基板貼合せ方法
【課題】半導体ウエハなどのワークと補強用の支持基板との貼り合せ精度の向上を図ることのできる基板貼り合わせ方法を提供する。
【解決手段】複数個の係止爪３８で周縁部分を係止保持された支持基板Ｗ２をウエハＷ１の両面接着シート貼付け面に近接するように対向配備し、この支持基板Ｗ２の非貼合せ面の略中央から略半球形状の弾性体で構成された押圧部材３９を押圧し、この押圧部材３９を弾性変形させて支持基板面に扁平接触させながら支持基板Ｗ２をウエハＷ１に貼り合せる。
【解決手段】複数個の係止爪３８で周縁部分を係止保持された支持基板Ｗ２をウエハＷ１の両面接着シート貼付け面に近接するように対向配備し、この支持基板Ｗ２の非貼合せ面の略中央から略半球形状の弾性体で構成された押圧部材３９を押圧し、この押圧部材３９を弾性変形させて支持基板面に扁平接触させながら支持基板Ｗ２をウエハＷ１に貼り合せる。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、半導体ウエハ、ガラス基板、回路基板などの各種基板に両面接着シートを介して補強用（支持用）の基板を貼り合わせる基板貼合せ方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
半導体ウエハ（以下、単に「ウエハ」という）はウエハ上に多数の素子を形成した後、バックグラインド工程でウエハ裏面を削り、その後、ダイシング工程で各素子に切り分けられている。しかし、近年では高密度実装の要求に伴いウエハ厚さを１００μｍから５０μｍ、更には２５μｍ程度にまで薄くする傾向にある。
【０００３】
このように薄くバックグラインドされたウエハは脆いのみならず、歪みが生じていることが多く、取扱い性が極めて悪くなっている。
【０００４】
そこで、接着シートを介してウエハにガラス板などの剛性を有する基板を貼り合せることでウエハを補強する手段が提案・実施されている。
【０００５】
具体的には、上面に接着テープが予め貼付けられたウエハを保持台に載置固定し、このウエハの上方において、ガラス板などからなる基台（本発明における基板）を基台支持部の上端に傾斜姿勢で係止保持し、プレスローラを傾斜保持された基台の表面に移動させるとともに、その移動に応じて基台支持部を下降させることで、基台を半導体ウエハに貼り付けるように構成されている（例えば、特許文献１参照）。
【０００６】
【特許文献１】特開２０００−３４９１３６号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
しかしながら、従来の基台貼合せ装置は、極薄化されたウエハに予め接着テープを貼り付けて補強用の基板と貼り合わせているので、ウエハに接着テープ貼り付けるときに外力が加わりウエハを破損させる恐れがある。
【０００８】
また、プレスローラを基台表面に転動させて押圧しながらウエハに貼り合せると、プレスローラの転動方向に押圧力が加わり、基板の貼り合せ位置がその方向にズレてしまうといった問題がある。
【０００９】
本発明はこのような事情に鑑みてなされたものであって、半導体ウエハなどのワークの破損や支持用の基板の貼り合せ位置のズレなどがなく基板と半導体ウエハを精度よく貼り合せることのできる基板貼合せ方法を提供することを主たる目的としている。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
この発明は、上記目的を達成するために次のような手段をとる。
【００１１】
すなわち、第１の発明は、半導体ウエハに両面接着シートを介在させて支持用の基板と貼り合わせる基板貼合せ方法において、
前記半導体ウエハに両面接着シートを貼り付ける貼付過程と、
複数個の保持手段で前記基板の周縁を保持し、貼り付けた前記両面接着シートを挟んで前記半導体ウエハと基板を近接させて対向配備する位置合せ過程と、
略半球形状の弾性体で構成された押圧部材で前記基板の非貼合せ面の略中央から押圧し、この押圧部材を弾性変形させて基板面に扁平接触させながら基板を半導体ウエハに貼り合せる貼合せ過程と、
前記押圧部材の弾性変形による基板面に対する押圧接触面が基板周縁に近づくと、前記保持手段による基板の保持を解除し、基板外方に退避させる退避過程と、
を備えたことを特徴とする。
【００１２】
（作用・効果） この方法によれば、弾性体で構成された略半球形状の押圧部材で基板の非貼合せ面の略中央から押圧することにより、押圧部材が基板の中央から周縁に向って放射状に接触面積を拡大しながら弾性変形してゆく。したがって、押圧部材による押圧力も基板中央から周縁に向って均一に加わるとともに、貼合せ面に巻込む気泡を外方に排除することができる。その結果、基板の貼合せ位置のズレや半導体ウエハの破損を抑制することができるとともに、貼合せ面への気泡の巻込みのない高品位の貼合せを実現できる。
【００１３】
なお、貼合せ過程では、減圧雰囲気中で支持用の基板を半導体ウエハに貼り合せることが好ましい（請求項２）。この方法によれば、半導体ウエハと基板の貼合せ面への気泡の巻込みをより精度よく排除することができる。
【発明の効果】
【００１４】
以上のように本発明の基板貼合せ方法によると、略半球形状の弾性体からなる押圧部材を基板の非貼合せ面の略中央から押圧することにより、基板への押圧力を均一にし、基板の貼合せ位置がズレることなく基板を半導体ウエハに精度よく貼り合せることができる。また、押圧力が均一になることで、半導体ウエハの破損を抑制することができる。さらに、基板の中央から周縁に向けて基板を半導体ウエハに貼り合せるので、貼合せ面に巻込む気泡を効率よく排除することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１５】
以下、図面を参照して本発明の一実施例を説明する。
【００１６】
図１は本発明に係る基板貼合せ方法を実行する基板貼合せ装置の平面図、図２はその正面図である。
【００１７】
本実施例の基板貼合せ装置１は、図１に示すように、基台２の右手前に、半導体ウエハＷ１（以下、単に「ウエハＷ１」という）が収容されたカセットＣ１が装填されるウエハ供給部３と、基台２の中央手前に、ガラス板やステンレス鋼などからなるウエハと略同形状の補強用基板としての支持基板Ｗ２が収納されたカセットＣ２が装填される支持基板供給部４、基台２の左手前に、支持基板Ｗ２の貼り合わされたウエハＷ１を回収するウエハ回収部５とが配備されている。このウエハ供給部３と支持基板供給部４の間には、ロボットアーム６を備えた第１搬送機構７と、搬送ベルトによりウエハＷ１を水平搬送する第２搬送機構８が配備されている。また、基台２の右側奥には第１アライメントステージ９が配備され、その上方にはウエハＷ１に向けて両面接着シートＴ１を供給する接着シート供給部１０が配備されている。また、接着シート供給部１０の右斜め下には接着シート供給部１０から供給されたセパレータ付きの両面接着テープＴ１からセパレータＳのみを回収するセパレータ回収部１１が配備されている。アライメントステージ９の左横にはウエハＷ１を載置保持する保持部１２と、この保持部１２に保持されたウエハＷ１に両面接着シートＴ１を貼り付けるシート貼付機構１３と、ウエハＷ１に両面接着シートＴを貼り付けた後の不要なシートＴ２を剥離するシート剥離機構１４とが配備され、その上方にはウエハＷ１に貼り付けられた両面接着シートＴ１をウエハＷ１の外形に沿って切断するカッターユニット１５が配備されている。また、その左側上方には、不要なシートＴ２を回収するシート回収部１６が配備されている。また、シート貼付機構１３の左横には、ロボットアーム１７を備えた第３搬送機構１８が配備されており、その左横に第２アライメントステージ１９が配備されている。さらに、その左側奥には、ウエハＷ１と支持基板Ｗ２を貼り合せる基板貼合せ機構２０が配備されている。以下、各構成について具体的に説明する。
【００１８】
ウエハ供給部３、支持基板供給部４、およびウエハ回収部５は、昇降可能なカセット台を備えている。各カセット台に収容されたカセットＣ１〜Ｃ３は、それぞれにウエハＷ１、支持基板Ｗ２、および支持基板付きウエハＷ１を多段に収納して載置されるようになっている。このとき、カセットＣ１、Ｃ３内では、ウエハＷ１はパターン面を上向きにした水平姿勢を保っている。
【００１９】
第１搬送機構７および第３搬送機構１８は、ロボットアーム６、１７を備えるとともに、図示しない駆動機構によって旋回するように構成されている。
【００２０】
ロボットアーム６、１７は、図２に示すように、その先端に馬蹄形をした基板保持部２１、２２を備えている。この基板保持部２１、２２には図示しない吸着孔が設けられており、カセットＣ１、Ｃ２に収容されたウエハＷ１および支持基板Ｗ２を裏面から真空吸着するようになっている。なお、基板保持部２１、２２の形状は馬蹄形に限定されるものではなく、矩形や円形などであってもよい。
【００２１】
つまり、ロボットアーム６は、カセットＣ１に多段に収納されたウエハＷ同士の間隙を基板保持部２１が進退してウエハＷ１を裏面から吸着保持するとともに、吸着保持したウエハＷ１を後述する第１アライメントステージ９、保持部１２、および第２搬送機構８の順に搬送する。
【００２２】
ロボットアーム１７は、第２搬送機構８によって搬送されてくる両面接着シート付きのウエハＷ１を第２アライメントステージ１９、基板貼合せ機構２０の順に搬送する。また、ロボットアーム１７は、カセットＣ２に多段に収納された支持基板Ｗ同士の間隙を基板保持部２２が進退して支持基板Ｗ２を裏面から吸着保持するとともに、吸着保持した支持基板Ｗ２を後述する第２アライメントステージ１９、基板貼合せ機構２０の順に搬送し、さらに、基板貼合せ機構２０で支持基板Ｗ２の貼り合わされたウエハＷ１をカセットＣ３に搬送する。
【００２３】
第２搬送機構８は、搬送ローラまたは無端ベルトによって構成されたコンベア式の搬送機構であり、ロボットアーム６によって移載された両面接着シート付きのウエハＷ１をロボットアーム１７に受け渡し可能な位置に水平搬送する。
【００２４】
第１アライメントステージ９は、載置された略円形のウエハＷ１のオリエンテーションフラットやノッチなどに基づいて位置合せを行う。
【００２５】
第２アライメントステージ１９は、ウエハＷ１に対しては、第１アライメントステージ９と同様にオリエンテーションフラットなどに基づいて位置合せを行う。また、支持基板Ｗ２に対しては、中心位置を一対の係止爪７５で挟み込んで決定する。
【００２６】
保持部１２は、図６に示すように、中央で昇降する吸着パットによってウエハＷ１を受け取り、ウエハＷ１の裏面と全体と面接触してウエハＷ１を吸着保持するチャックテーブル２３が備えられている。なお、チャックテーブル２３は、本発明の保持テーブルに相当する。
【００２７】
接着シート供給部１０は、ボビン２４に加熱膨張により接着力の低下する両面接着シートＴ１がセパレータＳ付きで巻回きされており、このボビン２４から繰り出されたセパレータＳつきの両面接着シートＴ１をガイドローラ２５群に巻回案内する。なお、接着シート供給部１０は装置本体の縦壁に軸支されブレーキ機構などを介して回転規制されている。
【００２８】
セパレータ回収部１１は、縦壁に回収ボビン２６が軸支されており、モータなどの駆動機構に連動連結されている。
【００２９】
シート貼付機構１３は、そのフレームがテープ走行方向にスライド可能となるように装置本体のレールに把持され、図示しないモータなどの駆動部を介して連動連結されている。また、フレームには貼付けローラ２７が回転可能に軸支されている。つまり、貼付けローラ２７が両面接着シートＴ１の表面を押圧して転動しながらウエハＷ１の凹凸を有する表面に両面接着シートＴ１を貼り付けてゆく。
【００３０】
カッターユニット１５は、図示しない昇降機構により待機位置と、両面接着シートを切断する作用位置とにわたって昇降移動するとともに、ウエハＷ１の外形に沿ってカッタ刃を旋回走査させて両面接着シートＴ１をウエハ形状に切断する。
【００３１】
シート剥離機構１４は、そのフレームがテープ走行方向にスライド可能となるように装置本体のレールに把持され、図示しないモータなどの駆動部を介して連動連結されている。また、フレームには剥離ローラ２８が回転可能に軸支されているとともに、この剥離ローラ２８が図示しないシリンダなどによって上下揺動駆動するようになっている。剥離ローラ２８は切断された後の不要な両面接着シートＴ２を支持基板Ｗ２から剥離する。
【００３２】
シート回収部１６は、基台２の縦壁に回収ボビン２９が軸支され、モータなどの駆動部に連動連結されている。つまり、テープ供給部１１から所定量の両面接着シートＴ１が繰り出されてウエハＷ上に供給されるとともに、駆動部が作動することにより両面接着シートＴ１を切断後の不要なテープＴ２が回収ボビン３２に巻き取られるようになっている。
【００３３】
基板貼合せ機構２０は、図４に示すように、基台２の上が設けられ、開閉可能な減圧室３６の内部に設けた構造となっている。なお、基板貼合せ機構２０は、本発明の基板貼合せ装置に相当する。
【００３４】
また、図３および図４に示すように、ウエハＷ１を水平に載置して保持する真空吸着式の保持テーブル３７と、支持基板Ｗ２の周縁を４箇所で係止保持するに対向する２対の係止爪３８と、これら係止爪３８で支持基板Ｗ２を係止した状態で、その上方に位置で待機している押圧部材３９と、これらの駆動手段とから構成されており、以下に各構成の具体的な構造について説明する。
【００３５】
係止爪３８は、ホルダ４１に脱着可能にボルト締め連結されており、その先端部に、支持基板Ｗ２の周縁箇所を下方から受止め係止する部分円弧状の係止部３８ａが段違い状に備えられている。なお、係止爪３８は、本発明の保持手段に相当する。
【００３６】
ホルダ４１は、平面視点において、水平横軸心Ｐを支点にして水平姿勢から下方への傾斜姿勢へと揺動可能に軸受けブラケット４２に軸支されており、かつ、軸受けブラケット４２は、可動台４６に装備されている。可動台４６は、昇降台４９上に配備されており、エアーシリンダあるいはパルスモータでネジ送り駆動される直線横駆動機構４７によって、水平に横移動可能に構成されている。つまり、各係止爪３８は、基板保持位置と基板外方に後退した退避位置との間で往復移動できるようになっている。なお、直線駆動機構４７は、本発明の駆動手段に相当する。
【００３７】
さらに、直線横駆動機構４７自体は、基台上に立設されたレール４８に沿って昇降可能な昇降台４９に装備されている。この昇降台４９は、エアーシリンダあるいはパルスモータなどの駆動機構５０を用いて昇降台４９をネジ送り昇降することで、各係止爪３８を昇降することができるよう構成されている。
【００３８】
押圧部材３９は、ウエハＷ１の直径よりも大きい直径を有する略半球形状の弾性体で構成されている。例えば、この実施例装置の場合、押圧部材３９は、その押圧開始位置となる先端が、図５に示すように、扁平面４０を有する。この扁平面４０を有することで、押圧部材３９による押圧力が局所的に支持基板Ｗ２に作用するのを抑制できる。換言すれば、押圧力を支持基板Ｗ２の径方向に分散させて略均一な押圧力を支持基板Ｗ２に作用させることができる。したがって、ウエハＷ１の破損を抑制できるとともに、貼合せ面に巻込む気泡を効率よく排出することができ、ウエハＷ１の外周部分に貼り合せむらなく支持基板Ｗ１とウエハＷ１を密着させることできる。
【００３９】
また、押圧部材３９は、取り付け基端側に円柱ブロック３９ａを有し、この円柱ブロック３９ａの高さｃ、半球形状のブロック３９ｂの半径ａ、曲率半径Ｒ、扁平面Ｈの半径ｂ、円柱ブロック３９ａの取付基端面からブロック３９ｂの先端までの高さｈおよび硬度などが貼り合せるウエハＷ１のサイズや材質によって適宜に設定されている。つまり、円柱ブロック３９ａの高さｃは、押圧による弾性変形時に半球形状のブロック３９ｂの部分が径方向と高さ方向にストレスなく変形できる高さに設定される。曲率半径Ｒは、押圧力が支持基板Ｗ１の径方向（放射状）に伝播され、支持基板Ｗ１への押圧力（面圧）が均一となる範囲に設定される。半径ａは、ウエハＷ１に支持基板Ｗ２を貼り合せるとき、弾性変形した押圧部材３９が支持基板Ｗ２の全面と接触して覆うサイズが好ましく、例えばウエハＷ１の直径の略２倍である。扁平面Ｈの半径ｂは、接触面積の面圧が均一となるように設定される。
【００４０】
また、押圧部材３９は、摩擦係数が低く耐熱性のあるものが好ましく、さらに好ましくは低硬度の材質のものである。例えば、シリコンゴムやフッ素ゴムなどを利用し、半球形状のブロックまたはバルーンに成形したものが利用される。
【００４１】
例えば、これら押圧部材３９ａの条件を６インチのウエハＷ１に同形状の支持基板Ｗ２を貼り合せるときに適用した場合、半径ａは６００ｍｍ、扁平面Ｈの半径ｂは１〜１０ｍｍ、円柱ブロック３９ａの高さｃは１０〜４０ｍｍ、曲率半径Ｒは１５０〜３００ｍｍ、両ブロック３９ａ，３９ｂを合せた高さｈは、５０〜１５０、および硬度（ショア硬さ）５〜３０の範囲である。さらに好ましくは、半径ａは６００ｍｍ、扁平面Ｈの半径ｂは３ｍｍ、高さｃは２５ｍｍ、曲率半径Ｒは２００ｍｍ、硬度（ショア硬さ）は先端部分で１５、この先端部分から基端側に向うにつれて硬度が増し基端部分で２０である。
【００４２】
なお、上記曲率半径Ｒは、半球形状のブロック３９ｂを球体として仮定したときの半径に基づいて求めているが、この方法に限定されるものではない。
【００４３】
また、押圧部材３９は、カバーケース６１内で昇降可能に装着されている。つまり、カバーケース６１には、４本のガイド軸６３を介して上下スライド自在かつ、エアーシリンダ６４によって駆動昇降される昇降枠６５が装着されており、この昇降枠６５に押圧部材３９が装着されている。なお、押圧部材３９、ガイド軸６３、エアーシリンダ６４、および昇降枠６５などは、本発明の貼合せ手段として機能する。
【００４４】
減圧室３６は、図３および図４に示すように、基台上に設けられた略円筒状の固定周壁６０と、この固定周壁６０に図示しないヒンジを介して上下に揺動開閉可能に装着されたカバーケース６１とから構成されており、図示されていない真空ポンプを作動させることで室内を減圧することが可能となっている。なお、固定周壁６０の上端全周には、閉じられたカバーケース６１の下端全周に密着して室内の機密を保つためのシール６２が装着されている。さらに、扁平面を有する側面にはスライド開閉するシャッタ７４が設けられている。つまり、ロボットアーム１７によって吸着保持されたウエハＷ１および支持基板Ｗ２をシャッタ開口から内部に搬入させて、それぞれを保持テーブル３７と各係止爪３８に載置保持させる。
【００４５】
次に、上記実施例装置を用いてウエハＷ１に支持基板Ｗ２を貼り付ける一巡の動作につてい図を参照しながら説明する。
【００４６】
各カセットＣ１〜Ｃ３の装填や両面接着シートＴ１のセットなどの初期設定が完了すると、装置の作動を実行する。先ず、第１搬送機構７が旋回し、この機構に備わったロボットアーム６の基板保持部２１がカセットＣ１内のウエハ同士の隙間に挿入される。ロボットアーム６は、その基板保持部２１でウエハＷ１を裏面から吸着保持して取り出し、ウエハＷ１を第１アライメントステージ９に移載する。
【００４７】
第１アライメントステージ９に載置されたウエハＷ１は、オリエンテーションフラットやノッチに基づいて位置合せされる。位置合せ後、ウエハＷ１は、ロボットアーム６によって裏面を吸着保持されてチャックテーブル２３に移載される。
【００４８】
チャックテーブル２３に載置されたウエハＷ１は、位置合せが行なわれ、吸着保持される。このとき、図６に示すように、シート貼付機構１３とシート剥離機構１４とは左側の初期位置に、およびカッターユニット１５は上方の待機位置にそれぞれ位置する。
【００４９】
ウエハＷ１の位置合せが終了すると、図７に示すように、シート貼付機構１３の貼付けローラ２７が両面接着シートＴ１の表面を押圧しながら、シート走行方向とは逆方向（図７では左から右）に転動し、ウエハＷ１の表面全体に均一に両面接着シートＴ１を貼り付ける。
【００５０】
シート貼付機構１３が終了位置に達すると、図８に示すように、カッターユニット１５が切断作用位置に降下し、刃先が両面接着シートＴ１に突き刺さり貫通する。刃先がウエハＷ１の周縁に沿って旋回移動することにより、両面接着シートＴ１を略ウエハ形状に切断する。
【００５１】
両面接着シートＴ１を切断した後、カッターユニット１５は、図９に示すように、上昇して待機位置に戻る。
【００５２】
次に、シート剥離機構１４が、支持基板上をシート走行方向とは逆方向（図９では左から右）に移動しながらウエハＷ１上で切断された不要なシートＴ２を巻き上げて剥離する。
【００５３】
シート剥離機構１４が剥離作業の終了位置に達すると、シート剥離機構１４とシート貼付機構１３とがシート走行方向に移動して、図６に示す初期位置に復帰する。このとき、不要なシートＴ２が回収ボビン２９に巻き取られるとともに、一定量の両面接着シートＴ１が接着シート供給部１０から繰り出される。なお、両面接着シートＴ１の表面に残るセパレータは適時に剥離される。
【００５４】
両面接着シートＴ１の貼り付けられたウエハＷ１は、ロボットアーム６によって再び吸着されて第２搬送機構８に移載される。第２搬送機構８は、載置されたウエハＷ１を第２ロボットアーム１７の受け渡し位置まで水平搬送する。
【００５５】
第２搬送機構８により受け渡し位置に搬送されてきたウエハＷ１は、ロボットアーム１７により非接着面である下方から吸着保持されて第２アライメントステージ１９に移載され、ノッチなどに基づいて位置合せされる。位置合せ後、ウエハＷ１は、ロボットアーム１７によって裏面を吸着保持されて基板貼合せ機構２０の減圧室内の保持テーブル３７に移載される。ウエハＷ１は、保持テーブル３７により吸着保持された状態で支持基板Ｗ２が基板貼合せ機構２０に搬送されてくるまで待機している。
【００５６】
ウエハＷ１が、保持テーブル３７に載置されると、第２ロボットアーム１７は、支持基板Ｗ２の搬送を開始する。つまり、その先端の基板保持部２２をカセットＣ１内の支持基板同士の隙間に挿入する。ロボットアーム１７は、その基板保持部２２で支持基板Ｗ２を裏面から吸着保持して取り出し、支持基板Ｗ２を第２アライメントステージ１９に移載する。
【００５７】
第２アライメントステージ１９は、一対の係止爪７５により支持基板Ｗ２を挟み込んで位置決めをする。位置決めが終了すると、ロボットアーム１７は、支持基板Ｗ２の非貼合せ面である下方から吸着保持して上方で反転した後に、基板貼合せ機構２０の減圧室内に搬入する。なお、支持基板Ｗ２によっては、位置合せ後に反転させる必要はないものもある。
【００５８】
支持基板Ｗ２の搬入されると、支持基板Ｗ２の径に応じて予め入力された情報に基づいて決定されている基板中心側の所定位置まで各係止爪３８を水平移動させ、これら係止爪３８の係止部３８ａによって支持基板Ｗ２を４点支持状態で水平に係止保持する。係止保持が終了すると、ロボットアーム１７は、減圧室３６から退避する。このとき、保持テーブル３７に吸着保持されたウエハＷ１と係止爪３８で係止保持された支持基板Ｗ２とは近接した対向状態にある。
【００５９】
ウエハＷ１と支持基板Ｗ２の装填が終了すると減圧室３６のシャッタ７４を閉じて密閉した後、排気処理を行って内圧を、例えば、６５ＫＰａ（５００ｍｍＨｇ）以下にまで減圧する。なお、この時点では、押圧部材３９は、支持基板Ｗ２から上方で待機している。
【００６０】
減圧処理が完了すると貼合せ開始指令を出し、支持基板Ｗ２をウエハＷ１に貼り合せを開始する。
【００６１】
つまり、貼合せ指令が出されると、図１０（ａ）に示すように、支持基板Ｗ２の上方の待機位置にある押圧部材３９が、図１０（ｂ）に示すように、降下し始める。この降下動作に伴って押圧部材３９の下方先端が支持基板Ｗ２の略中央と接触して押圧し、支持基板Ｗ２を微少に撓ませて支持基板Ｗ２とウエハＷ１の中央部分を貼り合せる。このとき、係止爪先端の下面が両面接着シートＴ１に接触しない程度で、かつ、支持基板Ｗ２の撓み量に応じて先端を下向きにして傾斜する。
【００６２】
押圧部材３９をさらに降下させてゆくにつれて、図１０（ｃ）に示すように、押圧部材３９が弾性変形して支持基板Ｗ２の径方向に放射状に接触面積を拡大しつつ、支持基板Ｗ２をウエハＷ１に除々に貼り合わせてゆく。このとき、支持基板Ｗ２の撓み量が一定となるように、係止爪３８が水平になりつつ降下してゆく。
【００６３】
さらに、この押圧部材３９の弾性変形によって支持基板Ｗ２に対する接触面性が拡大され、支持基板Ｗ２の周縁近くの所定の位置までくると、図１１（ａ）に示すように、係止爪３８は支持基板Ｗ２の貼合せを妨げないように、支持基板Ｗ２の係止保持を解除して基板外方にまで後退する。
【００６４】
その後、図１１（ｂ）に示すように、押圧部材３９をさらに押圧して支持基板Ｗ２の非貼合せ面の全面を弾性変形した押圧部材３９で被覆してウエハＷ１への支持基板Ｗ２の貼り合せが完了する。
【００６５】
貼り合せが完了すると、押圧部材３９を上昇させて待機位置に戻した後、減圧室３６へ外気が流入されて大気圧まで戻され、その後、シャッタ７４を開放する。
【００６６】
ロボットアーム１７は、シャッタ開口から先端の基板保持部２２を挿入し、支持基板Ｗ２の貼り合せたウエハＷ１を吸着保持して取り出す。この取り出したウエハＷ１をカセットＣ３に装填する。以上で１回の貼合せ処理が完了し、以後、上記作動を繰り返す。
【００６７】
なお、上記実施例では、ウエハＷ１に同径の支持基板Ｗ２を貼り合せる場合を例示したが、ウエハＷ１より若干径の小さい支持基板Ｗ２を貼り合せる場合も、上記と同様に作動させればよい。
【００６８】
以上のように、係止爪３８で係止保持した支持基板Ｗ２の略中央から押圧部材３９で押圧し、押圧部材３９を弾性変形させながら支持基板Ｗ２の外方に放射状に接触面積を拡大しつつ、支持基板Ｗ２をウエハＷ１に除々に貼り合わせてゆくことにより、ウエハＷ１に対する支持基板Ｗ２の貼合せ位置のズレを抑制することができる。
【００６９】
また、押圧力をウエハＷ１の外方に放射状に分散させながら支持基板Ｗ２をウエハＷ１に貼り合せることができるので、略均一に押圧力を加えることができる。したがって、貼り合せ時において、ウエハＷ１に局所的に押圧力が加わらないので、ウエハＷ１の破損などを抑制することができる。
【００７０】
さらに、略中央から放射状に支持基板Ｗ１をウエハＷ１に貼り合せるので、貼合せ面に巻込む気泡を効率よく排出することができる。
【００７１】
本発明は上述した実施例のものに限らず、次のように変形実施することもできる。
【００７２】
（１）上記実施例では、基板貼合せ機構２０の保持テーブル３７にウエハＷ１を保持し、支持基板Ｗ２を貼り合わせていたが、その逆であってもよい。つまり、保持テーブ３７に接着面を上向きにした支持基板Ｗ２を載置保持し、パターン面を下向きにしたウエハＷ１を係止爪３８で係止保持した状態で貼り合わせる。
【００７３】
（２）上記実施例の押圧部材３９は、最初に支持基板Ｗ１を接触する下方先端の中心から径方向または／および基端側に向うにつれて硬度が高くなるように構成することが好ましい。例えば、先端から基端側に向けて硬度が高くなるように弾性体の材料配合を調整してもよいし、硬度の異なる弾性体のブロックを積層して構成してもよい。この構成によれば、貼合せ面に巻込む気泡を効率よく外部に排出させることができる。
【００７４】
（３）押圧部材３９は、その先端に扁平面４０を有さない全体が同じ曲率を有する半球形状のブロックであってもよい。
【図面の簡単な説明】
【００７５】
【図１】本発明に係る基板貼合せ装置の斜視である。
【図２】本発明に係る基板貼合せ装置の全体構成を示す平面図である。
【図３】本発明に係る基板貼合せ機構の平面図である。
【図４】本発明に係る基板貼合せ機構の正面図である。
【図５】押圧部材の斜視図である。
【図６】両面接着シートの貼り付け動作を示す図である。
【図７】両面接着シートの貼り付け動作を示す図である。
【図８】両面接着シートの貼り付け動作を示す図である。
【図９】両面接着シートの貼り付け動作を示す図である。
【図１０】支持基板の貼り合せ動作を示す図である。
【図１１】支持基板の貼り合せ動作を示す図である。
【符号の説明】
【００７６】
２０ … 基板貼合せ機構
３７ … 保持テーブル
３８ … 係止爪
３９ … 押圧部材
Ｗ１ … 半導体ウエハ
Ｗ２ … 支持基板
Ｔ１ … 両面接着シート
【技術分野】
【０００１】
本発明は、半導体ウエハ、ガラス基板、回路基板などの各種基板に両面接着シートを介して補強用（支持用）の基板を貼り合わせる基板貼合せ方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
半導体ウエハ（以下、単に「ウエハ」という）はウエハ上に多数の素子を形成した後、バックグラインド工程でウエハ裏面を削り、その後、ダイシング工程で各素子に切り分けられている。しかし、近年では高密度実装の要求に伴いウエハ厚さを１００μｍから５０μｍ、更には２５μｍ程度にまで薄くする傾向にある。
【０００３】
このように薄くバックグラインドされたウエハは脆いのみならず、歪みが生じていることが多く、取扱い性が極めて悪くなっている。
【０００４】
そこで、接着シートを介してウエハにガラス板などの剛性を有する基板を貼り合せることでウエハを補強する手段が提案・実施されている。
【０００５】
具体的には、上面に接着テープが予め貼付けられたウエハを保持台に載置固定し、このウエハの上方において、ガラス板などからなる基台（本発明における基板）を基台支持部の上端に傾斜姿勢で係止保持し、プレスローラを傾斜保持された基台の表面に移動させるとともに、その移動に応じて基台支持部を下降させることで、基台を半導体ウエハに貼り付けるように構成されている（例えば、特許文献１参照）。
【０００６】
【特許文献１】特開２０００−３４９１３６号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
しかしながら、従来の基台貼合せ装置は、極薄化されたウエハに予め接着テープを貼り付けて補強用の基板と貼り合わせているので、ウエハに接着テープ貼り付けるときに外力が加わりウエハを破損させる恐れがある。
【０００８】
また、プレスローラを基台表面に転動させて押圧しながらウエハに貼り合せると、プレスローラの転動方向に押圧力が加わり、基板の貼り合せ位置がその方向にズレてしまうといった問題がある。
【０００９】
本発明はこのような事情に鑑みてなされたものであって、半導体ウエハなどのワークの破損や支持用の基板の貼り合せ位置のズレなどがなく基板と半導体ウエハを精度よく貼り合せることのできる基板貼合せ方法を提供することを主たる目的としている。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
この発明は、上記目的を達成するために次のような手段をとる。
【００１１】
すなわち、第１の発明は、半導体ウエハに両面接着シートを介在させて支持用の基板と貼り合わせる基板貼合せ方法において、
前記半導体ウエハに両面接着シートを貼り付ける貼付過程と、
複数個の保持手段で前記基板の周縁を保持し、貼り付けた前記両面接着シートを挟んで前記半導体ウエハと基板を近接させて対向配備する位置合せ過程と、
略半球形状の弾性体で構成された押圧部材で前記基板の非貼合せ面の略中央から押圧し、この押圧部材を弾性変形させて基板面に扁平接触させながら基板を半導体ウエハに貼り合せる貼合せ過程と、
前記押圧部材の弾性変形による基板面に対する押圧接触面が基板周縁に近づくと、前記保持手段による基板の保持を解除し、基板外方に退避させる退避過程と、
を備えたことを特徴とする。
【００１２】
（作用・効果） この方法によれば、弾性体で構成された略半球形状の押圧部材で基板の非貼合せ面の略中央から押圧することにより、押圧部材が基板の中央から周縁に向って放射状に接触面積を拡大しながら弾性変形してゆく。したがって、押圧部材による押圧力も基板中央から周縁に向って均一に加わるとともに、貼合せ面に巻込む気泡を外方に排除することができる。その結果、基板の貼合せ位置のズレや半導体ウエハの破損を抑制することができるとともに、貼合せ面への気泡の巻込みのない高品位の貼合せを実現できる。
【００１３】
なお、貼合せ過程では、減圧雰囲気中で支持用の基板を半導体ウエハに貼り合せることが好ましい（請求項２）。この方法によれば、半導体ウエハと基板の貼合せ面への気泡の巻込みをより精度よく排除することができる。
【発明の効果】
【００１４】
以上のように本発明の基板貼合せ方法によると、略半球形状の弾性体からなる押圧部材を基板の非貼合せ面の略中央から押圧することにより、基板への押圧力を均一にし、基板の貼合せ位置がズレることなく基板を半導体ウエハに精度よく貼り合せることができる。また、押圧力が均一になることで、半導体ウエハの破損を抑制することができる。さらに、基板の中央から周縁に向けて基板を半導体ウエハに貼り合せるので、貼合せ面に巻込む気泡を効率よく排除することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１５】
以下、図面を参照して本発明の一実施例を説明する。
【００１６】
図１は本発明に係る基板貼合せ方法を実行する基板貼合せ装置の平面図、図２はその正面図である。
【００１７】
本実施例の基板貼合せ装置１は、図１に示すように、基台２の右手前に、半導体ウエハＷ１（以下、単に「ウエハＷ１」という）が収容されたカセットＣ１が装填されるウエハ供給部３と、基台２の中央手前に、ガラス板やステンレス鋼などからなるウエハと略同形状の補強用基板としての支持基板Ｗ２が収納されたカセットＣ２が装填される支持基板供給部４、基台２の左手前に、支持基板Ｗ２の貼り合わされたウエハＷ１を回収するウエハ回収部５とが配備されている。このウエハ供給部３と支持基板供給部４の間には、ロボットアーム６を備えた第１搬送機構７と、搬送ベルトによりウエハＷ１を水平搬送する第２搬送機構８が配備されている。また、基台２の右側奥には第１アライメントステージ９が配備され、その上方にはウエハＷ１に向けて両面接着シートＴ１を供給する接着シート供給部１０が配備されている。また、接着シート供給部１０の右斜め下には接着シート供給部１０から供給されたセパレータ付きの両面接着テープＴ１からセパレータＳのみを回収するセパレータ回収部１１が配備されている。アライメントステージ９の左横にはウエハＷ１を載置保持する保持部１２と、この保持部１２に保持されたウエハＷ１に両面接着シートＴ１を貼り付けるシート貼付機構１３と、ウエハＷ１に両面接着シートＴを貼り付けた後の不要なシートＴ２を剥離するシート剥離機構１４とが配備され、その上方にはウエハＷ１に貼り付けられた両面接着シートＴ１をウエハＷ１の外形に沿って切断するカッターユニット１５が配備されている。また、その左側上方には、不要なシートＴ２を回収するシート回収部１６が配備されている。また、シート貼付機構１３の左横には、ロボットアーム１７を備えた第３搬送機構１８が配備されており、その左横に第２アライメントステージ１９が配備されている。さらに、その左側奥には、ウエハＷ１と支持基板Ｗ２を貼り合せる基板貼合せ機構２０が配備されている。以下、各構成について具体的に説明する。
【００１８】
ウエハ供給部３、支持基板供給部４、およびウエハ回収部５は、昇降可能なカセット台を備えている。各カセット台に収容されたカセットＣ１〜Ｃ３は、それぞれにウエハＷ１、支持基板Ｗ２、および支持基板付きウエハＷ１を多段に収納して載置されるようになっている。このとき、カセットＣ１、Ｃ３内では、ウエハＷ１はパターン面を上向きにした水平姿勢を保っている。
【００１９】
第１搬送機構７および第３搬送機構１８は、ロボットアーム６、１７を備えるとともに、図示しない駆動機構によって旋回するように構成されている。
【００２０】
ロボットアーム６、１７は、図２に示すように、その先端に馬蹄形をした基板保持部２１、２２を備えている。この基板保持部２１、２２には図示しない吸着孔が設けられており、カセットＣ１、Ｃ２に収容されたウエハＷ１および支持基板Ｗ２を裏面から真空吸着するようになっている。なお、基板保持部２１、２２の形状は馬蹄形に限定されるものではなく、矩形や円形などであってもよい。
【００２１】
つまり、ロボットアーム６は、カセットＣ１に多段に収納されたウエハＷ同士の間隙を基板保持部２１が進退してウエハＷ１を裏面から吸着保持するとともに、吸着保持したウエハＷ１を後述する第１アライメントステージ９、保持部１２、および第２搬送機構８の順に搬送する。
【００２２】
ロボットアーム１７は、第２搬送機構８によって搬送されてくる両面接着シート付きのウエハＷ１を第２アライメントステージ１９、基板貼合せ機構２０の順に搬送する。また、ロボットアーム１７は、カセットＣ２に多段に収納された支持基板Ｗ同士の間隙を基板保持部２２が進退して支持基板Ｗ２を裏面から吸着保持するとともに、吸着保持した支持基板Ｗ２を後述する第２アライメントステージ１９、基板貼合せ機構２０の順に搬送し、さらに、基板貼合せ機構２０で支持基板Ｗ２の貼り合わされたウエハＷ１をカセットＣ３に搬送する。
【００２３】
第２搬送機構８は、搬送ローラまたは無端ベルトによって構成されたコンベア式の搬送機構であり、ロボットアーム６によって移載された両面接着シート付きのウエハＷ１をロボットアーム１７に受け渡し可能な位置に水平搬送する。
【００２４】
第１アライメントステージ９は、載置された略円形のウエハＷ１のオリエンテーションフラットやノッチなどに基づいて位置合せを行う。
【００２５】
第２アライメントステージ１９は、ウエハＷ１に対しては、第１アライメントステージ９と同様にオリエンテーションフラットなどに基づいて位置合せを行う。また、支持基板Ｗ２に対しては、中心位置を一対の係止爪７５で挟み込んで決定する。
【００２６】
保持部１２は、図６に示すように、中央で昇降する吸着パットによってウエハＷ１を受け取り、ウエハＷ１の裏面と全体と面接触してウエハＷ１を吸着保持するチャックテーブル２３が備えられている。なお、チャックテーブル２３は、本発明の保持テーブルに相当する。
【００２７】
接着シート供給部１０は、ボビン２４に加熱膨張により接着力の低下する両面接着シートＴ１がセパレータＳ付きで巻回きされており、このボビン２４から繰り出されたセパレータＳつきの両面接着シートＴ１をガイドローラ２５群に巻回案内する。なお、接着シート供給部１０は装置本体の縦壁に軸支されブレーキ機構などを介して回転規制されている。
【００２８】
セパレータ回収部１１は、縦壁に回収ボビン２６が軸支されており、モータなどの駆動機構に連動連結されている。
【００２９】
シート貼付機構１３は、そのフレームがテープ走行方向にスライド可能となるように装置本体のレールに把持され、図示しないモータなどの駆動部を介して連動連結されている。また、フレームには貼付けローラ２７が回転可能に軸支されている。つまり、貼付けローラ２７が両面接着シートＴ１の表面を押圧して転動しながらウエハＷ１の凹凸を有する表面に両面接着シートＴ１を貼り付けてゆく。
【００３０】
カッターユニット１５は、図示しない昇降機構により待機位置と、両面接着シートを切断する作用位置とにわたって昇降移動するとともに、ウエハＷ１の外形に沿ってカッタ刃を旋回走査させて両面接着シートＴ１をウエハ形状に切断する。
【００３１】
シート剥離機構１４は、そのフレームがテープ走行方向にスライド可能となるように装置本体のレールに把持され、図示しないモータなどの駆動部を介して連動連結されている。また、フレームには剥離ローラ２８が回転可能に軸支されているとともに、この剥離ローラ２８が図示しないシリンダなどによって上下揺動駆動するようになっている。剥離ローラ２８は切断された後の不要な両面接着シートＴ２を支持基板Ｗ２から剥離する。
【００３２】
シート回収部１６は、基台２の縦壁に回収ボビン２９が軸支され、モータなどの駆動部に連動連結されている。つまり、テープ供給部１１から所定量の両面接着シートＴ１が繰り出されてウエハＷ上に供給されるとともに、駆動部が作動することにより両面接着シートＴ１を切断後の不要なテープＴ２が回収ボビン３２に巻き取られるようになっている。
【００３３】
基板貼合せ機構２０は、図４に示すように、基台２の上が設けられ、開閉可能な減圧室３６の内部に設けた構造となっている。なお、基板貼合せ機構２０は、本発明の基板貼合せ装置に相当する。
【００３４】
また、図３および図４に示すように、ウエハＷ１を水平に載置して保持する真空吸着式の保持テーブル３７と、支持基板Ｗ２の周縁を４箇所で係止保持するに対向する２対の係止爪３８と、これら係止爪３８で支持基板Ｗ２を係止した状態で、その上方に位置で待機している押圧部材３９と、これらの駆動手段とから構成されており、以下に各構成の具体的な構造について説明する。
【００３５】
係止爪３８は、ホルダ４１に脱着可能にボルト締め連結されており、その先端部に、支持基板Ｗ２の周縁箇所を下方から受止め係止する部分円弧状の係止部３８ａが段違い状に備えられている。なお、係止爪３８は、本発明の保持手段に相当する。
【００３６】
ホルダ４１は、平面視点において、水平横軸心Ｐを支点にして水平姿勢から下方への傾斜姿勢へと揺動可能に軸受けブラケット４２に軸支されており、かつ、軸受けブラケット４２は、可動台４６に装備されている。可動台４６は、昇降台４９上に配備されており、エアーシリンダあるいはパルスモータでネジ送り駆動される直線横駆動機構４７によって、水平に横移動可能に構成されている。つまり、各係止爪３８は、基板保持位置と基板外方に後退した退避位置との間で往復移動できるようになっている。なお、直線駆動機構４７は、本発明の駆動手段に相当する。
【００３７】
さらに、直線横駆動機構４７自体は、基台上に立設されたレール４８に沿って昇降可能な昇降台４９に装備されている。この昇降台４９は、エアーシリンダあるいはパルスモータなどの駆動機構５０を用いて昇降台４９をネジ送り昇降することで、各係止爪３８を昇降することができるよう構成されている。
【００３８】
押圧部材３９は、ウエハＷ１の直径よりも大きい直径を有する略半球形状の弾性体で構成されている。例えば、この実施例装置の場合、押圧部材３９は、その押圧開始位置となる先端が、図５に示すように、扁平面４０を有する。この扁平面４０を有することで、押圧部材３９による押圧力が局所的に支持基板Ｗ２に作用するのを抑制できる。換言すれば、押圧力を支持基板Ｗ２の径方向に分散させて略均一な押圧力を支持基板Ｗ２に作用させることができる。したがって、ウエハＷ１の破損を抑制できるとともに、貼合せ面に巻込む気泡を効率よく排出することができ、ウエハＷ１の外周部分に貼り合せむらなく支持基板Ｗ１とウエハＷ１を密着させることできる。
【００３９】
また、押圧部材３９は、取り付け基端側に円柱ブロック３９ａを有し、この円柱ブロック３９ａの高さｃ、半球形状のブロック３９ｂの半径ａ、曲率半径Ｒ、扁平面Ｈの半径ｂ、円柱ブロック３９ａの取付基端面からブロック３９ｂの先端までの高さｈおよび硬度などが貼り合せるウエハＷ１のサイズや材質によって適宜に設定されている。つまり、円柱ブロック３９ａの高さｃは、押圧による弾性変形時に半球形状のブロック３９ｂの部分が径方向と高さ方向にストレスなく変形できる高さに設定される。曲率半径Ｒは、押圧力が支持基板Ｗ１の径方向（放射状）に伝播され、支持基板Ｗ１への押圧力（面圧）が均一となる範囲に設定される。半径ａは、ウエハＷ１に支持基板Ｗ２を貼り合せるとき、弾性変形した押圧部材３９が支持基板Ｗ２の全面と接触して覆うサイズが好ましく、例えばウエハＷ１の直径の略２倍である。扁平面Ｈの半径ｂは、接触面積の面圧が均一となるように設定される。
【００４０】
また、押圧部材３９は、摩擦係数が低く耐熱性のあるものが好ましく、さらに好ましくは低硬度の材質のものである。例えば、シリコンゴムやフッ素ゴムなどを利用し、半球形状のブロックまたはバルーンに成形したものが利用される。
【００４１】
例えば、これら押圧部材３９ａの条件を６インチのウエハＷ１に同形状の支持基板Ｗ２を貼り合せるときに適用した場合、半径ａは６００ｍｍ、扁平面Ｈの半径ｂは１〜１０ｍｍ、円柱ブロック３９ａの高さｃは１０〜４０ｍｍ、曲率半径Ｒは１５０〜３００ｍｍ、両ブロック３９ａ，３９ｂを合せた高さｈは、５０〜１５０、および硬度（ショア硬さ）５〜３０の範囲である。さらに好ましくは、半径ａは６００ｍｍ、扁平面Ｈの半径ｂは３ｍｍ、高さｃは２５ｍｍ、曲率半径Ｒは２００ｍｍ、硬度（ショア硬さ）は先端部分で１５、この先端部分から基端側に向うにつれて硬度が増し基端部分で２０である。
【００４２】
なお、上記曲率半径Ｒは、半球形状のブロック３９ｂを球体として仮定したときの半径に基づいて求めているが、この方法に限定されるものではない。
【００４３】
また、押圧部材３９は、カバーケース６１内で昇降可能に装着されている。つまり、カバーケース６１には、４本のガイド軸６３を介して上下スライド自在かつ、エアーシリンダ６４によって駆動昇降される昇降枠６５が装着されており、この昇降枠６５に押圧部材３９が装着されている。なお、押圧部材３９、ガイド軸６３、エアーシリンダ６４、および昇降枠６５などは、本発明の貼合せ手段として機能する。
【００４４】
減圧室３６は、図３および図４に示すように、基台上に設けられた略円筒状の固定周壁６０と、この固定周壁６０に図示しないヒンジを介して上下に揺動開閉可能に装着されたカバーケース６１とから構成されており、図示されていない真空ポンプを作動させることで室内を減圧することが可能となっている。なお、固定周壁６０の上端全周には、閉じられたカバーケース６１の下端全周に密着して室内の機密を保つためのシール６２が装着されている。さらに、扁平面を有する側面にはスライド開閉するシャッタ７４が設けられている。つまり、ロボットアーム１７によって吸着保持されたウエハＷ１および支持基板Ｗ２をシャッタ開口から内部に搬入させて、それぞれを保持テーブル３７と各係止爪３８に載置保持させる。
【００４５】
次に、上記実施例装置を用いてウエハＷ１に支持基板Ｗ２を貼り付ける一巡の動作につてい図を参照しながら説明する。
【００４６】
各カセットＣ１〜Ｃ３の装填や両面接着シートＴ１のセットなどの初期設定が完了すると、装置の作動を実行する。先ず、第１搬送機構７が旋回し、この機構に備わったロボットアーム６の基板保持部２１がカセットＣ１内のウエハ同士の隙間に挿入される。ロボットアーム６は、その基板保持部２１でウエハＷ１を裏面から吸着保持して取り出し、ウエハＷ１を第１アライメントステージ９に移載する。
【００４７】
第１アライメントステージ９に載置されたウエハＷ１は、オリエンテーションフラットやノッチに基づいて位置合せされる。位置合せ後、ウエハＷ１は、ロボットアーム６によって裏面を吸着保持されてチャックテーブル２３に移載される。
【００４８】
チャックテーブル２３に載置されたウエハＷ１は、位置合せが行なわれ、吸着保持される。このとき、図６に示すように、シート貼付機構１３とシート剥離機構１４とは左側の初期位置に、およびカッターユニット１５は上方の待機位置にそれぞれ位置する。
【００４９】
ウエハＷ１の位置合せが終了すると、図７に示すように、シート貼付機構１３の貼付けローラ２７が両面接着シートＴ１の表面を押圧しながら、シート走行方向とは逆方向（図７では左から右）に転動し、ウエハＷ１の表面全体に均一に両面接着シートＴ１を貼り付ける。
【００５０】
シート貼付機構１３が終了位置に達すると、図８に示すように、カッターユニット１５が切断作用位置に降下し、刃先が両面接着シートＴ１に突き刺さり貫通する。刃先がウエハＷ１の周縁に沿って旋回移動することにより、両面接着シートＴ１を略ウエハ形状に切断する。
【００５１】
両面接着シートＴ１を切断した後、カッターユニット１５は、図９に示すように、上昇して待機位置に戻る。
【００５２】
次に、シート剥離機構１４が、支持基板上をシート走行方向とは逆方向（図９では左から右）に移動しながらウエハＷ１上で切断された不要なシートＴ２を巻き上げて剥離する。
【００５３】
シート剥離機構１４が剥離作業の終了位置に達すると、シート剥離機構１４とシート貼付機構１３とがシート走行方向に移動して、図６に示す初期位置に復帰する。このとき、不要なシートＴ２が回収ボビン２９に巻き取られるとともに、一定量の両面接着シートＴ１が接着シート供給部１０から繰り出される。なお、両面接着シートＴ１の表面に残るセパレータは適時に剥離される。
【００５４】
両面接着シートＴ１の貼り付けられたウエハＷ１は、ロボットアーム６によって再び吸着されて第２搬送機構８に移載される。第２搬送機構８は、載置されたウエハＷ１を第２ロボットアーム１７の受け渡し位置まで水平搬送する。
【００５５】
第２搬送機構８により受け渡し位置に搬送されてきたウエハＷ１は、ロボットアーム１７により非接着面である下方から吸着保持されて第２アライメントステージ１９に移載され、ノッチなどに基づいて位置合せされる。位置合せ後、ウエハＷ１は、ロボットアーム１７によって裏面を吸着保持されて基板貼合せ機構２０の減圧室内の保持テーブル３７に移載される。ウエハＷ１は、保持テーブル３７により吸着保持された状態で支持基板Ｗ２が基板貼合せ機構２０に搬送されてくるまで待機している。
【００５６】
ウエハＷ１が、保持テーブル３７に載置されると、第２ロボットアーム１７は、支持基板Ｗ２の搬送を開始する。つまり、その先端の基板保持部２２をカセットＣ１内の支持基板同士の隙間に挿入する。ロボットアーム１７は、その基板保持部２２で支持基板Ｗ２を裏面から吸着保持して取り出し、支持基板Ｗ２を第２アライメントステージ１９に移載する。
【００５７】
第２アライメントステージ１９は、一対の係止爪７５により支持基板Ｗ２を挟み込んで位置決めをする。位置決めが終了すると、ロボットアーム１７は、支持基板Ｗ２の非貼合せ面である下方から吸着保持して上方で反転した後に、基板貼合せ機構２０の減圧室内に搬入する。なお、支持基板Ｗ２によっては、位置合せ後に反転させる必要はないものもある。
【００５８】
支持基板Ｗ２の搬入されると、支持基板Ｗ２の径に応じて予め入力された情報に基づいて決定されている基板中心側の所定位置まで各係止爪３８を水平移動させ、これら係止爪３８の係止部３８ａによって支持基板Ｗ２を４点支持状態で水平に係止保持する。係止保持が終了すると、ロボットアーム１７は、減圧室３６から退避する。このとき、保持テーブル３７に吸着保持されたウエハＷ１と係止爪３８で係止保持された支持基板Ｗ２とは近接した対向状態にある。
【００５９】
ウエハＷ１と支持基板Ｗ２の装填が終了すると減圧室３６のシャッタ７４を閉じて密閉した後、排気処理を行って内圧を、例えば、６５ＫＰａ（５００ｍｍＨｇ）以下にまで減圧する。なお、この時点では、押圧部材３９は、支持基板Ｗ２から上方で待機している。
【００６０】
減圧処理が完了すると貼合せ開始指令を出し、支持基板Ｗ２をウエハＷ１に貼り合せを開始する。
【００６１】
つまり、貼合せ指令が出されると、図１０（ａ）に示すように、支持基板Ｗ２の上方の待機位置にある押圧部材３９が、図１０（ｂ）に示すように、降下し始める。この降下動作に伴って押圧部材３９の下方先端が支持基板Ｗ２の略中央と接触して押圧し、支持基板Ｗ２を微少に撓ませて支持基板Ｗ２とウエハＷ１の中央部分を貼り合せる。このとき、係止爪先端の下面が両面接着シートＴ１に接触しない程度で、かつ、支持基板Ｗ２の撓み量に応じて先端を下向きにして傾斜する。
【００６２】
押圧部材３９をさらに降下させてゆくにつれて、図１０（ｃ）に示すように、押圧部材３９が弾性変形して支持基板Ｗ２の径方向に放射状に接触面積を拡大しつつ、支持基板Ｗ２をウエハＷ１に除々に貼り合わせてゆく。このとき、支持基板Ｗ２の撓み量が一定となるように、係止爪３８が水平になりつつ降下してゆく。
【００６３】
さらに、この押圧部材３９の弾性変形によって支持基板Ｗ２に対する接触面性が拡大され、支持基板Ｗ２の周縁近くの所定の位置までくると、図１１（ａ）に示すように、係止爪３８は支持基板Ｗ２の貼合せを妨げないように、支持基板Ｗ２の係止保持を解除して基板外方にまで後退する。
【００６４】
その後、図１１（ｂ）に示すように、押圧部材３９をさらに押圧して支持基板Ｗ２の非貼合せ面の全面を弾性変形した押圧部材３９で被覆してウエハＷ１への支持基板Ｗ２の貼り合せが完了する。
【００６５】
貼り合せが完了すると、押圧部材３９を上昇させて待機位置に戻した後、減圧室３６へ外気が流入されて大気圧まで戻され、その後、シャッタ７４を開放する。
【００６６】
ロボットアーム１７は、シャッタ開口から先端の基板保持部２２を挿入し、支持基板Ｗ２の貼り合せたウエハＷ１を吸着保持して取り出す。この取り出したウエハＷ１をカセットＣ３に装填する。以上で１回の貼合せ処理が完了し、以後、上記作動を繰り返す。
【００６７】
なお、上記実施例では、ウエハＷ１に同径の支持基板Ｗ２を貼り合せる場合を例示したが、ウエハＷ１より若干径の小さい支持基板Ｗ２を貼り合せる場合も、上記と同様に作動させればよい。
【００６８】
以上のように、係止爪３８で係止保持した支持基板Ｗ２の略中央から押圧部材３９で押圧し、押圧部材３９を弾性変形させながら支持基板Ｗ２の外方に放射状に接触面積を拡大しつつ、支持基板Ｗ２をウエハＷ１に除々に貼り合わせてゆくことにより、ウエハＷ１に対する支持基板Ｗ２の貼合せ位置のズレを抑制することができる。
【００６９】
また、押圧力をウエハＷ１の外方に放射状に分散させながら支持基板Ｗ２をウエハＷ１に貼り合せることができるので、略均一に押圧力を加えることができる。したがって、貼り合せ時において、ウエハＷ１に局所的に押圧力が加わらないので、ウエハＷ１の破損などを抑制することができる。
【００７０】
さらに、略中央から放射状に支持基板Ｗ１をウエハＷ１に貼り合せるので、貼合せ面に巻込む気泡を効率よく排出することができる。
【００７１】
本発明は上述した実施例のものに限らず、次のように変形実施することもできる。
【００７２】
（１）上記実施例では、基板貼合せ機構２０の保持テーブル３７にウエハＷ１を保持し、支持基板Ｗ２を貼り合わせていたが、その逆であってもよい。つまり、保持テーブ３７に接着面を上向きにした支持基板Ｗ２を載置保持し、パターン面を下向きにしたウエハＷ１を係止爪３８で係止保持した状態で貼り合わせる。
【００７３】
（２）上記実施例の押圧部材３９は、最初に支持基板Ｗ１を接触する下方先端の中心から径方向または／および基端側に向うにつれて硬度が高くなるように構成することが好ましい。例えば、先端から基端側に向けて硬度が高くなるように弾性体の材料配合を調整してもよいし、硬度の異なる弾性体のブロックを積層して構成してもよい。この構成によれば、貼合せ面に巻込む気泡を効率よく外部に排出させることができる。
【００７４】
（３）押圧部材３９は、その先端に扁平面４０を有さない全体が同じ曲率を有する半球形状のブロックであってもよい。
【図面の簡単な説明】
【００７５】
【図１】本発明に係る基板貼合せ装置の斜視である。
【図２】本発明に係る基板貼合せ装置の全体構成を示す平面図である。
【図３】本発明に係る基板貼合せ機構の平面図である。
【図４】本発明に係る基板貼合せ機構の正面図である。
【図５】押圧部材の斜視図である。
【図６】両面接着シートの貼り付け動作を示す図である。
【図７】両面接着シートの貼り付け動作を示す図である。
【図８】両面接着シートの貼り付け動作を示す図である。
【図９】両面接着シートの貼り付け動作を示す図である。
【図１０】支持基板の貼り合せ動作を示す図である。
【図１１】支持基板の貼り合せ動作を示す図である。
【符号の説明】
【００７６】
２０ … 基板貼合せ機構
３７ … 保持テーブル
３８ … 係止爪
３９ … 押圧部材
Ｗ１ … 半導体ウエハ
Ｗ２ … 支持基板
Ｔ１ … 両面接着シート
【特許請求の範囲】
【請求項１】
ワークに両面接着シートを介在させて支持用の基板と貼り合わせる基板貼合せ方法において、
前記ワークに両面接着シートを貼り付ける貼付過程と、
複数個の保持手段で前記基板の周縁を保持し、貼り付けた前記両面接着シートを挟んで前記ワークと基板を近接させて対向配備する位置合せ過程と、
略半球形状の弾性体で構成された押圧部材で前記基板の非貼合せ面の略中央から押圧し、この押圧部材を弾性変形させて基板面に扁平接触させながら基板をワークに貼り合せる貼合せ過程と、
前記押圧部材の弾性変形による基板面に対する押圧接触面が基板周縁に近づくと、前記保持手段による基板の保持を解除し、基板外方に退避させる退避過程と、
を備えたことを特徴とする基板貼合せ方法。
【請求項２】
請求項１に記載の基板貼合せ方法において、
前記貼合せ過程では、減圧雰囲気中で支持用の基板をワークに貼り合せる
ことを特徴とする基板貼合せ方法。
【請求項１】
ワークに両面接着シートを介在させて支持用の基板と貼り合わせる基板貼合せ方法において、
前記ワークに両面接着シートを貼り付ける貼付過程と、
複数個の保持手段で前記基板の周縁を保持し、貼り付けた前記両面接着シートを挟んで前記ワークと基板を近接させて対向配備する位置合せ過程と、
略半球形状の弾性体で構成された押圧部材で前記基板の非貼合せ面の略中央から押圧し、この押圧部材を弾性変形させて基板面に扁平接触させながら基板をワークに貼り合せる貼合せ過程と、
前記押圧部材の弾性変形による基板面に対する押圧接触面が基板周縁に近づくと、前記保持手段による基板の保持を解除し、基板外方に退避させる退避過程と、
を備えたことを特徴とする基板貼合せ方法。
【請求項２】
請求項１に記載の基板貼合せ方法において、
前記貼合せ過程では、減圧雰囲気中で支持用の基板をワークに貼り合せる
ことを特徴とする基板貼合せ方法。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【公開番号】特開２０１１−２３８９６６（Ｐ２０１１−２３８９６６Ａ）
【公開日】平成２３年１１月２４日（２０１１．１１．２４）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１１−１７１９２１（Ｐ２０１１−１７１９２１）
【出願日】平成２３年８月５日（２０１１．８．５）
【分割の表示】特願２００６−３２９７３０（Ｐ２００６−３２９７３０）の分割
【原出願日】平成１８年１２月６日（２００６．１２．６）
【出願人】（０００００３９６４）日東電工株式会社 (5,557)
【出願人】（３９４０１６６０１）日東精機株式会社 (79)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２３年１１月２４日（２０１１．１１．２４）
【国際特許分類】
【出願日】平成２３年８月５日（２０１１．８．５）
【分割の表示】特願２００６−３２９７３０（Ｐ２００６−３２９７３０）の分割
【原出願日】平成１８年１２月６日（２００６．１２．６）
【出願人】（０００００３９６４）日東電工株式会社 (5,557)
【出願人】（３９４０１６６０１）日東精機株式会社 (79)
【Ｆターム（参考）】
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