特開 2024-13927 基板貼り付け装置、基板処理システム、及び基板貼り付け方法

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】公開特許公報(A)

(11)【公開番号】P2024013927

(43)【公開日】2024-02-01

(54)【発明の名称】基板貼り付け装置、基板処理システム、及び基板貼り付け方法

(51)【国際特許分類】

   H01L 21/02 20060101AFI20240125BHJP

【ＦＩ】

H01L21/02 B

H01L21/02 C

【審査請求】未請求

【請求項の数】14

【出願形態】ＯＬ

(21)【出願番号】P 2022116368

(22)【出願日】2022-07-21

(71)【出願人】

【識別番号】000220239

【氏名又は名称】東京応化工業株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】100107836

【弁理士】

【氏名又は名称】西 和哉

(72)【発明者】

【氏名】菊地 右文

(72)【発明者】

【氏名】山田 芳裕

(72)【発明者】

【氏名】水澤 竜馬

(57)【要約】

【課題】半導体ウエハの第２面に第２支持体を貼り付けた場合であっても、第１支持体の貼り付け不良の発生を抑制しつつ、第２支持体と半導体ウエハとの接着力が低く、両者が強固に張り付くことを抑制して、剥離時に第２接着剤の残渣が半導体ウエハに生じるのを抑制する。
【解決手段】基板貼り付け装置１は、半導体ウエハＷの第１面Ｓａに第１支持体１００が第１接着剤５０を介して第１温度で貼り付けられており、半導体ウエハＷの第１面Ｓａとは反対側の第２面Ｓｂに第２接着剤６０を介して第２支持体１１０を貼り付ける貼り付け部１０と、第２支持体１１０及び半導体ウエハＷの一方又は双方を第１温度より低い第２温度で加熱する加熱部２０と、を備える。
【選択図】図１

【特許請求の範囲】

【請求項1】

半導体ウエハの第１面に第１支持体が第１接着剤を介して第１温度で貼り付けられており、前記半導体ウエハの前記第１面とは反対側の第２面に第２接着剤を介して第２支持体を貼り付ける貼り付け部と、
前記第２支持体及び前記半導体ウエハの一方又は双方を前記第１温度より低い第２温度で加熱する加熱部と、を備える、基板貼り付け装置。

【請求項2】

前記半導体ウエハの前記第１面は、回路電極が設けられている、請求項１に記載の基板貼り付け装置。

【請求項3】

前記貼り付け部は、前記第１支持体において前記半導体ウエハを貼り付けた面とは反対側の面に当接する第１プレートと、前記第２支持体において前記半導体ウエハを貼り付けた面とは反対側の面に当接する第２プレートと、を備え、
前記加熱部は、前記第１プレート及び前記第２プレートの一方又は双方に設けられる、請求項１又は請求項２に記載の基板貼り付け装置。

【請求項4】

前記第２接着剤は、熱可塑性を有するレジストである、請求項１又は請求項２に記載の基板貼り付け装置。

【請求項5】

前記第２接着剤は、前記第２支持体の接着面に周期的に設けられている、請求項１又は請求項２に記載の基板貼り付け装置。

【請求項6】

前記第２接着剤は、前記第１接着剤と異なる、請求項１又は請求項２に記載の基板貼り付け装置。

【請求項7】

前記貼り付け部は、前記半導体ウエハの前記第２面と、前記第２支持体との貼り付けを大気下で行う、請求項１又は請求項２に記載の基板貼り付け装置。

【請求項8】

前記第２温度は、４０℃から１５０℃である、請求項１又は請求項２に記載の基板貼り付け装置。

【請求項9】

前記加熱部は、前記半導体ウエハの前記第２面と、前記第２支持体とを貼り付ける前に、前記第２支持体及び前記半導体ウエハの一方又は双方を一定時間加熱する、請求項１又は請求項２に記載の基板貼り付け装置。

【請求項10】

前記加熱部は、前記半導体ウエハの前記第２面と、前記第２支持体とを貼り付ける前に、前記第２温度で一定時間加熱する、請求項９に記載の基板貼り付け装置。

【請求項11】

前記貼り付け部は、前記半導体ウエハの前記第１面に前記第１接着剤を介して前記第１支持体を貼り付け可能であり、
前記加熱部は、前記第１支持体及び前記半導体ウエハの一方又は双方を前記第１温度に加熱する、請求項１又は請求項２に記載の基板貼り付け装置。

【請求項12】

前記第１接着剤は、前記第１支持体の接着面の全面に設けられている、請求項１１に記載の基板貼り付け装置。

【請求項13】

前記第１支持体が貼り付けられた前記半導体ウエハの前記第２面を研削する研削装置と、
請求項１又は請求項２に記載の基板貼り付け装置と、を備える、基板処理システム。

【請求項14】

半導体ウエハの第１面に第１支持体が第１接着剤を介して第１温度で貼り付けられており、前記半導体ウエハの前記第１面とは反対側の第２面に第２接着剤を介して前記第１温度より低い第２温度で第２支持体を貼り付けることを含む、基板貼り付け方法。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、基板貼り付け装置、基板処理システム、及び基板貼り付け方法に関する。

【背景技術】

【0002】

電子機器の小型化、軽量化、薄型化などの要求により、電子機器に含まれる半導体デバイスにおいても薄型化が求められている。半導体デバイスの薄型化のためには、半導体デバイスを形成する半導体ウエハを薄くする必要がある。ただし、半導体ウエハが薄くなると強度が低下して破損しやすくなるため、取り扱い性が低下する。従って、半導体ウエハの回路電極、電子回路等が形成された第１面に板状の第１支持体を貼り付けて第１積層体とし、この第１積層体の状態で第１面とは反対側の第２面を研削して半導体ウエハを薄くし、その後、第１面とは反対側の第２面（すなわち研削した面）に板状の第２支持体を貼り付けて第２積層体とすることで半導体ウエハの強度を補うことが提案されている（例えば、特許文献１参照）。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0003】

【特許文献1】特開平０８－０３１７７８号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0004】

半導体ウエハの第１面には第１接着剤を介して第１支持体が貼り付けられ、次いで、導体ウエハの第２面には第２接着剤を介して第２支持体が貼り付けられる。第１支持体の貼り付け及び第２支持体の貼り付けにおいては、それぞれ半導体ウエハ及び第１支持体（第２支持体）を加熱して行われる。この場合、第２支持体の貼り付け時には、半導体ウエハに第１接着剤を介して第１支持体が貼り付けられている。従って、半導体ウエハの第２面に第２支持体を貼り付ける際の温度が、第１面に第１支持体を貼り付ける際の温度より高いと、第１接着剤の軟化を招き、第１支持体の貼り付け不良を生じさせる要因となる。また、第２支持体と半導体ウエハとの接着力が高いと、両者が強固に張り付いてしまい、半導体ウエハから第２支持体を剥離した際に、半導体ウエハに第２接着剤の残渣が生じる場合があるため好ましくない。

【0005】

本発明は、半導体ウエハの第２面に第２支持体を貼り付けた場合であっても、第１支持体の貼り付け不良の発生を抑制しつつ、第２支持体と半導体ウエハとの接着力が低く、両者が強固に張り付くことを抑制して、剥離時に第２接着剤の残渣が半導体ウエハに生じるのを抑制することが可能な基板貼り付け装置、基板処理システム、及び基板貼り付け方法を提供することを目的とする。

【課題を解決するための手段】

【0006】

本発明の態様に係る基板貼り付け装置は、半導体ウエハの第１面に第１支持体が第１接着剤を介して第１温度で貼り付けられており、半導体ウエハの第１面とは反対側の第２面に第２接着剤を介して第２支持体を貼り付ける貼り付け部と、第２支持体及び半導体ウエハの一方又は双方を第１温度より低い第２温度で加熱する加熱部と、を備える。

【0007】

本発明の態様に係る基板処理システムは、半導体ウエハの第１面に第１支持体が第１接着剤を介して第１温度で貼り付けられており、半導体ウエハの第１面とは反対側の第２面に第２接着剤を介して第２支持体を貼り付ける貼り付け部と、第２支持体及び半導体ウエハの一方又は双方を第１温度より低い第２温度で加熱する加熱部と、第１支持体が貼り付けられた半導体ウエハの第２面を研削する研削装置と、を備える。

【0008】

本発明の態様に係る基板貼り付け方法は、半導体ウエハの第１面に第１支持体が第１接着剤を介して第１温度で貼り付けられており、半導体ウエハの第１面とは反対側の第２面に第２接着剤を介して第１温度より低い第２温度で第２支持体を貼り付けることを含む。

【発明の効果】

【0009】

本発明の態様によれば、第２支持体と半導体ウエハとの接着力が低く、両者が強固に張り付くことを抑制できる。その結果、半導体ウエハから第２支持体を剥離した際に、半導体ウエハに第２接着剤の残渣が生じるのを抑制できる。また、半導体ウエハの第１面に第１接着剤を介して第１支持体を貼り付けた際の第１温度よりも低い第２温度で半導体ウエハの第２面に第２接着剤を介して第２支持体を貼り付けるので、第２面への第２支持体の貼り付け時に第１接着剤が軟化するのを防止し、第１支持体の貼り付け不良が発生するのを抑制することができる。

【図面の簡単な説明】

【0010】

【図1】実施形態に係る基板貼り付け装置及び基板処理システムの一例を示す図である。

【図2】積層体の一例を示す図である。

【図3】実施形態に係る基板貼り付け装置の一例を示す図である。

【図4】実施形態に係る基板貼り合わせ方法の一例を示すフローチャートである。

【図5】図４に続いて、実施形態に係る基板貼り合わせ方法の一例を示すフローチャートである。

【図6】基板貼り付け装置に第１積層体を搬入する状態を示す図である。

【図7】第１積層体を第１プレート及び第２プレートで挟んだ状態を示す図である。

【図8】第２積層体を第１プレート及び第２プレートで挟んだ状態を示す図である。

【図9】変形例に係る基板貼り付け装置及び基板処理システムの一例を示す図である。

【発明を実施するための形態】

【0011】

以下、本発明の実施形態について図面を参照しながら説明する。ただし、本発明は、以下の説明に限定されない。また、図面においては実施形態をわかり易く説明するため、一部分を省略して表現している部分がある。さらに、一部分を大きく又は強調して記載するなど適宜縮尺を変更して表現しており、実際の製品とは大きさ、形状、寸法等が異なっている場合がある。

【0012】

以下の各図において、ＸＹＺ直交座標系を用いて図中の方向を説明する。このＸＹＺ直交座標系においては、水平面に平行な平面をＸＹ平面とする。このＸＹ平面において半導体ウエハＷ又は半導体ウエハＷを含む積層体２００の搬送方向に平行な方向をＸ方向とし、Ｘ方向に直交する方向をＹ方向とする。また、ＸＹ平面に垂直な方向をＺ方向（高さ方向）と表記する。Ｘ方向、Ｙ方向及びＺ方向のそれぞれは、図中の矢印の指す方向が＋方向であり、矢印の指す方向とは反対の方向が－方向であるとして説明する。

【0013】

＜基板貼り付け装置、基板処理システム＞
実施形態に係る基板貼り付け装置５及び基板処理システム１について説明する。図１は、実施形態に係る基板貼り付け装置５及び基板処理システム１の一例を示す図である。基板処理システム１は、基板貼り付け装置５を含んで構成される。基板処理システム１では、半導体ウエハＷの第１面Ｓａに第１支持体１００を重ねること、半導体ウエハＷに第１支持体１００を貼り付けること、第１面Ｓａと反対の面の第２面Ｓｂを研削すること、第２面Ｓｂに第２支持体１１０を重ねること、第２面Ｓｂに第２支持体１１０を貼り付けること、を実行する。半導体ウエハＷ（図２参照）は、例えば、平面視において（Ｚ方向から見て）円形状の基板である。半導体ウエハＷは、第１面Ｓａ（図２参照）において回路電極、電子回路等が形成される。

【0014】

第１支持体１００及び第２支持体１１０（図２参照）は、半導体ウエハＷを支持するために用いられる板状体である。第１支持体１００及び第２支持体１１０は、半導体ウエハＷの薄化、搬送、実装等のプロセス時に、半導体ウエハＷの破損又は変形を防止するために必要な強度を有していればよい。第１支持体１００及び第２支持体１１０は、例えば、ガラス板、シリコンウエハが用いられる。

【0015】

第１支持体１００と第２支持体１１０とで同一の素材が用いられてもよいし、異なる素材が用いられてもよい。第１支持体１００及び第２支持体１１０は、例えば、平面視において（Ｚ方向から見て）円形である。第１支持体１００及び第２支持体１１０は、半導体ウエハＷと同一の直径であってもよいし、半導体ウエハＷより大きい直径であってもよいし、半導体ウエハＷより小さい直径であってもよい。また、第１支持体１００と第２支持体１１０とで、同一の厚さであってもよいし、異なる厚さであってもよい。

【0016】

図１に示すように、基板処理システム１は、搬送装置２と、研削装置（研磨装置）３と、重ね合わせ装置４と、基板貼り付け装置５と、制御装置Ｃと、を備える。基板処理システム１における各装置の動作は、制御装置Ｃによって統括制御される。ただし、基板処理システム１における各装置の動作は、制御装置Ｃによる制御に代えて、例えば、オペレータの操作により手動で行われてもよい。

【0017】

搬送装置２は、半導体ウエハＷ又は半導体ウエハＷを含む積層体２００（図２参照）を搬送する。例えば、搬送装置２は、重ね合わせ装置４と基板貼り付け装置５との間で積層体２００を搬送する。搬送装置２は、基板貼り付け装置５と研削装置３との間で積層体２００を搬送する。搬送装置２は、研削装置３と重ね合わせ装置４との間で積層体２００を搬送する。搬送装置２は、半導体ウエハＷ又は積層体２００の搬送可能な任意の構成を適用可能である。例えば、搬送装置２は、ロボットアームが用いられ、半導体ウエハＷ又は積層体２００の上面側又は下面側を吸着して搬送する構成が適用されてもよい。なお、搬送装置２は、後述する第１積層体２００Ａと第２積層体２００Ｂとで異なる（別の）搬送機構が用いられてもよい。

【0018】

研削装置３は、積層体２００における半導体ウエハＷの第２面Ｓｂを研削（研磨）して、半導体ウエハＷを所定の厚さに薄くする（薄板化する）。例えば、研削装置３は、搬送装置２によって研削対象となる積層体２００が搬送される。研削装置３は、搬送された積層体２００の裏面である半導体ウエハＷの第２面Ｓｂを、例えば研削パッド（研磨パッド、グラインダ）を用いて研削する。この研削工程は、第１支持体１００が半導体ウエハＷの第１面Ｓａに貼り付けられた後に実行される。なお、研削装置３の詳細については後述する。

【0019】

重ね合わせ装置４は、半導体ウエハＷの第１面Ｓａと、第１支持体１００の接着面１００ａとを第１接着剤５０を介して上下方向に重ね合わせることで積層体２００（以下、「第１積層体２００Ａ」と称する。）を形成する。図２（Ａ）は、第１積層体２００Ａの一例を示す図である。半導体ウエハＷの第１面Ｓａは、例えば、回路電極、電子回路等が形成されている。半導体ウエハＷの第１面Ｓａ、及び第１支持体１００の接着面１００ａの少なくとも一方には、予め第１接着剤５０が塗布されている。従って、半導体ウエハＷの第１面Ｓａに第１支持体１００を重ね合わせることで、第１積層体２００Ａにおいては、半導体ウエハＷの第１面Ｓａと第１支持体１００の接着面１００ａとの間に、第１接着剤５０の層が形成されている。

【0020】

また、重ね合わせ装置４は、研削装置３によって研削された半導体ウエハＷの第２面Ｓｂと、第２支持体１１０の接着面１１０ａとを上下方向に重ね合わせることで積層体２００（以下、「第２積層体２００Ｂ」と称する。）を形成する。図２（Ｂ）は、第２積層体２００Ｂの一例を示す図である。半導体ウエハＷの第２面Ｓｂ、及び第２支持体１１０の接着面１１０ａの少なくとも一方には、予め第２接着剤６０が設けられている。従って、半導体ウエハＷの第２面Ｓｂに第２支持体１１０を重ね合わせることで、第２積層体２００Ｂにおいては、半導体ウエハＷの第２面Ｓｂと第２支持体１１０の接着面１１０ａとの間に、第２接着剤６０の層が形成されている。

【0021】

重ね合わせ装置４の構成は任意であり、半導体ウエハＷと第１支持体１００とのアライメントを行って、又は半導体ウエハＷ（第１積層体２００Ａ）と第２支持体１１０とのアライメントを行って、両者を重ね合わせることが可能な任意の装置を適用することができる。なお、第１積層体２００Ａでは、半導体ウエハＷと第１支持体１００とが重ねられることで、第１接着剤５０を介して両者が弱く貼り付けられた状態となっている。また、第２積層体２００Ｂでは、半導体ウエハＷと第２支持体１１０とが重ねられることで、第２接着剤６０を介して両者が弱く貼り付けられた状態となっている。

【0022】

また、重ね合わせ装置４は、例えば、基板貼り付け装置５に並んで配置される。この形態により、重ね合わせ装置４により形成した第１積層体２００Ａ又は第２積層体２００Ｂを短時間で基板貼り付け装置５に搬入することができる。また、搬送装置２は、重ね合わせ装置４に半導体ウエハＷ、第１支持体１００、又は第２支持体１１０を搬送する搬送部とは別に、第１積層体２００Ａ又は第２積層体２００Ｂを重ね合わせ装置４から基板貼り付け装置５に搬送る専用の搬送部を含んで構成されてもよい。

【0023】

第１接着剤５０は、例えば、第１温度以上で溶解する、熱可塑性や熱硬化性を有する接着剤が用いられ、例えば、アクリル系、ノボラック系、エポキシ系、炭化水素系、ポリイミド系、エラストマー等の当該分野において公知の種々の接着材料を含む接着剤や、熱可塑性を有するレジスト、硬化後に熱可塑性を有するレジスト等を使用することができる。第２接着剤６０は、例えば、第１温度よりも低い第２温度以上で溶解する、熱可塑性や熱硬化性を有する接着剤が用いられ、例えば、上記した当該分野において公知の種々の接着材料を含む接着剤や、熱可塑性を有するレジスト、硬化後に熱可塑性を有するレジスト等が使用される。第２接着剤６０は、第１接着剤５０と異なる接着剤であってもよいし、同じ接着剤であってもよい。

【0024】

図３は、実施形態に係る基板貼り付け装置５の一例を示す図である。図１及び図２に示すように、基板貼り付け装置５は、貼り付け部１０と、加熱部２０（２０Ａ）と、制御部３０とを備える。なお、基板貼り付け装置５は、例えば、大気下で動作を行う大気開放型であってもよいし、貼り付け部１０及び加熱部２０を収納するチャンバを有してもよい。基板貼り付け装置５がチャンバを有する場合、チャンバ内を真空ポンプ等により真空雰囲気（減圧雰囲気）とする形態であってもよいし、チャンバ内に所定ガス（例えば不活性ガス等）を供給して所定ガス雰囲気とする形態であってもよい。

【0025】

貼り付け部１０は、第１プレート１１と、第２プレート１２と、昇降駆動部１３とを備える。第１プレート１１は、基板貼り付け装置５内に搬入された積層体２００が載置される。なお、第１プレート１１は、搬送装置２との間で積層体２００を受け渡すためのリフトピンを備えていてもよい。このリフトピンは、上端で積層体２００を支持し、積層体２００の受け渡し時において上昇し、積層体２００の押圧時においては第１プレート１１に没入するように昇降可能であってもよい。第１プレート１１は、平面視において積層体２００より大きい外径寸法の円形状である。ただし、第１プレート１１が円形状であることに限定されず、例えば、矩形状（正方形状、長方形状）、楕円形状、長円形状等であってもよい。

【0026】

第１プレート１１は、支持プレート１１ａと、ベースプレート１１ｂとを有する。支持プレート１１ａとベースプレート１１ｂとの間には、加熱部２０が設けられている。第１プレート１１は、支持プレート１１ａの下面側に設けられた支柱１４により支持されている。支持プレート１１ａは、例えば、金属、樹脂、セラミックス等の材質により形成された板状体である。支柱１４は、支持プレート１１ａの下面側に複数本配置され、基板貼り付け装置５のベースＢ上に高い剛性で支持プレート１１ａを支持する。複数の支柱１４は、例えば、支持プレート１１ａの下面中央部分と、中央部分を囲む複数カ所に配置され、支持プレート１１ａが受ける押圧力をバランスよく分散して受け止める。

【0027】

ベースプレート１１ｂは、上面に積層体２００が載置される。ベースプレート１１ｂの上面は、積層体２００との接触面となる。従って、ベースプレート１１ｂの上面は、平面度が高くかつ面粗さが小さい（又は鏡面である）ことが好ましい。ベースプレート１１ｂは、例えば、セラミックスで板状に形成されるセラミックプレートが用いられる。ただし、ベースプレート１１ｂは、セラミックプレートに限定されず、金属製又は樹脂製のプレートであってもよい。なお、加熱部２０については、第２プレート１２の加熱部２０Ａとともに後述する。

【0028】

第２プレート１２は、第１プレート１１の直上に配置される。第２プレート１２は、平面視において積層体２００より大きい外径寸法の円形状である。ただし、第２プレート１２が円形状であることに限定されず、例えば、矩形状（正方形状、長方形状）、楕円形状、長円形状等であってもよい。また、第２プレート１２は、第１プレート１１と同一形状であることに限定されず、例えば、第１プレート１１より外径寸法を大きくするなど、第１プレート１１の形状と異なってもよい。

【0029】

第２プレート１２は、支持プレート１２ａと、ベースプレート１２ｂとを有する。支持プレート１２ａとベースプレート１２ｂとの間には、加熱部２０Ａが設けられてもよい。第２プレート１２は、支持プレート１２ａの上面側に設けられた昇降軸１３ａにより吊り下げられた状態で支持されている。昇降軸１３ａは、昇降駆動部１３を駆動することにより昇降する。第２プレート１２は、昇降軸１３ａが昇降することにより昇降軸１３ａとともに昇降する。

【0030】

なお、図３に示す例では１本の昇降軸１３ａが支持プレート１２ａの上面の中央部分に設けられているが、この形態に限定されない。複数本の昇降軸１３ａが支持プレート１２ａの上面側に設けられてもよい。この場合、複数本の昇降軸１３ａは、支持プレート１２ａの上面の中央部分と、中央部分を囲む複数カ所に設けられ、第２プレート１２に対してバランスよく押圧力を付与する形態であってもよい。また、複数本の昇降軸１３ａが設けられる場合、複数本の昇降軸１３ａに対して個別に昇降駆動部１３が設けられる形態であってもよいし、１つの昇降駆動部１３により複数本の昇降軸１３ａをまとめて昇降させる形態であってもよい。

【0031】

支持プレート１２ａは、例えば、金属、樹脂、セラミックス等の材質により形成された板状体である。ベースプレート１２ｂは、第２プレート１２の下降時において下面が積層体２００と接触する。ベースプレート１２ｂの下面は平面であってもよいし、下面中央部分から外周縁にわたって傾斜する凸形状としてもよい。ベースプレート１２ｂは、例えば、セラミックスで板状に形成されるセラミックプレートが用いられる。ただし、ベースプレート１２ｂは、セラミックプレートに限定されず、金属製又は樹脂製のプレートであってもよい。

【0032】

第２プレート１２は、昇降駆動部１３に下降することで、第１プレート１１に載置された積層体２００を下方に向けて押圧する。積層体２００に対する押圧力は予め設定されており、制御部３０は、昇降駆動部１３に対して予め設定した押圧力で積層体２００を押圧するように制御する。積層体２００は、所定の押圧力により第１プレート１１と第２プレート１２との間に挟み込まれることで、後述する加熱部２０、２０Ａによる温度条件下で半導体ウエハＷと第１支持体１００とが（又は半導体ウエハＷと第２支持体１１０と）が貼り合わせられる。

【0033】

加熱部２０、２０Ａは、積層体２００を加熱する。加熱部２０、２０Ａは、例えば、内部に電熱線等の加熱機構（熱源）を有するホットプレートである。図２に示す例では、加熱部２０が第１プレート１１に設けられ、加熱部２０Ａが第２プレート１２に設けられている。ただし、この形態に限定されず、加熱部２０、２０Ａのいずれか一方が設けられない形態であってもよい。加熱部２０、２０Ａは、第１プレート１１及び第２プレート１２によって挟み込まれている状態の第１積層体２００Ａを第１温度で加熱する。この構成により、第１積層体２００Ａにおいて、第１接着剤５０が第１温度の熱によって溶融することで、半導体ウエハＷの第１面Ｓａと第１支持体１００の接着面１００ａとが接着される。例えば、第１温度は、１６０℃以上が好ましく、１７５℃以上がより好ましく、２００℃以上がさらに好ましい。第１接着剤５０としては、例えば、熱可塑性の炭化水素系樹脂を含むレジストが用いられる。

【0034】

また、加熱部２０は、第１プレート１１及び第２プレート１２によって挟み込まれている状態の第２積層体２００Ｂを第２温度で加熱する。この構成により、第２積層体２００Ｂにおいて、第２接着剤６０が第２温度の熱によって溶融することで、半導体ウエハＷの第２面Ｓｂと第２支持体１１０の接着面１１０ａとが接着される。ここで、第２温度は、第１温度よりも低い。従って、第２積層体２００Ｂを第２温度で加熱しても、第１温度に達していないので第１接着剤５０は溶融しない。第２温度は、一例として、４０℃から１５０℃である。第２接着剤６０としては、例えば、硬化後に熱可塑性を有するエポキシ系樹脂を含むレジストが用いられる。

【0035】

制御部３０は、昇降駆動部１３及び加熱部２０、２０Ａの動作を制御する。制御部３０は、加熱部２０、２０Ａによる加熱温度、すなわち積層体２００を加熱する温度を制御する。例えば、制御部３０は、ＣＰＵ（Ｃｅｎｔｒａｌ Ｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ Ｕｎｉｔ）又はＭＰＵ（Ｍｉｃｒｏ Ｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ Ｕｎｉｔ）などのプロセッサ及び不揮発性又は揮発性の半導体メモリ（例えば、ＲＡＭ（Ｒａｎｄｏｍ Ａｃｃｅｓｓ Ｍｅｍｏｒｙ）、ＲＯＭ（Ｒｅａｄ Ｏｎｌｙ Ｍｅｍｏｒｙ）、フラッシュメモリ、ＥＰＲＯＭ（Ｅｒａｓａｂｌｅ Ｐｒｏｇｒａｍｍａｂｌｅ Ｒｅａｄ Ｏｎｌｙ Ｍｅｍｏｒｙ）、ＥＥＰＲＯＭ（Ｅｌｅｃｔｒｉｃａｌｌｙ Ｅｒａｓａｂｌｅ Ｐｒｏｇｒａｍｍａｂｌｅ Ｒｅａｄ Ｏｎｌｙ Ｍｅｍｏｒｙ））を備えてもよい。例えば、制御部３０は、ＭＣＵなどのマイクロコントローラであってもよい。また、制御部３０は、基板処理システム１の制御装置Ｃの一部として構成される形態であってもよい。

【0036】

＜基板貼り付け方法＞
次に、実施形態に係る基板貼り付け方法について説明する。図４は、実施形態に係る基板貼り合わせ方法の一例を示すフローチャートである。図５は、図４に続いて、実施形態に係る基板貼り合わせ方法の一例を示すフローチャートである。図４及び図５に示す基板貼り合わせ方法は、例えば、制御部３０又は基板処理システム１の制御装置Ｃからの指示により実行される。図６から図８は、基板貼り付け装置５の動作の一例を示す図である。なお、図６から図８では、各部の動きが分かり易くなるように、一部の記載を簡略化している。

【0037】

まず、図４に示すように、半導体ウエハＷと第１支持体１００とを重ね合わせて第１積層体２００Ａが形成される（ステップＳ０１）。ステップＳ０１は、重ね合わせ装置４により行われる。ステップＳ０１に先立って、半導体ウエハＷの第１面Ｓａ、及び第１支持体１００の接着面１００ａの一方又は双方に、例えば塗布装置により第１接着剤５０が塗布される。第１接着剤５０は、半導体ウエハＷの第１面Ｓａ、又は第１支持体１００の接着面１００ａの全面に塗布されるが、第１面Ｓａ又は接着面１００ａに周期的又は離散的に塗布される形態であってもよい。第１接着剤５０が塗布された後、半導体ウエハＷ及び第１支持体１００は、搬送装置２によりそれぞれ重ね合わせ装置４に搬入される。

【0038】

重ね合わせ装置４は、半導体ウエハＷの第１面Ｓａと第１支持体１００の接着面１００ａとを第１接着剤５０を介して上下方向に重ね合わせることで第１積層体２００Ａを形成する。例えば、重ね合わせ装置４は、先に搬入された第１支持体１００をアライメントし、アライメントした第１支持体１００を上昇させて保持する。この際、第１支持体１００は、接着面１００ａが下向きとなるように保持される。次に、搬送装置２によって重ね合わせ装置４に半導体ウエハＷが搬入される。このとき、半導体ウエハＷの第１面Ｓａが上向きとなるように重ね合わせ装置４に搬入される。

【0039】

重ね合わせ装置４は、搬入された半導体ウエハＷをアライメントする。半導体ウエハＷをアライメントした後、重ね合わせ装置４は、第１支持体１００を下降させ、又は半導体ウエハＷを上昇させて半導体ウエハＷの第１面Ｓａと第１支持体１００の接着面１００ａとを第１接着剤５０を介して上下方向に重ね合わせることで第１積層体２００Ａを形成する。第１積層体２００Ａが形成されると、第１積層体２００Ａは、搬送装置２によって基板貼り付け装置５に搬入される（ステップＳ０２）。

【0040】

図６は、基板貼り付け装置５に第１積層体２００Ａを搬入する状態を示す図である。ステップＳ０２において、搬送装置２は、図６に示すように、例えば、第１積層体２００Ａの上面又は下面を吸着した状態で搬送し、第１積層体２００Ａを基板貼り付け装置５の内部に進入させる。続いて、搬送装置２は、第１積層体２００Ａを第１プレート１１に載置する。搬送装置２は、第１積層体２００Ａを下降させて、第１プレート１１のベースプレート１１ｂ上に載置する。なお、第１プレート１１がリフトピンを備える場合は、搬送装置２は、リフトピンの上端に第１積層体２００Ａを渡す。続いて、リフトピンが下降することにより、第１積層体２００Ａがベースプレート１１ｂ上に載置される。

【0041】

続いて、第１積層体２００Ａは、第１温度に加熱される（ステップＳ０３）。ステップＳ０３において、制御部３０は、加熱部２０、２０Ａを駆動して第１積層体２００Ａを第１温度に加熱する。第１温度は、第１接着剤５０に応じて設定される。例えば、制御部３０に備える不図示の記憶部には、第１接着剤５０と第１温度とが対応付けられて記憶されている。制御部３０は、使用されている第１接着剤５０の情報を取得し、その第１接着剤５０の第１温度を記憶部から取得する。制御部３０は、取得した第１温度となるように、不図示の温度センサから出力された値に基づいて加熱部２０、２０Ａを制御する。なお、ステップＳ０３よりも前に、加熱部２０、２０Ａにより例えば第１温度まで第１プレート１１及び第２プレート１２を加熱する予備加熱を行ってもよい。

【0042】

続いて、半導体ウエハＷと第１支持体１００とが貼り付けられる（ステップＳ０４）。図７は、第１積層体２００Ａを第１プレート１１及び第２プレート１２で挟んだ状態を示す図である。ステップＳ０４において、基板貼り付け装置５は、図７に示すように、第１温度で半導体ウエハＷの第１面Ｓａと、第１支持体１００の接着面１００ａとを貼り付ける。ステップＳ０４において、制御部３０は、昇降駆動部１３を駆動させて昇降軸１３ａとともに第２プレート１２を下降させ、第１プレート１１上の第１積層体２００Ａを所定の押圧力で下方に向けて押圧する。

【0043】

すなわち、第１積層体２００Ａは、第１プレート１１のベースプレート１１ｂと、第２プレート１２のベースプレート１２ｂとの間において、所定の押圧力で挟み込まれる。このとき、第１積層体２００Ａは、加熱部２０、２０Ａによって第１温度に加熱される。その結果、第１支持体１００及び半導体ウエハＷを介して第１接着剤５０が第１温度に加熱されて溶融し、かつ、第２プレート１２による押圧によって半導体ウエハＷと第１支持体１００とが貼り付けられる。なお、第２プレート１２により押圧する時間は、第１接着剤５０又は第１温度に応じて予め設定されている。制御部３０は、不図示のタイマ等によって予め設定した時間を経過したか否かを判断する。

【0044】

続いて、第１積層体２００Ａは、搬送装置２によって基板貼り付け装置５から搬出される（ステップＳ０５）。ステップＳ０５において、搬送装置２は、第１積層体２００Ａの上面又は下面を吸着した状態で第１積層体２００Ａを第１プレート１１から持ち上げた後、基板貼り付け装置５から搬出する。続いて、第１積層体２００Ａは、搬送装置２により研削装置３に搬送される。

【0045】

研削装置３により第１積層体２００Ａの半導体ウエハＷが研削される（ステップＳ０６）。ステップＳ０６において、研削装置３は、第１積層体２００Ａのうち半導体ウエハＷの第２面Ｓｂを研削して、半導体ウエハＷを薄くする。研削装置３は、例えば、軸部と、回転ヘッドと、研削パッドと、を備える。軸部は、不図示の駆動部により鉛直方向と平行な回転軸の軸まわりに回転可能である。回転ヘッドは、軸部の下端に設けられ、軸部とともに回転する。研削パッドは、回転ヘッドの下面に、取り外し可能に装着される。

【0046】

第１積層体２００Ａは、半導体ウエハＷの第２面Ｓｂを研削パッドに対向させた状態で配置されている。研削装置３は、回転ヘッドに装着された研削パッドを回転軸の軸まわりに回転させつつ、第１積層体２００Ａに対して水平方向に相対的に移動させながら、徐々に研削パッドを下降させる。第１積層体２００Ａの半導体ウエハＷは、研削パッドにより研削され、所望の厚さに形成される。このとき、半導体ウエハＷは、第１接着剤５０により第１支持体１００に貼り付けられているため、研削時において割れ等が抑制される。なお、半導体ウエハＷの研削量は、研削パッドの降下量によって設定される。

【0047】

続いて、研削装置３による半導体ウエハＷの研削が完了すると、搬送装置２は、研削後の第１積層体２００Ａを研削装置３から搬出し、重ね合わせ装置４に搬入する。また、搬送装置２は、重ね合わせ装置４に第２支持体１１０を搬入する。続いて、第１積層体２００Ａの半導体ウエハＷと第２支持体１１０とを重ね合わせて第２積層体２００Ｂを形成する（ステップＳ０７）。ステップＳ０７は、重ね合わせ装置４により行われる。ステップＳ０７に先立って、半導体ウエハＷの第２面Ｓｂ、及び第２支持体１１０の接着面１１０ａの一方又は双方に、塗布装置を用いて第２接着剤６０が塗布される。第２接着剤６０は、半導体ウエハＷの第２面Ｓｂ、又は第２支持体１１０の接着面１１０ａに周期的又は離散的に塗布されるが、第２面Ｓｂ又は接着面１１０ａの全面に塗布される形態であってもよい。第２接着剤６０が塗布された後、第１積層体２００Ａ及び第２支持体１１０は、搬送装置２によりそれぞれ重ね合わせ装置４に搬入される。

【0048】

重ね合わせ装置４は、半導体ウエハＷの第２面Ｓｂと第２支持体１１０の接着面１１０ａとを第２接着剤６０を介して上下方向に重ね合わせることで第２積層体２００Ｂを形成する。例えば、重ね合わせ装置４は、先に搬入された第２支持体１１０をアライメントし、アライメントした第２支持体１１０を上昇させて保持する。この際、第２支持体１１０は、接着面１１０ａが下向きとなるように保持される。次に、搬送装置２によって重ね合わせ装置４に第１積層体２００Ａが搬入される。このとき、第１積層体２００Ａの半導体ウエハＷにおける第２面Ｓｂが上向きとなるように重ね合わせ装置４に搬入される。

【0049】

重ね合わせ装置４は、搬入された第１積層体２００Ａをアライメントする。第１積層体２００Ａをアライメントした後、重ね合わせ装置４は、第１支持体１００を下降させ、又は第１積層体２００Ａを上昇させて半導体ウエハＷの第２面Ｓｂと第２支持体１１０の接着面１１０ａとを第２接着剤６０を介して上下方向に重ね合わせることで第２積層体２００Ｂを形成する。第２積層体２００Ｂが形成されると、第２積層体２００Ｂは、搬送装置２によって基板貼り付け装置５に搬入される（ステップＳ０８）。

【0050】

ステップＳ０８において、搬送装置２は、第２積層体２００Ｂの上面又は下面を吸着した状態で搬送し、第２積層体２００Ｂを基板貼り付け装置５の内部に進入させる。続いて、搬送装置２は、第２積層体２００Ｂを下降させて、第１プレート１１のベースプレート１１ｂ上に載置する。

【0051】

なお、第１プレート１１がリフトピンを備える場合は、搬送装置２は、リフトピンの上端に第２積層体２００Ｂを渡す。続いて、リフトピンが下降することにより、第２積層体２００Ｂがベースプレート１１ｂ上に載置される。なお、上記では、第２積層体２００Ｂが第２支持体１１０を上側として第１プレート１１に載置されているが、第１支持体１００を上側として第１プレート１１に載置されてもよい。

【0052】

続いて、第２積層体２００Ｂは、第２温度に加熱される（ステップＳ０９）。ステップＳ０９において、制御部３０は、加熱部２０、２０Ａを駆動して第１積層体２００Ａを第１温度より低い第２温度に加熱する。第２温度は、第２接着剤６０に応じて設定される。例えば、制御部３０に備える不図示の記憶部には、第２接着剤６０と第２温度とが対応付けられて記憶されている。制御部３０は、使用されている第２接着剤６０の情報を取得し、その第２接着剤６０の第２温度を記憶部から取得する。制御部３０は、取得した第２温度となるように、不図示の温度センサから出力された値に基づいて加熱部２０、２０Ａを制御する。なお、ステップＳ０９よりも前に、加熱部２０、２０Ａにより、例えば第２温度まで第１プレート１１及び第２プレート１２を加熱する予備加熱を行ってもよい。

【0053】

続いて、半導体ウエハＷと第２支持体１１０とが貼り付けられる（ステップＳ１０）。図８は、第２積層体２００Ｂを第１プレート１１及び第２プレート１２で挟んだ状態を示す図である。ステップＳ１２において、基板貼り付け装置５は、図８に示すように、第２温度で半導体ウエハＷの第２面Ｓｂと、第２支持体１１０の接着面１１０ａとを貼り付ける。ステップＳ１０において、制御部３０は、昇降駆動部１３を駆動させて昇降軸１３ａとともに第２プレート１２を下降させ、第１プレート１１上の第２積層体２００Ｂを所定の押圧力で下方に向けて押圧する。

【0054】

すなわち、第２積層体２００Ｂは、第１プレート１１のベースプレート１１ｂと、第２プレート１２のベースプレート１２ｂとの間において、所定の押圧力で挟み込まれる。このとき、第２積層体２００Ｂは、加熱部２０、２０Ａによって第２温度に加熱される。その結果、第１支持体１００、第２支持体１１０、及び半導体ウエハＷを介して第２接着剤６０が第２温度に加熱されて溶融し、かつ、第２プレート１２による押圧によって半導体ウエハＷと第２支持体１１０とが貼り付けられる。また、第２温度が第１温度より低いことから、第２温度に加熱されても第１接着剤５０が軟化又は溶融しない。従って、第１接着剤５０は、半導体ウエハＷと第１支持体１００との間の接着力を維持することができる。なお、第２プレート１２により押圧する時間は、第２接着剤６０又は第２温度に応じて予め設定されている。制御部３０は、不図示のタイマ等によって予め設定した時間を経過したか否かを判断する。なお、第２接着剤６０と第１接着剤５０とが同じ接着剤である場合、半導体ウエハＷと第１支持体１００とを貼り付ける際の第１温度より低い第２温度で半導体ウエハＷと第２支持体１１０とが貼り付けられる。その結果、上記と同様に、第１接着剤５０の軟化又は溶融が抑制され、半導体ウエハＷに対する第１支持体１００の貼り付け不良を抑えることができる。

【0055】

続いて、図５に示すように、第２積層体２００Ｂは、搬送装置２によって基板貼り付け装置５から搬出される（ステップＳ１１）。ステップＳ１１において、搬送装置２は、第２積層体２００Ｂの上面又は下面を吸着した状態で第２積層体２００Ｂを第１プレート１１から持ち上げた後、基板貼り付け装置５から搬出する。

【0056】

続いて、ステップＳ１１の後、第１剥離工程として、第２積層体２００Ｂに対して光照射又は特定溶剤への浸漬等により第１接着剤５０の接着性を低下させ、又は第１接着剤５０を溶解し、第２積層体２００Ｂから第１支持体１００が剥離される（ステップＳ１２）。ステップＳ１２の第１剥離工程は、例えば、光照射装置、浸漬装置、剥離装置などにより行われる。なお、ステップＳ１２の後、例えば、半導体ウエハＷをチップごとに切断するダイシング工程が行われる。このダイシング工程は、例えば、ダイシング装置により行われる。続いて、第１剥離工程の後、第２剥離工程として、物理的に半導体ウエハＷ（チップ）を第２支持体１１０から引き剥がすことで、半導体ウエハＷ（チップ）から第２支持体１１０が剥離される（ステップＳ１３）。ステップＳ１３の第２剥離工程は、例えば、ピッキング装置などにより、半導体ウエハＷ（チップ）を第２支持体１１０から物理的に引き剥がすことにより行われる。つまり、第２支持体１１０が半導体ウエハＷから物理的に引き剥がされる。なお、第２支持体１１０と半導体ウエハＷとの接着力が低いことから、半導体ウエハＷ（チップ）に第２接着剤６０の残渣が生じるのを抑制できる。半導体ウエハＷ（チップ）が第２支持体１１０から物理的に引き剥がされることで、一連の処理が終了する。

【0057】

比較例として、第２支持体１１０を半導体ウエハＷの第２面Ｓｂに貼り付ける際に、加熱温度を第１温度に相当する１６０℃以上とした場合、第２支持体１１０と半導体ウエハＷとが強固に張り付き、上記した第２剥離工程において、第２接着剤６０の残渣が半導体ウエハＷに生じる場合がある。本実施形態では、４０℃から１５０℃の間の範囲の低い第２温度で半導体ウエハＷと第２支持体１１０との貼り付けを行っている。従って、上記した比較例に対して、第２支持体１１０と半導体ウエハＷとの接着力が低く、強固に張り付くことを抑制している。その結果、上記したステップＳ１３の第２剥離工程において、半導体ウエハＷに第２接着剤６０の残渣が生じるのを抑制できる。

【0058】

このように、本実施形態によれば、半導体ウエハＷの第１面Ｓａに第１接着剤５０を介して第１支持体１００を貼り付けた際の第１温度よりも低い第２温度で半導体ウエハＷの第２面Ｓｂに第２接着剤６０を介して第２支持体１１０を貼り付けるので、第２面Ｓｂへの第２支持体１１０の貼り付け時に第１接着剤５０が軟化するのを防止し、第１支持体１００の貼り付け不良が発生するのを抑制することができる。

【0059】

＜変形例＞
変形例に係る基板貼り付け装置５Ａ及び基板処理システム１Ａについて説明する。図９は、変形例に係る基板貼り付け装置５Ａ及び基板処理システム１Ａの一例を示す図である。上記した実施形態では、基板処理システム１として、重ね合わせ装置４と基板貼り付け装置５とが個別の装置として含まれる形態を例に挙げて説明しているが、この形態に限定されない。重ね合わせ装置４の機能と、基板貼り付け装置５の機能とが１つの装置として実現される形態であってもよい。なお、図９において上記した実施形態と同様の構成については同一の符号を付して、その説明を省略又は簡略化する。

【0060】

図９に示すように、基板処理システム１Ａは、搬送装置２と、研削装置（研磨装置）３と、基板貼り付け装置５Ａと、制御装置Ｃと、を備える。基板貼り付け装置５Ａは、貼り付け部１０と、加熱部２０（２０Ａ）と、制御部３０と、重ね合わせ部４０と、を備える。すなわち、基板貼り付け装置５Ａは、上記した基板処理システム１の重ね合わせ装置４と同様の機能を有する重ね合わせ部４０を備えている。

【0061】

重ね合わせ部４０は、例えば、先に基板貼り付け装置５Ａに搬入された第１支持体１００を第１プレート１１と第２プレート１２との間の空間において支持し、続いて搬入された半導体ウエハＷをリフトピンで上昇させることで、半導体ウエハＷと第１支持体１００とを重ね合わせて第１積層体２００Ａを形成させる。その後、リフトピンを下降させて第１プレート１１に第１積層体２００Ａを載置した後に、第２プレート１２を下降させて、第１温度で半導体ウエハＷと第１支持体１００とを貼り合わせる。

【0062】

また、重ね合わせ部４０は、例えば、先に基板貼り付け装置５Ａに搬入された第２支持体１１０を第１プレート１１と第２プレート１２との間の空間において支持し、続いて搬入された第１積層体２００Ａをリフトピンで上昇させることで、第１積層体２００Ａの半導体ウエハＷと第２支持体１１０とを重ね合わせて第２積層体２００Ｂを形成させる。その後、リフトピンを下降させて第１プレート１１に第２積層体２００Ｂを載置した後に、第２プレート１２を下降させて、第２温度で半導体ウエハＷと第２支持体１１０とを貼り合わせる。

【0063】

このように、本変形例においても上記した実施形態と同様に、第１温度よりも低い第２温度で半導体ウエハＷの第２面Ｓｂに第２接着剤６０を介して第２支持体１１０を貼り付けるので、第２面Ｓｂへの第２支持体１１０の貼り付け時に第１接着剤５０が軟化するのを防止できる。また、本変形例に係る基板処理システム１Ａは、基板貼り付け装置５Ａが重ね合わせ部４０を備えており、上記した実施形態の重ね合わせ装置４が不要となるので、基板処理システム１Ａの占有空間を縮小することができる。

【0064】

以上、実施形態及び変形例について説明したが、本発明の技術的範囲は、上記した実施形態及び変形例に限定されず、本発明の要旨を逸脱しない範囲において種々の変更が可能である。また、上記した実施形態及び変形例に、多様な変更又は改良を加えることが可能であることは当業者において明らかである。また、そのような変更又は改良を加えた形態も本発明の技術的範囲に含まれる。また、上記した実施形態及び変形例で説明した要件の１つ以上は、省略されることがある。また、上記した実施形態及び変形例で説明した要件は、適宜組み合わせることができる。また、上記した実施形態及び変形例において示した各動作の実行順序は、前の動作の結果を後の動作で用いない限り、任意の順序で実行可能である。また、上記した実施形態及び変形例における動作に関して、便宜上「まず」、「次に」、「続いて」等を用いて説明したとしても、この順序で実施することが必須ではない。

【符号の説明】

【0065】

１、１Ａ・・・基板処理システム
３・・・研削装置
５、５Ａ・・・基板貼り付け装置
１０・・・貼り付け部
１１・・・第１プレート
１２・・・第２プレート
２０、２０Ａ・・・加熱部
５０・・・第１接着剤
６０・・・第２接着剤
１００・・・第１支持体
１００ａ・・・接着面
１１０・・・第２支持体
１１０ａ・・・接着面
Ｗ・・・半導体ウエハ

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8】

【図9】