专利名称：片材粘附装置及粘附方法
技术领域：
本发明涉及将粘接片粘附在被粘物上的片材粘附装置及粘附方法。
背景技术：
目前，在半导体制造工序中使用有在作为被粘物的半导体晶片(以下有时简称为晶片)的表面上粘附保护片及安装用片、切割胶带、小片接合用带等粘接片的片材粘附装置。作为不使空隙混入被粘物与粘接片之间而粘附粘接片的片材粘附装置之一例，已知有如下的装置，即，在腔室内的台上支承晶片，并且在晶片的表面上方配置粘接片，通过在使腔室内为减压环境的状态下使辊在粘接片上滚动而按压粘接片进行临时粘附，通过将这些被粘物及粘接片暴露于大气环境中，在晶片表面粘附粘接片(例如，参照专利文献I)。在该样的装置的情况下，在减压环境下临时粘附粘接片时，即使在被粘物与粘接片之间产生了空隙，也可以通过将被粘物及粘接片暴露在大气环境中而使该空隙消失。专利文献1:(日本)特开2001 - 68394号公报但是，在被粘物的被粘面上存在凹凸的情况下，即使在减压环境下将粘接片临时粘附在被粘物上，并将这些被粘物及粘接片暴露在大气环境下，也不能使在凹凸周边产生的空隙完全消失，产生在被粘物与粘接片之间残留空隙而粘附粘接片的不良情况。这是因为，空隙的内外压力差和粘接片的张力平衡，不能使空隙完全消失。另外，凹凸越大，这样的不良情况越显著。另外，例如在通过粘接片使被粘物和框架一体化的情况下，使腔室内成为减压环境并将粘接片临时粘附、或利用辊在粘接片上滚动而将粘接片临时粘接时，通过对粘接片赋予张力，被粘物与框架之间的粘接片发生了塑性变形，成为粘接片伸长而松弛的状态。因此，由于被粘物在允许相对于框架移动的状态下被一体化，故而不能可靠地保持被粘物，会使被粘物破损。
发明内容
本发明的目的在于提供一种能够不产生空隙及松弛而将粘接片粘附于被粘物的片材粘附装置及粘附方法。为了实现上述目的，本发明的片材粘附装置，将粘接片粘附在被粘物上，其中，具备:片材支承装置，其对与所述被粘物相对配置的所述粘接片进行支承；减压装置，其将所述被粘物及与该被粘物相对配置的粘接片保持在减压环境中；粘附装置，其在减压环境下使所述粘接片接近所述被粘物并进行粘附；还具有空隙去除装置，其在将所述粘接片粘附于所述被粘物后，将存在于所述被粘物与所述粘接片之间的空隙除去。在本发明的片材粘附装置中，优选的是，所述空隙去除装置设置在所述减压装置的外侧，具备将粘附有所述粘接片的被粘物向所述空隙去除装置搬送的搬送装置。另外，在本发明的片材粘附装置中，优选的是，所述片材支承装置支承所述粘接片的外缘侧，所述减压装置形成以所述粘接片为边界而独立的第一空间及第二空间，所述粘附装置通过将所述第一空间的压力相对于所述第二空间的压力较高地设定，利用所述第一空间及所述第二空间间的压差而使所述粘接片向所述被粘物侧挠曲并接近所述被粘物。另外，在本发明的片材粘附装置中，优选的是，所述粘接片以从所述被粘物的外缘伸出的大小预先粘附在框架的开口部，所述空隙去除装置可对从所述被粘物的外缘伸出的粘接片部分进行加热或冷却。另一方面，本发明的片材粘附方法，将粘接片粘附在被粘物上，其中，对与所述被粘物相对配置的所述粘接片进行支承，将所述被粘物及与该被粘物相对配置的粘接片保持在减压环境，在减压环境下使所述粘接片接近所述被粘物并进行粘附，在将所述粘接片粘附于所述被粘物后，将存在于所述被粘物与所述粘接片之间的空隙除去。根据以上的本发明，在减压及大气环境下将粘接片粘附于被粘物时，即使在这些被粘物与粘接片之间产生了空隙，也能够利用空隙去除装置，例如通过将粘接片加热，在空隙部分的粘接片上产生伸长余量，通过空隙的内外压力差将该粘接片紧密贴合在被粘物上。因此，能够不产生空隙而将粘接片粘附于被粘物上。另外，上述的现有文献中，由于粘接片在由于加热而伸长的状态下粘附于被粘物上，故而即使将大气压导入腔室内而对粘接片作用大气压，也能够不在粘接片更多地产生伸长余量而在粘接片与被粘面之间残留空隙。本发明由于不进行加热而将粘接片粘附于被粘物上，故而该粘接片在确保在大气环境下被加热时的伸长余量的状态下被粘附于被粘物上，能够可靠地消除空隙。在本发明中，若将空隙去除装置设置在减压装置的外侧，则能够使粘附于被粘物的粘接片的空隙去除工序和成为下一粘接对象的被粘物及粘接片在减压环境下的粘附工序重叠进行处理，因此，能够提高单位时间的粘接处理能力。另外，若利用以粘接片为边界而独立的第一空间及第二空间的压差使粘接片的中心向被粘物侧挠曲并接近被粘物，则能够使粘接片从被粘物的中心区域逐渐向外缘方向粘附。因此，能够防止粘接片的外缘侧比中心区域率先被粘附，故而能够以在粘接片与被粘物之间尽可能不产生空隙的方式将该粘接片粘附在被粘物上。另外，若将从被粘物的外缘伸出的大小的粘接片预先粘附在框架的开口部，并且能够对从被粘物的外缘伸出的粘接片部分进行加热或冷却，则通过在加热或冷却后将粘接片冷却或升温至环境温度而使其收缩，由此，被粘物及框架间的粘接片的松弛消除，故而不允许被粘物相对于框架移动，能够将该被粘物可罪地保持在框架上，能够将被粘物的破损防止于未然。
图1是本发明一实施方式的片材粘附装置的局部剖面侧面图；图2A是片材粘附装置的动作说明图；图2B是片材粘附装置的动作说明图；图2C是片材粘附装置的动作说明图；图3是片材粘附装置的其他动作说明图；图4A是表示粘附后的粘接片的状态的图；图4B是表示粘附后的粘接片的状态的图；图5A是表示粘附后的粘接片的状态的图5B是表不粘附后的粘接片的状态的图；图6A是表示粘附后的粘接片的状态的图；图6B是表示粘附后的粘接片的状态的图。标记说明1:片材粘附装置3:减压装置4:空隙去除装置5:多关节机械手(搬送装置)6:盖部件(片材支承装置)7:下腔室(片材支承装置)8A、8B:压力调整装置(粘附装置)MS:安装用片(粘接片)RF:环形框架(框架)Vl:第一空间V2:第二空间W:晶片(被粘物)
具体实施例方式以下，基于附图对本发明的一实施方式进行说明。如图1所示，本实施方式的片材粘附装置I将以堵塞环形框架RF的开口部RFl的方式预先贴附的作为粘接片的安装用片MS粘附在作为被粘物的晶片W上，利用安装用片MS将晶片W和环形框架RF —体化。在此，晶片W为通过以外缘部比其以外的部分厚的方式被研削，由此使向厚度方向(背面侧)突出的环状凸部Wl形成在外缘部，在由凸部Wl包围的内侧形成凹部W2且在其表面侧(为研削面的相反侧，图1的下侧的面侧)的电路面W3形成有电路的半导体晶片。在电路面W3上粘附有未图示的保护片。另外，安装用片MS具有在未图示的基材片的一面上层积有粘接剂层的构成。在图1中，片材粘附装置I具备:支承晶片W的被粘物支承装置2 ;将安装用片MS与晶片W相对配置并且将晶片W及安装用片MS保持在减压环境中的减压装置3 ;设于减压装置3的外侧，在将安装用片MS粘附于晶片W之后将存在于晶片W与安装用晶片MS之间的空隙除去的空隙去除装置4 ;将粘附有安装用片MS的晶片W向空隙去除装置4搬运的搬运装置即作为驱动设备的多关节机械手5。被粘物支承装置2具备具有比晶片W的外缘大的外形的圆盘形状的台21、将输出轴22k固定在台21的下面的作为驱动设备的直驱电机22。在台21的上面24设有外缘部向厚度方向(图1中上方)突出的环状的凸部23。减压装置3具备:对粘附于环形框架RF的安装用片MS进行支承使其与晶片W相对的作为片材支承装置的盖部件6及下腔室7 ;可将由盖部件6及安装用片MS形成的第一空间Vl (参照图2A)内减压的作为粘附装置的压力调整装置8A ;可将由安装用片MS及下腔室7形成的第二空间V2 (参照图2A)内减压的作为粘附装置的压力调整装置SB。盖部件6通过未图示的驱动设备升降自如地设置。盖部件6的下面61侧具备与环形框架RF的外形相同形状的截面凹状的框架保持部63、和以表面露出的状态埋设在该框架保持部63的弹性部件64。框架保持部63中的环形框架RF位于下方的部分设有多个吸引口 65，并且，由弹性部件构成，追随安装用片MS的台阶部而能够确保第一空间Vl的密闭性。另外，在框架保持部63设有与压力调整装置8A连接的压力调整通路66，在压力调整通路66设有检测第一空间Vl的压力的压力检测装置9A。下腔室7形成为上面74开口的箱状。S卩，下腔室7具备设有被粘物支承装置2的底面部71和从底面部71的外缘向上方延伸的侧面部72。在底面部71设有与压力调整装置8B连接的压力调整通路73，在压力调整通路73设有检测第二空间V2的压力的压力检测装置9B。另外，在侧面部72的上面74设有向内周侧低一级而形成的环状的支承部75，粘附有安装用片MS的环形框架RF被该支承部75支承。在这样的减压装置3中，形成有以安装用片MS为边界而独立的第一空间Vl及第二空间V2。另外，压力调整装置8A、8B通过调整第一及第二空间V1、V2内的压力，利用第一空间Vl及第二空间V2间的压差按压安装用片MS将其粘附于晶片W。空隙去除装置4具备载置通过安装用片MS与环形框架RF —体化的晶片W的台41、和设于该台41内且可加热安装用片MS的作为加热装置的加热器42。多关节机械手5具备:基底50 ;相对于该基底50以垂直轴PA (上下方向的轴)为中心可旋转地轴支承的第一臂51 ;相对于该第一臂51以垂直于垂直轴PA的水平轴(在图1中纸面垂直方向的轴)为中心可旋转地轴支承的第二臂52 ;相对于该第二臂52以水平轴为中心可旋转地轴支承的第三臂53 ;以该第三臂53的延伸轴EA为中心可旋转地轴支承的第四臂54 ;相对于该第四臂54以垂直于延伸轴EA的轴(在图1中为纸面垂直方向的轴)为中心可旋转地轴支承的第五臂55 ;以该第五臂55的延伸轴CA为中心可旋转地轴支承的第六臂56 ;设于第六臂56的框架57 ;从框架57立设且经由在同一圆周上以90度间隔设于四处的保持臂58 (局部省略图示)设置的吸附垫59，通过吸附垫59可保持由安装用片MS而一体化的晶片W及环形框架RF。在以上的片材粘附装置I中，对在晶片W上粘附安装用片MS的顺序进行说明。首先，如图1所示，未图示的搬送装置通过安装用片MS将开口部RFl闭塞的环形框架RF吸附保持于盖部件6，并且将晶片W如图1所示地载置在台21上。然后，减压装置3通过未图示的驱动设备使盖部件6下降，使盖部件6的下面61与下腔室7的上面74抵接。在盖部件6及下腔室7形成第一及第二空间V1、V2后，压力调整装置8A、8B以相同的减压率对第一及第二空间V1、V2进行减压，并且以成为相同压力的方式使第一及第二空间V1、V2成为真空状态或减压状态。接着，减压装置3在维持第一及第二空间VI，V2的减压状态的状态下，通过压力调整装置8A、8B使第一空间Vl的压力相对于第二空间V2的压力较高地设定。于是，如图2A所示，安装用片MS利用第一及第二空间V1、V2间的压差被向第二空间V2侧按压，中心部以最接近晶片W的方式挠曲。在该状态下，驱动直驱电机22使台21上升时，如图2B所示，安装用片MS从晶片W的中心部分向外缘侧逐渐粘附。而且，如图2C所示，通过凸部Wl的顶面Wll将安装用片MS压靠在盖部件6的弹性部件64上并维持该状态时，在第一空间Vl中，在弹性部件64的内侧与安装用片MS之间形成新的第三空间V3，并且在第二空间V2中，在安装用片MS与晶片W之间形成新的第四空间V4 (空隙)。
之后，通过压力调整装置SB将第二空间V2的压力设定为与第一空间Vl的压力相等。接着，减压装置3通过压力调整装置8A、8B将第三及第二空间V3、V2的压力以相同的增压率进行增压，并且通过逐渐返回到大气压，第四空间V4经由安装用片MS被第三空间V3的压力按压而逐渐变小，在第三空间V3与第四空间V4的压力差和安装用片MS的张力平衡的时刻，第四空间V4的缩小停止(参照图3)。而且，在经由吸引口 65吸附保持环形框架RF的状态下，减压装置3通过未图示的驱动设备使盖部件6上升至规定的位置。如图3所示，多关节机械手5利用吸附垫59吸附保持环形框架RF部分，使安装用片MS为台41的载置面41A侧而将晶片W载置于台41上。在此，由松驰去除装置4加热前的安装用片MS以其中心部最接近晶片W的方式挠曲并粘附于晶片W上，因此，如图4A所示，晶片W及环形框架RF间的安装用片MS成为如波浪那样不规则地产生起伏U (松弛)的状态。另外，如图4B所示，除了第四空间V4以外，有时存在第五空间V5 (空隙)。在载置于台41的安装用片MS被空隙去除装置4加热时，在安装用片MS上产生伸长余量，如图5B所示，利用与大气压的压力差将安装用片MS紧密贴合在晶片W上，第四及第五空间V4、V5消失。另外，若安装用片MS被加热，则如图5A所示，安装用片MS通过环形框架RF向被赋予张力的方向伸长，产生起伏U变化为在一定方向上延伸的多个筋SU的现象。经过规定时间后，多关节机械手5利用吸附垫59吸附保持环形框架RF部分，并从台41拾取安装用片MS。于是，安装用片MS被自然冷却至环境温度，安装用片MS利用环形框架RF的张力而拉伸收缩，由此，如图6A及图6B所示，在加热中出现的筋SU消失并消除松弛。由此，不允许晶片W相对于环形框架RF移动，能够防止晶片W的破损。该松弛消除的原理考虑与安装用片MS的基材在形成时延伸，由该延伸引起的残留应力内存于该基材相关。如上所述，完成安装用片MS的粘附，经由安装用片MS将晶片W和环形框架RF —体化后，通过多关节机械手5将晶片W及环形框架RF搬送到接下来的工序、例如保护片的
剥离工序等。根据以上的本实施方式，具有如下的效果。S卩，片材粘附装置I在减压以及大气压环境下将安装用片MS粘附于晶片W时，即使在晶片W与环形框架RF之间产生空间V4，通过加热安装用片MS，也能够在该空间V4部分的安装用片MS产生伸长余量，被空间V4的内压(负压)吸引而使安装用片MS紧密贴合于晶片W，故而能够不产生空间V4 (空隙)而在晶片W上粘附安装用片MS。如上所述，用于实施本发明的最佳构成、方法等在上述记载在进行了公开，但本发明不限于此。即，本发明虽然主要对特定的实施方式特别地进行了图示且进行了说明，但不脱离本发明的技术思想及目的的范围，对于以上所述的实施方式，在形状、材质、数量、其它的详细构成上，本领域技术人员能够对其施加各种变形。另外，限定上述公开的形状、材质等的记载是便于容易地理解本发明而示例的记载，不限定本发明，故而除了对其形状、材质等的限定的一部分或全部的限定外的部件的名称中的记载均包含于本发明。例如，在上述实施方式中，表示了被粘物为晶片W的情况，但被粘物不限于晶片W，也可以没有环形框架RF，除了晶片W以外，也可以将玻璃板、钢板、或树脂板等其它板状部件等、或板状部件以外的部件作为对象。而且，晶片W能够示例硅半导体晶片或化合物半导体晶片等。而且，这样的粘附于被粘物的粘接片不限于安装用片MS，可适用粘附于其它任意片材、薄膜、带等板状部件的任意用途、形状的粘接片。另外，在上述实施方式中，采用了在电路面上粘附有保护片的晶片W，但也可以采用未粘附有保护片的晶片W。而且，形成于晶片W的凹凸除了凸部Wl外，也可以为半导体芯片的电极即补片等。在上述实施方式中，粘附有环形框架RF的安装用片MS被减压装置3的盖部件6及下腔室7支承，但作为片材支承装置，不限于盖部件6及下腔室7。例如，也可以将盖部件6如下腔室7那样形成为箱状，在盖部件6的下面61设置支承环形框架RF及安装用片MS的台，或以包围被粘物支承装置2的方式在下腔室7的底面部71设置外周台，用这些台支承粘附有环形框架RF的安装用片MS。另外，在上述实施方式中，盖部件6及下腔室7、多关节机械手5通过保持环形框架RF部分而保持晶片W或安装用片MS，但也可以保持安装用片MS。在上述实施方式中，通过利用压力调整装置8A将未配置有晶片W的第一空间Vl的压力相对于配置有晶片W的第二空间V2的压力较高地设定，将安装用片MS粘附于晶片W上，但作为将安装用片MS粘附于晶片W的按压装置，不限于此。例如，可以利用压力调整装置SB将第二空间V2的压力设定为比第一空间Vl的压力低，或者也可以设置粘附辊，通过使该粘附辊在安装用片MS上滚动而将安装用片MS粘附于晶片W上。在上述实施方式中，与环形框架RF—体化的晶片W以安装用片MS成为台41的载置面41A侧的方式载置于台41上，空隙去除装置4对安装用片MS进行加热，但不限于此。例如，可以与上述实施方式相反，晶片W及环形框架RF以成为载置面41A侧的方式载置于台41上，空隙去除装置4通过对晶片W及环形框架RF进行加热、或经由空气进行加热，间接地将安装用片MS加热。另外，在上述实施方式中，作为空隙去除装置4使用了加热器42，但不限于此。只要可直接或间接地加热安装用片MS即可，例如，可以代替加热器42而使用红外线照射装置及微波照射装置。另外，也可以将加热器42等加热装置设于台41的外部，利用加热器42从上方或侧方对安装用片MS进行加热。另外，空隙去除装置4除了加热以外，也可以在安装用片MS形成伸长余量，例如在利用具有冷却时伸长的特性的橡胶等构成安装用片MS的基材的情况下，作为可冷却该安装用片MS的冷却装置，也可以包含珀耳帖元件等的结构。另外，在上述实施方式中，被粘物支承装置2的台21和空隙去除装置4的台41分体设置，但也可以构成为在被粘物支承装置2的台21内配置加热装置或冷却手段以去除空隙的结构。在上述实施方式中设有多关节机械手5，但作为搬送晶片W的装置，不限于多关节机械手5。只要能够将粘附有安装用片MS的晶片W向空隙去除装置4搬送即可，例如，也可以通过单轴机械手可滑动地驱动具有加热器42的台41，在盖部件6从下腔室7离开的状态时，使该台41在盖部件6及下腔室7间移动，可以将粘附有安装用片MS的环形框架RF交接到盖部件6，或从盖部件6拾取粘附有安装用片MS的晶片W。另外，上述实施方式中的驱动设备可采用旋转电机、直驱电机、线性电机、单轴机械手、多关节机械手等电动设备、气缸、液压缸、无杆气缸及旋转气缸等促动器等，而且，也可以采用将这些设备直接或间接地进行组合的装置(也具有与实施方式中示例的装置重复的构成)。
权利要求
1.一种片材粘附装置，其将粘接片粘附在被粘物上，其特征在于，具备: 片材支承装置，其对与所述被粘物相对配置的所述粘接片进行支承； 减压装置，其将所述被粘物及与该被粘物相对配置的粘接片保持在减压环境中； 粘附装置，其在减压环境下使所述粘接片接近所述被粘物并进行粘附； 还具有空隙去除装置，其在将所述粘接片粘附于所述被粘物后，将存在于所述被粘物与所述粘接片之间的空隙除去。
2.如权利要求1所述的片材粘附装置，其特征在于， 所述空隙去除装置设置在所述减压装置的外侧， 具备将粘附有所述粘接片的被粘物向所述空隙去除装置搬送的搬送装置。
3.如权利要求1或2所述的片材粘附装置，其特征在于， 所述片材支承装置支承所述粘接片的外缘侧， 所述减压装置形成以所述粘接片为边界而独立的第一空间及第二空间， 所述粘附装置通过将所述第一空间的压力相对于所述第二空间的压力较高地设定，利用所述第一空间及所述第二空间间的压差而使所述粘接片向所述被粘物侧挠曲并接近所述被粘物。
4.如权利要求1 3中任一项所述的片材粘附装置，其特征在于， 所述粘接片以从所述被粘物的外缘伸出的大小预先粘附在框架的开口部， 所述空隙去除装置以可对从所述被粘物的外缘伸出的粘接片部分进行加热或冷却的方式进行设置。
5.—种片材粘附方法，将粘接片粘附在被粘物上，其特征在于， 对与所述被粘物相对配置的所述粘接片进行支承， 将所述被粘物及与该被粘物相对配置的粘接片保持在减压环境， 在减压环境下使所述粘接片接近所述被粘物并进行粘附， 在将所述粘接片粘附于所述被粘物后，将存在于所述被粘物与所述粘接片之间的空隙除去。
全文摘要
一种片材粘附装置及粘附方法。将粘接片(MS)粘贴在被粘物(W)上的片材粘附装置(1)具备对与被粘物(W)相对配置的粘接片(MS)进行支承的片材支承装置(6、7)；将被粘物(W)和与该被粘物(W)相对配置的粘接片(MS)保持在减压环境中的减压装置(3)；在减压环境下使粘接片(MS)接近被粘物(W)并进行粘附的粘附装置(8A、8B)，并且具有在将粘接片(MS)粘附于被粘物(W)后将存在于被粘物(W)与粘接片(MS)之间的空隙除去的空隙去除装置(4)。
文档编号H01L21/683GK103081087SQ20118004130
公开日2013年5月1日 申请日期2011年7月28日 优先权日2010年8月26日
发明者高野健 申请人:琳得科株式会社