TWI381434B - Sheet attachment and attachment method - Google Patents

Description

薄片貼附裝置及貼附方法

本發明係關於薄片貼附裝置及貼附方法，更詳細之，係關於在將薄片貼附於半導體晶圓等的板狀構件之際，能將薄片精確地貼附於板狀構件的預定位置之薄片貼附裝置及貼附方法。

以往，在半導體晶圓(以下僅稱「晶圓」)上，會進行貼附用以保護其電路面的保護薄片、或於背面貼附晶粒結著用的黏著薄片。

如此之薄片的貼附方法，眾所周知係使用將帶狀的黏著薄片暫時貼著於帶狀的剝離薄片之捲狀原料，且在自前述剝離薄片將黏著薄片剝離而貼附於晶圓上之後，沿著晶圓外周切割的貼附方法(例如，參照專利文獻1)。

〔專利文獻1〕日本特開2004－47976號公報

然而，在專利文獻1所揭示之薄片貼附裝置，並未積極地採用將在貼附黏著薄片於晶圓的動作中之張力保持於一定之構造。

因此，若在黏著薄片上發生張力不足的狀態下將該黏著薄片貼附於晶圓時，會導致使黏著薄片產生皺紋、或是在黏著薄片與晶圓之間使氣泡混入之問題。另一方面，若黏著薄片之張力過大時，則在該黏著薄片貼附後，會造成晶圓翹曲變形之問題。

又，在專利文獻1中之薄片貼附裝置，係配置有用來將薄片送出至面對晶圓的面之位置之導引輥28群，而該導引輥28群，係因自黏著薄片的貼附動作、切斷動作、及剝離動作之間，經常夾著黏著薄片，故變成在黏著薄片的黏著劑層形成條紋狀的凹部之構造。因此，在如晶圓被極薄地研磨至幾十微米的板狀構件中，因為若使用殘留有凹部痕跡的薄片則厚度會變得不均等、或是在研磨時晶圓會破裂，所以凹部區域係無法使用於對晶圓的貼附區域。因此，雖然只要使不包含其凹部區域地進行薄片送出即可，但是那會產生浪費薄片之問題。

〔發明之目的〕

本發明係著眼於如此的問題而研究出的，其目的係提供：在將要貼附薄片於板狀構件之前，可測定該薄片之張力，並能以預定的設定張力進行薄片的貼附之薄片貼附裝置及貼附方法。

又，本發明之其他的目的，係提供：藉由對應板狀構件之大小的長度之薄片送出，可大幅地抑制薄片的浪費之薄片貼附裝置及貼附方法。

為了達成上述目的，本發明係針對具備有將薄片送出至面對板狀構件的面之位置的薄片送出單元、及對上述薄片施予按壓力並從板狀構件之一端朝向另一端將薄片貼附的按壓輥之薄片貼附裝置，其採用之構造為：上述薄片送出單元，係具備有將該薄片送出單元與上述按壓輥之間的薄片之張力進行測定之張力測定手段、及含有朝向對於上述板狀構件將薄片之貼附角度保持於一定之方向移動的送出頭之貼附角度維持手段；上述張力測定手段，係將藉由上述按壓輥將要貼附薄片於板狀構件之前的張力進行測定，另一方面，上述貼附角度維持手段之送出頭，係藉由與對於上述板狀構件的按壓輥之相對移動量成比例地移動將貼附角度保持於大致一定而將薄片上述之前之張力維持而貼附。

本發明中，上述張力測定手段，其採用之構造為：在對於預定之設定張力檢測出超過或不足時，會使上述送出頭之位置位移而將上述薄片調整成設定張力。

又，採用如下之構造為較佳：上述薄片送出單元係含有剝離板，且在從該剝離板之前端到按壓輥之間被送出的薄片長度，係被設定為比從上述板狀構件之一端到另一端的長度更稍長一點點。

再者，本發明係針對從薄片送出單元將薄片送出，並且用按壓輥按壓薄片而將該薄片貼附於板狀構件之薄片貼附方法，其採用之方法為：藉由張力測定手段將上述按壓輥按壓薄片而將要貼附該薄片之前的張力進行測定後，以 將對於上述板狀構件之薄片貼附角度維持於一定且維持上述之前的張力的方式使板狀構件與按壓輥相對移動而將薄片貼附於板狀構件。

在上述方法中，採用如下之方法：當在上述將要貼附之前所測定之張力被檢測出對於預定之設定張力超過或不足時，將上述薄片調整使成設定張力而進行貼附。

又，在上述方法中，採用如下之方法為較佳：從上述薄片送出單元到按壓輥被送出的薄片之長度，係在保持比從上述板狀構件的一端到另一端之長度稍長一點點的狀態下來進行薄片貼附。

根據本發明，由於採用：在將要貼附薄片於板狀構件之前以張力測定手段來測定薄片的張力之構造，因此藉由該測定可檢測出對於設定張力是否產生超過或不足，且在產生該超過或不足之情況時，藉由調整送出頭之位置使成設定張力，可將張力調整成設定張力，藉此，貼附角度也同時地決定。因此，以後，藉由與對於上述板狀構件的按壓輥之相對移動量成比例地使送出頭移動將貼附角度保持於一定之結果，由於亦可將薄片之張力保持於一定而進行該薄片之貼附，因此在貼附之際不會產生薄片之鬆弛，並且也不會過大地施予張力，可避免皺紋之產生或空氣之混入、板狀構件之翹曲變形。

又，由於與對於上述板狀構件的按壓輥之相對移動量成比例地貼附角度維持手段之送出頭會移動，因此在貼付前所調整的張力其後也會被保持於一定，藉此，可精確地進行薄片之貼附。

再者，由於在從剝離板的前端到按壓輥之間被送出的薄片長度係在被設定為比從板狀構件的一端到另一端之長度更稍長一點點之狀態下被貼附，因此可將連接於板狀構件的上述另一端近旁之薄片區域作為貼附至下個板狀構件之區域來利用，且可將被貼附於各板狀構件的薄片區域間之空白或是邊緣最短化而解決薄片之浪費。

〔發明之實施形態〕

以下，參照圖面說明本發明之實施形態。

第1圖，係顯示有關本實施形態的薄片貼附裝置之概略正面圖；第2圖，係顯示其概略立體圖。在這些圖中，薄片貼附裝置10之構成係具備有：配置在基台11的上方之薄片送出單元12、及支撐作為板狀構件的晶圓W之工作台13、及對被送出至晶圓W的上面側之黏著薄片S施予按壓力而將該黏著薄片S貼附於晶圓W上之按壓輥14、及在將黏著薄片S貼附於晶圓W之後沿著該晶圓W的外緣將黏著薄片S切斷之裁刀15、及將晶圓W的外側之不要的黏著薄片S1自工作台13的上面剝離之剝離裝置16、以及將不要的黏著薄片S1捲取之捲取裝置17。

上述薄片送出單元12，其構成係具備有：將帶狀的黏著薄片S被暫時貼著於帶狀的剝離薄片PS之其中一面上的滾筒狀之捲狀原料L支撐之支撐輥20、及將從該支撐輥20被送出的捲狀原料L急劇反轉而將黏著薄片S從剝離薄片PS剝離之剝離板22、及將剝離薄片PS捲取而回收之回收輥23、及被配置於支撐輥20與回收輥23之間的複數個導引輥25~31、及被配置於導引輥25、26間之緩衝輥33、及被配置於導引輥27、28間之張力測定手段35、以及與上述按壓輥14相互地作用而將對於晶圓W的黏著薄片S之貼附角度θ保持於一定之貼附角度維持手段37。又，在上述導引輥27、29，併設有煞車塊32、42，而這些煞車塊32、42，在將黏著薄片S貼附於晶圓W之際，則會藉由利用汽缸38、48對於對應的導引輥27、29進行進退將黏著薄片S夾入而抑制其送出。

上述張力測定手段35，係由測力器39、以及被支撐於該測力器而位於上述剝離板22的基部側之張力測定輥40所構成。張力測定輥40之構成，係被導引輥27、29及煞車塊32、42夾住，且藉由後述的送出頭49升降將對於在與上述按壓輥14之間被送出的黏著薄片S作用之張力傳達至測力器39。

上述貼附角度維持手段37，其構成係具備有：由導引輥27、28、29、測力器39、張力測定輥40、煞車塊32、42、汽缸38、48、剝離板22及支撐這些的一對滑動板43所構成之送出頭49、及將該送出頭49朝上下引導的一對導軌45、以及施予送出頭49升降力的一對單軸機器人46。導軌45及單軸機器人46係被配置成傾斜姿勢，且沿著該傾斜角度送出頭49則可升降，藉由上述測力器39測定黏著薄片S之將要貼附前的張力，在對於預先被設定的設定張力產生超過或不足之情況下，則藉由送出頭49升降可進行張力調整。又，剝離板22，係被支撐於配置在滑動板43內側之汽缸50，且被設定成可朝第1圖中X方向進退，藉此，則可因應晶圓W之直徑而進行剝離板22之前端位置調整。

前述工作台13，如第3圖所示，係由俯視呈大致方形之外側工作台51、以及俯視呈大致圓形之內側工作台52所構成。外側工作台51係被設置成可容納內側工作台52之凹狀，並且被設置成夾介單軸機器人54對於基台11可升降。另一方面，內側工作台52，係被設置成夾介單軸機器人56對於外側工作台51可升降。因此，外側工作台51及內側工作台52，係可一體地升降，並且可相互地獨立升降，藉此，可因應黏著薄片S之厚度、晶圓W之厚度而調整至預定的高度位置。

上述按壓輥14，係夾介門型框架57而被支撐。在門型框架57的上面側，設置有汽缸59、59，且利用這些汽缸59、59之運作將按壓輥14設置成可上下升降。此外，門型框架57，如第2圖所示，係夾介單軸機器人60及導軌61被設置成可朝第1圖中X方向移動。

前述裁刀15，係在工作台13的上方位置夾介未圖示之升降裝置被設置成可升降。該裁刀15，係由被固定於旋轉中心軸65之旋轉臂66、以及被支撐於該旋轉臂66之裁刀刃67所構成，且藉由使該裁刀刃67繞著旋轉中心軸65旋轉，則可沿著晶圓W之外緣切斷黏著薄片S。

上述剝離裝置16，如第1圖、第4圖、及第5圖所示，係由小口徑輥70、及大口徑輥71所構成。這些小口徑輥70及大口徑輥71，係被支撐於移動框架F。該移動框架F，係由沿著第2圖中Y方向而被相對配置之前部框架F1、以及夾介連結構件73而被連結至該前部框架F1之後部框架F2所構成，且後部框架F2係被支撐於單軸機器人75，另一方面，前部框架F1係被支撐於上述導軌61，藉此，移動框架F係成為可朝第2圖中X方向移動。大口徑輥71，如第1圖所示，係被支撐於臂構件74，並且該臂構件74係藉由汽缸78使大口徑輥71對於小口徑輥70可朝分離、接近之方向移位。

上述捲取裝置17，係由被支撐於移動框架F之驅動輥80、以及被支撐於旋轉臂84之自由端側，且夾介彈簧85接連於驅動輥80之外周面而將不要的黏著薄片S1挾住之捲取輥81所構成。在驅動輥80之軸端，配置有驅動馬達M，藉由該馬達M與移動框架F之移動同期而驅動，使驅動輥80旋轉，且捲取輥81會跟著旋轉而將不要的黏著薄片S1捲取。此外，捲取輥81，係隨著捲取量增大，會抵抗彈簧85的力量而朝第1圖中右方向旋轉。

其次，關於本實施形態之黏著薄片S的貼附方法，亦參照第4圖及第5圖進行說明。

在初期設定中，從支撐輥20被送出的捲狀原料L，係在剝離板22的前端位置將黏著薄片S自剝離薄片PS剝離，且剝離薄片PS之領端，係經由導引輥28、29被固定於回收輥23。另一方面，黏著薄片S之領端，係經由按壓輥14、及剝離裝置16被固定於捲取裝置17之捲取輥81。此時，剝離板22，係使該剝離板22與按壓輥14之間的黏著薄片S之長度，比晶圓W之從其中一端到另一端，即第4圖中從右端到左端之長度稍長一點地，經由汽缸50進行前端之位置調整。

在經由未圖示之移載臂將晶圓W裝置於工作台13上之狀態下開始貼附動作。與其動作相繼地，煞車塊32、42會抵接於導引輥27、29而抑制黏著薄片S之送出，且將貼附動作將要進行之前的薄片送出單元12與按壓輥14之間的黏著薄片S之張力夾介張力測定輥40以測力器39來測定。因此，在對於預先設定的張力產生超過或不足之情況時，將送出頭49之位置升降使成為設定張力地調整，在成為設定張力時則決定貼附角度θ(參照第4圖(A))。然後，在工作台13靜止之狀態下，按壓輥14會一邊旋轉一邊在晶圓W上朝第4圖中左側相對移動。

在按壓輥14相對移動於晶圓W上之際，如第4圖(A)所示，將按壓輥14的最下點之位置、及剝離板22的貼附時初期之前端位置分別作為P1、P2，且將貼完黏著薄片S之時候的剝離板之前端位置作為P3時，藉由單軸機器人60按壓輥14會移動而點P1、P3之距離會變短，隨著剝離板22之高度即點P2、P3間之距離也會變短地，使構成貼附角度維持手段37之送出頭49沿著導引桿45下降，而使經常維持貼附角度θ地同期控制單軸機器人46、60。

如第4圖(D)、(E)所示，黏著薄片S之貼附一完成，裁刀15就會下降而沿著晶圓W之外周緣進行黏著薄片S之切斷，之後裁刀15會上升而回到初期位置(參照第1圖)。此時，剝離板22之前端係位於晶圓W的左端近旁，藉此，可將從剝離板22之前端位置朝左側存在之黏著薄片區域作為往下個晶圓W的黏著區域，使不會浪費黏著薄片S。

其次，晶圓W介由移載裝置從工作台13被取走時，則如第5圖所示，按壓輥14會上升，且移動框架F會藉由單軸機器人75之驅動朝第1圖中左側移動。此時，一邊剝離裝置16之小口徑輥70及大口徑輥71會將不要的黏著薄片S1從工作台13剝離，一邊捲取裝置17之驅動輥80會與單軸機器人75同步驅動而將不要的黏著薄片S1捲取，藉此將晶圓W周圍之不要的黏著薄片S1從工作台13之上面剝離。

接著，煞車塊32、42會離開導引輥27、29而使捲狀原料L可送出，並且在驅動輥80鎖定之狀態下剝離裝置16及捲取裝置17會回到初期位置，且使送出頭49之位置升降，藉此將新的黏著薄片S拉出，且將新的晶圓W再次移載至工作台13上(參照第5圖(D))。

因此，根據如此之實施形態，得到以下之效果：貼附角度維持手段37之送出頭49會與對於晶圓W的按壓輥14之相對移動量成比例地下降而可將貼附角度θ保持於一定，且在將要開始黏著薄片S的貼附之前，預先將張力測定而調整成設定張力的話，則可在維持該設定張力之狀態下將黏著薄片S貼附於晶圓W上。

如上所述，用以實施本發明之最佳的結構、方法等，係於上述記載被揭示，但本發明並非限定於此。

即，本發明，雖主要關於特定之實施形態特別圖示、說明，但不脫離本發明的技術思想及目的之範圍，對於以上所說明之實施形態，有關形狀、位置或配置等，該業者可因應需要施以各種的變更。

例如，上述實施形態中，雖圖示並說明在工作台13靜止的狀態下，藉由按壓輥14移動將黏著薄片S貼附之情況，但亦可採用使工作台13移動之構造。又，貼附角度θ，係並非特別限定。

又，上述實施形態中，雖板狀構件以晶圓W作為對象，但本發明之板狀構件係並非限定於半導體晶圓W，玻璃、鋼板、或樹脂板等、其他的板狀構件亦可作為對象，且半導體晶圓，係亦可為矽晶圓或化合物晶圓。又，板狀構件，係不限於圓形，亦可為多角形狀。

10．．．薄片貼附裝置

12．．．薄片送出單元

14．．．按壓輥

35．．．張力測定手段

37．．．貼附角度維持手段

39．．．測力器

40．．．張力測定輥

S．．．黏著薄片

W．．．晶圓(板狀構件)

θ．．．貼附角度

第1圖，係有關本實施形態的薄片貼附裝置之概略正面圖。

第2圖，係上述薄片貼附裝置之概略立體圖。

第3圖，係工作台之概略剖面圖。

第4圖，係黏著薄片之貼附動作說明圖。

第5圖，係利用剝離裝置之不要的黏著薄片的剝離動作說明圖。

10．．．薄片貼附裝置

11．．．基台

12．．．薄片送出單元

13．．．工作台

14．．．按壓輥

15．．．裁刀

16．．．剝離裝置

17．．．捲取裝置

20．．．支撐輥

22．．．剝離板

23．．．回收輥

25．．．導引輥

26．．．導引輥

27．．．導引輥

28．．．導引輥

29．．．導引輥

30．．．導引輥

31．．．導引輥

32．．．煞車塊

33．．．緩衝輥

35．．．張力測定手段

37．．．貼附角度維持手段

38．．．汽缸

39．．．測力器

40．．．張力測定輥

42．．．煞車塊

43．．．滑動板

45．．．導軌

46．．．單軸機器人

48．．．汽缸

49．．．送出頭

50．．．汽缸

57．．．門型框架

59．．．汽缸

61．．．導軌

65．．．旋轉中心軸

66．．．旋轉臂

67．．．裁刀刃

70．．．小口徑輥

71．．．大口徑輥

73．．．連結構件

74．．．臂構件

75．．．單軸機器人

78．．．汽缸

80．．．驅動輥

81．．．捲取輥

84．．．旋轉臂

85．．．彈簧

F．．．移動框架

F2．．．後部框架

L．．．捲狀原料

M．．．驅動馬達

PS．．．剝離薄片

S．．．黏著薄片

S1．．．不要的黏著薄片

W．．．晶圓(板狀構件)

θ．．．貼附角度

Claims (6)

1. 一種薄片貼附裝置，係針對具備有：將薄片送出至面對板狀構件的面之位置的薄片送出單元、及對上述薄片施予按壓力並從板狀構件之一端朝向另一端將薄片貼附的按壓輥之薄片貼附裝置，其特徵為：上述薄片送出單元，係具備有：將該薄片送出單元與上述按壓輥之間的薄片之張力進行測定之張力測定手段、及含有朝向對於上述板狀構件將薄片之貼附角度保持於一定之方向移動的送出頭之貼附角度維持手段；上述張力測定手段，係將藉由上述按壓輥將要貼附薄片於板狀構件之前的張力進行測定，另一方面，上述貼附角度維持手段之送出頭，係藉由與對於上述板狀構件的按壓輥之相對移動量成比例地移動將貼附角度保持於大致一定而將薄片上述之前之張力維持而貼附。
2. 如申請專利範圍第1項之薄片貼附裝置，其中，上述張力測定手段，係在對於預定之設定張力檢測出超過或不足時，會使上述送出頭之位置位移而將上述薄片調整成設定張力。
3. 如申請專利範圍第1或2項之薄片貼附裝置，其中，上述薄片送出單元係含有剝離板，且在從該剝離板之前端到按壓輥之間被送出的薄片長度，係被設定為比從上述板狀構件之一端到另一端的長度稍長。
4. 一種薄片貼附方法，係針對從薄片送出單元將薄片送出，並且用按壓輥按壓薄片而將該薄片貼附於板狀構件之薄片貼附方法，其特徵為：藉由張力測定手段將上述按壓輥將要貼附薄片之前的該薄片之張力進行測定後，以將對於上述板狀構件之薄片貼附角度維持於一定且維持上述之前的張力的方式使板狀構件與按壓輥相對移動而將薄片貼附於板狀構件。
5. 如申請專利範圍第4項之薄片貼附方法，其中，當在上述將要貼附之前所測定之張力被檢測出對於預定之設定張力超過或不足時，將上述薄片調整使成設定張力而進行貼附。
6. 如申請專利範圍第4或5項之薄片貼附方法，其中，從上述薄片送出單元到按壓輥被送出的薄片之長度，係在保持比從上述板狀構件的一端到另一端之長度稍長的狀態下來進行薄片貼附。