JP6254795B2

JP6254795B2 - シート貼付装置及び貼付方法

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Publication number: JP6254795B2
Application number: JP2013184833A
Authority: JP
Inventors: 祐太黒澤
Original assignee: Lintec Corp
Current assignee: Lintec Corp
Priority date: 2013-09-06
Filing date: 2013-09-06
Publication date: 2017-12-27
Anticipated expiration: 2033-09-06
Also published as: JP2015053360A

Description

本発明は、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）には、シート貼付装置を用いてウエハの回路面を保護するための保護用の接着シートを貼付したり、裏面にダイシング用の接着シートを貼付したりすることが行われている。

特許文献１には、被着体を支持するテーブルと、当該被着体に沿って配置された接着シートに押圧力を付与する押圧部材とを備えたシート貼付装置が開示され、変形可能な変形許容部を初期形状に対して変形させることで、押圧面を介して接着シートに押圧力を付与する構成が採用されている。

特開２００９−１５２４２４号公報

しかしながら、図４に示すように、特許文献１のシート貼付装置１００の変形許容部１２３は、接着シートＡＳ及び被着体ＷＦが重なった重なり領域（以下、単に「重なり領域」という場合がある）ＡＷの外縁ＡＷ１から外側に延在しているので、変形許容部１２３を変形させて接着シートＡＳに押圧力を付与したときに、変形許容部１２３が接着シートＡＳの上面よりも下方に下がる場合がある。このような場合、重なり領域ＡＷの外縁ＡＷ１が支点、外縁ＡＷ１よりも外側の変形許容部１２３が力点、外縁ＡＷ１よりも内側の変形許容部１２３が作用点となって、変形許容部１２３における外縁ＡＷ１の内側近傍に浮き上がる方向の力が生じ、接着シートＡＳにおける外縁ＡＳ１の内側近傍の押圧力が不足する。このため、接着シートＡＳは、その外縁ＡＳ１近傍が簡単にウエハＷＦから剥がれたり、外縁ＡＳ１近傍に気泡が介在された状態でウエハＷＦに貼付されたりしてしまう場合がある。

本発明の目的は、重なり領域における外縁近傍の押圧力が不足することを防止して接着シートを確実に被着体に貼付することができるシート貼付装置及び貼付方法を提供することにある。

前記目的を達するために、本発明のシート貼付装置は、被着体の被着面に接着シートの接着面を対向配置させ、前記被着体及び前記接着シートに相対接近する方向の押圧力を付与することで、前記被着面に前記接着シートを貼付するシート貼付装置であって、変形可能な変形部材を有し、前記接着シート及び前記被着体のうち少なくとも一方に当接し、前記被着体及び前記接着シートに押圧力を付与する押圧手段と、前記押圧手段を支持する支持手段とを備え、前記変形部材は、前記接着シート及び前記被着体が重なった重なり領域を押圧する重なり領域押圧部と、前記支持手段に繋がる外郭部と、前記重なり領域押圧部及び前記外郭部を連接すると共に、前記外郭部の変形によって生じる力を前記重なり領域押圧部に伝えることを軽減する連接部とを有する、という構成を採用している。

また、前記連接部には、凹溝が形成されている、という構成を採っている。

本発明の他のシート貼付装置は、被着体の被着面に接着シートの接着面を対向配置させ、前記被着体及び前記接着シートに相対接近する方向の押圧力を付与することで、前記被着面に前記接着シートを貼付するシート貼付装置であって、変形可能な変形部材を有し、前記接着シート及び前記被着体のうち少なくとも一方に当接し、前記被着体及び前記接着シートに押圧力を付与する押圧手段と、前記押圧手段を支持する支持手段とを備え、前記変形部材は、前記接着シート及び前記被着体が重なった重なり領域を押圧する重なり領域押圧部と、前記支持手段に繋がる外郭部と、前記外郭部の変形によって生じる力での前記重なり領域押圧部の変位を抑制する外縁押え手段とを有する、という構成を採用している。

また、前記変形部材は、前記重なり領域押圧部及び前記外郭部を連接すると共に、前記外郭部の変形によって生じる力を前記重なり領域押圧部に伝えることを軽減する連接部を有する、という構成を採っている。

一方、本発明のシート貼付装置を用いた接着シートの貼付方法は、前記被着面に前記接着面を対向配置させる配置工程と、前記被着体及び前記接着シートに相対接近する方向の押圧力を付与することで、前記被着面に前記接着シートを貼付する押圧工程とを備えている、という構成を採用している。

以上のような本発明によれば、重なり領域押圧部と外郭部との間に連接部を備えたことで、外郭部が力点、重なり領域の外縁が支点として作用しても、連接部が外郭部の変形によって生じる力を重なり領域押圧部に伝えることを軽減するので、重なり領域押圧部の外縁にかかる浮き上がる方向の力が軽減され、重なり領域における外縁近傍の押圧力が不足することを防止して接着シートを確実に被着体に貼付することができる。

また、本発明によれば、外縁押え手段を備えたことで、重なり領域の外縁が支点、外郭部が力点として作用しても、外縁押え手段が外郭部の変形によって生じる力での重なり領域押圧部の変位を抑制するので、重なり領域押圧部の外縁に生じた浮き上がる方向の力を当該外縁押え手段がねじ伏せ、重なり領域における外縁近傍の押圧力が不足することを防止して接着シートを確実に被着体に貼付することができる。

本発明に係る第１実施形態のシート貼付装置の部分断面側面図。（Ａ）〜（Ｄ）は、図１のシート貼付装置の動作説明図。本発明に係る第２実施形態のシート貼付装置の部分断面側面図。従来のシート貼付装置の概略断面図。

［第１実施形態］
以下、本発明の第１実施形態を図面に基づいて説明する。
なお、以下の実施形態における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。更に、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Ｙ軸の矢印方向で「後」がその逆方向とする。

図１において、シート貼付装置１０は、被着体としてのウエハＷＦの被着面ＷＦ１に接着シートＡＳの接着面ＡＤを対向配置させ、ウエハＷＦ及び接着シートＡＳに相対接近する方向の押圧力を付与することで、被着面ＷＦ１に接着シートＡＳを貼付する装置であって、変形可能な変形部材２１を有し、接着シートＡＳ及びウエハＷＦのうち少なくとも一方に当接することで、ウエハＷＦ及び接着シートＡＳに押圧力を付与する押圧手段２０と、押圧手段２０を支持する支持手段３０と、ウエハＷＦを下方から支持する被着体支持手段４０とを備えている。

押圧手段２０は、平面視略円形に設けられ、ゴムや樹脂等によって変形可能に設けられた変形部材２１と、変形部材２１及び支持手段３０で形成される第１空間ＳＰ１に連通された減圧ポンプや真空エジェクタ等の減圧手段２２と、第１空間ＳＰ１の圧力を検知可能な圧力センサやロードセル等の圧力検知手段２３とを備えている。なお、減圧手段２２は、第１空間ＳＰ１に大気を導入することができるように構成されている。
変形部材２１は、接着シートＡＳ及びウエハＷＦが重なった重なり領域ＡＷを押圧する重なり領域押圧部２１Ａと、支持手段３０に繋がる外郭部２１Ｂと、重なり領域押圧部２１Ａ及び外郭部２１Ｂを連接すると共に、外郭部２１Ｂの変形によって生じる力を重なり領域押圧部２１Ａに伝えることを軽減する連接部２１Ｃとを備えている。なお、本実施形態の場合、連接部２１Ｃは、平面視で重なり領域ＡＷの外形に対応すると共に、断面視でＶ状の凹溝により構成されており、Ｖ状の凹溝の底部の厚さが変形部材２１の他の部分よりも薄いので、外郭部２１Ｂの変形によって生じる力を重なり領域押圧部２１Ａに伝えることを軽減することができるようになっている。

支持手段３０は、上壁３１Ａ及び側壁３１Ｂを有する下部開放型の上ケース３１と、上壁３１Ａの下面に支持され、変形部材２１の外縁を支持する内壁３２と、上ケース３１をその出力軸３３Ａで支持する駆動機器としての直動モータ３３とを備え、変形部材２１の上面と内壁３２の内面と上壁３１Ａの下面とで密閉された第１空間ＳＰ１が形成され、上壁３１Ａを介して第１空間ＳＰ１に減圧手段２２が連通されている。

被着体支持手段４０は、図示しない電圧印加手段のクーロン力によってウエハＷＦをその上面で保持可能な所謂静電チャック機能を備えたテーブル４１と、テーブル４１をその上面で支持する底壁４２Ａ及び側壁４２Ｂを有する上部開放型の下ケース４２と、変形部材２１の下面と内壁３２の外面と上ケース３１の内面と下ケース４２の内面とで形成される第２空間ＳＰ２（図２（Ａ）参照）に連通された減圧ポンプや真空エジェクタ等の減圧手段４３と、第２空間ＳＰ２の圧力を検知可能な圧力センサやロードセル等の圧力検知手段４４とを備えている。なお、減圧手段４３は、第２空間ＳＰ２に大気を導入することができるように構成されている。また、側壁３１Ｂ、４２ＢのＹ軸方向に沿う幅寸法は、接着シートＡＳのＹ軸方向に沿う幅寸法よりも大きく設定されている。

次に、本実施形態におけるシート貼付装置１０を用いた接着シートＡＳの貼付方法について説明する。
先ず、図１に示すように、上ケース３１及び下ケース４２が互いに離隔した状態で、人手又は多関節ロボットやベルトコンベア等の図示しない搬送手段等によって、接着シートＡＳを上ケース３１と下ケース４２との間に通し、次に、所定の張力を接着シートＡＳに掛けて図示しない搬送手段の駆動を停止させる。次に、人手又は図示しない搬送手段等によって、テーブル４１上にウエハＷＦを載置する（配置工程）と、被着体支持手段４０が図示しない電圧印加手段を駆動し、クーロン力によって載置されたウエハＷＦを保持する。
次いで、支持手段３０が直動モータ３３を駆動し、上ケース３１を下降させて、図２（Ａ）に示すように、第２空間ＳＰ２を形成する。
その後、押圧手段２０及び被着体支持手段４０がそれぞれ減圧手段２２、４３を駆動し、第１空間ＳＰ１及び第２空間ＳＰ２を同じ減圧率で減圧し、圧力検知手段２３、４４が、第１空間ＳＰ１及び第２空間ＳＰ２が所定の減圧状態（第１圧力）となったことを検知すると、押圧手段２０及び被着体支持手段４０がそれぞれ減圧手段２２、４３の駆動を停止する。
次に、押圧手段２０が減圧手段２２を駆動し、第１空間ＳＰ１に大気を徐々に導入することで、第１空間ＳＰ１を第２空間ＳＰ２よりも高圧にする。これにより、変形部材２１が変形し、図２（Ｂ）に示すように、接着シートＡＳにおける接着面ＡＤの中央部を被着面ＷＦ１の中央部に当接させた後、その貼付領域を徐々に外側に広げて行き、図２（Ｃ）に示すように、接着シートＡＳの接着面ＡＤ全体を被着面ＷＦ１に当接させる（押圧工程）。これにより、接着シートＡＳと被着面ＷＡとの間の空気が外側に追い出されながら貼付が行われるので、当該接着シートＡＳと被着面ＷＡとの間に気泡が形成されることを防止することができる。
そして、第１空間ＳＰ１の圧力を更に高めてウエハＷＦ及び接着シートＡＳに所定の押圧力を付与すると、図２（Ｄ）に示すように、外郭部２１Ｂの一部が重なり領域押圧部２１Ａよりも下方に下がるように変形する。このとき、連接部２１ＣがＶ状の凹溝の底部で折れ曲がることで、外郭部２１Ｂの変形によって生じる力を重なり領域押圧部２１Ａに伝えることが軽減され、重なり領域押圧部２１Ａの外縁にかかる浮き上がる方向の力が軽減される。
その後、圧力検知手段２３が、第１空間ＳＰ１の圧力が所定の減圧状態（第２圧力）となったことを検知すると、押圧手段２０が減圧手段２２の駆動を停止する。このとき、被着体支持手段４０が減圧手段４３を駆動し、圧力検知手段４４の検知結果に基づいて第２空間ＳＰ２の圧力を第１圧力で維持するように制御する。

第１空間ＳＰ１の圧力が第２圧力で所定時間経過すると、押圧手段２０が減圧手段２２を駆動し、第１空間ＳＰ１が第１圧力となるまで減圧することで、変形部材２１が図２（Ａ）で示す状態に戻る。その後、押圧手段２０及び被着体支持手段４０がそれぞれ減圧手段２２、４３を駆動し、第１空間ＳＰ１及び第２空間ＳＰ２を同じ加圧率で加圧し（大気を導入し）、圧力検知手段２３、４４が、それぞれ第１空間ＳＰ１及び第２空間ＳＰ２が大気圧となったことを検知すると、押圧手段２０及び被着体支持手段４０がそれぞれ減圧手段２２、４３の駆動を停止する。
そして、支持手段３０が直動モータ３３を駆動し、上ケース３１を上昇させた後、人手又は図示しない駆動機器等を介してカッター刃やレーザ等の切断手段をウエハＷＦの外縁に沿って移動させ、接着シートＡＳを所定形状に切断する。
その後、被着体支持手段４０が図示しない電圧印加手段の駆動を停止し、人手又は図示しない搬送手段等が、接着シートＡＳが貼付されたウエハＷＦを次の工程に搬送し、以降上述と同様の動作が繰り返される。

したがって、このような実施形態によれば、重なり領域押圧部２１Ａと外郭部２１Ｂとの間に連接部２１Ｃを備えたことで、外郭部２１Ｂが力点、重なり領域ＡＷの外縁が支点として作用しても、連接部２１Ｃが外郭部２１Ｂの変形によって生じる力を重なり領域押圧部２１Ａに伝えることを軽減するので、重なり領域押圧部２１Ａの外縁にかかる浮き上がる方向の力が軽減され、重なり領域ＡＷにおける外縁近傍の押圧力が不足することを防止して接着シートＡＳを確実にウエハＷＦに貼付することができる。

［第２実施形態］
以下、本発明の第２実施形態を図面に基づいて説明する。
図３において、第２実施形態に係るシート貼付装置１０Ａは、第１実施形態に係るシート貼付装置１０に対し、連接部２１Ｃの代わりに、外郭部２１Ｂの変形によって生じる力での重なり領域押圧部２１Ａの変位を抑制する外縁押え手段２１Ｄを備えている点が相違する。
外縁押え手段２１Ｄは、重なり領域ＡＷの外縁に沿う外縁を備えた円環形状の部材で構成され、変形部材２１における外縁押え手段２１Ｄが設けられた部分は、その他の領域よりも曲げ剛性が高くなっている。なお、説明を省略した部分の構成は第１の実施形態と同様である。

このようなシート貼付装置１０Ａは、第１実施形態に係るシート貼付装置１０と同様に、第１空間ＳＰ１の圧力が第２圧力となると、ウエハＷＦ及び接着シートＡＳに所定の押圧力が付与されると共に、外郭部２１Ｂの一部が重なり領域押圧部２１Ａよりも下方に下がるように変形する。このとき、外郭部２１Ｂの変形によって生じる力で重なり領域押圧部２１Ａが変位しようとするが、外縁押え手段２１Ｄが設けられた部分がその他の領域よりも曲げ剛性が高くなっているので、外縁押え手段２１Ｄが重なり領域押圧部２１Ａの変位を抑制し、重なり領域押圧部２１Ａの外縁が浮き上がることはない。

したがって、このような実施形態によれば、外縁押え手段２１Ｄを備えたことで、外郭部２１Ｂが力点、重なり領域ＡＷの外縁が支点として作用しても、外縁押え手段２１Ｄが外郭部２１Ｂの変形によって生じる力での重なり領域押圧部２１Ａの変位を抑制するので、重なり領域押圧部２１Ａの外縁に生じた浮き上がる方向の力を当該外縁押え手段２１Ｄがねじ伏せ、重なり領域ＡＷにおける外縁近傍の押圧力が不足することを防止して接着シートＡＳを確実にウエハＷＦに貼付することができる。

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、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。
また、本発明における手段及び工程は、それら手段及び工程について説明した動作、機能又は工程を果たすことができる限りなんら限定されることはなく、まして、前記実施形態で示した単なる一実施形態の構成物や工程に全く限定されることはない。例えば、支持手段は、押圧手段を支持できるものであれば、出願当初の技術常識に照らし合わせ、その技術範囲内のものであればなんら限定されることはない（他の手段及び工程についての説明は省略する）。

また、押圧手段２０は、重なり領域押圧部２１Ａ全体を接着シートＡＳに同時に押圧する構成、或いは、重なり領域押圧部２１Ａを右から左又は左から右、前から後ろ又は後ろから前に徐々に押圧する構成であってもよい。
また、押圧手段２０が押圧する側は、接着シートＡＳ側でもよいし、ウエハＷＦ側でもよいし、それら両方でもよい。
また、変形部材２１及び外縁押え手段２１Ｄの平面形状は、重なり領域ＡＷの形状に合わせて適宜変更することができる上、その材質や厚さ、大きさ等も適宜変更することができる。
また、変形部材２１は、完全に元の形状に戻るものでもよいし、完全に又は部分的に元の形状に戻ることのないものでもよい。

また、連接部２１Ｃは、断面視で凹状、半円状、Ｕ状又はその他の形状の凹溝により構成されてもよいし、凹溝を設けることなく、外郭部２１Ｂより小さい曲げ剛性を有するような部材で構成されてもよい。
また、連接部２１Ｃを構成する凹溝を変形部材２１の下面に設けたり、上面及び下面に設けたりしてもよい。

また、連接部２１Ｃ及び外縁押え手段２１Ｄは、重なり領域押圧部２１Ａや外郭部２１Ｂと同じ材料で構成されてもよいし、違う材料で構成されてもよく、重なり領域押圧部２１Ａと外郭部２１Ｂとは、同じ材料で構成されてもよいし、違う材料で構成されてもよい。
また、外縁押え手段２１Ｄは、外郭部２１Ｂの変形によって生じる力での重なり領域押圧部２１Ａの上方への変位を抑制するものであればよく、下方への力を発揮するバネ、スポンジ等で構成されたり、駆動機器としての直動モータの出力軸に取り付けられたリング状の外縁押え部材が重なり領域押圧部２１Ａの外縁部を押圧するように構成されたりしていてもよい。
また、変形部材２１は、連接部２１Ｃと外縁押え手段２１Ｄとの両方を備えたものでもよい。
また、減圧手段２２及び減圧手段４３に代えて液体やジェル等の空気以外の流体によって第１空間ＳＰ１及び第２空間ＳＰ２を加減圧する構成のものを採用してもよい。

また、支持手段３０は、内壁３２を省略し、上壁３１Ａの下面で直接変形部材２１の外縁を支持する構成であってもよいし、側壁３１Ｂがなくてもよい。
また、支持手段３０は、被着体支持手段４０とで第２空間ＳＰ２を形成することのない構成であってもよい。

また、被着体支持手段４０は、減圧ポンプ、磁力、粘着力等で被着体を支持する構成でもよいし、静電チャック機能や減圧ポンプ等のない構成であってもよい。
また、別の装置でウエハＷＦを支持する場合、本願のシート貼付装置１０、１０Ａにおいて被着体支持手段４０はなくてもよい。
また、第２空間ＳＰ２を減圧することなく、第１空間ＳＰ１にのみに空気等を送り込み、ウエハＷＦ及び接着シートＡＳに所定の押圧力を付与する構成としてもよいし、第２空間ＳＰ２を加圧した状態で、第１空間ＳＰ１を更に高圧に加圧してウエハＷＦ及び接着シートＡＳに所定の押圧力を付与する構成としてもよい。

また、本発明における接着シートＡＳ及び被着体の材質、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、感熱接着性のものが採用された場合は、当該接着シートＡＳを加熱する適宜なコイルヒータやヒートパイプ等の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、基材シートと接着剤層との間に中間層を有するもの、基材シートの上面にカバー層を有する等３層以上のもの、更には、基材シートを接着剤層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、木板又は樹脂板等、任意の形態の部材や物品等も対象とすることができる。なお、接着シートＡＳ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。

また、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。

１０、１０Ａシート貼付装置
２０押圧手段
２１変形部材
２１Ａ重なり領域押圧部
２１Ｂ外郭部
２１Ｃ連接部
２１Ｄ外縁押え手段
３０支持手段
ＡＤ接着面
ＡＳ接着シート
ＡＷ重なり領域
ＷＦウエハ（被着体）
ＷＦ１被着面

Claims

被着体の被着面に接着シートの接着面を対向配置させ、前記被着体及び前記接着シートに相対接近する方向の押圧力を付与することで、前記被着面に前記接着シートを貼付するシート貼付装置であって、
変形可能な変形部材を有し、前記接着シート及び前記被着体のうち少なくとも一方に当接し、前記被着体及び前記接着シートに押圧力を付与する押圧手段と、
前記押圧手段を支持する支持手段とを備え、
前記変形部材は、前記接着シート及び前記被着体が重なった重なり領域を押圧する重なり領域押圧部と、前記支持手段に繋がるとともに、前記押圧力が付与されることによって一部が前記重なり領域押圧部よりも下方に下がるように湾曲変形する外郭部と、前記重なり領域押圧部及び前記外郭部を連接すると共に、前記外郭部の湾曲変形によって生じる力を前記重なり領域押圧部の外縁に伝えることを軽減する連接部とを有することを特徴とするシート貼付装置。
前記連接部は、前記重なり領域の外形に対応する凹溝で構成されていることを特徴とする請求項１に記載のシート貼付装置。
前記変形部材は、前記外郭部の変形によって生じる力での前記重なり領域押圧部の外縁の変位を抑制する外縁押え手段を有し、
前記外縁押え手段は、前記重なり領域の外縁に沿う外縁を備えた部材で構成されたことを特徴とする請求項１又は２に記載のシート貼付装置。
請求項１から３のいずれかに記載のシート貼付装置を用いた接着シートの貼付方法であって、
前記被着面に前記接着面を対向配置させる配置工程と、
前記被着体及び前記接着シートに相対接近する方向の押圧力を付与することで、前記被着面に前記接着シートを貼付する押圧工程とを備えていることを特徴とする接着シートの貼付方法。