JP6088866B2

JP6088866B2 - シート貼付装置及び貼付方法

Info

Publication number: JP6088866B2
Application number: JP2013052095A
Authority: JP
Inventors: 芳昭杉下
Original assignee: Lintec Corp
Current assignee: Lintec Corp
Priority date: 2013-03-14
Filing date: 2013-03-14
Publication date: 2017-03-01
Anticipated expiration: 2033-03-14
Also published as: JP2014179441A

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及び貼付方法に関する。

従来、半導体ウエハ（以下、単にウエハという場合がある）の加工工程において、被着体に接着シートを貼付する貼付装置として、独立して圧力制御可能な２つの減圧室の間に弾性シートを配置したものが提案されている（特許文献１等参照）。また、被着体に接着体を貼付する他の貼付装置として、接着体を被着体に押圧する押圧ローラを利用するものが提案されている（特許文献２等参照）。

特開平１０−２３３４３０号公報特開２００６−２２２２６７号公報

しかしながら、弾性シートを利用する従来の貼付装置は、被着体の中央から外側に向かって接着シートを貼付でき、被着体と接着シートとの間に空気が介在することを防止することができるものの、確実に押圧力を付与するために押圧力を大きくすると弾性シートが破れてしまうという弾性シート貼付特有の不都合がある。また、押圧ローラを利用する従来の貼付装置では、押圧力を大きくして確実に被着体を接着体に貼付することができるが、被着体と接着シートとの間に空気が介在することを防止するために、接着体における未押圧部が被着体に貼付するといった所謂先付きを起こさないように、当該未押圧部を保持する機構を採用する必要があり、装置の大型化及び制御の複雑化を生じるという押圧ローラ貼付特有の不都合がある。

本発明の目的は、接着シートと被着体の間に空気が介在することを防止して、確実に接着シートを被着体に貼付することができる貼付装置及び貼付方法を提供することである。

このような目的を達成するために、本発明に係るシート貼付装置は、
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、
前記被着体側へ向かって撓むことができる弾性部材を含んで密閉空間を形成する密閉空間形成手段と、
前記密閉空間の内圧を変更することで、前記弾性部材に対して全体的に外力を付与し、当該弾性部材と前記被着体との間に配置した前記接着シートを、前記弾性部材を介して前記被着体に押圧して貼付する第１押圧手段と、
前記弾性部材に対して部分的に外力を付与し、前記被着体に貼付された前記接着シートを、前記弾性部材を介して再度前記被着体に押圧する第２押圧手段と、を備える。

また、例えば、本発明に係るシート貼付装置は、前記第１押圧手段の押圧力と第２押圧手段の押圧力との少なくとも一方を検知する押圧力検知手段を備えても良い。

また、本発明に係るシート貼付方法は、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、
前記被着体側へ向かって撓むことができる弾性部材を含んで形成された密閉空間の内圧を変更することで、前記弾性部材に対して全体的に外力を付与し、当該弾性部材と前記被着体との間に配置した前記接着シートを、前記弾性部材を介して前記被着体に押圧して貼付する工程と、
前記弾性部材に対して部分的に外力を付与し、前記被着体に貼付された前記接着シートを、前記弾性部材を介して再度前記被着体に押圧する工程と、を行う。

本発明は、第１押圧手段と第２押圧手段とを有するため、例えば、第１押圧手段で被着体の中央から外側に向かって所定の押圧力で接着シートを貼付でき、しかも、第２押圧手段で第１押圧手段の押圧力よりも大きな押圧力で接着シートを再度被着体に押圧することができる。これにより、接着シートと被着体の間に空気が介在することを防止して、確実に接着シートを被着体に貼付することができる。

また、第１押圧手段の押圧力と第２押圧手段の押圧力との少なくとも一方を検知する圧力検知手段を有することにより、第１、第２押圧手段、接着シートや被着体等の形状、性質、材質等の要因に合わせて押圧力を所定の押圧力に調整することができる。

本発明の一実施形態に係るシート貼付装置の部分断面側面図。図１に示すシート貼付装置による貼付動作説明図。

以下、本発明の一実施形態に係るシート貼付装置１０を図１及び図２に基づいて説明する。
なお、本明細書におけるＸ軸、Ｙ軸、Ｚ軸は、それぞれが直交する関係にあり、Ｘ軸及びＹ軸は、水平面内の軸とし、Ｚ軸は、水平面に直交する軸とする。さらに、本実施形態では、Ｙ軸と平行な図１の手前方向から観た場合を基準とし、方向を示した場合、「上」がＺ軸の矢印方向で「下」がその逆方向、「左」がＸ軸の矢印方向で「右」がその逆方向、「前」が紙面に直交する手前、「後」がその逆方向とする。

シート貼付装置１０は、基材シートＢＳの一方の面（下面）に接着剤層ＡＤを有する接着シートＡＳを被着体としてのウエハＷＦに貼付するものであって、ウエハＷＦ側へ向かって撓むことができる弾性部材２４を含んで密閉空間ＣＥを形成する密閉空間形成手段２０と、密閉空間ＣＥの内圧を変更することで、弾性部材２４に対して全体的に外力を付与し、弾性部材２４とウエハＷＦとの間に配置した接着シートＡＳを、弾性部材２４を介してウエハＷＦに押圧して貼付する第１押圧手段３０と、弾性部材２４に対して部分的に外力を付与し、ウエハＷＦに貼付された接着シートＡＳを、弾性部材２４を介して再度ウエハＷＦに押圧する第２押圧手段４０とを備え、図示しない駆動機器を介してウエハＷＦを支持可能な支持手段５０の上方に昇降可能に設けられている。

密閉空間形成手段２０は、円筒状の第１側壁２１と、第１側壁２１の上部に設けられた上壁２２と、上壁２２の下方に設けられ下方に開口部２３Ａを有する円筒状の第２側壁２３と、第２側壁２３の開口部２３Ａを塞ぐように設けられたゴムや樹脂等の弾性部材２４とを備え、上壁２２と第２側壁２３と弾性部材２４とで密閉空間ＣＥを形成する構成となっている。弾性部材２４は図示しない静電チャックや接着、粘着等で接着シートＡＳを基材シートＢＳ側から支持可能に設けられている。

第１押圧手段３０は、上壁２２に設けられた孔２２Ａに接続された配管３１と、配管３１に連通された加圧ポンプやタービン等の加圧手段３２及び減圧ポンプや真空エジェクタ等の減圧手段３３と、配管３１の途中に設けられ、密閉空間ＣＥ内の圧力を検知可能なロードセルや圧力センサ等の押圧力検知手段３４とを備えている。

第２押圧手段４０は、密閉空間ＣＥの内部であって上壁２２の下方に設けられた駆動機器としてのリニアモータ４１と、リニアモータ４１のスライダ４１Ａに支持された駆動機器としての直動モータ４２と、直動モータ４２の出力軸４２Ａにロードセルや圧力センサ等の押圧力検知手段４３を介して支持されたブラケット４４と、ブラケット４４に回転可能に支持された押圧ローラ４５とを備えている。

支持手段５０は、第１側壁２１と上壁２２と第２側壁２３と弾性部材２４とで外部空間から遮蔽された減圧空間ＢＥを形成可能に設けられた下ケース５１と、下ケース５１の内側でウエハＷＦを適宜なチャック機構や接着、粘着等によって支持可能な支持テーブル５２と、下ケース５１に設けられた孔５１Ａに接続された配管５３と、配管５３に連通された加圧ポンプやタービン等の加圧手段５４及び減圧ポンプや真空エジェクタ等の減圧手段５５と、配管５３の途中に設けられ、減圧空間ＢＥ内の圧力を検知可能なロードセルや圧力センサ等の押圧力検知手段５６とを備えている。なお、支持テーブル５２には、ロードセルや圧力センサ等の図示しない押圧力検知手段が設けられている。

次に、シート貼付装置１０の動作について説明する。まず、図１に示すように、第１側壁２１と下ケース５１とが離間した状態で、不図示の搬送手段が弾性部材２４の下面に接着シートＡＳの基材シートＢＳを当接させ、接着シートＡＳを弾性部材２４で支持させる。また、不図示の搬送手段が支持テーブル５２の上面にウエハＷＦを載置し、ウエハＷＦを支持テーブル５２で支持させる。その後、不図示の駆動機器を駆動し、シート貼付装置１０全体を下降させ、第１側壁２１と下ケース５１とを当接させて減圧空間ＢＥを形成する。

次に、第１押圧手段３０及び支持手段５０が減圧手段３３、５５を駆動し、弾性部材２４が位置変動（変形）しないように、検知手段３４、５６からの出力データに基づき、密閉空間ＣＥと減圧空間ＢＥとが同じ圧力となるように制御しながら、これら密閉空間ＣＥと減圧空間ＢＥとを大気圧から減圧してゆく。密閉空間ＣＥと減圧空間ＢＥとが所定の圧力（第１圧力）まで減圧されたことが検知手段３４、５６で検知されると、第１押圧手段３０及び支持手段５０が減圧手段３３、５５の駆動を停止する。

その後、支持手段５０が加圧手段５４及び減圧手段５５を駆動し、検知手段５６からの出力データに基づき、減圧空間ＢＥの第１圧力を維持する圧力維持制御を開始するとともに、第１押圧手段３０が加圧手段３２を駆動し、密閉空間ＣＥを第１圧力から加圧してゆく。これにより、弾性部材２４に対して全体的に外力が付与され、図２（Ａ）に示すように、弾性部材２４の中央部がウエハＷＦへ向かって撓み、接着シートＡＳの中央部がウエハＷＦの上面に当接する。そして、接着シートＡＳは、中央部から外側に向けて徐々に貼付され、密閉空間ＣＥが所定の圧力（第２圧力）まで加圧されると、図２（Ｂ）に示すように、ウエハＷＦ全面に貼付され、第１押圧手段３０が加圧手段３２の駆動を停止する。その後、第１押圧手段３０が加圧手段３２及び減圧手段３３を駆動し、検知手段３４からの出力データに基づき、密閉空間ＣＥの第２圧力を維持する圧力維持制御を開始する。なお第２圧力は、オペレータの経験値を基に設定してもよいし、図示しない光学センサや撮像手段等の検知手段で接着シートＡＳがウエハＷＦ全面に貼付されたことを検知させ、そのときの圧力としてもよい。

次に、第２押圧手段４０が直動モータ４２を駆動し、図２（Ｃ）に示すように、押圧ローラ４５を下降させた後、リニアモータ４１を駆動し、図２（Ｄ）に示すように、押圧ローラ４５を右方向に移動させ、弾性部材２４に対して部分的に外力を付与し、ウエハＷＦに貼付された接着シートＡＳを、弾性部材２４を介して再度ウエハＷＦに押圧する。このとき、第２押圧手段４０は、押圧力検知手段４３からの出力データに基づき直動モータ４２を駆動することができ、第１押圧手段３０が密閉空間ＣＥの第２圧力を維持する圧力維持制御を行っているので、押圧ローラ４５によって押圧力が付与された時点で、第１押圧手段３０の押圧力よりも大きな押圧力で接着シートＡＳを更にウエハＷＦに押圧することとなる。

その後、第２押圧手段４０が直動モータ４２およびリニアモータ４１を駆動し、押圧ローラ４５を図２（Ａ）で示す位置に復帰させる。次いで、支持手段５０が圧力維持制御を止めた後、加圧手段５４を駆動し、密閉空間ＣＥと減圧空間ＢＥとが同じ圧力になるように、減圧空間ＢＥを第１圧力から第２圧力に加圧してゆく。減圧空間ＢＥも第２圧力となると、密閉空間ＣＥと減圧空間ＢＥとの圧力がつり合い、弾性部材２４の形状が図１に示す形状に復元し、弾性部材２４が接着シートＡＳから離間する。次いで、第１押圧手段３０が圧力維持制御を止めた後、当該第１押圧手段３０及び支持手段５０が加圧手段３２、５４を駆動し、弾性部材２４が位置変動しないように、検知手段３４、５６からの出力データに基づき、密閉空間ＣＥと減圧空間ＢＥとが同じ圧力となるように制御しながら、これら空間を第２圧力から加圧してゆく。密閉空間ＣＥと減圧空間ＢＥとが大気圧まで加圧されたことが検知手段３４、５６で検知されると、第１押圧手段３０及び支持手段５０が加圧手段３２、５４の駆動を停止する。その後、不図示の駆動機器によりシート貼付装置１０全体を上昇させ、第１側壁２１と下ケース５１とが離間した状態とし、接着シートＡＳが貼付されたウエハＷＦが不図示の搬送手段で次工程に搬送され、以降上記同様の工程が繰り返される。

以上のような実施形態によれば、第１押圧手段３０と第２押圧手段４０とを有するため、第１押圧手段３０でウエハＷＦの中央から外側に向かって所定の押圧力（第２圧力）で接着シートＡＳを貼付でき、しかも、第２押圧手段４０で第２圧力よりも大きな押圧力で接着シートＡＳを更にウエハＷＦに押圧することができる。これにより、接着シートＡＳとウエハＷＦとの間に空気が介在することを防止して、確実に接着シートＡＳをウエハＷＦに貼付することができる。
また、第２押圧手段４０が押圧力検知手段４３を有することにより、例えば、常に一定の押圧力で接着シートＡＳをウエハＷＦに押圧したり、ウエハＷＦが円形のようなものであっても、押圧ローラ４５の移動に伴う押圧面積の変化に応じて押圧力を変化させ、単位面積当たりの押圧力を一定にして接着シートＡＳをウエハＷＦに押圧したりすることができる。

以上、本発明の実施形態を説明してきたが、本発明は上述した実施形態に何等限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲内において種々なる態様で実施し得ることは勿論である。
例えば、弾性部材２４をウエハＷＦ側に向かって撓ませる工程において、密閉空間ＣＥと減圧空間ＢＥとを第１圧力まで減圧した後、第１押圧手段３０に密閉空間ＣＥの第１圧力を維持する圧力維持制御を開始させ、支持手段５０で減圧空間ＢＥを更に減圧させてもよい。
また、密閉空間ＣＥと減圧空間ＢＥとを大気圧から減圧させたが、密閉空間ＣＥと減圧空間ＢＥとを大気圧から加圧し、その後、密閉空間ＣＥと減圧空間ＢＥとに圧力差を生じさせ接着シートＡＳとウエハＷＦとを押圧して貼付してもよい。
さらに、密閉空間ＣＥと減圧空間ＢＥとを大気圧から減圧して貼付する場合、加圧手段３２、５４の代わりに大気圧を導入する電磁弁や電磁コック等の開閉手段を採用してもよいし、密閉空間ＣＥと減圧空間ＢＥとを大気圧から加圧して貼付する場合、減圧手段３３、５５の代わりに大気圧を導入する電磁弁や電磁コック等の開閉手段を採用したりしてもよい。
また、減圧空間ＢＥを形成した後、当該減圧空間ＢＥのみを減圧することで、弾性部材２４に対して全体的に外力を付与し第２圧力で接着シートＡＳをウエハＷＦに貼付してもよいし、減圧空間ＢＥを形成することなく、密閉空間ＣＥのみを加圧することで、弾性部材２４に対して全体的に外力を付与し第２圧力で接着シートＡＳをウエハＷＦに貼付してもよい。
さらに、密閉空間ＣＥは、弾性部材２４だけで形成される構成としてもよい。
また、第２押圧手段４０を構成する押圧ローラ４５に代えて、板状のスキージや気体を噴出する気体噴出手段等であってもよい。

また、シート貼付装置１０全体を停止させておき、支持手段５０を上昇させて減圧空間ＢＥを形成したり、シート貼付装置１０全体と支持手段５０との両方を昇降させて減圧空間ＢＥを形成したりしてもよいし、減圧空間ＢＥを形成しない場合、シート貼付装置１０全体と支持手段５０との両方を昇降させなくてもよい。
さらに、第１側壁２１と下ケース５１とが離間しない構成とした場合は、第１側壁２１及び／又は下ケース５１に、ウエハＷＦ及び接着シートＡＳを搬入又は搬出可能な開閉扉やシャッタ等を設けることができる。
また、密閉空間ＣＥや減圧空間ＢＥの内圧を変更させるものは、空気、大気、所定成分の単体ガスや混合ガス、水、液体、オイル又はジェル等であってよい。
さらに、接着シートＡＳとウエハＷＦとは同一の形状、大きさであっても良いし、お互いに違う形状、大きさであってもよいし、いずれか一方が他方より大きくても小さくても良い。
また、第１側壁２１、第２側壁２３、下ケース５１及び支持テーブル５２の平面形状（上方から見た外形形状）は、円形、楕円形、三角形や六角形等の多角形及びその他の形状であっても良い。
また、押圧力検知手段は、第１押圧手段３０と第２押圧手段４のうちいずれか一方のみに備えられていても良い。

また、本発明における接着シートＡＳおよび被着体の材質、種別、形状等は、特に限定されることはない。例えば、接着シートＡＳは、感圧接着性、感熱接着性等の接着形態に限定されることはなく、感熱接着性の接着シートＡＳが採用された場合は、当該接着シートＡＳを加熱する適宜な加熱手段を設ければよい。また、このような接着シートＡＳは、例えば、接着剤層だけの単層のもの、基材シートＢＳと接着剤層ＡＤとの間に中間層を有するもの、基材シートＢＳの上面にカバー層を有する等３層以上のもの、更には、基材シートＢＳを接着剤層ＡＤから剥離することのできる所謂両面接着シートのようなものであってもよく、両面接着シートは、単層又は複層の中間層を有するものや、中間層のない単層又は複層のものであってよい。また、被着体としては、例えば、食品、樹脂容器、シリコン半導体ウエハや化合物半導体ウエハ等の半導体ウエハ、回路基板、光ディスク等の情報記録基板、ガラス板、鋼板、陶器、木板または樹脂板等、任意の形態の部材や物品なども対象とすることができる。なお、接着シートを機能的、用途的な読み方に換え、例えば、情報記載用ラベル、装飾用ラベル、保護シート、ダイシングテープ、ダイアタッチフィルム、ダイボンディングテープ、記録層形成樹脂シート等の任意の形状の任意のシート、フィルム、テープ等を前述のような任意の被着体に貼付することができる。

本発明における各手段は、それら手段について説明した動作または機能を果たすことができる限りなんら限定されるものではなく、まして、前記実施形態で示した単なる１実施形態の構成物に全く限定されるものではない。例えば、密閉空間形成手段は、被着体側へ向かって撓むことができる弾性部材を含んで密閉空間を形成するものであれば、出願当初の技術常識に照らし合わせてその範囲内であればなんら限定されることはない（他の手段についての説明は省略する）。
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）。

１０…シート貼付装置
２０…密閉空間形成手段
２４…弾性部材
３０…第１押圧手段
３４…押圧力検知手段
４０…第２押圧手段
４３…押圧力検知手段
ＡＳ…接着シート
ＷＦ…ウエハ（被着体）
ＣＥ…密閉空間

Claims

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、
前記被着体側へ向かって撓むことができる弾性部材を含んで密閉空間を形成する密閉空間形成手段と、
前記密閉空間の内圧を変更することで、前記弾性部材に対して全体的に外力を付与し、当該弾性部材と前記被着体との間に配置した前記接着シートを、前記弾性部材を介して前記被着体に押圧して貼付する第１押圧手段と、
前記第１押圧手段によって全体的に外力が付与されている状態の前記弾性部材に対して、さらに部分的に外力を付与し、前記被着体に貼付された前記接着シートを、前記弾性部材を介して再度前記被着体に押圧する第２押圧手段と、を備えるシート貼付装置。
前記第１押圧手段の押圧力と第２押圧手段の押圧力との少なくとも一方を検知する押圧力検知手段を備えることを特徴とする請求項１に記載のシート貼付装置。
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、
前記被着体側へ向かって撓むことができる弾性部材を含んで形成された密閉空間の内圧を変更することで、前記弾性部材に対して全体的に外力を付与し、当該弾性部材と前記被着体との間に配置した前記接着シートを、前記弾性部材を介して前記被着体に押圧して貼付する工程と、
全体的に外力が付与されている状態の前記弾性部材に対して、さらに部分的に外力を付与し、前記被着体に貼付された前記接着シートを、前記弾性部材を介して再度前記被着体に押圧する工程と、を行うシート貼付方法。