貼り合せ装置及び貼り合せ方法
【課題】基板と、当該基板を支持する支持基板を押圧して貼り合せる際の圧力差を低減し、基板の全面に亘って精度よく貼り合せる。
【解決手段】円形の平面形状を有するウェハＷと、当該ウェハＷを支持する支持基板Ｇとを貼り合せる貼り合せ装置１は、ウェハと支持基板Ｇを重ね合せた状態で、ウェハＷの外側面と支持基板Ｇの外側面に嵌め合される枠体１０と、枠体１０に嵌め合されたウェハと支持基板Ｇを枠体１０ごと押圧するローラ１１と、を有している。ローラ１１は軸方向の長さが、ウェハの径よりも大きく形成されている。
【解決手段】円形の平面形状を有するウェハＷと、当該ウェハＷを支持する支持基板Ｇとを貼り合せる貼り合せ装置１は、ウェハと支持基板Ｇを重ね合せた状態で、ウェハＷの外側面と支持基板Ｇの外側面に嵌め合される枠体１０と、枠体１０に嵌め合されたウェハと支持基板Ｇを枠体１０ごと押圧するローラ１１と、を有している。ローラ１１は軸方向の長さが、ウェハの径よりも大きく形成されている。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、半導体ウェハ等の部材を貼り合せる貼り合せ装置及びその貼り合せ装置を用いた貼り合せ方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、半導体デバイス（以下、「デバイス」という）の製造においては、デバイスの高集積化が進んでいる。その一方で、高集積化された複数のデバイスを配線で接続して製品化する場合、配線長が増大し、それにより配線の抵抗が大きくなること、及び配線遅延が大きくなることが問題となる。
【０００３】
この問題を解決するための技術として、デバイスを３次元に積層する３次元集積技術が用いられる。この３次元集積技術においては、積層したデバイスの高さを抑えるために薄板状の半導体ウェハ（以下、「ウェハ」という）が用いられるのが通常である。しかしながら、薄板状のウェハは剛性が低く、研磨や切断といった加工を行う際に割れてしまうことがある。そこで、薄板状のウェハを加工するにあたり、粘着シート等を貼付したウェハ支持用の基板（以下、「支持基板」という）をローラ等で押圧しながらウェハに貼り合せることで、ウェハに剛性を付与する方法が提案されている（特許文献１）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２００７−２５８２１０号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
ところで、ウェハと支持基板を精度よく貼りあわせるためには、均一かつ高荷重でウェハと支持基板を押圧する必要がある。しかしながら、例えば特許文献１に示される、保持体に保持されたウェハと支持基板とをローラを用いて貼り合せる場合、ローラがウェハを押圧する場所が変化するにつれて、ローラがウェハに接する部分の長さも変化する。具体的には、例えば図１６に示すように、ローラ１００が保持体１０１上のウェハＷと支持基板Ｇの外周部近傍を押圧する際に、図１７に示されるウェハＷとローラ１００とが接触する部分Ｄ１の長さと、ウェハＷの中央部近傍を押圧する際に接触する部分Ｄ２の長さとは、異なった値となる。このため、ローラ１００による保持体１０１側への荷重を一定に保ちながらウェハＷを押圧しても、ローラ１００によるウェハＷへの単位面積あたりの荷重、即ち圧力はウェハＷとローラ１００との接触する部分の長さにつれて変化し一定とならない。このため、ウェハＷの全面に亘り精度よく貼り合せを行うことができなかった。特に、ウェハＷの外周端部ではローラ１００と点で接触するため、ウェハＷの中央部近傍とでは圧力に著しい差が生じてしまっていた。
【０００６】
本発明はかかる点に鑑みてなされたものであり、基板と、当該基板を支持する支持基板を押圧して貼り合せる際の圧力差を低減し、基板の全面に亘って精度よく貼り合せることを目的としている。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
上記目的を達成するための本発明は、基板と、当該基板を支持する支持基板とを貼り合せる貼り合せ装置であって、前記基板と前記支持基板を重ね合せた状態で、当該基板の外側面と当該支持基板の外側面に嵌め合される枠体と、前記枠体に嵌め合された前記基板と前記支持基板を保持する保持体と、前記基板と前記支持基板を前記枠体ごと前記保持体側に押圧する押圧部材と、を有し、前記押圧部材は、長手方向の長さが前記基板の径よりも大きく、且つ短手方向の長さが前記基板の径よりも小さいことを特徴としている。
【０００８】
本発明によれば、枠体に嵌め合せた状態の基板と支持基板を、回転軸方向の幅が基板の径よりも大きいローラで押圧するので、前記ローラが基板を押圧する際、基板及び支持基板と、基板の外側面に嵌め合された枠体の両方にローラが接触した状態となる。これにより、ローラによる荷重が基板と支持基板のみでなく枠体にも分散する。特に、ウェハＷの外周端部においては、ローラと基板とが点で接触することを防止できる。そのため、基板の形状につれて変化するローラによる圧力差、特に外周端部近傍と中央部近傍との圧力差を低減することができる。したがって、ウェハＷの全面に亘り精度よく貼り合せを行うことができる。
【０００９】
前記押圧部材の表面は、弾性を有していてもよい。
【００１０】
前記支持基板の径は前記基板の径より大きく、前記枠体の内側面には、前記基板側に突出した突出部が形成されていてもよい。
【００１１】
また、前記保持体は、前記押圧部材に対向して配置された他の押圧部材であってもよい。
【００１２】
前記枠体は平面視において矩形状に形成され、前記押圧部材は前記枠体の一の辺と平行に配置されていてもよい。
【００１３】
前記基板は、円形の平面形状を有していてもよい。
【００１４】
また、前記押圧部材は、ローラであってもよい。
【００１５】
前記基板と前記支持基板は、流動性を有する接着剤を介して貼り合わされ、前記枠体の突出部と前記支持基板との間には、前記基板と前記支持基板の間から前記接着剤を流出させるための隙間が形成されていてもよい。
【００１６】
また、前記枠体の内側面には、前記基板と前記支持基板の間から前記接着剤を前記枠体の表面に排出するための溝が形成されていてもよい。かかる場合、前記溝部は、前記枠体の内周に沿って複数形成されていてもよい。
【００１７】
前記枠体の表面は、前記接着剤に対して撥液性を有していてもよい。
【００１８】
別な観点による本発明は、円形の平面形状を有する基板と、当該基板を支持する支持基板とを貼り合せる貼り合せ方法であって、前記基板と前記支持基板を重ね合せた状態で、当該基板の外側面と支持基板の外側面に枠体を嵌め合せ、長手方向の長さが前記基板の径より大きく、且つ短手方向の長さが前記基板の径より小さい押圧部材と保持体とで前記基板と前記支持基板を枠体ごと挟み、前記押圧部材で押圧しながら前記基板と前記支持基板とを貼り合せることを特徴としている。
【００１９】
前記押圧部材の表面は、弾性を有していてもよい。
【００２０】
また、前記支持基板の径は、前記基板の径より大きく、前記枠体の内側面には、前記支持基板に嵌合される内側面が突出した突出部が形成されていてもよい。
【００２１】
前記保持体は、前記押圧部材に対向して配置された他の押圧部材であってもよい。
【００２２】
前記枠体は矩形の平面形状を有し、前記押圧部材を前記枠体の一の辺と平行に保ち、前記押圧部材を前記枠体に対して相対的に移動させながら押圧してもよい。
【００２３】
前記基板は、円形の平面形状を有していてもよい。
【００２４】
また、前記押圧部材は、ローラであってもよい。
【発明の効果】
【００２５】
本発明によれば、基板と、当該基板を支持する支持基板を押圧して貼り合せる際の圧力差を低減し、基板の全面に亘って精度よく貼り合せることができる。
【図面の簡単な説明】
【００２６】
【図１】本実施の形態にかかる貼り合せ装置の構成の概略を示す側面図である。
【図２】本実施の形態にかかる貼り合せ装置の構成の概略を示す平面図である。
【図３】枠体の構成の概略を示す説明図である。
【図４】枠体にウェハ及び支持基板が嵌め合された様子、及び枠体とローラが接触した様子を示す断面図である。
【図５】ローラと枠体とが接触した状態を示す説明図である。
【図６】ローラとウェハ、支持基板及び枠体との接触状態を示す説明図である。
【図７】ローラによる貼り合せの様子を示す説明図である。
【図８】枠体がローラに対して傾いて配置された状態を示す説明図である。
【図９】他の実施の形態にかかる枠体の構成の概略を示す説明図である。
【図１０】他の実施の形態にかかる枠体の構成の概略を示す説明図である。
【図１１】枠体とウェハとの間に隙間が形成された状態を示す説明図である。
【図１２】突出部が形成された枠体を示す説明図である。
【図１３】複数の溝が形成された枠体の構成の概略を示す平面図である。
【図１４】枠体の突出部と支持基板との間に隙間を設けた状態を示す説明図である。
【図１５】他の実施の形態にかかる貼り合せ装置の構成の概略を示す側面図である。
【図１６】従来の貼り合せ装置の構成の概略を示す側面図である。
【図１７】ローラとウェハ及び支持基板との接触状態を示す説明図である。
【発明を実施するための形態】
【００２７】
以下、本発明の実施の形態について説明する。図１は実施の形態にかかる貼り合せ装置１の構成の概略を示す縦断面図であり、図２は実施の形態にかかる貼り合せ装置１の構成の概略を示す平面図である。
【００２８】
貼り合せ装置１は、基板としてのウェハＷ及びウェハＷ支持のために接着剤Ｂを介してウェハＷに重ね合された支持基板Ｇに嵌め合される枠体１０と、ウェハＷと支持基板Ｇを枠体１０ごと挟んで押圧する一対のローラ１１と、枠体１０と共にウェハＷ及び支持基板Ｇを搬送する搬送機構１２を有している。なお、本実施の形態における支持基板Ｇには、例えば板状のガラス基板が用いられる。また、本実施の形態における接着剤Ｂとしては、例えば流動性を有するペースト状のものが用いられるが、接着剤Ｂとしては両面に粘着性の材料が塗布された粘着シート等を用いてもよい。
【００２９】
ウェハＷは、図３及び図４に示すように、その厚みがＡ１で、平面視において直径Ｒの略円盤状に形成されている。支持基板Ｇも、平面視においてウェハＷと同一の直径Ｒを有し、厚みがＡ２の略円盤状に形成されている。
【００３０】
枠体１０は、図３に示すように、例えば平面視において一辺の長さがＣの略矩形で、厚みがＡ３の板状に形成されている。枠体１０には、ウェハＷ及び支持基板Ｇの平面形状に倣った、即ち直径Ｒの開口部２０が形成されており、当該開口部２０に、図４に示すように、ウェハＷの外側面Ｗａ及び支持基板Ｇの外側面Ｇａが嵌め合される。ウェハＷ及び支持基板Ｇは、枠体１０の開口部２０において、例えば下からウェハＷ、接着剤Ｂ、支持基板Ｇの順で重ね合されている。なお、ウェハＷと支持基板Ｇとの重ね合せの順序は本実施の形態に限定されるものではなく、支持基板Ｇの上にウェハＷが重ね合されていてもよい。
【００３１】
枠体１０の厚みＡ３は、図４に示すように、例えばウェハＷの厚みＡ１、支持基板Ｇの厚みＡ２、及びウェハＷと支持基板Ｇとの間に塗布される接着剤Ｂの厚みＡ４との和に等しくなるように形成されている。したがって、枠体１０の下面と枠体１０に嵌め合されたウェハＷの下面、及び枠体１０の上面と枠体１０に嵌め合された支持基板Ｇの上面とは、夫々段差なく同一平面上に位置している。
【００３２】
枠体１０には、ローラ１１により押圧された際に撓むことのない剛性を有する材質が用いられ、本実施の形態においては、例えばアルミなどが用いられる。枠体１０の表面は、接着剤Ｂに対して撥液性を有する、例えばフッ素樹脂系の材料により撥液処理されており、枠体１０に付着した接着剤Ｂが、枠体１０から容易に剥れるようになっている。このため、枠体１０に嵌め合されたウェハＷと支持基板Ｇは、接着剤Ｂによって枠体１０に貼り付いてしまうことはない。
【００３３】
ローラ１１は、図１に示すように所定の間隔Ｈで上下に対向配置された、押圧部材としての略円筒形の上ローラ３０と下ローラ３１を有している。上ローラ３０及び下ローラ３１の軸方向の長さＬは、図２に示すように、ウェハＷの直径Ｒよりも大きく形成されている。ローラ１１は、例えば枠体１０の一の辺とローラ１１の軸方向とが平行となるように配置されている。
【００３４】
上ローラ３０の中心軸には、例えば図１に示すように軸棒３２が挿通されている。軸棒３２には、当該軸棒３２を回転駆動する回転機構３３が設けられ、上ローラ３０は、回転機構３３により、例えば時計回りに所定の速度で回転する。軸棒３２は、軸棒３２を摺動自在に支持する支持棒３４により上方から支持されている。支持棒３４の上端部は、上ローラ３０を鉛直方向（図１のＸ方向）に昇降させる昇降機構３５に接続されており、上ローラ３０を鉛直下方に降下させることでローラ１１に挟まれるウェハＷと支持基板Ｇを下ローラ３１側に押圧することができる。したがって、上ローラ３０の鉛直方向の位置、即ち上ローラ３０と下ローラ３１との間隔Ｈを昇降機構３５により調整することで、ローラ１１に挟まれるウェハＷと支持基板Ｇとを押圧する荷重を制御することができる。
【００３５】
下ローラ３１は、上ローラ３０と同様に軸棒３２と回転機構３３を有し、上ローラ３０と同じ速度で反時計回りに回転する。したがって、夫々逆方向に回転する上ローラ３０と下ローラ３１に挟まれたウェハＷ、支持基板Ｇ、及び枠体１０は、上ローラ３０と下ローラ３１に押圧されながら、ローラ１１の回転方向、即ち図１の左方向に搬送される。下ローラ３１の軸棒３２は、当該軸棒３２を摺動自在に支持する支持棒３６により下方から支持されている。支持棒３６の下端部は、台座３７に固定されており、上ローラ３０による鉛直下向きの荷重が支持される。
【００３６】
上ローラ３０及び下ローラ３１は、その表面が、例えばシリコンゴムなど弾性を有する弾性体５０により形成されている。したがって、ローラ１１によりウェハＷ及び支持基板Ｇを押圧する際に表面の弾性体５０が撓み、例えば図４に示すように、支持基板Ｇ及び枠体１０と上ローラ３０とは、線ではなく所定の幅Ｚを有する面で接触する。なお、図４においては図示の都合上、上ローラ３０のみ描図しているが、ウェハＷ及び枠体１０と下ローラ３１とも同様に所定の幅Ｚを有する面で接触する。
【００３７】
ウェハＷと支持基板Ｇを枠体１０と共に搬送する搬送機構１２は、例えば図１に示すように、ローラ１１の回転方向（図１のＹ方向）に沿って、ローラ１１の両側に設けられている。搬送機構１２としては、例えばベルトコンベアーなどが用いられる。搬送機構１２は、例えばその上面が下ローラ３１の上端と同一平面になるように高さ方向の配置が調整されており、ローラ１１に向けてウェハＷ、支持基板Ｇ及び枠体１０を搬送すると共に、ローラ１１で押圧されたウェハＷ、支持基板Ｇ及び枠体１０の貼り合せ装置１からの搬出を行う。
【００３８】
本実施の形態にかかる貼り合せ装置１は以上のように構成されており、次にこの貼り合せ装置１で行われるウェハＷと支持基板Ｇとの貼り合せについて説明する。
【００３９】
先ず、枠体１０の下面とウェハＷの下面が同一平面となるように枠体１０にウェハＷを嵌め合わせ、ウェハＷの上面に接着剤Ｂを塗布する。次いで、接着剤Ｂが塗布されたウェハＷの上面に支持基板Ｇを嵌め合せる。この際、支持基板Ｇの上面と枠体１０の上面とが同一平面となるように、ウェハＷの上面に塗布される接着剤Ｂは、その厚みがＡ４に調整されている。なお、枠体１０にウェハＷと支持基板Ｗを嵌め合せる際は、予めウェハＷと支持基板Ｇとを接着剤Ｂを介して重ね合せておいてから枠体１０に嵌め合せてもよく、その手順は本実施の形態によらず任意に決定可能である。
【００４０】
次いで、枠体１０に嵌め合されたウェハＷと支持基板Ｇを枠体１０ごと搬送機構１２に載置し、ローラ１１に向けて搬送する。この際、上ローラ３０と下ローラ３１との間隔Ｈが、例えば図１に示すように、枠体１０の厚みＡ３より大きくなるよう、昇降機構３５により上ローラ３０の鉛直方向の位置が調整されている。
【００４１】
その後、搬送機構１２により搬送される枠体１０における進行方向の端部がローラ１１の間を横切ると、図５に示すように、上ローラ３０が所定の位置まで下降し、上ローラ３０により枠体１０の上面が押圧される。この際、上ローラ３０の鉛直方向の位置、即ち上ローラ３０と下ローラ３１の間隔Ｈは、試験などにより枠体１０を押圧する荷重が所定の値となるような間隔が予め求められている。なお、上ローラ３０は、枠体１０がローラ１１の間に搬送される前に予め所定の位置まで下降されていてもよい。
【００４２】
その後、ウェハＷと支持基板Ｇは、枠体１０と共にローラ１１及び搬送機構１２によりローラ１１の回転方向（図５のＸ方向負方向側）に向かって搬送され、ウェハＷと支持基板Ｇとが順次ローラ１１により押圧され、貼り合せが行われる。この際、例えば図６に斜線で示すように、ローラ１１におけるウェハＷ及び支持基板Ｇに対応する部分Ｙ１はウェハＷ及び支持基板Ｇと、枠体１０に対応する部分Ｙ２は枠体１０と夫々所定の幅Ｚで接触する。即ち、ローラ１１は、枠体１０の長さＣとローラ１１の接触部の幅Ｚとの積で表される接触面積を保ちながら、枠体１０、ウェハＷ及び支持基板Ｇとに接触する。ウェハＷと支持基板Ｇは、図７に示すように、そのまま枠体１０ごとローラ１１の回転方向に搬送されながら押圧され、ウェハＷと支持基板Ｇとの貼り合せが完了する。貼り合せが完了したウェハＷと支持基板Ｇは、枠体１０ごと搬送機構１２により貼り合せ装置１の外部に搬送され、この作業が繰り返し行われる。
【００４３】
以上の実施の形態によれば、その長さＬがウェハＷの直径Ｒより大きいローラ１１によりウェハＷと支持基板Ｇを枠体１０ごと押圧するので、ローラ１１がウェハＷと支持基板Ｇを押圧する際は、枠体１０もローラ１１により押圧された状態となる。このため、貼り合せの際のローラ１１による荷重が、ウェハＷと枠体１０とに分散され、特に、ウェハＷの外周端部においては、ローラ１１とウェハＷとが点で接触することを防止できる。したがって、従来の貼り合せ方法、即ち枠体１０を用いずに貼り合せを行う際に生じていた、例えばウェハＷの外周端部近傍と中央部近傍との圧力差を低減することができる。したがって、ウェハＷの全面に亘り精度よく貼り合せを行うことができる。
【００４４】
また、ローラ１１がウェハＷと支持基板Ｇを押圧するに先立ち枠体１０を押圧し、その際に上ローラ３０の鉛直方向の位置を制御し、ローラ１１による荷重が所定の値となるように調整することができるので、ローラ１１がウェハＷと支持基板Ｇを押圧する荷重が過大になったり過小になったりすることがない。したがって、ウェハＷと支持基板Ｇを適正な圧力で貼り合せることができる。
【００４５】
さらには、枠体１０を矩形状とし、ローラ１１が枠体１０の一の辺に平行に設けられているので、例えば図６に示すように、ローラ１１がウェハＷ及び支持基板Ｇと接触する部分Ｙ１と、ローラ１１が枠体１０と接触する部分Ｙ２の面積の和である、枠体１０の長さＣとローラ１１の接触部の幅Ｚとの積で表される接触面積は枠体１０の全面に亘って一定となる。したがって、ローラ１１の荷重を一定に保つことで、ウェハＷと支持基板Ｇを均一な圧力で押圧し、更に精度の高い貼り合せを行うことができる。なお、例えば図８に示すように、ローラ１１と枠体１０の一の辺とが傾いて配置されている場合でも、図８に斜線部で示すようにローラ１１がウェハＷ及び支持基板Ｇとに接する、平面視において例えば平行四辺形となる領域Ｎにおいて、図６に示されるローラ１１と接触する部分Ｙ１、２の面積の和が一定となればよいので、ローラ１１と枠体１０とは必ずしも平行である必要はない。このことは、ローラ１１と枠体１０とのアライメントを厳密に行う必要が無いことを意味している。
【００４６】
また、ローラ１１の表面が弾性体５０で形成されていない場合、即ちローラ１１の表面が弾性を有しない場合は、ローラ１１とウェハＷ、支持基板Ｇ及び枠体１０とは面ではなく線で接触することとなるが、この場合もローラ１１による荷重はウェハＷと枠体１０とに適正に分散されるため、本発明によれば、枠体１０を用いることで、ローラ１１の表面が弾性を有するか否かにかかわらず、ウェハＷの全面に亘り精度よく貼り合せを行うことができる。
【００４７】
なお、枠体１０の形状は矩形に限定されるものではなく、ローラ１１による荷重を分散できれば、例えば図９に示すように平面視において略楕円形状等であってもよい。また、開口部２０は枠体１０の中心に設けられる必要はなく、図１０に示すように、開口部２０の中心が枠体１０の中心に対して偏心していてもよい。また、基板としてのウェハＷの形状も円形に限定されるものではない。即ち、図１６及び図１７に示すような、枠体１０を使用しない従来の貼り合せを行った際に、ローラ１００とウェハＷとが接触する部分の長さであるＤ１とＤ２が異なった値となるようなウェハＷの形状には、円形以外に台形や楕円形といった形状が考えられるが、そのような全ての形状のウェハＷに対して本発明は好適に用いることができる。
【００４８】
また、以上の実施の形態においては、ローラ１１の表面が弾性体５０により形成されているので、例えば、図１１に示すように枠体１０の内側面１０ａとウェハＷの外側面Ｗａ、或いは枠体１０と支持基板Ｇとの間に隙間Ｕが存在していたとしても、ローラ１１は当該隙間Ｕを跨いで枠体１０とウェハＷ或いは枠体１０と支持基板Ｇの両方に接触可能である。このため、ローラ１１がウェハＷの外周端部、若しくは支持基板Ｇの外周端部と点、或いは線で接触することがなく、ウェハＷ及び支持基板Ｇとローラ１１とは常に面接触の状態を保つことができる。したがって、ウェハＷ或いは支持基板と枠体１０との間に隙間Ｕがある場合でも、ウェハＷの外周端部或いは支持基板Ｇの外周端部に荷重が集中し、ウェハＷ或いは支持基板Ｇの一部に過大な力が掛かることを防止できる。それゆえ、安定して精度の良い貼り合せを行うことが可能である。
【００４９】
また、以上の実施の形態によれば、ウェハＷと支持基板Ｇを枠体１０の開口部２０に嵌め合せるので、それによりウェハＷと支持基板Ｇとのアライメントを正確に行うことができる。さらには、ウェハＷと支持基板Ｇがローラ１１により押圧される際、ウェハＷと支持基板Ｇにはローラ１１の回転による水平方向の力が働くが、外側面Ｗａ、Ｇａが枠体１０の開口部２０の内側面により支持されるので、ウェハＷと支持基板Ｇとの相対的な位置が、水平方向の力によりずれてしまうことを防止できる。
【００５０】
以上の実施の形態においては、ウェハＷと支持基板Ｇの直径Ｒは同一であったが、ウェハＷの径と支持基板Ｇの径の大きさは大小を問わないが、好ましくはウェハＷよりも支持基板Ｇの径の方が大きい方が好ましい。
【００５１】
支持基板Ｇの径をウェハＷの径よりも大きくした場合、例えば図１２に示すように、枠体１０の開口部２０の内側面に、ウェハＷの外側面Ｗａ側に突出した突出部１０ａを形成してもよい。突出部１０ａを形成することで、ウェハＷを突出部１０ａに、ウェハＷの直径Ｒより大きい直径の支持基板Ｇを開口部２０の内側面に、それぞれ嵌め合せることができる。突出部１０ａを設けた場合でも、ウェハＷを突出部１０ａに、開口部２０の内側面に支持基板Ｇを嵌め合せることで、正確なアライメントを行うことができる。
【００５２】
以上の実施の形態では、枠体１０の開口部２０はウェハＷの外側面Ｗａ及び支持基板Ｇの外側面Ｇａに倣った形状としていたが、例えば図３に破線で示すように、開口部２０の内側面に枠体１０の上面に連通する溝Ｍを形成してもよい。溝Ｍを形成することで、例えばウェハＷと支持基板Ｇとの間に塗布する接着剤Ｂの量を所定の量より多く塗布した場合でも、ウェハＷと支持基板Ｇを押圧する際に接着剤Ｂの余剰分が溝Ｍに流れ込み、枠体１０の厚みＡ３と、ウェハＷ、支持基板Ｇ及び接着剤Ｂの厚みＡ１、Ａ２、Ａ４の和が等しくなる。したがって、接着剤Ｂの塗布量を厳密に調整する必要が無くなる。また、溝Ｍに流れ込んだ接着剤Ｂを適切に排出すると共に、排出された接着剤Ｂを一時的に溝Ｍに溜めることができるので、枠体１２の外部に接着剤Ｂが漏れ出し、ローラ１１等に接着剤Ｂが付着することを防止できる。なお、溝Ｍは、例えば図１３に示すように、枠体１０の内周に沿って複数形成されていてもよい。
【００５３】
また、枠体１０に突出部１０ａを設ける場合、枠体１０に溝Ｍを形成すると共に、例えば図１４に示すように、突出部１０ａの厚みをウェハＷの厚みＡ２と同程度とし、突出部１０ａと支持基板Ｇとの間に隙間Ｖを形成するようにしてもよい。かかる場合、余剰な接着剤Ｂの排出をより容易にすることができる。また、隙間Ｖは溝Ｍと連通して設けられていてもよい。
【００５４】
以上の実施の形態では、ウェハＷと支持基板Ｇを一対のローラ１１に挟んで、ローラ１１で押圧しながら貼り合せを行っていたが、ローラ１１は必ずしも上下一対に設けられている必要はなく、例えば図１５に示すように、下ローラ３１に代えてウェハＷを吸着保持する保持体としてのチャック６０を用いてもよい。チャック６０を用いる場合は、上ローラ３０を水平方向に移動させる水平移動機構６１を設け、チャック６０上に載置されたウェハＷと支持基板Ｇを枠体１０ごと上ローラ３０で押圧した状態で、上ローラ３０を水平移動機構６１により移動させながら貼り合せが行われる。
【００５５】
なお、以上の実施の形態では、押圧部材として上ローラ３０などを用いたが、押圧部材の形状としては、必ずしもローラ状である必要はなく、ウェハＷ及び枠体１０の上面を滑らせてウェハＷと支持基板Ｇとを枠体１０ごと押圧する、例えば棒状の部材などであってもよい。
【００５６】
以上の実施の形態では、貼り合せ装置１を用いてウェハＷと支持基板Ｇを貼り合せたが、本実施の形態の貼り合せ装置１は、ウェハＷ同士を貼り合せる場合やチップとチップを貼りあわせる場合、あるいは接着剤Ｂにかえて半田により貼り合せを行う場合にも用いることができる。すなわち、貼りあわせ装置１は、半導体デバイスを３次元に積層する際にも有効に用いることができる。また、貼り合せる部材が、ウェハ以外のＦＰＤ（フラットパネルディスプレイ）、フォトマスク用のマスクレチクルなどの他の部材である場合にも、貼り合せ装置１を用いることができる。
【００５７】
以上、添付図面を参照しながら本発明の好適な実施の形態について説明したが、本発明はかかる例に限定されない。当業者であれば、特許請求の範囲に記載された思想の範疇内において、各種の変更例または修正例に想到し得ることは明らかであり、それらについても当然に本発明の技術的範囲に属するものと了解される。
【産業上の利用可能性】
【００５８】
本発明は、基板を貼り合せる際に有用である。
【符号の説明】
【００５９】
１ 貼り合せ装置
１０ 枠体
１０ａ 突出部
１１ ローラ
１２ 搬送機構
２０ 開口部
３０ 上ローラ
３１ 下ローラ
３２ 軸棒
３３ 回転機構
３４ 支持棒
３５ 昇降機構
３６ 支持棒
３７ 台座
５０ 弾性体
６０ チャック
６１ 水平移動機構
Ｇ 支持基板
Ｗ ウェハ
【技術分野】
【０００１】
本発明は、半導体ウェハ等の部材を貼り合せる貼り合せ装置及びその貼り合せ装置を用いた貼り合せ方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、半導体デバイス（以下、「デバイス」という）の製造においては、デバイスの高集積化が進んでいる。その一方で、高集積化された複数のデバイスを配線で接続して製品化する場合、配線長が増大し、それにより配線の抵抗が大きくなること、及び配線遅延が大きくなることが問題となる。
【０００３】
この問題を解決するための技術として、デバイスを３次元に積層する３次元集積技術が用いられる。この３次元集積技術においては、積層したデバイスの高さを抑えるために薄板状の半導体ウェハ（以下、「ウェハ」という）が用いられるのが通常である。しかしながら、薄板状のウェハは剛性が低く、研磨や切断といった加工を行う際に割れてしまうことがある。そこで、薄板状のウェハを加工するにあたり、粘着シート等を貼付したウェハ支持用の基板（以下、「支持基板」という）をローラ等で押圧しながらウェハに貼り合せることで、ウェハに剛性を付与する方法が提案されている（特許文献１）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２００７−２５８２１０号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
ところで、ウェハと支持基板を精度よく貼りあわせるためには、均一かつ高荷重でウェハと支持基板を押圧する必要がある。しかしながら、例えば特許文献１に示される、保持体に保持されたウェハと支持基板とをローラを用いて貼り合せる場合、ローラがウェハを押圧する場所が変化するにつれて、ローラがウェハに接する部分の長さも変化する。具体的には、例えば図１６に示すように、ローラ１００が保持体１０１上のウェハＷと支持基板Ｇの外周部近傍を押圧する際に、図１７に示されるウェハＷとローラ１００とが接触する部分Ｄ１の長さと、ウェハＷの中央部近傍を押圧する際に接触する部分Ｄ２の長さとは、異なった値となる。このため、ローラ１００による保持体１０１側への荷重を一定に保ちながらウェハＷを押圧しても、ローラ１００によるウェハＷへの単位面積あたりの荷重、即ち圧力はウェハＷとローラ１００との接触する部分の長さにつれて変化し一定とならない。このため、ウェハＷの全面に亘り精度よく貼り合せを行うことができなかった。特に、ウェハＷの外周端部ではローラ１００と点で接触するため、ウェハＷの中央部近傍とでは圧力に著しい差が生じてしまっていた。
【０００６】
本発明はかかる点に鑑みてなされたものであり、基板と、当該基板を支持する支持基板を押圧して貼り合せる際の圧力差を低減し、基板の全面に亘って精度よく貼り合せることを目的としている。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
上記目的を達成するための本発明は、基板と、当該基板を支持する支持基板とを貼り合せる貼り合せ装置であって、前記基板と前記支持基板を重ね合せた状態で、当該基板の外側面と当該支持基板の外側面に嵌め合される枠体と、前記枠体に嵌め合された前記基板と前記支持基板を保持する保持体と、前記基板と前記支持基板を前記枠体ごと前記保持体側に押圧する押圧部材と、を有し、前記押圧部材は、長手方向の長さが前記基板の径よりも大きく、且つ短手方向の長さが前記基板の径よりも小さいことを特徴としている。
【０００８】
本発明によれば、枠体に嵌め合せた状態の基板と支持基板を、回転軸方向の幅が基板の径よりも大きいローラで押圧するので、前記ローラが基板を押圧する際、基板及び支持基板と、基板の外側面に嵌め合された枠体の両方にローラが接触した状態となる。これにより、ローラによる荷重が基板と支持基板のみでなく枠体にも分散する。特に、ウェハＷの外周端部においては、ローラと基板とが点で接触することを防止できる。そのため、基板の形状につれて変化するローラによる圧力差、特に外周端部近傍と中央部近傍との圧力差を低減することができる。したがって、ウェハＷの全面に亘り精度よく貼り合せを行うことができる。
【０００９】
前記押圧部材の表面は、弾性を有していてもよい。
【００１０】
前記支持基板の径は前記基板の径より大きく、前記枠体の内側面には、前記基板側に突出した突出部が形成されていてもよい。
【００１１】
また、前記保持体は、前記押圧部材に対向して配置された他の押圧部材であってもよい。
【００１２】
前記枠体は平面視において矩形状に形成され、前記押圧部材は前記枠体の一の辺と平行に配置されていてもよい。
【００１３】
前記基板は、円形の平面形状を有していてもよい。
【００１４】
また、前記押圧部材は、ローラであってもよい。
【００１５】
前記基板と前記支持基板は、流動性を有する接着剤を介して貼り合わされ、前記枠体の突出部と前記支持基板との間には、前記基板と前記支持基板の間から前記接着剤を流出させるための隙間が形成されていてもよい。
【００１６】
また、前記枠体の内側面には、前記基板と前記支持基板の間から前記接着剤を前記枠体の表面に排出するための溝が形成されていてもよい。かかる場合、前記溝部は、前記枠体の内周に沿って複数形成されていてもよい。
【００１７】
前記枠体の表面は、前記接着剤に対して撥液性を有していてもよい。
【００１８】
別な観点による本発明は、円形の平面形状を有する基板と、当該基板を支持する支持基板とを貼り合せる貼り合せ方法であって、前記基板と前記支持基板を重ね合せた状態で、当該基板の外側面と支持基板の外側面に枠体を嵌め合せ、長手方向の長さが前記基板の径より大きく、且つ短手方向の長さが前記基板の径より小さい押圧部材と保持体とで前記基板と前記支持基板を枠体ごと挟み、前記押圧部材で押圧しながら前記基板と前記支持基板とを貼り合せることを特徴としている。
【００１９】
前記押圧部材の表面は、弾性を有していてもよい。
【００２０】
また、前記支持基板の径は、前記基板の径より大きく、前記枠体の内側面には、前記支持基板に嵌合される内側面が突出した突出部が形成されていてもよい。
【００２１】
前記保持体は、前記押圧部材に対向して配置された他の押圧部材であってもよい。
【００２２】
前記枠体は矩形の平面形状を有し、前記押圧部材を前記枠体の一の辺と平行に保ち、前記押圧部材を前記枠体に対して相対的に移動させながら押圧してもよい。
【００２３】
前記基板は、円形の平面形状を有していてもよい。
【００２４】
また、前記押圧部材は、ローラであってもよい。
【発明の効果】
【００２５】
本発明によれば、基板と、当該基板を支持する支持基板を押圧して貼り合せる際の圧力差を低減し、基板の全面に亘って精度よく貼り合せることができる。
【図面の簡単な説明】
【００２６】
【図１】本実施の形態にかかる貼り合せ装置の構成の概略を示す側面図である。
【図２】本実施の形態にかかる貼り合せ装置の構成の概略を示す平面図である。
【図３】枠体の構成の概略を示す説明図である。
【図４】枠体にウェハ及び支持基板が嵌め合された様子、及び枠体とローラが接触した様子を示す断面図である。
【図５】ローラと枠体とが接触した状態を示す説明図である。
【図６】ローラとウェハ、支持基板及び枠体との接触状態を示す説明図である。
【図７】ローラによる貼り合せの様子を示す説明図である。
【図８】枠体がローラに対して傾いて配置された状態を示す説明図である。
【図９】他の実施の形態にかかる枠体の構成の概略を示す説明図である。
【図１０】他の実施の形態にかかる枠体の構成の概略を示す説明図である。
【図１１】枠体とウェハとの間に隙間が形成された状態を示す説明図である。
【図１２】突出部が形成された枠体を示す説明図である。
【図１３】複数の溝が形成された枠体の構成の概略を示す平面図である。
【図１４】枠体の突出部と支持基板との間に隙間を設けた状態を示す説明図である。
【図１５】他の実施の形態にかかる貼り合せ装置の構成の概略を示す側面図である。
【図１６】従来の貼り合せ装置の構成の概略を示す側面図である。
【図１７】ローラとウェハ及び支持基板との接触状態を示す説明図である。
【発明を実施するための形態】
【００２７】
以下、本発明の実施の形態について説明する。図１は実施の形態にかかる貼り合せ装置１の構成の概略を示す縦断面図であり、図２は実施の形態にかかる貼り合せ装置１の構成の概略を示す平面図である。
【００２８】
貼り合せ装置１は、基板としてのウェハＷ及びウェハＷ支持のために接着剤Ｂを介してウェハＷに重ね合された支持基板Ｇに嵌め合される枠体１０と、ウェハＷと支持基板Ｇを枠体１０ごと挟んで押圧する一対のローラ１１と、枠体１０と共にウェハＷ及び支持基板Ｇを搬送する搬送機構１２を有している。なお、本実施の形態における支持基板Ｇには、例えば板状のガラス基板が用いられる。また、本実施の形態における接着剤Ｂとしては、例えば流動性を有するペースト状のものが用いられるが、接着剤Ｂとしては両面に粘着性の材料が塗布された粘着シート等を用いてもよい。
【００２９】
ウェハＷは、図３及び図４に示すように、その厚みがＡ１で、平面視において直径Ｒの略円盤状に形成されている。支持基板Ｇも、平面視においてウェハＷと同一の直径Ｒを有し、厚みがＡ２の略円盤状に形成されている。
【００３０】
枠体１０は、図３に示すように、例えば平面視において一辺の長さがＣの略矩形で、厚みがＡ３の板状に形成されている。枠体１０には、ウェハＷ及び支持基板Ｇの平面形状に倣った、即ち直径Ｒの開口部２０が形成されており、当該開口部２０に、図４に示すように、ウェハＷの外側面Ｗａ及び支持基板Ｇの外側面Ｇａが嵌め合される。ウェハＷ及び支持基板Ｇは、枠体１０の開口部２０において、例えば下からウェハＷ、接着剤Ｂ、支持基板Ｇの順で重ね合されている。なお、ウェハＷと支持基板Ｇとの重ね合せの順序は本実施の形態に限定されるものではなく、支持基板Ｇの上にウェハＷが重ね合されていてもよい。
【００３１】
枠体１０の厚みＡ３は、図４に示すように、例えばウェハＷの厚みＡ１、支持基板Ｇの厚みＡ２、及びウェハＷと支持基板Ｇとの間に塗布される接着剤Ｂの厚みＡ４との和に等しくなるように形成されている。したがって、枠体１０の下面と枠体１０に嵌め合されたウェハＷの下面、及び枠体１０の上面と枠体１０に嵌め合された支持基板Ｇの上面とは、夫々段差なく同一平面上に位置している。
【００３２】
枠体１０には、ローラ１１により押圧された際に撓むことのない剛性を有する材質が用いられ、本実施の形態においては、例えばアルミなどが用いられる。枠体１０の表面は、接着剤Ｂに対して撥液性を有する、例えばフッ素樹脂系の材料により撥液処理されており、枠体１０に付着した接着剤Ｂが、枠体１０から容易に剥れるようになっている。このため、枠体１０に嵌め合されたウェハＷと支持基板Ｇは、接着剤Ｂによって枠体１０に貼り付いてしまうことはない。
【００３３】
ローラ１１は、図１に示すように所定の間隔Ｈで上下に対向配置された、押圧部材としての略円筒形の上ローラ３０と下ローラ３１を有している。上ローラ３０及び下ローラ３１の軸方向の長さＬは、図２に示すように、ウェハＷの直径Ｒよりも大きく形成されている。ローラ１１は、例えば枠体１０の一の辺とローラ１１の軸方向とが平行となるように配置されている。
【００３４】
上ローラ３０の中心軸には、例えば図１に示すように軸棒３２が挿通されている。軸棒３２には、当該軸棒３２を回転駆動する回転機構３３が設けられ、上ローラ３０は、回転機構３３により、例えば時計回りに所定の速度で回転する。軸棒３２は、軸棒３２を摺動自在に支持する支持棒３４により上方から支持されている。支持棒３４の上端部は、上ローラ３０を鉛直方向（図１のＸ方向）に昇降させる昇降機構３５に接続されており、上ローラ３０を鉛直下方に降下させることでローラ１１に挟まれるウェハＷと支持基板Ｇを下ローラ３１側に押圧することができる。したがって、上ローラ３０の鉛直方向の位置、即ち上ローラ３０と下ローラ３１との間隔Ｈを昇降機構３５により調整することで、ローラ１１に挟まれるウェハＷと支持基板Ｇとを押圧する荷重を制御することができる。
【００３５】
下ローラ３１は、上ローラ３０と同様に軸棒３２と回転機構３３を有し、上ローラ３０と同じ速度で反時計回りに回転する。したがって、夫々逆方向に回転する上ローラ３０と下ローラ３１に挟まれたウェハＷ、支持基板Ｇ、及び枠体１０は、上ローラ３０と下ローラ３１に押圧されながら、ローラ１１の回転方向、即ち図１の左方向に搬送される。下ローラ３１の軸棒３２は、当該軸棒３２を摺動自在に支持する支持棒３６により下方から支持されている。支持棒３６の下端部は、台座３７に固定されており、上ローラ３０による鉛直下向きの荷重が支持される。
【００３６】
上ローラ３０及び下ローラ３１は、その表面が、例えばシリコンゴムなど弾性を有する弾性体５０により形成されている。したがって、ローラ１１によりウェハＷ及び支持基板Ｇを押圧する際に表面の弾性体５０が撓み、例えば図４に示すように、支持基板Ｇ及び枠体１０と上ローラ３０とは、線ではなく所定の幅Ｚを有する面で接触する。なお、図４においては図示の都合上、上ローラ３０のみ描図しているが、ウェハＷ及び枠体１０と下ローラ３１とも同様に所定の幅Ｚを有する面で接触する。
【００３７】
ウェハＷと支持基板Ｇを枠体１０と共に搬送する搬送機構１２は、例えば図１に示すように、ローラ１１の回転方向（図１のＹ方向）に沿って、ローラ１１の両側に設けられている。搬送機構１２としては、例えばベルトコンベアーなどが用いられる。搬送機構１２は、例えばその上面が下ローラ３１の上端と同一平面になるように高さ方向の配置が調整されており、ローラ１１に向けてウェハＷ、支持基板Ｇ及び枠体１０を搬送すると共に、ローラ１１で押圧されたウェハＷ、支持基板Ｇ及び枠体１０の貼り合せ装置１からの搬出を行う。
【００３８】
本実施の形態にかかる貼り合せ装置１は以上のように構成されており、次にこの貼り合せ装置１で行われるウェハＷと支持基板Ｇとの貼り合せについて説明する。
【００３９】
先ず、枠体１０の下面とウェハＷの下面が同一平面となるように枠体１０にウェハＷを嵌め合わせ、ウェハＷの上面に接着剤Ｂを塗布する。次いで、接着剤Ｂが塗布されたウェハＷの上面に支持基板Ｇを嵌め合せる。この際、支持基板Ｇの上面と枠体１０の上面とが同一平面となるように、ウェハＷの上面に塗布される接着剤Ｂは、その厚みがＡ４に調整されている。なお、枠体１０にウェハＷと支持基板Ｗを嵌め合せる際は、予めウェハＷと支持基板Ｇとを接着剤Ｂを介して重ね合せておいてから枠体１０に嵌め合せてもよく、その手順は本実施の形態によらず任意に決定可能である。
【００４０】
次いで、枠体１０に嵌め合されたウェハＷと支持基板Ｇを枠体１０ごと搬送機構１２に載置し、ローラ１１に向けて搬送する。この際、上ローラ３０と下ローラ３１との間隔Ｈが、例えば図１に示すように、枠体１０の厚みＡ３より大きくなるよう、昇降機構３５により上ローラ３０の鉛直方向の位置が調整されている。
【００４１】
その後、搬送機構１２により搬送される枠体１０における進行方向の端部がローラ１１の間を横切ると、図５に示すように、上ローラ３０が所定の位置まで下降し、上ローラ３０により枠体１０の上面が押圧される。この際、上ローラ３０の鉛直方向の位置、即ち上ローラ３０と下ローラ３１の間隔Ｈは、試験などにより枠体１０を押圧する荷重が所定の値となるような間隔が予め求められている。なお、上ローラ３０は、枠体１０がローラ１１の間に搬送される前に予め所定の位置まで下降されていてもよい。
【００４２】
その後、ウェハＷと支持基板Ｇは、枠体１０と共にローラ１１及び搬送機構１２によりローラ１１の回転方向（図５のＸ方向負方向側）に向かって搬送され、ウェハＷと支持基板Ｇとが順次ローラ１１により押圧され、貼り合せが行われる。この際、例えば図６に斜線で示すように、ローラ１１におけるウェハＷ及び支持基板Ｇに対応する部分Ｙ１はウェハＷ及び支持基板Ｇと、枠体１０に対応する部分Ｙ２は枠体１０と夫々所定の幅Ｚで接触する。即ち、ローラ１１は、枠体１０の長さＣとローラ１１の接触部の幅Ｚとの積で表される接触面積を保ちながら、枠体１０、ウェハＷ及び支持基板Ｇとに接触する。ウェハＷと支持基板Ｇは、図７に示すように、そのまま枠体１０ごとローラ１１の回転方向に搬送されながら押圧され、ウェハＷと支持基板Ｇとの貼り合せが完了する。貼り合せが完了したウェハＷと支持基板Ｇは、枠体１０ごと搬送機構１２により貼り合せ装置１の外部に搬送され、この作業が繰り返し行われる。
【００４３】
以上の実施の形態によれば、その長さＬがウェハＷの直径Ｒより大きいローラ１１によりウェハＷと支持基板Ｇを枠体１０ごと押圧するので、ローラ１１がウェハＷと支持基板Ｇを押圧する際は、枠体１０もローラ１１により押圧された状態となる。このため、貼り合せの際のローラ１１による荷重が、ウェハＷと枠体１０とに分散され、特に、ウェハＷの外周端部においては、ローラ１１とウェハＷとが点で接触することを防止できる。したがって、従来の貼り合せ方法、即ち枠体１０を用いずに貼り合せを行う際に生じていた、例えばウェハＷの外周端部近傍と中央部近傍との圧力差を低減することができる。したがって、ウェハＷの全面に亘り精度よく貼り合せを行うことができる。
【００４４】
また、ローラ１１がウェハＷと支持基板Ｇを押圧するに先立ち枠体１０を押圧し、その際に上ローラ３０の鉛直方向の位置を制御し、ローラ１１による荷重が所定の値となるように調整することができるので、ローラ１１がウェハＷと支持基板Ｇを押圧する荷重が過大になったり過小になったりすることがない。したがって、ウェハＷと支持基板Ｇを適正な圧力で貼り合せることができる。
【００４５】
さらには、枠体１０を矩形状とし、ローラ１１が枠体１０の一の辺に平行に設けられているので、例えば図６に示すように、ローラ１１がウェハＷ及び支持基板Ｇと接触する部分Ｙ１と、ローラ１１が枠体１０と接触する部分Ｙ２の面積の和である、枠体１０の長さＣとローラ１１の接触部の幅Ｚとの積で表される接触面積は枠体１０の全面に亘って一定となる。したがって、ローラ１１の荷重を一定に保つことで、ウェハＷと支持基板Ｇを均一な圧力で押圧し、更に精度の高い貼り合せを行うことができる。なお、例えば図８に示すように、ローラ１１と枠体１０の一の辺とが傾いて配置されている場合でも、図８に斜線部で示すようにローラ１１がウェハＷ及び支持基板Ｇとに接する、平面視において例えば平行四辺形となる領域Ｎにおいて、図６に示されるローラ１１と接触する部分Ｙ１、２の面積の和が一定となればよいので、ローラ１１と枠体１０とは必ずしも平行である必要はない。このことは、ローラ１１と枠体１０とのアライメントを厳密に行う必要が無いことを意味している。
【００４６】
また、ローラ１１の表面が弾性体５０で形成されていない場合、即ちローラ１１の表面が弾性を有しない場合は、ローラ１１とウェハＷ、支持基板Ｇ及び枠体１０とは面ではなく線で接触することとなるが、この場合もローラ１１による荷重はウェハＷと枠体１０とに適正に分散されるため、本発明によれば、枠体１０を用いることで、ローラ１１の表面が弾性を有するか否かにかかわらず、ウェハＷの全面に亘り精度よく貼り合せを行うことができる。
【００４７】
なお、枠体１０の形状は矩形に限定されるものではなく、ローラ１１による荷重を分散できれば、例えば図９に示すように平面視において略楕円形状等であってもよい。また、開口部２０は枠体１０の中心に設けられる必要はなく、図１０に示すように、開口部２０の中心が枠体１０の中心に対して偏心していてもよい。また、基板としてのウェハＷの形状も円形に限定されるものではない。即ち、図１６及び図１７に示すような、枠体１０を使用しない従来の貼り合せを行った際に、ローラ１００とウェハＷとが接触する部分の長さであるＤ１とＤ２が異なった値となるようなウェハＷの形状には、円形以外に台形や楕円形といった形状が考えられるが、そのような全ての形状のウェハＷに対して本発明は好適に用いることができる。
【００４８】
また、以上の実施の形態においては、ローラ１１の表面が弾性体５０により形成されているので、例えば、図１１に示すように枠体１０の内側面１０ａとウェハＷの外側面Ｗａ、或いは枠体１０と支持基板Ｇとの間に隙間Ｕが存在していたとしても、ローラ１１は当該隙間Ｕを跨いで枠体１０とウェハＷ或いは枠体１０と支持基板Ｇの両方に接触可能である。このため、ローラ１１がウェハＷの外周端部、若しくは支持基板Ｇの外周端部と点、或いは線で接触することがなく、ウェハＷ及び支持基板Ｇとローラ１１とは常に面接触の状態を保つことができる。したがって、ウェハＷ或いは支持基板と枠体１０との間に隙間Ｕがある場合でも、ウェハＷの外周端部或いは支持基板Ｇの外周端部に荷重が集中し、ウェハＷ或いは支持基板Ｇの一部に過大な力が掛かることを防止できる。それゆえ、安定して精度の良い貼り合せを行うことが可能である。
【００４９】
また、以上の実施の形態によれば、ウェハＷと支持基板Ｇを枠体１０の開口部２０に嵌め合せるので、それによりウェハＷと支持基板Ｇとのアライメントを正確に行うことができる。さらには、ウェハＷと支持基板Ｇがローラ１１により押圧される際、ウェハＷと支持基板Ｇにはローラ１１の回転による水平方向の力が働くが、外側面Ｗａ、Ｇａが枠体１０の開口部２０の内側面により支持されるので、ウェハＷと支持基板Ｇとの相対的な位置が、水平方向の力によりずれてしまうことを防止できる。
【００５０】
以上の実施の形態においては、ウェハＷと支持基板Ｇの直径Ｒは同一であったが、ウェハＷの径と支持基板Ｇの径の大きさは大小を問わないが、好ましくはウェハＷよりも支持基板Ｇの径の方が大きい方が好ましい。
【００５１】
支持基板Ｇの径をウェハＷの径よりも大きくした場合、例えば図１２に示すように、枠体１０の開口部２０の内側面に、ウェハＷの外側面Ｗａ側に突出した突出部１０ａを形成してもよい。突出部１０ａを形成することで、ウェハＷを突出部１０ａに、ウェハＷの直径Ｒより大きい直径の支持基板Ｇを開口部２０の内側面に、それぞれ嵌め合せることができる。突出部１０ａを設けた場合でも、ウェハＷを突出部１０ａに、開口部２０の内側面に支持基板Ｇを嵌め合せることで、正確なアライメントを行うことができる。
【００５２】
以上の実施の形態では、枠体１０の開口部２０はウェハＷの外側面Ｗａ及び支持基板Ｇの外側面Ｇａに倣った形状としていたが、例えば図３に破線で示すように、開口部２０の内側面に枠体１０の上面に連通する溝Ｍを形成してもよい。溝Ｍを形成することで、例えばウェハＷと支持基板Ｇとの間に塗布する接着剤Ｂの量を所定の量より多く塗布した場合でも、ウェハＷと支持基板Ｇを押圧する際に接着剤Ｂの余剰分が溝Ｍに流れ込み、枠体１０の厚みＡ３と、ウェハＷ、支持基板Ｇ及び接着剤Ｂの厚みＡ１、Ａ２、Ａ４の和が等しくなる。したがって、接着剤Ｂの塗布量を厳密に調整する必要が無くなる。また、溝Ｍに流れ込んだ接着剤Ｂを適切に排出すると共に、排出された接着剤Ｂを一時的に溝Ｍに溜めることができるので、枠体１２の外部に接着剤Ｂが漏れ出し、ローラ１１等に接着剤Ｂが付着することを防止できる。なお、溝Ｍは、例えば図１３に示すように、枠体１０の内周に沿って複数形成されていてもよい。
【００５３】
また、枠体１０に突出部１０ａを設ける場合、枠体１０に溝Ｍを形成すると共に、例えば図１４に示すように、突出部１０ａの厚みをウェハＷの厚みＡ２と同程度とし、突出部１０ａと支持基板Ｇとの間に隙間Ｖを形成するようにしてもよい。かかる場合、余剰な接着剤Ｂの排出をより容易にすることができる。また、隙間Ｖは溝Ｍと連通して設けられていてもよい。
【００５４】
以上の実施の形態では、ウェハＷと支持基板Ｇを一対のローラ１１に挟んで、ローラ１１で押圧しながら貼り合せを行っていたが、ローラ１１は必ずしも上下一対に設けられている必要はなく、例えば図１５に示すように、下ローラ３１に代えてウェハＷを吸着保持する保持体としてのチャック６０を用いてもよい。チャック６０を用いる場合は、上ローラ３０を水平方向に移動させる水平移動機構６１を設け、チャック６０上に載置されたウェハＷと支持基板Ｇを枠体１０ごと上ローラ３０で押圧した状態で、上ローラ３０を水平移動機構６１により移動させながら貼り合せが行われる。
【００５５】
なお、以上の実施の形態では、押圧部材として上ローラ３０などを用いたが、押圧部材の形状としては、必ずしもローラ状である必要はなく、ウェハＷ及び枠体１０の上面を滑らせてウェハＷと支持基板Ｇとを枠体１０ごと押圧する、例えば棒状の部材などであってもよい。
【００５６】
以上の実施の形態では、貼り合せ装置１を用いてウェハＷと支持基板Ｇを貼り合せたが、本実施の形態の貼り合せ装置１は、ウェハＷ同士を貼り合せる場合やチップとチップを貼りあわせる場合、あるいは接着剤Ｂにかえて半田により貼り合せを行う場合にも用いることができる。すなわち、貼りあわせ装置１は、半導体デバイスを３次元に積層する際にも有効に用いることができる。また、貼り合せる部材が、ウェハ以外のＦＰＤ（フラットパネルディスプレイ）、フォトマスク用のマスクレチクルなどの他の部材である場合にも、貼り合せ装置１を用いることができる。
【００５７】
以上、添付図面を参照しながら本発明の好適な実施の形態について説明したが、本発明はかかる例に限定されない。当業者であれば、特許請求の範囲に記載された思想の範疇内において、各種の変更例または修正例に想到し得ることは明らかであり、それらについても当然に本発明の技術的範囲に属するものと了解される。
【産業上の利用可能性】
【００５８】
本発明は、基板を貼り合せる際に有用である。
【符号の説明】
【００５９】
１ 貼り合せ装置
１０ 枠体
１０ａ 突出部
１１ ローラ
１２ 搬送機構
２０ 開口部
３０ 上ローラ
３１ 下ローラ
３２ 軸棒
３３ 回転機構
３４ 支持棒
３５ 昇降機構
３６ 支持棒
３７ 台座
５０ 弾性体
６０ チャック
６１ 水平移動機構
Ｇ 支持基板
Ｗ ウェハ
【特許請求の範囲】
【請求項１】
基板と、当該基板を支持する支持基板とを貼り合せる貼り合せ装置であって、
前記基板と前記支持基板を重ね合せた状態で、当該基板の外側面と当該支持基板の外側面に嵌め合される枠体と、
前記枠体に嵌め合された前記基板と前記支持基板を保持する保持体と、
前記基板と前記支持基板を前記枠体ごと前記保持体側に押圧する押圧部材と、を有し、
前記押圧部材は、長手方向の長さが前記基板の径よりも大きく、且つ短手方向の長さが前記基板の径よりも小さいことを特徴とする、貼り合せ装置。
【請求項２】
前記押圧部材の表面は、弾性を有することを特徴とする、請求項１に記載の貼り合せ装置。
【請求項３】
前記支持基板の径は前記基板の径より大きく、
前記枠体の内側面には、前記基板側に突出した突出部が形成されていることを特徴とする、請求項１又は２のいずれかに記載の貼り合せ装置。
【請求項４】
前記保持体は、前記押圧部材に対向して配置された他の押圧部材であることを特徴とする、請求項１〜３のいずれかに記載の貼り合せ装置。
【請求項５】
前記枠体は平面視において矩形状に形成され、
前記押圧部材は前記枠体の一の辺と平行に配置されていることを特徴とする、請求項１〜４のいずれかに記載の貼り合せ装置。
【請求項６】
前記基板は、円形の平面形状を有することを特徴とする、請求項１〜５のいずれかに記載の貼り合せ装置。
【請求項７】
前記押圧部材は、ローラであることを特徴とする、請求項１〜６のいずれかに記載の貼り合せ装置。
【請求項８】
前記基板と前記支持基板は、流動性を有する接着剤を介して貼り合わされ、
前記枠体の突出部と前記支持基板との間には、前記基板と前記支持基板の間から前記接着剤を流出させるための隙間が形成されていることを特徴とする、請求項３に記載の貼り合せ装置。
【請求項９】
前記枠体の内側面には、前記基板と前記支持基板の間から前記接着剤を前記枠体の表面に排出するための溝が形成されていることを特徴とする、請求項１〜８に記載の貼り合せ装置。
【請求項１０】
前記溝は、前記枠体の内周に沿って複数形成されていることを特徴とする、請求項９に記載の貼り合せ装置。
【請求項１１】
前記枠体の表面は、前記接着剤に対して撥液性を有することを特徴とする、請求項８〜１０のいずれかに記載の貼り合せ装置。
【請求項１２】
基板と、当該基板を支持する支持基板とを貼り合せる貼り合せ方法であって、
前記基板と前記支持基板を重ね合せた状態で、当該基板の外側面と支持基板の外側面に枠体を嵌め合せ、
長手方向の長さが前記基板の径より大きく、且つ短手方向の長さが前記基板の径より小さい押圧部材と、保持体とで前記基板と前記支持基板を枠体ごと挟み、
前記押圧部材で押圧しながら前記基板と前記支持基板とを貼り合せる、貼り合せ方法。
【請求項１３】
前記押圧部材の表面は、弾性を有することを特徴とする、請求項１２に記載の貼り合せ方法。
【請求項１４】
前記支持基板の径は、前記基板の径より大きく、
前記枠体の内側面には、前記支持基板に嵌合される内側面が突出した突出部が形成されていることを特徴とする、請求項１２又は１３のいずれかに記載の貼り合せ方法。
【請求項１５】
前記保持体は、前記押圧部材に対向して配置された他の押圧部材であることを特徴とする、請求項１２〜１４のいずれかに記載の貼り合せ方法。
【請求項１６】
前記枠体は矩形の平面形状を有し、
前記押圧部材を前記枠体の一の辺と平行に保ち、前記押圧部材を前記枠体に対して相対的に移動させながら押圧することを特徴とする、請求項１２〜１５のいずれかに記載の貼り合せ方法。
【請求項１７】
前記基板は、円形の平面形状を有することを特徴とする、請求項１２〜１６のいずれかに記載の貼り合せ方法。
【請求項１８】
前記押圧部材は、ローラであることを特徴とする、請求項１２〜１７のいずれかに記載の貼り合せ方法。
【請求項１】
基板と、当該基板を支持する支持基板とを貼り合せる貼り合せ装置であって、
前記基板と前記支持基板を重ね合せた状態で、当該基板の外側面と当該支持基板の外側面に嵌め合される枠体と、
前記枠体に嵌め合された前記基板と前記支持基板を保持する保持体と、
前記基板と前記支持基板を前記枠体ごと前記保持体側に押圧する押圧部材と、を有し、
前記押圧部材は、長手方向の長さが前記基板の径よりも大きく、且つ短手方向の長さが前記基板の径よりも小さいことを特徴とする、貼り合せ装置。
【請求項２】
前記押圧部材の表面は、弾性を有することを特徴とする、請求項１に記載の貼り合せ装置。
【請求項３】
前記支持基板の径は前記基板の径より大きく、
前記枠体の内側面には、前記基板側に突出した突出部が形成されていることを特徴とする、請求項１又は２のいずれかに記載の貼り合せ装置。
【請求項４】
前記保持体は、前記押圧部材に対向して配置された他の押圧部材であることを特徴とする、請求項１〜３のいずれかに記載の貼り合せ装置。
【請求項５】
前記枠体は平面視において矩形状に形成され、
前記押圧部材は前記枠体の一の辺と平行に配置されていることを特徴とする、請求項１〜４のいずれかに記載の貼り合せ装置。
【請求項６】
前記基板は、円形の平面形状を有することを特徴とする、請求項１〜５のいずれかに記載の貼り合せ装置。
【請求項７】
前記押圧部材は、ローラであることを特徴とする、請求項１〜６のいずれかに記載の貼り合せ装置。
【請求項８】
前記基板と前記支持基板は、流動性を有する接着剤を介して貼り合わされ、
前記枠体の突出部と前記支持基板との間には、前記基板と前記支持基板の間から前記接着剤を流出させるための隙間が形成されていることを特徴とする、請求項３に記載の貼り合せ装置。
【請求項９】
前記枠体の内側面には、前記基板と前記支持基板の間から前記接着剤を前記枠体の表面に排出するための溝が形成されていることを特徴とする、請求項１〜８に記載の貼り合せ装置。
【請求項１０】
前記溝は、前記枠体の内周に沿って複数形成されていることを特徴とする、請求項９に記載の貼り合せ装置。
【請求項１１】
前記枠体の表面は、前記接着剤に対して撥液性を有することを特徴とする、請求項８〜１０のいずれかに記載の貼り合せ装置。
【請求項１２】
基板と、当該基板を支持する支持基板とを貼り合せる貼り合せ方法であって、
前記基板と前記支持基板を重ね合せた状態で、当該基板の外側面と支持基板の外側面に枠体を嵌め合せ、
長手方向の長さが前記基板の径より大きく、且つ短手方向の長さが前記基板の径より小さい押圧部材と、保持体とで前記基板と前記支持基板を枠体ごと挟み、
前記押圧部材で押圧しながら前記基板と前記支持基板とを貼り合せる、貼り合せ方法。
【請求項１３】
前記押圧部材の表面は、弾性を有することを特徴とする、請求項１２に記載の貼り合せ方法。
【請求項１４】
前記支持基板の径は、前記基板の径より大きく、
前記枠体の内側面には、前記支持基板に嵌合される内側面が突出した突出部が形成されていることを特徴とする、請求項１２又は１３のいずれかに記載の貼り合せ方法。
【請求項１５】
前記保持体は、前記押圧部材に対向して配置された他の押圧部材であることを特徴とする、請求項１２〜１４のいずれかに記載の貼り合せ方法。
【請求項１６】
前記枠体は矩形の平面形状を有し、
前記押圧部材を前記枠体の一の辺と平行に保ち、前記押圧部材を前記枠体に対して相対的に移動させながら押圧することを特徴とする、請求項１２〜１５のいずれかに記載の貼り合せ方法。
【請求項１７】
前記基板は、円形の平面形状を有することを特徴とする、請求項１２〜１６のいずれかに記載の貼り合せ方法。
【請求項１８】
前記押圧部材は、ローラであることを特徴とする、請求項１２〜１７のいずれかに記載の貼り合せ方法。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【図１３】
【図１４】
【図１５】
【図１６】
【図１７】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【図１３】
【図１４】
【図１５】
【図１６】
【図１７】
【公開番号】特開２０１１−７７１５０（Ｐ２０１１−７７１５０Ａ）
【公開日】平成２３年４月１４日（２０１１．４．１４）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００９−２２４７６５（Ｐ２００９−２２４７６５）
【出願日】平成２１年９月２９日（２００９．９．２９）
【出願人】（０００２１９９６７）東京エレクトロン株式会社 (5,184)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２３年４月１４日（２０１１．４．１４）
【国際特許分類】
【出願日】平成２１年９月２９日（２００９．９．２９）
【出願人】（０００２１９９６７）東京エレクトロン株式会社 (5,184)
【Ｆターム（参考）】
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