CN103620759B - 带贴附设备 - Google Patents

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Abstract

带贴附设备(1)包括将室(6)上方形成的气密空间5分隔成第一气密空间(7)和第二气密空间(8)的橡胶板(10)、将带(11)保持在橡胶板(10)上方的带框架(12)、和通过将气体供应给第一气密空间(7)和第二气密空间(8)或从第一气密空间(7)和第二气密空间(8)抽吸气体而在加压与减压之间进行切换的给排气机构(3)，其中晶片(9)放置在橡胶板(10)的顶部表面上，并且其中在第一气密空间(7)和第二气密空间(8)被减压之后，通过对第二气密空间(8)加压并因此使橡胶板(10)膨胀，晶片(9)被贴附在带(11)，并且通过给第一气密空间(7)加压使橡胶板(10)收缩。给排气机构(3)包括控制当第一气密空间(7)被减压时抽吸气体的流量的第一流量控制阀(27)和控制当第一气密空间(7)被加压时供应的流量的第二流量控制阀(28)。

Description

带贴附设备
技术领域
本发明涉及一种用于将切割带贴附到半导体晶片等上的带贴附设备。具体地，本发明涉及一种适用于将带贴附在具有脆性结构的贴附目标对象上的设备。
背景技术
传统地，如图17中所示，当在半导体制造过程中将切割带贴附到半导体晶片上时，例如，晶片42放置在基台41上，并且通过使用具有粘附在其表面上的橡胶的辊44、圆柱形块等从上面压带43而将带43贴附在晶片42。然而，该方法具有的问题在于因此在大气中实施该过程，因此空气往往会被圈闭在晶片42与带43之间，并且如果在这种状态下实施切割(即，芯片被分割)，则会出现裂缝和碎裂。
因此，已经提出了一种在真空下贴附带的贴附设备。例如，如图18所示，专利文献1公开了一种带贴附设备50，所述带贴附设备50包括：室52，所述室52中形成有气密空间51；将气密空间51分成第一气密空间53和第二气密空间54的橡胶板56；将带57保持在橡胶板56上方的框架基台58；和第一空气流道59和第二空气流道60，所述第一空气流道59和第二空气流道60用于使第一气密空间53和第二气密空间54的气压状态在真空／大气状态之间进行切换，其中晶片55放置在橡胶板56的顶部表面上。
在带贴附设备50中，首先使第一气密空间53和第二气密空间54处于真空状态，然后仅将第二气密空间54切换到大气状态，从而在第一气密空间53和第二气密空间54之间产生压力差。因此，橡胶板膨胀，并且晶片55被上推，从而使晶片55与带57的粘合表面(后表面)接触。本带贴附设备50使得可以在真空下将带57贴附在晶片55上并因此防止空气被圈闭在带57与晶片55之间。
引用列表
专利文献
专利文献1：日本专利No.4143488
发明内容
技术问题
近年来，由于电子设备等的尺寸的减小，使电路小型化发展的超薄半导体芯片已经变得普遍。进一步地，自然地，用于这种半导体芯片的晶片的厚度的减少也快速发展。这种薄晶片自然具有低强度，并因此往往会翘曲。因此，问题在于所述晶片在垂直压力和冲击下极其脆弱，并且当将带贴附在晶片上时可能会出现裂缝和碎裂。因此，期望研制一种除了防止空气被圈闭在晶片与带之间之外还能够减小将带贴附在晶片上时施加在晶片上的载荷的贴附设备。
进一步地，近年来，上面安装有诸如MEMS(微电机械系统)的脆性构造的晶片(在下文中称作“MEMS晶片”)的使用已经变得普遍。作为MEMS晶片，如图19A所示9，例如，具有晶片9，在晶片9中，薄膜31A被贴附以覆盖形成在晶片9中的凹入部，并因此在晶片9内部形成气密空间32A。进一步地，作为类似于此的MEMS晶片，具有晶片9，在晶片9中，通孔(一个或多个)形成在薄膜31A或晶片9的一部分中，使得空气可以在气密空间32A与外部空间之间移动。进一步地，如图20A所示图，例如，具有晶片9，在晶片9中，薄膜31B被贴附以覆盖通过晶片9形成的开口部的口部中的一个。
应该注意的是当使用专利文献1中公开的带贴附设备50将带57贴附在如图19或图20所示的MEMS晶片上时会出现以下问题。
在带贴附设备50中，首先，MEMS晶片放置在橡胶板56上，并且通过从第一气密空间53抽吸空气来对第一气密空间53进行减压。然而，在使用图19A中所示的其中通孔(一个或多个)形成在薄膜31A或晶片9的一部分中的MEMS晶片或图20A所示的MEMS晶片的情况下，当从第一气密空间53快速抽吸空气时，从第一气密空间53流出的空气的速度变得非常高。因此，存在薄膜31A或31B由于第一气密空间53的空气移动而振动并被破坏的风险。
进一步地，在带贴附设备50中，通过从第一气密空间53抽吸空气而使第一气密空间53进入真空状态。然而，在使用其中在薄膜31或晶片9中没有形成通孔的MEMS晶片的情况下，由于从第一气密空间53抽吸空气在形成在MEMS晶片的气密空间32A与第一气密空间53之间产生压力差。因此，如图19B所示，气密空间32A的空气膨胀，并且从气密空间32A侧将压力施加在薄膜31A上。因此，薄膜31A被上推到第一气密空间53侧。接着，当从气密空间32A侧施加在薄膜31A上的压力达到极限时，薄膜31A可能会被破坏。
进一步地，当将带57贴在图20A所示的MEMS晶片上时，在真空第一气密空间53中带57被贴附以遮盖通过晶片9形成的开口部的其它口部。因此，MEMS晶片的开口部被薄膜31B和带57遮盖，从而形成真空气密空间32B。
在这种状态下，当通过将空气供应给第一气密空间53而使第一气密空间53的压力增加到大气压力时，在气密空间32B与第一气密空间53之间产生压力差。因此，如图20B所示，压力从第一气密空间53侧被施加在薄膜31A上，并且薄膜31B朝向气密空间32B侧收缩(即，弯曲)。接着，当从第一气密空间53侧施加在薄膜31B上的压力达到极限时，薄膜31B可能会被破坏。
如上所述，当通过使用专利文献1中所公开的带贴附设备50将带57贴附在MEMS晶片上时存在问题，存在当第一气密空间53的压力状态在带57的贴附过程之前和之后的状态之间变化时安装在MEMS晶片上的脆性结构可能会被破坏的风险。
因此，鉴于现有技术中的上述问题已经形成了本发明，并且本发明的目的是提供一种当将带贴附在包括安装有脆性结构的贴附目标对象上时能够减小贴附目标对象的载荷并从而防止贴附目标对象被破坏或损坏的带贴附设备。
技术方案
为了实现上述目的，本发明的带贴附设备包括：容器，所述容器中形成有气密空间；弹性板，所述弹性板将气密空间分隔成位于上面的第一气密空间和位于下面的第二气密空间，带贴附目标对象放置在第一气密空间侧；带保持构件，所述带保持构件将带保持在第一气密空间内部并定位带远离放置在弹性板上的带贴附目标对象预定距离；和空气压力切换装置，用于通过将气体供应给第一气密空间和第二气密空间或从第一气密空间和第二气密空间抽吸气体而在加压与减压之间进行切换，其中在第一气密空间和第二气密空间被减压并因此被抽真空之后，通过对第二气密空间加压，使弹性板膨胀，以及向上推动带贴附目标对象，带贴附目标对象被贴附在带上；以及弹性板通过对第一气密空间加压而收缩，其中空气压力切换装置包括：第一流量控制装置，用于当从第一气密空间抽吸气体时控制气体的流量；和第二流量控制装置，用于当将气体供应给第一气密空间时控制气体的流量，以及其中当第一气密空间被减压时，在通过使用第一流量控制装置控制气体的流量的同时，气体从第一气密空间被抽吸，以及当第一气密空间被加压时，在通过使用第二流量控制装置控制气体的流量的同时，气体被供应给第一气密空间。
进一步地，根据本发明，在带被贴附在贴附目标对象之前，当第一气密空间被减压时，在控制气体的流量的同时，气体从第一气密空间被抽吸。进一步地，在带被贴附在贴附目标对象之后，当第一气密空间被加压时，在控制气体的流量的同时，气体被供应给第一气密空间。因此，可以防止安装在贴附目标对象上的脆性结构由于气体移动而被破坏或损坏。
上述带贴附设备可以进一步地包括用于检测第一气密空间的真空水平的真空水平检测装置，并且第一气密空间可以被减压直到第一气密空间的真空水平达到预定真空水平为止。
在上述带贴附设备中，第一内部气密空间可以形成在带贴附目标对象中，并且预定真空水平可以是使得带贴附目标对象由于由第一气密空间的减压导致的第一内部气密空间与第一气密空间之间的压力差而没有被破坏的真空水平。因此，可以防止安装在贴附目标对象上的脆性结构在第一气密空间被减压时被破坏或损坏。
在上述带贴附设备中，第二内部气密空间可以通过带的贴附形成在带贴附目标对象中，并且预定真空水平可以是使得带贴附目标对象由于由第一气密空间的加压导致的第二内部气密空间与第一气密空间之间的压力差而没有被破坏的真空水平。因此，可以防止安装在贴附目标对象上的脆性结构在第一气密空间被加压时被破坏或损坏。
在上述带贴附设备中，带贴附目标对象可以贴附在带上，同时控制第二气密空间的加压量，从而当向上推动带贴附目标对象时以逐渐的方式或步进式将弹性板的膨胀速度从低速改变到高速。因此，可以贴附带同时最小化贴附目标对象的载荷。因此，即使贴附目标对象具有低刚性，也可以贴附带，同时防止贴附目标对象被破坏或损坏。
在上述带贴附设备中，弹性板可以以第一速度膨胀，直到带贴附目标对象与带之间的接触面积达到预定尺寸为止，然后弹性板的膨胀速度可以被切换到高于第一速度的第二速度，并且可以使带贴附目标对象的整个贴附表面与带接触，第一速度是使得带贴附目标对象可以以带贴附目标对象没有被破坏的推压压力压在带上的速度。因此，可以在不会将任何过大的载荷施加在贴附目标对象上的情况下增加贴附目标对象与带之间的贴附面积。
在上述带贴附设备中，在弹性板以第一速度膨胀之前，弹性板可以以低于第一速度的第三速度膨胀，并且可以使带贴附目标对象的中心部分与带接触。因此，可以可靠地使贴附目标对象与带接触，同时保持贴附目标对象的姿势和位置不变。
在上述带贴附设备中，通过对第一气密空间和第二气密空间抽真空，然后堵塞第二气密空间同时保持第一气密空间处于真空状态下，弹性板可以以第三速度膨胀。
在上述带贴附设备中，当弹性板以第二速度膨胀时，带贴附目标对象和带可以被向上推，并因此压靠在气密空间的顶表面上，同时保持带贴附目标对象和带相互接触。因此，可以平直贴附目标对象的翘曲并提高贴附目标对象与带之间的粘附。
技术效果
如上所述，根据本发明，当带贴附在包括上面安装有脆性结构的贴附目标对象上时，可以减小贴附目标对象的载荷，因此防止贴附目标对象被破坏或损坏。
附图说明
图1是显示根据本发明的带贴附设备的一个示例性实施例的横截面；
图2A是图1所示的第二给排气管的开口的放大俯视图；
图2B是显示图1的第二给排气管的开口的沿图2A中的线IIB-IIB截得的放大横截面；
图3A是图1所示的间隔器的放大俯视图；
图3B是显示图1所示的间隔器沿图3A的线IIIB-IIIB截得的放大横截面；
图4A是显示图1所示的橡胶板和推压环的放大俯视图；
图4B是显示图1所示的橡胶板和推压环的放大图并且为沿图4A的线IVB-IVB截得的推压环的横截面；
图5是显示使用图1所示的带贴附设备的带贴附方法的过程的主要流程图；
图6是带贴附过程的流程图并显示了抽真空过程；
图7是带贴附过程的流程图并显示了氮气注入过程；
图8是显示在抽真空过程中执行的氮气注入过程的子流程图；
图9是带贴附过程的流程图并显示了低速贴附过程；
图10是带贴附过程的流程图并显示了中速贴附过程；
图11是带贴附过程的流程图并显示了高速贴附过程；
图12是带贴附过程的流程图并显示了稳定化过程；
图13是带贴附过程的流程图并显示了橡胶收缩过程；
图14是带贴附过程的流程图并显示了橡胶平坦化过程；
图15A是用于说明图4所示的间隔器的操作和效果的大致示意图并显示了其中没有设置间隔器的情况；
图15B是用于说明图4所示的间隔器的操作和效果的大致的图并显示了其中设有间隔器的情况；
图16是显示第一气密空间和第二气密空间中的压力变化的大致图；
图17是显示现有技术中的带贴附方法的一个示例的大致图；
图18是显示现有技术中的带贴附方法的另一个示例的大致图；
图19A是显示MEMS晶片的一个示例的大致图；
图19B是显示MEMS晶片的一个示例的大致图；
图20A是显示一个MEMS晶片的另一个示例的大致图；和
图20B是显示MEMS晶片的另一个示例的大致图。
具体实施方式
接下来，参照附图说明实施本发明的示例性实施例。
图1显示根据本发明的带贴附设备的一个示例性实施例。该带贴附设备1大致由设备主体2、将空气(清洁空气)和氮气供应给设备主体2并从设备主体2抽吸空气等的给排气机构3、和控制空气的给排气时间等的控制单元4构成。
设备主体2是用于执行贴附操作的设备，并例如形成圆筒形形状。本设备主体2包括：其中形成有气密空间5的室(容器)6；将气密空间5分隔成第一气密空间7和第二气密空间8的橡胶板10；将带11保持在橡胶板10上方的带框架12；将氮气供应给第一气密空间7和从第一气密空间7抽吸空气的第一给排气管13；将空气供应给第二气密空间8和从第二气密空间8抽吸空气的第二给排气管14；和检测气密空间5的真空水平的真空水平传感器15。进一步地，圆盘形晶片9放置在橡胶板10的顶部表面上。
室6由两个分割部分构成，即，由上室(上盖)6a和下室(基台)6b构成。向上凹的凹部形成在上室6a内侧。用于确保气密空间5的气密性的密封环16设置在上室6a与下室6b之间。
上述第一给排气管13和第二给排气管14铺设在下室6b内部。在这些管中，如图2A和2B所示，网盖14a设置在第二给排气管14的开口中，其中所述网盖14a具有形成通过所述网盖的多个小孔。该网盖14a被设置成当抽吸空气时增加有效横截面(即，第二给排气管14的直径)，同时防止橡胶板10(随后描述所述橡胶板10)被吸入到第二给排气管14中。
进一步地，如图1所示，具有预定高度的多个间隔器17形成在下室6b的顶部表面上。如图3A和3B所示，这些间隔器17以十字状结构绕第二给排气管14的口部布置。
进一步地，如图1所示，弹性橡胶板10放置在下室6b的顶部表面上。例如，橡胶板10优选地由具有极好的阻气特性的诸如氯丁橡胶和乙丙橡胶(乙烯丙烯橡胶)的弹性体形成。要注意的是间隔器17优选地由类似于橡胶板10的材料的材料形成以防止对橡胶板10的损坏。
如图4A和4B所示，当从顶部看时具有环形形状的推压环18放置在橡胶板10的周边之上。推压环18被螺纹连接在下室6b上，从而固定橡胶板10。多个凹槽19形成在推压环18中，并且推压环18内部的空间7a通过这些凹槽19与推压环18外部的空间7b连接。要注意的是代替推压环18或除了推压环18之外，凹槽19可以形成在带框架12(随后描述所述带框架)中。
如图1所示，当从顶部看时具有环形形状的带框架12放置在推压环18的顶部表面上。后表面涂有诸如UV(紫外线)固化树脂和热固性树脂的粘合剂的带11贴附在带框架12的顶部表面上。带11以一定的拉力被贴附，从而防止带11的翘曲和褶皱。
要注意的是带11的贴附不局限于贴附到带框架12的顶部表面上。例如，带11可以从前面和后面被两个框架夹持。即，可以使用任何类型的贴附办法，只要不会导致带11的翘曲和褶皱即可。
晶片9例如是包括上面安装有脆性结构的MEMS晶片。如图19A所示，通过蚀刻等形成凹部，并且薄膜31A被粘贴以遮盖该凹部。因此，在晶片9内部形成气密空间32A。要注意的是通孔(一个或多个)可以形成在薄膜31A和／或晶片9的一部分中，使得气体可以在气密空间32A与外部空间之间移动。
进一步地，例如，可以使用如图20A所示的其中通过蚀刻等使开口部通过晶片形成并且薄膜31B被贴附以遮盖该开口部的口部中的一个的晶片9作为晶片9。在图19A和20A的晶片9中，与粘贴有薄膜31A和31B的表面相对的表面变成带贴附表面。
给排气机构3包括：供应氮气的氮气供应源21；供应空气的空气供应源22；抽吸空气和氮气的真空泵23；设置在氮气供应源21和真空泵23与第一给排气管13之间的第一电磁阀24；设置在空气供应源22和真空泵23与第二给排气管14之间的第二电磁阀25；设置在第二电磁阀25与空气供应源22之间的第三电磁阀26；设置在第一电磁阀24与真空泵23之间的第一流量控制阀27；设置在第一电磁阀24与氮气供应源21之间的第二流量控制阀28；和设置在第二电磁阀25与第三电磁阀26之间的第三流量控制阀29。
第一电磁阀24被设置成选择性地连接第一给排气管13与第一流量控制阀27(真空泵23)或第二流量控制阀28(氮气供应源21)。第二电磁阀25被设置成选择性地连接第二给排气管14与第三电磁阀26或真空泵23。进一步地，第三电磁阀26被设置成选择性地连接第二给排气管14与第三流量控制阀29或空气供应源22。
第一流量控制阀27被设置成控制通过真空泵23抽吸的空气等的流量，而第二流量控制阀28被设置成控制从氮气供应源21供应的氮气的流量。进一步地，第三流量控制阀29被设置成控制从空气供应源22供应的空气的流量。
可以根据设置改变由第一流量控制阀27和第二流量控制阀28控制的空气等的流量，并且当通过带贴附设备1贴附带时预先设定所述空气等的流量。通过使用第一流量控制阀27和第二流量控制阀28控制被抽吸或供应的空气等的流量，可以改变第一气密空间7的减压／加压速度。
可以根据将在上面贴附带11的晶片9的状态设定由第一流量控制阀27和第二流量控制阀28设定的流量。例如，当类似于图19A和19B或图20A和20B所示的MEMS晶片的包括上面安装有脆性结构(薄膜31A或31B)的MEMS晶片用作晶片9时，将流量设定到脆性结构不会由供应／抽吸空气等所产生的压力被破坏的流量。要注意的是脆性结构没有被破坏的压力取决于基于脆性结构的厚度、形状等确定的脆性结构的耐压性而改变。因此，在实际操作期间的流量根据将要使用的晶片9的状态被适当确定。
控制单元4被设置成根据真空水平传感器15的输出和／或内置计时器4a的输出控制第一至第三电磁阀24-26的动作，并因此控制设备主体2的第一气密空间7和第二气密空间8的加压／减压。
接下来，参照图1-14说明使用具有上述结构的带贴附设备1的贴附方法。根据以下所示的过程程序说明贴附方法。要注意的是在下面的说明中，说明了其中UV固化树脂用作用于带11的粘合剂的一个示例。
(1)初始状态
(2)抽真空过程
(3)低速贴附过程
(4)中速贴附过程
(5)高速贴附过程
(6)稳定化过程
(7)橡胶收缩过程
(8)橡胶平坦化过程
(1)初始状态
首先，在图1中，第二电磁阀25向真空泵23侧打开，因此使第二气密空间8(位于橡胶板10下方的气密空间)处于减压气氛状态。在该状态下，上室6a被打开，并将晶片9放置在橡胶板10的顶部表面的中心上，使得所述晶片9的带贴附表面面向上。接下来，将带11的后表面(粘合表面)贴附在带框架12的顶部表面上，并将上面贴附有带11的带框架12放置在推压环18上。
(2)抽真空过程
在关闭上室6a之后，如图6所示，第一电磁阀24向真空泵23侧打开，因此第一给排气管13通过第一流量控制阀27连接到真空泵23。依此方式，通过从第一气密空间7抽吸空气同时通过使用第一流量控制阀27控制空气的流量而使第一气密空间7(位于橡胶板10上方的气密空间)处于减压气氛状态下(图5中的步骤S1)。
要注意的是当图19A和19B中所示的MEMS晶片用作晶片9时，该抽真空过程在形成在晶片9中的气密空间32A与第一气密空间7之间产生压力差。因此，载荷被施加在为脆性结构的薄膜31A上，并因此薄膜31A可能被破坏。因此，在该示例性实施例中，通过真空水平传感器15检测第一气密空间7的真空水平，并且第一气密空间7被减压使得检测到的真空水平不会超过预先限定的预定真空水平。
当图19A和19B或图20A和20B中所示的MEMS晶片用作晶片9时，在上述抽真空过程或橡胶收缩和平坦化过程(将在随后被描述)中，预先限定的真空水平可以是使得脆性结构(薄膜31A或31B)没有被由形成在MEMS晶片中的气密空间32A或32B与第一气密空间7之间的真空水平差导致的压力差破坏的真空水平。要注意的是脆性结构没有被破坏的真空水平基于其厚度、形状等改变。因此，在实际操作期间的真空水平根据将要使用的晶片9的状态被适当确定。
要注意的是如图7所示，通过将第一电磁阀24间歇地向第二流量控制阀28侧打开而将氮气注入到第一气密空间7中，同时通过第二流量控制阀28控制氮气的流量。如上所述，通过使用第一流量控制阀27和第二流量控制阀28控制从第一气密空间7抽吸或供应给第一气密空间7的空气等的流量。这是因为通过如此做能够防止安装在晶片9上的脆性结构由于空气等从第一气密空间7或到第一气密空间7的迅速移动而被破坏(如以上在背景技术部分中所述)。
进一步地，氮气被注入到第一气密空间7的理由在于氮气的注入降低氧气的浓度并因此有助于在使氧浓度降低的环境中进行贴附过程。UV固化树脂是强厌氧的。因此，当在具有高氧气浓度的环境中实施贴附时，固化效果降低。因此，当在随后的过程中用UV光照射UV固化树脂时，UV固化树脂的一部分保持未被固化。在这种情况下，当在切割过程之后从带11移除晶片9(芯片)时，不能容易地从带11移除芯片。因此，如上所述，通过将氮气注入到第一气密空间7中而降低第一气密空间7中的氧气浓度，从而防止UV固化树脂的固化效果降低。
可以根据图8所示的流程图实施氮气注入过程。具体地，当在从第一气密空间7抽吸空气时第一气密空间7的真空水平达到第一设定真空水平时，第一给排气管13连接到氮气供应源21，并因此氮气被注入到第一气密空间7中(步骤S11-S13)。接着，继续氮气注入直到第一气密空间7的真空水平达到第二设定真空水平。接着，当真空水平达到第二设定真空水平时，确定氮气注入的次数是否达到设定次数(步骤S14和S15)。作为所述确定结果，如果氮气注入的次数达到设定次数，则通过再次执行抽真空过程抽吸氮气(步骤S16)，并因此使第一气密空间7处于减压气氛状态下，同时保持残留氧气的浓度不大于1％。要注意的是可以在上述预定真空水平范围内任意确定第一设定真空水平和第二设定真空水平。进一步地，还可以任意确定设定次数。
要注意的是考虑到UV固化树脂的特性执行氮气注入过程。因此，当使用除了UV固化树脂之外的粘合剂时，可以省略氮气注入过程。
(3)低速贴附过程
接下来，如图9所示，通过关闭第二电磁阀25并因此阻塞第二给排气管14来气密密封第二气密空间8，同时保持第一气密空间7的真空。在这种状态下，在第二气密空间8中出现自然泄露，并且少量空气流入到第二气密空间8中。因此，在第一气密空间7与第二气密空间8之间出现微小的压力差。
因此，橡胶板10缓慢膨胀并因此缓慢上推放置在橡胶板10之上的晶片9。通过这种缓慢上推过程，使晶片9与带11的粘合表面接触(图5中的步骤S2)，使得晶片9的中心相比于晶片9的其它部分先接触带11。
即，在其中晶片9放置在诸如橡胶板10的非稳定基座上的情况下，如果高速上推晶片9，则往往会破坏晶片9的姿势并因此晶片9的姿势会倾斜。进一步地，晶片9往往会在橡胶板10上滑动，从而改变晶片9的位置。相比之下，通过缓慢上推晶片9，可以使晶片9与带11接触，同时保持晶片9的姿势和位置不变。因此，可以从晶片9的中心开始可靠地贴附晶片9。
(4)中速贴附过程
接下来，如图10所示，通过向空气供应源22侧打开第二电磁阀25并向第三流量控制阀29侧打开第三电磁阀26，将空气供应给第二给排气管14，同时控制所述空气的流量。因此，使第二气密空间8处于加压气氛状态下，并因此增加了第一气密空间7与第二气密空间8之间的压力差。因此，橡胶板10的膨胀速度从低速变化到中速(图5中的步骤S3)。
在这种中速贴附过程中，与在高速贴附过程(下面将描述)的情况相比较，橡胶板10的膨胀速度较低，并且用于晶片9的上推压力较低。在这种过程中，在低压力下执行晶片9到带11的上推，使得在没有将任何过大载荷施加在晶片9上的情况下增加带11与晶片9之间的贴附面积。
在其中晶片9与带11接触的区域中，因带11被贴附在晶片9上并因此增强晶片9，因此能够防止晶片9的裂缝和碎裂。这种过程被执行以增加如上所述的加强区域同时最小化晶片9上的载荷。因此，带11和带框架12与晶片9一起被上推，例如，晶片9的顶部表面的50％-70％与带11接触。
要注意的是在中速贴附过程中橡胶板10的膨胀速度(膨胀压力)被设定到使得可以以不会破坏晶片9的推压力将晶片9压在带11上的速度(膨胀压力)。然而，不会破坏晶片9的推压力基于晶片9的厚度、形状(翘曲状态)等改变。因此，在实际操作期间的贴附速度根据将要使用的晶片9的状态被适当确定。
(5)高速贴附过程
当贴附区域达到晶片的顶部表面的50％至70％并因此降低晶片9的裂缝和碎裂的风险时，通过使第三电磁阀26向第二电磁阀25侧打开来进一步增加第一气密空间7与第二气密空间8之间的压力差，如图11所示。因此，橡胶板10的膨胀速度从中速变化到高速(图5中的步骤S4)，并且晶片9向带11的推压力因此增加。晶片9的整个顶部表面通过这种高速贴附过程被贴附在带11上。
进一步地，在高速贴附过程中，带11和晶片9被压靠在上室6a的顶表面上，使得晶片9的翘曲被平直，并提高了晶片9与带11之间的粘附。要注意的是因为带11用作用于保护晶片9的顶部表面的保护构件，因此晶片9的表面没有被损坏。
如上所述，在带贴附设备1中，当晶片9被贴附在带11上时，执行贴附过程，同时将橡胶板10的膨胀速度逐渐地或以步进式从低速改变到高速。因此，可以执行贴附过程，同时最小化晶片9上的载荷。因此，即使晶片9具有低刚性，带11也可以被贴附在晶片9上，同时防止晶片9被破坏或损坏。
进一步地，在带贴附设备1中，因为通过执行低速贴附过程使晶片9的中心与晶片9的其它部分相比先与带11接触，因此在随后的中速和高速贴附过程中晶片9可以按照从中心朝向周边的顺序的方式被贴附在带11上。因此，即使在晶片9与带11之间存在空气，晶片9也可以被贴附在晶片9上，同时使空气泄漏到外部，因此使得能够防止空气被圈闭在晶片9与带11之间。
要注意的是在低速、中速和高速贴附过程之间的上述切换可以通过自动控制执行。例如，带贴附设备可以被构造成使得通过使用装入控制单元4中的计时器4a根据逝去时间切换贴附速度。
(6)稳定化过程
接下来，如图12所示，通过关闭第一电磁阀24和第二电磁阀25气密密封第一气密空间7和第二气密空间8，从而堵塞第一给排气管13和第二给排气管14。这样，保持晶片9和带11的推压状态持续预定时间，并因此稳定带11与晶片9之间的粘附(图5中的步骤S5)。
(7)橡胶收缩过程
接下来，如图13所示，通过使第一电磁阀24向第二流量控制阀28侧打开同时保持第二电磁阀25处于关闭状态，通过第二流量控制阀28将氮气供应给第一气密空间7，同时控制所述氮气的流量。因此，橡胶板10以低速收缩，并且带11、晶片9和带框架12因此缓慢下降(图5中的步骤S6)。如上所述，通过使用第二流量控制阀28控制供应给第一气密空间7的氮气的流量。这是因为通过如此做能够防止安装在晶片9上的脆性结构由于氮气到第一气密空间7的迅速移动而被破坏。
进一步地，即使在带框架12与推压环18接触之后，橡胶板10也会继续进行低速收缩，并且橡胶板10因此从晶片9的表面下方被逐渐移除。因此，可以防止在移除橡胶板10时将任何大的拉伸载荷施加在晶片9上。
(8)橡胶平坦化过程
接下来，如图14所示，通过向真空泵23侧打开第二电磁阀25而从第二气密空间8抽吸空气。因此，橡胶板10以高速收缩并因此被平坦化(图5中的步骤S7)。最后，打开上室6a，并且上面贴附有晶片9的带11与带框架12一起被取出，因此完成了带贴附过程。
要注意的是当图20A和20B中所示的MEMS晶片用作晶片9时，在图13和图14所示的橡胶收缩和平坦化过程中，在气密空间32B与第一气密空间7之间会出现压力差，其中气密空间32B通过由一系列的带贴附过程(图9-12)将带11贴附在晶片9上而形成。因此，存在载荷将会施加在为脆性结构的薄膜31B上并因此薄膜31B会被破坏的风险。
然而，在这种示例性实施例中，当第一气密空间7在抽真空过程被减压时(图6)，将第一气密空间7的真空水平控制到使得不会破坏脆性结构的真空水平。因此，在不破坏脆性结构的情况下可以给第一气密空间加压。
要注意的是在带贴附设备1中，如图3A和3B所示，以十字形结构绕第二给排气管14的口部布置的多个间隔器17形成在下室6b的顶部表面上。因此，可以防止当使第二气密空间8处于减压气氛状态下时空气留在第二气密空间8中。
即，如果没有设置间隔器17，如图15A所示，当通过第二给排气管14抽吸空气时，橡胶板10被吸入到第二给排气管14中，并且第二给排气管14的口部被堵塞。因此，不再能从第二气密空间8抽吸空气，并因此将空气保持在第二气密空间8中。
如果出现类似于此的状况，例如，在图5中的步骤S1的抽真空过程中，第二气密空间8相对于第一气密空间7具有正压力，因此阻止橡胶板10被完全平坦化。进一步地，如上所述，第二气密空间8相对于第一气密空间7具有正压力。因此，如果在该状态下过程移动到图5中的步骤S2中的低速贴附过程，橡胶板10在从第二气密空间8进行抽吸空气停止时的时刻开始以相对较高的速度膨胀。因此，晶片9以比期望速度高的速度被上推。当过程移动到图5中的步骤S3中的中速贴附过程时也会出现类似状况，因此不能对晶片9向带11的推压压力进行适当控制。
与此相反，当设置间隔器17时，如图15B所示，即使当通过第二给排气管14抽吸空气时，橡胶板10也与间隔器17接触，从而防止橡胶板10被吸入到第二给排气管14中。在这种状态下，第二气密空间8的空气通过相邻间隔器17之间的空间流入到第二给排气管14中。因此，间隔器17不会阻碍从第二气密空间8抽吸空气。
通过如上所述设置间隔器17，在图5中的步骤S1中的抽真空过程中可以防止空气留在第二气密空间8中。因此，在随后的步骤S2和S3中可以适当地控制晶片9的上推速度和晶片9向带11的推压压力。
要注意的是对间隔器17的高度没有特定限制。即，可以根据从第二气密空间8抽吸空气的压力和／或橡胶板10的材料适当地确定间隔器17的高度。进一步地，间隔器17的结构不局限于十字形结构。例如，还可以采用诸如围绕第二给排气管14的口部的径向结构的其它结构。进一步地，多个间隔器17可以在没有任何特定规律性的情况下绕第二给排气管14的口部分散。
图16显示在图1、6和9-14中所示的各个过程中第一气密空间7和第二气密空间8的加压状态的变化。要注意的是在其中没有使用第一流量控制阀27和第二流量控制阀28的情况下的加压状态的变化在图6中也被显示为参考示例，从而更加明确地显示在根据该示例性实施例的带贴附设备1中的加压状态的变化。
首先，在图1所示的初始状态下，因为当晶片9放置在橡胶板10之上时上室6a被打开，因此第一气密空间7的压力变得大致等于大气压力。进一步地，通过由真空泵23执行的空气抽吸减小第二气密空间8的压力，并因此第二气密空间8的压力变成预定压力。
接下来，在图6所示的抽真空过程中，通过真空泵23抽吸第一气密空间7的空气，且通过第一流量控制阀27控制所述空气的流量。因此，与参照示例中的减压速度相比较，以低速对第一气密空间7进行减压。
接下来，在图9-12所示的慢速贴附过程到稳定化过程中，继续以与抽真空过程中的流量相同的流量对第一气密空间7中的空气等进行抽吸。因此，连续以与抽真空过程的减压速度相同的减压速度缓慢地对第一气密空间7进行减压。
要注意的是执行第一气密空间7的减压，使得第一气密空间7的真空水平不会超过根据安装在晶片9中的脆性结构的耐压性等确定的预定真空水平。此时，第一气密空间7的压力变成极其接近于大气压力的压力(例如，50000到100000Pa)。
进一步地，通过由在低速贴附过程中的自然泄露导致的空气供应和在中速和高速贴附过程中来自空气供应源22的空气供应对第二气密空间8进行加压。因此，第二气密空间8的压力变得大致等于大气压力。
接下来，在图13和14所示的橡胶收缩过程和橡胶平坦化过程中，氮气被供应给第一气密空间7，且通过第二流量控制阀28控制氮气的流量。因此，与参考示例的加压速度相比较，第一气密空间7以较低的速度被加压。
如上所述，根据该示例性实施例，在将带11贴附在晶片9上之前执行的抽真空过程中，在通过第一流量控制阀27控制空气的流量的情况下对第一气密空间7的空气进行抽吸，并且第一气密空间7因此被缓慢减压。因此，可以防止安装在晶片9上的脆性结构由于第一气密空间7的空气移动而被破坏。
进一步地，根据该示例性实施例，在将带11贴附在晶片9上之后执行的橡胶收缩和平坦化过程中，在通过第二流量控制阀28控制氮气的流量的情况下，将氮气供应给第一气密空间7，并且第一气密空间7因此被缓慢加压。因此，可以防止安装在晶片9上的脆性结构由于第一气密空间7的空气移动而被破坏。
进一步地，根据该示例性实施例，执行第一气密空间7的减压，直到第一气密空间7具有预先限定的预定真空水平为止。因此，可以防止安装在晶片9上的脆性结构由于在抽真空过程中对第一气密空间7减压时由预先形成在晶片9中的气密空间32A与第一气密空间7之间的真空水平差导致的压力差而破坏。进一步地，可以防止安装在晶片9上的脆性结构由于在橡胶收缩和平坦化过程中对第一气密空间7加压时由在带贴附过程中形成在晶片9中的气密空间32B与第一气密空间7之间的真空水平差导致的压力差而被破坏。
虽然以上已经说明了根据本发明的示例性实施例，但是本发明不局限于上述结构。即，可以在不背离本发明的权利要求中指定的保护范围的情况下对这些结构进行各种修改。
例如，虽然在上述示例性实施例中示出了将根据本发明的带贴附设备应用到切割带被贴附在半导体晶片上的情况的示例，但是本发明还可以广泛地应用于除了以上示例性实施例中所示的示例之外的情况，例如，其中保护带被贴附在玻璃板上的情况，只要带被贴附在具有低刚性的贴附目标对象上即可。
进一步地，在上述示例性实施例中，晶片9被贴附在带11上，同时在为低速、中速和高速的三个速度之间切换贴附速度。然而，当晶片9具有足够的厚度和／或橡胶板10由防滑材料制成时，可以省略低速贴附过程，并且可以从中速贴附过程开始带贴附过程。
进一步地，虽然在上述示例性实施例中通过在低速贴附过程中使用在第二气密空间8侧的自然泄漏而使橡胶板10缓慢膨胀，但是不是必须要使用自然泄露。即，在低速贴附过程可以通过将比中速贴附过程中供应的空气量小的空气量供应给第二气密空间8来降低橡胶板10的膨胀速度。
进一步地，虽然在上述示例性实施例中，氮气供应源21和空气供应源22被设置为用于将气体供应给第一气密空间7和第二气密空间8的供应源，但是可以对第一气密空间7和第二气密空间8进行加压和减压的除了氮气和空气之外的任何气体也可以用作被供应给第一气密空间7和第二气密空间8的气体。
进一步地，虽然在上述示例性实施例中设备主体2、橡胶板10、和带框架12分别形成圆筒形形状、圆形形状和环形形状，使其形状与半导体晶片的典型形状一致，但是设备主体2等的形状不局限于这些形状。例如，可以采取诸如矩形形状的其它形状。
进一步地，虽然在上述示例性实施例中对于第一气密空间7和第二气密空间8中的每一个来说共用端口(一个或多个)用于供应气体的供应端口和抽吸气体的抽吸端口两者，但是可以单独设置这些端口。
本申请基于并主张2011年7月1日提出申请的日本专利申请No.2011-147018的优先权权益，该申请的公开内容通过引用在此全文并入。
附图标记列表
1带贴附设备
2设备主体
3给排气机构
4控制单元
4a计时器
5气密空间
6室
6a上室
6b下室
7第一气密空间
7a内部空间
7b外部空间
8第二气密空间
9晶片
10橡胶板
11带
12带框架
13第一给排气管
14第二给排气管
14a网盖
15真空水平传感器
16密封环
17间隔器
18推压环
19凹槽
21氮气供应源
22空气供应源
23真空泵
24第一电磁阀
25第二电磁阀
26第三电磁阀
27第一流量控制阀
28第二流量控制阀
29第三流量控制阀
31(31A，31B)薄膜
32(32A，32B)气密空间

Claims (7)

1.一种带贴附设备，包括：
容器，所述容器中形成有气密空间；
弹性板，所述弹性板将气密空间分隔成位于上面的第一气密空间和位于下面的第二气密空间，带贴附目标对象放置在第一气密空间侧；
带保持构件，所述带保持构件将带保持在第一气密空间内部并定位带远离放置在弹性板上的带贴附目标对象预定距离；和
空气压力切换装置，用于通过将气体供应给第一气密空间和第二气密空间或从第一气密空间和第二气密空间抽吸气体而在加压与减压之间进行切换，
其中在第一气密空间和第二气密空间被减压并因此被抽真空之后，通过对第二气密空间加压，使弹性板膨胀，以及向上推动带贴附目标对象，带贴附目标对象被贴附在带上；以及弹性板通过对第一气密空间加压而收缩，
其中空气压力切换装置包括：
第一流量控制装置，用于当从第一气密空间抽吸气体时控制气体的流量；和
第二流量控制装置，用于当将气体供应给第一气密空间时控制气体的流量，以及
其中当第一气密空间被减压时，在通过使用第一流量控制装置控制气体的流量的同时，气体从第一气密空间被抽吸，以及
当第一气密空间被加压时，在通过使用第二流量控制装置控制气体的流量的同时，气体被供应给第一气密空间，
其中带贴附目标对象被贴附在带上，同时控制第二气密空间的加压量从而在带贴附目标对象被向上推动时将弹性板的膨胀速度以逐渐的方式或步进式从低速改变到高速，并且
其中弹性板以第一速度膨胀，直到带贴附目标对象与带之间的接触面积达到预定尺寸，然后弹性板的膨胀速度被切换到高于第一速度的第二速度，并且使带贴附目标对象的整个贴附表面与带接触，第一速度是使得带贴附目标对象能够以不会破坏带贴附目标对象的推压压力被压在带上的速度。
2.根据权利要求1所述的带贴附设备，进一步包括真空水平检测装置，用于检测第一气密空间的真空水平，其中
第一气密空间被减压直到第一气密空间的真空水平达到预定真空水平为止。
3.根据权利要求2所述的带贴附设备，其中
第一内部气密空间形成在带贴附目标对象中，以及
预定真空水平是使得带贴附目标对象不会由于由第一气密空间的减压导致的第一内部气密空间与第一气密空间之间的压力差被破坏的真空水平。
4.根据权利要求2所述的带贴附设备，其中
第二内部气密空间通过带的贴附形成在带贴附目标对象中，以及
预定真空水平是使得带贴附目标对象不会由于由第一气密空间的加压导致的第二内部气密空间与第一气密空间之间的压力差被破坏的真空水平。
5.根据权利要求1所述的带贴附设备，其中在弹性板以第一速度膨胀之前，弹性板以低于第一速度的第三速度膨胀，并且使带贴附目标对象的中心部分与带接触。
6.根据权利要求5所述的带贴附设备，其中通过对第一气密空间和第二气密空间抽真空，然后堵塞第二气密空间同时保持第一气密空间处于真空状态下，弹性板以第三速度膨胀。
7.根据权利要求1所述的带贴附设备，其中当弹性板以第二速度膨胀时，带贴附目标对象和带被向上推动，并因此压在气密空间的顶表面上，同时保持带贴附目标对象和带相互接触。
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