接着剤注入装置および接着剤注入方法
【課題】注入された接着剤に、基板内部に残留するガスによるボイドが形成されることを防止する。
【解決手段】基板Ｗの周側面には、接着剤注入口１０１ａと排気口１０１ｂを有するシール材１０１が形成されている。シール材１０１の接着剤注入口１０１ａを接着剤１０２中に浸漬し、排気口１０１ｂを排気用ノズル１１０で覆う。真空ポンプＰ１に接続されたポンプ側継手１２２が嵌合されたノズル用継手１２１を、排気用ノズル１１０に接続する。真空ポンプＰ1により、排気口１０１ｂを介して基板Ｗ内部の空隙に残留するガスを吸気し、接着剤１０２を注入する。
【解決手段】基板Ｗの周側面には、接着剤注入口１０１ａと排気口１０１ｂを有するシール材１０１が形成されている。シール材１０１の接着剤注入口１０１ａを接着剤１０２中に浸漬し、排気口１０１ｂを排気用ノズル１１０で覆う。真空ポンプＰ１に接続されたポンプ側継手１２２が嵌合されたノズル用継手１２１を、排気用ノズル１１０に接続する。真空ポンプＰ1により、排気口１０１ｂを介して基板Ｗ内部の空隙に残留するガスを吸気し、接着剤１０２を注入する。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、例えば、基板の空隙部に接着剤を注入する場合に用いられる、接着剤注入装置および接着剤注入方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
回路基板には、３次元半導体装置のように、集積回路が形成された半導体装置を複数個積層して形成するものがある。このような半導体装置の製造方法として、それぞれが、多数の集積回路部を有する複数個の半導体ウエハを絶縁層を介在して積層し、積層状態のまま一体化した後、ダイシングにより個々の半導体装置に分離する方法がある。この方法では、積層された半導体ウェハの隙間には、半導体ウェハの接合性や放熱の促進および半導体ウェハの熱応力緩和などの目的で接着剤が注入される。接着剤注入装置として、接着剤の注入口を除く半導体ウェハの周側面全周をシール材で覆い、これを真空チャンバ内に収納し、真空チャンバ内を大気圧にして接着剤を注入する、いわゆる、真空差圧法による方法が知られている（例えば、特許文献１参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２００９−２５３１１０号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、従来の真空差圧法による場合には、基板の隙間に残留するガスによって接着剤にボイドが発生する。これは、（１）基板の加熱により発生するガス、（２）基板の加熱後に基板から放出されるガス、（３）真空差圧法により注入する工程中に接着剤から基板内部に放出されるガス、を要因とするものであることが確認された。基板内部に、このようなボイドが形成されると、半導体装置の電気的特性、耐環境性、放熱性等の性能が低下する。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
本発明の接着剤注入装置は、接着剤注入口と排気口とを有するシール材により覆われた基板内部の空隙に接着剤を注入する装置であって、基板を加熱して、基板中に含有されているガスを放出させる加熱手段と、シール材の接着剤注入口に接着剤が接触および離間するように、接着剤収容容器を移動する移動手段と、シール材の排気口に連通する連通路を有するヘッド部を有し、ヘッド部の連通路を減圧して基板内部の空隙に前記接着剤を注入する吸気手段と、を具備することを特徴とする。
本発明の接着剤注入方法は、接着剤注入口と排気口とを有するシール材により覆われた基板内部の空隙に接着剤を注入する方法であって、基板を加熱して前記基板中に含有されているガスを放出させる加熱工程と、シール材の接着剤注入口に接着剤を接触させ、シール材の排気口にヘッド部の連通路を連通した状態で、真空ポンプにより吸引して、基板内部の空隙に前記接着剤を注入する吸引注入工程と、を含むことを特徴とする。
【発明の効果】
【０００６】
本発明によれば、基板の空隙に残留するガスを吸気手段により強制的に排気し、接着剤を注入するので、接着剤にボイドが発生するのを防止することができる。
【図面の簡単な説明】
【０００７】
【図１】本発明に係る接着剤注入装置の実施形態１の概略構成を示す図。
【図２】図１に図示された基板の拡大平面図。
【図３】本発明に係る接着剤注入方法の一例を説明するための図。
【図４】本発明に係る接着剤注入方法の一例を示す処理フロー図。
【図５】本発明に係る接着剤注入装置の実施形態２の概略構成を示す図。
【図６】本発明に係る接着剤注入方法の他の例を示す処理フロー図。
【発明を実施するための形態】
【０００８】
（実施形態１）
以下、図を参照して本発明を実施するための形態について説明する。図１は本発明の接着剤注入装置に係る実施形態１の概略構成を示す図である。
接着剤注入装置１００は、インライン配置の複数の真空チャンバを有しており、前処理室１０、加熱室２０、第１注入室３０、第２注入室４０、接着剤脱泡室５０、接着剤準備室６０、接着剤硬化室７０を備えている。
各室の間および前処理室１０の入口側、接着剤硬化室７０の出口側には、仕切弁Ｓが設けられている。前処理室１０、加熱室２０、第１注入室３０、接着剤脱泡室５０には、室（チャンバ）内を真空にする真空ポンプＰが、排気バルブＶを介して装備されている。
【０００９】
前処理室１０、加熱室２０、第１注入室３０、第２注入室４０および接着剤硬化室７０には、図示はしないが、複数のローラと、ローラを回動可能に保持するフレームと、各ローラを回転駆動するモータとを具備する搬送機構が装備されている。モータにより各ローラを回転させ、ローラ上に基板Ｗを直接、カセットあるいはトレイを介して載置し、一方のチャンバから他方のチャンバに搬送する。
【００１０】
前処理室１０には、基板Ｗがロードされる。インライン方式の基板接着剤注入装置１００は、基板Ｗが矢印Ｘ方向に搬送されながら処理が行われる。基板Ｗは、前処理室１００の入口側の仕切弁Ｓを開いて、図示しないスタッカから、グリップ、吸着具等の把持部を有する移送機構（図示せず）を用いて前処理室１０内に収納される。基板Ｗを加熱室２０に搬送するときは、真空ポンプＰによりチャンバ内を真空にして、出口側の仕切弁Ｓを開いて搬送機構により搬送する。
【００１１】
図２は、前処理室１０に搬入される基板Ｗの平面図である。基板Ｗは、それぞれが、多数の集積回路部を有する複数の半導体ウエハを、相互の間に絶縁層及び接合電極を介在して積層して形成されている。各半導体ウエハの集積回路形成面は、凸凹な上面となっており、この集積回路形成面を、上側に配置された半導体ウエハの裏面に接触した状態で積層されている。従って、基板Ｗは、内部に空隙を有している。基板Ｗの周側面にはシール材１０１が形成されている。シール材１０１は、接着剤注入口１０１ａと、この接着剤注入口１０１ａに対し、ほぼ１８０°位置が異なる、対向部側に位置する排気口１０１ｂを有する。基板Ｗの周側面は、接着剤注入口１０１ａおよび排気口１０１ｂを除き、全体がシール材１０１により覆われている。
【００１２】
加熱室２０内には、ランプヒータ２１が配置されている。加熱室２０では、ランプヒータ２１から放射される熱線により基板Ｗを加熱し、基板Ｗ中に含有されているガスを加熱室２０のチャンバ内に放出させる。基板Ｗを加熱して内部のガスを放出した後、排気バルブＶを開いて、真空ポンプＰによりチャンバ内を真空引きする。このとき、基板Ｗから放出されたガスが、加熱室２０の外部に排気される。加熱室２０の真空引きが終了したら、仕切弁Ｓを開いて基板Ｗを第１注入室３０に搬送する。
【００１３】
接着剤準備室６０には昇降機構６１が装備されており、接着剤１０２が収容された接着剤収容容器１０５を、昇降機構６１により上昇・下降して、第２注入室４０から接着剤準備室６０内に搬入する。接着剤準備室６０では、接着剤１０２の液量をセンサ（図示せず）により監視し、接着剤１０２の液量が不足している場合には、装置外部に配置された接着剤槽（図示せず）に収容された接着剤１０２を、ポンプ等（図示せず）により、接着剤収容容器１０５内に補充する。接着剤１０２の液量に限らず、接着剤１０２の粘度を監視し、溶媒を補充するようにしてもよい。
接着剤１０２が収容された接着剤収容容器１０５は、接着剤準備室６０から接着剤脱泡室５０に搬送される。
【００１４】
接着剤脱泡室５０では、接着剤準備室６０から搬入された接着剤収容容器１０５に収容された接着剤１０２の脱泡を行う。真空ポンプＰにより、排気バルブＶを介してチャンバ内を真空にして、接着剤１０２内に含有されているガスを脱泡する。ガスを脱泡した後、真空ポンプＰによりチャンバ内を真空にする。このとき、チャンバ内に放出されたガスが排気される。接着剤脱泡室５０には昇降機構５１が装備されており、この後、仕切弁Ｓを開いて、昇降機構５１を上昇して、昇降機構５１の上部に搭載された接着剤収容容器１０５を第１注入室３０内に搬送する。
【００１５】
第１注入室３０は、真空差圧法により、基板Ｗの内部の空隙に接着剤を注入するためのチャンバである。
第１注入室３０においては、排気用ノズル（ヘッド部）１１０の下面を、加熱室２０から搬入された基板Ｗのシール材１０１に押し付けて、シール材１０１の排気口１０１ｂを外部から密封する。そして、基板Ｗの接着剤注入口１０１ａを、接着剤脱泡室５０から昇降機構５１により上昇された接着剤収容容器１０５内に収容された接着剤１０２中に浸漬する。
【００１６】
図３は、シール材１０１の排気口１０１ｂ側に排気用ノズル１１０を押し付けた状態で基板Ｗの周側面に形成されたシール材１０１の接着剤注入口１０１ａを接着剤１０２中に浸漬した状態を示す断面図である。
排気用ノズル１１０は、下部にゴム等の弾性部材からなる押圧部１１１を有する。押圧部１１１は、シール材１０１の排気口１０１ｂの長さよりも十分に大きい開口部１１２を有している。排気用ノズル１１０の上部には、配管部１１３が設けられており、配管部１１３の内部には、開口部１１２に連通する連通路１１４が形成されている。
【００１７】
第１注入室３０内には、排気用ノズル１１０の上部側にノズル側継手１２１が配置されている。ノズル側継手１２１は、その下面を排気用ノズル１１０の配管部１１３の上端に圧接して、排気用ノズル１１０に連通される。ノズル側継手１２１は、後述するポンプ側継手１２２が嵌合され継手１２０を構成する。ノズル側継手１２１の上部側には、通常は閉塞状態とされポンプ側継手１２２が嵌合することにより開放する開閉弁が設けられている。排気用ノズル１１０とノズル側継手１２１とは、それぞれ、図示しない移送機構により、上下動が可能であり、それぞれ、第１注入室３０と第２注入室４０間の往復動が可能に設けられている。
【００１８】
第１注入室３０内が真空ポンプＰにより真空にされた状態で、周側面にシール材１０１が形成された基板Ｗが、加熱室２０から第１注入室３０内に搬入される。この状態では、シール材１０１の接着剤注入口１０１ａおよび排気口１０１ｂに連通する基板Ｗ内部の空隙は、チャンバ内と同じ真空圧力となる。基板Ｗが、第１注入室３０内に搬入されると、排気用ノズル１１０が、押圧部１１１の開口部１１２内にシール材１０１の接着剤注入口１０１ｂが位置するように下降する。排気用ノズル１１０は、押圧部１１１の開口部１１２側の側端縁をシール材１０１に押し付けた状態で停止する。この状態が、図３に図示されている。図３に図示された状態では、排気用ノズル１１０の押圧部１１１とシール材１０１との当接面はガスの流通を遮断する。この状態で、ノズル側継手１２１が下降し、排気用ノズル１１０の配管部１１３の上端に接続される。ノズル側継手１２１は、上述した如く、排気用ノズル１１０の連通路１１４に連通するように接続されるが、この状態では、開閉弁（図示せず）は閉塞されている。このため、シール材１０１の排気口１０１ｂは外部から密封される。
【００１９】
次に、接着剤１０２が収容された接着剤収容容器１０５が、上昇機構５１により上昇され、接着剤脱泡室５０から加熱室２０内の基板Ｗの下側に収容される。上昇機構５１は、基板Ｗに形成されたシール材１０１の接着剤注入口が接着剤１０２に浸漬された位置で停止する。
【００２０】
この後、ガス導入系の制御弁Ｖ1を開いて、Ｎ2等の不活性ガスを第１注入室３０内に導入し、チャンバ内を大気圧とする。このため、接着剤収容容器１０５内に収容された接着剤１０２が、大気圧と基板Ｗ内の気圧差により押し上げられて、基板Ｗ内部の空隙に注入され、いわゆる、真空差圧法による注入が行われる。
この後、この注入状態のまま、シール材１０１が形成された基板Ｗ、排気用ノズル１１０およびノズル側継手１２１が第２注入室４０に搬送される。
【００２１】
第２注入室４０では、第２注入室４０内に設けられた排気用ノズル１１０、ノズル継手１２１及び真空ポンプＰ1により基板Ｗ内部に残留するガスを吸気し、基板Ｗ内部の空隙に接着剤１０２を注入する（強制注入）を行う。
第２注入室４０内には、ノズル側継手１２１の上方にポンプ側継手１２２が配置されている。ポンプ側継手１２２は、図示しない移送機構により上下動可能とされており、ノズル側継手１２１に嵌合して、内部の通路が外部から密封した状態で連通される継手１２０を構成する。ポンプ側継手１２２には、排気バルブＶ2および真空ポンプＰ１が接続されている。
第１注入室３０において、真空差圧法により、基板Ｗの空隙に接着剤１０２を注入した場合、基板Ｗ内部の空隙にガスが残留する。基板Ｗ内部に残留するガスとしては、（１）基板の加熱により発生するガス、（２）基板の加熱後に基板から放出されるガス、（３）真空差圧法により注入する工程中に接着剤から基板内部に放出されるガス、があると考えられる。
【００２２】
真空差圧法により基板Ｗ内部の空隙に接着剤１０２を注入した状態のまま、第２注入室４０に搬入されたノズル側継手１２１に、ポンプ側継手１２２を下方に移動して嵌合する。そして、排気バルブＶ2を開いて、真空ポンプＰ1により、基板Ｗ内部の空隙に残留するガスを吸引する。この残留ガスの吸引に伴って、基板Ｗ内部の空隙に接着剤１０２が注入される。この真空ポンプＰ1による強制注入により、基板Ｗ内部の空隙に残留するガスは完全に接着剤１０２に置き換えられ、ボイドが発生することはない。強制注入を終了した基板Ｗは、仕切弁Ｓを開いて、接着硬化室７０に搬送される。
【００２３】
接着剤硬化室７０は、基板Ｗ内部の空隙に注入された接着剤１０２を硬化する室であり、チャンバ内にランプヒータ７１を備えている。接着剤硬化室７０のチャンバ内で、基板Ｗ内部に注入された接着剤１０２を加熱硬化した後は、仕切弁Ｓを開いて、基板Ｗを装置外部のスタッカ（図示せず）に搬出する。
図４は、本発明の接着剤注入装置１００により、基板Ｗ内部の空隙に接着剤１０２を注入する方法の一例を示す処理フロー図であり、以下、図４と共に、本発明の接着剤注入方法の一実施形態を説明する。
【００２４】
先ず、ステップＳ１において、前処理室１０内に、周側面にシール材１０１が形成された基板Ｗを搬入する。シール材１０１には、接着剤注入口１０１ａおよび排気口１０１ｂが形成されている。
次に、ステップＳ２において、前処理室１０内を真空ポンプＰにより真空引きする。このとき、加熱室２０を真空ポンプＰにより真空にしておく。
【００２５】
前処理室１０の真空引きが完了したら、ステップＳ３において、仕切弁Ｓを開いて、シール材１０１が形成された基板Ｗを加熱室２０に搬入する。そして、ステップＳ４に進み、ランプヒータ２１をオンして、基板Ｗを加熱する。この加熱により、基板Ｗ中に含有されているガスが加熱室２０のチャンバ内に放出される。チャンバ内に放出されたガスは、排気バルブＶを介して加熱室２０の外部に排気される。つまり、基板Ｗを加熱して内部のガスを放出した後、排気バルブＶを開いて、真空ポンプＰにより加熱室２０のチャンバ内を真空引きする。このとき、基板Ｗから放出されたガスが、加熱室２０から排気される。また、加熱室２０のチャンバ内の真空引きと同時に、第１真空室３０および接着剤脱泡室５０も真空ポンプＰにより真空引きする。
【００２６】
加熱室２０の真空引きが終了したら、ステップＳ５に進み、仕切弁Ｓを開いて基板Ｗを第１注入室３０内に搬送する。加熱室２０内は真空にされており、接着剤注入口１０１ａおよび排気口１０１ｂを介して基板Ｗ内部と連通された基板Ｗ内部の空隙は、加熱室２０内と同じ圧力となる。
【００２７】
次に、ステップＳ６に進み、基板Ｗに排気用ノズル１１０を装着する。排気用ノズル１１０は、図３に図示されるように、シール材１０１の排気口１０１ｂが、排気用ノズル１１０の下部に設けられた押圧部１１１の開口部１１２内に位置するよう下降される。そして排気用ノズル１１０の下部に設けられた押圧部１１１の開口部１１２側の側端縁をシール材１０１に押し付ける。
【００２８】
引き続いて、ステップＳ７において、排気用ノズル１１０にノズル用継手１２１を接合する。ノズル側継手１２１は、真空ポンプには接続されておらず、従って、シール材１０１の排気口１０１ｂが外部から密封される。
【００２９】
次に、ステップＳ８に進み、接着剤１０２中に含有されたガスが脱泡された接着剤１０２が、接着剤収容容器１０５内に収容された状態で、昇降機構５１により上昇されて、接着剤脱泡室５０から、第１注入室３０内に搬入される。そして、シール材１０１の接着剤注入口１０１ａが接着剤１０２中に浸漬された位置で、昇降機構５１による上昇が停止される。
【００３０】
そして、ステップＳ９に進み、制御弁Ｖ1より不活性ガスを導入し、第１注入室３０内を大気圧にする。これにより、ステップＳ１０において、接着剤１０２が、シール材１０１の接着剤注入口１０１ａから基板Ｗ内部の空隙に注入される。この工程における接着剤１０２の注入は、基板Ｗの外部と内部の圧力差によるものであり、真空差圧によるものである。この真空差圧による注入では、基板Ｗ内部にガスが残留し、この残留ガスによる圧力が作用する領域には接着剤１０２は注入されない。
【００３１】
真空差圧による接着剤の注入が完了したら、ステップＳ１１に進み、基板Ｗを真空差圧による注入を行っている状態のまま、第１注入室３０から第２注入室４０へ搬送する。つまり、基板Ｗと共に、接着剤１０２が収容された接着剤収容容器１０５、排気用ノズル１１０、ノズル側継手１２１が図示しない移送機構により第２注入室４０に搬入される。この際、次に第１注入室において基板Ｗに接着剤１０２を注入する作業を行うために、第２注入室４０内に移動していた排気用ノズル１１０とノズル継手１２１が、第２注入室４０から図示しない移送機構により第１注入室３０内に移動される。このように、第１注入室３０において接着剤１０２の注入を終えた基板Ｗ、排気用ノズル１１０およびノズル側継手１２１を第２注入室４０に搬送する際に、同時に、第２注入室４０から、後述する、第２注入室４０内での接着剤１０２の注入作業を完了した排気用ノズル１１０とノズル継手１２１を第１注入室３０に移送することで、作業の効率を高めている。
【００３２】
次に、ステップＳ１２に進み、第２注入室４０内において、真空ポンプＰ1が接続されたポンプ側継手１２２をノズル側継手１２１の上部に嵌合する。この嵌合により、ノズル側継手１２１内部に設けられた開閉弁（図示せず）が開き、真空ポンプＰ1が排気バルブＶ2、ポンプ側継手１２２、ノズル側継手１２１、排気用ノズル１１０の連通路１１４を介して、シール材１０１の排気口１０１ｂに連通される。
次に、ステップＳ１３に進み、排気バルブＶ2を開き、強制注入を行う。つまり、真空ポンプＰ1を駆動して、基板Ｗ内部の空隙に残存しているガスを吸引し、これと共に、接着剤１０２を基板Ｗ内部の空隙に注入する。
【００３３】
ステップＳ１４では、ステップＳ１３の強制注入が所定時間経過したか否かが判断される。所定時間経過していなければ、ステップＳ１３に戻り、強制注入を継続する。所定時間経過していればステップＳ１５に進み、強制注入が完了する。
【００３４】
次に、ステップＳ１６において、排気バルブＶ2および図示はしないが大気開放用バルブを停止し、排気系内を大気圧に戻した後、ポンプ側継手１２２を上昇する。引き続いて、ノズル側継手１２１および排気用ノズル１１０を上昇して基板Ｗから離間する。
次に、ステップＳ１７において、接着剤１０２が収容された接着剤収容容器１０５を昇降機構６１により下降し、接着剤準備室６０内に搬送する。
【００３５】
次に、ステップＳ１８に進み、接着剤１０２が注入された基板Ｗを接着剤硬化室７０に搬送する。
そして、ステップＳ１９に進み、接着剤硬化室７０において、ランプヒータ７１から赤外線を放射して、基板Ｗ内部に注入された接着剤１０２を硬化する。接着剤１０２の硬化が完了すれば、接着剤の注入処理が完了する。
【００３６】
本発明の実施形態１によれば、真空差圧法により基板Ｗ内部の空隙に接着剤を注入した後、真空ポンプＰ1により基板Ｗ内部の空隙に残留しているガスを強制的に吸引し、基板Ｗ内部の空隙に接着剤を注入する。従って、（１）基板の加熱により発生するガス、（２）基板の加熱後に基板から放出されるガス、（３）真空差圧法により注入する工程中に接着剤から基板内部に放出されるガス、により接着剤にボイドが形成されるのを防止することができる。このため、ボイドの形成に伴って、半導体装置の電気的特性、耐環境性、放熱性等の性能が低下することを防止することができる、という効果を奏する。
【００３７】
また、第１注入室３０内において、真空差圧法により接着剤１０２の注入を行う際、第２注入室４０内において強制注入を行う際に使用する排気用ノズル１１０およびノズル側継手１２１により、接着剤排気口１０１ｂを密封するようにしている。このため、第１注入室３０内において、排気用ノズル１１０およびノズル側継手１２１以外の密封用部材により接着剤排気口１０１ｂを密封する方法に比して、その分、作業の能率を高めることができる。
【００３８】
（実施形態２）
実施形態１では、真空差圧法による注入と、強制注入とを組み合わせた方法であったが、強制注入のみによる接着剤の注入装置および接着剤の注入方法とすることができる。実施形態２はこのような装置および方法に関するものであり、図５は、その一例を示す装置の概略構成を示す図である。
図５に示された接着剤注入装置２００も、図１に図示された接着剤注入装置１００と同様、前処理室１０、加熱室２０、第１注入室３０、第２注入室４０、接着剤脱泡室５０、接着剤段取室６０、接着剤硬化室７０を備えている。
【００３９】
図５に示された接着剤注入装置２００が、図１に図示された接着剤注入装置１００と相違する点は下記の２点である。
（１）前処理室１０、加熱室２０、第１注入室３０、接着剤脱泡室５０には、各チャンバ内を真空に排気する真空ポンプＰおよび排気バルブＶが装備されていない。すなわち、接着剤注入装置２００は、全てのチャンバに、チャンバ内を真空にするための装置が備えられていない。
（２）ノズル側継手１２１（１２１’）、ポンプ側継手１２２（１２２’）は、第１注入室３０および第２注入室４０の各チャンバ内に装備されており、チャンバ間で搬送されることはない。第１注入室３０内のポンプ側継手１２２は、排気バルブＶ2を介して真空ポンプＰ2に接続され、第２注入室４０内のポンプ側継手１２２’は、排気バルブＶ2’を介して真空ポンプＰ2’に接続されている。
【００４０】
従って、実施形態２の接着剤注入装置２００では、第１注入室３０においても、第２注入室４０においても、基板Ｗ内部の空隙に接着剤を強制注入する。この場合、第１注入室３０と第２注入室４０とでは、それぞれ、注入工程時間全体の半分程度の工程時間となるように割り振られている。図５に図示された他の構成部材は、図１に図示された構成部材と同一であり、対応する構成部材に同一の参照番号を付してその説明を省略する。
【００４１】
図６は、図５に図示された接着剤注入装置２００による接着剤注入方法の一実施形態を示す処理フロー図であり、以下、図６を参照して、本発明の接着剤注入方法の実施形態２を説明する。
【００４２】
ステップＳ２１〜２５は、図４に図示されたステップＳ１〜Ｓ５と同一である。すなわち、接着剤注入口１０１ａおよび排気口１０１ｂを有するシール材１０１が周側面に形成された基板Ｗが加熱室２０において加熱された後、第１注入室３０内に搬入され、基板Ｗに排気用ノズル１１０が装着される。
【００４３】
次に、ステップＳ２６において、ポンプ側継手１２２とノズル側継手１２１が嵌合された継手１２０が排気用ノズル１１０に接続される。ポンプ側継手１２２は、真空ポンプＰ2に接続されているので、この状態で、接着剤注入口１０１ｂは真空ポンプＰ2に連通する。
【００４４】
次に、昇降機構５１により、接着剤１０２が収容された接着剤収容容器１０５が接着剤脱泡室５０から上昇されて、第１注入室３０内に搬入され、シール材１０１の接着剤注入口１０１ａが接着剤１０２中に浸漬された位置で停止する。
【００４５】
そして、ステップＳ２８に進み、排気バルブＶ2を開き、真空ポンプＰ2による基板Ｗ内部の空隙への接着剤１０２の強制注入（１）が行われる。この強制注入（１）は、ステップＳ２９において、所定時間経過したと判断されるまで継続される。ここにおける所定時間は、注入工程時間全体の半分程度の工程時間となるように設定されている。
【００４６】
強制注入（１）が所定時間経過したと判断されると、ステップＳ３０に進み、ポンプ側継手１２２が嵌合された状態でノズル側継手１２１が排気用ノズル１１０から離間する。そして、強制注入（１）が完了した基板Ｗが、排気用ノズル１１０、接着剤１０２が収容された接着剤収容容器１０５と共に第２注入室４０に搬送される。
【００４７】
次に、ステップＳ３１に進み、排気用ノズル１１０に、ポンプ側継手１２２’とノズル側継手１２１’が嵌合された継手１２０’が排気用ノズル１１０に接続される。ポンプ側継手１２２’は、真空ポンプＰ2’に接続されているので、この状態で、接着剤注入口１０１ｂは真空ポンプＰ2’に連通する。
【００４８】
そして、ステップＳ３２に進み、排気バルブＶ2’を開き、真空ポンプＰ2’による基板Ｗ内部の空隙への接着剤の強制注入（２）が行われる。この強制注入（２）はステップＳ３３において、所定時間経過したと判断されるまで継続される。強制注入（２）は、ステップＳ２８の強制注入（１）で充填しきれなかった残りの分の充填を行うものである。このように、この実施形態では、接着剤の注入を２回の工程に分けて行っているので、タクトタイムを低減することができる。
【００４９】
ステップ３３において所定時間が経過したと判断されると、強制注入が完了する。ステップＳ３４〜３８は、実施形態１におけるステップＳ１５〜１９と同一である。但し、ステップＳ３５において、ポンプ側継手１２２’が嵌合された状態でノズル側継手１２１’を排気用ノズル１１０から離間した後、次の基板Ｗに作業を行うために第２注入室４０内に待機する。
【００５０】
本発明の実施形態２によれば、真空ポンプＰ1により基板Ｗ内部の空隙に残留しているガスを強制的に吸引し、基板Ｗ内部の空隙に接着剤を注入するので、実施形態１と同様、接着剤にボイドが形成されるのを防止することができる。
接着剤１０２の強制注入は、２回の工程に振り分けて行うので、タクトタイムを低減する。
実施形態１の場合と異なり、いずれのチャンバにも、チャンバ内を真空にするための装置が備えられていないので、接着剤注入装置を安価なものにすることができる。
【００５１】
上記実施形態では、接着剤１０２の注入を２つのチャンバに分けて行っている。しかし、接着剤の注入は、１つのチャンバで行うようにしてもよいし、３つ以上のチャンバで行うようにしてもよい。
【００５２】
なお、上記各実施形態においては、シール材１０１は、基板Ｗの周側面に、直接、形成する例で示したが、シール材１０１を他の方法で形成しても良い。例えば、内面側にシール材を形成したカセットに、基板Ｗを、その周側面がシール材により外部から密封されるように収納するようにしてもよい。この場合、シール材およびカセットには、接着剤注入口および排気口を形成しておく。
【００５３】
接着剤注入口１０１ａおよび排気口１０１ｂは、１８０度対向する位置に設ける必要はなく、また、それぞれ、１つでなく、一方または両方を複数箇所に設けてもよい。
【００５４】
接着剤１０２の注入を、基板Ｗを接着剤注入装置１００、２００の上下方向に向けて配置した状態で接着剤１０２を注入したが、基板Ｗを接着剤注入装置１００、２００の水平方向に向けた状態で接着剤１０２を注入するようにしてもよい。
接着剤１０２を一度に注入処理する基板Ｗは、１つではなく、複数の基板Ｗを同時に行うようにしてもよい。
【００５５】
基板Ｗを、それぞれ、多数の集積回路部が形成された複数の半導体ウエハを積層して形成した場合を例としたが、フェノール樹脂基板、ガラス板、セラミック板等の絶縁性基板上に、回路素子や配線が形成された多層回路基板を積層して形成したものとすることができる。
その他、排気用ノズル１１０と、ノズル側継手１２１およびポンプ側継手１２２からなる継手１２０とを一体化した吸気具を用いる等、本発明の接着剤注入装置は、発明の趣旨の範囲内で、種々、変形して適用することが可能であり、要は、接着剤注入口と排気口とを有するシール材により覆われた基板内部の空隙に接着剤を注入する装置であって、基板を加熱して、基板中に含有されているガスを放出させる加熱手段と、シール材の接着剤注入口に接着剤が接触および離間するように、接着剤収容容器を移動する移動手段と、シール材の排気口に連通する連通路を有するヘッド部を有し、ヘッド部の連通路を減圧して基板内部の空隙に前記接着剤を注入する吸気手段と、を具備するものであればよい。
【００５６】
また、本発明の接着剤注入装置は、接着剤注入口と排気口とを有するシール材により覆われた基板内部の空隙に接着剤を注入する方法であって、基板を加熱して基板中に含有されているガスを放出させる加熱工程と、シール材の接着剤注入口に接着剤を接触させ、シール材の排気口にヘッド部の連通路を連通した状態で、真空ポンプにより吸引して、基板内部の空隙に前記接着剤を注入する吸引注入工程と、を含むものであればよい。
【符号の説明】
【００５７】
１０：前処理室、２０：加熱室、２１：ランプヒータ、３０：第１注入室、４０：第２注入室、５０：接着剤脱泡室、６０：接着剤準備室、７０：接着剤硬化室、７１：ランプヒータ、１００：接着剤注入装置、１０１：シール材、１０１ａ：接着剤注入口、１０１ｂ：接着剤排気口、１０２：接着剤、１１０：排気用ノズル（ヘッド部）、１１１：押圧部、１１２：開口部、１２０、１２０’：継手、１２１、１２１’：ノズル側継手、１２２、１２２’：ポンプ側継手、２００：接着剤注入装置、Ｗ：基板
【技術分野】
【０００１】
本発明は、例えば、基板の空隙部に接着剤を注入する場合に用いられる、接着剤注入装置および接着剤注入方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
回路基板には、３次元半導体装置のように、集積回路が形成された半導体装置を複数個積層して形成するものがある。このような半導体装置の製造方法として、それぞれが、多数の集積回路部を有する複数個の半導体ウエハを絶縁層を介在して積層し、積層状態のまま一体化した後、ダイシングにより個々の半導体装置に分離する方法がある。この方法では、積層された半導体ウェハの隙間には、半導体ウェハの接合性や放熱の促進および半導体ウェハの熱応力緩和などの目的で接着剤が注入される。接着剤注入装置として、接着剤の注入口を除く半導体ウェハの周側面全周をシール材で覆い、これを真空チャンバ内に収納し、真空チャンバ内を大気圧にして接着剤を注入する、いわゆる、真空差圧法による方法が知られている（例えば、特許文献１参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２００９−２５３１１０号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、従来の真空差圧法による場合には、基板の隙間に残留するガスによって接着剤にボイドが発生する。これは、（１）基板の加熱により発生するガス、（２）基板の加熱後に基板から放出されるガス、（３）真空差圧法により注入する工程中に接着剤から基板内部に放出されるガス、を要因とするものであることが確認された。基板内部に、このようなボイドが形成されると、半導体装置の電気的特性、耐環境性、放熱性等の性能が低下する。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
本発明の接着剤注入装置は、接着剤注入口と排気口とを有するシール材により覆われた基板内部の空隙に接着剤を注入する装置であって、基板を加熱して、基板中に含有されているガスを放出させる加熱手段と、シール材の接着剤注入口に接着剤が接触および離間するように、接着剤収容容器を移動する移動手段と、シール材の排気口に連通する連通路を有するヘッド部を有し、ヘッド部の連通路を減圧して基板内部の空隙に前記接着剤を注入する吸気手段と、を具備することを特徴とする。
本発明の接着剤注入方法は、接着剤注入口と排気口とを有するシール材により覆われた基板内部の空隙に接着剤を注入する方法であって、基板を加熱して前記基板中に含有されているガスを放出させる加熱工程と、シール材の接着剤注入口に接着剤を接触させ、シール材の排気口にヘッド部の連通路を連通した状態で、真空ポンプにより吸引して、基板内部の空隙に前記接着剤を注入する吸引注入工程と、を含むことを特徴とする。
【発明の効果】
【０００６】
本発明によれば、基板の空隙に残留するガスを吸気手段により強制的に排気し、接着剤を注入するので、接着剤にボイドが発生するのを防止することができる。
【図面の簡単な説明】
【０００７】
【図１】本発明に係る接着剤注入装置の実施形態１の概略構成を示す図。
【図２】図１に図示された基板の拡大平面図。
【図３】本発明に係る接着剤注入方法の一例を説明するための図。
【図４】本発明に係る接着剤注入方法の一例を示す処理フロー図。
【図５】本発明に係る接着剤注入装置の実施形態２の概略構成を示す図。
【図６】本発明に係る接着剤注入方法の他の例を示す処理フロー図。
【発明を実施するための形態】
【０００８】
（実施形態１）
以下、図を参照して本発明を実施するための形態について説明する。図１は本発明の接着剤注入装置に係る実施形態１の概略構成を示す図である。
接着剤注入装置１００は、インライン配置の複数の真空チャンバを有しており、前処理室１０、加熱室２０、第１注入室３０、第２注入室４０、接着剤脱泡室５０、接着剤準備室６０、接着剤硬化室７０を備えている。
各室の間および前処理室１０の入口側、接着剤硬化室７０の出口側には、仕切弁Ｓが設けられている。前処理室１０、加熱室２０、第１注入室３０、接着剤脱泡室５０には、室（チャンバ）内を真空にする真空ポンプＰが、排気バルブＶを介して装備されている。
【０００９】
前処理室１０、加熱室２０、第１注入室３０、第２注入室４０および接着剤硬化室７０には、図示はしないが、複数のローラと、ローラを回動可能に保持するフレームと、各ローラを回転駆動するモータとを具備する搬送機構が装備されている。モータにより各ローラを回転させ、ローラ上に基板Ｗを直接、カセットあるいはトレイを介して載置し、一方のチャンバから他方のチャンバに搬送する。
【００１０】
前処理室１０には、基板Ｗがロードされる。インライン方式の基板接着剤注入装置１００は、基板Ｗが矢印Ｘ方向に搬送されながら処理が行われる。基板Ｗは、前処理室１００の入口側の仕切弁Ｓを開いて、図示しないスタッカから、グリップ、吸着具等の把持部を有する移送機構（図示せず）を用いて前処理室１０内に収納される。基板Ｗを加熱室２０に搬送するときは、真空ポンプＰによりチャンバ内を真空にして、出口側の仕切弁Ｓを開いて搬送機構により搬送する。
【００１１】
図２は、前処理室１０に搬入される基板Ｗの平面図である。基板Ｗは、それぞれが、多数の集積回路部を有する複数の半導体ウエハを、相互の間に絶縁層及び接合電極を介在して積層して形成されている。各半導体ウエハの集積回路形成面は、凸凹な上面となっており、この集積回路形成面を、上側に配置された半導体ウエハの裏面に接触した状態で積層されている。従って、基板Ｗは、内部に空隙を有している。基板Ｗの周側面にはシール材１０１が形成されている。シール材１０１は、接着剤注入口１０１ａと、この接着剤注入口１０１ａに対し、ほぼ１８０°位置が異なる、対向部側に位置する排気口１０１ｂを有する。基板Ｗの周側面は、接着剤注入口１０１ａおよび排気口１０１ｂを除き、全体がシール材１０１により覆われている。
【００１２】
加熱室２０内には、ランプヒータ２１が配置されている。加熱室２０では、ランプヒータ２１から放射される熱線により基板Ｗを加熱し、基板Ｗ中に含有されているガスを加熱室２０のチャンバ内に放出させる。基板Ｗを加熱して内部のガスを放出した後、排気バルブＶを開いて、真空ポンプＰによりチャンバ内を真空引きする。このとき、基板Ｗから放出されたガスが、加熱室２０の外部に排気される。加熱室２０の真空引きが終了したら、仕切弁Ｓを開いて基板Ｗを第１注入室３０に搬送する。
【００１３】
接着剤準備室６０には昇降機構６１が装備されており、接着剤１０２が収容された接着剤収容容器１０５を、昇降機構６１により上昇・下降して、第２注入室４０から接着剤準備室６０内に搬入する。接着剤準備室６０では、接着剤１０２の液量をセンサ（図示せず）により監視し、接着剤１０２の液量が不足している場合には、装置外部に配置された接着剤槽（図示せず）に収容された接着剤１０２を、ポンプ等（図示せず）により、接着剤収容容器１０５内に補充する。接着剤１０２の液量に限らず、接着剤１０２の粘度を監視し、溶媒を補充するようにしてもよい。
接着剤１０２が収容された接着剤収容容器１０５は、接着剤準備室６０から接着剤脱泡室５０に搬送される。
【００１４】
接着剤脱泡室５０では、接着剤準備室６０から搬入された接着剤収容容器１０５に収容された接着剤１０２の脱泡を行う。真空ポンプＰにより、排気バルブＶを介してチャンバ内を真空にして、接着剤１０２内に含有されているガスを脱泡する。ガスを脱泡した後、真空ポンプＰによりチャンバ内を真空にする。このとき、チャンバ内に放出されたガスが排気される。接着剤脱泡室５０には昇降機構５１が装備されており、この後、仕切弁Ｓを開いて、昇降機構５１を上昇して、昇降機構５１の上部に搭載された接着剤収容容器１０５を第１注入室３０内に搬送する。
【００１５】
第１注入室３０は、真空差圧法により、基板Ｗの内部の空隙に接着剤を注入するためのチャンバである。
第１注入室３０においては、排気用ノズル（ヘッド部）１１０の下面を、加熱室２０から搬入された基板Ｗのシール材１０１に押し付けて、シール材１０１の排気口１０１ｂを外部から密封する。そして、基板Ｗの接着剤注入口１０１ａを、接着剤脱泡室５０から昇降機構５１により上昇された接着剤収容容器１０５内に収容された接着剤１０２中に浸漬する。
【００１６】
図３は、シール材１０１の排気口１０１ｂ側に排気用ノズル１１０を押し付けた状態で基板Ｗの周側面に形成されたシール材１０１の接着剤注入口１０１ａを接着剤１０２中に浸漬した状態を示す断面図である。
排気用ノズル１１０は、下部にゴム等の弾性部材からなる押圧部１１１を有する。押圧部１１１は、シール材１０１の排気口１０１ｂの長さよりも十分に大きい開口部１１２を有している。排気用ノズル１１０の上部には、配管部１１３が設けられており、配管部１１３の内部には、開口部１１２に連通する連通路１１４が形成されている。
【００１７】
第１注入室３０内には、排気用ノズル１１０の上部側にノズル側継手１２１が配置されている。ノズル側継手１２１は、その下面を排気用ノズル１１０の配管部１１３の上端に圧接して、排気用ノズル１１０に連通される。ノズル側継手１２１は、後述するポンプ側継手１２２が嵌合され継手１２０を構成する。ノズル側継手１２１の上部側には、通常は閉塞状態とされポンプ側継手１２２が嵌合することにより開放する開閉弁が設けられている。排気用ノズル１１０とノズル側継手１２１とは、それぞれ、図示しない移送機構により、上下動が可能であり、それぞれ、第１注入室３０と第２注入室４０間の往復動が可能に設けられている。
【００１８】
第１注入室３０内が真空ポンプＰにより真空にされた状態で、周側面にシール材１０１が形成された基板Ｗが、加熱室２０から第１注入室３０内に搬入される。この状態では、シール材１０１の接着剤注入口１０１ａおよび排気口１０１ｂに連通する基板Ｗ内部の空隙は、チャンバ内と同じ真空圧力となる。基板Ｗが、第１注入室３０内に搬入されると、排気用ノズル１１０が、押圧部１１１の開口部１１２内にシール材１０１の接着剤注入口１０１ｂが位置するように下降する。排気用ノズル１１０は、押圧部１１１の開口部１１２側の側端縁をシール材１０１に押し付けた状態で停止する。この状態が、図３に図示されている。図３に図示された状態では、排気用ノズル１１０の押圧部１１１とシール材１０１との当接面はガスの流通を遮断する。この状態で、ノズル側継手１２１が下降し、排気用ノズル１１０の配管部１１３の上端に接続される。ノズル側継手１２１は、上述した如く、排気用ノズル１１０の連通路１１４に連通するように接続されるが、この状態では、開閉弁（図示せず）は閉塞されている。このため、シール材１０１の排気口１０１ｂは外部から密封される。
【００１９】
次に、接着剤１０２が収容された接着剤収容容器１０５が、上昇機構５１により上昇され、接着剤脱泡室５０から加熱室２０内の基板Ｗの下側に収容される。上昇機構５１は、基板Ｗに形成されたシール材１０１の接着剤注入口が接着剤１０２に浸漬された位置で停止する。
【００２０】
この後、ガス導入系の制御弁Ｖ1を開いて、Ｎ2等の不活性ガスを第１注入室３０内に導入し、チャンバ内を大気圧とする。このため、接着剤収容容器１０５内に収容された接着剤１０２が、大気圧と基板Ｗ内の気圧差により押し上げられて、基板Ｗ内部の空隙に注入され、いわゆる、真空差圧法による注入が行われる。
この後、この注入状態のまま、シール材１０１が形成された基板Ｗ、排気用ノズル１１０およびノズル側継手１２１が第２注入室４０に搬送される。
【００２１】
第２注入室４０では、第２注入室４０内に設けられた排気用ノズル１１０、ノズル継手１２１及び真空ポンプＰ1により基板Ｗ内部に残留するガスを吸気し、基板Ｗ内部の空隙に接着剤１０２を注入する（強制注入）を行う。
第２注入室４０内には、ノズル側継手１２１の上方にポンプ側継手１２２が配置されている。ポンプ側継手１２２は、図示しない移送機構により上下動可能とされており、ノズル側継手１２１に嵌合して、内部の通路が外部から密封した状態で連通される継手１２０を構成する。ポンプ側継手１２２には、排気バルブＶ2および真空ポンプＰ１が接続されている。
第１注入室３０において、真空差圧法により、基板Ｗの空隙に接着剤１０２を注入した場合、基板Ｗ内部の空隙にガスが残留する。基板Ｗ内部に残留するガスとしては、（１）基板の加熱により発生するガス、（２）基板の加熱後に基板から放出されるガス、（３）真空差圧法により注入する工程中に接着剤から基板内部に放出されるガス、があると考えられる。
【００２２】
真空差圧法により基板Ｗ内部の空隙に接着剤１０２を注入した状態のまま、第２注入室４０に搬入されたノズル側継手１２１に、ポンプ側継手１２２を下方に移動して嵌合する。そして、排気バルブＶ2を開いて、真空ポンプＰ1により、基板Ｗ内部の空隙に残留するガスを吸引する。この残留ガスの吸引に伴って、基板Ｗ内部の空隙に接着剤１０２が注入される。この真空ポンプＰ1による強制注入により、基板Ｗ内部の空隙に残留するガスは完全に接着剤１０２に置き換えられ、ボイドが発生することはない。強制注入を終了した基板Ｗは、仕切弁Ｓを開いて、接着硬化室７０に搬送される。
【００２３】
接着剤硬化室７０は、基板Ｗ内部の空隙に注入された接着剤１０２を硬化する室であり、チャンバ内にランプヒータ７１を備えている。接着剤硬化室７０のチャンバ内で、基板Ｗ内部に注入された接着剤１０２を加熱硬化した後は、仕切弁Ｓを開いて、基板Ｗを装置外部のスタッカ（図示せず）に搬出する。
図４は、本発明の接着剤注入装置１００により、基板Ｗ内部の空隙に接着剤１０２を注入する方法の一例を示す処理フロー図であり、以下、図４と共に、本発明の接着剤注入方法の一実施形態を説明する。
【００２４】
先ず、ステップＳ１において、前処理室１０内に、周側面にシール材１０１が形成された基板Ｗを搬入する。シール材１０１には、接着剤注入口１０１ａおよび排気口１０１ｂが形成されている。
次に、ステップＳ２において、前処理室１０内を真空ポンプＰにより真空引きする。このとき、加熱室２０を真空ポンプＰにより真空にしておく。
【００２５】
前処理室１０の真空引きが完了したら、ステップＳ３において、仕切弁Ｓを開いて、シール材１０１が形成された基板Ｗを加熱室２０に搬入する。そして、ステップＳ４に進み、ランプヒータ２１をオンして、基板Ｗを加熱する。この加熱により、基板Ｗ中に含有されているガスが加熱室２０のチャンバ内に放出される。チャンバ内に放出されたガスは、排気バルブＶを介して加熱室２０の外部に排気される。つまり、基板Ｗを加熱して内部のガスを放出した後、排気バルブＶを開いて、真空ポンプＰにより加熱室２０のチャンバ内を真空引きする。このとき、基板Ｗから放出されたガスが、加熱室２０から排気される。また、加熱室２０のチャンバ内の真空引きと同時に、第１真空室３０および接着剤脱泡室５０も真空ポンプＰにより真空引きする。
【００２６】
加熱室２０の真空引きが終了したら、ステップＳ５に進み、仕切弁Ｓを開いて基板Ｗを第１注入室３０内に搬送する。加熱室２０内は真空にされており、接着剤注入口１０１ａおよび排気口１０１ｂを介して基板Ｗ内部と連通された基板Ｗ内部の空隙は、加熱室２０内と同じ圧力となる。
【００２７】
次に、ステップＳ６に進み、基板Ｗに排気用ノズル１１０を装着する。排気用ノズル１１０は、図３に図示されるように、シール材１０１の排気口１０１ｂが、排気用ノズル１１０の下部に設けられた押圧部１１１の開口部１１２内に位置するよう下降される。そして排気用ノズル１１０の下部に設けられた押圧部１１１の開口部１１２側の側端縁をシール材１０１に押し付ける。
【００２８】
引き続いて、ステップＳ７において、排気用ノズル１１０にノズル用継手１２１を接合する。ノズル側継手１２１は、真空ポンプには接続されておらず、従って、シール材１０１の排気口１０１ｂが外部から密封される。
【００２９】
次に、ステップＳ８に進み、接着剤１０２中に含有されたガスが脱泡された接着剤１０２が、接着剤収容容器１０５内に収容された状態で、昇降機構５１により上昇されて、接着剤脱泡室５０から、第１注入室３０内に搬入される。そして、シール材１０１の接着剤注入口１０１ａが接着剤１０２中に浸漬された位置で、昇降機構５１による上昇が停止される。
【００３０】
そして、ステップＳ９に進み、制御弁Ｖ1より不活性ガスを導入し、第１注入室３０内を大気圧にする。これにより、ステップＳ１０において、接着剤１０２が、シール材１０１の接着剤注入口１０１ａから基板Ｗ内部の空隙に注入される。この工程における接着剤１０２の注入は、基板Ｗの外部と内部の圧力差によるものであり、真空差圧によるものである。この真空差圧による注入では、基板Ｗ内部にガスが残留し、この残留ガスによる圧力が作用する領域には接着剤１０２は注入されない。
【００３１】
真空差圧による接着剤の注入が完了したら、ステップＳ１１に進み、基板Ｗを真空差圧による注入を行っている状態のまま、第１注入室３０から第２注入室４０へ搬送する。つまり、基板Ｗと共に、接着剤１０２が収容された接着剤収容容器１０５、排気用ノズル１１０、ノズル側継手１２１が図示しない移送機構により第２注入室４０に搬入される。この際、次に第１注入室において基板Ｗに接着剤１０２を注入する作業を行うために、第２注入室４０内に移動していた排気用ノズル１１０とノズル継手１２１が、第２注入室４０から図示しない移送機構により第１注入室３０内に移動される。このように、第１注入室３０において接着剤１０２の注入を終えた基板Ｗ、排気用ノズル１１０およびノズル側継手１２１を第２注入室４０に搬送する際に、同時に、第２注入室４０から、後述する、第２注入室４０内での接着剤１０２の注入作業を完了した排気用ノズル１１０とノズル継手１２１を第１注入室３０に移送することで、作業の効率を高めている。
【００３２】
次に、ステップＳ１２に進み、第２注入室４０内において、真空ポンプＰ1が接続されたポンプ側継手１２２をノズル側継手１２１の上部に嵌合する。この嵌合により、ノズル側継手１２１内部に設けられた開閉弁（図示せず）が開き、真空ポンプＰ1が排気バルブＶ2、ポンプ側継手１２２、ノズル側継手１２１、排気用ノズル１１０の連通路１１４を介して、シール材１０１の排気口１０１ｂに連通される。
次に、ステップＳ１３に進み、排気バルブＶ2を開き、強制注入を行う。つまり、真空ポンプＰ1を駆動して、基板Ｗ内部の空隙に残存しているガスを吸引し、これと共に、接着剤１０２を基板Ｗ内部の空隙に注入する。
【００３３】
ステップＳ１４では、ステップＳ１３の強制注入が所定時間経過したか否かが判断される。所定時間経過していなければ、ステップＳ１３に戻り、強制注入を継続する。所定時間経過していればステップＳ１５に進み、強制注入が完了する。
【００３４】
次に、ステップＳ１６において、排気バルブＶ2および図示はしないが大気開放用バルブを停止し、排気系内を大気圧に戻した後、ポンプ側継手１２２を上昇する。引き続いて、ノズル側継手１２１および排気用ノズル１１０を上昇して基板Ｗから離間する。
次に、ステップＳ１７において、接着剤１０２が収容された接着剤収容容器１０５を昇降機構６１により下降し、接着剤準備室６０内に搬送する。
【００３５】
次に、ステップＳ１８に進み、接着剤１０２が注入された基板Ｗを接着剤硬化室７０に搬送する。
そして、ステップＳ１９に進み、接着剤硬化室７０において、ランプヒータ７１から赤外線を放射して、基板Ｗ内部に注入された接着剤１０２を硬化する。接着剤１０２の硬化が完了すれば、接着剤の注入処理が完了する。
【００３６】
本発明の実施形態１によれば、真空差圧法により基板Ｗ内部の空隙に接着剤を注入した後、真空ポンプＰ1により基板Ｗ内部の空隙に残留しているガスを強制的に吸引し、基板Ｗ内部の空隙に接着剤を注入する。従って、（１）基板の加熱により発生するガス、（２）基板の加熱後に基板から放出されるガス、（３）真空差圧法により注入する工程中に接着剤から基板内部に放出されるガス、により接着剤にボイドが形成されるのを防止することができる。このため、ボイドの形成に伴って、半導体装置の電気的特性、耐環境性、放熱性等の性能が低下することを防止することができる、という効果を奏する。
【００３７】
また、第１注入室３０内において、真空差圧法により接着剤１０２の注入を行う際、第２注入室４０内において強制注入を行う際に使用する排気用ノズル１１０およびノズル側継手１２１により、接着剤排気口１０１ｂを密封するようにしている。このため、第１注入室３０内において、排気用ノズル１１０およびノズル側継手１２１以外の密封用部材により接着剤排気口１０１ｂを密封する方法に比して、その分、作業の能率を高めることができる。
【００３８】
（実施形態２）
実施形態１では、真空差圧法による注入と、強制注入とを組み合わせた方法であったが、強制注入のみによる接着剤の注入装置および接着剤の注入方法とすることができる。実施形態２はこのような装置および方法に関するものであり、図５は、その一例を示す装置の概略構成を示す図である。
図５に示された接着剤注入装置２００も、図１に図示された接着剤注入装置１００と同様、前処理室１０、加熱室２０、第１注入室３０、第２注入室４０、接着剤脱泡室５０、接着剤段取室６０、接着剤硬化室７０を備えている。
【００３９】
図５に示された接着剤注入装置２００が、図１に図示された接着剤注入装置１００と相違する点は下記の２点である。
（１）前処理室１０、加熱室２０、第１注入室３０、接着剤脱泡室５０には、各チャンバ内を真空に排気する真空ポンプＰおよび排気バルブＶが装備されていない。すなわち、接着剤注入装置２００は、全てのチャンバに、チャンバ内を真空にするための装置が備えられていない。
（２）ノズル側継手１２１（１２１’）、ポンプ側継手１２２（１２２’）は、第１注入室３０および第２注入室４０の各チャンバ内に装備されており、チャンバ間で搬送されることはない。第１注入室３０内のポンプ側継手１２２は、排気バルブＶ2を介して真空ポンプＰ2に接続され、第２注入室４０内のポンプ側継手１２２’は、排気バルブＶ2’を介して真空ポンプＰ2’に接続されている。
【００４０】
従って、実施形態２の接着剤注入装置２００では、第１注入室３０においても、第２注入室４０においても、基板Ｗ内部の空隙に接着剤を強制注入する。この場合、第１注入室３０と第２注入室４０とでは、それぞれ、注入工程時間全体の半分程度の工程時間となるように割り振られている。図５に図示された他の構成部材は、図１に図示された構成部材と同一であり、対応する構成部材に同一の参照番号を付してその説明を省略する。
【００４１】
図６は、図５に図示された接着剤注入装置２００による接着剤注入方法の一実施形態を示す処理フロー図であり、以下、図６を参照して、本発明の接着剤注入方法の実施形態２を説明する。
【００４２】
ステップＳ２１〜２５は、図４に図示されたステップＳ１〜Ｓ５と同一である。すなわち、接着剤注入口１０１ａおよび排気口１０１ｂを有するシール材１０１が周側面に形成された基板Ｗが加熱室２０において加熱された後、第１注入室３０内に搬入され、基板Ｗに排気用ノズル１１０が装着される。
【００４３】
次に、ステップＳ２６において、ポンプ側継手１２２とノズル側継手１２１が嵌合された継手１２０が排気用ノズル１１０に接続される。ポンプ側継手１２２は、真空ポンプＰ2に接続されているので、この状態で、接着剤注入口１０１ｂは真空ポンプＰ2に連通する。
【００４４】
次に、昇降機構５１により、接着剤１０２が収容された接着剤収容容器１０５が接着剤脱泡室５０から上昇されて、第１注入室３０内に搬入され、シール材１０１の接着剤注入口１０１ａが接着剤１０２中に浸漬された位置で停止する。
【００４５】
そして、ステップＳ２８に進み、排気バルブＶ2を開き、真空ポンプＰ2による基板Ｗ内部の空隙への接着剤１０２の強制注入（１）が行われる。この強制注入（１）は、ステップＳ２９において、所定時間経過したと判断されるまで継続される。ここにおける所定時間は、注入工程時間全体の半分程度の工程時間となるように設定されている。
【００４６】
強制注入（１）が所定時間経過したと判断されると、ステップＳ３０に進み、ポンプ側継手１２２が嵌合された状態でノズル側継手１２１が排気用ノズル１１０から離間する。そして、強制注入（１）が完了した基板Ｗが、排気用ノズル１１０、接着剤１０２が収容された接着剤収容容器１０５と共に第２注入室４０に搬送される。
【００４７】
次に、ステップＳ３１に進み、排気用ノズル１１０に、ポンプ側継手１２２’とノズル側継手１２１’が嵌合された継手１２０’が排気用ノズル１１０に接続される。ポンプ側継手１２２’は、真空ポンプＰ2’に接続されているので、この状態で、接着剤注入口１０１ｂは真空ポンプＰ2’に連通する。
【００４８】
そして、ステップＳ３２に進み、排気バルブＶ2’を開き、真空ポンプＰ2’による基板Ｗ内部の空隙への接着剤の強制注入（２）が行われる。この強制注入（２）はステップＳ３３において、所定時間経過したと判断されるまで継続される。強制注入（２）は、ステップＳ２８の強制注入（１）で充填しきれなかった残りの分の充填を行うものである。このように、この実施形態では、接着剤の注入を２回の工程に分けて行っているので、タクトタイムを低減することができる。
【００４９】
ステップ３３において所定時間が経過したと判断されると、強制注入が完了する。ステップＳ３４〜３８は、実施形態１におけるステップＳ１５〜１９と同一である。但し、ステップＳ３５において、ポンプ側継手１２２’が嵌合された状態でノズル側継手１２１’を排気用ノズル１１０から離間した後、次の基板Ｗに作業を行うために第２注入室４０内に待機する。
【００５０】
本発明の実施形態２によれば、真空ポンプＰ1により基板Ｗ内部の空隙に残留しているガスを強制的に吸引し、基板Ｗ内部の空隙に接着剤を注入するので、実施形態１と同様、接着剤にボイドが形成されるのを防止することができる。
接着剤１０２の強制注入は、２回の工程に振り分けて行うので、タクトタイムを低減する。
実施形態１の場合と異なり、いずれのチャンバにも、チャンバ内を真空にするための装置が備えられていないので、接着剤注入装置を安価なものにすることができる。
【００５１】
上記実施形態では、接着剤１０２の注入を２つのチャンバに分けて行っている。しかし、接着剤の注入は、１つのチャンバで行うようにしてもよいし、３つ以上のチャンバで行うようにしてもよい。
【００５２】
なお、上記各実施形態においては、シール材１０１は、基板Ｗの周側面に、直接、形成する例で示したが、シール材１０１を他の方法で形成しても良い。例えば、内面側にシール材を形成したカセットに、基板Ｗを、その周側面がシール材により外部から密封されるように収納するようにしてもよい。この場合、シール材およびカセットには、接着剤注入口および排気口を形成しておく。
【００５３】
接着剤注入口１０１ａおよび排気口１０１ｂは、１８０度対向する位置に設ける必要はなく、また、それぞれ、１つでなく、一方または両方を複数箇所に設けてもよい。
【００５４】
接着剤１０２の注入を、基板Ｗを接着剤注入装置１００、２００の上下方向に向けて配置した状態で接着剤１０２を注入したが、基板Ｗを接着剤注入装置１００、２００の水平方向に向けた状態で接着剤１０２を注入するようにしてもよい。
接着剤１０２を一度に注入処理する基板Ｗは、１つではなく、複数の基板Ｗを同時に行うようにしてもよい。
【００５５】
基板Ｗを、それぞれ、多数の集積回路部が形成された複数の半導体ウエハを積層して形成した場合を例としたが、フェノール樹脂基板、ガラス板、セラミック板等の絶縁性基板上に、回路素子や配線が形成された多層回路基板を積層して形成したものとすることができる。
その他、排気用ノズル１１０と、ノズル側継手１２１およびポンプ側継手１２２からなる継手１２０とを一体化した吸気具を用いる等、本発明の接着剤注入装置は、発明の趣旨の範囲内で、種々、変形して適用することが可能であり、要は、接着剤注入口と排気口とを有するシール材により覆われた基板内部の空隙に接着剤を注入する装置であって、基板を加熱して、基板中に含有されているガスを放出させる加熱手段と、シール材の接着剤注入口に接着剤が接触および離間するように、接着剤収容容器を移動する移動手段と、シール材の排気口に連通する連通路を有するヘッド部を有し、ヘッド部の連通路を減圧して基板内部の空隙に前記接着剤を注入する吸気手段と、を具備するものであればよい。
【００５６】
また、本発明の接着剤注入装置は、接着剤注入口と排気口とを有するシール材により覆われた基板内部の空隙に接着剤を注入する方法であって、基板を加熱して基板中に含有されているガスを放出させる加熱工程と、シール材の接着剤注入口に接着剤を接触させ、シール材の排気口にヘッド部の連通路を連通した状態で、真空ポンプにより吸引して、基板内部の空隙に前記接着剤を注入する吸引注入工程と、を含むものであればよい。
【符号の説明】
【００５７】
１０：前処理室、２０：加熱室、２１：ランプヒータ、３０：第１注入室、４０：第２注入室、５０：接着剤脱泡室、６０：接着剤準備室、７０：接着剤硬化室、７１：ランプヒータ、１００：接着剤注入装置、１０１：シール材、１０１ａ：接着剤注入口、１０１ｂ：接着剤排気口、１０２：接着剤、１１０：排気用ノズル（ヘッド部）、１１１：押圧部、１１２：開口部、１２０、１２０’：継手、１２１、１２１’：ノズル側継手、１２２、１２２’：ポンプ側継手、２００：接着剤注入装置、Ｗ：基板
【特許請求の範囲】
【請求項１】
接着剤注入口と排気口とを有するシール材により覆われた基板内部の空隙に接着剤を注入する装置であって、
前記基板を加熱して、前記基板中に含有されているガスを放出させる加熱手段と、
前記シール材の接着剤注入口に接着剤が接触および離間するように、接着剤収容容器を移動する移動手段と、
前記シール材の前記排気口に連通する連通路を有するヘッド部を有し、前記ヘッド部の連通路を減圧して前記基板内部の空隙に前記接着剤を注入する吸気手段と、
を具備することを特徴とする接着剤注入装置。
【請求項２】
請求項１に記載の接着剤注入装置において、前記吸気手段は、前記ヘッド部に接続および離間可能な継手および前記基板内部から放出されたガスを吸引する真空ポンプを含むことを特徴とする接着剤注入装置。
【請求項３】
請求項２に記載の接着剤注入装置において、前記継手は、前記ヘッド部に接続および離間可能なヘッド側継手および前記ヘッド側継手に接続および離間可能とされ、かつ、前記真空ポンプに接続されたポンプ側継手を含むことを特徴とする接着剤注入装置。
【請求項４】
請求項１乃至請求項３のいずれか１項に記載の接着剤注入装置において、前記加熱手段が装備された加熱室と、前記移動手段および前記吸気手段が装備された注入室とを備えることを特徴とする接着剤注入装置。
【請求項５】
請求項４に記載の接着剤注入装置において、前記注入室は、前記シール材の接着剤注入口に前記接着剤を接触し、前記シール材の排気口を前記継手のヘッド側継手で覆った状態で、基板外部圧力を基板内部圧力よりも大きい雰囲気とする差圧法により前記基板内部の空隙に前記接着剤を注入する第１注入室と、前記シール材の接着剤注入口に前記接着剤を接触し、前記シール材の排気口に前記継手が接続された状態で、前記吸気手段により前記基板内部の空隙に前記接着剤を注入する第２注入室とを備えることを特徴とする接着剤注入装置。
【請求項６】
請求項４に記載の接着剤注入装置において、前記注入室は、前記シール材の接着剤注入口に前記接着剤を接触し、前記シール材の排気口に前記継手を接続した状態で、前記吸気手段により前記基板内部の空隙に接着剤を注入する第１注入室と、前記第１注入室から搬入された前記基板の前記シール材の接着剤注入口に前記接着剤を接触し、前記シール材の排気口に前記継手を接続した状態で、前記吸気手段により前記基板内部の空隙に接着剤を注入する第２注入室とを備えることを特徴とする接着剤注入装置。
【請求項７】
接着剤注入口と排気口とを有するシール材により覆われた基板内部の空隙に接着剤を注入する方法であって、
前記基板を加熱して前記基板中に含有されているガスを放出させる加熱工程と、
前記シール材の接着剤注入口に接着剤を接触させ、前記シール材の排気口にヘッド部の連通路を連通した状態で、真空ポンプにより吸引して、前記基板内部の空隙に前記接着剤を注入する吸引注入工程と、
を含むことを特徴とする接着剤注入方法。
【請求項８】
請求項７に記載の接着剤注入方法において、前記吸引注入工程の前に、基板外部圧力を基板内部圧力よりも大きい雰囲気とする差圧法により前記基板内部の空隙に前記接着剤を注入する差圧注入工程を備えることを特徴とする接着剤注入方法。
【請求項９】
請求項７または８のいずれかに記載の接着剤注入方法において、前記吸引注入工程は、前記シール材の接着剤注入口にヘッド部を接続し、前記ヘッド部に継手を接続する接続工程を含むことを特徴とする接着剤注入方法。
【請求項１】
接着剤注入口と排気口とを有するシール材により覆われた基板内部の空隙に接着剤を注入する装置であって、
前記基板を加熱して、前記基板中に含有されているガスを放出させる加熱手段と、
前記シール材の接着剤注入口に接着剤が接触および離間するように、接着剤収容容器を移動する移動手段と、
前記シール材の前記排気口に連通する連通路を有するヘッド部を有し、前記ヘッド部の連通路を減圧して前記基板内部の空隙に前記接着剤を注入する吸気手段と、
を具備することを特徴とする接着剤注入装置。
【請求項２】
請求項１に記載の接着剤注入装置において、前記吸気手段は、前記ヘッド部に接続および離間可能な継手および前記基板内部から放出されたガスを吸引する真空ポンプを含むことを特徴とする接着剤注入装置。
【請求項３】
請求項２に記載の接着剤注入装置において、前記継手は、前記ヘッド部に接続および離間可能なヘッド側継手および前記ヘッド側継手に接続および離間可能とされ、かつ、前記真空ポンプに接続されたポンプ側継手を含むことを特徴とする接着剤注入装置。
【請求項４】
請求項１乃至請求項３のいずれか１項に記載の接着剤注入装置において、前記加熱手段が装備された加熱室と、前記移動手段および前記吸気手段が装備された注入室とを備えることを特徴とする接着剤注入装置。
【請求項５】
請求項４に記載の接着剤注入装置において、前記注入室は、前記シール材の接着剤注入口に前記接着剤を接触し、前記シール材の排気口を前記継手のヘッド側継手で覆った状態で、基板外部圧力を基板内部圧力よりも大きい雰囲気とする差圧法により前記基板内部の空隙に前記接着剤を注入する第１注入室と、前記シール材の接着剤注入口に前記接着剤を接触し、前記シール材の排気口に前記継手が接続された状態で、前記吸気手段により前記基板内部の空隙に前記接着剤を注入する第２注入室とを備えることを特徴とする接着剤注入装置。
【請求項６】
請求項４に記載の接着剤注入装置において、前記注入室は、前記シール材の接着剤注入口に前記接着剤を接触し、前記シール材の排気口に前記継手を接続した状態で、前記吸気手段により前記基板内部の空隙に接着剤を注入する第１注入室と、前記第１注入室から搬入された前記基板の前記シール材の接着剤注入口に前記接着剤を接触し、前記シール材の排気口に前記継手を接続した状態で、前記吸気手段により前記基板内部の空隙に接着剤を注入する第２注入室とを備えることを特徴とする接着剤注入装置。
【請求項７】
接着剤注入口と排気口とを有するシール材により覆われた基板内部の空隙に接着剤を注入する方法であって、
前記基板を加熱して前記基板中に含有されているガスを放出させる加熱工程と、
前記シール材の接着剤注入口に接着剤を接触させ、前記シール材の排気口にヘッド部の連通路を連通した状態で、真空ポンプにより吸引して、前記基板内部の空隙に前記接着剤を注入する吸引注入工程と、
を含むことを特徴とする接着剤注入方法。
【請求項８】
請求項７に記載の接着剤注入方法において、前記吸引注入工程の前に、基板外部圧力を基板内部圧力よりも大きい雰囲気とする差圧法により前記基板内部の空隙に前記接着剤を注入する差圧注入工程を備えることを特徴とする接着剤注入方法。
【請求項９】
請求項７または８のいずれかに記載の接着剤注入方法において、前記吸引注入工程は、前記シール材の接着剤注入口にヘッド部を接続し、前記ヘッド部に継手を接続する接続工程を含むことを特徴とする接着剤注入方法。
【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２０１２−４３９８０（Ｐ２０１２−４３９８０Ａ）
【公開日】平成２４年３月１日（２０１２．３．１）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１０−１８３９５８（Ｐ２０１０−１８３９５８）
【出願日】平成２２年８月１９日（２０１０．８．１９）
【出願人】（０００００１９９３）株式会社島津製作所 (3,708)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２４年３月１日（２０１２．３．１）
【国際特許分類】
【出願日】平成２２年８月１９日（２０１０．８．１９）
【出願人】（０００００１９９３）株式会社島津製作所 (3,708)
【Ｆターム（参考）】
[ Back to top ]