(57)【要約】【課題】減圧制御に面倒な作業を必要とすることがないとともに、強い押圧力を付与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。【解決手段】バンプＷ１を備えた半導体ウエハＷに感熱接着性の接着シートＳを貼付するシート貼付装置１０であり、当該シート貼付装置１０は、ケース３４内に形成される第１及び第２の減圧室Ｃ１、Ｃ２の圧力を調整することにより貼付力付与シート３７を変形させて接着シートＳを半導体ウエハＷに貼付する貼付手段１１と、半導体ウエハＷに貼付された接着シートＳに押圧力を付与するプレスローラ４８とを備える。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
シート基材に接着剤層が積層された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、
真空を含む減圧室内で圧力を調整することにより前記接着シートを前記被着体に貼付する貼付手段と、前記被着体に貼付された接着シートに押圧力を付与するプレス手段とを備えたことを特徴とするシート貼付装置。
【請求項２】
バンプを備えた半導体ウエハを被着体として前記バンプ形成面側に感熱接着性の接着シートを貼付するシート貼付装置において、
真空を含む減圧室内で圧力を調整することにより前記接着シートを半導体ウエハに貼付する貼付手段と、前記半導体ウエハに貼付された接着シートに押圧力を付与するプレス手段とを備えたことを特徴とするシート貼付装置。
【請求項３】
前記接着シートは帯状をなし、前記プレス手段による押圧力を付与する前に、前記被着体の外周に沿って前記接着シートを切断する切断手段を更に含む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。
【請求項４】
前記プレス手段はプレスローラにより構成され、当該プレスローラは、押圧力調整手段を介して支持されていることを特徴とする請求項１、２又は３記載のシート貼付装置。
【請求項５】
シート基材に接着剤層が積層された接着シートを被着体に貼付するシート貼付方法において、
真空を含む減圧室内に前記被着体を配置するとともに、当該被着体に相対する位置に前記接着シートを供給し、
前記減圧室内の圧力を調整することにより前記接着シートを被着体に貼付した後、プレス手段を介して前記接着シートに押圧力を付与することを特徴とするシート貼付方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、シート貼付装置及び貼付方法に係り、特に、バンプ等の突部が存在する半導体ウエハに接着シートを貼付することに適したシート貼付装置及び貼付方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
一般に、半導体ウエハ（以下、単に、「ウエハ」と称する）は、シート貼付装置を用いて回路面に接着シートが貼付され、各工程で処理が行われる。
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、弾性シートによって仕切られる二つの減圧室を形成し、これら減圧室間に差圧を生じさせて弾性シートの面位置を変位させ、当該弾性シートの変位により前記接着シートをウエハに貼付する構成となっている。
【特許文献１】特開平１０−２３３４３０号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
しかしながら、特許文献１のシート貼付装置にあっては、接着シートの種類を変更するたびに、弾性シート側の減圧制御の設定値を変更しなければならず、押圧力が不足した場合には、再び減圧制御しなければならず、作業が面倒になる、という不都合がある。また、強い押圧力を付与しなければならない場合には、弾性シートの破断を惹起せしめるため、押圧力を十分に付与することができない。特に、フリップチップ用のウエハの回路面に導通用電極を構成するバンプ等の突部が存在するものにアンダーフィル用の接着シートを接着する場合に、その押圧力が不足すると、バンプがアンダーフィル用の接着シートの接着剤層を突き抜くことができず、フリップチップ後に電気的な導通不良を生じる。
【０００４】
［発明の目的］
本発明は、前述の不都合に着目して案出されたものであり、減圧制御に面倒な作業を必要とすることがないとともに、十分な押圧力を付与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。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
前記目的を達成するため、本発明は、シート基材に接着剤層が積層された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、
真空を含む減圧室内で圧力を調整することにより前記接着シートを前記被着体に貼付する貼付手段と、前記被着体に貼付された接着シートに押圧力を付与するプレス手段とを備える、という構成を採っている。
【０００６】
また、本発明は、バンプを備えた半導体ウエハを被着体として前記バンプ形成面側に感熱接着性の接着シートを貼付するシート貼付装置において、
真空を含む減圧室内で圧力を調整することにより前記接着シートを半導体ウエハに貼付する貼付手段と、前記半導体ウエハに貼付された接着シートに押圧力を付与するプレス手段とを備える、という構成を採ることができる。
【０００７】
本発明において、前記接着シートは帯状をなし、前記プレス手段による押圧力を付与する前に、前記被着体の大きさに合わせて前記接着シートを切断する切断手段を更に含む構成を採るとよい。
【０００８】
また、前記プレス手段はプレスローラにより構成され、当該プレスローラは、押圧力調整手段を介して支持される、という構成を採ることが好ましい。
【０００９】
更に、本発明は、シート基材に接着剤層が積層された接着シートを被着体に貼付するシート貼付方法において、
真空を含む減圧室内に前記被着体を配置するとともに、当該被着体に相対する位置に前記接着シートを供給し、
前記減圧室内の圧力を調整することにより前記接着シートを被着体に貼付した後、プレス手段を介して前記接着シートに押圧力を付与する、という方法を採っている。
【発明の効果】
【００１０】
本発明によれば、減圧室の圧力調整によって接着シートを半導体ウエハ等の被着体に貼付した後に、更にプレス手段で接着シートを押圧して貼付する構成であるため、接着シートの種類が異なる毎に圧力制御の条件を変更する必要はない。すなわち、貼付手段による押圧力不足が仮に生じたとしても、その後にプレス手段で押圧力を付与する構成であるため、押圧力不足を補完することが可能となる。
更に、回路面側にバンプ等の突部が存在する半導体ウエハの回路面にフリップチップ用の接着シートを貼付する場合には、バンプが接着剤層を突き抜けて当該バンプの頂点を露出させることができるようになり、半導体ウエハをダイシングした後、リードフレームへフリップチップした際に、接触不良等を未然に防止することができる。
また、切断手段を備えた構成によれば、帯状をなす接着シートを供給しつつ当該接着シートを被着体の大きさに合わせて切断することが可能となり、被着体の大きさが異なる場合の適用性を拡大することができる。
更に、プレス手段を構成するプレスローラは、押圧力調整手段を介して支持される構成であるため、接着シート若しくは被着体の種類に応じて押圧力を調整することができる。従って、減圧室の圧力調整を接着シートの種類に応じて変更するような面倒な作業を要しない。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１１】
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。
【００１２】
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右側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、図１の中央部に配置された貼付手段１１と、この貼付手段１１の同図中左側に配置されたシート供給手段１２と、その反対側に配置されたプレス手段１３及び巻取手段１４と、貼付手段１１の手前側（図２中左側）に配置された切断手段１６とを備えて構成されている。
【００１３】
前記シート供給手段１２は、図１中Ｐ部拡大図に示されるように、剥離用のシート基材ＢＳに接着剤層Ａが設けられた感熱接着性の接着シートＳと、当該接着シートＳに仮着された剥離シートＲＬとを含む原反シートＲを供給対象とする。このシート供給手段１２は、フレームＦに支持されるとともに、ロール状に巻回された原反シートＲを繰出可能に支持する支持ローラ２０と、この支持ローラ２０の下方に相対配置されて前記剥離シートＲＬを巻き取る剥離シート巻取ローラ２１と、これら支持ローラ２０及び剥離シート巻取ローラ２１との間において、先端が前記貼付手段１１側に向くように略水平に設けられたピールプレート２３と、当該ピールプレート２３の高さ位置を調整可能に支持する直動モータ２４とを含む。また、支持ローラ２０とピールプレート２３との間には駆動ローラ２６及びピンチローラ２７が配置されている一方、剥離シート巻取ローラ２１とピールプレート２３との間にも駆動ローラ２９及びピンチローラ３０が配置されている。これら駆動ローラ２６、２９は、フレームＦの背面側に設けられたモータＭ１、Ｍ２によってそれぞれ駆動され、剥離シート巻取ローラ２１は、モータＭ２との間に配置される図示しないプーリ、ベルト等からなる連動機構を介して剥離シートＲＬを巻き取る方向に回転駆動される。
【００１４】
前記貼付手段１１は、図３に示されるように、上端が開放する下部ケース３２と、当該下部ケース３２の上端を開閉する上部ケース３３とからなるケース３４と、下部ケース３２内に配置されたテーブル３５と、上部ケース３３内に配置された筒部３６の下端側を閉塞するように取り付けられた弾性シートからなる押圧力付与シート３７とを含む。下部ケース３２は、底壁３８及び当該底壁３８の周縁に連なる側壁３９を備え、側壁３９には図示しない減圧ポンプのホースが連結される通孔３９Ａが形成されている。この一方、上部ケース３３は、頂壁４０及び当該頂壁４０に連なる周壁４１とからなり、頂壁４０には、前記減圧ポンプのホースが連結される通孔４０Ａが形成されている。また、上部ケース３３は、アーム４２に固定されており、当該アーム４２の一端（図２中下端）は、回転軸受４３に支持された回転軸４５に固定され、当該回転軸４５がモータＭ３によって駆動されることにより、上部ケース３３が下部ケース３２の上部開口部を開閉するようになっている。更に、上部ケース３３の周壁４１の図３中下端面には、周方向に沿って延びる溝４１Ａが形成され、当該溝４１Ａ内にシールリング４４が装着されている。なお、ケース３４は、押圧力付与シート３７と前記筒部３６及び頂壁４０とにより第１の減圧室Ｃ１が形成される一方、ケース３４が閉塞された状態で、第１の減圧室Ｃ１を除く空間が第２の減圧室Ｃ２として形成される。
【００１５】
前記テーブル３５は、特に限定されるものではないが、本実施形態では、ウエハＷの大きさに略対応した大きさに設けられている。このテーブル３５は、ウエハＷを保持可能に設けられているとともに、単軸ロボット４６を介して昇降可能に設けられ、図示しない加熱手段を備えている。
【００１６】
前記プレス手段１３は、図２に示されるように、対向配置されたフレームＦ１間に支持されたプレスローラ４８により構成されている。このプレスローラ４８には、ピンチローラ４９の外周面が接離可能に設けられており、これらプレスローラ４８及びピンチローラ４９は、押圧力調整手段としての直動モータ５０によって軸線位置が上下に移動可能に設けられている。
【００１７】
前記巻取手段１４は、片側のフレームＦ１に回転可能に支持されてモータＭ４によって回転可能な駆動ローラ５２と、この駆動ローラ５２の外周面に当接するように付勢された巻取ローラ５３とを含む。巻取ローラ５３は、一端がフレームＦ１に支持された支持アーム５４の他端側に片持ち姿勢で支持されており、支持アーム５４の中間とフレームＦ１との間には引張ばね５６が介装されている。このような構成により、後述する不要接着シート部分Ｓ１は、駆動ローラ５２と巻取ローラ５３との間に挟み込まれた状態で、巻取ローラ５３が駆動ローラ５２に追従回転することによって巻き取られる。
【００１８】
前記プレス手段１３及び巻取手段１４を支持するフレームＦ１は、それぞれ直動モータ５８のスライダ５７上に設けられている。これらの直動モータ５８は、図１中下部ケース３２の左右方向に延びており、これにより、プレス手段１３及び巻取手段１４は、下部ケース３２の上部を通過して図１中左右方向に移動可能となっている。
【００１９】
前記切断手段１６は、多関節ロボット７０と、当該多関節ロボット７０に保持されたカッター刃７１とにより構成されている。この多関節ロボット７０及びカッター刃７１は、本出願人によって既に出願された特願２００６−１１５１０６号に記載されたものと実質的に同一のものであり、従って、ここでは詳細な説明を省略する。
【００２０】
次に、本実施形態に係るシート貼付方法について図４をも参照しながら説明する。
【００２１】
初期設定において、支持ローラ２０に支持された原反シートＲのリード端を所定長さ引き出し、ピールプレート２３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のリード端を剥離シート巻取ローラ２１に固定する。この一方、剥離シートＲＬが剥離された接着シートＳは、下部ケース３２の上方を横切るように引き出され、プレスローラ４８及びピンチローラ４９間を通過させた後に巻取ローラ５３に固定される。このようにして初期設定が完了した状態では、下部ケース３２と、当該下部ケース３２上の接着シートＳとの間には、一定の空間が形成される状態にあり、図示しない移載アームによりウエハＷをテーブル３５にセットするために必要な空間が確保される。
【００２２】
前記ウエハＷがテーブル３５にセットされると、直動モータ２４、５０が下降して、接着シートＳが下部ケース３２の上面（側壁３９の上端面）に当接するようにセットされる。次に、上部ケース３３がモータＭ３の回転によってケース３４を閉塞させることで接着シートＳを上下のケース３２、３３間に挟み込むとともに、単軸ロボット４６を駆動してウエハＷの上面が接着シートＳの下面に近接する位置まで当該ウエハＷを上昇させる。この状態で、第１、第２の減圧室Ｃ１、Ｃ２を略同じ減圧状態になるように制御しつつ所定の減圧状態とする。次いで、第２の減圧室Ｃ２は所定の減圧状態としたまま、第１の減圧室Ｃ１側のみの減圧状態を徐々に開放する（大気圧に近づける）。
【００２３】
前記第１の減圧室Ｃ１の減圧開放により、貼付力付与シート３７は減圧室Ｃ２の圧力差によって弾性変形しつつ面位置が下方に押し下げられ、この押し下げで生ずる押圧力により、接着シートＳをウエハＷに貼り付けることとなる。この際、テーブル３５に設けられた図示しない加熱手段によって接着シートＳが加熱されて貼付されることとなる。
【００２４】
このようにしてシートＳの貼付が完了した後は、第１、第２の減圧室Ｃ１、Ｃ２を共に大気圧となるように制御し、上部ケース３３を開いてケース３４を開放し（図２参照）、切断手段１６のロボット７０が予め設定されたティーチング軌跡に従ってカッター刃７１を移動操作し、ウエハＷの大きさに合うように接着シートＳに閉ループ状の切断を行うこととなる。このシート切断により、ウエハＷに貼付された接着シートＳを除く外周領域は不要接着シート部分Ｓ１として巻取対象となる。
【００２５】
次いで、プレス手段１３のプレスローラ４８を図１中ウエハＷの右側から左側に向かって移動することで、接着シートＳに押圧力が再度付与される。このときウエハＷは、単軸ロボット４６によってその上面が下部ケース上面（側壁３９の上端面）と同等、若しくは、下部ケース上面より上になるように位置制御される。これにより、図４に示されるように、ウエハＷと接着シートＳとの間に存在するバンプＷ１が確実に接着剤層Ａを突き抜けた状態で接着シートＳが貼付され、バンプＷ１の頂点が基材シートＢＳに食い込む程度となる。なお、プレスローラ４８が回転しながらウエハＷ上を左側に移動する際に、駆動ローラ５２が駆動することで、前記不要接着シート部分Ｓ１は、巻取ローラ５３によって順次巻き取られることとなる。
【００２６】
プレスローラ４８による押圧力付与が完了すると、つまり、接着シートＳの貼付が完了すると、ウエハＷは、図示しない搬送装置により搬送され、ダイシング工程や、基材シートＢＳを剥がす工程、フリップチップ工程等へ搬送される。また、フレームＦ１は初期位置に復帰するのと同時に、次なるウエハへの貼付に備えて原反シートＲが引き出され、プレスローラ４８及びピールプレート２３は、初期の高さ位置に復帰する。
【００２７】
従って、このような実施形態によれば、減圧を利用してウエハＷに接着シートＳを貼付した後、更に、プレスローラ４８によって押圧力を再度付与して接着シートＳをウエハＷに貼付する構成としたから、接着シートＳの接着不良を未然に防止することができる、という効果を得る。特に、前記実施形態で示したように、バンプＷ１は接着剤層Ａを突き抜けて頂点が基材シートＢＳに食い込む程度に接着シートＳが貼付されるので、ウエハＷをチップ状に個片化してフリップチップすべく基材シートＢＳを剥がしたときに、バンプＷ１の頂点部を確実に接着剤層Ａから露出させることができ、これにより、チップの電気的な導通不良を確実に防止することができる。
【００２８】
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。
【００２９】
例えば、前記実施形態では、接着シートＳが感熱接着性であるアンダーフィル用の接着シートの場合を説明したが、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や、ダイシング、ウエハ保護用の感圧性接着シート等、その他の接着シートを適用することができる。
【００３０】
また、貼付手段を構成するケース３４は、第１及び第２の減圧室Ｃ１、Ｃ２を減圧し、その後に差圧を生じさせることで接着シートＳをウエハＷに貼付するものとしたが、真空状態を形成した後に差圧を形成する場合も含む。
【００３１】
また、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、その他のバンプを有さない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。
【００３２】
更に、プレス手段はローラに限定されることはなく、その他圧力付与可能な部材で構成してもよい。
【図面の簡単な説明】
【００３３】
【図１】本実施形態に係るシート貼付装置の概略正面図。
【図２】図１の一部を省略した概略右側面図。
【図３】貼付手段により接着シートがウエハに貼付される状態を示す概略断面図。
【図４】プレスローラにより接着シートに更に押圧力が付与される状態を示す断面図。
【符号の説明】
【００３４】
１０  シート貼付装置
ＢＳ  シート基材
Ａ  接着剤層
Ｓ  接着シート
Ｗ  半導体ウエハ（被着体）
Ｃ１  第１の部屋（減圧室）
Ｃ２  第２の部屋（減圧室）
１１  貼付手段
１３  プレス手段
４８  プレスローラ
Ｗ１  バンプ
１６  切断手段
５０  シリンダ（押圧力調整手段）
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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