(57)【要約】【課題】ウエハとサポートプレートとを適切に貼り付ける。【解決手段】本発明に係る貼付装置２２は、接着剤塗布部４によって、サポートプレート１表面に接着剤層２を形成し、貼合部７によって、サポートプレート１表面の接着剤層２にウエハ３を貼り付けるため、接着剤層２とウエハ３との間に気泡が発生するのを防ぎ、かつ接着剤層２とウエハ３との未接着部分が生じるのを防ぐことができる。これにより、接着剤層２を介してサポートプレート１とウエハ３とを適切に貼り付けることが可能である。【選択図】図１
2009130218.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
基板と基板を支持する支持板とを貼り付ける貼付装置であって、
上記支持板上に接着剤層を形成する接着剤層形成手段と、
前記接着剤層上に上記基板を貼り付ける貼付手段と、を備えていることを特徴とする貼付装置。
【請求項２】
前記貼付手段は、減圧雰囲気下において前記接着剤層上に前記基板を貼り付けることを特徴とする請求項１に記載の貼付装置。
【請求項３】
前記接着剤層は、熱可塑性の接着剤により構成されており、
前記貼付手段は、前記接着剤層上に前記基板を熱圧着する熱圧着手段であることを特徴とする請求項１に記載の貼付装置。
【請求項４】
前記熱圧着手段は、前記接着剤層の温度が２３〜３００℃であるときに、当該接着剤層上に前記基板を熱圧着することを特徴とする請求項３に記載の貼付装置。
【請求項５】
前記熱圧着手段は、前記接着剤層１ｃｍ２あたり、１〜１５００ｋＰａの圧力で前記接着剤層上に前記基板を熱圧着することを特徴とする請求項３または４に記載の貼付装置。
【請求項６】
前記接着剤層形成手段は、前記支持板上および前記基板上にそれぞれ接着剤層を形成し、
前記貼付手段は、前記支持板上の接着剤層と、前記基板上の接着剤層とを互いに貼り合わせることを特徴とする請求項１に記載の貼付装置。
【請求項７】
前記支持板上および前記基板上の接着剤層は、それぞれ熱可塑性の接着剤により構成されており、
前記貼付手段は、前記支持板上の接着剤層に前記基板上の接着剤層を熱圧着する熱圧着手段であることを特徴とする請求項６に記載の貼付装置。
【請求項８】
前記熱圧着手段は、前記支持板上および前記基板上の接着剤層の温度が、それぞれ２３〜３００℃であるときに、前記支持板上の接着剤層に前記基板上の接着剤層を熱圧着することを特徴とする請求項７に記載の貼付装置。
【請求項９】
前記熱圧着手段は、前記接着剤層１ｃｍ２あたり、１〜１５００ｋＰａの圧力で前記支持板上の接着剤層に前記基板上の接着剤層を熱圧着することを特徴とする請求項７または８に記載の貼付装置。
【請求項１０】
基板と基板を支持する支持板とを貼り付ける貼付方法であって、
上記支持板上に接着剤層を形成する接着剤層形成工程と、
前記接着剤層上に基板を貼り付ける貼付工程と、を包含することを特徴とする貼付方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、基板と基板を支持する支持板とを貼り付けるための貼付装置および貼付方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
携帯電話、デジタルＡＶ機器およびＩＣカード等の高機能化に伴い、搭載される半導体シリコンチップ（以下、チップ）を小型化および薄板化することによって、パッケージ内にチップを高集積化する要求が高まっている。パッケージ内のチップの高集積化実現するためには、チップの厚さを２５〜１５０μｍの範囲にまで薄くする必要がある。
【０００３】
しかしながら、チップのベースとなる半導体ウエハ（以下、ウエハ）は、研削することにより肉薄となるため、その強度は弱くなり、ウエハにクラックまたは反りが生じやすくなる。また、薄板化することによって強度が弱くなったウエハを自動搬送することは困難であるため、人手によって搬送しなければならず、その取り扱いが煩雑であった。
【０００４】
そのため、研削するウエハにサポートプレートと呼ばれる、ガラス、硬質プラスチック等からなるプレートを貼り合わせることによって、ウエハの強度を保持し、クラックの発生およびウエハの反りを防止するウエハサポートシステムが開発されている。ウエハサポートシステムによりウエハの強度を維持することができるため、薄板化した半導体ウエハの搬送を自動化することができる。
【０００５】
このようなウエハサポートシステムを利用してウエハの強度を補強する場合、従来、図６に示すプロセスによってサポートプレートとウエハとを貼り合わせている。図６に示すように、ウエハ１０１の回路形成面に接着剤１０２を塗布し、ウエハ１０１上の接着剤１０２が塗布された面にサポートプレート１０３を貼り合わせる。そして、サポートプレートに貼り合わせたウエハを研削工程において研削することによって薄板化した後、接着剤を溶解することによってサポートプレートをウエハから剥離する。このようなウエハ１０１とサポートプレート１０３との貼付方法が特許文献１および２に記載されている。
【特許文献１】特開２００５−１９１５５０号公報（２００５年７月１４日公開）
【特許文献２】特開２００６−１５６６８３号公報（２００６年６月１５日公開）
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
ウエハ上に形成される回路パターンは一様ではなく、用途に併せて様々なパターンが存在している。また回路形成面上において、高低差の大きい凹凸パターンが形成される場合がある。このため、特許文献１および２に記載された従来の貼り合わせプロセスのようにウエハ１０１の回路形成面に接着剤１０２を塗布した場合、図７に示すように、回路パターンの凹凸の窪みに気泡が閉じ込められるという問題が生じる。接着剤１０２とウエハ１０１との間に気泡が閉じ込められた状態のままサポートプレート１０３を貼り付けた場合、ウエハ１０１を薄板化したとき気泡の存在によってウエハ１０１の厚さにムラが生じ、クラックが発生する恐れがある。また、ウエハ１０１を減圧下で処理する場合、気泡が膨張しウエハ１０１が破損する恐れがある。
【０００７】
さらに、ウエハ１０１上に形成される回路パターンには、図８に示すように、ウエハ１０１の中央部に凹凸パターンが密に形成され、ウエハ１０１の外周部に形成される回路パターンはまばらな場合がある。このため、ウエハ１０１の回路形成面に接着剤１０２を塗布したとき、回路パターンがまばらなウエハ１０１の外周部分に塗布された接着剤層１０２の層厚が薄くなり、ウエハ１０１上に塗布される接着剤層１０２の厚さにムラが生じる。その結果、この接着剤１０２にサポートプレート１０３を貼り付けたとき、十分にウエハ１０１とサポートプレート１０３とを貼り合わせることができず、ウエハ１０１とサポートプレート１０３との間に未接着部分が生じてしまう。
【０００８】
本発明は、上記の問題点に鑑みてなされたものであり、その目的は、接着剤を用いてウエハとサポートプレートとを適切に貼り付けるための貼付装置および貼付方法を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
本発明に係る貼付装置は、上記課題を解決するために、基板と基板を支持する支持板とを貼り付ける貼付装置であって、上記支持板上に接着剤層を形成する接着剤層形成手段と、前記接着剤層上に上記基板を貼り付ける貼付手段と、を備えていることを特徴としている。
【００１０】
また、本発明に係る貼付方法は、上記課題を解決するために、基板と基板を支持する支持板とを貼り付ける貼付方法であって、上記支持板上に接着剤層を形成する接着剤層形成工程と、前記接着剤層上に基板を貼り付ける貼付工程と、を包含することを特徴としている。
【発明の効果】
【００１１】
上記の構成によれば、貼付装置は、支持板上に接着剤層を形成する接着剤層形成手段を備えているため、基板と支持板とを貼り合わせるための接着剤層を支持板上に形成することができる。基板とは異なり、支持板上には回路パターンが形成されていないため、回路パターンの疎密の影響を受けることなく接着剤層を形成することが可能であり、接着剤層の厚さにムラが生じるのを防止することができる。その結果、支持板上の接着剤層に基板を貼り付けるとき、基板と接着剤層との間に未接着部分が生じず、支持板と基板とを確実に貼り付けることができる。
【００１２】
また、支持板上に形成される接着剤層は、回路パターンの高低差の影響を受けることがないため、接着剤層中に気泡が閉じ込められるという問題の発生を防止することもできる。そして、支持板上の接着剤層に基板を貼り付けるとき、接着剤層は基板上の凹凸の窪みに存在する空気を押し出すように入り込むため、接着剤層と基板との間に気泡が発生するのを防ぐことができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１３】
以下、図面を参照して本発明の実施形態について説明する。
【００１４】
（貼付装置２２）
図１は、本発明に係る貼付装置２２の構成の一実施形態を説明する構成図である。図１に示すように、貼付装置２２は、接着剤塗布部４および貼合部７を備えている。貼付装置２２は、サポートプレート（支持板）１とウエハ（基板）３とを貼り付ける装置である。貼付装置２２は、接着剤層乾燥部５、および接着剤層冷却部６を備えていることが好ましい。また、サポートプレートカセット８、およびサポートプレート位置合わせ部９をさらに備えていてもよい。なお、貼合部７は加熱機構と押圧機構とを備えていることが好ましい。
【００１５】
貼付装置２２は、接着剤塗布部４においてサポートプレート１の表面に接着剤層を形成し、貼合部７においてサポートプレート１表面の接着剤層にウエハ３を貼り付けることによって、ウエハ３とサポートプレート１とを貼り付ける。
【００１６】
貼付装置２２による貼付工程を、図２を参照して以下に説明する。図２は、本発明に係る貼付装置２２による貼付工程を説明するための概念図である。図２に示すように、サポートプレート１の表面に接着剤層２を形成した後、サポートプレート１表面の接着剤層２をウエハ３の回路形成面に貼り付けることによって、サポートプレート１とウエハ３とを貼り付ける。
【００１７】
このように、本発明に係る貼付装置２２においては、サポートプレート１の表面に接着剤層２を形成するため、接着剤層２の形成時にウエハ３上の回路パターンの影響を受けず、接着剤層２中に気泡が発生するのを防ぐことが可能ある。そして、この接着剤層２をウエハ３の回路形成面に押圧することによって、図３に示すように、接着剤層２とウエハ３との間に気泡を発生させることなく、接着剤層２を介してサポートプレート１とウエハ３とを貼り付けることができる。その結果、その後の工程においてウエハ３を処理する間、サポートプレート１によってウエハ３を確実に支持することが可能である。
【００１８】
また、本発明に係る貼付装置２２によれば、サポートプレート１の表面に接着剤層２を形成するため、接着剤層２の形成時にウエハ３の回路パターンの影響を受けず、厚さが均一な接着剤層を形成することができる。そして、この接着剤層２をウエハ３の回路形成面に押圧することによって、図４に示すように、ウエハ３の回路パターンが疎な外周部分においても、接着剤層２がウエハ３の回路形成面に接着するため、接着剤層２とウエハ３とが未接着の部分が生じるのを防ぎ、接着剤層２を介してサポートプレート１とウエハ３とを十分に接着させることができる。その結果、その後の工程においてウエハ３を処理する間、サポートプレート１によってウエハ３を確実に支持することが可能である。
【００１９】
（接着剤塗布部４）
次に、接着剤塗布部４によって、サポートプレート１表面に接着剤層２を形成する工程を説明する。
【００２０】
まず、接着剤塗布部４において、サポートプレート１表面に接着剤を塗布する。接着剤は、熱可塑性の接着剤であることが好ましく、ノボラック樹脂、エポキシ樹脂、アミド樹脂、シリコン樹脂、アクリル樹脂、ウレタン樹脂、ポリスチレン、ポリビニルエーテル、ポリ酢酸ビニル等が挙げられるが、これらに限定されない。熱可塑性の接着剤を用いることによって、後の工程において接着剤をベークして接着剤層２を形成し、この接着剤層２をウエハ３に熱圧着させて接着剤層２とウエハ３とを貼り付ける工程を容易に行うことが可能である。
【００２１】
ついで、サポートプレート１表面に塗布した接着剤を、サポートプレート１表面に塗り広げることによって、接着剤層２を形成する。サポートプレート１表面に接着剤層２を形成する方法として、例えばオープンカップ、略密閉された回転カップ等を用いて、サポートプレート１を回転させることによって、サポートプレート１に塗布された接着剤を遠心力により塗り広げ、接着剤層２を形成する方法を用いることができる。また、フィルム状の接着剤をサポートプレート１表面に貼り付けることによって接着剤層２を形成してもよい。
【００２２】
サポートプレート１表面に形成される接着剤層２の層厚は、ウエハ３に形成されている回路パターンの高さによって適宜変更する。すなわち、ウエハ３の回路パターンを完全に覆い、かつ凹凸状の回路パターンの高低差およびパターン間のすき間を埋めるのに十分な厚さになるように接着剤層２を形成する。このとき、接着剤層２の層厚は、後の工程において接着剤層２をウエハ３に圧着したときに、サポートプレート１がウエハ３に形成された回路に接しない厚さであればよく、ウエハ３上に接着剤層２を形成する場合に比して接着剤層２の層厚を薄くすることができる。
【００２３】
次に、接着剤層乾燥部５において、サポートプレート１表面に形成した接着剤層２を乾燥させる。接着剤層２を１１０℃でベークすることによって接着剤層の乾燥を開始し、その後温度を上げて１５０℃および２００℃でさらにベークする。そして、接着剤層冷却部６において、加熱したサポートプレート１およびその表面の接着剤層２を冷却する。これにより接着剤層の乾燥被膜が形成される。なお、一度の接着剤層２形成工程によって、十分な厚さの接着剤層２が形成されないとき、上述の形成工程を複数回繰り返し行ってもよい。
【００２４】
ここで、ウエハ３に貼り付けるために接着剤層２を形成するサポートプレート１としてはガラス板、アクリル板、シリコン板、セラミック板等が挙げられるが、これらに限定されない。また、サポートプレート１は、貫通孔を有する孔あきサポートプレート１であってもよい。孔あきサポートプレート１を用いる場合、サポートプレート１に塗布した接着剤が、貫通孔から流出するのを防ぐために、サポートプレート１の接着剤を塗布しない側の面にテープ等を貼り付けて貫通孔を塞いでいることが好ましい。
【００２５】
このように、接着剤塗布部４は、表面がほぼ平らなサポートプレート１に接着剤を塗布し、接着剤層２を形成するため、形成される接着剤層２中に気泡が発生するの容易に防ぐことができる。また、表面がほぼ平らなサポートプレート１に接着剤を塗布し、塗布した接着剤をサポートプレート１表面に塗り広げて接着剤層２を形成するため、層厚がより均一な接着剤層２を形成することができる。その結果、接着剤層２とウエハ３との間に未接着の部分が生じるのを防ぎ、サポートプレート１とウエハ３とを確実に貼り付けることが可能である。
【００２６】
また、図５に示すように、接着剤塗布部４において、サポートプレート１およびウエハ３の両方に接着剤層２を形成してもよい。このとき、接着剤塗布部４はサポートプレート１表面およびウエハ３の回路形成面の両方に接着剤を塗布し、サポートプレート１表面およびウエハ３の回路形成面上に接着剤を塗り広げることによって、両表面に接着剤層２を形成する。そして、サポートプレート１表面およびウエハ３の回路形成面に形成された接着剤層２を、上述のとおり接着剤層乾燥部５においてベークし、接着剤層冷却部６において冷却することによって、サポートプレート１およびウエハ３の両方に接着剤層２を形成する。
【００２７】
これにより、後の工程において、サポートプレート１表面の接着剤層と、ウエハ３の回路形成面上の接着剤層とを互いに貼り合せたときに、サポートプレート１またはウエハ３と、接着剤層２とが未接着の部分が生じることがないため、サポートプレート１とウエハ３とをより確実に貼り付けることが可能である。
【００２８】
（貼合部７）
次に、貼合部７によって、サポートプレート１とウエハ３とを貼り付ける工程を説明する。なお、以下ではサポートプレート１表面にのみ接着剤層２を形成した場合における、サポートプレート１とウエハ３との貼付工程を示すが、サポートプレート１表面およびウエハ３の回路形成面の両方に接着剤層２を形成した場合であっても、同様にサポートプレート１とウエハ３とを貼り付けることができる。
【００２９】
まず、貼合部７において、予め加熱されたステージ上に、回路パターン形成面を上にしてウエハ３を置き、ウエハ３を加熱しつつサポートプレート１の接着剤層２形成面と、ウエハ３の回路パターン形成面とを重ね合わせ、加熱機構を有する押圧手段によって加熱しながらサポートプレート１とウエハ３とを押圧することによって、ウエハ３上にサポートプレート１を圧着させる。この場合、サポートプレート１をウエハ３上に重ね合わせるにあたり、サポートプレートを予め反転させておく必要があるが、その反転手段は特に限定は無く、例えば搬送ロボットに反転機構を持たせても良いし、別途設置した反転手段により反転させても良い。
【００３０】
これにより、流動性が増した接着剤層２がウエハ３の回路パターンの間に入り込み、ウエハ３表面の凹凸を埋めるようにウエハ３を貼り付けることができる。
【００３１】
また、上記圧着工程を減圧雰囲気下において行ってもよい。減圧雰囲気下において接着剤層２上にウエハ３を圧着させることによって、ウエハ３表面の凹凸パターンの窪みに空気が存在しない状態において、接着剤層２を当該窪みに入り込ませることができるため、接着剤層２とウエハ３との間の気泡の発生をより確実に防止することが可能である。
【００３２】
上記のサポートプレート１の加熱処理は、接着剤層２がウエハ３の凹凸パターンの窪みに入り込むことが可能な程度の流動性を有するような温度にまで接着剤層２を加熱する。続く圧着時の接着剤層２の温度は、２３〜３００℃であることが好ましく、２００℃であることがより好ましい。圧着時の接着剤層２の温度が２３℃以下では、ウエハ３に圧着するのに十分な流動性が得られず、３００℃以上では、接着剤層２の流動性が高すぎて接着剤層２の形状を維持することができないため好ましくない。なお、圧着時の接着剤層２の温度は、接着剤層２を構成する接着剤材料の特性等によって適宜変更されるものであり、適切な温度を予め測定により求めておくことが好ましい。
【００３３】
上記の圧着工程においては、接着剤層２がウエハ３の凹凸パターンの窪みを完全に埋めるように入り込み、かつサポートプレート１がウエハ３の回路形成面に接しないような圧力で、接着剤層２上にウエハ３を圧着させる。接着剤層２上にウエハ３を圧着させるときに接着剤層２に加わる圧力は、１ｃｍ２あたり１〜１５００ｋＰａであることが好ましく、１９．６ｋＰａであることがより好ましい。圧着時に接着剤層２に加わる圧力が１ｋＰａ以下では、ウエハ３の凹凸パターンの窪みに接着剤層２が十分に入り込まず、１５００ｋＰａ以上では、サポートプレート１がウエハ３の回路形成面に接し、回路形成面を傷つける恐れがあるため好ましくない。なお、圧着時に接着剤層２に加わる圧力は、接着剤層２を構成する接着剤材料の特性、圧着時の接着剤層２の層厚および硬度（粘度）等によって適宜変更されるものであり、適切な圧力を予め測定により求めておくことが好ましい。
【００３４】
また、上記のサポートプレート１の加熱時間は、接着剤層２が所望の温度になるように調節し、押圧時間は、接着剤層２とウエハ３とが所望のとおり十分に接着するように調節する。適切な加熱時間および押圧時間を、予め測定により求めておいてもよい。
【００３５】
以上のように、本発明に係る貼付装置２２は、サポートプレート１表面に接着剤層２を形成し、この接着剤層２にウエハ３を貼り付けることによって、サポートプレート１とウエハ３とを貼り付ける。高低差のある凹凸状の回路パターンが形成されたウエハ３上に比して、サポートプレート１表面はほぼ平坦であるため、サポートプレート１表面に接着剤層２を形成することによって、接着剤層２中に気泡が発生するのを防止することができる。
【００３６】
また、接着剤層２にウエハ３を貼り付けるときに、接着剤層２とウエハ３との間に気泡が発生するのを防止することができる。さらに、サポートプレート１表面に接着剤層２を形成することによって、接着剤層２を均一に形成することが可能である。これにより、接着剤層２とウエハ３とが未接着の部分が生じるのを防ぎ、サポートプレート１とウエハ３とを確実に貼り付けることが可能である。
【００３７】
本発明は上述した実施形態に限定されるものではなく、請求項に示した範囲で種々の変更が可能である。すなわち、請求項に示した範囲で適宜変更した技術的手段を組み合わせて得られる実施形態についても本発明の技術的範囲に含まれる。
【産業上の利用可能性】
【００３８】
本発明に係る貼付装置は、サポートプレートによってウエハを確実に支持することができ、薄板化等のウエハの処理に好適に用いることができる。
【図面の簡単な説明】
【００３９】
【図１】図１は、本発明に係る貼付装置の構成の一実施形態を説明する構成図である。
【図２】図２は、本発明に係る貼付装置による貼付工程の説明図である。
【図３】図３は、本発明に係る貼付装置による貼付工程の説明図である。
【図４】図４は、本発明に係る貼付装置による貼付工程の説明図である。
【図５】図５は、本発明に係る貼付装置による貼付工程の説明図である。
【図６】図６は、従来の貼付装置による貼付工程の説明図である。
【図７】図７は、従来の貼付装置による貼付工程の説明図である。
【図８】図８は、従来の貼付装置による貼付工程の説明図である。
【符号の説明】
【００４０】
１    サポートプレート（支持板）
２    接着剤層
３    ウエハ（基板）
４    接着剤塗布部
７    貼合部
８    サポートプレートカセット
９    サポートプレート位置合わせ部
１０  搬送ロボット
１１  ウェハカセット
１２  ウェハ位置合わせ部
２２  貼付装置
【図１】
2009130218.tif 000003
【図２】
2009130218.tif 000004
【図３】
2009130218.tif 000005
【図４】
2009130218.tif 000006
【図５】
2009130218.tif 000007
【図６】
2009130218.tif 000008
【図７】
2009130218.tif 000009
【図８】
2009130218.tif 000010