JP5869245B2 - シート貼付装置及びシート貼付方法並びに転写装置 - Google Patents

Description

本発明は、シート貼付装置及びシート貼付方法並びに転写装置に係り、更に詳しくは、フレーム及び半導体ウエハ等の被着体に接着シートを貼付して一体化された対象物に、別の接着シートを貼付するシート貼付装置及びシート貼付方法、並びに、フレーム及び半導体ウエハ等の被着体に接着シートを貼付して一体化された対象物から、他の接着シートに被着体を転写することができる転写装置に関する。

半導体ウエハ（以下、単に「ウエハ」と称する場合がある）にあっては、リングフレームの内側に接着シートを介して一体化した後で種々の処理が施される。かかる処理の一例として、特許文献１に開示されている処理方法が知られている。同文献では、先ず、表面に回路が形成されたウエハの裏面側に第１接着シートを貼付してリングフレームと一体化し、切削装置等によってウエハをチップ状に個片化する。次に、リングフレームをテーブルに載置した状態で、第１接着シートに引伸しリングを押し当て、当該第１接着シートを延び変形させてチップの間隔を拡げるエキスパンド処理を行う。次いで、第２接着シートが貼付された別のリングフレームを用意し、当該第２接着シートにウエハ（チップ）の表面側が貼付されるよう、２枚のリングフレームを重ね合わせて貼付する。その後、ウエハの裏面から第１接着シートを剥離することで、第２接着シートに各チップを転写し、当該チップのボンディング処理等を行っている。

特開平１１−６７６９７号公報

しかしながら、特許文献１にあっては、予めリングフレームに第２接着シートを貼付しておくため、別のシート貼付装置が必要となり、設備が大掛かりになるという不都合がある。また、前述した転写を行うため、２枚のリングフレームを利用することが不可欠となる。このため、第２接着シートが貼付された状態のリングフレームをストックするスペースやストッカが必要となり、当該装置を含む転写装置の全体サイズが大型化する、という不都合がある。また、同文献では、エキスパンド処理にあたって、テーブルからリングフレームが脱落しないように固定するチャック等の機構を設けることが不可欠となり、装置全体の複雑化を招来し、設備コストが上昇するという不都合を生じる。

［発明の目的］
本発明の目的は、設備や装置全体が大型化、複雑化することを防止することができるシート貼付装置及びシート貼付方法並びに転写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、フレーム及び被着体の各一方の面に第１接着シートを貼付して一体化された対象物を当該第１接着シート側から支持する支持手段と、第２接着シートを繰り出す繰出手段と、この繰出手段で繰り出された第２接着シートを、前記フレーム及び被着体の各他方の面に押圧して貼付する押圧手段とを備えたシート貼付装置であって、
前記第２接着シートは、貫通孔若しくは、フレームの内周縁との間に隙間が形成された状態で貼付可能に設けられ、
前記支持手段は、前記フレームに対応する領域を支持するフレーム支持部と、前記被着体に対応する領域を支持する被着体支持部と、前記フレームと被着体との間に表出する第１接着シートに対し、フレームの他方の面から一方の面に向かう方向の力を付与する減圧手段とを有する、という構成を採っている。

また、本発明は、フレーム及び被着体の各一方の面に第１接着シートを貼付して一体化された対象物を当該第１接着シート側から支持する支持手段と、第２接着シートを繰り出す繰出手段と、この繰出手段で繰り出された第２接着シートを、前記フレーム及び被着体の各他方の面に押圧して貼付する押圧手段と、前記フレーム及び被着体から第１接着シートを剥離可能な剥離手段とを備えた転写装置であって、
前記第２接着シートは、貫通孔若しくは、フレームの内周縁との間に隙間が形成された状態で貼付可能に設けられ、
前記支持手段は、前記フレームに対応する領域を支持するフレーム支持部と、前記被着体に対応する領域を支持する被着体支持部と、前記フレームと被着体との間に表出する第１接着シートに対し、フレームの他方の面から一方の面に向かう方向の力を付与する減圧手段とを有する、という構成を採っている。

本発明において、前記フレーム支持部と被着体支持部とを相対変位可能に設けられた変位手段を含み、この変位手段は、前記フレーム及び被着体の各他方の面を同一平面に位置決め可能に設けられる、という構成を採ることが好ましい。

また、前記被着体は、切り込みによって個片化され、
前記付勢手段は、第１接着シートに対して前記力を付与したときに、隣り合う個片の間隔を拡大可能に設けられる、という構成も好ましくは採用される。

また、本発明のシート貼付方法は、フレーム及び被着体の各一方の面に第１接着シートを貼付して一体化された対象物を当該第１接着シート側から支持手段を介して支持する工程と、
前記フレームと被着体との間に表出する第１接着シートに対し、フレームの他方の面から離れる方向の力を付与するように前記第１接着シートと支持手段との間の空間を減圧する工程と、
第２接着シートを繰り出す工程と、
繰り出された第２接着シートを、貫通孔若しくは、フレームの内周縁との間に隙間が形成された状態で前記フレーム及び被着体の各他方の面に押圧して貼付する工程とを備える、という方法を採っている。

本発明によれば、フレーム及び被着体の各一方の面に第１接着シートが貼付された対象物を支持手段で支持した状態で、当該フレーム及び被着体の他方の面側から第２接着シートを貼付することができるので、従来のように、予めリングフレームに第２接着シートを貼付しておくため、別のシート貼付装置を導入しなくて済むので、設備が大掛かりになるという不都合を解消することができる。

また、本発明によれば、被着体及びフレームの各他方の面に第２接着シートを貼付するときに、第２接着シートから第１接着シートが離れる方向に、当該第１接着シートに力を付与して当該第１接着シートを変形又は変位させることができる。これにより、フレームと被着体との間で第１及び第２接着シートが接着することを防止して、フレーム及び被着体の各他方の面に第２接着シートを貼付することができる。換言すれば、第１接着シートから第２接着シートに転写するため、フレームの利用数を１枚とすることができ、２枚のフレームを利用する従来構造に比べ、フレームのストッカ等を省略して装置のコンパクト化を図ることができる。また、第１接着シートに前述した方向の力を付与することで、フレーム支持部にフレームを押さえ付ける力を作用させることも可能となる。この結果、フレーム支持部においてチャック等を設けなくてもよくなり、装置の簡略化を通じて設備的な負担を軽減することが可能となる。

また、フレーム及び被着体の各他方の面を同一平面に位置決め可能とした場合、フレーム及び被着体の何れか一方で押圧力が不足したりすることを回避でき、貼付不良の発生を防止することが可能となる。

実施形態に係るシート貼付装置の概略正面図。 第１接着シートに力が付与された状態の説明図。 第１接着シートを剥離した後の状態の説明図。

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。
なお、本実施形態において、特に明示しない限り、方向を示す用語（例えば、上、下、左、右）は、図１を基準とする。

図１〜図３において、転写装置１０は、リングフレームＲＦ及び被着体としてのウエハＷＦに第１接着シートＳ１を貼付して一体化された対象物ＴＳを支持する支持手段１１と、この支持手段１１の上方に第２接着シートＳ２を繰り出す繰出手段１３と、この繰出手段１３で繰り出された第２接着シートＳ２をリングフレームＲＦ及びウエハＷＦに押圧して貼付する押圧手段としての押圧ローラ１４と、支持手段１１の左側上方に設けられた剥離手段１６とを備えて構成されている。

第１及び第２接着シートＳ１、Ｓ２は、基材シートＢＳと、この基材シートＢＳの一方の面に設けられた紫外線硬化型の接着剤層ＡＤとをそれぞれ備えている。第１接着シートＳ１は、接着剤層ＡＤを上向きとしてリングフレームＲＦ及びウエハＷＦの各一方の面（下面）に貼付されている。第２接着シートＳ２は、繰出手段１３において支持されるロール状の原反ＲＳにおいて、帯状の剥離シートＲＬに接着剤層ＡＤを介して所定間隔を隔てて複数仮着されている。ウエハＷＦは、切り込みによって個片化され、当該個片により複数のチップＣＰが形成されている。

前記支持手段１１は、上端側を開放する断面視凹状に設けられたフレーム支持部としての外側テーブル２０と、この外側テーブル２０の内部に配置された被着体支持部としての内側テーブル２２と、外側テーブル２０の底面に設けられて内側テーブル２１を支持する変位手段である駆動機器としての直動モータ２３と、外側テーブル２０の内部空間ＳＰを含む付勢手段２４とを備えている。

前記外側テーブル２０の上端面は、吸着面２６とされ、当該吸着面２６で第１接着シートＳ１のリングフレームＲＦに貼付されている領域を吸着保持可能となっている。これにより、外側テーブル２０は、リングフレームＲＦを第１接着シートＳ１側から支持し、対象物ＴＳのリングフレームＲＦに対応する領域を支持可能に設けられる。外側テーブル２０の上端面には、リングフレームＲＦの位置決めを行う段部２０Ａが形成されている。なお、外側テーブル２０は、その下面が駆動機器としての単軸ロボット２７のスライダ２７Ａに取り付けられ、繰出手段１３及び剥離手段１６の下方において、支持手段１１が左右方向に移動可能に設けられている。

前記内側テーブル２２の上面は、吸着面２９とされ、当該吸着面２９で第１接着シートＳ１のウエハＷＦに貼付されている領域を吸着保持し、ウエハＷＦを第１接着シートＳ１側から支持して対象物ＴＳのウエハＷＦに対応する領域を支持可能に設けられる。

前記直動モータ２３は、内側テーブル２０を昇降して当該内側テーブル２０と外側テーブル２２とを上下に相対変位可能に設けられるとともに、変位した位置で内側テーブル２０の移動を規制可能に設けられている。これにより、直動モータ２３は、リングフレームＲＦやウエハＷＦの厚みに応じて内側テーブル２２を昇降した後、それらの各他方の面（上面）を同一平面に位置決め可能となっている。

前記付勢手段２４は、外側テーブル２０の内部空間ＳＰに連通する減圧管３０と、この減圧管３０に接続される減圧ポンプや真空エジェクタ等からなる図示しない減圧手段とを備えている。内部空間ＳＰは、支持手段１１で対象物ＴＳを支持したときに、当該対象物ＴＳにより外側テーブル２０の上端側が閉塞されて密閉状態となる。この状態で、減圧手段を介して内部空間ＳＰ内を減圧すると、リングフレームＲＦとウエハＷＦとの間に表出する第１接着シートＳ１に、リングフレームＲＦの上面から下面に向かう方向の力、すなわち、下方へ引っ張る力が付与され、図１の二点鎖線で示されるように、リングフレームＲＦとウエハＷＦとの間の第１接着シートＳ１が下方に膨らむように変形可能となっている。

前記繰出手段１３は、原反ＲＳを支持する支持軸３１と、この支持軸３１から繰り出された原反ＲＳの剥離シートＲＬを折り返して当該剥離シートＲＬから第２接着シートＳ２を剥離する剥離板３２と、剥離板３２を経た後の剥離シートＲＬを挟み込む駆動ローラ３４及びピンチローラ３５と、これらを通過した後の剥離シートＲＬを図示しない駆動機器によって所定のトルクで巻き取る巻取軸３６とを備え、押圧ローラ１４側に第２接着シートＳ２を繰り出し可能となっている。駆動ローラ３４は、駆動機器としての回動モータＤＭを介して回転可能に設けられている。支持軸３１と剥離板３２との間には、第２接着シートＳ２に貫通孔ＨＬ（図２及び図３参照）を形成するパンチング手段３８が設けられている。パンチング手段３８は、駆動機器としてのエアシリンダ３８Ａと、その出力軸の先端に設けられた孔形成刃３８Ｂと、孔形成刃３８Ｂが入り込む受け板３８Ｃとを備え、第２接着シートＳ２がリングフレームＲＦ及びウエハＷＦに貼付されたときに、それらの間に表出する領域に貫通孔ＨＬを形成可能に設けられている。

前記剥離手段１６は、下面が吸着面とされて第２接着シートＳ２を吸着保持可能な吸着板４０と、この吸着板４０の上面に連結されて当該吸着板４０を上下動可能な駆動機器としての直動モータ４１とを備えている。

次に、第２接着シートＳ２に対象物ＴＳのウエハＷＦを転写する転写方法について説明する。

初期作業として、支持軸３１に支持された原反ＲＳを所定長さ引き出し、パンチング手段３８、剥離板３２、駆動ローラ３４、ピンチローラ３５の順に原反ＲＳを通過させて当該原反ＲＳのリード端を巻取軸３６に固定する。

そして、繰出手段１３が駆動ローラ３４を回転して原反ＲＳを繰り出すとともに、この繰り出しに同期して、エアシリンダ３８Ａの作動により第２接着シートＳ２に貫通孔ＨＬを形成する。先頭の接着シートＳ１が剥離板３２から所定量剥離されると、図示しないセンサで当該接着シートＳ２が検出されて繰り出しを停止し、スタンバイ状態となる。

対象物ＴＳは、転写装置１０に搬送される前に、図示しない紫外線照射装置により第１接着シートＳ１に対して紫外線が照射され、接着剤層ＡＤが硬化されて接着力が弱められている。その後、図示しない搬送手段を介して対象物ＴＳが外側テーブル２０及び内側テーブル２２の各吸着面２６、２９上に載置されて吸着保持される。対象物ＴＳを吸着保持した後、図示しない弁の作動によって、内部空間ＳＰが減圧管３０を介して図示しない減圧手段に接続され、内部空間ＳＰ内が減圧される。この減圧により、リングフレームＲＦとウエハＷＦとの間に表出する第１接着シートＳ１が図１の二点鎖線で示されるように下方に変形する。これと同時に、内側テーブル２０上の第１接着シートＳ１には、その中心から面方向外側に向かう引張力、すなわち放射方向への引張力が付与され、内側テーブル２０上の第１接着シートＳ１が延び変形し、隣り合うチップＣＰの間隔が拡大される（エキスパンドされる）。

次に、直動モータ２３の作動によって、リングクレームＲＦの上面と同一平面にウエハＷＦの上面が位置するよう内側テーブル２２を上下方向に変位して位置決めする。次いで、単軸ロボット２７の作動によって、剥離板３２の下方で支持手段１１を右側から左側に移動させる。支持手段１１が所定位置で図示しないセンサによって検知されると、支持手段１１の搬送に同期してスタンバイ状態の駆動ローラ３４が回転して原反ＲＳが繰り出され、剥離板３２の先端で第２接着シートＳ２が剥離される。そして、剥離された第２接着シートＳ２が押圧ローラ１４による押圧力を受け、リングクレームＲＦ及びチップＣＰ間隔を拡げたウエハＷＦの各上面に第２接着シートＳ２が貼付される。このとき、リングクレームＲＦ及びウエハＷＦに第１及び第２接着シートＳ１、Ｓ２が貼付されることとなるが、リングフレームＲＦ及びウエハＷＦ間において、第１接着シートＳ１が下方に変形されているので、対向する各接着シートＳ１、Ｓ２が接着することを防止可能となる。また、第２接着シートＳ２に貫通孔ＨＬが形成されているので、接着シートＳ１、Ｓ２間の空間が減圧され、接着シートＳ１と接着シートＳ２とが接着することはない。

第２接着シートＳ２の貼付後、単軸ロボット２７によって支持手段１１を剥離手段１６の下方位置まで移動させる。次いで、直動モータ４１の作動により吸着板４０を下降し、吸着体４０の下面に第２接着シートＳ２を吸着保持させる（図２参照）。この吸着保持後、直動モータ４１の作動により吸着板４０を上昇させる。この上昇によって、図３に示されるように、リングフレームＲＦ及びウエハＷＦは、各吸着面２６、２９に吸着保持された第１接着シートＳ１から剥離され、吸着板４０に吸着保持された第２接着シートＳ２と共に上昇する。これにより、隣り合うチップＣＰの間隔が拡大されたウエハＷＦは、第２接着シートＳ２を介してリングクレームＲＦと一体化され、第１接着シートＳ１から第２接着シートＳ２へ転写される。

転写が完了すると、第２接着シートＳ２を介してリングクレームＲＦと一体化されたウエハＷＦは、図示しない搬送手段によって次工程に搬送されるとともに、支持手段１１上の第１接着シートＳ１は、図示しない回収手段によって回収される。そして、支持手段１１が初期位置に復帰した後、上記同様の動作が繰り返されることとなる。なお、吸着板４０を上昇させたときに、第１接着シートＳ１がウエハＷＦ及びリングクレームＲＦから剥離されない場合、当該接着力は弱まっているので、人手或いはチャックシーリンダやチャックモータ等の把持手段で第１接着シートＳ１を把持して回収するように構成することができる。

従って、このような実施形態によれば、第１接着シートＳ１から第２接着シートＳ２にウエハＷＦを転写するために利用するリングフレームＲＦを単一にすることができる。これにより、２枚のリングフレームを利用して転写を行う場合に比べ、リングフレームのストッカ等を省略して装置全体の小型化を図ることが可能となる。
また、第１接着シートＳ１を下方に引っ張ることでチップＣＰの間隔を拡大するので、リングフレームＲＦを固定する治具等をなくすことができる。

更に、直動モータ２３によってリングクレームＲＦ及びウエハＷＦの各上面を同一平面に位置決め可能となるので、第２接着シートＳ２をウエハＷＦ及びリングフレームＲＦに貼付するときに、押圧力が過不足するような貼付不良の発生を防止することができる
また、第２接着シートＳ２に貫通孔ＨＬを設けたので、当該貫通孔ＨＬによって第１及び第２の接着シートＳ１、Ｓ２を目視或いはセンサ等の検知手段で区別し易くなり、ウエハＷＦが転写前であるか転写後であるかを容易に判別することが可能となる。

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、上記実施形態の転写装置１０における剥離手段１６を省くことで、シート貼付装置として使用することもできる。この場合、リングクレームＲＦに接着している第１接着シートＳ１を剥離する場合は、適宜なシート剥離装置を採用したり、人手で第１接着シートＳ１を剥離したりするように構成すればよい。

更に、フレームは、前述と同様に転写を行える限りにおいて、リングフレームＲＦに代えて、Ｃ字状やＵ字状等の別形状のフレームを用いてもよい。
また、第２接着シートＳ２の形状は、各チップＣＰを貼付可能とする限りにおいて、第１接着シートＳ１と同一としたり、リングフレームＲＦの内周縁との間に隙間が生じるように形成したりしてもよい。ここで、前記隙間が生じるように形成した場合、当該隙間がパンチング手段３８で形成した貫通孔ＨＬと同様の効果を奏すこととなり、当該パンチング手段３８の設置を省略することができる。
更に、前記支持手段１１における変位手段２３は、リングフレームＲＦ及びウエハＷＦの各上面を位置決めするため、外側テーブル２０及び内側テーブル２２の少なくとも一方を変位し、それらを相対変位可能とすればよい。

また、繰出手段１３や押圧ローラ１４、剥離手段１６は、前記実施形態と同様の機能を発揮する限りにおいて、種々の設計変更が可能である。

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）。

また、被着体はウエハＷＦに限定されることなく、ガラス板、鋼板、または、樹脂板等、その他のものも対象とすることができ、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、ウエハＷＦは個片化されていないものであってもよい。
また、第１及び第２接着シートＳ１、Ｓ２は、紫外線硬化型の接着剤層を備えたものに限定されることはなく、ウエハＷＦやリングフレームＲＦを接着したり、それらから剥離したりすることができるものであれば足りる。
更に、パンチング手段３８で形成する貫通孔ＨＬは、１箇所でもよいし複数個所でもよい。

１０ 転写装置
１１ 支持手段
１３ 繰出手段
１４ 押圧ローラ（押圧手段）
１６ 剥離手段
２０ 外側テーブル（フレーム支持部）
２２ 内側テーブル（被着体支持部）
２３ 変位手段
２４ 付勢手段
ＲＦ リングフレーム
Ｓ１ 第１接着シート
Ｓ２ 第２接着シート
ＴＳ 対象物
ＷＦ 半導体ウエハ（被着体）

Claims (3)

1. フレーム及び被着体の各一方の面に第１接着シートを貼付して一体化された対象物を当該第１接着シート側から支持する支持手段と、第２接着シートを繰り出す繰出手段と、この繰出手段で繰り出された第２接着シートを、前記フレーム及び被着体の各他方の面に押圧して貼付する押圧手段とを備えたシート貼付装置であって、
   前記第２接着シートは、貫通孔若しくは、フレームの内周縁との間に隙間が形成された状態で貼付可能に設けられ、
   前記支持手段は、前記フレームに対応する領域を支持するフレーム支持部と、前記被着体に対応する領域を支持する被着体支持部と、前記フレームと被着体との間に表出する第１接着シートに対し、フレームの他方の面から一方の面に向かう方向の力を付与する減圧手段とを有することを特徴とするシート貼付装置。
2. フレーム及び被着体の各一方の面に第１接着シートを貼付して一体化された対象物を当該第１接着シート側から支持する支持手段と、第２接着シートを繰り出す繰出手段と、この繰出手段で繰り出された第２接着シートを、前記フレーム及び被着体の各他方の面に押圧して貼付する押圧手段と、前記フレーム及び被着体から第１接着シートを剥離可能な剥離手段とを備えた転写装置であって、
   前記第２接着シートは、貫通孔若しくは、フレームの内周縁との間に隙間が形成された状態で貼付可能に設けられ、
   前記支持手段は、前記フレームに対応する領域を支持するフレーム支持部と、前記被着体に対応する領域を支持する被着体支持部と、前記フレームと被着体との間に表出する第１接着シートに対し、フレームの他方の面から一方の面に向かう方向の力を付与する減圧手段とを有することを特徴とする転写装置。
3. フレーム及び被着体の各一方の面に第１接着シートを貼付して一体化された対象物を当該第１接着シート側から支持手段を介して支持する工程と、
   前記フレームと被着体との間に表出する第１接着シートに対し、フレームの他方の面から離れる方向の力を付与するように前記第１接着シートと支持手段との間の空間を減圧する工程と、
   第２接着シートを繰り出す工程と、
   繰り出された第２接着シートを、貫通孔若しくは、フレームの内周縁との間に隙間が形成された状態で前記フレーム及び被着体の各他方の面に押圧して貼付する工程とを備えていることを特徴とするシート貼付方法。

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