專利名稱：基片接合方法和設(shè)備的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種在兩張基片之間放入膠粘片接合它們的方法和設(shè)備。
背景技術(shù)：
在傳統(tǒng)半導(dǎo)體晶片或圓片(以下簡(jiǎn)稱“晶片”)，有許多元件形成在晶片上，晶片的背面用背研磨工藝磨削。之后，合成的晶片用切削工藝切開(kāi)成每一元件。雖然，最新趨勢(shì)，磨薄的晶片薄到從50μm到100μm(微米)，或甚至約25μm以符合高密度包裝的要求。
用背研磨工藝制成更薄的晶片，不僅易脆，還具有撓曲變形；因此，手工操作性變得相當(dāng)差。
考慮到這些缺點(diǎn)，已提出實(shí)施一種方法，即因接合一晶片和一玻璃片或類似的連同它們之間的膠粘片以加強(qiáng)晶片的方法。
更明確地講，先把具有膠粘帶的晶片(膠粘帶粘附在晶片的上表面)，安裝和固定在一夾持臺(tái)上。在高于晶片的一位置，由玻璃板形成的基底或類似物(本發(fā)明中稱基片)，以傾斜位置被閉鎖和夾持在基底支承部件的上端。接著，壓輥以傾斜位置在支承基片的表面上移動(dòng)，此外，基片支承件按照壓輥的運(yùn)動(dòng)而向下移動(dòng)，因此，基片和半導(dǎo)體晶片接合在一起(JP-A-2000-349136)。
在上述傳統(tǒng)基片接合設(shè)備中，因?yàn)榘延糜诩訌?qiáng)的基片閉鎖和夾持在圍繞晶片的圓柱形基片支承件的上端，加強(qiáng)基片不可避免地具有較大于晶片的直徑。由于該原因，基片的外圓周局部地從晶片外圓周伸出，晶片通過(guò)接合基片而加強(qiáng)?；耐怀觯恋K晶片的連續(xù)工藝，使設(shè)備變得體積龐大。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明是考慮到上述情況而予以設(shè)計(jì)的，本發(fā)明的主要目標(biāo)是提供一種基片接合方法和基片接合設(shè)備，能夠把基片例如半導(dǎo)體晶片接合到加強(qiáng)基片上，加強(qiáng)基片等于或小于基片(半導(dǎo)體晶片)的直徑，并使設(shè)備小型化。
為了完成此目標(biāo)，本發(fā)明使用下述構(gòu)形。
基片接合方法，用于兩件基片連同放置在兩基片之間的膠粘片彼此接合，包括下述步驟依據(jù)夾持裝置將第二基片夾持在眾多點(diǎn)上的步驟，使第二基片對(duì)著固定在一預(yù)定位置上的第一基片，而接合輥輪在第二基片表面上移動(dòng)，因此，這些基片通過(guò)膠粘片而彼此接合，膠粘片已經(jīng)預(yù)先粘附在基片之一上，此外，隨著接合輥輪的移動(dòng)，適當(dāng)?shù)貜慕雍陷佪喡窂街锌s回夾持裝置。
按照本發(fā)明的基片接合方法，依靠夾持裝置有可能連續(xù)地移動(dòng)接合輥輪而不受妨礙，當(dāng)接合輥輪為完成接合而靠近第二基片夾持點(diǎn)作移動(dòng)時(shí)，夾持裝置從接合輥輪路徑中縮回。最終，夾持裝置在所有夾持位置上，從接合輥輪路徑中縮回。這使得待夾持和接合的第二基片具有等于或較小于第一基片直徑成為可能，可接合第二基片而不局部地從第一基片上伸出，因此，可按沒(méi)有伸出的情況下，進(jìn)行隨后的工藝，這也有助于設(shè)備的小型化。
在本發(fā)明中，夾持裝置隨著接合輥輪的運(yùn)動(dòng)而向下移動(dòng)。
按照該方法，在把第二基片接合在第一基片上的步驟中，隨著接合輥輪在第二基片表面上的運(yùn)動(dòng)，而彎曲第二基片的一端，第二基片的夾持裝置向下移動(dòng)，因此，第二基片的彎曲度是屬于可接收的范圍。這樣，就有可能把第二基片接合到第一基片上，同時(shí)，防止待接合的第二基片的過(guò)量彎曲和損壞。
也按照本發(fā)明，較佳的是對(duì)夾持裝置的向下運(yùn)動(dòng)給予適當(dāng)?shù)淖枇Α?br> 按本發(fā)明，當(dāng)夾持裝置的向下運(yùn)動(dòng)與第二基片傾斜度相適應(yīng)時(shí)，對(duì)夾持裝置向下運(yùn)動(dòng)給予阻力。這樣，由于慣性或類似的因素，要防止夾持裝置的向下移動(dòng)超過(guò)所需求的。因?yàn)?，下降運(yùn)動(dòng)伴隨著適當(dāng)?shù)淖枇Γ捎趹T性或或類似因素，擺動(dòng)將不會(huì)出現(xiàn)多于所需要的，完成第二基片的高支承精度，這對(duì)接合精度的改善是有效的。
此外，本發(fā)明中較佳的是，接合輥輪的圓周速度等于接合輥輪的接合前進(jìn)運(yùn)動(dòng)速度。
按照該方法，有可能按輥輪移動(dòng)方向移動(dòng)接合輥輪，而不將任一外加動(dòng)力施加到第二基片表面上。因此，改善這些基片的接合精度是可能的。
本發(fā)明中較佳的是，在減壓下，使第一基片和第二基片彼此接合在一起。
按該方法有可能互相接合第一基片和第二基片，同時(shí)，防止氣泡收集包含在接合表面內(nèi)，因此，有可能實(shí)施接合工藝而只出現(xiàn)少量有缺陷的產(chǎn)品。
較佳的是，第一和第二基片之一是半導(dǎo)體晶片，例如，第一和第二基片之一是不銹鋼片，另一個(gè)是半導(dǎo)體晶片。
此外，為完成上述目標(biāo)，本發(fā)明使用下述構(gòu)成。
用于兩個(gè)基片彼此接合的基片接合設(shè)備含有夾持臺(tái)，第一基片安裝和固定在此夾持臺(tái)上；夾持裝置，用于在眾多點(diǎn)上夾持第二基片，以便對(duì)著夾持臺(tái)上的第一基片；接合輥輪，在膠粘片附著在基片之一的情況下，它在第二基片表面上移動(dòng)，因此，第一基片和第二基片彼此接合；以及驅(qū)動(dòng)裝置，它按照接合輥輪的運(yùn)動(dòng)，用于從接合輥輪的路徑中縮回夾持裝置。
按照本發(fā)明的基片接合設(shè)備，當(dāng)接合輥輪在第二基片表面上移動(dòng)時(shí)，第二基片接合到第一基片上，同時(shí)，第二基片從其一端彎曲。在這種情況下，當(dāng)接合輥輪靠近被夾持的第二基片的一點(diǎn)時(shí)，夾持裝置在這一點(diǎn)上從接合輥輪的路徑中縮回，由此，接合輥輪可連續(xù)地移動(dòng)，不受到夾持裝置的妨礙。最終，所有支持點(diǎn)的夾持裝置是從接合輥輪路徑中縮回。照這樣，有可能實(shí)現(xiàn)本發(fā)明第一方法的愿望。
此外，本發(fā)明中較佳的是，驅(qū)動(dòng)裝置構(gòu)造成按接合輥輪的運(yùn)動(dòng)可向上和向下移動(dòng)夾持裝置。
按照此構(gòu)形，在第二基片和第一基片接合過(guò)程中，當(dāng)接合輥輪在第二基片表面上移動(dòng)時(shí)，第二基片從其一端彎曲，第二基片夾持裝置向上和向下移動(dòng)，以使第二基片的彎曲度屬于可接受程度。由此，有可能把第二基片接合到第一基片上，同時(shí)，防止待接合的第二基片的過(guò)度彎曲而受損。
此外，本發(fā)明中較佳的是夾持裝置是由中間閉鎖爪和一對(duì)側(cè)向閉鎖爪構(gòu)成，其中，中間閉鎖爪相對(duì)于輥輪的前進(jìn)方向，閉鎖在第二基片周邊內(nèi)的中間端邊緣，而一對(duì)側(cè)向閉鎖爪相對(duì)于輥輪的前進(jìn)方向，閉鎖在第二基片內(nèi)的右側(cè)和左側(cè)的端邊緣，中間閉鎖爪和側(cè)向閉鎖爪的至少一個(gè)被允許圍繞與輥輪前進(jìn)方向成直角交叉的一側(cè)向支點(diǎn)擺動(dòng)。
按該構(gòu)形，第二基片遭遇接合前，放置在對(duì)著第一基片的一定距離處，同時(shí)，憑靠中間閉鎖爪與右向和左向閉鎖爪將第二基片閉鎖在三個(gè)點(diǎn)上。當(dāng)接合作用開(kāi)始時(shí)，接合輥輪靠著第一基片的端部分推動(dòng)第二基片的端部分，接著，接合輥輪在第二基片表面上移動(dòng)，由此，使第二基片接合到第一基片上，且從其一端彎曲。
在這種情況下，因?yàn)橐罁?jù)接合輥輪的運(yùn)動(dòng)，使第二閉鎖爪的彎曲和變形屬于可接受程度，未經(jīng)接合的基片部分按輥輪的前進(jìn)方向傾斜上升，有關(guān)如上所述，如果允許側(cè)向閉鎖爪通過(guò)把側(cè)向閉鎖爪閉鎖到第二基片上而擺動(dòng)，同時(shí)，保持在基片圓周方向內(nèi)的大寬度，側(cè)向閉鎖爪可以擺動(dòng)，以符合基片的傾斜度。
此外，如果允許中間閉鎖爪的擺動(dòng)，當(dāng)接合輥輪靠近中間閉鎖爪時(shí)，側(cè)向閉鎖爪能擺動(dòng)或擺動(dòng)以符合基片傾斜度。
也就是說(shuō)，有可能閉鎖和支承具有傾斜度的第二基片，這是由于彎曲變形是通過(guò)接合作業(yè)而造成的，接合作業(yè)在符合傾斜度這樣的一個(gè)位置上工作的，因此，有可能防止基片在閉鎖和夾持點(diǎn)上受到破壞。
此外，在本發(fā)明中，較佳的是為中間閉鎖爪和側(cè)向閉鎖爪的轉(zhuǎn)動(dòng)給予適當(dāng)?shù)淖枇Α?br> 按照這種構(gòu)形，當(dāng)側(cè)向閉鎖爪或中間閉鎖爪符合第二基片傾斜度而擺動(dòng)時(shí)，對(duì)擺動(dòng)給予適當(dāng)?shù)淖枇?，有可能由于慣性或類似因素防止閉鎖爪的擺動(dòng)超過(guò)所需要的。因?yàn)檫m當(dāng)阻力施加到擺動(dòng)上，使得由于慣性或類似因素超過(guò)所需的擺動(dòng)不會(huì)發(fā)生，這樣就完成第二基片的高支承精度，對(duì)改進(jìn)接合精度是有效的。
在本發(fā)明中，較佳的是，夾持裝置由一個(gè)和一對(duì)吸收噴嘴所構(gòu)成，其中，一個(gè)吸收噴嘴相對(duì)于輥輪前進(jìn)方向，吸附和夾持在第二基片周邊內(nèi)的中間端邊緣側(cè)上的表面，而一對(duì)吸收噴嘴相對(duì)于輥輪前進(jìn)方向，吸附和夾持在第二基片周邊內(nèi)的右和左側(cè)端邊緣側(cè)，以及中間吸收噴嘴和側(cè)向吸收噴嘴的至少一個(gè)是向下移動(dòng)的。
接上述構(gòu)形，第二基片得以對(duì)著第一基片離開(kāi)一定距離，同時(shí)，由吸收噴嘴吸附在基片的三個(gè)點(diǎn)上。當(dāng)接合作業(yè)開(kāi)始時(shí)，接合輥輪對(duì)著第一基片的一個(gè)端部分，推動(dòng)第二基片的一個(gè)端部分，接著，接合輥輪在第二基片表面上移動(dòng)，由此，使第二基片接合在第一基片上，同時(shí)，從其一端彎曲。
在這種情況下，第二基片借助于接合輥輪的運(yùn)動(dòng)，彎曲和變形屬于可接收范圍，沒(méi)有經(jīng)過(guò)接合的基片部分，按輥輪的前進(jìn)方向傾斜上升。就此而論，如果吸收噴嘴能夠向下移動(dòng)，側(cè)向吸收噴嘴能向下移動(dòng)，這就符合基片傾斜度。
此外，當(dāng)接合輥輪靠近中間吸收噴嘴時(shí)，如果中間吸收噴嘴能向下移動(dòng)，側(cè)向吸收噴嘴可以向下移動(dòng)，這樣就符合基片傾斜度。
這就是說(shuō)，有可能吸附和夾持第二基片使其傾斜，傾斜根據(jù)接合作業(yè)是在符合傾斜度的這種形勢(shì)或位置下導(dǎo)致彎曲和變形的原因，因此有可能防止在吸附和夾持點(diǎn)上的基片受到損壞。
此外，在本發(fā)明中，較佳的是對(duì)中間閉鎖爪和側(cè)向閉鎖爪的向下移動(dòng)給予適當(dāng)?shù)淖枇Α?br> 按照上述構(gòu)形，當(dāng)側(cè)向吸收噴嘴和中間吸收噴嘴以符合第二基片對(duì)向下運(yùn)動(dòng)給予阻力，有可能由于慣性或類似的阻止吸收噴嘴的向下運(yùn)動(dòng)超過(guò)所需要的。因?yàn)檫m當(dāng)阻力施加到向下運(yùn)動(dòng)，由于慣性或類似因素使向下運(yùn)動(dòng)超過(guò)所需要的就不會(huì)發(fā)生，因此，完成了第二基片的高支承精度，對(duì)改進(jìn)接合精密度是有效的。
在本發(fā)明中，較佳的是驅(qū)動(dòng)接合輥輪的圓周速度與接合的前進(jìn)運(yùn)動(dòng)速度是相等的。
按該構(gòu)形，有可能移動(dòng)接合輥輪，無(wú)需把輥輪移動(dòng)方向的任一外部動(dòng)力施加到第二基片的表面上。因此，有可能改善這些基片的接合精度。
本發(fā)明中，較佳的是把加熱裝置放進(jìn)夾持臺(tái)內(nèi)。
按該構(gòu)形，因?yàn)榘鸭訜嵫b置放進(jìn)夾持裝置內(nèi)，有可能軟化粘附在基片上的膠粘片粘性，因此，可接合具有高效率的基片。
本發(fā)明中，較佳的是把夾持臺(tái)、夾持裝置和接合輥輪容納在一減壓室內(nèi)。
按照該構(gòu)形，有可能使第一基片和第二基片互相接合，同時(shí)，防止氣泡收集包含在接合表面內(nèi)。因此，有可能實(shí)施只有出現(xiàn)少量缺陷產(chǎn)品的接合工藝。


有關(guān)本發(fā)明說(shuō)明而言，要理解圖中所示的是當(dāng)今較佳的幾種形式，但是，本發(fā)明不局限于所示的精確布局和裝置。
圖1是本發(fā)明基片接合設(shè)備平面圖；圖2是本發(fā)明基片接合設(shè)備正視圖；圖3是主要部件的平面圖；圖4到9說(shuō)明接合工藝的過(guò)程；圖10說(shuō)明接合作業(yè)和閉鎖爪之間關(guān)系的平面圖；圖11說(shuō)明接合作業(yè)和閉鎖爪之間關(guān)系的平面圖。
具體的實(shí)施方式本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例目前將參閱附圖予以說(shuō)明。
圖1是用于實(shí)現(xiàn)本發(fā)明基片接合方法的基片接合設(shè)備平面圖，圖2是基片接合設(shè)備的前視圖。
如圖4所示，按本發(fā)明實(shí)施例，基片接合設(shè)備構(gòu)造得把作為第二基片由玻璃板形成的加強(qiáng)基片W2接合到用作第一基片的半導(dǎo)體W1(后文簡(jiǎn)稱晶片或圓片)上。基本上，如圖1和2所示，布置在底框架1頂表面上的是臺(tái)式框架4，臺(tái)式框架4上裝有用于運(yùn)動(dòng)的自位輪2和用于固定的支座3，以及可打開(kāi)/可閉合減壓室6同樣地布置在臺(tái)式框架4上。
接合機(jī)構(gòu)5包括一真空吸收型夾持臺(tái)7，一對(duì)右和左側(cè)向閉鎖爪8和中間閉鎖爪9以及接合輥輪10，夾持臺(tái)7上有水平地安裝和固定的晶片W1，一對(duì)右和左側(cè)向閉鎖爪8和中間閉鎖爪9用于在三個(gè)點(diǎn)上閉鎖和夾持加強(qiáng)基片W2的周邊，接合輥輪10按右向和左向懸掛和前后方向運(yùn)動(dòng)，以及所有上述部件的驅(qū)動(dòng)裝置。第一部件的具體化結(jié)構(gòu)，將在下文中予以說(shuō)明。
如圖3所示，側(cè)向閉鎖爪8用螺栓固定到夾持件11上，側(cè)向閉鎖爪在它們的末端具有逐步地形成局部弧形的閉鎖部分8a，從其下方容納和閉鎖加強(qiáng)基片W2周邊內(nèi)右和左側(cè)的相對(duì)部分。該閉鎖部分8a按圓周方向形成一定的范圍，即從右和左對(duì)角線位置穿過(guò)基片中心到達(dá)接合的起始端側(cè)(圖3的下側(cè))。
夾持件11本身依靠軸承座12，以便能按平面圖穿過(guò)基片中心圍繞水平側(cè)軸向中心線X1擺動(dòng)，而由軸承座12旋轉(zhuǎn)地支撐的支承軸13，通過(guò)電磁閥14與風(fēng)動(dòng)轉(zhuǎn)動(dòng)致動(dòng)器15相連接。夾持件11僅允許從水平恣態(tài)(或位置)轉(zhuǎn)動(dòng)，當(dāng)電磁閥14處于圖示中間位置“n”時(shí)，轉(zhuǎn)動(dòng)致動(dòng)器可自由地轉(zhuǎn)動(dòng)。當(dāng)電磁閥14轉(zhuǎn)接到第一位置P1時(shí)，轉(zhuǎn)動(dòng)致動(dòng)器15以向前上升方向壓入夾持件11，因此，夾持件11和固定在夾持件11上的側(cè)向閉鎖爪8被強(qiáng)制地固定在水平位置上，這是向前上升方向的擺動(dòng)限度。
再參閱圖1和2，軸承座12支撐或是右側(cè)向或者是左側(cè)向閉鎖爪8的夾持件11，轉(zhuǎn)動(dòng)致動(dòng)器15被安裝在支承臺(tái)16上，支承臺(tái)16設(shè)計(jì)成通過(guò)線性側(cè)向驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)17按水平方向可以作側(cè)向移動(dòng)，線性側(cè)向驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)17通過(guò)儲(chǔ)氣筒或脈沖電動(dòng)機(jī)按螺旋進(jìn)給方式驅(qū)動(dòng)。換言之，右和左側(cè)向閉鎖爪8在基片夾持位置和向基片外邊收縮的縮回位置之間是可互換的。
此外，線性側(cè)向驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)本身安裝在一升降臺(tái)19上，升降臺(tái)19可沿著臺(tái)式框架4上所架設(shè)的軌道18上升和下降，且通過(guò)一脈沖電動(dòng)機(jī)20按螺旋進(jìn)給方式向上和向下移動(dòng)升降臺(tái)19，這樣有可能各自地按所需向上和向下移動(dòng)右和左側(cè)向閉鎖爪8。
中間側(cè)向閉鎖爪9也如圖3所示以可拆卸方式用螺栓緊固在夾持件21上，且在其末端逐步地形成具有局部弧形的閉鎖部分9a，閉鎖部分9a按圓周方向遍及一定范圍從加強(qiáng)基片W2下面容納和閉鎖接合端側(cè)面上的邊緣端。
夾持件21本身支撐在軸承座22上，以便按平面圖使夾持件21能?chē)@水平側(cè)軸向中心線X2擺動(dòng)，由軸承座22旋轉(zhuǎn)地支撐的支承軸23通過(guò)電磁閥24與風(fēng)動(dòng)轉(zhuǎn)動(dòng)致動(dòng)器25相連。夾持件21僅可從水平恣態(tài)(位置)到前進(jìn)向下位置擺動(dòng)。當(dāng)電磁閥24處于圖示的中間位置“N”時(shí)，轉(zhuǎn)動(dòng)致動(dòng)器可自由地轉(zhuǎn)動(dòng)，當(dāng)電磁閥轉(zhuǎn)接到第一位置P1時(shí)，轉(zhuǎn)動(dòng)致動(dòng)器25強(qiáng)制地把夾持件21壓入前進(jìn)上升方向，因此，夾持件21和連接夾持件21的中間閉鎖爪9被強(qiáng)制地固定在水平位置內(nèi)，該水平位置就是按正面上升方向的擺動(dòng)限度。
軸承座22支撐中間閉鎖爪9的夾持件21，轉(zhuǎn)動(dòng)致動(dòng)器25也安裝在支承臺(tái)26上，支承臺(tái)26通過(guò)線性前后方向驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)(未圖示)可按前后方向移動(dòng)，線性前后方向驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)是通過(guò)一空氣氣缸或儲(chǔ)氣筒以螺旋進(jìn)結(jié)方式予以驅(qū)動(dòng)。換言之，中間閉鎖爪在基片固定(或夾持)位置和從基片向外收縮的縮回位置之間的位置是可以互換的。
此外，從圖2中看到，線性前后方向驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)本身安裝在升降臺(tái)28上，升降臺(tái)28可沿著在臺(tái)式框架上架設(shè)的軌道27，向上和向下移動(dòng)，且通過(guò)一脈沖電動(dòng)機(jī)29以螺旋進(jìn)給方式向上和向下移動(dòng)升降臺(tái)28，從而有可能按需要向上和向下移動(dòng)中間閉鎖爪9。
設(shè)置在臺(tái)式框架4上的減壓室6是由矩形簡(jiǎn)體狀的固定周邊壁30構(gòu)成的，以及由鉸鏈(未圖示)把罩蓋31連接在固定周邊壁30上。因此，可以通過(guò)垂直方向的擺動(dòng)，能打開(kāi)和閉合罩蓋31。因此，減壓室6的內(nèi)壓力可通過(guò)起動(dòng)真空泵(未圖示)而降低。固定周邊壁30上端的整個(gè)圓周附著有密封層32，以便通過(guò)與閉合罩蓋31下端的整個(gè)圓周的緊密接觸，確保減壓室內(nèi)部的密閉性。
設(shè)置在罩蓋31內(nèi)的接合輥輪10按前后方向和上下方向是可以移動(dòng)的。更明確地講，與罩蓋31連接的升降臺(tái)框架35通過(guò)4根導(dǎo)向軸33按向上和向下方向是可滑動(dòng)的，且通過(guò)空氣氣缸34的驅(qū)動(dòng)，使罩蓋向上和向下移動(dòng)。也就是，就接合輥輪10而言，安裝一可移動(dòng)臺(tái)37，以便可沿著一對(duì)右和左導(dǎo)向軸36按前后方向移動(dòng)，導(dǎo)向軸36由升降臺(tái)框架35以前后方向水平地懸掛；以及，接合輥輪10通過(guò)夾持件38按水平的右向和左向而旋轉(zhuǎn)地支承，夾持件38以可拆卸方式用螺栓連接在可移動(dòng)臺(tái)37的底面。
非滑動(dòng)型皮帶41按前后方向水平地卷繞在升降臺(tái)框架35的右和左側(cè)上，非滑動(dòng)皮帶41通過(guò)電動(dòng)機(jī)40而旋轉(zhuǎn)地傳動(dòng)。皮帶41和可移動(dòng)臺(tái)37連接，根據(jù)皮帶41的前進(jìn)或反向轉(zhuǎn)動(dòng)，驅(qū)動(dòng)可移動(dòng)臺(tái)37作水平前后方向移動(dòng)，使接合輥輪按前后方向而水平地移動(dòng)。
接合輥輪10的夾持件38設(shè)置有電動(dòng)機(jī)42，用于驅(qū)動(dòng)接合輥輪10，電動(dòng)機(jī)42自動(dòng)旋轉(zhuǎn)，同時(shí)，按前后方向移動(dòng)接合輥輪10。
具有上述構(gòu)形的基片接合設(shè)備的接合操作，將按下面的圖4到9予以說(shuō)明。
(1)首先，減壓室6通過(guò)提升罩蓋31而被打開(kāi)，以前承受背研磨的晶片W1通過(guò)在夾持臺(tái)7上的吸收作用而被校準(zhǔn)和固定，晶片W1是處于這樣的位置，即晶片表面向上的位置。在晶片W1的表面上，可分離的、加熱時(shí)將喪失其粘附性的膠粘片預(yù)先地和一分離片粘附在一起。當(dāng)將基片安裝在夾持臺(tái)7上的作業(yè)完成后，在表面上的分離片被分離而露出粘附表面。
此刻，接合輥輪10在位于上側(cè)和前側(cè)的起動(dòng)點(diǎn)是處于準(zhǔn)備階段，同樣，側(cè)向閉鎖爪8種中間閉鎖爪9按水平位置、在起動(dòng)點(diǎn)的高度處于準(zhǔn)備階段，此時(shí)，它們?cè)谝活A(yù)定高度上向基片的外邊縮回。
(2)下一步，使側(cè)向閉鎖爪8和中間閉鎖爪9水平地移動(dòng)到基片中間側(cè)的預(yù)定位置，該預(yù)定位置根據(jù)與加強(qiáng)基片W2的直徑相符合的預(yù)先輸入信息而予以確定，其中，加強(qiáng)基片W2被水平地閉鎖和夾持，且被支撐在沿著側(cè)向閉鎖爪8和中間閉鎖爪9的閉鎖部分8a和9a的寬度的三個(gè)點(diǎn)上。
(3)當(dāng)完成上述基片安裝工藝時(shí)，罩蓋31閉合以密封減壓室6，此后，排除空氣以降低到不大于65千巴(約500mm水銀)的內(nèi)壓力。
(4)完成減壓后，發(fā)出接合起動(dòng)指令，以開(kāi)始接合作業(yè)。
(5)為響應(yīng)接合操作，側(cè)向閉鎖爪8和中間閉鎖爪9向下移動(dòng)，以使閉鎖和夾持的加強(qiáng)基片W2向下移動(dòng)，直到與晶片W1的距離t時(shí)為止，如圖4所示，即達(dá)到一預(yù)定的數(shù)值(約1毫米)。
(6)下一步，如圖5所示，接合輥輪10向下移動(dòng)，以便向下推動(dòng)加強(qiáng)基片W2的前端，直到其前端與晶片W1前端相接觸。
(7)之后，如圖6所示，通過(guò)在加強(qiáng)基片W2上的接合輥輪的向前移動(dòng)，同時(shí)使接合輥輪10在相同高度下轉(zhuǎn)動(dòng)，加強(qiáng)基片W2逐漸地從其前端與晶片W1接合，同時(shí)，加強(qiáng)基片W2受到變形彎曲。在該情況下，控制轉(zhuǎn)動(dòng)的驅(qū)動(dòng)速度，以致被驅(qū)動(dòng)轉(zhuǎn)動(dòng)的接合輥輪10的圓周速度與輥輪的前進(jìn)運(yùn)動(dòng)速度相同，因此，阻止朝著表面方向的牽引力作用在加強(qiáng)基片W2上。
此外，當(dāng)接合輥輪10向前運(yùn)動(dòng)時(shí)，側(cè)向閉鎖爪8和中間閉鎖爪9根據(jù)先前指定的程序受到控制而逐漸向下移動(dòng)，使加強(qiáng)基片W2的彎曲保持在可接受的程度。
(8)在接合的初期階段，用于控制閉鎖爪位置的轉(zhuǎn)動(dòng)致動(dòng)器15和25，通過(guò)氣流的供給，強(qiáng)制地把側(cè)向閉鎖爪8和中間閉鎖爪9固定在水平位置上，此水平位置為擺動(dòng)的界限。但是，當(dāng)接合輥輪向前移動(dòng)時(shí)，達(dá)到一預(yù)定位置，電磁閥14和24從第一位置P1轉(zhuǎn)換到中間位置n，可容許轉(zhuǎn)動(dòng)致動(dòng)器15和25自由地轉(zhuǎn)動(dòng)。在此情況下，把受到影響的外力，從彎曲和傾斜的加強(qiáng)基片W2施加到側(cè)向閉鎖爪8和中間閉鎖爪9上，側(cè)向閉鎖爪8和中間閉鎖爪9圍繞支點(diǎn)軸X1和X2擺動(dòng)，結(jié)果是，符合加強(qiáng)基片W2的傾斜度。相應(yīng)地，有可能防止應(yīng)力集中在加強(qiáng)基片W2的閉鎖點(diǎn)上而受到損壞。
但是，如圖3所示，當(dāng)側(cè)向閉鎖爪8和中間閉鎖爪9以符合基片傾斜度的方式擺動(dòng)時(shí)，使用有針閥的可變膜片43插進(jìn)來(lái)自轉(zhuǎn)動(dòng)致動(dòng)器15和25的排氣通路中，以致把適當(dāng)?shù)淖枇κ┘拥脚艢馔分小Ｒ虼?，?dāng)轉(zhuǎn)動(dòng)致動(dòng)器15和25通過(guò)外力而轉(zhuǎn)動(dòng)后，馬上把電磁閥14和24從第一位置P1轉(zhuǎn)換到中間位置n，因而，扼制了慣性轉(zhuǎn)動(dòng)。因此，有可能防止側(cè)向閉鎖爪8和中間閉鎖爪9擺動(dòng)得比所需要更多的情況出現(xiàn)，使基片的閉鎖部分受損。
(9)如圖7和11所示，當(dāng)接合輥輪10移動(dòng)到一預(yù)定位置，即靠近側(cè)向閉鎖爪8的位置，側(cè)向閉鎖爪8向基片外邊縮回，因而不阻止接合輥輪10的運(yùn)動(dòng)。
(10)如圖9所示，當(dāng)接合輥輪10行進(jìn)到靠近基片終點(diǎn)的一端時(shí)，中間閉鎖爪9也向基片外部縮回，因而允許接合輥輪10朝著基片終端移動(dòng)，以完成接合作業(yè)。
(11)完成接合后，接合輥輪10向上移動(dòng)返回到原來(lái)位置，使減壓室6通風(fēng)到大氣壓力，之后，打開(kāi)罩蓋31，取出與加強(qiáng)基片W2接合的晶片W1。
這是接合作業(yè)一個(gè)循環(huán)的結(jié)束，接著，重復(fù)作業(yè)的循環(huán)。
在上述接合設(shè)備中，如果改變基片直徑，夾持臺(tái)7，側(cè)向閉鎖爪8，中間閉鎖爪9和接合輥輪10也應(yīng)該替換與基片直徑相配合的部件。
即使接合輥輪10的前進(jìn)運(yùn)動(dòng)速度通常是恒定的，輥輪移動(dòng)的區(qū)域可分成眾多分段，每一分段的前進(jìn)運(yùn)動(dòng)速度是可變的。
在上述實(shí)施例中，加強(qiáng)基片W2具有與昌片W1接合的相同直徑，作為一實(shí)施例的情況，同樣的作業(yè)適用于加強(qiáng)基片W2具有稍小于晶片W1的直徑而彼此接合的情況。同樣地，加強(qiáng)基片W2具有較大于晶片W1直徑也可予以接合，在此情況下，側(cè)向閉鎖爪8和中間閉鎖爪9可向下移動(dòng)，從而使它們陷進(jìn)切槽7a，7b中，切槽7a，7b形成在夾持臺(tái)7的圓周附近，而不是把側(cè)向閉鎖爪8和中間閉鎖爪9向基片外部縮回。
上述實(shí)施例無(wú)局限性，本發(fā)明將按下述變形予以實(shí)施。
(1)當(dāng)把加強(qiáng)基片W2接合到晶片W1上時(shí)，除了玻璃基片外，可使用具有大硬度材料例如不銹鋼片。此外，本發(fā)明不僅可適用于半導(dǎo)體晶片，也適應(yīng)于承受在壓薄工藝的各種工件。
(2)在上述實(shí)施例加強(qiáng)基片W2是通過(guò)中間和側(cè)向閉鎖爪8和9加以?shī)A持的，然而，除了閉鎖爪之外，加強(qiáng)基片表面可通過(guò)眾多吸收噴嘴的吸附作用而被夾持。在該情況下，按照接合輥輪10的運(yùn)動(dòng)所形成的晶片W1的彎曲度，吸收噴嘴可間斷地或連續(xù)地向下移動(dòng)到一預(yù)定位置，以及如果需要，也可以向加強(qiáng)基片W2的上部縮回。
(3)在上述實(shí)施例接合輥輪10通過(guò)電動(dòng)機(jī)42而自動(dòng)旋轉(zhuǎn)，然而，接合輥輪10可隨著加強(qiáng)基片W2的可移動(dòng)臺(tái)37的前后方向水平運(yùn)動(dòng)，而在加強(qiáng)基片W2的表面上滾動(dòng)，不需要通過(guò)電動(dòng)機(jī)42的自動(dòng)旋轉(zhuǎn)而被驅(qū)動(dòng)。
(4)可預(yù)先將膠粘片粘附在待接合的加強(qiáng)基片W2上。
本發(fā)明可按其它專有形式予以具體化，而不脫離本發(fā)明精神或主要屬性，因此，應(yīng)該相應(yīng)地參閱附后的權(quán)利要求書(shū)、而不是上述說(shuō)明書(shū)作為表示本發(fā)明的范圍。
權(quán)利要求
1.一種基片接合方法，用于彼此接合兩件基片和介于它們之間的膠粘片，方法包括下述步驟用夾持裝置在眾多點(diǎn)上夾持第二基片，以便其對(duì)著第一基片保持在一預(yù)定位置內(nèi)，和使接合輥輪在第二基片表面上移動(dòng)，從而，借助于膠粘片使兩基片彼此接合，膠粘片預(yù)先粘附在基片之一上，此外，隨著接合輥輪的運(yùn)動(dòng)，適當(dāng)?shù)貜慕雍陷佪喡窂街锌s回夾持裝置。
2.如權(quán)利要求1所述的基片接合方法，其特征在于，還包括步驟隨著接合輥輪的運(yùn)動(dòng)，使夾持裝置向下移動(dòng)。
3.如權(quán)利要求2所述的基片接合方法，其特征在于，把適當(dāng)?shù)淖枇o予夾持裝置的向下運(yùn)動(dòng)。
4.如權(quán)利要求1所述的基片接合方法，其特征在于，接合輥輪用于滾動(dòng)的圓周速度等于接合輥輪用于接合前進(jìn)的運(yùn)動(dòng)速度。
5.如權(quán)利要求1所述的基片接合方法，其特征在于，在減壓下第一基片和第二基片彼此接合。
6.如權(quán)利要求1所述的基片接合方法，其特征在于，至少第一和第二基片之一是半導(dǎo)體晶片。
7.如權(quán)利要求1所述的基片接合方法，其特征在于，第一和第二基片之一是不銹鋼，另一個(gè)是半導(dǎo)體晶片。
8.一種基片接合設(shè)備，用于兩基片的彼此接合，該設(shè)備包括夾持臺(tái)，第一基片安裝和固定在其上面；夾持裝置，用于在眾多點(diǎn)上夾持第二基片，以便對(duì)著在夾持臺(tái)上的第一基片；接合輥輪，在膠粘片附著在基片之一的情況下，在第二基片表面上移動(dòng)，因此，使第一基片和第二基片彼此接合；以及驅(qū)動(dòng)裝置，按照接合輥輪的運(yùn)動(dòng)，用于把夾持裝置從接合輥輪路徑中縮回。
9.如權(quán)利要求8所述的基片接合設(shè)備，其特征在于，驅(qū)動(dòng)裝置構(gòu)造成按接合輥輪的轉(zhuǎn)動(dòng)向上和向下移動(dòng)夾持裝置。
10.如權(quán)利要求8所述的基片接合設(shè)備，其特征在于，夾持裝置由中間閉鎖爪和一對(duì)側(cè)向閉鎖爪構(gòu)成，其中，中間閉鎖爪相對(duì)于輥輪的前進(jìn)方向，閉鎖在第二基片周邊內(nèi)的中間端邊緣，而一對(duì)側(cè)向閉鎖爪相對(duì)于輥輪的前進(jìn)方向，閉鎖在第二基片周邊內(nèi)的右側(cè)和左側(cè)的端邊緣，以及中間閉鎖爪和側(cè)向閉鎖爪的至少一個(gè)被允許圍繞與輥輪前進(jìn)方向成直角交叉的一側(cè)向支點(diǎn)擺動(dòng)。
11.如權(quán)利要求10所述的基片接合設(shè)備，其特征在于，給予中間閉鎖爪和側(cè)向閉鎖爪的轉(zhuǎn)動(dòng)以適當(dāng)?shù)淖枇Α?br> 12.如權(quán)利要求8所述的基片接合設(shè)備，其特征在于，夾持裝置由一吸收噴嘴裝置和一對(duì)吸收噴嘴構(gòu)成，其中，一吸收噴嘴按輥輪前進(jìn)方向，吸附和夾持在第二基片周邊內(nèi)的中間端邊緣側(cè)上的表面，而一對(duì)吸收噴嘴相對(duì)于輥輪前進(jìn)方向，吸附和夾持在第二基片周邊內(nèi)的右和左側(cè)端邊緣側(cè)，以及中間吸收噴嘴和側(cè)向吸收噴嘴的至少一個(gè)是向下移動(dòng)的。
13.如權(quán)利要求12所述的基片接合設(shè)備，其特征在于，給予中間閉鎖爪和側(cè)向閉鎖爪的向下移動(dòng)以適當(dāng)?shù)淖枇Α?br> 14.如權(quán)利要求8所述的基片接合設(shè)備，其特征在于，驅(qū)動(dòng)接合輥輪的圓周速度與接合的前進(jìn)速度是一樣的。
15.如權(quán)利要求8所述的基片接合設(shè)備，其特征在于，把加熱裝置放進(jìn)夾持臺(tái)內(nèi)。
16.如權(quán)利要求8所述的基片接合設(shè)備，其特征在于，把夾持臺(tái)、夾持裝置和接合輥輪容納在一減壓室里。
17.如權(quán)利要求8所述的基片接合設(shè)備，其特征在于，第一和第二基片之一是不銹鋼片，另一個(gè)是半導(dǎo)體晶片。
全文摘要
接合輥輪在加強(qiáng)基片表面上滾動(dòng)，由中間和側(cè)向閉鎖爪夾持加強(qiáng)基片，它對(duì)著放置和固定在夾持臺(tái)上的晶片，條件是膠粘片附著在晶片表面上，從而可進(jìn)行接合作業(yè)。當(dāng)接合輥輪滾動(dòng)時(shí)，兩閉鎖爪向下擺動(dòng)，閉鎖爪它們本身向下移動(dòng)，同時(shí)，保持加強(qiáng)基片彎曲的大致穩(wěn)定，而當(dāng)接合輥輪接近閉鎖爪時(shí)縮回。
文檔編號(hào)H01L21/301GK1577761SQ20041006994
公開(kāi)日2005年2月9日 申請(qǐng)日期2004年7月14日 優(yōu)先權(quán)日2003年7月14日
發(fā)明者宮本三郎, 長(zhǎng)谷幸敏, 入江勝 申請(qǐng)人:日東電工株式會(huì)社