JP2012178471A - シート貼付装置および貼付方法 - Google Patents

Abstract

【課題】接着シートを貼付する際の被着体の撓みを抑制でき、接着シートの貼付不良や被着体の破損を防止できる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】シート貼付装置１は、被着体Ｗを支持する支持手段２と、支持手段２で支持された被着体Ｗを臨む位置に接着シートＳを供給可能なシート供給手段３と、接着シートＳを被着体Ｗに押圧して貼付する押圧手段８Ａ，８Ｂとを備え、支持手段２は、被着体Ｗの一方の面Ｗ１に当接して被着体Ｗの外縁領域Ｗ３を支持する第１支持部２１と、被着体Ｗの他方の面に当接して被着体Ｗの外縁領域Ｗ３を第１支持部との間で挟持する第２支持部２３とを備えている。
【選択図】図１

Description

本発明は、被着体に接着シートを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、被着体である半導体ウェハ（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等の接着シートを貼付するシート貼付装置が知られている（例えば、特許文献１参照）。
特許文献１に記載のシート貼付装置は、ウェハの載置面に凹部が設けられたテーブルによりチャンバ内のウェハの外縁を吸着保持した状態で、チャンバ内を減圧雰囲気として接着シートを境に圧力差を発生させ、当該圧力差によりウェハに接着シートを貼付するように構成されている。

特開平１０−２３３４３０号公報

しかしながら、特許文献１に記載のシート貼付装置では、例えば、半導体ウェハのように極めて薄い被着体に接着シートを貼付しようとした場合、被着体の中央部が押されることによって当該被着体が撓んでしまうため、押圧力が被着体に十分加わらずに接着シートの貼付不良が発生したり、撓みによって被着体が破損したりするという不都合が発生する。特に、このシート貼付装置では、被着体を吸着保持しているため、減圧雰囲気下では吸着力が低下して被着体を保持できなくなり、前記不都合が顕著化する。

本発明の目的は、接着シートを貼付する際の被着体の撓みを抑制でき、接着シートの貼付不良や被着体の破損を防止できる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、本発明のシート貼付装置は、被着体に接着シートを貼付するシート貼付装置であって、前記被着体を支持する支持手段と、前記支持手段で支持された被着体を臨む位置に前記接着シートを供給可能なシート供給手段と、前記接着シートを前記被着体に押圧して貼付する押圧手段とを備え、前記支持手段は、前記被着体の一方の面に当接して当該被着体の外縁領域を支持する第１支持部と、前記被着体の他方の面に当接して当該前記被着体の外縁領域を前記第１支持部との間で挟持する第２支持部とを備えていることを特徴とする。

本発明のシート貼付装置は、前記支持手段で支持された被着体および前記シート供給手段で供給された接着シートを減圧雰囲気に保つ減圧手段を備え、前記減圧手段は、前記接着シートを境に独立した第１空間および第２空間を減圧し、前記押圧手段は、前記第１空間の圧力を前記第２空間の圧力に対して高く設定することで、前記第１空間および前記第２空間間の差圧により前記接着シートを前記被着体側に撓ませて前記被着体に接近させることが好ましい。
また、本発明のシート貼付装置において、前記第１支持部は、前記被着体の一方の面側への変形に伴う応力集中を緩和する弾性部材を備えていることが好ましい。

一方、本発明のシート貼付方法は、被着体に接着シートを貼付するシート貼付方法であって、前記被着体の外縁領域を当該被着体の一方および他方の面側から支持するとともに、前記被着体を臨む位置に前記接着シートを供給し、前記接着シートを前記被着体に押圧して貼付することを特徴とする。

以上のような本発明によれば、被着体の外縁領域を一方および他方の面側から支持することで、当該被着体の外縁領域が挟持されて被着面が変形しにくくなり、接着シートを貼付する際の被着体の撓みを抑制することができる。このため、被着体に接着シートを確実に貼付することができるとともに、撓みによる被着体の破損を防止することができる。

本発明において、接着シートを境に独立した第１空間および第２空間の差圧により接着シートの中心を被着体側に撓ませて被着体に接近させれば、接着シートを被着体の中心領域から徐々に外縁方向に貼付することができる。従って、接着シートの外縁側が中心領域よりも先に貼付されることを防止することができるので、接着シートと被着体との間になるべく空隙を生じさせないように当該接着シートを被着体に貼付することができる。
また、第１支持部が弾性部材を備えることで、被着体が破損してしまうことを防止することができる。

本発明の一実施形態に係るシート貼付装置の部分断面図。 シート貼付装置の動作説明図。 シート貼付装置の動作説明図。 シート貼付装置の動作説明図。 シート貼付装置の動作説明図。 シート貼付装置の変形例の部分断面図。

以下、本発明の一実施形態を図面に基づいて説明する。
図１に示すように、本実施形態のシート貼付装置１は、ウェハＷを支持する支持手段２と、支持手段２で支持されたウェハＷを臨む位置に、基材シートＢＳの一方の面に接着剤層ＡＤが積層された接着シートＳを供給するシート供給手段３と、ウェハＷおよび接着シートＳを減圧雰囲気に保つ減圧手段４と、接着シートＳを所定形状に切断する切断手段５とを備えている。なお、ウェハＷは、一方の面としての表面Ｗ１（図１の下側の面）に回路が形成された半導体ウェハであり、ウェハＷの他方の面としての裏面Ｗ２に接着シートＳが貼付される。

支持手段２は、ウェハＷの外縁よりも大きな外形を有する円盤形状の第１支持部としてのテーブル２１と、テーブル２１の側面に取り付けられた第２支持部としての外縁支持装置２３とを備えている。
テーブル２１は、ウェハＷの表面Ｗ１に当接してウェハＷの外縁領域Ｗ３を支持可能な上面部２４と、上面部２４の中央領域に形成された凹部２５と、上面部２４の外縁側に設けられ、ウェハＷを位置決め可能な凸部２４Ａとを備え、下面側に駆動機器としての直動モータ２２の出力軸２２Ａが固定されている。上面部２４と凹部２５との境には、ゴムや樹脂等で構成された弾性部材２４Ｂが設けられている。また、凹部２５の底面部２５Ａには、当該底面部２５Ａを貫通する貫通孔２５Ｂが設けられている。
外縁支持装置２３は、ウェハＷの裏面Ｗ２に当接してウェハＷの外縁領域Ｗ３をテーブル２１との間で挟持可能な当接部２６と、当接部２６に出力軸２７Ａが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。

シート供給手段３は、図示しないフレームに支持されている。このシート供給手段３は、接着シートＳを巻回して支持する支持ローラ３１と、駆動機器としての回動モータ３２Ａで駆動されて接着シートＳを繰り出す駆動ローラ３２と、駆動ローラ３２との間に接着シートＳを挟み込むピンチローラ３３と、支持ローラ３１から繰り出された接着シートＳを案内するガイドローラ３４，３５と、切断手段５による切断された接着シートＳを剥離するシート剥離部３６と、図示しない駆動機器としての回動モータで駆動されて接着シートＳを回収する回収ローラ３７とを備えている。

シート剥離部３６は、図１中左右方向に移動自在に設けられた移動フレーム３６Ａと、この移動フレーム３６Ａに支持されるとともに、駆動機器としての回動モータ３６Ｄで駆動される剥離ローラ３６Ｂと、剥離ローラ３６Ｂとの間に接着シートＳを挟み込むピンチローラ３６Ｃとを備えている。

減圧手段４は、下チャンバ６および蓋部材７と、蓋部材７および接着シートＳにより形成される第１空間Ｖ１（図３（Ｂ）参照）内を減圧可能な真空ポンプ等の押圧手段としての圧力調整手段８Ａと、接着シートＳおよび下チャンバ６により形成される第２空間Ｖ２（図３（Ｂ）参照）内を減圧可能な真空ポンプ等の押圧手段としての圧力調整手段８Ｂとを備えている。

下チャンバ６は、支持手段２が設けられた底面部６２と、底面部６２の外縁から上方に延びる側面部６３とを備え、上面６１が開口された箱状に形成されている。底面部６２には、圧力調整手段８Ｂに接続された圧力調整通路６４が設けられ、圧力調整通路６４には、第２空間Ｖ２の圧力を検出する圧力センサ等の圧力検出手段９Ｂが設けられている。

蓋部材７は、図示しない駆動機器により昇降自在に設けられ、その下面７１には、表面が露出した状態で埋設された環状の弾性部材７２が設けられている。また、蓋部材７には、圧力調整手段８Ａに接続された圧力調整通路７３が設けられ、圧力調整通路７３には、第１空間Ｖ１の圧力を検出する圧力センサ等の圧力検出手段９Ａが設けられている。

切断手段５は、駆動機器としての直動モータ５１によって昇降可能に支持された駆動機器としての回動モータ５２と、この回動モータ５２の出力軸から水平方向に延びた保持部５３と、この保持部５３の先端部分から斜め下方に延びるように設けられて接着シートＳを切断するカッタ５４とを備えている。

以上のシート貼付装置１において、ウェハＷに接着シートＳを貼付する手順について説明する。
先ず、移動フレーム３６Ａが左側に位置する状態（図５参照）で、図示しない搬送手段が、ウェハＷをテーブル２１の上面部２４上に載置する。次いで、シート供給手段３が、回動モータ３６Ｄの回転をロックした状態で移動フレーム３６Ａを図の右方向に移動させるとともに、回動モータ３２Ａを駆動して駆動ローラ３２を回転させることで、ウェハＷを臨む位置に帯状の接着シートＳを供給し、図１の状態となる。そして、支持手段２が、図２（Ａ）に示すように、直動モータ２７の駆動により当接部２６を下降させることにより、テーブル２１の上面部２４と当接部２６とでウェハＷの外縁領域Ｗ３を上下両面側から挟持する。これにより、テーブル２１の凹部２５でウェハＷの中央部が撓むことを抑制することができる。この後、減圧手段４は、図２（Ｂ）に示すように、図示しない駆動機器により蓋部材７を下降させて、接着シートＳを蓋部材７の下面７１と下チャンバ６の上面６１とで挟み込む。

次に、支持手段２は、図３（Ａ）に示すように、直動モータ２２の駆動によりテーブル２１を上昇させて、接着シートＳを当接部２６の上面と蓋部材７の弾性部材７２とで挟み込む。これにより、蓋部材７および下チャンバ６で構成される空間内には、図３（Ｂ）に示すように、接着シートＳを境に独立した第１空間Ｖ１および第２空間Ｖ２が形成される。なお、当接部２６が弾性部材７２に押し付けられることで、当接部２６がウェハＷの外縁領域Ｗ３をテーブル２１の上面部２４とで挟持する力を補助することができる上、第１空間Ｖ１と第２空間Ｖ２との間の密閉性を確保することが可能となる。その後、圧力調整手段８Ａ，８Ｂは、第１および第２空間Ｖ１，Ｖ２を同じ減圧率で減圧しつつ、同じ圧力となるように、第１および第２空間Ｖ１，Ｖ２を真空状態または減圧状態にする。

次に、減圧手段４は、圧力調整手段８Ａ，８Ｂの図示しない切替弁によって大気を導入することにより、第１空間Ｖ１の圧力を第２空間Ｖ２の圧力に対して高く設定する。すると、図３（Ｂ）に示すように、接着シートＳは、第１および第２空間Ｖ１，Ｖ２間の差圧により第２空間Ｖ２側に押され、ウェハＷの中心部分から外縁側に向けて徐々に貼付されていく。この際、ウェハＷは、その外縁領域Ｗ３がテーブル２１の上面部２４と当接部２６とで挟持されているので、凹部２５側に撓むことが最小限に抑制され、押圧力が十分加わらずに接着シートＳの貼付不良が発生することを確実に防止することができる。なお、このような接着シートＳの貼付において、ウェハＷが凹部２５側に僅かに撓んだとしても、上面部２４と凹部２５との境に設けられた弾性部材２４Ｂにより、ウェハＷに局部的な曲げ応力が加わってウェハＷにストレスが加わったり、ウェハＷが破損してしまったりすることを防止することができる。

接着シートＳがウェハＷに貼付されると、減圧手段４は、圧力調整手段８Ａ，８Ｂにより第２空間Ｖ２の圧力を第１空間Ｖ１の圧力と等しく設定した後、第１および第２空間Ｖ１，Ｖ２の圧力を同じ増圧率で増圧しつつ、徐々に大気圧に戻していく。そして、減圧手段４は、図示しない駆動機器により、蓋部材７を所定の位置まで上昇させるとともに、蓋部材７を切断手段５の下方から退避させる。この後、切断手段５は、図４（Ａ）に示すように、当接部２６の内周側で接着シートＳにカッタ５４で切り込みを入れ、カッタ５４を回動モータ５２により回転させることで、接着シートＳを所定形状に切断する。このとき、当接部２６が接着シートＳとウェハＷとの間に介在していることで隙間Ｃが形成されており、カッタ５４がウェハＷに接触することなく接着シートを切断することができる。なお、減圧度合いが大きく隙間Ｃが形成されない場合は、直動モータ２７の駆動により当接部２６を微量昇降させて隙間Ｃを形成することもできる。また、図４（Ｂ）に示すように、当接部２６にカッタ５４を受け入れ可能な溝２６Ａを形成しておくことで、カッタ５４がウェハＷに接触することを確実に防止することができる。

以上のようにして接着シートＳの貼付が完了したら、シート供給手段３は、回動モータ３２Ａの回転をロックした状態で、移動フレーム３６Ａを図の左方向に移動させるとともに、回動モータ３６Ｄを駆動して剥離ローラ３６Ｂを回転させることで、図５に示すように、下チャンバ６の上面６１と当接部２６の上面に接着している接着シートＳを剥離して浮上させる。その後、当接部２６によるウェハＷの支持を解除する。そして、ウェハＷは、図示しない搬送手段によって次工程に搬送され、以降上記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、シート貼付装置１は、ウェハＷの外縁領域Ｗ３を一方および他方の面側から挟持した状態で当該ウェハＷに接着シートＳを貼付するため、ウェハＷの外縁領域Ｗ３が変形しにくくなり、接着シートＳを貼付する際のウェハＷの撓みを抑制することができる。このため、ウェハＷに接着シートＳを確実に貼付することができるとともに、撓みによるウェハＷの破損を防止することができる。また、テーブル２１の中央部に凹部２５が設けられているため、テーブル２１と対向するウェハＷの回路面を傷付けることなく、ウェハＷの裏面Ｗ２に接着シートＳを貼付することができる。

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、ウェハＷ以外にガラス板、鋼板、または、樹脂板等、その他の板状部材などや、板状部材以外のものも対象とすることができる。そして、ウェハＷ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。そして、このような被着体に貼付する接着シート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、ダイアタッチフィルムその他の任意のシート、フィルム、テープ等、板状部材に貼付する任意の用途、形状の接着シートが適用できる。また。被着体が適宜な物品（例えば、段ボールケースや樹脂容器等）であって、接着シートＳが装飾用や品質表示用のラベルであってもよい。

前記実施形態では、平坦形状のウェハＷを採用したが、例えば、図６に示すような凸部を有するウェハＷを採用してもよい。このウェハＷは、外縁部がそれ以外の部分よりも厚くなるように研削されることで、厚さ方向（裏面Ｗ２側）に突出した環状の凸部が外縁部に形成され、この凸部が形成される領域が外縁領域Ｗ３とされる。そして、シート貼付装置１において、テーブル２１と当接部２６とにより、ウェハＷの凸部に対応する部分を挟持するように構成すれば、ウェハＷの曲げ剛性の高い凸部を挟持することになるため、ウェハＷをより変形しにくくすることができ、ウェハＷの撓みを確実に防止することができる。

また、外縁支持装置２３の設置位置としては、ウェハＷを裏面Ｗ２側から支持できればよく、例えば、外縁支持装置２３をテーブル２１の側面部に沿って下チャンバ６の底面部６２に設けたり、下チャンバ６の側面部６３に設けたりしてもよい。

前記実施形態では、圧力調整手段８Ａにより、第１空間Ｖ１の圧力を第２空間Ｖ２の圧力に対して高く設定することで、接着シートＳをウェハＷに貼付していたが、接着シートＳをウェハＷに貼付する押圧手段としては、これに限られない。例えば、圧力調整手段８Ｂにより、第２空間Ｖ２の圧力を第１空間Ｖ１の圧力に対して低く設定することで接着シートＳをウェハＷに貼付するようにしてもよい。また、押圧手段としては、接着シートＳをウェハＷに貼付できればよく、圧力調整手段８Ａ，８Ｂ以外に、例えば、ローラや板状部材等を採用してもよい。さらに、前記実施形態では、減圧雰囲気で接着シートＳをウェハＷに貼付したが、減圧雰囲気で貼付することが必須ではない。

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）。

１ シート貼付装置
２ 支持手段
３ シート供給手段
６ 下チャンバ（減圧手段）
７ 蓋部材（減圧手段）
８Ａ，８Ｂ 圧力調整手段（減圧手段、押圧手段）
２１ テーブル（第１支持部）
２３ 外縁支持装置（第２支持部）
２４Ｂ 弾性部材
Ｓ 接着シート
Ｖ１ 第１空間
Ｖ２ 第２空間
Ｗ ウェハ（被着体）
Ｗ１ 表面（一方の面）
Ｗ２ 裏面（他方の面）
Ｗ３ 外縁領域

Claims (4)

1. 被着体に接着シートを貼付するシート貼付装置であって、
   前記被着体を支持する支持手段と、
   前記支持手段で支持された被着体を臨む位置に前記接着シートを供給可能なシート供給手段と、
   前記接着シートを前記被着体に押圧して貼付する押圧手段とを備え、
   前記支持手段は、前記被着体の一方の面に当接して当該被着体の外縁領域を支持する第１支持部と、前記被着体の他方の面に当接して当該前記被着体の外縁領域を前記第１支持部との間で挟持する第２支持部とを備えていることを特徴とするシート貼付装置。
2. 前記支持手段で支持された被着体および前記シート供給手段で供給された接着シートを減圧雰囲気に保つ減圧手段を備え、
   前記減圧手段は、前記接着シートを境に独立した第１空間および第２空間を減圧し、
   前記押圧手段は、前記第１空間の圧力を前記第２空間の圧力に対して高く設定することで、前記第１空間および前記第２空間間の差圧により前記接着シートを前記被着体側に撓ませて前記被着体に接近させることを特徴とする請求項１に記載のシート貼付装置。
3. 前記第１支持部は、前記被着体の一方の面側への変形に伴う応力集中を緩和する弾性部材を備えていることを特徴とする請求項１または請求項２に記載のシート貼付装置。
4. 被着体に接着シートを貼付するシート貼付方法であって、
   前記被着体の外縁領域を当該被着体の一方および他方の面側から支持するとともに、前記被着体を臨む位置に前記接着シートを供給し、
   前記接着シートを前記被着体に押圧して貼付することを特徴とするシート貼付方法。

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