CN102693907A - 工件粘贴方法和工件粘贴装置 - Google Patents

工件粘贴方法和工件粘贴装置 Download PDF

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Abstract

本发明提供一种能够高精度地粘贴工件的工件粘贴方法及工件粘贴装置。工件粘贴装置(10)包括按压工作台(18)和按压头(42)，该按压头(42)以能相对于按压工作台(18)自由地靠近、离开的方式配置在按压工作台(18)的上方，该工件粘贴装置(10)通过利用按压工作台(18)和按压头(42)进行按压而借助蜡将工件(23)粘贴在板(22)上，该工件粘贴装置(10)的特征在于，按压工作台(18)具备加热器(31)和冷却机构(32)，加热按压工作台(18)和按压头(42)而隔着涂敷在板(22)上的蜡按压工件(23)，在使蜡延展后，利用冷却机构(32)将按压工作台(18)和板(22)冷却，从而使蜡固化而将工件(23)粘贴在板(22)上。

Description

工件粘贴方法和工件粘贴装置
技术领域
本发明涉及一种以将粘贴有工件的板搬入到研磨装置中而利用研磨装置研磨工件为目的的、在该板上粘贴工件的工件粘贴方法和工件粘贴装置。
背景技术
在对晶圆等工件进行单面研磨的情况下，将工件粘贴在板上，以工件的研磨面朝向平台的研磨布侧的方式将该板搬入到研磨装置的平台之上，一边供给研磨液一边使平台旋转而研磨工件的研磨面。
在该情况下，为了在板上粘贴工件，在专利文献1等所示的方法中采用如下操作。
首先，预先使内置有加热器的加热工作台加热至所需温度，而后将板搬入到该加热工作台上，加热板。
然后，在该板上的供工件粘贴的位置涂敷蜡。
在被板的热量熔融的蜡上载置工件。
然后，将蜡上载置有上述工件的板搬入到与加热工作台相邻设置的具有冷却机构的按压工作台上。
使上下移动自如地设在按压工作台的上方的按压头下降，在按压工作台与按压头之间将工件按压在板上，使蜡延展，并且向按压工作台的冷却机构中供给冷却水，使板和蜡冷却而使蜡固化，从而将工件粘贴在板上。
专利文献1：日本特开平5-82493号公报
在专利文献1所示的方法中，当将在加热工作台上加热了的板搬入到按压工作台上时，板的热量被按压工作台吸取，在利用按压头进行按压时，板低于规定温度。另外，在按压头与工件抵接的瞬间，板的热量也被按压头吸取。此外，由于是在该状态下向按压工作台供给冷却水，所以蜡的温度下降，有蜡在完全涂匀以前出现固化的状态的问题。因此，存在蜡的厚度不均匀，不能平坦地粘贴工件，无法获得所要求的研磨精度的问题。
发明内容
本发明是为了解决上述问题而做成的，其目的在于提供一种能够防止蜡在完全涂匀前固化、可高精度地进行粘贴的工件粘贴方法和工件粘贴装置。
为了达到上述目的，本发明具有如下结构。
即，本发明的工件粘贴方法使用工件粘贴装置在板上粘贴工件，该工件粘贴装置包括：按压工作台，其具备加热器和冷却机构；按压头，其以能相对于按压工作台自由地靠近、离开的方式配置在该按压工作台的上方，该工件粘贴方法的特征在于，包括如下工序：将预先加热至所需温度的板搬入到上述按压工作台上，或在将板搬入到上述按压工作台上后，在该按压工作台上将板加热至所需温度；在加热至所需温度的上述板上的所需位置涂敷蜡；在被加热而熔融了的蜡上载置工件；将上述按压头加热到所需温度；使上述按压头相对于上述按压工作台靠近，利用上述板和被加热着的上述按压头对上述工件进行所需时间的按压；在利用上述按压头按压了工件的状态下，利用上述冷却机构冷却上述按压工作台和上述板，使上述蜡固化而将工件粘贴在上述板上；使上述按压头相对于上述按压工作台离开，将粘贴有工件的上述板自上述按压工作台上搬出。
优选在利用上述按压头按压工件而将工件粘贴在上述板上的工序中，检测上述按压头的温度，当确认到按压头的温度下降到规定的温度以下后，解除由按压头进行的按压。
可以利用独立于上述按压工作台设置的具有加热器的加热工作台预先加热上述板，然后将板搬入到上述按压工作台上。
可以使上述按压头与上述按压工作台相接触而将该按压头加热至所需温度。
或者也可以利用内置在上述按压头中的加热器将上述按压头加热至所需温度。
可以将形成有氮化物半导体层的蓝宝石衬底以氮化物半导体层朝向板侧的方式较佳地粘贴在板上。
另外，本发明的工件粘贴装置包括按压工作台和按压头，该按压头以能相对于按压工作台自由地靠近、离开的方式配置在该按压工作台的上方，该工件粘贴装置通过利用该按压工作台和按压头进行按压，借助蜡将工件粘贴在板上，该工件粘贴装置的特征在于，上述按压工作台具备加热器和冷却机构，加热上述按压工作台和上述按压头而隔着涂敷在板上的蜡按压工件，在使蜡延展后，利用上述冷却机构冷却上述按压工作台和上述板，从而使蜡固化而将工件粘贴在上述板上。
优选该工件粘贴装置设有检测上述按压头的温度的第一温度检测部，在使上述按压工作台冷却而使蜡固化时，利用上述第一温度检测部检测上述按压头的温度，当确认到按压头的温度下降到规定的温度以下后，解除由按压头进行的按压。
优选利用上述第一温度检测部检测上述按压头的与按压上述工件的面相邻近的部位的温度。
可以使上述按压头与上述按压工作台相接触而将该按压头加热至所需温度。
也可以在上述按压头中设置加热器和冷却机构，利用按压头本身的加热器和冷却机构加热或冷却该按压头。
该工件粘贴装置也可以设有独立于上述按压工作台设置的具有加热器的加热工作台，利用该加热工作台预先将板加热，然后将该板搬入到上述按压工作台上。
优选在上述按压工作台中，以使上述冷却机构位于该按压工作台的供上述板搬入的表面侧的方式配置该冷却机构。
该工件粘贴装置可以设有用于检测被搬入到上述加热工作台上的上述板的温度的第二温度检测部、和分别检测上述按压工作台和上述加热工作台的温度的第三温度检测部。
采用本发明，能够将工件高精度地粘贴在板上。
附图说明
图1是工件粘贴装置的主视图。
图2是按压工作台的剖视说明图。
图3是板的说明图。
图4是各设有1个第1台和第2台的工件粘贴装置的主视图。
图5是表示按压头的另一实施方式的说明剖视图。
图6是表示工件粘贴装置的又一实施方式的主视图。
具体实施方式
下面，根据附图详细说明本发明的优选实施方式。
图1是工件粘贴装置10的主视图，图2是按压工作台18的剖视说明图，图3是板22的俯视图。
在图1中，附图标记12是具有加热工作台14的第1台，附图标记16a、16b是与第1台12相邻设置且具有按压工作台18的第2台。
加热工作台14内置有第1加热器(未图示)，加热工作台14借助支承构件21水平地固定在基台20上。将粘贴有工件23的板22搬入到加热工作台14上。
附图标记24是定位用缸体(气缸、油压缸)，该定位用缸体24配置在加热工作台14下方，具有与连杆(rod)相连结的3根定位销25(在图1中只表示2根)。定位销25沿上下方向贯穿设于加热工作台14的通孔26，自加热工作台14的上表面突出或没入在该上表面。板22与定位销25相对应地设有3个透孔27。
板22在本实施方式中由人工搬入到加热工作台14上，届时，通过使定位销25进入到透孔27内地载置板22，从而将板22定位在加热工作台14上。在板22上标注有表示工件23的粘贴位置的标记。在本实施方式中，如图3所示，作为标记，在板22上沿所载置的工件23的外周缘的外侧地设有周槽23a。通过以收在该周槽23a内侧的方式载置工件23，能够将工件23配置在板22上的所需位置。另外，在粘贴工件23时，周槽23a也作为供溢出的多余的蜡流入的槽而发挥功能。
加热工作台14设有用于检测由第1加热器加热的加热工作台14的温度的第三温度检测部(未图示)。利用控制部45控制第1加热器的开启及关闭，以使由该第三温度检测部检测的温度在规定的设定温度范围内。
另外，在加热工作台14的上方配置有红外温度传感器(第二温度检测部)28。红外温度传感器28对载置在加热工作台14上的板22的表面温度进行检测。
第2台16a、16b中的按压工作台18也利用支承构件30分别水平地支承在基台20上。按压工作台18如图2所示，具备第2加热器31和供给冷却水的冷却机构32。为了将搬入到按压工作台18上的板22迅速冷却，优选在比第2加热器31靠近按压工作台18的表面侧的位置设置供按压工作台18中的冷却水流通的水套32a。
图1表示冷却机构32中的冷却水的回路。附图标记36是与供给、贮存进行了温度调整的冷却水的水槽(未图示)相连接的连接口，附图标记37是冷却水的流出路径，附图标记38是冷却水的返回路径，冷却水在按压工作台18的水套32a内经过而自排出口39排出。另外，附图标记40是排水管，通过打开未图示的阀而能够排出回路中的冷却水。
第2台16a、16b与第1台12相同，也设有定位用缸体24、具有3根定位销25的定位机构，能够对自加热工作台14搬入的板22进行定位。
另外，按压工作台18也设有用于检测由第2加热器31加热的按压工作台18的温度的第三温度检测部(未图示)。利用控制部45控制第2加热器31的开启及关闭，以使利用该第三温度检测部检测的温度在规定的设定温度范围内。
在按压工作台18的上方相对于按压工作台18上下移动(靠近、离开)自如地设有按压头42。按压头42在第2台16a侧设有3个，在第2台16b侧设有5个(在图1中只表示3个)。即，在第2台16a中粘贴比较大的工件23，能在1个板22上粘贴3张工件23，另一方面，在第2台16b中粘贴比较小的工件23，能够在1个板22上粘贴5张工件23。
各按压头42分别由支承于基台20的缸体(驱动部)44上下驱动。
板22在加热工作台14上被加热，在所需位置涂敷有蜡，且在将工件23载置在该蜡上之后，将板22搬入到按压工作台18上，在各按压头42与按压工作台18之间按压板22上的工件23。
另外，在各按压头42中设有由热电偶46构成的第一温度检测部。热电偶46的前端到达按压头42的下部，热电偶46能够检测按压头42的下部侧(与按压工件23的面邻近的部位)的温度。
本实施方式中的工件粘贴装置10以上述方式构成。
接下来，一并说明粘贴装置10的动作和本实施方式中的工件粘贴方法。
在第1台12上，对第1加热器通电而将加热工作台14加热到所需温度(例如120℃～125℃)。加热工作台14的温度由第三温度检测部检测，且被控制成维持在所需温度范围内。
接着，利用定位销25对板板22进行定位并将板22搬入(在本实施方式中由人工搬入)在加热到该所需温度的加热工作台14上，利用自加热工作台14传递来的热量将板22加热至所需温度(例如110℃)。利用红外温度传感器28检测该板22的温度。
在将板22加热至所需温度后，在板22的所需位置(工件粘贴位置)涂敷所需量的蜡。蜡的涂敷由人工进行，但也可以适当地用涂敷机自动地进行。由于板22被预先加热至所需温度，所以涂敷在板22上的蜡熔化。
另一方面，在第2台16a、16b上，也对第2加热器31通电而将按压工作台18加热至所需温度(例如120℃～125℃)。按压工作台18的温度也由第三温度检测部检测，且被控制成维持在所需温度范围内。另外，冷却机构32停止供给冷却水，冷却水也被加热。这样，通过也将冷却水加热，能够利用自冷却水传递来的热量均匀地加热按压工作台18。
另外，届时，使按压头42下降而使按压头42与按压工作台18相接触，利用自按压工作台18传递来的热量将按压头42加热至所需温度(例如110℃)。按压头42的温度由热电偶46检测。
在按压头42的温度上升至所需温度后，使按压头42自按压工作台18上升而离开按压工作台18，将在加热工作台14上被加热且载置有工件23的板22搬入并定位于按压工作台18上。
接着，使按压头42下降而靠近按压工作台18，利用加热到所需温度的按压头42和按压工作台18，隔着板22对工件23进行所需时间(例如1分钟)的按压。由于是在按压头42和板22均被加热到所需温度的状态下按压工件23，因此能使蜡充分涂匀，以一样的厚度延展。
在利用按压头42进行了所需时间的按压的阶段，停止向第2加热器31通电，并且向冷却机构32中供给冷却水而将按压工作台18冷却，进而利用热传导将板22和按压头42冷却。由此，蜡固化而将工件23粘贴在板22上。
在该冷却工序中，按压头42的温度由热电偶46检测，在该按压头42的温度下降至所需温度(例如35℃)的时刻，结束由按压头42进行的按压，使按压头42上升，自按压工作台18上取出板22而完成工件23的粘贴。
也可以仅利用按压时间来管理由按压头42进行的对工件23的按压，如上所述，通过检测按压头42的温度，在按压头42的温度下降到比所需温度低的阶段结束按压，能够使蜡可靠地固化。即，检测到距按压工作台18最远的按压头42的温度下降至比蜡的固化温度低的情况下，结束由按压头42进行的按压，从而能够使蜡可靠地固化。
另外，加热工作台14、板22、按压工作台18和按压头42的加热温度、冷却温度并不限定于上述温度，当然可以根据蜡的种类等适当地选择。另外，在上述实施方式中，在加热工作台14上进行蜡的涂敷、以及向所涂敷的该蜡上供给工件23。但是，根据情况的不同，也可以在加热工作台14上只进行板22的加热，在将被加热了的板22搬入到按压工作台18上后，在按压工作台18上进行蜡的涂敷和工件23的供给。
在本实施方式中，工件的种类并不特别限定于硅晶圆等，但在进行形成有氮化物半导体层(GaN(氮化镓)等)的蓝宝石衬底的粘贴的情况下，特别优选工件是硅晶圆。
在蓝宝石衬底上外延生长有氮化物半导体层(GaN(氮化镓)等)的工件的情况下，由于该工件由热膨胀率不同的2层构成等理由，所以有时容易发生翘曲。在本实施方式中，利用升温至规定温度的板22和按压头42在规定时间内按压工件23，在蜡正在熔融的状态下进行按压至翘曲消失，接着进行冷却。并且，如上所述，检测按压头42的温度，利用按压头42按压工件直到该温度达到所需温度以下，从而能够使蜡完全固化，不会再发生翘曲，且能够以一样厚度的蜡高平坦精度地粘贴工件。另外，在该情况下，由于研磨蓝宝石衬底，因此当然要使氮化物半导体层朝向板22侧地将工件粘贴在板22上。
另外，在上述实施方式中，使按压头42相对按压工作台18上下移动，但可以使按压头42相对于按压工作台18靠近、离开。
另外，在上述实施方式中设有2个第2台16，但也第2台16可以设置1个或3个以上的多个。另外，各台中的按压头42的数量也没有特别限定。
另外，关于板在各台上的或在各台间的移动，也可以设置移动装置而自动地搬入搬出板。
图4表示各设有1个第1台12和第2台16的实施方式。另外，由于各构件与图1所示的实施方式相同，因此标注与图1相同的附图标记而省略对其说明。
在上述各实施方式中，可以将按压头42改变成图5所示的实施方式的按压头。图5是该按压头42的说明剖视图。
在本实施方式中，在按压头42中设有第3加热器47和冷却机构48。第3加热器47借助挠性的电缆(未图示)与电源相连接，冷却机构48也借助挠性的管(未图示)与冷却水供给源相连接。
在本实施方式中，能够利用第3加热器47直接加热按压头42，因此能够更加顺利地进行加热。另外，在使蜡固化时，停止向第3加热器47通电，向冷却机构48中供给冷却水，从而能够更加顺利地冷却按压头42。因而，能够缩短整体的生产节拍间隔时间。这一连串的控制也由控制部45进行。
另外，也可以在按压头42中只设置第3加热器而省略冷却机构48。
图6是表示工件粘贴装置10的又一实施方式的主视图。
对于与图1所示的实施方式相同的构件，标注与图1相同的附图标记而省略对其说明。
在本实施方式中，省略第1台12而只设有第2台16。与图2所示的结构相同，在第2台16中的按压工作台18中设有加热器31和冷却机构32，在该第2台18上，进行从板22的加热到工件23的粘贴的所有工序。
下面，一并说明图6所示的粘贴装置10的动作和工件粘贴方法。
首先，对按压工作台18的加热器31通电，将按压工作台18加热至所需温度(例如120℃～125℃)。
另外，使按压头42下降而与按压工作台18相接触，利用自按压工作台18传递来的热量将按压头42加热至所需温度(例如110℃)。
在将按压头42加热至所需温度后，使按压头42上升而开放按压工作台18上的空间。
然后，将板22搬入并定位于按压工作台18上，利用自按压工作台18传递来的热量将板22加热至所需温度(例如110℃)。该板22的温度由红外温度传感器(未图示)检测较好。
在将板22加热至所需温度后，在板22的所需位置涂敷蜡，并使该蜡熔融。
在蜡熔融后，在蜡上载置工件23。
然后，使按压头42下降而靠近按压工作台18，利用加热到所需温度的按压头42和按压工作台18隔着板22对工件23进行所需时间(例如1分钟)的按压。由于在按压头42和板22均加热到所需温度的状态下按压工件23，因此能够使蜡充分地涂匀，以均匀的厚度延展。
在利用按压头42在所需时间内进行了按压的阶段，停止向加热器31通电，并且向冷却机构32中供给冷却水而使按压工作台18冷却，进而利用热传导将板22和按压头42冷却。由此，能够使蜡固化而将工件23粘贴在板22上。
在该冷却工序中，按压头42的温度由热电偶46检测，在该按压头42的温度下降至所需温度(例如35℃)的时刻，结束由按压头42进行的按压，使按压头42上升，自按压工作台18上取出板22而完成工件23的粘贴。
也可以仅利用按压时间来管理由按压头42进行的对工件23的按压，如上所述，通过检测按压头42的温度，进而在按压头42的温度下降到比所需温度低的阶段结束按压，能够使蜡可靠地固化。即，检测到距按压工作台18最远的按压头42的温度下降至比蜡的固化温度低的情况下，结束由按压头42进行的按压，从而能够使蜡可靠地固化。
在本实施方式中，也可以如图5所示地在按压头42中设有加热器47和冷却机构48。在该情况下，由于能够利用加热器47直接加热按压头42，因此能够更加顺利地进行加热。另外，在使蜡固化时，停止向加热器47通电，向冷却机构48中供给冷却水，从而能够更加可靠地冷却按压头42。因而，能够缩短整体的生产节拍间隔时间。
另外，在冷却按压头42时，也可以不通过检测按压头42的温度来决定按压的结束，而是通过检测板22的温度来决定按压的结束。
另外，在该情况下，也可以在按压头42中只设置第3加热器而省略设置冷却机构48。

Claims (15)

1.一种工件粘贴方法，其使用工件粘贴装置在板上粘贴工件，该工件粘贴装置包括：按压工作台，其具备加热器和冷却机构；按压头，其以能相对于按压工作台自由地靠近、离开的方式配置在该按压工作台的上方，该工件粘贴方法的特征在于，
包括如下工序：
将预先加热至所需温度的板搬入到上述按压工作台上，或在将板搬入到上述按压工作台上后，在该按压工作台上将板加热至所需温度；
在加热至所需温度的上述板上的所需位置涂敷蜡；
在被加热而熔融了的蜡上载置工件；
将上述按压头加热到所需温度；
使上述按压头相对于上述按压工作台靠近，利用上述板和被加热着的上述按压头对上述工件进行所需时间的按压；
在利用上述按压头按压了工件的状态下，利用上述冷却机构冷却上述按压工作台和上述板，使上述蜡固化而将工件粘贴在上述板上；
使上述按压头相对于上述按压工作台离开，将粘贴有工件的上述板自上述按压工作台上搬出。
2.根据权利要求1所述的工件粘贴方法，其特征在于，
在利用上述按压头按压工件而将工件粘贴在上述板上的工序中，检测上述按压头的温度，当确认到按压头的温度下降到规定的温度以下后，解除由按压头进行的按压。
3.根据权利要求1或2所述的工件粘贴方法，其特征在于，
利用独立于上述按压工作台设置的具有加热器的加热工作台预先加热上述板，然后将该板搬入到上述按压工作台上。
4.根据权利要求1～3中任意一项所述的工件粘贴方法，其特征在于，
使上述按压头与上述按压工作台相接触而将该按压头加热至所需温度。
5.根据权利要求1～3中任意一项所述的工件粘贴方法，其特征在于，
利用内置在上述按压头中的加热器将上述按压头加热至所需温度。
6.根据权利要求1～5中任意一项所述的工件粘贴方法，其特征在于，
将形成有氮化物半导体层的蓝宝石衬底以氮化物半导体层朝向板侧的方式粘贴在板上。
7.一种工件粘贴装置，其包括按压工作台和按压头，该按压头以能相对于按压工作台自由地靠近、离开的方式配置在该按压工作台的上方，该工件粘贴装置通过利用该按压工作台和按压头进行按压，借助蜡将工件粘贴在板上，该工件粘贴装置的特征在于，
上述按压工作台具备加热器和冷却机构；
加热上述按压工作台和上述按压头而隔着涂敷在板上的蜡按压工件，在使蜡延展后，利用上述冷却机构冷却上述按压工作台和上述板，从而使蜡固化而将工件粘贴在上述板上。
8.根据权利要求7所述的工件粘贴装置，其特征在于，
该工件粘贴装置具备用于检测上述按压头的温度的第一温度检测部；
在使上述按压工作台冷却而使蜡固化时，利用上述第一温度检测部检测上述按压头的温度，当确认到按压头的温度下降到规定的温度以下后，解除由按压头进行的按压。
9.根据权利要求8所述的工件粘贴装置，其特征在于，
上述第一温度检测部检测上述按压头的与按压上述工件的面相邻近的部位的温度。
10.根据权利要求7～9中任意一项所述的工件粘贴装置，其特征在于，
使上述按压头与上述按压工作台相接触而将该按压头加热至所需温度。
11.根据权利要求7～9中任意一项所述的工件粘贴装置，其特征在于，
上述按压头具备加热器和冷却机构。
12.根据权利要求7～11中任意一项所述的工件粘贴装置，其特征在于，
该工件粘贴装置具有独立于上述按压工作台设置的具有加热器的加热工作台；
利用该加热工作台预先将板加热，然后将该板搬入到上述按压工作台上。
13.根据权利要求7～12中任意一项所述的工件粘贴装置，其特征在于，
在上述按压工作台中，以使上述冷却机构位于该按压工作台的供上述板搬入的表面侧的方式内置该冷却机构。
14.根据权利要求12或13所述的工件粘贴装置，其特征在于，
该工件粘贴装置具有第二温度检测部，该第二温度检测部检测被搬入到上述加热工作台上的上述板的温度。
15.根据权利要求12～14中任意一项所述的工件粘贴装置，其特征在于，
该工件粘贴装置具有第三温度检测部，该第三温度检测部分别检测上述按压工作台和上述加热工作台的温度。
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