專(zhuān)利名稱(chēng)：基板粘合方法及采用該方法的裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種通過(guò)雙面粘接片將增強(qiáng)用(支承用)基板 粘合在半導(dǎo)體晶圓、玻璃基板、電路板等各種基板上的基板粘 合方法及采用該方法的裝置。
背景技術(shù)：
半導(dǎo)體晶圓(以下簡(jiǎn)稱(chēng)為"晶圓")是在晶圓上形成許多元 件后，用背磨工序切削晶圓背面，然后，用切割工序?qū)⒃摼A 切分成各元件?？墒?，近年來(lái)，隨著要求高密度安裝，存在使
晶圓厚度從100[im薄至50iim、甚至薄至25jim左右這樣減薄的傾向。
像這樣被背磨得較薄的晶圓不僅很脆，多數(shù)會(huì)產(chǎn)生變形。 因此，處理性變得極差。
因此，提出了一種通過(guò)粘接片將玻璃板等具有剛性的基板 粘合于晶圓上來(lái)增強(qiáng)晶圓的方法，并且該方法已被實(shí)施。
具體來(lái)講像如下構(gòu)成將在上表面預(yù)先粘貼了粘接帶的晶 圓載置固定于保持臺(tái)上，在該晶圓的上方，將由玻璃板等構(gòu)成 的基臺(tái)(本發(fā)明中的基板)以傾斜姿勢(shì)卡定保持于基臺(tái)支承部 的上端。在該狀態(tài)下，使加壓輥在被傾斜保持的基臺(tái)的表面上 移動(dòng)，并且隨著該移動(dòng)使基臺(tái)支承部下降。由此，將基臺(tái)粘貼 于半導(dǎo)體晶圓上(參照日本特開(kāi)2000-349136號(hào)公報(bào))。
可是，在以往的基臺(tái)粘合裝置中，由于是在極薄化后的晶 圓上預(yù)先粘貼粘接帶使其和增強(qiáng)用基板粘合，因此存在往晶圓 上粘貼粘接帶時(shí)施加外力會(huì)損壞晶圓的隱患。
另外，在使加壓輥在基臺(tái)表面上滾動(dòng)而一邊按壓一邊將基 臺(tái)粘合于晶圓上時(shí)，沿加壓輥的滾動(dòng)方向施加按壓力。結(jié)果， 存在基板的粘合位置沿其滾動(dòng)方向偏移的問(wèn)題。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的主要目的在于提供一種能夠不損壞半導(dǎo)體晶圓等 工件、支承用基板的粘合位置不偏移等地、高精度地粘合基板 與半導(dǎo)體晶圓的基板粘合方法及采用該方法的裝置。
為了達(dá)成上述目的，本發(fā)明采用如下構(gòu)成。
一種基板粘合方法，通過(guò)介于工件和支承用基板之間的雙
面粘接片使工件和支承用基板粘合，上述方法包含以下過(guò)程
粘貼過(guò)程，在上述工件上粘貼雙面粘接片； 對(duì)位過(guò)程，用多個(gè)保持部件保持上述基板的周緣，使上述
工件和基板夾著所粘貼的上述雙面粘接片相接近地相對(duì)配置；
粘合過(guò)程，用由彈性體構(gòu)成的大致半球形狀的按壓部件從
上述基板的非粘合面的大致中央起開(kāi)始進(jìn)行按壓， 一 邊使該按
壓部件產(chǎn)生彈性變形而以扁平面接觸基板面， 一 邊將基板粘合
于工件上；
退避過(guò)程，當(dāng)利用上述按壓部件的彈性變形而對(duì)基板面進(jìn) 行按壓接觸的按壓接觸面接近基板周緣時(shí)，解除上述保持部件 對(duì)基板的保持，且使該保持部件退避到基板外方。
采用本發(fā)明的基板粘合方法，用由彈性體構(gòu)成的大致半球 形狀的按壓部件從基板的非粘合面的大致中央開(kāi)始進(jìn)行按壓。 由此，按壓部件 一 邊從基板中央以放射狀向周緣擴(kuò)大接觸面積 一邊逐漸產(chǎn)生彈性變形。因此，按壓部件也能夠從基板中央向 周緣均勻地施加按壓力，并且能夠?qū)喨胝澈厦娴臍馀菖懦?外方。結(jié)果，能夠抑制基板的粘合位置的偏移和工件的損壞。 并且，能夠?qū)崿F(xiàn)不向粘合面巻入氣泡的高品質(zhì)的粘合。
另外，上述方法的粘合過(guò)程，優(yōu)選是用后述方法實(shí)施。
例如，伴隨用按壓部件按壓基板面而產(chǎn)生翹曲，隨著該翹 曲使多個(gè)保持部件的前端向斜下方擺動(dòng)。
另外，伴隨用按壓部件按壓基板面而產(chǎn)生翹曲，隨著該翹 曲使多個(gè)保持部件下降。
釆用上述兩種方法，不會(huì)在基板上累積翹曲產(chǎn)生的應(yīng)力。 即，不會(huì)將基板以翹曲的狀態(tài)粘合到工件上。
另外，按壓部件的硬度從與基板接觸的前端向安裝基端側(cè) 逐漸增高。
采用這種方法，由于按壓部件的前端側(cè)的硬度低于基端側(cè) 的硬度，因此容易產(chǎn)生彈性變形。就是說(shuō)，容易使按壓部件沿 基板面以扁平面接觸，并且，當(dāng)彈性變形達(dá)到臨界值時(shí)，整個(gè) 按壓部件變石更。
因此，能夠使按壓力均勻地作用于基板面上。 另外，按壓部件的硬度從與基板接觸的前端的中心向徑向 方向逐漸增高。
釆用這種方法，由于按壓部件前端的中心側(cè)的硬度低于基 端側(cè)的硬度，因此容易產(chǎn)生彈性變形。就是說(shuō)，容易使按壓部 件沿基板面以扁平面接觸，并且，當(dāng)彈性變形達(dá)到臨界值時(shí)整 個(gè)按壓部件變硬。
因此，能夠使按壓力均勻地作用于基板面。
另外，上述按壓部件的與基板接觸的前端形成為扁平面， 且使該按壓部件自該扁平面接觸基板。
采用這種方法，能夠抑制按壓部件產(chǎn)生的按壓力局部地作 用于基板的中心。換言之，能夠使按壓力向基板的徑向方向分 散而作用大致均勻的按壓力。
在上述各種方法中，優(yōu)選是粘合過(guò)程在減壓環(huán)境中將支承
用基板粘合于工件上。
采用這種方法，能夠進(jìn) 一 步高精度地排除氣泡向工件與基 才反的粘合面巻入。
并且，在上述各種方法中，即使將基板替換成工件而將工 件粘合于基板上，也能得到相同的效果。
另外，為了達(dá)成上述目的，本發(fā)明采用后述構(gòu)成。
一種基板粘合裝置，通過(guò)介于工件和支承用基板之間的雙 面粘接片使工件和支承用基板粘合，上述裝置包含以下構(gòu)成要
素
保持臺(tái)，保持粘貼了上述雙面粘接片的工件的非粘接面； 保持部件，保持上述基板周緣的多個(gè)部位，使基板接近載 置保持于上述保持臺(tái)上的工件的雙面粘接片粘接面地與其相對(duì)
配置；
粘合部件，具有由彈性體構(gòu)成的大致半球形狀的按壓部件，
使該按壓部件產(chǎn)生彈性變形而以扁平面接觸基板面， 一 邊將基 板粘合于工件上；
驅(qū)動(dòng)部件，伴隨上述按壓部件的彈性變形，解除上述保持 部件對(duì)基板的保持，且使該保持部件退避到基板外方。
采用本發(fā)明的基板粘合裝置，可以使基板接近載置保持于 保持臺(tái)上的工件的雙面粘接片粘合面地與其相對(duì)配置，使按壓 部件從該基板的非粘合面?zhèn)劝磯簛?lái)將基板粘合于工件上。在將 該基板粘合于工件上的過(guò)程中，伴隨按壓部件的彈性變形而解 除保持部件的保持，且使保持部件退避到基板外方，從而能夠 將基板完全粘合于工件上。即，能夠較好地實(shí)現(xiàn)上述方法發(fā)明。
并且，本發(fā)明裝置中的按壓部件，優(yōu)選是其半球形狀的成 為接觸開(kāi)始位置的前端具有扁平面。
采用這種構(gòu)成，能夠抑制按壓部件產(chǎn)生的按壓力局部地作 用于基板上。換言之，能夠使按壓力向基板的徑向方向分散而 作用大致均勻的按壓力。
另外，本發(fā)明裝置中的按壓部件，優(yōu)選是構(gòu)成為硬度從前 端向安裝基端側(cè)逐漸變高。
采用這種構(gòu)成，由于按壓部件的前端側(cè)硬度低于基端側(cè)硬 度，容易產(chǎn)生彈性變形。就是說(shuō)，容易使按壓部件沿基板面以 扁平面接觸，并且，當(dāng)彈性變形達(dá)到臨界值時(shí)整個(gè)按壓部件變 硬，能夠使按壓力均勻地作用于基板面上。
并且，上述按壓部件，也可以構(gòu)成為其硬度從與基板接觸 的前端的中心向徑向方向變高。
另外，本發(fā)明裝置中的保持部件，優(yōu)選是由卡定工件周緣 的卡定爪構(gòu)成。
采用這種構(gòu)成，能夠減小與基板保持的接觸面積，能夠抑 制粘合面的污染。
并且，卡定爪優(yōu)選是構(gòu)成為像后述那樣動(dòng)作。
例如，伴隨用按壓部件按壓基板面而產(chǎn)生翹曲，隨著該翹 曲使多個(gè)卡定爪的前端向斜下方擺動(dòng)。
并且，伴隨用按壓部件按壓基板面而產(chǎn)生翹曲，隨著該翹 曲使多個(gè)卡定爪下降。
另外，本發(fā)明裝置優(yōu)選是構(gòu)成為至少將保持臺(tái)、保持部件 及粘合部件收容于減壓室內(nèi)。采用該構(gòu)成，能夠積極地排除巻 入工件和基板的粘合面的氣泡。
并且，也可以是使基板和工件的保持方式相反的構(gòu)成。


為了說(shuō)明本發(fā)明，圖示了當(dāng)前認(rèn)為比較優(yōu)選的幾種實(shí)施方
式，但是期望知曉的是，本發(fā)明并不限定于圖示那樣的構(gòu)成及 方案。
圖l是本發(fā)明的基板粘合裝置的立體圖，
圖2是表示本發(fā)明的基板粘合裝置的整體構(gòu)成的俯視圖，
圖3是本發(fā)明的基板粘合機(jī)構(gòu)的俯視圖，
圖4是本發(fā)明的基板粘合機(jī)構(gòu)的主視圖，
圖5是按壓部件的立體圖，
圖6~圖9是表示雙面粘接片的粘貼動(dòng)作的圖，
圖10(a) ~ ( c)是表示支承基板的粘合動(dòng)作的圖，
圖ll(a) ~ (b)是表示支承基板的粘合動(dòng)作的圖。
具體實(shí)施例方式
下面，參照

本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例。
圖l是執(zhí)行本發(fā)明的基板粘合方法的基板粘合裝置的俯視 圖，圖2是其主視圖。
如圖l所示，本實(shí)施例的基板粘合裝置l,在基臺(tái)2的右前 側(cè)配置裝填有盒C1的晶圓供給部3，該盒C1收容了半導(dǎo)體晶圓 Wl(以下，簡(jiǎn)稱(chēng)"晶圓W1，，)；在基臺(tái)2的中央前側(cè)配置裝填有 盒C2的支承基板供給部4,該盒C2收容了作為增強(qiáng)用基板的支 承基板W2，該支承基板W2由玻璃板、不銹鋼等構(gòu)成，其形狀 與晶圓形狀大致相同；在基臺(tái)2的左前側(cè)配置將粘合了支承基 板W2的晶圓W1回收于盒C3的晶圓回收部5。在該晶圓供給部3 和支承基板供給部4之間配置有具有機(jī)械手6的第l輸送機(jī)構(gòu)7、 利用輸送帶水平輸送晶圓W1的第2輸送機(jī)構(gòu)8。此外，在基臺(tái)2 的右側(cè)靠里的位置配置有第l對(duì)準(zhǔn)臺(tái)9。在第l對(duì)準(zhǔn)臺(tái)9的上方配 置有朝向晶圓Wl供給雙面粘接片Tl的粘接片供給部10。此外， 在粘接片供給部10的右斜下方配置有用于從由粘接片供給部IO供給的帶分離片的雙面粘接帶T1僅回收分離片S的分離片回 收部ll。在對(duì)準(zhǔn)臺(tái)9的左側(cè)旁配置有載置保持晶圓Wl的保持部 12、在保持于該保持部12上的晶圓Wl上粘貼雙面粘接片Tl的 粘貼機(jī)構(gòu)13、將雙面粘接片Tl粘貼于晶圓Wl上后剝離不要的 片T2的片剝離機(jī)構(gòu)14。在保持部12的上方配置有沿晶圓Wl的 外形將粘貼于晶圓Wl上的雙面粘接片Tl切斷的刀具單元15。 此外，在刀具單元15的左側(cè)上方配置有回收不要的片T2的片回 收部16。此外，在片粘貼機(jī)構(gòu)13的左側(cè)旁配置有具有機(jī)械手17 的第3輸送機(jī)構(gòu)18。在輸送機(jī)構(gòu)18的左側(cè)旁配置有第2對(duì)準(zhǔn)臺(tái) 19。并且，在第2對(duì)準(zhǔn)臺(tái)19的左側(cè)靠里的位置配置有將晶圓Wl 和支承基板W2粘合起來(lái)的基板粘合機(jī)構(gòu)20。下面，具體說(shuō)明 各構(gòu)成。
晶圓供給部3、支承基板供給部4及晶圓回收部5具有可升 降的盒臺(tái)。收容于各盒臺(tái)中的盒C1 C3,分別以多層收容并載 置晶圓W1、支承基板W2及帶支承基板的晶圓W1。此時(shí)，在盒 Cl、 C3內(nèi)，晶圓Wl保持圖案面朝上的水平姿勢(shì)。
第1輸送機(jī)構(gòu)7及第3輸送機(jī)構(gòu)18 #皮構(gòu)成為具有機(jī)械手6 、 17,并且被未圖示的驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)驅(qū)動(dòng)而旋轉(zhuǎn)。
如圖2所示，機(jī)械手6、 17具有其前端制成馬蹄形的基板保 持部21、 22。在該基板保持部21、 22上設(shè)有未圖示的吸附孔， 從背面真空吸附收容于盒Cl 、 C2內(nèi)的晶圓Wl及支承基板W2。 并且，基板保持部21、 22的形狀不限定于馬蹄形，也可以是矩 形或圓形等。
就是說(shuō)，機(jī)械手6可使基板保持部21在以多層收容于盒C1 的晶圓Wl彼此之間的間隙中進(jìn)行進(jìn)退且從背面吸附保持晶圓 W1,并且將所吸附保持的晶圓W1依次輸送到后述的第1對(duì)準(zhǔn)臺(tái) 9、保持部12及第2輸送機(jī)構(gòu)8。
機(jī)械手17將由第2輸送機(jī)構(gòu)8輸送來(lái)的帶雙面粘接片的晶 圓Wl依次輸送到第2對(duì)準(zhǔn)臺(tái)19、基板粘合機(jī)構(gòu)20。并且，機(jī)械 手17使基板保持部22在以多層收容于盒C2的支承基板W2彼此 之間的間隙中進(jìn)行進(jìn)退且從背面吸附保持支承基板W2，并且將 所吸附保持的支承基板W2依次輸送到后述的第2對(duì)準(zhǔn)臺(tái)19、基 板粘合機(jī)構(gòu)20,然后，將在基板粘合機(jī)構(gòu)20粘合了支承基板 W2的晶圓W1輸送到盒C3。
第2輸送機(jī)構(gòu)8是由輸送輥或環(huán)狀帶構(gòu)成的輸送帶式的輸 送機(jī)構(gòu)。就是說(shuō)，將由機(jī)械手6移載的帶雙面粘接片的晶圓W1 水平輸送到可交接到機(jī)械手17的位置。
第l對(duì)準(zhǔn)臺(tái)9基于所載置的大致圓形的晶圓Wl的定位平面 或槽口等進(jìn)行對(duì)位。
第2對(duì)準(zhǔn)臺(tái)19和第1對(duì)準(zhǔn)臺(tái)9相同，基于定位平面等對(duì)晶圓 Wl進(jìn)行對(duì)位。并且，用 一對(duì)卡定爪75夾住支承基板W2確定其 中心位置。
如圖6所示，保持部12具有卡盤(pán)臺(tái)23,該卡盤(pán)臺(tái)23利用在 中央進(jìn)行升降的吸附盤(pán)接收晶圓Wl、并與晶圓Wl的背面整面 接觸來(lái)吸附保持晶圓W1。并且，卡盤(pán)臺(tái)23相當(dāng)于本發(fā)明的保 持臺(tái)。
在粘接片供給部10中，會(huì)因加熱膨脹而降低粘接力的雙面 粘接片T1以帶分離片S的狀態(tài)纏繞在巻軸24上。并且，將從該 巻軸24放出的帶分離片S的雙面粘接片Tl纏繞引導(dǎo)到引導(dǎo)輥25 組。并且，粘接片供給部10可以轉(zhuǎn)動(dòng)地以軸支承于裝置主體的 縱壁，通過(guò)制動(dòng)機(jī)構(gòu)等限制旋轉(zhuǎn)。
在分離片回收部ll中，回收巻軸26可以轉(zhuǎn)動(dòng)地以軸支承于 縱壁，與電動(dòng)機(jī)等驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)連動(dòng)連結(jié)。
片粘貼機(jī)構(gòu)13,以其框架可在帶移動(dòng)方向上滑動(dòng)的方式把
持于裝置主體的導(dǎo)軌上，通過(guò)未圖示的電動(dòng)機(jī)等驅(qū)動(dòng)部連動(dòng)連
結(jié)。此外，粘貼輥27可旋轉(zhuǎn)地以軸支承于框架。就是說(shuō)，粘貼 輥27—邊滾動(dòng)按壓雙面粘接片Tl的表面一邊將雙面粘接片Tl 粘貼于晶圓W1的具有凹凸的表面上。
刀具單元15借助未圖示的升降機(jī)構(gòu)而在待機(jī)位置和切斷 雙面粘接片T1的作用位置之間升降移動(dòng)。并且，使刀具沿晶圓 Wl的外形旋轉(zhuǎn)移動(dòng)而將雙面粘接片Tl按晶圓形狀切斷。
片剝離機(jī)構(gòu)14,以其框架可在帶移動(dòng)方向上滑動(dòng)的方式把 持于裝置主體的導(dǎo)軌上，通過(guò)未圖示的電動(dòng)機(jī)等驅(qū)動(dòng)部連動(dòng)連 結(jié)。此外，剝離輥28可旋轉(zhuǎn)地以軸支承于框架。此外，該剝離 輥28被未圖示的氣缸等驅(qū)動(dòng)而上下擺動(dòng)。剝離輥28將切斷后不 要的雙面粘接片T2從支承基板W2剝離。
在片回收部16中，回收巻軸29可轉(zhuǎn)動(dòng)地以軸支承于基臺(tái)2 的縱壁，與電動(dòng)機(jī)等驅(qū)動(dòng)部連動(dòng)連結(jié)。就是說(shuō)，從帶供給部ll 放出規(guī)定量的雙面粘接片T1并供給到晶圓W1上，并且，通過(guò) 驅(qū)動(dòng)部工作將切斷雙面粘接片T1后不要的帶T 2巻:f又到回收巻 軸32。
如圖4所示，基板粘合機(jī)構(gòu)20設(shè)于基臺(tái)2上、且設(shè)于可開(kāi)閉 的減壓室36的內(nèi)部。另外，基板粘合機(jī)構(gòu)20相當(dāng)于本發(fā)明的基 板粘合裝置。
另外，如圖3及圖4所示，基板粘合機(jī)構(gòu)20由真空吸附式保 持臺(tái)37、 2對(duì)相對(duì)的卡定爪38、按壓部件39、及這些部件的驅(qū) 動(dòng)部件構(gòu)成。該保持臺(tái)37水平地載置保持晶圓Wl,該2對(duì)相對(duì) 的卡定爪38以4個(gè)部位卡定保持支承基板W2周緣，該按壓部件 39在用這些卡定爪38卡定支承基板W2的狀態(tài)下，在其上方位 置待機(jī)。下面說(shuō)明各構(gòu)成的具體結(jié)構(gòu)。
卡定爪38被可裝卸地螺栓連結(jié)于保持架41上。在卡定爪38
的前端部具有呈階梯狀地從下方頂住卡定支承基板W 2的周緣
部位的局部圓弧狀的卡定部38a。并且，卡定爪38相當(dāng)于本發(fā) 明的保持部件。
在俯視圖中觀察，保持架41樞軸支承于軸承托架42，并以 水平橫軸心P為支點(diǎn)可從水平姿勢(shì)擺動(dòng)到向下方傾斜的傾斜姿
勢(shì)，并且，軸承托架42配置于可動(dòng)臺(tái)46上?？蓜?dòng)臺(tái)46配置于升 降臺(tái)4 9上，并且利用被氣缸或脈沖電動(dòng)機(jī)螺旋進(jìn)給驅(qū)動(dòng)的直線 橫向驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)47，可使可動(dòng)臺(tái)46在水平方向橫向移動(dòng)。就是說(shuō)， 各卡定爪38可在基板保持位置和后退到基板外方的退避位置 之間往復(fù)移動(dòng)。并且，直線橫向驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)47相當(dāng)于本發(fā)明的驅(qū) 動(dòng)部件。
并且，直線橫向驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)47自身配置于升降臺(tái)49上，該升 降臺(tái)49可沿立設(shè)于基臺(tái)上的導(dǎo)軌48升降。該升降臺(tái)49利用氣缸 或脈沖電動(dòng)機(jī)等驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)5 0使升降臺(tái)4 9進(jìn)行螺旋進(jìn)給升降，從 而可升降各卡定爪38。
按壓部件39由直徑大于晶圓Wl直徑的大致半球形狀的彈 性體構(gòu)成。例如，如圖5所示，在該實(shí)施例裝置中，按壓部件 39的成為4姿壓開(kāi)始位置的前端具有扁平面40。由于具有該扁平 面40,能夠抑制由按壓部件39產(chǎn)生的按壓力局部地作用于支承 基板W2。換言之，能夠使按壓力沿支承基板W2的徑向方向分 散而使大致均勻的按壓力作用于支承基板W2上。因此，能夠抑 制晶圓W1的損壞，并且能夠有效地排出巻入粘合面的氣泡。結(jié) 果，能夠使晶圓W1的外周部分粘合均勻地將支承基板W 2和晶 圓W1緊密貼合。
另外，按壓部件39在安裝基端側(cè)具有圓柱塊39a,根據(jù)粘 合的晶圓Wl的尺寸和材質(zhì)適宜地設(shè)定按壓部件39的該圓柱塊 39a的高度c、半球形狀的塊39b的半徑a、曲率半徑R、扁平面
40的半徑b、從圓柱塊39a的安裝基端面到塊39b的頂端的高度 h及硬度等。就是說(shuō)，圓柱塊39a的高度c被設(shè)定為這樣的高度 在由按壓產(chǎn)生彈性變形時(shí)，半球形狀的塊39b的部分能在徑向 方向和高度方向不產(chǎn)生應(yīng)力地變形。曲率半徑R被設(shè)定為這樣 的范圍按壓力傳播到支承基板W2的徑向方向(放射狀)、且 向支承基板W2的按壓力(表面壓力)均勻。半徑a優(yōu)選為這樣 的尺寸在將支承基板W2粘合于晶圓Wl上時(shí)，產(chǎn)生彈性變形 的按壓部件3 9和支承基板W 2的整面接觸并將其覆蓋。半徑a例 如是晶圓W1直徑的大致2倍。扁平面40的半徑b被設(shè)定成使接 觸面積的表面壓力均勻。
另外，按壓部件39優(yōu)選是摩擦系數(shù)低且具有耐熱性的材 質(zhì)，更優(yōu)選是低硬度的材質(zhì)。例如，可利用采用硅膠和氟橡膠 等，成形為半球形狀的塊或球形的按壓部件。
例如，在6英寸的晶圓Wl上粘合相同形狀的支承基板W2 時(shí)，適于該按壓部件39的條件的情況是半徑a為600mm、扁 平面40的半徑b為1 ~ 10mm、圓柱塊39a的高度c為10~ 40mm、 曲率半徑R為150 ~ 300mm、兩塊39a, 39b合在一起的高度h 為50~ 150mm、及硬度(肖氏硬度)為5~ 30的范圍。進(jìn)一步 優(yōu)選是半徑a為600mm、扁平面40的半徑b為3mm、高度c為 25mm、曲率半徑R為200mm、前端部分硬度(肖氏硬度)為 15、且硬度從該前端部分向基端側(cè)逐漸增大，在基端部分為20。
并且，上述曲率半徑R是基于將半球形狀的塊3 9 b假設(shè)為球 體時(shí)的半徑求得，但不限定于此方法。
另外，按壓部件39可升降地安裝于覆蓋罩61內(nèi)。就是說(shuō)， 在覆蓋罩61內(nèi)安裝有可通過(guò)4根引導(dǎo)軸63上下滑動(dòng)、并且被氣 缸64驅(qū)動(dòng)升降的升降架65。按壓部件39安裝于該升降架65上。 并且，按壓部件39、引導(dǎo)軸63、氣缸64、及升降架65等起到本
發(fā)明的粘合部件的作用。
如圖3及圖4所示，減壓室36由設(shè)于基臺(tái)上的大致圓筒狀的 固定周壁60、和通過(guò)未圖示的鉸鏈可上下擺動(dòng)關(guān)閉地安裝于該 固定周壁60上的覆蓋罩61構(gòu)成。此外，通過(guò)使未圖示的真空泵 工作而能使室內(nèi)減壓。并且，在固定周壁60的上端全周上安裝 有與關(guān)閉的覆蓋罩61的下端全周緊密貼合而用于保持室內(nèi)氣 密的密封件62。并且，在具有扁平面的側(cè)面設(shè)有滑動(dòng)開(kāi)閉的開(kāi) 閉門(mén)74。就是說(shuō)，將由機(jī)械手17吸附保持的晶圓Wl及支承基 板W2從開(kāi)閉門(mén)開(kāi)口搬入到內(nèi)部，且分別載置保持于保持臺(tái)37 和各卡定爪38上。
接著，參照

采用上述實(shí)施裝置將支承基板W2粘貼 于晶圓Wl上的 一 系列動(dòng)作。
當(dāng)各盒C1 ~ C3的裝填和雙面粘接片Tl的設(shè)置等的初始設(shè) 定完成時(shí)，執(zhí)行裝置的工作。首先，第1輸送機(jī)構(gòu)7旋轉(zhuǎn)，該機(jī) 構(gòu)的機(jī)械手6的基板保持部21插入盒C1內(nèi)的晶圓彼此間的間隙 中。機(jī)械手6用其基板保持部21從背面吸附保持晶圓Wl并將其 取出，且將晶圓W1移載到第1對(duì)準(zhǔn)臺(tái)9上。
基于定位平面或槽口等對(duì)載置于第l對(duì)準(zhǔn)臺(tái)9上的晶圓Wl 進(jìn)行對(duì)位。對(duì)位后，晶圓Wl被機(jī)械手6吸附保持其背面地將該 晶圓Wl移載到卡盤(pán)臺(tái)23上。
載置于卡盤(pán)臺(tái)23上的晶圓Wl,進(jìn)行對(duì)位且被吸附保持。 此時(shí)，如圖6所示，片粘貼機(jī)構(gòu)13和片剝離機(jī)構(gòu)14位于左側(cè)的 初始位置，刀具單元15位于上方的待機(jī)位置。
如圖7所示，當(dāng)晶圓W1對(duì)位結(jié)束時(shí)，片粘貼機(jī)構(gòu)13的粘貼 輥27—邊按壓雙面粘接片Tl的表面， 一邊沿與片移動(dòng)方向相反 的方向(圖7中的從左到右)滾動(dòng)。通過(guò)該動(dòng)作將雙面粘接片 Tl均勻地粘貼于晶圓Wl的整個(gè)表面上。
如圖8所示，當(dāng)片粘貼機(jī)構(gòu)13到達(dá)結(jié)束位置時(shí)，刀具單元
15下降到切斷作用位置，刀尖刺入并貫通雙面粘接片T1。刀尖 沿晶圓Wl的周緣旋轉(zhuǎn)移動(dòng)，從而將雙面粘接片Tl切斷為大致
晶圓形狀。
切斷雙面粘^妄片T1后，如圖9所示，刀具單元15上升返回 到待機(jī)位置。
接著，片剝離機(jī)構(gòu)14一邊在支承基板W2上沿與片移動(dòng)方 向相反的方向(圖9中的從左到右)移動(dòng)， 一邊將在晶圓W1上 切斷后不要的片T2巻起且剝離。
當(dāng)片剝離機(jī)構(gòu)14到達(dá)剝離作業(yè)的結(jié)束位置時(shí)，片剝離機(jī)構(gòu) 14和片粘貼機(jī)構(gòu)13沿片移動(dòng)方向移動(dòng)，回到圖6所示的初始位 置。此時(shí)，不要的片T2被巻取到回收巻軸29,并且從粘接片供 給部10放出規(guī)定量的雙面粘接片T1。并且，殘留于雙面粘接片 Tl的表面上的分離片被適時(shí)的剝離。
粘貼了雙面粘接片Tl的晶圓Wl,再次被機(jī)械手6吸附且被 移載到第2輸送機(jī)構(gòu)8 。第2輸送機(jī)構(gòu)8將所載置的晶圓W1水平 輸送到與第2機(jī)械手17的交接位置。
被第2輸送機(jī)構(gòu)8輸送到交接位置的晶圓Wl,被機(jī)械手17 從非粘接面、即下方吸附保持而被移載到第2對(duì)準(zhǔn)臺(tái)19,從而 基于槽口等進(jìn)行對(duì)位。對(duì)位后，晶圓Wl被機(jī)械手17吸附保持 其背面地將其移載到基板粘合機(jī)構(gòu)20的減壓室內(nèi)的保持臺(tái)37 上。晶圓Wl在被保持臺(tái)37吸附保持的狀態(tài)下待機(jī)，直到將支 承基板W 2輸送到基板粘合機(jī)構(gòu)2 0 。
當(dāng)晶圓W1被載置于保持臺(tái)37上時(shí)，第2機(jī)械手17開(kāi)始輸送 支承基板W2。就是說(shuō)，將第2機(jī)械手17前端的基板保持部22插 入到盒C2內(nèi)的支承基板W2彼此間的間隙中。機(jī)械手17用其基 板保持部22從背面吸附保持支承基板W2并將其取出，且將支 承基板W2移載到第2對(duì)準(zhǔn)臺(tái)19。
第2對(duì)準(zhǔn)臺(tái)19用 一對(duì)卡定爪75夾住支承基板W2對(duì)其進(jìn)行 定位。當(dāng)定位結(jié)束時(shí)，機(jī)械手17從支承基板W2的非粘合面、 即下方對(duì)該支承基板W2進(jìn)行吸附保持并將其翻轉(zhuǎn)到上方，然 后，將該支承基板W2搬入到基板粘合機(jī)構(gòu)20的減壓室內(nèi)。另 外，根據(jù)所采用的支承基板W2不同，有時(shí)也不需要使支承基板 W2在對(duì)位后進(jìn)行翻轉(zhuǎn)。
當(dāng)搬入支承基板W2時(shí)，使各卡定爪38水平移動(dòng)到基于對(duì) 應(yīng)于支承基板W 2的直徑預(yù)先輸入的信息而確定的基板中心側(cè) 的規(guī)定位置。由這些卡定爪38的卡定部38a以4點(diǎn)支承的狀態(tài)水 平地卡定保持支承基板W2。當(dāng)卡定保持結(jié)束時(shí)，機(jī)械手17從 減壓室13退避。此時(shí)，被保持臺(tái)37吸附保持的晶圓Wl和用卡 定爪38卡定保持的支承基板W2成為相接近的相對(duì)狀態(tài)。
當(dāng)晶圓W1和支承基板W2的裝填結(jié)束時(shí)，將減壓室36的開(kāi) 閉門(mén)74關(guān)閉且密閉后，進(jìn)行排氣處理，從而將內(nèi)壓減壓到例如 65KPa ( 500mmHg)以下。并且，在該時(shí)刻，按壓部件39在 支承基板W 2的上方待機(jī)。
當(dāng)減壓處理結(jié)束時(shí)，發(fā)出粘合開(kāi)始指令，開(kāi)始將支承基板 W2粘合于晶圓Wl上。
就是說(shuō)，當(dāng)發(fā)出粘合指令時(shí)，如圖10(a)所示，位于支 承基板W2上方的待機(jī)位置的按壓部件39,如圖10(b)所示那 樣，開(kāi)始下降。伴隨該下降動(dòng)作，按壓部件39的下方前端與支 承基板W2的大致中央接觸且進(jìn)行按壓，使支承基板W2稍微撓 曲地將支承基板W2和晶圓W1的中央部分粘合。此時(shí)，以卡定 爪前端的下表面不接觸雙面粘接片T1的程度，且對(duì)應(yīng)于支承基 板W2的撓曲量使卡定爪前端向下傾斜。
如圖10(c)所示，隨著按壓部件39進(jìn)一步下降，按壓部
件39產(chǎn)生彈性變形，沿支承基板W2的徑向方向以放射狀擴(kuò)大 接觸面積，并且，將支承基板W2逐步地粘合于晶圓Wl。此時(shí)， 為使支承基板W2的撓曲量恒定，卡定爪38變成水平狀態(tài)且逐 漸下降。
并且，由于該按壓部件39的彈性變形，其相對(duì)于支承基板 W 2的接觸面積擴(kuò)大，當(dāng)擴(kuò)大到支承基板W 2的周緣附近的規(guī)定 位置時(shí)，如圖ll(a)所示，卡定爪38為了不妨礙支承基板W2 的粘合，而解除對(duì)支承基板W2的卡定保持，后退到基板外方。
然后，如圖ll(b)所示，再次按壓按壓部件39,用產(chǎn)生 彈性變形的按壓部件39覆蓋支承基板W2的整個(gè)非粘合面，完 成支承基板W2向晶圓Wl的粘合。
當(dāng)完成粘合時(shí)，使按壓部件39上升返回到待機(jī)位置，此后， 外界空氣流入減壓室36使其返回到大氣壓，此后，開(kāi)放開(kāi)閉門(mén) 74。
機(jī)械手17將前端的基板保持部22從開(kāi)閉門(mén)開(kāi)口插入，吸附 保持粘合了支承基板W2的晶圓W1并將其取出。將該取出的晶 圓W1裝填到盒C3。以上完成了一次粘合處理，以后重復(fù)上述 動(dòng)作。
并且，在上述實(shí)施例中，舉例表示了將相同直徑的支承基 板W2粘合于晶圓W1上的情況，但也可將直徑比晶圓Wl直徑小 一些的支承基板W2粘合于晶圓Wl上，只要和上述相同動(dòng)作即可。
的支承基板W 2的大致中央開(kāi)始按壓，使按壓部件3 9 —邊產(chǎn)生
且，將支承基板W2逐步地粘合于晶圓Wl上。由此，將支承基 板W2粘合于晶圓Wl上時(shí)，能夠抑制支承基板W2相對(duì)于晶圓
Wl的粘合位置偏移。
另外，能夠一邊使按壓力以放射狀向晶圓W1外方分散一邊 將支承基板W2粘合于晶圓Wl上，因此能夠施加大致均勻的按
壓力。因此，在粘合時(shí)，按壓力不會(huì)局部的施加于晶圓W1上， 因此，能夠抑制晶圓W1的損壞等。
并且，由于從大致中央開(kāi)始以放射狀將支承基板W2粘合于 晶圓W1上，因此能夠有效地排出巻入粘合面的氣泡。
本發(fā)明不限于上述實(shí)施例，也可以〗象下述那樣變形實(shí)施。
(1 )在上述實(shí)施例中，將晶圓Wl保持于基板粘合機(jī)構(gòu)20 的保持臺(tái)37上，來(lái)粘合支承基板W2，但也可以相反。就是說(shuō)， 將粘接面向上的支承基板W 2載置保持于保持臺(tái)3 7上，將圖案 面向下的晶圓W1以用卡定爪3 8卡定保持的狀態(tài)粘合。
(2)上述實(shí)施例的按壓部件39,優(yōu)選是構(gòu)成為硬度從最先 接觸支承基板W2的下方前端的中心開(kāi)始向徑向方向或/及基端 側(cè)逐漸變高。例如，也可以調(diào)整彈性體的材料配合以使硬度從 前端向基端側(cè)變高，也可以層疊硬度不同的彈性體塊來(lái)構(gòu)成按 壓部件。采用該構(gòu)成，能夠有效地將巻入粘合面的氣泡排出到 外部。
(3 )按壓部件39也可以是其前端沒(méi)有扁平面40的、整體具 有相同曲率的半球形狀的塊。
對(duì)于本發(fā)明，在不脫離該思想或本質(zhì)的條件下，可以以其 他的具體的形式進(jìn)行實(shí)施，因此，作為表示發(fā)明范圍的內(nèi)容， 應(yīng)參照附加的權(quán)利要求，而不是以上的說(shuō)明。
權(quán)利要求
1.一種基板粘合方法，通過(guò)介于工件和支承用基板之間的雙面粘接片使工件和支承用基板粘合，上述方法包含以下過(guò)程粘貼過(guò)程，在上述工件上粘貼雙面粘接片；對(duì)位過(guò)程，用多個(gè)保持部件保持上述基板的周緣，使上述工件和基板夾著所粘貼的上述雙面粘接片相接近地相對(duì)配置；粘合過(guò)程，用由彈性體構(gòu)成的大致半球形狀的按壓部件從上述基板的非粘合面的大致中央開(kāi)始按壓，一邊使該按壓部件產(chǎn)生彈性變形而以扁平面接觸基板面，一邊將基板粘合于工件上；退避過(guò)程，當(dāng)利用上述按壓部件的彈性變形而對(duì)基板面進(jìn)行按壓接觸的按壓接觸面接近基板周緣時(shí)，解除上述保持部件對(duì)基板的保持，且使該保持部件退避到基板外方。
2. 根據(jù)權(quán)利要求l所述的基板粘合方法，在上述粘合過(guò)程 中，伴隨用按壓部件按壓基板面而產(chǎn)生翹曲，隨著該翹曲使多 個(gè)保持部件的前端向斜下方擺動(dòng)。
3. 根據(jù)權(quán)利要求l所述的基板粘合方法，在上述粘合過(guò)程 中，伴隨用按壓部件按壓基板面而產(chǎn)生翹曲，隨著該翹曲使多 個(gè)保持部件下降。
4. 根據(jù)權(quán)利要求l所述的基板粘合方法，在上迷粘合過(guò)程 中，使按壓部件的硬度從與基板接觸的前端向安裝基端側(cè)逐漸 增高。
5. 根據(jù)權(quán)利要求l所述的基板粘合方法，在上述粘合過(guò)程 中，使按壓部件的硬度從與基板接觸的前端的中心向徑向方向 逐漸增高。
6. 根據(jù)權(quán)利要求l所述的基板粘合方法，上述按壓部件的 與基板接觸的前端形成為扁平面，且使該按壓部件自該扁平面 接觸基板。
7. 根據(jù)權(quán)利要求l所述的基板粘合方法，上述粘合過(guò)程中， 在減壓環(huán)境中將支承用基板粘合于工件上。
8. —種基板粘合方法，通過(guò)介于工件和支承用基板之間的 雙面粘接片使工件和支承用基板粘合，上述方法包含以下過(guò)程粘貼過(guò)程，在上述基板上粘貼雙面粘接片；對(duì)位過(guò)程，用多個(gè)保持部件保持上述工件的周緣，使上述 工件和基板夾著所粘貼的上述雙面粘接片相接近地相對(duì)配置；粘合過(guò)程，用由彈性體構(gòu)成的大致半球形狀的按壓部件從 上述工件的非粘合面的大致中央開(kāi)始按壓， 一 邊使該按壓部件 產(chǎn)生彈性變形而以扁平面接觸工件， 一 邊將工件粘合于基板上；退避過(guò)程，當(dāng)利用上述按壓部件的彈性變形而對(duì)工件進(jìn)行 按壓接觸的按壓接觸面接近工件周緣時(shí)，解除上述保持部件對(duì)工件的保持，且使該保持部件退避到工件外方。
9. 根據(jù)權(quán)利要求8所述的基板粘合方法，在上述粘合過(guò)程 中，伴隨用按壓部件按壓工件而產(chǎn)生翹曲，隨著該翹曲使多個(gè) 保持部件的前端向斜下方擺動(dòng)。
10. 根據(jù)權(quán)利要求8所述的基板粘合方法，在上述粘合過(guò)程 中，伴隨用按壓部件按壓工件而產(chǎn)生翹曲，隨著該翹曲使多個(gè) 保持部件下降。
11. 根據(jù)權(quán)利要求8所述的基板粘合方法，在上述粘合過(guò)程 中，按壓部件的硬度從與工件接觸的前端向安裝基端側(cè)逐漸增 高。
12. 根據(jù)權(quán)利要求8所述的基板粘合方法，在上述粘合過(guò)程 中，按壓部件的硬度從與工件接觸的前端的中心向徑向方向逐 漸增高。
13. 根據(jù)權(quán)利要求8所述的基板粘合方法，上述按壓部件的 與工件接觸的前端形成為扁平面，且使該按壓部件自該扁平面接觸基板。
14. 根據(jù)權(quán)利要求8所述的基板粘合方法，上述粘合過(guò)程 中，在減壓環(huán)境中將支承用基板粘合于工件上。
15. —種基板粘合裝置，通過(guò)介于工件和支承用基板之間的雙面粘接片使工件和支承用基板粘合，上述裝置包含以下構(gòu)成要素保持臺(tái)，保持粘貼了上述雙面粘接片的工件的非粘接面； 保持部件，保持上述基板周緣的多個(gè)部位，使基板接近載置保持于上述保持臺(tái)上的工件的雙面粘接片粘接面地與其相對(duì)配置；粘合部件，具有由彈性體構(gòu)成的大致半球形狀的按壓部件，使該按壓部件產(chǎn)生彈性變形而以扁平面接觸基板面， 一 邊將基 板粘合于工件上；驅(qū)動(dòng)部件，伴隨上述按壓部件的彈性變形，解除上述保持 部件對(duì)基板的保持，且使該保持部件退避到基板外方。
16. 根據(jù)權(quán)利要求15所述的基板粘合裝置，上述按壓部件 中，將其半球形狀的成為接觸開(kāi)始位置的前端構(gòu)成為扁平面。
17. 根據(jù)權(quán)利要求15所述的基板粘合裝置，上述按壓部件 的硬度從與基板接觸的前端向安裝基端側(cè)逐漸變高。
18. 根據(jù)權(quán)利要求15所述的基板粘合裝置，上述按壓部件 的硬度從與基板接觸的前端的中心向徑向方向變高。
19. 根據(jù)權(quán)利要求15所述的基板粘合裝置，上述保持部件 由卡定基板周緣的卡定爪構(gòu)成。
20. 根據(jù)權(quán)利要求19所述的基板粘合裝置，伴隨用按壓部 件按壓基板面而產(chǎn)生翹曲，隨著該翹曲使多個(gè)卡定爪的前端向 斜下方擺動(dòng)。
21. 根據(jù)權(quán)利要求19所述的基板粘合裝置，伴隨用按壓部 件按壓基板面而產(chǎn)生翹曲，隨著該翹曲使多個(gè)卡定爪下降。
22. 根據(jù)權(quán)利要求15所述的基板粘合裝置，至少將上述保 持臺(tái)、保持部件及粘合部件收容于減壓室內(nèi)。
23. —種基板粘合裝置，通過(guò)介于工件和支承用基板之間 的雙面粘接片使工件和支承用基板粘合，上述裝置包含以下構(gòu) 成要素保持臺(tái)，保持粘貼了上述雙面粘接片的基板的非粘接面； 保持部件，保持上述工件周緣的多個(gè)部位，使工件接近載置保持于上述保持臺(tái)上的基板的雙面粘接片粘接面地與其相對(duì)配置；粘合部件，具有由彈性體構(gòu)成的大致半球形狀的按壓部件， 用按壓部件按壓被上述保持部件保持的工件的非粘合面， 一邊 使該按壓部件產(chǎn)生彈性變形而以扁平面接觸工件， 一 邊將工件 粘合于基板上；驅(qū)動(dòng)部件，伴隨上述按壓部件的彈性變形，解除上述保持 部件對(duì)工件的保持，且使該保持部件退避到工件外方。
24. 根據(jù)權(quán)利要求23所述的基板粘合裝置，上述按壓部件 中，將其半球形狀的成為接觸開(kāi)始位置的前端構(gòu)成為扁平面。
25. 根據(jù)權(quán)利要求23所述的基板粘合裝置，上述按壓部件 的硬度從與工件接觸的前端向安裝基端側(cè)逐漸變高。
26. 根據(jù)權(quán)利要求23所述的基板粘合裝置，上述按壓部件 的硬度從與工件接觸的前端的中心向徑向方向變高。
27. 根據(jù)權(quán)利要求23所述的基板粘合裝置，上述保持部件 由卡定工件周緣的卡定爪構(gòu)成。
28. 根據(jù)權(quán)利要求27所述的基板粘合裝置，伴隨用按壓部 件按壓工件而產(chǎn)生翹曲，隨著該翹曲使多個(gè)卡定爪的前端向斜下方擺動(dòng)。
29. 根據(jù)權(quán)利要求27所述的基板粘合裝置，伴隨用按壓部 件按壓工件而產(chǎn)生翹曲，隨著該翹曲使多個(gè)卡定爪下降。
30. 根據(jù)權(quán)利要求23所述的基板粘合裝置，至少將上述保 持臺(tái)、保持部件及粘合部件收容于減壓室內(nèi)。
全文摘要
本發(fā)明提供一種基板粘合方法及采用該方法的裝置，將用多個(gè)卡定爪卡定保持周緣部分的支承基板與晶圓的雙面粘接片粘接面相接近地相對(duì)配置，用由彈性體構(gòu)成的大致半球形狀的按壓部件從該支承基板的非粘合面的大致中央開(kāi)始按壓，使該按壓部件產(chǎn)生彈性變形一邊以扁平面接觸基板面一邊將支承基板粘合于晶圓上。
文檔編號(hào)H01L21/00GK101197254SQ200710195570
公開(kāi)日2008年6月11日 申請(qǐng)日期2007年12月6日 優(yōu)先權(quán)日2006年12月6日
發(fā)明者山本雅之, 長(zhǎng)谷幸敏 申請(qǐng)人:日東電工株式會(huì)社