(57)【要約】ガラス基板１２を保持するバキュームグリット１９と、このガラス基板１２に相対して、ウェハ１３と粘着テープ１５とからなる貼着体１６を保持する湾曲パット２０と、この湾曲パット２０をバキュームグリット１９に向かって接近させる移動手段２２とを備えて貼合装置１０が構成されている。湾曲パット２０には、バキュームグリット１９における平滑面領域３９との離間距離を中央部Ｃから外側に向かって次第に大きくする湾曲面領域４６を有する。移動手段２２により実質的な真空室内で、バキュームグリット１９及び湾曲パット２０を相互に接近させることで、ガラス基板１２及び貼着体１６は、それらの間に存在し得る僅かな空気を外側に逃がしながら次第に貼合される。
2002056352.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
相対する貼り合わせ面を備えた第１及び第２の貼合対象部材を貼り合わせる貼合装置において、
前記第１及び第２の貼合対象部材を保持する第１及び第２の保持手段と、前記第１及び第２の保持手段を相互に離間接近させる移動手段とを備え、
何れか一方の保持手段の保持面は、前記第１及び第２の貼合対象部材の離間距離を外側に向かって次第に大きくする湾曲面領域を含んで構成され、
前記移動手段により前記第１及び第２の保持手段を相互に接近させることで、前記第１及び第２の貼合対象部材を前記湾曲面領域の外側に向かって次第に貼合可能としたことを特徴とする貼合装置。
【請求項２】
相対する貼り合わせ面を備えた第１及び第２の貼合対象部材を貼り合わせる貼合装置において、
前記第１及び第２の貼合対象部材を保持する第１及び第２の保持手段と、前記第１及び第２の保持手段を相互に離間接近させる移動手段とを備え、
何れか一方の保持手段の保持面は、何れか他方の保持手段の保持面との離間距離を中央部から外側に向かって次第に大きくする湾曲面領域を含んで構成され、
前記移動手段により前記第１及び第２の保持手段の保持面を相互に接近させることで、前記第１及び第２の貼合対象部材を中央部から外側に向かって次第に貼合可能としたことを特徴とする貼合装置。
【請求項３】
前記移動手段は、前記湾曲面領域の中央部を挟む対称位置に設けられた一対の駆動装置を含み、これら駆動装置が同時若しくは交互に駆動することで前記第１及び第２の保持手段を次第に接近することを特徴とする請求項２記載の貼合装置。
【請求項４】
前記駆動装置は、前記第１及び第２の保持手段の少なくとも何れか一方に設けられた連結部材を前記離間接近方向に移動可能にするシリンダーを含み、
前記連結部材には、当該連結部材を屈曲可能にする関節部が設けられていることを特徴とする請求項３記載の貼合装置。
【請求項５】
相対する貼り合わせ面を備えた第１及び第２の貼合対象部材を貼り合わせる貼合装置において、
前記第２の貼合対象部材を保持する第２の保持手段は、前記第２の貼合対象部材を前記第１の貼合対象部材に向かって押圧する湾曲パットにより構成され、
前記湾曲パットは、当該湾曲パットの先端側に、中央部から外側に向かって厚みが次第に小さくなる湾曲面領域を形成し、
前記湾曲パットにより前記第１及び第２の貼合対象部材を相互に接近させることで、前記第１及び第２の貼合対象部材を中央部から外側に向かって次第に貼合可能としたことを特徴とする貼合装置。
【請求項６】
前記湾曲パットは、硬質部材によって形成され、更に、前記湾曲面領域が鏡面仕上げされていることを特徴とする請求項５記載の貼合装置。
【請求項７】
相対する貼り合わせ面を備えた第１及び第２の貼合対象部材を貼り合わせる貼合装置において、
何れか一方の保持手段の保持面は、前記第１及び第２の貼合対象部材の離間距離を外側から内側に向かって次第に大きくする傾斜平面領域と、この傾斜平面領域に連なるとともに、前記第１及び第２の貼合対象部材の離間距離を外側に向かって次第に大きくする湾曲面領域とを備え、
前記移動手段により前記第１及び第２の保持手段を相互に接近させることで、前記傾斜平面領域の外側から前記湾曲面領域の外側に向かって前記第１及び第２の貼合対象部材を次第に貼合可能としたことを特徴とする貼合装置。
【請求項８】
前記何れか一方の保持手段の保持面には、その略中央付近で周囲よりも僅かに隆起する隆起部が形成され、この隆起部は、前記第１及び第２の貼合対象部材の貼合時に圧縮変形可能に設けられていることを特徴とする請求項７記載の貼合装置。
【請求項９】
少なくとも何れか一方の貼合対象部材は、その貼合面側に粘着剤を有し、当該粘着剤を有する貼合対象部材が保持される保持手段には、前記粘着剤の加熱手段が設けられていることを特徴とする請求項１〜８の何れかに記載の貼合装置。
【請求項１０】
前記第１及び第２の貼合対象部材を実質的な真空空間内で貼合可能にしたことを特徴とする請求項１〜９の何れかに記載の貼合装置。
【請求項１１】
相対する貼り合わせ面を備えた第１及び第２の貼合対象部材を貼り合わせる貼合方法において、
前記第１及び第２の貼合対象部材の離間距離を外側に向かって次第に大きくする湾曲面領域に前記第１及び第２の貼合対象部材の何れか一方を保持させ、前記第１及び第２の貼合対象部材を相互に接近させることで、各貼合対象部材を前記湾曲面領域の外側に向かって次第に貼合することを特徴とする貼合方法。
【請求項１２】
各貼合対象部材を所定の一端側から他端側となる前記湾曲面領域の外側に向かって次第に貼合することを特徴とする請求項１１記載の貼合方法。
【請求項１３】
相対する貼り合わせ面を備えた第１及び第２の貼合対象部材を貼り合わせる貼合方法において、
前記第１及び第２の貼合対象部材を相互に接近させる際に、各貼合対象部材の中央部から外側に向かって次第に貼合することを特徴とする貼合方法。
【発明の詳細な説明】
技術分野
本発明は、相対する貼り合わせ面を備えた第１及び第２の貼合対象部材を貼合する際に空気の混入を防止することができる貼合装置及び貼合方法に関する。
従来技術
従来より、表面に多数の回路パターンが形成された略円盤状の半導体ウェハ（以下、単に「ウェハ」という）が知られている。このウェハは、一般的に、前記回路パターンが形成された後、裏面側をグラインダー等により切削加工することで厚みが調整される。このウェハの厚みは、従来３００μｍ程度であったものが、近時の極薄化の要請により１００μｍから５０μｍ程度となっている。ところが、このようなウェハの切削加工は、その切削前のウェハが既に薄くなっていることから、そのまま切削加工をするとウェハに割れ等が発生し易くなる。そこで、このような場合には、切削加工前のウェハの回路面に両面粘着テープを介して補強用のガラス基板等を貼合し、その状態で前記切削加工を行う場合がある。
また、ウェハを賽の目状に切断してチップを形成するダイシング工程においても、極薄化したウェハを切断する際にチップに傷や割れが生じ易くなる。そこで、このようなダイシング工程時にも、極薄化したウェハを補強するため、前記切削加工工程の場合と同様に、ウェハの回路面の反対側となる面にガラス基板を貼合することが必要とされている。
ウェハの一方の面に両面粘着テープの一方の面を貼着する際には、当該粘着テープ自体が可撓性を有しているため、その一端側を撓ませて他端側から徐々に押圧して空気を逃がしながら貼付することが可能となる。ところが、その後に、ウェハが貼着された粘着テープの他方の面にガラス基板を貼合する際においては、ウェハ及びガラス基板は粘着テープよりも可撓性が小さいため、ウェハ又はガラス基板の何れか一方の一端側を大きく撓ませながら空気を逃がして貼合することが困難となる。従って、このような場合に、ウェハとガラス基板との間に空気が混入し易くなり、それらを貼合したときに、空気溜まりが部分的に発生し易くなる。このような空気溜まりが発生すると、前記切削加工工程では、ウェハの裏面側の切削面を略水平に保持できなくなり、当該ウェハの切削面精度が低下してしまう一方、前記ダイシング工程では、チップの切断面に歪み等が発生し易くなるという不都合を招来する。
本発明は、このような不都合に着目して案出されたものであり、その目的は、ガラス基板等の第１の貼合対象部材とウェハ等の第２の貼合対象部材との貼合時に空気の混入を防止することができる貼合装置及び貼合方法を提供することにある。
発明の開示
前記目的を達成するため、本発明は、相対する貼り合わせ面を備えた第１及び第２の貼合対象部材を貼り合わせる貼合装置において、
前記第１及び第２の貼合対象部材を保持する第１及び第２の保持手段と、前記第１及び第２の保持手段を相互に離間接近させる移動手段とを備え、
何れか一方の保持手段の保持面は、前記第１及び第２の貼合対象部材の離間距離を外側に向かって次第に大きくする湾曲面領域を含んで構成され、
前記移動手段により前記第１及び第２の保持手段を相互に接近させることで、前記第１及び第２の貼合対象部材を前記湾曲面領域の外側に向かって次第に貼合可能とする、という構成を採っている。このような構成によれば、第１及び第２の貼合対象部材を貼合する際に、前記湾曲面領域に沿って第１及び第２の貼合対象部材間に残存する空気を外側に向かって逃がすことができ、第１及び第２の貼合対象部材の貼合時における空気の混入を防止することができる。特に、第１及び第２の貼合対象部材が可撓性の小さいものであっても、これら各貼合対象部材の貼合時における空気の混入を確実に防止することができる。
また、相対する貼り合わせ面を備えた第１及び第２の貼合対象部材を貼り合わせる貼合装置において、
前記第１及び第２の貼合対象部材を保持する第１及び第２の保持手段と、前記第１及び第２の保持手段を相互に離間接近させる移動手段とを備え、
何れか一方の保持手段の保持面は、何れか他方の保持手段の保持面との離間距離を中央部から外側に向かって次第に大きくする湾曲面領域を含んで構成され、
前記移動手段により前記第１及び第２の保持手段の保持面を相互に接近させることで、前記第１及び第２の貼合対象部材を中央部から外側に向かって次第に貼合可能とする、という構成を採ることができ、これによっても、前述の目的を達成しようとしたものである。
また、前記移動手段は、前記湾曲面領域の中央部を挟む対称位置に設けられた一対の駆動装置を含み、これら駆動装置が同時若しくは交互に駆動することで前記第１及び第２の保持手段を次第に接近する、という構成を採っている。このような構成により、各駆動装置の駆動タイミング或いは駆動速度を相違させることで、一方の保持面を他方の保持面に対し傾斜させた状態でそれらを接近させることができ、湾曲面領域の形状とも相俟って、前述した空気の逃がしをより確実に行うことができる。ここにおいて、前記駆動装置は、前記第１及び第２の保持手段の少なくとも何れか一方に設けられた連結部材を前記離間接近方向に移動可能にするシリンダーを含み、
前記連結部材には、当該連結部材を屈曲可能にする関節部が設けられる、という構成を採ることが好ましい。このような構成によれば、連結部材の屈曲によって、各貼合対象部材の貼合をスムースに行うことができる。
また、本発明は、相対する貼り合わせ面を備えた第１及び第２の貼合対象部材を実質的な真空室内で貼り合わせる貼合装置において、
前記第２の貼合対象部材を保持する第２の保持手段は、前記第２の貼合対象部材を前記第１の貼合対象部材に向かって押圧する湾曲パットにより構成され、
前記湾曲パットは、当該湾曲パットの先端側に、中央部から外側に向かって厚みが次第に小さくなる湾曲面領域を形成し、
前記湾曲パットにより前記第１及び第２の貼合対象部材を相互に接近させることで、前記第１及び第２の貼合対象部材を中央部から外側に向かって次第に貼合可能とする、という構成を採ることもでき、これによっても、前述の目的を達成することができる。
更に、前記湾曲パットは、硬質部材によって形成され、前記湾曲面領域が鏡面仕上げされることが好ましい。
また、本発明は、相対する貼り合わせ面を備えた第１及び第２の貼合対象部材を貼り合わせる貼合装置において、
何れか一方の保持手段の保持面は、前記第１及び第２の貼合対象部材の離間距離を外側から内側に向かって次第に大きくする傾斜平面領域と、この傾斜平面領域に連なるとともに、前記第１及び第２の貼合対象部材の離間距離を外側に向かって次第に大きくする湾曲面領域とを備え、
前記移動手段により前記第１及び第２の保持手段を相互に接近させることで、前記傾斜平面領域の外側から前記湾曲面領域の外側に向かって前記第１及び第２の貼合対象部材を次第に貼合可能とする、という構成を採ることができる。これによっても、第１及び第２の貼合対象部材の貼合時における空気の混入を防止することができる。
ここにおいて、前記何れか一方の保持手段の保持面には、その略中央付近で周囲よりも僅かに隆起する隆起部が形成され、この隆起部は、前記第１及び第２の貼合対象部材の貼合時に圧縮変形可能に設けられる、という構成を採るとよい。このような構成によれば、第１及び第２の貼合対象部材の貼合時に隆起部が圧縮変形することで、空気が残り易い部分における空気の残存を確実に防止することができる。
また、少なくとも何れか一方の貼合対象部材は、その貼合面側に粘着剤を有し、当該粘着剤を有する貼合対象部材が保持される保持手段には、前記粘着剤の加熱手段が設けられる、という構成を採ることが好ましい。このような構成により、粘着剤を加熱手段で加熱溶融した状態で、第１及び第２の貼合対象部材を貼合させることができ、これによって、粘着剤を軟化させ貼合させることにより、貼合時に第１及び第２の貼合対象部材の間の空気を外部に逃がし易くすることができる。
更に、前記第１及び第２の貼合対象部材を実質的な真空空間内で貼合可能にする構成を採るとよい。これにより、前記貼合時における第１及び第２の貼合対象部材間の空気の混入を一層確実に防止することができる。
また、本発明は、相対する貼り合わせ面を備えた第１及び第２の貼合対象部材を貼り合わせる貼合方法において、
前記第１及び第２の貼合対象部材の離間距離を外側に向かって次第に大きくする湾曲面領域に前記第１及び第２の貼合対象部材の何れか一方を保持させ、前記第１及び第２の貼合対象部材を相互に接近させることで、各貼合対象部材を前記湾曲面領域の外側に向かって次第に貼合する、という手法をも採っている。ここにおいて、各貼合対象部材を所定の一端側から他端側となる前記湾曲面領域の外側に向かって次第に貼合する、という手法を採ることが好ましい。
更に、本発明は、相対する貼り合わせ面を備えた第１及び第２の貼合対象部材を貼り合わせる貼合方法において、
前記第１及び第２の貼合対象部材を相互に接近させる際に、各貼合対象部材の中央部から外側に向かって次第に貼合する、という手法をも採っている。
発明を実施するための最良の形態
以下、本発明の実施例を図面を参照しながら説明する。
図１には、第１実施例に係る貼合装置の概念図が示されている。また、図２には、図１の要部拡大断面図が示されており、図３には、図２のＡ−Ａ線矢視拡大断面図が示されている。これらの図において、貼合装置１０は、実質的な真空室内で、ガラス基板１２（第１の貼合対象部材）と、円盤状に形成されたウェハ１３と両面粘着テープ１５とが貼着された貼着体１６（第２の貼合対象部材）とを貼合する装置として構成されている。この貼合装置１０は、真空室を形成可能な真空室形成部材１７Ａ，１７Ｂと、図１中上側に位置する真空室形成部材１７Ａの内部に設けられて、ガラス基板１２を吸着保持する第１の保持手段（以下「バキュームグリット１９」という）と、このバキュームグリット１９に保持されたガラス基板１２の下方で貼着体１６のウェハ１３面を吸着保持する第２の保持手段（以下「湾曲パット２０」という）と、この湾曲パット２０をバキュームグリット１９に対して離間接近させる移動手段２２とを備えて構成されている。
前記真空室形成部材１７Ａ，１７Ｂは、上部が開放する有底容器状の本体部２４と、この本体部２４の閉塞位置２４Ａで開閉可能な上蓋２５とを備えて構成されている。本体部２４は、底壁２７と、この底壁２７の周縁に沿って立設される下部側壁２８とによって構成される一方、上蓋２５は、下向き開放型の有底容器状に設けられており、前記底壁２７と略同一の平面サイズに設けられた頂壁３０と、この頂壁３０の周縁から垂下する上部側壁３１と、頂壁３０の外面側に固定される回転アーム３３とを備えて構成されている。この回転アーム３３は、真空室形成部材１７Ａの外側に設けられた回転軸３４位置で図示しないモーター等の動力により回転可能に支持されており、この回転アーム３３の回転によって、上蓋２５が本体部２４の閉塞位置２４Ａで開閉可能となっている。ここで、当該閉塞位置２４Ａでの閉塞状態（図２参照）にあっては、上蓋２５の上部側壁３１の下端面３１Ａと本体部２４の下部側壁２８の上端面２８Ａとが突き合わされてシール材３２によって密着し、これら本体部２４及び上蓋２５の内側に形成される内部空間Ｓを密閉できるようになっている。そして、この状態で、図示省略した真空発生装置を作動させることにより、下部側壁２８に形成された脱気配管３５からの内部空間Ｓ内の空気が脱気され、当該内部空間Ｓが実質的な真空空間となる。
前記バキュームグリット１９は、上蓋２５の頂壁３０の内面側に固定され、このバキュームグリット１９には、図示しないバキュームポンプからのバキュームホース３７が取り付けられており、前記バキュームポンプの作動によって、内側に設けられた真空チャンバー３８の真空圧により、吸着面となる平滑面領域３９（第１の保持面）にガラス基板１２が吸着保持される。なお、吸着保持されたガラス基板１２は、上蓋２５を閉塞位置２４としたときに略水平に位置するようになっている。
前記湾曲パット２０は、その上端の湾曲面領域４６（第２の保持面）がアルマイト加工されたアルミ部材等の硬質部材によって加工形成され、略水平姿勢に設けられるとともに、支持台４４によって支持されている。この湾曲パッド２０は、図２における中央部Ｃから左右方向が外側に向かって厚みが次第に薄くなる湾曲形状となっており、その上端の湾曲面領域４６は、図３（図２のＡ−Ａ線矢視断面）に図示するように、図２の前後方向（図３中左右方向）に対しては水平となる断面形状となっており、貼着体１６のウェハ１３面が吸着保持されるようになっている。湾曲面領域４６は、その表面が鏡面仕上げされるとともに、相対する平滑面領域３９との離間距離を中央部Ｃから左右両側に向かって次第に大きくする湾曲形状となっている。また、湾曲面領域４６には、図示しない吸着装置に繋がる真空用配管４７に通じてなる真空チャンバー４９（図２）に連なる多数の吸着孔４８が形成されており、これら吸着孔４８を通じ、真空圧によって、両面粘着テープ１５が貼着されたウェハ１３すなわち貼着体１６が湾曲面領域４６に吸着保持される。なお、ウェハ１３の回路面（図３中上面）１３Ａに両面粘着テープ１５が貼着されている。
前記移動手段２２は、湾曲面領域４６の中央部Ｃを挟む対称位置に設けられた一対の駆動装置を構成する左右のシリンダー５０，５１と、これらシリンダー５０，５１及び湾曲パット２０の支持台４４をそれぞれ連結する連結部材としての連結ロッド５４，５５とを備えて構成されている。
前記シリンダー５０，５１は、その本体部分が真空室形成部材１７Ｂの底壁２７の外側に設けられており、連結ロッド５４，５５に連結される左右のピストンロッド５８，５９を進退させることで、湾曲パット２０を昇降させてバキュームグリット１９に対する離間接近動作が可能となっている。また、シリンダー５０，５１は、それらの各ピストンロッド５８，５９の上昇、下降のタイミングを相違させるようになっており、本実施形態では、左側のピストンロッド５８と右側のピストンロッド５９とが交互に昇降するようになっている。なお、連結ロッド５４，５５は、その中間に設けられた連結部材を構成するジョイント部５６，５６（関節部）により図２中左右方向に屈曲可能とされ、これにより、左右のピストンロッド５８，５９の上昇速度が相違しても、無理のない動作が可能とされる。
次に、前記貼合装置１０によって貼着体１６をガラス基板１２に貼合する手順を、図１〜図６を用いながら以下に説明する。
先ず、予め、ウェハ１３の回路面１３Ａに両面粘着テープ１５を貼着して貼着体１６を形成しておく。そして、真空室形成部材１７Ａの上蓋２５を開放した状態（図１参照）で、ガラス基板１２を上蓋２５側のバキュームグリット１９に位置決めして吸着保持させる一方、貼着体１６のウェハ１３面を下側にして湾曲パッド２０の湾曲面領域４６に載置し、湾曲パッド２０に吸着保持させる。そして、図２に示されるように、上蓋２５を閉めて真空室形成部材１７Ａと１７Ｂを密着し、内部空間Ｓを形成して密閉した状態で、内部空間Ｓ内の空気を脱気し、当該内部空間Ｓを実質的な真空室とする。
この後、ガラス基板１２と貼着体１６とが略一定の離間幅を隔てて配置される初期状態から、左右のシリンダー５０，５１を同時に駆動させる。すると、これらシリンダー５０，５１の各ピストンロッド５８，５９が上昇し、ガラス基板１２と貼着体１６が湾曲面領域４６の中央部Ｃ付近の位置で相互に押圧される（図４）。そして、左側のシリンダー５０のピストンロッド５８が上昇したままの状態で、右側のシリンダー５１のピストンロッド５９が下降（矢印方向）を開始し（図５）、貼着体１６を保持する湾曲パット２０は、図５中左側から右側に向かって次第に下方に傾斜するように回動し始める。そして、各ピストンロッド５８，５９の変位差が次第に大きくなって、湾曲パット２０の傾斜角度が更に大きくなる。これに伴って、貼着体１６の両面粘着テープ１５の同図中左側半分とガラス基板１２とが、中央部Ｃから同左側に向かって外側に微量に存在する空気を逃がしながら、湾曲パッド２０の湾曲面領域４６に沿って次第に貼合される。そして、右側のシリンダー５１のピストンロッド５９の下降完了信号により、上昇している左側のシリンダー５０のピストンロッド５８が下降を開始し、同時に右側のシリンダー５１のピストンロッド５９が上昇を開始する。すると、湾曲パット２０が、その傾斜角度を次第に小さくさせるように前述と逆方向に回動し、貼着体１６とガラス基板１２の残り半分領域（図６の右側半分領域）が、中央部Ｃ側から外側に空気を逃がしながら次第に貼合され（図６）、ガラス基板１２と貼着体１６が完全に貼合されるようになる。
このように貼着体１６がガラス基板１２に貼合された後は、ガラス基板１２に固定された貼着体１６を図示しないロボットハンド等で装置外に取り出した後、ガラス基板１２に固定されたウェハ１３を後工程のグラインダー等で切削研磨する切削加工工程に送られる。
従って、このような第１実施例によれば、両面粘着テープ１５を介してウェハ１３とガラス基板１２とが、実質的な真空状態で中央部Ｃ側から外側に向かって空気を逃がしながら貼合されるため、これら貼合時における空気の巻き込みを防止できるという効果を得る。
なお、前記第１実施例においては、湾曲パット２０をバキュームグリット１９側に移動したが、バキュームグリット１９を湾曲パット２０側に移動可能にしてもよく、また、これらバキュームグリット１９及び湾曲パット２０を双方移動可能にして相互に離間接近可能としてもよい。
また、左右シリンダー５０，５１を同時に駆動し、中央部Ｃを押圧（図４）した後、湾曲パット２０を回動して図５から図６の順で貼合するようにしたが、片側のシリンダー５０のみを作動させ、図５の状態にした後、シリンダー５１を作動させ、図６の状態にシリンダー５０，５１を制御し、貼着体１６とガラス基板１２とを貼合する構成とすることもできる。
更に、第１の貼合対象部材をガラス基板１２とする一方、第２の貼合対象部材を貼着体１６としたが、第１の貼合対象部材を貼着体１６とし、第２の貼合対象部材をガラス基板１２としてもよい。
また、前記第１実施例では、ガラス基板１２と貼着体１６とが実質的な真空空間内で貼合可能となる構成にしたが、実質的な真空状態とならない空間で、ガラス基板１２と貼着体１６とが貼合される構成とすることもできる。但し、前記第１実施例のようにすると、ガラス基板１２と貼着体１６との間の空気の混入をより確実に防止できる。
次に、本発明の第２実施例について説明する。なお、以下の説明において、前記第１実施例と同一若しくは同等の構成部分については同一符号を用いるものとし、説明を省略若しくは簡略にする。
この第２実施例は、第１の貼合対象部材としての前記ガラス基板１２と第２の貼合対象部材としての貼着体１６とを貼合する貼合装置７０として、前記第１実施例の貼合装置１０に対し相違する構造を採用したところに特徴を有する。
この貼合装置７０は、図７ないし図９に示されるように、図７中右端側を支点として回動可能な略方形板状の上蓋７２と、この上蓋７２の内面側（図７中下面側）に取り付けられて貼着体１６を吸着保持するバキュームグリット７３（第２の保持手段）と、図７に示される上蓋７２の閉蓋状態でバキュームグリット７３に相対する位置に設けられるとともに、ガラス基板１２を吸着保持するテーブル７４（第１の保持手段）と、テーブル７４をバキュームグリット７３に離間接近可能に支持するテーブル支持手段７６と、上蓋７２の外周側に設けられるとともに、閉蓋状態の上蓋７２をロックする複数のロック機構７７とを備えて構成されている。
前記上蓋７２は、図７中右端側に位置する回転軸７９によって回転可能に支持され、同図中左端側となる自由端側をモーター８０（図８参照）の駆動によって略１８０度の範囲内で回転可能に設けられている。また、上蓋７２は、開蓋状態（図８）及び閉蓋状態（図７）において略水平姿勢に保たれるようになっている。
前記バキュームグリット７３は、図８に示されるように、略円盤状となる外形形状をなし、平面視において前記上蓋７２の外周縁よりも内側に位置するサイズとなっている。また、バキュームグリット７３は、前記第１実施例のバキュームグリット１９と略同一の吸着機構を有しており、図９中下面側に略平面状の保持面７３Ａが形成され、当該保持面７３Ａに貼着体１６が吸着保持されるようになっている。特に、図７，図９に示される上蓋７２の閉蓋状態では、貼着体１６の両面粘着テープ１５側を下側とした状態で略水平状に吸着保持されるようになっている。また、バキュームグリット７３には、ヒーター等の加熱手段８３（図９参照）が内蔵されており、貼着体１６を吸着保持した状態で、貼合面側に位置する両面粘着テープ１５の粘着剤を加熱できるようになっている。なお、バキュームグリット７３は、上蓋７２の内面に沿って図９中左右方向にスライド可能となっており、バキュームグリット７３に向かって進退可能な調整ねじ８４によって前記左右方向の貼着体１６の初期位置調整が可能に設けられている。
テーブル７４は、図８に示されるように、平面視が略円形となる外形形状をなすとともに、前記第１実施例の湾曲パット２０と実質的に同一となる吸着機構を備えており、上面側でガラス基板１２を吸着保持可能となっている。このテーブル７４は、図９に示されるように、上側に位置する略円盤状のシリコンゴム製の弾性材８６と、この弾性材８６が接着剤を介さずに略隙間無く受容される凹部８７Ａを備えたステンレス製の弾性材受け部８７とにより構成される。
弾性材８６は、その上面側がガラス基板１２の保持面８６Ａとなっており、この保持面８６Ａは、図１０に巨視的に示されるように、同図中左側となる外側から同図中右側となる内側に向かって次第に下降する側面視略直線状の傾斜平面領域８９と、この傾斜平面領域８９に連なるとともに、同図中右側となる外側に向かって次第に下降する側面視略円弧状の湾曲面領域９０とによって構成されている。従って、図９に示される貼合前の状態では、テーブル７４に保持されたガラス基板１２とバキュームグリット７３に保持された貼着体１６との離間距離が、同図中左側から右側に向かって次第に大きくなることになる。ここで、傾斜平面領域８９と湾曲面領域９０との境界部Ａは、弾性材８６における図９中左右方向中央位置Ｍよりも同図中右側に位置する。本実施例においては、弾性材８６の直径を約２５０ｍｍ程度としたときに、中央位置Ｍから図９中右側約５０ｍｍ離れた位置に境界部Ａが形成されている。また、湾曲面領域９０は、その曲率半径が１２５０ｍｍ程度に設定されており微視的に湾曲した状態となっている。また、図８及び図１０に示されるように、弾性材８６の略中心位置Ｃには、周囲の弾性材８６の部分よりも僅かに隆起する隆起部９１が形成されている。この隆起部９１は、周囲よりも僅かに凹んだ凹部９２を弾性材８６の略中心位置に設け、凹部９２に、その深さよりも僅かに大きな厚みを有する円盤部材９３を嵌め込むことによって形成される。なお、円盤部材９３としては、フィルム材、紙、ゴム等を例示でき、後述するように、ガラス基板１２と貼着体１６との貼合時において圧縮変形可能となる弾性部材であれば特に限定されるものではない。また、隆起部９１は、弾性材８６と一体的に設けられていてもよい。
前記テーブル支持手段７６は、図７及び図８に示されるように、テーブル７４の下面側を支持する平板状のテーブル支持体９５と、このテーブル支持体９５の同図中左端を支点としてその自由端側が回転可能となるようにテーブル支持体９５を片持ち支持する片持ち支持部材９７と、この片持ち支持部材９７の下端側を固定した状態で支持する平板状の中間支持体９８と、この中間支持体９８を昇降可能に支持するガイド部材９９と、このガイド部材９９を支持するベース部１００と、テーブル支持体９５の自由端側を回転させる第１昇降手段１０１と、中間支持体９８を昇降させる第２昇降手段１０２とを備えて構成されている。ここにおいて、第１昇降手段１０１と第２昇降手段１０２によって、バキュームグリット７３とテーブル７４とを相互に離間接近させる移動手段を構成する。
前記第１昇降手段１０１は、図７中右上がりとなる傾斜面１０４が上面に形成されたカム１０５と、このカム１０５をモーター１０６の回転によって図７中左右方向となる水平方向に移動させる送りねじ軸機構１０７と、テーブル支持体９５の下面側略中央に固定され、前記傾斜面１０４に外周面が接触するカムローラー１０８とを備えて構成されている。この第１昇降手段１０１は、モーター１０６の回転によってカム１０５が図７中左方に移動すると、カムローラー１０８が傾斜面１０４に沿って転動しながら上昇し、これによって、テーブル支持体９５の自由端側は、バキュームグリット７３に接近することになる。
前記第２昇降手段１０２は、第１昇降手段１０１と略同様な構成となっており、図７中右上がりとなる傾斜面１１０が上面に形成されたカム１１１と、このカム１１１をモーター１１２の回転によって前記水平方向に移動させる送りねじ軸機構１１３と、中間支持体９８の下面側略中央に固定され、前記傾斜面１０４に外周面が接触するカムローラー１１４とを備えて構成されている。この第２昇降手段１０２は、モーター１１２の回転によってカム１１１が図７の位置よりも左方に移動すると、カムローラー１１４が傾斜面１１０に沿って転動しながら上昇し、これによって、中間支持体９８が持ち上げられ、前記第１昇降手段１０１及びテーブル７４が昇降することになる。
前記ロック機構７７は、図７及び図８に示されるように、上蓋７２の回転支点側（図７中右端側）を除く三辺をそれぞれロックできるように、閉蓋状態における上蓋７２の外周側三箇所のブラケット７８に略等間隔で設けられている。このロック機構７７は、図７中左上がりとなる傾斜面１１６が下面側に形成された固定カム１１７と、シリンダー１１８によって水平方向に移動可能に設けられるベースブロック１１９と、このベースブロック１１９に昇降可能に支持されるとともに、上蓋７２の端縁領域を先端側で押し付け可能な押え板１２０と、この押え板１２０に回転可能に支持されて傾斜面１１６上に外周面が接触するカムローラー１２１と、このカムローラー１２０を傾斜面１１６に押し付ける方向に付勢するばね部材１２２とを備えて構成されている。
すなわち、このロック機構７７は、図１１（Ａ）の解除状態において、シリンダー１１８の駆動により押え板１２０が同図中右側に水平移動すると、カムローラー１２１が、ばね部材１２２の付勢によって傾斜面１１６上を転動し、これに伴って、押え板１２０がベースブロック１１９に向かって下降するようになっている。そして、図１１（Ｂ）のロック状態では、押え板１２０の先端側が上蓋７２の外面側に押し付けられた状態となる。
次に、前記貼合装置７０の作用について説明する。
先ず、上蓋７２を開放した状態で（図８参照）、バキュームグリット７３の同図中上面の所定位置に貼着体１６の両面粘着テープ１５を上面側にしてウェハ１３の裏面を吸着保持させるとともに、ガラス基板１２をテーブル７４に吸着保持させる。そして、モーター８０の駆動により上蓋７２が回転して図７に示される閉蓋状態となり、ロック機構７７によって上蓋７２がロックされる。この状態では、図１２に拡大して示されるように、ガラス基板１２が所定の間隔をもって貼着体１６の両面粘着テープ１５に略対面した状態となる。
そして、第２昇降手段１０２のモーター１１２（図７参照）が駆動して下側のカム１１１が図１２中矢印Ａ方向に移動し、これに伴って、中間支持体９８が上昇し、第１昇降手段１０１及びテーブル７４が上昇する。そして、図１３に示されるように、貼着体１６との離間距離が最も接近するガラス基板１２の同図中左端側が先ず貼着体１６に接触する。そして、前記第２昇降手段１０２によってテーブル７４全体の上昇動作が継続されるとともに、第１昇降手段１０１のモーター１０６（図７参照）が駆動し始め、カム１０５が図１３中矢印Ｂ方向に移動し、これに伴って、テーブル７４の同図中右端側となる自由端側が上昇する方向に回転する。これにより、図１４に示されるように、ガラス基板１２と貼着体１６とが、保持面８６Ａの弾性変形を伴いながら傾斜平面領域８９の外側から湾曲面領域９０の外側に向かって、微量に存在する空気を逃がしつつ次第に貼合され、図１５に示されるように、ガラス基板１２と貼着体１６とが略完全に貼合される。なお、以上の貼合作業の際には、ガラス基板１２と貼着体１６との間に存在する空気を外側に逃がし易くするために、両面粘着テープ１５の粘着剤が加熱手段８３（図９参照）によって加熱溶融された状態となっている。
従って、このような第２実施例によれば、ガラス基板１２と貼着体１６との貼合を真空室内で行わなくても、貼合後におけるガラス基板１２と貼着体１６との間の空気の残存を高い精度で防止できるという効果を得る。
また、ガラス基板１２が弾性材８６によって保持されるため、ガラス基板１２と貼着体１６との貼合時において弾性材８６が圧縮変形することで、ガラス基板１２及びウェハ１３の所定部位に集中的に作用する負荷を吸収することができ、貼合時におけるガラス基板１２やウェハ１３の損傷を防止することができる。
更に、弾性材８６の略中心部分に微小突出する弾性状の隆起部９１が形成されているため、前記貼合時における隆起部９１の圧縮変形により、特に空気が溜まり易いガラス基板１２の略中央部分付近での空気の残存を効果的に防止できる。
なお、テーブル７４に貼着体１６を保持させる一方、バキュームグリット７３にガラス基板１２を保持させて、ガラス基板１２と貼着体１６とを貼合することもできる。
また、バキュームグリット７３側で、前記テーブル７４側の動作をさせてもよいし、この動作をバキュームグリット７３側と前記テーブル７４側とで分担可能な構成としてもよい。
更に、前記弾性材８６は、貼合時において圧縮変形可能となる限りにおいて、シリコンゴム以外の他の材料によって形成することもできる。
また、前記貼合装置７０においても、ガラス基板１２と貼着体１６とを実質的な真空空間内で貼合可能にする構成としてもよい。
更に、前記第１実施例にも、第２実施例の加熱手段８３を適用することができる。
また、前記各実施例にあっては、ガラス基板１２と貼着体１６とを貼合対象としたが、本発明はこれに限らず、相対する貼り合わせ面を備えた他の部材同士を貼合対象とすることも可能である。
更に、本発明における装置各部の構成は図示構成例に限定されるものではなく、実質的に同様の作用を奏する限りにおいて、種々の変更が可能である。
以上説明したように、本発明によれば、前記第１及び第２の貼合対象部材の何れか一方の保持手段の保持面を、前記第１及び第２の貼合対象部材の離間距離を外側に向かって次第に大きくする湾曲面領域を含んで構成し、前記移動手段により前記第１及び第２の保持手段を相互に接近させることで、前記第１及び第２の貼合対象部材を前記湾曲面領域の外側に向かって次第に貼合可能にしたから、第１及び第２の貼合対象部材の貼合時に、前記湾曲面領域に沿って第１及び第２の貼合対象部材間に残存する空気を外側に向かって逃がすことができ、第１及び第２の貼合対象部材の貼合時における空気の混入を防止することができる。
また、前記湾曲面領域の中央部を挟む対称位置に設けられた一対の駆動装置が同時若しくは交互に駆動することで前記第１及び第２の保持手段を次第に接近する構成としたから、一方の保持面を他方の保持面に対し傾斜させた状態でそれらを接近させることができ、湾曲面領域の形状とも相俟って、前述した空気の逃がしをより確実に行うことができる。
更に、前記第１及び第２の保持手段の少なくとも何れか一方に設けられた連結部材を前記離間接近方向に移動可能にするシリンダーを含み、前記連結部材に当該連結部材を屈曲可能にする関節部を設けたから、連結部材の屈曲によって、各部材の貼合をスムースに行うことが可能となる。
また、前記何れか一方の保持手段の保持面に、その略中央付近で周囲よりも僅かに隆起する弾性体からなる隆起部を形成し、前記第１及び第２の貼合対象部材の貼合時に隆起部を圧縮変形可能にしたから、空気が残り易い部分における空気の残存を確実に防止することができる。
更に、粘着剤を有する貼合対象部材が保持される保持手段に前記粘着剤の加熱手段を設けたから、貼合時に第１及び第２の貼合対象部材の間の空気を外部に逃がし易くすることができる。
また、前記第１及び第２の貼合対象部材を実質的な真空空間内で貼合可能にしたから、前記貼合時における第１及び第２の貼合対象部材間の空気の混入を一層確実に防止することができる。
産業上の利用可能性
本発明は、例えば、半導体ウェハとガラス基板とを粘着テープを介して貼合する装置及び方法として利用することができる。
【図面の簡単な説明】
図１は第１実施例に係る貼合装置の概念図、図２は図１の要部拡大断面図、図３は図２のＡ−Ａ線矢視断面の部分拡大図、図４はガラス基板が貼着体（ウェハ）の中央部で貼合された状態を示す模式図、図５はガラス基板が貼着体（ウェハ）とが左半分の領域で貼合された状態を示す模式図、図６はガラス基板が貼着体（ウェハ）との貼合が略完了した状態を示す模式図、図７は第２実施例に係る貼合装置の概念的な断面側面図、図８は第２実施例に係る貼合装置の概念的な平面図、図９は図７に対して断面部位を変えた要部拡大図、図１０は弾性材の拡大図、図１１（Ａ）は第２の保持手段の解除状態を示すロック機構の拡大側面図、図１１（Ｂ）は第２の保持手段のロック状態を示すロック機構の拡大側面図、図１２は貼合前の状態を示す貼合装置の要部拡大断面図、図１３は貼合初期の状態を示す貼合装置の要部拡大断面図、図１４は貼合途中の状態を示す貼合装置の要部拡大断面図、図１５は貼合完了時の状態を示す貼合装置の要部拡大断面図である。
【図１】
2002056352.tif 000003
【図２】
2002056352.tif 000004
【図３】
2002056352.tif 000005
【図４】
2002056352.tif 000006
【図５】
2002056352.tif 000007
【図６】
2002056352.tif 000008
【図７】
2002056352.tif 000009
【図８】
2002056352.tif 000010
【図９】
2002056352.tif 000011
【図１０】
2002056352.tif 000012
【図１１】
2002056352.tif 000013
【図１２】
2002056352.tif 000014
【図１３】
2002056352.tif 000015
【図１４】
2002056352.tif 000016
【図１５】
2002056352.tif 000017
【国際調査報告】
2002056352.tif 000018
2002056352.tif 000019
2002056352.tif 000020
2002056352.tif 000021