JP4917526B2 - シート貼付装置 - Google Patents

Description

本発明はシート貼付装置に係り、更に詳しくは、半導体ウエハ等の被着体に接着シートを貼付する際に、当該接着シートと被着体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、ウエハと接着シートとの間の空気混入を防止するため、接着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、エアシリンダのロッドの先端に固定され、接着シートを貼付する際に、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、接着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、減圧源に加えて加圧源も必要となり、部品点数が多くなる上、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空気侵入による真空（減圧）阻害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接着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、被着体に対して、空気の混入をなくして確実に接着シートを貼付することができ、且つ、被着体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、被着体を支持するテーブルと、前記被着体に沿って配置された接着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、自重によって被着体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形状となる押圧面と、この押圧面の外周側に連設されるとともに無負荷状態で当該押圧面と略同一平面内に位置する初期形状を備えた変形許容部とからなり、
前記変形許容部を初期形状に対して変形させることで、前記押圧面を介して前記接着シートに押圧力を付与し、
前記押圧面は下部シートと、この下部シートの上面側に設けられた上部シートとの少なくとも２層構造とされ、前記下部シートの外周側を上部シートの外周よりもはみ出す大きさに設けて当該はみ出した領域で前記変形許容部が構成され、前記押圧面の接着シート側の面と変形許容部の接着シート側の面とが無負荷状態で略同一平面内に位置する、という構成を採っている。
また、本発明は、被着体を支持するテーブルと、前記被着体に沿って配置された接着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、自重によって被着体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形状となる押圧面と、この押圧面の外周側に連設されるとともに無負荷状態で当該押圧面と略同一平面内に位置する初期形状を備えた変形許容部とからなり、
前記変形許容部を初期形状に対して変形させることで、前記押圧面を介して前記接着シートに押圧力を付与し、
前記押圧面は変形許容部よりも肉厚に設けられ、押圧面と変形許容部との肉厚差によって変形許容部が相対的に変形し易く形成され、前記押圧面の接着シート側の面と変形許容部の接着シート側の面とが無負荷状態で略同一平面内に位置する、という構成を採っている。

本発明において、前記テーブルを収容する下部ケースと、前記押圧部材を収容する上部ケースとを更に含み、前記上部、下部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ときに、前記第１及び第２の空間を減圧状態とし、前記第２の空間を徐々に減圧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。

また、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料によって形成され、前記第２の空間が徐々に減圧状態から開放されるにつれて、前記変形許容部が弾性変形する、という構成を採っている。

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接着シートに近接する構成となるため、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の空気侵入による真空（減圧）阻害を防止するためのシール部材等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、自重によって被着体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形状となる押圧面を形成しておき、この状態から押圧面が被着体にシートを押圧する構成であるため、被着体と接着シートとの間の空気を中央から外方に向かって追い出しながら貼付を行うことができる。従って、被着体に対して空気の混入をなくして確実に接着シートを貼付することができる。
また、下部ケース及び上部ケースに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、被着体と接着シートとを減圧雰囲気で貼付することができ、それらの間に空気が混入することを防止することができる。しかも、第２の空間の減圧を利用して変形許容部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、装置の小型化、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。
更に、変形許容部は、弾性変形が容易な材質であるため、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。
なお、本明細書において、減圧（状態）は真空（状態）をも含む概念とする。

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、被着体としてのウエハＷを支持するテーブル１１と、当該テーブル１１を収容する下部ケース１２と、当該下部ケース１２の上方に位置する下部開放型の上部ケース１３と、これらケース１２、１３間でウエハＷの図中上面に沿って供給される接着シートＳに押圧力を付与する押圧部材１４とを備えて構成されている。ここで、接着シート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図示しない支持手段が設けられている。このテーブル１１は、下部ケース１２の底壁１５上に位置する直動モータ１６の出力軸１７の上端に固定され、当該出力軸１７の進退により昇降可能となっている。

前記下部ケース１２は、上部開放型の有底円筒形状に設けられているとともに、外周壁１８に配管２０が接続され、当該配管２０が図示しない減圧源に接続されて後述する第１の空間Ｓ１の圧力が制御可能になっている。

前記押圧部材１４は、図２に示されるように、平面形状が略円形となるシート材により構成されている。この押圧部材１４は、略円形の下部シート１４Ａと、この下部シート１４Ａの上面側に設けられるとともに当該下部シート１４Ａよりも小さい略円形の上部シート１４Ｂとにより構成されている。下部シート１４Ａ、上部シート１４Ｂは、ゴム、樹脂、シリコーン等の弾性変形が容易な材料により構成されている。なお、上部シート１４Ｂは下部シート１４Ａに比べて剛性の高いゴム、樹脂、シリコーン等の材料により構成してもよい。ここで、下部シート１４Ａと上部シート１４Ｂとが重なり合っている領域により押圧面２２が構成され、当該押圧面２２の外周よりもはみ出した下部シート１４Ａ部分により変形許容部２３が構成されている。これにより、変形許容部２３は無負荷状態で押圧面２２と略同一平面内に位置する初期形状となる。

前記押圧部材１４は、変形許容部２３の領域内に設けられた取付用穴２３Ａと固定リング３２Ａとを介して、上部ケース１３の頂壁３１の下面に固定された取付筒３２の下端部にねじ止めされる。これにより、押圧部材１４は、自重によって被着体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形状となる。また、下部ケース１２の上端を上部ケース１３で閉塞したときに、これらケース１２、１３及び押圧部材１４により第１の空間Ｓ１が形成される一方、上部ケース１３の頂壁３１部分、押圧部材１４及び取付筒３２により第２の空間Ｓ２が形成される。なお、接着シートＳの同図中紙面直交方向に沿う幅寸法は、上部、下部ケース１３、１２の内径よりも小さく設定されているため、第１の空間Ｓ１は接着シートＳによって分割されることはない。

前記上部ケース１３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、第２の空間Ｓ２の減圧加減が制御可能となっている。なお、上部ケース１３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がパッキング材として収容され、これにより、ケース１２、１３を突き合わせて閉塞したときの密閉性が確保される。

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１２に対して上部ケース１３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。その後、接着シートＳは、図示しないシート供給装置を介して上部、下部ケース１３、１２間を横切り、ウエハＷに沿って配置される。

次いで、図３に示されるように、上部、下部ケース１３、１２を合わせて閉塞するとともに、直動モータ１６の出力軸１７を伸長させ、ウエハＷの上面が接着シートＳの下面に近接する位置までテーブル１１を上昇させる。そして、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１４は、図４に示されるように、変形許容部２３が変形を開始し、この変形により押圧面２２の面位置が押し下げられることとなり、当該押圧面２２の中央部が接着シート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は更に変形の程度を強め、押圧面２２の傾斜面がウエハＷ側に押し付けられ、接着シート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２２がウエハＷの上面に倣うように変形し、ウエハＷの上面全領域に接着シートＳの貼付が行われることとなる。

このようにして接着シートＳの貼付が完了した後は、上部、下部ケース１３、１２を開き、図示しない切断装置によってウエハＷの外周に沿って接着シートＳの切断が行われ、シート貼付済みのウエハＷが図示しない移載アーム等を介して搬送されることとなる。

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、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を変形させてウエハＷに接着シートＳを貼付することができる。これにより、当該変形によって押圧面２２が中央部から外周側に向かって次第に変形するようになり、接着シートＳとウエハＷとの間に存在する空気を外側に逃がしながら当該接着シートＳの貼付を行うことができる。更に、減圧のみを利用して接着シートＳをウエハＷに貼付することが可能なため、加圧源を必要とせず装置の小型化ができる、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、下部シート１４Ａと上部シート１４Ｂとを重ね合わせた２層構造の押圧部材１４を図示、説明したが、３層以上の層構造であってもよい。また、図７に示されるように、押圧面２２を形成する領域のシート肉厚を変形許容部２３よりも厚く設けて構成することもできる。これによれば、押圧面２２は、肉厚差で相対的に剛性を増す構造となり、変形許容部２３が優先的に変形することで、前記実施形態と同様の押圧力を付与することができ、押圧部材１４の構造自体をシンプルなものとすることができる。

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２２との変形によって、接着シート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、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。

また、前記実施形態では、押圧部材１４と上部ケース１３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を形成してもよい。

本実施形態に係るシート貼付装置の概略断面図。 押圧部材の概略斜視図。 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。 異なる押圧部材を用いたシート貼付装置の概略断面図。

符号の説明

１０ シート貼付装置
１１ テーブル
１２ 下部ケース
１３ 上部ケース
１４ 押圧部材
１４Ａ 下部シート
１４Ｂ 上部シート
２２ 押圧面
２３ 変形許容部
Ｓ 接着シート
Ｓ１ 第１の空間
Ｓ２ 第２の空間
Ｗ 半導体ウエハ（被着体）

Claims (4)

1. 被着体を支持するテーブルと、前記被着体に沿って配置された接着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、自重によって被着体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形状となる押圧面と、この押圧面の外周側に連設されるとともに無負荷状態で当該押圧面と略同一平面内に位置する初期形状を備えた変形許容部とからなり、
   前記変形許容部を初期形状に対して変形させることで、前記押圧面を介して前記接着シートに押圧力を付与し、
   前記押圧面は下部シートと、この下部シートの上面側に設けられた上部シートとの少なくとも２層構造とされ、前記下部シートの外周側を上部シートの外周よりもはみ出す大きさに設けて当該はみ出した領域で前記変形許容部が構成され、前記押圧面の接着シート側の面と変形許容部の接着シート側の面とが無負荷状態で略同一平面内に位置することを特徴とするシート貼付装置。
2. 被着体を支持するテーブルと、前記被着体に沿って配置された接着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、自重によって被着体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形状となる押圧面と、この押圧面の外周側に連設されるとともに無負荷状態で当該押圧面と略同一平面内に位置する初期形状を備えた変形許容部とからなり、
   前記変形許容部を初期形状に対して変形させることで、前記押圧面を介して前記接着シートに押圧力を付与し、
   前記押圧面は変形許容部よりも肉厚に設けられ、押圧面と変形許容部との肉厚差によって変形許容部が相対的に変形し易く形成され、前記押圧面の接着シート側の面と変形許容部の接着シート側の面とが無負荷状態で略同一平面内に位置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下部ケースと、前記押圧部材を収容する上部ケースとを更に含み、
   前記上部、下部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ときに、前記第１及び第２の空間を減圧状態とし、前記第２の空間を徐々に減圧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. 前記変形許容部は、前記押圧面よりも弾性変形が容易な材料によって形成され、前記第２の空間が徐々に減圧状態から開放されるにつれて、前記変形許容部が弾性変形することを特徴とする請求項３記載のシート貼付装置。

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