JP4917520B2 - 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、所定の減圧雰囲気で接着シートを被着体に接着することができ、装置全体をコンパクトに形成しつつ被着体の搬送経路に自由度をも付与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。

半導体ウエハ（以下、単に「ウエハ」と称する）等の被着体は、回路面を保護する保護シート等の接着シートが貼付される。
このようなシート貼付装置としては、例えば、特許文献１に開示されているように、ウエハの外形に合うように保護テープを切断する保護テープ切断部と、切断された保護テープを保護テープ貼り付け部に移送し、所定の減圧室を形成してウエハに貼付する保護テープ貼り付け部とを備えた構成が知られている。ここで、減圧室は、ウエハ支持用のテーブルが収容された下部チャンバーと、切断された保護テープを吸着しつつ搬送する機能を備えた上部チャンバーとにより構成され、上下チャンバーの外周端面を合わせ面として突き合わせることで減圧室を形成する構成が採用されている。

特開２００１−１４８４１２号公報

しかしながら、特許文献１に記載されたシート貼付装置にあっては、上部チャンバーが保護テープ切断部と保護テープ貼り付け部との間を移動し、下部チャンバーの上方に位置した状態で下降する構成を採用しているため、上下チャンバーの合わせ面を平行に保って減圧室を形成することができるが、テーブルの上方領域において、上部チャンバーの移動経路を横方向に大きく形成しなければならない構成上の制約があり、装置を小型化することができない、という不都合がある。
これは、保護テープ切断部と、保護テープ貼り付け部とが別々の位置に設けられていることに起因する。

［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、蓋部材を支持手段の近傍位置で回転可能に支持するとともに、蓋部材と支持手段との合わせ面を平行に維持した状態で減圧室を形成可能として装置全体の小型化を達成することの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。
また、本発明の他の目的は、シート貼付位置と切断位置とを同一位置で行えるようにしたシート貼付装置を提供することにある。
更に、本発明の目的は、前記蓋部材を支持手段の側方位置に退避可能に設けて被着体の搬送経路を形成することの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、被着体を支持する支持手段と、前記被着体に臨む位置に接着シートを繰り出す繰出手段と、前記支持手段に当接して減圧室を形成可能な蓋部材と、前記接着シートを押圧して当該接着シートを被着体に貼付する貼付手段とを備えたシート貼付装置において、
前記支持手段と蓋部材との合わせ面が平行となるように当該蓋部材を回転させる回転手段と、前記合わせ面の平行状態を維持して前記支持手段と蓋部材とを相対的に接近させる変位手段とを備え、
前記回転手段は、前記蓋部材と前記支持手段との間に、回転手段及び変位手段が位置しないように蓋部材を開放位置に回転可能に設けられ、
前記変位手段は、前記蓋部材の高さ位置を変位させて、当該蓋部材を支持手段の前記合わせ面より下方に退避させて前記被着体の搬送経路を形成可能に設けられる、という構成を採っている。

本発明において、前記接着シートは被着体の外周からはみ出す大きさを備え、当該被着体に貼付された接着シートを被着体の大きさに合わせて支持手段上で切断する切断手段を含む、という構成を採っている。

また、前記回転手段及び変位手段は、前記支持手段から独立して設けられるように構成することが好ましい。

更に、本発明は、支持手段に支持された被着体に臨む位置に接着シートを繰り出した後、前記支持手段に蓋部材を当接させて減圧室を形成し、所定の減圧雰囲気で接着シートに押圧力を付与することで当該接着シートを被着体に貼付するシート貼付方法において、
前記蓋部材を回転して当該蓋部材と支持手段との合わせ面を平行とし、当該平行状態を維持した状態で、前記支持手段と蓋部材とを相対的に接近させて減圧室を形成して前記接着シートを被着体に貼付した後、
前記蓋部材を開放位置に回転し、当該蓋部材と前記支持手段との間に、蓋部材を回転させる回転手段及び蓋部材を変位させる変位手段が位置しないようにするとともに、開放した蓋部材の高さ位置を変位し、当該蓋部材を支持手段の前記合わせ面より下方に退避させて前記被着体の搬送経路を形成する、という手法を採っている。

前記シート貼付方法において、前記接着シートは被着体の外周からはみ出す大きさを備え、当該接着シートを被着体に貼付した後、前記蓋部材を開放して接着シートを被着体の大きさに合わせて切断を行うとともに、開放した蓋部材の高さ位置を変位させて当該蓋部材の上方に搬送経路を形成する、ことが好ましい。

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。

本発明によれば、回転手段を介して蓋部材と支持手段との合わせ面が平行とされた状態で、前記変位手段が蓋部材と支持手段とを相対的に接近させる構成であるため、蓋部材を支持手段の上方領域において大きく移動させる必要性を排除して装置の小型化を達成することができる。また、蓋部材が回転する構成であっても、前記合わせ面を平行に保つ構成により、接着シートを貼付するための減圧室の密閉性を確実に保つことが可能となる。
また、支持手段上で接着シートを被着体の大きさに合わせて切断手段が切断を行う構成であるため、シート貼付位置と切断位置とを別々に設ける必要がなく、この点からも装置の小型化を達成することができる。
更に、前記変位手段は、蓋部材を開放させた状態でその高さ位置を変位させ、支持手段の側方位置で下方に退避させる構成を採用したことで、接着シートが貼付された被着体を他の装置が搬送する場合でも、搬送経路が確保されるため、他の機械の搬送形態に制約を受けさせるようなことはなくなる。また、支持手段に対して作業者が無理な姿勢を伴うことなく容易にアクセスすることができ、所要の保守、点検若しくは初期設定作業等を行うことができる。

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、図２には、本実施形態に係るシート貼付装置の概略斜視図が示され、図３には、一部を断面化した側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、被着体としてのウエハＷを支持する支持手段１１と、前記ウエハＷに臨む位置に帯状の感圧接着性の接着シートＳを繰り出す繰出手段１２と、前記支持手段１１の上面側に当接して当該支持手段１１との間に第１の減圧室Ｃ１（減圧室）を形成可能な蓋部材１５と、当該蓋部材１５の内側に第２の減圧室Ｃ２を形成するように設けられるとともに、前記第１の減圧室Ｃ１内の圧力との差圧によって前記接着シートＳに押圧力を付与する貼付手段１６と、前記第１の減圧室Ｃ１を形成するための閉塞位置と当該第１の減圧室Ｃ１を開放するための開放位置との間で蓋部材１５を回転させる回転手段１８と、前記蓋部材１５をＺ軸方向に移動させる変位手段１９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支持手段１１上で切断する切断手段２０と、当該切断手段２０で切断を行った後に生じる不要接着シートＳ１を巻き取る不要シート巻取手段２１とを備えて構成されている。

前記支持手段１１は、図３に示されるように、ベース２５上に配置された外側テーブル２６と、当該外側テーブル２６の内側に配置されるとともに、上面をウエハＷの載置面とする内側テーブル２７とにより構成されている。外側テーブル２６は、平面視略方形の外形を有するとともに上端面が前記蓋部材１５との合わせ面２８Ａとなる周壁２８と、当該周壁２８の内側に設けられた円形の凹部２９とを含む上部開放型の有底容器状に形成されている。一方、内側テーブル２７は、前記周壁２８の内周との間に隙間Ｃ３を形成する直径を備えた円形に設けられている。この内側テーブル２７は上面側がウエハＷを支持する支持面とされるとともに、前記凹部２９の底部に配置された単軸ロボット３０を介して昇降可能に設けられている。なお、本実施形態では、内側テーブル２７の外形はウエハＷの外形と略一致する大きさに設定されている。

前記繰出手段１２は、図１及び図２に示されるように、接着シートＳに剥離シートＲＬが仮着されたロール状の原反Ｒを繰出可能に支持する支持ローラ３１と、剥離シートＲＬを折り返して剥離するピールプレート１３と、接着シートＳから剥離された剥離シートＲＬを巻き取る剥離シート巻取手段１４とにより構成されており、支持ローラ３１は、垂直面内に位置する第１のフレームＦに片持ち姿勢で回転可能に支持されている。支持ローラ３１に支持された原反Ｒは、ガイドローラ３２、３３を経由して前記ピールプレート１３側に繰り出されるようになっており、ピールプレート１３で剥離シートＲＬが剥離された接着シートＳは、接着剤層側がウエハＷ側に向く状態で当該ウエハＷに臨む位置に繰り出される。また、接着シートＳが剥離された剥離シートＲＬは、図示しないモータを介して回転可能な駆動ローラ３４とピンチローラ３５との間を経由し、駆動ローラ３４と同期して回転する巻取ローラ３６で巻き取られる。ここで、前記接着シートＳは、Ｙ軸方向両端が前記隙間Ｃ３の範囲内に位置する幅寸法となるものが用いられており、これにより、前記外側テーブル２６の内部空間と蓋部材１５の内部空間とが遮断されることなく連通して第１の減圧室Ｃ１が形成されるようになっている。

前記蓋部材１５は、平面形状が外側テーブル２６の外形に略対応する頂壁部４０と、この頂壁部４０に連なる側壁部４１とからなる。側壁部４１の図３中下端面は、外側テーブル２６の合わせ面２８Ａに相対する合わせ面４１Ａを構成し、当該合わせ面４１Ａに形成された閉ループ状の凹溝４３内には弾性変形可能なシールリング４４が収容されている。

前記貼付手段１６は、蓋部材１５の内側において、当該蓋部材１５の頂壁部４０に設けられた筒状部材４６と、この筒状部材４６の下端に取り付けられた円形の弾性シート４８とにより構成され、これら頂壁部４０、筒状部材４６及び弾性シート４８により第２の減圧室Ｃ２が形成される。

前記回転手段１８は、前記蓋部材１５の頂壁部４０外面に固定された一対のアーム５０と、これらアーム５０が固定される回転軸５１と、この回転軸５１を回転可能に支持する一対のアーム支持体５２と、回転軸５１を回転させるモータＭ３とにより構成されている。これにより、モータＭ３の駆動によって、蓋部材１５が支持手段１１の上部を閉塞する倒伏位置と、当該倒伏位置に対して略９０度回転変位した起立位置との間で回転可能となっている。

前記変位手段１９は、前記一対のアーム支持体５２に取り付けられたスライダ５５と、当該スライダ５５をＺ軸方向に移動可能に案内するガイドレール５７と、このガイドレール５７を支持する支柱５８内に設けられ、その上下２箇所で回転軸受６５に支持された送りねじ軸６０と、この送りねじ軸６０をギヤボックス６１を介して駆動するモータＭ４と、前記送りねじ軸６０にねじ係合するとともに、一対のスライダ５５間を相互に連結する連結部６３Ａに取り付けられたナット部材６３とにより構成されている。このような構成により、蓋部材１５が下方に退避したときに、支持手段１１の図３中左側において、外側テーブル２６の上面（合せ面２８Ａ）よりも上方には何も存在するものがなくなり、搬送経路Ｔが形成される。

前記切断手段２０は、ベース部７０と、当該ベース部７０の上面側に配置された第１アーム７１〜第６アーム７６と、第６アーム７６の自由端側に取り付けられた工具保持チャック７７とを含む多関節ロボットからなる。第２、第３及び第５アーム７２、７３、７５は、図１に示された状態で、Ｙ×Ｚ面内でそれぞれＢ、Ｃ、Ｅ方向に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７１、７４、７６は、それぞれその軸周り、つまり、Ａ、Ｄ、Ｆ方向に回転可能に設けられている。本実施形態における多関節ロボットは数値制御（ＮＣコントロール）されるものである。すなわち、対象物（本実施形態ではウエハＷや、接着シートＳ等）に対する各関節の移動量がそれぞれに対応する数値情報で制御され、全てその移動量がプログラムにより制御されるものである。工具保持チャック７７は、相互に離間接近可能な一対のチャック７７Ａを備えており、カッター刃７９を支持するカッター刃ホルダ７８や搬送アーム８０を持ち替え可能に構成されている。なお、搬送アーム８０には図示しない複数の吸引口が設けられており、工具保持チャック７７との接続によって図示しない減圧手段に接続されてウエハＷを吸着保持可能になっている。

前記不要シート巻取手段２１は、図２に示されるように、ベース２５のＹ軸方向両側に位置する第２のフレームＦ１に支持された巻取ローラ８２と、当該巻取ローラ８２を回転駆動するモータＭ１と、第２のフレームＦ１の下部においてモータＭ２によって回転駆動する駆動ローラ８３と、駆動ローラ８３との間に不要接着シートＳ１を挟み込むピンチローラ８４とを備えて構成されている。第２のフレームＦ１の下端には、ベース２５上に設けられた一対のガイドレール８６上を移動可能なスライダ８７が取り付けられており、これにより、図示しない移動手段を介して不要シート巻取手段２１が図１中Ｘ軸方向に移動可能となっている。

次に、本実施形態におけるシート貼付装置のシート貼付方法について、図４、図５をも参照しながら説明する。

初期設定において、支持ローラ３１から原反Ｒのリード端を引き出し、ピールプレート１３の先端にて剥離シートＲＬを剥離して接着シートＳのリード端を不要シート巻取手段２１の巻取ローラ８２に固定する一方、剥離シートＲＬのリード端を剥離シート巻取手段１４の巻取ローラ３６に固定する。この作業を行うにあたり、前記蓋部材１５は、図２に示されるように、変位手段１９を介して支持手段１１の側方位置で下降した退避位置に保たれる。これにより、蓋部材１５の上部を通じて支持手段１１に対してアクセスできる空間が形成されることとなり、作業者による原反Ｒの掛け回し作業等を容易に行うことができる。

前記第２のフレームＦ１が第１のフレームＦ側に位置した状態で、内側テーブル２７上にウエハＷが載置される。この際、切断手段２０は、一旦工具保持チャック７７を介して搬送アーム８０を支持し、図示しないウエハストッカからウエハＷを吸着保持して内側テーブル２７上に載置し、再びカッター刃ホルダ７８に持ち替える。この後、前記蓋部材１５は、変位手段１９におけるモータＭ４の駆動により上昇する（図１参照）。

次いで、モータＭ２がロックした状態で第２のフレームＦ１がガイドレール８６に沿って第１のフレームＦから離間する方向に移動し、その動作に同期して剥離シート巻取手段１４が剥離シートＲＬを巻き取ることで、接着シートＳがウエハＷの上面に臨む位置に繰り出されることとなる。

このようにしてウエハＷ上に接着シートＳが繰り出された状態で、図４（Ａ）に示されるように、蓋部材１５が回転手段１８の駆動によって略９０度右回転し、外側テーブル２６と蓋部材１５との合わせ面２８Ａ、４１Ａが相互に平行状態となるように保たれる。次いで、この平行状態を維持したまま変位手段１９のモータＭ４が駆動して蓋部材１５が下降する。これにより、図４（Ｂ）に示されるように、シールリング４４は、その全周において等しく押し潰され、第１の減圧室Ｃ１の密閉性が確保されることとなる。
これにより、図５に示されるような、シールリング４４が片側だけ押し潰されて平行状態が形成できずに隙間Ｇが形成され、第１の減圧室Ｃ１内を減圧雰囲気に維持できなくなるといった不具合を確実に解消することができる。

次いで、図示しない減圧ポンプを作動させて第１、第２の減圧室Ｃ１、Ｃ２を同じ減圧状態となるように制御しつつ各室を減圧雰囲気とした後、第１の減圧室Ｃ１の減圧状態を維持しつつ第２の減圧室Ｃ２の減圧を徐々に開放する（大気に近づける）。この減圧開放により、第１の減圧室Ｃ１と第２の減圧室Ｃ２との間に差圧が生じ、この差圧により、弾性シート４８が押し下げられるように弾性変形して接着シートＳをウエハＷの上面に押圧して貼付することとなる。

接着シートＳがウエハＷに貼付されると、第１、第２の減圧室Ｃ１、Ｃ２が大気圧となるように開放され、蓋部材１５が回転手段１８を介して９０度左回転して起立姿勢とされるとともに、変位手段１９を介して支持手段１１の側方位置で下方に退避し、搬送経路Ｔを形成する。

これと前後して、切断手段２０が駆動し、カッター刃７９を介してウエハＷの外周に沿って移動することで、接着シートＳをウエハＷの形状に合わせて切断することができる。なお、カッター刃７９の移動軌跡は、ティーチングによって図示しない制御装置に予め移動軌跡データとして記憶設定されており、所定の動作指令によって切断手段２０が前記移動軌跡データに従って移動するようになっている。

接着シートＳの切断が完了すると、第２のフレームＦ１が第１のフレームＦに接近するようにＸ軸方向に移動すると同時に、モータＭ１、Ｍ２がそれぞれ駆動し、駆動ローラ８３とピンチローラ８４とが回転しながら支持手段１１上を移動することで不要接着シートＳ１を外側テーブル２６の上面から剥離するとともに、剥離された不要接着シートＳ１が巻取ローラ８２に巻き取られる。

このようにして接着シートＳが貼付されたウエハＷは、図示しない他の装置によって次の処理工程に搬送されることとなるが、蓋部材１５が下方に退避しているため、その上方に他の装置の搬送手段の搬送経路Ｔが確保され、ウエハＷへのアクセスに制約を受けることがなくなる。そして、上記同様に次のウエハＷが切断手段２０によって内側テーブル２７上に載置され、以後、同様の動作によってウエハＷに接着シートＳを順次貼付することができる。

従って、このような実施形態によれば、蓋部材１５を支持手段１１の側方位置に配置して回転可能としたから、例えば、Ｘ軸方向に沿って大きく移動させるような必要性がなく、これにより、装置の小型化を達成することが可能となる。しかも、蓋部材１５と支持手段１１との合わせ面２８Ａと４１Ａとが相互に平行となる状態で相対的に接近する構成としたことで、前記第１の減圧室Ｃ１の密閉性を確実に保って減圧雰囲気形成することができ、接着シートＳとウエハＷとの間に空気の混入をなくして貼付することができる。
また、接着シートＳをウエハＷに貼付する位置と、接着シートＳをウエハＷの大きさに合わせて切断する位置とを同一箇所に設定したから、この点からも装置の小型化を達成することができる。

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、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、帯状の原反Ｒを用い、接着シートＳをウエハＷの大きさに合わせて切断する構成を図示、説明したが、枚葉タイプの接着シートをウエハに貼付する構成としてもよい。

また、蓋部材１５を上下に変位させることなく支持手段１１を上下方向に変位可能な構成としてもよいし、蓋部材１５と支持手段１１との両方を上下方向に変位可能な構成としてもよい。

更に、前記不要シート巻取手段２１は、図示しない移動手段を介してＸ軸方向に移動可能としたが、前記切断手段２０を構成するロボットを利用することで移動させることもできる。

また、本発明における被着体は半導体ウエハＷに限定されるものではなく、ガラス板、鋼板、または、樹脂板等、その他の被着体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。

更に、前記接着シートＳは、感圧接着性の接着シートに限らず、感熱接着性の接着シートを用いることができる。この場合、前記内側テーブル２７や貼付手段１６等にヒータを内蔵すればよい。

また、前記実施形態では、接着シートＳが貼付されたウエハＷを他の装置の搬送手段が搬送するように説明したが、切断手段２０が搬送アーム８０を支持して他の装置に搬送するように構成してもよい。このような場合でも、下方に退避している蓋部材１５の上方を搬送経路Ｔとすることができる。

更に、押圧手段１６は、差圧を利用した貼付手段に限定されることなく、例えば、ローラや、ブレード材、弾性部材等による押圧でもよい。

また、切断手段は、多関節ロボット以外に種々の機構を採用でき、内側テーブル２７を移動させることによって接着シートＳを切断するようにしてもよい。

本実施形態に係るシート貼付装置の全体構成を示す概略斜視図。 蓋部材が支持手段の側方で下降した状態を示す概略斜視図。 前記シート貼付装置の一部を断面した側面図。 （Ａ）は、支持手段と蓋部材との合わせ面が平行となった状態を示す断面図。（Ｂ）は、第１の減圧室が形成された状態を示す断面図。 合わせ面の平行状態が形成できずに隙間Ｇが形成された断面図。

符号の説明

１０ シート貼付装置
１１ 支持手段
１２ 繰出手段
１５ 蓋部材
１６ 貼付手段
１８ 回転手段
１９ 変位手段
２０ 切断手段
２８Ａ、４１Ａ 合わせ面
Ｃ１ 第１の減圧室（減圧室）
Ｓ 接着シート
Ｔ 搬送経路
Ｗ 半導体ウエハ（被着体）

Claims (5)

1. 被着体を支持する支持手段と、前記被着体に臨む位置に接着シートを繰り出す繰出手段と、前記支持手段に当接して減圧室を形成可能な蓋部材と、前記接着シートを押圧して当該接着シートを被着体に貼付する貼付手段とを備えたシート貼付装置において、
   前記支持手段と蓋部材との合わせ面が平行となるように当該蓋部材を回転させる回転手段と、前記合わせ面の平行状態を維持して前記支持手段と蓋部材とを相対的に接近させる変位手段とを備え、
   前記回転手段は、前記蓋部材と前記支持手段との間に、回転手段及び変位手段が位置しないように蓋部材を開放位置に回転可能に設けられ、
   前記変位手段は、前記蓋部材の高さ位置を変位することで、当該蓋部材を支持手段の前記合わせ面より下方に退避させて前記被着体の搬送経路を形成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. 前記接着シートは被着体の外周からはみ出す大きさを備え、当該被着体に貼付された接着シートを被着体の大きさに合わせて支持手段上で切断する切断手段を含むことを特徴とする請求項１記載のシート貼付装置。
3. 前記回転手段及び変位手段は、前記支持手段から独立して設けられてい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. 支持手段に支持された被着体に臨む位置に接着シートを繰り出した後、前記支持手段に蓋部材を当接させて減圧室を形成し、所定の減圧雰囲気で接着シートに押圧力を付与することで当該接着シートを被着体に貼付するシート貼付方法において、
   前記蓋部材を回転して当該蓋部材と支持手段との合わせ面を平行とし、当該平行状態を維持した状態で、前記支持手段と蓋部材とを相対的に接近させて減圧室を形成して前記接着シートを被着体に貼付した後、
   前記蓋部材を開放位置に回転し、当該蓋部材と前記支持手段との間に、蓋部材を回転させる回転手段及び蓋部材を変位させる変位手段が位置しないようにするとともに、開放した蓋部材の高さ位置を変位し、当該蓋部材を支持手段の前記合わせ面より下方に退避させて前記被着体の搬送経路を形成することを特徴とするシート貼付方法。
5. 前記接着シートは被着体の外周からはみ出す大きさを備え、当該接着シートを被着体に貼付した後、前記蓋部材を開放して接着シートを被着体の大きさに合わせて切断を行うとともに、開放した蓋部材の高さ位置を変位させて当該蓋部材の上方に搬送経路を形成することを特徴とする請求項４記載のシート貼付方法。

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