KR101059009B1 - 기판접합방법 및 그 장치 - Google Patents

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사부로 미야모토
유키토시 하세
마사루 이리에
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닛토덴코 가부시키가이샤
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Abstract

본 발명은 기판접합방법 및 그 장치에 관한 것으로서, 표면에 접착시트가 접착된 상태에서 유지테이블에 설치유지된 웨이퍼와 근접하여 마주보도록 중앙 및 측부(側部) 걸림돌기에 의해 유지된 보강용 기판(基板)의 표면에, 접합롤러를 전동(轉動) 이동시키면서 붙여간다. 상기 접합롤러가 전동이동하는데 따라서, 양 걸림돌기가 롤러측에 요동강하 및 걸림돌기 자체가 강하하고, 보강 기판의 휨을 대략 일정하게 유지하는 동시에, 접합롤러가 걸림돌기에 가까이 가면 후퇴 이동한다.
접합롤러, 걸림돌기, 흡착유지, 접합정밀도, 기판접합방법

Description

기판접합방법 및 그 장치{SUBSTRATE JOINING METHOD AND APPARATUS}
도 1은, 본 발명에 관한 기판접합 장치의 평면도,
도 2는, 본 발명에 관한 기판접합 장치의 정면도,
도 3은, 요부(要部)의 평면도,
도 4는, 접합 행정도,
도 5는, 접합 행정도,
도 6은, 접합 행정도,
도 7은, 접합 행정도,
도 8은, 접합 행정도,
도 9는, 접합 행정도,
도 10은, 접합작동과 걸림돌기의 관계를 도시하는 평면도,
도 11은, 접합작동과 걸림돌기의 관계를 도시하는 평면도이다.
본 발명은, 접착시트를 개재시켜서 2장의 기판을 접합하는 기판접합방법과 그 장치에 관한 것이다.
반도체 웨이퍼(이하, 단순히「웨이퍼」라고 한다)는, 웨이퍼 위에 다수의 소자를 형성한 후, 백 그라인드 공정에서 웨이퍼 뒷면을 깎고, 그 후, 다이싱공정에서 각소자로 구분되어 있다. 그러나, 최근에는 고밀도 설치의 요구에 따라 웨이퍼 두께가 100㎛으로부터 50㎛, 더욱이는 25㎛ 정도로까지 얇게 하는 경향이 있다.
이렇게 얇게 백그라인드된 웨이퍼는 취성(脆性)뿐만 아니라 변형이 생기는 일이 많고, 취급성이 매우 나빠지고 있다.
그래서, 웨이퍼에 유리판등을 접착시트를 개재하여 접합시키는 것으로 웨이퍼를 보강하는 수단이 제안·실시되고 있다.
구체적으로는, 윗면에 점착테이프가 미리 부착된 웨이퍼를 유지대에 설치고정하고, 이 웨이퍼의 윗쪽에 있어서, 유리판 등으로 이루어지는 베이스대(본 발명에 있어서의 기판)을 베이스대 지지부의 상단에 경사자세로 걸리게 유지하고, 프레스 롤러를 경사유지된 베이스대의 표면에 이동시키는 동시에, 그 이동에 따라 베이스대 지지부를 하강시킴으로써 베이스대를 반도체 웨이퍼에 부착하도록 구성되어 있다(일본국특개2000-349136호 공보참조).
상기한 종래의 기판접합 장치에서는, 보강용의 베이스대를 웨이퍼를 둘러싸는 원통상의 베이스대 지지부의 상단에서 걸림유지하는 구조를 채용하고 있기 때문에, 보강용의 베이스대가 웨이퍼보다도 큰 직경의 것으로 하지 않을 수 없다. 그 때문에, 베이스대를 접합하여 보강한 웨이퍼의 외주에 베이스대의 외주부가 조금 밀려 나오게 되고, 상기 베이스대의 돌출이 웨이퍼의 이후의 처리에 방해되는 동시에, 장치가 대형화한다고 하는 문제가 있었다.
본 발명은, 이러한 사정을 고려하여 이루어진 것이며, 반도체 웨이퍼등의 기판에, 그것과 같은 직경 혹은 그것보다 작은 직경의 보강용 기판을 접합할 수 있고, 장치를 소형화할 수 있는 기판 접합방법 및 그 장치를 제공하는 것을 주된 목적으로 하고 있다.
본 발명은, 이러한 목적을 달성하기 위하여, 다음과 같은 구성을 채용한다.
접착시트를 개재시켜서 2장의 기판을 접합시키는 기판 접합방법에 있어서, 상기 방법은,
소정자세로 유지된 제 1의 기판에 대향하여 제 2의 기판을 유지수단에 의해 복수개소에서 유지하고, 접합롤러를 제 2의 기판 표면에 이동시킴으로써 양쪽 기판의 어느 한쪽에 미리 접착된 접착시트를 개재하여 양쪽기판을 접합해 가는 동시에, 상기 접합롤러의 이동에 따라 상기 유지수단을 적시(適時)에 접합롤러의 진로로부터 후퇴 이동시키는 과정을 포함한다.
본 발명의 기판접합방법에 의하면, 접합이동하는 접합롤러가 제 2 기판의 유지개소에 접근하면 그 유지수단을 접합롤러의 진로로부터 후퇴 이동시킴으로써 유지수단에 방해되는 경우없이 접합롤러를 계속하여 이동시킬 수 있고, 최종적으로는 모든 유지개소에 있어서의 유지수단이 접합롤러의 진로로부터 후퇴 이동한다. 따라서, 제 1의 기판과 같은 직경, 혹은, 제 1의 기판보다도 작은 직경의 제 2의 기판을 유지하여 접합하는 것이 가능해지고, 제 2의 기판이 제 1의 기판으로부터 밀려 나오는 경우없이 접합시킬 수 있으며, 밀려 나오지 않은 상태에서 이후의 처리를 할 수 있다. 또한, 장치의 소형화를 도모할 수 있다.
또한, 본 발명에 있어서, 접합롤러의 이동에 따라 상기 유지수단을 강하시키는 것이 바람직하다.
상기 방법에 의하면, 접합롤러가 제 2 기판의 표면위을 이동함에 따라서, 제 2의 기판은 그 일단(一端)으로부터 휘어지면서 제 1의 기판위에 접합해 가는 과정에서, 제 2의 기판의 휨이 허용범위 내에 있도록 제 2의 기판의 유지수단은 강하된다. 따라서, 접합되는 제 2 기판이 너무휘어 파손되는 경우 없이 제1의 기판에 접합시킬 수 있다.
또한, 본 발명에 있어서, 유지수단의 강하에 적당한 저항을 부여해 있는 것이 바람직하다.
상기 방법에 의하면, 유지수단이 제 2 기판의 경사에 따라 강하할 때, 강하에 대하여 알맞은 저항이 부여됨으로써 관성 등에 의해 필요이상으로 유지수단이 강하하는 것을 회피할 수 있다. 따라서, 그 강하가 적당한 저항이 따르는 것이므로, 관성등에 의해 필요이상으로 요동하는 일이 없고, 제 2 기판의 지지 정밀도가 높은 것이 되며, 나아가서는, 접합 정밀도의 향상에 유효하게 된다.
또한, 본 발명에 있어서, 접합롤러의 접합전진 이동속도와 동일한 주속도에서 접합롤러를 전동시키는 것이 바람직하다.
상기 방법에 의하면, 제 2 기판의 표면에 롤러 이동방향에의 외력을 전혀 작용시키는 일없이, 접합롤러를 이동시킬 수 있다. 따라서, 양쪽 기판의 접합정밀도 의 향상을 도모할 수 있다.
또한, 본 발명에 있어서, 제 1의 기판과 제 2의 접합을 감압상태에서 하는 것이 바람직하다.
상기 방법에 의하면, 접합면에 기포가 물려 들어가는 일없이 제 1의 기판과 제 2의 기판을 접합할 수 있다. 따라서, 불량품의 발생이 적은 접합처리가 가능해진다.
또한, 제 1 또는 제 2 기판의 적어도 한 쪽이 반도체 웨이퍼이며, 예컨대, 제 1 또는 제 2 기판의 한 쪽이 스테인레스판이고, 다른 쪽이 반도체 웨이퍼인 것이 바람직하다.
또한, 본 발명은, 이러한 목적을 달성하기 위하여, 다음과 같은 구성도 채용한다.
2 장의 기판을 접합하는 기판 접합장치에 있어서, 상기 장치는, 이하의 요소를 포함한다,
제 1의 기판을 재치(載置) 유지하는 유지테이블,
상기 유지테이블위의 제 1의 기판에 대향시켜서 제 2의 기판을 복수개소에서 유지하는 유지수단,
상기 어느 한쪽의 기판에 접착시트가 접착된 상태에서 제 2 기판의 표면에 이동시켜서 제 1의 기판과 제 2의 기판을 접합시키는 접합롤러,
상기 접합롤러의 이동에 따라 상기 유지수단을 접합롤러의 진로로부터 후퇴 이동시키는 구동수단.
본 발명의 기판접합 장치에 의하면, 접합롤러가 제 2 기판의 표면위를 이동하는 것에 따라, 제 2의 기판은 그 일단으로부터 휘어지면서 제 1의 기판위로 접합되어 간다. 이 경우, 접합롤러가 제 2 기판의 유지개소에 근접하면 그 부위의 유지수단이 접합롤러의 진로로부터 후퇴이동됨으로써 유지수단에 방해되는 일없이 접합롤러는 계속하여 이동할 수 있다. 최종적으로는 모든 유지개소에 있어서의 유지 수단이 접합롤러의 진로로부터 후퇴이동되는 것으로 된다. 따라서, 제 1의 방법발명을 알맞게 실현할 수 있다.
또한, 본 발명에 있어서, 구동수단은, 상기 접합롤러의 이동에 따라 상기 유지수단을 승강시키도록 구성되는 것이 바람직하다.
상기 구성에 의하면, 접합롤러가 제 2의 기판의 표면위를 이동하는 것에 따라, 제 2의 기판은 그 일단으로부터 휘어지면서 제 1의 기판위에 접합되어 가는 과정에서, 제 2 기판의 휨이 허용범위내에 있도록 제 2 기판의 유지수단은 승강된다. 따라서, 접합되는 제 2의 기판이 너무 휘어져 파손시키는 일없이 제 1의 기판에 접합할 수 있다.
또한, 본 발명에 있어서, 유지수단을, 제 2 기판의 주변에 있어서의 롤러 진행방향의 중앙단 테두리를 걸리게 하는 중앙 걸림돌기와, 제 2 기판의 주변에 있어서의 롤러 진행방향에 대한 좌우 양측의 단테두리를 걸리게 하는 한 쌍의 측부 걸림돌기로 구성하고,
상기 중앙 걸림돌기 및 측부 걸림돌기의 적어도 한 쪽을, 롤러 진행방향과 직교하는 가로방향 지점을 중심으로 해서 요동가능하게 구성하는 것이 바람직하다.
상기 구성에 의하면, 접합전의 제 2 기판은, 중앙 걸림돌기와 좌우의 측부걸림돌기에 의한 3점걸림상태에서, 제 1의 기판에 대하여 소정 간격을 가지고 대향 배치된다. 접합작동이 시작되면, 접합롤러가 제 2 기판의 일단부를 제 1의 기판의 일단부에 눌러붙이고, 그 후, 접합롤러가 제 2 기판의 표면을 이동하는 것으로 제 2의 기판은 그 일단으로부터 휘어지면서 제 1의 기판위로 접합되어 간다.
상기의 경우, 접합롤러의 이동에 의해 제 2의 기판은 허용범위내에서 휨 변형되는 것으로, 접합되어 있지 않은 기판부분은 롤러 진행방향을 향하여 끝이 올라가는 자세로 경사하게 된다. 여기서, 측부 걸림돌기를 기판 원주방향으로 큰 폭을 가져서 제 2의 기판을 걸리게 하여 측부 걸림돌기를 요동가능하게 구성해 둠으로써 측부 걸림돌기를 기판의 경사에 융합되도록 요동시킬 수 있다.
또한, 중앙 걸림돌기를 요동가능하게 구성해 두면, 접합롤러가 중앙 걸림돌기에 근접하였을 때에, 측부 걸림돌기를 기판의 경사에 융합되도록 요동시킬 수 있다.
즉, 접합작동에 따른 휨 변형에 의해 경사하는 제 2의 기판을 그 경사에 융합된 자세로 걸림 지지할 수 있고, 걸림 유지개소에서의 기판손상을 방지 할 수가 있다.
또한, 본 발명에 있어서, 중앙 및 측부 걸림돌기의 회전운동에 알맞은 저항을 부여하고 있는 것이 바람직하다.
상기 구성에 의하면, 측부 걸림돌기 혹은 중앙 걸림돌기가 제 2 기판의 경사 에 따라 요동 작동할 때, 알맞은 요동저항이 부여됨으로써 관성등에 의하여 필요이 상으로 요동하는 것을 회피 할 수 있다. 따라서, 그 요동이 알맞은 저항을 따르는 것이므로, 관성등에 의해 필요이상으로 요동하는 일이 없이, 제 2 기판의 지지 정밀도가 높은 것이 되며, 나아가서는, 접합 정밀도의 향상에 유효하게 된다.
또한 본 발명에 있어서, 유지수단을, 제 2 기판의 주변에 있어서의 롤러 진행방향의 중앙단 테두리측의 표면을 흡착유지하는 흡착노즐과, 제 2 기판의 주변에 있어서 롤러 진행방향에 대한 좌우 양측의 단테두리를 흡착유지하는 한 쌍의 흡착 노즐로 구성하고,
상기 중앙의 흡착노즐 및 측부 흡착노즐의 적어도 한 쪽을, 강하하도록 구성하는 것이 바람직하다.
상기 구성에 의하면, 접합전의 제 2 기판은, 흡착노즐에 의해 3점으로 흡착된 상태에서, 제 1의 기판에 대하여 소정의 간격을 가지고 서로 마주보게 배치된다. 접합작동이 시작되면, 접합롤러가 제 2 기판의 일단부를 제 1 기판의 일단부에 꽉 누르고 , 그 후, 접합롤러가 제 2 기판의 표면을 이동함으로써 제 2의 기판은 그 일단으로부터 휘면서 제 1의 기판위에 접합되어 간다.
상기 경우, 접합롤러의 이동에 의해 제 2의 기판은 허용 범위내에서 휨 변형 됨으로써 접합되고 있지 않는 기판부분은 롤러 진행방향을 향해서 끝이 올라가는 자세로 경사하게 된다. 여기서, 흡착노즐을 강하가능하게 구성해 둠으로써 측부측의 흡착노즐을 기판의 경사에 융합되도록 강하시킬 수 있다.
또한, 중앙측의 흡착노즐을 강하가능하게 구성해 두면, 접합롤러가 중앙측의 흡착노즐에 근접했을 때에, 측부측의 흡착노즐을 기판의 경사에 융합되도록 강하시 킬 수 있다.
즉, 접합작동에 따른 휨 변형에 의하여 경사하는 제 2의 기판을 그 경사에 융합된 자세로 흡착유지 할 수 있고, 흡착유지 개소에서의 기판손상을 방지 할 수 있다.
또한 본 발명에 있어서, 중앙의 흡착노즐 및 측부 흡착노즐의 강하에 알맞은 저항을 부여하고 있는 것이 바람직하다.
상기 구성에 의하면, 측부의 흡착노즐 혹은 중앙의 흡착노즐이 제 2의 기판의 경사에 따라서 강하 작동할 때, 상기 강하에 대하여 알맞은 저항이 부여됨으로써 관성등에 의하여 필요이상으로 강하하는 것을 회피 할 수 있다. 따라서, 그 강하가 알맞은 저항을 수반하는 것이므로, 관성등에 의하여 필요이상으로 강하하는 일이 없고, 제 2 기판의 흡착유지 정밀도가 높은 것으로 되며, 나아가서는, 접합정밀도의 향상에 유효하게 된다.
또한 본 발명에 있어서, 접합롤러를, 접합전진 이동속도와 동일한 원주속도에서 구동하도록 구성하는 것이 바람직하다.
상기 구성에 의하면, 제 2 기판의 표면에 롤러 이동방향에의 외력을 전혀 작용시키는 일없이, 접합롤러를 이동시킬 수 있다. 따라서, 양쪽기판의 접합 정밀도의 향상을 도모할 수 있다.
또한, 본 발명에 있어서, 유지테이블에 가열수단이 갖추어지고 있는 것이 바람직하다.
상기 구성에 의하면, 유지테이블에 가열수단이 갖추어지고 있는 것에 의해, 기판에 접착할 수 있었던 점착시트의 점착제를 연화시킬 수 있고, 효율적으로 기판을 접합시켜 갈 수 있다.
또한 본 발명에 있어서, 유지테이블, 유지수단,및 접합롤러를 감압실에 수용하고 있는 것이 바람직하다.
상기 구성에 의하면, 접합면에 거품이 물려 들어가는 일없이 제 1의 기판과 제 2의 기판을 접합시킬 수 있다. 따라서, 불량품의 발생이 적은 접합처리가 가능해진다.
[실시예]
이하, 도면을 참조해서 본 발명의 실시예 1을 설명한다.
도 1은 본 발명에 관계하는 기판접합방법을 실행하는 기판접합 장치의 평면도, 도 2는 그 정면도이다.
본 실시예의 기판접합 장치는, 도 4에 나타낸 바와 같이, 제 1 기판으로서의 반도체 웨이퍼(이하, 단순히 「웨이퍼」라고 한다) W1의 표면에, 유리판으로부터 이루어지는 보강용 기판 W2를 제 2의 기판으로서 접합하도록 구성된 것이다. 기본적으로는, 도 1 및 도 2에 나타낸 바와 같이, 이동용의 캐스터 바퀴(2) 및 설치용의 스탠드(3)를 구비한 베이스 프레임(1)의 윗면에 대(台)테두리(4)가 설치되고, 이 대테두리(4) 위에 접합기구(5)와 이것을 수용한 개폐가능한 감압실(6)을 설치한 구조로 되어 있다. 접합기구(5)는, 웨이퍼 W1을 수평으로 재치하여 유지하는 진공흡착식의 유지테이블(7)과, 보강용 기판 W2의 주변을 3개소에서 걸림유지하는 좌우 한 쌍의 측부 걸림돌기(8)과 중앙 걸림돌기(9)가 좌우 수평으로 걸쳐져서 전후로 이동하는 접합롤러(10)와, 이들의 구동수단으로부터 구성되고 있으며, 이하에 각부의 구체적인 구조에 있어서 설명한다.
측부 걸림돌기(8)는, 도 3에 나타낸 바와 같이, 홀더(11)에 탈착가능하게 볼트조임 연결되고 있고, 그 첨단부에, 보강용 기판 W2의 주변에 있어서의 좌우 서로 마주보는 개소를 아래 쪽으로부터 받아내어 걸리게 하는 부분원호상의 걸림부(8a)가 현저한 차이 모양으로 구비되어 있다. 그리고, 상기 걸림부(8a)는, 기판중심을 지나는 좌우의 대각위치로부터 접합시작단(도 3에서는 아래쪽측)에 원주방향 소정범위에 걸쳐서 형성되어 있다.
홀더(11)자체는, 평면시점에 있어서, 기판중심을 지나는 수평횡축심 x1을 지점으로 해서 요동가능하게 베어링 브래킷(12)에 축지지 되어 있으며, 또한, 베어링 브래킷(12)에 지지된 지지축(13)이 전자밸브(14)를 개재하여 에어 구동되는 로터리 액츄에이터 15에 연결되어 있다. 여기서, 홀더(11)는, 수평자세로부터 앞부분이 내려간 쪽에서만 요동가능하게 되어 있으며, 전자밸브(14)가 도시된 바와 같이 중립위치 n에 있는 상태에서는, 로터리 액츄에이터 15는 자유롭게 회전이동 가능하다. 또한, 전자밸브(14)가 제 1 위치 p1으로 전환되면, 로터리 액츄에이터 15가 홀더(11)를 앞이 올라가는 방향으로 구동하는 것으로, 홀더(11) 및 여기에 설치된 측부 걸림돌기(8)가 앞이 올라가는 방향으로의 요동한계인 수평자세로 강제 유지되도록 되고 있다.
도 1 및 도 2 에 되돌아가, 좌우의 측부 걸림돌기(8) 의 홀더(11)을 축지지 한 베어링 브래킷(12) 및 로터리 액츄에이터 15는 지지대(16)에 장비(裝備)되는 동시에, 지지대(16)는 에어실린더 혹은 펄스모터로 나사이송 구동되는 직선 횡구동기구(17)에 의해 수평으로 횡이동 가능하게 구성되어 있다. 즉, 좌우의 측부 걸림돌기(8)는, 기판유지 위치와 기판외측으로 후퇴한 퇴피 위치와의 사이에서 왕복이동할 수 있게 되어 있다.
또한, 직선 횡구동기구(17) 자체는, 대테두리(4)위에 세워설치된 레일(18)에 따라 승강가능한 승강대(19)에 장비되고 있고, 펄스모터(20)를 사용하여 승강대(19)를 나사이송 승강함으로써 좌우의 측부 걸림돌기를 각각 승강할 수 있도록 구성되어 있다.
또한, 중앙 걸림돌기(9)도, 도 3에 도시하는 바와 같이, 홀더(21)에 탈착가능하게 볼트체결 연결되고 있으며, 그 선단부에, 보강용 기판 W2에 있어서의 접합 종단측의 단테두리를 원주방향 소정범위에 걸쳐서 아래쪽으로부터 막아내어 걸리게 하는 부분적으로 원호상인 걸림부(9a)가 현격한 차이 형상으로 구비되고 있다.
홀더(21)자체는, 평면시점에 있어서, 수평 횡축심 x2를 지점으로 하여 요동가능하게 베어링 브래킷(22)에 축지지 되고 있고, 또한, 축받이 브래킷(22)에 지지된 지지축(23)이, 전자밸브(24)를 사이에 개재하여 에어구동되는 로터리 액츄에이터 25에 연결되어 있다. 여기에서, 홀더(21)는, 수평자세로부터 앞 내림측에서만 요동 가능하게 되어 있다. 또한, 전자밸브(24)가 도시된 바와 같이 중립위치 n에 있는 상태에서는, 로터리 액츄에이터 25는 자유롭게 회전운동이 가능하며, 전자밸브(24)가 제 1위치 p1으로 전환되면, 로터리 액츄에이터 25가 홀더(21)를 앞 오름측으로 구동함으로써 홀더(21) 및 이것에 설치된 중앙 걸림돌기(9)가 앞 오름방향으로의 요동 한계인 수평자세로 유지되도록 되어 있다.
또한, 중앙 걸림돌기(9)의 홀더(21)를 축지지한 베어링 브래킷(22)및 로터리 액츄에이터 25도 지지대(26)에 장비되는 동시에, 지지대(26)는 에어실린더 혹은 스텝핑모터에서 나사이송 구동되는 도시되지 않고 있는 직선전후 구동기구에 의해 전후이동 가능하게 구성되어 있다. 즉, 중앙 걸림돌기(9)는, 기판유지 위치와 기판바깥쪽으로 후퇴한 퇴피위치와의 사이에서 왕복이동할 수 있도록 되어 있다.
또한, 상기 직선전후 구동기구자체는, 도 2에 나타내는 바와 같이, 대테두리(4)위에 세워설치된 레일(27)에 따라 승강가능한 승강대(28)에 장비되고있고, 펄스모터(29)를 사용하여 승강대(28)를 나사이송 승강하는 것으로 중앙 걸림돌기(9)를 임의로 승강할 수 있도록 구성되어 있다.
감압실(6)은, 대테두리(4)위에 설치된 각통모양의 고정 원주벽(30)과, 상기 고정 원주벽(30)에 나타내지 않은 힌지를 개재하여 상하로 요동개폐 가능하게 장착된 커버케이스(31)로 구성되고 있으며, 도시되고 있지 않은 진공펌프를 작동시키는 것으로 실내를 감압하는 것이 것이 가능하게 되어 있다. 또한, 고정 원주벽(30)의 상단(上段) 전둘레에는, 닫힌 커버케이스(31)의 하단 전둘레에 밀착해서 실내의 기밀(機密)을 유지하기 위한 씰(32)이 장착되어 있다.
접합롤러(10)은, 커버케이스(31)의 내부에 전후이동 및 승강가능하게 장착되어 있다. 즉, 커버케이스(31)에는, 4개의 가이드 축(33)을 개재하여 상하 슬라이드 자재인 동시에, 에어실린더(34)에 의해 구동 승강되는 승강틀(35)이 장착되어 있다. 즉, 접합롤러(10)는, 승강틀(35)에 전후수평으로 지지되게 걸쳐 놓아진 좌우 한 쌍의 가이드축(36)에 따라 전후이동 가능하게 가동대(37)가 장착되고, 상기 가동대(37)의 하면에 탈착 자유롭게 볼로 죄어 연결된 홀더(38)에 접합롤러(10)가 좌우 수평으로 지지 되어 있다.
여기에서, 승강틀(35)의 좌우에는, 모터(40)에 의해 회전구동되는 논슬립형의 벨트(41)가 전후수평으로 감아걸어 장비되는 동시에, 상기 벨트(41)에 가동대(37)가 연결되고 있어, 벨트(41)를 정반대 회전운동시켜서 가동대(37)를 전후수평으로 구동이동함으로써 접합롤러(10)을 수평으로 전후 이동시키도록 구성되어 있다.
또한, 접합롤러(10)의 홀더(38)에는, 상기 접합롤러(10)을 구동하는 모터(42)가 장비되고 있어, 접합롤러(10)를 전후방향으로 이동시키면서 자전구동시키도록 되어 있다.
상기 구성을 가지는 기판접합장치의 접합작동을 도 4로부터 도 9에 근거하여 이하에 설명한다.
(1) 우선, 커버케이스(31)를 윗쪽으로 들어 올려서 감압실(6)을 개방하고, 유지테이블(7) 위에 이면연마전의 웨이퍼 W1을, 표면을 상향으로 한 자세로 위치를 맞추어 재치하여 흡착 유지한다. 여기에서, 웨이퍼 W1의 표면에는, 가열함으로써 접착력이 없어지는 것 같은 박리 기능성의 접착시트가 세퍼레이터와 함께 미리 첨부 되어있으며, 유지테이블(7)에의 기판장전이 종료되면, 표면의 세퍼레이터를 벗겨서 점착면을 노출시킨다.
또한, 이 시점에서는, 접합롤러(10)는 윗쪽 및 바로 앞의 원점위치에 대기하고 있는 동시에, 측부 걸림돌기(8) 및 중앙 걸림돌기(9)도 소정높이에서 기판 바깥쪽으로 후퇴한 원점높이에 있어서 수평자세로 대기하고 있다.
(2) 다음에, 측부 걸림돌기(8) 및 중앙 걸림돌기(9)를, 보강용 기판 W2의 직경에 따라 미리 입력된 정보에 기초하여 결정되어 있는 기판중심측의 소정위치까지 수평 이동시키고, 이들 측부 걸림돌기(8) 및 중앙 걸림돌기(9)의 걸림부 8a, 9a에 걸쳐서 보강용 기판 W2를 3점지지 상태에서 수평으로 걸어유지한다.
(3) 이상의 기판장전처리가 종료되면, 커버케이스(31)를 닫아서 감압실(6)을 밀폐한 후, 배기처리를 하여 내압을, 예컨대, 65KPa(500mmHg)이하까지 감압한다.
(4) 감압처리가 완료되면 접합개시지령을 내리고, 접합을 개시한다.
(5) 접합지령이 내려지면, 우선, 측부 걸림돌기(8) 및 중앙 걸림돌기(9)가 하강되어서, 도 4에 나타내는 바와 같이, 걸림유지한 보강용 기판 W2는, 웨이퍼 W1과의 간격t가 소정치수(예컨대 1mm)가 될때 까지 하강된다.
(6) 다음에, 도 5에 나타낸 바와 같이, 접합롤러(10)이 하강되어서 보강용 기판 W2의 앞단을 웨이퍼W의, 앞단에 접촉할 때 까지 밀어 내린다.
(7) 그 후, 도 6에 나타내는 바와 같이, 접합롤러(10)가 높이를 바꾸는 일없이 자전구동하면서 보강용 기판 W2의 위를 전방으로 이동함으로써 보강용 기판 W2를 휨 변형시키면서 그 전단(前端)으로부터 서서히 웨이퍼W1에 접합시켜 간다. 이 경우, 자전구동하는 접합롤러(10)의 원주속도는, 롤러전진 이동속도와 일치하도록 자전구동속도가 제어되고 있어, 이것에 의해 보강용 기판 W2에 면방향으로의 끌림력이 작용하는 것이 회피되어 있다.
또한, 접합롤러(10)의 전진이동에 따라 측부 걸림돌기(8) 및 중앙 걸림돌기(9)가 미리 설정된 프로그램에 기초하여 서서히 하강 제어되고, 보강용 기판 W2의 휨이 허용 범위내로 유지된다.
(8) 또한, 접합 초기에 있어서는 걸림돌기자세 제어용의 로터리 액츄에이터15, 25에는 에어가 공급되어서, 측부 걸림돌기(8) 및 중앙 걸림돌기(9)를 강제적으로 요동한계인 수평자세로 유지하고 있지만, 접합롤러(10)가 소정의 위치까지 전진 이동해 오면, 전자밸브 14, 24가 제 1위치p1으로부터 중립위치 n으로 전환되어서 로터리 액츄에이터15, 25를 자유회전운동 상태로 한다. 이 상태에서는, 휨 변형해서 경사하는 보강용 기판 W2로부터 측부 걸림돌기(8) 및 중앙 걸림돌기(9)에 주어지는 외력에 의해 측부 걸림돌기(8) 및 중앙 걸림돌기(9)는 보강용 기판 W2의 경사에 익 숙해 지도록 지점x1, x2주위로 요동하고, 보강용 기판 W2의 걸림개소에 응력이 집중하여 손상되는 것이 회피된다.
단지, 도 3에 나타낸 바와 같이, 측부 걸림돌기(8) 및 중앙 걸림돌기(9)가 기판경사에 익숙해지는 방향으로 요동할 때의 로터리 액츄에이터 15, 25로부터의 배기로 중에는, 니들밸브를 이용한 가변교축기(43)가 구성되어 알맞은 배기저항이 작용하도록 구성되어 있다. 이것에 의해, 전자밸브 14, 24가 제 1위치 p1으로부터 중립위치 n으로 전환된 직후에 로터리 액츄에이터15, 25가 외력으로 회전운동 할 때의 관성회전운동이 억제되며, 측부 걸림돌기(8) 및 중앙 걸림돌기(9)가 필요이상으로 요동해서 기판걸림부위를 손상하는 것 같은 사태가 발생하는 것이 방지되어 있다.
(9) 도 7 및 도 11에 나타내는 바와 같이, 접합롤러(10)가 측부 걸림돌기(8)에 접근한 소정위치까지 이동해 오면, 측부 걸림돌기(8)는 접합롤러(10)의 이동을 방해하지 않는 기판 바깥쪽에까지 후퇴한다.
(10) 접합이 기판종단 가까이까지 진행해 오면, 도 9에 나타내는 바와 같이, 중앙 걸림돌기(9)도 기판 바깥으로게 후퇴이동하고, 접합롤러(10)의 기판종단에의 이동을 가능하게 하고, 이것에 의해 접합이 완료한다.
(11) 접합이 완료하면, 접합롤러(10)는 상승한 후, 원점위치까지 복귀 이동하는 동시에, 감압실(6)에 외기가 유입되어서 대기압까지 되돌려지고, 그 후, 커버케이스(31)을 개방해서 보강용 기판 W2가 접합된 웨이퍼 W1을 꺼낸다.
이상에서 1회의 접합처리가 완료하고, 이후, 상기 작동을 되풀이한다.
또한, 상기 접합장치에서는, 기판직경이 변하면, 유지테이블(7), 측부 걸림돌기(8), 중앙 걸림돌기(9), 및, 접합롤러(10)를 적정한 것으로 교환하게 된다.
또한, 접합롤러(10)의 전진이동속도는 항상 일정해도 좋지만 롤러이동영역을 전후복수로 구분하고, 각 영역에 의해 전진이동속도를 바꾸어서 실시해도 좋다.
또한, 상기 실시예에서는, 웨이퍼 W1에 동 직경의 보강용 기판 W2를 접합시키는 경우를 예시했지만, 웨이퍼 W1 보다 약간 직경이 작은 보강용 기판 W2를 접합할 경우도, 상기와 마찬가지로 작동시키면 좋다. 또한, 웨이퍼 W1 보다 큰직경 의 보강용 기판 W2를 접합시킬 수도 있지만, 이 경우, 측부 걸림돌기(8) 및 중앙 걸림돌기(9)를 기판 바깥쪽에 후퇴이동시키지 않아도, 유지테이블(7)의 원주부 가까이에 형성한 잘려나간 오목부7a, 7b에 깊이 들어가도록 측부 걸림돌기(8) 및 중앙 걸림돌기(9)를 하강시키는 것 만으로 좋다.
본 발명은 상술한 실시예의 것에 한하지 않고, 다음과 같이 변형 실시 할 수도 있다.
(1) 제 1의 기판 W1에 접합시키는 보강용 기판 W2로서는, 유리기판 이외에, 스테인레스판 등, 강성이 높은 임의의 소재를 사용한 것이라도 좋다. 또한, 반도체 웨이퍼뿐만아니라, 박형가공되는 각종 공작물을 대상으로 적용 할 수도 있다.
(2) 상기 실시예에서는, 보강용 기판 W2를 중앙 및 측부 걸림돌기(8), (9)에 의해 유지하고 있었지만, 그외에 보강용 기판 W2의 표면을 복수의 흡착노즐에 의해 흡착유지하여도 좋다. 이 경우, 접합롤러(10)의 이동에 따라 생기는 웨이퍼 W1의 휨 에 따라 흡착노즐을 소정위치에 간헐 또는 연속적으로 강하시키는 동시에, 적시(適時)에 보강용 기판 W2의 윗쪽에 퇴피 이동시키도록 하면 좋다.
(3) 상기 실시예에서는, 접합롤러(10)를 모터(42)에 의해 자전구동시키고 있었지만, 모터(42)에 의한 자전구동 없이 보강용 기판 W2 가동대(37)의 전후수평이동에 따라 움직여 보강용 기판 W2의 표면을 접합롤러(10)가 전동하는 구성이여도 좋다.
(4) 접착시트를, 접합시키는 보강용 기판 W2 에 미리 붙여서 실시할 수도 있다.
본 발명의 기판접합방법에 의하면, 유지수단에 방해되는 경우없이 접합롤러를 계속하여 이동시킬 수 있고, 최종적으로는 모든 유지개소에 있어서의 유지수단이 접합롤러의 진로로부터 후퇴 이동하여 제 1의 기판과 같은 직경, 혹은, 제 1의 기판보다도 작은 직경의 제 2의 기판을 유지하여 접합하는 것이 가능해지고, 제 2의 기판이 제 1의 기판으로부터 밀려 나오는 경우없이 접합시킬 수 있으며, 밀려 나오지 않은 상태에서 이후의 처리를 할 수 있다. 또한, 장치의 소형화를 도모할 수 있다.
또한, 본 발명의 방법에 의하면, 접합롤러가 제 2 기판의 표면위을 이동함으로써 제 2의 기판은 그 일단(一端)으로부터 휘어지면서 제 1의 기판위에 접합해 가는 과정에서, 제 2의 기판의 휨이 허용범위 내에 있도록 제 2의 기판의 유지수단은 강하되어 접합되는 제 2 기판이 너무휘어 파손되는 경우 없이 제 1의 기판에 접합시킬 수 있다.
또한, 본 발명의 방법에 의하면, 유지수단이 제 2 기판의 경사에 따라 강하할 때, 강하에 대하여 알맞은 저항이 부여됨으로써 관성 등에 의해 필요이상으로 유지수단이 강하하는 것을 회피할 수 있다. 따라서, 그 강하가 적당한 저항이 따르는 것이므로, 관성등에 의해 필요이상으로 요동하는 일이 없고, 제 2 기판의 지지 정밀도가 높은 것이 되며, 나아가서는, 접합 정밀도의 향상에 유효하게 된다.
또한, 본 발명의 방법에 의하면, 제 2 기판의 표면에 롤러 이동방향에의 외력을 전혀 작용시키는 일없이, 접합롤러를 이동시킬 수 있다. 따라서, 양쪽 기판의 접합정밀도의 향상을 도모할 수 있다.
또한, 본 발명의 방법에 의하면, 접합면에 기포가 물려 들어가는 일없이 제 1의 기판과 제 2의 기판을 접합할 수 있다. 따라서, 불량품의 발생이 적은 접합처리가 가능해지는 효과가 있다.

Claims (17)

  1. 접착시트를 개재시켜서 2장의 기판을 접착하는 기판접합방법에 있어서,
    상기 방법은,
    소정자세로 유지된 제 1의 기판에 대향하여 제 2의 기판의 주변부분을 접합롤러 진행방향의 중앙단 테두리를 걸리게 하는 중앙 걸림돌기와, 제 2의 기판의 주변에 있어서의 롤러 진행방향에 대한 좌우 양측의 단테두리를 걸리게 하는 한 쌍의 측부 걸림돌기로 이루어지는 유지수단에 의해 유지하고, 접합롤러를 제 2의 기판의 표면에 이동시킴으로써, 양쪽 기판의 어느 한쪽에 미리 접착된 접착시트를 개재하여 양쪽 기판을 접합해 가는 동시에, 상기 접합롤러의 이동에 따라서 중앙 걸림돌기 및 측부 걸림돌기를, 롤러 진행방향과 직교하는 가로방향 지지축을 중심으로 해서 요동(oscillate)시키면서, 상기 유지수단을 제 2 기판의 유지를 해제하고, 접합롤러의 진로로부터 제 2의 기판의 직경방향의 외측으로 후퇴 이동시키는 과정을 포함하는 것을 특징으로 하는 기판접합방법.
  2. 제 1항에 있어서,
    상기 방법은, 상기 접합롤러의 이동에 따라 상기 유지수단을 강하시키는 과정을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 기판접합방법.
  3. 제 2항에 있어서,
    상기 유지수단의 강하에 저항을 부여하고 있는 것을 특징으로 하는 기판접합방법.
  4. 제 1항에 있어서,
    상기 접합롤러의 접합 전진이동속도와 동일한 원주속도로 접합롤러를 굴리는 것을 특징으로 하는 기판접합방법.
  5. 제 1항에 있어서,
    상기 제 1의 기판과 상기 제 2의 기판을 감압상태에서 접합시키는 것을 특징으로 하는 기판접합방법.
  6. 제 1항에 있어서,
    상기 제 1 또는 제 2 기판의 적어도 한 쪽이 반도체 웨이퍼인 것을 특징으로 하는 기판접합방법.
  7. 제 1항에 있어서,
    상기 제 1 또는 제 2 기판의 한 쪽이 스테인레스판이며, 다른 쪽이 반도체 웨이퍼인 것을 특징으로 하는 기판접합방법.
  8. 2장의 기판을 접합하는 기판접합장치에 있어서,
    상기 장치는,
    제 1의 기판을 탑재(搭載) 유지하는 유지테이블과;
    상기 유지테이블 위의 제 1의 기판에 대향시켜서 제 2의 기판의 주변부분을 제 2의 기판의 주변에 있어서의 롤러 진행방향의 중앙단 테두리를 걸리게 하는 중앙 걸림돌기와, 제 2의 기판의 주변에 있어서의 롤러 진행방향에 대한 좌우 양측의 단테두리를 걸리게 하는 한 쌍의 측부 걸림돌기로 유지하는 유지수단과;
    상기 어느 한쪽의 기판에 접착시트가 접착된 상태에서 제 2 기판의 표면에 이동시켜서 제 1의 기판과 제 2의 기판을 접합시키는 접합롤러와;
    상기 접합롤러의 이동에 따라 상기 유지수단을 접합롤러의 진로로부터 제 2의 기판의 직경방향의 외측으로 후퇴 이동시키는 구동수단을 포함하는 것을 특징으로 하는 기판접합장치.
  9. 제 8항에 있어서,
    상기 구동 수단은, 상기 접합롤러의 이동에 따라 상기 유지수단을 승강시키도록 구성되는 것을 특징으로 하는 기판접합장치.
  10. 제 8항에 있어서,
    상기 유지수단을, 제 2 기판의 주변에 있어서 롤러 진행방향의 중앙단 테두리를 걸리게 하는 중앙 걸림돌기와, 제 2 기판의 주변에 있어서의 롤러 진행방향에 대한 좌우 양측의 단(端)테두리를 걸리게 하는 한 쌍의 측부 걸림돌기로 구성하고,
    상기 중앙 걸림돌기 및 측부 걸림돌기의 적어도 한쪽을, 롤러 진행방향과 직교하는 가로방향 지지축을 중심으로 하여 요동(oscillate)가능하게 구성하는 것을 특징으로 하는 기판접합장치.
  11. 제 10항에 있어서,
    상기 중앙 및 측부 걸림돌기의 회전운동에 저항을 부여하고 있는 것을 특징으로 하는 기판접합장치.
  12. 제 8항에 있어서,
    상기 유지수단을, 제 2 기판의 주변에 있어서의 롤러 진행방향의 중앙단 테두리쪽의 표면을 흡착유지하는 흡착노즐과, 제 2 기판의 주변에 있어서의 롤러 진행방향에 대한 좌우 양측의 단테두리쪽을 흡착유지하는 한 쌍의 흡착노즐로 구성하고,
    상기 중앙의 흡착노즐 및 측부의 흡착노즐의 적어도 한쪽을, 강하하도록 구성하는 것을 특징으로 하는 기판접합장치.
  13. 제 12항에 있어서,
    상기 중앙의 흡착노즐 및 상기 측부의 흡착노즐의 강하에 저항을 부여하고 있는 것을 특징으로 하는 기판접합장치.
  14. 제 8항에 있어서,
    상기 접합롤러를, 접합 전진이동속도와 동일한 원주속도로 구동하도록 구성한 것을 특징으로 하는 기판접합장치.
  15. 제 8항에 있어서,
    상기 유지테이블에 가열 수단이 구비되어 있는 것을 특징으로 하는 기판접합장치.
  16. 제 8항에 있어서,
    상기 유지테이블, 유지수단 및 접합롤러를 감압실에 수용하고 있는 것을 특징으로 하는 기판접합장치.
  17. 제 8항에 있어서,
    상기 제 1 또는 제 2 기판의 한쪽이 스테인레스판이며, 다른쪽이 반도체 웨이퍼인 것을 특징으로 하는 기판접합장치.
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