專利名稱：片材粘附裝置及粘附方法
技術領域：
本發明涉及將粘接片粘附在被粘物上的片材粘附裝置及粘附方法。
背景技術：
目前，在半導體制造工序中使用有在作為被粘物的半導體晶片(以下有時簡稱為晶片)的表面上粘附保護片及安裝用片、切割膠帶、小片接合用帶等粘接片的片材粘附裝置。作為不使空隙混入被粘物與粘接片之間而粘附粘接片的片材粘附裝置之一例，已知有如下的裝置，即，在腔室內的臺上支承晶片，并且在晶片的表面上方配置粘接片，通過在使腔室內為減壓環境的狀態下使輥在粘接片上滾動而按壓粘接片進行臨時粘附，通過將這些被粘物及粘接片暴露于大氣環境中，在晶片表面粘附粘接片(例如，參照專利文獻I)。在該樣的裝置的情況下，在減壓環境下臨時粘附粘接片時，即使在被粘物與粘接片之間產生了空隙，也可以通過將被粘物及粘接片暴露在大氣環境中而使該空隙消失。專利文獻1:(日本)特開2001 - 68394號公報但是，在被粘物的被粘面上存在凹凸的情況下，即使在減壓環境下將粘接片臨時粘附在被粘物上，并將這些被粘物及粘接片暴露在大氣環境下，也不能使在凹凸周邊產生的空隙完全消失，產生在被粘物與粘接片之間殘留空隙而粘附粘接片的不良情況。這是因為，空隙的內外壓力差和粘接片的張力平衡，不能使空隙完全消失。另外，凹凸越大，這樣的不良情況越顯著。另外，例如在通過粘接片使被粘物和框架一體化的情況下，使腔室內成為減壓環境并將粘接片臨時粘附、或利用輥在粘接片上滾動而將粘接片臨時粘接時，通過對粘接片賦予張力，被粘物與框架之間的粘接片發生了塑性變形，成為粘接片伸長而松弛的狀態。因此，由于被粘物在允許相對于框架移動的狀態下被一體化，故而不能可靠地保持被粘物，會使被粘物破損。
發明內容
本發明的目的在于提供一種能夠不產生空隙及松弛而將粘接片粘附于被粘物的片材粘附裝置及粘附方法。為了實現上述目的，本發明的片材粘附裝置，將粘接片粘附在被粘物上，其中，具備:片材支承裝置，其對與所述被粘物相對配置的所述粘接片進行支承；減壓裝置，其將所述被粘物及與該被粘物相對配置的粘接片保持在減壓環境中；粘附裝置，其在減壓環境下使所述粘接片接近所述被粘物并進行粘附；還具有空隙去除裝置，其在將所述粘接片粘附于所述被粘物后，將存在于所述被粘物與所述粘接片之間的空隙除去。在本發明的片材粘附裝置中，優選的是，所述空隙去除裝置設置在所述減壓裝置的外側，具備將粘附有所述粘接片的被粘物向所述空隙去除裝置搬送的搬送裝置。另外，在本發明的片材粘附裝置中，優選的是，所述片材支承裝置支承所述粘接片的外緣側，所述減壓裝置形成以所述粘接片為邊界而獨立的第一空間及第二空間，所述粘附裝置通過將所述第一空間的壓力相對于所述第二空間的壓力較高地設定，利用所述第一空間及所述第二空間間的壓差而使所述粘接片向所述被粘物側撓曲并接近所述被粘物。另外，在本發明的片材粘附裝置中，優選的是，所述粘接片以從所述被粘物的外緣伸出的大小預先粘附在框架的開口部，所述空隙去除裝置可對從所述被粘物的外緣伸出的粘接片部分進行加熱或冷卻。另一方面，本發明的片材粘附方法，將粘接片粘附在被粘物上，其中，對與所述被粘物相對配置的所述粘接片進行支承，將所述被粘物及與該被粘物相對配置的粘接片保持在減壓環境，在減壓環境下使所述粘接片接近所述被粘物并進行粘附，在將所述粘接片粘附于所述被粘物后，將存在于所述被粘物與所述粘接片之間的空隙除去。根據以上的本發明，在減壓及大氣環境下將粘接片粘附于被粘物時，即使在這些被粘物與粘接片之間產生了空隙，也能夠利用空隙去除裝置，例如通過將粘接片加熱，在空隙部分的粘接片上產生伸長余量，通過空隙的內外壓力差將該粘接片緊密貼合在被粘物上。因此，能夠不產生空隙而將粘接片粘附于被粘物上。另外，上述的現有文獻中，由于粘接片在由于加熱而伸長的狀態下粘附于被粘物上，故而即使將大氣壓導入腔室內而對粘接片作用大氣壓，也能夠不在粘接片更多地產生伸長余量而在粘接片與被粘面之間殘留空隙。本發明由于不進行加熱而將粘接片粘附于被粘物上，故而該粘接片在確保在大氣環境下被加熱時的伸長余量的狀態下被粘附于被粘物上，能夠可靠地消除空隙。在本發明中，若將空隙去除裝置設置在減壓裝置的外側，則能夠使粘附于被粘物的粘接片的空隙去除工序和成為下一粘接對象的被粘物及粘接片在減壓環境下的粘附工序重疊進行處理，因此，能夠提高單位時間的粘接處理能力。另外，若利用以粘接片為邊界而獨立的第一空間及第二空間的壓差使粘接片的中心向被粘物側撓曲并接近被粘物，則能夠使粘接片從被粘物的中心區域逐漸向外緣方向粘附。因此，能夠防止粘接片的外緣側比中心區域率先被粘附，故而能夠以在粘接片與被粘物之間盡可能不產生空隙的方式將該粘接片粘附在被粘物上。另外，若將從被粘物的外緣伸出的大小的粘接片預先粘附在框架的開口部，并且能夠對從被粘物的外緣伸出的粘接片部分進行加熱或冷卻，則通過在加熱或冷卻后將粘接片冷卻或升溫至環境溫度而使其收縮，由此，被粘物及框架間的粘接片的松弛消除，故而不允許被粘物相對于框架移動，能夠將該被粘物可罪地保持在框架上，能夠將被粘物的破損防止于未然。
圖1是本發明一實施方式的片材粘附裝置的局部剖面側面圖；圖2A是片材粘附裝置的動作說明圖；圖2B是片材粘附裝置的動作說明圖；圖2C是片材粘附裝置的動作說明圖；圖3是片材粘附裝置的其他動作說明圖；圖4A是表示粘附后的粘接片的狀態的圖；圖4B是表示粘附后的粘接片的狀態的圖；圖5A是表示粘附后的粘接片的狀態的圖5B是表不粘附后的粘接片的狀態的圖；圖6A是表示粘附后的粘接片的狀態的圖；圖6B是表示粘附后的粘接片的狀態的圖。標記說明1:片材粘附裝置3:減壓裝置4:空隙去除裝置5:多關節機械手(搬送裝置)6:蓋部件(片材支承裝置)7:下腔室(片材支承裝置)8A、8B:壓力調整裝置(粘附裝置)MS:安裝用片(粘接片)RF:環形框架(框架)Vl:第一空間V2:第二空間W:晶片(被粘物)
具體實施例方式以下，基于附圖對本發明的一實施方式進行說明。如圖1所示，本實施方式的片材粘附裝置I將以堵塞環形框架RF的開口部RFl的方式預先貼附的作為粘接片的安裝用片MS粘附在作為被粘物的晶片W上，利用安裝用片MS將晶片W和環形框架RF —體化。在此，晶片W為通過以外緣部比其以外的部分厚的方式被研削，由此使向厚度方向(背面側)突出的環狀凸部Wl形成在外緣部，在由凸部Wl包圍的內側形成凹部W2且在其表面側(為研削面的相反側，圖1的下側的面側)的電路面W3形成有電路的半導體晶片。在電路面W3上粘附有未圖示的保護片。另外，安裝用片MS具有在未圖示的基材片的一面上層積有粘接劑層的構成。在圖1中，片材粘附裝置I具備:支承晶片W的被粘物支承裝置2 ;將安裝用片MS與晶片W相對配置并且將晶片W及安裝用片MS保持在減壓環境中的減壓裝置3 ;設于減壓裝置3的外側，在將安裝用片MS粘附于晶片W之后將存在于晶片W與安裝用晶片MS之間的空隙除去的空隙去除裝置4 ;將粘附有安裝用片MS的晶片W向空隙去除裝置4搬運的搬運裝置即作為驅動設備的多關節機械手5。被粘物支承裝置2具備具有比晶片W的外緣大的外形的圓盤形狀的臺21、將輸出軸22k固定在臺21的下面的作為驅動設備的直驅電機22。在臺21的上面24設有外緣部向厚度方向(圖1中上方)突出的環狀的凸部23。減壓裝置3具備:對粘附于環形框架RF的安裝用片MS進行支承使其與晶片W相對的作為片材支承裝置的蓋部件6及下腔室7 ;可將由蓋部件6及安裝用片MS形成的第一空間Vl (參照圖2A)內減壓的作為粘附裝置的壓力調整裝置8A ;可將由安裝用片MS及下腔室7形成的第二空間V2 (參照圖2A)內減壓的作為粘附裝置的壓力調整裝置SB。蓋部件6通過未圖示的驅動設備升降自如地設置。蓋部件6的下面61側具備與環形框架RF的外形相同形狀的截面凹狀的框架保持部63、和以表面露出的狀態埋設在該框架保持部63的彈性部件64。框架保持部63中的環形框架RF位于下方的部分設有多個吸引口 65，并且，由彈性部件構成，追隨安裝用片MS的臺階部而能夠確保第一空間Vl的密閉性。另外，在框架保持部63設有與壓力調整裝置8A連接的壓力調整通路66，在壓力調整通路66設有檢測第一空間Vl的壓力的壓力檢測裝置9A。下腔室7形成為上面74開口的箱狀。S卩，下腔室7具備設有被粘物支承裝置2的底面部71和從底面部71的外緣向上方延伸的側面部72。在底面部71設有與壓力調整裝置8B連接的壓力調整通路73，在壓力調整通路73設有檢測第二空間V2的壓力的壓力檢測裝置9B。另外，在側面部72的上面74設有向內周側低一級而形成的環狀的支承部75，粘附有安裝用片MS的環形框架RF被該支承部75支承。在這樣的減壓裝置3中，形成有以安裝用片MS為邊界而獨立的第一空間Vl及第二空間V2。另外，壓力調整裝置8A、8B通過調整第一及第二空間V1、V2內的壓力，利用第一空間Vl及第二空間V2間的壓差按壓安裝用片MS將其粘附于晶片W。空隙去除裝置4具備載置通過安裝用片MS與環形框架RF —體化的晶片W的臺41、和設于該臺41內且可加熱安裝用片MS的作為加熱裝置的加熱器42。多關節機械手5具備:基底50 ;相對于該基底50以垂直軸PA (上下方向的軸)為中心可旋轉地軸支承的第一臂51 ;相對于該第一臂51以垂直于垂直軸PA的水平軸(在圖1中紙面垂直方向的軸)為中心可旋轉地軸支承的第二臂52 ;相對于該第二臂52以水平軸為中心可旋轉地軸支承的第三臂53 ;以該第三臂53的延伸軸EA為中心可旋轉地軸支承的第四臂54 ;相對于該第四臂54以垂直于延伸軸EA的軸(在圖1中為紙面垂直方向的軸)為中心可旋轉地軸支承的第五臂55 ;以該第五臂55的延伸軸CA為中心可旋轉地軸支承的第六臂56 ;設于第六臂56的框架57 ;從框架57立設且經由在同一圓周上以90度間隔設于四處的保持臂58 (局部省略圖示)設置的吸附墊59，通過吸附墊59可保持由安裝用片MS而一體化的晶片W及環形框架RF。在以上的片材粘附裝置I中，對在晶片W上粘附安裝用片MS的順序進行說明。首先，如圖1所示，未圖示的搬送裝置通過安裝用片MS將開口部RFl閉塞的環形框架RF吸附保持于蓋部件6，并且將晶片W如圖1所示地載置在臺21上。然后，減壓裝置3通過未圖示的驅動設備使蓋部件6下降，使蓋部件6的下面61與下腔室7的上面74抵接。在蓋部件6及下腔室7形成第一及第二空間V1、V2后，壓力調整裝置8A、8B以相同的減壓率對第一及第二空間V1、V2進行減壓，并且以成為相同壓力的方式使第一及第二空間V1、V2成為真空狀態或減壓狀態。接著，減壓裝置3在維持第一及第二空間VI，V2的減壓狀態的狀態下，通過壓力調整裝置8A、8B使第一空間Vl的壓力相對于第二空間V2的壓力較高地設定。于是，如圖2A所示，安裝用片MS利用第一及第二空間V1、V2間的壓差被向第二空間V2側按壓，中心部以最接近晶片W的方式撓曲。在該狀態下，驅動直驅電機22使臺21上升時，如圖2B所示，安裝用片MS從晶片W的中心部分向外緣側逐漸粘附。而且，如圖2C所示，通過凸部Wl的頂面Wll將安裝用片MS壓靠在蓋部件6的彈性部件64上并維持該狀態時，在第一空間Vl中，在彈性部件64的內側與安裝用片MS之間形成新的第三空間V3，并且在第二空間V2中，在安裝用片MS與晶片W之間形成新的第四空間V4 (空隙)。
之后，通過壓力調整裝置SB將第二空間V2的壓力設定為與第一空間Vl的壓力相等。接著，減壓裝置3通過壓力調整裝置8A、8B將第三及第二空間V3、V2的壓力以相同的增壓率進行增壓，并且通過逐漸返回到大氣壓，第四空間V4經由安裝用片MS被第三空間V3的壓力按壓而逐漸變小，在第三空間V3與第四空間V4的壓力差和安裝用片MS的張力平衡的時刻，第四空間V4的縮小停止(參照圖3)。而且，在經由吸引口 65吸附保持環形框架RF的狀態下，減壓裝置3通過未圖示的驅動設備使蓋部件6上升至規定的位置。如圖3所示，多關節機械手5利用吸附墊59吸附保持環形框架RF部分，使安裝用片MS為臺41的載置面41A側而將晶片W載置于臺41上。在此，由松馳去除裝置4加熱前的安裝用片MS以其中心部最接近晶片W的方式撓曲并粘附于晶片W上，因此，如圖4A所示，晶片W及環形框架RF間的安裝用片MS成為如波浪那樣不規則地產生起伏U (松弛)的狀態。另外，如圖4B所示，除了第四空間V4以外，有時存在第五空間V5 (空隙)。在載置于臺41的安裝用片MS被空隙去除裝置4加熱時，在安裝用片MS上產生伸長余量，如圖5B所示，利用與大氣壓的壓力差將安裝用片MS緊密貼合在晶片W上，第四及第五空間V4、V5消失。另外，若安裝用片MS被加熱，則如圖5A所示，安裝用片MS通過環形框架RF向被賦予張力的方向伸長，產生起伏U變化為在一定方向上延伸的多個筋SU的現象。經過規定時間后，多關節機械手5利用吸附墊59吸附保持環形框架RF部分，并從臺41拾取安裝用片MS。于是，安裝用片MS被自然冷卻至環境溫度，安裝用片MS利用環形框架RF的張力而拉伸收縮，由此，如圖6A及圖6B所示，在加熱中出現的筋SU消失并消除松弛。由此，不允許晶片W相對于環形框架RF移動，能夠防止晶片W的破損。該松弛消除的原理考慮與安裝用片MS的基材在形成時延伸，由該延伸引起的殘留應力內存于該基材相關。如上所述，完成安裝用片MS的粘附，經由安裝用片MS將晶片W和環形框架RF —體化后，通過多關節機械手5將晶片W及環形框架RF搬送到接下來的工序、例如保護片的
剝離工序等。根據以上的本實施方式，具有如下的效果。S卩，片材粘附裝置I在減壓以及大氣壓環境下將安裝用片MS粘附于晶片W時，即使在晶片W與環形框架RF之間產生空間V4，通過加熱安裝用片MS，也能夠在該空間V4部分的安裝用片MS產生伸長余量，被空間V4的內壓(負壓)吸引而使安裝用片MS緊密貼合于晶片W，故而能夠不產生空間V4 (空隙)而在晶片W上粘附安裝用片MS。如上所述，用于實施本發明的最佳構成、方法等在上述記載在進行了公開，但本發明不限于此。即，本發明雖然主要對特定的實施方式特別地進行了圖示且進行了說明，但不脫離本發明的技術思想及目的的范圍，對于以上所述的實施方式，在形狀、材質、數量、其它的詳細構成上，本領域技術人員能夠對其施加各種變形。另外，限定上述公開的形狀、材質等的記載是便于容易地理解本發明而示例的記載，不限定本發明，故而除了對其形狀、材質等的限定的一部分或全部的限定外的部件的名稱中的記載均包含于本發明。例如，在上述實施方式中，表示了被粘物為晶片W的情況，但被粘物不限于晶片W，也可以沒有環形框架RF，除了晶片W以外，也可以將玻璃板、鋼板、或樹脂板等其它板狀部件等、或板狀部件以外的部件作為對象。而且，晶片W能夠示例硅半導體晶片或化合物半導體晶片等。而且，這樣的粘附于被粘物的粘接片不限于安裝用片MS，可適用粘附于其它任意片材、薄膜、帶等板狀部件的任意用途、形狀的粘接片。另外，在上述實施方式中，采用了在電路面上粘附有保護片的晶片W，但也可以采用未粘附有保護片的晶片W。而且，形成于晶片W的凹凸除了凸部Wl外，也可以為半導體芯片的電極即補片等。在上述實施方式中，粘附有環形框架RF的安裝用片MS被減壓裝置3的蓋部件6及下腔室7支承，但作為片材支承裝置，不限于蓋部件6及下腔室7。例如，也可以將蓋部件6如下腔室7那樣形成為箱狀，在蓋部件6的下面61設置支承環形框架RF及安裝用片MS的臺，或以包圍被粘物支承裝置2的方式在下腔室7的底面部71設置外周臺，用這些臺支承粘附有環形框架RF的安裝用片MS。另外，在上述實施方式中，蓋部件6及下腔室7、多關節機械手5通過保持環形框架RF部分而保持晶片W或安裝用片MS，但也可以保持安裝用片MS。在上述實施方式中，通過利用壓力調整裝置8A將未配置有晶片W的第一空間Vl的壓力相對于配置有晶片W的第二空間V2的壓力較高地設定，將安裝用片MS粘附于晶片W上，但作為將安裝用片MS粘附于晶片W的按壓裝置，不限于此。例如，可以利用壓力調整裝置SB將第二空間V2的壓力設定為比第一空間Vl的壓力低，或者也可以設置粘附輥，通過使該粘附輥在安裝用片MS上滾動而將安裝用片MS粘附于晶片W上。在上述實施方式中，與環形框架RF—體化的晶片W以安裝用片MS成為臺41的載置面41A側的方式載置于臺41上，空隙去除裝置4對安裝用片MS進行加熱，但不限于此。例如，可以與上述實施方式相反，晶片W及環形框架RF以成為載置面41A側的方式載置于臺41上，空隙去除裝置4通過對晶片W及環形框架RF進行加熱、或經由空氣進行加熱，間接地將安裝用片MS加熱。另外，在上述實施方式中，作為空隙去除裝置4使用了加熱器42，但不限于此。只要可直接或間接地加熱安裝用片MS即可，例如，可以代替加熱器42而使用紅外線照射裝置及微波照射裝置。另外，也可以將加熱器42等加熱裝置設于臺41的外部，利用加熱器42從上方或側方對安裝用片MS進行加熱。另外，空隙去除裝置4除了加熱以外，也可以在安裝用片MS形成伸長余量，例如在利用具有冷卻時伸長的特性的橡膠等構成安裝用片MS的基材的情況下，作為可冷卻該安裝用片MS的冷卻裝置，也可以包含珀耳帖元件等的結構。另外，在上述實施方式中，被粘物支承裝置2的臺21和空隙去除裝置4的臺41分體設置，但也可以構成為在被粘物支承裝置2的臺21內配置加熱裝置或冷卻手段以去除空隙的結構。在上述實施方式中設有多關節機械手5，但作為搬送晶片W的裝置，不限于多關節機械手5。只要能夠將粘附有安裝用片MS的晶片W向空隙去除裝置4搬送即可，例如，也可以通過單軸機械手可滑動地驅動具有加熱器42的臺41，在蓋部件6從下腔室7離開的狀態時，使該臺41在蓋部件6及下腔室7間移動，可以將粘附有安裝用片MS的環形框架RF交接到蓋部件6，或從蓋部件6拾取粘附有安裝用片MS的晶片W。另外，上述實施方式中的驅動設備可采用旋轉電機、直驅電機、線性電機、單軸機械手、多關節機械手等電動設備、氣缸、液壓缸、無桿氣缸及旋轉氣缸等促動器等，而且，也可以采用將這些設備直接或間接地進行組合的裝置(也具有與實施方式中示例的裝置重復的構成)。
權利要求
1.一種片材粘附裝置，其將粘接片粘附在被粘物上，其特征在于，具備: 片材支承裝置，其對與所述被粘物相對配置的所述粘接片進行支承； 減壓裝置，其將所述被粘物及與該被粘物相對配置的粘接片保持在減壓環境中； 粘附裝置，其在減壓環境下使所述粘接片接近所述被粘物并進行粘附； 還具有空隙去除裝置，其在將所述粘接片粘附于所述被粘物后，將存在于所述被粘物與所述粘接片之間的空隙除去。
2.如權利要求1所述的片材粘附裝置，其特征在于， 所述空隙去除裝置設置在所述減壓裝置的外側， 具備將粘附有所述粘接片的被粘物向所述空隙去除裝置搬送的搬送裝置。
3.如權利要求1或2所述的片材粘附裝置，其特征在于， 所述片材支承裝置支承所述粘接片的外緣側， 所述減壓裝置形成以所述粘接片為邊界而獨立的第一空間及第二空間， 所述粘附裝置通過將所述第一空間的壓力相對于所述第二空間的壓力較高地設定，利用所述第一空間及所述第二空間間的壓差而使所述粘接片向所述被粘物側撓曲并接近所述被粘物。
4.如權利要求1 3中任一項所述的片材粘附裝置，其特征在于， 所述粘接片以從所述被粘物的外緣伸出的大小預先粘附在框架的開口部， 所述空隙去除裝置以可對從所述被粘物的外緣伸出的粘接片部分進行加熱或冷卻的方式進行設置。
5.—種片材粘附方法，將粘接片粘附在被粘物上，其特征在于， 對與所述被粘物相對配置的所述粘接片進行支承， 將所述被粘物及與該被粘物相對配置的粘接片保持在減壓環境， 在減壓環境下使所述粘接片接近所述被粘物并進行粘附， 在將所述粘接片粘附于所述被粘物后，將存在于所述被粘物與所述粘接片之間的空隙除去。
全文摘要
一種片材粘附裝置及粘附方法。將粘接片(MS)粘貼在被粘物(W)上的片材粘附裝置(1)具備對與被粘物(W)相對配置的粘接片(MS)進行支承的片材支承裝置(6、7)；將被粘物(W)和與該被粘物(W)相對配置的粘接片(MS)保持在減壓環境中的減壓裝置(3)；在減壓環境下使粘接片(MS)接近被粘物(W)并進行粘附的粘附裝置(8A、8B)，并且具有在將粘接片(MS)粘附于被粘物(W)后將存在于被粘物(W)與粘接片(MS)之間的空隙除去的空隙去除裝置(4)。
文檔編號H01L21/683GK103081087SQ20118004130
公開日2013年5月1日 申請日期2011年7月28日 優先權日2010年8月26日
發明者高野健 申請人:琳得科株式會社