JP2011029360A - 押圧装置 - Google Patents

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Abstract

【課題】少なくとも一端側が開放する形状を備えた被着体の内面側に接着シートを貼付するシート貼付装置に適用できる押圧装置を提供すること。
【解決手段】外周側に環状の凸部11を設けて内側が凹部12とされた半導体ウエハWの凹部12に接着シートSを貼付する押圧装置16であって、上蓋部材21の開口部20に底蓋部23Aと筒状部23Bとからなる弾性部材23を配置することで加圧室Cが形成されている。この筒状部23Bの外周側に弾性リング24が装着されている。加圧室Cを加圧することで底蓋部23Aが接着シートSを凹部12の底面に押し付ける一方、筒状部23Bと弾性リング24とによって凹部12の側面に接着シートSが押し付けられる。
【選択図】図1

Description

本発明は押圧装置に係り、更に詳しくは、少なくとも一端が開放する被着体の内側に接着シートを貼付するシート貼付装置に利用可能な押圧装置に関する。
近年の半導体ウエハは、ウエハの損傷を回避しつつ種々の処理を施す際のハンドリング性を考慮して、外周に補強部として作用する環状の凸部を設けて一端側が開放する凹部となるように、ウエハの内側を研削する方法と装置が提案されている(例えば、特許文献1参照)。このようなウエハには、洗浄や表面処理等の種々の処理を施す際に、当該処理を行わない方の面を保護するため接着シートを貼付するが、特許文献1に開示される形状を備えたウエハにあっては、凹部の内面側に接着シートを貼付させることが困難になる、という不都合がある。すなわち、凹部に臨む位置に接着シートを配置して当該接着シートを凹部に押圧しても、当該凹部の底面とこの底面に連なる側面とのコーナー(以下、単に「コーナー」という)領域に接着シートが貼付されない(貼付され難い)未貼付領域を生ずるため、当該コーナー近傍から接着シートが剥がれてしまうことがある。このように接着シートが剥がれた(剥がれ易い)状態で上記のような処理を施した場合、接着シートとウエハとの間に、洗浄液や表面処理液等の液体や不純物等が入り込み易くなり、これが電子部品としての製品性能を低下させる要因となる。
ところで、特許文献2には、一端が開放する被着体の内側に接着シート(ラベル)を貼付することのできる貼付装置が開示されている。同文献に開示された貼付装置は、粘着剤層を外側にした状態で接着シートを保持可能とする貼付ヘッドを含み、この貼付ヘッドと被着体とを相対移動させることで接着シートが被着体の内周面に貼付できるように構成されている。
特開2007−19379号公報 特開2004−210302号公報
しかしながら、特許文献2の貼付装置にあっては、凹部の底面と内側面とに跨るように接着シートを貼付することはできない。
また、特許文献2の装置は、凹部の内周面に接着シートを貼付する場合、貼付ヘッドと被着体との間に接着シートを介在させ、これらが相互に当接した状態で相対回転することにより接着シートに押圧力を付与するものであり、相対回転を行うための機構が必要になり、装置の構成や制御を複雑化させるという欠点がある。
[発明の目的]
本発明は、一端若しくは両端が開放する形状を備えた被着体の内面に対し、簡単な構成で接着シートを貼付するシート貼付装置に利用可能な押圧装置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、少なくとも一端側が開放する被着体の内側に接着シートを押圧して貼付するシート貼付装置に用いられる押圧装置であって、内部に加圧室を備えるとともに当該加圧室の圧力上昇によって弾性変形可能な弾性部材と弾性変形不能な非弾性部材とを備えた中空体と、前記弾性部材の外周側に装着されて前記被着体の内側に対向配置可能な弾性リングとを含み、前記弾性リングと被着体との間に接着シートを配置した状態で前記加圧室を加圧することで、前記弾性部材及び弾性リングが変形して前記接着シートを前記被着体の内側に押圧するように構成されている。
また、本発明は、外周側に環状の凸部が設けられて当該凸部の内側に凹部を有する被着体の当該凹部の底面及び側面に接着シートを押圧して貼付するシート貼付装置に用いられる押圧装置であって、内部に加圧室を備えるとともに当該加圧室の圧力上昇によって弾性変形可能な筒状部と底蓋部とからなる弾性部材と弾性変形不能な非弾性部材とを備えた中空体と、前記筒状部の外周側に装着されて前記被着体の内側に対向配置可能な弾性リングとを含み、前記弾性部材及び弾性リングと被着体との間に接着シートを配置した状態で前記加圧室を加圧することで、前記弾性部材及び弾性リングが変形して前記接着シートを前記被着体の凹部の底面及び側面に押圧するように構成することができる。
また、前記非弾性部材は、前記弾性リングを前記被着体の内周面側に導く誘導部を有する、という構成を採るとよい。
更に、前記弾性リングは、相互に平行な上面及び下面と、前記弾性部材の外周側に接触する内周面と、上面側に向かうに従って縮径若しくは縮小する外周面とを備えた形状が採用されている。
また、前記弾性リングの内周面は、前記加圧室が加圧されたときに前記弾性部材の一部を受容する切欠部を備えた形状に設けることが好ましい。
本発明によれば、加圧室を形成する中空体の一部を弾性部材により構成し、この弾性部材に弾性リングを装着しているため、加圧室に圧縮エアを供給するだけで弾性部材と弾性リングとが変形し、これにより、弾性リングと被着体との間に配置された接着シートを被着体の内周面に押圧することが可能となる。しかも、加圧力によって接着シートを貼り付けるための押圧力が付与されるため、貼付圧力を十分に高めることができ、接着シートの不用意な剥がれも防止することができる。
また、弾性部材が筒状部と底蓋部とを備え、筒状部に弾性リングを装着した構成では、加圧室への圧縮エア供給により、凹部を有する被着体の底面と内周面とに接着シートを貼付することが可能となる。
更に、非弾性部材に誘導部を設けた構成では、弾性リングが変形する方向が一定方向に導かれるため、弾性リングが予期せぬ方向に変形し、接着シートの貼付不良が発生することを防止することができる。
また、弾性リングの外周面が上面側に向かうに従って縮径若しくは縮小する形状であることで、接着シートと被着体の内周面との間の空気を逃がしながら接着シートに押圧力を付与することができ、気泡混入を防止することができる。
更に、弾性リングの内周面に切欠部を設けた構成では、加圧室が圧力上昇したときに、筒状部が切欠部に受容されるようになり、筒状部の伸び代が確保され、当該筒状部が局所的に変形されて破損することを防止することができる。
(A)は第1実施形態に係る押圧装置がシート貼付装置に適用された概略断面図、(B)は図1(A)のA部拡大図。 図1の分解斜視図。 半導体ウエハの凹部に接着シートを貼付する初期段階を示す概略断面図。 凹部底面に接着シートを貼付した状態を示す概略断面図。 凹部側面に接着シートを貼付した状態を示す概略断面図。 第2実施形態に係る押圧装置の概略断面図。 第3実施形態に係る押圧装置の概略断面図。
以下、本発明に係る押圧装置がシート貼付装置に適用された実施形態について図面を参照しながら説明する。
[第1実施形態]
図1及び図2において、シート貼付装置10は、被着体としてのウエハWに接着シートSを貼付する装置として構成されている。接着シートSは、ウエハWよりも大きい内径を備えたリングフレームRFに貼付されており、接着シートSをウエハWに接着することによってリングフレームRFとウエハWとが一体化されるようになっている。ここで、ウエハWは一端側が開放する形状に設けられている。すなわち、一方の面(図1中上面)の外周側に環状の凸部11が設けられ、その内側に底面12Aとこの底面12Aに連なる側面12Bとからなる凹部12が設けられ、これら底面12Aと側面12Bとが交差する位置がコーナー12Cとされている。なお、図において、ウエハWは、図面の錯綜を回避するために板厚を大きく示しているが、実際には、リングフレームRFの厚みよりも薄いものとなる。
前記シート貼付装置10は、ウエハWの他方の面(図1中下面)側から当該ウエハWを支持するテーブル15と、ウエハWの凹部12が形成された面に対向するように接着シートSを供給可能なシート供給手段13と、接着シートSを凹部12に押圧して貼付する押圧装置16と、当該押圧装置16に圧縮エアを付与するコンプレッサ17と、凹部12に接着シートSを貼付する際に、凸部11の上面側に接着シートSが接着することを防止するマスキング手段18とを備えて構成されている。テーブル15は、その上面側に図示しない複数の吸引孔を備えており、当該吸引孔を通じてウエハWを吸引保持するように設けられている。
前記シート供給手段13は、図示しない駆動手段を介して相互に離間接近可能な一対のL型ブラケットにより構成され、これらL型ブラケットでリングフレームRFの図1中左右の直線部RF1を挟み込むことで、ウエハWの凹部12が形成された面に対向するようにリングフレームRF及びそれに貼付された接着シートSを供給し、位置決めするようになっている。
前記押圧装置16は、内部に加圧室Cを備えた中空体19と、この中空体19を凹部12に対して進退させる直動モータ22と、中空体19に装着された弾性リング24とを含み、中空体19は、弾性変形可能なシート状の弾性部材23と、弾性変形不能な非弾性部材としての上蓋部材21とにより構成されている。弾性部材23は、底蓋部23Aと、当該底蓋部23Aの外周に連なる筒状部23Bとからなる有底の筒状をなし、上蓋部材21は、テーブル15側に開口部20を備えた形状に設けられ、当該開口部20の内周に筒状部23Bの上部を固定することによって加圧室Cが形成されている。また、上蓋部材21は、その上面部21A部分にホース25が接続され、コンプレッサ17から供給される圧縮エアがホース25を介して加圧室Cに供給される。また、上蓋部材21の下面部21Bには、開口部20が設けられている。なお、上蓋部材21の下面部21Bは、弾性リング24が弾性変形する際の案内面として作用する誘導部として機能し、弾性リング24が予期せぬ方向に変形し、接着シートSの貼付不良が発生することを防止できるようになっている。
前記底蓋部23Aは、加圧室Cを加圧しない状態で、その中央部が他の領域よりもウエハW側に接近した傾斜面若しくは曲面形状に形成され、この底蓋部23の平面視形状は、凹部12の底面12Aの平面視形状よりも小さい相似関係となる平面視形状となっている。また、弾性部材23は、ゴムや樹脂等の弾性変形可能な部材によって形成されており、筒状部23Bは、その硬度が底蓋部23Aの硬度よりも大きいものが採用されている。本実施形態では、特に限定されるものではないが、底蓋部23Aの硬度は30であり、筒状部23Bの硬度は50とされ、また、底蓋部23Aと筒状部23Bの厚みは、それぞれ3mmとされている。なお、平面視形状とは、図1中上方から下方に見下ろしたときの形状であり、硬度とは、JIS K 6253試験法による値である。
前記弾性リング24は、弾性部材23と同様、ゴムや樹脂等の弾性変形可能な部材によって形成されている。この弾性リング24は、上面24Eと下面24Dとが相互に平行であるとともに、内周面24Fの上部に略L字状の切欠部24Aが設けられ、この切欠部24Aの下方に連なる内周面24Fのみが筒状部23Bの外周に固定されている。また、弾性リング24の外周面24Bは、図1中下方の径が上方の径よりも大きいテーパー面とされ、その外縁の平面視形状は、凹部12の側面12Bの平面視形状よりも小さい相似関係となる平面視形状となっており、当該外周面24Bと下面24Dとが交差する位置で角部24Cを形成する。また、切欠部24Aによって筒状部23Bの伸び代が確保され、当該筒状部23Bが局所的に変形されて破損することを防止する(図5参照)。なお、弾性リング24の硬度は、筒状部23Bの硬度と同一とし、図1中左右方向の厚みを弾性部材23よりも厚く(例えば、12mmに)設定することで、筒状部23Bが伸びてその力によって拡径するようになっている。
前記コンプレッサ17は、図示しない圧力制御手段によって、低圧圧縮エアと高圧圧縮エアとを、ホース25を介して加圧室Cに供給可能に設けられている。これにより、低圧圧縮エアが加圧室Cに導入されたときに、底蓋部23Aが膨張し、高圧圧縮エアが加圧室Cに導入されたときに、筒状部23B及び弾性リング24が膨張(拡径)する。つまり、弾性部材23は、コンプレッサ17から供給される圧縮エアによって、時差を持って弾性変形可能とされている。なお、低圧圧縮エアの圧力は、底蓋部23Aを膨張可能、且つ、筒状部23Bが殆ど膨張しない程度の圧力であれば特に限定されることはない。更に、高圧圧縮エアの圧力は、低圧圧縮エアの圧力よりも高く、且つ、筒状部23B及び弾性リング24が膨張できる程度の圧力であれば特に限定されることはない。また、低圧、高圧圧縮エアの圧力は、雰囲気の温度や気圧によって変化するものであるため、それらに応じて適宜変更できる。
前記マスキング手段18は、上面側が不接着処理面とされた一対のプレート18A、18Bにより構成されている。これらプレート18A、18Bは、相互に突き合わされたときに、同一平面上に位置するとともに、凹部12の側面12Bの平面視形状に一致する半円状の切欠部40を備え、凸部11の上面をマスクして接着シートSが付着しないようにするリング形状に設けられている。これらプレート18A、18Bは、図2に示されるように、実線位置と二点鎖線の位置で相互に離間接近可能なよう図示しない移動手段に保持される。
次に、本実施形態に係るシート貼付装置10によるシート貼付方法について、図3ないし図5をも参照しながら説明する。
先ず、図1に示されるように、図示しない搬送手段がウエハWをテーブル15の所定の位置に位置決めして載置するとともに、リングフレームRFをシート供給手段13の所定の位置に位置決めして載置することで、ウエハWの凹部12に相対する所定の位置にリングフレームRF及びそれに貼付された接着シートSを供給する。そして、図示しない駆動手段によってシート供給手段13がリングフレームRFを挟み込んで保持する。同時に、マスキング手段18の各プレート18A、18Bを相互に突き合わせ、凸部11の上面側をマスキングする。
この後、図3に示されるように、直動モータ22の出力軸22Aを伸長させて上蓋部材21が凹部12に向かって下降する。この際、底蓋部23Aの中央部が他の領域よりも接着シートS側に僅かに膨張する程度に、コンプレッサ17によって低圧圧縮エアが加圧室C内に供給される。これにより、接着シートSは、底蓋部23A及び弾性リング24の下面24Dによって下方へ押し付けられ、接着シートSの中央部が凹部12の底面12Aに接着する。
その後、直動モータ22の出力軸22Aが更に伸長すると、図4に示されるように、底蓋部23Aの全域が接着シートSを凹部12の底面12Aに押圧すると同時に、弾性リング24の下面24Dが接着シートSの対応領域を凹部12の底面12Aに押圧することとなる。このとき、底面12Aの外縁側には、接着シートSの未貼付領域が若干残っている。なお、底蓋部23Aが押されて平坦となるときに、加圧室C内の圧力が上昇するが、コンプレッサ17の図示しない圧力制御手段によって、加圧室C内は所定の圧力(低圧圧縮エアの圧力)に保たれるようになっているため、筒状部23Bが膨張することはない。
次いで、コンプレッサ17によって高圧圧縮エアが加圧室Cに供給されると、図5に示されるように、筒状部23Bが弾性リング24の切欠部24Aに入り込むように変形するとともに、弾性リング24の上面24Eが上蓋部材21の下面部21Bで案内されつつ径を拡大する。すると、弾性リング24の下面24Dで、底面12Aの接着シートSの未貼付領域に接着シートSを貼付するとともに、弾性リング24の外周面24Bで側面12Bに接着シートSを貼付する。この側面12Bに接着シートSを貼付するとき、弾性リング24の外周面24Bがテーパー面とされていることで、弾性リング24の角部24Cが凹部12のコーナー12Cに当接した後に、外周面24Bの下方から徐々に上方に向かって接着シートSを側面12Bに貼付していくこととなるため、側面12Bと接着シートSとの間に気泡を混入することなく貼付することができる。これにより凹部12の底面12Aとコーナー12Cと側面12Bとに接着シートSを貼付することができ、接着シートSの未貼付領域を生じさせることなく、凹部12の内面の全域に接着シートを貼付することができる。このとき、マスキング手段18で凸部11の上面をマスキングしているので、接着シートSが凸部11に接着することなく、弾性リング24の拡径変形による接着シートSの局部的な引っ張りを緩和させることができる。
接着シートSが凹部12の底面12A、コーナー12C及び側面12Bに貼付されると、コンプレッサ17による圧縮エアの供給が絶たれ、直動モータ22によって上蓋部材21を若干上昇させ、マスキング手段18のプレート18A、18Bを上蓋部材21の下面21Aと凸部11の上面との間から退避させる。その後、出力軸22Aを再び伸長させることで、下面21Bが接着シートS部分を凸部11の上面に押圧し、これにより、接着シートSの接着を完了する。このとき、弾性リング24は、上蓋部材21の押圧力によって圧縮変形する。
従って、このような第1実施形態によれば、外周に凸部11を有するウエハWの凹部12に接着シートSを貼付するに際して、従来困難とされていた凹部のコーナー12Cに接着シートSを確実に貼付することができる、という効果を得る。
次に、本発明の前記以外の実施形態について、図6、図7を参照しながら説明する。なお、以下の説明において、第1実施形態と同一若しくは同等の構成部分については同一符号を用いるものとし、説明を省略若しくは簡略にする。
[第2実施形態]
図6は、本発明の第2実施形態を示す。この実施形態は、両端が開放するリング状部材を被着体W1とし、当該被着体W1の内側(内周面)に接着シートSを貼付する構成に特徴を有する。ここで、接着シートSは、被着体W1の内周面を保護するための平ループ状の保護用シートとされる。なお、接着シートSは、弾性リング23が拡径変形したときに、一定量延びることのできるフィルム素材が用いられている。
この実施形態の場合、中空体19は、弾性変形不能な非弾性部材としての板状部材100と、当該板状部材100の下面側に設けられた弾性部材23とからなり、この弾性部材23の筒状部23B上端を板状部材100に固定することで加圧室Cが形成されている。弾性リング24は、前記実施形態と同様に、筒状部23Bの外周に装着されている。また、板状部材100の下側の面が弾性リング24の弾性変形案内面として作用する誘導部100Aとされている。
そして、接着シートSが、図6に示されるように、テーブル15上に載置された被着体W1の内側(内周面側)に図示しない搬送装置で載置される。その後、被着体W1の上方から中空体19を矢印方向に下降させた後、第1実施形態と同様に加圧室Cに圧縮エアの供給を行うことにより、被着体W1の内周面に接着シートSを押圧して貼付することができる。
従って、このような第2実施形態によれば、内周面のみに接着シートSを貼付する場合に特に効果的に利用することができる。
なお、図示しない搬送手段によって、接着シートSを弾性リング24の外周面24Bに支持させておき、上記のように中空体19を下降させた後、第1実施形態と同様に加圧室Cに圧縮エアの供給を行うようにしてもよい。
[第3実施形態]
図7には、本発明の第3実施形態が示されている。この実施形態は、第1実施形態の変形的態様であり、押圧装置16の両側にシート供給部50と巻取部51とを設けたところに特徴を有する。
シート供給部50は、ロール状に巻回された接着シートSを繰出可能に支持する支持ローラ55と、モータM1によって回転する駆動ローラ56と、当該駆動ローラ56との間に接着シートSを挟み込むピンチローラ57とにより構成されている。巻取部51は、巻取ローラ60と、モータM2の駆動によって回転する駆動ローラ62と、当該駆動ローラ62との間にシートSを挟み込むピンチローラ64とにより構成されている。そして、シート供給部50と巻取部51との間に繰り出された接着シート部分を押圧装置16で押圧することにより、接着シートSを凹部12に貼付した後に、ウエハWの外縁に沿って図示しないカッターで接着シートSを切り抜き、これによって生ずる外側部分を不要シートS1として巻取ローラ60で巻き取るようになっている。
従って、このような第3実施形態によっても前記各実施形態と同一の効果を得ることができる。
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。
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、前記各実施形態では、底蓋部23Aと筒状部23Bとが異なる硬度を有するものとしたが、硬度が同一の材料を用いて形成することも可能である。このように硬度が同一の材料を用いる場合、底蓋部23Aの肉厚よりも筒状部23Bの肉厚を厚く設け、当該筒状部23Bが相対的に強い剛性を有するように構成すればよい。更に、弾性リング24の硬度が底蓋部23Aよりも大きいものや肉厚の厚いものを採用した場合、筒状部23Bは、その硬度が底蓋部23Aの硬度よりも小さいものを採用することもできる。要するに、本発明に係る弾性部材23は、コンプレッサ17から供給される圧縮エアによって、底蓋部23Aが弾性変形した後、時差を持って筒状部23B及び弾性リング24が弾性変形可能とされるといった段階的な変形をもたらすものであればよい。
更に、被着体は半導体ウエハWの他、ガラス板、鋼板、または、樹脂板等、その他の被着体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。
10 シート貼付装置
11 凸部
12 凹部
12A 底面
12B 側面
16 押圧装置
19 中空体
21 上蓋部材(非弾性部材)
21B 下面(誘導部)
23 弾性部材
23A 底蓋部
23B 筒状部
24 弾性リング
100 板状部材(非弾性部材)
100A 誘導部
C 加圧室
S 接着シート
W 半導体ウエハ(被着体)
W1 被着体

Claims (5)

  1. 少なくとも一端側が開放する被着体の内側に接着シートを押圧して貼付するシート貼付装置に用いられる押圧装置であって、
    内部に加圧室を備えるとともに当該加圧室の圧力上昇によって弾性変形可能な弾性部材と弾性変形不能な非弾性部材とを備えた中空体と、前記弾性部材の外周側に装着されて前記被着体の内側に対向配置可能な弾性リングとを含み、
    前記弾性リングと被着体との間に接着シートを配置した状態で前記加圧室を加圧することで、前記弾性部材及び弾性リングが変形して前記接着シートを前記被着体の内側に押圧することを特徴とする押圧装置。
  2. 外周側に環状の凸部が設けられて当該凸部の内側に凹部を有する被着体の当該凹部の底面及び側面に接着シートを押圧して貼付するシート貼付装置に用いられる押圧装置であって、
    内部に加圧室を備えるとともに当該加圧室の圧力上昇によって弾性変形可能な筒状部と底蓋部とからなる弾性部材と弾性変形不能な非弾性部材とを備えた中空体と、前記筒状部の外周側に装着されて前記被着体の内側に対向配置可能な弾性リングとを含み、
    前記弾性部材及び弾性リングと被着体との間に接着シートを配置した状態で前記加圧室を加圧することで、前記弾性部材及び弾性リングが変形して前記接着シートを前記被着体の凹部の底面及び側面に押圧することを特徴とする押圧装置。
  3. 前記非弾性部材は、前記弾性リングを前記被着体の内周面側に導く誘導部を有することを特徴とする請求項1又は2記載の押圧装置。
  4. 前記弾性リングは、相互に平行な上面及び下面と、前記弾性部材の外周側に接触する内周面と、上面側に向かうに従って縮径若しくは縮小する外周面とを備えていることを特徴とする請求項1、2又は3記載の押圧装置。
  5. 前記弾性リングの内周面は、前記加圧室が加圧されたときに前記弾性部材の一部を受容する切欠部を備えていることを特徴とする請求項1ないし4の何れかに記載の押圧装置。
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