KR102404840B1 - 반송 방법 및 첩부 장치 - Google Patents

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도오꾜오까고오교 가부시끼가이샤
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Abstract

첩합실 (7) 로부터 중합실 (6) 에 적층체 (40) 를 반송하는 제 1 로봇 아암 (10) 으로부터, 중합실 (6) 로부터 외부에 적층체 (40) 를 반출하는 제 2 로봇 아암 (4) 에, 적층체 (40) 를 직접 전달한다.

Description

반송 방법 및 첩부 장치{CARRYING METHOD AND BONDING APPARATUS}
본 발명은, 기판과 지지체를 첩합하는 첩부 장치 및 당해 첩부 장치에 있어서의 반송 방법에 관한 것이다.
본원은, 2014년 12월 3일에, 일본에 출원된 일본 특허출원 2014-245407호에 기초하여 우선권을 주장하고, 그 내용을 여기에 원용한다.
휴대 전화, 디지털 AV 기기 및 IC 카드 등의 고기능화에 수반하여, 탑재되는 반도체 실리콘 칩 (이하, 칩) 을 소형화 및 박판화하는 것에 의해, 패키지 내에 칩을 고집적화하는 요구가 높아지고 있다. 패키지 내의 칩의 고집적화를 실현하기 위해서는, 칩의 두께를 25 ∼ 150 ㎛ 의 범위까지 얇게 할 필요가 있다.
그러나, 칩의 베이스가 되는 반도체 웨이퍼 (이하, 웨이퍼) 는, 연삭함으로써 박화되어, 그 강도는 약해지고, 웨이퍼에 크랙 또는 휨이 발생하기 쉬워진다. 또한, 박판화하는 것에 의해 강도가 약해진 웨이퍼를 자동 반송하는 것은 곤란하기 때문에, 사람의 손에 의해 반송하지 않으면 안되어, 그 취급이 번잡하였다.
그 때문에, 연삭하는 웨이퍼에 서포트 플레이트라고 불리는, 유리 또는 경질 플라스틱 등으로 이루어지는 플레이트를 첩합하는 것에 의해, 웨이퍼의 강도를 유지하여, 크랙의 발생 및 웨이퍼의 휨을 방지하는 웨이퍼 서포트 시스템이 개발되어 있다. 웨이퍼 서포트 시스템에 의해 웨이퍼의 강도를 유지할 수 있기 때문에, 박판화한 반도체 웨이퍼의 반송을 자동화할 수 있다.
웨이퍼와 서포트 플레이트는, 점착 테이프, 열가소성 수지 및 접착제 등을 이용하여 첩합되어 있다. 서포트 플레이트가 첩부된 웨이퍼를 박판화한 후, 웨이퍼를 다이싱하기 전에 서포트 플레이트를 기판으로부터 박리한다.
웨이퍼에 서포트 플레이트를 첩부하는 수단으로서, 특허문헌 1 에는, 웨이퍼와 서포트 플레이트를 첩합하기 전에 웨이퍼와 서포트 플레이트를 소정 위치에서 중합하는, 중합 유닛을 구비한 첩합 장치가 개시되어 있다. 또한, 특허문헌 2 에는, 상기 기판과 상기 지지체의 첩합에 앞서 상기 기판과 상기 지지체의 위치 맞춤을 실시하는 위치 맞춤 수단을 갖는, 감압 가능한 제 1 처리실과, 위치 맞춤된 상기 기판과 상기 지지체를 첩합하는 첩합 수단을 갖는, 감압 가능한 제 2 처리실을 구비하고 있고, 상기 제 1 처리실 및 상기 제 2 처리실은, 위치 맞춤된 적어도 1 조의 상기 기판 및 상기 지지체가, 상기 제 1 처리실로부터 상기 제 2 처리실에 감압하에서 이동 가능해지도록 형성되어 있는 첩합 장치가 개시되어 있다.
일본 공개특허공보 2008-182127호 (2008년 8월 7일 공개) 일본 공개특허공보 2012-59758호 (2012년 3월 22일 공개) 일본 공개특허공보 2009-212196호 (2009년 9월 17일 공개)
본 발명자들은, 특허문헌 1, 2 에 기재된 장치를 더욱 개량하기 위하여, 기판과 지지체의 중합을 실시하는 중합실 (상기 제 1 처리실에 대응) 과, 중합된 기판과 지지체를 첩합하는 첩합실 (상기 제 2 처리실에 대응) 을 구비한 첩부 장치에 대하여 예의 검토를 거듭한 결과, 조건에 따라서는, 이하와 같은 문제가 발생할 수 있는 것을 독자적으로 알아냈다.
즉, 이와 같은 첩부 장치에서는, 통상적으로, 첩합실 내의 환경을 유지하기 위해서, 첩합실에 있어서 첩합한 기판과 지지체의 적층체를, 일단, 중합실에 반송한 후, 반출하도록 되어 있다. 이 때, 적층체는, 중합실 내의 소정 부위에 일시적으로 재치 (載置) 되는데, 첩합 후의 적층체는 고온인 경우가 많기 때문에, 당해 소정 부위는 가열되는 경우가 있다.
그리고, 새로운 중합을 실시하기 위한 지지체를 중합실에 반입할 때, 프로세스 상의 사정에 의해, 하면에 접착층이 형성된 지지체를 상기 소정의 부위 상에 재치하는 경우가 있다. 그 경우, 상기 특정한 부위가 가열되어 있으면, 상기 접착층이 연화하여 상기 소정의 부위에 들러붙을 우려가 있다.
본 발명은, 상기 문제를 감안하여 이루어진 것으로, 그 주된 목적은, 기판과 지지체를 첩합하는 첩부 장치에 있어서, 기판과 지지체를 첩합하기 위한 접착층의 의도하지 않은 연화를 방지하기 위한 기술을 제공하는 것에 있다.
상기 과제를 해결하기 위해서, 본 발명에 관련된 반송 방법은, 기판과 지지체의 중합을 실시하는 중합실로부터, 중합한 그 기판 및 그 지지체를, 그 기판과 그 지지체의 첩합을 실시하는 첩합실에, 제 1 로봇 아암에 의해 반송하는 제 1 반송 공정, 그 첩합실로부터, 첩합된 적층체를, 그 중합실에, 제 1 로봇 아암에 의해 반송하는 제 2 반송 공정, 그 중합실에 반송된 그 적층체를, 제 1 로봇 아암으로부터 제 2 로봇 아암에 직접 전달하는 전달 공정, 및, 제 2 로봇 아암에 전달된 그 적층체를, 그 중합실로부터 외부에 반출하는 반출 공정을 포함한다.
또한, 본 발명에 관련된 첩부 장치는, 기판과 지지체의 중합을 실시하는 중합실, 중합한 그 기판과 그 지지체의 첩합을 실시하여, 적층체를 얻는 첩합실, 중합한 그 기판 및 그 지지체를 그 중합실로부터 그 첩합실에 반송하고, 그 첩합실로부터, 그 적층체를, 그 중합실에 반송하는, 제 1 로봇 아암, 및, 그 중합실에 반송된 그 적층체를, 제 1 로봇 아암으로부터 직접 전달 받아, 그 적층체를, 그 중합실에서 외부에 반출하는 제 2 로봇 아암을 구비하고 있다.
본 발명에 의하면, 첩합실로부터 중합실에 적층체를 반송하는 제 1 로봇 아암으로부터, 중합실로부터 외부에 적층체를 반출하는 제 2 로봇 아암에, 적층체를 직접 전달함으로써, 중합실 내에 있어서 특정한 부위가 가열되는 것을 피하고, 기판과 지지체를 첩합하기 위한 접착층의 의도하지 않은 연화를 방지할 수 있다.
도 1 은 일 실시형태에 있어서의 본 발명의 첩부 장치의 주요부의 구성을 상방으로부터 본 도면이다.
도 2 는 일 실시형태에 있어서의 본 발명의 첩부 장치를 포함하는 시스템 전체의 구성을 나타내는 도면이다.
도 3 은 일 실시형태에 있어서의 본 발명의 첩부 장치의 제 1 로봇 아암의 구성을 나타내는 도면으로, (a) 는 상면도, (b) 는 측면도이다.
도 4 는 다른 실시형태에 있어서의 본 발명의 첩부 장치의 제 1 로봇 아암의 구성을 나타내는 도면으로, (a) 는 상면도, (b) 는 측면도이다.
도 5 는 일 실시형태에 있어서의 본 발명의 첩부 장치의 내부 구성을 측방으로부터 본 도면이다.
도 6 은 일 실시형태에 있어서의 본 발명의 반송 방법의 일 공정에서의 첩부 장치의 각 구성의 상태를 나타내는 도면이다.
도 7 은 일 실시형태에 있어서의 본 발명의 반송 방법의 일 공정에서의 첩부 장치의 각 구성의 상태를 나타내는 도면이다.
도 8 은 일 실시형태에 있어서의 본 발명의 반송 방법의 일 공정에서의 첩부 장치의 각 구성의 상태를 나타내는 도면이다.
도 9 는 일 실시형태에 있어서의 본 발명의 반송 방법의 일 공정에서의 첩부 장치의 각 구성의 상태를 나타내는 도면이다.
도 10 은 일 실시형태에 있어서의 본 발명의 반송 방법의 일 공정에서의 첩부 장치의 각 구성의 상태를 나타내는 도면이다.
도 11 은 일 실시형태에 있어서의 본 발명의 반송 방법의 일 공정에서의 첩부 장치의 각 구성의 상태를 나타내는 도면이다.
도 12 는 일 실시형태에 있어서의 본 발명의 반송 방법의 일 공정에서의 첩부 장치의 각 구성의 상태를 나타내는 도면이다.
도 13 은 일 실시형태에 있어서의 본 발명의 반송 방법의 일 공정에서의 첩부 장치의 각 구성의 상태를 나타내는 도면이다.
도 14 는 일 실시형태에 있어서의 본 발명의 반송 방법의 일 공정에서의 첩부 장치의 각 구성의 상태를 나타내는 도면이다.
도 15 는 일 실시형태에 있어서의 본 발명의 반송 방법의 일 공정에서의 첩부 장치의 각 구성의 상태를 나타내는 도면이다.
도 16 은 참고로서의 반송 방법의 일 공정에서의 첩부 장치의 각 구성의 상태를 나타내는 도면이다.
도 17 은 참고로서의 반송 방법에 있어서, 지지체와 지지 핀이 들러붙게 되는 문제를 설명하는 도면이다.
도 18 은 지지 핀의 온도의 최적화를 위한 실험 결과를 나타내는 도면이다.
본 발명에 관련된 첩부 장치 및 반송 방법의 일 실시형태에 대하여, 도 1 ∼ 도 15 및 도 18 에 기초하여 설명하면 이하와 같다.
[1. 첩부 장치]
본 발명에 관련된 첩부 장치는, 기판과 지지체의 중합을 실시하는 중합실, 중합한 그 기판과 그 지지체의 첩합을 실시하여, 적층체를 얻는 첩합실, 중합한 그 기판 및 그 지지체를 그 중합실로부터 그 첩합실에 반송하고, 그 첩합실로부터, 그 적층체를, 그 중합실에 반송하는, 제 1 로봇 아암, 및, 그 중합실에 반송된 그 적층체를, 제 1 로봇 아암으로부터 직접 전달 받아, 그 적층체를, 그 중합실로부터 외부에 반출하는 제 2 로봇 아암을 구비하고 있다.
본 실시의 형태에서는, 서포트 플레이트 (지지체) (41) 에 웨이퍼 (기판) (42) 를 일시적으로 첩합하는 처리를 예로 들어 설명한다. 즉, 서포트 플레이트 (41) 는, 웨이퍼 (42) 의 박화, 반송, 실장 등의 프로세스시에, 웨이퍼 (42) 의 파손 또는 변형을 방지하기 위해서 웨이퍼 (42) 를 지지하기 위한 것이다. 서포트 플레이트 (41) 는, 예를 들어, 유리, 실리콘 등으로 이루어진다. 또한, 서포트 플레이트 (41) 의 웨이퍼 (42) 와 접합되는 측의 면에는, 광에 의해 변질되는 분리층 등의 기능층이 형성되어 있어도 된다. 또한, 본 명세서에서는, 서포트 플레이트 (41) 와 웨이퍼 (42) 를 중합한 것을, 본접합의 전후에 상관없이 서포트 플레이트 적층 웨이퍼 (40) 라고 부른다.
도 2 는, 본 실시의 형태에 있어서의 첩부 장치 (2) 를 포함하는 시스템 (1) 전체를 나타내는 구성도로서, 시스템 (1) 을 바로 위에서 본 개략의 구성을 나타내고 있다. 도 2 에 나타내는 바와 같이, 시스템 (1) 은, 첩부 장치 (2), 프리 얼라이너 (3), 외부 로봇 아암 (제 2 로봇 아암) (4) 및 외부 로봇 아암 주행로 (5) 를 구비하고 있는 구성이다. 도 2 에는, 또한, 시스템 (1) 이 구비하고 있는 FOUP 오프너 (50), 서포트 플레이트 (41) 에 접착층을 도포하는 스피너 (52), 도포된 접착층을 경화시키는 베이크 플레이트 (51), 외부 로봇 아암 (54), 및 서포트 플레이트 (41) 를 외부 로봇 아암 (4) 에 인도하기 위한 패스 라인 (53) 이 도시되어 있다.
첩부 장치 (2) 는, 로드 로크실 (중합실) (6) 및 접합실 (첩합실) (7) 을 포함하여 구성되어 있다. 로드 로크실 (6) 및 접합실 (7) 은, 이것에 한정되는 것은 아니지만, 예를 들어, 1 개의 처리실의 내부를 2 개의 처리실로 나누는 벽을 형성한 구조로 되어 있다. 이 밖에도 로드 로크실 (6) 및 접합실 (7) 은, 로드 로크실 (6) 과 접합실 (7) 이 각각의 측면에 있어서 간극 없이 서로 접하고 있는 구조여도 된다. 로드 로크실 (6) 및 접합실 (7) 의 경계에는, 로드 로크실 (6) 및 접합실 (7) 사이에서 서포트 플레이트 적층 웨이퍼 (적층체) (40) 의 전달을 실시하기 위한 게이트 (8) 가 형성되어 있다. 게이트 (8) 는 셔터에 의해 개폐가 제어되고 있다. 또한, 로드 로크실 (6) 에는, 첩부 장치 (2) 와 외부 로봇 아암 (4) 사이에서 서포트 플레이트 (41), 웨이퍼 (42) 및 서포트 플레이트 적층 웨이퍼 (40) 의 전달을 실시하기 위한 개폐 가능한 전달창 (9) 이 형성되어 있다. 로드 로크실 (6) 및 접합실 (7) 에는 각각, 공지된 감압 펌프가 형성되어 있고 (도시 생략), 각 실의 내부압 상태를 독립적으로 제어할 수 있다.
접합실 (7) 이 감압 가능한 구성이기 때문에, 감압 분위기하에 있어서 웨이퍼 (42) 와 서포트 플레이트 (41) 를 접착층을 개재하여 첩합할 수 있다. 감압 분위기하에 있어서 접착층에 웨이퍼를 압착시키는 것에 의해, 웨이퍼 표면의 요철 패턴의 패임에 공기가 존재하지 않는 상태에 있어서, 접착층을 당해 패임에 들어가게 할 수 있기 때문에, 접착층과 웨이퍼 사이의 기포의 발생을 보다 확실하게 방지하는 것이 가능하다.
게이트 (8) 는, 셔터가 열린 상태에서, 위치 맞춤이 이루어진 서포트 플레이트 적층 웨이퍼 (40) 를 로드 로크실 (6) 로부터 접합실 (7) 에 이동시킬 수 있도록, 또한, 접합 후의 서포트 플레이트 적층 웨이퍼 (40) 를 접합실 (7) 로부터 로드 로크실 (6) 에 이동시킬 수 있도록 형성되어 있다. 로드 로크실 (6) 및 접합실 (7) 의 어느 것도 감압시킨 상태에서 셔터를 여는 것에 의해, 접합 전의 서포트 플레이트 적층 웨이퍼 (40) 를 로드 로크실 (6) 로부터 접합실 (7) 에 감압하에서 이동시킬 수 있는 구조가 되어 있다.
첩부 장치 (2) 에는 추가로 게이트 (8) 를 개재하여 로드 로크실 (6) 및 접합실 (7) 사이에서 서포트 플레이트 적층 웨이퍼 (40) 의 전달을 실시하는 내부 로봇 아암 (제 1 로봇 아암) (10) 이 형성되어 있다. 내부 로봇 아암 (10) 의 상세한 것은 후술한다.
로드 로크실 (6) 에는, 웨이퍼 (42) 와 서포트 플레이트 (41) 의 첩합에 앞서 웨이퍼 (42) 와 서포트 플레이트 (41) 의 중합을 실시하기 위한 중합 기구가 배치 형성되어 있다. 외부 로봇 아암 (4) 에 의해 로드 로크실 (6) 에 반입되는 서포트 플레이트 (41) 에는, 스피너 (52) 및 베이크 플레이트 (51) 에 의해 접착층이 형성되어 있고, 로드 로크실 (6) 에서는, 당해 접착층을 사이에 두도록 웨이퍼 (42) 와 서포트 플레이트 (41) 가 중합된다. 중합 기구의 상세한 것에 대해서는 후술한다.
접합실 (7) 에는, 중합된 웨이퍼 (42) 와 서포트 플레이트 (41) (서포트 플레이트 적층 웨이퍼 (40)) 를 첩합하기 위한 첩합 기구가 배치 형성되어 있다. 접합실 (7) 에서는, 웨이퍼 (42) 와 서포트 플레이트 (41) 는, 열 압착된다. 첩합 기구의 상세한 것에 대해서는 후술한다.
여기서, 상기 서술한 구성을 갖는 첩부 장치 (2) 에 의하면, 접합실 (7) 내부의 압상태와 로드 로크실 (6) 내부의 압상태를 독립적으로 제어할 수 있다. 즉, 접합실 (7) 을 항상 진공 상태로 해 두는 한편으로, 로드 로크실 (6) 내부를 진공으로 하거나 대기압으로 할 수 있다. 그 때문에, 첩부 장치 (2) 가 외부 로봇 아암 (4) 과의 사이에서, 웨이퍼 (42), 서포트 플레이트 (41) 및 서포트 플레이트 적층 웨이퍼 (40) 의 전달을 실시하기 위해서 대기압으로 해 둘 필요가 있는 경우에는, 로드 로크실 (6) 만을 대기압으로 하여, 접합실 (7) 을 진공 상태로 유지해 둘 수 있다. 그리고, 로드 로크실 (6) 과 접합실 (7) 사이에서 서포트 플레이트 적층 웨이퍼 (40) 의 전달을 실시할 때에는, 로드 로크실 (6) 을 진공 상태로 한 후에 게이트 (8) 의 셔터를 여는 것에 의해, 접합실 (7) 을 진공 상태로 유지한 상태에서 전달을 실시할 수 있다. 이상에 의하면, 접합실 (7) 을 항상 진공으로 할 수 있기 때문에 프레스 플레이트에 온도 변화가 발생하는 것을 방지할 수 있고, 이로써 첩합의 정밀도가 저하하는 것을 방지할 수 있다.
또한, 로드 로크실 (6) 을 대기 개방하고, 다시 진공으로 하는 동안에도, 접합실 (7) 에 있어서는 진공 중에서 웨이퍼 (42) 와 서포트 플레이트 (41) 의 첩합 (접합) 을 실시할 수 있다. 이에 반하여, 서포트 플레이트 적층 웨이퍼 (40) 의 다음 공정으로의 반송을 위해서 첩합 부분도 대기 개방할 필요가 있는 구성에서는, 대기 개방하여 서포트 플레이트 적층 웨이퍼 (40) 의 다음 공정으로 반송하고 있는 동안, 첩합의 처리를 진행시킬 수 없다. 그 때문에, 시스템 (1) 은, 첩합 부분도 대기 개방할 필요가 있는 구성과 비교하여, 전체의 처리 시간을 단축시킬 수 있다.
구체예를 들어 설명하면, 첩합 부분도 대기 개방할 필요가 있는 구성을 사용한 경우, 전체의 처리 시간은, 첩합 시간 외에 그 밖의 동작 시간으로서 3 분간을 필요로 하였다. 한편으로, 시스템 (1) 을 사용한 경우에는, 첩합 시간 외의 그 밖의 동작 시간은 1 분간이었다. 즉, 1 회의 첩합 처리에 있어서, 처리 시간을 2 분간 단축시킬 수 있다.
프리 얼라이너 (3) 로는, 예를 들어, 상기 특허문헌 3 에 개시된 흡착 장치를 서포트 플레이트 (41) 및 웨이퍼 (42) 의 얼라인먼트를 위해서 사용할 수 있다.
외부 로봇 아암 (4) 은, 서포트 플레이트 (41), 웨이퍼 (42) 및 서포트 플레이트 적층 웨이퍼 (40) 를 운반할 수 있는 구성을 가지고 있으며, 첩부 장치 (2) 와의 사이에서, 서포트 플레이트 (41), 웨이퍼 (42) 및 서포트 플레이트 적층 웨이퍼 (40) 의 전달이 가능한 구성으로 되어 있다. 외부 로봇 아암 (4) 은 외부 로봇 아암 주행로 (5) 상을 이동한다. 이와 같은 기능을 담당하는 외부 로봇 아암 (4) 및 외부 로봇 아암 주행로 (5) 는, 종래 공지된 기술에 의해 준비할 수 있다.
베이크 플레이트 (51) 는, 웨이퍼에 도포한 접착층을 경화시키는 유닛이다.
＜내부 로봇 아암＞
첩부 장치 (2) 는, 로드 로크실 (6) 과 접합실 (7) 사이에서 서포트 플레이트 적층 웨이퍼 (40) 를 이동시키는 내부 로봇 아암 (10) 을 구비하고 있다. 도 1 은, 내부 로봇 아암 (10) 을 포함한 첩부 장치 (2) 의 내부 구성을 상방으로부터 본 구성도이다. 내부 로봇 아암 (10) 은, 서포트 플레이트 적층 웨이퍼 (40) 를 로드 로크실 (6) 과 접합실 (7) 사이에서 이동시킬 수 있는 구성인 한, 구체적인 기구에 특별히 제한은 없다. 본 실시의 형태에서는, 도 1 에 나타내는 바와 같이, 내부 로봇 아암 (10) 은, 아암 (11) 및 아암 선회축 (12) 에 의해 구성되어 있다. 내부 로봇 아암 (10) 은, 서포트 플레이트 적층 웨이퍼 (40) 를 그 하면으로부터 지지할 수 있는 아암 (11) 의 아암 선회축 (12) 을 회전 중심으로 한 회동에 의해, 서포트 플레이트 적층 웨이퍼 (40) 를 이동시키는 기구로 되어 있다. 상세하게는 후술하지만, 본 실시의 형태에서는, 회동의 선회축이 공통되는 2 개의 내부 로봇 아암 (10) 이 형성되어 있다. 아암 선회축 (12) 은 로드 로크실 (6) 측에 형성되어 있지만, 접합실 (7) 측에 형성된 구성이어도 된다. 로드 로크실 (6) 과 외부 로봇 아암 (4) 사이에서의 전달의 스트로크를 짧게 할 수 있다는 관점에서, 아암 선회축 (12) 은, 전달창 (9) 이 형성되어 있는 측면에 가까운 측에 형성되어 있는 것이 바람직하다. 도 1 중, 「A」 로 나타내는 실선은, 아암 (11) 의 로드 로크실 (6) 에서의 위치 (로드 로크실 전달 위치) 를 나타내고 있고, 「B」 로 나타내는 2 점 쇄선은, 아암 (11) 의 대기 위치를 나타내고 있고, 「C」 로 나타내는 2 점 쇄선은, 아암 (11) 의 접합실 (7) 에서의 위치 (접합실 전달 위치) 를 나타내고 있다.
아암 (11) 의 회동 속도는 상황에 따른 속도를 설정할 수 있다. 그 때문에, 아암 (11) 이 서포트 플레이트 적층 웨이퍼 (40) 를 유지하고 있을 때에는, 아암 (11) 을 저속으로 회동시킬 수 있고, 서포트 플레이트 적층 웨이퍼 (40) 를 유지하고 있지 않을 때에는, 아암 (11) 을 고속으로 회동시킬 수 있다. 또한, 아암 (11) 의 회동의 상승과 정지가 순조로워지도록 가감속을 제어할 수 있다.
도 1 에 나타내는 바와 같이, 게이트 (8) 는, 셔터가 열린 상태에 있어서, 회동하는 아암 (11) 이 게이트 (8) 를 통과하여 서포트 플레이트 적층 웨이퍼 (40) 를 접합실 전달 위치 (C) 에 까지 운반할 수 있는 것과 같은 폭의 개구로 되어 있다. 게이트 (8) 의 개폐에는 종래 공지된 수단을 사용할 수 있고, 예를 들어 게이트 밸브 구조를 적용할 수 있다.
또한, 내부 로봇 아암 (10) 은, 회동하는 아암 (11) 이 서포트 플레이트 적층 웨이퍼 (40) 를 로드 로크실 전달 위치 (A) 에 운반한 상태에 있어서, 외부 로봇 아암 (4) 에 대하여, 서포트 플레이트 적층 웨이퍼 (40) 를 직접 전달하도록 되어 있다. 따라서, 전달창 (9) 은, 외부 로봇 아암 (4) 을, 로드 로크실 전달 위치 (A) 의 서포트 플레이트 적층 웨이퍼 (40) 를 직접 수취할 수 있는 위치에 삽입 가능하도록 형성되어 있다.
도 3 은, 서포트 플레이트 적층 웨이퍼 (40) 를 유지하고 있는 상태의 내부 로봇 아암 (10) 을 나타내는 도면으로, (a) 는 상면을 도시하고 있고, (b) 는 측면을 도시하고 있다. 도 3 의 (a) 및 도 3 의 (b) 에 나타내는 바와 같이, 아암 (11) 은, 아암 붐 (13) 과 아암 붐 (13) 선단에 형성되어 있는 핸드 프레임부 (프레임부) (14) 와 핸드 발톱부 (지지 부재) (15) 에 의해 형성되어 있다.
핸드 프레임부 (14) 는, 일 실시형태에 있어서, 호를 그리는 것과 같은 형상을 가지고 있고, 내부 로봇 아암 (10) 이, 서포트 플레이트 적층 웨이퍼 (40) 등을 유지하고 있는 상태에 있어서, 서포트 플레이트 적층 웨이퍼 (40) 등의 외주의 일부를 둘러싸도록 되어 있다. 단, 핸드 프레임부 (14) 의 형상은 이것에 한정되지 않고, 다각형 형상이어도 되고, 그 밖의 형상이어도 된다.
핸드 발톱부 (15) 는, 핸드 프레임부 (14) 의 하부에 결합하고 있고, 서포트 플레이트 적층 웨이퍼 (40) 등을 하방으로부터 지지하도록 되어 있다. 핸드 발톱부 (15) 에 있어서의 서포트 플레이트 적층 웨이퍼 (40) 등과의 접촉 부분에는, 서포트 플레이트 적층 웨이퍼 (40) 등의 어긋남을 방지하기 위한 어긋남 방지 부재 (16) 가 형성되어 있다. 어긋남 방지 부재 (16) 는 내열성 재료에 의해 형성되어 있는 것이 바람직하고, 250 ℃ 에 있어서 내열성을 가지고 있는 것이 보다 바람직하다. 또한, 서포트 플레이트 적층 웨이퍼 (40) 등의 어긋남 방지 기구가 없어도 서포트 플레이트 적층 웨이퍼 (40) 등의 어긋남이 발생하지 않는 경우에는, 어긋남 방지 부재 (16) 등을 형성하지 않아도 되다.
본 실시형태에서는, 도 3 에 나타내는 바와 같이, 3 개 지점의 어긋남 방지 부재 (16) 가, 서포트 플레이트 적층 웨이퍼 (40) 등을 균등하게 3 점 지지하도록 되어 있다. 이로써, 서포트 플레이트 적층 웨이퍼 (40) 등을 안정적으로 지지할 수 있다. 단, 본 발명은 이것에 한정되지 않고, 서포트 플레이트 적층 웨이퍼 (40) 등을 안정적으로 지지하는 양태이면, 3 점 지지하는 구성에 한정되지 않는다.
또한, 핸드 발톱부 (15) 는, 아암 붐 (13) 과 평행한 방향으로 신장되어 있는 것이 바람직하다. 이와 같이 구성하는 것에 의해, 접합실 (7) 에 있어서의 서포트 플레이트 적층 웨이퍼 (40) 의 전달에 있어서, 핸드 발톱부 (15) 가 서포트 플레이트 적층 웨이퍼 (40) 에 접촉하는 것을 피할 수 있다.
여기서, 본 발명에 있어서, 내부 로봇 아암 (10) 은, 로드 로크실 (6) 에 있어서, 외부 로봇 아암 (4) 에 대하여, 서포트 플레이트 적층 웨이퍼 (40) 를 직접 전달하는 것이 가능하도록 구성되어 있다. 본 실시의 형태에서는, 핸드 프레임부 (14) 가, 서포트 플레이트 적층 웨이퍼 (40) 의 외주에 있어서의, 외부 로봇 아암 (4) 이 서포트 플레이트 적층 웨이퍼 (40) 를 인발하는 측을 노출시키도록 구성되어 있다. 이에 의해, 내부 로봇 아암 (10) 에 의해 유지되고 있는 서포트 플레이트 적층 웨이퍼 (40) 를, 서포트 플레이트 적층 웨이퍼 (40) 의 외주에 있어서의 핸드 프레임부 (14) 에 의해 둘러싸여 있지 않은 쪽으로부터, 외부 로봇 아암 (4) 에 의해 인발함으로써, 내부 로봇 아암 (10) 으로부터, 외부 로봇 아암 (4) 에, 서포트 플레이트 적층 웨이퍼 (40) 를 직접 전달할 수 있다.
이것을, 도 3 을 참조하여 상세하게 설명한다. 도 3 의 지면 우측에 있어서, 내부 로봇 아암 (10) 에 유지되어 있는 서포트 플레이트 적층 웨이퍼 (40) 의 외주의 위치 (E) 는, 핸드 프레임부 (14) 의 내주의 위치 (D) 보다 내측에 존재하고 있다. 그 때문에, 서포트 플레이트 적층 웨이퍼 (40) 를 지면 하방향으로 이동시켜도, 핸드 프레임부 (14) 에는 걸리지 않는다. 그러므로, 도 3 의 지면 하측에 나타내는 바와 같이, 서포트 플레이트 적층 웨이퍼 (40) 를, 어긋남 방지 부재 (16) 로부터 조금 띄움으로써 (40' 의 위치), 외부 로봇 아암 (4) 에 의해 용이하게 인발할 수 있다.
또한, 본 실시의 형태에서는, 첩부 장치 (2) 는, 후술하는 바와 같이, 서로 상이한 위치에 형성된 2 개의 내부 로봇 아암 (10) 을 구비하고 있지만, 내부 로봇 아암 (10) 의 수는 특별히 한정되지 않는다.
＜내부 로봇 아암의 변형예＞
또한, 핸드 프레임부 (14) 는, 반드시, 서포트 플레이트 적층 웨이퍼 (40) 의 외주에 있어서의, 외부 로봇 아암 (4) 이 서포트 플레이트 적층 웨이퍼 (40) 를 인발하는 측을 노출시키도록 구성되어 있지 않아도 된다.
예를 들어, 도 4 에, 본 실시의 형태의 변형예에 관련된 내부 로봇 아암 (10') 의 구성을 나타낸다. 도 4 의 지면 우측에 나타내는 바와 같이, 내부 로봇 아암 (10') 에 유지되어 있는 서포트 플레이트 적층 웨이퍼 (40) 의 외주의 위치 (E) 가, 핸드 프레임부 (14') 의 내주의 위치 (D) 보다 외측에 존재하고 있는 경우, 서포트 플레이트 적층 웨이퍼 (40) 를 지면 하방향으로 이동시키면, 핸드 프레임부 (14') 에 걸리게 된다. 그 경우에도, 도 4 의 지면 하측에 나타내는 바와 같이, 서포트 플레이트 적층 웨이퍼 (40) 를, 핸드 프레임부 (14') 보다 상방으로 띄움으로써 (40" 의 위치), 외부 로봇 아암 (4) 에 의해 용이하게 인발할 수 있다.
이와 같이, 내부 로봇 아암 (10) 에 있어서의 서포트 플레이트 적층 웨이퍼 (40) 등을 유지하는 기구를, 서포트 플레이트 적층 웨이퍼 (40) 의 외주의 일부를 둘러싸는 핸드 프레임부 (14) 와, 서포트 플레이트 적층 웨이퍼 (40) 를 하방으로부터 지지하고 있는 핸드 발톱부 (15) 에 의해 구성함으로써, 내부 로봇 아암 (10) 을, 외부 로봇 아암 (4) 에 대하여, 서포트 플레이트 적층 웨이퍼 (40) 를 직접 전달하는 것이 가능하도록 구성할 수 있다.
＜중합 기구＞
로드 로크실 (6) 내에 형성되어 있는, 웨이퍼 (42) 와 서포트 플레이트 (41) 의 중합을 실시하는 중합 기구에 대하여 설명한다. 도 5 는, 본 실시의 형태에 있어서의 중합 기구 및 첩합 기구의 구체적인 구성을 설명하기 위한 도면으로, 로드 로크실 (6) 및 접합실 (7) 의 내부를 나타내고 있다.
도 5 에 나타내는 바와 같이, 로드 로크실 (6) 내부에는, 상하 이동 가능한 리프트 핀 (지지 핀) (21), 히터를 구비한 플레이트 (가열부) (22), 수평 방향으로 이동 가능한 외경 맞춤 기구 (25), 수평 방향으로 이동 가능한 스페이서 기구 (유지 부재) (23) 및 가프레스기 (24) 에 의해 구성된 중합 기구가 형성되어 있다. 또한, 설명의 편의상, 도 5 에서는, 외경 맞춤 기구 (25), 스페이서 기구 (23) 및 가프레스기 (24) 를 유지 또는 제어하기 위한 각각의 부재에 대해서는, 그 도시를 생략하고 있다.
(플레이트)
플레이트 (22) 는, 로드 로크실 (6) 의 하부에 형성된 받침대이다. 플레이트 (22) 는, 히터를 구비하고 있고, 이에 의해, 웨이퍼 (42) 를 가열할 수 있다.
(리프트 핀)
리프트 핀 (21) 은, 플레이트 (22) 에 형성되고, 연직 방향 상하로 이동 가능한 봉상의 부재이다. 리프트 핀 (21) 은, 중합의 대상이 되는 서포트 플레이트 (41) 혹은 웨이퍼 (42), 또는 이들을 중합한 서포트 플레이트 적층 웨이퍼 (40) 를 그 저면으로부터 유지할 수 있고, 이로써, 유지하는 서포트 플레이트 (41), 웨이퍼 (42) 및 서포트 플레이트 적층 웨이퍼 (40) 를 연직 방향 상하로 이동시킬 수 있다.
(외경 맞춤 기구)
외경 맞춤 기구 (25) 는, 위치 맞춤을 위해서, 위치 맞춤의 대상이 되는 서포트 플레이트 (41) 및 웨이퍼 (42) 의 수평 방향에 있어서의 위치를 조절하는 부재이다. 서포트 플레이트 (41) 및 웨이퍼 (42) 의 수평 방향에 있어서의 위치를 적절히 조절할 수 있는 한, 즉, 서포트 플레이트 (41) 및 웨이퍼 (42) 를 원하는 수평 위치에 이동시킬 수 있는 한, 외경 맞춤 기구 (25) 의 구체적인 기구는 특별히 제한되지 않고, 공지된 얼라이너를 사용할 수 있다. 또한, 본 실시의 형태에서는, 외경 맞춤 기구 (25) 는, 예를 들어, 이것에 한정되는 것은 아니지만, 에어 실린더, 스테핑 모터 등을 구비하고, 각 부재를 수평 방사 방향으로 이동할 수 있는 것으로, 각 부재가 서포트 플레이트 (41) 또는 웨이퍼 (42) 로부터 멀어진 상태에 있는 「열린 상태」 로부터, 각 부재가 서로 가까워지는 방향으로 각각을 이동시킨 「닫힌 상태」 로 함으로써, 서포트 플레이트 (41) 또는 웨이퍼 (42) 를 원하는 위치까지 누르는 구성이어도 된다.
(스페이서 기구)
스페이서 기구 (23) 는, 외경 맞춤을 실시한 서포트 플레이트 (41) (웨이퍼의 외경 맞춤을 먼저 실시하는 경우에는, 웨이퍼 (42)) 를, 그 수평 위치를 변화시키지 않고 가접합을 실시할 때까지 유지해 두는 부재이다. 스페이서 기구 (23) 는, 서포트 플레이트 (41) 의 주연부의 일부를 그 하측으로부터 지지함으로써, 서포트 플레이트 (41) 를 안정적으로 유지한다. 스페이서 기구 (23) 는, 수평 방향으로 이동 가능하다. 서포트 플레이트 (41) 가 리프트 핀 (21) 에 올려져 스페이서 삽입 위치까지 운반될 때에는, 스페이서 기구 (23) 를 서포트 플레이트 (41) 와 일절 겹치지 않는 위치에 이동시켜 둔다. 그리고, 서포트 플레이트 (41) 가 스페이서 삽입 위치에 운반된 후, 스페이서 기구 (23) 에 의해 서포트 플레이트 (41) 를 지지할 수 있도록, 스페이서 기구 (23) 를 서포트 플레이트와 겹치는 위치에 되돌린다.
스페이서 기구 (23) 의 재질은 특별히 한정되는 것은 아니고, 예를 들어, 스테인리스강 (SUS) 이나, 스테인리스강 (SUS) 에 테플론 (등록상표) 코트 등을 실시한 것 등을 사용할 수 있다.
(가프레스기)
가프레스기 (24) 는, 서포트 플레이트 (41) 와 웨이퍼 (42) 를 중합할 때에, 리프트 핀 (21) 과 쌍이 되어, 서포트 플레이트 (41) 와 웨이퍼 (42) 를 사이에 두고, 서포트 플레이트 (41) 를 웨이퍼 (42) 에 눌러 가접합시키는 것에 의해 중합할 때에 발생할 수 있는 수평 방향의 위치 어긋남을 방지하는 부재이다. 가프레스기 (24) 는, 스페이서 기구 (23) 보다 연직 상방에 형성되어 있다. 본 실시형태에 있어서, 가프레스기 (24) 는, 상하로의 이동이 가능한 구성으로 되어 있다.
가프레스기 (24) 는, 서포트 플레이트 (41) 와 접촉하기 때문에, 서포트 플레이트 (41) 에 흠집이 발생하는 것을 방지할 수 있는 재료에 의해 형성되어 있는 것이 바람직하고, 예를 들어 수지를 사용할 수 있다. 그 중에서도, 폴리테트라플루오로에틸렌 등의 불소 수지가 바람직하다. 가프레스기 (24) 의 형상에 특별히 제한은 없지만, 본 실시형태에서는, 도 5 에 나타내는 바와 같이, 3 점 지지하는 리프트 핀 (21) 과 대응하도록, 서포트 플레이트 (41) 를 3 점에서 누르는 삼차상의 구조이다. 단, 본 발명은 이것에 한정되지 않고, 예를 들어, 서포트 플레이트 (41) 와의 접촉면이 원형인 원주상이어도 된다.
또한, 가프레스기 (24) 는, 서포트 플레이트 (41) 와 웨이퍼 (42) 의 가접합을 실시할 때 이외에는, 서포트 플레이트 (41) 에 대하여 상방으로 이간되어 있는 대기 위치에 대기하고 있고, 가접합을 실시할 때에 하강하여 서포트 플레이트 (41) 를 누르게 되어 있다. 또한, 본 실시형태에서는, 가프레스기 (24) 의 선단 (서포트 플레이트 (41) 에 접촉하는 측의 단) 에 스프링 기구를 형성하고, 당해 스프링의 힘에 의해 서포트 플레이트 (41) 를 누르게 되어 있다. 또한, 스프링 대신에, 다른 공지된 탄성체를 사용해도 된다.
상기 서술한 구성을 갖는 중합 기구에 의하면, 외경 맞춤 기구 (25) 를 이용하여, 리프트 핀 (21) 상에 재치된 서포트 플레이트 (41) 의 수평 위치를 조절할 수 있다. 또한, 서포트 플레이트 (41) 의 위치 조절이 끝난 후에, 리프트 핀 (21) 을 이용하여 서포트 플레이트 (41) 를 상방으로 이동시켜, 그 수평 위치를 변화시키지 않고 스페이서 기구 (23) 에 유지시킬 수 있다. 그리고, 플레이트 (22) 의 약간 상방으로 이동시킨 리프트 핀 (21) 상에 웨이퍼 (42) 를 올려, 외경 맞춤 기구 (25) 를 이용하여, 웨이퍼 (42) 의 수평 위치를 조절함과 함께, 플레이트 (22) 에 형성된 히터에 의해, 웨이퍼 (42) 를 가열할 수 있다. 그리고, 리프트 핀 (21) 을 그대로 상승시킴으로써, 위치 맞춤이 완료되고, 가열된 웨이퍼 (42) 를, 수평 위치를 변화시키지 않고 서포트 플레이트 (41) 가 유지되고 있는 위치까지 운반하여, 가프레스기 (24) 및 리프트 핀 (21) 에 의해, 서포트 플레이트 (41) 및 웨이퍼 (42) 를 쌍이 되어 사이에 둠으로써, 서포트 플레이트 (41) 및 웨이퍼 (42) 를 가접합시킬 수 있다. 이로써, 스페이서 기구 (23) 를 빼냈을 때에도, 서포트 플레이트 (41) 의 수평 위치가 변화하는 것을 방지할 수 있다. 따라서, 이상에 의해, 웨이퍼 (42) 와 서포트 플레이트 (41) 를 양호한 정밀도로 중합할 수 있다.
플레이트 (22) 에 형성된 히터의 온도는, 이하의 조건을 만족하는 것이 바람직하다. 이로써, 웨이퍼 (42) 와 서포트 플레이트 (41) 를 순조롭게 가접합하여 어긋남이 발생하는 것을 바람직하게 피할 수 있음과 함께, 리프트 핀 (21) 이 서포트 플레이트 (41) 에 들러붙는 것을 바람직하게 피할 수 있다.
· 웨이퍼 (42) 와 서포트 플레이트 (41) 를 중합했을 때, 웨이퍼 (42) 와 서포트 플레이트 (41) 의 적어도 일부를 접착층에 의해 융착시킬 수 있다.
· 후술하는 「3. 스페이서 삽입-서포트 플레이트 전달」 시에, 반입된 서포트 플레이트 (41) 의 하측의 면에 형성된 접착층에 리프트 핀 (21) 이 융착되는 온도까지, 리프트 핀 (21) 이 가열되는 것을 억제할 수 있다.
즉, 히터의 온도를 지나치게 낮추면, 중합 및 가접합시에, 웨이퍼 (42) 가 서포트 플레이트 (41) 에 대하여 충분히 접합되지 않고 미끄러지게 된다. 한편, 히터의 온도를 지나치게 높이면, 리프트 핀 (21) 이 서포트 플레이트 (41) 에 들러붙게 된다. 그 경우, 리프트 핀 (21) 의 이동에 서포트 플레이트 (41) 가 일시적으로 추종한 후, 그 반동으로 서포트 플레이트 (41) 의 바운싱 (세로 흔들림) 이 발생하게 된다.
상기 조건을 만족하는 히터의 온도는, 예를 들어, 이하와 같이, 실험을 실시하여 결정할 수 있다. 즉, 히터의 설정 온도를 변화시키면서, 바운싱의 유무와, 가접합시의 접착 범위를 조사하여, 바운싱이 없고, 어느 정도 이상, 가접합시의 접착 범위가 넓어지는 온도를 결정하면 된다 (후술하는 참고예를 참조).
또한, 웨이퍼 (42) 단체를 먼저 따뜻하게 해 둠으로써, 가접합 및 본접합의 처리 시간도 단축할 수 있다. 또한, 웨이퍼 (42) 와 서포트 플레이트 (41) 와 중합하기 전에 진공 상태에서 가열함으로써, 가스가 후에 발생하는 것을 방지할 수 있다.
＜첩합 기구＞
접합실 (7) 내에 형성되어 있는, 웨이퍼 (42) 와 서포트 플레이트 (41) 의 첩합을 실시하는 첩합 기구에 대하여 설명한다. 도 5 에 나타내는 바와 같이, 접합실 (7) 내부에는, 상하 이동 가능한 리프트 핀 (33), 히터를 구비한 프레스 플레이트 (34), 및, 프레스 플레이트 (34) 와 쌍이 되어 상하 방향으로부터 서포트 플레이트 적층 웨이퍼 (40) 를 끼우기 위한 프레스 플레이트 (35) 에 의해 구성된 중합 기구가 형성되어 있다. 또한, 설명의 편의상, 도 5 에서는, 프레스 플레이트 (35) 를 유지 또는 제어하기 위한 부재에 대해서는, 그 도시를 생략하고 있다.
본 실시의 형태에 있어서의 첩합 기구는, 1 쌍의 프레스 플레이트 (34·35) 사이에, 접합 전의 서포트 플레이트 적층 웨이퍼 (40) 를 끼우고, 열 압착에 의해 웨이퍼 (42) 와 서포트 플레이트 (41) 를 첩합한다.
로드 로크실 (6) 에 있어서 중합 기구에 의해 중합된 서포트 플레이트 적층 웨이퍼 (40) 는, 내부 로봇 아암 (10) 에 의해, 접합실 (7) 에 반송되고, 첩합 기구에 의해 첩합된다. 첩합된 서포트 플레이트 적층 웨이퍼 (40) 는, 내부 로봇 아암 (10) 에 의해, 로드 로크실 (6) 에 반송되고, 내부 로봇 아암 (10) 으로부터, 직접, 외부 로봇 아암 (4) 에 전달되어, 외부에 반출된다. 이와 같이, 접합실 (7) 로부터 로드 로크실 (6) 에 서포트 플레이트 적층 웨이퍼 (40) 를 반송하는 내부 로봇 아암 (10) 으로부터, 로드 로크실 (6) 로부터 외부에 서포트 플레이트 적층 웨이퍼 (40) 를 반출하는 외부 로봇 아암 (4) 에, 서포트 플레이트 적층 웨이퍼 (40) 를 직접 전달함으로써, 로드 로크실 (6) 내에 있어서 특정한 부위가 가열되는 것을 피하고, 웨이퍼 (42) 와 서포트 플레이트 (41) 를 첩합하기 위한 접착층의 의도하지 않은 연화를 방지할 수 있다.
[2. 반송 방법]
본 발명에 관련된 반송 방법은, 기판과 지지체의 중합을 실시하는 중합실로부터, 중합한 그 기판 및 그 지지체를, 그 기판과 그 지지체의 첩합을 실시하는 첩합실에, 제 1 로봇 아암에 의해 반송하는 제 1 반송 공정, 그 첩합실로부터, 첩합된 적층체를, 그 중합실에, 제 1 로봇 아암에 의해 반송하는 제 2 반송 공정, 그 중합실에 반송된 그 적층체를, 제 1 로봇 아암으로부터 제 2 로봇 아암에 직접 전달하는 전달 공정, 및, 제 2 로봇 아암에 전달된 그 적층체를, 그 중합실로부터 외부에 반출하는 반출 공정을 포함한다.
본 실시의 형태에서는, 상기 서술한 시스템 (1) 을 이용하여 본 발명에 관련된 반송 방법을 실시하는 경우에 대하여 설명한다.
도 6 ∼ 도 15 는, 본 실시의 형태에 있어서의 반송 방법에서의 각 공정의 상태를 순서대로 설명하기 위한 도면으로, 로드 로크실 (6) 및 접합실 (7) 의 내부의 구성을 나타내고 있는 도면이다. 또한, 설명의 편의상, 도 5 와 마찬가지로, 스페이서 기구 (23), 가프레스기 (24), 외경 맞춤 기구 (25) 및 프레스 플레이트 (35) 를 유지 또는 제어하기 위한 각각의 부재에 대해서는, 그 도시를 생략하고 있다. 이하, 도 6 ∼ 도 15 를 참조하여, 본 실시의 형태에 있어서의 반송 방법에서의 각 공정을 순서대로 설명한다.
(1. 서포트 플레이트 반입 (중합 공정 : 지지체 반입 단계))
먼저, 리프트 핀 (21) 을, 외부 로봇 아암 (4) 의 연직 방향의 위치에 대응하는 외부 로봇 아암 전달 위치까지 상승시킨다. 그리고, 외부 로봇 아암 (4) 을 이용하여, 하측의 면에 접착층이 형성된 서포트 플레이트 (41) 를, 전달창 (9) 을 개재하여 로드 로크실 (6) 내부에 반입하여, 리프트 핀 (21) 상에 재치한다 (도 6 참조).
(2. 서포트 플레이트 외경 맞춤 (중합 공정 : 지지체 위치 맞춤 단계))
다음으로, 서포트 플레이트 (41) 를 실은 리프트 핀 (21) 을, 플레이트 (22) 의 약간 상방 (예를 들어, 플레이트 (22) 표면에서 10 ㎜ 정도 상방) 의 외경 맞춤 위치까지 하강시킨다. 리프트 핀 (21) 이 외경 맞춤 위치까지 이동하고, 서포트 플레이트 (41) 가 플레이트 (22) 상에 재치된 상태에서, 외경 맞춤 기구 (25) 를 닫아, 서포트 플레이트 (41) 의 외경 맞춤 (얼라인먼트) 을 실시하여 수평 방향에 있어서의 위치를 조절하여, 서포트 플레이트 (41) 를 적절한 위치로 이동시킨다 (도 7 참조). 이와 같이, 리프트 핀 (21) 상에서 외경 맞춤을 실시하는 것에 의해, 서포트 플레이트 (41) 가 플레이트 (22) 에 들러붙는 것을 피할 수 있다.
(3. 스페이서 삽입-서포트 플레이트 전달 (중합 공정 : 지지체 전달 단계))
서포트 플레이트 (41) 의 외경 맞춤이 종료된 후, 외경 맞춤 기구 (25) 를 열린 상태로 되돌린다. 이어서, 외경 맞춤을 끝낸 서포트 플레이트 (41) 를 실은 리프트 핀 (21) 을, 스페이서 기구 (23) 의 연직 방향의 위치에 대응하는 스페이서 삽입 위치까지 상승시킨다. 리프트 핀 (21) 이 스페이서 삽입 위치까지 이동한 후, 스페이서 기구 (23) 를 서포트 플레이트 (41) 의 아래에 삽입한다 (도 8 참조). 이에 의해, 외경 맞춤을 끝낸 서포트 플레이트 (41) 의 수평 방향의 위치를 바꾸지 않고 스페이서 기구 (23) 에 전달하여 유지시킬 수 있다. 이 때, 가프레스기 (24) 는, 서포트 플레이트 (41) 의 상방의 대기 위치에 대기하고 있다.
(4. 웨이퍼 반입 (중합 공정 : 기판 반입 단계))
스페이서 기구 (23) 를 서포트 플레이트 (41) 의 아래에 삽입한 후, 리프트 핀 (21) 을 하강시켜, 상기 외부 로봇 아암 전달 위치까지 이동시킨다. 이 때, 외경 맞춤을 끝낸 서포트 플레이트 (41) 는, 그 수평 방향의 위치를 바꾸지 않고 스페이서 기구 (23) 에 지지된 상태가 된다. 리프트 핀 (21) 을 외부 로봇 아암 전달 위치까지 이동시킨 후, 외부 로봇 아암 (4) 을 이용하여, 웨이퍼 (42) 를, 전달창 (9) 을 통하여 로드 로크실 (6) 내부에 반입하고, 리프트 핀 (21) 상에 배치시킨다 (도 9 참조). 웨이퍼 (42) 를 로드 로크실 (6) 내에 반입을 끝내고, 전달창 (9) 을 닫은 후에, 로드 로크실 (6) 의 감압을 개시한다. 로드 로크실 (6) 의 감압은, 가접합이 종료된 시점에 있어서의 로드 로크실 (6) 의 감압 상태 및 접합실 (7) 의 감압 상태가, 서로 대략 동일한 상태가 되도록 실시하면 된다. 바람직하게는, 10 ㎩ 이하이다.
(5. 웨이퍼 외경 맞춤 (중합 공정 : 기판 위치 맞춤 단계, 가열 단계))
웨이퍼 (42) 를 배치시킨 후, 웨이퍼 (42) 를 실은 리프트 핀 (21) 을, 상기 외경 맞춤 위치까지 하강시킨다. 리프트 핀 (21) 이 외경 맞춤 위치까지 하강한 후, 외경 맞춤 기구 (25) 를 닫은 상태로 하여, 웨이퍼 (42) 의 외경 맞춤을 실시하여 수평 방향에 있어서의 위치를 조절하고, 웨이퍼 (42) 를 적절한 위치로 이동시킨다 (도 10 참조, 기판 위치 맞춤 단계).
이 때, 아울러, 플레이트 (22) 에 형성된 히터에 의해, 리프트 핀 (21) 상의 웨이퍼 (42) 를 가열한다 (가열 단계). 당해 히터의 온도는, 이하의 조건을 만족하는 것이 바람직하다. 이로써, 웨이퍼 (42) 와 서포트 플레이트 (41) 를 순조롭게 가접합하여 어긋남이 발생하는 것을 바람직하게 피할 수 있음과 함께, 리프트 핀 (21) 이 서포트 플레이트 (41) 에 들러붙는 것을 바람직하게 피할 수 있다.
· 웨이퍼 (42) 와 서포트 플레이트 (41) 를 중합했을 때, 웨이퍼 (42) 와 서포트 플레이트 (41) 의 적어도 일부를 접착층에 의해 융착시킬 수 있다.
· 상기 서술한 「3. 스페이서 삽입-서포트 플레이트 전달」 시에, 반입된 서포트 플레이트 (41) 의 하측의 면에 형성된 접착층에 리프트 핀 (21) 이 융착되는 온도까지, 리프트 핀 (21) 이 가열되는 것을 억제할 수 있다.
(6. 가접합 (중합 공정 : 중합 단계))
웨이퍼 (42) 의 외경 맞춤 및 가열이 종료된 후, 외경 맞춤 기구 (25) 를 열린 상태로 되돌린다. 이어서, 외경 맞춤을 끝낸 웨이퍼 (42) 를 실은 리프트 핀 (21) 을, 가프레스기 (24) 의 연직 방향의 위치에 대응하는 가접합 위치까지 상승시킨다. 그 후에, 가프레스기 (24) 가 하강하여, 서포트 플레이트 (41) 에 당접한다. 이로써, 웨이퍼 (42) 와 서포트 플레이트 (41) 를 중합하여 서포트 플레이트 적층 웨이퍼 (40) 로 함과 함께, 가프레스기 (24) 와 리프트 핀 (21) 에 의해 서포트 플레이트 적층 웨이퍼 (40) 를 사이에 둔 상태가 된다 (도 11 참조). 이 때, 웨이퍼 (42) 는 가열되어 있기 때문에, 서포트 플레이트 (41) 상에 형성된 접착층을 부분적으로 연화시켜, 웨이퍼 (42) 와 서포트 플레이트 (41) 를 가접합할 수 있다. 이로써, 서포트 플레이트 (41) 와 웨이퍼 (42) 의 서로의 수평 방향의 상대 위치가 어긋나게 되는 것을 방지할 수 있다. 그 후, 스페이서 기구 (23) 를 웨이퍼 (42) 와 서포트 플레이트 (41) 사이로부터 빼낸다. 또한, 가프레스기 (24) 는, 가접합시 이외에는, 서포트 플레이트 (41) 에 접촉하지 않는 위치에 퇴피되어 있다.
(7. 내부 반송 (제 1 반송 공정))
계속해서, 내부 로봇 아암 (10a) 에 의해, 서포트 플레이트 적층 웨이퍼 (40) 를, 접합실 (7) 에 반송한다. 먼저, 내부 로봇 아암 (10a) 을 로드 로크실 전달 위치까지 이동시켜, 서포트 플레이트 적층 웨이퍼 (40) 를 내부 로봇 아암 (10a) 에 유지시킨다. 그리고, 게이트 (8) 의 셔터를 열어, 내부 로봇 아암 (10a) 을 접합실 전달 위치까지 이동시킨다. 그리고, 리프트 핀 (33) 을, 접합실 전달 위치까지 이동시킴으로써, 서포트 플레이트 적층 웨이퍼 (40) 를 리프트 핀 (33) 에 지지시킨다 (도 12 참조).
(8. 본접합 : 예열 (첩합 공정 : 예열 단계))
이어서, 리프트 핀 (33) 을 프레스 플레이트 (34) 와 면일인 플레이트 재치 위치까지 하강시킨다. 이로써, 서포트 플레이트 적층 웨이퍼 (40) 를 프레스 플레이트 (34) 상에 재치할 수 있다 (도 13 참조). 이 때, 프레스 플레이트 (34) 에 형성된 히터에 의해, 본접합을 위해서, 서포트 플레이트 적층 웨이퍼 (40) 를 예열한다.
(9. 본접합 : 열 압착 (첩합 공정 : 열 압착 단계))
그리고, 프레스 플레이트 (34) 와 프레스 플레이트 (35) 로 쌍이 되어 서포트 플레이트 적층 웨이퍼 (40) 를 사이에 두고, 열 압착한다 (도 14 참조). 이로써, 웨이퍼 (42) 와 서포트 플레이트 (41) 의 본접합이 완료된다.
(10. 서포트 플레이트 적층 웨이퍼 반출 (제 2 반송 공정, 전달 공정, 반출 공정))
계속해서, 본접합된 서포트 플레이트 적층 웨이퍼 (40) 를, 내부 로봇 아암 (10b) 에 의해 로드 로크실 (6) 에 반송하고 (제 2 반송 공정), 내부 로봇 아암 (10b) 으로부터 외부 로봇 아암 (4) 에 직접 전달하고 (전달 공정), 외부 로봇 아암 (4) 에 의해 첩부 장치 (2) 의 외부에 반출한다 (반출 공정).
먼저, 내부 로봇 아암 (10b) 을 접합실 전달 위치까지 이동시키고, 서포트 플레이트 적층 웨이퍼 (40) 를 내부 로봇 아암 (10b) 에 유지시킨다. 그리고, 게이트 (8) 의 셔터를 열어, 내부 로봇 아암 (10b) 을 로드 로크실 전달 위치까지 이동시킨 후, 게이트 (8) 의 셔터를 닫는다.
게이트 (8) 의 셔터를 닫은 후, 로드 로크실 (6) 의 감압을 풀어, 내부를 대기압으로 되돌린다. 로드 로크실 (6) 의 내부가 대기압으로 돌아온 후에, 전달창 (9) 을 열어, 외부 로봇 아암 (4) 을 로드 로크실 (6) 내에 삽입시킨다. 그리고, 내부 로봇 아암 (10b) 이 유지하는 서포트 플레이트 적층 웨이퍼 (40) 를, 외부 로봇 아암 (4) 에 직접 전달한다 (도 15 참조).
이 때, 내부 로봇 아암 (10b) 은, 핸드 프레임부 (14) 가, 서포트 플레이트 적층 웨이퍼 (40) 의 외주의 일부를 둘러싸고, 핸드 발톱부 (15) 가, 서포트 플레이트 적층 웨이퍼 (40) 를 하방으로부터 지지하고 있는 상태에서 서포트 플레이트 적층 웨이퍼 (40) 를 유지하고 있고, 외부 로봇 아암 (4) 이, 서포트 플레이트 적층 웨이퍼 (40) 의 외주에 있어서의 핸드 프레임부 (14) 에 의해 둘러싸여 있지 않은 쪽으로부터, 서포트 플레이트 적층 웨이퍼 (40) 를 인발하는 것에 의해, 내부 로봇 아암 (10b) 으로부터 외부 로봇 아암 (4) 으로의 전달이 순조롭게 이루어진다.
그리고, 외부 로봇 아암 (4) 은, 수취한 서포트 플레이트 적층 웨이퍼 (40) 를, 전달창 (9) 을 통하여, 첩부 장치 (2) 의 외부에 반출한다. 이로써, 서포트 플레이트 적층 웨이퍼 (40) 의 반출이 완료된다.
[참고]
여기서, 참고를 위해서, 첩합실로부터 중합실에 적층체를 반송하는 제 1 로봇 아암으로부터, 중합실로부터 외부에 적층체를 반출하는 제 2 로봇 아암으로, 적층체를 직접 전달하지 않도록 구성한 경우에 대하여, 본 실시의 형태와 대비한다.
구체적으로는, 상기 서술한 「1. 서포트 플레이트 반입」 ∼ 「9. 본접합 : 열 압착」 까지는 본 실시의 형태와 동일하게 실시하고, 「10. 서포트 플레이트 적층 웨이퍼 반출」 에 있어서, 내부 로봇 아암 (10b) 이 유지하는 서포트 플레이트 적층 웨이퍼 (40) 를, 외부 로봇 아암 (4) 에 직접 전달하는 대신에, 일단, 리프트 핀 (21) 상에 재치한다 (도 16 참조). 그리고, 외부 로봇 아암 (4) 이, 리프트 핀 (21) 상의 서포트 플레이트 적층 웨이퍼 (40) 를 수취하여, 외부에 반출하는 참고 구성에 대하여 검토한다.
당해 분야에 있어서는, 로봇 아암끼리 반송물을 직접 전달하는 것은 통상적으로 실시되지 않고, 상기 참고 구성과 같이, 1 번째의 로봇 아암이, 반송물을, 일단, 리프트 핀 등의 위에 재치한 후, 2 번째의 로봇 아암이, 당해 반송물을 들어 올리는 구성이 일반적이다. 그러나, 상기 서술한 바와 같이, 웨이퍼 (42) 와 서포트 플레이트 (41) 의 본접합은 열 압착에 의해 실시되기 때문에, 접합실 (7) 로부터 반송되는 서포트 플레이트 적층 웨이퍼 (40) 는, 고온이 되어 있다. 그 때문에, 일단, 접합실 (7) 로부터 반송되는 서포트 플레이트 적층 웨이퍼 (40) 를, 리프트 핀 (21) 상에 재치하면, 리프트 핀 (21) 이 가열되게 된다.
이 상태에 있어서, 「1. 서포트 플레이트 반입」 에 있어서 설명한 바와 같이, 새로운 중합을 실시하기 위한 서포트 플레이트 (41) 를 로드 로크실 (6) 에 반입한 경우, 서포트 플레이트 (41) 의 하면에 형성된 접착층이, 리프트 핀 (21) 에 의해 가열되어 연화하여, 서포트 플레이트 (41) 와 리프트 핀 (21) 이 들러붙게 된다.
이 상태에 있어서, 「3. 스페이서 삽입-서포트 플레이트 전달」 및 「4. 웨이퍼 반입」 에 있어서 설명한 바와 같이, 서포트 플레이트 (41) 를 스페이서 기구 (23) 에 전달하고 (도 17 의 (a) 참조), 그 후, 리프트 핀 (21) 을 하강시키고자 하면, 서포트 플레이트 (41) 가 리프트 핀 (21) 의 하강에 일시적으로 추종하고 (도 17 의 (b) 참조), 그 후, 반동에 의해 서포트 플레이트 (41) 가 바운싱 (세로 흔들림) 을 일으킨다 (도 17 의 (c) 참조).
이와 같이, 내부 로봇 아암 (10b) 이 유지하는 서포트 플레이트 적층 웨이퍼 (40) 를, 외부 로봇 아암 (4) 에 직접 전달하는 대신에, 일단, 리프트 핀 (21) 상에 재치하는 참고 구성에서는, 접합실 (7) 로부터 반송된 서포트 플레이트 적층 웨이퍼 (40) 에 의해 리프트 핀 (21) 이 가열되고, 당해 리프트 핀 (21) 에 접촉하는 서포트 플레이트 (41) 에 있어서, 접착층이 의도하지 않게 연화하게 되어, 결과적으로, 상기 서술한 바와 같은 서포트 플레이트 (41) 의 바운싱과 같은 현상이 발생할 우려가 있다.
이에 반하여, 본 실시의 형태에서는, 내부 로봇 아암 (10b) 이 유지하는 서포트 플레이트 적층 웨이퍼 (40) 를, 외부 로봇 아암 (4) 에 직접 전달하는 것에 의해, 리프트 핀 (21) 이 가열되는 것을 방지하고, 이로써, 당해 리프트 핀 (21) 에 접촉하는 서포트 플레이트 (41) 에 있어서, 접착층이 의도하지 않게 연화하는 것, 및, 상기 서술한 바와 같은 서포트 플레이트 (41) 의 바운싱을 순조롭게 방지할 수 있다. 또한, 연화한 접착제가 리프트 핀 (21) 에 부착하는 것에서 기인하는 콘타미네이션을 방지할 수 있다.
본 발명은 상기 서술한 실시형태에 한정되는 것이 아니고, 청구항에 나타낸 범위에서 다양한 변경이 가능하다. 즉, 청구항에 나타낸 범위에서 적절히 변경한 기술적 수단을 조합하여 얻어지는 실시형태에 대해서도 본 발명의 기술적 범위에 포함된다.
실시예
하기 조건으로 10 조의 웨이퍼 및 서포트 플레이트를 연속해서 첩합하였다.
· 장치 : 상기 서술한 시스템 (1)
· 웨이퍼 : 베어 웨이퍼
· 서포트 플레이트 : 유리판 (직경 300 ㎜, 두께 0.7 ㎜)
· 접착제 : TZNR (등록상표)-A3007
· 접착제의 베이크 온도 및 시간 : (i) 100 ℃ 에서, 5 분간, (ii) 160 ℃ 에서, 5 분간, (iii) 220 ℃ 에서, 3 분간
· 로드 로크실에 있어서의 가열 : 웨이퍼만에 대하여, 대기압, 100 ℃ 에서, 1 분간
· 내부 로봇 아암 (10) 으로부터 외부 로봇 아암 (4) 에, 서포트 플레이트 적층 웨이퍼 (40) 를 직접 전달하였다.
그 결과, 모든 조에 있어서, 양호하게 본접합할 수 있었다. 또한, 어느 조에 있어서도, 바운싱은 볼 수 없었다. 또한, 리프트 핀 (21) 및 스페이서 기구 (23) 에 이물질이나 접착제 등의 흔적이 보였지만, 문제가 되는 레벨은 아니었다.
(참고예)
로드 로크실 (6) 의 플레이트 (22) 에 있어서의 히터의 온도의 최적치를 결정하기 위해서, 이하의 실험을 실시하였다. 즉, 히터의 설정 온도를 변화시키면서, 바운싱의 유무와 가접합시의 접착 범위를 조사하였다. 접착제는, 상기 실시예와 동일한 것을 사용하였다. 결과를 표 1 에 나타낸다. 표 1 에 나타내는 바와 같이, 히터의 설정 온도의 최적치는, 100 ℃ 정도였다.
Figure 112015117847626-pat00001
또한, 도 16 에 나타내는 참고 구성과 같이, 접합실 (7) 에 있어서 본접합한 후의 서포트 플레이트 적층 웨이퍼 (40) 를, 로드 로크실 (6) 내의 리프트 핀 (21) 에 재치한 경우, 서포트 플레이트 적층 웨이퍼 (40) 를 반출한 후에도, 리프트 핀 (21) 의 온도는 110 ℃ 가 되어 있었다. 그러므로, 참고 구성에 있어서 바운싱이 발생하는 것은 분명하다.
본 발명은, 기판 및 지지판의 첩합을 수반하는 프로세스의 실시 및 그것을 위한 장치에 이용할 수 있다.
1 ; 시스템
2 ; 첩부 장치
3 ; 프리 얼라이너
4 ; 외부 로봇 아암 (제 2 로봇 아암)
5 ; 외부 로봇 아암 주행로
6 ; 로드 로크실 (중합실)
7 ; 접합실 (첩합실)
8 ; 게이트
9 ; 전달창
10, 10a, 10b ; 내부 로봇 아암 (제 1 로봇 아암)
11, 11a, 11b ; 아암
12 ; 아암 선회축
13 ; 아암 붐
14 ; 핸드 프레임부 (프레임부)
15 ; 핸드 발톱부 (지지 부재)
16 ; 어긋남 방지 부재
21 ; 리프트 핀 (지지 핀)
22 ; 플레이트 (가열부)
23 ; 스페이서 기구 (유지 부재)
24 ; 가프레스기
25 ; 외경 맞춤 기구
33 ; 리프트 핀
34 ; 프레스 플레이트
35 ; 프레스 플레이트
40 ; 서포트 플레이트 적층 웨이퍼 (적층체)
41 ; 서포트 플레이트 (지지체)
42 ; 웨이퍼 (기판)
50 ; FOUP 오프너
51 ; 베이크 플레이트
52 ; 스피너
53 ; 패스 라인
54 ; 외부 로봇 아암
A ; 로드 로크실 전달 위치
B ; 대기 위치
C ; 접합실 전달 위치

Claims (8)

  1. 기판과 지지체의 중합을 실시하는 중합실로부터, 중합한 그 기판 및 그 지지체를, 그 기판과 그 지지체의 첩합을 실시하는 첩합실에, 제 1 로봇 아암에 의해 반송하는 제 1 반송 공정,
    그 첩합실로부터, 첩합된 적층체를, 그 중합실에, 제 1 로봇 아암에 의해 반송하는 제 2 반송 공정,
    그 중합실에 반송된 그 적층체를, 제 1 로봇 아암으로부터 제 2 로봇 아암에 직접 전달하는 전달 공정, 및,
    제 2 로봇 아암에 전달된 그 적층체를, 그 중합실에서 외부에 반출하는 반출 공정을 포함하고,
    제 1 반송 공정 전에, 상기 중합실에 있어서 상기 기판과 상기 지지체의 중합을 실시하는 중합 공정을 포함하고,
    상기 중합 공정은,
    하측의 면에 접착층이 형성된 상기 지지체를 상기 중합실에 반입하는, 지지체 반입 단계,
    상기 중합실에 반입한 상기 지지체를, 상하 방향으로 이동 가능한 지지 핀에 의해 지지하여 상방향으로 이동시키고, 그 지지체를 유지하기 위한 유지 부재에 전달하는, 지지체 전달 단계,
    지지체 전달 단계 후, 그 기판을 중합실 내에 반입하는, 기판 반입 단계,
    반입한 기판을, 그 지지 핀에 의해 지지하여 하방향으로 이동시키고, 그 중합실의 하부에 형성되어 있는 가열부에 의해 가열하는 가열 단계, 및,
    가열 단계 후에, 상기 기판과 상기 지지체를 중합하는 중합 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 반송 방법.
  2. 제 1 항에 있어서,
    제 1 로봇 아암은, 프레임부와 지지 부재를 구비하고 있고,
    제 2 반송 공정에서는, 그 프레임부가, 상기 적층체의 외주의 일부를 둘러싸고, 그 지지 부재가, 상기 적층체를 하방으로부터 지지하고 있는 상태에서, 제 1 로봇 아암에 의해 상기 적층체를 반송하고,
    상기 전달 공정에서는, 제 1 로봇 아암에 의해 유지되고 있는 상기 적층체를, 당해 적층체의 외주에 있어서의 그 프레임부에 의해 둘러싸여 있지 않은 쪽으로부터, 제 2 로봇 아암에 의해 인발하는 것을 특징으로 하는 반송 방법.
  3. 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서,
    제 1 반송 공정 후, 제 2 반송 공정 전에, 상기 첩합실에 있어서 상기 중합한 상기 기판과 상기 지지체를 첩합하는 첩합 공정을 포함하는 것을 특징으로 하는 반송 방법.
  4. 삭제
  5. 제 1 항에 있어서,
    상기 가열부의 가열 온도는, 중합 공정에 있어서, 기판과 지지체의 적어도 일부를 그 접착층에 의해 융착시킬 수 있는 온도이고, 또한, 지지체 전달 단계에 있어서, 반입된 그 지지체의 하측의 면에 형성된 접착층에 그 지지 핀이 융착되는 온도까지 그 지지 핀이 가열되는 것을 억제할 수 있는 온도인 것을 특징으로 하는 반송 방법.
  6. 삭제
  7. 삭제
  8. 삭제
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