JP5626782B2 - 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、接着シートを介してフレームと半導体ウエハとを一体化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」と称する場合がある）のハンドリング性を確保するために、接着シートを介してフレームとウエハとを一体化（マウント）させることが行われている。

特許文献１には、リング状のフレームに貼付された接着シートをウエハに貼付するシート貼付装置が開示されている。同装置は、ウエハを支持する内側テーブル（可動テーブル）と、接着シートが貼付されたフレーム（以下、「シート付きフレーム」と称する場合がある）をウエハの外周側で支持するフレーム支持台と、これら内側テーブル及びフレーム支持台を収容する上部開放型のチャンバ本体と、当該チャンバ本体の上部側開放部を閉塞して密閉空間を形成可能な蓋ケース（上蓋）と、密閉空間を減圧する真空装置と、前記接着シートをウエハに押圧する貼付機構（押圧手段）とを備えて構成されている。

特開２００８−４２０１６号公報

しかしながら、特許文献１に開示されたシート貼付装置にあっては、接着シートを介してフレームとウエハとを一体化する前に、別途の装置を用いてシート付きフレームを予め形成しておく必要があり、製造工程が複雑化する、という不都合がある。また、シート付きフレームを内側テーブル上に搬送するための搬送装置等が必要となり、装置が大掛かりになる、という不都合もある。

［発明の目的］
本発明の目的は、シート付きフレームを形成する処理と、シート付きフレームの接着シートをウエハに貼付する処理とを単一の装置で行うことが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突条部を備えた半導体ウエハを支持する内側テーブル及び開放部を有し、前記内側テーブルを収容するとともに前記半導体ウエハを囲む位置にフレームを支持する外側テーブルを含む支持手段と、
前記突条部の内側に対向させて接着シートを供給する供給手段と、
前記供給手段によって供給された接着シートを前記フレームに押圧して貼付する第１押圧手段と、
前記外側テーブルの開放部を閉塞して密閉空間を形成可能な閉塞手段と、
前記密閉空間を減圧可能な減圧手段と、
前記フレームに貼付された接着シートを押圧して前記半導体ウエハに貼付する第２押圧手段とを備え、
前記閉塞手段は、前記突条部の内径よりも小さな凹部が設けられた上蓋本体を備えている一方、前記第２押圧手段は、前記凹部内を摺動可能な弾性部材を備え、
前記弾性部材は、平面視で前記凹部が前記突条部の内側に配置された状態で前記接着シートを押圧することで、前記凹部に対向している接着シート部分を前記半導体ウエハの一方の面に接着させ、その後も接着シートＳを押圧することで、この押圧力の反力によって弾性変形し、前記突条部の内側であって前記凹部に対向していない接着シート部分を前記半導体ウエハの一方の面及び前記突条部の内面に接着させる、という構成を採っている。

本発明において、前記閉塞手段は、前記接着シート又は、前記接着シート及び前記フレームを間に挟んで前記密閉空間を形成可能に設けられ、前記第２押圧手段は、前記密閉空間の外部に位置し、前記閉塞手段及び第２押圧手段のうち少なくとも第２押圧手段は、前記密閉空間の減圧下で前記接着シートを吸着可能に設けられている。

更に、前記内側テーブルを昇降させる昇降手段を更に含み、前記密閉空間が形成された状態で前記内側テーブルを閉塞手段側に上昇させたときに、前記突条部と前記弾性部材との間に前記接着シートが挟み込まれて当該接着シートと半導体ウエハとの間に密閉された内部空間が形成される、という構成を採るとよい。

更に、本発明は、外周側に環状の突条部を備えた半導体ウエハを内側テーブルに支持する一方、前記内側テーブルを受容可能な開放部を有する外側テーブルにフレームを支持する工程と、
前記フレームに接着シートを貼付する工程と、
前記突条部の内径よりも小さな凹部が設けられた上蓋本体を用い、平面視で当該凹部が前記突条部の内側に配置された状態で前記外側テーブルの開放部を閉塞して密閉空間を形成する工程と、
前記密閉空間を減圧する工程と、
前記フレームに貼付された接着シートを前記凹部内で移動可能な弾性部材で押圧することで前記凹部に対向している接着シート部分を前記半導体ウエハの一方の面に接着させ、その後も接着シートを押圧することで、この押圧力の反力によって弾性変形し、前記突条部の内側であって前記凹部に対向していない接着シート部分を前記半導体ウエハの一方の面及び前記突条部の内面に接着させる工程とを含む、という手法を採っている。

本発明によれば、シート付きフレームを形成する処理と、シート付きフレームの接着シートを半導体ウエハに貼付する処理とを単一の装置で行うことができ、フレームに半導体ウエハをマウントする工程を連続的に行うことができ、別途の装置を用いてシート付きフレームを予め形成しておくといった不都合を解消することができる上、シート付きフレームを搬送装置等を介してシート貼付装置に搬送しなければならないといった不都合をも解消することができる。
また、閉塞手段が接着シート又は、接着シート及びフレームを間に挟んで密閉空間を形成し、当該密閉空間を減圧したときに、少なくとも第２押圧手段が接着シートを吸着可能に設けられているため、密閉空間の減圧時に接着シートが閉塞手段から離れてウエハに接着してしまうような不都合は生じない。
更に、第２押圧手段が、ウエハ外周側に設けられた突条部の内側に収まる平面形状の弾性部材を備えている構成により、突条部の内側に弾性部材が入り込んで当該突条部の内側領域に接着シートを貼付することができる。
なお、本明細書において、減圧は真空をも含む概念とする。

本実施形態に係るシート貼付装置を一部断面化した側面図。 接着シートをウエハに貼付する動作説明図。 接着シートをウエハに貼付する動作説明図。 接着シートをウエハに貼付する動作説明図。 接着シートをウエハに貼付する動作説明図。

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において、シート貼付装置１０は、ウエハＷを支持する内側テーブル１１及び開放部１２Ａを有し内側テーブル１１を収容するとともにウエハＷを囲む位置にリング状のフレームＦを支持する外側テーブル１２を含む支持手段１３と、ウエハＷ及びフレームＦの上面側に接着シートＳを供給する供給手段１５と、供給手段１５によって供給された接着シートＳをフレームＦに押圧して貼付する第１押圧手段としての押圧ローラ１６と、外側テーブル１２の上部側開放部１２Ａを閉塞して密閉空間Ｃ（図２参照）を形成可能な閉塞手段１７と、密閉空間Ｃを配管１８Ａを介して減圧可能な減圧ポンプ等からなる減圧手段１８と、フレームＦに貼付された接着シートＳを押圧してウエハＷに貼付する第２押圧手段１９とを備えて構成されている。ここで、本実施形態におけるウエハＷは、裏面研削によって外周に環状の突条部Ｗ１が形成されている。

前記内側テーブル１１は、ウエハＷを挟み込んだり掴んだりするチャック機構等の図示しない保持手段を介して、その上面側でウエハＷを保持可能に形成されている。この内側テーブル１１は、外側テーブル１２の底面１２Ａに設けられた昇降手段である駆動機器としての直動モータＭ１の出力軸２０に連結されて昇降可能に設けられている。外側テーブル１２は、底面１２Ａによって有底円筒状に設けられ、周壁１２Ｂの上端面１２Ｃには、フレームＦの位置決めを行う段部１２Ｄが設けられている。なお、支持手段１３は、駆動機器としての単軸ロボット２２のスライダ２２Ａに接続され、供給手段１５及び閉塞手段１７の下方において、図１中左右方向移動可能に設けられている。

前記供給手段１５は、剥離シートＲＬの一方の面に接着シートＳが仮着された原反Ｒを支持する支持軸３０と、剥離シートＲＬを折り返して接着シートＳを剥離シートＲＬから剥離する剥離板等からなる剥離部材３１と、原反Ｒに繰出力を付与する駆動ローラ３２及び駆動機器としてのモータ３３と、駆動ローラ３２との間に剥離シートＲＬを挟み込むピンチローラ３５と、図示しない駆動機器によって剥離シートＲＬを巻き取る巻取軸３６とにより構成されている。この供給手段１５は図示しないフレームに支持されている。

前記押圧ローラ１６は、剥離部材３１の先端側に位置する状態で供給手段１５を支持するフレームに支持され、剥離部材３１を介して剥離された接着シートＳに押圧力を付与して当該接着シートＳをフレームＦに貼付することで、フレームＦの開口部が接着シートＳで閉塞されたシート付きフレームＦ１を形成可能となっている。

前記閉塞手段１７は、上蓋本体１７Ａと、上蓋本体１７Ａに出力軸４０が連結されて当該上蓋本体１７Ａを昇降可能に支持する駆動機器としての直動モータＭ２とにより構成されている。上蓋本体１７Ａは、平面視略円形の板状をなし、その下面側外周位置に、外側テーブル１２の上端面１２Ｃに当接するゴム、樹脂等からなるシールリング部材４２が設けられている。また、上蓋本体１７Ａの下面側には図示しない減圧ポンプに連通する吸着孔が形成され、これら吸着孔を通じて接着シートＳが吸着可能に設けられている。

前記第２押圧手段１９は、上蓋本体１７Ａに設けられた円形の凹部１７Ｂ内に設けられた駆動機器としての直動モータＭ３と、直動モータＭ３の出力軸４１に連結されたゴム、樹脂等からなる円板状の弾性部材４３とにより構成されている。この弾性部材４３は、凹部１７Ｂの側壁を摺動可能に設けられるとともに、ウエハＷの突条部Ｗ１の内径よりも小さい外径を有し、接着シートＳに押圧力を付与したときの反力で外側に拡がる方向に弾性変形可能に設けられている。また、弾性部材４３の下面及び側面には図示しない減圧ポンプに連通する吸着孔が形成され、これら吸着孔を通じて接着シートＳが吸着可能に設けられている。なお、弾性部材４３の下面は、上蓋本体１７Ａの下面と面一となる初期位置と、上蓋本体１７Ａの下面から下方に突出する位置との間を移動可能に設けられている。

次に、本実施形態におけるシート貼付方法について、図２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、供給手段１５において、接着シートＳを剥離部材３１上の剥離待機位置に待機させておく。また、図示しない搬送手段によって内側テーブル１１及び外側テーブル１２にウエハＷ及びフレームＦをそれぞれ支持させる。

支持手段１３が単軸ロボット２２を介して図１中実線で示される位置から左側に移動して所定位置に達したことが図示しないセンサにより検出されたときに、供給手段１５のモータ３３が駆動して原反Ｒの繰り出しが開始され、剥離部材３１の先端位置で接着シートＳが剥離シートＲＬから剥離される。剥離シートＲＬから剥離された接着シートＳは、押圧ローラ１６の押圧力でフレームＦの上面側に押圧されつつ、支持手段１３が閉塞手段１７側に移動することで、接着シートＳがフレームＦの上面に貼付されてシート付きフレームＦ１が形成される。そして、支持手段１３が閉塞手段１７の真下に到達したことが図示しないセンサにより検出されたときに、単軸ロボット２２の駆動が停止する。

次いで、直動モータＭ２が駆動して閉塞手段１７が下降し、図２に示されるように、接着シートＳ及びフレームＦを間に挟んで外側テーブル１２の開放部１２Ａを閉塞して密閉空間Ｃが形成される。

密閉空間Ｃが形成された状態で、減圧手段１８を駆動して密閉空間Ｃを減圧する。同時に、閉塞手段１７の上蓋本体１７Ａ及び弾性部材４３は、密閉空間Ｃの減圧状態よりも大きな減圧力で接着シートＳを吸着し、密閉空間Ｃの減圧によって接着シートＳがウエハＷに接着しないように保つ。

その後、図３に示されるように、直動モータＭ１が駆動してテーブル１１を上昇させ、ウエハＷの突条部Ｗ１と上蓋本体１７Ａの下面とで接着シートＳを挟み込み、ウエハＷと接着シートＳとの間に密閉空間Ｃ内に別の密閉空間としての内部空間Ｃ１が形成される。

内部空間Ｃ１が形成された状態で、図４に示されるように、直動モータＭ３が駆動し、弾性部材４３が上蓋本体１７Ａの下面から下方に突出し、接着シートＳを押し下げて当該接着シートＳをウエハＷの突条部Ｗ１内の上面に接着させる。その後も直動モータＭ３の駆動を続行すると、図５に示されるように、弾性部材４３が直動モータＭ３の押圧力によって弾性変形し、突条部Ｗ１の内周面に接着シートＳを押圧して貼付する。

次に、減圧手段１８による減圧を解除して密閉空間Ｃを大気圧に戻すとともに、上蓋本体１７Ａ及び弾性部材４３の吸着を解除する。次いで、弾性部材４３を初期位置に戻して閉塞手段１７を上昇させると、ウエハＷは、接着シートＳを介してフレームＦに一体化される。その後、フレームＦに一体化されたウエハＷは、図示しない搬送装置等によって別工程に搬送されることとなる。そして、以後上記同様にしてウエハＷに接着シートＳが貼付される。

従って、このような実施形態によれば、シート付きフレームＦ１を形成する処理と、シート付きフレームＦ１の接着シートＳをウエハＷに貼付する処理とを連続的に行うことができる。

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、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、ウエハＷが外周に突条部Ｗ１を備えた形状としたが、突条部Ｗ１を有しないウエハや、電極としてのバンプを有するウエハを対象とすることもできる。また、半導体ウエハは、シリコン半導体ウエハや化合物半導体ウエハであってもよい。更に、フレームＦはリング状でなくてもよく、例えば、Ｃ字状等の他の形状のフレームも採用することを妨げない。

また、供給手段１５及び第１押圧手段１６は、図示構成例に限定されるものではなく、接着シートＳを供給して貼付することができるものであれば足りる。
更に、段部１２ＤをフレームＦと同じ高さ若しくは高く設定することで、閉塞手段１７が下降したときに、接着シートＳを間に挟んで外側テーブル１２の開放部１２Ａを閉塞して密閉空間Ｃを形成するようにしてもよい。
また、接着シートＳやフレームＦを間に挟んで密閉空間Ｃを形成することなく、閉塞手段１７と外側テーブル１２とで密閉空間Ｃを形成し、この密閉空間Ｃの内部でウエハＷ及びシート付きフレームＦ１をそれぞれ支持し、当該密閉空間Ｃの内部に設けた第２押圧手段１９によって接着シートＳを押圧してウエハＷに貼付するようにしてもよい。
更に、上蓋本体１７Ａによる接着シートＳの吸着は、必ずしも必要ではなく、接着シートＳが垂れ下がってウエハＷに接着しなければ、弾性部材４３だけの吸着でもよい。

更に、前記実施形態における駆動機器は、回動モータ、直動モータ、リニアモータ、単軸ロボット、多関節ロボット等の電動機器、エアシリンダ、油圧シリンダ、ロッドレスシリンダ及びロータリシリンダ等のアクチュエータ等を採用することができる上、それらを直接的又は間接的に組み合せたものを採用することもできる（実施形態で例示したものと重複するものもある）。

１０ シート貼付装置
１１ 内側テーブル
１２ 外側テーブル
１２Ａ 開放部
１３ 支持手段
１５ 供給手段
１６ 押圧ローラ（第１押圧手段）
１７ 閉塞手段
１８ 減圧手段
１９ 第２押圧手段
４３ 弾性部材
Ｃ 密閉空間
Ｃ１ 内部空間
Ｆ フレーム
Ｍ１ 直動モータ（昇降手段）
Ｓ 接着シート
Ｗ 半導体ウエハ
Ｗ１ 突条部

Claims (3)

1. 一方の面の外周側に環状の突条部を備えた半導体ウエハを支持する内側テーブル及び開放部を有し、前記内側テーブルを収容するとともに前記半導体ウエハを囲む位置にフレームを支持する外側テーブルを含む支持手段と、
   前記突条部の内側に対向させて接着シートを供給する供給手段と、
   前記供給手段によって供給された接着シートを前記フレームに押圧して貼付する第１押圧手段と、
   前記外側テーブルの開放部を閉塞して密閉空間を形成可能な閉塞手段と、
   前記密閉空間を減圧可能な減圧手段と、
   前記フレームに貼付された接着シートを押圧して前記半導体ウエハに貼付する第２押圧手段とを備え、
   前記閉塞手段は、前記突条部の内径よりも小さな凹部が設けられた上蓋本体を備えている一方、前記第２押圧手段は、前記凹部内を摺動可能な弾性部材を備え、
   前記弾性部材は、平面視で前記凹部が前記突条部の内側に配置された状態で前記接着シートを押圧することで、前記凹部に対向している接着シート部分を前記半導体ウエハの一方の面に接着させ、その後も接着シートＳを押圧することで、この押圧力の反力によって弾性変形し、前記突条部の内側であって前記凹部に対向していない接着シート部分を前記半導体ウエハの一方の面及び前記突条部の内面に接着させることを特徴とするシート貼付装置。
2. 前記閉塞手段及び第２押圧手段のうち少なくとも第２押圧手段は、前記密閉空間の減圧下で前記接着シートを吸着可能に設けられていることを特徴とする請求項１記載のシート貼付装置。
3. 前記内側テーブルを昇降させる昇降手段を更に含み、前記密閉空間が形成された状態で前記内側テーブルを閉塞手段側に上昇させたときに、前記突条部と前記弾性部材との間に前記接着シートが挟み込まれて当該接着シートと半導体ウエハとの間に密閉された内部空間が形成され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。

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