JP5572045B2

JP5572045B2 - シート貼付装置及び貼付方法

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Publication number: JP5572045B2
Application number: JP2010201863A
Authority: JP
Inventors: 弘一山口; 陽太青木
Original assignee: Lintec Corp
Current assignee: Lintec Corp
Priority date: 2010-09-09
Filing date: 2010-09-09
Publication date: 2014-08-13
Anticipated expiration: 2030-09-09
Also published as: KR101854655B1; TW201216402A; JP2012059928A; CN102403196A; KR20120026450A; CN102403196B; TWI517291B

Description

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、接着剤層に凹部が形成された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に関する。

半導体ウエハ（以下、「ウエハ」と称する場合もある）としては、その回路面側に電気的な導通を確保するための半田バンプ（以下、「バンプ」という）が形成されたタイプのものがある。また、ウエハは、回路面側に保護用の接着シートが貼付されて裏面研削等の処理が施される。かかる接着シートとしては、例えば、特許文献１に開示され、基材シートの一方の面側に、ウエハの外形よりも小径であって接着剤層が形成されていない開口部（凹部）を備えたものがある。このような接着シートは、ウエハの回路面側に貼付された後に当該ウエハの外縁に沿って切断され、ウエハの外縁のみを封止して裏面研削時の洗浄水の浸入を防止する。

また、ウエハに接着シートを貼付し、当該接着シートをウエハの外縁に沿って切断する貼付装置としては、例えば、特許文献２に開示されている。

特開２００５−１２３３８２号公報特開２００７−６２００４号公報特開２００６−３５２０５４号公報

しかしながら、特許文献２のシート貼付装置において、特許文献１の接着シートを採用した場合、当該凹部とウエハとの位置合わせを行うことができず、対応ができないという不都合がある。
ここで、特許文献３では、接着シートがウエハの外形に予め切断され、当該接着シートの繰り出し中、検出手段により接着シートの位置ずれを検出し、そのずれ量を補正してウエハと接着シートの外形を略一致させて貼付している。しかしながら、かかる特許文献３にあっては、ずれ量を補正すべくウエハを支持するテーブルを移動させるので、テーブル周りの移動機構等の構成が複雑になる、という不都合を招来する。

［発明の目的］
本発明の目的は、構造の簡略化を図りつつ、凹部を有する接着シートの当該凹部を被着体の所定の位置に正確に配置し、当該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。

前記目的を達成するため、本発明は、基材シートの一方の面に接着剤層が設けられ、当該接着剤層に所定間隔毎に凹部が形成された接着シートを被着体の一方の面に貼付するシート貼付装置において、
前記被着体の他方の面側から当該被着体を支持可能な支持面を有する支持手段と、前記接着シートを前記支持面に臨むように繰り出す繰出手段と、前記支持面に臨むように繰り出された接着シートにおける前記凹部の位置を検出する凹部検出手段と、前記支持面に被着体を載置可能な搬送手段と、前記接着シートを基材シート側から押圧して前記被着体に貼付する押圧手段とを備え、
前記搬送手段は、前記凹部検出手段の検出結果に基づいて、前記凹部が前記被着体の所定の位置に配置されて前記接着シートが貼付されるように当該被着体を前記支持面上に載置する、という構成を採っている。

本発明において、前記被着体に貼付された接着シートを切断可能な切断手段を有する、という構成を採ってもよい。

また、前記被着体の位置を検出する被着体検出手段を含み、
前記搬送手段は、前記被着体検出手段の検出結果に基づいて、前記凹部が前記被着体の所定の位置に貼付されるように当該被着体を前記支持面上に載置する、という構成も好ましくは採用される。

更に、前記切断手段は、前記凹部検出手段又は前記被着体検出手段の検出結果に基づいた形状に前記接着シートを切断可能に設けられる、という構成を採ることができる。

また、本発明の貼付方法は、基材シートの一方の面に接着剤層が設けられ、当該接着剤層に所定間隔毎に凹部が形成された接着シートを被着体の一方の面に貼付するシート貼付方法において、
前記接着シートを支持面に臨むように繰り出す工程と、
前記支持面に臨むように繰り出された接着シートにおける前記凹部の位置を検出する工程と、
前記凹部の検出結果に基づいて、前記凹部が前記被着体の所定の位置に配置されて前記接着シートが貼付されるように当該被着体を前記支持面上に載置する工程と、
前記接着シートを基材シート側から押圧して前記被着体に貼付する工程とを備える、という方法を採っている。

本発明によれば、凹部の位置を凹部検出手段により検出し、その検出結果に基づいて搬送手段により被着体を支持面上に載置するので、支持手段を移動させることなく前記位置合わせを行えるので、支持手段及びその周辺の構造の簡略化、コンパクト化を図ることができる。

また、凹部検出手段や、被着体検出手段の検出結果に基づいた形状に切断手段が接着シートを切断するので、多種多様の形状を有する接着シートや被着体に対応して接着シートを貼付することができる。

実施形態に係るシート貼付装置の概略正面図。（Ａ）は、図１の要部を一部端面視した正面図、（Ｂ）は、接着シートを下側から見た概略斜視図。

以下、本発明の実施の形態について図面を参照しながら説明する。
なお、本明細書において、特に明示しない限り、「上」、「下」は、図１を基準として用いる。

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を支持可能に設けられた支持手段１１と、帯状の剥離シートＲＬの一方の面に帯状の接着シートＳが仮着された原反Ｒを繰り出す繰出手段１２と、接着シートＳに形成された凹部Ｃの位置を検出する凹部検出手段１３と、後述する搬送手段及び切断手段を構成する駆動機器としての多関節ロボット１５と、支持手段１１に支持されたウエハＷに接着シートＳを押圧して貼付する押圧手段１８と、支持手段１１に支持される前のウエハＷの位置決めを行うアライメント装置１９と、本シート貼付装置１０の全体的な動作を制御する制御手段２０と備えて構成されている。

前記ウエハＷは、その一方の面（上面）に複数のバンプＢが形成され、これらバンプＢは、半導体チップの電極であって所定の高さを有している。

前記接着シートＳは、基材シートＢＳと、この基材シートＢＳの一方の面（図２（Ｂ）中上面）に積層された接着剤層ＡＤとを備えている。接着剤層ＡＤには、接着シートＳの延出方向に所定間隔毎に凹部Ｃが形成されている（凹部の底面には接着剤がないが、あってもよい）。各凹部Ｃは、ウエハＷの面内に収まり、且つ、ウエハＷ上のバンプＢを全て受容可能な形状及びサイズに形成されている。隣り合う凹部Ｃ間には、基準マークＢＭが設けられている。接着シートＳの端寸幅方向（Ｙ軸方向）における各基準マークＢＭの位置及び各凹部中心位置ＤＣは、当該Ｙ軸方向にずれることなく同一とされる。各基準マークＢＭと、接着シートＳの繰出方向（Ｘ軸方向）直近となる凹部中心位置ＤＣとの当該Ｘ軸方向の距離Ｄは、全て同一に設定されている。つまり、各凹部中心位置ＤＣと、これに対応する基準マークＢＭとの相対位置関係は常に一定であり、基準マークＢＭの位置から凹部中心位置ＤＣが決定できるようになっている。

前記支持手段１１は、ウエハＷの外周縁形状と略同形の外周縁を有するとともに、ウエハＷを他方の面（図１中下面）側から吸着して支持可能な支持面２１を有する内側テーブル２２と、内側テーブル２２との間に隙間を形成するように断面視凹状に設けられた外側テーブル２５と、内側テーブル２２を昇降させる駆動機器としての直動モータ２７とを備え、内側テーブル２２は、接着シートＳの厚みやウエハＷの厚みに応じて昇降可能に設けられている。

前記繰出手段１２は、フレームＦに設けられてロール状に巻回された原反Ｒを支持する支持ローラ３３と、剥離シートＲＬを回収する回収ローラ３４と、支持ローラ３３と回収ローラ３４との間に配置された複数のガイドローラ３６〜３９と、駆動機器としてのモータＭ１を介して回転可能な駆動ローラ４１と、当該駆動ローラ４１との間に剥離シートＲＬを挟み込むピンチローラ４２と、原反Ｒの繰出途中で剥離シートＲＬを折り返して当該剥離シートＲＬから接着シートＳを剥離する剥離板４３と、押圧手段１８によって接着シートＳをウエハＷに貼付するときの接着シートＳに付与される張力を検出するロードセル４４と、このロードセル４４が接続された張力測定ローラ４６と、ロードセル４４の検出値が所定値となるように剥離板４３を移動させる駆動手段４７と、ブレーキシュー５０、５１を介して接着シートＳを挟み込み接着シートＳの繰出を抑制する駆動機器としてのシリンダ５３、５４と、剥離板４３とガイドローラ３７〜３９とロードセル４４と張力測定ローラ４６とシリンダ５３、５４とを支持するフレームＦ１と、ウエハＷの外側の不要接着シートＳ１を巻き取る巻取手段５６とを備えて構成されている。繰出手段１２は、剥離板４３で剥離シートＲＬから剥離された接着シートＳを支持面２１の上方に臨むように繰り出し可能となっている。

前記駆動手段４７は、駆動機器としての単軸ロボット５８を含み、当該単軸ロボット５８の図示しないスライダがフレームＦ１に取り付けられ、制御手段２０を介してロードセル４４によって検出された接着シートＳの張力によって、フレームＦ１を上下方向に昇降可能に支持している。

前記巻取手段５６は、フレームＦ２に支持されたローラ６０と、駆動機器としてのモータＭ２によって駆動する駆動ローラ６１と、駆動ローラ６１との間に不要シートＳ１を挟み込み当該駆動ローラ６１に追従回転する巻取ローラ６３とを備えている。なお、フレームＦ２は、駆動機器としてのリニアモータ６５のスライダ６５Ａ上に支持されてＸ軸方向に移動可能に設けられている。

前記凹部検出手段１３は、図１で示される剥離板４３の上方に設けられたカメラ等の撮像手段からなり、繰り出される接着シートＳにおける基準マークＢＭを撮像して当該基準マークＢＭのＸ軸及びＹ軸方向の位置を検出し、そのデータを制御手段２０に出力可能に設けられている。

前記多関節ロボット１５は、ベース部７０と、当該ベース部７０の上面側に配置された第１アーム７１〜第６アーム７６と、第６アーム７６の自由端側に取り付けられた保持チャック７７とを備えた所謂６軸ロボットであり、その作業領域内で保持チャック７７を何れの位置、何れの方向にも移動可能なものである。保持チャック７７は、カッター刃７８を支持するカッター刃ホルダ７９に係脱に連結され、また、図１中二点鎖線で囲む円内で平面図にて示す搬送アームホルダ８１に持ち替え可能となっている。搬送アームホルダ８１は、搬送アーム８２を支持しており、この搬送アーム８２には図示しない複数の吸引口が設けられ、保持チャック７７との接続によって図示しない減圧手段に接続されてウエハＷを吸着保持可能になっている。ここにおいて、カッター刃７８、カッター刃ホルダ７９及び多関節ロボット１５により切断手段が構成され、搬送アームホルダ８１、搬送アーム８２及び多関節ロボット１５により搬送手段が構成される。

前記押圧手段１８は、リニアモータ６５の図示しないスライダを介してＸ軸方向に移動可能なフレーム８４と、このフレーム８４の上面側に設けられた駆動機器としてのシリンダ８５と、このシリンダ８５の出力軸に回転可能に支持され、シリンダ８５の作動により上下動可能に設けられた押圧ローラ８６とを備えている。

前記アライメント装置１９は、ベース８８の上面から突設された回転台８９と、ウエハＷ外周縁や、当該外周縁に形成されたＶノッチ、オリエンテーションフラット等の方位マークを検出するセンサからなる被着体検出手段９０とを備えている。回転台８９は、その上面でウエハＷを支持しつつ当該ウエハＷを周方向に回転可能に設けられている。被着体検出手段９０は、ウエハＷの外周縁を撮像することで、ウエハＷの外周縁の位置や方位マーク等を検出し、その検出結果を制御手段２０に出力可能となっている。

前記制御手段２０は、シーケンサやパーソナルコンピュータ等で構成することができる。制御手段２０には、操作パネル等からなる図示しない入力手段が接続され、この入力手段により各手段の作動条件やデータ等を入力可能となっている。また、制御手段２０は、凹部検出手段１３、ロードセル４４、被着体検出手段９０の検出結果を入力する機能と、当該検出結果及び入力手段からの入力から、各駆動機器の動作方向、動作量、動作速度等の条件を決定し、これらを制御する機能を備えている。また、凹部検出手段１３から入力されたデータから凹部中心位置ＤＣを決定する機能と、接着シートＳをウエハＷに貼付したときに、凹部中心位置ＤＣが位置する貼付後中心位置Ｈを決定する機能と、被着体検出手段９０から入力されたデータからウエハ中心位置ＷＣと方位マークの位置とを決定する機能をも有している。なお、制御手段２０は、図示しないケーブルや、無線構造等により、制御する各装置に接続される。

次に、本実施形態における接着シートＳの貼付方法について説明する。

初期設定において、原反Ｒを支持ローラ３３から所定長さ引き出し、図１に示されるように、上昇位置にある剥離板４３で剥離シートＲＬを剥離し、接着シートを巻取ローラ６３に固定する一方、剥離シートＲＬを回収ローラ３４に固定する。

電源が投入されると、モータＭ１、Ｍ２が作動し、所定長さに亘って接着シートＳを巻き取るとともに、回収ローラ３４で剥離シートＲＬを巻き取ることで、剥離板４３で剥離シートＲＬから剥離された接着シートＳが支持面２１上方に臨むように繰り出される。次いで、各モータＭ１、Ｍ２の作動を停止し、ブレーキシュー５０、５１がガイドローラ３７、３９にそれぞれ当接して接着シートＳの繰り出しを抑制する。この接着シートＳの繰り出しを抑制した後に、剥離板４３上に位置する接着シートＳの基準マークＢＭを凹部検出手段１３により検出し、検出データが制御手段２０へ出力される。制御手段２０では、凹部検出手段１３からの入力データに基づき、凹部中心位置ＤＣの位置が決定されるとともに、貼付後中心位置Ｈも求められる。

次いで、多関節ロボット１５を作動し、保持チャック７７に搬送アームホルダ８１を保持した後、搬送アーム８２でウエハＷを吸着保持する。そして、ウエハＷをアライメント装置１９の回転台８９上に載置してウエハＷを回転することで、被着体検出手段９０によりウエハ中心位置ＷＣ及び方位マークの位置を検出し、その位置データを制御手段２０に出力する。制御手段２０では、被着体検出手段９０からの入力データに基づき、ウエハ中心位置ＷＣ及び方位マークの位置が決定される。

次に、多関節ロボット１５を作動し、回転台８９上のウエハＷを搬送アーム８２で吸着保持して内側テーブル２２に搬送し、支持面２１上にウエハＷを載置する。この搬送においてウエハＷは、ウエハ中心位置ＷＣが先に求められた貼付後中心位置Ｈに一致するよう、制御手段２０が多関節ロボット１５の作動を制御する。つまり、搬送手段は、凹部検出手段１３の検出結果に基づいて、凹部ＣがウエハＷの所定の位置に配置されて接着シートＳが貼付されるようにウエハＷを支持面２１上に載置する。

支持面２１上にウエハＷを載置した後、押圧手段１８のシリンダ８５を作動して、図２中二点鎖線で示されるように押圧ローラ８６により接着シートＳを基材シートＢＳ側から押圧しつつ、リニアモータ６５の作動により押圧手段１８を図１中左側に移動する。この押圧ローラ８６の移動に伴って、接着シートＳには張力が加わり、張力測定ローラ４６に引張力が付与される。そこで、ロードセル４４がその張力変化を検知しつつ、制御手段２０が所定張力を維持するようにフレームＦ１を単軸ロボット５８によって下降させることで、図２（Ａ）中実線で示されるように、接着シートＳが外側テーブル２５の上面とウエハＷの上面に貼付される。その結果、接着シートＳは、所定の張力が付与された状態で、押圧ローラ８６により押圧されてウエハＷに貼付される。この貼付において、前述のように、ウエハ中心位置ＷＣを、貼付後中心位置Ｈに一致するように載置しておいたので、支持面２１上のウエハ中心位置ＷＣと、凹部中心位置ＤＣとがＸ軸及びＹ軸方向で一致するようになる。

接着シートＳの貼付が完了すると、多関節ロボット１５において、搬送アームホルダ８１からカッター刃ホルダ７９に保持チャック７７が持ち替える。そして、多関節ロボット１５を作動し、カッター刃７８を介してウエハＷの外周縁に沿って接着シートＳを切断する。この切断において、多関節ロボット１５は、貼付後中心位置Ｈ、凹部中心位置ＤＣ或いはウエハ中心位置ＷＣを回転中心とし、ウエハＷの径寸法に対応する円形の軌跡にカッター刃７８が移動して切断するよう、制御手段２０によって制御される。

接着シートＳの切断後、多関節ロボット１５において、保持チャック７７が搬送アームホルダ８１に再度持ち替える。そして、多関節ロボット１５の作動により、接着シートＳが貼付されたウエハＷを搬送アーム８２で吸着保持し、内側テーブル２２から取り去って後工程等に搬送する。その後、フレームＦ２が図中左側に移動することで、不要接着シートＳ１が外側テーブル２５の上面から剥離されて巻取ローラ６３によって巻き取られる。次いで、ブレーキシュー５０、５１がガイドローラ３７、３９から離れ、フレームＦ１が上昇する。これと同時に、シリンダ８５の作動により押圧ローラ８６が上昇し、フレームＦ２と共に図１に示される位置に復帰し、新たな接着シートＳの繰り出しを行い、以降上記同様の動作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、凹部検出手段１３により凹部中心位置ＤＣを検出し、その位置情報に基づいて多関節ロボット１５の作動を制御してウエハＷを搬送するので、ウエハＷと凹部Ｃとを一致させて接着シートＳを貼付することができる。また、内側テーブル２２を移動させることなく、ウエハＷと凹部Ｃとの位置合わせが可能となり、支持手段１１の構成の簡略化を図ることができる。

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、前記切断手段や搬送手段は、前記実施形態と同様の機能を発揮し得る限りにおいて、種々の変更が可能である。

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（実施形態で例示したものと重複するものもある）。

更に、本発明における被着体としては、半導体ウエハに限定されるものではなく、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、シリコン半導体ウエハや化合物半導体ウエハであってもよい。

また、前記基準マークＢＭは、凹部検出手段１３により検出可能な限りにおいて、接着剤層ＡＤ及び基材シートＢＳの何れに設けてもよく、その形状や位置も図示構成例に限定されるものでない。

更に、凹部検出手段１３において、凹部Ｃの形成縁を検出し、当該形成縁における異なる２つの弦の垂直２等分線の交点により凹部中心位置ＤＣを検出してもよい。これによれば、接着シートＳの基準マークＢＭを省略することが可能となる。
また、接着シートＳが所定の間隔を隔てて剥離シートＲＬの一方の面に仮着された原反であって、当該接着シートＳに凹部Ｃが形成されている場合、凹部検出手段の替わりに凹部Ｃの外周に形成された凸部を検出可能な凸部検出手段を採用することもできる。

１０シート貼付装置
１１支持手段
１２繰出手段
１３凹部検出手段
１５多関節ロボット
１８押圧手段
７８カッター刃
８２搬送アーム
９０被着体検出手段
ＡＤ接着剤層
ＢＳ基材シート
Ｃ凹部
Ｓ接着シート
Ｗ半導体ウエハ（被着体）

Claims

基材シートの一方の面に接着剤層が設けられ、当該接着剤層に所定間隔毎に凹部が形成された接着シートを被着体の一方の面に貼付するシート貼付装置において、
前記被着体の他方の面側から当該被着体を支持可能な支持面を有する支持手段と、前記接着シートを前記支持面に臨むように繰り出す繰出手段と、前記支持面に臨むように繰り出された接着シートにおける前記凹部の位置を検出する凹部検出手段と、前記支持面に被着体を載置可能な搬送手段と、前記接着シートを基材シート側から押圧して前記被着体に貼付する押圧手段とを備え、
前記搬送手段は、前記凹部検出手段の検出結果に基づいて、前記凹部が前記被着体の所定の位置に配置されて前記接着シートが貼付されるように当該被着体を前記支持面上に載置することを特徴とするシート貼付装置。
前記被着体に貼付された接着シートを切断可能な切断手段を有することを特徴とする請求項１記載のシート貼付装置。
前記被着体の位置を検出する被着体検出手段を含み、
前記搬送手段は、前記被着体検出手段の検出結果に基づいて、前記凹部が前記被着体の所定の位置に貼付されるように当該被着体を前記支持面上に載置す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。
前記切断手段は、前記凹部検出手段又は前記被着体検出手段の検出結果に基づいた形状に前記接着シートを切断可能に設けられていることを特徴とする請求項２又は３記載のシート貼付装置。
基材シートの一方の面に接着剤層が設けられ、当該接着剤層に所定間隔毎に凹部が形成された接着シートを被着体の一方の面に貼付するシート貼付方法において、
前記接着シートを支持面に臨むように繰り出す工程と、
前記支持面に臨むように繰り出された接着シートにおける前記凹部の位置を検出する工程と、
前記凹部の検出結果に基づいて、前記凹部が前記被着体の所定の位置に配置されて前記接着シートが貼付されるように当該被着体を前記支持面上に載置する工程と、
前記接着シートを基材シート側から押圧して前記被着体に貼付する工程とを備えていることを特徴とするシート貼付方法。