CN105283942B - 贴合装置及贴合基板的制造方法 - Google Patents

贴合装置及贴合基板的制造方法 Download PDF

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Abstract

本发明提供一种贴合装置，根据本发明的实施方式，其贴合第1基板与第2基板，其特征为，具备：保持第2基板的基板保持部；通过进行上升动作而对所述第2基板的背面进行加压的压头；及具有支撑爪的基板支撑部，支撑爪支撑能够以与所述第2基板隔着规定间隔而相对的方式被保持的第1基板的周缘部，所述压头对对应于如下位置的所述第2基板的规定一点进行加压，在该位置处所述第1基板的贴合面与所述第2基板的贴合面的距离小于从所述第1基板的贴合面的周端部到所述第2基板的贴合面为止的距离。

Description

贴合装置及贴合基板的制造方法
技术领域
本发明的实施方式涉及一种贴合装置及贴合基板的制造方法。
背景技术
作为用于TSV工序(Through Silicon Via)等的高性能设备用的晶片，周知贴合被镜面研磨的2张晶片的彼此研磨面(彼此贴合面)而形成贴合基板的技术。对2张晶片当中的至少一个晶片通过等离子体处理等而进行形成氧化层的处理，之后贴合两晶片。进行贴合之后根据需要进行热处理而提高结合强度，之后对已贴合的晶片进行磨削及研磨而薄化至所希望的厚度。根据这样的技术，能够在由晶片所代表的基板之间不介由粘接剂等而贴合彼此基板。因此，能够实现在贴合之后的处理(高温处理或化学处理)等中的工艺条件的多样化。
在这样的贴合装置中，通常一边将被贴合的一个基板向另一个基板方向按压而使其发生变形一边进行贴合。
专利文献1中记载有如下内容，将被贴合的一个基板即第1基板保持于载物台上，将另一个基板即第2基板在保持其周边部的状态下隔着间隔与第1基板相对配置，一边从上方对第2基板的其贴合面的相反侧的面的规定一点进行按压一边进行贴合。
另外在专利文献2中记载有如下内容，将被贴合的一个半导体晶片以其贴合面中央部呈凸形的方式进行翘曲并通过真空吸引保持于橡胶吸盘，在此状态下使其接触另一个半导体晶片，之后，向橡胶吸盘内部导入空气等而使一个半导体晶片的翘曲得到恢复，从而贴合两晶片。
但是，如专利文献1所示，在保持第2基板的周缘部时，该基板有时会因自重而发生挠曲。而且如果进一步一边从上方按压第2基板一边进行贴合，则第2基板的挠曲变大，第2基板上产生歪斜。
另外，如专利文献2所示，即使在使晶片随着橡胶吸盘的放置面而以凸状发生变形时，晶片上也有可能产生歪斜。
如果这样地在进行贴合的基板上产生歪斜，则无法正确地进行2张的对位，难以确实地进行未偏离的贴合。
专利文献1：日本国特开2012-156163号公报
专利文献2：日本国特开昭61-145839号公报
发明内容
本发明的实施方式所要解决的技术问题是提供一种贴合装置及贴合基板的制造方法，其能够在防止基板发生歪斜的同时确实地进行贴合。
根据本发明的实施方式，提供一种贴合装置，其直接贴合第1基板的贴合面与第2基板的贴合面，其特征为，具备：具有保持第2基板的保持面的基板保持部；配置在作为与所述第2基板的贴合面相反的面的背面侧、并通过进行上升动作而对所述第2基板的背面进行加压的压头；对所述压头进行升降操作的第1移动部；基板支撑部，具备支撑所述第1基板的周缘部的支撑爪和使所述支撑爪移动的第2移动部，并支撑所述第1基板，以使得所述第1基板在所述第2基板的上方与所述第2基板隔着规定间隔相对；及对所述第1移动部和所述第2移动部进行控制的控制部，所述控制部通过控制所述第1移动部并使所述压头上升至低于所述支撑爪的高度位置，对对应于如下位置的所述第2基板的背面的规定一点进行加压，形成对应于所述规定一点的在所述第1基板与所述第2基板的贴合面开始贴合的接触点，在该位置处所述第1基板的贴合面与所述第2基板的贴合面的距离小于从所述第1基板的贴合面的周缘部到所述第2基板的贴合面为止的距离，所述控制部还控制所述第2移动部以使所述支撑爪在从所述第1基板的周缘部分离的方向上移动，从所述接触点开始进行贴合。
另外，根据本发明的其他实施方式，提供一种贴合基板的制造方法，其直接贴合第1基板的贴合面与第2基板的贴合面，其特征为，具备：由具有保持所述第2基板的保持面的基板保持部来保持所述第2基板的工序；由具有支撑所述第1基板的周缘部的支撑爪的基板支撑部，在所述第2基板的上方，以与所述第2基板隔着规定间隔而相对的方式支撑所述第1基板的工序；通过对配置在作为与所述第2基板的贴合面相反的面的背面侧的压头进行上升动作，对所述第2基板的背面进行加压的工序；及使所述第1基板的贴合面与所述第2基板的贴合面发生接触而对所述第1基板与所述第2基板进行贴合的工序，在对所述第2基板的背面进行加压的工序中，使所述压头上升至低于所述支撑爪的高度位置，从而对对应于如下位置的所述第2基板的规定一点通过压头进行加压，形成对应于所述规定一点的在所述第1基板与所述第2基板的贴合面开始贴合的接触点，在该位置处所述第1基板的贴合面与所述第2基板的贴合面的距离小于从所述第1基板的贴合面的周缘部到所述第2基板的贴合面为止的距离，在进行所述贴合工序中，在从所述第1基板的周缘部分离的方向上移动所述支撑爪，从所述接触点开始进行贴合。
根据本发明的实施方式，提供一种贴合装置及贴合基板的制造方法，其能够在防止基板发生歪斜的同时确实地进行贴合。
附图说明
图1是用于例示第1实施方式所涉及的贴合装置1的模式图。
图2是用于例示第1基板W1与第2基板W2的贴合状态的模式图。
图3(a)～(f)是用于例示贴合装置1的作用的模式图。
图4(a)～(d)是用于例示贴合装置1的作用的模式图。
图5(a)～(d)是用于例示贴合装置1的作用的模式图。
图6是用于例示第2实施方式所涉及的贴合装置100的模式图。
图7是用于例示第3实施方式所涉及的贴合装置200的模式图。
图8(a)～(d)是用于例示贴合装置200的作用的模式图。
图9(a)～(d)是用于例示贴合装置200的作用的模式图。
具体实施方式
第1实施方式(贴合装置1)
以下，参照附图对第1实施方式进行例示。并且，在各附图中对同样的构成要素标注相同的符号并适当省略详细说明。
图1是用于例示本实施方式所涉及的贴合装置的模式图。
图1是例示将构成相互贴合的基板例如2张硅晶片不介由粘接剂而直接贴合的贴合装置1的图。本实施方式中的直接贴合如下，当对得到活性化处理的彼此贴合面的规定一点进行加压时，形成贴合开始点S，从此处开始自发进行通过氢键的贴合。
如图1所示，贴合装置1中设置有处理容器2、基板保持部3、按压部5、基板支撑部8、排气部13、检测部16、开口部4。
处理容器2
处理容器2呈气密构造，能够维持与大气压相比更被减压的气氛。
处理容器2的侧壁上设置有具有开闭门4a的开口部4，能够搬入第1基板W1、第2基板W2，能够搬出贴合后的基板(贴合基板)W。
另外在处理容器2的底部设置有排气口14，能够进行处理容器2的排气。如后述的那样，由于真空中和大气压下都能够进行贴合，因此如果不需要排气口14则可以不设置。
基板保持部3
在基板保持部3的保持面上放置基板W2，以水平状态进行支撑。
基板保持部3在俯视时呈环状，该环状的上面成为前面叙述的保持面，在该保持面上设置有真空吸盘等吸引单元。基板保持部3通过该吸引单元来吸引基板W2的背面W2b的周缘部，从而保持基板W2。即，基板W2的背面W2b的中心部区域并未被基板保持部3所保持。
基板保持部3因未图示的移动单元而能够在水平方向上移动。
按压部5
按压部5被配置成位于形成在基板保持部3中央的空间部。
按压部5具备压头5b、对压头5b的移动动作进行控制的移动部5a，朝着基板W1方向对基板W2的背面W2b(贴合面的相反侧的面)的规定一点进行加压。移动部5a使压头5b在上下方向上移动，同时在水平方向上也移动，能够使其与基板W2的背面W2b的任意部位相对。即，按压部5与基板保持部3不会相互冲突，可单独进行移动。
压头5b是例如像销似的构件，其顶端形状优选如下，可通过压头5b的上升动作来对基板W2的背面W2b进行加压。例如，能够做成针状、锥状或球状。通过移动部5a的驱动，压头5b的顶端部能够位于在与基板保持部3的保持面(上面)相比更位于下方的待机位置与从基板保持部3的保持面只突出规定量的上升端位置之间的任意位置。
并且，在本说明书中，将压头5b上升的动作称为对基板W2“进行加压”。在后面进一步对压头5b进行说明。
基板支撑部8
基板支撑部8以与基板W2的表面W2a(贴合面)相对的方式支撑基板W1。基板支撑部8具有多个(例如4個)支撑爪11、移动各支撑爪11的移动部10、支撑移动部10的根部12。通过将基板W1放置于支撑爪11上，从而在与第2基板W2之间具有间隔A而被支撑。
支撑爪11
沿着基板W1的周缘部配设有多个支撑爪11，从而支撑基板W1的表面W1a的周缘部，将基板W1配置在基板W2的上方。
移动部10
移动部10使支撑爪11在支撑基板W1的位置与向基板W1的径外方向后退的位置之间进行移动。移动部10例如能够将伺服马达或脉冲马达等的控制马达作为构成要素而具备。
第1对位部9a
第1对位部9a根据通过后述的检测部16来检测出的关于对位的信息而在水平方向上对基板W1与基板W2进行对位。第1对位部9a例如呈销形状，沿着被支撑爪11所支撑的基板W1的周缘部而配设有多个。
第1对位部9a例如通过由伺服马达或脉冲马达等控制马达所构成的未图示的移动部而在基板W1的径向上进行进退动作，能够接触或隔离于基板W1的侧面。此时，由于第1对位部9a在接触基板W1侧面的方向上仅移动被指定的量，在水平方向上按压被支撑爪11所支撑的基板W1的外周缘，能够进行基板W1的对位。
第2对位部9b
第2对位部9b根据通过后述的检测部16来检测出的关于对位的信息而在旋转方向上对基板W1与基板W2进行对位。此时，第2对位部9b例如通过将销插入于设置在基板W2周缘的缺口，从而能够将基板W2在其旋转方向上进行对位。
排气部13
排气部13通过配管15从排气口14排出处理容器2内的空气。
并且，也可以未设置处理容器2而在大气压下进行贴合。
检测部16
检测部16由检测头16b、运算部16a所构成。检测部16通过检测基板W1与基板W2的各周缘部的水平位置来检测基板W1及基板W2在水平方向上的位置。另外，检测部16通过检测分别设置于基板W1与基板W2的缺口位置来检测基板W1及基板W2在旋转方向上的位置。
例如能够将检测头16b设置在处理容器2的上顶部分。检测头16b例如可以是CCD图像传感器(Charge Coupled Device Image Sensor)。虽然未特意限定检测头16b的数量，但是如果设置多个检测头16b，则能够提高检测精度。
将运算部16a电连接于检测头16b。运算部16a根据来自检测头16b的信息而运算基板W1与基板W2的相对位置，制作两者间的位置偏离量或位置偏离方向等的关于对位的信息。将关于对位的信息发送至基板支撑部8的移动部10与第1对位部9a、第2对位部9b，在对基板W1与基板W2进行对位时被使用。
以下，关于前述的压头5b进行详细叙述。
在基板W1为极其薄的晶片或450mm直径的大型晶片等的基板时，如图2所示地周缘部被支撑爪11所支撑的基板有可能因自重而发生挠曲。
另外，有时在基板W1搬入处理容器2内的时刻已发生翘曲。
在基板W1的变形量较大时，如果对基板W2的加压并不充分且短时间时，有时表面W1a与表面W2a未能接触而贴合并未进行。另外，基板W1的挠曲量或翘曲量也受处理室内的温度等的环境的影响，由于并不一定，因此难以进行具有再现性的贴合。
在此，图2中的间隔A表示基板W1的表面W1a(贴合面)与基板W2的表面W2a(贴合面)的距离。间隔B表示在间隔A最小的位置处的表面W1a与表面W2a的距离。间隔H表示贴合开始时的在表面W1a上的周端部与表面W2a的距离。换言之，间隔H表示支撑爪11上的与基板W1的接触面离表面W2a的高度。
在贴合开始时，在基板W1以平坦的状态被保持时，在表面W1a的面内，离表面W2a的距离是一定的间隔H。但是，如果基板W1因挠曲或翘曲而发生了变形，则在表面W1a的面内，产生离表面W2a的距离小于间隔H的位置。
即，在表面W1a的面内的规定点与表面W2a之间的距离有时会小于间隔H。
在表面W1a的面内，将离表面W2a的距离小于间隔H的位置作为贴合开始点S，压头5b从背面W2b(贴合面的相反侧)侧对对应于贴合开始点S的基板W2的规定一点进行加压。
在表面W1a的面内，能够将离表面W2a的距离小于间隔H的位置例如作为间隔A最小的(间隔B的)位置。
能够将间隔A最小的位置例如作为将基板W1的重心作为中心的区域，能够作为基板W1的中心部。另外，例如间隔A最小的位置能够通过对基板W1的面积、支撑基板W1的位置的算出来预先求出。
接下来，与贴合装置1的作用一起对贴合基板的制造方法进行例示。
图3是例示贴合处理的工序的模式图，图3(a)、(c)、(e)是从贴合装置1的侧面观察的模式图，图3(b)、(d)、(f)是从贴合装置1的正上方观察的模式图。
图4是例示连续于图3的贴合处理的工序的模式图，图4(a)、(c)从贴合装置1的侧面观察的模式图，图4(b)、(d)是从贴合装置1的正上方观察的模式图。
图5是例示连续于图4的贴合处理的工序的模式图，图5(a)、(c)是从贴合装置1的侧面观察的模式图，图5(b)、(d)是从贴合装置1的正上方观察的模式图。
首先，利用未图示的搬运机器人将基板W2搬入于处理容器2。另外，压头5b位于待机位置。
接下来，如图3(a)、(b)所示，将第2基板W2放置在基板保持部3，之后通过真空吸盘等而进行保持。
接下来，通过用检测部16来检测基板W2的缺口W2c的位置，从而检测出基板W2的旋转方向的位置。另外，通过用检测部16来检测基板W2周缘部的水平位置，从而检测出基板W2的水平方向的位置。
接下来，如图3(c)、(d)所示，使支撑爪11移动到支撑基板W1的位置。
接下来，如图3(e)、(f)所示，用未图示的搬运机器人将基板W1搬入于处理容器2的内部并放置于支撑爪11上。
接下来，用由检测部16检测出的关于基板W2与基板W1的相对的水平方向位置的信息，通过第1对位部9a使基板W1的水平方向位置对位于基板W2的水平方向位置。例如，通过使第1对位部9a接触基板W1的周缘，使第1对位部9a仅移动基板W2的水平方向位置与基板W1的水平方向位置的偏移量的大小，从而使基板W1的水平方向位置对位于基板W2的水平方向位置。
接下来，通过检测部16来检测设置在基板W1周缘的缺口W1c的位置。此时，在水平方向上移动保持有基板W2的基板保持部3，在水平方向上将基板W2移动到不会阻碍对基板W1的缺口W1c的位置检测的位置。在检测出缺口W1c的位置之后，在水平方向上移动保持有基板W2的基板保持部3，使基板W2对位于基板W1的水平位置(使基板W2返回到图4(a)的位置)。
接下来，用由检测部16检测出的关于基板W2的旋转方向位置(缺口W2c的位置)与基板W1的旋转方向位置(缺口W1c的位置)的信息，通过第2对位部9b对基板W2的旋转方向位置进行对位。例如，通过将第2对位部的销插入于设置在基板W2周缘的缺口W2c，在基板W2的旋转方向使销仅移动对于基板W1的旋转方向位置的基板W2的旋转方向位置的偏离量的大小，从而使基板W2的旋转方向位置对位于基板W1的旋转方向位置。
然后，贴合基板W1与基板W2。首先，开闭门4a被关闭而处理容器2被密闭。然后。对处理容器2内进行排气。并且，在大气中进行贴合时，不需要对处理容器2内进行排气。
接下来，如图4(a)、(b)所示，使第1对位部9a与第2对位部9b移动到从基板W1的周缘部后退的位置。即，解除利用第1对位部9a与第2对位部9b的对位。然后，将间隔A最小的位置作为贴合开始点S，将压头5b水平移动到与该贴合开始点S相对的位置而进行定位。能够通过控制部50来控制该水平移动动作。控制部50能够通过被设定的贴合开始点S在基板W2的水平方向上的位置信息而控制移动部5a的水平移动动作。
之后，通过控制部50来控制移动部5a，使压头5b进行上升动作。
然后，如图4(c)、(d)所示，压头5b上升而以使贴合面呈凸状的方式对基板W2的背面进行按压。压头5b的上升动作持续到压头5b的顶端部到达上升端位置为止。
该上升端位置如下，即使压头5b按压基板，基板上也不会残留歪斜，压头5b的顶端部能够位于与基板保持部3的保持面相比更突出0.5mm以上的位置。例如，能够将压头5b的上升端位置做成与在支撑爪11上的与基板W1的接触面的高度位置相比更靠近基板保持部3的位置。另外，例如在压头5b的上升过程中，从表面W1a与表面W2a的一部分发生接触(该接触部分成为贴合开始点S)的时刻开始，能够将压头5b的上升端位置做成进一步从基板保持部3隔离的位置。
在压头5b的顶端部到达上升端位置之后，压头5b被保持在该位置。之后如图4(c)、(d)所示，使支撑爪11在从基板W1的周缘隔离的方向上逐渐移动。当支撑爪11在从周缘隔离的方向上移动时，由于在基板W1上被支撑爪11所支撑的部分向基板W1的周缘部侧移动，因此基板W1因自重而挠曲变大，在基板W1a面内的高度方向位置降低。
在此，表面W1a与表面W2a既可以因前述的压头5b的上升动作而表面W2a被加压从而开始接触，也可以因图4(c)、(d)中的支撑爪11的移动而在表面W1a面内的高度方向位置下降从而开始接触。在后一种情况下，在支撑爪11开始移动之前的阶段，在压头5b位于上升端位置的时刻，表面W1a与表面W2a处于未发生接触的状态。
在表面W1a、W2a发生接触之后，贴合从已接触的点开始以放射状推进。即使在表面W1a与表面W2a发生接触之后，由于支撑爪11还在从基板W1的周缘隔离的方向上继续移动，因此在基板W1面内的高度位置也继续降低，如图5(a)、(b)所示地基板W1的表面W1a与基板W2的表面W2a发生接触的部分(贴合部分)从中央部朝着周缘部扩大。然后，当基板W1的周缘部离开支撑爪11时，基板W1的表面W1a与基板W2的表面W2a在整个面上发生接触。即，基板W1与基板W2被贴合而形成贴合基板W。
并且，上述图4(a)、(b)的利用第1对位部9a与第2对位部9b的对位的解除也可以在使压头5b上升之后与贴合的进行一起进行，而不是在使压头5b上升之前进行。
接下来，如图5(c)、(d)所示，利用移动部5a使压头5b下降。
在此，由于到基板W1与基板W2的贴合结束为止，压头5b位于从基板保持部3的保持面突出的上升端位置，因此基板W2的贴合面继续维持凸状。即，通过使基板W1与基板W2的间隔A相对接近，从而基板W1与基板W2的贴合从贴合开始点S开始。即，基板W1与基板W2的间隔A相对接近，基板W1与基板W2的贴合从贴合开始点S开始。然后，在基板W2的表面W2a继续维持凸状的状态下贴合推进，形成以凸状发生变形的贴合基板W。在基板W1与基板W2的贴合结束之后，压头5b进行下降动作，返回到原来的位置(图3(a)的位置)。当压头5b下降时，因压头5b而发生变形的贴合基板W随着基板保持部3的保持面变成平坦。
并且，基板W1与基板W2的贴合结束说明，既可以通过设置在贴合装置1内的传感器来进行探测，也可以根据由实验所要求的时间而进行探测。
在使处理容器2返回到大气之后，通过未图示的搬运装置将已贴合的基板W搬出到处理容器2的外部。
以后，根据需要，能够通过反复实施前述的顺序来连续贴合基板W1、基板W2。
根据本实施方式，到基板W1与基板W2的贴合结束为止，使压头5b位于从基板保持部3的保持面突出的位置。由此，基板W2的未被基板保持部3所保持的区域被保持，同时在贴合开始到结束为止的期间，能够维持基板W1与基板W2的接触点。
即，由于基板保持部3呈环状，因此在基板保持部3的中央区域存在空间部，因而，基板W2的中央区域不会被基板保持部3所保持。基板W2的中央区域被从基板保持部3的保持面突出的压头5b所保持。另外，由于压头5b从基板保持部3的保持面突出，因此基板W1与基板W2发生接触。通过维持压头5b的突出的位置，从而在开始贴合到结束贴合期间，能够维持基板W1与基板W2的接触点。
其结果，能够确实地使表面W1a与表面W2a发生接触，能够确实地开始进行贴合。
另外，根据本实施方式，由于压头5b的上升动作在表面W1a与表面W2a发生接触之后也继续进行，而且停止在与表面W1a、表面W2a发生接触的位置相比更加从基板保持部3隔离的上升端位置，因此能够确实地使表面W1a与表面W2a发生接触，能够确实地进行贴合。即，当表面W1a、W2a发生接触之后压头5b也上升时，与基板W2发生接触的基板W1也被加压，在接触点处基板W1随着基板W2发生变形。从而，与在表面W1a、W2a接触的高度位置处发生接触时相比，能够加大表面W1a与表面W2a的接触点的面。即，由于能够加大贴合开始点S的面积，因此能够确实地开始贴合而确实地进行贴合。而且，通过将该上升端位置做成与支撑爪11上的与基板W1的接触面的高度位置相比更靠近基板保持部3的位置，从而在与基板W2的接触面较少的贴合开始时，能够在继续维持基板W1的周缘被支撑爪11所保持的状态下进行贴合，能够使基板W1不发生位置偏离而进行贴合。
另外，根据本实施方式，通过将间隔A最小的位置做成贴合开始点S，从而能够减少基板W2的按压量。其结果，能够使基板W2的面内形状的变化较少，能够抑制基板W2发生歪斜。其结果，能够进行防止与基板W1发生位置偏离的贴合。
另外，如果基板W1与基板W2的间隔A最小的位置与贴合开始点S即从背面对基板W2进行加压的点的位置发生偏离，则有可能空气进入贴合面而发生较多空隙(void)。
根据本实施方式，通过将间隔A最小的位置的规定一点作为贴合开始点S而从背面对基板W2进行加压，从而能够抑制发生空隙。
并且，在本实施方式中，压头5b的上升端位置既可以是预先设定的位置，也可以是实时决定的位置。在实时决定时，例如能够用设置于压头5b的压力传感器来探测表面W1a、W2a发生接触的高度位置，将与该位置相比更加从基板保持部3隔离的位置作为上升端位置。
并且，在本实施方式中，虽然在贴合开始之前使压头5b进行水平移动而使其位于贴合开始点S，但是如果压头5b预先位于贴合开始点S，则压头5b既可以不进行移动，也可以固定其水平位置。
并且，在本实施方式中，虽然到对基板W1与基板W2的贴合结束为止，压头5b位于从基板保持部3的保持面突出的位置，但是在压头5b的上升端位置为与表面W1a、W2a发生接触的高度位置相比更加从基板保持部3隔离的位置时，也可以在使压头5b上升至上升端位置而使表面W1a与表面W2a发生接触之后，使压头5b下降而使其返回到原来的待机位置(图3(a)的位置)。如前所述，如果压头5b的上升端位置为与表面W1a、W2a发生接触的高度位置相比更加从基板保持部3隔离的位置，则由于能够确实地开始贴合，因此此后不需要通过压头5b的上升来维持接触点。
并且，在本实施方式中，虽然在对基板W1、W2进行对位之后进行排气，但是也可以在将基板W1搬入处理容器2之后，在进行对位之前进行排气。
并且，基板保持部3的保持基板W2的保持面既可以是平坦面也可以是曲面。即，基板W2即可以在水平状态下被保持，也可以以具有曲面的方式被保持。
并且，在本实施方式中，虽然控制部50对移动部5a的移动动作进行控制，但是也可以作为对其他构成要素的动作进行控制的贴合装置1整体的控制部来加以利用。例如，能够对基板保持部3的保持动作、基板支撑部8的支撑动作(第1、第2对位部9a、9b或支撑爪11的动作)、排气部13的排气压力等进行控制。
第2实施方式
图6是用于例示第2实施方式所涉及的贴合装置的模式图。
关于与第1实施方式相同的构成要素标注相同的符号并省略说明。图6中，贴合装置100具有测定部20。测定部20能够测定基板W1的变形状态。
测定部20
测定部20由测定头20a、移动部20b、运算部20c所构成。测定头20a通过将基板W1的变形量变换成电信号来测定基板W1的变形状态。测定头20a例如可以是激光位移仪等，通过扫描基板W1的背面W1b，从而将基板W1的高度位置的变位等的信息作为电信号而发送至运算部20c。移动部20b使测定头20a例如沿着基板W1的径向(图3中的左右方向)移动，改变测定头20a与基板的相对位置。移动部20b例如能够将伺服马达或脉冲马达等的控制马达作为构成要素而包含。
运算部20c将来自测定头20a的电信号变化成基板W1的变形量而求出基板W1的变形状态。然后，运算部20c在求出的变形状态中将基板W1的最大变形量与基板W1的变形量最大的位置信息发送至控制部50。控制部50根据这些信息在基板W2的水平方向及厚度方向上对压头5b的移动量进行控制。例如，控制部50将基板W1的变形量最大的位置设定为贴合开始点S，以使压头5b位于与贴合开始点相对的位置的方式对压头5b的水平方向移动量进行控制。而且，在使压头5b进行上升动作时，以使压头5b的顶端部到达与基板保持部3的保持面相同的界面而且上升与基板W1的变形量相同的距离部分的方式使压头5b上升。
在之前说明的第1实施方式中，将贴合开始点S作为间隔A最小的位置，将该位置例如作为以基板W1重心为中心的区域，或者作为第1基板W1的中心部，或者通过对基板W1的面积或支撑第1基板W1的位置的算出来预先求出。与此相对，在第2实施方式中，通过测定头20a来测定基板W1的变形状态，通过运算部20c来求出基板W1与基板W2的间隔A最小的位置，将该位置设定为贴合开始点S。由于其他的动作与第1实施方式相同，因此省略。
根据本实施方式所涉及的贴合装置100，在与第1实施方式同样的效果的基础上，还可以测定基板W1的变形状态，根据该测定结果来决定贴合开始点S，根据该开始点位置来控制在基板W2的水平方向或厚度方向上移动压头5b。由此，能够实时且更加正确地从基板W1与基板W2最接近的位置开始进行贴合。其结果，能够根据基板W1的翘曲量而在最适当的水平位置或以对基板W2的最适当的加压量开始进行贴合，能够抑制基板W1发生歪斜。
并且，虽然图6中将测定部20设置在处理容器2的上顶部分而从基板W1的上方测定变形状态，但是并不局限于此。例如，也可以对于基板W1的水平方向而配置测定部20来测定基板W1的变形状态。例如，也可以如下，相对配置一对测定部20(投光传感器与受光传感器)，投光传感器在上下方向上扫描在基板W1的厚度方向上夹住基板W1的范围，从而在受光传感器中测定出来自投光传感器的投光被受光/遮光的区域，由此测定基板W1的变形状态。
并且，在实施例中，虽然控制部50对移动部5a的移动动作进行控制，但是也可以作为对其他构成要素的动作进行控制的贴合装置100整体的控制部来加以利用。例如，能够对基板保持部3的保持动作、基板支撑部8的支撑动作(第1、第2对位部9a、9b或支撑爪11的动作)、排气部13的排气压力等进行控制。
第3实施方式
图7是第3实施方式所涉及的贴合装置200的模式图。关于与第1实施方式相同的构成要素标注相同的符号并省略说明。图7中，贴合装置200的移动部210在支撑基板W1的位置与在基板W1的径外方向上后退的位置之间移动支撑爪11(图7中的X方向)。另外，移动部210在支撑基板W1的位置与基板保持部3之间移动支撑爪11(图7中的Z方向)。即，第3实施方式中，移动部210能够在X轴方向与Z轴方向上移动支撑爪11。移动部210例如能够将伺服马达或脉冲马达等的控制马达作为构成要素而包含。
接下来，与贴合装置200的作用一起对贴合基板的制造方法进行例示。
本实施方式中，由于从基板W1、基板W2的搬入到对位为止与第1实施方式中已说明的图3(a)～(f)相同，因此省略说明，参照图8对之后的工序进行说明。
即，图8是例示连续于图3的贴合处理的工序的模式图，图8(a)、(c)从贴合装置1的侧面观察的模式图，图8(b)、(d)是从贴合装置1的正上方观察的模式图。
图9是例示连续于图8的贴合处理的工序的模式图，图9(a)、(c)是从贴合装置1的侧面观察的模式图，图9(b)、(d)是从贴合装置1的正上方观察的模式图。
如图8(a)、(b)所示，将第1对位部9a与第2对位部9b移动到从基板W1的周缘部后退的位置而解除对位。接下来，将压头5b水平移动到与贴合开始点S相对的位置而进行定位。由于该定位与第1实施方式相同，因此省略说明。
而且，如图8(a)、(b)所示，压头5b上升而以使贴合面呈凸状的方式对基板W2的背面进行按压。压头5b的上升动作在到达上升端位置时停止。由于上升端位置与第1实施方式相同，因此省略说明。
在表面W1a、W2a发生接触之后，贴合从已接触的点开始以放射状推进。
在此，如图8(c)所示，在基板W1与基板W2发生接触之后，在第1方向上移动支撑爪11(图7中的Z方向)。能够将第1方向做成基板W1的周缘部与基板W2的周缘部相互靠近的方向。接下来，在第2方向上移动支撑爪11。能够将第2方向做成支撑爪11从基板W1的周缘部后退的方向(图7中的X方向)。支撑爪11在第1基板W1的周缘部与第2基板W2的周缘部的贴合结束之前且在第1方向上开始移动之后在第2方向上开始移动。即，支撑爪11即使在第1方向上的移动中或者在第1方向上的移动停止之后也能够在第2方向上进行移动。
当在第1方向上移动支撑爪11时，基板W1的周缘部与基板W2的周缘部一边相互靠近一边贴合推进。因此，如图9(a)、(b)所示地基板W1的表面W1a与基板W2的表面W2a发生接触的部分(贴合部分)从中央部朝着周缘部扩大。而且，当因支撑爪11在第2方向上进行移动而基板W1的周缘部离开支撑爪11时，基板W1的表面W1a与基板W2的表面W2a在整个面上发生接触。即，基板W1与基板W2被贴合而形成基板W。
接下来，如图9(c)、(d)所示，通过移动部5a来使压头5b下降。
通过未图示的搬运装置将已贴合的基板W搬出到处理容器2的外部。
根据本实施方式，由于在基板W1与基板W2发生接触之后，在基板W1的周缘部与基板W2的周缘部相互靠近的第1方向上移动支撑爪11，在支撑爪11从基板W1的周缘部后退的第2方向上移动支撑爪11，因此能够一边使基板W1与基板W2的间隔接近一边进行贴合。其结果，能够防止空气进入贴合面，能够抑制发生空隙。
以上，对实施方式进行了例示。但是，本发明并不局限于以上记述。
只要具备本发明的特征，本领域技术人员对前述的实施方式适当追加、除去构成要件或者进行设计变更或者追加、省略工序或者进行条件变更后的技术也包含在本发明的范围内。
例如，贴合装置等所具备的各要素的形状、尺寸、材质、配置、数量等并不局限于所例示的内容，可进行适当变更。
另外，虽然在前述的实施方式中以直接贴合2张硅晶片的贴合装置为例进行了说明，但是也可以应用于通过粘接剂来贴合硅晶片与支撑基板的贴合装置或贴合硅晶片以外的基板(例如玻璃基板)的贴合装置等。
另外，只要可行，可以对前述的各实施方式所具备的各要素进行组合，只要包含本发明的特征，对这些进行了组合的技术同样包含在本发明的范围内。
如以上详述的那样，根据本发明，能够提供一种贴合装置及贴合基板的制造方法，其能够在防止基板发生歪斜的同时确实地进行贴合，在工业上的优点很多。
符号说明
1-贴合装置；2-处理容器；3-基板保持部；3a-放置面；4-开口部；4a-开闭门；5-按压部；5a-移动部；5b-压头；8-基板支撑部；9a-第1对位部；9b-第2对位部；10-移动部；11-支撑爪；12-根部；13-排气部；14-排气口；15-配管；16-检测部；16a-运算部；16b-检测头；20-测定部；20a-测定头；20b-移动部；20c-运算部；50-控制部；100-贴合装置；200-贴合装置；210-移动部；W1-第1基板；W1a-第1基板的表面(贴合面)；W1b-第1基板的背面(贴合面的相反侧的面)；W1c-第1基板的缺口；W2-第2基板；W2a-第2基板的表面(贴合面)；W2b-第2基板的背面(贴合面的相反侧的面)；W2c-第2基板的缺口。

Claims (14)

1.一种贴合装置，其直接贴合第1基板的贴合面与第2基板的贴合面，其特征为，
具备：具有保持第2基板的保持面的基板保持部；
配置在作为与所述第2基板的贴合面相反的面的背面侧、并通过进行上升动作而对所述第2基板的背面进行加压的压头；
对所述压头进行升降操作的第1移动部；
基板支撑部，具备支撑所述第1基板的周缘部的支撑爪和使所述支撑爪移动的第2移动部，并支撑所述第1基板，以使得所述第1基板在所述第2基板的上方与所述第2基板隔着规定间隔相对；
及对所述第1移动部和所述第2移动部进行控制的控制部，
所述控制部通过控制所述第1移动部并使所述压头上升至低于所述支撑爪的高度位置，对对应于如下位置的所述第2基板的背面的规定一点进行加压，形成对应于所述规定一点的在所述第1基板与所述第2基板的贴合面开始贴合的接触点，在该位置处所述第1基板的贴合面与所述第2基板的贴合面的距离小于从所述第1基板的贴合面的周缘部到所述第2基板的贴合面为止的距离，
所述控制部还控制所述第2移动部以使所述支撑爪在从所述第1基板的周缘部分离的方向上移动，从所述接触点开始进行贴合。
2.根据权利要求1所述的贴合装置，其特征为，所述控制部对所述第1移动部进行控制，以便在对所述第2基板的背面进行加压时，使所述压头进行上升动作，在对所述第1基板与第2基板的贴合结束之后，使所述压头进行下降动作。
3.根据权利要求1所述的贴合装置，其特征为，所述控制部控制所述第1移动部，使得即使在所述第1基板的贴合面与所述第2基板的贴合面发生接触之后，使所述压头到达上升端位置为止还继续进行上升动作。
4.根据权利要求1所述的贴合装置，其特征为，所述控制部在对所述第2基板的背面进行加压时，对所述压头进行上升操作，并控制所述第1移动部以在进行所述贴合时对所述压头进行下降操作。
5.根据权利要求1所述的贴合装置，其特征为，所述第1移动部使所述压头在水平方向上进行移动，以便使所述压头位于对应于所述第1基板的贴合面与所述第2基板的贴合面的距离最小的位置的所述第2基板的规定一点。
6.根据权利要求1所述的贴合装置，其特征为，设置测定所述第1基板的变形状态的测定部，
所述第1移动部使所述压头在所述第2基板中的水平方向或厚度方向上进行移动，以便对应于通过所述测定部来测定的所述第1基板的变形状态而对所述第2基板背面的规定一点进行加压。
7.根据权利要求1所述的贴合装置，其特征为，所述控制部对所述第2移动部进行控制，以便在所述第1基板与所述第2基板发生接触之后，在所述第1基板的周缘部靠近所述第2基板的周缘部的第1方向上使所述支撑爪进行移动，之后，在从所述第1基板的周缘部后退的第2方向上使所述支撑爪进行移动。
8.一种贴合基板的制造方法，其直接贴合第1基板的贴合面与第2基板的贴合面，其特征为，
具备：由具有保持所述第2基板的保持面的基板保持部来保持所述第2基板的工序；
由具有支撑所述第1基板的周缘部的支撑爪的基板支撑部，在所述第2基板的上方，以与所述第2基板隔着规定间隔而相对的方式支撑所述第1基板的工序；
通过对配置在作为与所述第2基板的贴合面相反的面的背面侧的压头进行上升动作，对所述第2基板的背面进行加压的工序；
及使所述第1基板的贴合面与所述第2基板的贴合面发生接触而对所述第1基板与所述第2基板进行贴合的工序，
在对所述第2基板的背面进行加压的工序中，使所述压头上升至低于所述支撑爪的高度位置，从而对对应于如下位置的所述第2基板的规定一点通过压头进行加压，形成对应于所述规定一点的在所述第1基板与所述第2基板的贴合面开始贴合的接触点，在该位置处所述第1基板的贴合面与所述第2基板的贴合面的距离小于从所述第1基板的贴合面的周缘部到所述第2基板的贴合面为止的距离，
在进行所述贴合工序中，在从所述第1基板的周缘部分离的方向上移动所述支撑爪，从所述接触点开始进行贴合。
9.根据权利要求8所述的贴合基板的制造方法，其特征为，在对所述第2基板的背面进行加压的工序中，使所述压头进行上升动作，在对所述第1基板与所述第2基板的贴合结束之后，使所述压头进行下降动作。
10.根据权利要求8所述的贴合基板的制造方法，其特征为，
在对所述第1基板与所述第2基板进行贴合的工序中，
即使在所述第1基板的贴合面与所述第2基板的贴合面发生接触之后，所述压头到达上升端位置为止还继续进行上升动作。
11.根据权利要求8所述的贴合基板的制造方法，其特征为，在对所述第2基板的背面进行加压的工序中，对所述压头进行上升操作，
在进行所述贴合的工序中，对所述压头进行下降操作。
12.根据权利要求8所述的贴合基板的制造方法，其特征为，
在对所述第2基板的背面进行加压的工序之前，
使所述压头在所述第2基板的水平方向上进行移动，使得所述压头位于与所述第1基板的贴合面与所述第2基板的贴合面的距离最小的位置相对的所述第2基板的规定一点。
13.根据权利要求8所述的贴合基板的制造方法，其特征为，
在对所述第2基板的背面进行加压的工序之前，
测定所述第1基板的变形状态，使所述压头在所述第2基板中的水平方向或厚度方向上进行移动，以便对应于测定的所述第1基板的变形状态而对所述第2基板背面的规定一点进行加压。
14.根据权利要求8所述的贴合基板的制造方法，其特征为，
在对所述第1基板与所述第2基板进行贴合的工序中，
在所述第1基板与所述第2基板发生接触之后，在所述第1基板的周缘部靠近所述第2基板的周缘部的第1方向上使所述支撑爪进行移动，之后，在从所述第1基板的周缘部后退的第2方向上使所述支撑爪进行移动。
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