JP2009194064A - 基板への接着フィルム貼付け装置及び貼付け方法 - Google Patents

Abstract

【課題】基板に形成された立体構造部分や中空構造体を破壊することなくドライフィルムレジスト等の接着フィルムを貼付ける貼付け装置及び貼付け方法を提供する。
【解決手段】貼付けテーブルを、基板をその上面に吸着保持する内周テーブル４７と、内周テーブル４７と適宜な間隔を有して内周テーブル４７を取り囲む外周テーブル４６とから構成するとともに内周テーブル４７を外周テーブル４６に対して昇降動自在に構成し、基板Ｗ上に接着フィルム８を貼付ける際、基板Ｗの接着フィルム貼付け面と外周テーブル上面が常に面一となるように内周テーブル４７を昇降制御するようにする。
【選択図】図４

Description

基板への接着フィルムの貼付け装置及び貼付け方法に関する。さらに詳しくは半導体ウエハ等の基板にドライフィルムレジストやダイボンドテープ等の接着フィルムを精度良く貼付ける貼付け装置及び貼付け方法に関する。

近年、半導体チップ等の電気部品上に機械要素としての微小なセンサ、アクチュエータ、光学デバイス等を積載したＭＥＭＳ（Ｍｉｃｒｏ Ｅｌｅｃｔｒｏ Ｍｅｃｈａｎｉｃａｌ Ｓｙｓｔｅｍｓ）が普及してきている。

このＭＥＭＳを作製するには、半導体ウエハ等の基板にレジスト膜を形成し、露光、エッチング等の工程を経て三次元構造の機械的要素を作製している。

従来、このレジスト膜は三次元構造体を作製するためには厚膜に形成する必要があり、スピンコーターやスプレーコーターで塗布されていた。しかしながら、スピンコーターやスプレーコーターでのレジストの塗布は、遠心力により半導体ウエハの外側の膜が厚くなり均一に塗布できない問題や揮発性の溶剤を多く使用しなければならないなど環境上の問題があった。また、スプレーコーターでのレジストの塗布も上記同様に環境上の問題や、特に矩形状の基板に均一にレジストを塗布することが困難であった。

そこで、最近では半導体ウエハにドライフィルムレジストを多層に貼付けることが行なわれるようになってきている（例えば特許文献１）。この特許文献１においては、半導体ウエハを載置するテーブルの外周部分に昇降自在のバンパー部材を設け、半導体ウエハ上へのドライフィルムレジストの貼付け時に押圧部材での圧力が必要以上に掛からないようにバンパー部材の高さを調整したり押圧部材の圧力を制御したりすることが行われている。
特開２００８−４７０８

ところで、上記の特許文献１においては、図１５（ａ）に示すように半導体ウエハに１層目の接着フィルム８（ドライフィルムレジスト）を貼付けした後、サポートフィルム１０を剥離させ、接着層９をウエハＷ上に形成した後に露光処理等を行なってレジスト８０を形成している。この後、図１５（ｂ）のように１層目のレジスト８０の厚みｄ１だけバンパー部材９１をテーブル９２に対して上昇させ、２層目の接着フィルム８を貼付けている。なお、図面において理解が容易なように接着フィルム８の厚み等について誇張して描いてある。

しかしながら、上記の方法によれば、２層目以降を貼付けする際にウエハＷ上の貼付け面に合わせるようレジスト８０の厚みｄ１だけバンパー部材９１を移動させ、さらに押圧部材９０もレジスト８０の厚みｄ１だけ移動させた距離ｄ３だけ移動させなければならない。

すなわち、１層貼付ける毎にテーブル側のバンパー部材９１と押圧部材９０の両方の移動量を制御する必要があり、制御が複雑となる問題がある。また、ドライフィルムレジスト９３を積層して貼付けていく場合、ドライフィルムレジスト９３の厚みの誤差が積算され、貼付精度が悪くなったり、貼付け時の押圧力の変化が大きくなって特許文献１の図１６に示されているような中空構造体を形成する際に中空部の高さにばらつきが発生したり、中空構造体が潰れたりする問題がある。

また、特許文献１の方法は特許文献１の図２に記載のようにバンパー部材が円形に形成されており、押圧部材がバンパー部材からはみ出すように形成されているので、このはみ出し部分とバンパー部材に支持されている部分とで押圧力の差が生じ、貼付け圧力にばらつきが発生し易い問題がある。特にバンパー部材が円形に形成されている場合は、貼付け開始から貼付け終了までの間に押圧部材の支持部分の面積が連続的に変化するので、貼付け圧力にばらつきが発生し易くなる問題がある。

また、上記中空構造体を形成する場合、その中空部はＭＥＭＳ部品としての信頼性を向上させるために窒素、アルゴン等の不活性ガスで満たすことが望ましいが、特許文献１の方法は大気中で行われるため、上記中空部を不活性ガスで満たすことができない。このため、中空部に形成されたメカニカル部品が酸化され、誤動作する問題がある。

また、特許文献１の方法は大気中で貼付けを行うため、特に厚膜にドライフィルムレジストを多層に貼付けする場合、積層するドライフィルムレジスト間に気泡をかみ込んだり、しわが入ったりして、厚みが一定にならない問題がある。

さらに、基板上にパターン等が形成された上に埋め込んだ状態でドライフィルムレジストを貼付ける場合や基板上に形成された３次元構造体に沿ってドライフィルムレジストを貼付け、露光やエッチング等を行なって３次元構造体を拡張させる場合においては、上記パターンや３次元構造体に密着するようにドライフィルムレジストを貼付ける必要があるが、特許文献１の方法は大気中で押圧部材で押圧しながら貼付けを行うため、パターンや中空構造体が潰れたり、密着して貼付けることができなかったりする問題がある。

そこで、本発明の目的は、ドライフィルムレジスト等の接着フィルムを半導体ウエハ等の基板に貼付ける際に精度良く貼付けを行えるとともに、ＭＥＭＳ部品の信頼性を向上させることが可能な基板への接着フィルムの貼付け装置と貼付け方法を提供することにある。さらに、各種の構造体に合わせた最適な接着フィルムの貼付けが行なえる貼付け装置と貼付け方法を提供することにある。

請求項１の発明は、基板をその上面に保持する貼付けテーブルと、前記基板の上面に供給された接着フィルムを基板に押圧して貼付ける貼付ローラと、基板の外周部分の接着フィルムを切断する切断手段とからなる基板への接着フィルム貼付装置において、
前記貼付けテーブルを、基板をその上面に吸着保持する内周テーブルと、前記内周テーブルと適宜な間隔を有して前記内周テーブルを取り囲む外周テーブルとから構成するとともに前記内周テーブルを前記外周テーブルに対して昇降動自在に構成し、
基板上に接着フィルムを貼付ける際、基板の接着フィルム貼付け面と外周テーブル上面が常に面一となるように内周テーブルを昇降制御するようにした基板への接着フィルム貼付け装置である。

また、請求項２の発明は、前記貼付けテーブルと切断された接着フィルムの両側を支持する少なくとも２つの接着フィルム支持板を下チャンバ内に配設するとともに前記貼付ローラを上チャンバ内に設け、接着フィルム貼付け時に上チャンバと下チャンバを閉じて真空下または不活性ガス環境下で貼付けるようにした請求項１記載の接着フィルムの貼付け装置である。

請求項３の発明は、基板を貼付けテーブル上に載置し、前記基板の上面に接着フィルムを供給し、貼付ローラで前記接着フィルムを基板に押圧して貼付けた後、基板の外周部分の接着フィルムを切断手段で切断する基板への接着フィルムの貼付け方法において、
前記貼付けテーブルを、基板をその上面に吸着保持する内周テーブルと、前記内周テーブルと適宜な間隔を有して前記内周テーブルを取り囲む外周テーブルとから構成するとともに前記内周テーブルを前記外周テーブルに対して昇降動自在にしておき、
基板上に接着フィルムを貼付ける際、基板の接着フィルム貼付け面と外周テーブル上面が常に面一となるように内周テーブルを昇降制御するようにした基板への接着フィルム貼付け方法である。

また、請求項４の発明は、前記貼付けテーブルと切断された接着フィルムの両側を支持する少なくとも２つの接着フィルム支持板を下チャンバ内に配設するとともに前記貼付ローラを上チャンバ内に設け、接着フィルム貼付け時に上チャンバと下チャンバを閉じて真空下または不活性ガス環境下で貼付けるようにした請求項３記載の基板への接着フィルム貼付け方法である。

請求項５の発明は、前記接着フィルムに少なくとも表面にセパレータが形成された２層構造の接着フィルムを用いるとともに前記内周テーブル及び貼付けローラに加熱手段を設けておき、基板に接着フィルムを前記加熱手段で加熱しながらセパレータと一体に貼付け、基板の外周部分の接着フィルムを切断手段で切断した後、前記セパレータを剥離する際に内周テーブル上から基板を分離させて冷却した状態で行なうようにした請求項３または４に記載の基板への接着フィルム貼付け方法である。

本発明によると、貼付けテーブルを、基板をその上面に吸着保持する内周テーブルと、前記内周テーブルと適宜な間隔を有して前記内周テーブルを取り囲む外周テーブルとから構成するとともに前記内周テーブルを前記外周テーブルに対して昇降動自在に構成してあるので、基板への接着フィルムの貼付けの際、内周テーブルの基板の接着フィルム貼付け面と外周テーブル面を一致させるようにでき、貼付けローラでの押圧力が基板に均等にかかるので、中空構造体の中空部が潰れたりすることなく接着フィルムを精度良く積層して貼付けすることができる。

また、内周テーブル部を昇降動させるようにしたので、貼付けローラの高さ方向の移動量及び押圧力の制御を一定にしたまま内周テーブル部の高さ調整のみで均一な貼付けを行なうことができ、外周テーブル側を昇降動させる場合に比べ、貼付け制御が簡素に行えるとともに接着フィルムの厚み誤差が積算されることが低減できる。

また、接着フィルムを真空下で貼付けるようにすれば、接着フィルムを積層して厚膜に形成する際に、接着フィルム同士の間や、基板と接着フィルムの間に気泡やしわが発生することがなく、厚み等の精度良く貼付けすることが可能となる。

また、接着フィルムを不活性ガス環境下で貼付けるようにすれば中空構造体を形成する際に、中空部を不活性ガスで満たすことができ、ＭＥＭＳ部品として使用する際に安定した動作をさせることが可能となる。

さらに、接着フィルムの貼付け時に張力緩和装置で貼付け張力を緩和させながら貼付けを行なえば、貼付け後に接着フィルムの応力によって基板が反ることを防止でき、多層に積層して接着フィルムを貼付けても平坦な基板を作製できる。

以下、本発明の実施形態を図１乃至図９に基づき説明する。なお、以下、図中の接着フィルム８においては理解が容易なように誇張して描いてある。
図１は本発明の接着フィルム貼付け装置を適用した装置の平面図であり、機台１上にはウエハＷが多段収納されたウエハ供給部２、ウエハ供給部２から供給されたウエハＷの位置決めを行なうアライメント部３、位置決めされたウエハＷに接着フィルム８の貼付けを行なう接着フィルム貼付け装置５、貼付けされた接着フィルム８をウエハＷの外形状に切断するカッタ機構１１、貼付けられた接着フィルム８のサポートフィルム１０を剥離するサポートフィルム剥離装置６、貼付けが完了したウエハＷを収納するウエハ収納部７及びウエハＷを順次吸着して搬送する搬送ロボット４が設けられている。

上記ウエハ供給部２はウエハＷが多段に収納され、ウエハＷは搬送ロボット４の先端に設けられた吸着ハンドによって１枚ずつ順次取り出され、アライメント部３の吸着テーブル１３上に供給されるようになっている。

アライメント部３は吸着テーブル１３上にウエハＷを吸着し、回転するようになっており、ウエハＷのオリフラやノッチを光学的手段で構成されるセンサ１２で検出し位置決めするようになっている。

次に図１乃至図４に基づいて接着フィルム貼付け装置５について説明する。
図２のように上記接着フィルム貼付け装置５は接着フィルム供給部６９と接着フィルム貼付け部７０と接着フィルム切断部７１で構成されている。

図１及び図２のように接着フィルム供給部６９は、機台１上に立設された支持枠６８、６８の間にウエハＷよりも広幅でロール状の接着フィルム８が巻き回された接着フィルム供給リール１４と、引き出された接着フィルム８を挟持して下方に導くガイドローラ１５と、接着層９の表面を保護している離型フィルム８３を剥離する剥離ローラ３９と、剥離された離型フィルム８３を導くガイドローラ１６と、前記離型フィルム８３を巻取る離型フィルム巻取リール４１と、接着フィルム８の後端側をチャックして傾斜下方に送り出す後側チャックユニット３６と、ガイドローラ４０を経て接着テープ８の先端部をチャックして水平方向に引き出す先端側チャックユニット１９とから構成されている。

上記接着フィルム８は接着層９をサポートフィルム１０と離型フィルム８３で挟み込んだ３層で構成されており、上記接着フィルム８は一体に引き出されて上記ガイドローラ１５を経た後、接着層９の表面を保護する離型フィルム８３が剥離ローラ３９によって剥離され、ガイドローラ１６を経て離型フィルム巻取リール４１に巻取られるようになっている。

上記後側チャックユニット３６はチャックローラ３７とシリンダ１７により開閉自在のチャック３８で構成され、引き出された接着フィルム８をチャックローラ３７とチャック３８で挟持するとともに図示しない適宜な駆動源によりレール１８に沿って接着フィルム８を傾斜下方に向かって引き出すようになっている。

上記先端側チャックユニット１９はシリンダ２０により開閉可能なチャック４３と、カッタ台４２と、カッタ刃２１と、貼付けローラ２２で構成され、接着フィルム８の先端部をチャック４３とカッタ台４２の上面でチャックするようになっており、チャックした接着フィルム８を図示しない適宜な駆動源によりレール２３に沿って引き出すようになっている。

また、上記チャック４３は、接着フィルム８の幅よりもやや長く形成されており、その前面部分にはカッタ刃２１が設けられ、図示しない適宜な駆動源で接着フィルム８の幅方向に向かって動作するようになっており、上記チャック４３の下面には吸着部７２が複数形成されて接着フィルム８を吸着保持可能になっている。

上記カッタ台４２は、先端部分の上面に接着フィルム８の引き出し方向と垂直にカッタ溝が設けられており、上記カッタ刃２１がカッタ溝に沿って動作することで接着フィルム８の後端部分を切断し、短冊状に接着フィルム８を切断するようになっている。また、上記カッタ台４２は、図示しない適宜の駆動源により、上記チャックユニット１９と一体の水平動とチャックユニット１９とは独立した水平動が可能に構成されている。なお、カッタ台４２の上面は接着フィルム８の接着面と接するので必要に応じフッ素等の処理を施し、接着剤が付着しないようにすれば良い。

上記貼付けローラ２２は、チャックユニット１９の先端部分に接着テープ８の幅方向よりもやや長く設けられ、チャックユニット１９と一体となってレール２３に沿って接着テープ８を押圧転動するようになっている。

次に、接着フィルム貼付け部７０の構成について図１乃至図４に基づいて説明する。
図１及び図２のように接着フィルム貼付け部７０は、機台１に立設された支持枠６８、６８の間に設けられた上チャンバ２５と下チャンバ４５で構成されており、上チャンバ２５と下チャンバ４５を閉じることで真空チャンバを形成するようになっている。

上記上チャンバ２５は、支持枠６８から延設された支持板７３上に設けられたシリンダ２４により昇降可能に設けられ、上部に図示しない真空ポンプと接続される給排気アダプタ２６が設けられている。なお、この給排気アダプタ２６には、適宜の切替バルブを接続しておき、真空ポンプによる減圧と、空気または窒素やアルゴン等の不活性ガスの供給を可能にしておく。

また、図４（ａ）、（ｂ）のように上記上チャンバ２５の内面上部には貼付けローラ４４が設けられ、前記貼付けローラ４４にはベルト６５が接続されており、モータ２７を駆動することでプーリ６３を通じてベルト６５が回転駆動されることにより貼付けローラ４４はレール６４に沿って移動可能になっている。なお、貼付けローラ４４は一定の押圧力が加わるよう所定の高さに固定しておくことが好ましくでき、必要により、適宜な駆動源を設けて高さを可変とするようにしても良い。貼付けローラ４４の高さを可変とする場合でも内周テーブル４７側を昇降制御するようにしているので、外周テーブル４６側を移動させる場合に比べ制御が容易となる。

また、貼付けローラ４４は、接着フィルム８の幅よりも長く形成され、外周テーブル４６によって、全幅に渡って支持される長さに形成されており、適宜なヒータ等の加熱手段（図示しない）が内蔵されている。また、材質は各種のゴム部材や樹脂等が使用でき、真空下で差圧を利用して貼付ける場合は、スポンジ状の部材で軽く接触するように構成しても良い。

次に下チャンバ４５について以下に説明する。
図１及び図２のように下チャンバ４５は、その下面に支持枠６７が設けられ、その支持枠６７の下面両側にガイド７４が接続され、前記ガイド７４がレール２９、２９に嵌合し、レール２９に沿って図示しない適宜な駆動源で接着フィルム貼付け部７０から接着シート切断部７１までを水平動自在になっている。

図２及び図４（ａ）、（ｂ）のように下チャンバ４５の内面には内周テーブル４７が設けられ、その表面には多孔質部材若しくは複数の吸着孔が形成された部材が設けられ、真空チャンバの真空源とは異なる真空ポンプ（図示しない）に接続されてその表面でウエハＷを吸着保持するようになっている。また、内周テーブル４７には図示しない適宜なヒータにより、吸着したウエハＷの加熱が可能になっている。

上記内周テーブル４７は、下面が複数のガイド４９に昇降自在に支持され、前記ガイド４９が支持板４８に固定されることにより、支持板４８と一体に昇降動可能になっている。この支持板４８には、ナット部材６６が固定して設けられ、このナット部材６６はボールネジ５３に螺合しており、このボールネジ５３をモータ５２で回転駆動させることにより、支持板４８の昇降動と一体に内周テーブル４７が下チャンバ４５に対して昇降するようになっている。

また、内周テーブル４７の内側にはウエハＷの吸着面に対して突出可能な３本の支持ピン５１が設けられ、支持ピン５１は支持板４８に固定されたシリンダ５０の作動により、内周テーブル４７に対して突出可能となっており、ウエハＷの搬入・搬出の際や、冷却する際に支持ピン５１を突出させてウエハＷを持ち上げたり、受け取ったりするようになっている。

また、内周テーブル４７の外周部分には内周テーブル４７と適宜な間隔を有して外周テーブル４６が下チャンバ４５に固定して設けられている。この外周テーブル４６は、貼付けローラ４４の幅よりも広く形成されている。このように貼付けローラ４４の幅よりも広く形成しておくことで、接着フィルム８の貼付け時に貼付けローラ４４の全体に渡って均等に押圧力がかかり、ウエハＷ等の基板の外周部分に不要な押圧力が働かないので、特に中空構造体を形成する場合に基板外周の中空構造体が潰れることがない。

前記外周テーブル４６を挟んで接着フィルム８の貼付け方向の前方には接着フィルム８の幅よりやや長い接着フィルム支持板５４が設けられ、前記接着フィルム支持板５４は、側方に接続された支持枠６１を下チャンバ４５の外側に固定されたシリンダ５６によって上下動させることにより支持枠６１とともに上下動可能になっている。

また、図３のように接着フィルム支持板５４の接着フィルム幅方向の両側付近には、ばね等の弾性部材６０が設けられ、適宜な付勢力を与えるようになっている。このように構成することで接着フィルム支持板５４に貼付けられた接着フィルム８をウエハＷへ貼付ける際に貼付け方向への張力を適正に保つことができ、接着フィルム８の貼付け後の応力が緩和されてウエハＷの反りを防止できるとともに適正な張力が与えられているので貼付け時にしわが発生することもない。

また、前記外周テーブル４６を挟んで接着フィルム８の貼付け方向の後方には接着フィルム８の幅よりやや長い接着フィルム支持板５５が設けられ、前記接着フィルム支持板５５の下方は下チャンバ４５の外側に固定されたシリンダ５７のシリンダ軸と接続されており、シリンダ５７の作用で上下動可能になっている。なお、上記のシリンダ５６、シリンダ５７、ガイド４９、支持ピン５１の駆動軸部分は、適宜なシール部材（図示しない）でシールし、真空チャンバの空気のリークを防止するようになっている。

下チャンバ４５は上記のように構成されており、上チャンバ２５と合わさる部分の周囲にはゴム等のシール部材５８が設けられ、上チャンバ２５と合わさることにより密閉された真空チャンバを形成するようになっている。

以上が接着フィルム貼付け部７０の構成であり、次に接着フィルム切断部７１の構成について図１及び図２に基づき説明する。

接着フィルム切断部７１は、カッタ刃３３と前記カッタ刃３３を回転駆動させるモータ３１と上記カッタ刃３３を上下動させるシリンダ３０とから構成される。

上記モータ３１は、支持板７６に固定して設けられ、この支持板７６はガイド７８を通じてレール７５上を摺動可能に嵌合されており、支持板７７に固定されたシリンダ３０の作用でモータ３１と支持板７６が一体に上下動するようになっている。

上記カッタ刃３３は、下チャンバ４５の移動により接着フィルム８が貼付けられたウエハＷが搬送されると、支持板７６とともに下降し、モータ３１の作用によりウエハＷの外形に沿って接着フィルム８の余剰部分を切断するようになっている。

また、接着フィルム切断部７１の右中段付近にはチャック２８が、図示しない適宜な機構により上下動、水平動、軸を中心とした回転が自在に設けられ、上記接着フィルム８の余剰部分をチャックし、機台１の下方に設けられた廃棄ボックス３２に余剰接着フィルム７９として廃棄されるようになっている。

以上が本発明装置の一実施形態の構成であり、次に、図５（ａ）乃至（ｃ）及び図６（ｄ）に基づいて接着フィルム８の接着フィルム支持板５４、５５への供給方法及び貼付け方法を説明する。

まず、上チャンバ２５よりやや右に下チャンバ４５を位置させておき、後側のチャック３８を閉じて後側の接着フィルム８を保持する。続いて、接着フィルム８の先端をチャック４３とカッタ台４２の間に挟持した状態でチャック４３を水平動させるとともにチャック３８を傾斜下方に移動させ、接着フィルム８を接着フィルム支持板５４の上方に供給する。（図５（ａ））

続いて、先端側のチャック４３がその下面の吸着部７２で接着フィルム８を吸着した状態でカッタ台４２に対して上昇し、カッタ台４２は二点鎖線位置まで後退する。（図５（ｂ））

次にチャック４３が下降し、吸着保持した接着フィルム８の先端を接着フィルム支持板５４に押し付けて貼付け、チャック４３の吸着を開放してチャック４３はカッタ刃２１とともに上昇し、カッタ台４２の上方まで後退する。このチャック４３の後退時に先端に位置する貼付けローラ２２も接着フィルム支持板５４、５５に接着フィルム８を貼付けながら後退する。（図５（ｃ））

接着フィルム支持板５４、５５に貼付けられた接着フィルム８の接着フィルム支持板５５の後端側にチャック４３が下降してカッタ台４２との間で接着フィルム８を挟持しておき、カッタ刃２１が作用して接着フィルム８を幅方向に切断する。接着フィルム８が切断された後、下チャンバ４５が上チャンバ２５と合わさる位置まで前進する。（図６（ｄ））

次に、供給された接着フィルム８のウエハＷへの貼付け方法について図４、図７乃至図９に基づいて説明する。

接着フィルム８が貼付けられた接着フィルム支持板５４、５５のうち後端側の接着フィルム支持板５５をシリンダ５７の作用で外周テーブル４６の上面とほぼ同じ高さまで下降させて、接着フィルム８を図示実線位置のように傾斜状態に保つ。（図４（ａ））

次に上チャンバ２５が下降し、下チャンバ４５と合わさって真空チャンバを形成し、図示しない真空ポンプを作動させて給排気アダプタ２６を通じて真空チャンバ内を減圧するとともに、内周テーブル４７を図示しないヒータ等で加熱する。所定の圧力となった後、貼付けローラ４４を図示しない加熱手段で加熱しながらモータ２７の駆動により貼付け方向に転動させるとともにシリンダ５６を駆動させて接着フィルム支持板５４を貼付けローラ４４の転動に合わせながら徐々に下降させ、接着フィルム８をウエハＷに貼付ける。（図４（ｂ））

この時、厚膜に接着フィルム８を積層する場合や、ウエハＷのパターンに沿って接着フィルム８を貼付ける場合、またウエハＷのパターンに沿って埋め込むように貼付ける場合は、上記のように真空状態で行なうことが好ましい。

なお、中空構造体を形成する場合は、真空状態にした後、給排気アダプタ２６に接続されたバルブ（図示しない）を切替えて窒素等の不活性ガスを供給し、不活性ガス環境下で貼付けすることが好ましい。

真空状態で貼付けを行なった場合は、上記貼付け後に給排気アダプタ２６から大気を導入し、差圧を利用してさらに密着良く接着フィルム８を貼付け、上チャンバ２５を開放する。

上チャンバ２５の開放された後、下チャンバ４５は接着フィルム切断部７１に移動し、カッタ刃３３が下降して、モータ３１の作用によりウエハＷの外周に沿って旋回し、余剰部分の接着フィルム８を切断し、これと並行して貼付けローラ４４が初期位置に後退する。（図７（ａ））

次に、カッタ刃３３が上昇し、同時にチャック２８が下降及び水平動して接着フィルム支持板５５の切欠き部５９（図３参照）に進入して余剰接着フィルム７９をチャックする。（図７（ｂ））

この後、チャック２８は上昇し、下チャンバ４５が初期位置に後退することで余剰接着フィルム７９が剥離される。

この後、図示しないがチャック２８が軸を基点に下方の廃棄ボックス３２に向かって回動し、チャッキングを解放して、余剰接着フィルム７９を廃棄ボックス３２に廃棄する。一方、内周テーブル上に残された接着フィルム８の貼付け済のウエハＷの吸着を開放し、支持ピン５１の上昇により内周テーブル４７からウエハＷを持ち上げる。なお、この時、支持ピン５１の先端部に吸着部を設けておき吸着するようにしておいても良い。このようにしておけばウエハＷにずれが発生することがない。

次に持ち上げられたウエハＷを搬送ロボット４の吸着ハンドで吸着搬送して、剥離テーブル３４（図１参照）に吸着保持させ、剥離テープ３５を接着フィルム８のサポートフィルム１０上に貼付けて剥離テープ３５と一体に巻取ることによりサポートフィルム１０を剥離させる。

このように、加熱されている内周テーブル４７から支持ピン５１でウエハＷを分離させて冷却してからサポートフィルム１０を剥離させれば接着フィルム８がサポートフィルム１０と貼り付いて糸を引いたり、貼付けた接着層９が剥がれたりすることがない。また、接着層９を冷却してからサポートフィルム１０を剥離させるので、接着層９の表面が荒れることもなく平坦に貼付けることができる。

サポートフィルム１０の剥離されたウエハＷは搬送ロボット４によりウエハ収納部７に収納される。なお、繰返し接着フィルム８を貼付ける場合は、収納せずに搬送ロボット４により、内周テーブル４７上に再度ウエハＷを供給し、内周テーブル４７の昇降制御を以下のように行って接着フィルム８の貼付けを必要回数繰り返せば良い。

次に、接着層９を繰返し貼付ける場合や接着層９の貼付けられたウエハＷに露光処理やエッチング処理を行なった後に接着フィルム８を貼付ける場合について図８（ａ）、（ｂ）及び図９（ａ）、（ｂ）に基づいて説明する。

まず、図８（ａ）のようにレジスト８０が形成されたウエハＷを内周テーブル４７上に吸着保持し、接着フィルム支持板５４、５５上に接着フィルム８を供給する。

続いて、図８（ｂ）のようにウエハＷの厚みとレジスト８０の厚み分だけ内周テーブル４７を下降させ、ウエハＷの接着フィルム貼付け面と外周テーブル４６の上面を面一にしておき、この状態で図４のように貼付け動作を行なうことでウエハＷ上にレジスト８０を積層していく。なお、ウエハＷの厚みとレジスト８０の厚みは既知の厚みを入力しておいても良いし、適宜なセンサで検知し、内周テーブル４７の昇降制御を行うようにしても良い。

次に接着フィルム８の貼付けを内周テーブル４７側の昇降制御で行うことの効果について、図９（ａ）、（ｂ）に基づいて説明する。

図９（ａ）はウエハＷに１層目の接着層９を形成する状態を表す図であり、ウエハＷの接着フィルム貼付け面と外周テーブルの上面が面一となった状態を示し、接着層９の厚みをｄ１とし、接着フィルム８の上面と貼付けローラ４４の距離をｄ２とする。この状態で貼付けローラ４４がｄ２だけ下降して、接着フィルム８をウエハＷに貼付ける。

図９（ｂ）は、露光処理され硬化されたレジスト８０が形成されたウエハＷが内周テーブル４７上に吸着保持され、内周テーブル４７側を外周テーブル４６に対して下降させて、ウエハＷの接着フィルム８の貼付け面と外周テーブル４７の上面を面一とさせた状態を表す。この状態で貼付けローラ４４がｄ２だけ下降して、接着フィルム８をウエハＷに貼付ける。

上記のように、内周テーブル４６側をウエハＷ上に形成されたレジスト８０の厚みｄ１分だけ昇降制御すれば、貼付けローラ４４の移動量は、同じ接着フィルム８を貼り続ける場合には一定量だけ移動させれば良く、従来例のバンパー部材９１（外周テーブル４６に相当）側を移動させるよりも制御が容易となる。

以上が、本発明装置の貼付け装置と貼付け方法の一実施形態であり、次に上記貼付け装置と貼付け方法を利用したＭＥＭＳ等に利用する三次元構造体についての各種実施形態を図１０乃至図１４に従って説明する。

図１０はレジスト８０を多層に積層して貼付けた厚膜貼りの一例である。この場合は、ウエハＷを内周テーブル４７に載置しておき、前記ウエハＷの貼付け面の高さを外周テーブル４６の上面と一致するように内周テーブル４７の高さを調整して１層目の接着フィルム８（ドライフィルムレジスト）を貼付け、サポートフィルム１０を剥離させた後、上記を繰り返してレジスト８０を積層させる。この後、露光等の処理を行なって接着層９（レジスト８０）を硬化させ、エッチング等を行なって３次元構造体を形成すれば良い。なお、上記のように、レジスト８０を硬化させずに多層に積層貼りする場合は、真空環境下で差圧を利用して行うことが好ましい。

図１１は、レジスト８０で３次元構造体を形成する場合の一例である。この場合は、上記のようにレジスト８０を積層して貼付けた後、露光やエッチング等の処理を行って３次元構造体を形成すれば良い。なお、１層貼付け毎に露光やエッチング等の処理を行って積層しながら３次元構造体を形成するようにしても良い。

また、図１２は、立体構造物上にテント状に接着層９を形成する場合の一例である。この場合は、上記のように図１１の状態を形成しておき、その上に、真空チャンバ内を不活性ガス環境にしておいて接着フィルム８を貼付けるようにすれば、経時的に安定なＭＥＭＳ部品等を形成できる。

図１３は、パターン８１または立体構造物が形成されているウエハＷにレジスト８０を埋め込むように形成した場合の一例である。この場合は、真空チャンバ内を減圧して真空状態とした後、接着フィルム８を加熱して柔軟な状態としながら貼付けローラ４４で貼付けることで形成できる。この後、ウエハＷを支持ピン５１で持ち上げて冷却し、サポートフィルム１０を剥離させて露光等の処理を行なえば、気泡等なくレジスト８０を形成することができる。

図１４は、ウエハＷの表面が凹凸に形成されている場合に凹凸に沿ってレジスト８０を形成する場合の一例である。この場合は、表面に凹凸が形成されたウエハＷ（上記のように３次元構造体を形成したウエハでも良い）を用意しておき、真空チャンバ内を真空状態にした後、大気解放して接着フィルム８を差圧を利用して貼付けることで表面の凹凸に密着させて貼付けることができ、この後、サポートフィルム１０を剥離させて、露光等の処理を行なえば良い。

以上のように、本発明の貼付け装置及び貼付け方法を利用すれば、ＭＥＭＳ等に応用できる各種の３次元構造体を精度良く形成できる。

なお、本発明の実施形態においては、接着フィルム８の供給方法として自動で供給する手段を採用したが、接着フィルム支持板５４、５５に短冊状に切断した接着フィルムを各種手段で供給でき、自動機でなくとも手動で供給しても良い。

また、本発明の実施形態においては、真空チャンバ内で真空下または不活性ガス環境下で接着フィルムをウエハに貼付けるようにしたが、真空チャンバ外であっても外周テーブルに対して内周テーブルが上下動して貼付け面を外周テーブルの高さに一致させ、貼付け面を平坦な状態にして貼付けを行なうものであれば良い。

また、接着フィルム８を貼付ける貼付けローラ４４及び内周テーブル４７を加熱しながら貼付けるようにしたが、貼付ける接着フィルムの種類に応じて適宜加熱温度を調節したり、加熱を行わずに貼付けたりすることができる。

また、接着フィルムとしてはドライフィルムレジストを好ましく使用でき、ＭＥＭＳ部品等の３次元構造物をフィルムを使用して作製するものであれば各種の接着フィルムを使用できる。

上記実施形態においては基板として円形のウエハＷを用いたが、基板を載置するテーブルの形状、接着フィルムの切断形状を変更すれば矩形状の基板、三角、ひし形等各種の基板に利用できる。また、回路パターン８１が形成された基板や３次元構造物の形成された基板等各種の基板に適用できる。

本発明の接着フィルム貼付け装置の一実施形態を表す平面図である。 図１のＡ−Ａ方向断面矢視図である。 本発明の貼付けテーブル部の平面図である。 （ａ）及び（ｂ）は本発明の接着フィルムの貼付け動作を示す説明図である。 （ａ）乃至（ｃ）は本発明の接着フィルムを供給する動作を示す説明図である。 （ｄ）は本発明の接着フィルムを供給する動作を示す説明図である。 （ａ）及び（ｂ）は本発明の接着フィルムの余剰部分の切断動作を示す説明図である。 （ａ）及び（ｂ）は本発明の接着フィルムを多層に貼付ける場合の動作説明図である。 （ａ）及び（ｂ）は本発明の接着フィルムを多層に貼付ける効果を示す説明図である。 厚膜にレジストを形成した一例を示す図である。 ３次元構造体の一例を示す図である。 中空構造体の一例を示す図である。 埋め込み状態でレジストを形成した一例を示す図である。 ３次元構造体に沿ってレジストを形成した一例を示す図である。 （ａ）及び（ｂ）は従来の貼付け動作の説明図である。

符号の説明

Ｗ ウエハ
１ 機台
２ ウエハ供給部
３ アライメント部
４ 搬送ロボット
５ 接着フィルム貼付け装置
６ サポートフィルム剥離装置
７ ウエハ収納部
８ 接着フィルム
９ 接着層
１０ サポートフィルム
１１ カッタ機構
１２ センサ
１３ 吸着テーブル
１４ 接着フィルム供給リール
１５ ガイドローラ
１６ ガイドローラ
１７ シリンダ
１８ レール
１９ 先端側チャックユニット
２０ シリンダ
２１ カッタ刃
２２ 貼付けローラ
２３ レール
２４ シリンダ
２５ 上チャンバ
２６ 給排気アダプタ
２７ モータ
２８ チャック機構
２９ レール
３０ シリンダ
３１ モータ
３２ 廃棄ボックス
３３ カッタ刃
３４ 剥離テーブル
３５ 剥離テープ
３６ 後側チャックユニット
３７ チャックローラ
３８ チャック
３９ 剥離ローラ
４０ ガイドローラ
４１ 離型フィルム巻取ロール
４２ カッタ台
４３ チャック
４４ 貼付けローラ
４５ 下チャンバ
４６ 外周テーブル
４７ 内周テーブル
４８ 支持板
４９ ガイド
５０ シリンダ
５１ 支持ピン
５２ モータ
５３ ボールネジ
５４ フィルム支持板
５５ フィルム支持板
５６ シリンダ
５７ シリンダ
５８ シール部材
５９ 切欠き部
６０ 弾性部材
６１ 支持枠
６２ 硬化済接着層
６３ プーリ
６４ レール
６５ ベルト
６６ ナット部材
６７ 支持枠
６８ 支持枠
６９ 接着フィルム供給部
７０ 接着フィルム貼付け部
７１ 接着フィルム切断部
７２ 吸着部
７３ 支持板
７４ ガイド
７５ レール
７６ 支持枠
７７ 支持板
７８ ガイド
７９ 余剰接着フィルム
８０ レジスト
８１ 回路パターン
８２ 中空部
８３ 離型フィルム
９０ 押圧部材
９１ バンパー部材
９２ テーブル

Claims (5)

1. 基板をその上面に保持する貼付けテーブルと、前記基板の上面に供給された接着フィルムを基板に押圧して貼付ける貼付ローラと、基板の外周部分の接着フィルムを切断する切断手段とからなる基板への接着フィルム貼付装置において、
   前記貼付けテーブルを、基板をその上面に吸着保持する内周テーブルと、前記内周テーブルと適宜な間隔を有して前記内周テーブルを取り囲む外周テーブルとから構成するとともに前記内周テーブルを前記外周テーブルに対して昇降動自在に構成し、
   基板上に接着フィルムを貼付ける際、基板の接着フィルム貼付け面と外周テーブル上面が常に面一となるように内周テーブルを昇降制御するようにしたことを特徴とする基板への接着フィルム貼付け装置。
2. 前記貼付けテーブルと切断された接着フィルムの両側を支持する少なくとも２つの接着フィルム支持板を下チャンバ内に配設するとともに前記貼付ローラを上チャンバ内に設け、接着フィルム貼付け時に上チャンバと下チャンバを閉じて真空下または不活性ガス環境下で貼付けるようにしたことを特徴とする請求項１記載の接着フィルムの貼付け装置。
3. 基板を貼付けテーブル上に載置し、前記基板の上面に接着フィルムを供給し、貼付ローラで前記接着フィルムを基板に押圧して貼付けた後、基板の外周部分の接着フィルムを切断手段で切断する基板への接着フィルムの貼付け方法において、
   前記貼付けテーブルを、基板をその上面に吸着保持する内周テーブルと、前記内周テーブルと適宜な間隔を有して前記内周テーブルを取り囲む外周テーブルとから構成するとともに前記内周テーブルを前記外周テーブルに対して昇降動自在にしておき、
   基板上に接着フィルムを貼付ける際、基板の接着フィルム貼付け面と外周テーブル上面が常に面一となるように内周テーブルを昇降制御するようにしたことを特徴とする基板への接着フィルム貼付け方法。
4. 前記貼付けテーブルと切断された接着フィルムの両側を支持する少なくとも２つの接着フィルム支持板を下チャンバ内に配設するとともに前記貼付ローラを上チャンバ内に設け、接着フィルム貼付け時に上チャンバと下チャンバを閉じて真空下または不活性ガス環境下で貼付けるようにしたことを特徴とする請求項３記載の基板への接着フィルム貼付け方法。
5. 前記接着フィルムに少なくとも表面にサポートフィルムが形成された２層構造の接着フィルムを用いるとともに前記内周テーブル及び貼付けローラに加熱手段を設けておき、基板に接着フィルムを前記加熱手段で加熱しながらサポートフィルムと一体に貼付け、基板の外周部分の接着フィルムを切断手段で切断した後、前記サポートフィルムを剥離する際に内周テーブル上から基板を分離させて冷却した状態で行なうようにしたことを特徴とする請求項３または４に記載の基板への接着フィルム貼付け方法。

Images