JP5551387B2 - シート貼付装置および貼付方法 - Google Patents

Description

本発明は、接着シートを被着体に貼付するシート貼付装置および貼付方法に関する。

従来、半導体製造工程において、半導体ウェハ（以下、単にウェハという）の表面に保護テープ（接着シート）を貼付する貼付装置や、ウェハとリングフレームとを一体化するためにマウント用シート（接着テープ）をウェハとリングフレームとに貼付する貼付装置など、被着体であるウェハ表面に接着シートを貼付する貼付装置が利用されている（例えば、特許文献１参照）。この貼付装置は、ウェハの表面に向かって繰り出した接着シート（保護テープ）を押圧ローラで押圧しつつ、この押圧ローラが接着シート上を転動することで、接着シートをウェハに貼付するように構成されている。

特開２００２−５７２０８号公報

ところで、従来の貼付装置のように、接着シート上に押圧ローラを転動させて貼付する場合、押圧ローラによる押圧力をある程度以上に大きくしないと、ウェハと接着シートとが十分に接着されず、接着不良が発生する可能性がある。
これは、図６に示すように、被着体Ｔの被着面ＡＳが凹凸を有するため（鏡面仕上げされた被着面でも、厳密に言えば凹凸は存在する）、凸部ＡＳ１基端部の凹部ＡＳ２に接着シートＳＳの接着剤ＳＡが入り込みにくくなる。このため、接着シートＳＳは部分的に被着面ＡＳに接着しているだけなので、上記のような接着不良が発生する。
このような接着不良を防止するためには、押圧ローラによる押圧力を大きくすれば、接着剤ＳＡが被着体Ｔの凹凸に追従して密着する度合いが大きくなり、十分な接着力を得ることはできるが、押圧ローラによる押圧力が大きくなると、ウェハに作用するストレスが大きくなってウェハを破損させてしまうといった相反する不都合が生じる。

本発明の目的は、被着体に付与するストレスを軽減し、接着不良を防止しつつ確実に接着シートを被着体に貼付できるシート貼付装置およ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、本発明のシート貼付装置は、基材シートの一方の面に接着剤層を有する接着シートを被着体に貼付するシート貼付装置であって、前記接着シートを前記被着体に向かって供給する供給手段と、前記供給手段から供給された接着シートを前記被着体に押圧して貼付する押圧手段とを備え、前記押圧手段は、前記基材シートに当接して前記接着シートを押圧する押圧部材と、この押圧部材を所定の周波数で振動させる加振手段と、前記加振手段を回動することによって当該加振手段による前記押圧部材の振動方向を変更する振動方向変更手段とを有して構成され、前記振動方向変更手段は、前記被着体の被着面形状に応じて当該被着面に対する前記押圧部材の振動方向を変更可能に設けられている、という構成を採用している。

この際、本発明のシート貼付装置では、前記加振手段は、前記押圧部材の振動幅を変更する振動幅変更手段を有して構成されることが好ましい。

一方、本発明のシート貼付方法は、基材シートの一方の面に接着剤層を有する接着シートを被着体に貼付するシート貼付方法であって、前記接着シートを前記被着体に向かって供給し、押圧部材を所定の周波数で振動させる加振手段を回動することによって、前記被着体の被着面形状に応じて当該被着面に対する前記押圧部材の振動方向を変更し、所定の周波数で前記押圧部材を振動させつつ、この押圧部材で前記接着シートを前記被着体に押圧して貼付することを特徴とする。

以上のような本発明によれば、押圧部材を振動させることで、接着剤を被着面の微細な凹凸に追従させてなじませることができ、接着剤を被着体の表面に密着させる度合いを大きくして接着シートを確実に貼付することができる。これにより、被着体に加わるストレスを低減することができ、被着体が半導体ウェハ等の脆質なものの場合であっても、被着体の破損を防止することができる。

また、シート貼付装置において、押圧手段に加熱手段が設けられていれば、加熱手段によって接着シートの接着剤を軟化させることができ、接着剤を被着体の表面になじませ易くなり、接着剤を被着体の表面に密着さる度合いを更に大きくすることができる。さらに、押圧手段に振動方向変更手段が設けられていれば、被着体に応じて押圧部材の振動方向を適宜な向きに変更することで、例えば、凹凸の形状に合わせて振動方向を変更させて、接着シートと被着体との密着度合いを大きくできる。また、被着体に向かって振動しないようにして当該被着体に作用するストレスをさらに低減させることができ、被着体の破損を一層確実に防止することができる。また、加振手段に振動幅変更手段が設けられていれば、接着シートの材質や厚さ寸法、被着体の材質や硬さ等に応じて押圧部材の振動幅を適宜に変更して、接着シートと被着体との密着度合いを大きくすることで、接着シートと被着体の接着性を向上させることができる。

本発明の一実施形態に係るシート貼付装置の部分断面図。 図１のシート貼付装置における押圧手段の側面図。 図１のシート貼付装置の動作説明図。 図１のシート貼付装置のより詳しい動作説明図。 本発明の変形例に係るシート剥離装置の部分断面図。 従来の不具合例を示す図。

以下、本発明の一実施形態を図面に基づいて説明する。
本実施形態のシート貼付装置１は、被着体としてのウェハＷおよびリングフレームＲＦに接着シートとしてのマウント用シートＭＳを貼付し、このマウント用シートＭＳでウェハＷとリングフレームＲＦとを一体化するものである。ここで、ウェハＷは、図中下側に位置する表面ＷＡに回路が形成されるとともに保護シートＳが貼付されており、このウェハＷの裏面ＷＢにマウント用シートＭＳが貼付される。なお、以下では、マウント用シートＭＳが貼付されるウェハＷの裏面ＷＢとリングフレームＲＦの上面ＲＡを被着面ＡＳという。マウント用シートＭＳは、図４に示すように、基材シートＳ１の一方の面に接着剤層Ｓ２が積層されるとともに、リングフレームＲＦに合わせた外形に予め切断されており、剥離テープＲＬに仮着された原反Ｒとして予め準備されている。

シート貼付装置１は、ウェハＷおよびリングフレームＲＦを載置して保持するテーブル２と、マウント用シートＭＳを被着面ＡＳに向かって繰り出す供給手段３と、繰り出されたマウント用シートＭＳを剥離テープＲＬから剥離するピールプレート４と、供給されたマウント用シートＭＳを被着面ＡＳに押圧して貼付する押圧手段５と、テーブル２と供給手段３および押圧手段５とを図１中左右方向に相対移動させる移動手段としての単軸ロボット６とを備えて構成されている。

テーブル２は、図示しない複数の吸引口によって保護シートＳ側からウェハＷを吸着保持する保持面２１と、この保持面２１の外側にて１段下がって図示しない複数の吸引口によってリングフレームＲＦを吸着保持する段部２２とを有して構成されている。保持面２１と段部２２との段差は、ウェハＷおよび保護シートＳとリングフレームＲＦとの厚さ寸法の差分に設定され、テーブル２で支持されたウェハＷの裏面ＷＢとリングフレームＲＦの上面ＲＡとが同一平面内に位置するように構成されている。

供給手段３は、図示しないフレームに支持され、このフレームには、原反Ｒをロール状に巻回して支持する支持ローラ３１と、剥離シートＲＬおよびマウント用シートＭＳを案内する２個のガイドローラ３２，３３と、モータ３４によって駆動する駆動ローラ３５と、駆動ローラ３５との間に剥離シートＲＬを挟み込むピンチローラ３６と、図示しない駆動手段によって剥離シートＲＬを回収する回収ローラ３７とが設けられている。また、ピールプレート４は、供給手段３の図示しないフレームによって図１中左下方に傾斜した姿勢で支持され、ガイドローラ３３から延びた剥離シートＲＬを駆動ローラ３５に向かって折り返すことで、マウント用シートＭＳを剥離シートＲＬから剥離するようになっている。

押圧手段５は、その全体が供給手段３の図示しないフレームに一体的に支持されている。この押圧手段５は、図２にも示すように、マウント用シートＭＳをウェハＷおよびリングフレームＲＦに向かって押圧する押圧部材としての押圧ローラ５１と、押圧ローラ５１を回転自在に支持する支持部５２と、この支持部５２に出力軸５３Ａが連結されて押圧ローラ５１を振動させる加振手段としての振動体５３と、この振動体５３の本体に固定されて図１の紙面奥側で図２の左側に延びる支持アーム５４と、この支持アーム５４に出力軸５５Ａが連結される回転位置制御可能な回動モータ５５と、回動モータ５５が固定されたスライダ５６Ａを図１中上下方向に移動させる位置制御可能な直動モータ５６とを備えて構成され、この直動モータ５６が供給手段３の図示しないフレームに対して直接または間接的に連結されている。

押圧ローラ５１は、ゴム等の弾性変形可能な部材で構成され、その回転軸５１Ａで支持部５２に回転自在に支持されるとともに、その内部に加熱手段としてのヒータ５６を備えており、ヒータ５６の熱によって押圧ローラ５１を加熱することで、マウント用シートＭＳの接着剤層Ｓ２を軟化させるように構成されている。振動体５３は、その本体内部に各種の振動モータや圧電素子（電歪素子）などの振動源５３Ｂを備え、この振動源５３Ｂの振動によって出力軸５３Ａが本体から出没する方向に往復振動するようになっている。この振動体５３は、その振動幅を任意に設定できる振動幅変更手段が設けられ、例えば、周波数（振動数）が０．０１〜１００ｋＨｚで振動幅が１μｍ〜１０mｍの振動性能を有するものを適用可能であり、その出力軸５３Ａに連結された支持部５２および押圧ローラ５１を適宜に設定した所定の周波数および振幅で振動させるようになっている。

以上の押圧手段５において、回動モータ５５によって振動方向変更手段が構成され、回動モータ５５の出力軸５５Ａの回動によって、支持アーム５４、振動体５３、支持部５２および押圧ローラ５１が回転軸５１Ａの回転中心を中心に回動し、これにより、振動体５３による押圧ローラ５１の振動方向Ａが任意の方向に変更できるようになっている。すなわち、図１に実線で示すように、回動モータ５５が回動して振動体５３の出力軸５３Ａが上下方向となるようにすれば、振動方向ＡはウェハＷの裏面ＷＢに直交する方向となり、また、図１の矢印Ｂ方向に振動体５３を回動させて図１に二点鎖線で示すように、出力軸５３Ａが左右方向となるようにすれば、振動方向ＡはウェハＷの裏面ＷＢに平行な方向となる。以上のように、振動体５３を回動させて押圧ローラ５１の振動方向Ａを任意の角度に変更することで、振動体５３の振動する方向に作用する力をＦとした場合、力Ｆのうち図１中上下方向成分Ｆｚと同水平方向成分Ｆｘとの割合が変更でき、ウェハＷに向かって振動する上下方向成分Ｆｚを適宜に減少させることで、当該ウェハＷに作用するストレスを低減可能になっている。

単軸ロボット６は、テーブル２の下方において図１の左右方向に延びて設けられ、テーブル２の下面に固定されたスライダ６１をスライド駆動することで、テーブル２を図１中左右方向に移動可能に構成されている。そして、テーブル２を図１中左方向に移動させつつ、供給手段３から繰り出したマウント用シートＭＳを押圧ローラ５１で押圧することで、このマウント用シートＭＳが被着面ＡＳに貼付されるようになっている。

以上のシート貼付装置１において、ウェハＷおよびリングフレームＲＦにマウント用シートＭＳを貼付する手順としては、先ず、図１に示すように、テーブル２の段部２２にリングフレームＲＦを載置して吸着保持する。次に、保護シートＳが貼付されたウェハＷを保護シートＳが下になるように、リングフレームＲＦの開口部内の所定位置におけるテーブル２の保持面２１上に載置して吸着保持する。
次に、シート貼付装置１は、単軸ロボット６によってテーブル２を図の左方向に移動させるとともに、マウント用シートＭＳの端部がリングフレームＲＦの上面ＲＡに位置した状態において、図３に示すように、直動モータ５６の駆動によって押圧手段５を下降させ、押圧ローラ５１でマウント用シートＭＳをリングフレームＲＦに押圧し、単軸ロボット６によるテーブル２の移動を続行することで、マウント用シートＭＳをリングフレームＲＦの上面ＲＡおよびウェハＷの裏面ＷＢに押圧して貼付する。

以上のような押圧手段５でマウント用シートＭＳを押圧する際には、振動体５３で押圧ローラ５１を振動させつつ、この押圧ローラ５１をマウント用シートＭＳの基材シートＳ１表面に沿って転動させる。
ここで、マウント用シートＭＳに用いられる基材シートＳ１は、通常２０〜３００μｍの厚みを有するものが使用され、その上に３〜１００μｍの厚みの接着剤層Ｓ２が積層される。このような厚みを有するマウント用シートＭＳに振動幅が５〜１００μｍ程度の振動を加えた場合、その振動の大部分は、押圧ローラ５１、基材シートＳ１および接着剤層Ｓ２の弾性によって緩和されてしまうので、ウェハＷに過大な押圧力が付与されることはない。
また、基材シートＳ１および接着剤層Ｓ２の厚みの小さいものが採用され、振動幅が大きい場合は、ウェハＷにストレスを与える可能性があるので、直動モータ５６を駆動させて押圧ローラ５１を基材シートＳ１から離れた位置に配置し、その位置からマウント用シートＭＳに振動を付与するようにしてもよい。また、回動モータ５５を駆動して振動体５３を傾斜させ、出力軸５３Ａの振動における上下方向成分Ｆｚを減少させて振動するようにしてもよいし、ウェハＷの裏面ＷＢに略平行な方向に振動するようにしてウェハＷに殆ど振動が付与されないようにしてもよい。

また、図４に示すように、電極等の凸部（バンプ）ＷＣが存在するウェハＷの裏面に保護シートＳを貼付するような場合には、例えば、図４(Ａ)に示すように、押圧ローラ５１の振動方向Ａが上下方向となるように回動モータ５５を駆動し、凸部ＷＣの前後で押圧ローラ５１を上下振動させるように制御してもよいし、図４(Ｂ)に示すように、押圧ローラ５１の振動方向Ａが凸部ＷＣの表面に直交するように回動モータ５５を駆動し、凸部ＷＣの中心に向かって押圧ローラ５１を任意の角度で振動させるように制御してもよい。
このように、押圧ローラ５１を振動させることによって、リングフレームＲＦの上面ＲＡおよびウェハＷの裏面ＷＢの微細な凹凸に追従するように、マウント用シートＭＳの接着剤層Ｓ２を構成する接着剤をなじませることができ、当該接着剤をリングフレームＲＦの上面ＲＡおよびウェハＷの裏面ＷＢに密着さる度合いを大きくして、当該マウント用シートＭＳを確実に貼付することができる。このとき、ヒータ５６によってマウント用シートＭＳの接着剤を軟化させることにより、当該接着剤をリングフレームＲＦの上面ＲＡおよびウェハＷの裏面ＷＢになじませ易くなり、マウント用シートＭＳの接着剤をウェハＷの表面に密着さる度合いを更に大きくすることができる。

以上のようにしてマウント用シートＭＳの貼付が完了し、マウント用シートＭＳを介してウェハＷとリングフレームＲＦとが一体化されたら、押圧手段５を上昇させるとともに、単軸ロボット６によってテーブル２を図の右方向に移動させる。そして、段部２２と保持面２１とによる吸着を解除することで、ウェハＷおよびリングフレームＲＦがテーブル２から離脱可能となる。そして図示しない搬送手段によってリングフレームＲＦと一体化されたウェハＷが次工程、例えば、保護シートＳの剥離工程等に搬送されるようになっている。

以上のような本実施形態によれば、次のような効果がある。
すなわち、シート貼付装置１でマウント用シートＭＳをウェハＷの裏面ＷＢに貼付する際に、振動体５３で押圧ローラ５１を振動させることで、接着剤を被着面ＡＳの微細な凹凸に追従させてなじませることができ、接着剤を被着面ＡＳに密着させる度合いを大きくしてマウント用シートＭＳを確実に貼付することができる。これにより、ウェハＷに加わるストレスを低減することができ、ウェハＷの破損を防止することができる。

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され、かつ説明されているが、本発明の技術的思想および目的の範囲から逸脱することなく、以上述べた実施形態に対し、形状、材質、数量、その他の詳細な構成において、当業者が様々な変形を加えることができるものである。また、上記に開示した形状、材質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、材質などの限定の一部も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、被着体が半導体ウェハＷやリングフレームＲＦである場合を示したが、被着体はそれらに限定されるものではなく、リングフレームＲＦはなくてもよいし、ウェハＷ以外にガラス板、鋼板、または、樹脂板等、その他の板状部材などや、板状部材以外のものも対象とすることができる。そして、半導体ウェハは、シリコンウェハや化合物ウェハ等が例示できる。そして、このような被着体に貼付する接着シートは、マウント用シートＭＳに限らず、保護シートやその他の任意のシート、フィルム、テープ等、任意の用途、形状の接着シート等が適用できる。

また、前記実施形態では、押圧部材として押圧ローラ５１を用いた例を説明したが、本発明の押圧部材としては、押圧ローラ５１に替えて、図５に示すような押圧ブレード５７を採用することができる。図５において、押圧手段５Ａは、マウント用シートＭＳをウェハＷおよびリングフレームＲＦに向かって押圧する押圧部材としての弾性変形可能な押圧ブレード５７と、押圧ブレード５７を所定の周波数で振動させる加振手段としての振動体５３とを備えて構成される。押圧ブレード５７は、板状の部材で構成され、振動体５３によって、マウント用シートＭＳの貼付方向に向かって下がる方向（振動方向Ａ）に振動しつつ、マウント用シートＭＳを押圧して被着面ＡＳに貼付できるようになっている。

さらに、供給手段は、前記実施形態のように剥離シートＲＬに複数のマウント用シートＭＳが仮着された原反Ｒから当該マウント用シートＭＳを供給するもの以外に、枚葉のマウント用シートＭＳを供給するものであってもよい。
また、加振手段は、公知の超音波振動装置や、電動モータやエアを利用した公知のバイブレータ等を採用することができ、押圧ローラ５１を振動可能なものであれば何ら限定されることはない。
さらに、加熱手段は、ヒータ５６以外に、温風や温水、放電加熱機、赤外線加熱機等によって構成されてもよい。
また、振動方向変更手段は、加振手段の振動方向を変更可能な構成であれば上記実施形態以外の構成を採用することを妨げない。
さらに、加振手段の周波数（振動数）や振動幅は、前記実施形態の数値に限定されることなく、適宜な周波数、振動幅を設定することができる。
また、押圧ローラ５１の振動方向Ａは、図１に示すような、被着面ＡＳに直行する方向以外に、押圧ローラ５１の振動方向Ａと被着面ＡＳとがなす角度θ（図４（Ｂ）参照）が５°、１０°、１５°…というように、振動方向変更手段を介して任意に設定することができる。
さらに、前記実施形態では、振動方向変更手段による押圧ローラ５１の振動方向は、図１中上下方向から左右方向に至るまでの間で変更できる構成としたが、図１中紙面直交方向にも振動方向が変更できるように構成してもよい。このような構成とすることで、三次元空間内でいずれの方向にでも振動方向を変更することができる。

１ シート貼付装置
３ 供給手段
５，５Ａ 押圧手段
５１ 押圧ローラ（押圧部材）
５３ 振動体（加振手段）
５５ 回動モータ（振動方向変更手段）
５６ ヒータ（加熱手段）
５７ 押圧ブレード（押圧部材）
ＭＳ マウント用シート（接着シート）
Ｓ１ 基材シート
Ｓ２ 接着剤層
Ｗ ウェハ（被着体）

Claims (3)

1. 基材シートの一方の面に接着剤層を有する接着シートを被着体に貼付するシート貼付装置であって、
   前記接着シートを前記被着体に向かって供給する供給手段と、
   前記供給手段から供給された接着シートを前記被着体に押圧して貼付する押圧手段とを備え、
   前記押圧手段は、前記基材シートに当接して前記接着シートを押圧する押圧部材と、この押圧部材を所定の周波数で振動させる加振手段と、前記加振手段を回動することによって当該加振手段による前記押圧部材の振動方向を変更する振動方向変更手段とを有して構成され、
   前記振動方向変更手段は、前記被着体の被着面形状に応じて当該被着面に対する前記押圧部材の振動方向を変更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. 前記加振手段は、前記押圧部材の振動幅を変更する振動幅変更手段を有して構成されることを特徴とする請求項１に記載のシート貼付装置。
3. 基材シートの一方の面に接着剤層を有する接着シートを被着体に貼付するシート貼付方法であって、
   前記接着シートを前記被着体に向かって供給し、
   押圧部材を所定の周波数で振動させる加振手段を回動することによって、前記被着体の被着面形状に応じて当該被着面に対する前記押圧部材の振動方向を変更し、
   所定の周波数で前記押圧部材を振動させつつ、この押圧部材で前記接着シートを前記被着体に押圧して貼付することを特徴とするシート貼付方法。

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