JP2008166536A - 貼り合わせ装置 - Google Patents

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Akihiko Nakamura
彰彦 中村
Atsushi Miyanari
淳 宮成
Yoshihiro Inao
吉浩 稲尾
Yasumasa Iwata
泰昌 岩田
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Abstract

【課題】多様な貼り合わせ方法でウエハとサポートプレートとを貼り合わせることができる貼り合わせ装置を提供すること。
【解決手段】
サポートプレートとウエハの回路形成面とを接着層を介して貼り合せる貼り合わせ装置(1)を前提に、上記サポートプレート上又は上記ウエハの回路形成面上に上記接着層を形成する接着層形成手段(14)と、上記サポートプレート又は上記ウエハを反転させる反転手段(17)と、上記サポートプレートと上記ウエハの回路形成面とを上記接着層を介して貼り合せる貼り合わせ手段(18)と、を備え、上記反転手段(17)により上記サポートプレート又は上記ウエハを反転させた後、上記貼り合わせ手段(18)により上記サポートプレートと上記ウエハの回路形成面とを上記接着層を介して貼り合わせる、ように構成する。
【選択図】 図1

Description

本発明は、サポートプレートとウエハとを貼り合せる装置に関する。
近年、ICチップの集積化・小パッケージ化の要求が厳しくなるにつれ、ウエハを薄化する開発も発展してきた。ウエハは、ある程度薄化されると面の強度が低下して面全体に撓みが発生し、搬送時の取り扱い等において他の支持部材によるサポートが必要になってくる。そのため、ある程度薄化される予定のウエハは、予めガラス板等の支持板(本明細書において「サポートプレート」と呼ぶ)を貼り付ける等して面の強度を補強してから、取り扱われる。
ウエハにサポートプレートを貼り付ける手段として、装置を利用したものがある。
この装置(本明細書において「貼り合わせ装置」と呼ぶ」)は、接着剤をウエハに塗布する塗布ユニット、接着剤を加熱して硬化するベークユニット、ウエハとサポートプレートとを重ね合わせる重ね合わせユニット、及び重ね合わせたウエハとサポートプレートとを加熱しながら押し合わせる貼り合わせユニット等から構成されている。
従来の貼り合わせ装置では、ウエハは、サポートプレートと貼り合わされるまで、回路が形成されている面(本明細書において「回路形成面」と呼ぶ)を上に向けた状態のまま搬送される。また、他方のサポートプレートは、表裏面に違いが無いためウエハの回路形成面への貼り付けにどちらの面でも利用できる。そのため、貼り合わせ装置では、ウエハの回路形成面に接着剤を塗り広げ、接着剤が塗り広げられてできた層(本明細書において「接着層」と呼ぶ)の上にサポートプレートの片面を重ね合わせ、ウエハとサポートプレートの間に挟まれた接着層を加熱しながら互いの面を押し合わせるなどして、サポートプレートとウエハとを貼り合わせている。
なお、上記の塗布ユニットについて、スピン方式の回転カップ式塗布装置を開示している文献がある(例えば特許文献1等)。
特開2006−013243号公報
従来の貼り合わせ装置では、ウエハの回路形成面に接着層を設け、接着層の上にサポートプレートを貼り付けるという一つの手順で、ウエハに対してサポートプレートの貼り付けを行っていた。
しかし、昨今では、ウエハ上に形成されている回路のパターンに応じてウエハとサポートプレートとの貼り合せ方法を変えたいというユーザからの要求が増えてきている。また、その他には、作業効率の観点からウエハとサポートプレートとの貼り合せ方法を変えたいというユーザからの要求もある。例えば、サポートプレートを固定した状態にしてウエハをサポートプレート側に貼り付けるような貼り合わせ方法等が望まれている。
上述したように従来の貼り合わせ装置では一つの貼り合わせ手順でしかウエハとサポートプレートとを貼り合わせできないため、ウエハ上に形成されている回路のパターンによっては貼り付け精度が低下することが問題であった。また、ウエハとサポートプレートとの貼り合わせ工程ではスループットの向上が図れず、他の工程で対処する以外にないということが問題であった。
本発明は、上記問題に鑑みてなされたもので、多様な貼り合わせ方法でウエハとサポートプレートとを貼り合わせることができる貼り合わせ装置を提供することを目的とする。
本発明は上記課題を解決するために以下のように構成する。
本発明の貼り合わせ装置の態様の一つは、サポートプレートとウエハの回路形成面とを接着層を介して貼り合せることを前提に、上記サポートプレート上又は上記ウエハの回路形成面上に上記接着層を形成する接着層形成手段と、上記サポートプレート又は上記ウエハを反転させる反転手段と、上記サポートプレートと上記ウエハの回路形成面とを上記接着層を介して貼り合せる貼り合わせ手段と、を備え、上記反転手段により上記サポートプレート又は上記ウエハを反転させた後、上記貼り合わせ手段により上記サポートプレートと上記ウエハの回路形成面とを上記接着層を介して貼り合わせる、ように構成する。
上記反転手段は、例えば、上記接着層が形成された上記サポートプレート又は上記接着層が形成された上記ウエハを反転させるように構成することが好ましい。
また或いは、上記接着層が形成されていないウエハを反転させるように構成することが好ましい。
更に、上記反転手段は、上記サポートプレート又は上記ウエハを挟み込む第一保持部と第二保持部とを備え、上記サポートプレート又は上記ウエハを、上記第一保持部と上記第二保持部とで挟み込んだ後で反転させる、ように構成することが好ましい。
そして更に、上記第一保持部及び/又は上記第二保持部は、上記サポートプレート又は上記ウエハの異なる厚みサイズを適応させる調節手段を備えるように構成することが好ましい。
本発明の貼り合わせ装置では、多様な貼り合わせ方法でウエハとサポートプレートとの貼り合わせができる。そのため、例えばサポートプレート側に接着剤を塗布してウエハと貼り合わせるなどの、従来の貼り合わせ方法にない方法で貼り合わせ作業を行うことができる。ウエハ上に形成されている回路のパターンに応じて貼り合せ方法を変えることも可能であるため、回路のパターンに制約されずにウエハとサポートプレートとの貼り合わせ精度を高く維持することができるようになる。また、作業効率がよりよい貼り合せ方法へ変更することも可能であるため、スループットを向上させることができるようになる。
その上、反転手段を、ウエハ又はサポートプレートを二つの保持部で挟み込む構成とした場合には、ウエハ又はサポートプレートは、反転後も保持部により下から支持されるため、搬送手段に移し変えられるときに起こる搬送手段との衝突による衝撃力が大幅に緩和され、衝突による破損が減少する。
更に、反転手段を構成する第一保持部及び/又は第二保持部にウエハ又はサポートプレートの異なる厚みサイズを適応させる調節手段を設けた場合には、この調節手段の調節により、様々な厚みをもつウエハ及び/又はサポートプレートを一組の保持部で挟持して反転させることができる。そのため、保持部の数を少なくすることができ、貼り合わせ装置を小型化することができる。
以下、本発明を実施するための最良の形態について、図面を参照しながら詳細に説明する。
(第一の実施の形態)
図1は、第一の実施の形態における本発明の貼り合わせ装置の構成図である。同図は、貼り合わせ装置を真上から模式的に示した図である。
同図の貼り合わせ装置1は、搬送手段10、ウエハストッカ(ウエハカセットステーションとも呼ばれる)11、サポートプレートストッカ12、アライメント調整ユニット13、塗布ユニット14、ベークユニット15、クールユニット16、反転ユニット17、及び貼り合わせユニット18から構成されている。
同図において、搬送手段10は貼り合わせ装置1の中央部に配置されており、ウエハストッカ11、サポートプレートストッカ12、アライメント調整ユニット13、塗布ユニット14、ベークユニット15、クールユニット16、反転ユニット17、及び貼り合わせユニット18は搬送手段10の周囲に並べて配置されている。
貼り合わせ装置1には、上記の各部の制御を司る制御回路(図示せず)が内蔵されている。この制御回路は、例えば演算部と制御部と記憶部等から構成されており、複数通りの貼り合わせ手順(これらの貼り合わせ手順については後述することにする)が記述されたプログラム及び、動作温度又は動作時間等の各部の設定データが記憶部に記憶されている。オペレータによりキーボード等の入力装置(図示せず)から制御回路(図示せず)に希望の貼り合わせ手順を入力指定させるようにすることで、複数通りの貼り合わせ手順のうちからオペレータが希望する一つの貼り合わせ手順のプログラムが起動され、各部の制御処理が開始される。
各部の個別の構成及び動作は以下の通りである。
搬送手段は、ウエハ又はサポートプレート(以下において、ウエハとサポートプレートとの区別が特に必要ない場合はこれらをまとめて「被反転体」と称することにする)を搬送するための手段である。ここではその一例として、被反転体(図示せず)を下から支持するための支持部10−1を備えた多間接ロボット10を示している。この多間接ロボット10は、内蔵されている複数のモータ(図示せず)により支持部10−1の水平移動、高さ可変、及び水平面内の向きの可変等を行い、下部に接続された位置決め装置(図示せず)により各ユニット間を同図の点線矢印に沿って移動する。多間接ロボット10はそのような動作を組み合わせ、各ユニットにおいて被反転体のロード処理又はアンロード処理を行う。
塗布ユニット14は、被反転体に接着剤を塗り広げるための装置である。接着剤の塗り広げ方式は様々にある。例えば、回転チャックを備え、スピン方式を採用したものがある。このスピン方式を採用した装置では、被反転体を回転チャックの上面に載せて、被反転体の上を向いた面に接着剤を滴下する。それから、回転チャックの遠心力により接着剤を被反転体の上を向いた面に塗り広げる。
ベークユニット15は、被反転体の片面に塗り広げられた接着剤の層(本明細書では、「接着層」と呼ぶ)を硬化させる装置である。具体的には、被反転体を所定温度に加熱して接着剤の溶剤を飛ばすことにより接着層を硬化させる。
クールユニット16は、加熱された被反転体を冷却するための装置である。このクールユニット16の処理が、加熱された被反転体を他のユニットに移送する際に行われることにより、適切な温度に冷却した被反転体を各ユニットに収容することができる。
反転ユニット17は被反転体を上下反転させるためのものである。これについて具体的な説明図を参照しながら以下に詳しく説明する。
図2は、反転ユニット17の構成図である。同図(a)は反転ユニット17の正面図、同図(b)は反転ユニット17の側面図である。なお、同図(b)においては、反転ユニットの制御方法について説明するために、制御ブロック図を共に示している。
同図(a)及び(b)に示されているように、反転ユニット17は、二組の反転手段(第一反転手段1Aと第二反転手段1B)を上下配置で備えている。このように二組の反転手段1A、1Bを備えることにより、上段の第一反転手段1Aをサポートプレート用、下段の第二反転手段1Bをウエハ用として使い分けている。
各反転手段1A、1Bには、それぞれ、同図(b)に図示されているように昇降用モータ1100Aと反転用モータ1101A、昇降用モータ1100Bと反転用モータ1101Bが内蔵されており、各モータは同図(b)の反転ユニット制御部1000(反転ユニット制御部は、本体の各部の制御を司る既述の制御回路内の制御部に組み込まれている)からの電気信号に従い、第一反転手段1Aと第二反転手段1Bとを個別に、回転制御するようになっている。
反転手段1A、1Bは共に同様の構造を有している。また、それぞれの動作手順は同様に説明できる。以下では、反転手段1A、1Bの一方、即ち反転手段1Bを例に挙げて、反転手段1A、1Bの構造と動作について更に詳しく説明する。
図3は、反転手段1Bの構造図である。同図(a)は反転手段1Bの平面図、同図(b)は反転手段1Bの側面図、同図(c)は反転手段1Bの正面図、同図(d)は同図(a)のA-A´線における断面図である。なお、各図において、反転手段1Bと共に被反転体(ここでは、被反転体はウエハである)2を示している。
図3の各図において、反転手段1Bは、被反転体2を挟み込み且つその挟み込んだ状態を保持することのできる第一の保持部と第二の保持部とを備えている。更に第一の保持部と第二の保持部とは共に被反転体2を挟み込んだ状態で反転がなされるようになっている。
第一の保持部及び第二の保持部は、一辺が開口したコの字型の形状(同図(a)において左辺が開口したコの字型の形状をしている)の一組の挟持部材10B及び11Bと、挟持部材10Bと挟持部材11Bとの間の距離を変化させる昇降装置12Bとから構成されており、上下の向きに一体に反転がなされるように回転装置13Bに取り付けられている。
一組の挟持部材10B、11Bには、各々、被反転体2とエッジ近傍において接触する接触領域がある。この接触領域は、ここでは各挟持部材10B、11B上の相互の対面位置に二箇所、即ち挟持部材10B上の位置10B−1と10B−2、及び挟持部材11B上の位置11B−1と11B−2にある。また、同図(b)において下側に配置されている挟持部材11Bの四隅に突起部11B−3〜11B−6が設けられている。これらの突起部11B−3〜11B−6は、被反転体2がある所定の間隔を下回って挟まれないように停止するための、ストッパーとして設けられている。具体的には、それらの突起部11B−3〜11B−6を、各挟持部材10B及び11B上の接触位置10B−1、10B−2、11B−1、11B−2において被反転体2に所定の押圧力が加わる程度の高さにして設けることにより、被反転体2が適切な押圧力で挟み込まれるようにしている。この所定の押圧力とは、被反転体2を挟持部材10B及び11Bによる挟み込みの力で破損させることなく且つ挟持部材10B及び11Bの反転時に被反転体2が挟持部材10B及び11Bの間において横ズレしない程度の力を差す。
上記一組の挟持部材10B、11Bは、昇降装置12Bにより相互間隔が一定に保持されている。昇降装置12Bは、内蔵モータ(図示せず)の駆動により、同図(b)において上側に配置された狭持部材10Bから下側に配置された狭持部材11Bを下方へ遠のけ(下降させ)、折り返し、下側に配置された狭持部材11Bを上側に配置された狭持部材101Bへ接近させる(上昇させる)。
昇降装置12Bにより相互間隔が一定に保持された一組の挟持部材10B、11Bは、内蔵モータ(図示せず)の駆動により回転する回転装置13Bの回転軸13B−1に、一組の挟持部材10B、11Bの反転軸(同図(c)に示した矢印記号(紙面の奥から手前方向へ向かう矢印記号)O)を一致させて取り付けられている。それにより、一組の挟持部材10B、11Bは矢印記号Oを中心に左回り(又は右回り)に軸回転する。
次に反転手段1Bの動作を説明する。
図4は、反転手段1Bの反転動作状態を経過順に示した図である。なお、図の左側に反転手段1Bの正面状態を示し、これに対応する側面状態を図の右側に示している。ただし、左側の図において、回転装置13Bは省略している。
同図(a)は、反転手段1Bの待機時の状態である。ここにおいて反転手段1Bは、互いの挟持部材10B、11Bの姿勢が水平位置に保たれ且つ互いの挟持部材10B、11Bが間隔が最も遠ざけられた状態にある。このような待機時の状態への移行は、例えば貼り合わせ装置1の起動時などにおいて、回転装置13Bを駆動して一組の挟持部材10B、11Bを水平の状態に移行させると共に昇降装置12Bを駆動して挟持部材が互いに最も遠ざかった状態に移行させることにより行われる。
同図(b)は、挟持部材11B上に被反転体2をロードしたときの反転手段1Bの状態である。被反転体2のロードは次のようにして行われる。即ち、被反転体2の下を向いた面を多間接ロボットの支持部(図1の多間接ロボット10の支持部10−1)で支持しながら一組の挟持部材10B、11Bの間に水平に挿入し、そして被反転体2の端部下面と狭持部材11B上の位置11B−1、11B−2が一致するところで、上記支持部を低速度で下降させて、狭持部材11Bの開口領域を通じて挟持部材11Bの上側から下側に移動させると共に被反転体2を挟持部材11B上に載せ変える。こうして、被反転体2の端部下面が挟持部材11Bに位置11B−1、11B−2で下方から支持されるようになる。
同図(c)は、下側の挟持部材11B上にロードされた被反転体2を上側の挟持部材10Bに押し当てて一組の挟持部材10B、11Bの間に挟みこんだときの反転手段1Bの状態である。被反転体2を挟み込むまでの動作は、昇降装置12Bの昇降用モータを駆動して下側の挟持部材11Bを上側の挟持部材10Bに接近させることにより行われる。そして、その挟み込み動作は、被反転体2の端部上面が上側の挟持部材10B上の位置10B−1、10B−2に接触することにより、或いは、更に、下側の挟持部材11Bに設けられた4つの突起部11B−3〜6が上側の挟持部材10Bと接触することにより止められる。いずれにしても、被反転体2が二つの挟持部材10B、11Bによる上下方向からの圧力で破損することなく且つ挟持部材10B、11Bとの接触箇所(即ち位置10B−1、10B−2、11B−1、11B−2)において横ズレしない摩擦力が生じる程度の距離で挟み込みの動作を止める。
同図(d)及び同図(e)は、それぞれ、反転手段1Bの反転途中の状態及び反転完了状態である。同図(c)の状態を基点に、反転手段1Bを取り付けた回転装置13Bの反転用モータを駆動することにより一組の挟持部材10B、11Bの上下配置を反転させる。なお、同図(d)においては、一組の挟持部材10B、11Bの反転の順序を破線、実線の順で示した。
同図(f)は、一組の挟持部材10B、11Bから被反転体2をアンロードするときの反転手段1Bの状態である。被反転体2のアンロードの手順は次の如くである。即ち、同図(e)の状態を基点に昇降装置12Bの昇降用モータを駆動することにより互いの挟持部材10B、11Bの距離を遠ざける。これにより、この時点で下側に配置されている挟持部材即ち10B上の位置10B−1、10B−2において被回転体2が下方から支持されるようになる。それから、多間接ロボットの支持部(図1の多間接ロボット10の支持部10−1)を挟持部材10Bの下方から挟持部材10Bの開口領域を通じて挟持部材10Bの上方側へ上昇させ、この動作と共に被反転体2を挟持部材10B上から上記多間接ロボットの支持部に載せ変える。そして、被反転体2を一組の挟持部材10B,11Bの間から水平に引き抜く。
ここで、図1の貼り合わせ装置に構成されるユニットの説明に戻り、続きを説明する。
上記の貼り合わせユニット18は、ウエハとサポートプレートとを貼り合わせる装置である。ウエハとサポートプレートとの貼り合わせは、ウエハとサポートプレートとを重ね合わせて、それから、ウエハとサポートプレートとを貼り合わせるのが一般的である。そのため、ここでは、ウエハとサポートプレートとを重ね合わせるための重ね合わせ装置18Aを貼り合わせユニット18内に設けている。上記の貼り合わせユニット18は、チャンバ18−1を備えており、チャンバ18−1内に上記重ね合わせ装置18A及びウエハとサポートプレートとを貼り合わせる機構(図示せず)が構成されている。同図に示した重ね合わせ装置18Aは、上段の台を引き抜いてウエハ(又はサポートプレート)を下段の台(下段の台は、後述の下側のプレスプレートと一致する)上のサポートプレート又は(ウエハ)と重ね合わせる従来方式のものである。
貼り合わせユニット18では、チャンバ18−1内を減圧してウエハ及びサポートプレートを重ね合わせ、それから、所定温度に加熱した上側のプレスプレート18−2と下側のプレスプレート(18−2)でウエハ及びサポートプレートを挟み込む。この処理により、ウエハとサポートプレートとの間の接着層の粘着性が復活してウエハとサポートプレートとが貼り合わさる。
なお、ウエハストッカ11は貼り合わせ装置1に供給するウエハを予め収納しておくために構成されており、サポートプレートストッカ12は、貼り合わせ装置1に供給するサポートプレートを予め収納しておくために構成されている。
また、アライメント調整ユニット13は、ウエハ又はサポートプレートのXY方向及びθ方向のアライメントの微調整をするために構成されている。
次に、第一の実施の形態の貼り合わせ装置1における、ウエハ及びサポートプレートの複数通りの貼り合わせ手順について説明する。
通常、ウエハを搬送する場合、回路形成面を上に向けた状態で搬送することが好ましい。そこで、以下では、ウエハが回路形成面を上に向けた状態のまま搬送される4通りの貼り合わせ手順について説明する。
そのため、以下において、ウエハストッカ11にウエハは回路形成面を上に向けた状態で収納されているものとする。また、サポートプレートストッカ12にサポートプレートは、ウエハへ貼り合わす面を上向きにして収納されているものとする。例えば片面に保護テープが貼られたサポートプレートにおいては、保護テープが貼られていない面がウエハに貼り合わせる面となるので、保護テープが貼られた面を下向きにして収納する。また、保護テープが貼られていない孔空きまたは孔無しのサポートプレートの場合には、それぞれの面に表裏がないため、どちらの面を上向きにして収納してもよい。
以下は、ウエハを、接着層を設けて反転してサポートプレートに貼り合わせる、という第一の貼り合わせ手順である。
先ず、多間接ロボット10を駆動して、ウエハストッカ11内のウエハを支持部10−1上に載せる(ステップSA1)。なお、このときのウエハの回路形成面は、上を向いた状態にある。
支持部10−1上のウエハを塗布ユニット14にセットする(ステップSA2)。
次に、塗布ユニット14を駆動して、所定の設定下で、上を向いた回路形成面に接着剤を塗布する(ステップSA3)。この処理により、ウエハの回路形成面に接着層が形成される。
次に、多間接ロボット10を駆動して、ウエハを塗布ユニット14からベークユニット15に移動する(ステップSA4)。
次に、ベークユニット15を駆動して、所定の設定条件下でウエハを加熱する(ステップSA5)。この処理により、回路形成面上に設けられた接着層が硬化する。
次に、多間接ロボット10を駆動して、ウエハをベークユニット15からクールユニット16に移動する(ステップSA6)。
次に、クールユニット16を駆動して、所定の設定条件下でウエハを冷却する(ステップSA7)。この処理により、高温になっているウエハが適正な温度まで冷却される。
次に、多間接ロボット10を駆動して、ウエハをクールユニット16から反転ユニット17に移動する(ステップSA8)。この処理では、硬化した接着層が上に向けられているウエハが図4(b)に示されるようにして反転ユニット17(具体的には反転手段1B)にロードされる。
次に、反転手段1Bを駆動して、ウエハを上下に反転する(ステップSA9)。この処理では、図4(c)〜図4(e)に示されるようにしてウエハが上下に反転され、ウエハの接着層が下向きになる。
次に、多間接ロボット10を駆動して、サポートプレートストッカ12内のサポートプレートを支持部10−1上に載せる(ステップSA10)。
次に、支持部10−1上のサポートプレートを重ね合わせ装置18Aの下段の台にセットする(ステップSA11)。
次に、多間接ロボット10を駆動して、図4(f)に示されるようにしてウエハを反転ユニット17(具体的には、反転手段1B)から重ね合わせ装置18Aの上段の台に移動する(ステップSA12)。
次に、重ね合わせ装置18Aを駆動して、サポートプレートの上面にウエハの接着面を重ねる(ステップSA13)。
次に、チャンバ18−1内を減圧する(ステップSA14)。
次に、サポートプレートとウエハとをプレスプレートにより加熱しながら押し合わせる(ステップSA15)。この処理により、接着層の接着力が復活し、サポートプレートとウエハとが接着層を介して貼り合わさる。
その後、多間接ロボット10を駆動して、互いに貼り合わされたウエハ及びサポートプレートをチャンバ18−1内から取り出す(ステップSA16)。
また、以下は、サポートプレートを、接着層を設けて反転してウエハに貼り合わせるという第二の貼り合わせ手順である。
先ず、多間接ロボット10を駆動して、サポートプレート11内のサポートプレートを支持部10−1上に載せる(ステップSB1)。次に支持部10−1上のサポートプレートを塗布ユニット14にセットする(ステップSB2)。
次に、塗布ユニット14を駆動して、所定の設定条件下で、サポートプレートの上を向いた面に接着剤を塗布する(ステップSB3)。この処理により、サポートプレートの上を向いた面に接着層が形成される。
次に、多間接ロボット10を駆動して、サポートプレートを塗布ユニット14からベークユニット15に移動する(ステップSB4)。
次に、ベークユニット15を駆動して、所定の設定条件下でサポートプレートを加熱する(ステップSB5)。この処理により、サポートプレートに設けられた接着層が硬化する。
次に、多間接ロボット10を駆動して、サポートプレートをベークユニット15からクールユニット16に移動する(ステップSB6)。
次に、クールユニット16を駆動して、所定の設定条件下でサポートプレートを冷却する(ステップSB7)。この処理により、高温になっているサポートプレートが適正な温度まで冷却される。
次に、多間接ロボット10を駆動して、サポートプレートをクールユニット16から反転ユニット17に移動する(ステップSB8)。この処理では、硬化した接着層が上に向けられているサポートプレートが図4(b)に示されるようにして反転ユニット17(具体的には反転手段1A)にロードされる。
次に、反転手段1Aを駆動して、サポートプレートを上下に反転する(ステップSB9)。この処理では、図4(c)〜図4(e)に示されるようにしてサポートプレートが上下に反転され、サポートプレートの接着層が下向きになる。
次に、多間接ロボット10を駆動して、ウエハストッカ内のウエハを支持部10−1上に載せる(ステップSB10)。次に、支持部10−1上のウエハを重ね合わせ装置18Aの下段の台にセットする(ステップSB11)。なお、このときのウエハの回路形成面は、上を向いた状態にある。
次に、多間接ロボット10を駆動して、図4(f)に示されるようにしてサポートプレートを反転ユニット17(具体的には、反転手段1A)から重ね合わせ装置18Aの上段の台に移動する(ステップSB12)。
次に、重ね合わせ装置18Aを駆動して、ウエハの回路形成面にサポートプレートの接着面を重ねる(ステップSB13)。
次に、チャンバ18−1内を減圧する(ステップSB14)。
次に、サポートプレートとウエハとをプレスプレートにより加熱しながら押し合わせる(ステップSB15)。この処理により、接着層の接着力が復活し、サポートプレートとウエハとが接着層を介して貼り合わさる。
その後、多間接ロボット10を駆動して、互いに貼り合わされたウエハ及びサポートプレートをチャンバ18−1内から取り出す(ステップSB16)。
また、以下は、サポートプレートに接着層を設けて、それからウエハを反転して互いを貼り合わせる、という第三の貼り合わせ手順である。
先ず、多間接ロボット10を駆動して、サポートプレートストッカ12内のサポートプレートを支持部10−1上に載せる(ステップSC1)。
次に、支持部10−1上のサポートプレートを塗布ユニット14にセットする(ステップSC2)。
次に、塗布ユニット14を駆動して、所定の設定条件下で、サポートプレートの上を向いた面に接着剤を塗布する(ステップSC3)。この処理により、サポートプレートの上を向いた面に接着層が形成される。
次に、多間接ロボット10を駆動して、サポートプレートを塗布ユニット14からベークユニット15に移動する(ステップSC4)。
次に、ベークユニット15を駆動して、所定の設定条件下でサポートプレートを加熱する(ステップSC5)。この処理により、サポートプレートに設けられた接着層が硬化する。
次に、多間接ロボット10を駆動して、サポートプレートをベークユニット15からクールユニット16に移動する(ステップSC6)。
次に、クールユニット16を駆動して、所定の設定条件下でサポートプレートを冷却する(ステップSC7)。この処理により、高温になっているサポートプレートが適正な温度まで冷却される。
次に、多間接ロボット10を駆動して、サポートプレートをクールユニット16から重ね合わせ装置18Aの下段の台にセットする(ステップSC8)。このとき、サポートプレート上の接着層は上を向いている。
次に、多間接ロボット10を駆動して、ウエハストッカ11内のウエハを支持部10−1上に載せる(ステップSC9)。なお、このときのウエハの回路形成面は、上を向いた状態にある。
次に、支持部10−1上のウエハを反転ユニット17にセットする(ステップSC10)。この処理では、回路形成面が上に向けられたウエハが図4(b)に示されるようにして反転ユニット17(具体的には反転手段1B)にロードされる。
次に、反転手段1Bを駆動して、ウエハを上下に反転する(ステップSC11)。この処理では、図4(c)〜図4(e)に示されるようにしてウエハが上下に反転され、ウエハの回路形成面が下向きになる。
次に、多間接ロボット10を駆動して、図4(f)に示されるようにしてウエハを反転ユニット17(具体的には、反転手段1B)から重ね合わせ装置18Aの上段の台に移動する(ステップSC12)。
次に、重ね合わせ装置18Aを駆動して、サポートプレートの接着面にウエハの回路形成面を重ねる(ステップSC13)。
次に、チャンバ18−1内を減圧する(ステップSC14)。
次に、サポートプレートとウエハとをプレスプレートにより加熱しながら押し合わせる(ステップSC15)。この処理により、接着層の接着力が復活し、サポートプレートとウエハとが接着層を介して貼り合わさる。
その後、多間接ロボット10を駆動して、互いに貼り合わされたウエハ及びサポートプレートをチャンバ18−1内から取り出す(ステップSC16)。
また、以下は、ウエハに接着層を設けてサポートプレートを貼り合わせるという第四の貼り合わせ手順である。ただし、以下の手順において保護テープが貼られたサポートプレートが使用される場合には、サポートプレートは保護テープ面を上にしてサポートプレートストッカ12内に収納されているものとする。
先ず、多間接ロボット10を駆動して、ウエハストッカ11内のウエハを支持部10−1上に載せる(ステップSD1)。なお、このときのウエハの回路形成面は、上を向いた状態にある。
次に、支持部10−1上のウエハを塗布ユニット14にセットする(ステップSD2)。
次に、塗布ユニット14を駆動して、所定の設定条件下で、上を向いた回路形成面に接着剤を塗布する(ステップSD3)。この処理により、ウエハの回路形成面に接着層が形成される。
次に、多間接ロボット10を駆動して、ウエハを塗布ユニット14からベークユニット15に移動する(ステップSD4)。
次に、ベークユニット15を駆動して、所定の設定条件下でウエハを加熱する(ステップSD5)。この処理により、回路形成面上に設けられた接着層が硬化する。
次に、多間接ロボット10を駆動して、ウエハをベークユニット15からクールユニット16に移動する(ステップSD6)。
次に、クールユニット16を駆動して、所定の設定条件下でウエハを冷却する(ステップSD7)。この処理により、高温になっているウエハが適正な温度まで冷却される。
次に、多間接ロボット10を駆動して、ウエハをクールユニット16から重ね合わせ装置18Aの下段の台に移動する(ステップSD8)。
次に、多間接ロボット10を駆動して、サポートプレートストッカ12内のサポートプレートを支持部10−1上に載せる(ステップSD9)。
次に、支持部10−1上のサポートプレートを重ね合わせ装置18Aの上段の台にセットする(ステップSD10)。
次に、重ね合わせ装置18Aを駆動して、ウエハの接着面にサポートプレートを重ねる(ステップSD11)。
次に、チャンバ18−1内を減圧する(ステップSD12)。
次に、サポートプレートとウエハとをプレスプレートにより加熱しながら押し合わせる(ステップSD13)。この処理により、接着層の接着力が復活し、サポートプレートとウエハとが接着層を介して貼り合わさる。
その後、多間接ロボット10を駆動して、互いに貼り合わされたウエハ及びサポートプレートをチャンバ18−1内から取り出す(ステップSD14)。
なお、上記の第四の貼り合わせ手順において、保護テープ付きのサポートプレートが使用される場合は、サポートプレートが保護テープ面を上にしてサポートプレートストッカ内に収納されているということを前提にした。しかし、サポートプレートを保護テープ面を下にしてサポートプレートストッカ内に収納するようにしてもよい。ただし、その場合には、ステップSD9の後に反転ユニットによりサポートプレートを反転させてからステップSD10の処理に移すようにする。
以上のように、第一の実施の形態では二組の反転ユニットを設けて、ウエハ又はサポートプレートを選択的に反転できるようにした。そのため、ウエハとサポートプレートとを少なくとも上述の4通りの方法で貼り合わせることができる。これらの各種の貼り合わせ方法のうちのどれを実施するかは、ウエハとサポートプレートとの貼り合わせ精度又は作業効率の観点からユーザが任意に決定することができる。
上記のウエハとサポートプレートとの貼り合わせ精度という観点から決定する場合、例えば、ウエハに形成された回路のパターンに応じて最適な貼り合わせ方法を決定することができる。例えば、サポートプレートに接着層を設け、それからウエハを貼り合わせる方が密着精度が増す場合がある。第一の実施の形態の貼り合わせ装置では、そのような場合において、上述の第二又は第三の貼り合わせ手順を選択して実行することができるので、より密着精度を増すことができるようになる。
また、上記のウエハとサポートプレートとの貼り合わせ精度という観点から決定する場合、貼り合わせ装置の配置構成に応じて最適な貼り合わせ方法を決定することもできる。具体的には、貼り合わせユニット内の上下の位置に配置された各々のプレスプレートの加熱温度の差及びウエハ等の材質の違いに応じて最適な貼り合わせ方法を決定することができる。上側のプレスプレートと下側のプレスプレートとの間には、上側のプレスプレートが下側のプレスプレートよりも加熱温度が高温に設定されている等の装置構成上の理由により、温度斑が生じている。またサポートプレート、ウエハ、及び接着層の各材料は通常は異なるため、相互の温度特性(温度による膨張率等)も異なる。そのため、プレスプレートを加熱しながらウエハ及びサポートプレートを上下から挟み込む場合に、ウエハ及びサポートプレートの上下の配置を変えて貼り合わせを行っただけでも、貼り合わせ後のウエハ及びサポートプレートの扁平度が異なる。即ち、プレスプレートに挟まれるウエハとサポートプレートの上下配置を変えて貼り合わせ後のそれぞれの扁平度を測定すると、一方が扁平度が高いということが検出される。よって、そのような場合においては、予めウエハとサポートプレートの上下配置を変えて扁平度の良い配置を調べ、生産時においてウエハとサポートプレートとを貼り合わせユニットに扁平度の良い配置で収容させる手順を実行させることにより、扁平度の高い貼り合わせが可能になる。
なお、貼り合わせ精度の向上は、作業効率の向上にもそのままつながる。具体的には、貼り合わせ精度の向上によって、貼り合わせ後の処理工程においてウエハが取り扱いやすくなり、不良品の減少や、品質の良い半導体チップの製造ができるようになり、総合的にスループットが向上することになる。
また、上記のような理由以外にも、作業効率上好ましいなどの理由がある場合において、ユーザは上記の種々の貼り合わせ方法の中から最適な方法を適宜選択して貼り合わせを実行することができるようになる。
また、被反転体のアンロード処理時は、挟持部材上の被反転体を多間接ロボットの支持部が取りに向かう構成となっている。そのため、被反転体と接触する際の上記支持部のスピードを低速度に制御することは容易であり、被反転体と上記支持部との衝突時の衝撃力を低く抑えることができる。特に、被反転体が回路形成されたウエハ等である場合においては、上記支持部との衝突の際にウエハが破損することの発生頻度が大幅に減少する。
また、第一の実施の形態では、挟持部材の外形をコの字型としたが、一部が開口したものであれば、必要に応じて適宜変形してよい。
また、第一の実施の形態では、挟持部材が被反転体に接触、或いは挟持部材上に設けた突起部に接触したときに昇降装置による挟み込みを止めるようにしたが、その構成に限らず、例えば圧力センサを設け、被反転体に加わる圧力が所定の圧力になったときに挟み込みを止めるなどとする構成にしてもよい。
また、第一の実施の形態では、昇降装置により一組の挟持部材の間隔が変えられるようにしたが、この構成に限らず、一組の挟持部材の間隔が変えられるものであれば、どのように構成してもよい。
また、第一の実施の形態では、二つの反転手段1A、1Bを上段と下段に設けたが、この配置に限らず、それぞれの反転手段の動作(反転動作や昇降動作)を互いに妨害しない配置であれば、例えば上段と下段を入れ替える又は横並びにするなどして配置を適宜変えてもよい。
また、サポートプレートとウエハとの外形が同じである場合には、二つの反転手段1A及び1Bを一つに減らし、その一つの反転手段でサポートプレートとウエハの反転を行うようにしてもよい。
また、サポートプレートとウエハとの外形が異なる場合、例えば厚み又はウエハの径よりもサポートプレートの径を大きめに設計しているなどの理由で径が異なる場合、次のように対処をしてもよい。
先ず第一に、サポートプレートとウエハとの厚みが異なる場合は、それぞれ、既述の突起部の高さを、各厚みに対応するように互いに異ならせて調節する。
第二に、ウエハの径よりもサポートプレートの径が大きい場合は、挟持部材の幅を反転手段1Aと反転手段1Bとで互いに異ならせる。
また、ウエハを反転させる場合、挟持部材と接触する位置で回路形成部分に傷がついたり破損したりする危険が伴う。そのため、ウエハと挟持部材とが接触する部分はできるかぎり小さい範囲であることが好ましい。具体的には、回路が形成されていないエッジ又はその近傍である端部(具体的には、エッジから5mm以内の範囲)において挟持部材がウエハと接触することが好ましい。
また、被反転体と接触する挟持部材上の接触部分には、ウエハ等に傷を付けたりすることを防止するために、またウエハ等の滑り止め効果を上げるために、テフロン(登録商標)やジュラコンなどの材料を使用することが好ましい。
なお、上記貼り合わせユニット18には、重ね合わせ装置18Aを備えた例を記載したが、重ね合わせ装置を貼り合わせユニット18の外に設けてもよい。この場合、重ね合わせ装置でウエハとサポートプレートとが重ね合わせられ、この重ね合わせられたウエハとサポートプレートとが貼り合わせユニット18に搬送された後、貼り合わせられる。この際ウエハとサポートプレートとの重ね合わせを精度よく行うことにより、ウエハとサポートプレートとの貼り合わせ精度を向上させることができる。上記のように貼り合わせユニットに重ね合わせ装置が組み込まれている場合には、接着剤層がヒーター近傍に位置する可能性があり、その熱により接着剤層が軟化して重ね合わせ精度が低下する場合がある。しかしながら、重ね合わせ装置18Aを貼り合わせユニット18と分離し、予めウエハとサポートプレートとを精度よく重ね合わせることにより、貼り合わせ精度を向上させることができる。接着剤層が軟化したまま重ね合わせた場合には、重ね合わせた際にウエハとサポートプレートとが接着され、位置合わせが困難となることがある。
(第二の実施形態)
第二の実施形態における本発明の貼り合せ装置は、サポートプレート及びウエハを一つの反転手段により反転することができるように変形されたものである。即ち、第一の実施の形態の貼り合わせ装置に構成されている二つの反転手段1A、1Bを変形して一つにしたものであり、他のユニット等における構成上の変更は特にない。また、第一の実施の形態において示した複数通りの貼り合わせを行う際の制御手順においても、サポートプレートとウエハを区別することなく同一の反転手段を使って反転させるということ以外に特に大きな違いはない。従って、以下においては、一つの反転手段の構造と動作について詳しく説明する。
図5は、第二の実施形態における貼り合わせ装置の上記反転手段の構造説明図である。
本反転手段は、図3の反転手段1Bの構造において下側の挟持部材11Bに調節手段を更に備えたという点が異なる。図5は上記調節手段を備えた下側の挟持部材の構造を示したものである。同図(a)は、上記挟持部材の平面図、同図(b)は同図(a)の挟持部材のB−B´線における断面図である。
同図(a)に示されているように、挟持部材11Cは破線で示されたウエハ2C及びサポートプレート2C´を四隅の突起部11C−3〜11C−6の内側に納められる大きさに形成されている。また、挟持部材11Cには、図示していない上側に配置される挟持部材(図3の挟持部材10Bと同じ構造で、挟持部材11Cの大きさに合わせて形成されたもの)上のウエハとの接触部の対向位置に接触部11C−1、11C−2が設けられている 通常、サポートプレート2C´はウエハ2Cと同径若しくはウエハ2Cよりも1mm程度大きめに設計されている。接触部11C−1、11C−2が同図(a)に示したような配置で設けられることにより、ウエハ2Cとの接触部11C−1、11C−2にサポートプレート2C´も接触することができるようになる。
接触部11C−1、11C−2には、ウエハ2Cとサポートプレート2C´との厚みに差があるような場合においてもそれぞれを適切にホールドできるように厚みの吸収が可能な構造(厚み調節手段)が採られている。 具体的には、同図(b)に示されているように、挟持部材11C上の接触部11C−1、11C−2に対応する位置に、それぞれ、溝状の収容部11CMが形成されており、その収容部11CM内に弾性部材(ここではバネ)11CKが埋め込まれている。接触部11C−1、11C−2は、上記弾性部材11CKの上端に取り付けられ、収容部11CMの外に突出している。この構成によれば、接触部11C−1、11C−2は弾性部材11CKの上下の伸縮により上下動することが可能で、上方から押圧力が加えられることにより収容部111CM内に収まる。
なお、接触部11C−1、11C−2が収容部11CMから突出する量は、サポートプレート2C´とウエハ2Cを交替に置いて、図示していない上側の挟持部材と下側の挟持部材11Cをサポートプレート2C´又はウエハ2Cに押し付けたときに、サポートプレート2C´とウエハ2Cのそれぞれが接触部11C−1、11C−2から反発力を受ける程度にすることが好ましい。
また、接触部11C−1、11C−2の材料としては、ウエハに傷を付けたりすることを防止するために、また滑り止め効果を上げるために、テフロン(登録商標)やジュラコンなどを使用することが好ましい。
図6は、図5(a)及び(b)に示した挟持部材11Cを下側に備えた反転手段による、ウエハ及びサポートプレートを反転するときの動作状態である。同図においては、厚み調節手段の様子がわかるように、上記反転手段を正面側から接触部11C−1、11C−2の位置の断面図で示している。
同図(a)〜(e)はサポートプレートを反転するときの動作状態であり、同図(f)〜(j)はウエハを反転するときの動作状態である。
各図は、図4(a)の状態を省略した以外は、図4と同じ要領で状態を示している。
同図(a)において、サポートプレート2C´は、端部において接触部11C−1、11C−2上と接触しており、弾性部材11CKの弾性力により挟持部材11Cの上面から少し浮上している。
同図(b)において、上側の挟持部材10Cと下側の挟持部材11Cとの間隔が狭められて、上からの押さえつけの力により弾性部材11CKであるバネが縮み、サポートプレート2C´は、上面が突起部の高さまで押し下げられている。なお、ここではサポートプレート2C´の厚みと突起部11C−3〜11C−6の高さが同じサイズであるものとして説明しているので、接触部11C−1、11C−2は収容部11CMの中に完全に納まる。
同図(c)、(d)において、サポートプレート2C´は、上側の挟持部材10Cと下側の挟持部材11Cとにより上下から押さえつけられた状態で反転している。
同図(e)において、挟持部材10Cと挟持部材11Cとの間隔が広げられて、サポートプレート2C´は挟持部材10C上に載り、弾性部材11CKであるバネの反発力により接触部11C−1、11C−2が元の位置に戻される。
同図(f)から同図(j)も同図(a)から同図(e)に示したように動作する。
なお、ここで特に異なる点は、同図(f)から同図(j)はウエハ2Cの反転動作を示しており、ウエハ2Cの厚みはサポートプレート2C´の厚みよりも薄い(つまり突起部11C−3〜11C−6の高さよりも低い)ものとしているので、同図(g)において上側の挟持部材10Cと下側の挟持部材11Cとの間隔が狭められた際に、接触部11C−1、11C−2は一部分が収容部11CMの中に納まり、残りの部分は挟持部材11Cの上面から突き出た状態になるということである。このとき、ウエハ2Cは、挟持部材10Cの下面と挟持部材11Cの上面から突き出した接触部11C−1、11C−2により保持される。
なお、第二の実施形態においては、厚み調節手段は、下側の挟持部材11Cに設けたときの構造例を示したが、上側の挟持部材に設けてもよいし、或いは、同様の構造の厚み調節手段を上下の挟持部材にそれぞれ設けてもよい。
また、第二の実施の形態においては、接触部11C−1、11C−2を図5(a)に示したように左右に渡って連続的に設けているが、これに限らず、その領域内の例えば1点又は複数点に断続的に接触部を設けるようにしてもよい。その場合、これに合わせて収容部は穴等の形態にすればよい。
以上のように、反転手段に厚み調節手段を設けることにより、互いに厚みの異なるサポートプレートとウエハとの反転を同一の反転手段で実行できる。また、これに限らず、互いに厚みの異なるサポートプレート同士、或いは互いに厚みの異なるウエハ同士でも、同一の反転手段で反転が実行できるようになる。これにより、反転手段の総数を少なくすることができ、装置を小型化することが可能になる。
第一の実施の形態における本発明の貼り合せ装置の構成図である。 上記貼り合わせ装置における反転ユニットの構成図である。 上記反転ユニットにおける反転手段の構成図である。 上記反転手段の動作状態を示す図である。 第二の実施の形態における貼り合わせ装置の反転手段の構成図である。 上記第二の実施の形態における反転手段の動作状態を示す図である。
符号の説明
1 貼り合わせ装置
10 搬送手段
11 ウエハストッカ
12 サポートプレートストッカ
13 アライメント調整ユニット
14 塗布ユニット
15 ベークユニット
16 クールユニット
17 反転ユニット
18 貼り合わせユニット

Claims (5)

  1. サポートプレートとウエハの回路形成面とを接着層を介して貼り合せる装置であって、
    前記サポートプレート上又は前記ウエハの回路形成面上に前記接着層を形成する接着層形成手段と、
    前記サポートプレート又は前記ウエハを反転させる反転手段と、
    前記サポートプレートと前記ウエハの回路形成面とを前記接着層を介して貼り合せる貼り合わせ手段と、
    を備え、
    前記反転手段により前記サポートプレート又は前記ウエハを反転させた後、前記貼り合わせ手段により前記サポートプレートと前記ウエハの回路形成面とを前記接着層を介して貼り合わせる、
    ことを特徴とする貼り合わせ装置。
  2. 前記反転手段は、前記接着層が形成された前記サポートプレート又は前記ウエハを反転させる、
    ことを特徴とする請求項1に記載の貼り合わせ装置。
  3. 前記反転手段は、前記接着層が形成されていないウエハを反転させる、
    ことを特徴とする請求項1に記載の貼り合わせ装置。
  4. 前記反転手段は、
    前記サポートプレート又は前記ウエハを挟み込む第一保持部と第二保持部とを備え、
    前記サポートプレート又は前記ウエハを、前記第一保持部と前記第二保持部とで挟み込んだ後で反転させる、
    ことを特徴とする請求項1から3の内の何れか一項に記載の貼り合わせ装置。
  5. 前記第一保持部及び/又は前記第二保持部は、前記サポートプレート又は前記ウエハの異なる厚みサイズを適応させる調節手段を備える、
    ことを特徴とする請求項4に記載の貼り合わせ装置。
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