TWI408726B - Sheet attachment and attachment method - Google Patents

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Description

薄片貼附裝置及貼附方法
本發明係有關於薄片貼附裝置及貼附方法，更詳細而言，是有關在大致同一時間，將薄片貼附到複數個板狀構件時，並可沿著各板狀構件的外緣，將薄片予以切斷的薄片貼附裝置及貼附方法。
一直以來，都會在半導體晶圓(以下簡稱「晶圓」)貼附上用來保護其電路面的保護薄片，或是在其背面或表面，貼附上感熱黏接性的黏接薄片。
像這種薄片的貼附方法，較為大眾所知的為：使用將上述保護薄片或黏接薄片等的帶狀薄片，暫時固定在帶狀之剝離薄片的母材，將該薄片從剝離薄片剝離，貼附到晶圓後，藉由沿著晶圓外周來進行切斷，而將薄片貼附在晶圓上。(例如：參照專利文獻1)
[專利文獻1]日本特開2003-257898號公報
但是，專利文獻1中所揭示的切斷裝置，係以在一枚晶圓被工作台所支撐的狀態下，將薄片送出貼附者，故有無法在大致同一時間，將薄片貼附到複數個板狀構件的問題。也就是說，不同於矽晶圓，無法進行化合物半導體晶 圓的大口徑化。但又因為LED(發光二極體)的性能提昇，這些小口徑晶圓的需求也就提高。而即使將處理大口徑晶圓的薄片貼附裝置直接轉用，仍無法享受到規模上的優勢。
[發明的目的]
本案即為針對這些問題點所發明者，其目的為提供一種：以複數個板狀構件為對象，可在大致同一時間將薄片予以貼附的薄片貼附裝置及貼附方法。
為達成上述目的，本發明即為一種薄片貼附裝置，係具備：支撐著板狀構件的工作台；將帶狀的薄片送至被該工作台所支撐之板狀構件之上面側的薄片送出單元；按壓上述薄片，將該薄片貼附於板狀構件的按壓輥；以及沿著上述板狀構件的外緣，將上述薄片予以切斷的切斷手段，其特徵為：上述工作台係可在大致同一平面內，支撐著複數個板狀構件，且在大致同一時間，可將上述薄片貼附在各板狀構件。
在本發明中，上述切斷手段係由多關節機器人所構成，該多關節機器人係具有複數個關節，且這些關節係被NC所控制。
上述工作台係由：外側工作台、及複數個內側工作台 所構成，這些外側工作台及內側工作台，係以可各自昇降的方式來設置。
上述內側工作台係以上述外側工作台的上面為基準位置，依上述板狀構件的厚度而昇降，另一方面，上述外側工作台係以上述按壓輥的按壓面為基準，依上述薄片的厚度而昇降，而大致一定地維持著按壓輥的按壓力。
上述多關節機器人，係可選擇性地在自由端側裝設切刃或吸附臂，在裝設上述吸附臂的狀態下，係具備有將上述板狀構件運送至工作台的運送功能。
此外，在上述多關節機器人的附近係配置了檢查手段，該檢查手段係具備：校準上述板狀構件的功能、以及檢查上述切刃的功能。
再者，本發明係為一種薄片貼附方法，係在工作台支撐著板狀構件的狀態下，對於被送到該板狀構件之上面側的帶狀薄片施以按壓力，而沿著上述板狀構件的外緣，將薄片予以切斷，其特徵為：在上述工作台的大致同一平面內，支撐著複數個板狀構件的狀態下，對上述薄片施以按壓力，接下來，沿著各板狀構件的外緣，將薄片予以切斷。
根據本發明，即可支撐著複數個板狀構件，將薄片貼附於工作台，所以可提供一種利用同時貼附薄片，而可大幅提昇處理能力的薄片貼附裝置。
此外，因為外側工作台與內側工作台係可昇降，所以即使板狀構件的厚度或薄片的厚度有變化，只要施以一定的薄片按壓力，即可保持一定的貼附精確度。
甚至，因為切斷裝置係由多關節機器人所構成，且可選擇性地在其自由端側裝設切刃或吸附臂，所以可成為切斷裝置與達成運送裝置之各功能的多功能型，故可降低成本。
又，藉由在切斷裝置的附近配置了具備校準功能、以及檢查切刃之功能的檢查手段，而可一定地保持著板狀構件的方向乃至於方位，將之配置在工作台上，並且可檢測出切刃的不良情形等。
以下茲參照圖面來說明本發明的實施形態。
在第1圖中係顯示了本發明之實施形態的薄片貼附裝置的概略正面圖，第2圖則為其概略立體圖。在這些圖中，薄片貼附裝置10係具備：被配置在基座11之上部的薄片送出單元12；在大致同一平面內，支撐著複數個做為板狀構件之晶圓W的工作台13；對於被送出至晶圓W之上面側的黏接薄片S施加按壓力，使該黏接薄片S貼附於晶圓W的按壓輥14；以及在黏接薄片S貼附到晶圓W後，沿著晶圓W的外緣，將黏接薄片S予以切斷的切斷手段，並且又具備：具有從倉匣200將晶圓W取出，並運送到上述工作台13上之運送功能的多關節機器人15(以下 簡稱「機器人15」)；在校準晶圓W的同時，也做為檢查後述之切刃之檢查手段的照相機16；儲存切刃及吸附臂的儲存裝置17；將晶圓W外側的不要的黏接薄片S1，從工作台13的上面剝離的剝離裝置18；以及將不要的黏接薄片S1予以捲取的捲取裝置19。
上述薄片送出單元12係具備：支撐著在帶狀之剝離薄片PS的單面，暫時固定有帶狀之黏接薄片S的滾筒狀母材L的支撐輥20；將從該支撐輥20被送出的母材L予以急速反轉，使黏接薄片S從剝離薄片PS剝離的剝離板22；將剝離薄片PS予以捲取回收的回收輥23；被配置在支撐輥20與回收輥23之間的複數個導引輥25~31；被配置在導引輥25、26之間的緩衝輥33；被配置在導引輥27、28之間，且包含測力器39及被該測力器39所支撐，並位在上述剝離板22之基部側的張力測定輥40的張力測定手段35；以及貼附角度維持手段37，該貼附角度維持手段37係一體支撐著剝離板22、導引輥27、28、29及張力測定手段35，且與上述按壓輥14相互作用，使黏接薄片S對於晶圓W的貼附角度θ可保持一定。在上述導引輥27、29，係同時設有煞車塊32、42，在把黏接薄片S貼附於晶圓W時，這些煞車塊32、42是藉由缸筒38、48而相對於所對應的導引輥27、29來進退，故可將黏接薄片S挾持，以控制其送出。
再者，上述薄片送出單元12及構成該單元之上述張力測定手段35、以及貼附角度維持手段37，係同於本申 請人所申請之日本特願2005-198806號中所揭示者，故在此省略其詳細說明。
上述工作台13，係如第2、第3及第6圖所示般，由：平面呈略方形之外側工作台51、以及內側工作台52所構成，該內側工作台52係在外側工作台51的區域內，以彼此相鄰般地被配置在4個位置，且平面呈略圓形狀。外側工作台51，係在與各內側工作台52的外緣之間，各自形成有空隙C的狀態下，於4個位置設有可收容該內側工作台52的凹部，並且透過單軸機器人54，以可昇降的方式將之設置在基座11。另一方面，各內側工作台52，係透過單軸機器人56，而以可昇降的方式被設置在外側工作台51，如此一來，內側工作台52就會以外側工作台51的上面為基準位置，依晶圓W的厚度來昇降，另一方面，外側工作台51會以按壓輥14之按壓面為基準，依薄片S的厚度來昇降，所以可大致一定地維持著該按壓輥14的按壓力。也就是說，因為可使複數個晶圓W的上面，與外側工作台51的上面一致，所以無論晶圓W的數量或有無，都可使薄片S的按壓力保持一定。因此，就不會有薄片S起皺、或捲入氣泡等的附貼狀況發生。再者，在本實施形態中，各外側工作台51，係透過無圖示的加熱手段而可各自加熱。因此，當以感熱黏接性的黏接薄片來做為黏接薄片S時，即可對晶圓W加熱，使其黏接。
上述按壓輥14係被門型框架57所支撐。在門型框架57的上面側，設有缸筒59、59，並設成可藉由這些缸筒 59的作動，而使按壓輥14上下昇降。又，門型框架57係如第2圖所示，是設成可透過單軸機器人60及導引軌61，而朝第1圖中的X方向移動。
上述機器人15係如第6圖所示，具備：機器人本體62；以及被該機器人動本體62的自由端側所支撐的切刃63或吸附臂100(參考第3圖、第5圖)。機器人本體62係包括了：基座部64；配置於該基座部64的上面側，可朝箭頭A~F方向旋轉的第1臂65A~第6臂65F；以及被裝置在第6臂65F之前端側，也就是機器人本體52之自由端側的工具保持夾具69。第2、第3及第5臂65B、65C、65E，係可在第6圖中Y×Z面內旋轉，並且第1、第4及第6臂65A、65D、65F，係可在其軸周旋轉。本實施形態的機器人15，係為被數值控制(NC controller)者。也就是說，對於各加工物之各關節的移動量，是被各自對應的數值資訊所控制，所有的移動量亦被程式所控制，這和以往的切斷手段，只要晶圓尺寸變更，就必須手動來改變切刃之位置者完全不同。藉由這樣的數值控制，切刃63就可做任一位置、角度的姿勢變位，所以即使是位在不同位置的晶圓W，都可沿著其外周將薄片S予以切斷。此外，在非切斷動作時，係可使切刃63退避到從工作台13之上方區域離開的外側位置，也就是工作台13的側方位置。
上述工具保持夾具69係如第4、第5圖所示，具備：呈略圓筒形的收容體70；以及3個夾具爪71，該3個 夾具爪71係被配置在該切刃收容體70之圓周方向上大致保持120度間隔的位置，且以可自由裝卸的方式支撐著切刃63或吸附臂100。各夾具爪71，其內方端為銳角的前尖形狀部71A，可藉由空氣壓而面對收容體70的中心，在直徑方向上進退。
上述切刃63係由：形成基部區域的刀刃支持體63A；以及插入至該刀刃支持體63A之前端側，而被固定的刀刃63B所構成。刀刃支持體63A係呈略圓柱狀，在其外周面的周方向上略120度間隔的位置，係形成了沿著軸方向，具有從基端延伸至中間部之長度的溝72，藉由將上述夾具爪71的前尖形狀部71A卡合在這些溝72，即可使切刃63相對於工具保持夾具69的位置維持成一定。
在上述刀刃支持體63A係內藏著無圖示的加熱器、以及振動裝置，除了可利用加熱器對刀刃63B進行加熱外，還可利用振動裝置使刀刃63B振動。再者，可用螺旋加熱器來做為加熱器，還可用超音波振動裝置來做為振動裝置。
上述照相機16係如第2及第3圖所示，被配置在機器人15的附近。當該照相機16在檢測到切刃63的刃緣出現損傷，或者是黏接劑的轉貼量超過容許範圍時，就會將信號輸出至無圖示的控制裝置，而可達成機器人本體62自動地與被收容在儲存裝置17之其他的切刃63交換的功能；以及校準功能，該校準功能係指機器人15從倉匣200將晶圓W配置到工作台13之各內側工作台52時 ，可檢測該晶圓W之無圖示的V缺口或定向平面。
上述儲存裝置17係如第2及第3圖所示，包括：各自收容著切刃63的第1儲存匣17A、以及收容著吸附臂100的第2儲存匣17B。當機器人15保持著取代切刃63的吸附臂100時，在將晶圓W從倉匣200運送到工作台13的同時，也將已貼附了薄片S的晶圓W運送到下個步驟。此外，吸附臂100係由：具有同於上述刀刃支持體63之溝72的臂支持體100A、以及Y型臂部100B所構成，該Y型臂部100B係被裝置在該臂支持體100A，且在前端側具有與無圖示之減壓裝置相連的真空孔100C。其他的吸附臂100係為用來吸附形狀不同的I型臂，或尺寸不同的晶圓，故可儲存因應8英吋、12英吋等半導體晶圓的吸附臂。
上述剝離裝置18係如第1及第2圖所示，由小直徑輥80及大直徑輥81所構成。這些小直徑輥80及大直徑輥81，係被移動框架F所支撐。該移動框架F係由：沿著第2圖中之Y方向而相對配置的前部框架F1；以及透過連接構件83與該前部框架F1連接的後部框架F2所構成，後部框架F2係被單軸機器人85所支撐，而前部框架F1則被上述導引軌61所支撐，如此一來，移動框架F就可朝第2圖中之X方向移動。大直徑輥81係如第1圖所示，被臂構件84所支撐，並且該臂構件84係藉由缸筒88，使大直徑輥81可朝向與小直徑輥80分開或接近的方向進行變位。
上述捲取裝置19係由：被移動框架F所支撐的驅動輥90；以及捲取輥93所構成，該捲取輥93係被旋轉臂91之自由端側所支撐，透過彈簧92與驅動輥90的外周面接觸，而將不要的黏接薄片S1夾住。在驅動輥90的軸端係配置了驅動馬達M，藉由該馬達M的驅動，使驅動輥90轉動，因為捲取輥93會隨之轉動，所以就可將不要的黏接薄片S1予以捲取。又，捲取輥93會因為捲取量的增大，抵抗彈簧92的力量，而朝第1圖中之右方向旋轉。
接下來，針對本實施形態的作用來加以說明。從支撐輥20被送出的母材L，係在剝離板22的前端位置，將黏接薄片S從剝離薄片PS剝離，剝離薄片PS的引線端係被固定在回收輥23。另一方面，黏接薄片S的引線端係經由按壓輥14、剝離裝置18，而被固定在捲取裝置19的捲取輥93。黏接薄片S係藉由剝離板22與按壓輥14，被配置在靠近工作台13的上方，並被導引輥27、29與煞車塊32、42所包挾，而被控制其送出。又，按壓輥14一邊轉動一邊隨著在晶圓W上朝第1圖中之左方向移動，張力測定輥40就會被黏貼薄片S所拉伸，測力器39逐漸測得該張力，並使用貼附角度維持手段37，使送出頭49朝斜下方下降。如此一來，就可在大約同一時間，將薄片S貼附在複數個晶圓W。
上述機器人15係透過工具保持夾具69來保持著吸附臂100，並利用該吸附臂100，從倉匣200一次一個地吸 附保持晶圓W，並使用照相機16來進行校準，依順序移載到工作台13的內側工作台52，在此狀態下，一邊接受按壓輥14的按壓力，一邊將黏貼薄片S同時貼附到各晶圓W。
一旦將黏接薄片S貼附到各晶圓W上面，機器人15就會使吸附臂100回到第2儲存匣17B，進行切刃63的替換動作，並根據預先輸入的移動軌跡資料，沿著晶圓W的外緣將黏接薄片S予以切斷。切斷完了後，照相機16會檢查切刃63的刃緣63D(參考第4圖)。在此，一旦檢測出刃緣63D有所折損，或者是黏著劑的轉貼量超過容許範圍的不良切刃的話，則在進行下次切斷時，就不會再使用該不良的切刃63，須更換新切刃63的信號會輸出到無圖示的控制裝置，在此狀態下，不良的切刃63會被第1儲存匣17A所收納，再次進行與吸附臂100的替換動作，將已完成黏接薄片S之切斷步驟的晶圓予以吸附，並移載至下一個步驟。
一旦晶圓W被機器人15從工作台13取走，利用剝離裝置16將不要的黏接薄片S1予以捲取，再次透過機器人15，將必須貼附黏貼薄片S的晶圓W，從倉匣200移載至工作台13上。該捲取的作用係同於日本特願2005-198806號中所揭示者，故在此省略其詳細說明。
因此，只要根據本實施形態，即可在同一個工作台13上，於大致相同的時間，將黏接薄片S貼附到複數個晶圓W，利用上述機器人15，沿著晶圓W的外緣，依序 將黏接薄片S予以切斷，所以可得到極有效率之薄片的貼附與切斷的效果。並且，除了可利用機器人15，將晶圓W從倉匣200運送到工作台13上，還可從該工作台13移載至下個步驟，所以不須使用獨立的切斷裝置及運送裝置，故可減低成本。
如上所述，用以實施本發明之最佳構成、方法等，雖已揭示於上述記載中，但本發明並不只限於上述記載而已。
也就是說，有關本發明之主要的特定實施形態，雖已加以圖示、說明，但只要是不超出本發明之技術思想及目的的範圍，針對以上所做之說明的實施形態，業者均可根據其需要，對於形狀、位置或者是配置等，都可加以各種變化。
例如：在上述實施形態中，雖以晶圓W來做為板狀構件，但本發明也適用於將薄片貼附在其他板狀構件，再予以切斷的情形。此外，板狀構件不限於圓形者，亦可為多角形。又，晶圓W亦不限於同一尺寸者，可於同時將薄片貼附到各種大小尺寸的晶圓W。
10‧‧‧薄片貼附裝置
12‧‧‧薄片送出單元
13‧‧‧工作台
14‧‧‧按壓輥
15‧‧‧多關節機器人(切斷手段)
16‧‧‧照相機(檢查手段)
51‧‧‧外側工作台
52‧‧‧內側工作台
62‧‧‧機器人本體
100‧‧‧吸附臂
200‧‧‧倉匣
S‧‧‧黏接薄片
W‧‧‧晶圓(板狀構件)
第1圖係本實施形態之薄片貼附裝置的概略正面圖。
第2圖係上述薄片貼附裝置的概略立體圖。
第3圖係同於機器人保持著吸附臂之狀態的第2圖的概略立體圖。
第4圖係為保持著切刃之機器人之前端側區域的放大立體圖。
第5圖係為保持著吸附臂之機器人之前端側區域的放大立體圖。
第6圖係工作台及機器人的部份剖面圖。
10‧‧‧薄片貼附裝置
11‧‧‧基座
12‧‧‧薄片送出單元
13‧‧‧工作台
14‧‧‧按壓輥
15‧‧‧機器人
16‧‧‧照相機
17‧‧‧儲存裝置
17A‧‧‧儲存匣
17B‧‧‧儲存匣
20‧‧‧支撐輥
22‧‧‧剝離板
23‧‧‧回收輥
25~31‧‧‧導引輥
32‧‧‧煞車塊
33‧‧‧緩衝輥
37‧‧‧貼附角度維持手段
38‧‧‧缸筒
39‧‧‧測力器
51‧‧‧外側工作台
52‧‧‧內側工作台
57‧‧‧門型框架
59‧‧‧缸筒
60‧‧‧單軸機器人
61‧‧‧導引軌
62‧‧‧機器人本體
63‧‧‧切刃
64‧‧‧基座部
65A~65F‧‧‧第1臂~第6臂
69‧‧‧工具保持夾具
70‧‧‧收容體
71‧‧‧夾具爪
72‧‧‧溝
83‧‧‧連接構件
85‧‧‧單軸機器人
88‧‧‧缸筒
90‧‧‧驅動輥
91‧‧‧旋轉臂
93‧‧‧捲取輥
100‧‧‧吸附臂
100A‧‧‧臂支持體
100B‧‧‧Y型臂部
100C‧‧‧真空孔
200‧‧‧倉匣

Claims (8)

  1. 一種薄片貼附裝置，係具備：支撐著板狀構件的工作台；將帶狀的薄片送至被該工作台所支撐之板狀構件之上面側的薄片送出單元；按壓上述薄片，將該薄片貼附於板狀構件的按壓輥；以及沿著上述板狀構件的外緣，將上述薄片予以切斷的切斷手段，其特徵為：上述工作台係可在同一平面內，支撐著複數個板狀構件，且在同一時間，可將上述薄片貼附在各板狀構件。
  2. 一種薄片貼附裝置，係具備：支撐著板狀構件的工作台；將帶狀的薄片送至被該工作台所支撐之板狀構件之上面側的薄片送出單元；按壓上述薄片，將該薄片貼附於板狀構件的按壓輥；以及沿著上述板狀構件的外緣，將上述薄片予以切斷的切斷手段，其特徵為：上述工作台係可在同一平面內，支撐著複數個板狀構件，且藉由前述按壓輥的一次貼附動作，可將上述薄片貼附在各板狀構件。
  3. 如申請專利範圍第1或2項所述的薄片貼附裝置，其中，上述切斷手段為多關節機器人，該多關節機器人具有複數個關節，且這些關節係被NC所控制。
  4. 如申請專利範圍第1或2項所述的薄片貼附裝置，其中，上述工作台係由：外側工作台、及複數個內側工作台所構成，這些外側工作台及內側工作台，係以可各自昇降的方式來設置。
  5. 如申請專利範圍第4項所述的薄片貼附裝置，其 中，上述內側工作台係以上述外側工作台的上面為基準位置，依上述板狀構件的厚度而昇降，另一方面，上述外側工作台係以上述按壓輥的按壓面為基準，依上述薄片的厚度而昇降，而一定地維持著按壓輥的按壓力。
  6. 如申請專利範圍第3項所述的薄片貼附裝置，其中，上述多關節機器人，係可選擇性地在自由端側裝設切刃或吸附臂，在裝設上述吸附臂的狀態下，係具備有將上述板狀構件運送至工作台的運送功能。
  7. 如申請專利範圍第6項所述的薄片貼附裝置，其中，更進一步具備檢查手段，該檢查手段係具備：校準上述板狀構件的功能、以及檢查上述切刃的功能。
  8. 一種薄片貼附方法，係在工作台支撐著板狀構件的狀態下，對於被送到該板狀構件之上面側的帶狀薄片施以按壓力，而沿著上述板狀構件的外緣，將薄片予以切斷，其特徵為：在上述工作台的同一平面內，支撐著複數個板狀構件的狀態下，對上述薄片施以按壓力，接下來，沿著各板狀構件的外緣，將薄片予以切斷。
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