JP4773419B2 - シート貼付装置及び貼付方法 - Google Patents

Description

本発明は、シート貼付装置及び貼付方法に係り、更に詳しくは、減圧下で被着体に接着シートを貼付することのできる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」と称する）は、その回路面や裏面に接着シートが貼付され、裏面研削やダイシング等、種々の処理が施される。
特許文献１には、前記接着シートの貼付装置が開示されている。同装置は、マウントテーブルを収容する下ハウジングと、当該下ハウジングの上端に突き合わされる上ハウジングとを含み、これらハウジング間に接着シートを挟み込んで当該接着シートで仕切られた上下二つの減圧室（処理室）を形成可能とし、減圧下で接着シートをウエハに貼付する構成となっている。
特開昭６０−８０２４９号公報

しかしながら、特許文献１のシート貼付装置は、接着シートによって二つの減圧室を上下に形成するものである。このような構成のシート貼付装置では、シート貼付に先立って減圧室内を減圧状態とするときに、二つの減圧室に圧力差が生じてしまうと、接着シートが変形し、減圧が完了する前に当該接着シートがウエハに貼り付いたり、ウエハの反対方向に引かれて破れたりするため、それぞれの減圧室を同じ圧力に保ちながら減圧しなければならない。そのため、その圧力制御が非常に複雑になる、という不都合がある。また、二つの減圧室に共通の減圧手段を用いたとしても、減圧室の容積の差によって所定減圧状態になるまでに時間差が生じるため、上述同様の不都合は解消されない。

［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、減圧制御に複雑な制御をすることなく、減圧下で接着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及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、本発明は、被着体を支持するテーブルと、当該テーブルを収容するとともに内部に減圧室を形成する開閉可能なケースと、前記被着体に臨む位置に接着シートを供給する供給手段とを含み、
前記ケースを閉塞して減圧下で前記接着シートを被着体に貼付するシート貼付装置において、
前記テーブルは、前記被着体を支持した状態で当該被着体の外側にはみ出す外周表出面を形成する大きさに設けられ、
前記ケースを閉塞して単一の減圧室を形成した状態で、前記外周表出面に前記接着シートを押し当てることで、当該減圧室内に前記被着体と当該被着体上の接着シートとを囲んで前記減圧室から独立して圧力制御可能な圧力調整室を形成する隔壁を備える、という構成を採っている。

また、本発明は、半導体ウエハを支持するテーブルと、当該テーブルを収容するとともに開口部が設けられた第１のケースと、前記開口部を閉塞し第１のケースとで減圧室を形成する第２のケースと、前記被着体に臨む位置に接着シートを供給する供給手段とを含み、
減圧下で前記接着シートを半導体ウエハに貼付するシート貼付装置において、
前記テーブルは、前記被着体を支持した状態で当該被着体の外側にはみ出す外周表出面を形成する大きさに設けられ、
前記第１のケースを第２のケースで閉塞して単一の減圧室を形成した状態で、前記外周表出面に前記接着シートを押し当てることで、当該減圧室内に前記半導体ウエハと当該半導体ウエハ上の接着シートとを囲んで前記減圧室から独立して圧力制御可能な圧力調整室を形成する隔壁が設けられる、という構成を採ることができる。

また、本発明は、被着体の外側にはみ出す外周表出面を形成する大きさを備えたテーブルで前記被着体を支持する工程と、
前記被着体に臨む位置に接着シートを供給する工程と、
前記テーブルと被着体と接着シートとを収容して単一の減圧室を形成する工程と、
前記減圧室内を減圧する工程と、
前記減圧室内で前記外周表出面に前記接着シートを押し当てることで、前記被着体と当該被着体上の接着シートとを囲んで前記減圧室から独立して圧力制御可能な圧力調整室を形成する工程と、
前記減圧室に対して前記圧力調整室の圧力を相対的に上昇させることで、前記接着シートを被着体に貼付する工程とを有する、という手法を採っている。

本発明によれば、減圧室が接着シートによって複数に区切られることがないため、単一の減圧室として扱うことができ、複数の減圧室を形成した場合のそれぞれの減圧室を同じ圧力に保ちながら減圧するといった複雑な圧力制御は不要となる。従って、減圧室を減圧した状態で、前記圧力調整室を形成して当該圧力調整室の圧力を相対的に高くするだけで、接着シートを被着体に貼付することができる。
また、前記テーブルが隔壁に向かって進退可能に設けられているため、減圧室を全体的に減圧した後に、テーブルを隔壁に押し当てることで前記圧力調整室を形成することができる。
なお、本明細書において、減圧は真空をも含む概念として用いられる。

以下、本発明の好ましい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、図２には、図１の一部を省略した概略平面図が示されている。これらの図において、シート貼付装置１０は、被着体としての略円形のウエハＷを支持するテーブル１１と、当該テーブル１１を収容するとともに、内部に減圧室Ｃを形成するケース１４と、当該ケース１４を開放した状態で、前記ウエハＷの上面となる被着面に臨む位置に感圧接着性の接着シートＳを供給する供給手段１５とを備えて構成されている。ここで、接着シートＳは、減圧室Ｃを上下に遮断することのない幅寸法のものが採用され、図２に示されるように、接着シートＳをウエハＷの被着面に臨む位置に供給したときに、ケース１４の内周部分を当該接着シートＳが塞いでしまうことなく隙間Ｃ２が形成されるようになっている。なお、隙間Ｃ２は減圧室Ｃを複数に遮断しないための配管、貫通孔等の通路であってもよい。

前記テーブル１１はウエハＷを中央に支持した状態で、当該ウエハＷの外側にはみ出す外周表出面１１Ａを形成する大きさに設けられており、図示しない保持手段によってウエハＷを保持可能となっている。このテーブル１１の下面側には直動モータ１６の出力軸１７が固定されており、当該直動モータ１６の駆動によってテーブル１１が上下に進退可能に設けられている。

前記ケース１４は、図１中下部側に位置する第１のケース２０と、上部側に位置する第２のケース２１とからなる。第１のケース２０は、前記直動モータ１６を介してテーブル１１を支持する略方形の底部２２と、当該底部２２の外周に連なるとともに、中央部に略円形の凹部２３を形成する起立部２４とを備えて上端が開口部となる有底容器状に設けられている。第１のケース２０は起立部２４に接続された配管２５及び第１の電磁弁２６を介して図示しない減圧ポンプに接続されているとともに、図示しない昇降手段を介して昇降可能に設けられている。

前記第２のケース２１は、平面形状が略方形の頂部２７と、当該頂部２７の外周に連なる垂下部２８と、頂部２７の内面側に設けられた円筒状の隔壁３０とにより構成されている。隔壁３０の内径はウエハＷの外径よりも大きく、隔壁３０の外径はテーブル１１の外径よりも小さく設定されている。垂下部２８の下端面には、当該垂下部２８の全周に凹溝３１が形成されており、この凹溝３１内にパッキン材としてのＯリング３３が受容されている。また、隔壁３０の下端面にも同様の凹溝３４が形成され、当該凹溝３４内にＯリング３５が受容されている。

前記第２のケース２１は、図示しない移動手段を介して上下方向に移動可能に支持されており、第１のケース２０側に下降して垂下部２８の下端面が起立部２４の上端側に押し当てられ、第１のケース２０と相互に作用して減圧室Ｃを形成するようになっている。なお、前記隔壁３０は、図４に示されるように、前記テーブル１１が上昇したときに、接着シートＳを間に挟んだ状態で、隔壁３０の下端面がテーブル１１の外周表出面１１Ａに押し当てられ、ウエハＷと当該ウエハＷ上の接着シートＳとを囲んで減圧室Ｃとは独立して圧力制御可能な圧力調整室Ｃ１を形成する。第２のケース２１の頂部２７には、配管３７及び第２の電磁弁３８を介して図示しない減圧ポンプが接続され、これら電磁弁３８、減圧ポンプを介して圧力調整室Ｃ１の圧力制御が独立して行える。

前記供給手段１５は、前記帯状の接着シートＳの接着剤層側に帯状の剥離シートＲＬが仮着されたロール状の原反Ｒを支持するロック機構を有する支持ローラ４０と、剥離シートＲＬを回収する巻取手段４１と、前記剥離シートＲＬを接着シートＳから剥離するピールプレート４２と、前記接着シートＳをウエハＷの被着面すなわち上面に臨む位置に引き出すとともに、ウエハＷに貼付された接着シートＳの外周側となる不要接着シートＳ１を巻き取る引出巻取手段４５と、ウエハＷに貼付された接着シートＳをウエハＷの大きさに合わせて切断する図示しない切断手段と、引出巻取手段４５を図１中左右方向に移動可能に支持する移動手段４８とを備えて構成されている。なお、切断手段としては、本出願人によって既に出願された特願２００６−１１５１０６号に記載の多関節型ロボットを用いることができる。

前記巻取手段４１は、駆動ローラ５０と、当該駆動ローラ５０との間に剥離シートＲＬを挟み込むピンチローラ５１と、剥離シートＲＬを巻き取る剥離シート巻取ローラ４４により構成され、駆動ローラ５０と剥離シート巻取ローラ４４とは、フレームＦ１に支持されたモータＭ１によって同期回転可能に設けられている。

前記引出巻取手段４５は、駆動ローラ５３と、当該駆動ローラ５３との間に不要接着シートＳ１を挟み込むピンチローラ５４と、不要シート巻取ローラ４７とにより構成され、駆動ローラ５３と不要シート巻取ローラ４７とは、フレームＦ２に支持されたモータＭ２によって同期回転可能に設けられている。

前記移動手段４８は図１中左右方向に延びる単軸ロボット５５により構成され、当該単軸ロボット５５のスライダ５６に前記フレームＦ２が固定されて引出巻取手段４５が左右方向に移動可能となっている。

次に、本実施形態に係るシート貼付方法について図３ないし図５をも参照しながら説明する。

先ず、第２のケース２１が上昇位置にあってケース１４を開放している状態で、支持ローラ４０に支持された原反Ｒのリード端を所定長さ引き出し、ピールプレート４２の先端位置で剥離シートＲＬを接着シートＳから剥離し、当該剥離シートＲＬのリード端を剥離シート巻取ローラ４４に固定する。一方、接着シートＳは、図１中二点鎖線で示される位置にある引出巻取手段４５の不要シート巻取ローラ４７に固定する。

ウエハＷがテーブル１１に載置されると、駆動ローラ５３及び不要シート巻取ローラ４７の回転をロックした状態で、引出巻取手段４５が図１中二点鎖線位置から実線で示される位置に移動するとともに、この動作に同期して、前記巻取手段４１が駆動して剥離シートＲＬの回収が行われる。これにより、第１のケース２０の上方を横切る状態、すなわち、ウエハＷの上面に臨む位置に接着シートＳが供給されることとなる。

次いで、前記第１のケース２０が上昇するとともに、第２のケース２１が下降し、第１のケース２０と相互に作用して減圧室Ｃが形成される（図３参照）。この際、減圧室Ｃは、接着シートＳによって上下に遮断されることはない。また、この段階では、圧力調整室Ｃ１も形成されておらず、第１及び第２のケース２０、２１の内部が全体的に連通する単一の減圧室Ｃを形成することとなる。この状態で、電磁弁２６を制御し、配管２５を介して減圧室Ｃが減圧され、所定の設定圧力に達すると、テーブル１１が上昇してテーブル１１の外周表出面１１Ａに接着シートＳを介して隔壁３０の下端面が押し当てられ、減圧室Ｃから独立して圧力制御可能となる圧力調整室Ｃ１が形成されることとなる。

そして、電磁弁３８を制御し、配管３７を介して圧力調整室Ｃ１の圧力を徐々に大気圧に近づける（最終的に大気圧とする）。この動作によりウエハＷに接着シートＳが貼付される。このような減圧下での貼付を行うと、図５中二転鎖線で示されるようなウエハＷの外周端や、ウエハＷに形成されたバンプＢ周辺に存在する空間は、常圧（大気圧）となったときに消えてしまい、気泡なくウエハＷに接着シートＳを貼付することができる。

接着シートＳの貼付が完了すると、電磁弁２６を制御して圧力調整室Ｃ１を除く減圧室Ｃを徐々に大気圧に近づけ、大気圧となった時点で、前記第２のケース２１が上昇してケース１４を開放する。そして、図示しない切断手段を介して、ウエハＷの外周に沿って接着シートＳが閉ループ状に切断される。

接着シートＳの切断が行われた後は、支持ローラ４０と駆動ローラ５０とをロックした状態で、駆動ローラ５３及び不要シート巻取ローラ４７が回転ながら図１中二点鎖線で示される位置に移動し、これにより、前記切断によって生じた不要接着シートＳ１が巻き取られることとなる。

接着シートＳが貼付されたウエハＷは、図示しない搬送手段を介して次工程若しくは所定のストッカに搬送され、次の貼付対象となるウエハＷがテーブル１１上に移載され、以後、同様に接着シートＳの貼付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、単一の減圧室Ｃ内で独立して圧力制御可能な圧力調整室Ｃ１を形成してウエハＷに接着シートＳを貼付する構成であるため、従来のような、複数の減圧室を同じ圧力に保ちながら減圧するといった複雑な圧力制御は不要となり、減圧室Ｃ内の減圧制御も極めて簡単なものとなる。また、このような減圧下でのシート貼付は、特に、ウエハＷがバンプを備えて凹凸面となっている場合の気泡混入の問題を回避するこことができる。

本発明を実施するための最良の構成、方法などは、以上の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、主に特定の実施の形態に関して特に図示し、且つ、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、以上に述べた実施の形態に対し、形状、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、それらの形状などの限定の一部若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、前記実施形態では、接着シートＳとして感圧性接着シートを用いたが、本発明はこれに限定されるものではなく、ダイボンディング用の感熱接着性の接着シート等を採用することもできる。この場合、テーブル１１にヒータを内蔵させたり、配管３７を介して供給される空気を温風とすればよい。また、接着シートＳは、枚葉タイプの接着シートを用いて供給可能としてもよい。

更に、被着体はウエハＷに限らず、ガラス板、鋼板、または、樹脂板等、その他のバンプを有さない板状部材も対象とすることができ、半導体ウエハは、シリコンウエハや化合物ウエハであってもよい。

本実施形態に係るシート貼付装置の一部を断面した概略正面図。 図１の一部を省略した概略平面図。 減圧室が形成された状態を示す概略正面図。 圧力調整室が形成された状態を示す概略断面図。 ウエハに気泡なく接着シートが貼付された状態を示す部分拡大図。

符号の説明

１０ シート貼付装置
１１ テーブル
１４ ケース
１５ 供給手段
２０ 第１のケース
２１ 第２のケース
３０ 隔壁
Ｃ 減圧室
Ｃ１ 圧力調整室
Ｓ 接着シート
Ｗ 半導体ウエハ（被着体）

Claims (3)

1. 被着体を支持するテーブルと、当該テーブルを収容するとともに内部に減圧室を形成する開閉可能なケースと、前記被着体に臨む位置に接着シートを供給する供給手段とを含み、
   前記ケースを閉塞して減圧下で前記接着シートを被着体に貼付するシート貼付装置において、
   前記テーブルは、前記被着体を支持した状態で当該被着体の外側にはみ出す外周表出面を形成する大きさに設けられ、
   前記ケースを閉塞して単一の減圧室を形成した状態で、前記外周表出面に前記接着シートを押し当てることで、当該減圧室内に前記被着体と当該被着体上の接着シートとを囲んで前記減圧室から独立して圧力制御可能な圧力調整室を形成する隔壁を備えていることを特徴とするシート貼付装置。
2. 半導体ウエハを支持するテーブルと、当該テーブルを収容するとともに開口部が設けられた第１のケースと、前記開口部を閉塞し第１のケースとで減圧室を形成する第２のケースと、前記被着体に臨む位置に接着シートを供給する供給手段とを含み、
   減圧下で前記接着シートを半導体ウエハに貼付するシート貼付装置において、
   前記テーブルは、前記被着体を支持した状態で当該被着体の外側にはみ出す外周表出面を形成する大きさに設けられ、
   前記第１のケースを第２のケースで閉塞して単一の減圧室を形成した状態で、前記外周表出面に前記接着シートを押し当てることで、当該減圧室内に前記半導体ウエハと当該半導体ウエハ上の接着シートとを囲んで前記減圧室から独立して圧力制御可能な圧力調整室を形成する隔壁が設けられていることを特徴とするシート貼付装置。
3. 被着体の外側にはみ出す外周表出面を形成する大きさを備えたテーブルで前記被着体を支持する工程と、
   前記被着体に臨む位置に接着シートを供給する工程と、
   前記テーブルと被着体と接着シートとを収容して単一の減圧室を形成する工程と、
   前記減圧室内を減圧する工程と、
   前記減圧室内で前記外周表出面に前記接着シートを押し当てることで、前記被着体と当該被着体上の接着シートとを囲んで前記減圧室から独立して圧力制御可能な圧力調整室を形成する工程と、
   前記減圧室に対して前記圧力調整室の圧力を相対的に上昇させることで、前記接着シートを被着体に貼付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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