JP2014017455A - 積層体形成方法および積層体形成システム - Google Patents

Abstract

【課題】新たな積層体形成方法を提供する。
【解決手段】本発明に係る積層体形成方法は、基板４１をスピンナー５２に搬入する第一搬入工程と、接着剤を塗布する接着剤塗布工程と、基板４１をベークプレート５１に搬入する第二搬入工程と、接着層形成工程と、基板４１を貼付部７に搬入する第三搬入工程と、サポートプレート４４を貼付部７に搬入する第四搬入工程と、積層体４０を形成する貼付工程と、を包含する。
【選択図】図１

Description

本発明は、基板および支持体を、接着層を介して貼り合わせて積層体を形成する積層体形成方法および積層体形成システムに関する。

携帯電話、デジタルＡＶ機器およびＩＣカード等の高機能化に伴い、搭載される半導体シリコンチップ（以下、チップ）を小型化および薄板化することによって、パッケージ内にチップを高集積化する要求が高まっている。パッケージ内のチップの高集積化を実現するためには、チップの厚さを２５〜１５０μｍの範囲にまで薄くする必要がある。

しかしながら、チップのベースとなる半導体ウエハ（以下、ウエハ）は、研削することにより薄化され、その強度は弱くなり、ウエハにクラックまたは反りが生じやすくなる。また、薄板化することによって強度が弱くなったウエハを自動搬送することは困難であるため、人手によって搬送しなければならず、その取り扱いが煩雑であった。

そのため、研削するウエハにサポートプレートと呼ばれる、ガラスまたは硬質プラスチック等からなるプレートを貼り合わせることによって、ウエハの強度を保持し、クラックの発生およびウエハの反りを防止するウエハサポートシステムが開発されている。ウエハサポートシステムによりウエハの強度を維持することができるため、薄板化した半導体ウエハの搬送を自動化することができる。

ウエハとサポートプレートとは、粘着テープ、熱可塑性樹脂および接着剤等を用いて貼り合わせられている。サポートプレートが貼り付けられたウエハを薄板化した後、ウエハをダイシングする前にサポートプレートを基板から剥離する。

ここで、ウエハにサポートプレートを貼り合わせるとき、まず、重ね合わせ装置を用いてウエハとサポートプレートとを位置合わせを行った状態で重ね合わせてから、重ね合わせたウエハおよびサポートプレートを貼付装置に搬送して貼り合わせる技術が特許文献１，２に記載されている。

特開２００８−１８２１２７号公報（２００８年８月７日公開） 特開２０１２−０５９７５８号公報（２０１２年９月１７日公開）

ウエハおよびサポートプレートを貼り合わせて積層体を形成する方法については、より効率的な方法が求められている。

本発明は、新たな積層体形成方法および積層体形成システムを提供することを主たる目的とする。

上記の課題を解決するために、本発明に係る積層体形成方法は、搬送装置が基板を塗布装置に搬入する第一搬入工程と、上記塗布装置が上記基板上に接着剤を塗布する接着剤塗布工程と、上記搬送装置が上記接着剤が塗布された上記基板を加熱装置に搬入する第二搬入工程と、上記加熱装置が上記接着剤が塗布された上記基板を加熱して上記基板上に接着層を形成する接着層形成工程と、上記搬送装置が上記接着層が形成された上記基板を貼付装置に搬入する第三搬入工程と、上記搬送装置が支持体を上記貼付装置に搬入する第四搬入工程と、上記貼付装置が搬入された上記基板および上記支持体を、上記接着層を介して貼り合わせて積層体を形成する貼付工程と、を包含することを特徴とする。

また、本発明に係る積層体形成システムは、基板上に接着剤を塗布する塗布装置と、上記接着剤が塗布された上記基板を加熱して上記基板上に接着層を形成する加熱装置と、上記基板および支持体を、上記接着層を介して貼り合わせて積層体を形成する貼付装置と、上記積層体の厚み分布を測定する厚み分布測定装置と、を備えていることを特徴とする。

本発明によれば、新たな積層体形成方法および積層体形成システムを提供することができる。

一実施形態における積層体形成システムの全体の構成を示す図である。 一実施形態における積層体形成方法を示すフローチャートである。 一実施形態における積層体の形成方法を模式的に示す図である。 一実施形態における保持部の構成を模式的に示す上面図である。 一実施形態における貼り合わせユニットの構成を示す図である。

以下、本発明の実施の形態について、詳細に説明する。図３は、一実施形態における積層体の形成方法を模式的に示す図である。まず、図３の（ａ）に示すように、基板４１を準備し、図３の（ｂ）に示すように、基板４１上に接着層４２を形成する。次に、図３の（ｃ）に示すように、表面に分離層４３が形成されているサポートプレート（支持体）４４を準備する。そして、図３の（ｄ）に示すように、基板４１と、サポートプレート４４とを、接着層４２を介して貼り合わせることにより、サポートプレート４４、分離層４３、接着層４２および基板４１がこの順番に積層された積層体４０を形成する。

〔積層体〕
積層体４０は、基板４１と、基板４１を支持するサポートプレート４４とが、接着層４２を介して積層されたものである。サポートプレート４４の基板４１側には、光を照射することにより変質する分離層４３が設けられており、分離層４３は接着層４２と接着している。

（基板）
基板４１は、サポートプレート４４に支持された積層体４０の状態で、薄化、実装等のプロセスに供されるものである。基板４１としては、ウエハ基板に限定されず、薄いフィルム基板、フレキシブル基板等の任意の基板を使用することができる。また、図３の（ｂ）に示すように、基板４１の表面上には接着層４２が形成される。基板４１における接着層４２側の面に、電子回路等の微細構造が形成されていてもよい。

（接着層）
接着層４２は、基板４１とサポートプレート４４とを貼り合わせるものであり、基板４１に接着剤を塗布し、ベークすることにより形成される。

接着層４２を形成する接着剤としては、加熱することによって熱流動性が向上する熱可塑性の接着材料であれば、特に限定されない。熱可塑性の接着材料としては、例えば、アクリル系樹脂、スチレン系樹脂、マレイミド系樹脂、炭化水素系樹脂、エラストマー等が挙げられる。

接着層４２の厚さは、貼り合わせの対象となる基板４１およびサポートプレート４４の種類、接着後に施される基板４１に施される処理等に応じて適宜設定することが可能であるが、例えば基板表面に電子回路等の微細構造が形成され、基板表面に段差が生じている場合、接着層４２の厚さは、当該段差のおよそ１．１倍〜２．５倍の範囲内であることが好ましい。

（その他の成分）
本実施形態で基板４１に塗布する接着剤は、本質的な特性を損なわない範囲において、混和性のある他の物質をさらに含んでいてもよい。例えば、接着剤の性能を改良するための付加的樹脂、可塑剤、接着補助剤、安定剤、着色剤、熱重合禁止剤および界面活性剤等、慣用されている各種添加剤をさらに含んでいてもよい。

（支持体）
サポートプレート４４は、基板４１を支持する支持体であり、接着層４２を介して基板４１に貼り付けられる。そのため、本発明に係る支持体は、基板の薄化、搬送、実装等のプロセス時に、基板の破損または変形を防ぐために必要な強度を有していればよく、より軽量であることが望ましい。以上の観点から、支持体は、ガラス、シリコン、アクリル系樹脂、セラミック等で構成されていることが好ましい。

（分離層）
分離層４３は、サポートプレート４４を介して照射される光を吸収することによって変質する。分離層４３に光等を照射して、分離層４３を変質させることによって、サポートプレート４４と基板４１とを容易に分離することができる。この場合、サポートプレート４４は厚さ方向に貫通する孔が設けられていないものを用いることが好ましい。

分離層に照射する光としては、分離層が吸収可能な波長に応じて、例えば、ＹＡＧレーザ、リビーレーザ、ガラスレーザ、ＹＶＯ_４レーザ、ＬＤレーザ、ファイバーレーザー等の固体レーザ、色素レーザ等の液体レーザ、ＣＯ_２レーザ、エキシマレーザ、Ａｒレーザ、Ｈｅ−Ｎｅレーザ等の気体レーザ、半導体レーザ、自由電子レーザ等のレーザ光、または、非レーザ光を適宜用いればよい。分離層に吸収されるべき光の波長としては、これに限定されるものではないが、例えば、６００ｎｍ以下の波長の光であり得る。

分離層は、例えば光等によって分解される光吸収剤を含んでいてもよい。光吸収剤としては、例えば、グラファイト粉、鉄、アルミニウム、銅、ニッケル、コバルト、マンガン、クロム、亜鉛、テルルなどの微粒子金属粉末、黒色酸化チタンなどの金属酸化物粉末、カーボンブラック、または芳香族ジアミノ系金属錯体、脂肪族ジアミン系金属錯体、芳香族ジチオール系金属錯体、メルカプトフェノール系金属錯体、スクアリリウム系化合物、シアニン系色素、メチン系色素、ナフトキノン系色素、アントラキノン系色素などの染料もしくは顔料を用いることができる。このような分離層は、例えば、バインダー樹脂と混合して、支持体上に塗布することによって形成することができる。また、光吸収基を有する樹脂を分離層として用いることもできる。

また、分離層として、プラズマＣＶＤ法により形成した無機膜または有機膜を用いてもよい。無機膜としては、例えば、金属膜を用いることができる。また、有機膜としては、フルオロカーボン膜を用いることができる。このような反応膜は、例えば、支持体上にプラズマＣＶＤ法により形成することができる。

〔積層体形成システム〕
以下、本実施形態に係る積層体形成システム１により、基板４１およびサポートプレート４４を、接着層４２を介して貼り合わせて積層体４０を形成することについて、図１を用いて説明する。図１は、一実施形態における積層体形成システムの全体の構成を示す図である。

図１に示すように、積層体形成システム１は、基板４１上に接着剤を塗布するスピンナー（塗布装置）５２と、接着剤が塗布された基板４１を加熱して基板４１上に接着層４２を形成するベークプレート（加熱装置）５１と、基板４１およびサポートプレート４４を、接着層４２を介して貼り合わせて積層体４０を形成する貼付部（貼付装置）７と、積層体４０の厚み分布を測定する厚み分布測定装置５７とを備えている。積層体形成システム１は、キャリアステーション（格納部）５０と、冷却部５６と、第一搬送手段４と、第二搬送手段５４と、洗浄装置５３とをさらに備えている。

また、図１に示すように、積層体形成システム１は、保持部３および重ね合わせ部６を備えていてもよい。

（塗布装置）
スピンナー（塗布装置）５２は、基板上に接着剤を塗布するためのものである。本実施形態においては、第二搬送手段５４が基板４１をスピンナー５２に搬入し、載置する。そして、スピンナー５２は、基板４１を例えば３０００ｒｐｍで回転させながら基板４１上に接着剤をスピン塗布する。なお、基板４１への接着剤の塗布方法としては、特に限定されず、例えば、スピンコート、ディッピング、ローラーブレード、スプレー塗布、スリット塗布等の方法が挙げられる。また、基板４１の回転速度も特に限定されず、接着剤の種類、基板４１の大きさ等に応じて適宜設定すればよい。

また、塗布装置は、基板上に接着剤を塗布する際に、基板の端面または裏面に付着した接着剤を洗浄する洗浄液を塗布する洗浄手段を備えていてもよい。接着剤を洗浄する洗浄装置を別途設けることなく、また、基板上に接着剤を塗布しながら基板の端面または裏面を洗浄することができる。よって、本発明に係る積層体形成システムを省スペース化することができ、積層体の形成時間を短縮することができる。

（加熱装置）
ベークプレート（加熱装置）５１は、塗布装置により接着剤が塗布された基板を加熱し、基板上に接着層を形成するものである。本実施形態においては、スピンナー５２により基板４１上に接着剤を塗布した後に、基板４１をベークプレート５１に載置し、接着剤をベークする。ベークプレート５１に熱源を取り付ける、または天板に熱源を取り付けることにより、接着剤をベークすることができる。熱源の例としては、温水ヒータ、温風ヒータ、赤外線ヒータ、電熱ヒータ等が挙げられる。

（貼付装置）
貼付部（貼付装置）７は、基板および支持体を、接着層を介して貼り合わせて積層体を形成するものである。本実施形態では、図５に示すように、基板４１およびサポートプレート４４を、重ね合わせ部６にて接着層４２を介して重ね合わせた後、貼付部７にて基板４１およびサポートプレート４４を押圧しながら接着層４２を加熱する。例えば、貼付部７内の上下にプレスプレートを設け、この上下のプレスプレート間に、重ね合わせた基板４１およびサポートプレート４４を載置し、押圧すればよい。これにより、図３の（ｄ）に示すような積層体４０を形成することができる。

（重ね合わせ部）
重ね合わせ部６は、基板４１およびサポートプレート４４を、接着層４２を介して重ね合わせるためのものである。例えば、一実施形態において、図５に示すように、基板４１とサポートプレート４４との相対位置を、位置調整部２２を用いて調整した後に、基板４１とサポートプレート４４とを重ね合わせを行ってもよい。

一実施形態において、重ね合わせ部６および貼付部７は、貼り合わせユニット２を構成する。貼り合わせユニット２は、一つの処理室の内部を二つの処理室に仕切る壁を設けた構造とすることができる。このほかにも重ね合わせ部６および貼付部７は、重ね合わせ部６と貼付部７とがそれぞれの側面において隙間なく互いに接している構造であってもよい。重ね合わせ部６および貼付部７の境界には、重ね合わせ部６および貼付部７間で重ね合わせた基板４１およびサポートプレート４４、または積層体４０の受け渡しを行うためのゲート８が設けられている。ゲート８はシャッターによって開閉が制御されている。また、重ね合わせ部６には、貼り合わせユニット２と第一搬送手段４との間でサポートプレート４４、基板４１および積層体４０の受け渡しを行うための開閉可能な受け渡し窓９が設けられている。重ね合わせ部６および貼付部７にはそれぞれ、公知の減圧手段が設けられており（図示せず）、各室の内部圧の状態を独立に制御することができる。

貼付部７が減圧可能な構成であるため、減圧雰囲気下において基板４１とサポートプレート４４とを接着層４２を介して貼り合わせることができる。減圧雰囲気下において接着層４２に基板４１を圧着させることによって、基板４１表面の凹凸パターンの窪みに空気が存在しない状態において、接着層４２を当該窪みに入り込ませることができるため、接着層４２と基板４１との間の気泡の発生をより確実に防止することが可能である。

ゲート８は、シャッターが開いた状態で、重ね合わせた基板４１およびサポートプレート４４を重ね合わせ部６から貼付部７に移動させることができるように、また、積層体４０を貼付部７から重ね合わせ部６に移動させることができるように形成されている。重ね合わせ部６および貼付部７の何れも減圧させた状態でシャッターを開けることにより、重ね合わせた基板４１およびサポートプレート４４を重ね合わせ部６から貼付部７に減圧下で移動させることができる構造となっている。

貼り合わせユニット２にはさらにゲート８を介して重ね合わせ部６および貼付部７間で積層体４０の受け渡しを行う内部搬送手段（図５中の１０）が設けられている。

図５は、内部搬送手段１０を含めた貼り合わせユニット２の内部構成を上方から見た構成図である。内部搬送手段１０は、積層体４０等を重ね合わせ部６と貼付部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。本実施形態では、図５に示すように、内部搬送手段１０は、内部搬送アーム１１およびアーム旋回軸１２によって構成されている。内部搬送手段１０は、積層体４０をその下面から支持することができる内部搬送アーム１１のアーム旋回軸１２を回転中心とした回動によって、積層体４０を移動させる機構となっている。詳しくは後述するが、本実施形態では、回動の旋回軸が共通する２つの内部搬送手段１０が設けられている。アーム旋回軸１２は重ね合わせ部６側に設けられているが、貼付部７側に設けられた構成であってもよい。重ね合わせ部６と第一搬送手段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５中、「Ｂ」で示す二点鎖線は、内部搬送アーム１１の待機位置を表しており、「Ｃ」で示す二点鎖線は、内部搬送アーム１１の貼付部７での位置（貼付部受け渡し位置）を表している。

内部搬送アーム１１の回動速度は状況に応じた速度を設定することができる。そのため、内部搬送アーム１１が積層体４０を保持しているときには、内部搬送アーム１１を低速で回動させることができ、積層体４０を保持していないときには、内部搬送アーム１１を高速で回動させることができる。また、内部搬送アーム１１の回動の立ち上がりと停止とがスムーズになるように加減速を制御することができる。

図５に示すように、ゲート８は、シャッターが開いた状態において、回動する内部搬送アーム１１がゲート８を通過して積層体４０を貼付部受け渡し位置Ｃにまで運べるような幅の開口となっている。ゲート８の開閉には従来公知の手段を用いることができ、例えばゲートバルブ構造を適用することができる。

（厚み分布測定装置）
厚み分布測定装置５７は、積層体の厚み分布を測定するためのものである。積層体４０の厚み分布とは、積層体４０の厚みの、積層体４０の上面（サポートプレート４４または基板４１の上面）における面内分布を示す。厚み分布測定装置５７は、物体の厚み分布を測定し得るものであれば特に限定されず、公知の装置を用いることができるが、例えば、触針式変位計、レーザー変位計等の装置を用いることにより好適に積層体の厚み分布を測定することができる。

積層体形成後における基板の薄化、実装等のプロセスを考慮すると、積層体の厚み分布の値は小さいことが好ましく、製品品質の管理のために、積層体の厚み分布を測定することが好ましい。本実施形態では、積層体形成システム１が厚み分布測定装置５７を備えることにより、積層体形成のプロセス中に積層体４０の厚み分布を測定することができ、効率的である。また、積層体４０の厚み情報は、例えば、積層体４０の異常の検出に有用である。

また、本実施形態において、厚み分布測定装置５７は、基板４１との貼り付け前のサポートプレート４４の厚み分布を測定する。積層体４０の厚み分布は、サポートプレート４４の厚み分布によっても左右されるため、予めサポートプレート４４の厚み分布を測定することにより、積層体４０の異常が何に起因するのかを知ることができる。また、サポートプレート４４の厚み情報は、例えば、サポートプレート４４の異常の検出に有用である。

（格納部）
キャリアステーション（格納部）５０は、基板および支持体を格納している。また、本実施形態において、キャリアステーション５０を介して、基板４１、サポートプレート４４を積層体形成システム１に投入することができる。また、貼付部７にて形成した積層体４０を、キャリアステーション５０を介して、積層体形成システム１から取り出すことができる。

（保持部）
保持部３は基板４１およびサポートプレート４４のアライメントをするためのものである。図４は、保持部３の概略の構成を示す図である。図４に示すように、保持部３は、撮像部１７ａ、１７ｂおよび中心位置検出部１９を備えており、重ね合わされる前の基板４１またはサポートプレート４４を保持するようになっている（なお、図４ではサポートプレート４４を保持している場合について示す。）。

撮像部１７ａ、１７ｂは、保持部３に保持された基板４１またはサポートプレート４４の互いに異なる端面（第一の端面、第二の端面）を含む領域１８ａ、１８ｂをそれぞれ撮像するようになっている。領域１８ａ、１８ｂは、例えば、保持部３に保持された基板４１またはサポートプレート４４の凡そ対角線上に設定されていることが好ましい。撮像部１７ａ、１７ｂは、例えば、ＣＣＤカメラであり得る。

中心位置検出部１９は、撮像部１７ａ、１７ｂが撮像した複数の画像に基づいて、保持部３に保持された基板４１またはサポートプレート４４の中心位置を検出する。中心位置検出部１９は、円板の端面の画像に基づいて、仮想円を算出し、中心位置を検出するようになっていればよい。端面の画像に基づく中心位置の検出技術は、公知の画像処理を用いればよく、特に限定されない。

基板４１またはサポートプレート４４は、保持部３において中心位置を検出した後、第一搬送手段４により、重ね合わせ部６に搬送される。そして、重ね合わせ部６において、重ね合わせの前に、位置調整部２２によって、保持部３において検出した互いの中心位置が重なるように位置が調整される。

（冷却部）
冷却部５６は基板を冷却することにより、基板の温度調節を行う冷却板と、基板の位置を調整する位置調整装置とを備えている。本実施形態においては、冷却部５６を挟んで、第一搬送手段４と第二搬送手段５４とが基板４１の受け渡しを行っている。

基板４１または積層体４０を冷却板に載置することで、冷却することができる。また、冷却時に位置調整装置を用いて、基板４１のアライメントを行うことができる。よって、積層体形成システム１を省スペース化することができるとともに、積層体の形成時間を短縮することができる。

さらに、冷却部５６は接着層４２を形成した後の基板４１および積層体４０を自然冷却するための冷却エリアを有している。冷却エリアは、基板４１および積層体４０の熱を効率よく逃がすことができる構成であればよい。例えば、冷却エリアには、基板４１および積層体４０を支持するための支持点が形成されており、基板４１および積層体４０の面の内周部を三点〜十点において支持点に支持させることにより、基板４１および積層体４０全体の熱を効率よく逃がすことができる。

（第一搬送手段、搬送装置）
第一搬送手段（搬送装置）４は、キャリアステーション５０、貼り合わせユニット２、冷却部５６および厚み分布測定装置５７の間で基板を搬送する。また、第一搬送手段４は、図１における矢印方向に、第一搬送手段走行路５内を移動する。第一搬送手段４は、必要な処理が終了した後に次の処理を行うために、基板４１、サポートプレート４４および積層体４０をそれぞれ所望の位置まで搬送する。

（第二搬送手段、搬送装置）
第二搬送手段（搬送装置）５４は、冷却部５６、ベークプレート５１、スピンナー５２、および洗浄装置５３の間で基板４１を搬送する。また、第二搬送手段５４は、図１における矢印方向に、第二搬送手段走行路５５内を移動する。第二搬送手段５４は、必要な処理が終了した後に次の処理を行うために、基板４１をそれぞれ所望の位置まで搬送する。

（洗浄装置）
洗浄装置は、接着剤を塗布した基板を洗浄するためのものである。本実施形態において、洗浄装置５３は、基板４１上に接着剤を塗布した後に、基板４１の端面または裏面に付着した接着剤を洗浄する。洗浄方法としては、例えば、端面または裏面に接着剤が付着した基板４１を３０００ｒｐｍで回転させながら、洗浄液を端面または裏面に塗布すればよい。

洗浄液としては、接着剤を溶解させることができれば限定されず、例えば、ヘキサン、ヘプタン、オクタン、ノナン、メチルオクタン、デカン、ウンデカン、ドデカン、トリデカン等の直鎖状の炭化水素、炭素数３から１５の分岐状の炭化水素、ｐ−メンタン、ｏ−メンタン、ｍ−メンタン、ジフェニルメンタン、１，４−テルピン、１，８−テルピン、ボルナン、ノルボルナン、ピナン、ツジャン、カラン、ロンギホレン、ゲラニオール、ネロール、リナロール、シトラール、シトロネロール、メントール、イソメントール、ネオメントール、α−テルピネオール、β−テルピネオール、γ−テルピネオール、テルピネン−１−オール、テルピネン−４−オール、ジヒドロターピニルアセテート、１，４−シネオール、１，８−シネオール、ボルネオール、カルボン、ヨノン、ツヨン、カンファー、ｄ−リモネン、ｌ−リモネン、ジペンテン等のテルペン系溶剤；γ−ブチロラクトン等のラクトン類；アセトン、メチルエチルケトン、シクロヘキサノン（ＣＨ）、メチル−ｎ−ペンチルケトン、メチルイソペンチルケトン、２−ヘプタノン等のケトン類；エチレングリコール、ジエチレングリコール、プロピレングリコール、ジプロピレングリコール等の多価アルコール類；エチレングリコールモノアセテート、ジエチレングリコールモノアセテート、プロピレングリコールモノアセテート、またはジプロピレングリコールモノアセテート等のエステル結合を有する化合物、前記多価アルコール類または前記エステル結合を有する化合物のモノメチルエーテル、モノエチルエーテル、モノプロピルエーテル、モノブチルエーテル等のモノアルキルエーテルまたはモノフェニルエーテル等のエーテル結合を有する化合物等の多価アルコール類の誘導体（これらの中では、プロピレングリコールモノメチルエーテルアセテート（ＰＧＭＥＡ）、プロピレングリコールモノメチルエーテル（ＰＧＭＥ）が好ましい）；ジオキサンのような環式エーテル類や、乳酸メチル、乳酸エチル（ＥＬ）、酢酸メチル、酢酸エチル、酢酸ブチル、メトキシブチルアセテート、ピルビン酸メチル、ピルビン酸エチル、メトキシプロピオン酸メチル、エトキシプロピオン酸エチル等のエステル類；アニソール、エチルベンジルエーテル、クレジルメチルエーテル、ジフェニルエーテル、ジベンジルエーテル、フェネトール、ブチルフェニルエーテル等の芳香族系有機溶剤等を用いることができる。

〔積層体形成方法〕
次に、図２を参照しながら、積層体形成システム１を用いて、積層体を形成する工程について順に説明する。図２は、一実施形態における積層体形成方法を示すフローチャートである。図２に示すステップＳ１〜Ｓ１０は、基板４１に関する処理を表し、ステップＳ１１〜Ｓ１３は、サポートプレート４４に関する処理を表し、ステップＳ１４〜Ｓ１７は、積層体４０に関する処理を表す。

ステップＳ１において、第一搬送手段４が基板４１をキャリアステーション５０から積層体形成システム１内に投入する。第一搬送手段４は、基板４１を支持した状態で冷却部５６まで搬送する。

ステップＳ２において、第一搬送手段４は基板４１を冷却部５６の冷却板に載置し、冷却部５６は基板４１の温度を調節する。そして、冷却部５６の位置調整装置によって、基板４１のアライメントを冷却板上で行う。アライメント終了後に、第二搬送手段５４は、基板４１を支持した状態でスピンナー５２に搬入する（第一搬入工程）。

ステップＳ３において、第二搬送手段５４は基板４１をスピンナー５２に載置し、スピンナー５２は基板４１に接着剤を塗布する（接着剤塗布工程）。ステップＳ２で基板４１のアライメントを行っているため、基板４１の表面に均等に接着剤をスピン塗布することができる。また、ステップＳ２において基板４１の温度調整を行っているので、一定の塗布条件で接着剤を塗布することができる。基板４１に接着剤を塗布した後に、スピンナー５２に設けられた洗浄手段は、基板４１の裏面を洗浄（バックリンス）する。また、必要に応じて、洗浄手段は、基板４１の端面を洗浄（エッジバックリンス）してもよい。洗浄終了後に、第二搬送手段５４は、基板４１を支持した状態でベークプレート５１に搬送する（第二搬入工程）。

ステップＳ４において、第二搬送手段５４は基板４１をベークプレート５１に載置し、熱源を用いて基板４１に塗布された接着剤をベークする。接着剤をベークすることにより、溶剤を適切に揮発させることができる。また、接着剤をベークする温度は、接着剤の種類に応じて適宜定めることができる。

ステップＳ５において、接着剤をさらにベークする。ベーク終了後に、第二搬送手段５４は、基板４１を支持した状態で冷却部５６まで搬送する。

ステップＳ６において、第二搬送手段５４は基板４１を冷却板に載置し、冷却部５６は基板４１を冷却する。そして、位置調整装置により冷却板上で基板４１のアライメントを行う。アライメント終了後に、第二搬送手段５４は、基板４１を支持した状態で洗浄装置５３に搬入する。

ステップＳ７において、第二搬送手段５４は基板４１を洗浄装置５３に載置し、洗浄装置５３は基板４１の端面をエッジバックリンスし、基板４１の裏面をバックリンスする。これにより、スピンナー５２にて接着剤を基板４１にスピン塗布した際に基板４１の端面および裏面に付着した接着剤を除去することができる。ここで、ステップＳ６において、基板４１の位置調整を行っているので、基板４１の端面（エッジ）を正確に洗浄することができる。基板４１の洗浄終了後に、第二搬送手段５４は、基板４１を支持した状態でベークプレート５１まで搬送する。

ステップＳ８において、第二搬送手段５４は基板４１をベークプレート５１に載置し、熱源を用いて基板４１に塗布されたベークする。これにより、基板４１上の接着剤が乾燥し、接着層４２が形成される（接着層形成工程）。

ステップＳ５、Ｓ７およびＳ８において、接着剤をベークする温度をそれぞれｔ_１、ｔ_２、ｔ_３（℃）とすると、ｔ_１＜ｔ_２＜ｔ_３（ただし、ｔ_１≧６０（℃）およびｔ_３≦２５０（℃）であることが好ましい。）を満たし、接着剤をベークする温度を段階的に上げることが好ましい。接着剤の塗布が終了した直後に高温でベークすると、接着剤の収縮による基板の反り、接着剤表面のシワ、接着剤の発泡等の不具合が発生しやすく、均一な接着層を形成できないおそれがあるが、ベーク温度を段階的に上げることにより均一な接着層を形成することができる。

接着層４２の形成後に、第二搬送手段５４は、基板４１を支持した状態で冷却部５６まで搬送する。

ステップＳ９において、第二搬送手段５４は基板４１を冷却エリアの支持点に支持させ、冷却部５６は基板４１を自然冷却する。自然冷却後に、第一搬送手段４は、基板４１を支持した状態で保持部３まで搬入する。

ステップＳ１０において、第一搬送手段４は基板４１を保持部３に搬入し、載置する。保持部３は、基板４１のアライメントを行う。アライメント後に、第一搬送手段４は、基板４１を支持した状態で重ね合わせ部６に搬入する（第三搬入工程）。

また、基板４１に関する上記ステップＳ１〜Ｓ１０の前、終了後、または並行して、サポートプレート４４に関するステップＳ１１〜１３を行う。まず、ステップＳ１１において、第一搬送手段４がサポートプレート４４をキャリアステーション５０から積層体形成システム１内に投入する。第一搬送手段４は、サポートプレート４４を支持した状態で厚み分布測定装置５７に搬入する。

ステップＳ１２において、第一搬送手段４は、サポートプレート４４を厚み分布測定装置５７に載置し、厚み分布測定装置５７は、サポートプレート４４の厚み分布を測定する（支持体厚み分布測定工程）。厚み分布を測定した後に、第一搬送手段４はサポートプレート４４を支持した状態で保持部３まで搬入する。サポートプレート４４を基板４１に貼り合わせる前に、サポートプレート４４の厚み分布の測定を行うことにより、サポートプレート４４の異常を検出することができる。

ステップＳ１３において、第一搬送手段４は、サポートプレート４４を保持部３に搬入し、載置する。そして、保持部３はサポートプレート４４をアライメントする。アライメントした後に、第一搬送手段４は、サポートプレート４４を支持した状態で重ね合わせ部６に搬入する（第四搬入工程）。

サポートプレート４４に分離層４３が形成されている場合には、第一搬送手段４は、分離層４３がサポートプレート４４よりも鉛直上方に位置するようにしてサポートプレート４４を搬送してから、サポートプレート４４の上下を反転させて、重ね合わせ部６に搬送することが好ましい。重ね合わせ部６に搬入する前まで、分離層４３が形成されていないサポートプレート４４の裏面を第一搬送手段４が支持することにより、分離層４３と第一搬送手段４とが接触する時間を短くして、第一搬送手段４によって分離層４３が汚染または損傷されることを抑制することができる。

第一搬送手段４は、サポートプレート４４が分離層４３よりも鉛直上方に位置するようにしてサポートプレート４４を重ね合わせ部６に搬送する。そして、第三搬入工程にて第一搬送手段４が重ね合わせ部６に搬送した基板４１とサポートプレート４４とを、分離層４３と接着層４２とが対面した状態で重ね合わせる。

基板４１およびサポートプレート４４の重ね合わせは、重ね合わせ部６内の位置調整部２２を用いて基板４１とサポートプレート４４との相対位置を調整してから行ってもよい。これにより、基板４１およびサポートプレート４４の中心位置がずれることなく、これらの中心位置を重ね合わせることができる。

内部搬送アーム１１は、重ね合わせた基板４１およびサポートプレート４４を支持し多状態で、貼付部７に搬入する。

ステップＳ１４において、貼付部７は、重ね合わせた基板４１およびサポートプレート４４を、接着層４２を介して貼り合わせる（貼付工程）。このとき、プレスプレートで、基板４１およびサポートプレート４４を押圧しながら、接着層４２を形成する熱可塑性材料をガラス転移点以上の温度になるまで加熱する。接着層４２の熱流動性が向上し、容易に変形するようになるため、積層体４０を形成することができる。

積層体４０の形成後、第一搬送手段４は、積層体４０を支持した状態で冷却部５６に搬送する。ステップＳ１５において、第一搬送手段４は、積層体４０を冷却エリアの支持点に支持させ、冷却部５６は積層体４０を自然冷却する。自然冷却することにより、積層体４０の反りを低減することができる。また、自然冷却以外に基板４１内に温度分布が生じないようにゆるやかに強制排気を行うことによって、より短時間で冷却が完了する。冷却が終了した後に、第一搬送手段４は積層体４０を支持した状態で厚み分布測定装置５７に搬入する（第五搬入工程）。

ステップＳ１６において、厚み分布測定装置５７に搬入された積層体４０の厚み分布を測定する（積層体厚み分布測定工程）。ステップＳ１５にて積層体４０を自然冷却しているため、室温における積層体の厚み分布を測定することができる。

積層体４０の厚み分布を測定することによって、積層体４０の品質を確認することができる。また、ステップＳ１２にて、サポートプレート４４の厚み分布測定しているため、サポートプレート４４の厚み分布と積層体４０の厚み分布とを比較することにより、積層体４０における凹凸が、サポートプレート４４または接着層４２の何れに起因するものであるかを知ることができる。

また、基板４１またはサポートプレート４４に品番等を設けることにより、積層体毎の貼付精度を管理することができ、また、積層体形成処理にフィードバックすることができる。

ステップＳ１７において、積層体４０の厚み分布の測定終了後に、第一搬送手段４は、厚み分布測定装置５７からキャリアステーション５０に積層体４０を搬送する。そして、積層体４０をキャリアステーション５０から取り出す。

よって、ステップＳ１〜１７のステップにより、基板４１およびサポートプレート４４を、接着層４２を介して貼り合わせた積層体４０を形成することができる。

また、上述した二つの搬送手段（第一搬送手段４、第二搬送手段５４）を使い分けて搬送を行うことにより、積層体形成システム１を構成する多数の装置を図１に示すようにコンパクトに配置したとしても、装置間での基板４１、サポートプレート４４および積層体４０の受け渡しを首尾よく行うことができ、積層体４０を効率的に形成することができる。

キャリアステーション５０から取り出された基板４１は、サポートプレート４４に支持された積層体４０の状態で、薄化、実装等のプロセスに供される。そして、プロセス終了後に、サポートプレート４４を介して光を分離層４３に照射し、分離層４３を変質させることにより、サポートプレート４４と基板４１とを容易に分離することができる。

本発明は上述した各実施形態に限定されるものではなく、請求項に示した範囲で種々の変更が可能であり、異なる実施形態にそれぞれ開示された技術的手段を適宜組み合わせて得られる実施形態についても本発明の技術的範囲に含まれる。

本発明は、例えば、半導体ウエハの製造工程において好適に利用することができる。

１ 積層体形成システム
２ 貼り合わせユニット
３ 保持部
４ 第一搬送手段（搬送装置）
５ 第一搬送手段走行路
６ 重ね合わせ部（貼付装置）
７ 貼付部（貼付装置）
８ ゲート
９ 受け渡し窓
１０ 内部搬送手段
１１ 内部搬送アーム
１２ アーム旋回軸
１７ａ、１７ｂ 撮像部
１８ａ、１８ｂ 撮像領域
１９ 中心位置検出部
２２ 位置調整部
４０ 積層体
４１ 基板
４２ 接着層
４３ 分離層
４４ サポートプレート（支持体）
５０ キャリアステーション（格納部）
５１ ベークプレート（加熱装置）
５２ スピンナー（塗布装置）
５３ 洗浄装置
５４ 第二搬送手段（搬送装置）
５５ 第二搬送手段走行路
５６ 冷却部
５７ 厚み分布測定装置

Claims (10)

1. 搬送装置が基板を塗布装置に搬入する第一搬入工程と、
   上記塗布装置が上記基板上に接着剤を塗布する接着剤塗布工程と、
   上記搬送装置が上記接着剤が塗布された上記基板を加熱装置に搬入する第二搬入工程と、
   上記加熱装置が上記接着剤が塗布された上記基板を加熱して上記基板上に接着層を形成する接着層形成工程と、
   上記搬送装置が上記接着層が形成された上記基板を貼付装置に搬入する第三搬入工程と、
   上記搬送装置が支持体を上記貼付装置に搬入する第四搬入工程と、
   上記貼付装置が搬入された上記基板および上記支持体を、上記接着層を介して貼り合わせて積層体を形成する貼付工程と、を包含することを特徴とする積層体形成方法。
2. 上記搬送装置が上記積層体を厚み分布測定装置に搬入する第五搬入工程と、
   上記厚み分布測定装置が上記積層体の厚み分布を測定する積層体厚み分布測定工程と、をさらに包含することを特徴とする請求項１に記載の積層体形成方法。
3. 上記厚み分布測定装置が上記支持体の厚み分布を測定する支持体厚み分布測定工程をさらに包含しており、
   上記第四搬入工程では、上記搬送装置は、上記支持体厚み分布測定工程において厚み分布が測定された上記支持体を、上記貼付装置に搬入することを特徴とする請求項２に記載の積層体形成方法。
4. 上記支持体には、光を吸収することによって変質するようになっている分離層が積層されており、
   上記第四搬入工程では、上記搬送装置は、上記分離層が上記支持体よりも鉛直上方に位置するようにして上記支持体を搬送してから、上記支持体の上下を反転させて、上記貼付装置に搬入することを特徴とする請求項１〜３の何れか一項に記載の積層体形成方法。
5. 上記搬送装置は、上記基板を格納する格納部、上記貼付装置、および上記基板の温度を調整する冷却部の間で上記基板を搬送する第一搬送手段、ならびに、上記冷却部、上記塗布装置、および上記加熱装置の間で上記基板を搬送する第二搬送手段を備えており、
   上記第一搬入工程では、上記第一搬送手段が上記格納部から上記冷却部へ上記基板を搬送した後、上記第二搬送手段が上記冷却部から上記塗布装置へ上記基板を搬送し、
   上記第三搬入工程では、上記第二搬送手段が上記加熱装置から上記冷却部へ上記基板を搬送した後、上記第一搬送手段が上記冷却部から上記貼付装置へ上記基板を搬送することを特徴とする請求項１〜４の何れか一項に記載の積層体形成方法。
6. 上記第一搬入工程では、上記冷却部が上記基板の位置を調整することを特徴とする請求項５に記載の積層体形成方法。
7. 上記接着層形成工程では、
   上記加熱装置が上記接着剤が塗布された上記基板を加熱した後、
   上記第二搬送手段が上記冷却部に上記基板を搬入し、
   上記冷却部が上記基板の位置を調整した後に、
   上記第二搬送手段が上記基板を洗浄する洗浄装置に上記基板を搬入することを特徴とする請求項５または６に記載の積層体形成方法。
8. 基板上に接着剤を塗布する塗布装置と、
   上記接着剤が塗布された上記基板を加熱して上記基板上に接着層を形成する加熱装置と、
   上記基板および支持体を、上記接着層を介して貼り合わせて積層体を形成する貼付装置と、
   上記積層体の厚み分布を測定する厚み分布測定装置と、を備えていることを特徴とする積層体形成システム。
9. 上記基板を格納する格納部と、
   上記基板の温度を調整する冷却部と、
   上記基板を格納する格納部、上記貼付装置、および上記基板の温度を調整する冷却部の間で上記基板を搬送する第一搬送手段と、
   上記冷却部、上記塗布装置、および上記加熱装置の間で上記基板を搬送する第二搬送手段と、をさらに備えていることを特徴とする請求項８に記載の積層体形成システム。
10. 上記冷却部が、上記基板の温度を調整する冷却板と、上記冷却板上で上記基板の位置を調整する位置調整装置と、を備えていることを特徴とする請求項９に記載の積層体形成システム。

Images