固形接着剤を用いたウエーハの貼付方法及び貼付装置
【課題】少量の固形接着剤でウエーハを支持基板に貼り付けできるようにしたウエーハの貼付方法及びその貼付装置を提供する。
【解決手段】固形接着剤を溶融して支持基板１上に滴下する。このとき支持基板の温度は接着剤の溶融温度よりも低く、滴下された接着剤２は略点状になって支持基板上でその形状を保持している。この接着剤の上にウエーハ３の中心部を接触させ、支持基板１を接着剤の軟化温度よりも高くなるよう加熱する。これにより、接着剤２は流動してウエーハ３の中心部から外周縁に向かって流動し、ウエーハ３は支持基板１に仮貼りされる。その後、ウエーハ３と支持基板１を支持基板の裏面側から冷却してプレス冷却することより接着剤２は固化し、ウエーハ３は支持基板１に貼り付けられる。
【解決手段】固形接着剤を溶融して支持基板１上に滴下する。このとき支持基板の温度は接着剤の溶融温度よりも低く、滴下された接着剤２は略点状になって支持基板上でその形状を保持している。この接着剤の上にウエーハ３の中心部を接触させ、支持基板１を接着剤の軟化温度よりも高くなるよう加熱する。これにより、接着剤２は流動してウエーハ３の中心部から外周縁に向かって流動し、ウエーハ３は支持基板１に仮貼りされる。その後、ウエーハ３と支持基板１を支持基板の裏面側から冷却してプレス冷却することより接着剤２は固化し、ウエーハ３は支持基板１に貼り付けられる。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ウエーハの表面を研磨する工程において、ウエーハを支持基板に貼り付けるためのウエーハ貼付方法に係り、特に接着剤として固形接着剤を用いる貼付方法及び貼付装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
シリコン、化合物、ＳｉＣ、サファイアその他、各種材料で作られたウエーハの表面を平滑に研磨する際、ウエーハを支持基板に貼り付けて研磨装置で研磨処理するが、ウエーハを貼り付けるための接着剤としては固形接着剤（固形ワックス）若しくは液体接着剤（液体ワックス）が用いられている。固形接着剤は、例えば天然樹脂系のホットメルト接着剤であり、常温では固体であり、加熱すれば柔らかくなり、支持基板に塗り付けることが可能である。また、液体接着剤は、例えば天然樹脂系接着剤を有機溶剤で溶融した常温で流動性のある液体の液状接着剤である（例えば、特許文献１、２参照）。
【０００３】
上記固形接着剤は、通常、手で持てる程度の太さのステッキ形状に形成され、種々の方法で支持基板に塗布される。例えば、手貼りによりウエーハを支持基板に貼り付けるには、接着剤が軟化する温度まで支持基板を加熱し、ステッキ状の固形接着剤を手に持って支持基板に塗りつけ、その上にウエーハを貼り付けている。しかし、この方法ではウエーハを貼り付ける面以外の面にも余分の接着剤が塗布されることになるので接着剤の無駄が多く、接着層の厚みにもバラツキを生じ、均一に研磨することができなくなるおそれがある。そのようなバラツキを生じないよう等分の厚さに接着剤を塗布するのは極めてむずかしく、熟練を要する作業であり、作業効率もよくない。また、厚みが不均一であると気泡が残留する可能性があり、異物が入り込むおそれもあった。
【０００４】
さらに、従来方法として固形接着剤を完全に溶融状態にして支持基板上にドーナツ状にスピン塗布してウエーハを貼り付けたり、ウエーハ面にスプレー塗布して支持基板に貼り付ける方法も知られているが、上記手貼り方法と同じように接着剤の無駄が多い。また、固形接着剤を溶融槽で完全に溶融し、この溶融槽とノズルを配管で連絡し、ノズルから供給する構成にすると、溶融槽からノズルまでの配管を確実に保温しなければならず、構成が複雑になり、種々の支障を生じる原因になった。
【０００５】
液体接着剤の場合には、スピンコート法で塗布する方法が採用され、ウエーハをスピンチャックで吸着し、該ウエーハ上面に滴下した接着剤をスピンチャックの回転により周囲に飛散させてウエーハの表面に薄い接着層を形成し、このウエーハを反転して支持基板に貼り付けている。この方法でもウエーハを貼り付けるために必要とされる接着剤以上に余分な接着剤を滴下しなければならないから、通常のスピンコート方法では半分以上の接着剤が無駄であり、気泡の残量や異物の混入の問題を生じている。また、接着剤中に有機溶剤が含まれているから、ベーキング処理して有機溶剤を揮発させる等の溶剤に対する対処もしなければならない。
【０００６】
上記のように固形接着剤は溶融すれば滴下することが可能であるが、接着剤を無駄にしないためには、ウエーハの大きさに応じた最小限の滴下量に制御することが必要であり、また接着層に気泡等を残留させないためには、空気や異物が混入しないように溶融して滴下する必要がある。しかし、従来のホットメルト系接着剤の溶融装置では、微細な滴下量の管理がむずかしく、気泡の混入のおそれもあり、上述のように配管の保温管理も面倒だった。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００７】
【特許文献１】特開２００７−２４３０８２号公報（段落０００４〜段落０００９、段落００２９、００３０）
【特許文献２】特開２００８−４９４４３号公報（段落０００２〜段落０００５、段落０００８、００１６〜００１８、図１）
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
本発明の解決課題は、支持基板にウエーハを接着剤で貼り付ける際に、固形接着剤（固形ワックス）を使用し、接着剤の無駄をなくし、気泡や異物の混入のない状態で貼り付けできるようにした固形接着剤を用いたウエーハの貼付方法及び貼付装置を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
上記ように固形接着剤は、常温では固体であるが、加温して軟化点に達すれば軟化をはじめ、さらに加温すれば展延してあたかも水のように流動する。この軟化温度や水のような流動性を示す流動温度は、使用する固形接着剤ごとに相違しているが、加温する温度にほぼ比例して次第に固形接着剤が軟化しその後に流動性を増し、冷却すれば固化する現象は基本的に変わらない。そこで、軟化した固形接着剤を支持基板上に滴下した際、支持基板の温度が固形接着剤の流動温度まで加温されていなければ、滴下された接着剤は支持基板の表面で直ちに流動せずにその形状を保持し、その後の加温により水のように流動することは明らかである。
【００１０】
本発明は上記の如き固形接着剤の流動現象に着目し、固形接着剤が軟化するが流動性を示さない程度の温度に支持基板を加温すること、固形接着剤を滴下可能な温度に溶融すること、該接着剤を上記支持基板のウエーハ貼付部の中央に滴下して滴下した形状に保持すること、その後該支持基板を固形接着剤の軟化温度以上に加温しつつ真空吸着パッドで吸着されたウエーハを滴下された接着剤の上に降下しウエーハの中央部を該接着剤に接触させること、加温により接着剤が流動性を示すようになったら該ウエーハを支持基板に押し付けた状態で真空吸着パッドの吸着真空を破壊すること、該真空吸着パッドでウエーハを支持基板に押圧しつつ支持基板を加温することにより接着剤をウエーハの中央部から外周部まで流動させウエーハを支持基板に仮貼りすること、ウエーハを仮貼りした支持基板を支持基板の裏面側から冷却して接着剤を固化させることを特徴とする固形接着剤を用いたウエーハの貼付方法が提供され、上記課題が解決される。
【００１１】
また、本発明によれば、上記ウエーハの貼付方法において、軟化溶融して滴下できる温度が約４０〜７０℃の固形接着剤を使用したとき、該接着剤を滴下するときの支持基板の温度は、滴下した接着剤が流動しない程度の温度である約４０℃程度であり、その後支持基板の温度を昇温し、支持基板の温度が約６０℃程度のときウエーハの下面を接着剤に接触させ、支持基板の昇温に伴ってウエーハの中央部から外周部に広がるように接着剤を流動させることを特徴とする上記固形接着剤を用いたウエーハの貼付方法が提供され、上記課題が解決される。
【００１２】
また、本発明によれば、上記ウエーハを仮貼りした支持基板を支持基板の裏面側から冷却する工程において、支持基板をプレス冷却する際、ウエーハは接着剤が流動するよう加温され、好ましくはプレス冷却の途中でプレスによる加圧を段階的に行うことを特徴とする上記固形接着剤を用いたウエーハの貼付方法が提供される。
【００１３】
さらに本発明によれば、支持基板を固形接着剤の軟化温度以上に加熱する加熱ヒーター台と、該加熱ヒーター台に載置された支持基板を加熱ヒーター台に接する位置と離れる位置に昇降させる上下動装置と、固形接着剤を溶融し上昇位置にある支持基板に接着剤を滴下する固形接着剤滴下装置と、ウエーハを保持し滴下した接着剤上にウエーハを押し付けて仮貼りする真空吸着パッドと、ウエーハを仮貼りした支持基板を支持基板の裏面側から冷却してプレス冷却するプレス冷却装置を具備し、上記固形接着剤滴下装置は、固形接着剤を収納する加熱容器と、該加熱容器の下方に設けられたノズルと、該加熱容器に収納した固形接着剤を溶融するよう上記加熱容器を加温するヒーターと、該加熱で溶融した接着剤を加圧する加圧ガスの供給口及び排気口と、ノズルを開閉するバルブを有し、上記ノズルは上記加熱容器を加温するヒーターにより加温されていることを特徴とする固形接着剤滴下装置が提供され、上記課題が解決される。
【発明の効果】
【００１４】
本発明は、上記のように構成され、固形接着剤が軟化するが流動性を示さない程度の温度に支持基板を加温すること、固形接着剤を滴下可能な温度に溶融すること、該接着剤を上記支持基板のウエーハ貼付部の中央に滴下して滴下した形状に保持すること、その後該支持基板を固形接着剤の軟化温度以上に加温しつつ真空吸着パッドで吸着されたウエーハを滴下された接着剤の上に降下しウエーハの中央部を該接着剤に接触させること、加温により接着剤が流動性を示すようになったら該ウエーハを支持基板に押し付けた状態で真空吸着パッドの吸着真空を破壊すること、該真空吸着パッドでウエーハを支持基板に押圧しつつ支持基板を加温することにより接着剤をウエーハの中央部から外周部まで流動させウエーハを支持基板に仮貼りすること、ウエーハを仮貼りした支持基板を支持基板の裏面側から冷却し接着剤を固化させるようにしたから、支持基板に滴下する接着剤はウエーハの大きさに応じた最小限の量で充分であり、その後支持基板を加温して接着剤を溶融させることによりウエーハの外周縁まで広げるようにしたので、接着剤の無駄がなく、気泡が混入するおそれもない。通常、支持基板上には、４枚〜１６枚等の複数枚のウエーハを貼り付けて研磨処理するが、上記のように最初に支持基板に滴下した接着剤が展延せずにほぼ滴下された形状を維持するようにしたので、ウエーハの貼付部の中央に対応する支持基板の複数箇所に滴下した接着剤はすべての接着剤を滴下するまで、展延せずに滴下した形状をほぼ維持し、真空吸着パッドに保持した複数のウエーハを同時に上記接着剤に接触させて上記のように一気に貼り付けることができる。
【００１５】
また、ウエーハを仮貼りした支持基板を支持基板の裏面側から冷却する際、ウエーハを加温しながら支持基板を冷却してプレス冷却すると、複数のウエーハと支持基板間に存在する接着剤を膜厚が均一となるように流動させながら冷却することができる。この際、支持基板の裏面側から冷却しているので、ウエーハと支持基板間に形成された接着剤層には支持基板を通して冷却作用が間接的に伝達され、直接冷却作用伝わらないので接着剤層が流動する時間を確保でき、均一に流動する前に接着剤が固化しないようにでき、一層確実に均一貼付けが可能となる。
【００１６】
さらに、本発明のウエーハ貼付装置は、支持基板を固形接着剤の軟化温度以上に加熱する加熱ヒーター台と、該加熱ヒーター台に載置された支持基板を加熱ヒーターに接する位置と離れる位置に昇降させる上下動装置と、固形接着剤を溶融し上昇位置にある支持基板に接着剤を滴下する固形接着剤滴下装置と、ウエーハを保持し滴下した接着剤上にウエーハを押し付けて仮貼りする真空吸着パッドと、ウエーハを仮貼りした支持基板を支持基板の裏面側から冷却してプレス冷却するプレス冷却装置を具備し、上記固形接着剤滴下装置は、固形接着剤を収納する加熱容器と、該加熱容器の下方に設けられたノズルと、該加熱容器に収納した固形接着剤を溶融するよう上記加熱容器を加温するヒーターと、該加熱で溶融した接着剤を加圧する加圧ガスの供給口及び排気口と、ノズルを開閉するバルブを有し、上記加熱容器を加温するヒーターにより上記ノズルを加温するようにしたから、加熱容器に固形接着剤を入れれば、固形接着剤は溶融し、この溶融された接着剤は加熱容器の下方に設けたノズルに支障なく流動し、途中で固化するおそれはなく、バルブを開閉することにより所定量の接着剤を支持基板上に滴下することができ、作業性がよい。
【図面の簡単な説明】
【００１７】
【図１】本発明の一実施例を示し、（Ａ）は接着剤を支持基板に滴下し滴下した形状に接着剤が保持されている状態、（Ｂ）はウエーハを接着剤に接触させた状態、（Ｃ）は支持基板の温度を上昇させた状態、（Ｄ）はさらに支持基板の温度を上昇させた状態、（Ｅ）は接着剤がウエーハの外周縁まで広がった状態を示す各説明図。
【図２】溶融した固形接着剤を支持基板に滴下して仮貼りするウエーハ仮貼り部の説明図。
【図３】固形接着剤を溶融して滴下する装置の説明図。
【図４】真空吸着パッドの一実施例を示す断面図。
【図５】真空吸着パッドの他の実施例を示す断面図。
【図６】支持基板をプレス冷却するプレス冷却部の説明図。
【発明を実施するための形態】
【００１８】
図１は、接着剤とウエーハの関係を示す本発明の一実施例であって、同図（Ａ）は、固形接着剤が軟化するが展延せずに水のような流動性を示さない程度の温度に加温した支持基板１上に、固形接着剤を滴下可能な温度に溶融した液状の接着剤２を滴下した状態を示している。このときの支持基板の温度は、固形接着剤の種類にもよるが、軟化温度が約４０〜７０℃の固形接着剤を使用する場合、接着剤が流動しない程度の温度、約４０〜５０℃程度であり、これより接着剤２は支持基板１上で軟化しているが展延しない状態で滴下した形状を維持する。また、この際、接着剤の滴下量は、ウエーハ３の大きさ及び接着層の膜厚に応じて決定される。接着剤はノズルから滴下されるが、１滴当りの液量を規定しておけば、例えばウエーハサイズが２インチのときは１滴、３インチのときは３滴、４インチのときは４滴、５インチのときは５滴、６インチのときは６滴というように簡単に制御することができる。
【００１９】
上記ウエーハ３を支持基板１に滴下する位置は、ウエーハ３を貼り付けようとする部分であるウエーハ貼付部（図示略）の中央である。通常、複数枚のウエーハを一度に研磨処理できるよう複数枚のウエーハ、例えば４枚、６枚、・・・１２枚、１６枚等ウエーハの大きさに応じた複数枚のウエーハが支持基板上に円周状に並べて貼り付けられ、これを研磨装置にセットするので、支持基板上にはウエーハごとに貼り付ける位置が予め定めてられている。そして、接着剤を滴下する際、滴下位置の下方にウエーハ貼付部の中心が位置するように支持基板を回転させて各ウエーハの中心部の位置を割り出している。このようにすると、図１（Ａ）に示すように略半球状に先端が突出した状態の接着剤２が、支持基板１上のウエーハ貼付部ごとに、直径約数ｍｍ程度の点状になって複数個形成される。複数枚のウエーハ３は真空吸着パッド４に吸着保持され、上記点状に分布する接着剤２上に各ウエーハの中心部がそれぞれ対応するように移送される。
【００２０】
上記のように軟化温度が約４０〜７０℃の固形接着剤を使用する場合、滴下時の支持基板の最初の温度は約４０〜５０℃程度であるが、その後、固形接着剤の軟化温度以上になるよう徐々に支持基板は加温される。そして、図１（Ｂ）に示すように、支持基板１の温度が約６０℃程度に昇温したら、若しくは滴下した接着剤２が展延して直径約１０ｍｍ程度の大きさに広がったら、真空吸着パッド４を降下してウエーハ３の中央部が該接着剤２の突部に接する位置までウエーハを降下させる。このとき、真空吸着パッド４を下方（支持基板方向）に押圧するばね等の付勢手段を設けて真空吸着パッドを反発可能に構成し、該真空吸着パッド４でウエーハ３を支持基板１に押し付けた状態で真空吸着パッド４の吸着真空を破壊するようにしてある。
【００２１】
上記のようにして支持基板を次第に加温していくと、接着剤は滴下された略半球状からさらに展延してあたかも水のような流動性を示し、ウエーハ３の中央部から外周縁に向かって流動しながら薄い均一な接着層を形成していく。支持基板１の温度が約７０℃程度になると、図１（Ｃ）に示すように接着層は直径約２０ｍｍ程度に広がり、支持基板１の温度が約８０℃程度になると、図１（Ｄ）に示すように接着層は直径約３６ｍｍ程度に広がる。そして、支持基板１の温度が約９０℃程度に昇温すると、接着剤はウエーハの外周縁からウエーハのべベル面まで流動し、図１（Ｅ）に示すように、ウエーハの全面と支持基板の間に接着層が形成され、ウエーハ３は支持基板１に仮貼りされる。
【００２２】
上記のように、ウエーハ３の中央部から外周縁に向かって接着剤２が徐々に流動してウエーハの全面に広がる接着層が形成されるから、接着剤に無駄がなく、従来の固形接着剤を使用する貼付け方法に比べて、極めて少ない使用量でウエーハ３を支持基板１に仮貼りすることができ、また接着剤がウエーハの中央部から外周に広がるので、接着層中に気泡が発生するおそれもない。その後、ウエーハ３を仮貼りした支持基板１は冷却工程に移送され、プレス冷却され、接着剤２は固化しウエーハ３を確実に支持基板１に貼り付けることができる。
【００２３】
図２は、支持基板１に接着剤２を滴下してウエーハ３を仮貼りするウエーハ仮貼り部５の一実施例を示している。図２において、貼付装置本体６は、支持基板１を載置して加温するようヒーター７を内蔵した加熱ヒーター台８を有し、支持基板１は加熱ヒーター台に接して載置される降下位置と、加熱ヒーター台から離れて上方に持ち上げられた上昇位置に上下動装置により昇降する。図２に示す上下動装置は、該加熱ヒーター台８の中央に挿通し支持基板１を保持するチャック９を先端に有する支持軸１０と、該支持軸１０を回転させる割出モーター１１と、支持軸１０を昇降させる上下動シリンダー１２で構成され、これにより支持基板１を昇降、回転させて接着剤を滴下すべきウエーハの中央部の位置を割り出すことができる。該ヒーターの温度は、使用する固形接着剤の軟化温度によって相違するが、通常約９０〜１３０℃程度の温度で可変できるようにしておくとよい。最初に支持基板１は上記加熱ヒーター台８上に載置され、約４０〜５０℃程度に加温されたら、上記上下動装置により上昇され加熱ヒーター台８から離れる。そして、接着剤を滴下した後に支持基板１は降下され、加熱ヒーター台８に再度載置され、約９０〜１３０℃程度に加温される。このように、実施例に示す装置によれば、一つの加熱ヒーター台により、支持基板の温度を必要な温度に的確に調整することができる。なお、支持基板は、通常、セラミック材料で作られているので、急激な温度差が約８０℃程度になると破損することがある。そのため、破損を防ぐために加熱ヒーター台８の表面に放熱シート（断熱シート）１３を貼り、支持基板１を間接的に加熱するようにしてある。なお、加熱ヒーター台８の側方には支持基板１の温度を測定するための放射温度計１４を設けてあり、この温度計の検出温度に基づき、支持基板１の温度を微妙にコントロールできるようにしてある。
【００２４】
上記支持基板が上昇した位置には、支持基板の上面に対応する位置（滴下位置）と支持基板からは外れた位置（待機位置）に、換言すると支持基板の半径方向に移動可能に固形接着剤滴下装置１５が設けられている。図３を参照し、固形接着剤滴下装置１５は、ステッキ状の固形接着剤を上方から差し込んで収納できる円筒状の加熱容器１６と、該加熱容器１６の下方に設けられたノズル１７と、加熱容器１６を加温して固形接着剤を溶融するよう加熱容器１６の周囲を囲む保温ブロック１８内に設けたヒーター１９と、溶融した接着剤をノズル１７に向けて加圧する加圧ガスを加熱容器１６内に導入するための供給口２０及び排気口２１と、ノズル１７を開閉するエアーオペレーションバルブ等のバルブ２２を具備し、上記ノズル１７は上記ヒーター１９により加熱容器１６と同温程度に加熱されている。この構成により、ノズル１７の先端まで接着剤の溶融温度を保つことができるから、接着剤がノズルの先端で固化することはなく、エアーオペレーションバルブの出口に空気溜まりが発生することもなく、溶融した接着剤をバルブ２２の開閉により支障なく微少量ずつほほ卵球状にノズル１７から滴下することができる。また、ノズル１７の先端に近接して、ノズルから滴下する接着剤の粒をカウントできるよう透過式センサー２３を設けてあり、このカウント数によりウエーハサイズに応じた接着剤量を管理して的確に支持基板上に滴下できるようにしてある。
【００２５】
上記加圧ガスの供給口２０及び排気口２１は、上記加熱容器１６の上方に設けた計測部２４に形成してあり、該加熱容器１６と計測部２４は、気密を保持することができるようクランプシール２５を介して分離可能に接続され、固形接着剤を加熱容器１６内に収納する際は、このクランプシール２５を外して収納する。計測部２４の上方には、加熱容器内で溶融された接着剤の上面の位置を検出するレーザーセンサー２６が設けられ、レーザー光２７を接着剤２の上面で反射させて接着剤の残量を検出している。固形接着剤が溶融すると、蒸気が発生してレーザー光の透過に支障を生じるので、レーザー光の通過部には、スリット２８を形成した隔壁２９とレーザー光が透過できる透明ガラス３０を設けてあり、この透過ガラス３０が曇らないよう上記加圧ガスの供給口２０を透過ガラス３０と隔壁２９で囲まれた空間３１に開口させてある。これにより加圧ガスは上記空間３１に入り込み、透過ガラス３０の表面を流下して曇りを防止しつつ上記スリット２８を通って加熱容器１６内に入り、接着剤２を加圧した後、排気口２１から排気される。このようにすれば、固形接着剤は空気に触れることなく溶融されて液体化し、加熱容器１６内の接着剤の残量はレーザーセンサー２６により確認することができる。
【００２６】
上記加圧ガスの圧力は、加熱容器内に存する接着剤の残量に応じて調整できるようにすることもできる。この場合、接着剤の残量とそれに応じた適正な加圧圧力を予め制御装置（図示略）に入力しておき、レーザーセンサー２６で検知した接着剤の残量に合わせて上記加圧ガスの流量を調整する電空レギュレター３２を制御して加圧ガスの流量を変化させれば、加圧圧力を的確に変えることができる。このようにすれば、供給機能を超微量変化させ、滴下量を厳密にコントロールすることができる。
【００２７】
上記固形接着剤滴下装置１５は、上述したように適宜の移送手段により滴下位置と待機位置に移動可能に設けられているが、滴下位置で支持基板１に接着剤を滴下するとき、余分な接着剤が滴下しないよう待機位置には、受けパット３３を設けてあり、空打ちしてから滴下位置に移動するようにしてある。
【００２８】
支持基板１に貼り付けようとする複数のウエーハ３は、予めウエーハセット治具３４（図６参照）に設けた凹部３５にオリフラを規制した状態で並べてセットされている。該ウエーハセット治具３４は、図２に示すウエーハ仮貼り部５に隣接するプレス冷却部３６（図６）の本体６の上方に設置され、貼り付けるウエーハの大きさ、枚数、貼付部の配置等に応じて種々の治具が用意されている。これらのウエーハをウエーハセット治具３４から取り出すには、上記真空吸着パッド４が使用される。該真空吸着パッド４は、ウエーハに損傷を与えないようシリコンゴム材料等で構成され、貼付アーム軸３７の下方に水平状態に形成したパッド保持板３８にそれぞれウエーハに対応するように複数個設けられ、連絡パイプ３９を介してそれぞれ貼付アーム軸３７に設けた真空流路口（図示略）に接続され、真空源に連通している。ウエーハを仮貼り部５の支持基板１上に移送するには、先ず貼付アーム軸３７を適宜の移動装置で駆動してパッド保持板３８を上記ウエーハセット治具３４の上方に移動し、降下させて吸着パッド４でウエーハ３を吸着保持し、その後上昇させて仮貼り部にある上記支持基板１の上方に移動させればよい。このとき、支持基板１は加熱ヒーター台８上にあって、上述したように、固形接着剤の軟化温度よりも次第に高温となるように加温されているから、支持基板１の温度が接着剤が展延して流動する程度になったとき、貼付アーム軸３７によりパッド保持板３８を降下させ、ウエーハ３を滴下した接着剤２の突部に接触させた後、真空吸着パッド４の真空吸着を破壊してウエーハ３を支持基板１に押圧する。
【００２９】
上記真空吸着パッド４には、該吸着パッドを下方に（支持基板方向）に付勢してパッドが上下方向に反発できるようにするための付勢手段が設けられている。この付勢手段は種々に構成することができる。図４は、吸着パッド４の支持軸４０を上下動可能に形成し、途中にコイルスプリング４１を設けて反発可能にした実施例であり、図５は、吸着パッド自体をベローズ状の弾性体４２で伸縮可能に構成した実施例であり、これらの付勢手段により吸着パッドの下面に保持したウエーハが接着剤に接した状態で約５ｍｍ程度反発できるようにしてある。この構成により、パッド保持板３８を降下させたとき、吸着パッド４がウエーハ表面を約２０〜１００ｇ、好ましくは３０ｇ程度の強さで押え付けた状態で、ウエーハを仮貼りすることができる。
【００３０】
上記のようにしてウエーハ３を仮貼りした支持基板１は、水平方向に移送する適宜の移送手段よりプレス冷却部３６に移送される。図６には、ウエーハと支持基板を加圧しながら支持基板の裏面側から冷却するプレス冷却装置の一実施例が示されている。図６において、冷却液が流通する冷却台４３は、トルクモーター４４等の駆動装置により上下方向に移動可能であり、支持基板１を受け取るための支持ピン４５が冷却台４３に形成した挿通孔を通して上下方向に延びている。該冷却台４３は接着剤が固化する温度、例えば約１５〜２５℃程度に冷却され、支持ピン４５は上下動シリンダー５２により昇降し、上昇した位置で上記仮貼り部５から送られてくるウエーハを仮貼りした支持基板１を受け取り、降下して冷却台４３上に該支持基板１を載置する。本体６の上方には冷却台４３に対向して加熱板４６が設けられ、該加熱板４６には、固形接着剤の軟化温度よりも高く、例えば約６０〜１３０℃程度に可変にウエーハを加熱できるようヒーター４７が設けられている。加熱板４６と装置本体６の間にはプレス圧力を検出するための、例えばロードセル等の圧力検出装置４８が設けられ、加熱板４６の温度を検知する温度センサー（図示略）も適宜位置に設けられている。
【００３１】
上記構成により、冷却台４３を上昇させると、ウエーハ３を仮貼りした支持基板１は、加熱板４６と冷却台４３に挟まれてプレスされ、接着剤は固化する。この際、支持基板を裏面側から冷却してウエーハ３の上方から加熱板４６で熱が接着剤に伝達されてくるので、セラミック製の支持基板を通して冷却作用が間接的に伝達され、直ちに接着剤が冷却されないようにでき、この間に各ウエーハ３を仮貼りしている接着層２が流動して全体がほぼ均一の膜厚になった状態で固化される。このような作用を確実に発揮させるためは、冷却台４３を上昇して加圧する作業を一気に行わずに、途中で移動を停止させて接着剤が流動する時間を確保するよう数段に分けて徐々にプレス作業を行うことがさらに好ましい。例えば、加熱冷却プレスの移動ストロークにおいて、予め所定のストロークを設定しておき、このストロークに達したら駆動装置を一旦停止し、接着剤が流動する時間、例えば約１．５〜３分程度冷却台４３をその位置に保持する。その後、約２．０〜４分かけてゆっくりと冷却台４３を上昇させると、均一の膜厚となった接着層をプレスしながら冷却台４３からの冷却作用により固化させることができる。このような操作のためには、駆動装置として、トルクモーター４４を用いる圧力検出装置４８による検出圧力に応じて加圧プレスした状態で設定時間冷却台４３の移動を停止させることができるので、制御が容易である。
【００３２】
上記冷却プレス時に、支持基板１が例えば約１２０℃程度に加熱されていると、約２５℃程度に冷却されている冷却台４３に支持基板１が直接接触すると、急冷による冷却ショックで破損するおそれがある。そのため、実施例においては、冷却台４３の表面（金属面）に断熱効果がある放熱シート４９を貼り、間接的に冷却するようにしてある。また、加熱板４６の表面は、ウエーハ３に損傷を与えないよう若干の弾性をもたせるようにしてある。図６においてはウエーハが付着しないよう表面をナシ地仕上げしたシリコンゴムシート５０を加熱板４６に貼り付けてあるが、加熱板４６の表面にシリコンライニング加工を施してシリコンゴム層を直接設けてもよい。さらに、加熱冷却プレスするとき、ウエーハ３の外周縁（べベル面）から接着剤があふれて流動し加熱板４６に接着剤が付着するおそれがあるが、そのような事態を生じないようウエーハ面と加熱板（シリコン面）間に接着剤吸収シート５１を介在させ、プレス冷却する際に接着剤を吸収できるようにしてある。この吸収シート５１をロール状に巻回しておけば、プレス毎にワンピッチづつ手動で引き出すようにしたり、自動で巻き取るようにすることができ、使いやすい。
【００３３】
上記のようにしてプレス冷却により、接着層は薄い膜状になってウエーハは支持基板に確実に貼り付けられるから、冷却台を降下させて取り出せばよい。このようにして少量の固形接着剤を使用して確実にウエーハを支持基板に貼り付けることができる。なお、冷却台４３側を固定し加熱板４６側をこの冷却台に向けて上記と同様の駆動装置により移動させてプレス冷却することもでき、この場合にも加熱板の移動を途中で停止させながら冷却台方向に移動させることが好ましい。また、上記実施例では複数枚のウエーハをウエーハセット治具にセットして複数枚を一度に支持基板に貼り付けるようにしているが、１枚のウエーハをウエーハセット治具にセットして１枚づつ支持基板に貼り付けるようにしてもよい。
【符号の説明】
【００３４】
１ 支持基板
２ 接着剤
３ ウエーハ
４ 真空吸着パッド
５ ウエーハ仮貼り部
８ 加熱ヒーター台
１１ 割出モーター
１５ 固形接着滴下装置
１６ 加熱容器
１７ ノズル
２２ バルブ
２３ 透過式センサー
２４ 計測部
２６ レーザーセンサー
３４ ウエーハセット治具
３６ プレス冷却部
４３ 冷却台
４４ トルクモーター
４６ 加熱板
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ウエーハの表面を研磨する工程において、ウエーハを支持基板に貼り付けるためのウエーハ貼付方法に係り、特に接着剤として固形接着剤を用いる貼付方法及び貼付装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
シリコン、化合物、ＳｉＣ、サファイアその他、各種材料で作られたウエーハの表面を平滑に研磨する際、ウエーハを支持基板に貼り付けて研磨装置で研磨処理するが、ウエーハを貼り付けるための接着剤としては固形接着剤（固形ワックス）若しくは液体接着剤（液体ワックス）が用いられている。固形接着剤は、例えば天然樹脂系のホットメルト接着剤であり、常温では固体であり、加熱すれば柔らかくなり、支持基板に塗り付けることが可能である。また、液体接着剤は、例えば天然樹脂系接着剤を有機溶剤で溶融した常温で流動性のある液体の液状接着剤である（例えば、特許文献１、２参照）。
【０００３】
上記固形接着剤は、通常、手で持てる程度の太さのステッキ形状に形成され、種々の方法で支持基板に塗布される。例えば、手貼りによりウエーハを支持基板に貼り付けるには、接着剤が軟化する温度まで支持基板を加熱し、ステッキ状の固形接着剤を手に持って支持基板に塗りつけ、その上にウエーハを貼り付けている。しかし、この方法ではウエーハを貼り付ける面以外の面にも余分の接着剤が塗布されることになるので接着剤の無駄が多く、接着層の厚みにもバラツキを生じ、均一に研磨することができなくなるおそれがある。そのようなバラツキを生じないよう等分の厚さに接着剤を塗布するのは極めてむずかしく、熟練を要する作業であり、作業効率もよくない。また、厚みが不均一であると気泡が残留する可能性があり、異物が入り込むおそれもあった。
【０００４】
さらに、従来方法として固形接着剤を完全に溶融状態にして支持基板上にドーナツ状にスピン塗布してウエーハを貼り付けたり、ウエーハ面にスプレー塗布して支持基板に貼り付ける方法も知られているが、上記手貼り方法と同じように接着剤の無駄が多い。また、固形接着剤を溶融槽で完全に溶融し、この溶融槽とノズルを配管で連絡し、ノズルから供給する構成にすると、溶融槽からノズルまでの配管を確実に保温しなければならず、構成が複雑になり、種々の支障を生じる原因になった。
【０００５】
液体接着剤の場合には、スピンコート法で塗布する方法が採用され、ウエーハをスピンチャックで吸着し、該ウエーハ上面に滴下した接着剤をスピンチャックの回転により周囲に飛散させてウエーハの表面に薄い接着層を形成し、このウエーハを反転して支持基板に貼り付けている。この方法でもウエーハを貼り付けるために必要とされる接着剤以上に余分な接着剤を滴下しなければならないから、通常のスピンコート方法では半分以上の接着剤が無駄であり、気泡の残量や異物の混入の問題を生じている。また、接着剤中に有機溶剤が含まれているから、ベーキング処理して有機溶剤を揮発させる等の溶剤に対する対処もしなければならない。
【０００６】
上記のように固形接着剤は溶融すれば滴下することが可能であるが、接着剤を無駄にしないためには、ウエーハの大きさに応じた最小限の滴下量に制御することが必要であり、また接着層に気泡等を残留させないためには、空気や異物が混入しないように溶融して滴下する必要がある。しかし、従来のホットメルト系接着剤の溶融装置では、微細な滴下量の管理がむずかしく、気泡の混入のおそれもあり、上述のように配管の保温管理も面倒だった。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００７】
【特許文献１】特開２００７−２４３０８２号公報（段落０００４〜段落０００９、段落００２９、００３０）
【特許文献２】特開２００８−４９４４３号公報（段落０００２〜段落０００５、段落０００８、００１６〜００１８、図１）
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
本発明の解決課題は、支持基板にウエーハを接着剤で貼り付ける際に、固形接着剤（固形ワックス）を使用し、接着剤の無駄をなくし、気泡や異物の混入のない状態で貼り付けできるようにした固形接着剤を用いたウエーハの貼付方法及び貼付装置を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
上記ように固形接着剤は、常温では固体であるが、加温して軟化点に達すれば軟化をはじめ、さらに加温すれば展延してあたかも水のように流動する。この軟化温度や水のような流動性を示す流動温度は、使用する固形接着剤ごとに相違しているが、加温する温度にほぼ比例して次第に固形接着剤が軟化しその後に流動性を増し、冷却すれば固化する現象は基本的に変わらない。そこで、軟化した固形接着剤を支持基板上に滴下した際、支持基板の温度が固形接着剤の流動温度まで加温されていなければ、滴下された接着剤は支持基板の表面で直ちに流動せずにその形状を保持し、その後の加温により水のように流動することは明らかである。
【００１０】
本発明は上記の如き固形接着剤の流動現象に着目し、固形接着剤が軟化するが流動性を示さない程度の温度に支持基板を加温すること、固形接着剤を滴下可能な温度に溶融すること、該接着剤を上記支持基板のウエーハ貼付部の中央に滴下して滴下した形状に保持すること、その後該支持基板を固形接着剤の軟化温度以上に加温しつつ真空吸着パッドで吸着されたウエーハを滴下された接着剤の上に降下しウエーハの中央部を該接着剤に接触させること、加温により接着剤が流動性を示すようになったら該ウエーハを支持基板に押し付けた状態で真空吸着パッドの吸着真空を破壊すること、該真空吸着パッドでウエーハを支持基板に押圧しつつ支持基板を加温することにより接着剤をウエーハの中央部から外周部まで流動させウエーハを支持基板に仮貼りすること、ウエーハを仮貼りした支持基板を支持基板の裏面側から冷却して接着剤を固化させることを特徴とする固形接着剤を用いたウエーハの貼付方法が提供され、上記課題が解決される。
【００１１】
また、本発明によれば、上記ウエーハの貼付方法において、軟化溶融して滴下できる温度が約４０〜７０℃の固形接着剤を使用したとき、該接着剤を滴下するときの支持基板の温度は、滴下した接着剤が流動しない程度の温度である約４０℃程度であり、その後支持基板の温度を昇温し、支持基板の温度が約６０℃程度のときウエーハの下面を接着剤に接触させ、支持基板の昇温に伴ってウエーハの中央部から外周部に広がるように接着剤を流動させることを特徴とする上記固形接着剤を用いたウエーハの貼付方法が提供され、上記課題が解決される。
【００１２】
また、本発明によれば、上記ウエーハを仮貼りした支持基板を支持基板の裏面側から冷却する工程において、支持基板をプレス冷却する際、ウエーハは接着剤が流動するよう加温され、好ましくはプレス冷却の途中でプレスによる加圧を段階的に行うことを特徴とする上記固形接着剤を用いたウエーハの貼付方法が提供される。
【００１３】
さらに本発明によれば、支持基板を固形接着剤の軟化温度以上に加熱する加熱ヒーター台と、該加熱ヒーター台に載置された支持基板を加熱ヒーター台に接する位置と離れる位置に昇降させる上下動装置と、固形接着剤を溶融し上昇位置にある支持基板に接着剤を滴下する固形接着剤滴下装置と、ウエーハを保持し滴下した接着剤上にウエーハを押し付けて仮貼りする真空吸着パッドと、ウエーハを仮貼りした支持基板を支持基板の裏面側から冷却してプレス冷却するプレス冷却装置を具備し、上記固形接着剤滴下装置は、固形接着剤を収納する加熱容器と、該加熱容器の下方に設けられたノズルと、該加熱容器に収納した固形接着剤を溶融するよう上記加熱容器を加温するヒーターと、該加熱で溶融した接着剤を加圧する加圧ガスの供給口及び排気口と、ノズルを開閉するバルブを有し、上記ノズルは上記加熱容器を加温するヒーターにより加温されていることを特徴とする固形接着剤滴下装置が提供され、上記課題が解決される。
【発明の効果】
【００１４】
本発明は、上記のように構成され、固形接着剤が軟化するが流動性を示さない程度の温度に支持基板を加温すること、固形接着剤を滴下可能な温度に溶融すること、該接着剤を上記支持基板のウエーハ貼付部の中央に滴下して滴下した形状に保持すること、その後該支持基板を固形接着剤の軟化温度以上に加温しつつ真空吸着パッドで吸着されたウエーハを滴下された接着剤の上に降下しウエーハの中央部を該接着剤に接触させること、加温により接着剤が流動性を示すようになったら該ウエーハを支持基板に押し付けた状態で真空吸着パッドの吸着真空を破壊すること、該真空吸着パッドでウエーハを支持基板に押圧しつつ支持基板を加温することにより接着剤をウエーハの中央部から外周部まで流動させウエーハを支持基板に仮貼りすること、ウエーハを仮貼りした支持基板を支持基板の裏面側から冷却し接着剤を固化させるようにしたから、支持基板に滴下する接着剤はウエーハの大きさに応じた最小限の量で充分であり、その後支持基板を加温して接着剤を溶融させることによりウエーハの外周縁まで広げるようにしたので、接着剤の無駄がなく、気泡が混入するおそれもない。通常、支持基板上には、４枚〜１６枚等の複数枚のウエーハを貼り付けて研磨処理するが、上記のように最初に支持基板に滴下した接着剤が展延せずにほぼ滴下された形状を維持するようにしたので、ウエーハの貼付部の中央に対応する支持基板の複数箇所に滴下した接着剤はすべての接着剤を滴下するまで、展延せずに滴下した形状をほぼ維持し、真空吸着パッドに保持した複数のウエーハを同時に上記接着剤に接触させて上記のように一気に貼り付けることができる。
【００１５】
また、ウエーハを仮貼りした支持基板を支持基板の裏面側から冷却する際、ウエーハを加温しながら支持基板を冷却してプレス冷却すると、複数のウエーハと支持基板間に存在する接着剤を膜厚が均一となるように流動させながら冷却することができる。この際、支持基板の裏面側から冷却しているので、ウエーハと支持基板間に形成された接着剤層には支持基板を通して冷却作用が間接的に伝達され、直接冷却作用伝わらないので接着剤層が流動する時間を確保でき、均一に流動する前に接着剤が固化しないようにでき、一層確実に均一貼付けが可能となる。
【００１６】
さらに、本発明のウエーハ貼付装置は、支持基板を固形接着剤の軟化温度以上に加熱する加熱ヒーター台と、該加熱ヒーター台に載置された支持基板を加熱ヒーターに接する位置と離れる位置に昇降させる上下動装置と、固形接着剤を溶融し上昇位置にある支持基板に接着剤を滴下する固形接着剤滴下装置と、ウエーハを保持し滴下した接着剤上にウエーハを押し付けて仮貼りする真空吸着パッドと、ウエーハを仮貼りした支持基板を支持基板の裏面側から冷却してプレス冷却するプレス冷却装置を具備し、上記固形接着剤滴下装置は、固形接着剤を収納する加熱容器と、該加熱容器の下方に設けられたノズルと、該加熱容器に収納した固形接着剤を溶融するよう上記加熱容器を加温するヒーターと、該加熱で溶融した接着剤を加圧する加圧ガスの供給口及び排気口と、ノズルを開閉するバルブを有し、上記加熱容器を加温するヒーターにより上記ノズルを加温するようにしたから、加熱容器に固形接着剤を入れれば、固形接着剤は溶融し、この溶融された接着剤は加熱容器の下方に設けたノズルに支障なく流動し、途中で固化するおそれはなく、バルブを開閉することにより所定量の接着剤を支持基板上に滴下することができ、作業性がよい。
【図面の簡単な説明】
【００１７】
【図１】本発明の一実施例を示し、（Ａ）は接着剤を支持基板に滴下し滴下した形状に接着剤が保持されている状態、（Ｂ）はウエーハを接着剤に接触させた状態、（Ｃ）は支持基板の温度を上昇させた状態、（Ｄ）はさらに支持基板の温度を上昇させた状態、（Ｅ）は接着剤がウエーハの外周縁まで広がった状態を示す各説明図。
【図２】溶融した固形接着剤を支持基板に滴下して仮貼りするウエーハ仮貼り部の説明図。
【図３】固形接着剤を溶融して滴下する装置の説明図。
【図４】真空吸着パッドの一実施例を示す断面図。
【図５】真空吸着パッドの他の実施例を示す断面図。
【図６】支持基板をプレス冷却するプレス冷却部の説明図。
【発明を実施するための形態】
【００１８】
図１は、接着剤とウエーハの関係を示す本発明の一実施例であって、同図（Ａ）は、固形接着剤が軟化するが展延せずに水のような流動性を示さない程度の温度に加温した支持基板１上に、固形接着剤を滴下可能な温度に溶融した液状の接着剤２を滴下した状態を示している。このときの支持基板の温度は、固形接着剤の種類にもよるが、軟化温度が約４０〜７０℃の固形接着剤を使用する場合、接着剤が流動しない程度の温度、約４０〜５０℃程度であり、これより接着剤２は支持基板１上で軟化しているが展延しない状態で滴下した形状を維持する。また、この際、接着剤の滴下量は、ウエーハ３の大きさ及び接着層の膜厚に応じて決定される。接着剤はノズルから滴下されるが、１滴当りの液量を規定しておけば、例えばウエーハサイズが２インチのときは１滴、３インチのときは３滴、４インチのときは４滴、５インチのときは５滴、６インチのときは６滴というように簡単に制御することができる。
【００１９】
上記ウエーハ３を支持基板１に滴下する位置は、ウエーハ３を貼り付けようとする部分であるウエーハ貼付部（図示略）の中央である。通常、複数枚のウエーハを一度に研磨処理できるよう複数枚のウエーハ、例えば４枚、６枚、・・・１２枚、１６枚等ウエーハの大きさに応じた複数枚のウエーハが支持基板上に円周状に並べて貼り付けられ、これを研磨装置にセットするので、支持基板上にはウエーハごとに貼り付ける位置が予め定めてられている。そして、接着剤を滴下する際、滴下位置の下方にウエーハ貼付部の中心が位置するように支持基板を回転させて各ウエーハの中心部の位置を割り出している。このようにすると、図１（Ａ）に示すように略半球状に先端が突出した状態の接着剤２が、支持基板１上のウエーハ貼付部ごとに、直径約数ｍｍ程度の点状になって複数個形成される。複数枚のウエーハ３は真空吸着パッド４に吸着保持され、上記点状に分布する接着剤２上に各ウエーハの中心部がそれぞれ対応するように移送される。
【００２０】
上記のように軟化温度が約４０〜７０℃の固形接着剤を使用する場合、滴下時の支持基板の最初の温度は約４０〜５０℃程度であるが、その後、固形接着剤の軟化温度以上になるよう徐々に支持基板は加温される。そして、図１（Ｂ）に示すように、支持基板１の温度が約６０℃程度に昇温したら、若しくは滴下した接着剤２が展延して直径約１０ｍｍ程度の大きさに広がったら、真空吸着パッド４を降下してウエーハ３の中央部が該接着剤２の突部に接する位置までウエーハを降下させる。このとき、真空吸着パッド４を下方（支持基板方向）に押圧するばね等の付勢手段を設けて真空吸着パッドを反発可能に構成し、該真空吸着パッド４でウエーハ３を支持基板１に押し付けた状態で真空吸着パッド４の吸着真空を破壊するようにしてある。
【００２１】
上記のようにして支持基板を次第に加温していくと、接着剤は滴下された略半球状からさらに展延してあたかも水のような流動性を示し、ウエーハ３の中央部から外周縁に向かって流動しながら薄い均一な接着層を形成していく。支持基板１の温度が約７０℃程度になると、図１（Ｃ）に示すように接着層は直径約２０ｍｍ程度に広がり、支持基板１の温度が約８０℃程度になると、図１（Ｄ）に示すように接着層は直径約３６ｍｍ程度に広がる。そして、支持基板１の温度が約９０℃程度に昇温すると、接着剤はウエーハの外周縁からウエーハのべベル面まで流動し、図１（Ｅ）に示すように、ウエーハの全面と支持基板の間に接着層が形成され、ウエーハ３は支持基板１に仮貼りされる。
【００２２】
上記のように、ウエーハ３の中央部から外周縁に向かって接着剤２が徐々に流動してウエーハの全面に広がる接着層が形成されるから、接着剤に無駄がなく、従来の固形接着剤を使用する貼付け方法に比べて、極めて少ない使用量でウエーハ３を支持基板１に仮貼りすることができ、また接着剤がウエーハの中央部から外周に広がるので、接着層中に気泡が発生するおそれもない。その後、ウエーハ３を仮貼りした支持基板１は冷却工程に移送され、プレス冷却され、接着剤２は固化しウエーハ３を確実に支持基板１に貼り付けることができる。
【００２３】
図２は、支持基板１に接着剤２を滴下してウエーハ３を仮貼りするウエーハ仮貼り部５の一実施例を示している。図２において、貼付装置本体６は、支持基板１を載置して加温するようヒーター７を内蔵した加熱ヒーター台８を有し、支持基板１は加熱ヒーター台に接して載置される降下位置と、加熱ヒーター台から離れて上方に持ち上げられた上昇位置に上下動装置により昇降する。図２に示す上下動装置は、該加熱ヒーター台８の中央に挿通し支持基板１を保持するチャック９を先端に有する支持軸１０と、該支持軸１０を回転させる割出モーター１１と、支持軸１０を昇降させる上下動シリンダー１２で構成され、これにより支持基板１を昇降、回転させて接着剤を滴下すべきウエーハの中央部の位置を割り出すことができる。該ヒーターの温度は、使用する固形接着剤の軟化温度によって相違するが、通常約９０〜１３０℃程度の温度で可変できるようにしておくとよい。最初に支持基板１は上記加熱ヒーター台８上に載置され、約４０〜５０℃程度に加温されたら、上記上下動装置により上昇され加熱ヒーター台８から離れる。そして、接着剤を滴下した後に支持基板１は降下され、加熱ヒーター台８に再度載置され、約９０〜１３０℃程度に加温される。このように、実施例に示す装置によれば、一つの加熱ヒーター台により、支持基板の温度を必要な温度に的確に調整することができる。なお、支持基板は、通常、セラミック材料で作られているので、急激な温度差が約８０℃程度になると破損することがある。そのため、破損を防ぐために加熱ヒーター台８の表面に放熱シート（断熱シート）１３を貼り、支持基板１を間接的に加熱するようにしてある。なお、加熱ヒーター台８の側方には支持基板１の温度を測定するための放射温度計１４を設けてあり、この温度計の検出温度に基づき、支持基板１の温度を微妙にコントロールできるようにしてある。
【００２４】
上記支持基板が上昇した位置には、支持基板の上面に対応する位置（滴下位置）と支持基板からは外れた位置（待機位置）に、換言すると支持基板の半径方向に移動可能に固形接着剤滴下装置１５が設けられている。図３を参照し、固形接着剤滴下装置１５は、ステッキ状の固形接着剤を上方から差し込んで収納できる円筒状の加熱容器１６と、該加熱容器１６の下方に設けられたノズル１７と、加熱容器１６を加温して固形接着剤を溶融するよう加熱容器１６の周囲を囲む保温ブロック１８内に設けたヒーター１９と、溶融した接着剤をノズル１７に向けて加圧する加圧ガスを加熱容器１６内に導入するための供給口２０及び排気口２１と、ノズル１７を開閉するエアーオペレーションバルブ等のバルブ２２を具備し、上記ノズル１７は上記ヒーター１９により加熱容器１６と同温程度に加熱されている。この構成により、ノズル１７の先端まで接着剤の溶融温度を保つことができるから、接着剤がノズルの先端で固化することはなく、エアーオペレーションバルブの出口に空気溜まりが発生することもなく、溶融した接着剤をバルブ２２の開閉により支障なく微少量ずつほほ卵球状にノズル１７から滴下することができる。また、ノズル１７の先端に近接して、ノズルから滴下する接着剤の粒をカウントできるよう透過式センサー２３を設けてあり、このカウント数によりウエーハサイズに応じた接着剤量を管理して的確に支持基板上に滴下できるようにしてある。
【００２５】
上記加圧ガスの供給口２０及び排気口２１は、上記加熱容器１６の上方に設けた計測部２４に形成してあり、該加熱容器１６と計測部２４は、気密を保持することができるようクランプシール２５を介して分離可能に接続され、固形接着剤を加熱容器１６内に収納する際は、このクランプシール２５を外して収納する。計測部２４の上方には、加熱容器内で溶融された接着剤の上面の位置を検出するレーザーセンサー２６が設けられ、レーザー光２７を接着剤２の上面で反射させて接着剤の残量を検出している。固形接着剤が溶融すると、蒸気が発生してレーザー光の透過に支障を生じるので、レーザー光の通過部には、スリット２８を形成した隔壁２９とレーザー光が透過できる透明ガラス３０を設けてあり、この透過ガラス３０が曇らないよう上記加圧ガスの供給口２０を透過ガラス３０と隔壁２９で囲まれた空間３１に開口させてある。これにより加圧ガスは上記空間３１に入り込み、透過ガラス３０の表面を流下して曇りを防止しつつ上記スリット２８を通って加熱容器１６内に入り、接着剤２を加圧した後、排気口２１から排気される。このようにすれば、固形接着剤は空気に触れることなく溶融されて液体化し、加熱容器１６内の接着剤の残量はレーザーセンサー２６により確認することができる。
【００２６】
上記加圧ガスの圧力は、加熱容器内に存する接着剤の残量に応じて調整できるようにすることもできる。この場合、接着剤の残量とそれに応じた適正な加圧圧力を予め制御装置（図示略）に入力しておき、レーザーセンサー２６で検知した接着剤の残量に合わせて上記加圧ガスの流量を調整する電空レギュレター３２を制御して加圧ガスの流量を変化させれば、加圧圧力を的確に変えることができる。このようにすれば、供給機能を超微量変化させ、滴下量を厳密にコントロールすることができる。
【００２７】
上記固形接着剤滴下装置１５は、上述したように適宜の移送手段により滴下位置と待機位置に移動可能に設けられているが、滴下位置で支持基板１に接着剤を滴下するとき、余分な接着剤が滴下しないよう待機位置には、受けパット３３を設けてあり、空打ちしてから滴下位置に移動するようにしてある。
【００２８】
支持基板１に貼り付けようとする複数のウエーハ３は、予めウエーハセット治具３４（図６参照）に設けた凹部３５にオリフラを規制した状態で並べてセットされている。該ウエーハセット治具３４は、図２に示すウエーハ仮貼り部５に隣接するプレス冷却部３６（図６）の本体６の上方に設置され、貼り付けるウエーハの大きさ、枚数、貼付部の配置等に応じて種々の治具が用意されている。これらのウエーハをウエーハセット治具３４から取り出すには、上記真空吸着パッド４が使用される。該真空吸着パッド４は、ウエーハに損傷を与えないようシリコンゴム材料等で構成され、貼付アーム軸３７の下方に水平状態に形成したパッド保持板３８にそれぞれウエーハに対応するように複数個設けられ、連絡パイプ３９を介してそれぞれ貼付アーム軸３７に設けた真空流路口（図示略）に接続され、真空源に連通している。ウエーハを仮貼り部５の支持基板１上に移送するには、先ず貼付アーム軸３７を適宜の移動装置で駆動してパッド保持板３８を上記ウエーハセット治具３４の上方に移動し、降下させて吸着パッド４でウエーハ３を吸着保持し、その後上昇させて仮貼り部にある上記支持基板１の上方に移動させればよい。このとき、支持基板１は加熱ヒーター台８上にあって、上述したように、固形接着剤の軟化温度よりも次第に高温となるように加温されているから、支持基板１の温度が接着剤が展延して流動する程度になったとき、貼付アーム軸３７によりパッド保持板３８を降下させ、ウエーハ３を滴下した接着剤２の突部に接触させた後、真空吸着パッド４の真空吸着を破壊してウエーハ３を支持基板１に押圧する。
【００２９】
上記真空吸着パッド４には、該吸着パッドを下方に（支持基板方向）に付勢してパッドが上下方向に反発できるようにするための付勢手段が設けられている。この付勢手段は種々に構成することができる。図４は、吸着パッド４の支持軸４０を上下動可能に形成し、途中にコイルスプリング４１を設けて反発可能にした実施例であり、図５は、吸着パッド自体をベローズ状の弾性体４２で伸縮可能に構成した実施例であり、これらの付勢手段により吸着パッドの下面に保持したウエーハが接着剤に接した状態で約５ｍｍ程度反発できるようにしてある。この構成により、パッド保持板３８を降下させたとき、吸着パッド４がウエーハ表面を約２０〜１００ｇ、好ましくは３０ｇ程度の強さで押え付けた状態で、ウエーハを仮貼りすることができる。
【００３０】
上記のようにしてウエーハ３を仮貼りした支持基板１は、水平方向に移送する適宜の移送手段よりプレス冷却部３６に移送される。図６には、ウエーハと支持基板を加圧しながら支持基板の裏面側から冷却するプレス冷却装置の一実施例が示されている。図６において、冷却液が流通する冷却台４３は、トルクモーター４４等の駆動装置により上下方向に移動可能であり、支持基板１を受け取るための支持ピン４５が冷却台４３に形成した挿通孔を通して上下方向に延びている。該冷却台４３は接着剤が固化する温度、例えば約１５〜２５℃程度に冷却され、支持ピン４５は上下動シリンダー５２により昇降し、上昇した位置で上記仮貼り部５から送られてくるウエーハを仮貼りした支持基板１を受け取り、降下して冷却台４３上に該支持基板１を載置する。本体６の上方には冷却台４３に対向して加熱板４６が設けられ、該加熱板４６には、固形接着剤の軟化温度よりも高く、例えば約６０〜１３０℃程度に可変にウエーハを加熱できるようヒーター４７が設けられている。加熱板４６と装置本体６の間にはプレス圧力を検出するための、例えばロードセル等の圧力検出装置４８が設けられ、加熱板４６の温度を検知する温度センサー（図示略）も適宜位置に設けられている。
【００３１】
上記構成により、冷却台４３を上昇させると、ウエーハ３を仮貼りした支持基板１は、加熱板４６と冷却台４３に挟まれてプレスされ、接着剤は固化する。この際、支持基板を裏面側から冷却してウエーハ３の上方から加熱板４６で熱が接着剤に伝達されてくるので、セラミック製の支持基板を通して冷却作用が間接的に伝達され、直ちに接着剤が冷却されないようにでき、この間に各ウエーハ３を仮貼りしている接着層２が流動して全体がほぼ均一の膜厚になった状態で固化される。このような作用を確実に発揮させるためは、冷却台４３を上昇して加圧する作業を一気に行わずに、途中で移動を停止させて接着剤が流動する時間を確保するよう数段に分けて徐々にプレス作業を行うことがさらに好ましい。例えば、加熱冷却プレスの移動ストロークにおいて、予め所定のストロークを設定しておき、このストロークに達したら駆動装置を一旦停止し、接着剤が流動する時間、例えば約１．５〜３分程度冷却台４３をその位置に保持する。その後、約２．０〜４分かけてゆっくりと冷却台４３を上昇させると、均一の膜厚となった接着層をプレスしながら冷却台４３からの冷却作用により固化させることができる。このような操作のためには、駆動装置として、トルクモーター４４を用いる圧力検出装置４８による検出圧力に応じて加圧プレスした状態で設定時間冷却台４３の移動を停止させることができるので、制御が容易である。
【００３２】
上記冷却プレス時に、支持基板１が例えば約１２０℃程度に加熱されていると、約２５℃程度に冷却されている冷却台４３に支持基板１が直接接触すると、急冷による冷却ショックで破損するおそれがある。そのため、実施例においては、冷却台４３の表面（金属面）に断熱効果がある放熱シート４９を貼り、間接的に冷却するようにしてある。また、加熱板４６の表面は、ウエーハ３に損傷を与えないよう若干の弾性をもたせるようにしてある。図６においてはウエーハが付着しないよう表面をナシ地仕上げしたシリコンゴムシート５０を加熱板４６に貼り付けてあるが、加熱板４６の表面にシリコンライニング加工を施してシリコンゴム層を直接設けてもよい。さらに、加熱冷却プレスするとき、ウエーハ３の外周縁（べベル面）から接着剤があふれて流動し加熱板４６に接着剤が付着するおそれがあるが、そのような事態を生じないようウエーハ面と加熱板（シリコン面）間に接着剤吸収シート５１を介在させ、プレス冷却する際に接着剤を吸収できるようにしてある。この吸収シート５１をロール状に巻回しておけば、プレス毎にワンピッチづつ手動で引き出すようにしたり、自動で巻き取るようにすることができ、使いやすい。
【００３３】
上記のようにしてプレス冷却により、接着層は薄い膜状になってウエーハは支持基板に確実に貼り付けられるから、冷却台を降下させて取り出せばよい。このようにして少量の固形接着剤を使用して確実にウエーハを支持基板に貼り付けることができる。なお、冷却台４３側を固定し加熱板４６側をこの冷却台に向けて上記と同様の駆動装置により移動させてプレス冷却することもでき、この場合にも加熱板の移動を途中で停止させながら冷却台方向に移動させることが好ましい。また、上記実施例では複数枚のウエーハをウエーハセット治具にセットして複数枚を一度に支持基板に貼り付けるようにしているが、１枚のウエーハをウエーハセット治具にセットして１枚づつ支持基板に貼り付けるようにしてもよい。
【符号の説明】
【００３４】
１ 支持基板
２ 接着剤
３ ウエーハ
４ 真空吸着パッド
５ ウエーハ仮貼り部
８ 加熱ヒーター台
１１ 割出モーター
１５ 固形接着滴下装置
１６ 加熱容器
１７ ノズル
２２ バルブ
２３ 透過式センサー
２４ 計測部
２６ レーザーセンサー
３４ ウエーハセット治具
３６ プレス冷却部
４３ 冷却台
４４ トルクモーター
４６ 加熱板
【特許請求の範囲】
【請求項１】
固形接着剤が軟化するが流動性を示さない程度の温度に支持基板を加温すること、固形接着剤を滴下可能な温度に溶融すること、該接着剤を上記支持基板のウエーハ貼付部の中央に滴下して滴下した形状に保持すること、その後該支持基板を固形接着剤の軟化温度以上に加温しつつ真空吸着パッドで吸着されたウエーハを滴下された接着剤の上に降下しウエーハの中央部を該接着剤に接触させること、加温により接着剤が流動性を示すようになったら該ウエーハを支持基板に押し付けた状態で真空吸着パッドの吸着真空を破壊すること、該真空吸着パッドでウエーハを支持基板に押圧しつつ支持基板を加温することにより接着剤をウエーハの中央部から外周部まで流動させウエーハを支持基板に仮貼りすること、ウエーハを仮貼りした支持基板を支持基板の裏面側から冷却し接着剤を固化させることを特徴とする固形接着剤を用いたウエーハの貼付方法。
【請求項２】
上記ウエーハを仮貼りした支持基板を支持基板の裏面側から冷却する工程において、支持基板をプレス冷却する際、ウエーハは接着剤が流動するよう加温される請求項１に記載の固形接着剤を用いたウエーハの貼付方法。
【請求項３】
上記プレス冷却の際、途中でプレスによる加圧を停止して段階的にプレス冷却を行うようにした請求項２に記載の固形接着剤を用いたウエーハの貼付方法。
【請求項４】
上記固形接着剤の軟化温度は４０〜７０℃であり、該接着剤を滴下するときの支持基板の温度は４０〜５０℃であり、ウエーハを接着剤に接触させるときの支持基板の温度は６０℃である請求項１から３のいずれかに記載の固形接着剤を用いたウエーハの貼付方法。
【請求項５】
支持基板を固形接着剤の軟化温度以上に加熱する加熱ヒーター台と、該加熱ヒーター台に載置された支持基板を加熱ヒーター台に接する位置と離れる位置に昇降させる上下動装置と、固形接着剤を溶融し上昇位置にある支持基板に接着剤を滴下する固形接着剤滴下装置と、ウエーハを保持し滴下した接着剤上にウエーハを押し付けて仮貼りする真空吸着パッドと、ウエーハを仮貼りした支持基板を支持基板の裏面側から冷却してプレス冷却するプレス冷却装置を具備し、上記固形接着剤滴下装置は、固形接着剤を収納する加熱容器と、該加熱容器の下方に設けられたノズルと、該加熱容器に収納した固形接着剤を溶融するよう上記加熱容器を加温するヒーターと、該加熱で溶融した接着剤を加圧する加圧ガスの供給口及び排気口と、ノズルを開閉するバルブを有し、上記ノズルは上記加熱容器を加温するヒーターにより加温されていることを特徴とする固形接着剤を使用したウエーハの貼付装置。
【請求項６】
上記固形接着剤滴下装置は、加熱容器内の接着剤の残量を検出するレーザーセンサーを有し、該レーザーセンサーと加熱容器の間にはレーザー光が通過するスリットを形成した隔壁と透明ガラスが設けられ、該透明ガラスの表面に上記供給口から供給された加圧ガスを流下させるようにした請求項５に記載の固形接着剤を使用してウエーハの貼付装置。
【請求項７】
上記固形接着剤滴下装置は、上記レーザーセンサーの検出信号に基づき加圧ガスの流量を制御する空電レギュレターを具備する請求項６に記載の固形接着剤を使用したウエーハの貼付装置。
【請求項８】
上記プレス冷却装置は、支持基板を冷却する冷却台と、該冷却台に対向して設けられウエーハを加熱する加熱板と、冷却台若しくは加熱板を加熱板若しくは冷却台に向けて移動させる駆動装置を有する請求項５に記載の固形接着剤を用いたウエーハの貼付装置。
【請求項９】
上記駆動装置はトルクモーターを含み、該トルクモーターにより冷却台若しくは加熱板を途中で停止させながら移動させるようにした請求項８に記載の固形接着剤を用いたウエーハの貼付装置。
【請求項１】
固形接着剤が軟化するが流動性を示さない程度の温度に支持基板を加温すること、固形接着剤を滴下可能な温度に溶融すること、該接着剤を上記支持基板のウエーハ貼付部の中央に滴下して滴下した形状に保持すること、その後該支持基板を固形接着剤の軟化温度以上に加温しつつ真空吸着パッドで吸着されたウエーハを滴下された接着剤の上に降下しウエーハの中央部を該接着剤に接触させること、加温により接着剤が流動性を示すようになったら該ウエーハを支持基板に押し付けた状態で真空吸着パッドの吸着真空を破壊すること、該真空吸着パッドでウエーハを支持基板に押圧しつつ支持基板を加温することにより接着剤をウエーハの中央部から外周部まで流動させウエーハを支持基板に仮貼りすること、ウエーハを仮貼りした支持基板を支持基板の裏面側から冷却し接着剤を固化させることを特徴とする固形接着剤を用いたウエーハの貼付方法。
【請求項２】
上記ウエーハを仮貼りした支持基板を支持基板の裏面側から冷却する工程において、支持基板をプレス冷却する際、ウエーハは接着剤が流動するよう加温される請求項１に記載の固形接着剤を用いたウエーハの貼付方法。
【請求項３】
上記プレス冷却の際、途中でプレスによる加圧を停止して段階的にプレス冷却を行うようにした請求項２に記載の固形接着剤を用いたウエーハの貼付方法。
【請求項４】
上記固形接着剤の軟化温度は４０〜７０℃であり、該接着剤を滴下するときの支持基板の温度は４０〜５０℃であり、ウエーハを接着剤に接触させるときの支持基板の温度は６０℃である請求項１から３のいずれかに記載の固形接着剤を用いたウエーハの貼付方法。
【請求項５】
支持基板を固形接着剤の軟化温度以上に加熱する加熱ヒーター台と、該加熱ヒーター台に載置された支持基板を加熱ヒーター台に接する位置と離れる位置に昇降させる上下動装置と、固形接着剤を溶融し上昇位置にある支持基板に接着剤を滴下する固形接着剤滴下装置と、ウエーハを保持し滴下した接着剤上にウエーハを押し付けて仮貼りする真空吸着パッドと、ウエーハを仮貼りした支持基板を支持基板の裏面側から冷却してプレス冷却するプレス冷却装置を具備し、上記固形接着剤滴下装置は、固形接着剤を収納する加熱容器と、該加熱容器の下方に設けられたノズルと、該加熱容器に収納した固形接着剤を溶融するよう上記加熱容器を加温するヒーターと、該加熱で溶融した接着剤を加圧する加圧ガスの供給口及び排気口と、ノズルを開閉するバルブを有し、上記ノズルは上記加熱容器を加温するヒーターにより加温されていることを特徴とする固形接着剤を使用したウエーハの貼付装置。
【請求項６】
上記固形接着剤滴下装置は、加熱容器内の接着剤の残量を検出するレーザーセンサーを有し、該レーザーセンサーと加熱容器の間にはレーザー光が通過するスリットを形成した隔壁と透明ガラスが設けられ、該透明ガラスの表面に上記供給口から供給された加圧ガスを流下させるようにした請求項５に記載の固形接着剤を使用してウエーハの貼付装置。
【請求項７】
上記固形接着剤滴下装置は、上記レーザーセンサーの検出信号に基づき加圧ガスの流量を制御する空電レギュレターを具備する請求項６に記載の固形接着剤を使用したウエーハの貼付装置。
【請求項８】
上記プレス冷却装置は、支持基板を冷却する冷却台と、該冷却台に対向して設けられウエーハを加熱する加熱板と、冷却台若しくは加熱板を加熱板若しくは冷却台に向けて移動させる駆動装置を有する請求項５に記載の固形接着剤を用いたウエーハの貼付装置。
【請求項９】
上記駆動装置はトルクモーターを含み、該トルクモーターにより冷却台若しくは加熱板を途中で停止させながら移動させるようにした請求項８に記載の固形接着剤を用いたウエーハの貼付装置。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【公開番号】特開２０１３−８２０１７（Ｐ２０１３−８２０１７Ａ）
【公開日】平成２５年５月９日（２０１３．５．９）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１１−２２２１１２（Ｐ２０１１−２２２１１２）
【出願日】平成２３年１０月６日（２０１１．１０．６）
【出願人】（５０２３３４７１１）
【出願人】（０００１８２６３８）秀和工業株式会社 (4)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２５年５月９日（２０１３．５．９）
【国際特許分類】
【出願日】平成２３年１０月６日（２０１１．１０．６）
【出願人】（５０２３３４７１１）
【出願人】（０００１８２６３８）秀和工業株式会社 (4)
【Ｆターム（参考）】
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