JP5339550B2

JP5339550B2 - 真空積層システムおよび真空積層成形方法

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Publication number: JP5339550B2
Application number: JP2011246464A
Authority: JP
Inventors: 孝司石川; 智章廣瀬
Original assignee: 株式会社名機製作所
Priority date: 2011-11-10
Filing date: 2011-11-10
Publication date: 2013-11-13
Anticipated expiration: 2031-11-10
Also published as: KR20130051865A; US8845844B2; CN103101283A; CN103101283B; SG190522A1; KR101352484B1; US20130118684A1; JP2013103346A

Description

本発明は、積層フィルムと被積層品とを積層した後に、積層フィルムが積層された積層品から積層フィルムを切断する真空積層システムおよび真空積層成形方法に関するものである。

半導体のウエハ等の被積層品にＮＣＦ等の積層フィルムを積層し、その後に積層フィルムが積層されたウエハから積層フィルムの余剰部を切断する技術としては、例えば特許文献１、特許文献２などに記載された技術が公知である。特許文献１は、接着シートをウエハへ押圧して接着した位置で、そのまま切断刃によりウエハの形状に応じて接着シートを切断している。しかし特許文献１では、接着シートをウエハへ押圧する位置と接着シートを切断する位置が同じであり、押圧手段の外周側に切断手段があるので、ウエハへの接着シートの押圧に制限を受けるか、または接着シートが接着されたウエハからの接着シートの余剰部の切断に制約を受ける。具体的には、特許文献１の図１等に記載されるように、ゴム状の第１の押圧手段により押圧され接着される面積よりも切断手段により切断される部分のほうが外側となってしまう。そのため特許文献１では、ウエハの外側寄りの部分は、回転しながら移動するプレスローラによって接着シートとウエハの間の空気を追い出しながら貼付けを行っている。しかしながらこのようなウエハに対する接着シートの貼着を２段階に分けて行うような貼着方法では、ウエハの全面に均一な貼着を行うことは期待できない。また特許文献１では、弾性ゴムシートによる押圧を真空状態で行う記載はなく、プレスローラを用いても空気を完全に除去した良好な貼着は期待できない。

また特許文献２は、ウェーハ載置テーブルにおいて貼付けロールを用いてウェーハに対してダイボンドテープを貼着し、貼付けロールが移動した後に、同じ位置で、そのまま切断刃によりウェーハの形状に応じてダイボンドテープの切断をしている。しかし特許文献２では、ウェーハの貼着を貼付けロールにより行うので、次のような問題があった。即ち、貼付けロールは、一度に加圧可能な面積が小さくてウェーハに対して部分的に高圧で加圧することになってしまうという問題があった。また円形のウェーハに対して一方から他方に向けて貼付けロールにより順に押圧していく場合には、最初や最後の部分と中間の部分とでは貼付けロールで加圧されるウェーハの長さが異なるので加圧力が異なってしまうというという問題もあった。更にはウェーハ表面の一方から他方に向けて貼付けロールが順に移動するので、ウェーハにバンプ等の突起がある場合は、横方向から力が加わって前記突起を倒してしまうという問題があった。

ところで近年では、バンプ等の微細な突起を有するウエハへのフィルム積層、従来よりも厚みが非常に薄いウエハへのフィルム積層、従来のウエハであっても更にボイドを無くし均一で高精度な積層など、従来よりも厳しい条件の積層成形が求められる場合が出現している。しかしそれらに対して従来の積層装置では十分に対応しきれない場合があった。そこで今回、特許文献３に記載されるようなバッチ式の真空積層装置をウエハの積層に使用することが検討された。特許文献３の場合、連続した帯状の被積層材と積層材は上下のキャリアフィルムに挟まれた状態で真空積層装置で積層され、その後に上下のキャリアフィルムが剥離される。そしてその後に帯状の積層成形品が定寸ごとに切断される。

しかしながら前記の特許文献３の真空積層装置と切断装置をウエハの積層成形やフィルムの切断に転用することは、次のような理由から困難であった。即ちウエハの場合、円形のウエハが１個づつが個別に搬送されるので、特許文献３のように、キャリアフィルムを剥離した後に帯状の積層成形品のみを引き出して切断するということはできなかった。また特許文献３の真空積層装置でフィルムを積層したウエハ等をキャリアフィルムとは別の移載装置により異なる位置に設けた切断装置の位置まで移動させることも考えられるが、別の移載装置を設置するコストの点やスペースの点で不利であった。

また前記において積層される被積層品はウエハに限定されず、それ以外の連続しない単体の被積層品（回路基板等）についても適用されるが、バッチ式の真空積層装置で積層成形が完了した後に、積層成形された回路基板等から積層フィルムの余剰部を切断することについては、同様の問題があった。

特開２００９−３２８５３号公報（００１７ないし００１９、図１）特開２００２−１３４４３８号公報（００４５ないし００４９、図１１、図１３）特開２００８−２７２８９９号公報（請求項１、図１）

上記のように、従来のウエハ用の積層装置においては、ウエハの高精度な積層ができないという問題があった。またバッチ式の真空積層装置を用いて個別に搬送されるウエハ等の被積層品の積層を行う場合については、積層後の積層成形品の切断装置の構造および配置と該切断装置に積層成形品を搬送する移載装置をどのようにするかの技術が確立していなかった。

そこで本発明では、積層フィルムと被積層品とを積層し、積層フィルムが積層された積層品から積層フィルムの余剰部を切断する際に、高精度な積層成形が可能であり、なおかつ積層フィルムの余剰部の切断するための移載装置を含む切断工程が簡略化できる真空積層システムおよび真空積層成形方法を提供することを目的とする。また特に第２の課題としては被積層品が円形のウエハである場合に、積層フィルムとウエハとを積層し、積層フィルムが積層されたウエハから積層フィルムの余剰部を切断する際に、ウエハへの高精度な積層成形が可能であり、なおかつ積層フィルムの余剰部の切断するための移載装置を含む切断工程が簡略化できる真空積層システムおよび真空積層成形方法を提供することを目的とする。

本発明の請求項１に記載の真空積層システムは、積層フィルムと下側の下キャリアフィルム上を個別に搬送される被積層品とをバッチ式の真空積層装置で積層し、積層フィルムが積層された積層品から積層フィルムを切断する真空積層システムであって、被積層品は円形のウエハであり、積層フィルムは連続式の積層フィルムまたは矩形に切断された積層フィルムであり、下キャリアフィルムに積層フィルムが積層されたウエハが載置されるとともに、上キャリアフィルムが無い状態で、下キャリアフィルムの下側に設けられたフィルムテンション機構の載置板を、載置板の上面が下キャリアフィルムの高さ位置よりも上方まで上昇させて停止させ下キャリアフィルムに一定以上のテンションをかけ、下キャリアフィルムの上側に設けられた切断機構の高さをクローズドループ制御して、前記積層フィルムが積層されたウエハの形状に合わせて該積層フィルムが積層されたウエハから積層フィルムの余剰部を切断することを特徴とする。

本発明の請求項２に記載の真空積層システムは、請求項１において、前記切断機構は、ＣＣＤカメラにより計測されたウエハの位置情報により、水平方向に移動可能であることを特徴とする。

本発明の請求項３に記載の真空積層システムは、請求項１または請求項２において、前記切断機構は、回転軸芯と所定距離隔てた位置に設けられた切断刃がウエハの外周に沿うように円弧上を移動するものであることを特徴とする。

本発明の請求項４に記載の真空積層成形方法は、積層フィルムと下側の下キャリアフィルム上を個別に搬送される被積層品とをバッチ式の真空積層装置で積層し、積層フィルムが積層された積層品から積層フィルムを切断する真空積層成形方法であって、被積層品は円形のウエハであり、積層フィルムは連続式の積層フィルムまたは矩形に切断された積層フィルムであり、下キャリアフィルムに積層フィルムが積層されたウエハが載置されるとともに、上キャリアフィルムが無い状態で、上方に設けられた切断機構により、下キャリアフィルムは一部または全部が切断されないようにして、前記積層フィルムが積層されたウエハの形状に合わせて該積層フィルムが積層されたウエハから積層フィルムの余剰部を切断することを特徴とする。

本発明の請求項５に記載の真空積層成形方法は、請求項４において、前記積層フィルムは矩形に切断された積層フィルムであり、上キャリアフィルムと下キャリアフィルムに挟まれた状態で真空積層装置に搬入され、ウエハと前記積層フィルムは上下のキャリアフィルムを介して加圧されて積層成形され、後工程において上キャリアフィルムが剥がされた後に、切断機構によりウエハから積層フィルムの余剰部が切断されることを特徴とする。

本発明の真空積層システムは、積層フィルムと下側の下キャリアフィルム上を個別に搬送される被積層品とをバッチ式の真空積層装置で積層し、積層フィルムが積層された積層品から積層フィルムを切断する真空積層システムであって、被積層品は円形のウエハであり、積層フィルムは連続式の積層フィルムまたは矩形に切断された積層フィルムであり、下キャリアフィルムに積層フィルムが積層されたウエハが載置されるとともに、上キャリアフィルムが無い状態で、下キャリアフィルムの下側に設けられたフィルムテンション機構の載置板を、載置板の上面が下キャリアフィルムの高さ位置よりも上方まで上昇させて停止させ下キャリアフィルムに一定以上のテンションをかけ、下キャリアフィルムの上側に設けられた切断機構の高さをクローズドループ制御して、前記積層フィルムが積層されたウエハの形状に合わせて該積層フィルムが積層されたウエハから積層フィルムの余剰部を切断するので、移載装置を含む切断工程が簡略化できる。また本発明の真空積層成形方法は、積層フィルムと下側の下キャリアフィルム上を個別に搬送される被積層品とをバッチ式の真空積層装置で積層し、積層フィルムが積層された積層品から積層フィルムを切断する真空積層成形方法であって、被積層品は円形のウエハであり、積層フィルムは連続式の積層フィルムまたは矩形に切断された積層フィルムであり、下キャリアフィルムに積層フィルムが積層されたウエハが載置されるとともに、上キャリアフィルムが無い状態で、上方に設けられた切断機構により、下キャリアフィルムは一部または全部が切断されないようにして、前記積層フィルムが積層されたウエハの形状に合わせて該積層フィルムが積層されたウエハから積層フィルムの余剰部を切断するので、移載装置を含む切断工程が簡略化できる。

本実施形態の真空積層システムの側面図である。本実施形態の真空積層システムの正面図である。本実施形態の真空積層システムの切断部分の拡大断面図である。

本実施形態の真空積層システム１１は、図１および図２に示されるように、バッチ式（連続成形方式ではなく成形と成形停止・搬送を交互に繰り返して行われる成形方式）の真空積層装置１２、切断装置１３と、前記真空積層装置１２へ、積層フィルムであるＮＣＦと被積層品であるウエハＷとを重ねて搬入し、ＮＣＦが積層成形されたウエハＷ１（以下単にＮＣＦ積層ウエハＷ１と略す）を切断装置１３へ移載する搬送装置１４等から構成されている。搬送装置１４は、上下のキャリアフィルムＣ１，Ｃ２とその送り装置である巻き出しロール１５ａ，１５ｂ、巻き取りロール１６ａ，１６ｂ、およびチャック式フィルム移載装置１７等からなっている。図１の右側に示されるように、巻き出しロール１５ａから下キャリアフィルムＣ１は巻き出され、ローラ１８ａを介して所定長さ分フィルムが水平状態で送られる載置ステージＳ１が形成される。そして図２に詳細は省略して示される前工程の搬送・重ね装置１９から前記載置ステージＳ１にウエハＷとその上面に定寸に切断されたＮＣＦが重ねられたものが搬送されるようになっている。また載置ステージＳ１よりも真空積層装置１２側の位置では、上方の巻き出しロール１５ｂから上キャリアフィルムＣ２がローラ１８ｂを介して前記ウエハＷとＮＣＦの上に重ねられるようになっている。そして上下のキャリアフィルムＣ１，Ｃ２に挟まれた状態で前記ウエハＷとＮＣＦはバッチ式の真空積層装置１２へ搬入される。前記上下の巻き出しロール１５ａ，１５ｂはブレーキ機能を有するトルクモータやサーボモータ等により制御され、キャリアフィルムＣ１，Ｃ２にテンションが付与されて送られるようにされることが望ましい。

バッチ式の真空積層装置１２は、固定された上盤２０と、該上盤２０に対して平行であって昇降可能な下盤２１が設けられている。そして下盤２１が上昇した際に上盤２０と下盤２１の間にはチャンバ２２が形成されるようになっている。前記チャンバ２２は下盤２１または上盤２０の少なくとも一方に設けられたシール部材２３によりシールされて密閉されるとともに、チャンバ２２に接続される図示しない真空ポンプを用いて真空状態とされるようになっている。また下盤２１側には下方からコンプレッサーによる加圧空気が挿入されて膨出するゴム膜体２４（ダイアフラム）がその周囲を固定されて設けられている。またもう一方の上盤２０の下面にもゴム膜体２５が貼付けられている。また上盤２０と下盤２１はそれぞれ図示しないヒータにより加熱可能となっている。そして真空積層装置１２のチャンバ２２が開放された際に、上盤２０と下盤２１の間の入口２６ａ側から出口２６ｂ側に向けて前記キャリアフィルムＣ１，Ｃ２等が移動可能となっている。

真空積層装置１２は、上記に限らず上盤２０側に加圧空気が挿入されて膨出するゴム膜（ダイアフラム）が設けられたものでもよく、真空状態のチャンバ２２の中で加圧空気を用いずに常圧でゴム膜を膨出させるものでもよい。また真空積層装置１２は、真空状態のチャンバの中で、膨出されるゴム膜を使用せずに、ゴム、多孔質樹脂、緩衝材等の板状の弾性部材でウエハ等を押圧するものでもよい。また加圧面の表面に薄い金属板が貼り付けられたものでもよい。いずれにしてもバッチ式の真空積層装置では、ウエハＷ等の被積層品とＮＣＦ等の積層フィルムを弾性部材により一定時間加圧することによりウエハＷ等の全面に均一な加圧ができる。

真空積層装置１２の後工程には、積層されたＮＣＦ積層ウエハＷ１（以下単にＮＣＦ積層ウエハＷ１と略す）を挟んだキャリアフィルムＣ１，Ｃ２の両側をぞれぞれ上下から挟んで後工程に送るチャック式フィルム移載装置１７が設けられている。チャック式フィルム移載装置１７の水平方向の移動量は、前記載置ステージＳ１から真空積層装置１２のチャンバ２２内の成形位置までの距離にも一致する。なお本発明においてチャック式フィルム移載装置１７は必須のものではなく、キャリアフィルムＣ１，Ｃ２を図示しないサーボモータ等のモータにより駆動される巻き取りロール１６，１６ｂのみで巻き取りするものでもよい。または巻き取りロール１６，１６ｂ以外のニップロールの駆動にサーボモータを使用し、キャリアフィルムＣ１，Ｃ２の巻き取り量を制御するようにしてもよい。

チャック式フィルム移載装置１７が設けられた位置の後工程側の位置で、上側のローラ２７ｂにより上キャリアフィルムＣ２がＮＣＦ積層ウエハＷ１から剥離され、上キャリアフィルムＣ２は巻き取りロール１６ｂに巻き取られるようになっている。一方、ＮＣＦ積層ウエハＷ１が載置された下キャリアフィルムＣ１はテンションが付与された状態で所定長さ水平に送られるが、その部分が切断ステージＳ２となっている。そして前記切断ステージＳ２に切断装置１３が設けられている。

切断装置１３は、下キャリアフィルムＣ１よりも上側に設けられた切断機構２８と下キャリアフィルムＣ１よりも下側に設けられたフィルムテンション機構２９とからなっている。下キャリアフィルムＣ１の搬送方向の両側にそれぞれ支柱３０が複数本、縦方向に設けられている。そして前記支柱３０の上部には下キャリアフィルムＣ１の搬送方向Ａと直交する方向Ｂに沿って２本の梁部材３１が水平に設けられている。そして図２に示されるように、前記梁部材３１は、下キャリアフィルムＣ１の上方からＮＣＦの余剰部が切断された後のＮＣＦ積層ウエハＷ２（以下単にＮＣＦ積層ウエハＷ２と略す）の搬出ステージＳ３の上方に向けて長く延びている。ぞして前記梁部材３１の上面にはリニアガイドのレール３２が設けられている。そして前記レール３２の上には、下面の両側にリニアガイドのハウジング部３５が設けられた台車３４が設けられている。そして前記ハウジング部３５は前記レール３２にガイドされて台車３４が移動されるようになっている。

また下キャリアフィルムＣ１の一方２本の支柱３０，３０の上部には、下キャリアフィルムＣ１の搬送方向Ａと平行に梁部材３６が設けられている。そして前記梁部材３６から側方に向けて突出して設けられたブラケット上には、前記台車３４を移動させるためのサーボモータ３７が設けられている。または前記梁部材３６の上面に設けられたベアリングによりボールネジ３８が軸支され、ボールネジ３８の一端とサーボモータ３７の駆動軸はカップリングにより結合されている。またボールネジ３８の他端側は、ＮＣＦ積層ウエハＷ２の搬出ステージＳ３の上方に設けられた梁部材３９にベアリングにより軸支されている。ボールネジ３８にはボールネジナット４０が回転可能に取付けられ、ボールネジナット４０は、前記台車３４に固定されている。従ってサーボモータ３７の駆動軸が回転されるとボールネジ３８はその位置で回転され、ボールネジナット４０と台車３４は、ボールネジ３８の軸方向に沿って直線運動される。

また前記台車３４の上面には、下キャリアフィルムＣ１の搬送方向Ａと平行にリニアガイドの２本のレール４１が設けられ、台車３４のレール４１の間の部分は一定面積が解放されている。そして前記レール４１の上には、下面の両側にリニアガイドのハウジング部４３が設けられた上部移動部材４２が設けられている。そして前記ハウジング部４３は、前記レール４１にガイドされ、上部移動部材４２が移動されるようになっている。そして前記台車３４から側方に向けて突出して設けられたブラケット上には、前記上部移動部材４２を移動させるためのサーボモータ４４が設けられている。または台車３４の上面の両側に設けられたベアリングによりボールネジ４５が軸支され、ボールネジ４５の一端とサーボモータ４４の駆動軸はカップリングにより結合されている。またボールネジ４５にはボールネジナット４６が回転可能に取付けられ、ボールネジナット４６は、前記上部移動部材４２に固定されている。従ってサーボモータ４４の駆動軸が回転するとボールネジ４５が回転され、ボールネジナット４６と上部移動部材４２は、ボールネジ４５の軸方向（搬送方向Ａ）に沿って直線運動する。

従って前記の二つのサーボモータ３７，４４と、ボールネジ機構のボールネジ３８，４５およびボールネジナット４０，４６の働きにより上部移動部材４２は、下キャリアフィルムＣ１の切断ステージＳ２の上方位置で、ＸＹ方向（水平面方向）に移動可能となっている。そして上部移動部材４２から下方に向けて切断機構２８の切断刃３３等が取付けられている。具体的には、上部移動部材４２の上面には電動シリンダ４７がロッド４７ａを下方に向けて固定されている。電動シリンダ４７はサーボモータ等によりロッド４７ａがクローズドループ制御されて作動するものでミクロン単位での高精度な昇降制御が可能である。そして上部移動部材４２の下面には、前記ロッド４７ａと平行に２本のガイド部材４８が設けられている。そしてロッド４７ａの先端側に水平方向に固定された部材４９にはガイド孔が設けられ、部材４９のガイド孔の中に前記ガイド部材４８が挿通され、部材４９はガイド部材４８に沿って昇降されるようになっている。またこれらのロッド４７ａ、ガイド部材４８等は、台車３４のレール４１の間の開放された空間から下方に向けて突出している。

そして前記部材４９の下側には、別のロッド５２が下方に向けて固定され、前記ロッド５２には円形の切断刃３３が刃先を下方に向けて固定されている。切断刃３３は、ＮＣＦ積層ウエハＷ１からＵＣＦの余剰部ＵＣＦａを切断するためのものである。そして切断刃３３は、積層されるウエハＷの直径や刃先の磨耗に応じて交換可能となっている。なお切断機構２８の切断刃３３については、図示の構造の刃に限定されず、回転軸芯と所定距離隔てた位置に設けられ側方に刃が形成された切断刃がＮＣＦ積層ウエハＷ１の外周に沿うように円弧上を移動するものでもよい。また上方の切断刃３３が下降して積層フィルムを切断するものではなく、下方の載置板５０が上昇してＮＣＦ積層ウエハＷ１を上昇させて切断刃３３によりＮＣＦ等の積層フィルムの余剰部ＵＣＦａを切断するものでもよい。更には加熱された刃によりＮＣＦ等の積層フィルムを溶断するものでもよく、レーザー等の切断機構を用いたものでもよい。

また円形の切断刃３３の内部には、複数（本実施形態では４個）のゴムパッドからなる吸着具５１が下方に向けて設けられている。そしてゴムパッドの内部は図示しない負圧手段により吸引されるようになっている。また吸着具５１は図示しないバネにより伸縮されるようになっており、当初の状態では切断刃３３よりも下方に突出しており、ＮＣＦ積層ウエハＷ１に当接後も更に切断機構２８を下降させると、切断刃３３よりも退縮した状態にもなるようになっている。

また切断機構２８の部材４９には、ＮＣＦ積層ウエハＷ１の検出機構であるＣＣＤカメラ５３が取付けられている。そしてＣＣＤカメラ５３は、下キャリアフィルムＣ１によって搬送されてきたＮＣＦ積層ウエハＷ１が切断ステージＳ２上のどの位置に停止しているかを検出可能となっている。なお前記検出機構は、ＣＣＤカメラに替えて他の光学的、電子的、および機械的等の検出機構でもよい。また前記切断装置１３の支柱３０間の下キャリアフィルムＣ１よりも下側には、下キャリアフィルムＣ１に張りを与えるフィルムテンション機構２９が設けられている。フィルムテンション機構２９には、積層成形後に搬送されてきたＮＣＦ積層ウエハＷ１の面積よりも一定以上大きい面積の円形の載置板５０が設けられている。本実施形態では載置板５０は、平滑度の高い金属性の平板からなる。しかし表面にガラス板等の他部材を貼付けしたもの、または他部材を貼替え自在にしたものでもよい。更には中央部が膨出したものや、切断刃に対応する部分に溝が設けられたものなどでもよい。

そして前記載置板５０は、支柱３０間の下キャリアフィルムＣ１よりも下方に設けられた板５４に対して設けられたエアシリンダ５５のロッド５５ａの昇降により下キャリアフィルムＣ１の定位置よりも上方まで上昇可能となっている。本実施形態では載置板５０は水平方向には移動不能であるが、切断機構２８の切断刃３３のように、ＮＣＦ積層ウエハＷ１の位置に応じて載置板５０も水平方向に移動可能としてもよい。

そして前記の切断装置１３のサーボモータ３７，４４、電動シリンダ４７、吸着具５１の負圧手段、ＣＣＤカメラ５３、フィルムテンション機構２９のエアシリンダ５５の駆動機構等は、バッチ式の真空積層装置１２、前工程と後工程を含む搬送装置１４等とともに図示しない制御装置に接続され、前記制御装置によりシーケンス制御されるようになっている。

次に本発明の真空積層システムによる真空積層成形方法について説明する。本発明において成形に用いられるのは被積層品については限定されないが、本実施形態では、シリコンからなるウエハＷの積層成形を行うものについて記載する。ウエハＷは、直径が４、８，１２，１６インチ等のものがあり、ほとんどが円形である。ウエハＷの厚みは、０．０２５ｍｍ〜０．８ｍｍ程度である。ただし切断装置１３との関係から同じ形状のウエハを連続して成形することが望ましい。そして本発明ではバッチ式の真空積層装置１２を用いているので、高さ０．０１ｍｍ〜０．０４ｍｍのバンプが形成されたウエハＷについても良好な積層成形が可能である。これらのバンプが形成されたウエハＷは、ロールラミネータでは加圧力が強すぎたり、バンプに対して横方向から力が加えられてバンプを倒してしまったり、バンプとウエハの間にボイドができたりして、良好な成形が難しい。しかしバッチ式の真空積層装置１２、特に加圧されるゴム膜体２４（ダイアフラム）によって加圧を行う真空積層装置１２（ラミネータ）では良好な積層成形ができる。

まずは図示しない前工程の搬送・重ね装置１９においてカッタで切断されたＮＣＦがウエハＷの上に重ねられる。切断されたＮＣＦの一辺の大きさは、ウエハＷの直径以上であり、ウエハＷの全面がＮＣＦでカバーされる。ＮＣＦは、保存状態では接着層の両面にＰＥＴ（ポリエチレンテレフタレート）フィルム等の保護フィルムが積層されているが、一方側の保護フィルムが剥離され、接着層がウエハＷに当接された状態で重ねられる。この際、ウエハＷと接着層の一部が仮接着される場合とされない場合が想定される。

なお本発明では被積層品に積層される積層フィルムはＮＣＦ以外でもよく、ＡＢＦ等の積層材や感光性フィルムを除外するものではなく、樹脂の種類も熱硬化性フィルムの他、可塑性樹脂フィルムや、熱硬化性樹脂と熱可塑性樹脂の混合体であってもよい。また本発明において積層フィルムの厚みは限定されず、シートと称されるものも積層フィルムに含まれる。更には本実施形態では積層フィルムは、所定の長さの矩形に切断されて個別の被積層品に重ねられて積層成形が行われるが、連続した帯状のものでもよい。その場合、積層フィルムは巻き出しロールから巻き出され、真空積層装置１２で被積層品に積層され、切断装置１３で、被積層品に積層されている部分以外の周囲の部分が切断され、切断された積層フィルム（帯状で穴が打ち抜かれたもの）は、巻き取りロールに巻き取られる。また前記切断装置１３において、切断された積層フィルムが分断される場合は、下キャリアフィルムＣ１と共に巻き取るようにしてもよい。更には積層フィルムが切断されたものの場合も連続した帯状のものの場合も、積層フィルムが下側に載置されその上に被積層品を載置して積層成形するものでもよい。更にまた被積層品の上下に積層フィルムを重ね、被積層品を挟むように両面に積層フィルムが貼着されるものでもよい。その場合は切断装置で２枚の積層フィルムが同時に切断される。

そして前工程の搬送・重ね装置１９により、ウエハＷとＮＣＦのセットは、下キャリアフィルムＣ１上の載置ステージＳ１に置かれる。次にバッチ式の真空積層装置１２のチャンバ２２を開いた状態で、上下キャリアフィルムＣ１，Ｃ２の巻き出しロール１５ａ，１５ｂのブレーキを解除し、巻き取りロール１６ａ，１６ｂのモータを駆動させ、チャック式フィルム移載装置１７が設けられている場合はチャック式フィルム移載装置１７により上下キャリアフィルムＣ１，Ｃ２の側端側を後工程へ向けて引張ることにより、下キャリアフィルムＣ１上のウエハＷとＮＣＦのセットは真空積層装置１２へ移動される。そして前記ウエハＷとＮＣＦのセットは、途中のローラ１８ｂの部分から上キャリアフィルムＣ２が重ねられ、上下キャリアフィルムＣ１，Ｃ２に挟まれた状態で、バッチ式の真空積層装置１２のチャンバ２２内の積層成形位置に搬入される。

次に真空積層装置１２の下盤２１を上昇させ、チャンバ２２を密閉した上でチャンバ２２内を真空化される。その際に上盤２０および下盤２１は加熱されているので、直接にウエハＷとＮＣＦに当接しないでも、ＮＣＦの接着層の溶融が進行する。そして真空度が所定の値となると下側のゴム膜体２４（ダイアフラム）の下方に加圧エアを供給し、ゴム膜体２４を膨出させ、ウエハＷとＮＣＦを上盤側の弾性ゴム膜２５に向けて押圧する。この際の加圧力としては、これに限定されるものではないが一例として、０．１ＭＰａ〜１．５ＭＰａが望ましい。また真空積層装置１２のゴム膜体２４（ダイアフラム）のゴム硬度は、これに限定されるものではないが一例として、（ＪＩＳＫ−６２５３）による測定でデュロメータタイプＡ硬度（ショアＡ硬度）が１０〜４０度が望ましい。また押圧される上盤２０側のゴム膜体２５の硬度は、これに限定されるものではないが一例として、４０〜７０度が望ましく、上盤２０側のゴム膜体２５の硬度のほうが高くなっている。

そしてウエハＷとＮＣＦは上下キャリアフィルムＣ１，Ｃ２を介して加圧されるので、ＮＣＦの接着層が溶融しても真空積層装置１２のゴム膜体２４，２５等に付着することがない。ただし積層フィルムが装置側へ付着しないフィルムの場合や、真空積層装置１２の側に溶融樹脂の付着を防止または除去する機構がある場合は、上キャリアフィルムＣ２は必須ではなく、ウエハＷ等を搬送するために少なくとも下キャリアフィルムＣ１が存在すればよい。

そして所定の加圧時間が経過するとゴム膜体２４による加圧を終了させるとともに、チャンバ２２内の真空破壊が行われ、次に下盤２１を下降させてチャンバ２２を開放する。そしてＮＣＦ等の積層フィルムが積層されたウエハ等の積層成形品（ＮＣＦ積層ウエハＷ１）を次の工程へ送る。またこのＮＣＦ積層ウエハＷ１の移動の際には上記したように載置ステージＳ１から次に積層成形を行うウエハＷとＮＣＦが真空積層装置１２のチャンバ２２内に搬入されるのは言うまでもない。本実施形態では正確な搬送を行うためにチャック式フィルム移載装置１７が設けられているので、最初に搬送される位置ではＮＣＦ積層ウエハＷ１は、上下のキャリアフィルムＣ１，Ｃ２に挟まれた状態のまま停止される。しかしチャック式フィルム移載装置１７を設けずに、最初に搬送される位置までに上キャリアフィルムＣ２をロール２７ｂにより剥がし、最初に搬送される位置でＮＣＦ積層ウエハＷ１からＵＣＦの余剰部ＮＣＦａを切断するものでもよい。

本実施形態では、ＮＣＦ積層ウエハＷ１は、積層成形後に１回目に搬出され停止される位置と２回目に搬送され停止される位置（切断ステージＳ２）の間の位置で、上キャリアフィルムＣ２が除去される。そして次に切断ステージＳ２においてＮＣＦ積層ウエハＷ１が停止される。なおこの切断ステージＳ２におけるＮＣＦ積層ウエハＷ１の停止位置は、下キャリアフィルムＣ１の送り量の誤差や下キャリアフィルムＣ１の伸びの差などにより、毎回搬送されてくる毎に微妙に相違してしまう。そして切断ステージＳ２においてＮＣＦ積層ウエハＷ１が停止されると次にまず、切断装置１３のうちのフィルムテンション機構２９の載置板５０の上面が下キャリアフィルムＣ１の高さ位置よりも上方まで上昇して停止する。このことにより下キャリアフィルムＣ１には一定以上のテンションがかけられ、同時にＮＣＦ積層ウエハＷ１の位置が固定される。

ＮＣＦ積層ウエハＷ１の位置が固定されると、上方の切断機構２８のＣＣＤカメラ５３により位置情報が検出され、ＮＣＦ積層ウエハＷ１の停止位置に対応させて、サーボモータ３７，４４をそれぞれ駆動し、切断機構２８の上部移動部材４２を移動させる。上部移動部材４２および切断刃３３等は上記したように水平面上をＸＹ方向に自在に移動可能なので、ＮＣＦ積層ウエハＷ１のウエハの部分の外径よりもごく僅かに大きい直径に設けられた円形の切断刃３３を前記ウエハの部分の外周と同心円となるような位置へ移動させることができる。または特にＣＣＤカメラや移載装置の精度を高めた装置では、切断刃３３の内周径と前記ウエハ部分の外周径をより一層近似させ、切断後のＵＣＦ積層ウエハＷ２においてウエハの部分の外周へのＮＣＦのはみだし部分を無くしたり少なくすることができる。

そして上部移動部材４２および切断刃３３の位置が決定すると、電動シリンダ４７のロッド４７ａを伸張させて、まずＮＣＦ積層ウエハＷ１のＮＣＦの部分の上面に吸着具５１に当接させ、負圧手段により吸引する。そしてなおも電動シリンダ４７を伸張させると、吸着具５１のバネが退縮し、円形の切断刃３３がＮＣＦ積層ウエハＷ１のＮＣＦの部分に当接する。この際に切断刃３３はウエハＷの外周側にあって、図３に示されるようにＮＣＦの部分は完全に切断するが、下キャリアフィルムＣ１は一部または全部が切断されない高さで停止されるようクローズドループ制御により位置制御される。このことにより、下キャリアフィルムＣ１は全体が帯状のままであり、切断されて円形の端材を生じない。また当初矩形であったＮＣＦの部分はウエハＷの形状に沿って打ち抜かれ、ＮＣＦの余剰部ＮＣＦａは下キャリアフィルムＣ１上に残る。

なお本実施形態では、ＮＣＦ積層ウエハＷ１のウエハ部分の外周に沿ってＮＣＦの部分の切断が行われるが、ＮＣＦ積層ウエハＷ１のウエハ部分の外周よりも内側部分でＮＣＦの部分の切断を行うようにしてもよい。その場合は、ＮＣＦウエハＷ２からＮＣＦの部分が除去されてウエハの部分が一部露出することになる。また本実施形態では、電動シリンダ４７の制御により、下キャリアフィルムＣ１を切断しないようにしているが、切断刃３３の近傍に下キャリアフィルムＣ１の厚みと同じか厚み以下僅かに切断刃３３よりも突出した突出部を設け、その前記突出部が下キャリアフィルムＣ１の表面または載置板５０に当接した際に、切断刃３３が下キャリアフィルムＣ１を少なくとも完全には切断しない位置で停止するような位置関係の構造のものでもよい。

そして次に切断機構２８の電動シリンダ４７を上昇させ、切断刃３３を上昇させるとともに、吸着具５１により円形のＮＣＦの部分が貼着されたＮＣＦ積層ウエハＷ２を吸着して上昇させる。そして次にサーボモータ３７を作動させて台車３４を次の後工程であるＮＣＦ積層ウエハＷ２の搬出ステージＳ３の上方まで移動させ、再び電動シリンダ４７を作動させて吸引具５１等を下降させるとともに吸着具５１の負圧吸引を停止して、ＮＣＦ積層ウエハＷ２を後工程の搬送装置へ載置する。またＮＣＦの余剰部ＮＣＦａは、下キャリアフィルムＣ１に貼付いた状態で、次回以降にキャリアフィルムＣ１による送りが行われた際に、巻き取りロール１６ａに巻き取られるので、別途に切断されたフィルムの除去装置を設ける必要がない。そしてまた本発明では、下キャリアフィルムＣ１上で積層フィルムの余剰部の切断が行えるので、切断装置１３を下キャリアフィルムＣ１と別の位置に別個に設けた場合と比較して、移載用のロボットを少なくとも１台省略でき設置レイアウトもコンパクトにすることができる等、切断工程の簡略化が可能となる。特にこれらの装置はクリーンルーム内に設置されるので、切断工程のレイアウトがコンパクトになることの効果は大きい。

本発明の真空積層システムおよび真空積層成形方法は、ウエハ、回路基板の他、微細な凹凸を有する面に積層フィルムを貼着する装置の後工程に用いられ、被積層成形品の種類は限定されない。

１１真空積層システム
１２真空積層装置
１３切断装置
１４搬送装置
２４，２５ゴム膜体
３３切断刃
３７，４４サーボモータ
４７電動シリンダ
５０載置板
５１吸着具
５３ＣＣＤカメラ
Ａ搬送方向
Ｃ１下キャリアフィルム
Ｃ２上キャリアフィルム
ＮＣＦＮＣＦ（積層フィルム）
ＮＣＦａＮＣＦの余剰部（積層フィルムの余剰部）
Ｓ１載置ステージ
Ｓ２切断ステージ
Ｗウエハ
Ｗ１ＮＣＦが積層成形されたウエハ（ＮＣＦ積層ウエハ）
Ｗ２ＮＣＦの余剰部が切断された後のＮＣＦ積層ウエハ（ＮＣＦ積層ウエハ）

Claims

積層フィルムと下側の下キャリアフィルム上を個別に搬送される被積層品とをバッチ式の真空積層装置で積層し、積層フィルムが積層された積層品から積層フィルムを切断する真空積層システムであって、
被積層品は円形のウエハであり、積層フィルムは連続式の積層フィルムまたは矩形に切断された積層フィルムであり、
下キャリアフィルムに積層フィルムが積層されたウエハが載置されるとともに、上キャリアフィルムが無い状態で、
下キャリアフィルムの下側に設けられたフィルムテンション機構の載置板を、載置板の上面が下キャリアフィルムの高さ位置よりも上方まで上昇させて停止させ下キャリアフィルムに一定以上のテンションをかけ、
下キャリアフィルムの上側に設けられた切断機構の高さをクローズドループ制御して、前記積層フィルムが積層されたウエハの形状に合わせて該積層フィルムが積層されたウエハから積層フィルムの余剰部を切断することを特徴とする真空積層システム。
前記切断機構は、ＣＣＤカメラにより計測されたウエハの位置情報により、水平方向に移動可能であることを特徴とする請求項１に記載の真空積層システム。
前記切断機構は、回転軸芯と所定距離隔てた位置に設けられた切断刃がウエハの外周に沿うように円弧上を移動するものであることを特徴とする請求項１または請求項２に記載の真空積層システム。
積層フィルムと下側の下キャリアフィルム上を個別に搬送される被積層品とをバッチ式の真空積層装置で積層し、積層フィルムが積層された積層品から積層フィルムを切断する真空積層成形方法であって、
被積層品は円形のウエハであり、積層フィルムは連続式の積層フィルムまたは矩形に切断された積層フィルムであり、
下キャリアフィルムに積層フィルムが積層されたウエハが載置されるとともに、上キャリアフィルムが無い状態で、
上方に設けられた切断機構により、下キャリアフィルムは一部または全部が切断されないようにして、前記積層フィルムが積層されたウエハの形状に合わせて該積層フィルムが積層されたウエハから積層フィルムの余剰部を切断することを特徴とする真空積層成形方法。
前記積層フィルムは矩形に切断された積層フィルムであり、
上キャリアフィルムと下キャリアフィルムに挟まれた状態で真空積層装置に搬入され、ウエハと前記積層フィルムは上下のキャリアフィルムを介して加圧されて積層成形され、
後工程において上キャリアフィルムが剥がされた後に、切断機構によりウエハから積層フィルムの余剰部が切断されることを特徴とする請求項４に記載の真空積層成形方法。