JP2015035525A - シート貼付装置及びシート貼付方法 - Google Patents

Abstract

【課題】被着体との間に気泡が形成されることを防止して接着シートを確実に被着体に貼付することができるシート貼付装置及びシート貼付方法を提供すること。【解決手段】当接手段２０が第１空間ＳＰ１を貼付空間ＳＰ３よりも高圧にするとともに第１変形部材２１によってウエハＷＦに接着シートＡＳを当接させることで気泡が形成されることを防止し、押圧手段３０が第２空間ＳＰ２を第１空間ＳＰ１よりも高圧にするとともに第２変形部材３１によってウエハＷＦと接着シートＡＳとを押圧することで確実に貼付することができる。【選択図】図１

Description

本発明は、被着体の被着面に接着シートを貼付するシート貼付装置及びシート貼付方法に関する。

従来、半導体製造工程において、被着体としての半導体ウエハ（以下、単に「ウエハ」という場合がある）にダイシング用テープ（接着シート）を貼付するシート貼付装置が提案されている（例えば、特許文献１参照）。特許文献１に記載されたシート貼付装置では、押圧手段内の気圧を高くすることで当該押圧手段をウエハに向かって凸に変形させてウエハに接着シートを押圧して貼付している。

特開２００５−１２９６７８号公報

しかしながら、特許文献１に記載されたシート貼付装置では、押圧手段を構成する部材によってその押圧力が左右され、当該押圧手段が変形しやすい部材で構成される場合、押圧手段内の気圧を高くすると、被着体よりも外側に位置する押圧手段部分が変形してしまい、押圧力を十分に付与することができないという不都合がある。一方、押圧手段が変形し難い部材で構成される場合、被着体や接着シートの表面に凹凸が形成されていると、押圧手段が当該凹凸に追従して変形し難くなるので、被着体と接着シートとの間に気泡が形成されてしまったり、被着体を攻撃して当該被着体にストレスを与えたり、破損させてしまったりするという不都合がある。

本発明の目的は、被着体との間に気泡が形成されることを防止して接着シートを確実に被着体に貼付することができるシート貼付装置及びシート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、所定の貼付空間で対向配置させた被着体及び接着シートに相対接近する方向の押圧力を付与することで、当該被着体の被着面に接着シートを貼付するシート貼付装置であって、変形可能な第１変形部材を備え、当該第１変形部材を間に挟んで前記貼付空間の反対側に位置する第１空間を当該貼付空間よりも高圧にすることで、当該第１変形部材を変形させて前記被着面に接着シートを当接させる当接手段と、変形可能な第２変形部材を備え、当該第２変形部材を間に挟んで前記第１空間の反対側に位置する第２空間を当該第１空間及び前記貼付空間よりも高圧にすることで、当該第２変形部材を変形させて前記第１変形部材を介して前記被着体及び接着シートに押圧力を付与する押圧手段とを備えていることを特徴とする。

この際、本発明のシート貼付装置では、前記第１変形部材は、前記第２変形部材よりも変形容易なもので構成されていることが好ましい。

一方、本発明のシート貼付方法は、所定の貼付空間で対向配置させた被着体及び接着シートに相対接近する方向の押圧力を付与することで、当該被着体の被着面に接着シートを貼付するシート貼付方法であって、変形可能な第１変形部材を間に挟んで前記貼付空間の反対側に位置する第１空間を当該貼付空間よりも高圧にすることで、当該第１変形部材を変形させて前記被着面に接着シートを当接させる工程と、変形可能な第２変形部材を間に挟んで前記第１空間の反対側に位置する第２空間を当該第１空間及び前記貼付空間よりも高圧にすることで、当該第２変形部材を変形させて前記第１変形部材を介して前記被着体及び接着シートに押圧力を付与する工程とを有することを特徴とする。

以上のような本発明によれば、当接手段によって小さい押圧力で被着面に接着シートを当接させた後、押圧手段によって大きい押圧力で被着面に接着シートを押圧して貼付することで、被着体との間に気泡が形成されることを防止して接着シートを確実に被着体に貼付することができる。

また、第１変形部材が第２変形部材よりも変形が容易なもので構成されていれば、被着体や接着シートの表面に凹凸が形成されていても、第１変形部材が凹凸に追従して変形することで気泡の形成をより確実に防止することができるとともに、第２押圧手段による押圧力を大きくすることができる。

本発明の実施形態に係るシート貼付装置の断面図。 図１のシート貼付装置の動作説明図。 図１のシート貼付装置の動作説明図。 （Ａ）、（Ｂ）は、本発明の変形例に係るシート貼付装置の動作説明図。

以下、本発明の１実施形態を図面に基づいて説明する。
なお、本実施形態において基準となる図を挙げることなく、例えば、上、下、左、右、または、前、後といった方向を示した場合は、全て図１を正規の方向（付した番号が適切な向きとなる方向）から観た場合を基準とし、上、下、左、右方向が紙面に平行な方向であり、前が紙面に直交する手前方向、後が紙面に直交する奥方向とする。

図１〜３において、シート貼付装置１０は、所定の貼付空間ＳＰ３で対向配置させた被着体としてのウエハＷＦ及び接着シートＡＳに相対接近する方向の押圧力を付与することで、当該ウエハＷＦの被着面ＷＡに接着シートＡＳを貼付する装置であって、変形可能な第１変形部材２１を備え、当該第１変形部材２１を間に挟んで貼付空間ＳＰ３の反対側に位置する第１空間ＳＰ１を貼付空間ＳＰ３よりも高圧にすることで、当該第１変形部材２１を変形させて被着面ＷＡに接着シートＡＳを当接させる当接手段２０と、変形可能な第２変形部材３１を備え、当該第２変形部材３１を間に挟んで第１空間ＳＰ１の反対側に位置する第２空間ＳＰ２を第１空間ＳＰ１及び貼付空間ＳＰ３よりも高圧にすることで、当該第２変形部材３１を変形させて第１変形部材２１を介してウエハＷＦ及び接着シートＡＳに押圧力を付与する押圧手段３０と、ウエハＷＦを支持可能な支持手段４０と、第１変形部材２１、第２変形部材３１及び支持手段４０を収容する収容手段５０とを備えている。

当接手段２０は、平面視略円形に設けられたゴムや樹脂等によって変形可能に設けられるとともに、図示しない電圧印加手段のクーロン力によって接着シートＡＳをその下面で保持可能な所謂静電チャック機能を備えた第１変形部材２１と、第１空間ＳＰ１に連通された減圧ポンプや真空エジェクタ等の減圧手段２２と、第１空間ＳＰ１の圧力を検知可能な圧力センサやロードセル等の圧力検知手段２３とを備えている。尚、第１変形部材２１は、第２変形部材３１よりも変形が容易なもので構成されている。また、減圧手段２２は、第１空間ＳＰ１に大気導入可能に設けられている。

押圧手段３０は、平面視略円形に設けられたゴムや樹脂等によって変形可能に設けられるとともに、第１変形部材２１よりも小さい径方向寸法に設定された第２変形部材３１と、第２空間ＳＰ２に連通された減圧ポンプや真空エジェクタ等の減圧手段３２と、第２空間ＳＰ２の圧力を検知可能な圧力センサやロードセル等の圧力検知手段３３とを備えている。尚、第２変形部材３１は、第１変形部材２１よりも高圧に耐えられる部材で構成されている。また、減圧手段３２は、第２空間ＳＰ２に大気導入可能に設けられている。

支持手段４０は、駆動機器としての直動モータ４１と、直動モータ４１の出力軸４１Ａに支持されるとともに、図示しない電圧印加手段のクーロン力によってウエハＷＦをその上面で保持可能な所謂静電チャック機能を備えたテーブル４２とを備えている。

収容手段５０は、上方に開口し、底面に支持手段４０が配置された円筒箱状の下ケース５１と、第１及び第２変形部材２１、３１を支持するとともに、下ケース５１の開口を閉塞することで密閉された貼付空間ＳＰ３を形成可能な上ケース５２と、上ケース５２をその出力軸５３Ａで支持する駆動機器としての直動モータ５３と、貼付空間ＳＰ３に連通された減圧ポンプや真空エジェクタ等の減圧手段５４と、貼付空間ＳＰ３の圧力を検知可能な圧力センサやロードセル等の圧力検知手段５５とを備えている。尚、減圧手段５４は、貼付空間ＳＰ３に大気導入可能に設けられている。
上ケース５２は、第１変形部材２１の厚み寸法と略同一の深さに設定された第１凹部５２Ａと、第１凹部５２Ａ内に位置し、第２変形部材３１の厚み寸法と略同一の深さに設定された第２凹部５２Ｂとを備え、第１凹部５２Ａの底面外縁に第１変形部材２１の外縁が支持され、第２凹部５２Ｂの底面外縁に第２変形部材３１の外縁が支持されている。これにより、第１変形部材２１の上面と第１凹部５２Ａの底面と第２変形部材３１の下面とで密閉された第１空間ＳＰ１が形成され、第２変形部材３１の上面と第２凹部５２Ｂの底面とで密閉された第２空間ＳＰ２が形成される。尚、第２変形部材３１の厚み寸法と略同一の深さに設定された第２凹部５２Ｂとすることで、第１凹部５２Ａの底面と第２変形部材３１の下面とが同一平面に位置するようになるので、第１変形部材２１が第１凹部５２Ａの底面に接している状態で当該第１変形部材２１の面がフラットに維持され、当該第１変形部材２１が劣化することを防止することができる。

以上のシート貼付装置１０において、ウエハＷＦに接着シートＡＳを貼付する手順を説明する。
まず、図１中二点鎖線で示すように、上下ケース５２、５１が離隔した状態で、人手または多関節ロボットやベルトコンベア等の図示しない搬送手段によって、接着シートＡＳを第１変形部材２１の下面に当接させると、当接手段２０が図示しない電圧印加手段を駆動し、クーロン力によって接着シートＡＳを保持する。次に、人手または図示しない搬送手段によって、テーブル４２上にウエハＷＦを載置すると、支持手段４０が図示しない電圧印加手段を駆動し、クーロン力によってウエハＷＦを保持する。次いで、収容手段５０が直動モータ５３を駆動し、上ケース５２を下降させて図１中実線で示すように貼付空間ＳＰ３を形成する。その後、当接手段２０、押圧手段３０及び収容手段５０が減圧手段２２、３２及び５４を駆動し、第１、第２空間ＳＰ１、ＳＰ２及び貼付空間ＳＰ３を同じ減圧率で減圧し、各圧力検知手段２３、３３及び５５によって所定の減圧状態（第１圧力）となったことが検知されると、当接手段２０、押圧手段３０及び収容手段５０が減圧手段２２、３２及び５４の駆動を停止する。次に、支持手段４０が直動モータ４１を駆動し、テーブル４２を所定の位置にまで上昇させた後、当接手段２０が減圧手段２２を駆動し、第１空間ＳＰ１に大気を徐々に導入することで、第１空間ＳＰ１を貼付空間ＳＰ３よりも高圧にする。これにより、第１変形部材２１を変形させ、図２中実線で示すように、接着シートＡＳの中央部をウエハＷＦの被着面ＷＡ中央部に当接させた後、当該接着シートＡＳをその外側に向かって徐々に被着面ＷＡに当接させて行き、図２中二点鎖線で示すように、接着シートＡＳ全体を被着面ＷＡに当接させる。これにより、接着シートＡＳと被着面ＷＡとの間の空気が外方に追い出されながら貼付が行われるので、当該接着シートＡＳと被着面ＷＡとの間に気泡が形成されることを防止することができる。そして、圧力検知手段２３によって第１空間ＳＰ１の圧力が所定の減圧状態（第２圧力）となったことが検知されると、当接手段２０が減圧手段２２の駆動を停止する。このとき、押圧手段３０が減圧手段３２を駆動し、圧力検知手段３３の検知結果に基づいて第２空間ＳＰ２の圧力も第２圧力となるように制御する一方、収容手段５０が減圧手段５４を駆動し、圧力検知手段５５の検知結果に基づいて貼付空間ＳＰ３の圧力を第１圧力で維持するように制御する。

ここで、第１空間ＳＰ１の圧力を貼付空間ＳＰ３の圧力に対してもっと高くしても、ウエハＷＦの外縁よりも外側に位置する第１変形部材２１部分が膨らむだけなので、接着シートＡＳに十分な押圧力を付与することはできない。そこで、第１変形部材２１を変形し難い部材（高強度の部材）で構成すれば、接着シートＡＳを十分にウエハＷＦに押圧することができるが、この場合、ウエハＷＦや接着シートＡＳの表面に凹凸が形成されていると、第１変形部材２１が当該凹凸に追従して変形し難くなるので、ウエハＷＦと接着シートＡＳとの間に気泡が形成されてしまったり、ウエハＷＦを攻撃して当該ウエハＷＦにストレスを与えたり、ウエハＷＦを破損させてしまったりする。

次いで、押圧手段３０が減圧手段３２を駆動し、第２空間ＳＰ２に大気を徐々に導入することで、第２空間ＳＰ２を第１空間ＳＰ１及び貼付空間ＳＰ３よりも高圧にする。これにより、第２変形部材３１を変形させ、図３中実線で示すように、当該第２変形部材３１の中央部を第１変形部材２１の中央部に当接させた後、当該第２変形部材３１をその外側に向かって徐々に第１変形部材２１に当接させて行き、図３中二点鎖線で示すように、接着シートＡＳ全体を被着面ＷＡに押圧する。そして、圧力検知手段３３によって第２空間ＳＰ２の圧力が所定の減圧状態（第３圧力）となったことが検知されると、押圧手段３０が減圧手段３２の駆動を停止する。これにより、接着シートＡＳに十分な押圧力を付与してウエハＷＦに貼付することができ、第２変形部材３１が第２圧力よりも高い第３圧力に耐え得る高強度の部材で構成されていたとしても、変形が容易な第１変形部材２１を介して押圧が行われるので、ウエハＷＦへの攻撃性を低下させることができる。このとき、当接手段２０が減圧手段２２を駆動し、圧力検知手段２３の検知結果に基づいて第１空間ＳＰ１の圧力を第２圧力で維持するように制御することで、ウエハＷＦの外縁よりも外側に位置する第１変形部材２１部分が膨らんで破裂することを防止する。なお、接着シートＡＳの接着面と被着面ＷＡとを馴染ませるために、押圧手段３０が減圧手段３２を駆動し、第２空間ＳＰ２の圧力を昇降させて第２変形部材３１による押圧動作を複数回行ってもよい。

押圧手段３０によって接着シートＡＳ全体がウエハＷＦに押圧されると、当接手段２０が図示しない電圧印加手段の駆動を停止した後、押圧手段３０が減圧手段３２を駆動し、第２空間ＳＰ２を第２圧力になるまで減圧する。次いで、当接手段及び押圧手段２０、３０が各減圧手段２２、３２を駆動し、第１及び第２空間ＳＰ１、ＳＰ２を同じ減圧率で第１圧力となるまで減圧する。その後、当接手段２０、押圧手段３０及び収容手段５０が減圧手段２２、３２及び５４を駆動し、第１、第２空間ＳＰ１、ＳＰ２及び貼付空間ＳＰ３を同じ加圧率で加圧し（大気を導入し）、各圧力検知手段２３、３３及び５５によって大気圧となったことが検知されると、当接手段２０、押圧手段３０及び収容手段５０が減圧手段２２、３２及び５４の駆動を停止する。そして、収容手段５０が直動モータ５３を駆動し、上ケース５２を上昇させた後、支持手段４０が図示しない電圧印加手段の駆動を停止し、人手または図示しない搬送手段によって、接着シートＡＳが貼付されたウエハＷＦを次の工程に搬送し、以降上述と同様の動作が繰り返される。

このような本実施形態によれば、以下のような効果がある。
即ち、当接手段２０によって小さい押圧力で被着面ＷＡに接着シートＡＳを当接させた後、押圧手段３０によって大きい押圧力で被着面ＷＡに接着シートＡＳを押圧して貼付することで、ウエハＷＦとの間に気泡が形成されることを防止して接着シートＡＳを確実にウエハＷＦに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、方法などは、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、且つ、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。従って、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、第１変形部材２１は、第２変形部材３１よりも変形し難い部材（高強度の部材）で構成してもよいし、同じ強度の部材で構成してもよい。
更に、第１、第２変形部材２１、３１は、弾性変形可能な部材であってもよいし、完全に又は部分的に元の形状に戻ることのない部材であってもよい。
また、第１、第２変形部材２１、３１の材質や、形状、厚さ、大きさを適宜に選択することができる。
更に、第１変形部材２１を上下ケース５２、５１で挟み込まれるように構成し、当該第１変形部材２１を上下ケース５２、５１のパッキンとして機能させてもよい。
また、第１変形部材２１は、第２変形部材３１と同じ大きさでもよい。
更に、第１変形部材２１やテーブル４２は、吸引、接着、メカチャック等によって接着シートＡＳやウエハＷＦを保持する構成であってもよい。

また、当接手段２０及び押圧手段３０は、図４（Ａ）に示すように、密閉された第１空間ＳＰ１と、当該第１空間ＳＰ１よりも高圧で密閉された第２空間ＳＰ２とが形成されるとともに、減圧手段５４によって貼付空間ＳＰ３を減圧することで、第１空間ＳＰ１及び第２空間ＳＰ２を貼付空間ＳＰ３よりも高圧にする構成であってもよい。この場合、支持手段４０がテーブル４２を上昇させることで、図４（Ｂ）に示すように、第１及び第２変形部材２１、３１によってウエハＷＦと接着シートＡＳとを当接させた後、押圧して貼付すればよい。更に、第１及び第２空間ＳＰ１、ＳＰ２が大気圧よりも高圧であれば、貼付空間ＳＰ３は大気圧であってもよく、減圧手段５４や圧力検知手段５５はなくてもよいし、上ケース５２と下ケース５１とで貼付空間ＳＰ３を密閉空間にしなくてもよい。
更に、当接手段２０及び押圧手段３０は、加圧することで気圧差を制御する構成であってもよいし、減圧及び加圧を組み合わせて気圧差を制御する構成であってもよい。尚、当接手段２０及び押圧手段３０が第１及び第２空間ＳＰ１、ＳＰ２を加圧可能に設けられていれば、貼付空間ＳＰ３は大気圧であってもよく、減圧手段５４や圧力検知手段５５、下ケース５１はなくてもよいし、上ケース５２と下ケース５１とで貼付空間ＳＰ３を密閉空間にしなくてもよい。また、当接手段２０及び押圧手段３０が第１及び第２空間ＳＰ１、ＳＰ２を加圧可能に設けられていれば、貼付空間ＳＰ３を大気圧よりも高い圧力としてもよい。
また、第１圧力、第２圧力、第３圧力は、第１及び第２変形部材２１、３１を変形させて接着シートＡＳをウエハＷＦに当接して貼付できれば、任意に設定することができる。
更に、各減圧手段２２、３２、５４に代えて液体やジェル等の空気以外の流体によって第１、第２空間ＳＰ１、ＳＰ２及び貼付空間ＳＰ３を加減圧する構成のものを採用してもよい。

また、支持手段４０は、駆動機器によって昇降しない構成でもよい。更に、別の装置でウエハＷＦを支持する場合、本願のシート貼付装置において支持手段４０はなくてもよい。

更に、接着シートＡＳは、上下ケース５２、５１の外側まで連続した帯状のシートであってもよく、左右方向に繰出されることで上下ケース５２、５１間にセットされるとともに、接着シートＡＳが貼付されたウエハＷＦを次の工程に送る構成であってもよいし、ウエハＷＦに貼付された帯状のシートを所定形状に切断する適宜な切断手段を採用してもよい。

また、本発明における接着シート、被着体の材質、種別、形状等は、特に限定されることはない。例えば、接着シートは、接着剤層だけの単層のもの、基材シートと接着剤層との間に中間層を有するもの、基材シートの上面にカバー層を有する等３層以上のもの、更には、基材シートを接着剤層から剥離することのできる所謂両面接着シートのようなものであってもよく、両面接着シートは、単層又は複層の中間層を有するものや、中間層のない単層又は複層のものであってよい。また、被着体としては、例えば、食品、樹脂容器、シリコン半導体ウエハや化合物半導体ウエハ等の半導体ウエハ、回路基板、光ディスク等の情報記録基板、ガラス板、鋼板、陶器、木板または樹脂板等、任意の形態の部材や物品なども対象とすることができる。なお、接着シートを機能的、用途的な読み方に換え、例えば、情報記載用ラベル、装飾用ラベル、保護シート、ダイシングテープ、ダイアタッチフィルム、ダイボンディングテープ、記録層形成樹脂シート等の任意の形状の任意のシート、フィルム、テープ等を前述のような任意の被着体に貼付することができる。
本発明における各手段は、それら手段について説明した動作または機能を果たすことができる限りなんら限定されるものではなく、まして、前記実施形態で示した単なる１実施形態の構成物に全く限定されるものではない。当接手段は、変形可能な第１変形部材を備え、当該第１変形部材を間に挟んで貼付空間の反対側に位置する第１空間を貼付空間よりも高圧にすることで、第１変形部材を変形させて被着面に接着シートを当接させることができるものであれば、出願当初の技術常識に照らし合わせてその範囲内であればなんら限定されることはない（他の手段についての説明は省略する）。
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）。

１０ シート貼付装置
２０ 当接手段
２１ 第１変形部材
３０ 押圧手段
３１ 第２変形部材
ＳＰ１ 第１空間
ＳＰ２ 第２空間
ＳＰ３ 貼付空間
ＡＳ 接着シート
ＷＦ ウエハ（被着体）
ＷＡ 被着面

Claims (3)

1. 所定の貼付空間で対向配置させた被着体及び接着シートに相対接近する方向の押圧力を付与することで、当該被着体の被着面に接着シートを貼付するシート貼付装置であって、
   変形可能な第１変形部材を備え、当該第１変形部材を間に挟んで前記貼付空間の反対側に位置する第１空間を当該貼付空間よりも高圧にすることで、当該第１変形部材を変形させて前記被着面に接着シートを当接させる当接手段と、
   変形可能な第２変形部材を備え、当該第２変形部材を間に挟んで前記第１空間の反対側に位置する第２空間を当該第１空間及び前記貼付空間よりも高圧にすることで、当該第２変形部材を変形させて前記第１変形部材を介して前記被着体及び接着シートに押圧力を付与する押圧手段とを備えていることを特徴とするシート貼付装置。
2. 前記第１変形部材は、前記第２変形部材よりも変形が容易なもので構成されてい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. 所定の貼付空間で対向配置させた被着体及び接着シートに相対接近する方向の押圧力を付与することで、当該被着体の被着面に接着シートを貼付するシート貼付方法であって、
   変形可能な第１変形部材を間に挟んで前記貼付空間の反対側に位置する第１空間を当該貼付空間よりも高圧にすることで、当該第１変形部材を変形させて前記被着面に接着シートを当接させる工程と、
   変形可能な第２変形部材を間に挟んで前記第１空間の反対側に位置する第２空間を当該第１空間及び前記貼付空間よりも高圧にすることで、当該第２変形部材を変形させて前記第１変形部材を介して前記被着体及び接着シートに押圧力を付与する工程とを有することを特徴とするシート貼付方法。

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