JP4890873B2

JP4890873B2 - シート貼付装置

Info

Publication number: JP4890873B2
Application number: JP2006028114A
Authority: JP
Inventors: 英明野中; 芳昭杉下
Original assignee: Lintec Corp
Current assignee: Lintec Corp
Priority date: 2006-02-06
Filing date: 2006-02-06
Publication date: 2012-03-07
Anticipated expiration: 2026-02-06
Also published as: JP2007208172A

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、ロボットを用いて接着シートを板状部材の形状に合わせて貼付するともに、板状部材の周辺を清掃することの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、単に、「ウエハ」と称する）等の板状部材は、その製造工程において、例えば、裏面研削時にはその回路面に保護シートが貼付されたり、リードフレームへのボンディング時にはダイボンディング用のシート等が貼付される。

このようなシートの貼付装置としては、例えば、特許文献１に開示されている。同文献に開示された貼付装置は、ウエハをテーブルに支持した状態で帯状に連なるシートをウエハ上面に貼付した後、当該ウエハの形状に合わせてカッター刃で閉ループ状に切断を行う構成となっている。そして、この切断によりウエハの外側に位置するシート部分を不要シート部分として巻き取る構成が開示されている。

特開２００３−２５７８９８号公報

しかしながら、特許文献１に開示された構成にあっては、ウエハを支持するテーブル上に生じ得る異物や塵の除去対策を行っていない。そのため、何らかの要因で異物や塵がウエハとシートとの間に混入してしまうと、その後の工程でウエハが数十ミクロンオーダで研削されたときにウエハが破損してしまう、という不都合を招来する。また、装置内にエアブローと吸引による簡易的な異物除去装置を設けたとしても、装置の細部に至っての異物除去はできない。

［発明の目的］
本発明は、このような不都合に着目して案出されたものであり、その目的は、ウエハを支持するテーブル及び周辺の清掃を自動的に行えるようにしてウエハとシートとの間に異物等を混入させることのないシート貼付装置及び貼付方法を提供することにある。
また、本発明の他の目的は、カッター刃を所定動作させるロボットを利用することで、細部に至っての清掃を行うことが可能なシート貼付装置及び貼付方法を提供することにある。
また、本発明の更に他の目的は、前記ロボットを利用することで、不要シート部分の除去や、板状部材の搬送を行うことを可能とし、特別な巻取装置や、搬送装置を設ける必要を一掃することの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、半導体ウエハを支持するテーブルと、前記半導体ウエハからはみ出す大きさのシートを前記半導体ウエハに貼付する貼付ユニットと、この貼付ユニットに併設されるとともに、自由端側に工具保持チャックが設けられた数値制御される多関節型のロボットと、
前記工具保持チャックに保持されるノズルホルダと、当該ノズルホルダの先端に連なるノズルとにより構成され、前記ロボットに装着されたときに当該ロボット内に設けられた通路に連通して前記テーブル及びその周辺の異物若しくは塵を除去する吸引力を発揮可能な清掃用部材と、
前記工具保持チャックに保持される刃ホルダと刃とにより構成され、前記ロボットに装着されたときに半導体ウエハの大きさに合わせて前記シートを切断可能なカッター刃と、
前記工具保持チャックに保持されるアームホルダと、当該アームホルダの先端に設けられ、先端側に吸着孔が形成された吸着アームとにより構成され、前記ロボットに装着されたときに当該ロボット内に設けられた通路に連通して前記半導体ウエハを吸着搬送する吸引力を発揮可能な搬送用部材と、
前記工具保持チャックに保持されるパッドホルダと、当該パッドホルダの先端中央に連設された管と、当該管の先端に設けられた吸着パッドとにより構成され、前記ロボットに装着されたときに当該ロボット内に設けられた通路に連通して前記カッター刃での切断により生ずる外側のシート部分を不要シート部分として取り除く吸着力を発揮可能な除去用部材とを備える、という構成を採ることができる。

本発明によれば、板状部材を支持するテーブル上の清掃、特に細部に至っての清掃を行うことが可能となり、板状部材とシートとの間に異物等が入り込む虞を効果的に防止することができる。また、清掃用部材は、カッター刃に替えてロボットに装着されるものであるため、専用の清掃用装置を必要とすることがなく、予め設定された軌跡に沿って清掃用部材を所定動作させるだけで十分な清掃を行うことができる。なお、この清掃は、板状部材にシートを貼付する毎に行う必要はなく、一定枚数処理した後に行うように設定することもできる。この場合には、シート貼付効率を低下させるような不利益は実質的に生じないものとなる。

また、カッター刃に替えて除去用部材や搬送用部材をロボットに装着したときには、不要シート部分を巻き取る巻取装置や、板状部材をテーブル上に載置させたり、或いは、シート貼付済みの板状部材を移載する際の搬送装置も不要とすることができ、装置構成をシンプルにできる他、構成ユニットの位置的干渉を回避しつつレイアウトの自由度を高めることができる。

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。

図１には、本実施形態に係る貼付装置の正面図が示されている。この図において、シート貼付装置１０は、板状部材としてのウエハＷを吸着して支持するテーブル１１と、このテーブル１１に支持されたウエハＷの回路面側（上面側）に、帯状に連なる保護用のシートＳを繰り出して貼付する貼付ユニット１２と、シートＳをウエハＷ毎に幅方向に切断して枚葉状にするとともに、ウエハＷの形状に合わせてシートＳを切断する多関節型のロボット１４とを備えて構成されている。

前記テーブル１１は、図１中Ｘ方向に敷設されたレール１６に沿って、スライダ１７と図示しないモータによって移動可能に設けられており、前記貼付ユニット１２の下部と、ロボット１４の隣接位置との間で移動可能となっている。

前記テーブル１１は、ウエハＷの支持面が吸着面として形成されているとともに、貼付ユニット１２から繰り出されるシートＳを幅方向に切断して枚葉化するための幅方向切断用溝１１Ａが形成されているとともに、ウエハＷの外縁に沿う円周方向切断用溝１１Ｂが形成されている。

前記貼付ユニット１２は、テーブル１１の上方に配置された板状のフレームＦの領域内に設けられている。この貼付ユニット１２は、ロール状に巻回された帯状の接着性シートＳを供給可能に支持する支持ローラ２０と、シートＳに繰り出し力を付与するドライブローラ２１及びピンチローラ２２と、シートＳの粘着面側に仮着された剥離シートＰＳを巻き取る巻取ローラ２３と、支持ローラ２０とピンチローラ２２との間に配置された二つのガイドローラ２４，２４及びこれらガイドローラ２４，２４間に設けられたダンサローラ２５と、剥離シートＰＳが剥離されたシートＳのリード端領域を前記テーブル１１の上面に押圧してこれを挟み込む押圧部材２６と、シートＳをウエハＷの上面側に順次押し付けるプレスローラ２８とを備えて構成されている。なお、押圧部材２６の下面側は吸着部を有し、前記シートＳの端部を吸着保持するようになっている。

前記ドライブローラ２１及び巻取ローラ２３は、フレームＦの背面側に設けられたモータＭ１，Ｍ２によってそれぞれ回転駆動されるようになっている。また、押圧部材２６、プレスローラ２８は、それぞれシリンダ３２，３３を介して上下に移動可能に設けられている。

前記ロボット１４は、ロボット本体４２と、当該ロボット本体４２の自由端側に支持されたカッター刃４３とを備えて構成されている。ロボット本体４２は、ベース部４４と、当該ベース部４４の上面側に配置されて矢印Ａ〜Ｆ方向に回転可能に設けられた第１アーム４５Ａ〜第６アーム４５Ｆと、第６アーム４５Ｆの先端側すなわちロボット本体４２の自由端側に取り付けられた工具保持チャック４９とを含む。第２、第３及び第５アーム４５Ｂ、４５Ｃ、４５Ｅは、図１中Ｘ×Ｚ面内で回転可能に設けられているとともに、第１、第４及び第６アーム４５Ａ、４５Ｄ、４５Ｆは、その軸周りに回転可能に設けられている。本実施形態におけるロボット１４は数値制御（Numerical Control）所謂ＮＣ制御されるものである。すなわち、対象物（本実施形態ではウエハ）に対する各関節の移動量がそれぞれに対応する数値情報で制御され、全てその移動量がプログラムにより制御されるものであって、従来の切断手段のようにウエハサイズが変更になるごとにカッター刃の位置を手作業で変更するものとは全く違う方式を利用するものである。

前記工具保持チャック４９は、図２に示されるように、略円筒状をなす工具受容体５０と、当該工具受容体５０の周方向略１２０間隔を隔てた位置に配置されてカッター刃４３を着脱自在に保持する三つのチャック爪５１とを備えて構成されている。各チャック爪５１は、内方端が鋭角となる先尖形状部５１Ａとされており、空圧によって工具受容体５０の中心に対して径方向に進退可能となっている。

前記カッター刃４３は、図２に示されるように、基部領域を形成する刃ホルダ４３Ａと、当該刃ホルダ４３Ａの先端側に挿入して固定された刃４３Ｂとにより構成されている。刃ホルダ４３Ａは略円柱状をなし、この刃ホルダ４３Ａの基部側における外周略１２０度間隔位置に形成された図示しない溝に前記チャック爪５１の先尖形状部５１Ａが係合することで、刃４３の向きが一定に保たれるようになっている。

前記貼付ユニット１２とロボット１４との間には、ストック装置６０が配置されている。このストック装置６０は、カッター刃４３の収容が可能に設けられているとともに、図３ないし図５に示されるように、前記ロボット１４の自由端側に選択的に装着されて、後述する不要シート部分を除去する除去用部材６２と、テーブル１１及びその周辺における異物若しくは塵を清掃する清掃用部材６３と、ウエハＷを搬送する搬送用部材６４を収容するようになっている。

除去用部材６２は、図３に示されるように、前記工具保持チャック４９に保持されるパッドホルダ６７と、このパッドホルダ６７の先端中央に連設された管６８と、当該管６８の先端に設けられた吸着パッド６９とを含む。この除去用部材６２は、内部に図示しない通路が設けられており、ロボット本体４２に装着されたときに、当該ロボット本体４２内に設けられた図示しない通路に連通して前記吸着パッド６９が吸着力を発揮し、不要シート部分をテーブル１１の上面から捲り取るようにして除去するようになっている。

また、前記清掃用部材６３は、図４に示されるように、ノズルホルダ７０と、当該ノズルホルダ７０の先端に連なるノズル７１とにより構成され、当該清掃用部材６４も前記除去用部材６２と同様に、ロボット本体４２に装着されたときに、吸引力を発揮してテーブル１１の上面及びその周辺を細部に至って清掃することができるようになっている。

前記搬送用部材６４は、図５に示されるように、アームホルダ７５と、当該アームホルダ７５の先端に設けられた略Ｙ型の吸着アーム７６とにより構成されている。吸着アーム７６の分岐した先端側には吸着孔７６Ａが形成されており、当該吸着孔７６Ａによる吸着によってウエハＷを安定して保持しつつ当該ウエハＷを搬送可能となっている。

次に、本実施形態におけるシート貼付装置１０の動作について、図６ないし図９をも参照しながら説明する。

初期設定として、図示しない入力装置にウエハＷの外形寸法に基づいてカッター刃４３、除去用部材６２、清掃用部材６３、搬送用部材６４のそれぞれの移動軌跡を決定する各種データを入力する。

そして、図６（Ａ）に示されるように、テーブル１１が貼付ユニット１２下部の所定位置に達した状態で、押圧部材２６の下面側に吸着保持されているシートＳのリード端領域が、押圧部材２６の下降によってテーブル１１の上面に当接し、この当接完了後に、プレスローラ２８が下降してウエハＷの上面との間にシートＳを挟み込む。

この後、押圧部材２６が吸着を解除して上昇する（図６（Ｂ）参照）。そして、テーブル１１が同図中右側に移動することで、順次繰り出されるシートＳがウエハＷの上面に貼付され、前記押圧部材２６が幅方向切断用溝１１Ａを通過した直後の上方位置に至ると、押圧部材２６が下降動作を開始する（図６（Ｃ）参照）。

次いで、押圧部材２６が下降してシートＳをテーブル１１上に押さえ込む（図７（Ａ）参照）。そして、ロボット１４に装着されたカッター刃４３が前記幅方向切断用溝１１Ａ内に入り込んで図７（Ｂ）中紙面直交方向に移動してウエハＷに貼付されたシートＳを枚葉状に切断する。シートＳの幅方向の切断が完了すると、前記押圧部材２６は下面側に位置するシートＳ部分を吸着して上昇位置に戻り、次のウエハＷへの接着に備えることとなる（図７（Ｃ）参照）。この一方、カッター刃４３は円周方向切断用溝１１Ｂに差し込まれ、この状態で、ロボット１４がウエハＷの形状に合わせてシートＳを閉ループ状に切断することとなる。この切断により、ウエハＷの外側におけるテーブル１１上に、不要シート部分Ｓ１が形成されることとなる。なお、テーブル１１の上面は、シートＳが接着しないようにフッ素加工が施されている。

シートＳの貼付が行われると、ロボット１４はカッター刃４３をストック装置６０に収容動作する一方、当該ストック装置６０内に収容されている除去用部材６２に持ち替え動作を行い、図８に示されるように、前記不要シート部分Ｓ１を吸着する。そして、ロボット１４は不要シート部分Ｓ１を捲り取るように首振り動作して当該不要シート部分Ｓ１をテーブル１１の上面から剥離し、併設された回収ボックス９０に不要シート部分Ｓ１を落とし込む。

次いで、ロボット１４は、前記除去用部材６２をストック装置６０に収容する一方、これに収容されている清掃用部材６３への持ち替え動作を行う。清掃用部材６３に持ち替えを行ったロボット１４は、図９に示されるように、幅方向切断用溝１１Ａや円周方向切断用溝１１Ｂのような特に細部にノズル７１の先端をアクセスし、切断に起因した異物や塵を吸引除去することとなる。なお、この清掃用部材６３を用いた清掃は、ウエハＷにシートＳを貼付する毎回行う必要はなく、複数枚のウエハにシートＳを貼付した一定のインターバルを置いて行う設定とすることができる。

ウエハＷにシートＳの貼付が行われ、且つ、ウエハＷの外周の不要シート部分Ｓ１の除去が行われた状態で、ロボット１４は、ストック装置６０に収容されている搬送用部材６４に持ち替え動作を行うことができ（図５参照）、この搬送用部材６４により、ウエハＷをテーブル１１から図示しないウエハストッカや、後工程に搬送することができる他、新たなウエハを図示しないウエハストッカから一枚ずつ吸着保持してテーブル１１上に搬送することができる。

従って、このような実施形態によれば、シートＳの切断に伴って生じ得る装置内の異物若しくは塵がカッター刃４３を所定動作させるロボット１４を利用して清掃することが可能となり、ウエハＷにシートＳを貼付する際に、これらの間に混入させてしまうような不都合を解消することができる。
しかも、ロボット１４は、不要シート部分Ｓ１の除去用部材６２や、ウエハＷの搬送用部材６４も選択的に装着することができるので、不要シートＳ１の除去を行う巻取装置や、シート貼付済みのウエハＷをテーブル１１から別の場所に移載したり、新たなシート貼付対象となるウエハＷをテーブル１１に移載するための搬送装置も不要とすることができる。

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、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。

例えば、前記実施形態では、ロボット１４がカッター刃４３から清掃用部材６３に持ち替えて清掃を行う場合を図示説明したが、清掃用部材６３による清掃の専用装置としてロボット１４を用いる場合も含む。
また、前記実施形態におけるシート貼付装置１０は、帯状に連なるシートＳをウエハＷに貼付した後に、枚葉状に切断するタイプを図示、説明したが、本発明はこれに限定されるものではなく、ウエハＷからはみ出す大きさの枚葉状のシートをウエハＷに貼付して当該ウエハＷの形状に合わせて閉ループ状に切断するものであってもよい。この場合には、テーブル１１の上面における幅方向切断用溝１１Ａは不要とすることができる。

また、本発明における板状部材は半導体ウエハＷに限定されるものではなく、ガラス、鋼板、または、樹脂板等、その他の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。

また、前記除去用部材６２及び清掃用部材６３は、別々に設けることなく共用できるようにしてもよい。

本発明に係るシート貼付装置の実施形態を示す概略正面図。ロボットの自由端側にカッター刃が装着された状態を示す概略斜視図。除去用部材が装着された状態を示す図２と同様の概略斜視図。清掃用部材が装着された状態を示す図２と同様の概略斜視図。搬送用部材が装着された状態を示す図２と同様の概略斜視図。（Ａ）〜（Ｃ）は、ウエハにシートを貼付する動作説明図。（Ａ）〜（Ｃ）は帯状のシートを枚葉化した後に、ウエハの形状に合わせてシートを切断する動作説明図。除去用部材を用いてウエハ外側の不要シート部分を除去する動作説明図。清掃用部材でテーブルの上面を清掃する状態を示す動作説明図。

符号の説明

１０シート貼付装置
１１テーブル
１２貼付ユニット
１４ロボット
４３カッター刃
６２除去用部材
６３清掃用部材
６４搬送用部材
Ｗ半導体ウエハ（板状部材）
Ｓシート
Ｓ１不要シート部分

Claims

半導体ウエハを支持するテーブルと、前記半導体ウエハからはみ出す大きさのシートを前記半導体ウエハに貼付する貼付ユニットと、この貼付ユニットに併設されるとともに、自由端側に工具保持チャックが設けられた数値制御される多関節型のロボットと、
前記工具保持チャックに保持されるノズルホルダと、当該ノズルホルダの先端に連なるノズルとにより構成され、前記ロボットに装着されたときに当該ロボット内に設けられた通路に連通して前記テーブル及びその周辺の異物若しくは塵を除去する吸引力を発揮可能な清掃用部材と、
前記工具保持チャックに保持される刃ホルダと刃とにより構成され、前記ロボットに装着されたときに半導体ウエハの大きさに合わせて前記シートを切断可能なカッター刃と、
前記工具保持チャックに保持されるアームホルダと、当該アームホルダの先端に設けられ、先端側に吸着孔が形成された吸着アームとにより構成され、前記ロボットに装着されたときに当該ロボット内に設けられた通路に連通して前記半導体ウエハを吸着搬送する吸引力を発揮可能な搬送用部材と、
前記工具保持チャックに保持されるパッドホルダと、当該パッドホルダの先端中央に連設された管と、当該管の先端に設けられた吸着パッドとにより構成され、前記ロボットに装着されたときに当該ロボット内に設けられた通路に連通して前記カッター刃での切断により生ずる外側のシート部分を不要シート部分として取り除く吸着力を発揮可能な除去用部材とを備えていることを特徴とするシート貼付装置。