JP4666519B2 - シート貼付装置 - Google Patents

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Description

本発明はシート貼付装置に係り、更に詳しくは、半導体ウエハ等の板状部材にシートを貼付する際に、当該シートと板状部材との間に空気を混入させることなく貼付することのできるシート貼付装置に関する。
従来より、半導体ウエハ（以下、単に、「ウエハ」と称する）には、その回路面を保護するための保護シートを貼付したり、裏面にダイボンディ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、ウエハとシートとの間の空気混入を防止するため、シートに押圧力を付与する部材として、中央部が外周側よりも相対的に突出する曲面形状を備えた押圧部材を用いた構成が開示されている。この押圧部材は、弾性変形可能な素材を用いて構成されており、当該押圧部材は、エアシリンダのピストンロッドの先端に固定され、シートを貼付する際に、ピストンロッドを伸長させて押圧部材による押圧力を付与することで、シートが中央部から外側に向かって次第に貼付されるようになっている。
特許第２９４５０８９号公報
しかしながら、特許文献１に開示された押圧部材は、エアシリンダによってその上下運動を可能としているため、部品点数が多くなり、装置が大型化してしまったり、それら部品の接合部からの真空（減圧）もれを防止するための対策も必要になってくる、という不都合がある。
更に、特許文献１に開示された押圧部材は、中央部肉厚が外周側肉厚よりも厚い断面形状となる弾性変形可能な素材で構成されているため、ウエハの全領域においてシートに押圧力が付与されたときに、ウエハ中央部に対する押圧力がウエハ外周側に対する押圧力に比べて強くなる。従って、ウエハ外周側のシート押圧力が相対的に弱くなることによって貼付不良を生じ易い、という不都合がある。この一方、ウエハ外周側に対するシート押圧力を十分に発揮させると、中央部の押圧力が過大になる傾向をもたらし、これによってウエハが割れ易くなる、という不都合を招来する。
［発明の目的］
本発明は、このような不都合に着目して案出されたものであり、その目的は、装置自体の部品点数を減少させ、装置の小型化を図るとともに、板状部材に対して、空気の混入をなくして確実にシートを貼付することができ、且つ、板状部材の損傷等も回避することのできるシート貼付装置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、板状部材を支持するテーブルと、前記板状部材に沿って配置されたシートに押圧力を付与する押圧部材とを備えたシート貼付装置において、
前記押圧部材は、前記板状部材に対して中央部が外周側よりも接近した傾斜面若しくは曲面となる初期形状に設けられた押圧面と、初期形状が前記押圧面の外周に連なる屈曲形状に設けられた変形許容部とからなり、
前記変形許容部を前記初期形状に対して変形させることで、前記押圧面を前記シートに近接させるとともに、当該押圧面を前記初期形状から前記板状部材に対して平行となるように変形させることで、中央から外周に向かって前記シートを板状部材に貼付する、という構成を採っている。
また、本発明は、板状部材を支持するテーブルと、前記板状部材に沿って配置されたシートに押圧力を付与する押圧部材とを備えたシート貼付装置において、
前記押圧部材は、前記板状部材に対して一端が他端に対して接近した傾斜面若しくは曲面となる初期形状に設けられた押圧面と、初期形状が前記押圧面の外周に連なる屈曲形状に設けられた変形許容部とからなり、
前記変形許容部を前記初期形状に対して変形させることで、前記押圧面を前記シートに近接させるとともに、当該押圧面を前記初期形状から前記板状部材に対して平行となるように変形させることで、前記一端から他端に向かって前記シートを板状部材に貼付する、という構成を採ることができる。
本発明において、前記テーブルを収容する上部開放型の下部ケースと、前記押圧部材を収容する下部開放型の上部ケースとを更に含み、
前記上下のケース及び押圧部材により第１の空間を形成する一方、前記上部ケース及び押圧部材により第２の空間を形成し、
前記シートを押圧して当該シートを板状部材に貼付するときに、前記第１及び第２の空間を減圧又は真空状態に保つ一方、前記第２の空間を徐々に減圧又は真空状態から開放することによって前記変形許容部を変形させる、という構成を採ることが好ましい。
更に、本発明は、前記テーブルを収容する上部開放型の下部ケースと、前記押圧部材を収容する下部開放型の上部ケースとを更に含み、
前記上下のケース及び押圧部材により第１の空間を形成する一方、前記押圧部材により第２の空間を形成し、
前記シートを押圧して当該シートを板状部材に貼付するときに、前記第１及び第２の空間を減圧又は真空状態に保つ一方、前記第２の空間を徐々に減圧又は真空状態から開放することによって前記変形許容部を変形させる、という構成を採ることもできる。
また、前記変形許容部の屈曲形状は、左右方向にジグザグに設けたり、前記押圧面の外周から上方に向けられた内側起立面と、この内側起立面の上端から鋭角下方に連なる外周垂下面とにより構成したりすることができる。なお、請求項５において、「左右方向」とは、図７を基準として見た場合を意味する。また、請求項６において、「上」や「下」という方向は、図１を基準として見た場合を意味する。
更に、前記変形許容部は、前記押圧面よりも弾性変形が容易な材質により構成することができる。
本発明によれば、前記変形許容部が変形することによって押圧面がシートに近接する構成であるため、特許文献１のような押圧部材を上下させるエアシリンダや、それら部品の接合部から真空（減圧）がもれるのを防止するためのシール部材を不要とすることができ、部品点数を減少させ、装置の小型化を図ることができる。更に、この状態から押圧面が板状部材の中央から外周に向かってシートを貼付する構成であるため、板状部材とシートとの間の空気を追い出しながらシート貼付を行うことができる。従って、空気の混入をなくして板状部材に対して確実にシートを貼付することができる。
また、前記変形許容部は屈曲形状に設けられているため、この屈曲を変位させることにより、押圧面の位置を変位させることが可能となり、押圧面自体の変形を抑制して移動することができる。
更に、下部ケース及び上部ケースに前記テーブル及び押圧部材を収容して減圧可能とした構成によれば、板状部材とシートとを内包する第１の空間を略真空に保つことで板状部材とシートとの間の空気混入を少なくすることができる。しかも、減圧を利用して第２の空間を変形させる構成であるため、特許文献１のようなエアシリンダ等の駆動源が必要なく、それを動作させるための加圧エア源も必要がなくなるうえ、それら制御も簡単に行うことができ、装置の製造コスト、ランニングコストを削減することが可能となる。
また、変形許容部がジグザグ領域を含む構成とした場合や、弾性変形が容易な材質により構成した場合には、その伸縮を利用して変形代を大きく確保することができる。
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。
図１には、本実施形態に係るシート貼付装置の概略正面図が示されている。この図において、シート貼付装置１０は、板状部材としてのウエハＷを支持するテーブル１１と、ウエハＷの図中上面に沿って配置されるシートＳに押圧力を付与する押圧部材１２とを備えて構成されている。ここで、シートＳは、特に限定されるものではないが、本実施形態では、ウエハＷの表面（上面）に形成された回路面を保護するシートであって、その下面側には接着剤層が設けられている。
前記テーブル１１は、その上面にウエハＷを固定的に支持できるように設けられている。このテーブル１１は、単軸ロボット１４のロッド１５の上端に固定されており、当該ロッド１５の進退により昇降可能となっている。本実施形態では、単軸ロボット１４が下部ケース１６の底壁１７上に配置されており、これにより、テーブル１１が下部ケース１６内に収容される構成となっている。下部ケース１６は、有底円筒形状をなし、外周壁１８には配管２０が接続され、図示しない減圧源に接続され、その減圧加減を制御可能になっている。
前記押圧部材１２はゴムを用いた成形品により構成されている。この押圧部材１２は、図２に示されるように、水平線Ｌに対し、中央部が外周側に対して次第に下方に位置するように、つまり、ウエハＷに対して中央部が外周側よりも接近した位置となるように傾斜面若しくは曲面形状に設けられた円錐形状をなす押圧面２１と、当該押圧面２１の外周側に連設されて円周方向に延びる屈曲形状の変形許容部２３とにより構成されている。
前記変形許容部２３は、押圧面２１の外周から上方に向けられた内側起立面２５と、この内側起立面２５の上端から鋭角下方に連なる外周垂下面２６とにより構成されており、当該外周垂下面２６の下端にはフランジ面部２７が形成されている。このフランジ面部２７は、下部開放型の上部ケース３０を形成する頂壁３１の下面に固定された取付筒３２の下端部にねじ（図示せず）を介して固定され、これにより、上下のケース３０，１６を閉塞したときに、これらケース３０、１６及び押圧部材１２により第１の空間Ｓ１が形成される一方、前記上部ケース３０の頂壁３１部分、押圧部材１２及び取付筒３２により第２の空間Ｓ２が形成されるようになっている。なお、図１中、下部ケース１６の上端はシートＳで閉塞されるように表れているが、当該シートＳの同図中紙面直交方向に沿う幅寸法は、下部ケース１６の内径寸法よりも小さいものであり、従って、上下のケース３０，１６を突き合わせて閉塞した状態（図３参照）でも、第２の空間Ｓ２を除く内部領域が下部空間Ｓ１を形成することとなる。
前記上部ケース３０は、頂壁３１に配管３５が連結され、この配管３５は、第２の空間Ｓ２内を減圧する図示しない減圧源に接続され、その減圧加減を制御可能になっている。なお、上部ケース３０における周壁３６の下端面には凹溝３６Ａが形成されており、当該凹溝３６内にＯリング３８が収容され、これにより、上下のケース３０、１６を突き合わせて閉塞したときの密閉性が確保されるようになっている。
次に、本実施形態におけるシート貼付方法について、図３ないし図６をも参照しながら説明する。
先ず、下部ケース１６の上端に対して上部ケース３０を離間させた開放状態において、図示しない移載アーム等を介してウエハＷがテーブル１１上に移載される。この際、シートＳは、図示しないシート供給装置を介して上下のケース３０，１６間を横切るように供給され、これにより、シートＳを貼付するための初期動作が完了する。
初期動作完了後、図３に示されるように、上下のケース３０，１６を合わせて閉塞するとともに、単軸ロボット１４のロッド１５を伸長させ、ウエハＷの上面がシートＳの下面に近接する位置まで当該ウエハＷを上昇させ、第１、第２の空間Ｓ１、Ｓ２を略同じ減圧状態になるように制御しつつ所定の減圧状態とする。次いで、第１の空間Ｓ１は所定の減圧状態としたまま、第２の空間Ｓ２側のみの減圧状態を徐々に開放する（大気圧に近づける）。
前記減圧開放により、押圧部材１２は、押圧面２１に付与される下向きの圧力を受けると、図４に示されるように、変形許容部２３が変形し始め、当該変形により押圧面２１の面位置が押し下げられることとなり、当該押圧面２１の中央部がシートＳを押圧してウエハＷの中央部に貼り付けることとなる。
第２の空間Ｓ２の更なる減圧開放により、図５に示されるように、変形許容部２３は変形し続け、押圧面２１の傾斜面がウエハＷ側に押し付けられ、シートＳを中央部から外周側に向かって徐々にウエハＷに貼り付け、最終的に、図６に示されるように、押圧面２１がウエハＷに対して略平行となるように変形し、ウエハＷの上面全領域全体にシートＳの貼付が行われることとなる。
このようにしてシートＳの貼付が完了した後は、上下のケース３０，１６を開き、図示しない切断装置によってウエハＷの外周に沿ってシートＳの切断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、第１、第２の空間Ｓ１、Ｓ２を略同じ減圧状態としたから、第２の空間Ｓ２側のみを徐々に減圧状態から開放することで、変形許容部２３が変形し、当該変形によって押圧面２１が中央部から外周側に向かって次第に平面化することでシートＳの貼付を行う構成であるため、減圧のみを利用してシートＳをウエハＷに貼付することが可能となり、しかも、シートＳとウエハＷとの間に空気が存在することがあっても、これを外側に逃がしながらシートＳの貼付を行うことが可能となり、空気を混入させることなくシートＳを貼付することができる、という効果を得る。
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。
例えば、前記実施形態では、変形許容部２３が押圧面２１の外周から起立する方向に向けられた内側起立面２５と、この内側起立面２５の上端から鋭角下方に連なる外周垂下面２６とにより構成された場合を図示、説明したが、図７に示されるように、押圧面２１の外周から左右方向にジグザグとなる蛇腹形状の変形許容部２３として形成することができる。この構成では、第２の空間Ｓ２の相対的に圧力が上昇したときに、変形許容部２３が上下方向に延びて押圧面２１の傾斜面がウエハＷ側に押し付けられ、次第にウエハＷに対して略平行となるように変形し、シートＳの貼付が行われることとなる。
更に、変形許容部２３を押圧面２１よりも弾性変形が容易な材質つまり、本実施形態のような場合、材質であるゴムの硬度を変更することによって、第２の空間Ｓ２の圧力が相対的に上昇したときに、変形許容部２３が上下方向に延び易いように構成してもよい。
また、前記実施形態では、第１の空間Ｓ１と第２の空間Ｓ２を設け、第１、第２の空間Ｓ１、Ｓ２を減圧する一方、第２の空間Ｓ２のみを減圧状態から開放する構成としたが、本発明はこれに限定されるものではない。すなわち、減圧（真空）雰囲気にすることなく、空間Ｓ２のみにエアを送り込んで、変形許容部２３と押圧面２１との変形によって、シートＳをウエハＷに貼付する構成としても、実質的に同様のシート貼付を行うことができる。
更に、板状部材はウエハに限らず、他の板状部材にシート、フィルムを貼付する構成にも適用することができる。
また、前記実施形態では、押圧部材１２をゴム成形品によって構成したが、これに限定されることなく、軟質樹脂材料や、金属板等の弾性変形可能な材料で構成することもできる。
更に、押圧部材１２は、円錐形状に限らず、２つの面によって傾斜が形成された形状としてもよいし、一端から他端に向かってシートＳを貼付するように構成してもよい。この場合には、前記一端を除く押圧面の外周から、例えば蛇腹状の変形許容部を形成して対応することができる。
更に、前記実施形態では、押圧部材１２と上部ケース３０及び取付筒３２とにより第２の空間Ｓ２を形成したが、取付筒３２を省略して第２の空間Ｓ２を形成することができる他、押圧部材１２自体が風船類似の閉塞形状に設けられて第２の空間を形成するようにし、当該押圧部材に排気弁等を設けて減圧を行うように構成することもできる。
本実施形態に係るシート貼付装置の概略断面図。 押圧部材を一部破断した概略斜視図。 シート貼付の初期動作を完了した状態を示す概略断面図。 シート貼付が開始された直後の状態を示す概略断面図。 変形許容部が変形して押圧面が平面化する状態を示す概略断面図。 シートがウエハに完全に貼付された状態を示す概略断面図。 変形許容部の他の例を示す概略断面図。
符号の説明
１０ シート貼付装置
１１ テーブル
１２ 押圧部材
１６ 下部ケース
２１ 押圧面
２３ 変形許容部
３０ 上部ケース
Ｓ シート
Ｓ１ 第１の空間
Ｓ２ 第２の空間
Ｗ 半導体ウエハ（板状部材）

Claims (7)

  1. 板状部材を支持するテーブルと、前記板状部材に沿って配置されたシートに押圧力を付与する押圧部材とを備えたシート貼付装置において、
    前記押圧部材は、前記板状部材に対して中央部が外周側よりも接近した傾斜面若しくは曲面となる初期形状に設けられた押圧面と、初期形状が前記押圧面の外周に連なる屈曲形状に設けられた変形許容部とからなり、
    前記変形許容部を前記初期形状に対して変形させることで、前記押圧面を前記シートに近接させるとともに、当該押圧面を前記初期形状から前記板状部材に対して平行となるように変形させることで、中央から外周に向かって前記シートを板状部材に貼付することを特徴とするシート貼付装置。
  2. 板状部材を支持するテーブルと、前記板状部材に沿って配置されたシートに押圧力を付与する押圧部材とを備えたシート貼付装置において、
    前記押圧部材は、前記板状部材に対して一端が他端に対して接近した傾斜面若しくは曲面となる初期形状に設けられた押圧面と、初期形状が前記押圧面の外周に連なる屈曲形状に設けられた変形許容部とからなり、
    前記変形許容部を前記初期形状に対して変形させることで、前記押圧面を前記シートに近接させるとともに、当該押圧面を前記初期形状から前記板状部材に対して平行となるように変形させることで、前記一端から他端に向かって前記シートを板状部材に貼付することを特徴とするシート貼付装置。
  3. 前記テーブルを収容する上部開放型の下部ケースと、前記押圧部材を収容する下部開放型の上部ケースとを更に含み、
    前記上下のケース及び押圧部材により第１の空間を形成する一方、前記上部ケース及び押圧部材により第２の空間を形成し、
    前記シートを押圧して当該シートを板状部材に貼付するときに、前記第１及び第２の空間を減圧又は真空状態に保つ一方、前記第２の空間を徐々に減圧又は真空状態から開放することによって前記変形許容部を変形させることを特徴とする請求項１又は２記載のシート貼付装置。
  4. 前記テーブルを収容する上部開放型の下部ケースと、前記押圧部材を収容する下部開放型の上部ケースとを更に含み、
    前記上下のケース及び押圧部材により第１の空間を形成する一方、前記押圧部材により第２の空間を形成し、
    前記シートを押圧して当該シートを板状部材に貼付するときに、前記第１及び第２の空間を減圧又は真空状態に保つ一方、前記第２の空間を徐々に減圧又は真空状態から開放することによって前記変形許容部を変形させることを特徴とする請求項１又は２記載のシート貼付装置。
  5. 前記変形許容部の屈曲形状は、左右方向にジグザグに設けられていることを特徴とする請求項１ないし４の何れかに記載のシート貼付装置。
  6. 前記変形許容部の屈曲形状は、前記押圧面の外周から上方に向けられた内側起立面と、この内側起立面の上端から鋭角下方に連なる外周垂下面とにより構成されていることを特徴とする請求項１ないし４の何れかに記載のシート貼付装置。
  7. 前記変形許容部は、前記押圧面よりも弾性変形が容易な材質により構成されていることを特徴とする請求項１ないし６の何れかに記載のシート貼付装置。
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