JP2015082617A - シート貼付装置および貼付方法 - Google Patents

Abstract

【課題】外縁のきれいな貼付用シートを形成し、素早くかつ被着体にストレスを与えることなく当該貼付用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を提供すること。
【解決手段】シート貼付装置１は、被着体ＷＦを臨む位置に接着シートＡＳを供給する供給手段３と、供給手段３で供給された接着シートＡＳと被着体ＷＦとの間に設けられた閉ループ状の切断刃４１を有する切断手段４と、供給手段３で供給された接着シートＡＳに対して切断刃４１の反対側となる初期位置から被着体ＷＦ側に向かって移動することで、接着シートＡＳを切断刃４１に押し当てて当該接着シートＡＳから貼付用シートＡＳ１を形成する押圧部材６２を有するとともに、当該貼付用シートＡＳ１を前記押圧部材６２で被着体ＷＦに押圧して貼付する切断押圧動作が可能な切断押圧手段６とを備え、切断押圧手段６は、切断押圧動作中に押圧部材６２の移動速度を制御する。
【選択図】図１

Description

本発明は、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、半導体ウエハ（以下、単に「ウエハ」という場合がある）に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）。このシート貼付装置は、接着シートの上方に位置する押圧部材を被着体に向かって移動させることで、接着シートを切断刃に押し当てて貼付用シートを形成し、当該貼付用シートを被着体に押圧して貼付している。

特開２０１０−８０８３８号公報

しかしながら、特許文献１に記載されたような従来の装置では、押圧部材の移動速度が速すぎると、当該押圧部材が接着シートを押圧するときに、被着体にストレスを与えてしまい、被着体を破損させてしまう場合がある。このようなストレスを抑制するために、押圧部材の移動速度を遅くすると、良好な切れ具合を奏することができず、貼付用シートの外縁がきれいに切断されない場合があり、被着体に貼付された貼付用シートの外縁に気泡が介在したり、当該外縁部が被着体から簡単に剥がれてしまったりするという不都合がある。

本発明の目的は、外縁のきれいな貼付用シートを形成し、素早くかつ被着体にストレスを与えることなく当該貼付用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に、本発明のシート貼付装置は、被着体を臨む位置に接着シートを供給する供給手段と、前記供給手段で供給された接着シートと前記被着体との間に設けられた閉ループ状の切断刃を有する切断手段と、前記供給手段で供給された接着シートに対して前記切断刃の反対側となる初期位置から前記被着体側に向かって移動することで、前記接着シートを前記切断刃に押し当てて当該接着シートから貼付用シートを形成する押圧部材を有するとともに、当該貼付用シートを前記押圧部材で前記被着体に押圧して貼付する切断押圧動作が可能な切断押圧手段とを備え、前記切断押圧手段は、前記切断押圧動作中に前記押圧部材の移動速度を制御可能に設けられている、という構成を採用している。

この際、本発明のシート貼付装置では、前記切断押圧手段は、前記接着シートから前記貼付用シートを形成するときの前記押圧部材の移動速度を第１速度とし、前記貼付用シートを前記被着体に押圧するときの前記押圧部材の移動速度を前記第１速度より遅い第２速度とする、ことが好ましい。
また、本発明のシート貼付装置では、前記切断押圧手段は、前記押圧部材が前記接着シートを前記被着体に押圧した押圧位置から、前記初期位置に前記押圧部材を戻すときの当該押圧部材の移動速度を前記第１速度、または、前記第２速度よりも速く前記第１速度よりも遅い第３速度とする、ことが好ましい。

一方、本発明のシート貼付方法は、被着体を臨む位置に接着シートを供給する工程と、供給された前記接着シートを押圧部材で閉ループ状の切断刃に押し当てて当該接着シートから貼付用シートを形成するとともに、前記押圧部材で前記貼付用シートを前記被着体に押圧して貼付する切断押圧動作を行う工程とを備え、前記切断押圧動作を行う工程において、前記押圧部材の移動速度を制御する工程を備えている、という構成を採用している。

以上のような本発明によれば、切断押圧動作中に押圧部材の移動速度を制御可能に設けられているため、接着シートから貼付用シートを形成するときには、良好な切れ具合となるような移動速度で押圧部材を移動させ、形成した貼付用シートを被着体に押圧するときには、被着体にストレスを与えないような移動速度で押圧部材を移動させることができ、外縁のきれいな貼付用シートを形成し、素早くかつ被着体にストレスを与えることなく当該貼付用シートを被着体に貼付することができる。

この際、接着シートから貼付用シートを形成するときの押圧部材の移動速度を第１速度とし、貼付用シートを被着体に押圧するときの押圧部材の移動速度を第１速度より遅い第２速度とすれば、押圧部材の移動速度を２段階に制御するだけで、上記同様の効果を得ることができる。
また、押圧部材を押圧位置から初期位置に戻すとき、押圧部材の移動速度を例えば、当該押圧部材を移動させることができる最高速度の第１速度とした場合、単位時間当たりの貼付能力が低下することを防止することができる。また、押圧部材の移動速度を第２速度よりも速く第１速度よりも遅い第３速度とすれば、単位時間当たりの貼付能力が低下することを極力防止し、切断押圧手段の保護も図ることができる。

本発明の一実施形態に係るシート貼付装置の側面図。 前記一実施形態の速度制御条件を示すグラフ。 本発明の変形例に係る速度制御条件を示すグラフ。

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、本明細書における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に直交する手前方向で「後」がその逆方向とする。

図１において、シート貼付装置１は、被着体としてのウエハＷＦを支持する支持手段２と、ウエハＷＦを臨む位置に接着シートＡＳを供給する供給手段３と、供給手段３で供給された接着シートＡＳとウエハＷＦとの間に設けられた閉ループ状の切断刃４１を有する切断手段４と、供給手段３で供給された接着シートＡＳに対して切断刃４１の反対側となる初期位置からウエハＷＦ側に向かって移動することで、接着シートＡＳを切断刃４１に押し当てて当該接着シートＡＳから貼付用シートＡＳ１を形成する押圧部材６２を有するとともに、当該貼付用シートＡＳ１を押圧部材６２でウエハＷＦに押圧して貼付する押圧切断動作が可能な切断押圧手段６と、供給手段３で供給された接着シートＡＳに対して切断手段４の反対側に位置し、ウエハＷＦから離間する切断押圧手段６とともに接着シートＡＳが変位することを抑制する変位抑制手段７とを備えている。

支持手段２は、上面２１Ａから凹んで手前側が開口した凹部２１Ｂを有し、平面視すなわち上方から見た外形が略矩形状の外側テーブル２１と、凹部２１Ｂ内に設けられ、減圧ポンプや真空エジェクタ等の図示しない減圧手段によって吸着保持が可能な支持面２２Ａを有する内側テーブル２２と、内側テーブル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、ウエハＷＦの被着面ＷＦ１の上下方向の位置を検知可能な光学センサやカメラ等の撮像手段によって構成された検知手段２４とを備えている。

供給手段３は、基材シートＢＳの一方の面に接着剤ＡＤ層を有する帯状の接着シートＡＳを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によって駆動される駆動ローラ３２との間に接着シートＡＳを挟み込むピンチローラ３３と、駆動機器としての回動モータ３４Ａによって駆動される駆動ローラ３４との間に接着シートＡＳから貼付用シートＡＳ１が切り抜かれることにより形成される不要シートＵＳを挟み込むピンチローラ３５と、図示しない駆動機器によって駆動され、不要シートＵＳを回収する回収ローラ３６とを備えている。

切断手段４は、図１に示すように、平面視円環状に形成され、内側に貼付用シートＡＳ１の当接を防止する逃げ部４１Ｄが形成された切断刃４１と、当該切断刃４１を保持する切断刃保持部材４３とを備えている。本実施形態の場合、切断刃４１の刃先４１Ｃは、側面視において左右方向に対して平行となるように構成され、これにより、切断押圧手段６によって押し当てられる接着シートＡＳが刃先４１Ｃ全体に同時に当接するようになっている。逃げ部４１Ｄは、貼付用シートＡＳ１が接着することで、当該貼付用シートＡＳ１がウエハＷＦの所望の位置からずれて貼付されてしまうことを防止することができる。

切断押圧手段６は、駆動機器としての直動モータ６１の出力軸６１Ａに支持され、減圧ポンプや真空エジェクタ等の図示しない減圧手段に接続された押圧面６２Ａを有する押圧部材６２と、押圧部材６２の内部に設けられ、接着シートＡＳの接着剤ＡＤ層の接着力を高める接着増強手段６３と、押圧部材６２に設けられ、押圧面６２Ａで吸着保持した貼付用シートＡＳ１をウエハＷＦに押圧したことを検知可能な圧力センサやロードセル等の図示しない押圧検知手段とを備え、押圧切断動作中に押圧部材６２の移動速度を制御可能に構成されている。本実施形態の場合、切断押圧手段６は、図２に示すように、接着シートＡＳから貼付用シートＡＳ１を形成するときの押圧部材６２の移動速度を第１速度Ｖ１とし、貼付用シートＡＳ１をウエハＷＦに押圧するときの押圧部材６２の移動速度を第１速度Ｖ１より遅い第２速度Ｖ２とし、押圧部材６２が接着シートＡＳをウエハＷＦに押圧した押圧位置から、初期位置に押圧部材６２を戻すときの当該押圧部材６２の移動速度を第１速度Ｖ１とする速度制御が行われる。なお、接着増強手段６３としては、コイルヒータやヒートパイプの加熱側等の加熱手段、ペルチェ素子やヒートパイプの冷却側等の冷却手段、光照射手段、マイクロ波照射手段、紫外線照射手段、赤外線照射手段等、接着剤ＡＤ層の特性によって適宜選択することができ、本実施形態では、加熱手段が採用されている。なお、押圧面６２Ａの平面形状は、刃先４１Ｃの平面形状に対して小さめの相似形状になっている。

変位抑制手段７は、押圧部材６２が通過可能な貫通孔７１を有する板状部材によって形成され、図示しないフレームにより支持されている。

以上のシート貼付装置１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。
先ず、作業者が図１に示すように接着シートＡＳをセットした後、図示しない操作パネルやパーソナルコンピュータ等の入力手段を介して運転開始の信号を入力すると、切断押圧手段６が接着増強手段６３を駆動し、押圧部材６２の押圧面６２Ａを加熱する。次に、供給手段３が回動モータ３２Ａ、３４Ａおよび図示しない駆動機器を駆動し、ウエハＷＦの被着面ＷＦ１に接着シートＡＳの未使用部分が臨むように当該接着シートを所定長さ繰り出して、シート貼付装置１がスタンバイ状態となる。その後、人手または図示しない搬送手段によってウエハＷＦを支持面２２Ａ上に載置すると、支持手段２が図示しない減圧手段を駆動し、当該ウエハＷＦを吸着保持する。次いで、支持手段２が直動モータ２３を駆動し、内側テーブル２２を上昇させ、図１中二点鎖線で示すように、検知手段２４で被着面ＷＦ１が検知されると、直動モータ２３の駆動を停止する。このように、被着面ＷＦ１の位置を所定の位置とすることで、ウエハＷＦの厚みが異なる場合にでも、直動モータ６１の昇降ストロークや押圧部材６２の移動速度変更位置を変更しなくてもよくなる。

次に、図２を用いて切断押圧動作を時系列で説明する。まず、切断押圧手段６が図示しない減圧手段および直動モータ６１を駆動し、時Ｔ１までの間に押圧部材６２の移動速度を第１速度Ｖ１まで加速させ、その後も押圧部材６２を第１速度Ｖ１で等速下降させ、時Ｔ１から所定時間が経過した時Ｔ２において押圧面６２Ａが接着シートＡＳに当接して当該押圧面６２Ａで接着シートＡＳを吸着保持する。
その後も、切断押圧手段６が直動モータ６１の駆動を継続し、時Ｔ３において接着シートＡＳを切断刃４１の刃先４１Ｃ全体に同時に押し当てて当該接着シートＡＳから貼付用シートＡＳ１の形成を開始し、押圧面６２Ａが刃先４１Ｃを通過した時Ｔ４において貼付用シートＡＳ１の形成が完了する。
その後さらに、切断押圧手段６が直動モータ６１の駆動を継続し、時Ｔ５において切断押圧手段６が直動モータ６１を制御し、時Ｔ６までの間に押圧部材６２の移動速度を第２速度Ｖ２まで減速させ、その後も押圧部材６２を第２速度Ｖ２で等速下降させる。
その後もさらに、切断押圧手段６が直動モータ６１の駆動を継続し、第２速度Ｖ２で等速下降させている間の時Ｔ７において、図示しない押圧検知手段により、押圧面６２Ａで吸着保持された貼付用シートＡＳ１がウエハＷＦの被着面ＷＦ１に押圧されたことが検知されると、直動モータ６１を制御し、時Ｔ８までの間に押圧部材６２の移動を停止させる。
そして、ウエハＷＦに押圧された貼付用シートＡＳ１は、接着増強手段６３によって加熱されてウエハＷＦに貼付される。

次に、時Ｔ８から所定時間が経過した時Ｔ９において切断押圧手段６が図示しない減圧手段の駆動を停止し、貼付用シートＡＳ１の保持を解除した後、時Ｔ９から所定時間が経過した時Ｔ１０において直動モータ６１を駆動し、時Ｔ１１までの間に押圧部材６２の移動速度を第１速度Ｖ１まで加速させ、その後、当該押圧部材６２を第１速度Ｖ１で等速上昇させる。
その後も、切断押圧手段６が直動モータ６１の駆動を継続し、時Ｔ１２において押圧部材６２の上昇速度が減速され、時Ｔ１３において当該押圧部材６２が図１中実線で示す初期位置に復帰される。この復帰の際、変位抑制手段７によって、貼付用シートＡＳ１の抜き孔内に押圧部材６２が嵌り込んだままとなり、不要シートＵＳの回収ができなくなることを防止することができる。なお、本実施形態の場合、０〜時Ｔ１３までの時間は、約１秒ほどで行われるが、１秒以下でも１秒以上でもよい。また、第１速度Ｖ１は、例えば、１００メートル／秒、第２速度Ｖ２は、例えば、５メートル／秒で行うことができるが、それら以上の速度であってもよいしそれら以下の速度であってもよい。また、第１速度Ｖ１は、例えば、押圧部材６２を移動させることができる最高速度、または、直動モータ６１の駆動最高速度とすることができ、この場合、単位時間当たりの貼付能力が低下することを極力防止することができる。
そして、支持手段２が直動モータ２３を駆動し、内側テーブル２２を図１中実線で示す位置に復帰させた後、図示しない減圧手段の駆動を停止し、ウエハＷＦの保持を解除する。その後、貼付用シートＡＳ１が貼付されたウエハＷＦは、人手または図示しない搬送手段によって次工程に搬送され、以降上述と同様の動作が繰り返される。

以上のような実施形態によれば、切断押圧動作中に押圧部材６２の移動速度を制御可能に設けられているため、接着シートＡＳから貼付用シートＡＳ１を形成するときには、良好な切れ具合となるような移動速度で押圧部材６２を移動させ、形成した貼付用シートＡＳ１をウエハＷＦに押圧するときには、ウエハＷＦにストレスを与えないような移動速度で押圧部材６２を移動させることができ、外縁のきれいな貼付用シートＡＳ１を形成し、素早くかつウエハＷＦにストレスを与えることなく当該貼付用シートＡＳ１をウエハ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、切断押圧手段６が図３に示すように、押圧面６２Ａが刃先４１Ｃを通過して貼付用シートＡＳ１の形成が完了した時Ｔ４において時Ｔ４’までの間に押圧部材６２の移動速度を第１速度Ｖ１よりも遅く第２速度Ｖ２よりも速い第４速度Ｖ４まで減速させるように構成してもよい。このような構成にすれば、押圧部材６２を最も速い第１速度Ｖ１で下降させる時間を、上記実施形態と比べて短くすることができ、直動モータ６１にかかる負荷を低減できる。

押圧部材６２の速度制御は、図２、３に示すものに限らず、例えば、図２中二点鎖線で示すように、押圧部材６２の上昇速度を第１速度Ｖ１よりも遅い第３速度Ｖ３としてもよい。このような第３速度Ｖ３とすることで、第１速度Ｖ１を押圧部材６２の移動最高速度、または、直動モータ６１の駆動最高速度とした場合、単位時間当たりの貼付能力が低下することを極力防止し、押圧部材６２、または、直動モータ６１にかかる負荷を低減して切断押圧手段６の保護も図ることができる。なお、第３速度Ｖ３は、第２速度Ｖ２と同じまたは第２速度Ｖ２より遅くてもよい。
図３に示す変形例において、第１速度Ｖ１から第４速度Ｖ４に減速する前に、第１速度Ｖ１より遅くかつ第４速度Ｖ４よりも速い第５速度に減速し、押圧部材６２を当該第５速度で等速下降させた後、第４速度Ｖ４まで減速して等速下降させてもよい。
押圧部材６２の上昇速度を初期だけ例えば第３速度Ｖ３のように遅くし、その後第１速度Ｖ１のような速い移動速度としてもよい。

ウエハＷＦを他の装置等で支持する場合、本発明において支持手段２はなくてもよい。
支持手段２は、直動モータ２３を設けなくてもよい。
外側テーブル２１の平面視の外形は、矩形状の多角形や円形、楕円形等、他の形状でもよい。
切断刃４１は、平面視形状が三角形や四角形以上の多角形、あるいは楕円等、真円以外の閉ループ状にその刃先４１Ｃを形成してもよく、押圧面６２Ａの平面形状もそれに合わせて刃先４１Ｃの平面形状に対して小さめの相似形状にすることができる。
供給手段３が供給する接着シートＡＳは、枚葉のものでもよい。
押圧部材６２は、静電チャックや粘着剤等によって接着シートＡＳ（貼付用シートＡＳ１）を保持する構成であってもよいし、接着シートＡＳ（貼付用シートＡＳ１）を保持するまでもなく貼付用シートＡＳ１をウエハＷＦに貼付できる場合、接着シートＡＳ（貼付用シートＡＳ１）を保持しない構成としてもよい。
接着増強手段６３は、貼付用シートＡＳ１が形成された後に加熱を行ったり、当該貼付用シートＡＳ１がウエハＷＦに当接するまでの間に加熱を行ったり、貼付用シートＡＳ１をウエハＷＦに押圧してから加熱したりしてもよい。
例えば、検知手段２４、逃げ部４１Ｄ、接着増強手段６３、変位抑制手段７等、本願発明の独立請求項に構成要件として記載されていない構成要素については、それぞれ必要に応じて採用すればよく、なくてもよい。

また、本発明における接着シートＡＳおよび被着体の材質、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、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被着体に貼付することができる。

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、供給手段は、被着体を臨む位置に接着シートを供給可能なものであれば、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およ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
３…供給手段
４…切断手段
６…切断押圧手段
４１…切断刃
６２…押圧部材
ＡＳ…接着シート
ＡＳ１…貼付用シート
ＷＦ…ウエハ（被着体）

Claims (4)

1. 被着体を臨む位置に接着シートを供給する供給手段と、
   前記供給手段で供給された接着シートと前記被着体との間に設けられた閉ループ状の切断刃を有する切断手段と、
   前記供給手段で供給された接着シートに対して前記切断刃の反対側となる初期位置から前記被着体側に向かって移動することで、前記接着シートを前記切断刃に押し当てて当該接着シートから貼付用シートを形成する押圧部材を有するとともに、当該貼付用シートを前記押圧部材で前記被着体に押圧して貼付する切断押圧動作が可能な切断押圧手段とを備え、
   前記切断押圧手段は、前記切断押圧動作中に前記押圧部材の移動速度を制御可能に設けられていることを特徴とするシート貼付装置。
2. 前記切断押圧手段は、前記接着シートから前記貼付用シートを形成するときの前記押圧部材の移動速度を第１速度とし、前記貼付用シートを前記被着体に押圧するときの前記押圧部材の移動速度を前記第１速度より遅い第２速度と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. 前記切断押圧手段は、前記押圧部材が前記接着シートを前記被着体に押圧した押圧位置から、前記初期位置に前記押圧部材を戻すときの当該押圧部材の移動速度を前記第１速度、または、前記第２速度よりも速く前記第１速度よりも遅い第３速度とすることを特徴とする請求項２に記載のシート貼付装置。
4. 被着体を臨む位置に接着シートを供給する工程と、
   供給された前記接着シートを押圧部材で閉ループ状の切断刃に押し当てて当該接着シートから貼付用シートを形成するとともに、前記押圧部材で前記貼付用シートを前記被着体に押圧して貼付する切断押圧動作を行う工程とを備え、
   前記切断押圧動作を行う工程において、前記押圧部材の移動速度を制御する工程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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