JP5068942B2 - 真空ディスペンス装置 - Google Patents
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Description
図11は、真空下で被塗布品10に液状樹脂を供給する真空ディスペンス装置の例である。この真空ディスペンス装置は、被塗布品10を支持するステージ2と、ディスペンサ8と、ステージ2およびディスペンサ8を収容する真空チェンバー9とを備える。
なお、特許文献1に記載されているように、ノズルとノズルチューブとを真空チェンバー内に配置し、ディスペンサ本体4や液状樹脂を収容する容器5を真空チェンバー9の外部に配置する構成とすることも可能である。しかしながら、この場合もXYZ軸方向に移動するステージ2を真空チェンバー9内に収容するため、真空チェンバー9の小型化が阻害される。
すなわち、液状樹脂を供給する被塗布品を真空室内に配置し、液状樹脂を供給するディスペンサから前記被塗布品の所定位置に、真空下において液状樹脂を供給する真空ディスペンス装置であって、前記被塗布品を収容する真空チェンバーを、前記被塗布品を収容して支持する第1の容器部分と、前記ディスペンサのノズルを装着する第2の容器部分とによって構成し、前記第1の容器部分と前記第2の容器部分とを、真空チェンバーの気密状態を破ることなくX−Y平面内で相対的に可動とし、前記第1と第2の容器部分の少なくとも一方をX−Y平面内で移動させ、前記被塗布品と前記ノズルとの相対的な平面位置を可変とするX−Y駆動部を、前記真空チェンバーの外部に設置し、前記ノズルは、前記第2の容器部分にZ軸方向に対し気密に挿抜可能に装着され、前記ディスペンサをZ軸方向に移動させるZ軸駆動部が設けられていることを特徴とする。
なお、本発明においては液状樹脂を供給する被塗布品の形状、材質はとくに限定されず、半導体チップを搭載した基板の他に半導体ウエハ等の種々製品が対象となる。
また、本発明において第1の容器部分とは真空チェンバーを構成する容器部分のうちで被塗布品を配置する側をいい、第2の容器部分とはディスペンサのノズルを装着する側をいう。第1の容器部分と第2の容器部分の形態はとくに限定されるものではなく、平板な蓋状に形成される場合も容器部分という。また、各々の容器部分は複数の部材から構成される場合もある。
これにより、真空チェンバーとディスペンサとの脱着操作を容易に行うことができる。
また、前記真空チェンバーの外部に、前記ノズルからの液垂れ受け容器が配置されていることにより、真空チェンバーの小型化を好適に図ることが可能となる。
また、前記シリンダブロックの外周囲を囲む配置に、前記シリンダブロックと前記プランジャ、前記供給バルブおよび前記吐出バルブとの摺動部分からのエア混入を防止する真空チェンバーが設けられていることを特徴とする。
また、前記プランジャ、供給バルブおよび吐出バルブの基端部と、それぞれの前記駆動部とが凹凸嵌合により連結され、当該連結部分のクリアランスによるがたを解消する手段が設けられていることにより、ディスペンス操作の際にディスペンサ内の容積変化により液状樹脂の吐出精度が不良となることを防止することができる。
また、前記ノズルの先端のノズル内に、該ノズルと同軸の軸線方向に可動となるニードルバルブが設けられ、前記ノズルの流路を開放する位置と、前記ノズルの流路を閉止する位置との間で前記ニードルバルブを軸線方向に押動させる駆動部が設けられていること、また、前記ノズルの先端に、第1の円板が固定され、
前記ノズルに、前記第1の円板と液密に摺接する第2の円板が固定された回動筒が該ノズルと同軸に外挿されるとともに、前記被塗布品を収容する前記真空チェンバーに当該回動筒が装着され、前記第1の円板に設けられた連通孔と前記第2の円板に設けられた連通孔が連通する位置と、前記第1の円板に設けられた連通孔と前記第2の円板に設けられた連通孔とが遮断される位置との間で前記回動筒を軸線の回りで回動させる駆動部が設けられていることにより、シリンダブロックとプランジャ等との摺動部分からのエアの混入を防止し、ディスペンサ内の容積変化による液状樹脂の吐出量の精度不良を解消し、液材に混入しているエアの膨張によりノズルからの液垂れを防止することができる。
(第1の実施の形態)
図1は本発明に係る真空ディスペンス装置の第1の実施の形態の構成を示す断面図である。本実施形態の真空ディスペンス装置は、液状樹脂が供給される被塗布品10を真空に保持する真空チェンバー20と、真空チェンバー20に収容された被塗布品10に液状樹脂を供給するディスペンサ30とから構成される。
真空チェンバー20は、被塗布品10を収容する第1の容器部分としての容器部22と第2の容器部分としての蓋部24とを備える。容器部22の底部には被塗布品10を支持するテーブル23が設けられる。容器部22は上部が開口する箱状に形成され、蓋部24は容器部22の開口部を覆う大きさの平板体に形成される。
蓋部24には、蓋部24をXY平面内で移動させるXY駆動部50が取り付けられている。XY駆動部50は、蓋部24の移動方向(X軸方向とY軸方向)をガイドするガイド部と、X軸方向とY軸方向に蓋部24を個別に押動するサーボモータ等の駆動部とを備える。
プランジャ40、供給バルブ42および吐出バルブ44は、基端部で駆動部46、47、48に脱着可能に連結される。駆動部46、47、48はサーボモータ等の駆動源により、プランジャ40、供給バルブ42および吐出バルブ44をその長手方向に進退動させる。
供給バルブ42および吐出バルブ44は流路36a、36bと交差する配置に設けられ、供給バルブ42および吐出バルブ44には、流路36a、36bと略同径に形成された連通孔42a、44aがバルブ部材を貫通して設けられる。
供給バルブ42および吐出バルブ44は、流路36a、36bと連通孔42a、44aとの位置が重複する位置に移動することにより、流路36a、36bとシリンダ部32aとが連通し(連通位置)、流路36a、36bと連通孔42a、44aとが重複しない位置に移動することにより流路36a、36bとシリンダ部32aとの間が遮断される(遮断位置)。
ディスペンサ30には、真空チェンバー20に対してディスペンサ30を鉛直方向(Z軸方向)に昇降させるZ軸駆動部52が設けられている。被塗布品10に液状樹脂を塗布する操作は、ノズル38を挿通孔25に挿通した状態でなされる。
まず、被塗布品10を真空チェンバー20内の所定位置に配置する。本実施形態ではテーブル23を容器部22の底部から離間させた下位置に下降させてテーブル23に被塗布品10をセットし、テーブル23を上位置に上昇させ、容器部22の底部にテーブル23を当接させて真空チェンバー20内を真空排気することによって真空下で液状樹脂を供給する。
被塗布品10へ液状樹脂を塗布する操作は、XY駆動部50により蓋部24とともにディスペンサ30を所定位置に移動させ、被塗布品10に対する液状樹脂の吐出位置を制御して行う。
このディスペンサ30による液状樹脂の吐出操作と、XY駆動部50によりディスペンサ30をX−Y平面で移動する操作とを組み合わせて制御することにより、被塗布品10の適宜位置に適宜分量で液状樹脂を供給することができる。被塗布品10に供給される液状樹脂の分量は、シリンダ部32aの内容積とプランジャ40の移動量によって調節される。
図2は、図1に示すディスペンス装置の変形例を示す。この実施形態では、真空チェンバー20を、ディスペンサ30を装着する第2の容器部分としての容器部22aと、容器部22aの下面開口部を覆う第1の容器部分としての蓋部24aに形成し、容器部22aを装置の基体に固定し、蓋部24aにXY駆動部50を取り付けて、蓋部24aをX−Y方向に可動としたものである。ディスペンサ30の構成は上述した第1の実施の形態とまったく同様である。
本実施形態では、蓋部24aに被塗布品10を配置し、XY駆動部50により蓋部24aをX−Y平面内で移動させて、ディスペンサ30により被塗布品10に液状樹脂を塗布する。
このように、被塗布品10を支持する側をX−Y平面内で可動とし、容器部22aおよびディスペンサ30を固定側(ディスペンサ30はZ軸方向に可動)として被塗布品10に液状樹脂を供給することも可能である。
本実施形態では、真空チェンバー20内に被塗布品10を配置し、ディスペンサ30のノズル38の先端側を真空チェンバー20に挿入して装着する構成とし、ノズル38が装着された容器部分と被塗布品を支持する容器部分とをX−Y平面内で相対的に可動とし、被塗布品10を移動させるXY駆動部50およびディスペンサ30の主要部については、真空チェンバー20の外部に配置する構成としたことによって、真空チェンバー20の大きさを被塗布品10を収容する最小領域とすることができ、真空チェンバーの小型化を効率的に図ることが可能となる。
図3〜5は本発明に係る真空ディスペンス装置の第2の実施の形態の構成を示す。真空ディスペンス装置ではノズルから被塗布品に液状樹脂を吐出して供給するが、品種切り替え等で、液状樹脂の吐出操作をいったん休止させるような場合には、ノズルの先端に付着して残留した液状樹脂が落下して装置を汚さないように、液垂れ受け容器をノズルの下に配置させておくようにしている。また、ディスペンサによる液状樹脂の供給操作を再開する場合には、何回か空打ちして液状樹脂にエアが混入しないように、また、吐出操作の際にノズルの先端に付着して残留する液状樹脂の量を最適化して再開する。液垂れ受け容器は、このようなディスペンサによる空打ちの液状樹脂を受ける際にも使用する。
図3に示す真空ディスペンス装置は、液垂れ受け容器60を真空チェンバー20の外部に配置し、これによって真空チェンバー20の小型化を阻害しない構成とするとともに、真空チェンバー20の外部に配置された液垂れ受け容器60に不要な液状樹脂を排出する操作を容易に可能にした例を示す。
本実施形態の真空ディスペンス装置において特徴とする構成は、ディスペンサ30のノズル38に気密にアタッチメント28を外挿して装着し、蓋部24bに設けた挿通孔25にノズル38の先端側を進入させるとともに、アタッチメント28により挿通孔25を気密にシールして真空チェンバー20とディスペンサ30とを気密に保持するように設けたことにある。
シリンダブロック32および液状樹脂を収容する容器34等のディスペンサ30についての構成は第1の実施の形態におけると同様であるので説明を省略する。
図3は、被塗布品10に液状樹脂を塗布している状態を示す。被塗布品10を容器部22の所定位置に配置し、真空チェンバー20にアタッチメント28とともにノズル38を装着した状態で、真空チェンバー20を真空に排気する。次いで、XY駆動部50により容器部22をX−Y平面内で移動させ、被塗布品10に対して液状樹脂を塗布する位置を制御しながらディスペンサ30から被塗布品10に液状樹脂を吐出する。液状樹脂を吐出する際には、Z軸駆動部52によりノズル38の吐出高さを随時調節して行う。
こうして、真空下で被塗布品10に液状樹脂が供給される。
ディスペンサ30による液状樹脂の吐出操作を再開する際には、図4に示すように、ノズル38を上位置に移動させた状態でノズル38から液垂れ受け容器60に液状樹脂を何回か空打ちして吐出させ、ノズル38から吐出される液状樹脂にエアが混入しないようにし、また、ノズル38の先端に付着する液状樹脂の量を最適にしてから、真空チェンバー20の蓋部24bにアタッチメント28とともにノズル38を装着し、被塗布品10に液状樹脂を吐出する操作に移る。
上述した真空ディスペンス装置においては、真空チェンバー20にディスペンサ30のノズル38を装着した状態で真空チェンバー20を真空排気すると、ディスペンサ30に対して真空チェンバー20が負圧になることから、ディスペンサ30と真空チェンバー20との間の圧力差によってディスペンサ30から液状樹脂が真空チェンバー20の側に吸引される作用が生じ、シリンダブロック32とプランジャ40や供給バルブ42、吐出バルブ44との摺動部分からエアが混入することがある。
以下では、このようなエアの混入による問題を解消する真空ディスペンス装置についての実施の形態について説明する。
このようにシリンダブロック32の外周囲を真空チェンバー70により気密に封止し、真空チェンバー70を真空排気することにより、真空チェンバー20とディスペンサ30の各部とが真空に保持され、シリンダブロック32に装着されているプランジャ40等の摺動部分からエアが混入することを防止することができる。
図7は、プランジャ40、供給バルブ42および吐出バルブ44と駆動部46、47、48との連結部分の構成を示す。
図1に示す真空ディスペンス装置では、プランジャ40、供給バルブ42および吐出バルブ44と駆動部46、47、48との連結部分が、駆動部46等の前端部に設けたT形スロットに、プランジャ40等の基端部に形成した平面形状がT形の連結基部40a等を嵌合する構造となっている。図7(b)は、駆動部46に設けたT形スロット46aにプランジャ40のT形の連結基部40aが凹凸嵌合して連結される様子を示している。
こうして、プランジャ40、供給バルブ42および吐出バルブ44のがた分を解消することにより、真空時にディスペンサ30内でプランジャ40、供給バルブ42および吐出バルブ44が前方に微動し、ディスペンサ30内で液状樹脂が収容されている部位での容積が変化して、液状樹脂の吐出精度が不良となることを防止することができる。なお、プランジャ40、供給バルブ42および吐出バルブ44の長手方向へのがたを解消する方法は図7に示すストッパ80を用いる方法に限られるものではない。
図8は、ディスペンサ30における液垂れを防止する方法として、ノズル38にニードルバルブ90を装着した実施の形態を示す。
すなわち、ノズル38の先端にノズル38と同軸に軸線方向に可動にニードルバルブ90を配置し、ニードルバルブ90の先端面をノズル端38aに当接可能とし、ノズル端38aに設けたノズル流路38bをニードルバルブ90により開閉可能とする。ニードルバルブ90は駆動部92により軸線方向に押動可能に設けられ、ニードルバルブ90の先端面がノズル端38aに当接することによってノズル流路38bが閉止され、ニードルバルブ90の端面がノズル端38aから離間することによってノズル流路38bがディスペンサ30の流路36bに連通する。
このように、液状樹脂を塗布する際にのみノズル流路38bが開放されるようにニードルバルブ90を制御することによって、真空チェンバー20が真空排気された場合にノズル38から真空チェンバー20側に液状樹脂が吸引されることを防止することができ、これによってディスペンサ30の摺動部分等でエア混入が生じることを防止することが可能となる。
図9は、ニードルバルブ90にかえて、2枚の円板を用いた円板バルブにより液垂れを防止する構成とした真空ディスペンサ装置を示す。
すなわち、ノズル38の端部に第1の円板94を取り付けるとともに、ノズル38に外挿して回動筒98を装着する。回動筒98の筒内の中途位置には、ノズル38に固定された第1の円板94の下面に上面が液密に摺接する第2の円板96が固定されている。回動筒98の先端部は真空チェンバー20の蓋部24に気密にシールして挿通され、回動筒98は駆動部100によりノズル38と同軸に軸線の回りで回動可能に設けられる。
第1の円板94はノズル38に固定して支持され、第2の円板96は回動筒98に固定して支持されているから、回動筒98を軸線の回りで回動させた位置により、第1の円板94と第2の円板96に設けた連通孔94a、96aは、相互に連通する位置と遮断する位置に切り替えられる。
こうして、本実施形態の場合も、前述した第5の実施の形態と同様に、ノズル38から液状樹脂を吐出させる際にのみ、ディスペンサ30と真空チェンバー20とを連通させることができ、これによってディスペンサ30での不要な液垂れを防止することが可能となる。
また、第5の実施の形態および第6の実施の形態におけるように、ノズル38にバルブを設けることにより、ディスペンサ内の容積変化による液状樹脂の吐出精度不良を抑えることができ、液材に混入したエアが膨張することによってノズル38から液垂れが生じることを防止することが可能となる。
20 真空チェンバー
22、22a 容器部
24、24a 蓋部
25 挿通孔
26、27、29a、29b パッキン
30 ディスペンサ
32 シリンダブロック
32a シリンダ部
34 容器
36a、36b 流路
38 ノズル
38a ノズル端
38b ノズル流路
40 プランジャ
40a 連結基部
42 供給バルブ
42a、44a 連通孔
44 吐出バルブ
46、47、48 駆動部
46a T形スロット
50 X−Y駆動部
52 Z軸駆動部
60 液垂れ受け容器
70 真空チェンバー
71、72、73、74、75 パッキン
80 ストッパ
90 ニードルバルブ
94 第1の円板
96 第2の円板
94a、96a 連通孔
98 回動筒
Claims (8)
- 液状樹脂を供給する被塗布品を真空室内に配置し、液状樹脂を供給するディスペンサから前記被塗布品の所定位置に、真空下において液状樹脂を供給する真空ディスペンス装置であって、
前記被塗布品を収容する真空チェンバーを、前記被塗布品を収容して支持する第1の容器部分と、前記ディスペンサのノズルを装着する第2の容器部分とによって構成し、
前記第1の容器部分と前記第2の容器部分とを、真空チェンバーの気密状態を破ることなくX−Y平面内で相対的に可動とし、
前記第1と第2の容器部分の少なくとも一方をX−Y平面内で移動させ、前記被塗布品と前記ノズルとの相対的な平面位置を可変とするX−Y駆動部を、前記真空チェンバーの外部に設置し、
前記ノズルは、前記第2の容器部分にZ軸方向に対し気密に挿抜可能に装着され、
前記ディスペンサをZ軸方向に移動させるZ軸駆動部が設けられていることを特徴とする真空ディスペンス装置。 - 液状樹脂を供給する被塗布品を真空室内に配置し、液状樹脂を供給するディスペンサから前記被塗布品の所定位置に、真空下において液状樹脂を供給する真空ディスペンス装置であって、
前記被塗布品を収容する真空チェンバーを、前記被塗布品を収容して支持する第1の容器部分と、前記ディスペンサのノズルを装着する第2の容器部分とによって構成し、
前記第1の容器部分と前記第2の容器部分とを、真空チェンバーの気密状態を破ることなくX−Y平面内で相対的に可動とし、
前記第1と第2の容器部分の少なくとも一方をX−Y平面内で移動させ、前記被塗布品と前記ノズルとの相対的な平面位置を可変とするX−Y駆動部を、前記真空チェンバーの外部に設置し、
前記ノズルに、アタッチメントを気密に外挿して装着し、
前記第2の容器部分に設けた挿通孔に前記ノズルの先端側を進入させるとともに、前記アタッチメントが前記挿通孔の外方から前記第2の容器部分に当接して該挿通孔を気密にシールすることを特徴とする真空ディスペンス装置。 - 前記真空チェンバーの外部に、前記ノズルからの液垂れ受け容器が配置されていることを特徴とする請求項2記載の真空ディスペンス装置。
- 前記ディスペンサは、
シリンダブロックと、
該シリンダブロックに設けられたシリンダ部内を摺動するプランジャと、前記シリンダ部に液状樹脂を供給する容器と該シリンダ部とを連通する流路に交差する配置に設けられた供給バルブと、前記シリンダ部と前記ノズルとを連通する流路と交差する配置に設けられた吐出バルブと、
前記プランジャを、前記容器から前記シリンダ部に液状樹脂を吸入する位置と、前記ノズルから液状樹脂を吐出させる位置との間で進退動させる駆動部と、
前記供給バルブを、前記容器と前記シリンダ部とを連通する流路と該供給バルブに設けた連通孔とが重複する連通位置と、該流路と該連通孔とが偏位する遮断位置との間で進退動させる駆動部と、
前記吐出バルブを、前記シリンダ部と前記ノズルとを連通する流路と吐出バルブに設けた連通孔とが重複する連通位置と、該流路と該連通孔とが偏位する遮断位置との間で進退動させる駆動部と
を備えていることを特徴とする請求項1〜3のいずれか一項記載の真空ディスペンス装置。 - 前記シリンダブロックの外周囲を囲む配置に、前記シリンダブロックと前記プランジャ、前記供給バルブおよび前記吐出バルブとの摺動部分からのエア混入を防止する真空チェンバーが設けられていることを特徴とする請求項4記載の真空ディスペンス装置。
- 前記プランジャ、供給バルブおよび吐出バルブの基端部と、それぞれの前記駆動部とが凹凸嵌合により連結され、
当該連結部分のクリアランスによるがたを解消する手段が設けられていることを特徴とする請求項4または5記載の真空ディスペンス装置。 - 前記ノズルの先端のノズル内に、該ノズルと同軸の軸線方向に可動となるニードルバルブが設けられ、
前記ノズルの流路を開放する位置と、前記ノズルの流路を閉止する位置との間で前記ニードルバルブを軸線方向に押動させる駆動部が設けられていることを特徴とする請求項4〜6のいずれか一項記載の真空ディスペンス装置。 - 前記ノズルの先端に、第1の円板が固定され、
前記ノズルに、前記第1の円板と液密に摺接する第2の円板が固定された回動筒が該ノズルと同軸に外挿されるとともに、前記被塗布品を収容する前記真空チェンバーに当該回動筒が装着され、
前記第1の円板に設けられた連通孔と前記第2の円板に設けられた連通孔が連通する位置と、前記第1の円板に設けられた連通孔と前記第2の円板に設けられた連通孔とが遮断される位置との間で前記回動筒を軸線の回りで回動させる駆動部が設けられていることを特徴とする請求項4〜7のいずれか一項記載の真空ディスペンス装置。
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