WO2009147954A1 - シート貼付装置及び貼付方法 - Google Patents

Abstract

　半導体ウエハ（Ｗ）を支持するテーブル（１１）を収容するとともに内部に減圧室（Ｃ）を形成する開閉可能なケース（１４）と、半導体ウエハ（Ｗ）に臨む位置に接着シート（Ｓ）を供給する供給手段（１５）と、テーブル（１１）に相対する位置で前記ケース（１４）内に配置された挟込手段（２９）とを備えてシート貼付装置（１０）が構成されている。挟込手段（２９）は、前記ケース（１４）を閉塞して単一の減圧室（Ｃ）が形成された状態で、テーブル（１１）と相互に作用して半導体ウエハ（Ｗ）の外周部のみを接着シート（Ｓ）と共に挟み込む。その後、減圧室（Ｃ）の減圧を解除することで、接着シート（Ｓ）が半導体ウエハ（Ｗ）に貼付される。

Description

シート貼付装置及び貼付方法

　本発明は、シート貼付装置及び貼付方法に係り、更に詳しくは、減圧雰囲気で被着体に接着シートを貼付することのできるシート貼付装置及び貼付方法に関する。

　従来より、半導体ウエハ（以下、単に「ウエハ」と称する）は、その回路面や裏面に接着シートが貼付され、裏面研削やダイシング等、種々の処理が施される。
　特許文献１には、前記接着シートの貼付装置が開示されている。同装置は、ウエハを支持するゴムシートの下面側と、ウエハに相対配置されたダイシング用シートの上面側とに空間をそれぞれ形成し、これら空間を減圧した後に、一方の空間を大気開放することで前記シートをウエハに貼付する構成が採用されている。
特開２００５－２６３７７号公報

　しかしながら、特許文献１のシート貼付装置にあっては、前記ゴムシートの下面側と上面側に位置する空間の圧力を等しく保ちながら減圧しなければならない構成であるため、その圧力制御が非常に複雑になる、という不都合がある。
　また、ウエハは、その下面側全域がゴムシートに接触する状態で支持される全接触型であり、ウエハの下面とゴムシートとの間に埃等の異物が付着していた場合には、ダイシングシートを貼付するための圧力が作用したときに、ウエハに割れ等の損傷をもたらす。

　［発明の目的］
　本発明は、このような不都合に着目して案出されたものであり、その目的は、複雑な減圧制御をすることなく、接着シートを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。
　また、本発明の他の目的は、被着体を支持する領域を限定的に設けることで、被着体に押圧力が付与された際に生じ得る損傷要因を効果的に排除することの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。

　前記目的を達成するため、本発明は、被着体を支持するテーブルと、当該テーブルを収容するとともに内部に減圧室を形成する開閉可能なケースと、前記被着体に臨む位置に接着シートを供給する供給手段とを含み、前記ケースを閉塞して減圧室の圧力を所定制御して接着シートを被着体に貼付するシート貼付装置において、
　前記テーブルに相対する位置でケース内に配置された挟込手段を更に含み、当該挟込手段は、前記ケースを閉塞して単一の減圧室が形成された状態で、前記テーブルと相互に作用して被着体の外周部のみを接着シートと共に挟み込む、という構成を採っている。

　本発明において、前記挟込手段は、前記接着シートと被着体との間に、前記減圧室から独立した貼付前空間を形成するように設けられている。

　また、前記テーブルは前記被着体の外周部を下方から支持する支持凸部を備える一方、前記挟込手段は前記支持凸部に対応するとともに接着シートの上方から当該接着シートを挟み込む挟込凸部を備える、という構成を採っている。

　また、本発明は、被着体を支持するテーブルと、当該テーブルを収容するとともに内部に減圧室を形成する開閉可能なケースと、前記被着体に臨む位置に接着シートを供給する供給手段とを含むシート貼付装置を用いたシート貼付方法において、
　前記テーブルに板状部材を支持する工程と、前記板状部材に相対する位置に接着シートを供給する工程と、前記ケースを閉塞して減圧室を形成する工程と、前記減圧室を減圧する工程と、前記テーブルと相互に作用して板状部材の外周部のみを接着シートと共に挟み込む工程と、前記減圧室の減圧を解除して接着シートを板状部材に貼付する工程とを含む手法を採っている。

　更に、前記シート貼付方法において、前記被着体の外周部を下方から支持する支持凸部と、この支持凸部に対応するとともに接着シートの上方から当該接着シートを挟み込む挟込凸部とにより板状部材の外周部を接着シートと共に挟み込む、という手法を採っている。

　本発明によれば、減圧室を減圧した状態で、テーブルと挟込手段とにより、被着体の外周部のみが接着シートと共に挟み込まれる構成であるため、減圧室を大気開放するように圧力制御するだけで接着シートが被着体に貼付されることとなる。
　これにより、複数の減圧室を設けた場合に要求される複数の圧力制御弁、配管及び圧力のバランス調整等は一切不要となり、複雑な構成、圧力制御若しくは管理が不要となる。
　また、被着体は外周部のみがテーブルに支持されることとなるため、被着体とテーブルとの接触面積を少なくすることができる。そのため、テーブル上の異物が被着体に押し付けられるようなことがないため、ウエハ等の脆質性を備えた被着体であっても損傷を効果的に回避することができる。
　更に、減圧室を減圧した状態で、テーブルと挟込手段とにより、被着体と接着シートとの間に独立した貼付前空間が形成されるように構成したことで、減圧室を大気開放するように圧力制御を行うことにより、貼付前空間が大気圧によって実質的に消失して接着シートが被着体に貼付されることとなる。
　なお、本明細書において、減圧とは真空をも含む概念として用いられ、また、「貼付前空間」とは、被着体と接着シートとを挟み込む力が作用しない領域における被着体と接着シートとの間に生じる隙間について用いられる。

本実施形態に係るシート貼付装置の一部を断面した概略正面図。 図１の一部を省略した概略平面図。 減圧室が形成された状態を示す概略正面図。 挟込手段が接着シートと共にウエハを挟み込んだ状態を示す概略断面図。 ウエハと接着シートとの間に貼付前空間が形成された状態を示す拡大断面図。 貼付前空間が消失して接着シートがウエハに貼付された状態を示す拡大断面図。 外周部の厚みが相対的に大きいものを被着体とした変形例を示す図５と同様の断面図。 外周部の厚みが相対的に大きいものを被着体とした変形例を示す図６と同様の断面図。

　１０　シート貼付装置
　１１　テーブル
　１１Ａ　支持凸部
　１４　ケース
　１５　供給手段
　２９　挟込手段
　３２　挟込凸部
　Ｃ　減圧室
　Ｃ４　貼付前空間
　Ｓ　接着シート
　Ｗ　半導体ウエハ（被着体）

　以下、本発明の好ましい実施の形態について図面を参照しながら説明する。

　図１には、本実施形態に係るシート貼付装置の概略正面図が示され、図２には、図１の一部を省略した概略平面図が示されている。これらの図において、シート貼付装置１０は、被着体としての板状部材、具体的には、略円形のウエハＷを支持するテーブル１１と、当該テーブル１１を収容するとともに、内部に減圧室Ｃを形成する開閉可能なケース１４と、当該ケース１４を開放した状態で、ウエハＷの上面となる被着面に臨む位置に感圧接着性の接着シートＳを供給する供給手段１５とを備えて構成されている。ここで、接着シートＳは、図２に示されるように、減圧室Ｃを上下に遮断することのない幅寸法のものが採用され、接着シートＳをウエハＷの被着面に臨む位置に供給したときに、ケース１４の内周全域を接着シートＳが塞いでしまうことなく隙間Ｃ１が形成され、これにより、減圧室Ｃが単一の空間として形成されるようになっている。なお、隙間Ｃ１は減圧室Ｃを複数の空間に遮断しないための配管、貫通孔等の通路であってもよい。

　前記テーブル１１はウエハＷの大きさよりも大きい平面積を備えているとともに、その上面に、ウエハＷの下面側外周部のみに接して当該ウエハＷを下方から支持する円環状の支持凸部１１Ａを備えて構成されている。従って、テーブル１１がウエハＷを支持した状態では、ウエハＷの外周部を除く下面側とテーブル１１の上面１１Ｂとの間に空間Ｃ２が形成されることとなる。ここで、テーブル１１は、その外周面１１Ｃと上面１１Ｂとの間に連通孔１１Ｄが形成され、空間Ｃ２が減圧室Ｃに連通して当該減圧室Ｃの一部を構成するようになっている。また、テーブル１１の下面側には直動モータ１６の出力軸１７が固定されており、当該直動モータ１６の駆動によってテーブル１１が上下に移動可能に設けられている。

　前記ケース１４は、図１中下部側に位置する第１のケース２０と、上部側に位置する第２のケース２１とからなる。第１のケース２０は、直動モータ１６を介してテーブル１１を支持する底部２２と、中央部に略円形の凹部２３を形成する起立部２４とからなる。第１のケース２０は起立部２４に接続された配管２５及び三方電磁弁２６に接続されているとともに、図示しない昇降手段を介して昇降可能に設けられている。なお、三方電磁弁２６は図示しない減圧ポンプに接続される配管３７と、大気導入のための配管３８に接続され、減圧室Ｃ内を減圧したり、その減圧を解除して大気圧としたりすることができる。

　前記第２のケース２１は、頂部２７と垂下部２８とにより構成され、テーブル１１に相対する位置において、頂部２７の下面側に挟込手段２９が配置されている。この挟込手段２９は、直動モータ３０を介して上下に移動可能に設けられた挟込プレート３１と、当該挟込プレート３１の下面外周側に設けられた円環状の挟込凸部３２とを含む。挟込凸部３２は、支持凸部１１Ａと略同一形状とされ、これにより、挟込凸部３２が上方から接着シートＳを介してウエハＷの外周部上面側のみを押圧して挟み込むようになっている。挟込プレート３１の面内には、貫通孔３１Ａが複数形成されており、挟込手段２９によって接着シートＳ及びウエハＷをテーブル１１との間に挟み込んだ状態においても、接着シートＳと挟込プレート３１との間に形成される空間Ｃ３（図４参照）は、減圧室Ｃに連通して当該減圧室Ｃの一部を構成することとなる。なお、垂下部２８の下端面には、Ｏリング３３が受容されている。

　前記第２のケース２１は、図示しない移動手段を介して上下方向に移動可能に支持されており、第１のケース２０側に下降して垂下部２８の下端面が起立部２４の上端側に押し当てられたときに、第１のケース２０と相互に作用して減圧室Ｃを形成する。

　前記供給手段１５は、帯状の接着シートＳの接着剤層側に帯状の剥離シートＲＬが仮着された原反Ｒを支持するロック機構を有する支持ローラ４０と、剥離シートＲＬを回収する巻取手段４１と、接着シートＳを剥離シートＲＬから剥離するピールプレート４２と、接着シートＳをウエハＷの被着面すなわち上面に臨む位置に引き出すとともに、ウエハＷに貼付された接着シートＳの外周側となる不要接着シートＳ１を巻き取る引出巻取手段４５と、ウエハＷに貼付された接着シートＳをウエハＷの大きさに合わせて切断する図示しない切断手段と、引出巻取手段４５を図１中左右方向に移動可能に支持する移動手段４８とを備えて構成されている。なお、切断手段としては、本出願人によって既に出願された特願２００６－１１５１０６号に記載の多関節型ロボットを用いることができる。

　前記巻取手段４１は、フレームＦ１に支持されたモータＭ１の駆動により回転する駆動ローラ５０と、この駆動ローラ５０との間に剥離シートＲＬを挟み込むピンチローラ５１と、モータＭ１によって駆動ローラ５０と同期回転して剥離シートＲＬを巻き取る剥離シート巻取ローラ４４により構成されている。

　前記引出巻取手段４５は、フレームＦ２に支持されたモータＭ２の駆動により回転する駆動ローラ５３と、この駆動ローラ５３との間に不要接着シートＳ１を挟み込むピンチローラ５４と、モータＭ２によって駆動ローラ５３と同期回転して不要接着シートＳ１を巻き取る不要シート巻取ローラ４７とにより構成されている。

　前記移動手段４８は図１中左右方向に延びる単軸ロボット５５により構成され、当該単軸ロボット５５のスライダ５６にフレームＦ２が固定されて引出巻取手段４５が左右方向に移動可能となっている。

　次に、本実施形態に係るシート貼付方法について図３ないし図６をも参照しながら説明する。

　先ず、第１及び第２のケース２０、２１が相互に離間してケース１４を開放している状態で、支持ローラ４０に支持された原反Ｒのリード端を所定長さ引き出し、ピールプレート４２の先端位置で剥離シートＲＬを接着シートＳから剥離し、当該剥離シートＲＬを剥離シート巻取ローラ４４に固定する。一方、接着シートＳは、図１中二点鎖線で示される位置にある引出巻取手段４５の不要シート巻取ローラ４７に固定する。

　ウエハＷが図示しない移載手段を介して当該ウエハＷの外周部下面側のみが支持凸部１１Ａに支持されると、駆動ローラ５３の回転をロックした状態で、引出巻取手段４５が図１中二点鎖線位置から実線で示される位置に移動し、この動作に同期して、巻取手段４１が駆動して剥離シートＲＬの回収が行われる。これにより、第１のケース２０の上方を横切って、ウエハＷの上面に臨む位置に接着シートＳが供給されることとなる。

　次いで、第１のケース２０が上昇するとともに、第２のケース２１が下降して第１のケース２０とで単一の減圧室Ｃが形成される（図３参照）。この状態で、電磁弁２６を制御し、配管３７を介して減圧室Ｃを減圧する。
　そして、減圧室Ｃが減圧状態となったときに、テーブル１１が上昇するとともに、挟込プレート３１が下降し、挟込凸部３２が支持凸部１１Ａと相互に作用してウエハＷの外周部のみを接着シートＳと共に挟み込む。これにより、脆弱なウエハＷの内側の面に押圧力が加わることを防止して、回路が形成された面に外力が加わることを防止できるようになっている。また、この挟み込みにより、ウエハＷの内側と接着シートＳとの間に、挟持力が付与されないことによって生じる貼付前空間Ｃ４（図４、図５参照）が形成される。この際、ウエハＷ下面側の空間Ｃ２と、接着シートＳの上面側の空間Ｃ３は、テーブル１１に形成された連通孔１１Ｄと、挟み込みプレート３１に形成された連通孔３１Ａにより、ケース１４内で単一の減圧室Ｃを形成している状態にあり、貼付前空間Ｃ４は減圧室Ｃから遮断されて独立した空間となる。

　このようにして貼付前空間Ｃ４が形成された後、三方電磁弁２６を制御し、配管３８から大気を導入して減圧室Ｃが大気圧とされる。この大気開放により、貼付前空間Ｃ４は、図６に示されるように、大気圧によって実質的に消失して接着シートＳがウエハＷに貼付されることとなる。

　接着シートＳの貼付が完了すると、第２のケース２１が上昇してケース１４を開放する。そして、図示しない切断手段を介して、ウエハＷの外周に沿って接着シートＳが閉ループ状に切断される。

　接着シートＳの切断が行われた後は、支持ローラ４０と駆動ローラ５０とをロックした状態で、駆動ローラ５３及び不要シート巻取ローラ４７が回転しながら図１中二点鎖線で示される位置に移動し、これにより、前記切断によって生じた不要接着シートＳ１が巻き取られることとなる。

　接着シートＳが貼付されたウエハＷは、図示しない搬送手段を介して次工程若しくは所定のストッカに搬送され、次の貼付対象となるウエハＷがテーブル１１上に移載され、以後、同様に接着シートＳの貼付が行われることとなる。

　従って、このような実施形態によれば、単一の減圧室Ｃ内でウエハＷの内側の面に押圧力を付与することなく接着シートＳを貼付することができる。また、貼付前空間Ｃ４を形成し、減圧室Ｃを大気圧に戻す圧力制御によって貼付前空間Ｃ４を消失させて接着シートＳをウエハＷに貼付することができ、従来のような、複数の減圧室を同じ圧力に保ちながら減圧するといった複雑な圧力制御は不要となり、減圧室Ｃ内の減圧制御も極めて簡単なものとなる。また、ウエハＷはその外周側下面がテーブル１１に支持される構成であるため、テーブル１１の上面に埃等の異物が存在することがあっても、ウエハＷを損傷させてしまうような不都合は生じない。更に、ウエハＷの被着面側にバンプ等の凹凸が存在する場合であっても、気泡を混入させることなくシートＳを貼付することができる。

　本発明を実施するための最良の構成、方法などは、以上の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、主に特定の実施の形態に関して特に図示し、且つ、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、以上に述べた実施の形態に対し、形状、数量、その他の詳細な構成において、当業者が様々な変形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、前記実施形態では、接着シートＳとして感圧性接着シートを用いたが、本発明はこれに限定されるものではなく、ダイボンディング用の感熱接着性の接着シート等を採用することもできる。この場合、テーブル１１にヒータを内蔵させたり、配管２５を介して供給される空気を温風とすればよい。また、接着シートＳは、枚葉タイプの接着シートを用いて供給可能としてもよい。

　更に、被着体はウエハＷに限らず、ガラス板、鋼板、または、樹脂板等、その他の板状部材も対象とすることができ、半導体ウエハは、シリコンウエハや化合物ウエハであってもよい。また、ウエハＷ若しくは板状部材は、厚みが等しいものに限らず、例えば、図７、図８に示されるように、外周部の厚みが相対的に大きいタイプの被着体にも適用することができる。

Claims (5)

1. 　被着体を支持するテーブルと、当該テーブルを収容するとともに内部に減圧室を形成する開閉可能なケースと、前記被着体に臨む位置に接着シートを供給する供給手段とを含み、前記ケースを閉塞して減圧室の圧力を所定制御して接着シートを被着体に貼付するシート貼付装置において、
   　前記テーブルに相対する位置でケース内に配置された挟込手段を更に含み、当該挟込手段は、前記ケースを閉塞して単一の減圧室が形成された状態で、前記テーブルと相互に作用して被着体の外周部のみを接着シートと共に挟み込むことを特徴とするシート貼付装置。
2. 　前記挟込手段は、前記接着シートと被着体との間に、前記減圧室から独立した貼付前空間を形成することを特徴とする請求項１記載のシート貼付装置。
3. 　前記テーブルは前記被着体の外周部を下方から支持する支持凸部を備える一方、前記挟込手段は前記支持凸部に対応するとともに接着シートの上方から当該接着シートを挟み込む挟込凸部を備えていることを特徴とする請求項１又は２記載のシート貼付装置。
4. 　被着体を支持するテーブルと、当該テーブルを収容するとともに内部に減圧室を形成する開閉可能なケースと、前記被着体に臨む位置に接着シートを供給する供給手段とを含むシート貼付装置を用いたシート貼付方法において、
   　前記テーブルに板状部材を支持する工程と、前記板状部材に相対する位置に接着シートを供給する工程と、前記ケースを閉塞して減圧室を形成する工程と、前記減圧室を減圧する工程と、前記テーブルと相互に作用して板状部材の外周部のみを接着シートと共に挟み込む工程と、前記減圧室の減圧を解除して接着シートを板状部材に貼付する工程とを含むことを特徴とするシート貼付方法。
5. 　前記被着体の外周部を下方から支持する支持凸部と、この支持凸部に対応するとともに接着シートの上方から当該接着シートを挟み込む挟込凸部とにより板状部材の外周部を接着シートと共に挟み込むことを特徴とする請求項４記載のシート貼付方法。

Images