TWI323923B - - Google Patents
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Description
1323923 (1) 九、發明說明 【發明所屬之技術領域】 本發明係有關支持板之貼合手段及貼合裝置,以及支 持板之貼合方法》 【先前技術】 1C卡或行動電話係要求薄型化、小型化、輕量化, 爲了滿足此要求,所裝入之半導體晶片也必須是較薄的半 導體晶片。因此作爲此半導體晶片之基礎的晶圓厚度目前 爲1 2 5 // m〜1 5 0 // m,但是下個世代之晶片用的則有謂必須 作爲 25/ζ ιη~50μ m。 以硏磨機等來將半導體晶圓薄板化的工程中,必須在 半導體晶圓之電路形成面側以膠帶或板材來支持。專利文 件1中,揭示有對半導體晶圓黏貼支持板的裝置。 專利文件1所揭示之裝置,係配置有上下一對之熱板 ,同時在此等熱板之外側設置有上下一對的真空罐,於上 下熱板之間壓合半導體晶圓與支持板的層積體之期間,係 以減壓環境來進行。尤其專利文件1中,作爲·使上方熱板 升降動作之手段係不使用油壓式壓縮機,而使用也兼作爲 阻尼器(damper)的空氣活塞,藉此防止來自熱板之熱量使 層積體膨脹時,其產生的反壓力造成半導體晶圓破損。 [專利文件1]日本特開2002-192394號公報 【發明內容】 -5-
1323923 發明所欲解決之課題 然而上述專利文件1中,係使用直徑150mm之半導體 晶圓,和直徑l5〇.5mm的支持板。具體來說是放置中央有 開了直徑1 60mm之孔的定位板,在此定位板之孔內裝入 半導體晶圓與支持板來黏著。(段落[002 4]〜[0028]) 若如上述般使半導體晶圓與支持板大略爲相同直徑, 則在搬運層積體等工程中,可以與該半導體相同來處理。 然而即使在直徑160mm之孔中放入直徑150mm的半導體 晶圓與支持板,也會產生偏移。 又,作爲黏著半導體晶圓與支持板之黏著劑,係使用 環氧樹脂等,但是環氧樹脂會因加熱而增加流動性,即使 一旦定位完成,也容易引起移位。 有鑑於上述各點,本發明係提供一種支持板之貼合手 段及貼合裝置,以及支持板之貼合方法;其即使在半導體 晶圓與支持板之直徑尺寸相等的情況下,也可確實進行兩 者之對準,並且即使在支持板重疊之後也可輕易進行定位 修正。 用以解決課題之手段 本發明之支持板貼合手段,係在基板表面經由黏著劑 貼合有支持板;其作爲一種構造:具備放置基板之放置板 ’和將支持板壓到基板上之壓板,和一對之對準構件;對 準構件可在水平方向自由進退,其前端部設置有支撐支持 板之邊緣部下面的刀片,和在支持板重疊於基板之情況下 -6 - (3) (3)1323923 來進行定位的壓觸構件》 若依本發明之支持板之貼合手段’則是具備放置基板 之放置板,和將支持板壓到基板上之壓板,和一對之對準 構件;對準構件可在水平方向自由進退,其前端部設置有 支撐支持板之邊緣部下面的刀片,和在支持板重疊於上述 基板之情況下來進行定位的特殊構造對準構件;藉此,即 使基板與支持板之直徑尺寸相當,也可確實進行兩者之對 準(中心對準)。此時對準構件以使用輥等爲佳。 另外所謂直徑尺寸相當,係除了直徑尺寸數値完全一 致以外,還包含支持板從基板突出之尺寸過小,無法用夾 具抓住者。 又’本發明之支持板之貼合手段中,爲了防止空氣進 入基板與支持板之間,係將放置板及壓板配置在連接有真 空源的處理室內,並作爲對準構件係貫通該處理室之側壁 而可進退移動的構造爲佳。 又,作爲使放置板兼做熱板的構造,可有效去除黏著 劑中的氣體。又,此時藉由使壓板預先接近熱板來加熱, 則不需要在上下兩邊設置加熱手段。又,在上下兩方設置 溫度調整機構時,可以藉由適當調整此等來增加除氣效果 ,或是降低貼合後的基板扭曲。 又,就支撐基板之支撐針來說,係想到對放置板在上 下方向形成貫通孔,經由此貫通孔,作爲支撐針可從放置 板上面出沒的構造。 本發明之支持板之貼合方法,係在基板表面經由黏著 (4)1323923 劑貼合有支持板;其中具有:在基板表面塗佈黏著 程;和將基板加熱後再冷卻的工程;和使基板與支 中心一致,來進行定位的工程;和在減壓下將支持 到基板,形成層積體的工程。 另外此貼合方法,不必特別使用申請專利範圍 第6項所記載的貼合手段。 若依本發明之支持板之貼合方法,則因爲具有 表面塗佈黏著劑的工程;和將基板加熱後再冷卻的 和使基板與支持板之中心一致,來進行定位的工程 減壓下將支持板按壓到基板,形成層積體的工程; 基板塗佈黏著材而加熱,之後再冷卻基板,並可於 與半導體基板貼合之時進行對準的細微修正。 本發明之支持板之貼合裝置,係在基板表面經 劑^合有支持板;其中最少具有:搬運機器人;和 該搬運機器人周圍’收容處理前之基板及支持板的 在基板之電路形成面塗佈處理液的塗佈手段;和加 的熱處理手段;和冷卻覆膜的冷卻手段;和基板及 的定位手段;和上述本發明的貼合手段。 若依本發明之支持板之貼合裝置,則因爲具有 機器人;和配置在該搬運機器人周圍,收容處理前 及支持板的匣;和在基板之電路形成面塗佈處理液 手段;和加熱覆膜的熱處理手段;和冷卻覆膜的冷 :和基板及支持板的定位手段;和上述本發明的貼 ;故除了上述貼合手段的作用以外,還可在一個裝 劑的工 持板之 板按壓 第1項〜 在基板 工程; :和在 故會對 支持板 由黏著 配置在 匣;和 熱覆膜 支持板 :搬運 之基板 的塗佈 卻手段 合手段 置內有 -8 - (5) (5)1323923 效率地進行支持板貼合的相關一連串工程,而可謀求貼合 工程之時間的更加縮短。 又,亦可縮短因將各處理裝置分開配置所產生的基板 搬送時間,而能達成更加縮短貼合工程所需之時間。 發明效果 若依本發明之支持板之貼合手段,則即使基板與支持 板之直徑尺寸相同的情況下,也可做正確對準。 若依本發明之支持板之貼合方法,則即使在貼合之後 也可進行對準的細微修正。 若依本發明之支持板之貼合裝置,則可有效率地進行 支持板之貼合,同時可將裝置構造簡略化。 從而,可以實現一種支持板貼合裝置,其適合用於對 基板貼合支持板時所使用的裝置,並具有高性能且高可靠 度。 【實施方式】 第1圖係表示本發明之支持板貼合裝置之一種實施方 式的整體俯視圖。 第2圖係第1圖中之貼合手段之正剖面圖,第3圖係第2 圖之A-A方向剖面‘圖,第4圖係裝入貼合手段內之對準構 件的側面圖,第5圖係對準構件的俯視圖。 第1圖所示之本實施方式的貼合裝置22中,1爲搬運機 器人;而包圍此搬運機器人1地,配置有晶圓匣2、塗佈手 段4、熱處理手段(例如熱板)5、冷卻手段(例如冷卻板 -9- (6) (6)1323923 )6、貼合手段7及支持板匣8。3係如後所述之在塗佈前進 行半導體晶圓之定位等的手段,9爲進行貼合前之支持板 定位的手段。 貼合手段7係如第2圖所示般具備處理室1〇。此處理室 10在底面形成有連接於真空泵的開口 11,而處理室10之底 面設置有放置板12。此放置板12之下半部被作爲熱板13, 更於厚度方向形成有貫通孔14,於此貫通孔14插通有針15 〇 針1 5係氣密性且可自由滑動地貫通底板而延伸到下方 ,其下端安裝於氣缸單元16。另外,圖中17爲電熱體。 處理室10內之天花板部設置有壓板18。此壓板18係使 其軸19氣密性且可自由滑動地貫通天花板部而延伸到上方 ,藉由未圖示之驅動單元而可升降移動。又爲了要對應半 導體晶圓合支持板之厚度或傾斜,壓板1 8係經由球關節連 結於軸1 9。 壓板18因爲在擠壓時會將熱施加於半導體晶圓,故材 質若選定爲熱膨脹係數較高者,則熱量會造成壓板本身產 生歪曲’而無法以高精確度貼合。因此使用低熱膨脹係數 之材料,例如合成石英、碳化矽、氧化鋁等爲佳。 處理室10之正面係如第3圖所示,形成用以將作爲基 板之半導體晶圓及支持板搬入•搬出的開口 20,與此開口 20相反側之處理室10內部,則設置有在短時間內簡壓到期 望壓力爲止所需的容積降低區塊21。 處理室10之兩側設置有一對之對準構件30、40。此等 -10- (7) (7)1323923 對準構件30、40之軸部31、41係水平貫通處理室10之側壁 ,而軸部31、41之外端部則連結於氣缸單元32、42,藉由 氣缸單元32、42之驅動來氣密性且自由滑動地進退移動。 對準構件30、40之軸部31、41的前端部,分別設置有 刀片34、44與一對輥33、43。刀片34、44係支撐支持板51 的邊緣部下面。有關輥33、43’其使支持板51下面對形成 於半導體晶圓52上面之黏著劑層接觸的厚度,亦即輥33、 43之厚度,係比半導體晶圓與黏著劑層的厚度要厚。 對準構件30中,一對輥33、43之間隔,係設定爲比半 導體晶圓52之準直平面(Orientation flat) 52a部分的長 度要短。 另外,作爲支持板51可以是玻璃板、陶瓷板、樹脂板 等任一種。作爲陶瓷板可舉出氧化鋁、碳化矽,作爲樹脂 板則可舉出聚醯亞胺、PET、聚萘酸乙酯。又作爲支持板 51之形狀,可以使用單純圓盤狀(但是有相當於準直平面 的部分)、在厚度方向具有多數貫通孔之形式、在一面側 形成有用以流通溶劑之溝的形式等。 塗佈手段4,係用以在半導體晶圓表面塗佈黏著劑者 。熱處理手段5,係用以加熱半導體晶圓上之黏著劑者。 冷卻手段6係藉由將加熱後之半導體晶圓上的黏著劑冷卻 ,而可於支持板與半導體晶圓貼合時進行細微定位者。另 外上述各手段也有成爲多段式的情況。 其次在以下說明使用此種構造之貼合裝置22,來貼合 支持板51與半導體晶圓52的手續。 -11 - (8) (8)1323923 首先,以搬運機器人1從晶圓匣2取出1片半導體晶圓 52,以塗佈前之定位手段3進行半導體晶圓52的定位之後 ,使用塗佈手段3在半導體晶圓52上面塗佈黏著劑。 被塗佈之後之半導體晶圓5 2係以加熱手段5亦即熱板 來加熱,之後以搬運機器人1取出而搬入冷卻手段6。此冷 卻手段6中,係使因加熱而增加流動性之黏著劑做某種程 度的硬化,使支持板51之定位修正容易進行。 期間,貼合手段7會呈現第6圖所示之狀態。亦即針1 5 之上端下降爲比放置板12的上面還低,壓板18使其下面下 降到接近放置板1 2之上面的位置爲止,然後以熱板1 3加熱 。又,對準構件30、40在後退位置。 其次,如第7圖所示,使壓板18上升,如第8圖所示般 使氣缸單元16動作來讓針15上升,再以搬運機器人1經由 開口 20將上面塗佈有黏著劑的半導體晶圓52搬入處理室10 內,交接給針1 5。 其次如第9圖所示般使氣缸單元32、42動作,讓對準 構件30、40前進到特定位置而停止。然後以搬運機器人1 從支持板匣8取出支持板51,經由開口 20搬入處理室10內 ,交接給對準構件30、40的刀片34、44。貼合前之支持板 5 1的定位,係例如以定位手段9來進行。 之後,如第10圖所示般使針15更爲上升’將半導體晶 圓52上面之黏著劑層面接觸於支持板51下面’同時使對準 構件30、40後退。將此狀態表示於第11圖。 從第11圖可得知,對準構件30、40後退時,支持板51 -12- (9) (9)1323923 與半導體晶圓52會產生若干的位置偏移。 爲了修正此位置偏移,係使針15下降若干,讓支持板 51與半導體晶圓52之層積體高度在上述對準構件30、40之 輥3 3、43的位置,在此狀態下如第〗2圖所示,使對準構件 30、40前進到特定位置爲止。 這麼一來’中心偏移之支持板51與半導體晶圓52的中 心會一致。又’一邊之對準構件3 0的輥33、43之間距離, 係比準直平面52a之長度要短,故藉由設定爲使此輥33、 43部分來到準直平面52a的部分,則可同時修正此準直平 面的偏移。 上述對準係在處理室1 0內以減壓狀態進行。然後如第 13圖所示,使對準構件30、4 0後退之後,降下針15,將支 持板51與半導體晶圓52之層積體放置於加熱後的放置板12 上。層積體會被加熱,而去除黏著劑中包含的氣體。 之後如第14圖所示,降下壓板18,在與放置支持板51 與半導體晶圓52之層積體的放置板12之間加壓,來作爲層 積體。然後如第15圖所示,使壓板18上升,更使針15上升 ,解除減壓狀態。 如此所得到之支持板51與半導體晶圓52的層積體,會 在下個工程中以硏磨機來薄板化。 另外本實施方式中,雖然先搬入半導體晶圓52,但是 也可以先搬入支持板51再搬入半導體晶圓52。 如此一來,若依本實施方式之貼合裝置22,則因爲具 有搬運機器人1,和在此搬運機器人周圍具有匣2、塗佈手 -13- (10) (10)rI323923 段4、熱處理手段5、冷卻手段6、半導體晶圓52與支持板 51的定位手段3及9、貼合手段7等,故可以在一個裝置內 有效率地進行支持板51對半導體晶圓52之貼合的一連串工 程,而可將裝置構造簡略化。 又,若依支持板之貼合方法,則因爲在半導體晶圓52 表面塗佈黏著劑,將半導體晶圓52加熱後再冷卻,故先前 技術雖然因爲加熱之餘熱會使黏著劑軟化,而在支持板重 疊後之定位時難以做細微修正,但是現在可以使因爲加熱 而增加流動性的黏著劑做某種程度硬化,而在支持板51重 疊之後,可以做細微的定位修正。又,也不需要如先前般 用來定位的大量定位裝置。 另外也可以將本實施方式之貼合裝置22,使用於影像 感測器用途。因爲此情況下需要長時間之加熱,故在上述 第1圖之構造中,進行將加熱手段5從熱板變更爲加熱爐( 多段式加熱爐)的變更。此外之構造與上述情況大致相同 〇 在此種構造之貼合裝置的情況下,可以得到與上述實 施方式之貼合裝置22相同的作用,同時藉由使用例如多段 式加熱爐,可以增加處理片數並更加縮短處理時間。 又,上述實施方式之貼合裝置22,也可以看情況裝入 黏貼薄片(例如聚醯亞胺所構成之PI薄片)的手段。 另外,本發明並不限於上述實施方式,在不脫離本發 明之主旨的範圍內,可以取得其他各種構造。 -14 - (11) 1323923 【圖式簡單說明】 [第1圖]表示本發明之貼合裝置之—種實施方式的整 體俯視圖。 [第2圖]第1圖之貼合手段的正剖面圖。 [第3圖]第2圖之A-A方向剖面圖。 [第4圖]對準構件之側面圖。 [第5圖]對準構件之俯視圖。 φ [第6圖]表示操作開始時間點下之貼合手段內部的圖 〇 [第7圖]操作開始後’表示使壓板上升之狀態之貼合 手段內部的圖。 [第8圖]使對準構件前進到支持板接受位置爲止之狀 態下’表示貼合手段內部的圖。 [第9圖]將半導體晶圓與支持板搬入處理室內之狀態 下’表示貼合手段內部的圖。 # [第丨〇圖]重疊半導體晶圓與支持板之狀態下,表示貼 合手段內部的圖。 [第11圖]從第10圖之狀態使對準構件後退之狀態下, 表示貼合手段內部的圖。 [第12圖]將半導體晶圓與支持板重疊來進行對準之狀 態下,表示貼合手段內部的圖。 [第13圖]將對準後之層積體放置於放置板上之狀態下 ,表示貼合手段內部的圖。 [第14圖]降下壓板而將支持板按壓到半導體晶圓之狀 -15- (12) (12)1323923 態下,表示貼合手段內部的圖。 [第1 5圖]在貼合後使壓板上升之狀態下,表示貼合手 段內部的圖。 【主要元件符號說明】 1 :搬運機器人 2 :晶圓匣 3 :半導體晶圓定位手段 4 :塗佈手段 5..熱處理手段 6 :冷卻手段 7 :貼合手段 8 :支持板匣 9 =支持板定位手段 1 〇 :處理室 11:連結於真空泵之開口 1 2 :放置板 13 :熱板 1 4 :貫通孔 15 :針 1 6 :缸筒單元 17 :電熱體 1 8 :壓板 19 :軸 16- (13)1323923
20 : 21 : 22.. 30、 3 1、 32、 33 ' 5 1: 52 : 52a 開口 容積降低區塊 貼合裝置 40 :對準構件 41 :軸部 42 :缸筒單元 43 :輥 44 :刀片 支持板 半導體晶圓 =準直平面
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Claims (1)
1323923 (1) 十、申請專利範園 1 · 一種支持板貼合手段,係在基板表面經由黏著劑貼 合有支持板;其特徵係 具備放置上述基板之放置板,和將支持板壓到上述基 板上之壓板,和一對之對準構件; 上述對準構件可在水平方向自由進退,其前端部設置 有支撐支持板之邊緣部下面的刀片,和在支持板重疊於上 述基板之情況下來進行定位的壓觸構件。 2.如申請專利範圍第1項所記載之支持板之貼合手段 ,其中,上述放置板及壓板係配置在連接有真空源的處理 室內,上述對準構件係貫通該處理室之側壁而可進退移動 〇 3 ·如申請專利範圍第1項所記載之支持板之貼合手段 ,其中,上述放置板具有溫度調整機構。 4.如申請專利範圍第1項所記載之支持板之貼合手段 ,其中,上述壓板具有溫度調整機構。 5 ·如申請專利範圍第1項所記載之支持板之貼合手段 ,其中,上述壓觸構件係輥" 6 ·如申請專利範圍第1項所記載之支持板之貼合手段 ,其中,支撐上述基板的支撐針,係經由形成於上述放置 板的貫通孔,而可從該放置板上面出沒。 7. —種支持板之貼合方法,係在基板表面經由黏著劑 貼合有支持板:其特徵係具有: 在上述基板表面塗佈黏著劑的工程; -18- (2) (2)1323923 和將上述基板加熱後再冷卻的工程; 和使上述基板與支持板之中心一致,來進行定位的工 程; 和在減壓下將上述支持板按壓到上述基板,形成層積 體的工程。 8. —種支持板之貼合裝置,係在基板表面經由黏著劑 貼合有支持板;其特徵係最少具有: 搬運機器人; 和配置在該搬運機器人周圍,收容處理前之上述基板 及支持板的匣; 和在上述基板之電路形成面塗佈處理液的塗佈手段; 和加熱覆膜的熱處理手段; 和冷卻上述覆膜的冷卻手段; 和上述基板及支持板的定位手段; 和申請專利範圍第1項所記載的貼合手段。 -19-
Applications Claiming Priority (1)
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Publications (2)
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