JP5296497B2 - 板状部材の支持体貼付装置及び支持体貼替装置 - Google Patents

Description

本発明は板状部材の支持体貼付装置及び支持体貼替装置に係り、例えば、半導体ウエハ等の板状部材を支持する際に、当該板状部材と支持手段との間に介在されて接触面間に隙間を生じさせることなく確実に固定することのできる支持体を貼付する貼付装置と、支持体貼替装置に関する。

近時の半導体ウエハ（以下、単に、「ウエハ」と称する）は、デバイス形成効率の向上を図るべく大径化される一方、数十μｍの厚みとなるまで裏面研削が要求される。大径及び極薄化されたウエハは、一層高まる脆弱性により、各種の処理を施す際に割れ等の損傷をもたらすリスクが高いものとなる。
そこで、特許文献１には、デバイスが形成されないウエハ外周側にリング状の凸部を残す状態で裏面研削を行い、当該凸部をウエハの補強として利用する構成が開示されている。
このようなウエハの裏面研削を行う場合には、デバイス形成面側に保護用の接着シートを貼付し、当該接着シート側を研削装置のテーブル上に載置して行われる。この接着シートは、裏面研削を行った後の段階で剥離することが必要となり、当該剥離を行うための支持装置を備えたシート剥離装置が提案されている（例えば、特許文献２参照）。
特開２００７−１９３７９号公報 特開平５−１１６８３７号公報

特許文献２に記載されたシート剥離装置は、ウエハに仮着された接着シートに剥離用テープを貼付し、当該剥離用テープを引っ張ることで接着シートを剥離するもので、ウエハを支持する支持装置は、テーブルの上面側に多孔質部材を配置して当該ウエハを吸着する構成となっている。
しかしながら、外周に凸部を有するウエハを対象として当該凸部の先端面がテーブル上面に接する向きでウエハを吸着した場合には、先端面に凹凸が存在している場合に、テーブルの上面との間に微細な隙間が生ずるものとなり、当該隙間からエアリークを生じて吸着力を先端面に付与することができなくなり、結果として、接着シートＳの剥離不良を生ずる、という不都合を招来する。

［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、ウエハ等の板状部材と、これを支持する支持手段との間にシート状の支持体を介在させ、当該支持体を板状部材に密着させて板状部材を固定することに適した支持体貼付装置を提供することにある。
また、本発明の他の目的は、前記支持体による板状部材の固定機能が低下したときに、支持手段に貼付された支持体を貼り替えて機能低下による不都合を回避可能な支持体貼替装置を提供することにある。

前記目的を達成するため、本発明に係る支持体貼付装置は、一方の面に閉ループ状の凸部を有する板状部材を支持する支持手段と、支持手段と板状部材との間に位置して当該板状部材を支持手段に固定可能とするシート状の支持体を板状部材が支持手段に支持される前に前記支持手段の支持面側に供給して貼付する供給手段とを備え、
前記支持体は、前記凸部の先端面に接して前記板状部材を支持するとともに、前記凸部に対応する位置に吸引孔を備え、
前記支持手段は、前記吸引孔に連通して前記板状部材に吸引力を付与する貫通孔を備え、前記供給手段は、前記貫通孔と吸引孔とが連通するように前記支持体を支持手段上に供給可能に設けられる、という構成を採っている。

本発明において、前記支持体は自粘性を備え、帯状の剥離シートに仮着されるとともに、所定の剥離手段を介して前記剥離シートから剥離されて前記支持面側に供給される、という構成を採ることができる。

更に、本発明に係る支持体貼替装置は、前記支持体貼付装置と、前記支持体を前記支持面から除去する除去装置とを含み、前記支持体は、前記支持体貼付装置と除去装置とを交互に動作させて貼替可能に設けられる、という構成を採っている。

前記除去手段は、前記板状部材に接着シートが貼付されている場合の当該接着シートを除去する機能をも含んで構成されている。

本発明によれば、支持手段と板状部材との間にシート状の支持体を介在させる構成としたから、特に、自粘性を備えたシートを支持体に用いたときに、その粘着力によって板状部材を確実に固定することが可能となる。しかも、板状部材に凹凸があっても、この凹凸面に倣うように支持体の接触面が凹凸に変形することで隙間を生じさせないようになる。
また、支持体に吸引孔を設ける一方、支持手段に吸引用の貫通孔を設けた構成としたときに、支持体を介して板状部材を吸着する際のエアリークを生じさせることなく板状部材を吸着固定することができる。
更に、支持体貼付装置と除去装置とを設けてこれらを交互に動作させることで、支持体を貼り替えることができる。従って、例えば、支持体の自粘性が低下して板状部材の固定力が低下したときに、新たな支持体と貼り替えることで、確実に板状部材を固定することができる。

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。

図１には、本実施形態に係る支持体貼替装置の概略正面図が示されている。この図において、支持体貼替装置１０は、支持体貼付装置１１と、除去装置１２とを備えて構成されている。支持体貼付装置１１は、板状部材としてのウエハＷを支持するテーブル（支持手段）１３と、帯状の剥離シートＲＬの一方の面にシート状の支持体１４が仮着された原反Ｒをテーブル１３の支持面１３Ａ側に供給する供給手段１５と、剥離シートＲＬから剥離される支持体１４を支持面１３Ａに押圧して貼付する押圧手段１７とを備えて構成されている。ここで、本実施形態における支持対象となる半導体ウエハＷは、一方の面の外周に閉ループ状の凸部Ｗ１を有し、他方の面に保護用の接着シートＳが貼付されている。

前記支持体１４は、図２に示されるように、中央部に通気孔１９が設けられている一方、その外周に、凸部Ｗ１の先端面Ｗ２を吸着する吸引孔２０が複数設けられている。この支持体１４は、先端面Ｗ２に密着可能な弾性を備え、且つ、自粘性を備えた材料により形成されている。ここで、「先端面Ｗ２に密着可能な弾性」とは、先端面Ｗ２に微細な凹凸があっても、この凹凸面に倣うように支持体１４の接触面が凹凸に変形して先端面Ｗ２と支持体１４との接触面間にエアリークの要因となる隙間を生じさせない可撓性を有することを意味する。また、「自粘性」は、粘着剤等を介さなくても、その濡れ性によって先端面Ｗ２に支持体１４が粘着できることを意味し、支持体１４は、例えば、シリコーン系、ウレタン系、アクリル系、フッ素系、ゴム系、ポリオレフィン系のエラストマーを素材として形成することが好ましい。

前記テーブル１３は、単軸ロボットからなる移動手段１８のスライダ１８Ａを介して図１中左右方向に移動可能に設けられている。このテーブル１３は、内部にチャンバＣを備えた中空体により構成されており、その上面側には、吸引孔２０とチャンバＣとを連通させる貫通孔２２が設けられている一方、側部には、チャンバＣに連通する側部連通孔２３が設けられている。側部連通孔２３には、図示しない減圧ポンプが接続され、当該減圧ポンプにより、側部連通孔２３、チャンバＣ、貫通孔２２及び吸引孔２０を通じてウエハＷの先端面Ｗ２を吸着するようになっている。なお、テーブル１３には、一端が上面に開放して他端が側面に開放する図示しない通気路が設けられており、この通気路は、前記通気孔１９に連通して支持体１４とウエハＷとの間に形成される空間Ｓ１内が減圧又は加圧状態にならないように通気を行うようになっている。また、側部貫通孔２３は、加圧ポンプにも接続するように構成し、適宜な切替バルブによって減圧と加圧とを使い分けるように構成することができる。この場合、支持体１４上に固定されたウエハＷを後工程に移載若しくは搬送するときに、吸引孔２０より先端面Ｗ２に加圧空気を吐出して支持体１４からウエハＷを分離する動作を補助することができる。

前記供給手段１５は、原反Ｒの支持ローラ２５と、ガイドローラ２６、２７と、剥離シートＲＬから支持体１４を剥離する剥離手段としてのピールプレート２８と、モータＭの出力軸に接続されて原反Ｒに繰出力を付与する駆動ローラ２９と、この駆動ローラ２９との間に剥離シートＲＬを挟み込むピンチローラ３０と、剥離シートＲＬの巻取ローラ３１とを含む。なお、供給手段１５は、図示しないフレームに支持されるようになっており、当該フレームが図示しない駆動手段によって上下方向に昇降可能に設けられ、テーブル１３の支持面１３Ａに対して離間接近可能となっている。

前記押圧手段１７は、ピールプレート２８の先端側に位置するプレスローラ３４と、当該プレスローラ３４を上下方向に変位可能に支持するシリンダ３５とにより構成されている。

前記除去装置１２は、感熱接着性の剥離用テープＰＴを繰り出す繰出部４０と、剥離用テープＰＴのリード端を保持して繰出部４０から繰り出す保持チャック４１と、剥離用テープＰＴを接着シートＳの外周上面側に押圧して接着させる押圧装置４４と、剥離用テープＰＴを切断する切断装置４５とを含む。繰出部４０は、剥離用テープＰＴを支持する支持ローラ４６と、モータＭ１の出力軸に接続された駆動ローラ４７と、この駆動ローラ４７との間に剥離用テープＰＴを挟み込むピンチローラ４８とにより構成されている。保持チャック４１は、相互に離間接近可能な上下一対のチャック爪４１Ａ、４１Ｂを含み、図示しない単軸ロボットを介して図１中左右方向に移動可能に設けられている。また、押圧装置４４は、直動モータ５０と、当該直動モータ５０によって上下方向に進退可能に設けられたヒータ５１を有する押圧ヘッド５２とを含む。切断装置４５は、カッター刃５３と、カッター刃５３を上下方向に移動させる上下用シリンダ５５と、この上下用シリンダ５５を支持してカッター刃５３を紙面直交方向に移動させる切断用シリンダ５４とを備えて構成されている。カッター刃５３の下方には、凹部を有するテープ案内板５６が設けられ、当該テープ案内板５６はブッシュ５８、軸５９及びコイルばね６０を介して、図１中左側に常に付勢されるとともに左右方向に移動可能に設けられている。なお、前記繰出部４０、押圧装置４４及び切断装置４５は、図示しない駆動手段によって上下方向に昇降可能に設けられている。

図１中符号７０は搬送装置を示し、当該搬送装置７０は、アーム７１と、当該アーム７１に支持された複数の吸着パッド７２とを備え、図示しないロボットアームに支持されてウエハＷを搬送可能に設けられている。

次に、本実施形態におけるシート貼替装置１０の全体的な作用について図３及び図４をも参照しながら説明する。

［支持体貼付方法］
ウエハＷをテーブル１３に支持させる場合には、支持体１４を支持面１３Ａに貼付した後に行われる。支持体１４の貼付に際しては、図３に示されるように、供給手段１５が所定の高さ位置まで下降する。テーブル１３が同図中左側から右側に移動し、図示しないセンサによりテーブル１３が所定位置に達したことが検知されたときに、駆動ローラ２９が回転して原反Ｒの繰り出しを行い、ピールプレート２８の先端で支持体１４が剥離され、プレスローラ３４の押圧力によって支持体１４が支持面１３Ａに貼付される。この貼付は、支持体１４の自粘性によって行われ、プレスローラ３４の表面には、支持体１４がその自粘性によって粘着しないようにシリコーン、フッ素等で表面処理が施されている。支持体１４が支持面１３Ａに貼付された状態では、支持体１４の通気孔２０がテーブル１３の貫通孔２０に連通するとともに、通気孔１９は、テーブル１３の図示しない通気路に連通するようになっている。

［ウエハ支持方法］
テーブル１３は支持体１４が貼付されると、図１中二点鎖線で示されるウエハＷの受け渡し位置に移動し、接着シートＳが貼付されたウエハＷが搬送手段７０を介して支持体１４上に移載される。このとき、図示しない切替バルブが作動して吸引孔２０を介してウエハＷの先端面Ｗ２に吸着力が付与され、支持体１４の粘着力も相互に補完し合うように作用し、当該ウエハＷは支持体１４に固定される。また、ウエハＷの先端面Ｗ２に微細な凹凸があっても支持体１４の弾性により、エアリークを生ずることなくウエハＷは確実に固定される。

［接着シート剥離方法］
図１に示されるように、支持体１４を介してウエハＷを固定したテーブル１３が同図中左側から右側に移動し、図示しないセンサによりテーブル１３が所定位置に達したことが検知されて停止する。次いで、剥離用テープＰＴのリード端が保持チャック４１によって保持されて所定長さ引き出され、押圧手段４４が下降して剥離用テープＰＴが接着シートＳの外周部に溶融接着される。そして、剥離用テープＰＴがカッター刃５３によって切断され、繰出部４０、押圧手段４４及び切断手段４５が上方に待避した後に、保持チャック４１が右側に移動することで接着シートＳがウエハＷから剥離される。この際、ウエハＷは、支持体１４を介して粘着と吸着とにより確実に固定されるので、エアリークに起因した剥離不能を生ずることはない。また、接着シートＳの剥離は、テーブル１３を左側に移動させて行ってもよいし、テーブル１３と保持チャック４１とを反対方向に移動させて行うことでもよい。

ウエハＷから接着シートＳが剥離されると、テーブル１３は、図１中二点鎖線で示されるウエハＷの受け渡し位置に移動し、ウエハＷは、図１に示されるように搬送手段７０を介してテーブル１３から分離され、後工程へ搬送される。なお、搬送手段７０の吸着パッド７２がウエハＷを吸着する際には、吸引孔２０による先端面Ｗ２の吸着を解除した後、図示しない加圧ポンプを介して空気を吸引孔２０より先端面Ｗ２に吐出するとよい。

［支持体貼替方法］
支持体１４を介在させたウエハＷの支持を反復継続して行うことにより、支持体１４の自粘性による固定機能が低下したときに、或いは、予め設定した利用回数に達したときに、支持体１４の貼り替えが行われる。
すなわち、図４に示されるように、ウエハＷから接着シートＳを剥離したときの動作と同一の動作を除去装置１２が行うことで、支持体１４をテーブル１３の支持面１３Ａから除去することができ、当該支持体１４の除去後に、支持体貼付装置１１によって新たな支持体１４が支持面１３Ａに貼付される。

従って、このような実施形態によれば、外周に凸部Ｗ１を有する極薄のウエハＷを支持対象としたときの、当該ウエハＷをテーブル１３に確実に固定することができ、支持体１４の貼り替えによって、当該支持体１４の固定力を常に安定させることができる、という効果を得る。しかも、この貼り替えを行うための除去装置１２は、ウエハＷに貼付された接着シートＳを剥離する装置として利用できるため、専用装置を用いる必要性を無くした汎用性を付与することができる。

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。

例えば、板状部材は、半導体ウエハＷに限定されるものではなく、ガラス板、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、支持手段を構成するテーブル１３は、支持面１３Ａの領域内に多孔質部材を配置したテーブルを用いて構成することもでき、この場合には、汎用タイプのテーブルを利用することができる。

更に、前記支持体貼付装置１１は、支持体１４の自粘性により支持面１３Ａへの粘着が行える限り、押圧手段１７を必ずしも設けることを要しない。

また、剥離手段１３は、ピールプレート２８以外のもので構成することを妨げることはなく、剥離シートＲＬから支持体１４を剥離できる構成において何ら限定されるものではない。

更に、前記実施形態では、感熱接着性の剥離用テープＰＴを採用した除去装置１２を例示したが、感圧接着性の剥離用テープＰＴを採用してもよい。

支持体貼替装置の全体構成を示す概略正面図。 剥離シートに支持体が仮着された原反の概略斜視図。 支持体をテーブルの支持面に貼付する状態を示す概略正面図。 テーブルから支持体を除去する状態を示す概略正面図。

符号の説明

１０ 支持体貼替装置
１１ 支持体貼付装置
１２ 除去装置
１３ テーブル（支持手段）
１３Ａ 支持面
１４ 支持体
１５ 供給手段
２０ 吸引孔
２２ 貫通孔
２８ ピールプレート（剥離手段）
ＲＬ 剥離シート
Ｓ 接着シート
Ｗ 半導体ウエハ（板状部材）

Claims (4)

1. 一方の面に閉ループ状の凸部を有する板状部材を支持する支持手段と、支持手段と板状部材との間に位置して当該板状部材を支持手段に固定可能とするシート状の支持体を板状部材が支持手段に支持される前に前記支持手段の支持面側に供給して貼付する供給手段とを備え、
   前記支持体は、前記凸部の先端面に接して前記板状部材を支持するとともに、前記凸部に対応する位置に吸引孔を備え、
   前記支持手段は、前記吸引孔に連通して前記板状部材に吸引力を付与する貫通孔を備え、前記供給手段は、前記貫通孔と吸引孔とが連通するように前記支持体を支持手段上に供給可能に設けられていることを特徴とする支持体貼付装置。
2. 前記支持体は自粘性を備え、帯状の剥離シートに仮着されるとともに、所定の剥離手段を介して前記剥離シートから剥離されて前記支持面側に供給されることを特徴とする請求項１記載の支持体貼付装置。
3. 請求項１又は２記載の支持体貼付装置と、前記支持体を前記支持面から除去する除去装置とを含み、前記支持体は、前記支持体貼付装置と除去装置とを交互に動作させて貼替可能に設けられていることを特徴とする支持体貼替装置。
4. 前記除去装置は、前記板状部材に接着シートが貼付されている場合の当該接着シートを除去する機能をも含むことを特徴とする請求項３記載の支持体貼替装置。

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