被加工物の反りの大きさとの関係を示す実験結果である。

図１に示す貼着装置１は、被加工物に対して紫外線硬化性樹脂を介して保護フィルムを貼着する装置であり、保護フィルムＦを保持する定盤２と、定盤２に保持された保護フィルムＦに紫外線硬化性樹脂（例えば株式会社ディスコが提供する「レジロック」）を供給する樹脂供給手段３と、定盤２の上方に定盤２と対向して配設され保護フィルムＦに貼着される被加工物Ｗの片面を下方に露出させた状態で露出面と反対側の他面を保持する保持パッド４とを備えている。定盤２及び保持パッド４は貼着室１０の内部に配設され、樹脂供給手段３は貼着室１０の内部と外部との間を移動可能に配設されている。

定盤２は、保護フィルムＦが載置される水平上面２０を有しており、紫外光を透過させるために、石英ガラス等の透明または半透明な硬質材料により形成されている。定盤２の下方には、定盤２を透過して水平上面２０に載置された保護フィルムＦの下方から紫外光を照射する紫外光照射手段５が配設されている。紫外光照射手段５としては、例えばクセノンフラッシュ型のＵＶランプを使用することができる。図２に示すように、定盤２の水平上面２０には、保護フィルムＦを載置する際に保護フィルムＦの輪郭の位置合わせに供する載置位置マーク２０ａが形成されている。

図１及び図２に示すように、水平上面２０には、同心円状に複数の吸引溝２００が形成されており、この吸引溝２００は、図１に示すように、液トラップ２０１を介して真空ポンプ２０２に接続され、吸引溝２００に作用する吸引力によって保護フィルムＦの片面を吸引保持することができる。なお、液トラップ２０１及び真空ポンプ２０２に代えて、水封式真空ポンプを用いることもできる。

樹脂供給手段３は、アーム部３０の先端に樹脂滴下部３１が配設されて構成され、アーム部３０の旋回動または水平移動により、樹脂滴下部３１を、定盤２に保持された保護フィルムＦの中央部の上方（作用位置）と、定盤２の上方から退避した位置（非作用位置）とに選択的に位置付けることができる。

保持パッド４は、多孔質材料により形成され、図示しない吸引源に連通している。保持パッド４は、ステンレス等の金属によって構成される基台４０に装着されており、基台４０及び保持パッド４は、昇降動手段６によって昇降可能に支持されている。基台４０の下面には、環状に陥没した環状溝４００が形成されている。この環状溝４００は、後述する図６の係合手段８と係合する被係合手段として機能するもので、係合手段８に収容された被加工物を保持パッド４に保持させる際の位置合わせに供するものである。保持パッド４は、保持する被加工物の形状に対応させた形状に形成され、被加工物が円形である場合は円盤形状に形成される。保持パッド４は、環状溝４００の内周側に固定されている。

昇降動手段６は、鉛直方向に起立する複数のガイドロッド６０と、上方から鉛直方向に垂下する昇降ロッド６１と、ガイドロッド６０に対して摺動可能であるとともに上部が昇降ロッド６１の下端に固定され下部が基台４０を保持する基台保持部６２と、昇降ロッド６１を昇降させるモータ６３とを備えており、モータ６３によって駆動されて昇降ロッド６１が昇降するのにともない、基台保持部６２がガイドロッド６０に案内されて昇降し、基台保持部６２とともに基台４０及び保持パッド４が昇降するよう構成されている。また、昇降動手段６には、昇降ロッド６１の鉛直方向位置の認識を介して保持パッド４の鉛直方向位置を検出する昇降位置検出手段であるエンコーダ６４を備え、エンコーダ６４によって認識された昇降位置情報は、制御手段６５において認識され、認識した情報に基づいて制御手段６５がモータ６３を制御し、保持パッド４の昇降位置を制御することができる。

昇降ロッド６１の下端には、圧力検出手段６６が連結されている。圧力検出手段６６は、保持パッド４にかかる圧力を検出する荷重検出器であり、制御手段６５は、圧力値に基づき保持パッド４の昇降を制御することができる。

貼着装置１は、貼着室１０の内外を移動可能に配設された液体滴下手段７を有している。液体滴下手段７は、定盤２の水平上面２０上に液体を供給する機能を有し、アーム部７０の先端に滴下ヘッド７１が配設されて構成されており、アーム部７０の旋回動または水平移動により、液体滴下手段７は、滴下ヘッド７１が定盤２の水平上面２０の中央部上方に位置して液体を滴下する位置（作用位置）と、滴下ヘッド７１が定盤２の上方から退避した位置（非作用位置）とに位置させることができる。

貼着室１０の側部には、保護フィルムが貼着される被加工物の搬出入口となる開閉自在な開閉扉１０ａが設けられている。開閉扉１０ａが開いた状態を検知する開閉センサ１０ｂが設けられ、開閉扉１０ａが開いた状態ではそのことを制御手段６５が検知し、貼着室１０の内部において保護フィルム貼着作業が行われないようにする。貼着室１０は、ＵＶカットガラスで覆われ、内部を視認できるとともに、紫外線が外部に漏れるのを防止する構成となっている。

次に、このように構成される貼着装置１を使用して被加工物の片面に保護フィルムＦを貼着する方法について説明する。

図２に示す定盤２の水平上面２０の載置位置マーク２０ａに保護フィルムＦの四隅を位置合わせして保護フィルムＦを載置するにあたり、その前に、図３に示すように、液体滴下手段７の滴下ヘッド７１から液体、例えば水７１ａを５〜１５ｃｃ程度滴下する。なお、このとき、図１に示した紫外光照射手段５はオフの状態にしておく。

そして、水の上に、ポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）、ポリオレフィン（ＰＯ）等で形成された保護フィルムＦを載置し、吸引溝２００に吸引力を作用させ、図４に示すように保護フィルムＦを吸引保持する。そうすると、かりに水平上面２０と保護フィルムＦとの間にコンタミネーションが混入していたとしても、そのコンタミネーションが水とともに吸引溝２００から除去される。除去された水は、図１に示した液トラップ２０１に溜まる。なお、静電気の発生を抑止するために、水に二酸化炭素を混合させることが望ましい。

図５に示すように、吸引されずに残った水は、水平上面２０と保護フィルムＦとの間に行き渡る。そして、保護フィルムＦと水平上面２０との間に均一な厚さの水の層７１ｂが形成され、水の層７１ｂを介して保護フィルムＦが定盤２の所定位置において吸引保持される。

図６に示すように、被加工物Ｗは、樹脂等により形成され断面リング状の側板８０とその下部を塞ぐ底板８１とからなり、被加工物Ｗよりも若干内径の大きい収容部８２を有する係合手段８の当該収容部８２に収容される。すなわち、被加工物Ｗは、外周縁及び片面が側板８０及び底板８１に当接した状態で収容部８２に収容される。そして、図７（ａ）に示すように、被加工物Ｗが収容された係合手段８を保持パッド４の下方に位置させ、その状態から係合手段８を上昇させ、図７（ｂ）に示すように、基台４０に形成された被係合手段である環状溝４００に側板８０を係合させて被加工物Ｗを保持パッド４に接触させ、保持パッド４において負圧を作用させて被加工物Ｗを吸引保持する。このようにして環状溝４００と係合手段８との係合により、被加工物Ｗが保持パッド４の所定の位置に位置決めされて保持される。

上記のように、保護フィルムＦが水の層７１ｂを介して定盤２に吸引保持されるとともに、被加工物Ｗが保持パッド４に吸引保持されると、図８に示すように、樹脂供給手段３が、水平方向であって貼着室１０に進入していく方向（Ｘ軸方向）に移動し、必要に応じてＸ軸方向と水平方向に直交するＹ軸方向にも移動し、樹脂滴下部３１を保護フィルムＦの中央部上方に位置させる。そして、図９に示すように、樹脂滴下部３１から所定量の紫外線硬化性の樹脂３１ａを滴下する。そうすると、図１０に示すように、保護フィルムＦの中央部の上に山状の塊の樹脂３１ｂが堆積される。なお、紫外線硬化性の樹脂３１ａの所定量は、所望厚みの樹脂層が被加工物Ｗの片面全面にわたって形成されるほどの量である。また、紫外線硬化性の樹脂としては、例えば株式会社ディスコ社の「レジロック」が好適である。

次に、制御手段６５が昇降動手段６の駆動を開始し、被加工物Ｗを吸引保持した保持パッド４を基台４０とともに降下させていき、被加工物Ｗの露出した面で樹脂３１ｂを押圧する。保持パッド４の位置は、昇降位置検出手段６４によって検出されており、保持パッド４を所定位置まで下降させると、そのことが昇降位置検出手段６４によって検出され、制御手段６５が昇降動手段６の駆動を停止する。保持パッド４が所定位置まで下降することにより、樹脂３１ｂは被加工物Ｗの全面にわたって広がる。また、昇降動手段６の駆動開始とともに圧力検出手段６６による圧力の検出も開始する。保持パッド４の下降による樹脂３１ｂの押圧によって圧力値は上昇し、昇降動手段６の駆動停止による保持パッド４の下降停止後は徐々に圧力が低下する。そして、保持パッド４が停止した状態で圧力検出手段６６における計測値がゼロになるまでその位置で待機させる。

圧力の計測値がゼロになると、図１１に示すように、紫外光照射手段５をオンとし、定盤２及び保護フィルムＦを透過させて、樹脂層３１ｃに紫外光を照射して硬化させる。そうすると、被加工物Ｗと保護フィルムＦとの間に均一な厚さで応力が均一化された樹脂層３１ｃが形成される。このように、被加工物Ｗで樹脂層３１ｃを押圧し樹脂層３１ｃを硬化させることにより保護フィルムＦと被加工物Ｗとを貼着するため、被加工物に過度な荷重や熱がかかることがなく、被加工物のダメージを抑制することができる。また、熱を使用しないため、保護フィルムのような薄く溶けやすいものを被加工物保護用の保護部材として貼着することが可能となる。したがって、剛性板を使用する必要がなくなり、加工後の剥離が容易となる。

このようにして保持パッド４に保持された被加工物Ｗで樹脂３１ａを押圧するため、被加工物Ｗが薄い場合や、被加工物Ｗの外周縁を覆うように樹脂を塗布したい場合は、樹脂が保持パッド４に付着しやすい。保持パッド４の外径が被加工物Ｗの外径の１００％を超えると、保持パッド４に樹脂３１ａが付着してしまう。しかし、保持パッド４の外径が被加工物Ｗの外径の８０％未満であると、被加工物の変形が大きくなる。そこで、保持パッド４は、その外径が被加工物Ｗの外径の８０〜１００％とするように形成することが望ましい。

上記のように、樹脂層３１ｃの応力均一化後、被加工物Ｗを保持パッド４に吸引保持したまま紫外線を照射し樹脂層３１ｃを硬化させることで、被加工物Ｗの反りが激しい場合でも、反りを矯正した状態で樹脂層３１ｃに保持できる。したがって、こうして反りが矯正された状態で研削・研磨を行うと、仕上がり厚み精度良く加工することが可能となる。反りを矯正した状態で被加工物Ｗが樹脂層３１ｃに保持されて切削が行われる場合は、切削深さを一様とすることができる。また、被加工物Ｗがアズスライスウェーハ（シリコンインゴットから切り出したウェーハ）の場合には、切り出した直後であるため、スライス時に発生した反りやうねりがそのまま残っており、ラッピング、ポリッシング等の工程を経た後のウェーハよりも反りやうねりが大きい。そこで、樹脂層３１ｃを介して保護フィルムＦを貼着し、樹脂層３１ｃの応力を均一化させた後、アズスライスウェーハから保持パッド４を離脱させる。アズスライスウェーハが保持パッド４により吸着されている状態では反りやうねりが矯正されているが、保持パッド４による吸着を解除することにより、アズスライスウェーハの反りやうねりが再び生じて顕在化した状態に戻し、その状態で樹脂層３１ｃに紫外線を照射する。そして、反りやうねりが再び生じたアズスライスウェーハの露出した面を研削・研磨等して平坦化することで、効果的に反りやうねりを除去することができる。

なお、上記の例では、１つの基台４０に１つの保持パッド４が固定される構成としたが、１つの基台４０に基台４０よりも小径の保持パッド４を複数設ける構成とし、複数の保持パッド４においてそれぞれ被加工物を保持するようにすれば、一度に複数の小径の被加工物に樹脂及び保護フィルムＦを貼着することができる。この場合、図８に示したように、樹脂供給手段３がＸ軸方向及びＹ軸方向に自在に移動可能であるため、複数の被加工物のそれぞれ所定の位置に樹脂を供給することができる。

外径が異なる複数の保持パッド４を使用して、紫外線硬化性樹脂が塗工および塗布され、成形硬化され保護フィルムが貼り付けられた直径３００ｍｍのＳｉウェーハの露出面を研削した。そしてその後、コベルコ科研製、ボウ・ワープ測定装置ＳＢＷ−３３１Ｍにて当該ウェーハの反りについて測定した。その結果を図１２の表に示す。

図１２の表に示すように、外径が被加工物の外径の８０％以上である保持パッドによって支持された状態で保護フィルムが貼着された被加工物の研削を行うと、当初２０μｍあった被加工物の反りが低減したが、外径が被加工物の外径の８０％未満である保持パッドによって支持された状態で保護フィルムが貼着された被加工物の研削を行うと、反りが悪化した。このことから、保持パッド４の外径が被加工物の外径の８０〜１００％であると、紫外線硬化性樹脂を介して保護フィルムに貼着された状態の被加工物に反りが少ないことが確認された。

１：貼着装置 １０：貼着室 １０ａ：開閉扉
２：定盤 ２０：水平上面 ２０ａ：載置位置マーク
２００：吸引溝 ２０１：液トラップ ２０２：真空ポンプ
３：樹脂供給手段
３０：アーム部 ３１：樹脂滴下部 ３１ａ、３１ｂ：樹脂 ３１ｃ：樹脂層
４：保持パッド ４０：基台 ４００：環状溝（被係合手段）
５：紫外光照射手段
６：昇降動手段
６０：ガイドロッド ６１：昇降ロッド ６２：基台保持部 ６３：モータ
６４：エンコーダ（昇降位置検出手段） ６５：制御手段 ６６：圧力検出手段
７：液体滴下手段 ７０：アーム部 ７１：滴下ヘッド
７１ａ：水 ７１ｂ：水の層
８：係合手段 ８０：側板 ８１：底板 ８２：収容部
１０：貼着室 １０ａ：開閉扉
Ｆ：保護フィルム

Claims (5)

1. 円盤形状の被加工物の片面に紫外線硬化性樹脂を介して保護フィルムを貼着する貼着装置であって、
   該保護フィルムが載置される水平上面を有し且つ紫外線が透過する定盤と、該定盤と対向して該定盤の上方に配設され該被加工物を該片面を下方に向けて露出させた状態で他面を吸引保持する保持パッドと、該保持パッドを昇降動させる昇降動手段と、該定盤の下方に配置され該定盤を透過して該保護フィルムの下方から紫外光を照射する紫外光照射手段と、該保護フィルムの中央部に所定量の紫外線硬化性樹脂を供給する樹脂供給手段と、を具備し、
   該樹脂供給手段は、該定盤の該水平上面上に載置された該保護フィルムの中央部に該樹脂を供給する作用位置と該定盤上から退避する非作用位置とに選択的に位置付けられる、
   貼着装置。
2. 前記定盤の前記水平上面上の中央部に液体を滴下するための作用位置と前記定盤上から退避する非作用位置とに選択的に位置付けられる液体滴下手段が付設され、
   該定盤の該水平上面には前記保護フィルムの片面を吸引保持するための吸引溝が形成され、該吸引溝は吸引源に接続されている、請求項１記載の貼着装置。
3. 前記保持パッドは円盤形状であり、その外径は前記被加工物の外径の８０〜１００％である、請求項１又は２のいずれかに記載の貼着装置。
4. 前記保持パッドは基台の下面に装着されており、該基台は、前記被加工物の外周縁及び片面に当接した状態で該被加工物を収納する係合手段が係合する被係合手段を備え、
   該被加工物を収納した該係合手段を該被係合手段に係合させて該被加工物を該保持パッドの所定位置に位置づける、請求項１乃至３のいずれかに記載の貼着装置。
5. 前記保持パッドの昇降位置を検出する昇降位置検出手段と、該保持パッドにかかる圧力を検出する圧力検出手段とを具備する、請求項１乃至４のいずれかに記載の貼着装置。

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