JP6253343B2 - シート貼付装置 - Google Patents

Description

本発明は、シート貼付装置に関する。

従来、半導体製造工程において、半導体ウエハ（以下、単に「ウエハ」という場合がある）に接着シートを貼付するシート貼付装置が知られている（例えば、特許文献１参照）。このシート貼付装置は、接着シートの上方に位置する押圧部材を被着体に向かって移動させることで、接着シートを切断刃に押し当てて貼付用シートを形成し、当該貼付用シートを被着体に押圧して貼付している。

特開２０１０−８０８３８号公報

しかしながら、特許文献１に記載されたような従来の装置では、接着シートが刃先全体に同時に当接するため、当該接着シートが刃先に押し当てられる力が刃先全体に分散してしまい、良好な切れ具合を奏することができず、特に、切断刃に接着シートの接着剤が付着したり、切断刃が摩耗したりすると貼付用シートの外縁がきれいに切断されない場合があり、被着体に貼付された貼付用シートの外縁に気泡が介在したり、当該外縁部が被着体から簡単に剥がれてしまったりするという不都合がある。

本発明の目的は、外縁のきれいな貼付用シートを形成して素早く被着体に貼付することができるシート貼付装置を提供することにある。

前記目的を達成するために、本発明のシート貼付装置は、被着体を臨む位置に接着シートを供給する供給手段と、前記供給手段で供給された接着シートと前記被着体との間に設けられた閉ループ状の切断刃を有する切断手段と、前記供給手段で供給された接着シートに対して前記切断刃の反対側から前記被着体側に向かって移動することで、前記接着シートを前記切断刃に押し当てて当該接着シートから貼付用シートを形成するとともに、当該貼付用シートを前記被着体に押圧して貼付する切断押圧手段と、前記供給手段で供給された接着シートに対して前記切断手段の反対側に位置し、前記被着体から離間する切断押圧手段とともに前記接着シートが変位することを抑制する変位抑制手段とを備え、前記切断刃は、前記切断押圧手段によって押し当てられる前記接着シートが当該切断刃の刃先全体に同時に当接しないように形成されている、という構成を採用している。
また、本発明の他のシート貼付装置は、被着体を臨む位置に接着シートを供給する供給手段と、前記供給手段で供給された接着シートと前記被着体との間に設けられた閉ループ状の切断刃を有する切断手段と、前記供給手段で供給された接着シートに対して前記切断刃の反対側から前記被着体側に向かって移動することで、前記接着シートを前記切断刃に押し当てて当該接着シートから貼付用シートを形成するとともに、当該貼付用シートを前記被着体に押圧して貼付する切断押圧手段とを備え、前記切断刃は、前記切断押圧手段によって押し当てられる前記接着シートが当該切断刃の刃先全体に同時に当接しないように、かつ、円環状に形成されており、前記切断手段は、前記切断刃の円環に沿って当該切断刃を回転させる回動手段を備えている、という構成を採用している。

以上のような本発明によれば、接着シートが刃先に押し当てられる力を当該刃先の一部に集中して作用させつつ貼付用シートを形成することができるため、接着シートが刃先全体に同時に当接することで、当該接着シートが刃先に押し当てられる力が刃先全体に分散してしまうことがなく、切断刃に接着剤が付着したり、切断刃が摩耗したりした場合であっても、外縁のきれいな貼付用シートを形成して素早く被着体に貼付することができる。
さらに、変位抑制手段を備えれば、切断押圧手段が切断押圧動作後に元の位置に戻った際、接着シートにおける貼付用シートの抜き孔内に切断押圧手段が嵌り込んだままとなり、接着シートから貼付用シートが切り抜かれることにより形成される不要シートの回収ができなくなるという不具合を防止できる。
また、回動手段を備えれば、接着シートを切断しやすくなる。

本発明の一実施形態に係るシート貼付装置の側面図。 図１のシート貼付装置を構成する切断手段の側面図。 変形例に係る切断刃の側面図。

以下、本発明の一実施形態を図面に基づいて説明する。
なお、本明細書におけるＸ軸、Ｙ軸、Ｚ軸は、それぞれが直交する関係にあり、Ｘ軸およびＹ軸は、所定平面内の軸とし、Ｚ軸は、前記所定平面に直交する軸とする。さらに、本実施形態では、Ｙ軸と平行な図１の手前方向から観た場合を基準とし、方向を示した場合、「上」がＺ軸の矢印方向で「下」がその逆方向、「左」がＸ軸の矢印方向で「右」がその逆方向、「前」がＹ軸の矢印方向であって紙面に直交する手前方向で「後」がその逆方向とする。

図１において、シート貼付装置１は、被着体としてのウエハＷＦを支持する支持手段２と、ウエハＷＦを臨む位置に接着シートＡＳを供給する供給手段３と、供給手段３で供給された接着シートＡＳとウエハＷＦとの間に設けられた閉ループ状の切断刃４１を有する切断手段４と、供給手段３で供給された接着シートＡＳに対して切断刃４１の反対側からウエハＷＦ側に向かって移動することで、接着シートＡＳを切断刃４１に押し当てて当該接着シートＡＳから貼付用シートＡＳ１を形成するとともに、当該貼付用シートＡＳ１をウエハＷＦに押圧して貼付する切断押圧手段６と、供給手段３で供給された接着シートＡＳに対して切断手段４の反対側に位置し、ウエハＷＦから離間する切断押圧手段６とともに接着シートＡＳが変位することを抑制する変位抑制手段７とを備えている。

支持手段２は、上面２１Ａから凹んで手前側が開口した凹部２１Ｂを有し、平面視すなわち上方から見た外形が略矩形状の外側テーブル２１と、凹部２１Ｂ内に設けられ、減圧ポンプや真空エジェクタ等の図示しない減圧手段によって吸着保持が可能な支持面２２Ａを有する内側テーブル２２と、内側テーブル２２をその出力軸２３Ａで支持する駆動機器としての直動モータ２３と、ウエハＷＦの被着面ＷＦ１の上下方向の位置を検知可能な光学センサやカメラ等の撮像手段によって構成された検知手段２４とを備えている。

供給手段３は、基材シートＢＳの一方の面に接着剤ＡＤ層を有する帯状の接着シートＡＳを支持する支持ローラ３１と、駆動機器としての回動モータ３２Ａによって駆動される駆動ローラ３２との間に接着シートＡＳを挟み込むピンチローラ３３と、駆動機器としての回動モータ３４Ａによって駆動される駆動ローラ３４との間に接着シートＡＳから貼付用シートＡＳ１が切り抜かれることにより形成される不要シートＵＳを挟み込むピンチローラ３５と、図示しない駆動機器によって駆動され、不要シートＵＳを回収する回収ローラ３６とを備えている。

切断手段４は、図１、２に示すように、平面視円環状に形成された切断刃４１と、切断刃４１の円環に沿って切断刃４１を回転させる、すなわち、切断押圧手段６で切断刃４１に押し当てられる接着シートＡＳの面に直交し、かつ、切断刃４１の円中心ＣＡを中心として、切断刃４１を回転させる回動手段４２と、切断刃４１に振動を付与する振動付与手段５１とを備えている。

切断刃４１は、平面視円環状に形成されたフランジ部４１Ａと、フランジ部４１Ａの円環内縁側上面から上方に突出するとともに、内側に貼付用シートＡＳ１の当接を防止する逃げ部４１Ｄが形成された刃部４１Ｂとを備えている。本実施形態の場合、刃部４１Ｂの刃先４１Ｃは、側面視において左右方向に対して所定の角度で傾斜するように構成され、これにより、切断押圧手段６によって押し当てられる接着シートＡＳが当該切断刃４１の刃先４１Ｃ全体に同時に当接しないようになっている。すなわち、刃先４１Ｃは、切断押圧手段６によって押し当てられる接着シートＡＳに対し、部分的に当接しながら貼付用シートＡＳ１を形成するようになっていればよい。なお、逃げ部４１Ｄは、貼付用シートＡＳ１が接着することで、当該貼付用シートＡＳ１がウエハＷＦの所望の位置からずれて貼付されてしまうことを防止することができる。
回動手段４２は、上部および下部に平面視略円形の開口部４３Ａ、４３Ｂを有する平面視略矩形箱状の切断刃保持部材４３と、切断刃保持部材４３の内部において開口部４３Ｂを囲むように設けられ、切断刃４１を下方から回転可能に支持するスラストベアリングや滑り部材等の回転軸受４４と、フランジ部４１Ａの外周面に当接し、駆動機器としての回動モータ４５Ａの出力軸４５Ｂに支持された主動ローラ４５と、フランジ部４１Ａの外周面に当接し、回転軸４６Ａによって従動回転可能に支持された従動ローラ４６と、切断刃保持部材４３の上部で開口部４３Ａの一部を塞ぐとともに、切断刃４１の突出を許容する開口部４７Ａを有する固定板４７と、固定板４７の下面に支持され、切断刃４１を上方から回転可能に支持するスラストベアリングや滑り部材等の回転軸受４８とを備えている。本実施形態では、１個の主動ローラ４５と３個の従動ローラ４６とがフランジ部４１Ａの外周方向に略９０°間隔で配置されている。
振動付与手段５１は、超音波振動装置、バイブレータ、偏心モータなどにより構成され、下部が外側テーブル２１の上面２１Ａに支持され、上部で切断刃保持部材４３を支持している。

切断押圧手段６は、駆動機器としての直動モータ６１の出力軸６１Ａに支持され、減圧ポンプや真空エジェクタ等の図示しない減圧手段に接続された押圧面６２Ａを有する押圧部材６２と、押圧部材６２の内部に設けられ、接着シートＡＳの接着剤ＡＤ層の接着力を高める接着増強手段６３とを備えている。接着増強手段６３としては、コイルヒータやヒートパイプの加熱側等の加熱手段、ペルチェ素子やヒートパイプの冷却側等の冷却手段、光照射手段、マイクロ波照射手段、紫外線照射手段、赤外線照射手段等、接着剤ＡＤ層の特性によって適宜選択することができ、本実施形態では、加熱手段が採用されている。なお、押圧面６２Ａの平面形状は、刃先４１Ｃの平面形状に対して小さめの相似形状になっている。

変位抑制手段７は、押圧部材６２が通過可能な貫通孔７１を有する板状部材によって形成され、図示しないフレームにより支持されている。

以上のシート貼付装置１において、ウエハＷＦに接着シートＡＳを貼付する手順を説明する。
先ず、作業者が図１に示すように接着シートＡＳをセットした後、図示しない操作パネルやパーソナルコンピュータ等の入力手段を介して運転開始の信号を入力すると、切断押圧手段６が接着増強手段６３を駆動し、押圧部材６２の押圧面６２Ａを加熱する。次に、供給手段３が回動モータ３２Ａ、３４Ａおよび図示しない駆動機器を駆動し、ウエハＷＦの被着面ＷＦ１に接着シートＡＳの未使用部分が臨むように当該接着シートを所定長さ繰り出して、シート貼付装置１がスタンバイ状態となる。その後、人手または図示しない搬送手段によってウエハＷＦを支持面２２Ａ上に載置すると、支持手段２が図示しない減圧手段を駆動し、当該ウエハＷＦを吸着保持する。次いで、支持手段２が直動モータ２３を駆動し、内側テーブル２２を上昇させ、図１中二点鎖線で示すように、検知手段２４で被着面ＷＦ１が検知されると、直動モータ２３の駆動を停止する。このように、被着面ＷＦ１の位置を所定の位置とすることで、ウエハＷＦの厚みが異なる場合にでも、直動モータ６１の昇降ストロークを変更しなくてもよくなる。

次に、切断手段４が振動付与手段５１を駆動し、切断刃４１に振動を付与する。その後、切断押圧手段６が図示しない減圧手段および直動モータ６１を駆動し、押圧部材６２を下降させ、押圧面６２Ａで接着シートＡＳを吸着保持し、当該接着シートＡＳを切断刃４１に押し当てて当該接着シートＡＳから貼付用シートＡＳ１を形成する。このとき、接着シートＡＳは、刃先４１Ｃにおける一番押圧面６２Ａに近い位置すなわち、図２中左端部から右端部に向かって順に当該刃先４１Ｃに押し当てられ、当該刃先４１Ｃの図２中右端部を過ぎた時点で貼付用シートＡＳ１が形成される。その後さらに押圧部材６２の下降動作が継続され、押圧面６２Ａで吸着保持された貼付用シートＡＳ１は、押圧部材６２によってウエハＷＦの被着面ＷＦ１に押圧され、接着増強手段６３によって加熱されて当該ウエハＷＦに貼付される。なお、切断手段４が回動モータ４５Ａを駆動し、切断刃４１を回転させながら上記と同様にして貼付用シートＡＳ１を形成してウエハＷＦに貼付してもよい。

次に、切断押圧手段６が図示しない減圧手段の駆動を停止し、貼付用シートＡＳ１の保持を解除した後、直動モータ６１を駆動し、押圧部材６２を図１に示す位置に復帰させる。この復帰の際、変位抑制手段７によって、貼付用シートＡＳ１の抜き孔内に押圧部材６２が嵌り込んだままとなり、不要シートＵＳの回収ができなくなることを防止することができる。そして、支持手段２が直動モータ２３を駆動し、内側テーブル２２を図１中実線で示す位置に復帰させた後、図示しない減圧手段の駆動を停止し、ウエハＷＦの保持を解除する。その後、貼付用シートＡＳ１が貼付されたウエハＷＦは、人手または図示しない搬送手段によって次工程に搬送され、以降上述と同様の動作が繰り返される。

以上のような実施形態によれば、接着シートＡＳが刃先４１Ｃに押し当てられる力を当該刃先４１Ｃの一部に集中して作用させつつ貼付用シートＡＳ１を形成することができるため、接着シートＡＳが刃先４１Ｃ全体に同時に当接することで、当該接着シートＡＳが刃先４１Ｃに押し当てられる力が刃先４１Ｃ全体に分散してしまうことがなく、切断刃４１に接着剤ＡＤが付着したり、切断刃４１が摩耗したりした場合であっても、外縁のきれいな貼付用シートＡＳ１を形成して素早くウエハＷＦに貼付することができる。

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され、かつ説明されているが、本発明の技術的思想および目的の範囲から逸脱することなく、以上述べた実施形態に対し、形状、材質、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。また、上記に開示した形状、材質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、材質などの限定の一部も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、切断刃４１の代わりに、図３（Ａ）、（Ｂ）に示すような側面視三角型の刃先８１Ｃ、８２Ｃを有する切断刃８１、８２、同図（Ｃ）に示すような側面視円弧型の刃先８３Ｃを有する切断刃８３、同図（Ｄ）に示すような側面視矩形型の刃先８４Ｃを有する切断刃８４、同図（Ｅ）に示すような側面視台形型の刃先８５Ｃを有する切断刃８５、同図（Ｆ）に示すような下面８６Ｄに対して上面８６Ｅが傾斜しかつ上下に貫通する貫通孔８６Ｆを有する略円板状に形成され、貫通孔８６Ｆの上端縁により略円形状の刃先８６Ｃが構成された切断刃８６を適用してもよい。これらのような切断刃８１、８２、８３、８４、８５、８６であっても、同図（Ａ）〜（Ｆ）に二点鎖線で示すように、押圧面６２Ａで押された接着シートＡＳが閉ループ状の刃先８１Ｃ、８２Ｃ、８３Ｃ、８４Ｃ、８５Ｃ、８６Ｃ全体に同時に押し当てられないようにすることができる。

ウエハＷＦを他の装置等で支持する場合、本発明において支持手段２はなくてもよい。
支持手段２は、直動モータ２３を設けなくてもよい。
外側テーブル２１の平面視の外形は、矩形状の多角形や円形、楕円形等、他の形状でもよい。
切断手段４は、振動付与手段５１を駆動させることなく、または、振動付与手段５１を備えることなく、回動手段４２で切断刃４１を回転させただけで貼付用シートＡＳ１を形成してもよいし、回動手段４２を駆動させることなく、または、回動手段４２を備えることなく、振動付与手段５１で切断刃４１に振動を付与しただけで貼付用シートＡＳ１を形成してもよい。なお、切断刃４１が円環状でない単なる閉ループ状の場合は、回動手段４２は省略するとよい。
円環状の切断刃４１は、真円の円環でなくてもよく、例えば、楕円や角が円弧形の多角形等の平面形状とすることができ、押圧面６２Ａの平面形状もそれに合わせて刃先４１Ｃの平面形状に対して小さめの相似形状にすることができる。この場合、回動手段４２は、例えば、円環状のバンドソー（バンドカッタ）やワイヤソー（ワイヤカッタ）等を楕円や角が円形の多角形等の平面形状に曲げて回転させればよい。
回動手段４２を設けない場合、切断刃４１は、平面視形状が三角形や四角形以上の多角形、あるいは楕円等、真円以外の閉ループ状にその刃先４１Ｃを形成してもよい。
回動手段４２は、主動ローラ４５および従動ローラ４６の配置間隔およびそれぞれの個数は特に限定されることはなく、合計３個以上設けられていることが好ましく、合計２個でもよいし、従動ローラ４６を設けずに１または複数の主動ローラ４５のみで切断刃４１を回転させる構成としてもよい。
回動手段４２は、切断刃４１を回転できる構成であればなんら限定されるものではなく、主動ローラ４５をギヤ、スプロケット、凹凸付きのプーリ等で構成し、フランジ部４１Ａ側にそれらに噛み合うギヤ、チェイン、凹凸等を設けたり、主動ローラ４５をギヤ、スプロケット、タイミングプーリ等で構成し、フランジ部４１Ａ側にもギヤ、スプロケット、タイミングプーリ等を設け、遊星ギヤ、チェイン、タイミングベルト等を介して切断刃４１を回転させるように構成してもよい。要は、押圧面６２Ａが切断刃４１の円環状内または閉ループ内を通過できるように当該切断刃４１を回転できる構成であれば足りる。
回動手段４２は、切断刃４１を回転させないで１または複数枚の貼付用シートＡＳ１をウエハＷＦに貼付した後や、所定の時間が経過したときに、回動モータ４５Ａを例えば５度、１０度、９０度といった所定角度回転させるようにしてもよい。この場合、押圧部材６２と刃先４１Ｃとの対応位置がずれることで、押圧部材６２および刃先４１Ｃの偏摩耗を防止することができる。
回動手段４２は、一方向に切断刃４１を回転させてもよいし、一方向と他の方向との両方向に切断刃４１を回転させてもよいし、切断刃４１の回転速度、回転角度を経験値や理論値等によって適宜設定することができる。
供給手段３が供給する接着シートＡＳは、枚葉のものでもよい。
振動付与手段５１は、その配置位置および個数は特に限定されることはなく、１または複数の振動付与手段５１と、１または複数のゴムや樹脂等の弾性部材とで切断刃保持部材４３を支持するように構成してもよいし、例えば、９０度等間隔や１２０度等間隔で切断刃保持部材４３を支持するように構成してもよい。
振動付与手段５１の振動数、振幅、振動方向等の設定は、特に限定されることはなく、経験値や理論値等によって適宜設定することができる。
押圧部材６２は、静電チャックや粘着剤等によって接着シートＡＳ（貼付用シートＡＳ１）を保持する構成であってもよいし、接着シートＡＳ（貼付用シートＡＳ１）を保持するまでもなく貼付用シートＡＳ１をウエハＷＦに貼付できる場合、接着シートＡＳ（貼付用シートＡＳ１）を保持しない構成としてもよい。
接着増強手段６３は、貼付用シートＡＳ１が形成された後に加熱を行ったり、当該貼付用シートＡＳ１がウエハＷＦに当接するまでの間に加熱を行ったり、貼付用シートＡＳ１をウエハＷＦに押圧してから加熱したりしてもよい。
例えば、検知手段２４、逃げ部４１Ｄ、回動手段４２、振動付与手段５１、接着増強手段６３、変位抑制手段７等、本願発明の独立請求項に構成要素として記載されていない構成要素については、それぞれ必要に応じて採用すればよく、なくてもよい。

また、本発明における接着シートＡＳおよび被着体の材質、種別、形状等は、特に限定されることはない。例えば、接着シートＡＳは、感圧接着性、感熱接着性等の接着形態に限定されることはない。また、このような接着シートＡＳは、例えば、接着剤層だけの単層のもの、基材シートと接着剤層との間に中間層を有するもの、基材シートの上面にカバー層を有する等３層以上のもの、更には、基材シートを接着剤層から剥離することのできる所謂両面接着シートのようなものであってもよく、両面接着シートは、単層又は複層の中間層を有するものや、中間層のない単層又は複層のものであってよい。また、被着体としては、例えば、食品、樹脂容器、シリコン半導体ウエハや化合物半導体ウエハ等の半導体ウエハ、回路基板、光ディスク等の情報記録基板、ガラス板、鋼板、陶器、木板または樹脂板等、任意の形態の部材や物品なども対象とすることができる。なお、接着シートＡＳを機能的、用途的な読み方に換え、例えば、情報記載用ラベル、装飾用ラベル、保護シート、ダイシングテープ、ダイアタッチフィルム、ダイボンディングテープ、記録層形成樹脂シート等の任意の形状の任意のシート、フィルム、テープ等を前述のような任意の被着体に貼付することができる。

本発明における手段および工程は、それら手段および工程について説明した動作、機能または工程を果たすことができる限りなんら限定されることはなく、まして、前記実施形態で示した単なる一実施形態の構成物や工程に全く限定されることはない。例えば、供給手段は、被着体を臨む位置に接着シートを供給可能なものであれば、出願当初の技術常識に照らし合わせ、その技術範囲内のものであればなんら限定されることはない（他の手段および工程についての説明は省略する）。
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およ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）。

１…シート貼付装置
３…供給手段
４…切断手段
６…切断押圧手段
７…変位抑制手段
４１、８１、８２、８３、８４、８５、８６…切断刃
４１Ｃ、８１Ｃ、８２Ｃ、８３Ｃ、８４Ｃ、８５Ｃ、８６Ｃ…刃先
４２…回動手段
５１…振動付与手段
ＡＳ…接着シート
ＡＳ１…貼付用シート
ＣＡ…円中心
ＷＦ…ウエハ（被着体）

Claims (2)

1. 被着体を臨む位置に接着シートを供給する供給手段と、
   前記供給手段で供給された接着シートと前記被着体との間に設けられた閉ループ状の切断刃を有する切断手段と、
   前記供給手段で供給された接着シートに対して前記切断刃の反対側から前記被着体側に向かって移動することで、前記接着シートを前記切断刃に押し当てて当該接着シートから貼付用シートを形成するとともに、当該貼付用シートを前記被着体に押圧して貼付する切断押圧手段と、
   前記供給手段で供給された接着シートに対して前記切断手段の反対側に位置し、前記被着体から離間する切断押圧手段とともに前記接着シートが変位することを抑制する変位抑制手段とを備え、
   前記切断刃は、前記切断押圧手段によって押し当てられる前記接着シートが当該切断刃の刃先全体に同時に当接しないように形成されていることを特徴とするシート貼付装置。
2. 被着体を臨む位置に接着シートを供給する供給手段と、
   前記供給手段で供給された接着シートと前記被着体との間に設けられた閉ループ状の切断刃を有する切断手段と、
   前記供給手段で供給された接着シートに対して前記切断刃の反対側から前記被着体側に向かって移動することで、前記接着シートを前記切断刃に押し当てて当該接着シートから貼付用シートを形成するとともに、当該貼付用シートを前記被着体に押圧して貼付する切断押圧手段とを備え、
   前記切断刃は、前記切断押圧手段によって押し当てられる前記接着シートが当該切断刃の刃先全体に同時に当接しないように、かつ、円環状に形成されており、
   前記切断手段は、前記切断刃の円環に沿って当該切断刃を回転させる回動手段を備えていることを特徴とするシート貼付装置。

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