(57)【要約】【課題】半導体ウエハ等の被着体に接着シートを貼付した際に生じ得る気泡を消失させることのできる接着シートの貼付装置及び貼付方法を提供すること。【解決手段】圧力調整室１１を押圧力付与シート４５で仕切って第１及び第２の部屋Ｃ１、Ｃ２を設け、第１の部屋Ｃ１内で半導体ウエハＷと接着シートＳとを相対配置するとともに、第１及び第２の部屋Ｃ１、Ｃ２を減圧状態とし、接着シートＳが半導体ウエハＷに貼付される。その後、第１及び第２の部屋を加圧状態とて当該接着シートＳを半導体ウエハＷに貼付する。半導体ウエハＷに設けられたバンプＢの回りに生じ得る気泡ｂは、加圧雰囲気とされることによって接着シートＳの接着剤層Ａ内に吸収されて消失し、気泡ｂのない状態でのシート貼付が可能となる。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
圧力調整室に押圧手段を配置するとともに、前記圧力調整室内に被着体と接着シートとを相対配置した状態で前記押圧手段を介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、
前記圧力調整室の減圧及び加圧を選択的に行う減圧手段及び加圧手段を設け、
前記減圧手段は、前記押圧手段を介して接着シートを被着体に貼付するときに前記圧力調整室を減圧雰囲気に保つ一方、前記加圧手段は、前記接着シートの貼付が行われた後に、前記圧力調整室を加圧雰囲気に保つことを特徴とするシート貼付装置。
【請求項２】
上部に開口部を有するとともに支持手段を介して被着体を収容する下ケースと、前記開口部を開閉する上ケースとにより形成される圧力調整室と、この圧力調整室内に配置された押圧手段と、前記被着体に相対するように接着シートを供給するシート供給手段とを備え、前記圧力調整室を所定圧力として前記押圧手段を介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、
前記圧力調整室の減圧及び加圧を選択的に行う減圧手段及び加圧手段を設け、
前記減圧手段は、前記押圧手段を介して接着シートを被着体に貼付するときに前記圧力調整室を減圧雰囲気に保つ一方、前記加圧手段は、前記接着シートの貼付が行われた後に、前記圧力調整室を加圧雰囲気に保つことを特徴とするシート貼付装置。
【請求項３】
前記圧力調整室にそれぞれ連通する減圧検出部及び加圧検出部を更に含み、前記減圧検出部と圧力調整室との間、前記加圧検出部と圧力調整室との間には開閉機構が設けられ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。
【請求項４】
前記被着体及び／又は接着シートを加熱する加熱手段を更に含む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】
圧力調整室内で被着体を支持するとともに、当該被着体に接着シートを相対配置し、前記圧力調整室を所定圧力として押圧手段を介して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、
前記圧力調整室を減圧雰囲気に保った状態で前記押圧手段を介して接着シートを被着体に貼付し、
次いで、前記圧力調整室を加圧雰囲気とすることを特徴とするシート貼付方法。
【請求項６】
前記接着シートが貼付された被着体を加圧雰囲気中で保持することによって、被着体と接着シートとの間に残存する気泡を前記接着シートの接着剤層に吸収させて消失させることを特徴とする請求項５記載のシート貼付方法。
【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、上部に開放部を有する基台と、開放部を開閉するとともに前記基台と共に真空室を形成する上蓋と、基台に昇降可能に設けられるとともに上面側に基板を載置するピストンと、このピストンを押し上げる加圧室と、上蓋の頂壁内面側に設けられたゴムシートとを備え、前記基台上にテープを相対配置させた状態で前記真空室を真空に保ち、前記加圧室を加圧してピストンを上昇させることで基板にテープを貼付可能とした構成が採用されている。
【特許文献１】特開２００５−１３５９３１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、真空雰囲気で基板をテープに押しつけて当該テープを基板に貼付する構成に過ぎない。
一般に完全な真空状態の形成は困難とされており、基板をテープに押し付けたとしても、気泡の発生がない状態でテープを貼り付けることは容易なことではない。特に、基板が半導体ウエハであって、テープの貼付面にバンプ等の突部が存在するものが被着体である場合には、バンプ回りに気泡が発生してしまうことが多い。
従って、特許文献１の構成によっても、バンプ回りに気泡が残った状態でテープが貼付されてしまう、という不都合を招来する。
【０００４】
そこで、被着体と接着シートとの間に残存する気泡を消失させるために加圧状態とすることにより、当該気泡を接着剤中に吸収させて消失させるようにした。
【０００５】
［発明の目的］
本発明は、被着体に接着シートを貼付した際に生じ得る気泡を消失させることのできる接着シートの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】
【０００６】
前記目的を達成するため、本発明は、圧力調整室に押圧手段を配置するとともに、前記圧力調整室内に被着体と接着シートとを相対配置した状態で前記押圧手段を介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、
前記圧力調整室の減圧及び加圧を選択的に行う減圧手段及び加圧手段を設け、
前記減圧手段は、前記押圧手段を介して接着シートを被着体に貼付するときに前記圧力調整室を減圧雰囲気に保つ一方、前記加圧手段は、前記接着シートの貼付が行われた後に、前記圧力調整室を加圧雰囲気に保つ、という構成を採っている。
【０００７】
また、本発明は、上部に開口部を有するとともに支持手段を介して被着体を収容する下ケースと、前記開口部を開閉する上ケースとにより形成される圧力調整室と、この圧力調整室内に配置された押圧手段と、前記被着体に相対するように接着シートを供給するシート供給手段とを備え、前記圧力調整室を所定圧力として前記押圧手段を介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、
前記圧力調整室の減圧及び加圧を選択的に行う減圧手段及び加圧手段を設け、
前記減圧手段は、前記押圧手段を介して接着シートを被着体に貼付するときに前記圧力調整室を減圧雰囲気に保つ一方、前記加圧手段は、前記接着シートの貼付が行われた後に、前記圧力調整室を加圧雰囲気に保つ、という構成を採ることができる。
【０００８】
前記シート貼付装置において、前記圧力調整室にそれぞれ連通する減圧検出部及び加圧検出部を更に含み、前記減圧検出部と圧力調整室との間、前記加圧検出部と圧力調整室との間には開閉機構が設けられる、という構成を採っている。
【０００９】
また、本発明において、前記被着体及び／又は接着シートを加熱する加熱手段を更に含む、という構成を採ることができる。
【００１０】
更に、本発明は、圧力調整室内で被着体を支持するとともに、当該被着体に接着シートを相対配置し、前記圧力調整室を所定圧力として押圧手段を介して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、
前記圧力調整室を減圧雰囲気に保った状態で前記押圧手段を介して接着シートを被着体に貼付し、
次いで、前記圧力調整室を加圧雰囲気とする、という方法を採っている。
【００１１】
前記シート貼付方法において、前記接着シートが貼付された被着体を加圧雰囲気中で保持することによって、被着体と接着シートとの間に残存する気泡を前記接着シートの接着剤層に吸収させて消失させる、という方法を採っている。
【００１２】
なお、本発明における「減圧」は真空をも含む。
【発明の効果】
【００１３】
本発明によれば、圧力調整室に減圧手段及び加圧手段をそれぞれ設けて減圧、加圧を選択的に行えるようにしたから、減圧雰囲気で接着シートを被着体に貼付した後、更に、加圧雰囲気に転じることで、被着体と接着シートとの間に生じ得る気泡が接着剤層の中に吸収され消失する。これにより、気泡混入のない良好な接着シートの貼付が行える。
【００１４】
また、圧力調整室と減圧検出部及び加圧検出部とがそれぞれ開閉機構によって遮断可能とされることによって、減圧時に加圧検出部を、加圧時に減圧検出部を保護することができるため、精度のよいセンサの利用が可能であり、それらが破損することを防止することができる。
【００１５】
更に、被着体及び又は接着シートを加熱する加熱手段を有することによって、気泡が接着剤層の中に吸収されやすくなる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１６】
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。
【００１７】
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、要部拡大断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圧力調整室１１と、この圧力調整室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巻取手段１４と、圧力調整室１１の近傍に配置された図示しない切断手段とを備えて構成されている。
【００１８】
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、基材シートＢＳに接着剤層Ａが設けられた接着シート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Ｒを供給対象とする。このシート供給手段１２は、ロール状に巻回された原反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、先端が前記圧力調整室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、前記支持ローラ２０と剥離シート巻取ローラ２１との間に配置されたガイドローラ２４〜２９と、図示しないモータにより駆動される駆動ローラ３０と、この駆動ローラ３０との間に原反Ｒを挟み込むピンチローラ３１と、前記ガイドローラ２６及び２９にそれぞれ相対配置され、エアシリンダ３３Ａ、３４Ａを介して前記原反Ｒの繰り出しを一時的に停止させるブレーキ３３、３４とを含む。
なお、前記剥離シート巻取ローラ２１は、駆動ローラ３０の回転軸にプーリ、ベルト等を介して連結され、当該駆動ローラ３０に追従回転することで前記剥離シートＲＬを巻き取るように構成されている。
【００１９】
前記圧力調整室１１は、図１ないし図３に示されるように、上端が開放する下部ケース４０と、当該下部ケース４０の上端を開閉する上部ケース４１とからなるケース４２と、上部ケース４１内に配置された筒部４４の下端側を閉塞するように取り付けられてケース４２内を仕切る弾性シートからなる押圧手段としての押圧力付与シート４５とを含む。下部ケース４０は、底壁４７及び当該底壁４７の周縁に連なる側壁４８を備え、側壁４８には減圧手段を構成する第１の減圧ポンプ５０と、加圧手段を構成する第１の加圧ポンプ５１が接続されている。また、側壁４８には、通孔５３、５４を介して減圧時の圧力及び加圧時の圧力を検出する第１の減圧検出部５６と、第１の加圧検出部５７が設けられ、これら各検出部５６、５７には、第１の減圧センサ６０及び第１の加圧センサ６１がそれぞれ設けられている。ここで、第１の減圧検出部５６及び第１の加圧検出部５７には、それぞれを前記圧力調整室１１から遮断可能とする開閉機構としてのシャッタ５６Ａ、５７Ａがそれぞれ設けられている。
【００２０】
前記上部ケース４１は、頂壁６３及び当該頂壁６３に連なる周壁６４とを含み、頂壁６３には、減圧手段を構成する第２の減圧ポンプ６５と、加圧手段を構成する第２の加圧ポンプ６６が接続されている。また、頂壁６３には、通孔６７、６８を介して減圧時の圧力及び加圧時の圧力を検出する第２の減圧検出部７０と、第２の加圧検出部７１が設けられ、これら各検出部７０、７１には、第２の減圧センサ７３及び第２の加圧センサ７４がそれぞれ設けられている。周壁６４の下端にはＯリング６９が設けられている。ここで、第２の減圧検出部７０及び第２の加圧検出部７１には、それぞれを前記圧力調整室１１から遮断可能とする開閉機構としてのシャッタ７０Ａ、７１Ａがそれぞれ設けられている。
【００２１】
前記圧力調整室１１は、下部ケース４０が上部ケース４１で閉塞された状態で、前記押圧力付与シート４５、前記筒部４４及び頂壁６３の外側となる空間が第１の部屋Ｃ１とされる一方、当該第１の部屋Ｃ１を除く空間、すなわち、前記押圧力付与シート４５、筒部４４及び頂壁６３で囲まれる空間が第２の部屋Ｃ２として形成される。
【００２２】
前記第１の部屋Ｃ１には、支持手段としてのテーブル７５が配置されており、当該テーブル７５はウエハＷを支持できるようになっている。このテーブル７５は、内部に加熱手段を構成するヒータ７５Ａを備えているとともに、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。また、テーブル７５は単軸ロボット７６を介して昇降可能に設けられている。
【００２３】
前記巻取手段１４は、図示しないモータを介して回転可能な駆動ローラ７７と、この駆動ローラ７７の外周面に当接するように付勢されたピンチローラ７８と、駆動ローラ７７の回転軸にプーリ、ベルト等を介して回転可能に設けられた巻取ローラ８０とにより構成されている。この巻取手段１４は、接着シートＳがウエハＷに貼付され、図示しない切断手段を介して接着シートＳがウエハＷの大きさに合わせて切断された後、図示しない移動手段により、駆動ローラ７７がウエハＷ上を回転駆動して不要接着シートＳ１を巻き取るようになっている。
接着シートＳの切断は、本出願人によって出願された特願２００６−１５７８３号に記載されたものと実質的に同一の多関節型ロボットを用いて行うことができる。
なお、図中記号Ｖで示される部分は、それぞれ電磁弁を示す。
【００２４】
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。
【００２５】
初期設定において、支持ローラ２０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、図３に示されるように、下部ケース４０の上方を横切るように引き出され、駆動ローラ７７及びピンチローラ７８間を通過させた後に巻取ローラ８０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４０と、当該下部ケース４０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７５にセットするために必要な空間が確保される。
【００２６】
前記ウエハＷがテーブル７５にセットされると、シート供給手段１２と、巻取手段１４とが下降して、接着シートＳが下部ケース４０の上面（側壁４８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４１が図示しないアーム若しくは昇降装置を介して接着シートＳを挟み込んだ状態で圧力調整室１１を密閉状態とするとともに、単軸ロボット７６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。
【００２７】
以上の状態で、第１の加圧ポンプ５１及び第２の加圧ポンプ６６に通じる各電磁弁を閉塞する一方、第１の減圧ポンプ５０及び第２の減圧ポンプ６５に通じる電磁弁を開放し、第１の部屋Ｃ１と第２の部屋Ｃ２とが略同じ減圧状態となるように圧力調整が行われながら圧力調整室１１内が減圧雰囲気とされる。次いで、第１の部屋Ｃ１は所定の減圧状態としたまま、第２の部屋Ｃ２側のみの減圧状態を徐々に開放する（大気圧に近づける）。なお、第１及び第２の減圧ポンプ５０、６５を駆動する際は、第１の減圧検出部５６及び第２の減圧検出部７０におけるシャッタ５６Ａ、７０Ａが開放される一方、第１及び第２の加圧検出部５７、７１のシャッタ５７Ａ、７１Ａは閉塞位置に保たれる。
【００２８】
前記第２の部屋Ｃ２の減圧開放により、貼付力付与シート４５は第１の部屋Ｃ１との差圧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する。なお、これら減圧制御は、第１および第２の減圧センサ６０、７３の管理の下、圧力調整が行われる。
【００２９】
このようにして接着シートＳの一次貼り付けを完了した状態、すなわち、減圧雰囲気での貼り付けでは、例え減圧雰囲気といえども、図４（Ａ）に示されるように、ウエハＷ上のバンプＢ回りに気泡ｂが存在し得る。
そこで、第１の減圧ポンプ５０及び第２の減圧ポンプ６５に通じる各電磁弁を閉塞する一方、第１の加圧ポンプ５１及び第２の加圧ポンプ６６に通じる電磁弁を開放し、第１の部屋Ｃ１と第２の部屋Ｃ２とが略同じ加圧状態となるように圧力調整が行われながら圧力調整室１１内が加圧雰囲気とされる。次いで、テーブル７５に設けられたヒータ７５Ａによって接着シートＳを加熱する。なお、第１及び第２の加圧ポンプ５１、６６を駆動する際は、第１の加圧検出部５７及び第２の加圧検出部７１におけるシャッタ５７Ａ、７１Ａが開放される一方、第１及び第２の減圧検出部５６、７０のシャッタ５６Ａ、７０Ａは閉塞位置に保たれる。なお、これら加圧制御は、第１および第２の加圧センサ６１、７４の管理の下、圧力調整が行われる。
【００３０】
このように、加圧雰囲気とすることによって、図４（Ｂ）に示されるように、気泡ｂを形成する気体は、接着剤層Ａ内に吸収されるように周囲に分散して気泡ｂを消失させ、これにより、図４（Ｃ）に示されるように、バンプＢ回りに気泡がない状態で接着シートＳを貼付することができる。
【００３１】
そして、接着シートＳの貼付が完了した後は、上部ケース４１を開いてケース４２を開放し、図示しない切断手段のカッター刃が予め設定されたティーチング軌跡に従って移動し、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。
【００３２】
次いで、巻取手段１４が図１中左側に移動しつつ不要接着シートＳ１を巻き取った後、次のウエハに貼付すべき原反Ｒを引き出しながら初期位置に復帰し、以後同様にして接着シートＳの貼付を行うことができる。なお、駆動ローラ７７、巻取ローラ８０が図１中左側に移動しながら不要接着シートＳ１を巻き取るときは、エアシリンダ３３Ａ、３４Ａを介してガイドローラ２６、２９の外周にブレーキ３３、３４が当接して原反Ｒの繰り出しが抑制される一方、前記初期位置に復帰するときに、ブレーキ３３、３４による抑制が解除されてシート供給を許容することとなる。
【００３３】
なお、本実施形態において、第１及び第２の部屋Ｃ１、Ｃ２を減圧雰囲気及び加圧雰囲気に保つ圧力設定値、減圧雰囲気で生じさせる差圧等は、図示しない制御装置に予め設定されるようになっており、当該制御装置が前記センサ６０、６１、７３、７４の出力を入力として全体的に制御することで接着シートＳの貼付を行うようになっている。この圧力設定値は、突部がない被着体、突部がある被着体、或いは接着シートの種別に応じて可変設定されるものであり、試験貼りを行って設定することができる。
【００３４】
従って、このような実施形態によれば、減圧雰囲気を利用してウエハＷに接着シートＳを貼付した後、更に、加圧雰囲気としたことで、ウエハＷのバンプＢ回りに生じ得る気泡ｂを効果的に消失させることができ、接着シートＳを高精度に貼付できる、という効果を得る。
【００３５】
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。
【００３６】
例えば、接着シートＳは、ダイシングシートや表面保護シート等の感圧接着性の接着シートや、ダイボンディングシート等の感熱接着性の接着シートを適用することができる。
【００３７】
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。
【００３８】
更に、前記実施形態では、帯状の原反Ｒを用い、これをウエハＷの大きさに合わせて切断する場合を示したが、ウエハＷの大きさに対応した枚葉タイプの接着シートを用いることもできる。要するに、本発明は、減圧雰囲気で貼付した後、加圧雰囲気とする構成であれば足りる。
【００３９】
また、開閉機構としてシャッタ５６Ａ、５７Ａ、７０Ａ、７１Ａを用いたが、その他の開閉機構、例えば、電磁弁等を用いることもできる。
【図面の簡単な説明】
【００４０】
【図１】本実施形態に係るシート貼付装置の概略断面図。
【図２】図１の一部拡大図。
【図３】圧力調整室を構成するケースを開放した状態を示す概略断面図。
【図４】（Ａ）、（Ｂ）、（Ｃ）は、バンプの回りに気泡が発生した状態と、気泡が消失する状態、及び、気泡を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。
【符号の説明】
【００４１】
１０  シート貼付装置
１１  圧力調整室
１２  シート供給手段
４０  下部ケース
４１  上部ケース
４５  押圧力付与シート（押圧手段）
５０  第１の減圧ポンプ（減圧手段）
５１  第１の加圧ポンプ（加圧手段）
５６  第１の減圧検出部
５６Ａ  シャッタ（開閉機構）
５７  第１の加圧検出部
５７Ａ  シャッタ（開閉機構）
６０  第１の減圧センサ
６１  第１の加圧センサ
６５  第２の減圧ポンプ（減圧手段）
６６  第２の加圧ポンプ（加圧手段）
７０  第２の減圧検出部
７０Ａ  シャッタ（開閉機構）
７１  第２の加圧検出部
７１Ａ  シャッタ（開閉機構）
７３  第２の減圧センサ
７４  第２の加圧センサ
７５  テーブル（支持手段）
７５Ａ  ヒータ（加熱手段）
Ａ  接着剤層
Ｂ  バンプ（突部）
ｂ  気泡
Ｃ１  第１の部屋
Ｃ２  第２の部屋
Ｓ  接着シート
Ｗ  半導体ウエハ（被着体）
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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