(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
基台と、
該基台の上面側に設けられ、該基台との間に気密空間を形成する上蓋と、
該気密空間を前記基台側の第１の気密空間と、上蓋側の第２の気密空間とに仕切る弾性シートと、
該弾性シートに載置され、上面に両面粘着テープが貼り付けられた第１の基板を前記弾性シートから離間させるとともに、該第１の基板を前記弾性シートの所定の位置に位置決めしながら支持する第１の貼り合わせ用治具と、
前記第１の基板の上方に設けられ、第２の基板を前記第１の基板と相対向する位置に該第１の基板から離間させて支持するとともに、前記第２の基板を所定の位置に位置決めする第２の貼り合わせ用治具と、
前記弾性シートに載置され、前記第１の貼り合わせ用治具と同形状に穿設されて該第１の貼り合わせ用治具を前記弾性シートの所定の位置に位置決めする貫通孔と、前記第２の基板を前記第１の基板に対して所定の位置関係となるように前記第２の貼り合わせ用治具を位置決めする位置決め手段とを有するプレート台と、
前記第１及び第２の気密空間の各々の内気圧を調整する気圧調整手段とを備え、
前記第２の貼り合わせ用治具は、前記第２の基板と同形状に穿設されて該第２の基板を所定の位置に位置決めする貫通孔と、該第２の貼り合わせ用治具の下面に固定され、前記貫通孔に挿入された第２の基板を支持するための支持部材とを有し、
前記第１の貼り合わせ用治具は、前記支持部材と同形状に穿設された孔を有し、
前記気圧調整手段によって、前記第１の気密空間を大気圧とするとともに、前記第２の気密空間を真空圧とすることにより、前記弾性シートを上方に弾性変形させ、前記第１の基板と前記第２の基板とを前記両面粘着テープを介して貼り合わせることを特徴とする基板貼り合わせ装置。
【請求項２】
前記第１の貼り合わせ用治具は、前記弾性シートに載置されるプレートと、該プレート上に配置され、前記第１の基板を前記プレートの所定の位置に位置決めする位置決めピンとを有することを特徴とする請求項１に記載の基板貼り合わせ装置。
【請求項３】
前記第１の基板の上面は、前記第２の基板の下面より面積が小さいことを特徴とする請求項１又は２に記載の基板貼り合わせ装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、基板貼り合わせ装置に関し、特に、真空を利用して、ウエハと基板の貼り合わせなどを行う基板貼り合わせ装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、パソコン等の電子機器の薄型化及び小型化に伴って半導体ウエハ（以下、適宜「ウエハ」と略称する）の薄型化及び小型化が進んでいる。しかし、薄型化及び小型化された半導体ウエハは、強度が不十分であるため、ウエハの製造工程において、ガラス板等の基板をウエハに貼り合わせたり、２枚の基板をウエハの両面に各々貼り合わせることにより補強を行う必要があった。
【０００３】
このような補強を行う前工程として、例えば、特許文献１には、ウエハの表面にダイシングテープ（両面粘着テープ）を貼り付けるウエハ用真空テープ貼付装置が提案されている。このウエハ用真空テープ貼付装置は、基台と、基台の上方に被せられて基台との間に気密空間を形成する上蓋と、気密空間を基台側の第１の気密空間と上蓋側の第２の気密空間とに仕切り、第２の気密空間側にテープを貼り付ける部品を載置する弾性体の弾性シートと、弾性シートに載置され、ウエハを弾性シートから離して支持する貼付用冶具と、第１及び第２の気密空間の内気圧を各々調整する第１及び第２の真空ポンプとで構成される。
【０００４】
また、特許文献２には、ウエハに基板を貼り合わせて補強する基板貼り合わせ方法が提案されている。この基板貼り合わせ方法は、上記特許文献１に記載の貼付装置等を用いてウエハの上面に両面粘着テープを貼り付ける過程と、この両面粘着テープよりも粘着力の弱い支持シートの粘着面に基板を貼り付け、この基板をウエハと間隙をもって相対向する位置に配置する過程と、減圧状態のもとで支持シートの被粘着面に貼り付け手段を押圧しながら、基板をウエハに貼り付けた両面粘着テープに貼り付ける過程とを備える。
【０００５】
【特許文献１】特開２００６−３１０３３８号公報
【特許文献２】特開２００６−２２２２６７号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかし、上記特許文献２に記載の基板貼合せ方法においては、基板をウエハと間隙をもって相対向する位置に配置する過程において、作業者が基板を支持シートの定位置に貼り付けるのは極めて困難であり、ウエハと基板の貼り合わせ位置を一定に保つことができなかった。
【０００７】
また、支持シートの張力、基板とウエハとの間隙及び支持シートの粘着面の粘着力により、基板とウエハの貼り合わせ位置が変化する虞があった。さらに、粘着面に基板を貼り付けた支持シートの上からローラによって押圧することにより、基板とウエハの貼り合わせを行うため、基板へ応力が加わって基板が破損する虞があった。
【０００８】
さらに、支持テープの高さが予め設定されているため、貼り合わせるウエハ及び基板の枚数が制限されるという問題があり、改善の余地があった。さらに、ウエハとウエハより小径の基板を貼り合わせた場合、ウエハに基板と貼り合わせられない両面粘着テープが残ってしまうため、製品の品質が悪化するという問題もあった。
【０００９】
そこで、本発明は、上記従来の技術における問題点に鑑みてなされたものであって、ウエハと基板等の貼り合わせ位置を一定に保つことができるとともに、基板を破損する虞がなく、作業効率のよい基板貼り合わせ装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
上記目的を達成するため、本発明は基板貼り合わせ装置であって、基台と、該基台の上面側に設けられ、該基台との間に気密空間を形成する上蓋と、該気密空間を前記基台側の第１の気密空間と、上蓋側の第２の気密空間とに仕切る弾性シートと、該弾性シートに載置され、上面に両面粘着テープが貼り付けられた第１の基板を前記弾性シートから離間させるとともに、該第１の基板を前記弾性シートの所定の位置に位置決めしながら支持する第１の貼り合わせ用治具と、前記第１の基板の上方に設けられ、第２の基板を前記第１の基板と相対向する位置に該第１の基板から離間させて支持するとともに、前記第２の基板を所定の位置に位置決めする第２の貼り合わせ用治具と、前記弾性シートに載置され、前記第１の貼り合わせ用治具と同形状に穿設されて該第１の貼り合わせ用治具を前記弾性シートの所定の位置に位置決めする貫通孔と、前記第２の基板を前記第１の基板に対して所定の位置関係となるように前記第２の貼り合わせ用治具を位置決めする位置決め手段とを有するプレート台と、前記第１及び第２の気密空間の各々の内気圧を調整する気圧調整手段とを備え、前記第２の貼り合わせ用治具は、前記第２の基板と同形状に穿設されて該第２の基板を所定の位置に位置決めする貫通孔と、該第２の貼り合わせ用治具の下面に固定され、前記貫通孔に挿入された第２の基板を支持するための支持部材とを有し、前記第１の貼り合わせ用治具は、前記支持部材と同形状に穿設された孔を有し、前記気圧調整手段によって、前記第１の気密空間を大気圧とするとともに、前記第２の気密空間を真空圧とすることにより、前記弾性シートを上方に弾性変形させ、前記第１の基板と前記第２の基板とを前記両面粘着テープを介して貼り合わせることを特徴とする。
【００１１】
そして、本発明によれば、第１の貼り合わせ用治具によって第１の基板を所定の位置に位置決めし、第２の貼り合わせ用治具によって第２の基板を所定の位置に位置決めしながら第１の基板と第２の基板を貼り合わせることができるため、第１の基板と第２の基板の貼り合わせ位置を一定に保つことができる。また、ローラによって押圧することなく基板を貼り合わせることができるため、応力により基板が破損する虞もない。
また、第２の基板を従来のような支持シートにより支持することなく、第１の基板と相対向する位置に第１の基板から離間させるとともに、第２の基板を所定の位置に位置決めしながら支持することができるため、基板の貼り合わせ位置が変化する虞がない。さらに、第２の基板が第１の基板に対して所定の位置関係となるように位置決めしながら第２の貼り合わせ用治具を支持することができるため、基板の貼り合わせ位置をより確実に一定に保つことができる。さらにまた、第１の貼り合わせ用治具と、第２の貼り合わせ用治具との間隔を調整することにより、所望の枚数の基板を貼り合わせることができる。
【００１２】
前記基板貼り合わせ装置において、前記第１の貼り合わせ用治具を、前記弾性シートに載置されるプレートと、該プレート上に配置され、前記第１の基板を前記プレートの所定の位置に位置決めする位置決めピンとを有するように構成することができる。これにより、第１の基板を弾性シートの所定の位置に容易に位置決めすることができる。
【００１４】
前記基板貼り合わせ装置において、前記第１の基板の上面の面積を、前記第２の基板の下面より小さくすることができる。これにより、第１の基板と第２の基板の貼り合わせ後、両面粘着テープを第１の基板の上面に沿って切り取ることにより、第１の基板と第２の基板の貼り合わせ面にのみ両面粘着テープを介在させることができ、製品の品質を悪化させることがない。
【発明の効果】
【００１６】
以上のように、本発明によれば、ウエハと基板等の貼り合わせ位置を一定に保つことができるとともに、基板を破損する虞がなく、作業効率のよい基板貼り合わせ装置を提供することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１７】
次に、本発明の実施の形態について、図面を参照しながら説明する。尚、本発明にかかる基板貼り合わせ装置は、テープ貼付装置の機能も発揮することができるものであり、以下、第１の実施の形態としてウエハに両面粘着テープ（以下、「テープ」という）を貼り付ける工程、第２の実施の形態としてウエハと基板とを貼り合わせる工程、及び第３の実施の形態として第２の実施の形態で基板が貼り合わせられたウエハに、さらに１枚の基板を貼り合わせて製品を製造する工程に使用される装置について、各々説明する。
【００１８】
図１は、本発明にかかる基板貼り合わせ装置の第１の実施の形態として、ウエハＷにテープＴを貼り付ける工程に用いる装置を示す。この基板貼り合わせ装置１は、大別して、基台２と、基台２との間に気密空間を形成する上蓋３と、この気密空間を基台２側の第１の気密空間９と、上蓋側の第２の気密空間１０とに仕切るゴムシート（弾性シート）５と、ゴムシート５を基台２の中央部に固定するプレート台６と、プレート台６によってゴムシート５の中央に位置決めされ、ウエハＷを載置するウエハ用治具７と、ウエハＷと相対向する位置に、ウエハＷから離間させてテープＴを支持するテープ支持部材８とで構成される。
【００１９】
基台２と上蓋３は、Ｏリング４を介して気密的に固定され、基台２には、図示しない真空ポンプ及び真空弁を介して、第１の気密空間９及び第２の気密空間１０を大気圧又は真空圧に切り替えるための配管開口２ａ、２ｂを備える。
【００２０】
図１及び図２に示すように、ゴムシート５は、プレート台６の下面に固定され、プレート台６は、開口部６ａと、テープ支持部材８を支持するための複数の支持ピン６ｂと、テープ支持部材８を中央に位置決めするための位置決めブロック６ｃが設けられる、尚、図１には示さないが、ゴムシート５を挟持した状態で、基台２にプレート台６をねじ止めし、ゴムシート５及びプレート台６を基台２の中央部に固定する。
【００２１】
図１及び図３に示すように、ウエハ用治具７は、プレート台６の開口部６ａと同形状に形成されるプレート７ａと、上面に非粘着処理であるトシカル処理が施され、ウエハＷをプレート７ａの中央部に位置決めする弾性体からなる位置決めピン７ｂとを備える。そして、図４に示すように、プレート台６によってプレート７ａがゴムシート５の中央部に位置決めされ、ウエハＷ、プレート７ａ及びゴムシート５の中心が一致するように位置決めされる。
【００２２】
図１及び図５に示すように、テープ支持部材８は、ウエハＷの上面より大きい面を有する開口部８ａを備える。そして、このテープ支持部材８は、図１、図２及び図４に示すプレート台６の位置決めブロック６ｂに係合させられながら、支持ピン６ｃに載置される。
【００２３】
次に、上記構成を有する基板貼り合わせ装置１の動作について、図面を参照しながら説明する。
【００２４】
図６に示すように、図示しない真空ポンプ及び真空弁を介して、配管開口２ａ、２ｂから大気を真空ポンプ側に吸引することにより、第１の気密空間９及び第２の気密空間１０を大気圧から真空圧へと各々切り替える。
【００２５】
その後、図７に示すように、真空ポンプ等を介して、配管開口２ａから大気を供給して第１の気密空間９を真空圧から大気圧へと切り替えることにより、ゴムシート５を上方へ膨らませてウエハ用治具７を上方へ移動させ、位置決めピン７ｂをテープＴに当接させ、位置決めピン７ｂを弾性変形させることにより、ウエハＷにテープＴを均一に貼り付ける。ここで、第２の気密空間１０が真空圧であるため、ウエハＷとテープＴの間に空気を残留させることなく貼り付けることが可能である。
【００２６】
テープＴの貼付が完了すると、図８に示すように、真空ポンプ等を介して、配管開口２ａから大気を吸引して第１の気密空間９を大気圧から真空圧へと切り替えるとともに、配管開口２ｂから大気を供給して第２の気密空間１０を真空圧から大気圧へと切り替えることにより、ゴムシート５の膨張を抑制してテープ支持部材８及びウエハ用治具７を元の位置に戻す。そして、上蓋３を取り外してテープＴに貼り付いたウエハＷをテープ支持部材８とともに装置１外へ取り出し、ウエハＷの上面以外に貼り付いている余分なテープＴを切り取り、テープＴの貼付工程が完了する。
【００２７】
図９は、本発明にかかる基板貼り合わせ装置の第２の実施の形態として、上面にテープＴが貼着されたウエハＷと、基板Ｓとを貼り合わせる工程に用いる装置を示す。この基板貼り合わせ装置１１は、上記第１の実施の形態における基板貼り合わせ装置１のウエハ用治具７に代えて、ウエハ用治具１２を有するとともに、テープ支持部材８に代えて、基板用治具１３を有する。尚、基板貼り合わせ装置１と同一の構成要素については、同一の符号を付し、詳細な説明を省略する。
【００２８】
ウエハ用治具１２は、図１０に示すように、図２に示したプレート台６の開口部６ａと同形状に形成されるプレート１２ａと、このプレート１２ａの上面にテープＴが貼着されたウエハＷをプレート１２ａの中央部に位置決めするための位置決めピン１２ｂと、後述の基板用治具１３の支持部材１３ｃ（図１２参照）と同形状に形成された凹部１２ｃとを有する。そして、図１１に示すように、プレート台６によってプレート１２ａがゴムシート５（図９参照）の中央部に位置決めされ、テープＴが貼着されたウエハＷ、プレート１２ａ及びゴムシート５の中心が一致するように位置決めされる。
【００２９】
基板用治具１３は、図１２に示すように、基板Ｓ（図９参照）と略々同形状に形成される開口部１３ａと、基板Ｓを開口部１３ａに挿入し易くするための取付用凹部１３ｂと、下面に固定され開口部１３ａに挿入した基板Ｓを支持する支持部材１３ｃとを有する。そして、この基板用治具１３を、図１３に示すように、図１１に示すウエハ用治具１２が載置されたプレート台６の支持ピン６ｂに、位置決めブロック６ｃによって位置決めしながら載置することにより、図９に示すウエハＷの中心と基板Ｓの中心とを一致させることができるように構成される。
【００３０】
次に、上記構成を有する基板貼り合わせ装置１１の動作について、図面を参照しながら説明する。
【００３１】
図９に示すように、各部材を位置決めした状態で、上記第１の実施の形態のように、図示しない真空ポンプ及び真空弁を介して第１の気密空間９及び第２の気密空間１０の内気圧を変化させることにより、ゴムシート５を上方に膨らませてウエハ用治具１２を上方へ移動させ、ウエハ用治具１２に載置されるウエハＷと基板用治具１３に支持される基板Ｓとを貼り合わせる。これにより、上述のように位置決めされたウエハＷと基板Ｓの貼り合わせ位置が変化することなく両部材を貼り合わせることができる。また、従来のようなローラによって押圧することなく、ウエハＷと基板Ｓを貼り合わせることができるため、応力による基板Ｓの破損を考慮する必要がない。
【００３２】
ここで、基板用治具１３の支持部材１３ｃ（図１２参照）とウエハ用治具１２とが互いに係合可能に形成されているため、ウエハＷと基板Ｓとの貼り合わせを阻害することがなく、ウエハＷと基板Ｓの貼り合わせ位置が変化する虞もない。また、ウエハＷの上面は、基板Ｓの下面より面積が小さいため、基板Ｓの下面に余分なテープが貼り付くことがなく、製品の品質を悪化させることがない。
【００３３】
図１４は、本発明にかかる基板貼り合わせ装置の第３の実施の形態として、第２の実施の形態で基板Ｓが貼り合わせられたウエハＷに、さらに１枚の基板Ｓを貼り合わせて製品を製造する工程に用いる装置を示す。この基板貼り合わせ装置２１は、上記第１の実施の形態における基板貼り合わせ装置１のウエハ用治具７（図１、図３参照）に代えて基板用治具２２を有する。その他の上記基板貼り合わせ装置１と同一の構成要素については、同一の符号を付し、詳細な説明を省略する。
【００３４】
図１５に示すように、基板用治具２２は、上記ウエハ用治具７と同一の機能を有し、図２に示したプレート台６の開口部６ａと同形状に形成されるプレート２２ａと、上面側にテープＴを介してウエハＷが貼着された基板Ｓを位置決めするための位置決めピン２２ｂを備える。そして、上記図４及び図１１と同様に、プレート台６によってプレート２２ａがゴムシート５の中央部に位置決めされ、基板Ｓ、プレート２２ａ及びゴムシート５の中心が一致するように位置決めされる。
【００３５】
次に、上記構成を有する基板貼り合わせ装置２１の動作について、図面を参照しながら説明する。
【００３６】
図１４に示すように、各部材を位置決めした状態で、上記第１及び第２の実施の形態のように、図示しない真空ポンプ及び真空弁を介して第１の気密空間９及び第２の気密空間１０の内気圧を調整することにより、ゴムシート５を上方に膨らませて基板用治具２２を上方へ移動させ、基板Ｓに貼り合わせられたウエハＷの上面にテープＴを貼り付ける。
【００３７】
テープＴの貼付が完了すると、上蓋３を開放してテープＴ、テープ支持部材８並びにテープＴに貼着されたウエハＷ及び基板Ｓを取り出し、図１６に示すように上下反転させて再度プレート台６の支持ピン６ｂ上に載置する。また、基板用治具２２には新たな基板Ｓを載置する。そして、上述のように、ゴムシート５を上方に膨らませて基板用治具２２を上方へ移動させ、基板ＳをテープＴに貼り付けた後、基板ＳとウエハＷの貼り合わせ面以外の余分なテープＴを除去して図１７に示す製品３０を製造する。
【００３８】
尚、本実施の形態においては、上面視円形のウエハＷ及び基板Ｓの貼り合わせについて説明したが、本発明は、これに限定されることなく、図１８に示すように、上記ウエハ用治具７（図１、図３参照）等に代えて、上面視面取り正方形に形成し、上面視面取り正方形型に形成され、上面にテープＴが貼着されたウエハＷを中央に位置決めするための位置決めピン４１ａを有するウエハ用治具４１と、上記プレート台６（図１、図２参照）に代えて、このウエハ用治具４１と同形状に形成された開口部４２ａを有するプレート台４２を設け、さらに、上記基板用治具１３（図９、図１２参照）に代えて、このプレート４２の位置決めブロック４２ｃによって位置決めされながら支持ピン４２ｂによって支持されるとともに、中央に基板を位置決め可能な基板用治具（不図示）を設けることにより、上面視面取り正方形型のウエハＷ及び基板についても同様に貼り合わせることが可能である。
【００３９】
また、図１６に示す基板貼り合わせ装置２１において、基板用治具２２と位置決めブロック６ｃの頂部との間隔を大きくすることにより、ウエハＷに２枚目のテープＴを貼着した後、ウエハＷの外形に沿ってテープＴを切断し、その後、２枚目の基板Ｓを貼着することにより、図１７に示す製品３０を製造することもできる。
【図面の簡単な説明】
【００４０】
【図１】本発明にかかるテープ貼り合わせ装置の第１の実施形態を示す断面図である。
【図２】図１に示すテープ貼り合わせ装置のプレート台を示す上面図である。
【図３】図１に示すテープ貼り合わせ装置のウエハ用治具を示す図であって、（ａ）は上面図、（ｂ）は（ａ）のＡ−Ａ線断面図である。
【図４】図２及び図３に示すプレート台とウエハ用治具とを組み付けた状態を示す上面図である。
【図５】図１に示すテープ貼り合わせ装置のテープ及びテープ用治具を示す下面図である。
【図６】図１に示すテープ貼り合わせ装置の動作を示す断面図である。
【図７】図１に示すテープ貼り合わせ装置の動作を示す断面図である。
【図８】図１に示すテープ貼り合わせ装置の動作を示す断面図である。
【図９】本発明にかかるテープ貼り合わせ装置の第２の実施形態を示す断面図である。
【図１０】図９に示すテープ貼り合わせ装置のウエハ用治具を示す上面図である。
【図１１】図２及び図１０に示すプレート台とウエハ用治具とを組み付けた状態を示す上面図である。
【図１２】図９に示すテープ貼り合わせ装置の基板用治具を示す図であって、（ａ）は上面図、（ｂ）は（ａ）のＢ−Ｂ線断面図である。
【図１３】図２、図１０及び図１２に示すプレート台と、ウエハ用治具と、基板用治具とを組み付けた状態を示す上面図である。
【図１４】本発明にかかるテープ貼り合わせ装置の第３の実施形態を示す断面図である。
【図１５】図１４に示すテープ貼り合わせ装置の基板用治具を示す上面図である。
【図１６】図１４に示すテープ貼り合わせ装置の動作を示す断面図である。
【図１７】図１４に示すテープ貼り合わせ装置によって製造された製品を示す断面図である。
【図１８】他の形状のウエハを貼り合わせる場合に使用するウエハ用治具を示す上面図である。
【符号の説明】
【００４１】
１  基板貼り合わせ装置
２  基台
２ａ、２ｂ  配管開口
３  上蓋
４  Ｏリング
５  ゴムシート
６  プレート台
６ａ  開口部
６ｂ  支持ピン
６ｃ  位置決めブロック
７  ウエハ用治具
７ａ  プレート
７ｂ  位置決めピン
８  テープ支持部材
８ａ  開口部
９  第１の気密空間
１０  第２の気密空間
１１  基板貼り合わせ装置
１２  ウエハ用治具
１２ａ  プレート
１２ｂ  位置決めピン
１２ｃ  凹部
１３  基板用治具
１３ａ  開口部
１３ｂ  取付用凹部
１３ｃ  支持部材
２１  基板貼り合わせ装置
２２  基板用治具
２２ａ  プレート
２２ｂ  位置決めピン
３０  製品
４１  ウエハ用治具
４１ａ  位置決めピン
４２  プレート台
４２ａ  開口部
４２ｂ  支持ピン
４２ｃ  位置決めブロック
【図１】
0004812131.tif 000002
【図２】
0004812131.tif 000003
【図３】
0004812131.tif 000004
【図４】
0004812131.tif 000005
【図５】
0004812131.tif 000006
【図６】
0004812131.tif 000007
【図７】
0004812131.tif 000008
【図８】
0004812131.tif 000009
【図９】
0004812131.tif 000010
【図１０】
0004812131.tif 000011
【図１１】
0004812131.tif 000012
【図１２】
0004812131.tif 000013
【図１３】
0004812131.tif 000014
【図１４】
0004812131.tif 000015
【図１５】
0004812131.tif 000016
【図１６】
0004812131.tif 000017
【図１７】
0004812131.tif 000018
【図１８】
0004812131.tif 000019