JP6412786B2 - 搬送方法 - Google Patents
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Description
本発明に係る貼付装置は、基板と支持体との重ね合わせを行う重ね合わせ室、重ね合わせた該基板と該支持体との貼り合わせを行い、積層体を得る貼り合わせ室、重ね合わせた該基板および該支持体を該重ね合わせ室から該貼り合わせ室へ搬送し、該貼り合わせ室から、該積層体を、該重ね合わせ室へ搬送する、第1ロボットアーム、および、該重ね合わせ室に搬送された該積層体を、第1ロボットアームから直接受け渡され、該積層体を、該重ね合わせ室から外部へ搬出する第2ロボットアームを備えている。
貼付装置2は、ロードロック室6と接合室7との間でサポートプレート積層ウエハ40を移動させる内部ロボットアーム10を備えている。図1は、内部ロボットアーム10を含めた貼付装置2の内部構成を上方から見た構成図である。内部ロボットアーム10は、サポートプレート積層ウエハ40をロードロック室6と接合室7との間で移動させることができる構成である限り、具体的な機構に特に制限はない。本実施の形態では、図1に示すように、内部ロボットアーム10は、アーム11およびアーム旋回軸12によって構成されている。内部ロボットアーム10は、サポートプレート積層ウエハ40をその下面から支持することができるアーム11のアーム旋回軸12を回転中心とした回動によって、サポートプレート積層ウエハ40を移動させる機構となっている。詳しくは後述するが、本実施の形態では、回動の旋回軸が共通する2つの内部ロボットアーム10が設けられている。アーム旋回軸12はロードロック室6側に設けられているが、接合室7側に設けられた構成であってもよい。ロードロック室6と外部ロボットアーム4との間での受け渡しのストロークを短くすることができるという観点から、アーム旋回軸12は、受け渡し窓9が形成されている側面に近い側に形成されていることが好ましい。図1中、「A」で示す実線は、アーム11のロードロック室6での位置(ロードロック室受け渡し位置)を表しており、「B」で示す二点鎖線は、アーム11の待機位置を表しており、「C」で示す二点鎖線は、アーム11の接合室7での位置(接合室受け渡し位置)を表している。
なお、ハンド枠部14は、必ずしも、サポートプレート積層ウエハ40の外周における、外部ロボットアーム4がサポートプレート積層ウエハ40を引き抜く側を露出させるように構成されていなくともよい。
ロードロック室6内に設けられている、ウエハ42とサポートプレート41との重ね合わせを行う重ね合わせ機構について説明する。図5は、本実施の形態における重ね合わせ機構および貼り合わせ機構の具体的な構成を説明するための図であり、ロードロック室6および接合室7の内部を示している。
プレート22は、ロードロック室6の下部に設けられた台である。プレート22は、ヒーターを備えており、これによって、ウエハ42を加熱することができる。
リフトピン21は、プレート22に設けられ、鉛直方向上下に移動可能な棒状の部材である。リフトピン21は、重ね合わせの対象となるサポートプレート41もしくはウエハ42、またはこれらを重ね合わせたサポートプレート積層ウエハ40をその底面から保持することができ、これにより、保持するサポートプレート41、ウエハ42およびサポートプレート積層ウエハ40を鉛直方向上下に移動させることができる。
外径合わせ機構25は、位置合わせのために、位置合わせの対象となるサポートプレート41およびウエハ42の水平方向における位置を調節する部材である。サポートプレート41およびウエハ42の水平方向における位置を適切に調節することができる限り、すなわち、サポートプレート41およびウエハ42を所望の水平位置に移動させることができる限り、外径合わせ機構25の具体的な機構は特に制限されず、公知のアライナーを用いることができる。なお、本実施の形態では、外径合わせ機構25は、例えば、これに限定するものでないが、エアシリンダー、ステッピングモーター等を備え、各部材を水平放射方向に移動することができるものであり、各部材がサポートプレート41またはウエハ42から遠ざけた状態にある「開いた状態」から、各部材が互いに近づく方向にそれぞれを移動させた「閉じた状態」にすることで、サポートプレート41またはウエハ42を所望の位置まで押す構成であってもよい。
スペーサ機構23は、外径合わせを行ったサポートプレート41(ウエハの外径合わせを先に行う場合には、ウエハ42)を、その水平位置を変化させずに仮接合を行うまで保持しておく部材である。スペーサ機構23は、サポートプレート41の周縁部の一部をその下側から支持することによって、サポートプレート41を安定に保持する。スペーサ機構23は、水平方向に移動可能である。サポートプレート41がリフトピン21に載ってスペーサ挿入位置まで運ばれるときには、スペーサ機構23をサポートプレート41と一切重ならない位置に移動させておく。そして、サポートプレート41がスペーサ挿入位置に運び込まれた後、スペーサ機構23によってサポートプレート41を支持できるように、スペーサ機構23をサポートプレートと重なる位置に戻す。
仮押さえ具24は、サポートプレート41とウエハ42とを重ね合わせるときに、リフトピン21と対になって、サポートプレート41とウエハ42とを挟み、サポートプレート41をウエハ42に押し当てて仮接合させることによって重ね合わせのときに生じ得る水平方向の位置ズレを防止する部材である。仮押さえ具24は、スペーサ機構23よりも鉛直上方に設けられている。本実施形態において、仮押さえ具24は、上下への移動が可能な構成になっている。
・ウエハ42とサポートプレート41とを重ね合わせたとき、ウエハ42とサポートプレート41との少なくとも一部を接着層によって融着させることができる。
・後述する「3.スペーサ挿入−サポートプレート受け渡し」のときに、搬入されたサポートプレート41の下側の面に形成された接着層にリフトピン21が融着する温度にまで、リフトピン21が加熱されることを抑制することができる。
接合室7内に設けられている、ウエハ42とサポートプレート41との貼り合わせを行う貼り合わせ機構について説明する。図5に示すように、接合室7内部には、上下動可能なリフトピン33、ヒーターを備えたプレスプレート34、および、プレスプレート34と対になって上下方向からサポートプレート積層ウエハ40を挟むためのプレスプレート35によって構成された重ね合わせ機構が設けられている。なお、説明の便宜上、図5では、プレスプレート35を保持または制御するための部材については、その図示を省略している。
本発明に係る搬送方法は、基板と支持体との重ね合わせを行う重ね合わせ室から、重ね合わせた該基板および該支持体を、該基板と該支持体との貼り合わせを行う貼り合わせ室へ、第1ロボットアームによって搬送する第1搬送工程、該貼り合わせ室から、貼り合わされた積層体を、該重ね合わせ室へ、第1ロボットアームによって搬送する第2搬送工程、該重ね合わせ室に搬送された該積層体を、第1ロボットアームから第2ロボットアームへ直接受け渡す受け渡し工程、および、第2ロボットアームに受け渡された該積層体を、該重ね合わせ室から外部へ搬出する搬出工程を含む。
まず、リフトピン21を、外部ロボットアーム4の鉛直方向の位置に対応する外部ロボットアーム受け渡し位置まで上昇させる。そして、外部ロボットアーム4を用いて、下側の面に接着層が形成されたサポートプレート41を、受け渡し窓9を介してロードロック室6内部に搬入し、リフトピン21上に載置する(図6参照)。
次に、サポートプレート41を載せたリフトピン21を、プレート22の僅か上方(例えば、プレート22表面から10mm程度上方)の外径合わせ位置まで下降させる。リフトピン21が外径合わせ位置まで移動し、サポートプレート41がプレート22上に載置された状態で、外径合わせ機構25を閉じて、サポートプレート41の外径合わせ(アライメント)を行って水平方向における位置を調節し、サポートプレート41を適切な位置に移動させる(図7参照)。このように、リフトピン21上で外径合わせを行うことによって、サポートプレート41がプレート22にくっつくことを避けることができる。
サポートプレート41の外径合わせが終了した後、外径合わせ機構25を開いた状態に戻す。次いで、外径合わせを終えたサポートプレート41を載せたリフトピン21を、スペーサ機構23の鉛直方向の位置に対応するスペーサ挿入位置まで上昇させる。リフトピン21がスペーサ挿入位置まで移動した後、スペーサ機構23をサポートプレート41の下に挿入する(図8参照)。これにより、外径合わせを終えたサポートプレート41の水平方向の位置を変えずにスペーサ機構23に受け渡して保持させることができる。このとき、仮押さえ具24は、サポートプレート41の上方の待機位置に待機している。
スペーサ機構23をサポートプレート41の下に挿入した後、リフトピン21を下降させて、上記外部ロボットアーム受け渡し位置まで移動させる。このとき、外径合わせを終えているサポートプレート41は、その水平方向の位置を変えずにスペーサ機構23に支持された状態となる。リフトピン21を外部ロボットアーム受け渡し位置まで移動させた後、外部ロボットアーム4を用いて、ウエハ42を、受け渡し窓9を介してロードロック室6内部に搬入し、リフトピン21上に配置させる(図9参照)。ウエハ42をロードロック室6内に搬入し終えて、受け渡し窓9を閉じた後に、ロードロック室6の減圧を開始する。ロードロック室6の減圧は、仮接合が終了した時点におけるロードロック室6の減圧状態および接合室7の減圧状態が、互いにほぼ同じ状態になるように行えばよい。好適には、10Pa以下である。
ウエハ42を配置させた後、ウエハ42を載せたリフトピン21を、上記外径合わせ位置まで下降させる。リフトピン21が外径合わせ位置まで下降した後、外径合わせ機構25を閉じた状態にして、ウエハ42の外径合わせを行って水平方向における位置を調節し、ウエハ42を適切な位置に移動させる(図10参照、基板位置合わせ段階)。
・ウエハ42とサポートプレート41とを重ね合わせたとき、ウエハ42とサポートプレート41との少なくとも一部を接着層によって融着させることができる。
・上述した「3.スペーサ挿入−サポートプレート受け渡し」のときに、搬入されたサポートプレート41の下側の面に形成された接着層にリフトピン21が融着する温度にまで、リフトピン21が加熱されることを抑制することができる。
ウエハ42の外径合わせおよび加熱が終了した後、外径合わせ機構25を開いた状態に戻す。次いで、外径合わせを終えたウエハ42を載せたリフトピン21を、仮押さえ具24の鉛直方向の位置に対応する仮接合位置まで上昇させる。その後に、仮押さえ具24が下降して、サポートプレート41に当接する。これにより、ウエハ42とサポートプレート41とを重ね合わせてサポートプレート積層ウエハ40とすると共に、仮押さえ具24と、リフトピン21とによってサポートプレート積層ウエハ40を挟んだ状態となる(図11参照)。このとき、ウエハ42は加熱されているため、サポートプレート41上に形成された接着層を部分的に軟化させ、ウエハ42とサポートプレート41とを仮接合することができる。これにより、サポートプレート41とウエハ42との互いの水平方向の相対位置がずれてしまうことを防ぐことができる。その後、スペーサ機構23をウエハ42とサポートプレート41との間から抜く。なお、仮押させ具24は、仮接合時以外では、サポートプレート41に接触しない位置に退避している。
続いて、内部ロボットアーム10aによって、サポートプレート積層ウエハ40を、接合室7に搬送する。まず、内部ロボットアーム10aをロードロック室受け渡し位置まで移動させ、サポートプレート積層ウエハ40を内部ロボットアーム10aに保持させる。そして、ゲート8のシャッターを開いて、内部ロボットアーム10aを接合室受け渡し位置まで移動させる。そして、リフトピン33を、接合室受け渡し位置まで移動させることにより、サポートプレート積層ウエハ40をリフトピン33に支持させる(図12参照)。
次いで、リフトピン33をプレスプレート34と面一であるプレート載置位置まで下降させる。これにより、サポートプレート積層ウエハ40をプレスプレート34上に載置することができる(図13参照)。このとき、プレスプレート34に設けられたヒーターによって、本接合のために、サポートプレート積層ウエハ40を予熱する。
そして、プレスプレート34とプレスプレート35とで対になってサポートプレート積層ウエハ40を挟み、熱圧着する(図14参照)。これにより、ウエハ42とサポートプレート41との本接合が完了する。
続いて、本接合されたサポートプレート積層ウエハ40を、内部ロボットアーム10bによってロードロック室6に搬送し(第2搬送工程)、内部ロボットアーム10bから外部ロボットアーム4に直接受け渡し(受け渡し工程)、外部ロボットアーム4によって貼付装置2の外部に搬出する(搬出工程)。
ここで、参考のために、貼り合わせ室から重ね合わせ室に積層体を搬送する第1ロボットアームから、重ね合わせ室から外部へ積層体を搬出する第2ロボットアームへ、積層体を直接受け渡さないように構成した場合について、本実施の形態と対比する。
・装置:上述したシステム1
・ウエハ:ベアウエハ
・サポートプレート:ガラス板(直径300mm、厚さ0.7mm)
・接着剤:TZNR(登録商標)−A3007
・接着剤のベーク温度および時間:(i)100℃にて、5分間、(ii)160℃にて、5分間、(iii)220℃にて、3分間
・ロードロック室における加熱:ウエハのみに対し、大気圧、100℃にて、1分間
・内部ロボットアーム10から外部ロボットアーム4へ、サポートプレート積層ウエハ40を直接受け渡した。
ロードロック室6のプレート22におけるヒーターの温度の最適値を決定するために、以下の実験を行った。すなわち、ヒーターの設定温度を変化させながら、バウンシングの有無と、仮接合時の接着範囲を調べた。接着剤は、上記実施例と同じものを用いた。結果を表1に示す。表1に示すように、ヒーターの設定温度の最適値は、100℃程度であった。
2 貼付装置
3 プリアライナー
4 外部ロボットアーム(第2ロボットアーム)
5 外部ロボットアーム走行路
6 ロードロック室(重ね合わせ室)
7 接合室(貼り合わせ室)
8 ゲート
9 受け渡し窓
10,10a,10b 内部ロボットアーム(第1ロボットアーム)
11,11a,11b アーム
12 アーム旋回軸
13 アームブーム
14 ハンド枠部(枠部)
15 ハンド爪部(支持部材)
16 ズレ防止部材
21 リフトピン(支持ピン)
22 プレート(加熱部)
23 スペーサ機構(保持部材)
24 仮押さえ具
25 外径合わせ機構
33 リフトピン
34 プレスプレート
35 プレスプレート
40 サポートプレート積層ウエハ(積層体)
41 サポートプレート(支持体)
42 ウエハ(基板)
50 FOUPオープナー
51 ベークプレート
52 スピンナー
53 パスライン
54 外部ロボットアーム
A ロードロック室受け渡し位置
B 待機位置
C 接合室受け渡し位置
Claims (4)
- 基板と支持体との重ね合わせを行う重ね合わせ室から、重ね合わせた該基板および該支持体を、該基板と該支持体との貼り合わせを行う貼り合わせ室へ、第1ロボットアームによって搬送する第1搬送工程、
該貼り合わせ室から、貼り合わされた積層体を、該重ね合わせ室へ、第1ロボットアームによって搬送する第2搬送工程、
該重ね合わせ室に搬送された該積層体を、第1ロボットアームから第2ロボットアームへ直接受け渡す受け渡し工程、
第2ロボットアームに受け渡された該積層体を、該重ね合わせ室から外部へ搬出する搬出工程、および、
第1搬送工程の前に、上記重ね合わせ室において上記基板と上記支持体との重ね合わせを行なう重ね合わせ工程、を含み、
上記重ね合わせ工程は、
下側の面に接着層が形成された上記支持体を上記重ね合わせ室に搬入する、支持体搬入段階、
上記重ね合わせ室に搬入した上記支持体を、上下方向に移動可能な支持ピンにより支持して上方向に移動させ、該支持体を保持するための保持部材に受け渡す、支持体受け渡し段階、
支持体受け渡し段階の後、該基板を重ね合わせ室内に搬入する、基板搬入段階、
搬入した基板を、該支持ピンにより支持して下方向に移動させ、該重ね合わせ室の下部に設けられている加熱部によって加熱する加熱段階、および、
加熱段階の後に、上記基板と上記支持体とを重ね合わせる重ね合わせ段階を含むことを特徴とする搬送方法。 - 第1ロボットアームは、枠部と、支持部材とを備えており、
第2搬送工程では、該枠部が、上記積層体の外周の一部を囲み、該支持部材が、上記積層体を下方から支持している状態で、第1ロボットアームによって上記積層体を搬送し、
上記受け渡し工程では、第1ロボットアームによって保持されている上記積層体を、当該積層体の外周における該枠部によって囲まれていない側から、第2ロボットアームによって引き抜くことを特徴とする請求項1に記載の搬送方法。 - 第1搬送工程の後、第2搬送工程の前に、上記貼り合わせ室において上記重ね合わせた上記基板と上記支持体とを貼り合わせる貼り合わせ工程を含むことを特徴とする請求項1または2に記載の搬送方法。
- 上記加熱部の加熱温度は、重ね合わせ工程において、基板と支持体との少なくとも一部を該接着層によって融着させることができる温度で、かつ、支持体受け渡し段階において、搬入された該支持体の下側の面に形成された接着層に該支持ピンが融着する温度にまで該支持ピンが加熱されることを抑制することができる温度であることを特徴とする請求項1〜3のいずれか一項に記載の搬送方法。
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