JP5368204B2 - シート貼付装置 - Google Patents

Description

本発明はシート貼付装置に係り、特に、凹部を有する板状部材、例えば、半導体ウエハを接着シートの貼付対象とし、その凹部内面に接着シートを貼付することに適したシート貼付装置に関する。

近年の半導体ウエハ（以下、単に「ウエハ」という）は、裏面研削によって数十μｍの厚さまで研削されるようになっており、その脆弱性が一層強まっている。そのため、ウエハの損傷を回避しつつ種々の処理を施す際のハンドリング性を考慮して、外周側に補強部として環状の凸部を設けて当該凸部の内側が凹部となるように、ウエハの内側を研削する方法と装置が提案されている（例えば、特許文献１参照）。

特開２００７−１９３７９号公報

ところで、電子部品として利用されるウエハには、洗浄や表面処理等の種々の処理を施す際に、当該処理を行わない方の面を保護するため接着シートを貼付するが、特許文献１に開示される形状を備えたウエハにあっては、凹部の内面側に接着シートを貼付させることが困難になる、という不都合がある。すなわち、凹部に臨む位置に接着シートを配置して当該接着シートを凹部に押圧しても、当該凹部の底面とこの底面に連なる側面とのコーナー（以下、単に「コーナー」という）領域に接着シートが貼付されない（貼付され難い）未貼付領域を生ずるため、当該コーナー近傍から接着シートが剥がれてしまうことがある。このように接着シートが剥がれた（剥がれ易い）状態で上記のような処理を施した場合、接着シートとウエハとの間に、洗浄液や表面処理液等の液体や不純物等が入り込み易くなり、これが電子部品としての製品性能を低下させる要因となる。

［発明の目的］
本発明は、凹部を備えた板状部材に接着シートを貼付するときに、未貼付領域を生ずることなく凹部内面の全域に接着シートを貼付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、一方の面の外周側に環状の凸部を設けて当該凸部の内側が凹部とされた板状部材の前記凹部に接着シートを貼付するシート貼付装置であって、前記板状部材の凹部が形成された面に対向するように前記接着シートを供給可能なシート供給手段と、前記接着シートを凹部に押圧して貼付する押圧手段と、前記押圧手段の段階的な動作を可能とする動力供給手段とを含み、前記押圧手段は、前記動力供給手段による１次動力の供給によって前記凹部の底面に前記接着シートを貼付する底面貼付部材と、前記動力供給手段による２次動力の供給によって前記底面に連なる側面に前記接着シートを貼付する側面貼付部材とを備える、という構成を採っている。

本発明によれば、押圧手段が凹部の底面に接着シートを押圧して貼付する底面貼付部材と、凹部の側面に接着シートを押圧して貼付する側面貼付部材とを備えた構成であるため、動力供給手段による１次動力の供給によって、凹部の底面に接着シートを貼付した後、時差を持って、動力供給手段による２次動力の供給によって、接着シートを貼付し難いコーナー領域及び凹部の側面にも接着シートを確実に貼付することができ、接着シートの未貼付領域を生ずることがなく、凹部内面の全域に接着シートを貼付することができる。また、接着シートを貼付する際に、接着シートと板状部材との間の空気は、凹部の外周側から抜け出るようになり、気泡混入も防止できる。

（Ａ）は本実施形態に係るシート貼付装置の概略断面図、（Ｂ）は図１（Ａ）のＡ部拡大図。 図１の分解斜視図。 半導体ウエハの凹部に接着シートを貼付する初期段階を示す概略断面図。 凹部底面に接着シートを貼付した状態を示す概略断面図。 凹部側面に接着シートを貼付した状態を示す概略断面図。 シート貼付装置の変形例を示す概略断面図。

以下、本発明の実施形態について図面を参照しながら説明する。

図１及び図２において、シート貼付装置１０は、板状部材としてのウエハＷに接着シートＳを貼付する装置として構成されている。接着シートＳは、ウエハＷよりも大きい内径を備えたリングフレームＲＦに貼付されており、接着シートＳをウエハＷに接着することによってリングフレームＲＦとウエハＷとが一体化されるようになっている。ここで、ウエハＷは、一方の面（図１中上面）の外周側に環状の凸部１１が設けられ、その内側に底面１２Ａとこの底面１２Ａに連なる側面１２Ｂとからなる凹部１２が設けられ、これら底面１２Ａと底面１２Ａとが交差する位置がコーナー１２Ｃとされる。なお、図において、ウエハＷは、図面の錯綜を回避するために板厚を大きく示しているが、実際には、リングフレームＲＦの厚みよりも薄いものとなる。

前記シート貼付装置１０は、ウエハＷの他方の面（図１中下面）側から当該ウエハＷを支持するテーブル１５と、ウエハＷの凹部１２が形成された面に対向するように接着シートＳを供給可能なシート供給手段１３と、接着シートＳを凹部１２に押圧して貼付する押圧手段１６と、押圧手段１６の動力としての圧縮エアを段階的に供給可能な動力供給手段としてのコンプレッサ１７と、凹部１２に接着シートＳを貼付する際に、凸部１１の上面側に接着シートＳが接着することを防止するマスキング手段１８とを備えて構成されている。テーブル１５は、その上面側に図示しない複数の吸引孔を備えており、当該吸引孔を通じてウエハＷを吸引保持するように設けられている。

前記シート供給手段１３は、図示しない駆動手段を介して相互に離間接近可能な一対のＬ型ブラケットにより構成され、これらＬ型ブラケットでリングフレームＲＦの図１中左右の直線部ＲＦ１を挟み込むことで、ウエハＷの凹部１２が形成された面に対向するようにリングフレームＲＦ及びそれに貼付された接着シートＳを供給し、位置決めするようになっている。

前記押圧手段１６は、テーブル１５側に開口部２０を備えた上蓋部材２１と、この上蓋部材２１を凹部１２に対して進退させる直動モータ２２と、上蓋部材２１の開口部２０を閉塞するとともに、上蓋部材２１と相互に作用して加圧室Ｃを形成する有底筒状の弾性シート２３と、この弾性シート２３の外周側に配置された弾性リング２４とを含む。上蓋部材２１は、その上面部２１Ａにホース２５が接続され、コンプレッサ１７から供給される圧縮エアがホース２５を介して加圧室Ｃに供給される。また、上蓋部材２１の下面部２１Ｂには、開口部２０が設けられている。なお、上蓋部材２１の下面部２１Ｂは、弾性リング２４が弾性変形する際の案内面として作用し得るようになっており、当該弾性リング２４が予期せぬ方向に変形し、接着シートＳの貼付不良が発生することを防止できるようになっている。

前記弾性シート２３は、底面貼付部材として作用する底蓋部２３Ａと、上端が開口部２０の内周縁に固定され、弾性リング２４と共に側面貼付部材として作用する筒状部２３Ｂとからなる。底蓋部２３Ａは、加圧室Ｃを加圧しない状態で、その中央部が他の領域よりもウエハＷ側に接近した傾斜面若しくは曲面形状に形成され、この底蓋部２３の平面視形状は、凹部１２の底面１２Ａの平面視形状よりも小さい相似関係となる平面視形状となっている。また、弾性シート２３は、ゴムや樹脂等の弾性変形可能な部材によって形成されており、筒状部２３Ｂは、その硬度が底蓋部２３Ａの硬度よりも大きいものが採用されている。本実施形態では、特に限定されるものではないが、底蓋部２３Ａの硬度は３０であり、筒状部２３Ｂの硬度は５０とされ、また、底蓋部２３Ａと筒状部２３Ｂの厚みは、それぞれ３ｍｍとされている。なお、平面視形状とは、図１中上方から下方に見下ろしたときの形状であり、硬度とは、ＪＩＳ Ｋ ６２５３試験法による値である。

前記弾性リング２４は、弾性シート２３と同様、ゴムや樹脂等の弾性変形可能な部材によって形成されている。この弾性リング２４は、上面２４Ｅと下面２４Ｄとが相互に平行であるとともに、内周面の上部に略Ｌ字状の切欠部２４Ａが設けられ、この切欠部２４Ａの下方に連なる内周面２４Ｆのみが筒状部２３Ｂの外周に固定されている。また、弾性リング２４の外周面２４Ｂは、図１中下方の径が上方の径よりも大きいテーパー面とされ、その外縁の平面視形状は、凹部１２の側面１２Ｂの平面視形状よりも小さい相似関係となる平面視形状となっており、当該外周面２４Ｂと下面２４Ｄとが交差する位置で角部２４Ｃを形成する。また、切欠部２４Ａによって筒状部２３Ｂの伸び代が確保され、当該筒状部２３Ｂが局所的に変形されて破損することを防止する（図５参照）。なお、弾性リング２４の硬度は、筒状部２３Ｂの硬度と同一とし、図１中左右方向の厚みを弾性シート２３よりも厚く（例えば、１２ｍｍに）設定することで、筒状部２３Ｂが伸びてその力によって拡径するようになっている。

前記コンプレッサ１７は、図示しない圧力制御手段によって、１次動力としての低圧圧縮エアと２次動力としての高圧圧縮エアとを、ホース２５を介して加圧室Ｃに供給可能に設けられている。これにより、低圧圧縮エアが加圧室Ｃに導入されたときに、底蓋部２３Ａが膨張し、高圧圧縮エアが加圧室Ｃに導入されたときに、筒状部２３Ｂ及び弾性リング２４が膨張（拡径）する。つまり、弾性シート２３は、コンプレッサ１７から供給される圧縮エアによって、時差を持って弾性変形可能とされている。なお、低圧圧縮エアの圧力は、底蓋部２３Ａを膨張可能、且つ、筒状部２３Ｂが殆ど膨張しない程度の圧力であれば特に限定されることはない。更に、高圧圧縮エアの圧力は、低圧圧縮エアの圧力よりも高く、且つ、筒状部２３Ｂ及び弾性リング２４が膨張できる程度の圧力であれば特に限定されることはない。また、低圧、高圧圧縮エアの圧力は、雰囲気の温度や気圧によって変化するものであるため、それらに応じて適宜変更できる。

前記マスキング手段１８は、上面側が不接着処理面とされた一対のプレート１８Ａ、１８Ｂにより構成されている。これらプレート１８Ａ、１８Ｂは、相互に突き合わされたときに、同一平面上に位置するとともに、凹部１２の側面１２Ｂの平面視形状に一致する半円状の切欠部４０を備え、凸部１１の上面をマスクして接着シートＳが付着しないようにするリング形状に設けられている。これらプレート１８Ａ、１８Ｂは、図２に示されるように、実線位置と二点鎖線の位置で相互に離間接近可能なよう図示しない移動手段に保持される。

次に、本実施形態に係るシート貼付装置１０により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、図１に示されるように、図示しない搬送手段がウエハＷをテーブル１５の所定の位置に位置決めして載置するとともに、リングフレームＲＦをシート供給手段１３の所定の位置に位置決めして載置することで、ウエハＷの凹部１２に相対する所定の位置にリングフレームＲＦ及びそれに貼付された接着シートＳを供給する。そして、図示しない駆動手段によってシート供給手段１３がリングフレームＲＦを挟み込んで保持する。同時に、マスキング手段１８の各プレート１８Ａ、１８Ｂを相互に突き合わせ、凸部１１の上面側をマスキングする。

この後、図３に示されるように、直動モータ２２の出力軸２２Ａを伸長させて上蓋部材２１が凹部１２に向かって下降する。この際、底蓋部２３Ａの中央部が他の領域よりも接着シートＳ側に僅かに膨張する程度に、コンプレッサ１７によって低圧圧縮エアが加圧室Ｃ内に供給される。これにより、接着シートＳは、底蓋部２３Ａ及び弾性リング２４の下面２４Ｄによって下方へ押し付けられ、接着シートＳの中央部が凹部１２の底面１２Ａに接着する。

その後、直動モータ２２の出力軸２２Ａを更に伸長すると、図４に示されるように、底蓋部２３Ａの全域が接着シートＳを凹部１２の底面１２Ａに押圧すると同時に、弾性リング２４の下面２４Ｄが接着シートＳの対応領域を凹部１２の底面１２Ａに押圧することとなる。このとき、底面１２Ａの外縁側には、接着シートＳの未貼付領域が若干残っている。なお、底蓋部２３Ａが押されて平坦となるときに、加圧室Ｃ内の圧力が上昇するが、コンプレッサ１７の図示しない圧力制御手段によって、加圧室Ｃ内は所定の圧力（低圧圧縮エアの圧力）に保たれるようになっているため、筒状部２３Ｂが膨張することはない。

次いで、コンプレッサ１７によって高圧圧縮エアが加圧室Ｃに供給されると、図５に示されるように、筒状部２３Ｂが弾性リング２４の切欠部２４Ａに入り込むように変形するとともに、弾性リング２４の上面２４Ｅが上蓋部材２１の下面部２１Ｂで案内されつつ径を拡大する。すると、弾性リング２４の下面２４Ｄで、底面１２Ａの接着シートＳの未貼付領域に接着シートＳを貼付するとともに、弾性リング２４の外周面２４Ｂで側面１２Ｂに接着シートＳを貼付する。この側面１２Ｂに接着シートＳを貼付するとき、弾性リング２４の外周面２４Ｂがテーパー面とされていることで、弾性リング２４の角部２４Ｃが凹部１２のコーナー１２Ｃに当接した後に、外周面２４Ｂの下方から徐々に上方に向かって接着シートＳを側面１２Ｂに貼付していくこととなるため、側面１２Ｂと接着シートＳとの間に気泡を混入することなく貼付することができる。これにより凹部１２の底面１２Ａとコーナー１２Ｃと側面１２Ｂとに接着シートＳを貼付することができ、接着シートＳの未貼付領域を生じさせることなく、凹部１２の内面の全域に接着シートを貼付することができる。このとき、マスキング手段１８で凸部１１の上面をマスキングしているので、接着シートＳが凸部１１に接着することなく、弾性リング２４の拡径変形による接着シートＳの局部的な引っ張りを緩和させることができる。

接着シートＳが凹部１２の底面１２Ａ、コーナー１２Ｃ及び側面１２Ｂに貼付されると、コンプレッサ１７による圧縮エアの供給が絶たれ、直動モータ２２によって上蓋部材２１を若干上昇させ、マスキング手段１８のプレート１８Ａ、１８Ｂを上蓋部材２１の下面２１Ａと凸部１１の上面との間から退避させる。その後、出力軸２２Ａを再び伸長させることで、下面２１Ｂが接着シートＳ部分を凸部１１の上面に押圧し、これにより、接着シートＳの接着を完了する。このとき、弾性リング２４は、上蓋部材２１の押圧力によって圧縮変形する。

従って、このような実施形態によれば、外周に凸部１１を有するウエハＷの凹部１２に接着シートＳを貼付するに際して、従来困難とされていた凹部のコーナー１２Ｃに接着シートＳを確実に貼付することができる、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。
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、リングフレームＲＦに貼付された接着シートＳを凹部１２に貼付することでリングフレームＲＦとウエハＷとを一体化する構成について図示、説明したが、本発明は、これに限定されるものではなく、図６に示される変形例を採用することもできる。
この変形例は、押圧手段１６の両側に位置するシート供給手段としてのシート供給部５０と巻取部５１とを設けたものである。シート供給部５０は、ロール状に巻回された接着シートＳを繰出可能に支持する支持ローラ５５と、モータＭ１によって回転する駆動ローラ５６と、当該駆動ローラ５６との間に接着シートＳを挟み込むピンチローラ５７とにより構成されている。巻取部５１は、巻取ローラ６０と、モータＭ２の駆動によって回転する駆動ローラ６２と、当該駆動ローラ６２との間にシートＳを挟み込むピンチローラ６４とにより構成されている。そして、シート供給部５０と巻取部５１との間に繰り出された接着シート部分を押圧手段１６で押圧することにより、接着シートＳを凹部１２に貼付した後に、ウエハＷの外縁に沿って図示しないカッターで接着シートＳを切り抜き、これによって生ずる外側部分を不要シートＳ１として巻取ローラ６０で巻き取るようになっている。

従って、このような変形例においても、実施形態と同一の効果を得ることができる。

また、前記実施形態では、底蓋部２３Ａと筒状部２３Ｂとが異なる硬度を有するものとしたが、硬度が同一の材料を用いて形成することも可能である。このように硬度が同一の材料を用いる場合、底蓋部２３Ａの肉厚よりも筒状部２３Ｂの肉厚を厚く設け、当該筒状部２３Ｂが相対的に強い剛性を有するように構成すればよい。更に、弾性リング２４の硬度が底蓋部２３Ａよりも大きいものや肉厚の厚いものを採用した場合、筒状部２３Ｂは、その硬度が底蓋部２３Ａの硬度よりも小さいものを採用することもできる。要するに、本発明に係る弾性シート２３は、コンプレッサ１７から供給される圧縮エアによって、底蓋部２３Ａが弾性変形した後、時差を持って筒状部２３Ｂ及び弾性リング２４が弾性変形可能とされるといった段階的な変形をもたらすものであればよい。

更に、板状部材は半導体ウエハ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。
また、１次動力、２次動力は、圧縮エアに限定されることはなく、液体であってもよい。更に、例えば、底面貼付部材と側面貼付部材とが適宜な支持体にそれぞれ支持されて当該支持体が第１、第２モータによって駆動される構成の場合、動力供給手段は電源供給装置であって、１次動力は支持体を移動させる第１モータに供給する電源であり、２次動力は支持体を移動させる第２モータに供給する電源となる。また、底面貼付部材と側面貼付部材とがそれぞれ支持体を介して第１、第２エアシリンダによって駆動される構成の場合、動力供給手段はエア供給装置であって、１次動力は第１エアシリンダに供給する圧縮エアであり、２次動力は第２エアシリンダに供給する圧縮エアとなる。

１０ シート貼付装置
１１ 凸部
１２ 凹部
１２Ａ 底面
１２Ｂ 側面
１３ シート供給手段
１６ 押圧手段
１７ コンプレッサ（動力供給手段）
１８ マスキング手段
２０ 開口部
２１ 上蓋部材
２３ 弾性シート
２３Ａ 底蓋部（底面貼付部材）
２３Ｂ 筒状部（側面貼付部材）
２４ 弾性リング（側面貼付部材）
Ｃ 加圧室
Ｓ 接着シート
Ｗ 半導体ウエハ（板状部材）

Claims (1)

1. 一方の面の外周側に環状の凸部を設けて当該凸部の内側が凹部とされた板状部材の前記凹部に接着シートを貼付するシート貼付装置であって、
   前記板状部材の凹部が形成された面に対向するように前記接着シートを供給可能なシート供給手段と、
   前記接着シートを凹部に押圧して貼付する押圧手段と、
   前記押圧手段の段階的な動作を可能とする動力供給手段とを含み、
   前記押圧手段は、前記動力供給手段による１次動力の供給によって前記凹部の底面に前記接着シートを貼付する底面貼付部材と、前記動力供給手段による２次動力の供給によって前記底面に連なる側面に前記接着シートを貼付する側面貼付部材とを備えていることを特徴とするシート貼付装置。

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