JP2011210856A - 押圧ローラ、ならびにシート貼付装置および貼付方法 - Google Patents

Abstract

【課題】諸々の押圧条件に対応して押圧面の弾力を適切に変更できる押圧ローラ、ならびにシート貼付装置および貼付方法を提供すること。
【解決手段】押圧ローラ６３は、温度変化によって硬度が変化する弾性部材６７で構成された押圧面６７Ａと、弾性部材６７の温度を調節する温度調節手段６６と、温度調節手段６６による弾性部材６７の温度調節を制御する制御手段とを備える。また、被着体Ｗの一方の面ＷＡに接着シートＳを貼付するシート貼付装置は、被着体Ｗを他方の面ＷＢ側から支持する支持手段と、被着体Ｗの一方の面ＷＡに対向させて接着シートＳを供給する供給手段と、接着シートＳを被着体Ｗの一方の面ＷＡに押圧して貼付する押圧手段６とを備え、押圧手段６は、押圧ローラ６３を備えて構成されている。
【選択図】図２

Description

本発明は、接着シートなどの対象物を押圧する押圧ローラ、ならびに対象物としての接着シートを被着体に貼付するシート貼付装置および貼付方法に関する。

従来、半導体製造工程において、被着体としての半導体ウェハ（以下、単にウェハという場合がある）の表面に保護テープ等の接着シートを貼付するシート貼付装置には、接着シートを押圧するための押圧ローラが設けられている（例えば、特許文献１参照）。この押圧ローラは、チャックテーブルに保持したウェハの表面上方に接着シートを配置した状態で、接着シート上を転動することにより接着シートを押圧し、接着シートをウェハ表面に貼付する。

一方、シート貼付装置の他にプリンタ等で用いられる定着装置においても、被定着体を搬送する加圧ベルトを加圧部材に向かって押圧する押圧ローラ（定着ローラ）が用いられている（例えば、特許文献２参照）。特許文献２に記載の押圧ローラは、加熱源が内蔵された中空芯金と、その表面を覆う弾性層と、その表面を覆う剥離層とを有して構成されている。

特開２００４−４７９７６号公報 特開２００６−５３４９４号公報

しかしながら、特許文献１や特許文献２に記載の押圧ローラは、当該押圧ローラに付与する力が一定の場合、その表面に設けられた部材の弾力によって、被押圧物に与える単位面積あたりの押圧力（以下「単位押圧力」という）が決まってしまうため、単位押圧力を変えるためには、押圧ローラ又は押圧ローラの表面に設けられた部材を交換してその弾力を変更しなければならない。例えば、特許文献２に記載の押圧ローラでは、弾性層がシリコーンゴムから形成されており、その材質や加熱源からの温度によって単位押圧力が決定されてしまう。このため、接着シートの貼付方法、接着シートの剛性、被着体の形状、あるいは押圧ローラによる押圧速度など、押圧条件に対して押圧ローラの弾性が適切でない場合には、押圧ローラ自体を交換しなければならず手間が掛かってしまう。また、押圧ローラの弾力が適切でないと、接着シートの貼付不良を招いたり、被着体を破損したりするなどの不都合が生じる。

本発明の目的は、押圧面の弾力を適切に変更できる押圧ローラ、ならびにシート貼付装置およ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、本発明の押圧ローラは、温度変化によって硬度が変化する弾性部材で構成された押圧面と、前記弾性部材の温度を調節する温度調節手段と、前記温度調節手段による前記弾性部材の温度調節を制御する制御手段とを備える、という構成を採用している。

この際、本発明の押圧ローラにおいて、前記温度調節手段は、前記弾性部材を加熱する加熱手段を備え、前記制御手段は、前記加熱手段による前記弾性部材の加熱を制御することが好ましい。
また、本発明の押圧ローラにおいて、前記温度調節手段は、前記弾性部材を冷却する冷却手段を備え、前記制御手段は、前記冷却手段による前記弾性部材の冷却を制御することが好ましい。

さらに、本発明の押圧ローラにおいて、前記温度調節手段は、前記弾性部材を加熱する加熱手段と、前記弾性部材を冷却する冷却手段と、前記加熱手段と前記冷却手段とを仕切る断熱手段とを備えることが好ましい。

一方、本発明のシート貼付装置は、被着体の一方の面に接着シートを貼付するシート貼付装置であって、前記被着体の一方の面に対向させて前記接着シートを供給する供給手段と、前記接着シートを前記被着体の一方の面に押圧して貼付する押圧手段とを備え、前記押圧手段は、前記押圧ローラを備える、という構成を採用している。

また、本発明のシート貼付方法は、前記押圧ローラを用いて被着体の一方の面に接着シートを貼付するシート貼付方法であって、前記被着体の一方の面に対向させて前記接着シートを供給し、前記接着シートを前記押圧ローラによって前記被着体の一方の面に押圧して貼付する際に、当該押圧ローラを構成する弾性部材の温度を調節して押圧面を所定弾力に設定することを特徴とする。

以上のような本発明によれば、押圧ローラの押圧面を構成する弾性部材の温度を調節することで、弾性部材の硬度を任意に変更することができるので、押圧面の弾力を押圧条件に適した状態に変更することができる。これにより、押圧ローラに付与する力が一定の場合に、単位押圧力を自由に変更することができる。
また、加熱手段や冷却手段を設け、弾性部材を加熱または冷却することにより、弾性部材の温度を雰囲気温度に対して上昇または低下させることができるので、押圧面の弾力を変更したり、接着シートの構成材料や接着特性に応じて当該接着シートを加熱または冷却したりして押圧対象物に貼付することができる。
さらに、加熱手段と冷却手段とを仕切る断熱手段を設ければ、互いの影響を受けることなく弾性部材を加熱または冷却することができるので、弾性部材の温度調節を効果的に行うことができ、押圧面の弾力をより適切に設定することができる。

本発明の一実施形態に係るシート貼付装置の全体図。 図１のシート貼付装置に設けられた押圧ローラの断面図。 シート貼付装置および押圧ローラの動作説明図。

以下、本発明の一実施形態を図面に基づいて説明する。
なお、本実施形態では、特に明示しない限り、「上」、「下」、「左」、「右」といった方位を示す用語は、図１を基準として用いる。
図１において、シート貼付装置１は、一方の面である表面ＷＡと他方の面である裏面ＷＢとを有した被着体としてのウェハＷに対し、回路が形成された表面ＷＡに接着シートＳを貼付するとともに、貼付した接着シートＳをウェハＷの外縁ＷＣに沿って切断する装置である。このシート貼付装置１は、裏面ＷＢ側からウェハＷを支持する支持手段２と、ウェハＷの表面ＷＡに対向させて帯状の接着シートＳを供給する供給手段５と、供給された接着シートＳを支持手段２およびウェハＷの表面ＷＡに押圧して貼付する押圧手段６と、ウェハＷに貼付された接着シートＳを当該ウェハＷの外縁ＷＣに沿って切断する切断手段７と、各部の動作を制御する制御手段８とを備えて構成されている。

支持手段２は、図示しない吸引口を介して裏面ＷＢ側からウェハＷを吸着保持するとともに、ウェハＷの外縁ＷＣと略同一の外形でかつ平坦な支持面２１を有する円盤形状のテーブル２２と、円形の穴２３が形成されるとともに、テーブル２２の支持面２１と平行でかつ平坦な平坦面２４が形成された平面視方形状の外周テーブル２５と、穴２３の底面部２６上に固定されるとともに、出力軸２７Ａがテーブル２２下面に固定された駆動機器としての直動モータ２７とを備えている。なお、平坦面２４には、貼付された接着シートＳを剥離可能なように、フッ素樹脂等が積層されて不接着処理が施されている。

供給手段５は、支持手段２に対して左側である接着シートＳの供給側に設けられる供給側フレーム５Ａと、支持手段２に対して右側である回収側に設けられる回収側フレーム５Ｂと、図示しないリニアモータなどの駆動機器で駆動されて左右方向に移動自在に設けられる移動フレーム５Ｃとを備えて構成されている。

供給側フレーム５Ａには、基材ＢＳに接着剤ＡＤが積層された接着シートＳをロール状に巻回して支持する支持ローラ５１と、支持ローラ５１から引き出された接着シートＳを案内するガイドローラ５２と、駆動機器としてのモータ５３Ａで駆動されて接着シートＳを送り出す駆動ローラ５３と、この駆動ローラ５３との間に接着シートＳを挟み込むピンチローラ５４とが設けられている。回収側フレーム５Ｂには、図示しないモータ等の駆動機器で駆動されて接着シートＳの不要部分を巻き取って回収する回収ローラ５５と、接着シートＳの不要部分を案内する２つのガイドローラ５６とが設けられている。移動フレーム５Ｃには、駆動機器としてのモータ５７Ａで駆動される駆動ローラ５７と、この駆動ローラ５７との間に接着シートＳを挟み込むピンチローラ５８とが設けられている。

押圧手段６は、駆動機器としてのリニアモータ６１で駆動されて左右方向に移動自在に設けられるフレーム６２と、このフレーム６２に支持されて接着シートＳの基材ＢＳ側に当接可能な押圧ローラ６３と、フレーム６２を上下動させる駆動機器としての直動モータ６４とを備えて構成されている。

押圧ローラ６３は、図２に示すように、回転軸６５Ａを介してフレーム６２に回転自在に支持された回転支持部６５と、回転支持部６５の回転軸方向に沿って互い違いに設けられた加熱手段としてのヒータ６６Ａおよび冷却手段としてのペルチェ素子６６Ｂと、ヒータ６６Ａとペルチェ素子６６Ｂとの間に設けられてヒータ６６Ａおよびペルチェ素子６６Ｂ間を断熱する断熱手段としての断熱部材６６Ｃと、回転支持部６５に支持されてヒータ６６Ａ、ペルチェ素子６６Ｂ、および断熱部材６６Ｃの外周面を覆う円筒状の弾性部材６７と、フレーム６２の下面側に所定間隔で取り付けられるとともに、弾性部材６７の温度を検出する温度検出手段としての温度センサ６８とを備えている。

この押圧ローラ６３において、ヒータ６６Ａ、ペルチェ素子６６Ｂ、および断熱部材６６Ｃによって温度調節手段６６が構成され、制御手段８の制御装置８１からの指令を受けたヒータ６６Ａまたはペルチェ素子６６Ｂの駆動により、弾性部材６７を加熱または冷却できるようになっている。また、弾性部材６７は、ゴムや樹脂等で構成され、温度変化によって硬度が変化する。すなわち、温度調節手段６６で弾性部材６７の温度を調節することにより、弾性部材６７の押圧面６７Ａの弾力を任意に変化させることができる。

切断手段７は、支持手段２よりも図１中紙面奥側に設けられた駆動機器としての多関節ロボット７１と、この多関節ロボット７１の先端部に設けられる切断刃７２とを備えて構成されている。多関節ロボット７１は、ベース７３と、このベース７３に対して鉛直軸ＰＡ（上下方向の軸）を中心として回転可能に軸支された第１アーム７１１と、この第１アーム７１１に対して鉛直軸ＰＡに直交する水平軸（図１では紙面直交方向の軸）を中心として回転可能に軸支された第２アーム７１２と、この第２アーム７１２に対して水平軸を中心として回転可能に軸支された第３アーム７１３と、この第３アーム７１３の延出軸ＥＡを中心として回転可能に軸支された第４アーム７１４と、この第４アーム７１４に対して延出軸ＥＡに直交する軸（図１では紙面直交方向の軸）を中心として回転可能に軸支された第５アーム７１５と、この第５アーム７１５の延出軸ＣＡを中心として回転可能に軸支された第６アーム７１６とを備え、第６アーム７１６に設けられた図示しないチャック機構によって、切断刃７２が取り付けられたカッターツール７４を支持可能に設けられている。

制御手段８は、ＣＰＵなどの演算手段やメモリなどの記憶手段を有したコンピュータからなる制御装置８１と、オペレータの操作や適宜な検出手段に基づいてウェハＷや接着シートＳ等に関する各種情報を制御装置８１に入力する入力手段８２とを備えて構成されている。ここで、各種情報としては、ウェハＷの径寸法や厚み寸法、後工程で裏面ＷＢを研削する際の研削後厚み寸法、外縁ＷＣの断面形状やその面取り寸法、接着シートＳの厚み寸法や剛性、弾性部材６７の設定温度などが例示できる。それら情報は、入力手段８２から制御装置８１に入力されてもよいし、図示しないセンサ等の検出手段によって自動で制御装置８１に入力されてもよいし、予め制御装置８１のメモリに記憶されていてもよい。制御装置８１は、各種情報に応じて、外周テーブル２５の平坦面２４に対するテーブル２２の支持面２１の相対移動量を演算手段で算出するとともに、算出結果に基づく制御指令を各駆動機器に指令したり、弾性部材６７が設定温度となるように温度調節手段６６に制御指令を出力したりする。なお、制御手段８は、雰囲気の温度を検知する雰囲気温度検出手段としての図示しないセンサにも接続されている。

以下、シート貼付装置１の動作を説明する。
先ず、各種情報を入力手段８２から制御装置８１に入力してシート貼付装置１をスタンバイ状態としておく。その後、ウェハＷがテーブル２２の支持面２１に載置されると、供給手段５は、駆動ローラ５７を停止したままで移動フレーム５Ｃを支持手段２の左側から右方向に移動し、この移動に同期して支持ローラ５１から接着シートＳの未使用部分を繰り出すとともに、回収ローラ５５で接着シートＳの不要部分を巻き取る。これにより、ウェハＷの表面ＷＡの上方に接着シートＳの接着剤ＡＤ側を対向させて供給する。次に、制御装置８１からの指令を受けた直動モータ２７は、ウェハＷの表面ＷＡと外周テーブル２５の平坦面２４とが同一平面内に位置するように、テーブル２２を上昇または下降させる。

また、制御装置８１は、温度センサ６８が弾性部材６７の温度を検出し、制御装置８１に入力された弾性部材６７の設定温度との差を演算手段で算出する。これにより、ヒータ６６Ａまたはペルチェ素子６６Ｂに駆動の指令を出力する。制御装置８１からの指令を受けたヒータ６６Ａまたはペルチェ素子６６Ｂの駆動により、弾性部材６７が加熱または冷却されて、当該弾性部材６７が設定温度を維持するようにヒータ６６Ａまたはペルチェ素子６６Ｂが駆動される。これにより、弾性部材６７の温度が変化し、押圧ローラ６３の押圧面６７Ａの弾力が変更される。なお、制御装置８１に入力された弾性部材６７の設定温度よりも、温度センサ６８が検出した弾性部材６７の温度の方が低い場合、制御装置８１は、ヒータ６６Ａに駆動の指令を出力する。逆に、制御装置８１に入力された設定温度よりも、検出した弾性部材６７の温度の方が高い場合、制御装置８１は、ペルチェ素子６６Ｂに駆動の指令を出力する。

次に、押圧手段６は、直動モータ６４を駆動して押圧ローラ６３を下降させ、この押圧ローラ６３で接着シートＳを押し下げて、接着シートＳの接着面を平坦面２４に押圧する。さらに、押圧手段６は、押圧ローラ６３を押圧したままでリニアモータ６１を駆動し、押圧ローラ６３を左方向に移動させて接着シートＳ上を転動させ、平坦面２４およびウェハＷの表面ＷＡに順次接着シートＳを押圧して貼付する。この際、前述のように弾性部材６７の温度が調節されるため、諸々の押圧条件に対して、押圧ローラ６３の押圧面６７Ａの弾力を適切に設定することができる。

例えば、図３（Ａ）に示すように、接着シートＳの材質や剛性等から、押圧面６７Ａの弾力を強くする必要がある場合や、外縁ＷＣに対する接着シートＳの回り込みＭの量（図３（Ｂ）参照）を小さくする必要がある場合には、弾性部材６７の設定温度を低く設定すればよいし、図３（Ｂ）に示すように、回り込みＭの量を大きくする必要がある場合には、弾性部材６７の設定温度を高く設定すればよい。なお、回り込みＭの量を大きくする場合には、ウェハＷの表面ＷＡが平坦面２４よりも高くなるようにテーブル２２の高さを調整すればよい。さらに、図３（Ｃ）に示すように、ウェハＷの表面ＷＡにバンプ等の凸部ＷＤが存在する場合には、弾性部材６７の温度をさらに高く設定することで、弾性部材６７が軟化して押圧面６７Ａが凸部ＷＤの形状に沿って容易に変形し易くなり、凸部ＷＤの周囲に気泡を混入させることなく接着シートＳを貼付することが可能となる。
また、接着シートＳの剛性が高く、例えば、ウェハＷの表面ＷＡの凸部ＷＤ周りに気泡が混入してしまうような接着シートＳが採用された場合や、雰囲気温度よりも高い温度領域の方が貼付に適している接着シートＳを貼付する場合は、設定温度を高くして貼付することができる。さらに、接着シートＳの剛性が低く、押圧ローラ６３による押圧によって伸びてしまうような接着シートＳが採用された場合や、雰囲気温度よりも低い温度領域の方が貼付に適している接着シートＳを貼付する場合は、設定温度を低くして貼付することができる。

平坦面２４およびウェハＷの表面ＷＡに接着シートＳを貼付した後、切断手段７は、多関節ロボット７１を駆動して切断刃７２を接着シートＳに突き刺すとともに、ウェハＷの外縁ＷＣに沿って接着シートＳを切断する。

以上のようにして接着シートＳを切断したら、切断手段７が退避するとともに押圧ローラ６３が上昇し、接着シートＳが貼付されたウェハＷは、適宜な搬送装置によって搬出されて裏面研削などの後工程に送られる。その後、供給手段５は、駆動ローラ５７を駆動しつつ、移動フレーム５Ｃを左方向に移動させることで、ウェハＷの外縁ＷＣに沿って切断され、平坦面２４上に貼付されている接着シートＳの不要部分を剥離する。そして、次のウェハＷが支持手段２に支持されると、以降上述と同様の動作が繰り返される。

以上のような本実施形態によれば、次のような効果がある。
すなわち、押圧ローラ６３における弾性部材６７の温度調節により、弾性部材６７の弾力を任意に変更することができるので、押圧面６７Ａの弾力を押圧条件に適した状態に変更することができる。従って、ウェハＷに接着シートＳを密着させることができるので、接着シートＳが捲れ上がってしまったりする不都合を回避することができ、ウェハＷの破損を防止することができる。

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され、かつ説明されているが、本発明の技術的思想および目的の範囲から逸脱することなく、以上述べた実施形態に対し、形状、材質、数量、その他の詳細な構成において、当業者が様々な変形を加えることができるものである。また、上記に開示した形状、材質などを限定した記載は、本発明の理解を容易にするために例示的に記載したものであり、本発明を限定するものではないから、それらの形状、材質などの限定の一部もしくは全部の限定を外した部材の名称での記載は、本発明に含まれるものである。

例えば、前記実施形態では、被着体がウェハＷである場合を示したが、被着体はウェハＷに限定されるものではなく、ガラス板、鋼板、または、樹脂板等、その他の部材も対象とすることができ、ウェハＷとしては、シリコン半導体ウェハや化合物半導体ウェハ等が例示できる。
また、接着シートＳは、保護シートや、マウント用シート、ダイシングテープ、ダイボンディングテープなど、半導体ウェハに貼付される各種シートやテープ、フィルムであってもよいし、被着体が半導体ウェハ以外の部材である場合には、表面コーティング用のシートやフィルム、装飾用のシートなど、適宜な用途のシートが利用可能である。

また、前記実施形態では、押圧ローラ６３の弾性部材６７内にヒータ６６Ａおよびペルチェ素子６６Ｂが設けられ、ヒータ６６Ａまたはペルチェ素子６６Ｂの駆動により弾性部材６７の温度を調節していたが、弾性部材６７の温度を調節するための構成としては、ヒータ６６Ａおよびペルチェ素子６６Ｂに限定されるものではなく、温度が調節された液体や気体を弾性部材６７の内部空間に供給して、弾性部材６７の温度を調節するようにしてもよい。この場合は、弾性部材６７の内部空間と連通する流路を回転支持部６５に形成し、この流路に外部の流入管および排出管を接続することになる。

また、加熱手段は、ヒータ６６Ａ以外に、温風や温水、放電加熱機、赤外線加熱機等によって構成されてもよく、冷却手段は、冷風や冷水、ペルチェ素子６６Ｂ以外の他の電子冷却素子等によって構成されてもよい。

また、前記実施形態では、切断手段７を用いて接着シートＳをウェハＷの外縁ＷＣに沿って切断したが、切断手段７は必須ではなく、接着シートを切断しなくてもよい。さらに、後工程において被着体の裏面を研削することは本発明の必須要件ではなく、裏面を研削しなくてもよい。
さらに、前記実施形態における駆動機器は、回動モータ、直動モータ、単軸ロボット、多関節ロボット等の電動機器、エアシリンダ、油圧シリンダ、ロッドレスシリンダ及びロータリシリンダ等のアクチュエータ等を採用することができる（実施形態で例示したものと重複するものもある）。

１ シート貼付装置
５ 供給手段
６ 押圧手段
７ 切断手段
８ 制御手段
６３ 押圧ローラ
６６ 温度調節手段
６６Ａ ヒータ（加熱手段）
６６Ｂ ペルチェ素子（冷却手段）
６６Ｃ 断熱部材（断熱手段）
６７ 弾性部材
６７Ａ 押圧面
Ｓ 接着シート
Ｗ ウェハ（被着体）
ＷＡ 表面（一方の面）
ＷＢ 裏面（他方の面）
ＷＣ 外縁

Claims (6)

1. 温度変化によって硬度が変化する弾性部材で構成された押圧面と、
   前記弾性部材の温度を調節する温度調節手段と、
   前記温度調節手段による前記弾性部材の温度調節を制御する制御手段とを備えることを特徴とする押圧ローラ。
2. 前記温度調節手段は、前記弾性部材を加熱する加熱手段を備え、
   前記制御手段は、前記加熱手段による前記弾性部材の加熱を制御することを特徴とする請求項１に記載の押圧ローラ。
3. 前記温度調節手段は、前記弾性部材を冷却する冷却手段を備え、
   前記制御手段は、前記冷却手段による前記弾性部材の冷却を制御することを特徴とする請求項１または請求項２に記載の押圧ローラ。
4. 前記温度調節手段は、
   前記弾性部材を加熱する加熱手段と、
   前記弾性部材を冷却する冷却手段と、
   前記加熱手段と前記冷却手段とを仕切る断熱手段とを備えることを特徴とする請求項１に記載の押圧ローラ。
5. 被着体の一方の面に接着シートを貼付するシート貼付装置であって、
   前記被着体の一方の面に対向させて前記接着シートを供給する供給手段と、
   前記接着シートを前記被着体の一方の面に押圧して貼付する押圧手段とを備え、
   前記押圧手段は、請求項１から請求項４のいずれかに記載の押圧ローラを備えて構成されていることを特徴とするシート貼付装置。
6. 請求項１から請求項４のいずれかに記載の押圧ローラを用いて被着体の一方の面に接着シートを貼付するシート貼付方法であって、
   前記被着体の一方の面に対向させて前記接着シートを供給し、
   前記接着シートを前記押圧ローラによって前記被着体の一方の面に押圧して貼付する際に、当該押圧ローラを構成する弾性部材の温度を調節して押圧面を所定弾力に設定することを特徴とするシート貼付方法。

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