JP2015053377A - シート貼付装置及び貼付方法 - Google Patents

Abstract

【課題】単位時間当たりの処理能力が低下すること及び被着体にストレスを与えることを極力抑え、重なり領域における外縁領域の押圧力が不足す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。
【解決手段】シート貼付装置１０は、所定の貼付空間ＳＰ１でウエハＷＦの被着面に接着シートＡＳの接着面を対向配置させ、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、被着面に接着シートＡＳを貼付する。変形可能な変形部材２１を備え、変形部材２１を間に挟んで貼付空間ＳＰ１の反対側に位置する密閉空間ＳＰ２を貼付空間ＳＰ１よりも高圧にすることで、変形部材２１を変形させて被着面に接着シートＡＳを押圧する押圧手段２０と、環状の押圧面３１Ａを備え、押圧手段２０とは別に、接着シートＡＳ及びウエハＷＦが重なった重なり領域ＡＷの外縁領域を押圧する再押圧手段３０とを備えている。
【選択図】図１

Description

本発明は、シート貼付装置及び貼付方法に関する。

従来より、半導体ウエハ（以下、単に「ウエハ」という。）には、その回路面を保護するための保護用の接着シートを貼付したり、個片化するためのダイシング用の接着シートを貼付したりすることが行われている。

特許文献１には、押圧部材により接着シートに押圧力を付与して被着体に接着シートを貼付する装置が開示され、変形許容部が初期形状に対して変形することで、押圧面を介して接着シートに押圧力を付与している。

特開２００９−１５２４２４号公報

しかしながら、特許文献１のシート貼付装置の場合、被着体の外縁領域の押圧力が不足するという問題がある。これを図５を用いて説明すると、接着シートＡＳ及び被着体ＷＦが重なった重なり領域（以下、単に「重なり領域」という場合がある）ＡＷの外縁ＡＷ１から変形許容部１００が外側に延在しているので、変形許容部１００を変形させて接着シートＡＳに押圧力を付与したときに、当該変形許容部１００が接着シートＡＳの上面よりも下方に位置するように変形する。このような場合、重なり領域ＡＷの外縁ＡＷ１が支点、外縁ＡＷ１よりも外側の変形許容部１００が力点、外縁ＡＷ１よりも内側の変形許容部１００が作用点となって、変形許容部１００における重なり領域ＡＷの外縁領域に対応する部分に浮き上がる方向の力が加わり、当該重なり領域ＡＷの外縁領域の押圧力が不足する。このため、接着シートＡＳは、その外縁領域が簡単に被着体ＷＦから剥がれたり、外縁領域に気泡が介在された状態で被着体ＷＦに貼付されたりしてしまう場合がある。このような場合、例えば、変形許容部１００で被着体ＷＦに接着シートＡＳを押圧した後に、接着シートＡＳ上を押圧ローラで押圧する方策も考慮されるが、この場合、重なり領域ＡＷの外縁領域全体を同時に押圧することができず、単位時間当たりの処理能力が低下する上、被着体ＷＦ全体を押圧することとなるので、当該被着体ＷＦにストレスを与える可能性もある。

本発明の目的は、単位時間当たりの処理能力が低下すること及び被着体にストレスを与えることを極力抑え、重なり領域における外縁領域の押圧力が不足す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の貼付装置及び貼付方法を提供することにある。

上記の目的を達成するために、本発明のシート貼付装置は、所定の貼付空間で被着体の被着面に接着シートの接着面を対向配置させ、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、被着面に接着シートを貼付するシート貼付装置である。シート貼付装置は、変形可能な変形部材を備え、変形部材を間に挟んで貼付空間の反対側に位置する密閉空間を貼付空間よりも高圧にすることで、変形部材を変形させて被着面に接着シートを押圧する押圧手段と、環状の押圧面を備え、押圧手段とは別に、接着シート及び被着体が重なった重なり領域の外縁領域を押圧する再押圧手段とを備えている。

再押圧手段は、変形部を介して重なり領域の外縁領域を押圧してもよい。

本発明のシート貼付方法は、所定の貼付空間で被着体の被着面に接着シートの接着面を対向配置させ、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、被着面に接着シートを貼付するシート貼付方法である。シート貼付方法は、変形可能な変形部材を間に挟んで貼付空間の反対側に位置する密閉空間を貼付空間よりも高圧にすることで、変形部材を変形させて被着面に接着シートを押圧する工程と、変形部材を変形させる押圧工程とは別に、接着シート及び被着体が重なった重なり領域の外縁領域を環状の押圧面を備えた再押圧手段で押圧する工程と、を有する。

本発明によれば、重なり領域の外縁領域を再押圧手段で押圧するので、単位時間当たりの処理能力が低下すること及び被着体にストレスを与えることを極力抑え、重なり領域における外縁領域の押圧力が不足す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。

本実施形態に係るシート貼付装置の概略正面図。 図１のシート貼付装置の動作説明図。 第１変形例を示す概略正面図。 第２変形例を示す概略正面図。 従来のシート貼付装置における不具合例を示す概略図。

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、本実施形態におけるＸ軸、Ｙ軸、Ｚ軸は、それぞれが直交する関係にあり、Ｘ軸およびＹ軸は、所定平面内の軸とし、Ｚ軸は、前記所定平面に直交する軸とする。さらに、本実施形態では、Ｙ軸と平行な図１の手前方向から観た場合を基準とし、方向を示した場合、「上」がＺ軸の矢印方向で「下」がその逆方向、「左」がＸ軸の矢印方向で「右」がその逆方向、「前」がＹ軸の矢印方向であって紙面から手前に向かう方向で「後」がその逆方向とする。

図１において、実施形態に係るシート貼付装置１０は、所定の貼付空間ＳＰ１（図２（Ａ）参照）で被着体としてのウエハＷＦの被着面ＷＦ１に接着シートＡＳの接着面ＡＤを対向配置させ、当該ウエハ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、被着面ＷＦ１に接着シートＡＳを貼付する装置であって、変形可能な変形部材２１を備え、当該変形部材２１を間に挟んで貼付空間ＳＰ１の反対側に位置する密閉空間ＳＰ２（図２（Ｂ）参照）を当該貼付空間ＳＰ１よりも高圧にすることで、当該変形部材２１を変形させて被着面ＷＦ１に接着シートＡＳを押圧する押圧手段２０と、環状の押圧面３１Ａを備え、押圧手段２０とは別に、接着シートＡＳ及びウエハＷＦが重なった重なり領域ＡＷの外縁領域を押圧する再押圧手段３０と、ウエハＷＦを下方から支持する被着体支持手段４０とを備えている。

押圧手段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変形部材２１と、変形部材２１の外縁領域をその下面で支持する上壁２２Ａ及び当該上壁２２Ａの外縁に連なる側壁２２Ｂからなる下部開放型の上ケース２２と、上ケース２２をその出力軸２３Ａで支持する駆動機器としての直動モータ２３と、密閉空間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２４と、密閉空間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２５とを備え、変形部材２１の上面と上壁２２Ａの下面とで密閉された密閉空間ＳＰ２が形成され、上壁２２Ａを介して密閉空間ＳＰ２に減圧手段２４が連通されている。尚、上ケース２２の上壁２２Ａの下面には、再押圧部材３１を受容する凹溝２２Ｃが形成されている。また、減圧手段２４は、密閉空間ＳＰ２に大気を導入可能に設けられている。

再押圧手段３０は、その下面が押圧面３１Ａとされた環状の再押圧部材３１と、再押圧部材３１をその出力軸３２Ａで支持する駆動機器としての直動モータ３２とを備えている。尚、再押圧部材３１の厚みは、凹溝２２Ｃの段部２２Ｄの深さと略同一寸法に設定されることで、上壁２２Ａの底面と押圧面３１Ａとが同一平面に位置するようになるので、変形部材２１が上壁２２Ａの底面に接している状態で当該変形部材２１の面がフラットに維持され、当該変形部材２１が損傷することを防止するようになっている。

被着体支持手段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、直動モータ４１をその上面で支持する底壁４３Ａ及び側壁４３Ｂからなる上部開放型の下ケース４３と、変形部材２１の下面と上ケース２２と下ケース４３とで形成される貼付空間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４４と、貼付空間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４５とを備えている。尚、減圧手段４４は、貼付空間ＳＰ１に大気を導入可能に設けられている。

次に、本実施形態におけるシート貼付装置１０を用いた接着シートＡＳの貼付方法について説明する。

先ず、図１に示すように、上下ケース２２、４３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等によって、接着シートＡＳを変形部材２１の下面に当接させると、押圧手段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等によって、テーブル４２上にウエハＷＦを載置すると、被着体支持手段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、押圧手段２０が直動モータ２３を駆動し、上ケース２２を下降させて図２（Ａ）に示すように、貼付空間ＳＰ１を形成する。その後、押圧手段２０及び被着体支持手段４０が減圧手段２４、４４を駆動し、密閉空間ＳＰ２及び貼付空間ＳＰ１を同じ減圧率で減圧し、各圧力検知手段２５、４５によって密閉空間ＳＰ２及び貼付空間ＳＰ１が所定の減圧状態（第１圧力）となったことが検知されると、押圧手段２０及び被着体支持手段４０が減圧手段２４、４４の駆動を停止する。次に、被着体支持手段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、押圧手段２０が減圧手段２４を駆動し、密閉空間ＳＰ１に大気を徐々に導入することで、密閉空間ＳＰ１を貼付空間ＳＰ２よりも高圧にする。これにより、変形部材２１を変形させ、図２（Ｂ）に示すように、接着シートＡＳの中央部をウエハＷＦの被着面ＷＦ１中央部に当接させた後、その貼付領域を徐々に外側に広げて行き、図２（Ｃ）に示すように、接着シートＡＳ全体を被着面ＷＦ１に押圧する。これにより、接着シートＡＳと被着面ＷＦ１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ＷＦ１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、密閉空間ＳＰ２の圧力を更に高め、圧力検知手段２５によって密閉空間ＳＰ２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、押圧手段２０が減圧手段２４の駆動を停止する。このとき、図２（Ｄ）に示すように、変形部材２１の一部が接着シートＡＳの上面よりも下方に位置するように変形するので、変形部材２１における重なり領域ＡＷの外縁領域に対応する部分に浮き上がる方向の力が加わり、当該重なり領域ＡＷにおける外縁領域の押圧力が不足する。そこで、再押圧手段３０が、直動モータ３２を駆動し、再押圧部材３１を下降させて押圧面３１Ａで重なり領域ＡＷの外縁領域を押圧する。なお、変形部材２１が変形する間は、被着体支持手段４０が減圧手段４４を駆動し、圧力検知手段４５の検知結果に基づいて貼付空間ＳＰ１の圧力を第１圧力で維持するように制御する。

再押圧部材３１の押圧力が所定の押圧力に達したことを圧力センサやロードセル等の図示しない検知手段が検知すると、押圧手段２０が図示しない電圧印加手段の駆動を停止し、接着シートＡＳの保持を解除する。その後、再押圧手段３０が、直動モータ３２を駆動し、再押圧部材３１を上昇させるとともに、押圧手段２０が減圧手段２４を駆動し、密閉空間ＳＰ２が第１圧力となるまで減圧することで、再押圧部材３１及び変形部材２１が図２（Ａ）で示す状態に戻る。その後、押圧手段２０及び被着体支持手段４０が減圧手段２４、４４を駆動し、密閉空間ＳＰ２及び貼付空間ＳＰ１を同じ加圧率で加圧し（大気を導入し）、各圧力検知手段２５、４５によって大気圧となったことが検知されると、押圧手段２０及び被着体支持手段４０が減圧手段２４、４４の駆動を停止する。そして、押圧手段２０が直動モータ２３を駆動し、上ケース２２を上昇させた後、被着体支持手段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等によって、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。

従って、このような実施形態によれば、重なり領域ＡＷの外縁領域を再押圧手段３０で押圧するので、単位時間当たりの処理能力が低下すること及びウエハＷＦにストレスを与えることを極力抑え、重なり領域ＡＷにおける外縁領域の押圧力が不足す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、本発明の好ましい実施形態を説明したが、本発明はこれらに限定されるものではなく、その要旨の範囲内で様々な変形や変更が可能である。
例えば、変形部材２１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、変形部材２１の材質や、形状、厚さ、大きさは適宜に選択することができる。
更に、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、押圧手段は、接着シートＡＳ全体を同時にウエハＷＦに押圧する構成、或いは、接着シートＡＳの右から左又は左から右、前から後ろ又は後ろから前に徐々に押圧する構成であってもよい。
更に、押圧手段が押圧する側は、接着シートＡＳ側でもよいし、ウエハＷＦ側でもよいし、それら両方でもよい。
また、減圧手段２４、４４に代えて液体やジェル等の空気以外の流体によって密閉空間ＳＰ１及び貼付空間ＳＰ２を加減圧する構成のものを採用してもよい。
更に、押圧手段２０は、被着体支持手段４０とで第２空間ＳＰ２を形成することのない構成であってもよい。

また、再押圧手段は、図３に示すように、変形部材２１と同様の部材で構成された環状の環状変形部材３３と、当該環状変形部材３３と上壁２２Ａとの間に形成される密閉された再押圧空間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３４と、密閉空間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３５とで構成された再押圧手段３０Ａとしてもよい。なお、減圧手段３４は、再押圧空間ＳＰ３に大気を導入可能に設けられている。
この場合、変形部材２１で接着シートＡＳ全体を被着面ＷＦ１に押圧した後、再押圧手段３０Ａが圧力検知手段３５の検知結果を基に、減圧手段３４を駆動し、環状変形部材３３を変形させてその下面である押圧面３３Ａで重なり領域ＡＷの外縁領域を押圧する。なお、環状変形部材３３が変形する間は、押圧手段２０が減圧手段２４を駆動し、圧力検知手段２５の検知結果に基づいて密閉空間ＳＰ２の圧力を第２圧力で維持するように制御する。また、変形部材２１が損傷することを防止するために、変形部材２１が上壁２２Ａの底面に接している状態で当該変形部材２１の面がフラットに維持されるように、環状変形部材３３の厚みを上壁２２Ａの下面に形成された凹溝２２Ｅの深さと略同一寸法に設定するとよい。

更に、再押圧手段は、図４に示すように、上壁２２Ａから突出した環状の環状突出部材３６によって構成された再押圧手段３０Ｂとしてもよい。この場合、変形部材２１で接着シートＡＳ全体を被着面ＷＦ１に押圧した後、被着体支持手段４０が直動モータ４１を駆動し、ウエハＷＦ及び接着シートＡＳを環状突出部材３６に相対接近させて、当該環状突出部材３６での下面である押圧面３６Ａで重なり領域ＡＷの外縁領域を押圧する。なお、押圧手段２０が直動モータ２３を駆動し、ウエハＷＦ及び接着シートＡＳを環状突出部材３６に相対接近させてもよいし、押圧手段２０及び被着体支持手段４０が直動モータ２３、４１を駆動し、ウエハＷＦ及び接着シートＡＳを環状突出部材３６に相対接近させてもよい。このとき、側壁２２Ｂはない方がよい。また、ウエハＷＦ及び接着シートＡＳを環状突出部材３６に相対接近させる間は、押圧手段２０が減圧手段２４を駆動し、圧力検知手段２５の検知結果に基づいて密閉空間ＳＰ２の圧力を第２圧力で維持するように制御する。

また、再押圧部材の形状は、被着体の形状に応じて種々の環形状、例えば、多角形や楕円形の環形状等とすることができる上、周囲全体として繋がったクローズドループ形状（周状）であってもよいし、部分的に切り欠かれて離散配置されるものであってもよい。
更に、再押圧部材を構成する材料は、金属、樹脂、ゴム、木材、陶器等、特に限定されることはない。
また、再押圧部材の押圧面を変形可能な部材で構成し、内周縁側が先に変形部材２１に当接し、押圧力が増すにつれて外周縁側が変形部材２１に当接する断面視テーパー型とし、再押圧部材によっても、接着シートＡＳと被着面ＷＦ１との間の空気が外方に追い出されながら貼付できるように構成してもよい。
更に、再押圧部材の押圧面は、曲面であってもよく、この場合も、押圧面は変形可能な部材を採用することが好ましい。

更に、被着体支持手段４０は、テーブル４２を上昇させる直動モータ４１を設けなくてもよいし、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１０において被着体支持手段４０はなくてもよい。
また、貼付空間ＳＰ２を減圧することなく、密閉空間ＳＰ１にのみに空気等を送り、ウエハＷＦ及び接着シートＡＳに所定の押圧力を付与する構成としてもよいし、貼付空間ＳＰ１を大気圧状態や大気圧よりも高圧にした状態で、密閉空間ＳＰ２を貼付空間ＳＰ１よりも更に高圧にしてウエハＷＦ及び接着シートＡＳに所定の押圧力を付与する構成としてもよい。
更に、第１圧力、第２圧力は、変形部材２１を変形させて接着シートＡＳをウエハＷＦに押圧して貼付できれば、任意に設定することができるし、第３圧力も任意に設定することができる。
また、接着シートＡＳは、上下ケース２２、４３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２２、４３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ＡＳおよび保持対象物の材質、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ＡＳは、感圧接着性、感熱接着性等の接着形態に限定されることはなく、感熱接着性のものが採用された場合は、当該接着シートＡＳを加熱する適宜な加熱手段を設ければよい。また、このような接着シートＡＳは、例えば、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、保持対象物としては、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ＡＳ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保持対象物に貼付することができる。

更に、本発明における手段および工程は、それら手段および工程について説明した動作、機能または工程を果たすことができる限りなんら限定されることはなく、まして、前記実施形態で示した単なる一実施形態の構成物や工程に全く限定されることはない。例えば、再押圧手段は、環状の押圧面を備え、押圧手段とは別に、接着シート及び被着体が重なった重なり領域の外縁領域を押圧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、その技術範囲内のものであればなんら限定されることはない（他の手段および工程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
ＡＳ 接着シート
ＡＷ 重なり領域
ＳＰ１ 貼付空間
ＳＰ２ 密閉空間
ＷＦ ウエハ
ＷＦ１ 被着面
２０ 押圧手段
２１ 変形部材
３０，３０Ａ，３０Ｂ 再押圧手段
３１ 再押圧部材
３１Ａ 押圧面

Claims (3)

1. 所定の貼付空間で被着体の被着面に接着シートの接着面を対向配置させ、当該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、前記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、
   変形可能な変形部材を備え、当該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密閉空間を当該貼付空間よりも高圧にすることで、当該変形部材を変形させて前記被着面に接着シートを押圧する押圧手段と、
   環状の押圧面を備え、前記押圧手段とは別に、前記接着シート及び被着体が重なった重なり領域の外縁領域を押圧する再押圧手段とを備えたことを特徴とするシート貼付装置。
2. 前記再押圧手段は、前記変形部を介して前記重なり領域の外縁領域を押圧す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. 所定の貼付空間で被着体の被着面に接着シートの接着面を対向配置させ、当該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、前記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密閉空間を当該貼付空間よりも高圧にすることで、当該変形部材を変形させて前記被着面に接着シートを押圧する工程と、
   前記変形部材を変形させる押圧工程とは別に、前記接着シート及び被着体が重なった重なり領域の外縁領域を環状の押圧面を備えた再押圧手段で押圧する工程と、を有することを特徴とするシート貼付方法。

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