JP4739853B2 - シート切断装置及び切断方法 - Google Patents

Description

本発明はシート切断装置及び切断方法に係り、更に詳しくは、テーブルに支持された複数の板状部材に、各板状部材を跨ぐようにシートが貼付された状態で、当該シートを各板状部材の外縁に沿って順次切断することのできるシート切断装置及び切断方法に関する。

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、裏面又は表面に感熱接着性の接着シートを貼付することが行われている。

このようなシートの貼付方法としては、帯状の剥離シートに帯状のシートが仮着された原反を用い、剥離シートからそのシートを剥離してウエハに貼付した後に、ウエハ外周に沿って切断を行うことでウエハ上にシートを貼付する方法が知られている（例えば、特許文献１参照）。

特許第２９１９９３８号公報

しかしながら、特許文献１に開示された切断装置にあっては、テーブルに支持されたウエハが一枚である場合を対象とするものであり、複数のウエハを同一平面上に配置して順次切断を行うことができない、という不都合がある。
また、前記切断装置は、ウエハの中心線上に回転中心を有するアームの先端にカッター刃を備えて構成されているため、カッター刃の移動軌跡が円周方向となり、種々の平面形状備えた板状部材を対象としてシートを貼付したときに、当該シートを板状部材の外縁に沿って切断することができない、という不都合もある。

［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、複数の板状部材を跨ぐように貼付されたシートを、前記板状部材の外縁に沿って順次切断することのできるシート切断装置及び切断方法を提供することにある。

本発明の他の目的は、複数の板状部材を対象としてシート切断を行うに際し、シートの切断が完了した板状部材を支持する領域毎に加熱を行えるようにし、他の板状部材の切断を行っている間を利用してシート切断済みの板状部材における加熱時間を接着に必要な分確保することのできるシート切断装置及び切断方法を提供することにある。

前記目的を達成するため、本発明は、テーブルに支持された板状部材にシートを貼付した後、前記板状部材の外縁に沿って前記シートを切断するシート切断装置において、
前記シート切断装置は、前記テーブルに複数の板状部材を配置して各板状部材に跨がる大きさのシートが貼付された状態で、各板状部材の外縁に沿って順次シートを切断する、という構成を採っている。

本発明において、前記シート切断装置は、多関節ロボットにより構成することが好ましい。

前記テーブルは、前記シートが切断された各板状部材毎に加熱することができる。

更に、前記板状部材は半導体ウエハであり、前記シートは、前記ウエハの回路面を保護する保護シートとされている。

また、前記板状部材は半導体ウエハであり、前記シートは感熱接着性の接着シートとすることもできる。

更に、前記板状部材は化合物ウエハであり、前記シートは前記ウエハの表面を保護する保護シートとすることができる。

また、前記多関節ロボットは、刃ホルダの先端に刃を備えたカッター刃を自由端側に備えて構成され、前記刃は、シートの性状に応じて加熱され、及び又は振動が付与される、という構成を採るとよい。

また、本発明は、テーブルに支持された板状部材にシートを貼付した後、前記板状部材の外縁に沿って前記シートを切断するシート切断方法において、
前記テーブルに複数の板状部材を配置した後、各板状部材に跨がる大きさのシートを板状部材に貼付し、この状態で、各板状部材の外縁に沿って順次シートを切断する、という方法を採っている。

本発明によれば、テーブルに複数の板状部材を配置し、これら板状部材に貼付されたシートを板状部材の外縁に沿って順次切断する構成であるため、シートの貼付と切断とを極めて効率的に行うことができる。
また、各板状部材毎にテーブル上で加熱する構成であるため、接着シートが感熱接着性のシートである場合において、他の板状部材のシート切断を行っているときに、既に外縁シート切断が完了しているウエハを加熱することで、ウエハに接着シートを接着させるのに十分な加熱を行うことができる。
更に、カッター刃の刃は、シートの性状に応じて加熱され、及び又は振動が付与されることで、切断性能を良好に発揮することができる。

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、本発明に係る切断装置が適用されたシート貼付装置の概略正面図が示され、図２には、その概略斜視図が示されている。これらの図において、シート貼付装置１０は、ベース１１の上部に配置されたシート繰出ユニット１２と、板状部材としてのウエハＷを支持するテーブル１３と、ウエハＷの上面側に繰り出された接着シートＳに押圧力を付与して当該接着シートＳをウエハＷに貼付する押圧ローラ１４と、ウエハＷに接着シートＳを貼付した後に当該ウエハＷの外縁に沿って接着シートＳを切断する切断装置１５と、ウエハＷの外側の不要接着シートＳ１をテーブル１３の上面から剥離する剥離装置１８と、不要接着シートＳ１を巻き取る巻取装置１９とを備えて構成されている。

前記シート繰出ユニット１２は、帯状の剥離シートＰＳの一方の面に帯状の接着シートＳが仮着されたロール状の原反Ｌを支持する支持ローラ２０と、この支持ローラ２０から繰り出された原反Ｌを急激に反転して接着シートＳを剥離シートＰＳから剥離するピールプレート２２と、剥離シートＰＳを巻き取って回収する回収ローラ２３と、支持ローラ２０と回収ローラ２３との間に配置された複数のガイドローラ２５〜３１と、ガイドローラ２５，２６間に配置されたバッファローラ３３と、ガイドローラ２７，２８間に配置されるとともに、ロードセル３９及び当該ロードセル３９に支持されて前記ピールプレート２２の基部側に位置する張力測定ローラ４０とを含む張力測定手段３５と、ピールプレート２２、ガイドローラ２７，２８，２９及び張力測定手段３５を一体的に支持して前記押圧ローラ１４と相互に作用してウエハＷに対する接着シートＳの貼付角度θを一定に保つ貼付角度維持手段３７とを備えて構成されている。前記ガイドローラ２７，２９には、ブレーキシュー３２，４２が併設されており、これらブレーキシュー３２，４２は、接着シートＳをウエハＷに貼付する際に、シリンダ３８、４８によって対応するガイドローラ２７，２９に対して進退することによって接着シートＳを挟み込んでその繰出を抑制するようになっている。

なお、前記シート繰出ユニット１２並びに当該ユニットを構成する前記張力測定手段３５及び貼付角度維持手段３７は、本出願人によって出願された特願２００５−１９８８０６号に開示されたものと同一であり、ここでは、それらの詳細な説明を省略する。

前記テーブル１３は、図２及び図５に示されるように、平面視略方形の外側テーブル５１と、この外側テーブル５１の領域内において相互に隣り合うように四箇所に配置された平面視略円形の内側テーブル５２とにより構成されている。外側テーブル５１は各内側テーブル５２の外縁との間に隙間Ｃをそれぞれ形成する状態で当該内側テーブル５２を受容可能な凹部を四箇所に備えているとともに、単軸ロボット５４を介してベース１１に対して昇降可能に設けられている。この一方、各内側テーブル５２は、単軸ロボット５６を介して外側テーブル５１に対して昇降可能に設けられている。従って、外側テーブル５１と各内側テーブル５２は、一体的に昇降可能であるとともに、相互に独立して昇降可能とされ、これにより、接着シートＳの厚み、ウエハＷの厚みに応じて所定の高さ位置に調整できるようになっている。また、本実施形態では、各内側テーブル５１は、図示しない加熱手段を介してそれぞれ加熱できるようになっている。そのため、接着シートＳとして、感熱接着性の接着シートが採用される場合には、ウエハＷを加熱して接着させることができる。

前記押圧ローラ１４は、門型フレーム５７を介して支持されている。門型フレーム５７の上面側には、シリンダ５９，５９が設けられており、これらシリンダ５９の作動により押圧ローラ１４が上下に昇降可能に設けられている。なお、門型フレーム５７は、図２に示されるように、単軸ロボット６０及びガイドレール６１を介して図１中Ｘ方向に移動可能に設けられている。

前記切断装置１５は多関節ロボットにより構成されている。すなわち、図３ないし図５に示されるように、切断装置１５は、ロボット本体６２と、当該ロボット本体６２の自由端側に支持されたカッター刃６３とを備えて構成されている。ロボット本体６２は、図５に示されるように、ベース部６４と、当該ベース６４部の上面側に配置されて矢印Ａ〜Ｆ方向に回転可能に設けられた第１アーム６５Ａ〜第６アーム６５Ｆと、第６アーム６５Ｆの先端側すなわちロボット本体５２の自由端側に取り付けられた工具保持チャック６９とを含む。第２、第３及び第５アーム６５Ｂ、６５Ｃ、６５Ｅは、図５中Ｙ×Ｚ面内で回転可能に設けられているとともに、第１、第４及び第６アーム６５Ａ、６５Ｄ、６５Ｆは、その軸周りに回転可能に設けられている。本実施形態における切断装置１５としてのロボット本体６２はＮＣコントロールされるものであり、また、非切断動作時に、カッター刃６３をテーブル１３の上方領域から外れた外側位置、すなわちテーブル１３の側方位置に退避させるように設けられている。

前記工具保持チャック６９は、図３に示されるように、略円筒状をなすカッター刃受容体７０と、当該カッター刃受容体７０の周方向略１２０度間隔を隔てた位置に配置されてカッター刃６３を着脱自在に保持する三つのチャック爪７１とを備えて構成されている。各チャック爪７１は、内方端が鋭角となる先尖形状部７１Ａとされており、空圧によってカッター刃受容体７０の中心に対して径方向に進退可能となっている。

前記カッター刃６３は、図４に示されるように、基部領域を形成する刃ホルダ６３Ａと、当該刃ホルダ６３Ａの先端側に挿入して固定された刃６３Ｂとにより構成されている。刃ホルダ６３Ａは略円柱状をなし、その外周面の周方向略１２０度間隔位置には、基端から中間部まで延びる長さの溝７２が軸方向に沿って形成され、これらの溝７２に前記チャック爪７１の先尖形状部７１Ａが係合することで、工具保持チャック６９に対するカッター刃６３の位置が一定に保たれるようになっている。

前記刃ホルダ６３Ａには、図示しないヒータと、振動装置が内蔵されており、ヒータによって刃６３Ｂを加熱することができるとともに、振動装置によって刃６３Ｂを振動させることもできるようになっている。なお、ヒータとしてはコイルヒータが例示でき、また振動装置としては、超音波振動装置を例示することができる。

前記剥離装置１８は、図１及び図２に示されるように、小径ローラ８０と、大径ローラ８１とにより構成されている。これら小径ローラ８０及び大径ローラ８１は、移動フレームＦに支持されている。この移動フレームＦは、図２中Ｙ方向沿って相対配置された前部フレームＦ１と、この前部フレームＦ１に連結部材８３を介して連結された後部フレームＦ２とからなり、後部フレームＦ２は、単軸ロボット８５に支持されている一方、前部フレームＦ１は、前記ガイドレール６１に支持され、これにより、移動フレームＦは、図２中Ｘ方向に移動可能となっている。大径ローラ８１は、図１に示されるように、アーム部材８４に支持されているとともに、当該アーム部材８４はシリンダ８８によって大径ローラ８１が小径ローラ８０に対して離間、接近する方向に変位可能とされている。

前記巻取装置１９は、移動フレームＦに支持された駆動ローラ９０と、回転アーム９１の自由端側に支持され、ばね９２を介して駆動ローラ９０の外周面に接して不要接着シートＳ１をニップする巻取ローラ９３とにより構成されている。駆動ローラ９０の軸端には、駆動モータＭが配置されており、当該モータＭの駆動により、駆動ローラ９０が回転し、巻取ローラ９３がこれに追従回転することで不要接着シートＳ１が巻き取られるようになっている。なお、巻取ローラ９３は、巻取量が増大するに従って、ばね９２の力に抗して図１中右方向へ回転することとなる。

次に、本実施形態における接着シートＳの切断方法について説明する。なお、接着シートＳの貼付方法は、テーブル１３の各内側テーブル５２にウエハＷがそれぞれ支持され、これらウエハＷに跨がるように接着シートＳが略同時に貼付される点を除き、実質的に、特願２００５−１９８８０６号と同一であり、従って、ここでは、シート貼付方法の説明を省略する。

初期設定として、図示しない入力装置にウエハの外形寸法と、カッター刃６３の切断角度、カッター刃６３の向き等をそれぞれ入力する。

次いで、前記入力装置に入力されたデータを基に、図示しない制御装置の記憶部に格納された移動軌跡データを読み出し、刃６３Ｂは、各内側テーブル５２上にある各ウエハＷ毎に、当該ウエハ外形に沿って接着シートＳを切断する。この際、常温でのシートＳの切断が困難な場合は、刃６３Ｂをコイルヒータで加熱してもよいし、超音波振動装置によって振動させてもよい。これにより、接着シートＳは、ウエハＷの外縁に一致する状態で、しかも、切断抵抗を非常に小さくした状態で切断することができる。

最初の切断対象となるウエハＷにおいて、当該ウエハ外縁に沿って接着シートＳの切断が完了すると、切断装置１５は、予め設定された順序に従って、次のウエハＷにおける接着シートＳの切断動作に移行する。この際、接着シートＳが感熱接着性のシートである場合には、接着シートＳの切断が完了したウエハＷは、当該ウエハＷを支持する内側テーブル５２が加熱されて接着シートＳを接着させるようになっている。

このようにして、テーブル１３上の四つのウエハＷにおいて、それらの外縁に沿って接着シートＳの切断が完了すると、図示しない移載装置を介して接着シートＳが切断された順番に従って、各ウエハＷが次工程へ移載される。ここで、接着シートＳが切断された順番に従ってウエハＷを移載するのは、テーブル１３が加熱される場合において、各ウエハＷに対する加熱時間をそれぞれ十分に確保するためである。そのため、最後に接着シートＳの切断が行われたウエハＷは、移載する順番も最後になるため、最初に接着シートＳの切断が行われたウエハＷに対して加熱時間が相対的に少なくなることはない。なお、移載装置は、前記切断装置１５を利用して行うこともできる。この場合、工具保持チャック６９がカッター刃６３に代えて図示しない吸着アームを装着することで対応することができる。

各ウエハＷが内側テーブル５２からそれぞれ取り去られると、巻取装置１９によって不要接着シートＳ１が巻き取られる。なお、この巻取は、特願２００５−１９８８０６号に開示された作用と同一であるため、ここでは詳細な説明を省略する。

従って、このような実施形態によれば、複数のウエハＷを同一のテーブル１３上で略同時に接着シートＳを貼付でき、前記切断装置１５で順次ウエハ外縁に沿って接着シートＳを切断できるため、極めて効率的なシート貼付と切断を行うことができる、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、板状部材としてウエハＷを対象としたが、本発明は、発光ダイオードを形成する化合物ウエハ等の他の板状部材にシートを貼付して切断する場合にも適用することができる。また、板状部材は、円形のものに限らず、多角形状であってもよい。

本実施形態に係るシート貼付装置の概略正面図。 前記シート貼付装置の概略斜視図。 切断装置の先端側領域を示す拡大斜視図。 カッター刃の拡大斜視図。 テーブル及び切断装置の部分断面図。

符号の説明

１０ シート貼付装置
１３ テーブル
１５ 切断装置
６２ ロボット本体
６３ カッター刃
６３Ａ 刃ホルダ
６３Ｂ 刃
Ｓ 接着シート
Ｗ ウエハ（板状部材）

Claims (8)

1. テーブルに支持された板状部材にシートを貼付した後、前記板状部材の外縁に沿って前記シートを切断するシート切断装置において、
   前記シート切断装置は、前記テーブルに複数の板状部材を配置して各板状部材に跨がる大きさのシートが貼付された状態で、各板状部材の外縁に沿って順次シートを切断することを特徴とするシート切断装置。
2. 前記シート切断装置は、多関節ロボットにより構成されていることを特徴とする請求項１記載シート切断装置。
3. 前記テーブルは、前記シートが切断された板状部材毎に加熱することを特徴とする請求項１又は２記載のシート切断装置。
4. 前記板状部材は半導体ウエハであり、前記シートは、前記ウエハの回路面を保護する保護シートであることを特徴とする請求項１ないし３記載のシート切断装置。
5. 前記板状部材は半導体ウエハであり、前記シートは感熱接着性の接着シートであることを特徴とする請求項１ないし３記載のシート切断装置。
6. 前記板状部材は化合物ウエハであり、前記シートは前記ウエハの表面を保護する保護シートであることを特徴とする請求項１ないし３記載のシート切断装置。
7. 前記多関節ロボットは、刃ホルダの先端に刃を備えたカッター刃を自由端側に備えて構成され、前記刃は、シートの性状に応じて加熱され、及び又は振動が付与されることを特徴とする請求項２ないし６の何れかに記載のシート切断装置。
8. テーブルに支持された板状部材にシートを貼付した後、前記板状部材の外縁に沿って前記シートを切断するシート切断方法において、
   前記テーブルに複数の板状部材を配置した後、各板状部材に跨がる大きさのシートを板状部材に貼付し、この状態で、各板状部材の外縁に沿って順次シートを切断することを特徴とするシート切断方法。

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