专利名称：基板粘合装置的制作方法
技术领域：
本发明涉及基板粘合装置，特别是涉及利用真空进行晶片与基板的粘合等的基板 粘合装置。
背景技术：
近年来，随着个人计算机等电子设备的薄型化和小型化，半导体晶片(以下酌情 简称为“晶片”)的薄型化和小型化也得到了发展。但变薄、变小的半导体晶片的强度不足。 因此，在晶片的制造工序中，需要通过将玻璃板等基板粘合到晶片上或者将两个基板分别 粘合到晶片的两面上来加强晶片。作为进行这种加强的前置工序，例如在专利文献1中提出了在晶片的表面上粘贴 切割带(双面粘结带)的晶片用真空带粘贴装置。该晶片用真空带粘贴装置包括基台、上 盖、弹性片、粘贴用夹具、以及第一和第二真空泵。上盖覆盖在基台的上方，在上盖与基台之 间形成气密空间。弹性片是弹性体，将气密空间分隔成基台侧的第一气密空间和上盖侧的 第二气密空间，并在第二气密空间侧载置用于粘贴带的部件。粘贴用夹具被载置在弹性片 上，支承晶片使其离开弹性片。第一和第二真空泵分别调节第一和第二气密空间的内部气 压。专利文献2提出了通过在晶片上粘合基板来进行加强的基板粘合方法。该基板粘 合方法包括三个步骤。第一步骤是使用上述专利文献1所记载的粘贴装置等向晶片的上表 面粘贴双面粘结带的步骤。第二步骤是在粘结力比该双面粘结带弱的支承片的粘结面上粘 贴基板、并将该基板配置在与晶片具有间隙并相对的位置处的步骤。第三步骤是在负压状 态下在向支承片的被粘结面按压粘贴装置的同时向粘贴在晶片上的双面粘结带粘贴基板 的步骤。专利文献1 日本专利文献特开2006-310338号公报；专利文献2 日本专利文献特开2006-222267号公报。
发明内容
发明所要解决的问题但是，在上述专利文献2所记载的基板粘合方法中，在将基板配置到与晶片具有 间隙并相对的位置处的步骤中，操作者将基板粘贴到支承片的固定位置处极其困难，无法 将晶片与基板的粘合位置保持恒定。另外，根据支承片的张力、基板和晶片的间隙以及支承片的粘结面的粘结力，基板 与晶片的粘合位置可能会发生变化。并且，由于通过使用辊从粘结面上粘贴有基板的支承 片的上面按压来进行基板与晶片的粘合，因此应力被施加到基板上，基板可能会损坏。另外，由于支承带的高度已被预先设定，因此存在粘合的晶片和基板的片数被限 制的问题，尚有改善的余地。另外，在将晶片与尺寸比晶片小的基板粘合的情况下，晶片上 会残留不与基板粘合的双面粘结带，因此还存在产品质量恶化的问题。
本发明就是鉴于上述相关技术中的问题而完成的，其目的在于，提供一种能够将 晶片与基板等的粘合位置保持恒定并且不会损坏基板、作业效率高的基板粘合装置。用于解决问题的手段为了达到上述目的，本发明的基板粘合装置包括基台；上盖，被设置在所述基台 的上表面侧，并在与所述基台之间形成气密空间；弹性片，将所述气密空间分隔成所述基台 侧的第一气密空间和所述上盖侧的第二气密空间；第一粘合用夹具，被载置在所述弹性片 上，所述第一粘合用夹具使在上表面粘贴有双面粘结带的第一基板离开所述弹性片，并且 在将所述第一基板定位在所述弹性片的预定位置处的情况下支承所述第一基板；第二粘合 用夹具，被设置在所述第一基板的上方，所述第二粘合用夹具在使第二基板离开所述第一 基板的情况下将所述第二基板支承在与所述第一基板相对的位置处，并且将所述第二基板 定位在预定位置处；以及气压调节单元，调节所述第一和第二气密空间各自的内部气压； 其中，通过所述气压调节单元使所述第一气密空间成为大气压，并使所述第二气密空间成 为真空压，由此使所述弹性片向上方弹性变形，从而将所述第一基板和所述第二基板经由 所述双面粘结带粘合。根据上述结构，通过第一粘合用夹具将第一基板定位在预定位置处，并通过第二 粘合用夹具将第二基板定位在预定位置处，能够将第一基板和第二基板粘合。由此，能够将 第一基板和第二基板的粘合位置保持恒定。另外。并且，由于能够在不使用辊来按压的情 况下粘合基板，因此也不存在基板因应力而损坏的危险。在本发明的基板粘合装置中，所述第一粘合用夹具也可以具有板，被载置在所述 弹性片上；以及定位销，被配置在所述板上，将所述第一基板定位在所述板的预定位置处。通过上述结构，能够将第一基板容易地定位在弹性片的预定位置处。在本发明的基板粘合装置中，所述第二粘合用夹具也可以具有通孔，被贯穿设置 成与所述第二基板相同的形状，并将所述第二基板定位在预定位置处；以及支承部件，被固 定在所述第二粘合用夹具的下表面，用于支承插入到所述通孔中的第二基板；所述第一粘 合用夹具也可以具有被贯穿设置成与所述支承部件相同的形状的孔，并且本发明的基板粘 合装置也可以包括被载置在所述弹性片上的板台，所述板台具有通孔，被贯穿设置成与所 述第一粘合用夹具相同的形状，用于将所述第一粘合用夹具定位在所述弹性片的预定位置 处；以及定位单元，对所述第二粘合用夹具进行定位，以使所述第二基板相对于所述第一基 板成为预定的位置关系。通过上述结构，在无需通过相关技术中的支承片的支承的情况下，能够在使第二 基板离开第一基板并且将第二基板定位在预定位置的情况下将第二基板支承在与第一基 板相对的位置处。因此，不基板的粘合位置不会发生变化。并且，能够在定位第二基板以使 其相对于第一基板成为预定的位置关系的情况下支承第二粘合用夹具。因此，能够更加可 靠地将基板的粘合位置保持恒定。并且，通过调节第一粘合用夹具与第二粘合用夹具的间 隔，能够粘合期望个数的基板。在本发明的基板粘合装置中，所述第一基板的上表面的面积可以小于所述第二基 板的下表面的面积。通过上述结构，在第一基板和第二基板粘合之后，沿第一基板的上表面切掉双面 粘结带，由此能够使双面粘结带仅存在于第一基板和第二基板的粘合面，不会恶化产品质量。 在所述基板粘合装置中，所述基板粘合装置也可以能够安装粘贴用夹具以代替所 述第一粘合用夹具，所述粘贴用夹具在使基板离开所述弹性片的情况下支承所述基板，并 且在将所述基板定位在所述弹性片的预定的位置处的情况下支承所述基板，并能够安装支 承部件以代替所述第二粘合用夹具，所述支承部件在使双面粘结带离开所述基板的情况下 将所述双面粘结带支承在与所述基板相对的位置处，并且可以在安装了所述粘贴用夹具和 所述支承部件的状态下，通过所述气压调节单元，使所述第一气密空间成为大气压，并使所 述第二气密空间成为真空压，由此使所述弹性片向上方弹性变形，将所述双面粘结带粘贴 在所述基板上。根据上述结构，一台上述基板粘合装置也能够发挥相关技术中的带粘贴装置的功 能，无需另外设置带粘合装置，因此可降低设备成本。发明效果如上所述，根据本发明，能够提供可将晶片和基板等的粘合位置保持恒定并且不 会损坏基板、作业效率高的基板粘合装置。
图1是示出根据本发明第一实施方式的带粘合装置的截面图；图2是示出图1所示的带粘合装置的板台的上表面图；图3A是示出图1所示的带粘合装置的晶片用夹具的上表面图；图3B是图3A的A-A线截面图；图4是示出将图2、图3A以及图3B所示的板台和晶片用夹具装配起来的状态的上 表面图；图5是示出图1所示的带粘合装置的带和带用夹具的下表面图；图6是示出图1所示的带粘合装置的动作的截面图；图7是示出图1所示的带粘合装置的动作的截面图；图8是示出图1所示的带粘合装置的动作的截面图；图9是示出根据本发明第二实施方式的带粘合装置的截面图；图10是示出图9所示的带粘合装置的晶片用夹具的上表面图；图11是示出将图2和图10所示的板台和晶片用夹具装配起来的状态的上表面 图；图12A是示出图9所示的带粘合装置的基板用夹具的上表面图；图12B是图12A的B-B线截面图；图13是示出将图2、图10、图12A以及图12B所示的板台、晶片用夹具以及基板用 夹具装配起来的状态的上表面图；图14是示出根据本发明第三实施方式的带粘合装置的截面图；图15是示出图14所示的带粘合装置的基板用夹具的上表面图；图16是示出图14所示的带粘合装置的动作的截面图；图17是示出通过图14所示的带粘合装置制得的产品的截面图；图18是示出粘合其他形状的晶片时使用的晶片用夹具的上表面图。CN 102007587 A
标号说明
1基板粘合装置
2基台
2a、2b配管幵口
3上盖
40环
5橡胶片
6板台
6a开口部
6b支承销
6c定位块
7晶片用夹具
7a板
7b定位销
8带支承部件
8a开口部
9第一气密空间
10第二气密空间
11基板粘合装置
12晶片用夹具
12a板
12b定位销
12c凹部
13基板用夹具
13a开口部
13b安装用凹部
13c支承部件
21基板粘合装置
22基板用夹具
22a板
22b定位销
30产品
41晶片用夹具
41a定位销
42板台
42a开口部
42b支承销
42c定位块
具体实施例方式参照附图来说明本发明的实施方式。根据本发明实施方式的基板粘合装置也能够 起到带粘贴装置的功能。本发明第一实施方式的基板粘合装置使用于向晶片上粘贴双面粘 结带(以下称为“带”)的工序。第二实施方式的基板粘合装置使用于将晶片和基板粘合的 工序。第三实施方式的基板粘合装置使用于通过向通过第二实施方式的基板粘合装置粘合 了基板的晶片上再粘合一片基板来制造产品的工序。对上述实施方式的基板粘合装置分别 进行说明。图1示出了根据本发明第一实施方式的基板粘合装置。该基板粘合装置1使用于 在晶片W上粘贴带T的工序。该基板粘合装置1大致包括基台2、上盖3、橡胶片(弹性 片)5、板台6、晶片用夹具7以及带支承部件8。在上盖3与基台2之间形成气密空间。橡 胶片5将该气密空间分隔成基台2侧的第一气密空间9和上盖侧的第二气密空间10。板台 6将橡胶片5固定在基台2的中央部分。晶片用夹具7被板台6定位在橡胶片5的中央，用 于载置晶片W。带支承部件8将带T支承在与晶片W相对的位置处并使其离开晶片W。基台2和上盖3经由0环4被气密地固定。在基台2上设置有配管开口 2a、2b，该 配管开口 2a、2b用于经由没有图示的真空泵和真空阀将第一气密空间9和第二气密空间10 变换成大气压或真空压。在图1、图6 图9、图14以及图16中，箭头A的箭头方向表示为 了使第一气密空间9或第二气密空间10成为真空压而从这些空间排出的大气的排气方向。 另一方面，箭头B的箭头方向表示为了使第一气密空间9或第二气密空间10成为大气压而 被吸引到这些空间的大气的吸引方向。如图1和图2所示，橡胶片5被固定在板台6的下表面。在板台6上设置有开口 部(通孔)6a、用于支承带支承部件8的多个支承销6b、以及用于将带支承部件8定位在中 央的定位块6c。虽图1中没有示出，但在夹持橡胶片5的状态下将板台6螺合固定在基台 2上，从而将橡胶片5和板台6固定在基台2的中央部分。如图1、图3A以及图3B所示，晶片用夹具7包括板7a以及定位销7b。板7a被形 成为与板台6的开口部6a相同的形状。定位销7b由弹性体形成，其上表面经过了作为非 粘结处理的T0SICAL处理，并将晶片(基板)W定位在板7a的中央部分。如图4所示，板7a 被板台6定位在橡胶片5的中央部分，并被定位成晶片W、板7a以及橡胶片5的中心相一致。如图1和图5所示，带支承部件8包括开口部8a，该开口部8a具有比晶片W的上 表面大的面(开口)。该带支承部件8与图1、图2以及图4所示的板台6的定位块6c配 合，并被载置在支承销6b上。接着，参照附图来说明具有上述结构的基板粘合装置1的动作。如图6所示，经由没有图示的真空泵以及真空阀从配管开口 2a、2b向真空泵侧吸 引大气，由此分别将第一气密空间9和第二气密空间10从大气压变换为真空压。之后，如图7所示，经由真空泵等从配管开口 2a供应大气，从而将第一气密空间从 真空压变换为大气压。由此，使橡胶片5向上方膨胀，使晶片用夹具7向上方移动，并使定 位销7b与带T抵接，并使定位销7b弹性变形。其结果是，带T被均勻地粘贴在晶片W上。 由于第二气密空间10处于真空压，因此能够使晶片W与带T之间不残留空气地粘贴。在带T的粘贴完成后，如图8所示，经由真空泵等从配管开口 2a吸引大气，将第一气密空间9从大气压变换为真空压，并且从配管开口 2b供应大气，将第二气密空间10从真 空压变换为大气压。由此，抑制橡胶片5的膨胀，使带支承部件8和晶片用夹具7返回到原 位置。取下上盖3，将粘贴在带T上的晶片W与带支承部件8 一起拿到装置1外，切掉粘贴 在晶片W上表面以外的多余的带T，由此带T的粘贴工序完成。图9示出了根据本发明第二实施方式的基板粘合装置。该基板粘合装置11使用 于将上表面粘结有带T的晶片W和基板S粘合的工序。该基板粘合装置11具有晶片用夹 具12以代替上述第一实施方式中的基板粘合装置1的晶片用夹具7，并且具有基板用夹具 13以代替带支承部件8。对于与基板粘合装置1相同的结构要素，标注相同的标号，并省略 详细说明。如图10所示，晶片用夹具12具有板12a、定位销12b以及凹部12c。板12a被形 成为与图2所示的板台6的开口部6a相同的形状。定位销12b将粘结有带T的晶片W定 位在该板12a的上表面的中央部分。凹部12c被形成为与后述的基板用夹具13的支承部 件13c(参照图12A和图12B)相同的形状。晶片用夹具12具有被贯穿设置成与支承部件 13c相同的形状的开口部(孔)12d。如图11所示，板12a被板台6定位在橡胶片5 (参照 图9)的中央部分，并且被定位成粘结有带T的晶片W、板12a以及橡胶片5的中心相一致。如图12A和图12B所示，基板用夹具13具有开口部(通孔)13a、安装用凹部13b 以及支承部件13c。开口部13a被形成为与基板S(参照图9)大致相同的形状。安装用凹 部13b使得基板S容易插入到开口部13a中。支承部件13c被固定在基板用夹具13的下 表面，支承插入到开口部13a中的基板S。如图13所示，通过将该基板用夹具13在利用定 位块6c定位的情况下载置在载置有图11所示的晶片用夹具12的板台6的支承销6b上， 能够使图9所示的晶片W的中心与基板S的中心相一致。接着，参照附图来说明具有上述结构的基板粘合装置11的动作。如图9所示，在各部件定位的状态下，与上述第一实施方式同样地，经由没有图示 的真空泵以及真空阀来改变第一气密空间9和第二气密空间10的内部气压。由此，使橡胶 片5向上方膨胀，使晶片用夹具12向上方移动，从而将载置在晶片用夹具12上的晶片W和 被基板用夹具13支承的基板S粘合。其结果是，能够在如上述定位的晶片W和基板S的粘 合位置不变化的情况下将两部件粘合。由于能够在不通过相关技术中公开的辊来按压的情 况下将晶片W和基板S粘合，因此无需考虑应力引起的基板S的损坏。基板用夹具13的支承部件13c (参照图12A和图12B)和晶片用夹具12被形成为 能够相互配合。因此，不会妨碍晶片W和基板S的粘合，也不用担心晶片W和基板S的粘合 位置发生变化。晶片W的上表面的面积小于基板S的下表面的面积，因此基板S的下表面 不会粘贴多余的带，从而不会恶化产品质量。图14示出了根据本发明第三实施方式的基板粘合装置。该基板粘合装置21使用 于通过向在第二实施方式中粘合了基板S的晶片W再粘合一片基板S来制造产品的工序。 该基板粘合装置21具有基板用夹具22以代替上述第一实施方式中的基板粘合装置1的晶 片用夹具7 (参照图1、图3A以及图3B)。对于其它的与上述基板粘合装置1相同的结构要 素，标注相同的标号，并省略详细说明。如图15所示，基板用夹具22具有与上述晶片用夹具7相同的功能，并包括板22a 以及定位销22b。板22a被形成为与图2所示的板台6的开口部6a相同的形状。定位销
922b对在上表面侧经由带T粘结了晶片W的基板S进行定位。与上述图4和图11所示的情 况相同，板22a被板台6定位在橡胶片5的中央部分，并且被定位成基板S、板22a以及橡胶 片5的中心相一致。接着，参照附图来说明具有上述结构的基板粘合装置21的动作。如图14所示，在各部件定位的状态下，与上述第一和第二实施方式同样地，经由 没有图示的真空泵以及真空阀来调节第一气密空间9和第二气密空间10的内部气压。由 此，使橡胶片5向上方膨胀，使基板用夹具22向上方移动，从而将带T粘贴到被粘合于基板 S上的晶片W的上表面。在带T的粘贴完成后，打开上盖3，取出带T、带支承部件8以及粘结在带T上的晶 片W和基板S。接着，如图16所示将它们上下反转后再次载置在板台6的支承销6b上。在 基板用夹具22上载置新的基板S。如上所述，使橡胶片5向上方膨胀，使基板用夹具22向 上方移动，从而将基板S粘贴到带T上，然后去除基板S和晶片W的粘贴面以外的多余的带 T。由此，制造出图17所示的产品30。在本实施方式中，对俯视下呈圆形的晶片W和基板S的粘合进行了说明，但本发明 不限于此。对于本发明的结构和细节，能够在本发明的范围内进行本领域技术人员可理解 的各种变更。如下所述，通过改变本发明实施方式的基板粘合装置，同样也能够粘合俯视下呈 倒角正方形的晶片W和基板。如图18所示，设置晶片用夹具41以代替上述晶片用夹具7(参 照图1、图3A以及图3B)等，并设置板台42以代替上述板台6 (参照图1、图2)。晶片用夹 具41被形成为俯视时的倒角正方形，并具有用于将在上表面粘结有带T的晶片W定位在中 央的定位销41a。板台42具有被形成为与该晶片用夹具41相同形状的开口部42a。并且， 代替上述基板用夹具13 (参照图9、图12A以及图12B)，而设置如下的基板用夹具(没有图 示)该基板用夹具通过上述板42的定位块42c被定位并被支承销42b支承，并且可将基 板定位在中央。通过该结构，同样也能够粘合在俯视下呈倒角正方形的晶片W和基板。另外，在图16所示的基板粘合装置21中，通过增大基板用夹具22与定位块6c的 顶部之间的间隔，在晶片W上粘结第二个带T，然后沿晶片W的外形切断带T，之后通过粘结 第二片基板S，还能够制造出图17所示的产品30。本申请要求基于2008年4月18日提出的日本申请特愿2008-108759的优先权， 其全部公开内容被合并与此。产业上的可利用性本发明能够应用于基板粘合装置。如果使用该基板粘合装置，能够将晶片与基板 等的粘合位置保持恒定，并且不会损坏基板，因此能够提高作业效率。
10
权利要求
1.一种基板粘合装置，其特征在于，包括 基台；上盖，被设置在所述基台的上表面侧，并在与所述基台之间形成气密空间； 弹性片，将所述气密空间分隔成所述基台侧的第一气密空间和所述上盖侧的第二气密 空间；第一粘合用夹具，被载置在所述弹性片上，所述第一粘合用夹具使在上表面粘贴有双 面粘结带的第一基板离开所述弹性片，并且在将所述第一基板定位在所述弹性片的预定位 置处的情况下支承所述第一基板；第二粘合用夹具，被设置在所述第一基板的上方，所述第二粘合用夹具在使第二基板 离开所述第一基板的情况下将所述第二基板支承在与所述第一基板相对的位置处，并且将 所述第二基板定位在预定位置处；以及气压调节单元，调节所述第一和第二气密空间各自的内部气压； 其中，通过所述气压调节单元使所述第一气密空间成为大气压，并使所述第二气密空 间成为真空压，由此使所述弹性片向上方弹性变形，从而将所述第一基板和所述第二基板 经由所述双面粘结带粘合。
2.如权利要求1所述的基板粘合装置，其特征在于，所述第一粘合用夹具具有板，被载置在所述弹性片上；以及定位销，被配置在所述板 上，将所述第一基板定位在所述板的预定位置处。
3.如权利要求1或2所述的基板粘合装置，其特征在于，所述第二粘合用夹具具有通孔，被贯穿设置成与所述第二基板相同的形状，并将所述 第二基板定位在预定位置处；以及支承部件，被固定在所述第二粘合用夹具的下表面，用于 支承插入到所述通孔中的第二基板；所述第一粘合用夹具具有被贯穿设置成与所述支承部件相同的形状的孔， 所述基板粘合装置包括被载置在所述弹性片上的板台，所述板台具有通孔，被贯穿设 置成与所述第一粘合用夹具相同的形状，并将所述第一粘合用夹具定位在所述弹性片的预 定位置处；以及定位单元，对所述第二粘合用夹具进行定位，以使所述第二基板相对于所述 第一基板成为预定的位置关系。
4.如权利要求1或2所述的基板粘合装置，其特征在于，所述第一基板的上表面的面积小于所述第二基板的下表面的面积。
5.如权利要求3所述的基板粘合装置，其特征在于，所述第一基板的上表面的面积小于所述第二基板的下表面的面积。
6.如权利要求1所述的基板粘合装置，其特征在于，所述基板粘合装置能够安装粘贴用夹具以代替所述第一粘合用夹具，所述粘贴用夹具 在使基板离开所述弹性片的情况下支承所述基板，并且在将所述基板定位在所述弹性片的 预定的位置处的情况下支承所述基板，所述基板粘合装置能够安装支承部件以代替所述第二粘合用夹具，所述支承部件在使 双面粘结带离开所述基板的情况下将所述双面粘结带支承在与所述基板相对的位置处，在安装了所述粘贴用夹具和所述支承部件的状态下，通过所述气压调节单元，使所述 第一气密空间成为大气压，并使所述第二气密空间成为真空压，由此使所述弹性片向上方弹性变形，将所述双面粘结带粘贴在所述基板上。
全文摘要
本发明的基板粘合装置包括基台；上盖，被设置在所述基台的上表面侧，并在与所述基台之间形成气密空间；弹性片，将所述气密空间分隔成所述基台侧的第一气密空间和所述上盖侧的第二气密空间；第一粘合用夹具，被载置在所述弹性片上，所述第一粘合用夹具使在上表面粘贴有双面粘结带的第一基板离开所述弹性片，并且在将所述第一基板定位在所述弹性片的预定位置处的情况下支承所述第一基板；第二粘合用夹具，被设置在所述第一基板的上方，所述第二粘合用夹具在使第二基板离开所述第一基板的情况下将所述第二基板支承在与所述第一基板相对的位置处，并且将所述第二基板定位在预定位置处；以及气压调节单元，调节所述第一和第二气密空间各自的内部气压；其中，通过所述气压调节单元使所述第一气密空间成为大气压，并使所述第二气密空间成为真空压，由此使所述弹性片向上方弹性变形，从而将所述第一基板和所述第二基板经由所述双面粘结带粘合。
文档编号H01L21/683GK102007587SQ20098011316
公开日2011年4月6日 申请日期2009年4月8日 优先权日2008年4月18日
发明者星谷有香, 青木荣一郎 申请人:日本电气工程株式会社