JP2012059929A - シート貼付装置及び貼付方法 - Google Patents

Abstract

【課題】接着シートの凹部を半導体ウエハ等の被着体に位置合わせした状態で、それらを貼付できるようにすること。
【解決手段】シート貼付装置１０は、半導体ウエハＷを支持可能な支持面２１を有する支持手段１１と、接着シートＳを支持面２１に臨むように繰り出す繰出手段１２と、接着シートＳに形成された凹部Ｃの位置を検出する凹部検出手段１３と、支持面２１に半導体ウエハＷを載置する搬送手段１５と、支持手段１１に支持された半導体ウエハＷに接着シートＳを押圧して貼付する押圧手段１８と備えて構成されている。支持手段１１は、凹部検出手段１３の検出結果に基づいて作動するＸＹテーブル２８を備え、凹部中心位置ＤＣと半導体ウエハ中心位置ＷＣとが一致するよう支持面２１上の半導体ウエハＷを移動する。
【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、接着剤層に凹部が形成された接着シートを被着体に貼付することができるシート貼付装置及び貼付方法に関する。

半導体ウエハ（以下、「ウエハ」と称する場合もある）としては、その回路面側に電気的な導通を確保するための半田バンプ（以下、「バンプ」という）が形成されたタイプのものがある。また、ウエハは、回路面側に保護用の接着シートが貼付されて裏面研削等の処理が施される。かかる接着シートとしては、例えば、特許文献１に開示され、基材シートの一方の面側に、ウエハの外形よりも小径であって接着剤層が形成されていない開口部（凹部）を備えたものがある。このような接着シートは、ウエハの回路面側に貼付された後に当該ウエハの外縁に沿って切断され、ウエハの外縁のみを封止して裏面研削時の洗浄水の浸入を防止する。

また、ウエハに接着シートを貼付し、当該接着シートをウエハの外縁に沿って切断する貼付装置としては、例えば、特許文献２に開示されている。

特開２００５−１２３３８２号公報 特開２００７−６２００４号公報

しかしながら、特許文献２のシート貼付装置において、特許文献１の接着シートを採用した場合、当該凹部とウエハとの位置合わせを行うことができず、対応ができないという不都合がある。

［発明の目的］
本発明の目的は、凹部を有する接着シートの当該凹部を被着体の所定の位置に正確に配置し、当該接着シートを被着体に貼付することが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、基材シートの一方の面に接着剤層が設けられ、当該接着剤層に所定間隔毎に凹部が形成された接着シートを被着体の一方の面に貼付するシート貼付装置において、
前記被着体の他方の面側から当該被着体を支持可能な支持面を有する支持手段と、前記接着シートを前記支持面に臨むように繰り出す繰出手段と、前記支持面に臨むように繰り出された前記接着シートにおける前記凹部の位置を検出する凹部検出手段と、前記支持面に被着体を載置可能な搬送手段と、前記接着シートを基材シート側から押圧して前記被着体に貼付する押圧手段とを備え、
前記支持手段は、前記凹部検出手段の検出結果に基づいて、前記凹部が前記被着体の所定の位置に配置されて前記接着シートが貼付されるように前記支持手段を移動させる移動手段を備える、という構成を採っている。

本発明において、前記被着体に貼付された接着シートを切断可能な切断手段を有する、という構成を採ってもよい。

また、前記支持手段は、前記支持面の外側に位置して前記接着シートを支持可能な外側シート支持体と、前記外側シート支持体の内側であって前記支持面の外側に位置して前記接着シートを支持可能な内側シート支持体とを備える、という構成も好ましくは採用される。

更に、前記移動手段は、前記支持面と内側シート支持体とを外側シート支持体に対して変位させる変位手段を備える、という構成を採ることができる。

また、本発明の貼付方法は、基材シートの一方の面に接着剤層が設けられ、当該接着剤層に所定間隔毎に凹部が形成された接着シートを被着体の一方の面に貼付するシート貼付方法において、
前記接着シートを支持面に臨むように繰り出す工程と、
前記支持面に臨むように繰り出された接着シートにおける前記凹部の位置を検出する工程と、
前記支持面上に前記被着体を載置する工程と、
前記凹部の検出結果に基づいて、前記凹部が前記被着体の所定の位置に配置されて前記接着シートが貼付されるように前記支持面を移動させる工程と、
前記接着シートを基材シート側から押圧して前記被着体に貼付する工程とを備える、という方法を採っている。

本発明によれば、凹部の位置を凹部検出手段により検出し、その検出結果に基づいて支持面上の被着体を移動するので、当該移動によって被着体と凹部とを位置合わせすることができる。これにより、凹部を被着体の所定の位置に正確に配置し、当該接着シートを被着体に貼付することができる。

また、変位手段により支持面と内側シート支持体とを変位可能とした場合、内側シート支持体の外側で接着シートを切断した後、その切断した内側領域を移動させても、接着シート同士が再接着することを防止することができる。

実施形態に係るシート貼付装置の概略正面図。 （Ａ）は、図１の要部断面図、（Ｂ）は、接着シートの説明図。 （Ａ）〜（Ｃ）は、実施形態に係るシート貼付装置の動作説明図。

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。
なお、本明細書において、特に明示しない限り、「上」、「下」は、図１及び図２（Ａ）を基準として用いる。

図１及び図２において、シート貼付装置１０は、被着体としてのウエハＷを支持可能に設けられた支持手段１１と、帯状の剥離シートＲＬの一方の面に帯状の接着シートＳが仮着された原反Ｒを繰り出す繰出手段１２と、接着シートＳに形成された凹部Ｃの位置を検出する凹部検出手段１３と、ウエハＷを搬送可能に設けられた搬送手段１５と、ウエハＷに接着シートＳを貼付した後に当該ウエハＷの外縁に沿って接着シートＳを切断する切断手段１６と、支持手段１１に支持されたウエハＷに接着シートＳを押圧して貼付する押圧手段１８と、本シート貼付装置１０の全体的な動作を制御する制御手段２０と備えて構成されている。

前記ウエハＷは、その一方の面（上面）に複数のバンプＢが形成され、これらバンプＢは、半導体チップの電極であって所定の高さを有している。

前記接着シートＳは、基材シートＢＳと、この基材シートＢＳの一方の面（図２（Ｂ）中上面）に積層された接着剤層ＡＤとを備えている。接着剤層ＡＤには、接着シートＳの延出方向に所定間隔毎に凹部Ｃが形成されている（凹部の底面には接着剤がないが、あってもよい）。各凹部Ｃは、ウエハＷの面内に収まり、且つ、ウエハＷ上のバンプＢを全て受容可能な形状及びサイズに形成されている。隣り合う凹部Ｃ間には、基準マークＢＭが設けられている。接着シートＳの端寸幅方向（Ｙ軸方向）における各基準マークＢＭの位置及び各凹部中心位置ＤＣは、当該Ｙ軸方向にずれることなく同一とされる。各基準マークＢＭと、接着シートＳの繰出方向（Ｘ軸方向）直近となる凹部中心位置ＤＣとの当該Ｘ軸方向の距離Ｄは、全て同一に設定されている。つまり、各凹部中心位置ＤＣと、これに対応する基準マークＢＭとの相対位置関係は常に一定であり、基準マークＢＭの位置から凹部中心位置ＤＣが決定できるようになっている。

前記支持手段１１は、ウエハＷの外周縁形状と略同形の外周縁を有するとともに、ウエハＷを他方の面（図１中下面）側から吸着して支持可能な支持面２１を有する内側テーブル２２と、内側テーブル２２との間に隙間を形成するとともに、内側テーブル２２と同心円の上面を備えた断面視凹形状の内側シート支持体２３と、内側シート支持体２３との間に隙間を形成するように断面視凹状に設けられた外側シート支持体２５と、内側シート支持体２３の底部に設けられた駆動機器としての直動モータ２７と、外側シート支持体２５の底部に設けられた移動手段としてのＸＹテーブル２８と、ＸＹテーブル２８と内側シート支持体２３下面との間に設けられた変位手段である駆動機器としての直動モータ２９とを備えている。直動モータ２７は、ウエハＷの厚みに応じて内側テーブル２２を昇降可能に設けられている。ＸＹテーブル２８は、直動モータ２９、内側シート支持体２３、直動モータ２７及び内側テーブル２２をＸ軸方向及びＹ軸方向（図２（Ａ）中紙面直交方向）に移動可能に設けられている。直動モータ２９は、内側シート支持体２３、直動モータ２７及び内側テーブル２２を上下方向に移動可能に設けられている。

前記繰出手段１２は、フレームＦに設けられてロール状に巻回された原反Ｒを支持する支持ローラ３３と、剥離シートＲＬを回収する回収ローラ３４と、支持ローラ３３と回収ローラ３４との間に配置された複数のガイドローラ３６〜３９と、駆動機器としてのモータＭ１を介して回転可能な駆動ローラ４１と、当該駆動ローラ４１との間に剥離シートＲＬを挟み込むピンチローラ４２と、原反Ｒの繰出途中で剥離シートＲＬを折り返して当該剥離シートＲＬから接着シートＳを剥離する剥離板４３と、押圧手段１８によって接着シートＳをウエハＷに貼付するときの接着シートＳに付与される張力を検出するロードセル４４と、このロードセル４４が接続された張力測定ローラ４６と、ロードセル４４の検出値が所定値となるように剥離板４３を移動させる駆動手段４７と、ブレーキシュー５０、５１を介して接着シートＳを挟み込み接着シートＳの繰出を抑制する駆動機器としてのシリンダ５３、５４と、剥離板４３とガイドローラ３７〜３９とロードセル４４と張力測定ローラ４６とシリンダ５３、５４とを支持するフレームＦ１と、ウエハＷの外側の不要接着シートＳ１を巻き取る巻取手段５６とを備えて構成されている。繰出手段１２は、剥離板４３で剥離シートＲＬから剥離された接着シートＳを支持面２１の上方に臨むように繰り出し可能となっている。

前記駆動手段４７は、駆動機器としての単軸ロボット５８を含み、当該単軸ロボット５８の図示しないスライダがフレームＦ１に取り付けられ、制御手段２０を介してロードセル４４によって検出された接着シートＳの張力によって、フレームＦ１を上下方向に昇降可能に支持している。

前記巻取手段５６は、フレームＦ２に支持されたローラ６０と、駆動機器としてのモータＭ２によって駆動する駆動ローラ６１と、駆動ローラ６１との間に不要シートＳ１を挟み込み当該駆動ローラ６１に追従回転する巻取ローラ６３とを備えている。なお、フレームＦ２は、駆動機器としてのリニアモータ６５のスライダ６５Ａ上に支持されてＸ軸方向に移動可能に設けられている。

前記凹部検出手段１３は、図１で示される剥離板４３の上方に設けられたカメラ等の撮像手段からなり、繰り出される接着シートＳにおける基準マークＢＭを撮像して当該基準マークＢＭのＸ軸及びＹ軸方向の位置を検出し、そのデータを制御手段２０に出力可能に設けられている。

前記搬送手段１５は、ウエハＷを吸着保持可能な吸着パッド６８と、この吸着バッド６８をＸ、Ｙ、Ｚ軸方向に移動可能な図示しない多関節ロボット等の駆動機器とを備えている。

前記切断手段１６は、支持手段１１の上方に設けられ、カッター刃７８と、このカッター刃７８を支持する駆動機器としての直動モータ７９と、この直動モータ７９を上方から支持し、カッター刃７８を切断中心ラインＣＬを中心として回転させる駆動機器としての回動モータ８０と、回動モータ８０を上下動させる図示しない駆動機器とを備えている。直動モータ７９は、カッター刃７８を移動可能に設けられ、この移動によってカッター刃７８の回転半径寸法を調整できるようになっている。なお、カッター刃７８は、図示しない駆動機器によって、図１の二点鎖線で示される第１切断角度と同図実線で示される第２切断角度とに変位可能に設けられている。

前記押圧手段１８は、リニアモータ６５の図示しないスライダを介してＸ軸方向に移動可能なフレーム８４と、このフレーム８４の上面側に設けられた駆動機器としてのシリンダ８５と、このシリンダ８５の出力軸に回転可能に支持され、シリンダ８５の作動により上下動可能に設けられた押圧ローラ８６とを備えている。

前記制御手段２０は、シーケンサやパーソナルコンピュータ等で構成することができる。制御手段２０には、操作パネル等からなる図示しない入力手段が接続され、この入力手段により各手段の作動条件やデータ等を入力可能となっている。また、制御手段２０は、凹部検出手段１３、ロードセル４４の検出結果を入力する機能と、当該検出結果及び入力手段からの入力から、各駆動機器及び駆動手段の動作方向、動作量、動作速度等の条件を決定し、これらを制御する機能を備えている。また、凹部検出手段１３から入力されたデータから凹部中心位置ＤＣを決定する機能と、接着シートＳをウエハＷに貼付したときに、凹部中心位置ＤＣが位置する貼付後中心位置Ｈを決定する機能をも有している。なお、制御手段２０は、図示しないケーブルや、無線構造等により、制御する各装置に接続される。

次に、本実施形態における接着シートＳの貼付方法について説明する。

初期設定において、原反Ｒを支持ローラ３３から所定長さ引き出し、図１に示されるように、上昇位置にある剥離板４３で剥離シートＲＬを剥離し、接着シートを巻取ローラ６３に固定する一方、剥離シートＲＬを回収ローラ３４に固定する。

電源が投入されると、モータＭ１、Ｍ２が作動し、所定長さに亘って接着シートＳを巻き取るとともに、回収ローラ３４で剥離シートＲＬを巻き取ることで、剥離板４３で剥離シートＲＬから剥離された接着シートＳが支持面２１上方に臨むように繰り出される。次いで、各モータＭ１、Ｍ２の作動を停止し、ブレーキシュー５０、５１がガイドローラ３７、３９にそれぞれ当接して接着シートＳの繰り出しを抑制する。この接着シートＳの繰り出しを抑制した後に、剥離板４３上に位置する接着シートＳの基準マークＢＭを凹部検出手段１３により検出し、検出データが制御手段２０へ出力される。制御手段２０では、凹部検出手段１３からの入力データに基づき、凹部中心位置ＤＣの位置が決定されるとともに、貼付後中心位置Ｈも求められる。

次いで、搬送手段１５がウエハ中心位置ＷＣと内側テーブル中心位置ＴＣとが一致するように、当該ウエハＷを内側テーブル２２の支持面２１上に載置する。なお、ウエハ中心位置ＷＣは、予め図示しないアライメント手段によって決定され、その位置を制御手段２０が記憶している。次に、ＸＹテーブル２８を作動し、先に求めた貼付後中心位置Ｈに内側テーブル中心位置ＴＣが一致するように当該内側テーブル２２及び内側シート支持体２３等を移動する。これにより、ウエハ中心位置ＷＣも貼付後中心位置Ｈに一致する。

前記位置合わせ終了後、押圧手段１８のシリンダ８５を作動して、図２中二点鎖線で示されるように押圧ローラ８６により接着シートＳを基材シートＢＳ側から押圧しつつ、リニアモータ６５の作動により押圧手段１８を図１中左側に移動する。この押圧ローラ８６の移動に伴って、接着シートＳには張力が加わり、張力測定ローラ４６に引張力が付与される。そこで、ロードセル４４がその張力変化を検知しつつ、制御手段２０が所定張力を維持するようにフレームＦ１を単軸ロボット５８によって下降させることで、図２（Ａ）中実線で示されるように、接着シートＳが外側シート支持体２５、内側シート支持体２３及びウエハＷの各上面にそれぞれ貼付される。この貼付の結果、内側テーブル中心位置ＴＣとウエハ中心位置ＷＣと凹部中心位置ＤＣとが、内側テーブル中心位置ＴＣを通る垂線すなわち内側テーブル中心ラインＴＬ上に位置することとなる。

接着シートＳの貼付が完了すると、図示しない駆動機器の作動により、内側シート支持体２３と外側シート支持体２５との間にカッター刃７８を移動させ、回動モータ８０の作動により、接着シートＳを切断する一次切断を行う。一次切断完了後、図３（Ａ）に示されるように、カッター刃７８を上昇させ、直動モータ２９を作動して内側シート支持体２３等を上昇させる。次いで、ＸＹテーブル２８を作動し、図３（Ｂ）に示されるように、内側テーブル中心ラインＴＬを切断中心ラインＣＬと一致させる。次いで、直動モータ７９及び図示しない駆動機器の作動により、ウエハＷの外周縁に沿うようにカッター刃７８を移動させ、回動モータ８０の作動により、図３（Ｃ）に示されるように、ウエハＷの外周縁に沿って接着シートＳを切断する二次切断を行う。この二次切断の前段で、内側シート支持体２３等を上昇させておくことで、内側テーブル中心ラインＴＬを切断中心ラインＣＬと一致させるときに、内側シート支持体２３等をＸ軸及びＹ軸方向に移動させても、一次切断で切断された接着シートＳ同士が再接着し、内側シート支持体２３等の移動を阻害することを防止することができる。

接着シートＳの切断後、搬送手段１５により、接着シートＳが貼付されたウエハＷを内側テーブル２２から取り去って後工程等に搬送する。その後、内側シート支持体２３の上面に接着している残片接着シートＳＥを図示しない回収手段で回収するとともに、フレームＦ２が図中左側に移動することで、不要接着シートＳ１が外側シート支持体２５の上面から剥離されて巻取ローラ６３によって巻き取られる。次いで、ブレーキシュー５０、５１がガイドローラ３７、３９から離れ、フレームＦ１が上昇する。これと同時に、シリンダ８５の作動により押圧ローラ８６が上昇し、フレームＦ２と共に図１に示される位置に復帰し、新たな接着シートＳの繰り出しを行うとともに、支持手段１１の各駆動機器も初期位置に復帰し、以降上記同様の動作が行われることとなる。

従って、このような実施形態によれば、凹部検出手段１３により凹部中心位置ＤＣを検出し、その位置情報に基づいてＸＹテーブル２８の作動を制御して支持面２１上のウエハＷを移動するので、接着シートＳ貼付前にウエハＷと凹部Ｃとを位置合わせすることができる。これにより、凹部Ｃ内に全てのバンプＢが位置するよう各ウエハＷと凹部Ｃとの相対位置を一定に保つことができる。

更に、ＸＹテーブル２８により内側テーブル２２を移動し、カッター刃７８の回転中心と、ウエハＷの中心位置ＷＣとを位置合わせできるので、ウエハＷの外周縁に合わせて接着シートＳを円形に切断可能となる。これにより、切断手段１６において、カッター刃７８の切断軌跡を設定するための複雑なティーチングを不要とすることができる。

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、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。
従って、上記に開示した形状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、それらの形状などの限定の一部若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、前記切断手段や搬送手段は、前記実施形態と同様の機能を発揮し得る限りにおいて、種々の変更が可能である。

また、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、リニアモータ、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上、それらを直接的又は間接的に組み合せたものを採用することもできる（実施形態で例示したものと重複するものもある）。

更に、本発明における被着体としては、半導体ウエハ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、その他の被着体も対象とすることができ、半導体ウエハは、シリコン半導体ウエハや化合物半導体ウエハであってもよい。

また、前記基準マークＢＭは、凹部検出手段１３により検出可能な限りにおいて、接着剤層ＡＤ及び基材シートＢＳの何れに設けてもよく、その形状や位置も図示構成例に限定されるものでない。

更に、凹部検出手段１３において、凹部Ｃの形成縁を検出し、当該形成縁における異なる２つの弦の垂直２等分線の交点により凹部中心位置ＤＣを検出してもよい。これによれば、接着シートＳの基準マークＢＭを省略することが可能となる。

１０ シート貼付装置
１１ 支持手段
１２ 繰出手段
１３ 凹部検出手段
１５ 搬送手段
１６ 切断手段
１８ 押圧手段
２３ 内側シート支持体
２５ 外側シート支持体
２８ ＸＹテーブル（移動手段）
２９ 直動モータ（変位手段）
ＡＤ 接着剤層
ＢＳ 基材シート
Ｃ 凹部
Ｓ 接着シート
Ｗ 半導体ウエハ（被着体）

Claims (5)

1. 基材シートの一方の面に接着剤層が設けられ、当該接着剤層に所定間隔毎に凹部が形成された接着シートを被着体の一方の面に貼付するシート貼付装置において、
   前記被着体の他方の面側から当該被着体を支持可能な支持面を有する支持手段と、前記接着シートを前記支持面に臨むように繰り出す繰出手段と、前記支持面に臨むように繰り出された前記接着シートにおける前記凹部の位置を検出する凹部検出手段と、前記支持面に被着体を載置可能な搬送手段と、前記接着シートを基材シート側から押圧して前記被着体に貼付する押圧手段とを備え、
   前記支持手段は、前記凹部検出手段の検出結果に基づいて、前記凹部が前記被着体の所定の位置に配置されて前記接着シートが貼付されるように前記支持手段を移動させる移動手段を備えていることを特徴とするシート貼付装置。
2. 前記被着体に貼付された接着シートを切断可能な切断手段を有することを特徴とする請求項１記載のシート貼付装置。
3. 前記支持手段は、前記支持面の外側に位置して前記接着シートを支持可能な外側シート支持体と、前記外側シート支持体の内側であって前記支持面の外側に位置して前記接着シートを支持可能な内側シート支持体とを備えていることを特徴とするシ請求項１又は２記載のシート貼付装置。
4. 前記移動手段は、前記支持面と内側シート支持体とを外側シート支持体に対して変位させる変位手段を備えていることを特徴とする請求項３記載のート貼付装置。
5. 基材シートの一方の面に接着剤層が設けられ、当該接着剤層に所定間隔毎に凹部が形成された接着シートを被着体の一方の面に貼付するシート貼付方法において、
   前記接着シートを支持面に臨むように繰り出す工程と、
   前記支持面に臨むように繰り出された接着シートにおける前記凹部の位置を検出する工程と、
   前記支持面上に前記被着体を載置する工程と、
   前記凹部の検出結果に基づいて、前記凹部が前記被着体の所定の位置に配置されて前記接着シートが貼付されるように前記支持面を移動させる工程と、
   前記接着シートを基材シート側から押圧して前記被着体に貼付する工程とを備えていることを特徴とするシート貼付方法。

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