TWI663677B - 搬運方法及黏貼裝置 - Google Patents

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TWI663677B TW104138305A TW104138305A TWI663677B TW I663677 B TWI663677 B TW I663677B TW 104138305 A TW104138305 A TW 104138305A TW 104138305 A TW104138305 A TW 104138305A TW I663677 B TWI663677 B TW I663677B
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Abstract

本發明的搬運方法係由從黏貼室(7)朝重疊室(6)搬運層積體(40)之第1機器人臂(10)朝第2機器人臂(4)直接傳遞層積體(40)，該第2機器人臂(4)是從重疊室(6)朝外部搬出層積體(40)者。

Description

搬運方法及黏貼裝置
本發明係關於將基板與支承體黏貼的黏貼裝置及該黏貼裝置之搬運方法。
本發明係依據2014年12月3日在日本申請之日本特願2014-245407號主張優先權，並在此援用其內容。
伴隨手機、數位AV機器及IC卡等的高功能化，藉由將所搭載的半導體矽晶片(以下稱為晶片)小型化及薄板化，將晶片高積體化於封包內之要求提升。為了達到封包內的晶片之高積體化，需要將晶片的厚度作成至25~150μm的範圍內。
但，成為晶片的基底之半導體晶圓(以下稱為晶圓)因研削而被薄化，造成其強度變弱，在晶圓變得容易產生龜裂或翹曲。又，由於不易自動搬運因薄板化造成強度變弱之晶圓，故，必須以人工進行搬運，其處理變得繁雜。
因此，藉由將要研削的晶圓黏貼被稱為支承 板的玻璃或由硬質塑膠等所構成的板材，來保持晶圓的強度，防止龜裂的產生及晶圓的翹曲之晶圓支承系統被開發。藉由晶圓支承系統，能夠維持晶圓的強度，故，能夠將薄板化的半導體晶圓之搬運予以自動化。
晶圓與支承板是使用黏貼帶、熱可塑性樹脂及接著劑等予以黏貼。將黏貼有支承板的晶圓予以薄板化後，在將晶圓進行方塊切割前，將支承板從基板剝離。
作為將支承板黏貼於晶圓之手段，在專利文獻1揭示有一種黏貼裝置，其具備重疊單元，該重疊單元是在將晶圓與支承板進行黏貼前，在預定位置將晶圓與支承板重疊，將晶圓與支承板重疊。又，在專利文獻2揭示有一種黏貼裝置，其具備可進行減壓的第1處理室，該第1處理室是具有在進行前述基板與前述支承體的黏貼之前，進行前述基板與前述支承體的對位之對位手段；及可進行減壓的第2處理室，該第2處理室是具有將進行了對位的前述基板與前述支承體予以黏貼的黏貼手段，前述第1處理室及前述第2處理室形成為已進行了對位的至少一組之前述基板及前述支承板在減壓下可從前述第1處理室朝前述第2處理室移動。
〔先前技術文獻〕 〔專利文獻〕
[專利文獻1]日本特開2008-182127號公報(2008年8月7日公開)
[專利文獻2]日本特開2012-59758號公報(2012年3月22日公開)
[專利文獻3]日本特開2009-212196號公報(2009年9月17日公開)
本發明者們為了進一步改良專利文獻1、2所記載的裝置，針對具被用來進行基板與支承體的重疊之重疊室(相當於前述第1處理室)和將已經重疊的基板與支承體黏貼的黏貼室(相當於前述第2處理室)之黏貼裝置進行精心檢討發現，根據條件的不同會產生以下的課題。
亦即，在這樣的黏貼裝置，一般為了維持黏貼室內的環境，將在黏貼室內進行黏貼後的基板與支承體之層積體先搬運至黏貼室後再予以搬出。此時，層積體會暫時地載置於重疊室內的預定部位，但由於黏貼後的層積體多數的情況為高溫，故，會有該預定部位被加熱之情況。
又，當將用來進行新的黏貼之支承體搬入至重疊室時，依據程序上的處理，會有將在下面形成有接著層的支承體載置於前述預定部位上之情況。在該情況，當前述預定部位被加熱時，會有前述接著層軟化而黏在前述預定部位之虞產生。
本發明係有鑑於前述問題而開發完成之發明，其主要目的係在於提供針對將基板與支承體黏貼的黏 貼裝置，能夠防止用來黏貼基板與支承體的接著層之意外的軟化的技術。
為了解決前述課題，本發明之搬運方法係包含：從用來進行基板與支承體的重疊之重疊室，藉由第1機器人臂將已被重疊的該基板與該支承體搬運至進行該基板與該支承體的黏貼之黏貼室的第1搬運製程；從該黏貼室，將已被黏貼的層積體藉由第1機器人臂搬運至該重疊室的第2搬運製程；將已被搬運至該重疊室的該層積體從第1機器人臂直接傳給傳遞給第2機器人臂的收授製程；及將已傳遞到第2機器人臂的該層積體從該重疊室搬出至外部的搬出製程。
又，本發明之黏貼裝置具備有：進行基板與支承體的重疊之重疊室；進行已被重疊的該基板與該支承體的黏貼，獲得層積體之黏貼室；將已被重疊的該基板與該支承體從該重疊室搬運至該黏貼室，再從該黏貼室將該層體體搬運至該重疊室之第1機器人臂；及從第1機器人臂直接收授已被搬運至該重疊室的該層積體，再將該層積體從該重疊室搬出至外部第2機器人臂。
若依據本發明，藉由從將層積體自黏貼室搬運至重疊室的第1機器人臂將層積體直接傳遞至用來將層積體從重疊室搬出至外部的第2機器人臂，能夠避免特定的部位在重疊室內倍加熱，可防止用來黏貼基板與支承體的接著層意外的軟化產生。
1‧‧‧系統
2‧‧‧黏貼裝置
3‧‧‧預對準器
4‧‧‧外部機器人臂(第2機器人臂)
5‧‧‧外部機器人臂行進路
6‧‧‧裝載鎖定室(重疊室)
7‧‧‧接合室(黏貼室)
8‧‧‧閘門
9‧‧‧收授窗
10、10a、10b‧‧‧內部機器人臂(第1機器人臂)
11，11a，11b‧‧‧臂
12‧‧‧臂迴旋軸
13‧‧‧臂吊桿
14‧‧‧手框部(框部)
15‧‧‧手爪部(支承構件)
16‧‧‧偏移防止構件
21‧‧‧升降銷(支承銷)
22‧‧‧板件(加熱部)
23‧‧‧間隔機構(保持構件)
24‧‧‧暫時按壓具
25‧‧‧外徑配合機構
33‧‧‧升降銷
34‧‧‧壓板
35‧‧‧壓板
40‧‧‧支承板層積晶圓(層積體)
41‧‧‧支承板(支承體)
42‧‧‧晶圓(基板)
50‧‧‧FOUP開啟器
51‧‧‧烤板
52‧‧‧旋塗器
53‧‧‧路線
54‧‧‧內部機器人臂
A‧‧‧裝載鎖定室收授位置
B‧‧‧待機位置
C‧‧‧接合室收授位置
圖1係從上方觀看一實施形態之本發明的黏貼裝置之局部的結構之圖。
圖2係顯示包含一實施形態之本發明的黏貼裝置之系統全體的結構之圖。
圖3係顯示一實施形態之本發明的黏貼裝置之第1機器人臂的結構之圖，(a)為上面圖，(b)為側面圖。
圖4係顯示其他實施形態之本發明的黏貼裝置之第1機器人臂的結構之圖，(a)為上面圖，(b)為側面圖。
圖5係從側面觀看一實施形態之本發明的黏貼裝置之內部結構之圖。
圖6係顯示一實施形態之本發明的搬運方法的一製程之黏貼裝置的各結構的狀態之圖。
圖7係顯示一實施形態之本發明的搬運方法的一製程之黏貼裝置的各結構的狀態之圖。
圖8係顯示一實施形態之本發明的搬運方法的一製程之黏貼裝置的各結構的狀態之圖。
圖9係顯示一實施形態之本發明的搬運方法的一製程之黏貼裝置的各結構的狀態之圖。
圖10係顯示一實施形態之本發明的搬運方法的一製程之黏貼裝置的各結構的狀態之圖。
圖11係顯示一實施形態之本發明的搬運方法的一製程之黏貼裝置的各結構的狀態之圖。
圖12係顯示一實施形態之本發明的搬運方法的一製程之黏貼裝置的各結構的狀態之圖。
圖13係顯示一實施形態之本發明的搬運方法的一製程之黏貼裝置的各結構的狀態之圖。
圖14係顯示一實施形態之本發明的搬運方法的一製程之黏貼裝置的各結構的狀態之圖。
圖15係顯示一實施形態之本發明的搬運方法的一製程之黏貼裝置的各結構的狀態之圖。
圖16係顯示參考例的搬運方法的一製程之黏貼裝置的各結構的狀態之圖。
圖17係用來說明在參考例的搬運方法，支承體與支承銷相黏合的問題之圖。
圖18係顯示支承銷的溫度之最理想化用的實驗結果之圖。
關於本發明之黏貼裝置及搬運方法的一實施形態，依據圖1至圖15及圖18說明如下。
[1.黏貼裝置]
本發明之黏貼裝置具備有：進行基板與支承體的重疊之重疊室；進行已被重疊的該基板與該支承體的黏貼，獲得層積體之黏貼室；將已被重疊的該基板與該支承體從該重疊室搬運至該黏貼室，再從該黏貼室將該層積體搬運至 該重疊室之第1機器人臂；及從第1機器人臂直接收授已被搬運至該重疊室的該層積體，再將該層積體從該重疊室搬出至外部第2機器人臂。
在本實施形態，以將晶圓(基板)42暫時地黏貼於支承板(支承體)的處理為例進行說明。亦即，支承板41係在晶圓42的薄型化、搬運、安裝等的程序時，用來支承晶圓42，藉以防止晶圓42的破損或變形。支承板41是由例如玻璃、矽等所構成。又，亦可在支承板41之與晶圓42接合之側的面，形成藉由光等進行變質的分離層等之功能層。再者，在本說明書中，將支承板41與晶圓42重疊者，不受進行本接合之前、後所影響，稱為支承板層積晶圓40。
圖2係顯示包含本實施形態之黏貼裝置2的系統1全體的構成圖，顯示從正上方觀看系統1的概略結構。如圖2所示，系統1的結構為具備：黏貼裝置2、預對準器3、外部機械人臂(第2機器人臂)4及外部機械人臂行進路線5。圖2中進一步例示系統1所具備之FOUP開啟器50、將接著層塗佈於支承板41之旋塗器52、使已塗佈的接著層硬化之烤板51、外部機械人臂54、及用來將支承板41傳遞給外部機器人臂4之路線53。
黏貼裝置2是包含裝載鎖定室(重疊室)6及接合室(黏貼室)7。裝載鎖定室6及接合室7係不限於此，例如，可為設置將一個處理室的內部區隔成2個處理 室的壁之構造。除此之外，裝載鎖定室6及接合室7亦可為裝載鎖定室6與接合室7在各自的側面無間隙地相互接觸的構造。在裝載鎖定室6與接合室7之邊界，設有用來在裝載鎖定室6及接合室7之間進行支承板層積晶圓(層積體)4的收授之閘門8。閘門8是藉由擋門來控制開、閉。又，在裝載鎖定室6，設有可開閉的收授窗9，其用來在黏貼裝置2與外部機器人臂4之間，進行支承板41、晶圓42及支承板層積晶圓40之收授。裝載鎖定室6及接合室7分別設有習知的減壓泵浦(未圖示)，能夠獨立地控制各室的內部壓力的狀態。
由於接合室7可進行減壓，故，能夠在減壓環境下，經由接著層將晶圓42與支承板41黏貼。藉由在減壓環境下將晶圓壓接於接著層，使得在晶圓表面的凹凸圖案之凹陷處不存在有空氣的狀態，能夠使該接著層進入到該凹陷處，因此，能夠更確實地防止在接著層與晶圓之間產生氣泡。
閘門8係形成為在擋門打開的狀態下，能夠將進行了對位的支承板層積晶圓40從裝載鎖定室6移動至接合室7，又將接合後的支承板層積晶圓40從接合室7移動至裝載鎖定室6。在裝載鎖定室6及接合室7均進行減壓後的狀態打開擋門，能夠使接合前的支承板層積晶圓40從裝載鎖定室6在減壓下移動至接合室7。
在黏貼裝置2進一步設有：經由閘門8，在裝載鎖定室6與接合室7之間進行支承板層積晶圓40的收 授之內部機器人臂(第1機器人臂)10。內部機器人臂10的詳細內容如後述。
在裝載鎖定室6，配設有：用來在進行晶圓42與支承板41的黏貼之前，進行晶圓42與支承板41的重疊之重疊機構。在藉由外部機器人臂4搬入至裝載鎖定室6的支承板41，利用旋塗器52及烤板51形成接著層，在裝載鎖定室6，以隔著該接著層的方式將晶圓42與支承板41重疊。關於重疊機構的詳細內容如後述。
在接合室7配設有：用來將已被重疊的晶圓42與支承板41(支承板層積晶圓40)黏貼的黏貼機構。在接合室7，晶圓42與支承板41被熱壓接。關於黏貼機構的詳細內容如後述。
在此，若依據具有前述機構的黏貼裝置2，能夠獨立地控制接合室7的內部壓力之狀態與裝載鎖定室6的內部壓力之狀態。亦即，能夠始終將接合室7作成為真空狀態，另外將裝載鎖定室6的內部作成真空或作成大氣壓的狀態。因此，黏貼裝置2在與外部機器人臂4之間，為了進行晶圓42、支承板41及支承板層積晶圓40的收授而需要作成大氣壓之情況，能夠僅將裝載鎖定室6作成大氣壓，將接合室7維持為真空狀態。又，當在裝載鎖定室6與接合室7之間進行支承板層積晶圓40的收授時，在將裝載鎖定室6作成真空狀態後打開閘門8的擋門，藉此能夠在將接合室7維持為真空狀態下進行收授。依據以上的內容，由於能夠將接合室7始終作成為真空，故，能 夠防止在壓板產生溫度變化，藉此，能夠防止黏貼的精度降低。
又，在將裝載鎖定室6開放成大氣狀態後再次作成為真空的期間，能夠在接合室7，於真空下進行晶圓42與支承板41之黏貼(接合)。相對於此，在為了將支承板層積晶圓40搬運至下一個製程，亦需要將黏貼部分開放成大氣狀態的結構，在開放成大氣狀態而將支承板層積晶圓40搬運至下一個製程的期間，無法進行黏貼處理。因此，比起黏貼部分也需要開放成大氣狀態的結構，系統1能夠縮短全體的處理時間。
以具體例進行說明如下，在使用黏貼部分也需要開放成大氣狀態的結構之情況，全體的處理時間，除了黏貼時間外，其他的動作時間需要3分鐘。另外，在使用系統1之情況，除了黏貼時間外，其他的動作時間為1分鐘。亦即，在1次的黏貼處理，能夠將處理時間縮短2分鐘。
作為預對準器3，例如能夠將前述專利文獻3所揭示的吸附裝置使用於用來進行支承板41及晶圓42之對準。
外部機器人臂4的結構為具有能夠搬運支承板41、晶圓42及支承板層積晶圓40，在與黏貼裝置2之間，可進行支承板41、晶圓42及支承板層積晶圓40之收授。外部機器人臂4在外部機械人臂行進路線5上移動。支持這樣的功能之外部機器人臂4及外部機械人臂行 進路線5可藉由以往習知的技術加以準備。
烤板51為將塗佈於晶圓的接著層硬化之單元。
<內部機器人臂>
黏貼裝置2具備在裝載鎖定室6與接合室7之間使支承板層積晶圓40移動之內部機器人臂10。圖1係從上方觀看包含內部機器人臂10的黏貼裝置2之內部構造的構成圖。內部機器人臂10只要能夠使支承板層積晶圓40在裝載鎖定室6與接合室7之間移動的結構，則具體的機構未特別限定。在本實施形態，如圖1所示，內部機器人臂10是藉由臂11及臂迴旋軸12所構成。內部機器人臂10是藉由能夠將支承板層積晶圓40從其下面支承的臂11之以臂迴旋軸12為旋轉中心的轉動，使支承板層積晶圓40移動之機構。容後詳述，在本實施形態，設有轉動的旋轉軸共通之2個內部機器人臂10。臂迴旋軸12設在裝載鎖定室6側，但亦可設在接合室7側。從能夠縮短裝載鎖定室6與外部機器人臂4之間的收授的行程之觀點來看，臂迴旋軸12形成在接近形成有收授窗9的側面之側為佳。圖1中，[A]所顯示的實線為表示臂11在裝載鎖定室6中的位置(裝載鎖定室收授位置)，[B]所顯示的兩點鏈線為表示臂11的待機位置，[C]所顯示的兩點鏈線為表示臂11在接合室7的位置(接合室收授位置)。
臂11的轉動速度能夠設定因應狀況之速度。 因此，當臂11保持支承板層積晶圓40時，能夠以低速來轉動臂11，當未保持支承板層積晶圓40時，能夠以高速轉動臂11。又，能夠控制加速、減速、使臂11的轉動之起動與停止變得圓滑。
如圖1所示，閘門8形成為：在擋門已經打開的狀態，要轉動的臂11通過閘門8將支承板層積晶圓40搬運至接合室收授位置C之寬度的開口。閘門8的開、閉係能夠採用以往的習知手段，例如能適用閘閥構造。
又，內部機器人臂10係在轉動的臂11將支承板層積晶圓40搬運至裝載鎖定室收授位置A的狀態，對外部機器人臂4直接傳遞支承板層積晶圓40。因此，收授窗9設置成可供外部機器人臂4直接***到能直接取得裝載鎖定室收授位置A的支承板層積晶圓40之位置。
圖3係顯示保持著支承板層積晶圓40的狀態之內部機器人臂10的圖，(a)為上面圖，(b)為側面圖。如3(a)及圖3(b)所示，臂11是藉由臂吊桿13、設在臂吊桿13的前端之手框部(框部)14及手爪部(支承構件)15所形成。
手框部係在一實施形態，具有描繪圓弧的形狀，在內部機器人臂10保持著支承板層積晶圓40等的狀態，包圍支承板層積晶圓40等的外周之一部分。但，手框部14的形狀不限於此，可為多角形，亦可為其他形狀。
手爪部15係結合於手框部14的下部，從下方支承支承板層積晶圓40等。在手爪部15之與支承板層積晶圓40等接觸的接觸部分，形成有用來防止支承板層積晶圓40等偏移之偏移防止構件16。偏移防止構件16是藉由耐熱性材料形成為佳，具有在250℃之耐熱性為更佳。再者，即使不具有支承板層積晶圓40等的偏移防止機構，不會產生支承板層積晶圓40等之偏移的情況，亦可不形成偏移防止構件16等。
在本實施形態，如圖3所示，三部位的偏移防止構件16均等地以三點支承支承板層積晶圓40等。藉此，能夠穩定地支承支承板層積晶圓40等。但，本發明不限於此，作為可穩定地支承支承板層積晶圓40等的態樣，則不限於三點支承的結構。
又，手爪部15朝與臂吊桿13平行的方向延伸為佳。藉由此結構，使得在接合室7之支承板層積晶圓40的收授，能夠迴避手爪部15與'支承板層積晶圓40接觸。
在此，在本發明，內部機器人臂10構成為在裝載鎖定室6內，對外部機器人臂4可直接傳遞支承板層積晶圓40。在本實施形態，手框部14構成為：使支承板層積晶圓40的外周中之外部機器人臂4拉引支承板層積晶圓40之側露出。藉此，能夠將藉由內部機器人臂10所保持的支承板層積晶圓40從支承板層積晶圓40的外周之未被手框部14包圍之側，以外部機器人臂4拉拔，藉此 能夠從內部機器人臂10朝外部機器人臂4直接傳遞支承板層積晶圓40。
參照圖3詳細地說明此結構。在圖3的紙面右側，保持於內部機器人臂10的支承板層積晶圓40之外周的位置E存在於手框部14的內周之位置D的更內側。因此，即使使支承板層積晶圓40朝紙面下方向移動，亦不會勾到手框部14。因此，如圖3的紙面下側所示，可藉由使支承板層積晶圓40從偏移防止構件16稍微浮起(40’的位置)，藉由外部機器人臂4能容易將其拉出。
再者，在本實施形態，黏貼裝置2是如後述般，具備設在相互不同的位置之2個內部機器人臂10，但內部機器人臂10的數量未特別限定。
<內部機器人臂的變形例>
再者，手框部14並非一定要構成為：使支承板層積晶圓40的外周中之外部機器人臂4拉引支承板層積晶圓40之側露出。
例如，圖4中顯示本實施形態的變形例之內部機器人臂10'的結構。如圖4的紙面右側所示，保持於內部機器人臂10的支承板層積晶圓40之外周的位置E存在於手框部14'之內周的位置D更外側的情況，讓支承板層積晶圓40朝紙面下方向移動的話，則會勾到手框部14'。即使在該情況，如圖4的紙面下側所示，可藉由使支承板層積晶圓40較手框部14'更朝上方浮起(40"的位 置)，藉由外部機器人臂4能容易將其拉出。
如此，內部機器人臂10之保持支承板層積晶圓40等的機構作成為以包圍支承板層積晶圓40的外周之一部分的手框部14、從下方支承支承板層積晶圓40之手爪部15所構成，藉此，能夠將內部機器人臂10對外部機器人臂4直接傳遞支承板層積晶圓40。
<重疊機構>
以下，說明關於設在裝載鎖定室6內且用來進行晶圓42與支承板41的重疊之重疊機構。圖5係用來說明本實施形態之重疊機構及黏貼機構的具體結構之圖，顯示裝載鎖定室6及接合室7的內部。
如圖5所示，在裝載鎖定室6的內部設有重疊機構，該重疊機構是藉由可上下移動的升降銷(支承銷)21、具有加熱器的板件(加熱部)22、可朝水平方向移動的外徑配合機構25、可朝水平方向移動的間隔機構(保持構件)23、及暫時按壓具24所構成。再者，為了說明上的方便，在圖5中，關於用來保持或控制外徑配合機構25、間隔機構23及暫時按壓具24之各構件，省略其圖示。
(板件)
板件22為設在裝載鎖定室6的下部之台。板件22具備加熱器，藉此，能夠加熱晶圓42。
(升降銷)
升降銷21為設在板件22，可朝垂直方向上下移動之棒狀構件。升降銷21能夠將作為重疊對象的支承板41、晶圓42或將這些構件重疊所形成的支承板層積晶圓40從其底面予以保持，藉此，能夠使保持的支承板41、晶圓42及支承板層積晶圓40朝垂直方向上下移動。
<外徑配合機構>
外徑配合機構25係為了進行對位，調節作為對位對象之支承板41及晶圓42的水平方向之位置的構件。只要能夠適當地調節支承板41及晶圓42之水平方向的位置，亦即，只要能夠使支承板41及晶圓42朝期望的水平方向移動，則外徑配合機構25之具體結構未特別限定，能夠採用習知的對準器。再者，在本實施形態，外徑配合機構25未特別限定，例如可為具備汽缸步進馬達等，能使各構件朝水平放射方向移動者，從各構件處於自支承板41或晶圓42遠離的狀態之[打開狀態]作成為分別朝各構件相互接近的方向移動之[關閉狀態]，藉此將支承板41或晶圓42按壓至期望的位置之結構。
(間隔機構)
間隔機構23為將進行了外徑配合之支承板41(在要先進行晶圓的外徑配合的情況為晶圓42)在不使其水平 位置變化而進行暫時接合的狀態下予以保持的構件。間隔機構23是藉由將支承板41的周緣部之一部分從其下側予以支承，能夠穩定地保持支承板41。間隔機構23可朝水平方向移動。當支承板41載置於升降銷21而被搬運至間隔***位置時，預先使間隔機構23移動至完全不會與支承板41重疊的位置。然後，在支承板41被搬運至間隔***位置後，使間隔機構23返回至與支承板重疊的位置，使得可藉由間隔機構23支承支承板41。
間隔機構23的材質未特別限定，例如能夠使用不銹鋼(SUS)、在不銹鋼(SUS)上實施鐵氟龍(登錄商標)塗膜等之材質等。
(暫時按壓具)
按時按壓具24係當使支承板41與晶圓42重疊時，與升降銷21成對來挾持支承板41與晶圓42，將支承板41按抵於晶圓42而暫時接合，藉此，防止當進行重疊時可能產生之水平方向的位置偏移之構件。暫時按壓具24係設在間隔機構23垂直上方的位置。在本實施形態，暫時按壓具24為可朝上下移動之結構。
暫時按壓具24由於會與支承板41接觸，故，藉由能夠防止支承板41受損的材料形成為佳，例如能夠採用樹脂。其中，又以聚四氟乙烯等的氟樹脂為佳。暫時按壓具24的形狀未特別限定，但，在本實施形態，如圖5所示，為了與要三點支承的升降銷21相對應，作 成為以三點按壓支承板41之三叉狀構造。但，本發明不限於此，例如亦可為與支承板41接觸之接觸面為圓形的圓柱狀。
再者，暫時按壓具24係除了進行支承板41與晶圓42之暫時接合以外，其餘待機於對支承板41朝上分離的待機位置，當進行暫時接合時下降而按壓支承板41。又，在本實施形態，於暫時按壓具24的前端(與支承板41接觸之側的端)設置彈簧機構，藉由該彈簧的力來按壓支承板41。再者，亦可採用其他習知的彈性體來代替彈簧。
若依據具有前述結構的重疊機構，能夠使用外徑配合機構25調節已經載置於升降銷21上的支承板41之水平位置。又，在進行支承板41的位置調節後，使用升降銷21使支承板41朝上方移動，並不使該水平位置改變而保持於間隔機構23。又，能夠將晶圓42載置於朝板件22的稍微上方移動之升降銷21上，使用外徑配合機構25，調節晶圓42的水平位置，並且藉由設在板件22的加熱器，加熱晶圓42。另外，可藉由使升降銷21在該狀態下上升，完成對位，再將已被加熱的晶圓42以不會改變水平位置的方式搬運至保持著支承板41之位置，藉由暫時按壓具24及升降銷21，將支承板41及晶圓42成對地挾持，藉此能夠將支承板41及晶圓42暫時接合。藉此，即使在拔除間隔機構23時，也可防止支承板41的水平位置改變。因此，依據以上方式，能夠精度良好地重疊 晶圓42與支承板41。
設在板件22的加熱器之溫度符合以下的條件為佳。藉此，能夠將晶圓42與支承板41順利地暫時接合，理想地避免偏移產生，並且可良好地避免升降銷21密接於支承板41之情況產生。
當將晶圓42與支承板41重疊時，能夠藉由接著層將晶圓42與支承板41之至少一部分融合。
‧當進行後述的「3.間隔件***-支承板收授」時，可抑制升降銷21被加熱到升降銷21融合於形成在所搬入的支承板41的下側之面的接著層的溫度。
亦即，當使加熱器的溫度過度下降時，則在進行重疊及暫時接合時，晶圓42對支承板41無法充分地接合而造成滑動。另外，當使加熱器的溫度過度提高時，則升降銷21會密接到支承板41。在該情況，支承板41暫時地追隨升降銷21之移動後，因該反作用力，造成支承板41產生彈跳(縱向晃動)。
符合前述條件之加熱器的溫度例如能夠如以下的方式進行實驗來決定。亦即，一邊使加熱器的設定溫度改變，一邊調查有無彈跳與暫時接合時的接著範圍，決定無彈跳且某種程度以上暫時接合時的接著範圍變廣的溫度即可(參照後述的參考例)。
又，藉由事先將晶圓42單體加溫，亦可縮短暫時接合及真接合的處理時間。又，在將晶圓42與支承板41進行重疊之前，在真空狀態下予以加熱，藉此能夠 防止在之後產生氣體。
<重疊機構>
以下，說明關於設在接合室7內且用來進行晶圓42與支承板41的黏貼之黏貼機構。如圖5所示，在接合室7內部，設有重疊機構，該重疊機構是藉由可上下移動的升降銷33、具備加熱器的壓板34、及與壓板34成對並用來從上下方向挾持支承板層積晶圓40之壓板35所構成。再者，為了說明上的方便，在圖5中，省略關於用來保持或控制壓板35之構件。
本實施形態之黏貼機構係在一對壓板34、35之間，挾持接合前的支承板層積晶圓40，再藉由熱壓接將晶圓42與支承板41黏貼。
在裝載鎖定室6中藉由重疊機構所重疊的支承板層積晶圓40被內部機器人臂10搬運至接合室7，再藉由黏貼機構進行黏貼。已被黏貼的支承板層積晶圓40再被內部機器人臂10搬運至裝載鎖定室6，從內部機器人臂10直接傳遞給外部機器人臂4而搬出到外部。如此，由將支承板層積晶圓40從接合室7搬運至裝載鎖定室6的內部機器人臂10對從裝載鎖定室6向外部搬出支承板層積晶圓40的外部機械人臂4直接傳遞支承板層積晶圓40，藉此，可避免在裝載鎖定室6內特定的部位被加熱，能夠防止用來將晶圓42與支承板41黏貼的接著層意外的軟化之情況產生。
[2.搬運方法]
為了解決前述課題，本發明之搬運方法係包含：從用來進行基板與支承體的重疊之重疊室，藉由第1機器人臂將已被重疊的該基板與該支承體搬運至進行該基板與該支承體的黏貼之黏貼室的第1搬運製程；從該黏貼室，將已被黏貼的層積體藉由第1機器人臂搬運至該重疊室的第2搬運製程；將已被搬運至該重疊室的該層積體從第1機器人臂直接傳給傳遞給第2機器人臂的收授製程；及將已傳遞到第2機器人臂的該層積體從該重疊室搬出至外部的搬出製程。
在本實施形態，說明關於使用前述系統1進行本發明之搬運方法的情況。
圖6至圖15係用來依序說明本實施形態之搬運方法中的各製程的狀態之圖，顯示裝載鎖定室6及接合室7的內部結構之圖。再者，為了說明上的方便，與圖5同樣地，關於用來保持或控制間隔機構23、暫時按壓具24、外徑配合機構25及壓板35之各構件，省略其圖示。以下，參照圖6至圖15，依序說明本實施形態之搬運方法中的各製程。
(1.支承板搬入(重疊製程：支承體搬入階段)
首先，使升降銷21上升至與外部機器人臂4的垂直方向之位置相對應的外部機器人臂收授位置。然後，使用 外部機器人臂4將在下面側形成有接著層的支承板41經由收授窗9搬入至裝載鎖定室6的內部，並載置於升降銷21上(參照圖6)。
(2.支承板外徑配合(重疊製程：支承體對位階段)
其次，將載置有支承板41的升降銷21下降至板件22的稍微上方(例如從板件22表面算起約10mm左右的上方)的外徑配合位置。在升降銷21移動至外徑配合位置，支承板41已被載置於板件22上的狀態下，關閉外徑配合機構25，進行支承板41的外徑配合(對準)而調節水平方向之位置，使支承板41移動至適當位置(參照圖7)。如此，藉由在升降銷21上進行外徑配合，可避免支承板41密接於板件22。
(3.間隔***-支承板收授(重疊製程：支承體收授階段))
在支承板41的外徑配合結束後，將外徑配合機構25返回至打開狀態。其次，將載置有完成外徑配合的支承板41之升降銷21上升至與間隔機構23的垂直方向的位置相對應之間隔***位置。在升降銷21移動至間隔***位置後，將間隔機構23***至支承板41的下方(參照圖8)。藉此，不會改變完成了外徑配合的支承板41之水平方向的位置而可傳遞至間隔機構23並加以保持。此時，暫時按壓具24待機於支承板41的上方之待機位置。
(4.晶圓搬入(重疊製程：基板搬入接段))
在將間隔機構23***至支承板41的下方後，使升降銷21下降並移動至前述外部機器人臂收授位置。此時，完成了外徑配合的支承板41形成為不會改變水平方向的位置而支承於間隔機構23的狀態。在將升降銷21移動至外部機器人臂收授位置後，使用外部機器人臂4將晶圓42經由收授窗9搬入至裝載鎖定室6內部並載置於升降銷21上(參照圖9)。在結束晶圓42搬入至裝載鎖定室6內並關閉收授窗9後，開始進行裝載鎖定室6的減壓。裝載鎖定室6的減壓是以暫時接合結束之時間點的裝載鎖定室6之減壓狀態及接合室7的減壓狀態相互地成為大致相同的狀態之方式進行即可。理想為10Pa以下。
(5.晶圓外徑配合(重疊製程：基板對位階段、加熱階段))
在配置晶圓42後，將載置有晶圓42的升降銷21下降至前述外徑配合位置。在升降銷21下降至外徑配合位置後，將外徑配合機構25作成關閉狀態，然後進行晶圓42的外徑對位而調節水平方向的位置，使晶圓42移動至適當位置(參照圖10、基板對位階段)。
此時，同時藉由設在板件22的加熱器，將升降銷21上的晶圓42予以加熱(加熱階段)。該加熱器之溫度符合以下的條件為佳。藉此，能夠將晶圓42與支承 板41順利地暫時接合，理想地壁免偏移產生，並且可良好地避免升降銷21密接於支承板41之情況產生。
當將晶圓42與支承板41重疊時，能夠藉由接著層將晶圓42與支承板41之至少一部分融合。
‧當進行前述的「3.間隔件***-支承板收授」時，可抑制升降銷21被加熱到升降銷21融合於形成在所搬入的支承板41的下側之面的接著層的溫度。
(6.暫時接合(重疊製程：重疊階段))
在晶圓42的外徑配合及加熱結束後，將外徑配合機構25返回至打開狀態。其次，將載置有完成外徑配合的支承板42之升降銷21上升至與暫時按壓具24的垂直方向的位置相對應之暫時接合位置。然後，暫時按壓具24下降並抵接於支承板41。藉此，將晶圓42與支承板41重疊而作成支承板層積晶圓40，並且形成為藉由將暫時按壓具24與升降銷21挾持支承板層積晶圓40的狀態(參照圖11)。此時，由於晶圓42被加熱，故，會使形成於支承板41上的接著層部分地軟化，能將晶圓42與支承板41暫時接合。藉此，能夠防止支承板41與晶圓42之相互的水平方向上的相對位置產生偏移。然後，從晶圓42與支承板41之間拔出間隔機構23。再者，暫時按壓具24除了進行暫時接合時以外，其餘迴避至不會與支承板41接觸的位置。
(7.內部搬運(第1搬運製程))
接著，藉由內部機器人臂10a，將支承板層積晶圓40搬運至接合室7。首先，將內部機器人臂10a移動至裝載鎖定室收授位置，使支承板層積晶圓40保持於內部機器人臂10a。然後，打開閘門8的擋門，將內部機器人臂10a移動至接合室收授位置。然後，再將升降銷33移動至接合室收授位置，藉此，將支承板層積晶圓40支承於升降銷33(參照圖12)。
(8.真接合：預熱(黏貼製程：預熱階段))
其次，將升降銷33下降至與壓板34相同面之板載置位置。藉此，可將支承板層積晶圓40載置於壓板34上(參照圖13)。此時，為了進行真接合，藉由設在壓板34的加熱器，將支承板層積晶圓40予以預熱。
(9.真接合：熱壓接(黏貼製程：熱壓接階段))
然後，藉由壓板34與壓板35成對的方式來挾持支承板層積晶圓40再進行熱壓接(參照圖14)。藉此，完成晶圓42與支承板41之真接合。
(10.支承板層積晶圓搬出(第2搬運製程、收授製程、搬出製程))
接著，藉由內部機器人臂10b將進行了真接合之支承板層積晶圓40搬運至裝載鎖定室6(第2搬運製程)， 從內部機器人臂10b直接傳遞給外部機器人臂4(收授製程)，然後再藉由外部機器人臂4搬出至黏貼裝置2的外部(搬出製程)。
首先，將內部機器人臂10b移動至接合室收授位置，使支承板層積晶圓40保持於內部機器人臂10b。然後，打開閘門8的擋門，將內部機器人臂10b移動至裝載鎖定室收授位置後，關閉閘門8的擋門。
在關閉閘門8的擋門後，解除裝載鎖定室6的減壓，使內部返回至大氣壓。在裝載鎖定室6的內部返回至大氣壓後，打開收授窗9，將外部機器人臂4***到裝載鎖定室6內。然後，將內部機器人臂10b所保持的支承板層積晶圓40直接傳遞給外部機器人臂4(參照圖15)。
此時，內部機器人臂10b係手框部14包圍支承板層積晶圓40的外周之一部分，手爪部15將支承板層積晶圓40從下方支持的狀態下，保持支承板層積晶圓40，外部機器人臂4從支承板層積晶圓40的外周之未被手框部14所包圍之側，拔出支承板層積晶圓40，使得從內部機器人臂10b朝外部機器人臂4之收授變得順利。
然後，外部機器人臂4將取得的支承板層積晶圓40經由收授窗9搬出至黏貼裝置2的外部。藉此，完成支承板層積晶圓40的搬出。
〔參考〕
在此，為了參考，針對構成為由從黏貼室將層積體搬運至重疊室的第1機器人臂朝將層積體自重疊室搬出至外部的第2機器人臂不會直接傳遞層積體之情況與本實施形態進行比較。
具體而言，以與本實施形態相同的方式實施前述[1.支承板板入]至[9.真接合：熱壓接]，且在[10.支承板層積晶圓搬出]，將內部機器人臂10b所保持的支承板層積晶圓40暫時載置於升降銷21上，取代將其直接傳遞給外部機器人臂4(參照圖16)。又，針對外部機器人臂4取得升降銷21上的支承板層積晶圓40並搬出至外部的參考結構進行檢討。
在該領域，一般在機器人臂彼此之間不進行搬運物直接收授，如前述參考結構一般為第1的機器人臂先將搬運物載置於升降銷等的上面後，第2的機器人臂在將該搬運物拿起之結構。但，如前述般，由於晶圓42與支承板41之真接合是藉由熱壓接來進行，故，從接合室7搬運的支承板層積晶圓40形成為高溫。因此，一旦當將自接合室7搬運的支承板層積晶圓40載置於升降銷21上時，則升降銷21會被加熱。
在該狀態，如在[1.支承板搬入]的說明一樣，在將用來進行新的重疊之支承板41搬入至裝載鎖定室6之情況，形成於支承板41的下面之接著層會被升降銷21加熱而軟化，造成支承板41與升降銷21相密接。
在該狀態，如[3.間隔***-支承板收授]及[4. 晶圓搬入]的說明一樣，當將支承板41傳遞給間隔機構23(參照圖17(a))，然後欲使升降銷21下降時，支承板41會暫時地追隨升降銷21的下降(參照圖17(b))，然後，因反作用力造成支承板41產生彈跳(縱向搖動)(參照圖17(c))。
如此，在將內部機器人臂10b所保持的支承板層積晶圓40暫時載置於升降銷21上，取代直接傳遞給外部機器人臂4之參考結構，會有以下之虞產生，亦即，因自接合室7所搬運的支承板層積晶圓40使升降銷21被加熱，在與該升降銷21接觸的支承板41，接著層意外軟化，其結果，如前述這樣在支承板產生彈跳這樣的現象。
相對於此，在本實施形態，藉由將內部機器人臂10b所保持的支承板層積晶圓40直接傳遞給外部機器人臂4，能夠防止升降銷21被加熱，藉此，在與該升降銷21接觸的支承板41，能夠順利地防止接著層意外軟化，且亦能順利地防止前述支承板41的彈跳。又，能夠防止因軟化的接著劑附著於升降銷21所引起之汙染。
本發明不限於前述實施形態，在請求項所示的範圍能進行各種變更。亦即，關於在請求項所示的範圍適宜變更的技術手段予以組合所獲得之實施形態亦含於本發明的技術範圍內。
〔實施例〕
依據以下的條件，將10組的晶圓及支承板予 以連續地黏貼。
‧裝置：前述系統1
‧晶圓：裸晶圓
‧支承板：玻璃板(直徑300mm、厚度0.7mm)
‧接著劑：TZNR(登錄商標)-A3007
‧接著劑的峰值溫度及時間：(i)100℃、5分鐘、(ii)160℃、5分鐘、(iii)220℃、3分鐘
‧裝載鎖定室之加熱：僅對晶圓、大氣壓、100℃、1分鐘
‧從內部機器人臂10朝外部機器人臂4直接傳遞支承板層積晶圓40。
其結果，在所有的組，均可良好地進行真接合。又，不論在哪一組均未產生彈跳。又，雖在升降銷21及間隔機構23有看到異物、接著劑等之痕跡，但非會成為問題之等級。
〔參考例〕
為了決定裝載鎖定室6的板件22之加熱器的溫度的最佳值，進行以下的實驗。亦即，一邊使加熱器的設定溫度改變，一邊調查有無彈跳與暫時接合時的接著範圍。接著劑使用與前述實施例相同的接著劑。其結果顯示於表1。如表1所示，加熱器的設定溫度之最佳值為100℃左右。
再者，如圖16所示的參考結構所顯示，將在接合室7進行了真接合後的支承板層積晶圓40載置於裝載鎖定室6內的升降銷21之情況，即使在搬出支承板層積晶圓40後，升降銷21的溫度仍形成為110℃。因此，在參考結構明顯產生彈跳。
〔產業上的利用可能性〕
本發明係能夠利用於伴隨基板及支承板的黏貼之程序的實施和用於該程序實施的裝置。

Claims (6)

  1. 一種搬運方法，其特徵為包含：從用來進行基板與支承體的重疊之重疊室，藉由第1機器人臂將已被重疊的該基板與該支承體搬運至進行該基板與該支承體的黏貼之黏貼室的第1搬運製程；從該黏貼室，將已被黏貼的層積體藉由第1機器人臂搬運至該重疊室的第2搬運製程；將已被搬運至該重疊室的該層積體從第1機器人臂直接傳給傳遞給第2機器人臂的收授製程；及將已傳遞到第2機器人臂的該層積體從該重疊室搬出至外部的搬出製程；第1機器人臂係具備框部和支承構件，在第2搬運製程，該框部包圍前述層積體的外周之一部分，該支承構件從下方支承前述層積體的狀態下，藉由第1機器人臂搬運前述層積體，在前述收授製程，藉由第2機器人臂從該層積體的外周之未被該框部所包圍之側拔出被第1機器人臂所保持的前述層積體。
  2. 一種搬運方法，其特徵為包含：在重疊室將基板與支承體進行重疊之重疊製程；從用來進行該基板與該支承體的重疊之該重疊室，藉由第1機器人臂將已被重疊的該基板與該支承體搬運至進行該基板與該支承體的黏貼之黏貼室的第1搬運製程；從該黏貼室，將已被黏貼的層積體藉由第1機器人臂搬運至該重疊室的第2搬運製程；將已被搬運至該重疊室的該層積體從第1機器人臂直接傳給傳遞給第2機器人臂的收授製程；及將已傳遞到第2機器人臂的該層積體從該重疊室搬出至外部的搬出製程；前述重疊製程係包含：將在下側的面形成有接著層的前述支承體搬入到前述重疊室之支承體搬入階段；藉由可朝上下方向移動的支承銷，將已經搬入到前述重疊室的前述支承體予以支承並朝上方向移動，傳遞給用來保持該支承體的保持構件之支承體收授階段；在支承體收授階段後，將該基板搬入到重疊室內的基板搬入階段；藉由該支承銷將已經搬入的基板朝下方向移動，再藉由設在該重疊室的下部之加熱部予以加熱的加熱階段；及在加熱階段後，將前述基板與前述支承體黏貼之黏貼階段。
  3. 如申請專利範圍第1或2項所述之搬運方法，其中，還包含：在第1搬運製程後、第2搬運製程之前，在前述黏貼室將進行了重疊之前述基板與前述支承體黏貼之黏貼製程。
  4. 如申請專利範圍第2項所述之搬運方法，其中，前述加熱部的加熱溫度係在重疊製程，可將基板與支承體的至少一部分藉由該接著層予以融接之溫度，且在支承體收授階段，可抑制該支承銷被加熱至該支承銷融接於形成在已被搬入的該支承體的下側之面的接著層的溫度之溫度。
  5. 一種黏貼裝置，其特徵為具備有：進行基板與支承體的重疊之重疊室；進行已重疊的該基板與該支承體的黏貼，獲得層積體之黏貼室；從該重疊室朝該黏貼室搬運已經重疊的該基板與該支承體，從該黏貼室將該層積體搬運至該重疊室的第1機器人臂；及將已被搬運至該重疊室的該層積體從第1機器人臂直接接收，再將該層積體從該重疊室搬出到外部之第2機器人臂；前述第1機器人臂具備有：將作為搬運對象的前述層積體的外周之一部分包圍的框部；及從下方支承前述層積體之支承構件，該框部構成為使前述層積體的外周中可讓前述第2機器人臂拔出前述層積體之側露出。
  6. 一種黏貼裝置，其特徵為具備有：進行基板與支承體的重疊之重疊室；進行已重疊的該基板與該支承體的黏貼，獲得層積體之黏貼室；從該重疊室朝該黏貼室搬運已經重疊的該基板與該支承體，從該黏貼室將該層積體搬運至該重疊室的第1機器人臂；及將已被搬運至該重疊室的該層積體從第1機器人臂直接接收，再將該層積體從該重疊室搬出到外部之第2機器人臂；前述重疊室係具備有：可朝上下方向移動之支承銷；用來保持自該支承銷所傳遞的前述支承體之保持構件；及設在前述重疊室的下部之加熱部。
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