TWI541133B

TWI541133B - Sheet Adhesive Device and Paste Method

Info

Publication number: TWI541133B
Application number: TW100127306A
Authority: TW
Inventors: Takeshi Takano
Original assignee: Lintec Corp
Priority date: 2010-10-19
Filing date: 2011-08-02
Publication date: 2016-07-11
Also published as: EP2631938A1; TW201217167A; WO2012053268A1; KR101832016B1; EP2631938B1; CN103180937B; EP2631938A4; CN103180937A; KR20130138256A; JP5563423B2; JP2012089665A

Description

薄片黏貼裝置及黏貼方法

本發明係關於一種將接著薄片黏貼於被著體之薄片黏貼裝置及黏貼方法。

先前以來，眾所周知如下薄片黏貼裝置(例如，參照文獻1：日本特開平10-233430號公報)，該薄片黏貼裝置係於半導體製造步驟中，將保護薄片或安裝用薄片、切割膠帶、黏晶膠帶等接著薄片黏貼於作為被著體之半導體晶圓(以下，有時簡稱為晶圓)之表面。該薄片黏貼裝置係使腔室內之框架保持部支持黏貼有接著薄片之環形框架，並且將晶圓配置於接著薄片之表面上方，藉由於使腔室內成為減壓環境之狀態下使晶圓抵接於接著薄片，而將接著薄片黏貼於晶圓表面者。

另一方面，眾所周知有如下晶圓(例如，參照文獻2：日本特開2007-19461號公報)，該晶圓係於半導體製造步驟之切割之前步驟中，進行研磨晶圓之背面之處理，以使半導體晶片薄型化，且於該研磨步驟中，藉由將晶圓之內側研磨得比外緣部深，而使內側形成為薄於外緣部，亦即於外緣部具有沿厚度方向突出之環形凸部，並且於由該凸部包圍之內側具有凹部。

於利用如文獻1記載之先前之薄片黏貼裝置，將大於晶圓之外形之接著薄片黏貼於如文獻2記載之於外緣部具有凸部之晶圓之情形時，在將接著薄片黏貼於晶圓之凹部之整個底面之前，會黏貼於晶圓外緣部之凸部。因此，存在以下不良情形：於晶圓之凹部之內周面與底面之間之角隅部無法將接著薄片黏貼於晶圓，於該部位接著薄片及晶圓間產生空隙。

本發明之目的在於：提供一種即使對於外緣部具有凸部之被著體，亦可儘可能地不產生空隙地黏貼接著薄片之薄片黏貼裝置及薄片黏貼方法。

為達成上述目的，本發明之薄片黏貼裝置特徵在於具備：薄片支持手段，其係支持與被著體對向配置之接著薄片；薄片變形手段，其係使支持之接著薄片朝向上述被著體側彎曲並黏貼於該被著體；變形限制手段，其係限制於俯視觀察上述被著體時相較被著體外緣位於外側之接著薄片區域朝向上述被著體側變形。

較佳為，於本發明之薄片黏貼裝置中具備使上述被著體及與該被著體對向配置之接著薄片保持為減壓環境之減壓手段。

又，較佳為，於本發明之薄片黏貼裝置中，上述減壓手段形成有以上述接著薄片為分界而獨立之第1空間及第2空間，且上述薄片變形手段藉由上述第1空間及上述第2空間之壓力差而使上述接著薄片朝向上述被著體側彎曲並黏貼。

另一方面，本發明之薄片黏貼方法之特徵在於：支持與被著體對向配置之接著薄片，且於使支持之接著薄片朝向上述被著體側彎曲並黏貼於該被著體時，限制俯視觀察上述被著體時相較被著體外緣位於外側之接著薄片區域朝向上述被著體側變形。

根據如此之本發明，於使接著薄片朝向被著體側彎曲並黏貼於該被著體時，可限制相較被著體外緣位於外側之接著薄片區域朝向被著體側彎曲。因此，作為被著體，例如，即使將具有外緣部之凸部及中間部之凹部之晶圓作為對象之情形時，亦可於接著薄片黏貼於晶圓之凸部之前，使接著薄片黏貼於晶圓之凹部底面之大範圍，故可儘可能地不產生空隙地黏貼接著薄片。

於本發明中，若設置將被著體及與該被著體對向配置之接著薄片保持為減壓環境之減壓手段，則可於減壓狀態下將接著薄片黏貼於被著體上，從而可防止於接著薄片及被著體間產生空隙。

又，對於以接著薄片為分界而獨立之第1空間及第2空間，可藉由將第1空間之壓力設定為高於第2空間之壓力，而利用第1空間及第2空間之壓力差，使接著薄片朝向被著體側彎曲，自被著體之中心區域往外緣方向黏貼該接著薄片，故可防止接著薄片先黏貼於被著體之外緣部。

以下，基於圖式說明本發明之一實施形態。

如圖1所示、本實施形態之薄片黏貼裝置1係將預先以阻塞環形框架RF之開口部RF1之方式黏貼之作為接著薄片之安裝用薄片MS黏貼於作為被著體之晶圓W上，並利用安裝用薄片MS使晶圓W與環形框架RF一體化者。此處，晶圓W係如下半導體晶圓，即，以使外緣部相較其以外之部分厚之方式進行研磨，藉此，於外緣部形成往厚度方向(背面側)突出之環形之凸部W1，且於由凸部W1包圍之內側形成凹部W2，並且，於該凹部W2之表面側(研磨面之相反側，且為圖1之下側之面側)之電路面W3上形成有電路。於電路面W3上黏貼有未圖示之保護薄片。又，安裝用薄片MS具有於未圖示之基材薄片之一面上積層有接著劑層之構成。

於圖1中，薄片黏貼裝置1係構成為可藉由將下述之載置台21A更換為尺寸不同者而對複數個尺寸之晶圓W黏貼安裝用薄片MS。因此，例如，8英吋框架用薄片黏貼裝置1可於6英吋及8英吋之晶圓W上黏貼安裝用薄片MS，12英吋框架用薄片黏貼裝置1可於8英吋及12英吋之晶圓W上黏貼安裝用薄片MS。

薄片黏貼裝置1係具備被著體支持手段2，其支持晶圓W；減壓手段3，其使安裝用薄片MS與晶圓W對向配置，並且將晶圓W及安裝用薄片MS保持為減壓環境；作為變形限制手段之變形限制構件4A，其限制俯視觀察晶圓W時相較晶圓W外緣位於外側之安裝用薄片MS區域朝向晶圓W側變形。

被著體支持手段2係具備具有比晶圓W之外緣大之外形之圓盤形狀之載置台21A、輸出軸22A固定於載置台21A之下面之作為驅動機器之直線馬達22。於載置台21A之上面24，設置有外緣部往厚度方向(圖1中上方)突出之環形凸部23。再者，被著體支持手段2係構成為可將載置台21A更換為大小與載置台21A不同之載置台21B(參照圖6)，以便能夠支持複數個尺寸之晶圓W。例如，圖1為12英吋之晶圓W用載置台，圖6為8英吋之晶圓W用載置台。

減壓手段3係具備與晶圓W對向支持黏貼於環形框架RF上之安裝用薄片MS之作為薄片支持手段之蓋構件6及下腔室7、可使由蓋構件6及安裝用薄片MS而形成之第1空間V1(參照圖2)內減壓之作為薄片變形手段之壓力調整手段8A、以及可使由安裝用薄片MS及下腔室7而形成之第2空間V2(參照圖2)內減壓之作為薄片變形手段之壓力調整手段8B。

蓋構件6係設置為藉由未圖示之驅動機器而升降自如。蓋構件6之下面61側係具備剖面凹狀之框架保持部63，其係與環形框架RF之外形為相同形狀；以及環形之彈性構件64A、64B，其等係於表面露出之狀態下埋設於該框架保持部63。框架保持部63中之環形框架RF位於下方的部分係設置有複數個吸引口65，並且由彈性構件構成，故可與由安裝用薄片MS所導致之段部保持著一致，從而確保第1空間V1之密閉性。於框架保持部63中，設置有連接於壓力調整手段8A之壓力調整通路66，且於壓力調整通路66中，設置有檢測第1空間V1之壓力的壓力檢測手段9A。

下腔室7係形成為上面74開口之箱狀。亦即，下腔室7係具備設置有被著體支持手段2之底面部71、以及自底面部71之外緣朝向上方延伸之側面部72。於底面部71中設置有與壓力調整手段8B連接之壓力調整通路73，且於壓力調整通路73中設置有檢測第2空間V2之壓力的壓力檢測手段9B。又，於側面部72之上面74，設置有下降1階形成於內周側之環形之框架支持部75、及進而下降1階形成於框架支持部75之內周側之環形之限制構件支持部76。黏貼有安裝用薄片MS之環形框架RF係由框架支持部75支持，且變形限制構件4A係由限制構件支持部76支持。

於如此之減壓手段3中，形成有以安裝用薄片MS為分界而獨立之第1空間V1及第2空間V2。又，壓力調整手段8A、8B係藉由調整第1及第2空間V1、V2內之壓力，而利用第1空間V1及第2空間V2之壓力差，按壓安裝用薄片MS而黏貼於晶圓W。

變形限制構件4A係剖面形成為L字狀之環形之構件。亦即，變形限制構件4A係於內緣側具有沿厚度方向突出之環形之凸部41A，並且於該凸部41A之外緣側具有凹部42A。該變形限制構件4A係使凸部41A朝向安裝用薄片MS側由下腔室7之限制構件支持部76進行支持，且於蓋構件6之下面61抵接於下腔室7之上面74時，凸部41A抵接於安裝用薄片MS，且凹部42A抵接於環形框架RF。再者，對凸部41A之與安裝用薄片MS之抵接面，以可將黏貼之安裝用薄片MS剝離之方式，實施積層氟樹脂等之不接著處理。

對於以上之薄片黏貼裝置1中，將安裝用薄片MS黏貼於晶圓W之順序進行說明。

首先，未圖示之搬送手段係如圖1所示，使蓋構件6吸附保持藉由安裝用薄片MS而將開口部RF1阻塞之12英吋用環形框架RF，並且將12英吋之晶圓W如圖1所示載置於12英吋用之載置台21A上。此後，減壓手段3藉由未圖示之驅動機器而使蓋構件6下降，從而使蓋構件6之下面61抵接於下腔室7之上面74。於蓋構件6及下腔室7形成第1及第2空間V1、V2(參照圖2至圖4)後，壓力調整手段8A、8B以相同之減壓率將第1及第2空間V1、V2減壓，並且以達到相同壓力之方式，使第1及第2空間V1、V2成為真空狀態或減壓狀態。

其次，減壓手段3維持著第1及第2空間V1、V2之減壓狀態，藉由壓力調整手段8A、8B而將第1空間V1之壓力設定為高於第2空間V2之壓力。繼而，如圖2所示，藉由第1及第2空間V1、V2之壓力差而將安裝用薄片MS推向第2空間V2側，以中心部最接近晶圓W之方式彎曲。於此狀態下，若驅動直線馬達22，使載置台21A上升，則如圖3所示，安裝用薄片MS將自晶圓W之中心部分朝向外緣側緩緩地逐漸進行黏貼。繼而，如圖4所示，若藉由凸部W1之頂面W11而使安裝用薄片MS抵住蓋構件6之彈性構件64A，並維持該狀態，則於第1空間V1之中且彈性構件64之內側與安裝用薄片MS之間，形成新的第3空間V3，並且於第2空間V2之中且安裝用薄片MS與晶圓W之間形成新的第4空間V4(空隙)。

此處，安裝用薄片MS以自晶圓W之外緣凸出之大小預先黏貼於環形框架RF之開口部RF1，且介隔著環形框架RF受到蓋構件6及下腔室7支持。亦即，安裝用薄片MS於與晶圓W對向配置之狀態下，在相較晶圓W外緣為外側且與晶圓W外緣分離之位置上，受到蓋構件6及下腔室7支持。因此，於未設置變形限制構件4A之情形時，如圖2中2點鏈線所示，安裝用薄片MS自相較晶圓W外緣為外側之環形框架RF部分開始彎曲，故如圖3中2點鏈線所示，安裝用薄片MS於自晶圓W之凹部W2之中央部分黏貼於底面W21之大範圍之前，黏貼於晶圓W之凸部W1之頂面W11。即使於如此狀態下將氣體導入至第1空間V1內，使大氣壓作用於安裝用薄片MS，亦如圖4中2點鏈線所示，無法消除第4空間V4，從而導致殘留有該第4空間V4。此係因若使第1及第2空間V1、V2減壓而成為完全之真空狀態(無壓力之狀態)，則不會殘留第4空間V4，但達到完全之真空狀態，於技術方面存在困難，且為接近完全之真空狀態，不僅需要相應之減壓裝置而導致裝置大型化，此外，減壓至如此狀態必需消耗相當之長時間，故，用於通常之產業機器之減壓裝置無法達到完全之真空或接近真空之狀態。

與此相對，若設置變形限制構件4A，則俯視觀察晶圓W時相較晶圓W外緣位於外側之安裝用薄片MS區域抵接於變形限制構件4A之凸部41A，而凸部41A將限制安裝用薄片MS之關於該區域之朝向晶圓W側之變形。因此，可限制相較外緣位於外側之安裝用薄片MS區域之位移，從而可防止安裝用薄片MS之該區域朝向晶圓W側彎曲。因此，與未設置制構件4A之情形相比，可使安裝用薄片MS在黏貼於凸部W1之頂面W11之前，黏貼於凹部W2之底面W21之區域成為大範圍，故可將第4空間V4極力減小。

此後，藉由壓力調整手段8B而將第2空間V2之壓力設定為與第1空間V1之壓力相等。其次，減壓手段3藉由壓力調整手段8A、8B而以相同之增壓率使第3及第2空間V3、V2之壓力增壓，同時緩緩地恢復為大氣壓，藉此，使第4空間V4介隔著安裝用薄片MS，由第3空間V3之壓力按壓而慢慢地變小，以安裝用薄片MS密接於晶圓W之角隅部W23之方式將安裝用薄片MS黏貼於角隅部W23。此時之狀態嚴格而言，安裝用薄片MS並未密接於晶圓W之角隅部W23，但由於儘可能小地形成減壓狀態時之第4空間V4，故，外觀上成為安裝用薄片MS密接於晶圓W之角隅部W23之狀態。

以此方式，安裝用薄片MS之黏貼結束，且使晶圓W與環形框架RF介隔著安裝用薄片MS成為一體後，如圖5所示，於蓋構件6介隔吸引口65吸附保持環形框架RF之狀態下，藉由未圖示之驅動機器，而使蓋構件6上升至既定之位置。此後，藉由未圖示之搬送手段而將晶圓W及環形框架RF搬送至下一步驟、例如保護薄片之剝離步驟等。

另一方面，於將尺寸不同之晶圓W、例如8英吋之晶圓W介隔安裝用薄片MS安裝於12英吋用之環形框架RF時，如圖6所示，將12英吋用之載置台21A更換為8英吋用之載置台21B，並且將變形限制構件4A更換為大小與載置台21B之大小一致之變形限制構件4B。亦即，於載置台21B小於載置台21A時，使用與變形限制構件4A相比，外徑及凹部42B之大小相同，內徑之大小較小，且凸部41B之徑方向之長度較長之變形限制構件4B。藉此，即使於配合小尺寸之晶圓W使用較小之載置台21B之情形時，亦可限制安裝用薄片MS之相較晶圓W外緣為外側之區域之變形，從而可防止安裝用薄片MS之該區域之朝向晶圓W側之彎曲。

繼而，與上述同樣地，將安裝用薄片MS黏貼於晶圓W。如此，即使晶圓W之尺寸較小，亦可將安裝用薄片MS黏貼於晶圓W，而不使安裝用薄片MS及晶圓W之間於外觀上產生第4空間V4。

根據以上之本實施形態，具有以下之效果。

亦即，薄片黏貼裝置1係於使安裝用薄片MS朝向晶圓W側彎曲並黏貼於晶圓W時，限制安裝用薄片MS之相較晶圓W外緣為外側之區域朝向晶圓W側變形，因此，可限制安裝用薄片MS之該區域朝向晶圓W側彎曲。因此，於將安裝用薄片MS黏貼於晶圓W外緣之凸部W1之頂面W11前，可將安裝用薄片MS黏貼於晶圓W之凹部W2之底面W21之大範圍，故，可防止於安裝用薄片MS及晶圓W間產生第4空間V4。

如以上所述，上述記載中揭示了用以實施本發明之最佳之構成、方法等，但本發明並不限定於此。亦即，本發明係主要對既定之實施形態進行特別圖示，且進行說明，但只要不脫離本發明之技術性思想及目的之範圍，所屬技術領域中具有通常知識者便可對以上所述之實施形態，於形狀、材質、數量、及其他詳細之構成中，追加各種變形。又，限定上述揭示之形狀、材質等之記載係為使本發明易於理解而例示性進行記載，並非限定本發明者，故以將該等形狀、材質等之限定之一部分或者全部之限定去除之構件之名稱之記載亦包含於本發明中。

例如，於上述實施形態中，揭示了被著體為晶圓W之情形，但被著體並不限定於晶圓W，且亦可不存在環形框架RF，且除晶圓W以外，亦可將玻璃板、鋼板，或樹脂板等其他板狀構件等、或板狀構件以外者作為對象。而且，作為晶圓W可示例矽半導體晶圓或化合物半導體晶圓等。而且，黏貼於如此之被著體之接著薄片並不僅限為安裝用薄片MS，可應用其他任意之薄片、膜、膠帶等黏貼於板狀構件之任意之用途、形狀之接著薄片。又，上述實施形態係採用於電路面黏貼有保護薄片之晶圓W，但亦可採用未黏貼保護薄片之晶圓W。

於上述實施形態中，黏貼有環形框架RF之安裝用薄片MS係由減壓手段3之蓋構件6及下腔室7支持，但作為薄片支持手段並不限於蓋構件6及下腔室7。例如，亦可將蓋構件6如下腔室7般形成為箱狀，且於蓋構件6之下面61設置支持環形框架RF及安裝用薄片MS之載置台，或者於下腔室7之底面部71以包圍被著體支持手段2之方式設置外周載置台，並利用該等載置台支持黏貼有環形框架RF之安裝用薄片MS。

又，於上述實施形態中，蓋構件6或下腔室7係藉由保持環形框架RF部分而保持晶圓W或安裝用薄片MS，但亦可保持安裝用薄片MS。

上述實施形態係藉由壓力調整手段8A而將未配置晶圓W之第1空間V1之壓力設定為高於配置有晶圓W之第2空間V2之壓力，藉此使安裝用薄片MS朝向晶圓W側彎曲，但作為使安裝用薄片MS朝向晶圓W側彎曲之薄片變形手段並不僅限於此。例如，亦可藉由壓力調整手段8B，而將第2空間V2之壓力設定為低於第1空間V1之壓力，或者，設置黏貼輥，藉由使該黏貼輥於安裝用薄片MS上轉動而使安裝用薄片MS朝向晶圓W側彎曲並黏貼於晶圓W。

於上述實施形態中，設置有環形之變形限制構件4A，但作為變形限制手段並不僅限於此。總之，只要能限制安裝用薄片MS之相較晶圓W外緣為外側之區域朝向晶圓W側變形即可，例如，亦可於蓋構件6之相較晶圓W外緣為外側之部分設置複數個吸引口，且經由該吸引口，朝向與晶圓W之方向相反之方向吸引安裝用薄片MS，藉此，限制安裝用薄片MS之晶圓W外緣之外側之區域朝向晶圓W側變形。

進而，上述實施形態中之驅動機器可採用旋轉馬達、直線馬達、線性馬達、單軸機器人、多關節機器人等電動機器、氣壓缸、油壓缸、無桿缸及旋轉缸等致動器等，而且，可採用直接或間接地組合有該等者(亦存在與實施形態中所例示情況重複者)。

1．．．薄片黏貼裝置

2．．．被著體支持手段

3．．．減壓手段

4A、4B．．．變形限制構件

6．．．蓋構件

7．．．下腔室

8A、8B．．．壓力調整手段

9A、9B．．．壓力檢測手段

21A、21B．．．載置台

22．．．直線馬達

22A．．．輸出軸

23．．．環形凸部

24．．．上面

41A、41B．．．凸部

42A、42B．．．凹部

61．．．下面

63．．．框架保持部

64A、64B．．．彈性構件

65．．．吸引口

66．．．壓力調整通路

71．．．底面部

72．．．側面部

73．．．壓力調整通路

74．．．上面

75．．．框架支持部

76．．．限制構件支持部

V1．．．第1空間

V2．．．第2空間

V3．．．第3空間

V4．．．第4空間

W．．．晶圓

W1．．．凸部

W2．．．凹部

W3．．．電路面

W11．．．頂面

W21．．．底面

W23．．．角隅部

RF．．．環形框架

RF1．．．開口部

MS．．．安裝用薄片

圖1係局部性剖面表示本發明一實施形態之薄片黏貼裝置之側視圖。

圖2係薄片黏貼裝置之動作說明圖。

圖3係薄片黏貼裝置之動作說明圖。

圖4係薄片黏貼裝置之動作說明圖。

圖5係薄片黏貼裝置之動作說明圖。

圖6係局部性剖面表示一部分構成經更換之薄片黏貼裝置之側視圖。