JP3986853B2 - ウェーハ貼付装置 - Google Patents
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Description
【発明の属する技術分野】
本発明は、ウェーハ研磨工程の前段階でウェーハを保持する貼付板にウェーハを貼付けるウェーハ貼付装置に関する。
【0002】
【従来の技術】
半導体デバイス等の基板として用いられるウェーハにおいて、デバイス形成の下地となる表面は、デバイスの形成が良好に行われるよう、高精度の研磨加工が施されて高精度な平坦面とされる。
ウェーハは、ウェーハ貼付装置によって貼付板に貼付けられて、この貼付板ごと研磨機にセットされて、研磨機による研磨が施される。
【0003】
ウェーハ貼付装置は、塗布装置によってウェーハの一面に接着剤を塗布し、搬送装置によって前記一面を対向させた状態にしてウェーハを貼付板の上面に載置し、さらに貼付板の上方に配置される押圧装置によってこのウェーハを他面側から押圧することで、貼付板の上面へのウェーハの貼付けを行うものである。
【0004】
【発明が解決しようとする課題】
しかし、従来のウェーハ貼付装置では、ウェーハ貼付工程は、ウェーハを貼付板上に載置する工程と、ウェーハを貼付板に押付ける工程とに分けられており、それぞれの工程は独立した装置によって行われる。
このため、ウェーハ貼付装置の構成が複雑になり、また処理速度が遅かった。
【0005】
本発明は、上記事情に鑑みてなされたもので、構成を簡略化しつつウェーハ貼付性能を向上させることができるウェーハ貼付装置を提供することを目的としている。
【0006】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するため、本発明にかかるウェーハ貼付装置においては、ウェーハ研磨工程の前段階で一面側に接着剤が塗布されるウェーハを、貼付板に対して前記一面側を向けて貼付けるウェーハ貼付装置であって、
前記一面を露出させた状態で前記ウェーハの保持を行う保持部と、
該保持部を、保持する前記ウェーハの前記一面が上向きとなる向きから下向きとなる向きに反転させる反転機構と、
前記保持部を前記貼付板上に進出、退避させる移動機構とを有し、
前記保持部には、保持する前記ウェーハを前記一面が向く側に向けて押圧する押圧機構が設けられ、
前記保持部には、前記ウェーハの他面の中央部を受ける保持台座と、該保持台座に対して前記ウェーハを固定するウェーハ固定機構とが設けられており、
前記押圧機構は、前記保持部本体において前記ウェーハの前記他面に対向する部位のうち少なくとも前記保持台座よりも外周側の部分を覆う弾性体と、前記保持部本体と前記弾性体との間に形成される第一の空間の内圧を調整する第一の圧力調整装置とを有し、
前記保持台座が前記保持部本体から出没可能にして設けられ、
前記保持部本体には、該保持部本体から出没する方向における前記保持台座の位置を調整する台座位置調整機構が設けられ、
前記弾性体は、前記保持台座の外周縁と前記保持部本体との間にまたがって張設され、
前記保持台座を前記保持部本体から突出させ、前記弾性体において前記保持台座と前記保持部本体との間に張設される部位が前記保持台座から前記保持部本体に向かうにつれて拡径される円錐台周面形状をなした状態で前記ウェーハを固定し、
前記ウェーハを前記貼付板に接触させた後、
前記押圧機構が、まず前記ウェーハの中央部を前記保持台座によって押圧し、以降は前記第一の空間の内圧を次第に高めてゆくことにより、次第に押圧する範囲を前記ウェーハの外周側に広げることを特徴とする。
また、本発明は、一面側に接着剤が塗布されるウェーハを、貼付板に対して前記一面側を向けて貼付けるウェーハ貼付装置であって、前記一面を露出させた状態で前記ウェーハの保持を行う保持部と、該保持部を、保持する前記ウェーハの前記一面が上向きとなる向きから下向きとなる向きに反転させる反転機構と、前記保持部を前記貼付板上に進出、退避させる移動機構とを有し、前記保持部には、保持する前記ウェーハを前記一面が向く側に向けて押圧する押圧機構が設けられていることを特徴としている。
【0007】
このように構成されるウェーハ貼付装置においては、ウェーハは、貼付板上から退避させられた保持部によって一面を露出させた状態で保持される。そして、ウェーハのこの一面に接着剤が塗布されたのちに(上記の接着剤の塗布工程を経る代わりに、予め一面に接着剤が塗布されたウェーハを用いてもよい)、反転機構によって、この保持部は、保持するウェーハの一面が上向きとなる向きから下向きとなる向きに反転させられ、これと前後して移動機構によって貼付板上に進出させられることで、ウェーハが貼付板の上面に対向させられる。この状態で、保持部に設けられる押圧機構によってウェーハをその一面の向く側、すなわち貼付板に向けて押圧することで、ウェーハが貼付板に押付けられて、貼付板へのウェーハの貼付が行われる。
このウェーハ貼付装置では、独立した押圧装置は設けておらず、ウェーハは、保持部によって貼付板の上面に対向する状態で保持されたのちは、保持部に設けられる押圧機構によってそのまま貼付板に向けて押圧されて貼付板に貼付けられる。
【0008】
ここで、独立した押圧装置を設けている従来のウェーハ貼付装置では、構成が複雑になり、また貼付板に載置されたウェーハに対して押圧装置を位置決めする作業が必要であるのに対し、本発明のウェーハ貼付装置では、構成が簡略化され、また貼付板上へのウェーハの搬送に用いた保持部によってウェーハの押圧も行われるので、上記の位置決め作業が不要となる。
また、半導体デバイスの基板として用いられるウェーハには、デバイス形成を良好に行うために高い清浄度が求められており、汚染を避けるためには接触する部材の数を極力減らすことが望まれている。このウェーハ貼付装置では、ウェーハは保持部以外の他の部材と接触しないので、汚染を生じる恐れを低減することができる。
本発明にかかるウェーハ貼付装置において、押圧機構は、保持するウェーハを押圧する圧力を調整可能な構成としてもよい。この場合には、ウェーハを貼付ける過程において、ウェーハを一定圧力で押圧するだけでなく、ウェーハに常に適切な圧力が加わるように押圧力を変化させて、ウェーハの貼付をより良好に行うことができる。
【0009】
ここで、前記保持部には、ウェーハの他面の中央部を受ける保持台座と、保持台座に対してウェーハを固定するウェーハ固定機構とを設け、押圧機構が、保持部本体においてウェーハの他面に対向する部位のうち少なくとも保持台座よりも外周側の部分を覆う弾性体と、保持部本体と弾性体との間に形成される第一の空間の内圧を調整する第一の圧力調整装置とを有する構成としてもよい。
【0010】
この構成では、ウェーハ固定機構によってウェーハが保持台座に固定される。そして、ウェーハを貼付板の上面に接触させた状態で、第一の圧力調整装置によって、保持部本体と弾性体との間に形成される第一の空間の内圧を高めることで、弾性体を介して第一の空間の内圧がウェーハに加えられて、ウェーハが貼付板に向けて押圧される。
【0011】
ここで、ウェーハは、その一面に塗布された接着剤によって貼付板に貼付けられるので、ウェーハと貼付板との間に形成される接着剤層の厚みが不均一になったり、接着剤層中に気泡が含まれたりしやすい。このように接着剤層の厚みが不均一であったり接着剤層中に気泡が含まれていると、その後のウェーハの研磨に悪影響を及ぼす。
そこで、保持台座を保持部本体から出没可能にして設け、保持部本体には、保持部本体から出没する方向における保持台座の位置を調整する台座位置調整機構を設け、弾性体は、保持台座の外周縁と保持部本体との間にまたがって張設した構成としてもよい。
【0012】
この構成では、貼付板へウェーハを貼付ける際には、まず保持台座を保持部本体から突出させた状態で保持台座にウェーハを固定する。この状態では、弾性体において保持台座と保持部本体との間に張設される部位は、保持台座から保持部本体に向かうにつれて拡径される円錐台周面形状をなすこととなる。
そして、この状態でウェーハを貼付板の上面に接触させて、ウェーハの中央部を保持台座によって押圧し、以降は保持台座の突出量を次第に低減させつつ、第一の圧力調整装置によって、保持部本体と弾性体との間に形成される第一の空間の内圧を次第に高めてゆくことにより、弾性体は、保持台座の外周縁側の部分から先にウェーハに接触し、保持台座の突出量が少なくなるにつれてウェーハと接触する範囲が次第にウェーハの外周側に広がってゆくこととなる。すなわち、押圧機構は、まずウェーハの内周側を押圧し、以降は次第に押圧する範囲をウェーハの外周側に広げるので、ウェーハの一面に塗布された接着剤がならされて接着剤層の厚みが均一となる。またウェーハと貼付板との間に形成される接着剤層中の気泡もウェーハ外周に押しやられて接着剤層中から追い出されることとなる。
【0013】
ここで、第一の空間の内圧を加えることによるウェーハの押付けを行ったのちに、より確実にウェーハの貼付を行うために、保持部本体をさらにウェーハに近接させて、保持部本体によって直接ウェーハの押付けを行ってもよい。
【0014】
また、保持台座においてウェーハを受ける受け面の内周側には凹部を設け、弾性体を、保持台座の受け面を含めて保持部本体において保持するウェーハに対向する部位全体を覆う構成とし、弾性体と受け面の外周側との間が気密に封止されていて、凹部と弾性体との間には第一の空間と隔離された第二の空間が形成されており、第二の空間にはその内圧を調整する第二の圧力調整装置が接続されている構成としてもよい。
この構成では、保持台座上に弾性体越しにウェーハを載置し、この状態で、保持台座の凹部と弾性体との間に形成される第二の空間の内圧を、第二の圧力調整装置によって外気圧以下に下げることで、弾性体において凹部を覆う部分が凹部側に向けて窪むこととなる。これにより、弾性体において凹部を覆う部分がウェーハを吸着する吸盤として作用して、保持台座にウェーハが固定される。
【0015】
また、移動機構が、貼付板の側方位置に設けられる基部と、一端を基部に支持されて、一端を支点として貼付板と交差する鉛直面上で旋回可能とされるアームと、アームを前記鉛直面上で旋回させるアーム駆動装置とを有し、保持部は、前記アームの他端に、該アームを旋回させることによって保持するウェーハが貼付板の上面に対向させられる向きにして設けられており、移動機構が反転機構を兼ねている構成としてもよい。
この構成では、保持部が設けられるアームを、基部に支持される一端を支点として旋回させることで、保持部が貼付板上から退避された位置で保持するウェーハの一面を上向きとされる状態と、保持部が貼付板上に進出させられて保持するウェーハの一面を下向きとされる状態(貼付板の上面にウェーハが対向される状態)とを選択的にとらせることができる。
すなわち、保持部を貼付板に対して進出、退避させると同時に、保持部の反転も行うことができる。
従来のウェーハ貼付装置のように、貼付板の上方に押圧装置が設けられている場合には、押圧装置からパーティクルが落下してウェーハの汚染を引き起こす可能性があったが、この構成では、貼付板の上方に部材を配置しないので、貼付板上にパーティクルが落下しにくい。
【0016】
移動機構には、保持部が保持するウェーハを貼付板の上面に対向させた位置でアームの旋回方向の位置決め固定を行うアーム固定機構が設けられていてもよい。
ウェーハを押圧機構によって貼付板に押付ける際には、その反作用が保持部に加わることとなるが、アーム固定機構によってアームの位置決め固定を行った状態でウェーハの押付けを行うことで、反作用を受けることによる保持部の位置ずれを防止して、貼付板へのウェーハの貼付けを良好に行うことができる。
【0017】
【発明の実施の形態】
〔第一の実施の形態〕
以下、本発明にかかるウェーハ貼付装置の第一の実施の形態について、図1から図6を用いて説明する。ここで、図1は本実施形態にかかるウェーハ貼付装置の構成を示す側面図である。図2は本実施形態にかかるウェーハ貼付装置の構成を示す平面図である。図3は図1の一部拡大図である。図4は本実施の形態にかかるウェーハ貼付装置の構成を示す図である。図5は本実施の形態にかかるウェーハ貼付装置の構成を示す図である。図6(a)は本実施形態にかかるウェーハ貼付装置に設けられる保持部の構造を示す縦断面図である。図6(b)は本実施形態にかかるウェーハ貼付装置に設けられる保持部の構造を示す先端面図である。図7は本実施形態にかかるウェーハ貼付装置によるウェーハの貼付工程を示す図である。
【0018】
図1に示すように、本実施形態にかかるウェーハ貼付装置1は、マニピュレータM等から受け渡されたウェーハWを、貼付板2の上面に対して、接着剤を塗布された一面Wa側を向けて貼付けるものである。
本実施形態では、貼付板2は、略円盤形状をなしており、鉛直軸周りに回転可能なターレット3上に同軸にして設けられている。貼付板2は、接着剤を溶解させるために、例えば100°Cから120°Cに加温されている。そして、図2に示すように、ウェーハ貼付装置1は、貼付板2において回転中心から偏心した位置にウェーハWを貼付けるようになっており、またターレット3は、貼付板2においてウェーハWが貼付けられていない個所がウェーハ貼付装置1によるウェーハWの貼付位置に位置するよう、ウェーハWの貼付けが行われるごとに所定角度ずつ回転させられるようになっている。これによって、貼付板2の上面には、ウェーハWが周方向に並べて複数枚貼付けられるようになっている。
【0019】
図1に示すように、ウェーハ貼付装置1は、ターレット3に隣接して設けられる基台1aと、一面Waを露出させた状態でウェーハWの保持を行う保持部6とを有しており、この基台1a上には、保持部6を、保持するウェーハWの一面Waが上向きとなる向きから下向きとなる向きに反転させる反転機構と、保持部6を貼付板2上に進出、退避させる移動機構7とが設けられている。
【0020】
本実施の形態では、図3に示すように、移動機構7は、基台1aにおいて貼付板2の側方位置に設けられる基部11と、一端12aを基部11に支持されて、この一端12aを支点として貼付板2と交差する鉛直面上で旋回可能とされるアーム12と、このアーム12を貼付板2と交差する鉛直面上で旋回させるアーム駆動装置13とを有している。また、基台1aに対して基部11を上下に昇降させる昇降装置も有している。
図2に示すように、アーム12の一端12aには、アーム12の長手方向に直交させて、両端をアーム12の側方に突出させた状態にして回転軸12cが固定的に設けられている。また、基部11には、この回転軸12cを、軸線が貼付板2と交差する鉛直面に対して直交する状態でその両端を支持する軸受11aが設けられている。
この回転軸12cの一端には、モーター等のアーム駆動装置13が接続されており、アーム駆動装置13によって回転軸12bがその軸線周りのいずれかの方向に選択的に回転させられることで、アーム12が貼付板2と交差する鉛直面上で旋回させられるようになっている。
【0021】
図1に示すように、保持部6は、アーム12の他端12bに、アーム12を旋回させることによって保持するウェーハWが貼付板2の上面に対向させられる向きにして設けられており、アーム12は、保持部6が保持するウェーハWを上方に向けた位置(図1に実線で示す状態)から、ウェーハWを貼付板2の上面に平行にして対向させた位置(図1に二点鎖線で示す状態)まで旋回可能とされている。すなわち、本実施の形態では、移動機構7が前記反転機構も兼ねている。
以下では、アーム12の旋回方向のうち、保持部6を貼付板2の上面に対向させる向きを正方向、保持部6を貼付板2の上面から離間させる向きを逆方向とする。
【0022】
また、図3に示すように、移動機構7には、アーム12を受けて、アーム12の旋回する範囲を前記範囲内に規制するストッパー14が設けられている。
さらに、移動機構7には、保持部6が保持するウェーハWが貼付板2の上面に平行にして対向させられる位置(位置決め位置)でアーム12の旋回方向の位置決め固定を行うアーム固定機構16が設けられている。
【0023】
図4に示すように、アーム固定機構16は、前記位置決め位置にあるアーム12の旋回方向逆方向の軌道上に出没可能とされてアーム12の旋回方向逆方向を向く部位を受けるストッパーブロック17と、ストッパーブロック17をアーム12の旋回する軌道上に出没させるストッパーブロック駆動装置18とを有している。
本実施の形態では、図3に示すように、ストッパーブロック17は軸線を出没方向に平行にして設けられる多角形棒状の部材とされており、側面として、アーム12を受ける位置決め基準面17aと、この位置決め基準面17aとは反対の側に位置決め基準面17aに対してそれぞれ傾斜させて設けられて位置決め基準面17aに直交する仮想面を挟んで対称形状をなす受け面17b、17cとを有している。
図4に示すように、ストッパーブロック駆動装置18は、シリンダ18aから、ピストン18bをアーム12が旋回する鉛直面に対して直交する向きに沿って進退させるシリンダ機構によって構成されており、ストッパーブロック17は、ピストン18bに対して互いの軸線を平行にして設けられていて、ピストン18bを進退させることでアーム12の軌道上にこの軌道を横切る向きに出没させられるようになっている。
【0024】
さらに、図3、図4に示すように、アーム固定機構16には、ストッパーブロック17の受け面17b、17cのうちのいずれかを外周面で受けて、ストッパーブロック17の出没方向の移動を案内するとともに出没方向以外の方向への移動を規制するガイドローラー19が複数設けられている。ストッパーブロック17は、これらガイドローラー19によって受け面17bと受け面17cの二面を受けられた状態で出没方向に案内されるようになっている。
また、アーム12においてストッパーブロック17に受けられる部位にも、外周面がストッパーブロック17の位置決め基準面17aを受ける位置決め基準面とされるとともにストッパーブロック17の出没方向への移動を許容する受けローラー12dが設けられている。
これらガイドローラー19、受けローラー12dによってストッパーブロック17が案内されることにより、ストッパーブロック17の出没動作がスムーズに行われるとともに、アーム12の位置決め精度が確保されている。
【0025】
図3に示すように、保持部6は、一面21aの内周側に開口部21bが形成されて他面21c側で前記アーム12の他端12cに接続される円盤形状の保持部本体21と、保持部本体21の開口部21b内から一面21a側に出没可能にして設けられる保持台座22と、保持台座22に対してウェーハWを固定するウェーハ固定機構23と、保持台座22の保持部本体21からの突出量を調整する台座位置調整機構24と、保持部6が保持するウェーハWをその一面Waが向く側に向けて押圧する押圧機構25とを有している。
【0026】
押圧機構25は、保持部本体21においてウェーハWの他面Wbに対向する部位である一面21aのうち少なくとも保持台座22よりも外周側の部分を覆う弾性体26と、保持部本体21と弾性体26との間に形成される第一の空間S1の内圧を調整する第一の圧力調整装置27とを有している。
本実施の形態では、弾性体26は薄い膜体とされており、保持台座22の先端面も含めて保持部本体21の一面21a側を覆っている。弾性体26は、固定具28によって保持部本体21の外周に対して外周縁を密着させた状態にして固定されており、これによって第一の空間S1の気密が確保されている。
弾性体26は、保持台座22を保持部本体21から突出させた状態では、保持台座22の外周縁と保持部本体21との間にまたがって張設される部位が、突出状態にある保持台座22から保持部本体21に向かうにつれて拡径される円錐台周面形状をなすこととなる。
【0027】
ここで、保持部本体21の一面21aには、保持するウェーハWの外周縁に対向する位置よりもわずかに内周側の位置から外周縁にかけて、他の部分よりも一段突出させられて上面が平坦面をなす突部21dが全周にわたって形成されている。また、一面21aにおいて突部21dよりも内周側の部分は平坦面とされている。
さらに、保持部本体21には、他面21cから一面21aまで通じる第一の流路21eが形成されており、第一の流路21eにおいて他面21c側の開口端には、第一の圧力調整装置27が管路を通じて接続されている。
【0028】
図6(a)に示すように、保持台座22は、保持部本体21の一面21aと同じ側を向く一面22a(受け面)でウェーハWの中央部を受ける円盤状の部材であって、他面22b側で台座位置調整機構24と接続されている。
一面22aは平坦面をなしており、その外周側には全周にわたって収容溝22cが形成されている。この収容溝22c内には、弾性体26と一面22aとの間を気密に封止するシールリング等の封止材22dが設けられている。
また、保持台座22には、他面22bから一面22aに通じる貫通孔22eが設けられており、図6(b)に示すように、一面22aには、貫通孔22eから外周方向に向けて放射状に通気溝22fが形成されている。また、一面22aには、これら通気溝22fの外周端同士を接続する連通溝22gが形成されている。
そして、弾性体26において、保持台座22の貫通孔22eと対向する位置、及び通気溝22fまたは連通溝22gに対向する位置には開口部26aが形成されていて、この開口部26aを通じてこれら貫通孔22e、通気溝22fまたは連通溝22gとが外部に連通されている。
【0029】
図3に示すように、台座位置調整機構24は、保持部本体21の他面21c側に設けられるシリンダ29aと、シリンダ29aから保持部本体21の開口部21b内に挿入されて保持部本体21の軸線方向に進退されるピストン29bとを有するシリンダ機構29によって構成されており、ピストン29bの先端には、保持台座22が同軸にして取り付けられている。
保持部本体21の開口部21bの底面には挿通孔21fが形成されており、ピストン29bは、この挿通孔21fとの間をシールリング等の封止材によって封止された状態で、軸線方向に移動可能とされている。
【0030】
シリンダ機構29には、シリンダ29a及びピストン29bを軸線方向に貫通する第二の流路31が設けられている。この第二の流路31において、シリンダ29a側の端部は、第二の圧力調整装置32に接続されており、ピストン29b側の端部は、ピストン29bに取り付けられる保持台座22の貫通孔22eに連通されている。
第二の圧力調整装置32は、前記ウェーハ固定機構23を構成するものであって、シリンダ機構29の第二の流路31及び保持台座22の貫通孔22e、通気溝22f、弾性体26の開口26aを通じて外気を吸引し、これによって保持台座22上に弾性体26を介して載置されたウェーハWを保持台座22に吸着するようになっている。
【0031】
ここで、このウェーハ貼付装置1において、移動機構7のアーム駆動装置13、昇降装置、アーム固定機構16のストッパーブロック駆動装置18、ウェーハ固定機構23の第二の圧力調整装置32、台座位置調整機構24のシリンダ機構29、押圧機構25の第一の圧力調整装置27とは、制御装置33に接続されており、それぞれの動作を制御装置33によって制御されるようになっている。
【0032】
以下、このように構成されるウェーハ貼付装置1によるウェーハWの貼付工程について説明する。ここで、ウェーハ貼付装置1の各部の動作は、制御装置33による制御に基づいて行われるものである。
ウェーハWの貼付板2への貼付けにあたっては、最初に、保持部6にウェーハWを保持させる。この動作は次のようにして行われる。
まず、移動機構7のアーム駆動装置13を動作させて、アーム12を、保持部6の保持部本体21の一面21aが上方に向けられる位置に位置させるとともに、台座位置調整機構24を動作させて保持台座22を保持部本体21から突出させて、図1に実線で示す状態とする。この状態では、図3に示すように、弾性体26において保持台座22の外周縁と保持部本体21との間にまたがって張設される部位が、突出状態にある保持台座22から保持部本体21に向かうにつれて拡径される円錐台周面形状をなすこととなる。
この状態で、マニピュレータM等によって、保持部6において保持台座22を覆う弾性体26の上にウェーハWを載置し、ウェーハ固定機構23をなす第二の圧力調整装置32を動作させてウェーハWを保持台座22上に吸着固定し、ウェーハWにおいて上方を向く一面Waに接着剤を塗布する(この接着剤の塗布工程を経る代わりに、予め一面Waに接着剤が塗布されたウェーハWを用いてもよい)。
【0033】
続いて、移動機構7によって保持部6を貼付板2上に進出させるとともに保持部6を、保持するウェーハWの一面Waが上向きとなる向きから下向きとなる向きに反転させ、図1に二点鎖線で示す状態とする。この動作は、アーム駆動装置13によってアーム12を旋回方向正方向に旋回させて、アーム12を位置決め位置まで旋回させることで行われる。
そして、この状態で、アーム固定機構16のストッパーブロック駆動装置18を動作させて、図5に示すように、ストッパーブロック17によるアーム12の位置決め固定を行う。
この状態では、図1に二点鎖線で示すように、保持部6に保持されるウェーハWは、貼付板2の上方で、接着剤が塗布された一面Waを貼付板2の上面に平行に対向させた状態で保持されている。
【0034】
次に、押圧機構25によって、保持部6が保持するウェーハWを貼付板2に対して押付ける。
この動作は、まず移動機構7の昇降装置を動作させて、基台1aに対して基部11を降下させることで、基部11に対してアーム12を介して保持される保持部6を貼付板2に近接させて、図7に実線で示すように、保持部6が保持するウェーハWを貼付板2の上面に接触させる。
この状態では、ウェーハWの中央部のみが、保持台座22によって押圧されている。そして、これ以降は、ウェーハ固定機構23によるウェーハWの固定は解除される(ウェーハWの貼付工程が終わるまで固定を継続させてもよい)。
そして、ウェーハWを貼付板2の上面に接触させた時点から、基部11の降下と並行して、保持台座22を後退させて保持部本体6からの突出量を次第に低減させつつ、第一の圧力調整機構27によって第一の空間S1の内圧を次第に高める。
【0035】
ここで、保持台座22の後退速度は、基部11の降下速度と同一かわずかに遅く設定されており、これによってウェーハWに保持台座22からの押圧力が加えられた状態が維持される。また、アーム12はアーム固定機構16によって位置決め固定されているので、押圧機構25によってウェーハWを押圧する際の反作用を受けてもアーム12の位置、すなわち保持部6の位置ずれが生じず、またウェーハWに加わる押圧力も維持される。
【0036】
弾性体26において保持台座22と保持部本体21との間にまたがって張設される部位は、第一の空間S1の内圧を高めることにより外方に向けて凸となるように変形し、この変形の進行と並行して保持台座22の突出量が低減されることで、弾性体26は、保持台座22の外周縁側の部分から先にウェーハWに接触し、保持台座22の突出量が少なくなるにつれてウェーハWと接触する範囲が次第にウェーハWの外周側に広がってゆくこととなる。
このように、押圧機構25は、ウェーハWの内周側から押圧する範囲を次第に外周側に広げるので、ウェーハWの一面Waに塗布された接着剤がならされて、ウェーハWと貼付板2との間に形成される接着剤層Pの厚みが均一となる。また接着剤層P中の気泡もウェーハ外周に押しやられて接着剤層Pから追い出されることとなる。
このとき、押圧機構25によるウェーハを押圧する圧力は一定であってもよく、また、ウェーハの貼付をより良好に行うことができるように、ウェーハに常に適切な圧力が加わるように押圧力を変化させてもよい。
【0037】
そして、保持台座22の一面22aが保持部本体21の一面21aに設けられる突部21dの上面と同一の位置となった時点で、昇降装置による基部11の降下、すなわち貼付板2に対する保持部6の降下を停止させる。この状態を、図7に二点鎖線で示す。この状態では、ウェーハWの外周縁は、保持部本体21の突部21dによって貼付板2に向けて押圧されており、これによってウェーハWは外周縁も含めて全体を貼付板2に確実に貼り付けられることとなる。
【0038】
このようにウェーハWの貼付けを行ったのちは、昇降装置によって基部11を上昇させ、アーム固定機構16によるアーム12の位置決め固定を解除して、アーム駆動装置13によってアーム12を旋回方向逆方向に旋回させて、アーム12を、保持部6の保持部本体21の一面21aが上方に向けられる位置に位置させるとともに、台座位置調整機構24を動作させて保持台座22を保持部本体21から突出させ、次回のウェーハWの貼付工程に備える。
【0039】
このように、本発明にかかるウェーハ貼付装置1によれば、ウェーハWを貼付板2に押付ける構成として、独立した押圧装置は設けておらず、保持部6に、保持部6が保持するウェーハWをそのまま貼付板2に向けて押圧する押圧機構25を設けた構成としているので、ウェーハ貼付装置1の構成が簡略化される。また、従来のウェーハ貼付装置では必要であったウェーハWに対する押圧装置の位置決め作業が不要となる。
さらに、このウェーハ貼付装置1では、ウェーハWは保持部6以外の他の部材と接触しないので、ウェーハWに汚染を生じる恐れを低減することができる。
【0040】
ここで、上記実施の形態では、ウェーハWを保持する保持台座として、その一面22aに、第二の圧力調整装置32が接続される第二の流路31に対して貫通孔22Fを通じて接続される通気溝22fと、通気溝22f同士を接続する連通溝22gとを形成した保持台座22を用いた例を示したが、これに限られることなく、図8の縦断面図に示す構成の保持台座36を用いてもよい。ここで、保持台座36において、保持台座22と同一または同様の部分については同じ符号を用いて示す。
この保持台座36は、ウェーハWを受ける一面36aに凹部36bが形成され、この凹部36b内に貫通孔22e、通気溝36c、連通溝36dを形成し、凹部36bには、弾性体26の開口部26aに対向する位置に開口部36fが形成される蓋36eを嵌め込んだものであり、これによって保持台座36の一面36aにおいて開口部36fを除く他の部分が平坦面とされている。この構成では、通気溝36c、連通溝36gが蓋36eによって開口部36fに対向する部分を除くほぼ全体を覆われて、一面36aのほぼ全体でウェーハWが受けられるので、ウェーハWを押圧する際にウェーハWに生じる押圧力のむらを低減させて、ウェーハWの貼付けをより良好に行うことができる。
【0041】
〔第二の実施の形態〕
以下、本発明にかかるウェーハ貼付装置の第二の実施の形態について、図9を用いて説明する。ここで、図9は本実施形態にかかるウェーハ貼付装置の保持部の構成を示す縦断面図である。ここで、本実施形態にかかるウェーハ貼付装置において、第一の実施の形態に示したウェーハ貼付装置1と同一または同様の部分については同じ符号を用いて示す。
本実施の形態にかかるウェーハ貼付装置41は、第一の実施の形態に示したウェーハ貼付装置1において、保持部6の保持台座22の代わりに、ウェーハWを受ける一面42aの内周側に凹部43を設けた保持台座42を用い、弾性体26を開口部26aのない構成とし、これによって凹部43と弾性体26との間に、第一の空間S1及び外部と隔離された第二の空間S2を形成し、さらに第二の空間S2には、第二の流路31、貫通孔22eを通じて、その内圧を調整する第二の圧力調整装置27を接続したものである。
【0042】
また、このウェーハ貼付装置41には、弾性体26において凹部43に対向する部位が凹部43の底部に所定距離まで近接したことを検出するセンサー44が設けられている。
本実施の形態では、このセンサー44を光電センサによって構成している。このセンサー44は、凹部43の底部に設けられるセンサー本体44aに、弾性体26において凹部43に対向する部位に光を照射する投光部44bと、弾性体26が反射した光を受ける受光部44cとが設けられ、保持部6外には、投光部44bの光源及び受光部44cが受けた光の強度を検出する検出器(図示せず)とが設けられたものである。
このセンサー44は、センサー本体44aに対して弾性体26が近接すると、弾性体26から反射された光がより受光部44cに到達しやすくなって受光部44cが受ける光の強度が増加することを利用し、受光部44cが受けた光の強度の変化から、センサー本体44aに対する弾性体26の近接を検出するものである。
【0043】
光源から投光部44bへの光の供給、及び受光部44cが受けた光の検出器への供給は、光ファイバケーブル44dによって行われている。この光ファイバケーブル44dは、保持部本体21に設けられた穴を通じて保持部6外から開口部21b内に挿通されて、開口部21bの内壁面に沿って一面21a側に向けて螺旋状に配線されて、保持台座42に設けられた穴を通じて凹部43内に挿通されている。このように光ファイバケーブル44dを開口部21b内で螺旋状に設けることで、光ファイバケーブル44を開口部21bに沿って伸縮させることが可能となり、保持台座42の出没方向の移動が許容される。ここで、保持部本体21及び保持台座42において、光ファイバケーブル44dが挿通される穴は、光ファイバケーブル44との間に形成される隙間を封止材によって気密に封止されており、これによって第一、第二の空間S1、S2の気密が保たれている。
【0044】
このように構成されるウェーハ貼付装置41は、保持部6によるウェーハWの保持動作とウェーハWの押圧動作以外の他の動作は、第一の実施の形態に示したウェーハ貼付装置1と同一とされている。
このウェーハ貼付装置41において、保持部6によるウェーハWの保持は、第二の圧力調整装置32によって直接ウェーハWを保持台座に吸着するのではなく、ウェーハWを弾性体26を介して保持台座42上に載置した状態で、第二の圧力調整装置32によって凹部43内の内圧を低下させることで行われる。
このように凹部43の内圧を低下させることで、弾性体26において凹部43に対向する部分が凹部43内に向けて凸となるように変形し、この部分とウェーハWとの間には外気圧よりも低圧の空間S3が形成されることとなる。
すなわち、凹部43の内圧を低下させることで、弾性体26において凹部43に対向する部分が吸盤として作用してウェーハWの吸着が行われる。
【0045】
そして、ウェーハWの貼付板2への押圧を行う際には、ウェーハWを貼付板2に接触させた状態から、凹部43内の内圧を外気圧以上に高めることで、凹部43の内圧を弾性体26を介してウェーハWに加えて、ウェーハWの中央部の押付けを行う。
【0046】
ここで、ウェーハWが保持台座42に密着していない場合など、保持台座42へのウェーハWの吸着が不十分である場合には、ウェーハWの他面Wbと弾性体26との間に形成される空間S3には外気がより多く流入し、その内圧は、ウェーハWの吸着が良好に行われている場合よりも高くなる。すなわち、この空間S3の内圧と第二の空間S2の内圧との圧力差は、ウェーハWの保持が良好に行われている場合よりも高くなる。この圧力差のため、第二の空間S2の内圧を同一とした場合、ウェーハWの吸着が不十分である場合には、ウェーハWの吸着が良好に行われている場合に比べて弾性体26の変形量が大きくなり、より凹部43の底面に近接することとなる。
このようにウェーハWの保持が不良である状態でウェーハ貼付工程を進行させてしまうと、保持台座6に対するウェーハWの位置ずれが生じてしまったり、ウェーハWの脱落が生じる恐れがある。
そこで、センサ44によって弾性体26の変形量の大きさ、すなわちセンサ44への弾性体26の近接量を監視し、所定距離以上弾性体26が近接した場合には、制御装置33はウェーハWの保持が不良であると判断して、ウェーハ貼付装置41の動作を停止させるか、ウェーハWの保持動作を再度やり直す。
【0047】
このように構成されるウェーハ貼付装置41によれば、ウェーハWを単に保持台座に吸い付けるのではなく、弾性体26を吸盤として作用させることでウェーハWの保持部6への保持を行うので、ウェーハWの保持が確実になる。
また、センサー44を設けることで、ウェーハWの保持の良否の判定を行うことが可能となり、ウェーハWの保持が不良の状態でウェーハ貼付工程を進行させてしまう恐れをなくすことができる。
【0048】
【発明の効果】
本発明にかかるウェーハ貼付装置によれば、ウェーハを貼付板に押付ける構成として、独立した押圧装置は設けず、保持部に、保持部が保持するウェーハをそのまま貼付板に向けて押圧する押圧機構を設けた構成としているので、ウェーハ貼付装置の構成が簡略化される。また、従来のウェーハ貼付装置では必要であったウェーハに対する押圧装置の位置決め作業が不要となる。
さらに、このウェーハ貼付装置では、ウェーハは保持部以外の他の部材と接触しないので、ウェーハに汚染を生じる恐れを低減することができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】 本発明の第一の実施の形態にかかるウェーハ貼付装置の構成を示す側面図である。
【図2】 本発明の第一の実施の形態にかかるウェーハ貼付装置の構成を示す平面図である。
【図3】 図1の一部拡大図である。
【図4】 第一の実施の形態にかかるウェーハ貼付装置の構成を示す図である。
【図5】 第一の実施の形態にかかるウェーハ貼付装置の構成を示す図である。
【図6】 第一の実施の形態にかかるウェーハ貼付装置に設けられる保持部の構造を示す図であって、(a)は縦断面図、(b)は先端面図である。
【図7】 第一の実施の形態にかかるウェーハ貼付装置によるウェーハの貼付工程を示す図である。
【図8】 第一の実施の形態にかかるウェーハ貼付装置の保持部の他の構成の例を示す縦断面図である。
【図9】 第二の実施の形態にかかるウェーハ貼付装置の保持部の構成を示す縦断面図である。
【符号の説明】
1、41 ウェーハ貼付装置 2 貼付板
6 保持部 7 移動機構(反転機構)
11 基部 12 アーム
13 アーム駆動装置 16 アーム固定機構
21 保持部本体 22、36、42 保持台座
22a、36b、42a 一面(受け面) 23 ウェーハ固定機構
24 台座位置調整機構 25 押圧機構
26 弾性体 27 第一の圧力調整装置
32 第二の圧力調整装置 43 凹部
S1 第一の空間 S2 第二の空間
W ウェーハ Wa 一面
Wb 他面
Claims (5)
- ウェーハ研磨工程の前段階で一面側に接着剤が塗布されるウェーハを、貼付板に対して前記一面側を向けて貼付けるウェーハ貼付装置であって、
前記一面を露出させた状態で前記ウェーハの保持を行う保持部と、
該保持部を、保持する前記ウェーハの前記一面が上向きとなる向きから下向きとなる向きに反転させる反転機構と、
前記保持部を前記貼付板上に進出、退避させる移動機構とを有し、
前記保持部には、保持する前記ウェーハを前記一面が向く側に向けて押圧する押圧機構が設けられ、
前記保持部には、前記ウェーハの他面の中央部を受ける保持台座と、該保持台座に対して前記ウェーハを固定するウェーハ固定機構とが設けられており、
前記押圧機構は、前記保持部本体において前記ウェーハの前記他面に対向する部位のうち少なくとも前記保持台座よりも外周側の部分を覆う弾性体と、前記保持部本体と前記弾性体との間に形成される第一の空間の内圧を調整する第一の圧力調整装置とを有し、
前記保持台座が前記保持部本体から出没可能にして設けられ、
前記保持部本体には、該保持部本体から出没する方向における前記保持台座の位置を調整する台座位置調整機構が設けられ、
前記弾性体は、前記保持台座の外周縁と前記保持部本体との間にまたがって張設され、
前記保持台座を前記保持部本体から突出させ、前記弾性体において前記保持台座と前記保持部本体との間に張設される部位が前記保持台座から前記保持部本体に向かうにつれて拡径される円錐台周面形状をなした状態で前記ウェーハを固定し、
前記ウェーハを前記貼付板に接触させた後、
前記押圧機構が、まず前記ウェーハの中央部を前記保持台座によって押圧し、以降は前記第一の空間の内圧を次第に高めてゆくことにより、次第に押圧する範囲を前記ウェーハの外周側に広げることを特徴とするウェーハ貼付装置。 - 前記保持台座において前記ウェーハを受ける受け面の内周側には凹部が設けられ、
前記弾性体は、前記保持台座の前記受け面を含めて前記保持部本体において保持する前記ウェーハに対向する部位全体を覆っており、
前記弾性体と前記受け面の外周側との間が気密に封止されていて、前記凹部と前記弾性体との間には前記第一の空間と隔離された第二の空間が形成されており、
該第二の空間にはその内圧を調整する第二の圧力調整装置が接続されていることを特徴とする請求項1に記載のウェーハ貼付装置。 - 前記移動機構が、前記貼付板の側方位置に設けられる基部と、一端を前記基部に支持されて、該一端を支点として前記貼付板と交差する鉛直面上で旋回可能とされるアームと、該アームを前記鉛直面上で旋回させるアーム駆動装置とを有し、
前記保持部は、前記アームの他端に、該アームを旋回させることによって保持する前記ウェーハが前記貼付板の上面に対向させられる向きにして設けられており、
前記移動機構が、前記反転機構を兼ねていることを特徴とする請求項1または2に記載のウェーハ貼付装置。 - 前記移動機構には、前記保持部が保持する前記ウェーハを前記貼付板の上面に対向させた位置で前記アームの旋回方向の位置決め固定を行うアーム固定機構が設けられていることを特徴とする請求項3記載のウェーハ貼付装置。
- 前記押圧機構は、保持する前記ウェーハを押圧する圧力を調整可能とされていることを特徴とする請求項1から4のいずれかに記載のウェーハ貼付装置。
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