JP2002190435A - 基板の接合処理方法及び接合処理装置 - Google Patents
基板の接合処理方法及び接合処理装置Info
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 正確な位置決めが可能であり、ボイド等の発
生のない、基板の接合処理方法及び基板の接合処理装置
を提供することを目的とする。 【解決手段】 二枚の基板を重ね合わせて密着する基板
の接合処理方法であって、基板の位置合わせを行い、第
一の基板上に第二の基板を自然落下して、第一及び第二
の基板を重ね合わせる工程と、前記第一及び第二の基板
の接合界面に空気層を介在させ、前記第一及び第二の基
板の位置合わせを行うとともに、位置合わせを行った状
態の二枚の基板を保持する工程と、前記位置合わせを行
った二枚の基板の一点を加圧する工程を備えた基板の接
合処理方法及び前記各工程を備えた接合処理装置であ
る。
生のない、基板の接合処理方法及び基板の接合処理装置
を提供することを目的とする。 【解決手段】 二枚の基板を重ね合わせて密着する基板
の接合処理方法であって、基板の位置合わせを行い、第
一の基板上に第二の基板を自然落下して、第一及び第二
の基板を重ね合わせる工程と、前記第一及び第二の基板
の接合界面に空気層を介在させ、前記第一及び第二の基
板の位置合わせを行うとともに、位置合わせを行った状
態の二枚の基板を保持する工程と、前記位置合わせを行
った二枚の基板の一点を加圧する工程を備えた基板の接
合処理方法及び前記各工程を備えた接合処理装置であ
る。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】 本発明は、二枚の基板を密
着し、接合する接合処理方法及び基板の接合処理装置に
関する。
着し、接合する接合処理方法及び基板の接合処理装置に
関する。
【従来の技術】 従来、二枚の基板が密着・接合された
接合基板が汎用されている。例えば、二枚の半導体基板
の間に酸化膜（ＳｉＯ２）を介在させて貼り合わせた
後、活性側となる半導体基板を薄膜化して形成する、Ｓ
ＯＩ（Siliconon Insulator） 基板等が知られてい
る。ＳＯＩ基板は、高耐圧性及び高速性等の効果を有す
る半導体デバイス用の基板として用いられている。
接合基板が汎用されている。例えば、二枚の半導体基板
の間に酸化膜（ＳｉＯ２）を介在させて貼り合わせた
後、活性側となる半導体基板を薄膜化して形成する、Ｓ
ＯＩ（Siliconon Insulator） 基板等が知られてい
る。ＳＯＩ基板は、高耐圧性及び高速性等の効果を有す
る半導体デバイス用の基板として用いられている。
【０００２】
【発明が解決しようとする課題】二枚の基板を重ねあわ
せた場合、重ね合わされた上側の基板は、下側の基板と
の間に存在する気体により浮遊した状態となる。このた
め、上側の基板が水平面内で移動する際の摩擦は極めて
小さく、僅かな傾きがあっても、二枚の基板がずれてし
まう。このため、二枚の基板がずれることなく、正確に
位置合わせするためには、特に、上側に設置した基板の
移動を制限する手段を設ける必要がある。
せた場合、重ね合わされた上側の基板は、下側の基板と
の間に存在する気体により浮遊した状態となる。このた
め、上側の基板が水平面内で移動する際の摩擦は極めて
小さく、僅かな傾きがあっても、二枚の基板がずれてし
まう。このため、二枚の基板がずれることなく、正確に
位置合わせするためには、特に、上側に設置した基板の
移動を制限する手段を設ける必要がある。
【０００３】基板の移動を制御する手段としては、例え
ば、図６に示すように、治具２００に設置された重なり
合う二枚の基板１０１，１０２の周囲に、複数の位置決
めピン２０１，２０２，２０３及び押圧ピン２０４を設
置し、基板の水平面の移動を制御する手段が挙げられ
る。この後、所定時間放置して接合させる。
ば、図６に示すように、治具２００に設置された重なり
合う二枚の基板１０１，１０２の周囲に、複数の位置決
めピン２０１，２０２，２０３及び押圧ピン２０４を設
置し、基板の水平面の移動を制御する手段が挙げられ
る。この後、所定時間放置して接合させる。
【０００４】しかし、基板の周囲に設置した複数の位置
決めピン２０１，２０２，２０３及び押圧ピン２０４で
基板１０１，１０２の移動を制御すると、基板とピンが
接触し、接触部位の基板の接合が阻害され、ボイドの発
生や、パーティクルの発生につながる等の不都合を生じ
る場合がある。
決めピン２０１，２０２，２０３及び押圧ピン２０４で
基板１０１，１０２の移動を制御すると、基板とピンが
接触し、接触部位の基板の接合が阻害され、ボイドの発
生や、パーティクルの発生につながる等の不都合を生じ
る場合がある。
【０００５】例えば、押圧ピン２０４によって、基板１
０１，１０２を押圧して移動を制御する場合、押圧ピン
２０４の押圧力が強すぎると、押圧ピン２０４と接触し
ている基板１０１，１０２の周辺で接合が阻害され、ボ
イドが発生するという問題を生じる。
０１，１０２を押圧して移動を制御する場合、押圧ピン
２０４の押圧力が強すぎると、押圧ピン２０４と接触し
ている基板１０１，１０２の周辺で接合が阻害され、ボ
イドが発生するという問題を生じる。
【０００６】また、ピンの本数を少なくして位置決めを
行うと、特に、二枚の基板のオリエンテーションフラッ
ト部（以下、「ＯＦ部」と称する。）がずれたり、ノッ
チ部がずれてしまい、不良品の発生率が増大するという
問題を生じる。
行うと、特に、二枚の基板のオリエンテーションフラッ
ト部（以下、「ＯＦ部」と称する。）がずれたり、ノッ
チ部がずれてしまい、不良品の発生率が増大するという
問題を生じる。
【０００７】また、二枚の基板を接合する際に、二枚の
基板の接合界面において、多数の接着点から接合が開始
されると、接合界面にボイドが発生しやすくなるという
問題を生じる。また、放置して接合させるため、接合す
る時間が長いという問題を生じる。
基板の接合界面において、多数の接着点から接合が開始
されると、接合界面にボイドが発生しやすくなるという
問題を生じる。また、放置して接合させるため、接合す
る時間が長いという問題を生じる。
【０００８】そこで、本発明は、正確な位置決めが可能
であり、ボイド等の発生のない、接合時間の短い基板の
接合処理方法及び基板の接合処理装置を提供することを
目的とする。
であり、ボイド等の発生のない、接合時間の短い基板の
接合処理方法及び基板の接合処理装置を提供することを
目的とする。
【０００９】
【課題を解決するための手段】本願第１請求項に記載し
た発明は、二枚の基板を重ね合わせて密着する基板の接
合処理方法であって、基板の位置合わせ（alignment）
を行い、第一の基板上に第二の基板を自然落下して、第
一及び第二の基板を重ね合わせる工程と、前記第一及び
第二の基板の接合界面に空気層を介在させ、前記第一お
よび第二の基板の位置合わせを行うとともに、位置合わ
せを行った状態の二枚の基板を保持する工程と、前記位
置合わせを行った二枚の基板の一点を加圧する工程を備
えた基板の接合処理方法である。
た発明は、二枚の基板を重ね合わせて密着する基板の接
合処理方法であって、基板の位置合わせ（alignment）
を行い、第一の基板上に第二の基板を自然落下して、第
一及び第二の基板を重ね合わせる工程と、前記第一及び
第二の基板の接合界面に空気層を介在させ、前記第一お
よび第二の基板の位置合わせを行うとともに、位置合わ
せを行った状態の二枚の基板を保持する工程と、前記位
置合わせを行った二枚の基板の一点を加圧する工程を備
えた基板の接合処理方法である。
【００１０】このように、第一の基板と第二の基板の接
合界面に空気層を介在させると、第一の基板面上に設置
される第二の基板の移動がしやすくなり、第二の基板が
自由に移動可能となるため、二枚の基板の正確な位置合
わせが可能となる。また、正確な位置合わせがなされた
二枚の基板の一点を加圧すると、複数の接合点から接合
が開始された場合のように二枚の基板の接合界面間にボ
イド等が発生せず、良品を得ることが可能となり、接合
時間も短縮できる。
合界面に空気層を介在させると、第一の基板面上に設置
される第二の基板の移動がしやすくなり、第二の基板が
自由に移動可能となるため、二枚の基板の正確な位置合
わせが可能となる。また、正確な位置合わせがなされた
二枚の基板の一点を加圧すると、複数の接合点から接合
が開始された場合のように二枚の基板の接合界面間にボ
イド等が発生せず、良品を得ることが可能となり、接合
時間も短縮できる。
【００１１】本願第２請求項に記載した発明は、前記請
求項１記載の発明において、前記第一及び第二の基板の
接合界面に空気層を介在させ、位置合わせを行い、位置
合わせを行った状態の基板を保持する工程において、前
記第一及び第二の基板の少なくとも一方の基板を押圧し
て位置合わせを行うことにより、前記第一及び第二の基
板の接合界面に空気層を形成する基板の接合処理方法で
ある。
求項１記載の発明において、前記第一及び第二の基板の
接合界面に空気層を介在させ、位置合わせを行い、位置
合わせを行った状態の基板を保持する工程において、前
記第一及び第二の基板の少なくとも一方の基板を押圧し
て位置合わせを行うことにより、前記第一及び第二の基
板の接合界面に空気層を形成する基板の接合処理方法で
ある。
【００１２】例えば、第一の基板上に第二の基板を自然
落下により設置すると、第一の基板と第二の基板の接合
界面が数点で接着する場合がある。
落下により設置すると、第一の基板と第二の基板の接合
界面が数点で接着する場合がある。
【００１３】本発明においては、位置合わせを行う際
に、第一及び第二の基板の少なくとも一方を押圧して基
板を移動させると、第一及び第二の基板が接着した数点
の接合点を剥離し、一定の空気層が形成される。
に、第一及び第二の基板の少なくとも一方を押圧して基
板を移動させると、第一及び第二の基板が接着した数点
の接合点を剥離し、一定の空気層が形成される。
【００１４】本願第３請求項に記載した発明は、前記請
求項１又は２記載の発明において、前記第一及び第二の
基板の接合界面に空気層を介在させ、位置合わせを行
い、位置合わせを行った状態の基板を保持する工程にお
いて、前記第一の基板は吸着により載置台上に設置され
ているものであって、前記第一の基板の吸着を解除する
ことにより、第一及び第二の基板の接合界面に空気層を
形成する基板の接合処理方法である。
求項１又は２記載の発明において、前記第一及び第二の
基板の接合界面に空気層を介在させ、位置合わせを行
い、位置合わせを行った状態の基板を保持する工程にお
いて、前記第一の基板は吸着により載置台上に設置され
ているものであって、前記第一の基板の吸着を解除する
ことにより、第一及び第二の基板の接合界面に空気層を
形成する基板の接合処理方法である。
【００１５】このように、第一の基板が吸着により載置
台上に設置されている場合、前記第一の基板の吸着を解
除すると、第一の基板が揺動し、この揺動によって、前
記第一の基板と部分的に接着していた第二の基板が剥離
し、第一及び第二の基板間に一定の空気層が形成され
る。
台上に設置されている場合、前記第一の基板の吸着を解
除すると、第一の基板が揺動し、この揺動によって、前
記第一の基板と部分的に接着していた第二の基板が剥離
し、第一及び第二の基板間に一定の空気層が形成され
る。
【００１６】本願第４請求項に記載した発明は、前記請
求項１又は２記載の前記第一及び第二の基板の接合界面
に空気層を介在させ、位置合わせを行い、位置合わせを
行った状態の基板を保持する工程において、前記位置合
わせは、前記基板の少なくとも一部に押圧力を付加して
位置合わせ及び基板の保持を行い、前記押圧力は、第一
及び第二の基板が自然接着する力よりも弱い力とする基
板の接合処理方法である。
求項１又は２記載の前記第一及び第二の基板の接合界面
に空気層を介在させ、位置合わせを行い、位置合わせを
行った状態の基板を保持する工程において、前記位置合
わせは、前記基板の少なくとも一部に押圧力を付加して
位置合わせ及び基板の保持を行い、前記押圧力は、第一
及び第二の基板が自然接着する力よりも弱い力とする基
板の接合処理方法である。
【００１７】位置合わせ及び保持の際に、第一及び第二
の基板に負荷される押圧力が、二枚の基板の自然に接着
する力よりも強い場合、押圧力が付加されている部分の
接合が阻害され、ボイドが発生する要因となる。このた
め、第一及び第二の基板の接合を阻害しない押圧力、す
なわち、ボイドの発生しないような押圧力、で基板の位
置合わせ及び保持を行うと、ボイドのない良品の接合基
板を得ることが可能となる。
の基板に負荷される押圧力が、二枚の基板の自然に接着
する力よりも強い場合、押圧力が付加されている部分の
接合が阻害され、ボイドが発生する要因となる。このた
め、第一及び第二の基板の接合を阻害しない押圧力、す
なわち、ボイドの発生しないような押圧力、で基板の位
置合わせ及び保持を行うと、ボイドのない良品の接合基
板を得ることが可能となる。
【００１８】本願第５請求項に記載した発明は、前記請
求項乃至４いずれか記載の基板の接合処理方法におい
て、前記第一及び第二の基板の接合界面に介在させる空
気層は、均一である。
求項乃至４いずれか記載の基板の接合処理方法におい
て、前記第一及び第二の基板の接合界面に介在させる空
気層は、均一である。
【００１９】このように、前記第一及び第二の基板の接
合界面に介在させる空気層が均一であると、とりわけボ
イドのない良品の接合基板を得ることが可能となる。
合界面に介在させる空気層が均一であると、とりわけボ
イドのない良品の接合基板を得ることが可能となる。
【００２０】本願第６請求項に記載した発明は、二枚の
基板を重ね合わせて密着する基板の接合処理装置におい
て、前記接合処理装置は、基板を収納する収納手段と、
基板を所定位置まで搬送する搬送手段と、基板の接合処
理手段を備え、前記接合処理手段は、前記基板の位置検
出を行うアライナ（aligner）処理手段と、一枚の基板
を支持台上に設置する手段と、前記第一の基板上に第二
の基板を自然落下により設置する手段と、前記第一及び
第二の基板の接合界面に空気層を介在させる手段と、前
記第一及び第二の基板の位置合わせを行う手段と、前記
第一及び第二の基板の位置合わせを行い、重ね合った基
板の一点を加圧する手段を備えた基板の接合処理装置で
ある。
基板を重ね合わせて密着する基板の接合処理装置におい
て、前記接合処理装置は、基板を収納する収納手段と、
基板を所定位置まで搬送する搬送手段と、基板の接合処
理手段を備え、前記接合処理手段は、前記基板の位置検
出を行うアライナ（aligner）処理手段と、一枚の基板
を支持台上に設置する手段と、前記第一の基板上に第二
の基板を自然落下により設置する手段と、前記第一及び
第二の基板の接合界面に空気層を介在させる手段と、前
記第一及び第二の基板の位置合わせを行う手段と、前記
第一及び第二の基板の位置合わせを行い、重ね合った基
板の一点を加圧する手段を備えた基板の接合処理装置で
ある。
【００２１】基板の接合処理装置は、第一及び第二の基
板を位置ずれ等を生じることなく、正確に二枚を重ね合
わせ、しかも、二枚の基板間に空気層を介在させた後、
一点を加圧して二枚の基板を密着接合するため、二枚の
基板の接合界面にボイド等を発生することなく、良品の
接合基板の形成が可能となり、また、接合時間も短縮で
きる。
板を位置ずれ等を生じることなく、正確に二枚を重ね合
わせ、しかも、二枚の基板間に空気層を介在させた後、
一点を加圧して二枚の基板を密着接合するため、二枚の
基板の接合界面にボイド等を発生することなく、良品の
接合基板の形成が可能となり、また、接合時間も短縮で
きる。
【００２２】また、前記第７請求項に記載した発明は、
前記請求項６記載の基板の接合処理装置の位置合わせを
行う手段は、圧力可変機能を備えている。
前記請求項６記載の基板の接合処理装置の位置合わせを
行う手段は、圧力可変機能を備えている。
【００２３】基板の位置合わせを行う手段は、圧力可変
機能を備えているため、基板の位置合わせ及び基板の保
持を所定の圧力で的確に行うことができ、ボイドの発生
を低減できる。
機能を備えているため、基板の位置合わせ及び基板の保
持を所定の圧力で的確に行うことができ、ボイドの発生
を低減できる。
【００２４】本願第８請求項に記載した発明は、前記請
求項６記載の基板の接合処理装置において、前記第一及
び第二の基板の接合界面に介在させる空気層は、均一で
ある。
求項６記載の基板の接合処理装置において、前記第一及
び第二の基板の接合界面に介在させる空気層は、均一で
ある。
【００２５】このように、前記第一及び第二の基板の接
合界面に介在させる空気層が均一であると、とりわけボ
イドのない良品の接合基板を得ることが可能となる。
合界面に介在させる空気層が均一であると、とりわけボ
イドのない良品の接合基板を得ることが可能となる。
【００２６】
【発明の実施の形態】 以下、本発明の具体例を図面に
基づいて詳細に説明する。
基づいて詳細に説明する。
【００２７】図１は、本願の基板の接合装置の具体例を
示す平面図である。基板の接合装置５は、基板を搬送す
る搬送手段５１，基板を収納する収納手段５２及び二枚
の基板を接合する接合手段５３から構成されている。
示す平面図である。基板の接合装置５は、基板を搬送す
る搬送手段５１，基板を収納する収納手段５２及び二枚
の基板を接合する接合手段５３から構成されている。
【００２８】搬送手段５１は、搬送手段を駆動する駆動
部５１０と、駆動部５１０上に載置され、駆動部５１０
の駆動力により回転自在に駆動するロボットアーム５１
１を備えている。このロボットアーム５１１は、その先
端部に基板を吸着する吸着部５１２が設けられ、この吸
着部５１２で基板を吸着して、所定位置に基板を搬送す
る。また、このロボットアームは吸着したウエーハを反
転できる機能を有する。
部５１０と、駆動部５１０上に載置され、駆動部５１０
の駆動力により回転自在に駆動するロボットアーム５１
１を備えている。このロボットアーム５１１は、その先
端部に基板を吸着する吸着部５１２が設けられ、この吸
着部５１２で基板を吸着して、所定位置に基板を搬送す
る。また、このロボットアームは吸着したウエーハを反
転できる機能を有する。
【００２９】収納手段５２は、前記駆動部５１０および
ロボットアーム５１１を中心として、その同心円周上に
複数の収納カセット５２０，５２１，５２２を備えた構
成となっている。例えば、収納カセット５２０は、接合
前の第一の基板が鏡面を上にして収納されており、収納
カセット５２１は、前記第一の基板と接合される第二の
基板が鏡面を上にして収納されている。また、収納カセ
ット５２２は、接合後の基板が収納される。
ロボットアーム５１１を中心として、その同心円周上に
複数の収納カセット５２０，５２１，５２２を備えた構
成となっている。例えば、収納カセット５２０は、接合
前の第一の基板が鏡面を上にして収納されており、収納
カセット５２１は、前記第一の基板と接合される第二の
基板が鏡面を上にして収納されている。また、収納カセ
ット５２２は、接合後の基板が収納される。
【００３０】接合手段５３は、前記収納カセット５２２
に隣接して設置されている。接合手段５３は、アライナ
（aligner）５３０と、重りステーション５３１と、基
板を載置する載置テーブル５３２と、駆動手段（図示せ
ず）によって駆動する基板の位置決めを行う位置合わせ
ピン５３３，５３４と、押圧ピン５３５を備えている。
アライナ５３０は、基板の中心及び方向性を検知し、二
枚の基板のＯＦ部やノッチ部を正確に検出する機能を有
する。重りステーション５３１は、重ね合わされた二枚
の基板を加圧するための重りが設置されている。載置テ
ーブル５３２の形状は、凸状球面形状、平面形状の別を
問わない。また、載置テーブル５３２は、テーブル上の
基板を吸着する機能を備えていても良い。
に隣接して設置されている。接合手段５３は、アライナ
（aligner）５３０と、重りステーション５３１と、基
板を載置する載置テーブル５３２と、駆動手段（図示せ
ず）によって駆動する基板の位置決めを行う位置合わせ
ピン５３３，５３４と、押圧ピン５３５を備えている。
アライナ５３０は、基板の中心及び方向性を検知し、二
枚の基板のＯＦ部やノッチ部を正確に検出する機能を有
する。重りステーション５３１は、重ね合わされた二枚
の基板を加圧するための重りが設置されている。載置テ
ーブル５３２の形状は、凸状球面形状、平面形状の別を
問わない。また、載置テーブル５３２は、テーブル上の
基板を吸着する機能を備えていても良い。
【００３１】次に、接合処理装置５を用いて、二枚の基
板の接合処理を行う方法について説明する。
板の接合処理を行う方法について説明する。
【００３２】接合する二枚の基板１，２は、単結晶シリ
コン、多結晶シリコン，石英基板等のいずれの種類の基
板を用いても良く、基板面の酸化膜の有無も問わない。
もっとも、基板１，２の表面形状如何により、ボイドの
発生原因となるため、表面形状の良好な基板を用いるこ
とが好ましい。例えば、接合に用いる基板１，２は、充
分に洗浄し、表面にパーティクル等の存在しない、良好
な状態の基板を用いる。また、接合処理は、ダストのな
い雰囲気中で行う。
コン、多結晶シリコン，石英基板等のいずれの種類の基
板を用いても良く、基板面の酸化膜の有無も問わない。
もっとも、基板１，２の表面形状如何により、ボイドの
発生原因となるため、表面形状の良好な基板を用いるこ
とが好ましい。例えば、接合に用いる基板１，２は、充
分に洗浄し、表面にパーティクル等の存在しない、良好
な状態の基板を用いる。また、接合処理は、ダストのな
い雰囲気中で行う。
【００３３】先ず、基板のアライメントを行って、載置
テーブルに載置する工程について説明する。
テーブルに載置する工程について説明する。
【００３４】の工程は、先ず、ロボットアーム５１１
が、収納カセット５２０に収納されている基板１を吸着
部５１２で吸着保持し、接合手段５３の載置テーブル５
３２上に搬送する。次に、ロボットアーム５１１は、収
納カセット５２１に収納されている基板２を吸着部５１
２で吸着保持し、搬送途中でアームが反転し鏡面を下に
向けた状態で接合手段５３の載置テーブル５３２上に載
置した第一の基板１上に搬送する。そして、ロボットア
ーム５１１は、第一の基板１上で吸着を解除し、第二の
基板２を自然落下させ、第一及び第二の基板１，２が重
なり合うように載置する。このとき自然落下する高さ
は、第一及び第二の基板が傷ついたり、割れたり、位置
外れしない高さとなるようにロボットアーム５１１の高
さを調整する必要がある。また、位置合わせピン５３
３，５３４，５３５は、基板より１〜２ｍｍ広い位置に
配置されている。なお、搬送される第一及び第二の基板
１，２は、アライナ５３０により基板の中心位置及び方
向性が検出され、正しい位置に載置テーブル５３２上に
載置される。
が、収納カセット５２０に収納されている基板１を吸着
部５１２で吸着保持し、接合手段５３の載置テーブル５
３２上に搬送する。次に、ロボットアーム５１１は、収
納カセット５２１に収納されている基板２を吸着部５１
２で吸着保持し、搬送途中でアームが反転し鏡面を下に
向けた状態で接合手段５３の載置テーブル５３２上に載
置した第一の基板１上に搬送する。そして、ロボットア
ーム５１１は、第一の基板１上で吸着を解除し、第二の
基板２を自然落下させ、第一及び第二の基板１，２が重
なり合うように載置する。このとき自然落下する高さ
は、第一及び第二の基板が傷ついたり、割れたり、位置
外れしない高さとなるようにロボットアーム５１１の高
さを調整する必要がある。また、位置合わせピン５３
３，５３４，５３５は、基板より１〜２ｍｍ広い位置に
配置されている。なお、搬送される第一及び第二の基板
１，２は、アライナ５３０により基板の中心位置及び方
向性が検出され、正しい位置に載置テーブル５３２上に
載置される。
【００３５】次に、載置テーブル５３２上に載置された
第一及び第二の基板１，２の接合界面に均一な空気層を
介在させ、第一及び第二の基板１，２の位置合わせを行
い、基板１，２を保持する工程について説明する。
第一及び第二の基板１，２の接合界面に均一な空気層を
介在させ、第一及び第二の基板１，２の位置合わせを行
い、基板１，２を保持する工程について説明する。
【００３６】図２（ａ）は、第一の基板１上に第二の基
板２が自然落下により載置された状態を示し、図２
（ｂ）は、後述する位置合わせにより、第一及び第二の
基板の接合界面間に均一な空気層が形成された状態を示
す説明図である。
板２が自然落下により載置された状態を示し、図２
（ｂ）は、後述する位置合わせにより、第一及び第二の
基板の接合界面間に均一な空気層が形成された状態を示
す説明図である。
【００３７】また、図３は、押圧ピン５３５及び位置合
わせピン５３３，５３４により二枚の基板の位置合わせ
を行った状態を示す説明図である。
わせピン５３３，５３４により二枚の基板の位置合わせ
を行った状態を示す説明図である。
【００３８】図２（ａ）に示すように、載置テーブル５
３２上に載置された第一の基板１上に自然落下により設
置された第二の基板２は、第一の基板１と複数の接着点
３で接合する場合がある。第一の基板１と第二の基板２
が複数の接着点３で接合している状態で、第一及び第二
の基板１，２の接合を開始すると、第一及び第二の基板
１，２が接合界面で均等に密着せず、最初の接着点３の
間でボイドＸが発生してしまう可能性がある。
３２上に載置された第一の基板１上に自然落下により設
置された第二の基板２は、第一の基板１と複数の接着点
３で接合する場合がある。第一の基板１と第二の基板２
が複数の接着点３で接合している状態で、第一及び第二
の基板１，２の接合を開始すると、第一及び第二の基板
１，２が接合界面で均等に密着せず、最初の接着点３の
間でボイドＸが発生してしまう可能性がある。
【００３９】そこで、図３（ａ）に示すように、重ね合
わされた基板１，２の一部、本例においてはノッチ部を
押圧ピン５３５で押圧し、基板１，２の位置合わせを行
う。基板１，２の位置合わせを行うと、図２（ｂ）に示
すように、基板１，２が移動し、移動した際に、接着点
３が剥離し、基板１，２の接合界面に均一な空気層４が
形成される。
わされた基板１，２の一部、本例においてはノッチ部を
押圧ピン５３５で押圧し、基板１，２の位置合わせを行
う。基板１，２の位置合わせを行うと、図２（ｂ）に示
すように、基板１，２が移動し、移動した際に、接着点
３が剥離し、基板１，２の接合界面に均一な空気層４が
形成される。
【００４０】また、図３（ｂ）で示すように、基板１，
２は、押圧ピン５３５で位置合わせを行った後、基板
１，２がずれないように、位置合わせピン５３３，５３
４及び押圧ピン５３５で安定に保持される。
２は、押圧ピン５３５で位置合わせを行った後、基板
１，２がずれないように、位置合わせピン５３３，５３
４及び押圧ピン５３５で安定に保持される。
【００４１】押圧ピン５３５は、駆動手段（図示せず）
により押圧力を変化させ、基板１，２を保持する押圧力
を変化させることが可能である。例えば、押圧ピン５３
５の押圧力が、基板１，２が接着しようとする力よりも
大きいと、押圧ピン５３５及び位置合わせピン５３３，
５３４と接触している部分の周辺の接合が阻害され、ボ
イドが発生する原因となる。
により押圧力を変化させ、基板１，２を保持する押圧力
を変化させることが可能である。例えば、押圧ピン５３
５の押圧力が、基板１，２が接着しようとする力よりも
大きいと、押圧ピン５３５及び位置合わせピン５３３，
５３４と接触している部分の周辺の接合が阻害され、ボ
イドが発生する原因となる。
【００４２】このため、押圧ピン５３５の押圧力を変化
させ、基板１，２が接着しようとする力よりも弱い力で
基板１，２を位置合わせピン５３３，５３４及び押圧ピ
ン５３５で安定に保持し、ボイドの発生を防止する。
させ、基板１，２が接着しようとする力よりも弱い力で
基板１，２を位置合わせピン５３３，５３４及び押圧ピ
ン５３５で安定に保持し、ボイドの発生を防止する。
【００４３】本例においては、押圧ピン５３５に設けた
コイルバネで基板を押圧しているが、本例に限らず、例
えば、ゴム、液体等などの弾性部材で押圧力を負荷して
もよい。また、押圧力をモータのトルク等により発生さ
せ、このトルクを調整して、押圧力を可変可能としても
よい。
コイルバネで基板を押圧しているが、本例に限らず、例
えば、ゴム、液体等などの弾性部材で押圧力を負荷して
もよい。また、押圧力をモータのトルク等により発生さ
せ、このトルクを調整して、押圧力を可変可能としても
よい。
【００４４】また、位置合わせピン５３３，５３４及び
押圧ピン５３５は、ボイドの発生を防止するため、基板
１，２との接触部位が少なくなる形状とすることが望ま
しい。例えば、円柱形状のピンにて基板１，２を保持す
ると、基板１，２は、点接触で保持されるため、基板
１，２の接合界面への異物侵入を少なくすることができ
る。ピンの材質としては、発塵、汚染等のないテフロン
（登録商標）等を使用する。
押圧ピン５３５は、ボイドの発生を防止するため、基板
１，２との接触部位が少なくなる形状とすることが望ま
しい。例えば、円柱形状のピンにて基板１，２を保持す
ると、基板１，２は、点接触で保持されるため、基板
１，２の接合界面への異物侵入を少なくすることができ
る。ピンの材質としては、発塵、汚染等のないテフロン
（登録商標）等を使用する。
【００４５】また、本例においては、位置合わせピン５
３３，５３４及び押圧ピン５３５の三点で基板を保持し
ているため、基板との接触点を極力少なくし、接合界面
に生じやすいボイドの発生を防止している。
３３，５３４及び押圧ピン５３５の三点で基板を保持し
ているため、基板との接触点を極力少なくし、接合界面
に生じやすいボイドの発生を防止している。
【００４６】更に、本例の押圧ピン５３５は、基板１，
２のノッチ部に合致するように基板１，２を保持するた
め、基板１，２のずれを防止し、正確に基板１，２の位
置合わせを行うことが可能となる。
２のノッチ部に合致するように基板１，２を保持するた
め、基板１，２のずれを防止し、正確に基板１，２の位
置合わせを行うことが可能となる。
【００４７】最後に、重ね合わされた第一及び第二の基
板１，２の一点を加圧して、接合する工程について説
明する。まず、重りステーション５３１に設置されてい
る重りをロボットアーム５１１で吸着保持し、載置テー
ブル５３２上に搬送する。
板１，２の一点を加圧して、接合する工程について説
明する。まず、重りステーション５３１に設置されてい
る重りをロボットアーム５１１で吸着保持し、載置テー
ブル５３２上に搬送する。
【００４８】その重りを重ね合わされた基板上に置くこ
とによって基板１，２は、載置テーブル５３２におい
て、一点が加圧され、接合を開始する。第一及び第二の
基板１，２の一点を加圧する方法としては、上下又は回
転駆動手段を備えた棒形状のものによる一点加圧でもよ
い。
とによって基板１，２は、載置テーブル５３２におい
て、一点が加圧され、接合を開始する。第一及び第二の
基板１，２の一点を加圧する方法としては、上下又は回
転駆動手段を備えた棒形状のものによる一点加圧でもよ
い。
【００４９】本例のように、重ね合わされた第一及び第
二の基板１，２の一点から加圧を開始すると、複数点に
おいて接合が開始されることによるボイドの発生を防止
し、接合界面にボイドの存在しない良品を製造できる 最後に、接合された基板は、ロボットアーム５１１で収
納カセット５２２まで搬送されて、基板の接合処理工程
が終了する。
二の基板１，２の一点から加圧を開始すると、複数点に
おいて接合が開始されることによるボイドの発生を防止
し、接合界面にボイドの存在しない良品を製造できる 最後に、接合された基板は、ロボットアーム５１１で収
納カセット５２２まで搬送されて、基板の接合処理工程
が終了する。
【００５０】次に、図４を用いて、載置テーブル６３２
上に載置された第一及び第二の基板１，２の接合界面に
均一な空気層を介在させ、第一及び第二の基板１，２の
位置合わせを行い、基板１，２を保持する工程の他の
具体例について説明する。
上に載置された第一及び第二の基板１，２の接合界面に
均一な空気層を介在させ、第一及び第二の基板１，２の
位置合わせを行い、基板１，２を保持する工程の他の
具体例について説明する。
【００５１】図４（ａ）は、第一の基板１上に第二の基
板２が自然落下により載置された状態を示し、図４
（ｂ）は、後述する位置合わせ工程により、第一及び第
二の基板の接合界面間に均一な空気層が形成された状態
を示す説明図でる。
板２が自然落下により載置された状態を示し、図４
（ｂ）は、後述する位置合わせ工程により、第一及び第
二の基板の接合界面間に均一な空気層が形成された状態
を示す説明図でる。
【００５２】本例において、載置テーブル６３２は、断
面凸状球面を設けており、吸気孔６３４，６３５から基
板１を吸引し、載置テーブル６３２上に第一の基板１を
吸着している。第二の基板２は、載置テーブル６３２上
に載置された第一の基板１上に第二の基板２を自然落下
により設置されるため、図４（ａ）に示すように、第一
の基板１の凸状頂部と第二の基板２が接着する。この状
態のまま、基板１，２の接合が開始されると、最初に接
着した部分と、第一の基板１の吸着を解除した後に接合
した部分の境界部で歪みが生じ、均一に接合されない場
合がある。
面凸状球面を設けており、吸気孔６３４，６３５から基
板１を吸引し、載置テーブル６３２上に第一の基板１を
吸着している。第二の基板２は、載置テーブル６３２上
に載置された第一の基板１上に第二の基板２を自然落下
により設置されるため、図４（ａ）に示すように、第一
の基板１の凸状頂部と第二の基板２が接着する。この状
態のまま、基板１，２の接合が開始されると、最初に接
着した部分と、第一の基板１の吸着を解除した後に接合
した部分の境界部で歪みが生じ、均一に接合されない場
合がある。
【００５３】そこで、本発明においては、載置テーブル
６３２の吸引を停止し、第一の基板１の吸着を解除する
ことで、第一の基板１が元の平板形状に戻ろうとして揺
動し、この揺動によって、第一及び第二の基板１，２の
接着点が剥離し、第一及び第二の基板１，２の接合界面
に均一な空気層４を形成する。
６３２の吸引を停止し、第一の基板１の吸着を解除する
ことで、第一の基板１が元の平板形状に戻ろうとして揺
動し、この揺動によって、第一及び第二の基板１，２の
接着点が剥離し、第一及び第二の基板１，２の接合界面
に均一な空気層４を形成する。
【００５４】また、第一及び第二の基板１，２は、界面
に均一な空気層４を形成した状態で位置合わせを行う。
本例においては、ＯＦ部が形成された基板の位置合わせ
方法について説明する。
に均一な空気層４を形成した状態で位置合わせを行う。
本例においては、ＯＦ部が形成された基板の位置合わせ
方法について説明する。
【００５５】図５（ａ），（ｂ）に示すように、位置合
わせは、位置合わせピン７３３，７３４及び押圧ピン７
３５を用いて行う。
わせは、位置合わせピン７３３，７３４及び押圧ピン７
３５を用いて行う。
【００５６】本例の押圧ピン７３５は、基板１，２のＯ
Ｆ部を２点で水平に保持する押圧部７３６、７３７を備
えている。また、押圧ピン７３５は、図示を省略したシ
リンダの押圧力を変化させることにより、基板１，２の
位置合わせ及び基板1、２を保持する押圧力を変化させ
ることが可能である。押圧ピン７３５の押圧力を変化さ
せ、基板１，２が接着しようとする力よりも弱い力で基
板１，２を押圧ピン７３５で押圧し、位置合わせピン７
３３，７３４及び押圧ピン７３５で安定に保持する。
Ｆ部を２点で水平に保持する押圧部７３６、７３７を備
えている。また、押圧ピン７３５は、図示を省略したシ
リンダの押圧力を変化させることにより、基板１，２の
位置合わせ及び基板1、２を保持する押圧力を変化させ
ることが可能である。押圧ピン７３５の押圧力を変化さ
せ、基板１，２が接着しようとする力よりも弱い力で基
板１，２を押圧ピン７３５で押圧し、位置合わせピン７
３３，７３４及び押圧ピン７３５で安定に保持する。
【００５７】本発明の押圧ピン７３５は、基板１，２が
接着しようとする力よりも弱い力で基板１，２を押圧
し、位置合わせ及び保持を行っているため、基板１，２
の接合が阻害されることなく、ボイドのない良品を得る
ことができる。
接着しようとする力よりも弱い力で基板１，２を押圧
し、位置合わせ及び保持を行っているため、基板１，２
の接合が阻害されることなく、ボイドのない良品を得る
ことができる。
【００５８】また、本例の押圧ピン７３５は、基板１，
２のＯＦ部を水平かつ二点で保持するため、基板１，２
のずれを少なくし、かつ、押圧ピン７３５の接触点を少
なくして、ボイドの発生を低減することができる。
２のＯＦ部を水平かつ二点で保持するため、基板１，２
のずれを少なくし、かつ、押圧ピン７３５の接触点を少
なくして、ボイドの発生を低減することができる。
【００５９】最後に、前述した工程のように、重ね合
わされた第一及び第二の基板１，２を加圧して、接合す
る。
わされた第一及び第二の基板１，２を加圧して、接合す
る。
【００６０】なお、本例においては、第一の基板１を吸
着する載置テーブル６３２と、ＯＦ部を備えた基板１，
２の位置合わせを行う押圧ピン７３５を組み合わせた装
置について説明したが、本例に限らず、例えば、基板を
吸着する載置テーブル６３２と、ノッチ部を備えた基板
１，２の位置合わせを行う押圧ピン５３５を組み合わせ
た装置を用いることも可能である。また、本例では、貼
り合わせ部分についてしか説明しなかったが、アライメ
ントをする前にウエーハ表面に付着したパーティクルを
除去するためにスクラブ洗浄及び乾燥装置を付属させる
ことも可能である。
着する載置テーブル６３２と、ＯＦ部を備えた基板１，
２の位置合わせを行う押圧ピン７３５を組み合わせた装
置について説明したが、本例に限らず、例えば、基板を
吸着する載置テーブル６３２と、ノッチ部を備えた基板
１，２の位置合わせを行う押圧ピン５３５を組み合わせ
た装置を用いることも可能である。また、本例では、貼
り合わせ部分についてしか説明しなかったが、アライメ
ントをする前にウエーハ表面に付着したパーティクルを
除去するためにスクラブ洗浄及び乾燥装置を付属させる
ことも可能である。
【００６１】
【発明の効果】以上説明したように、本発明に係る基板
の接合処理方法において、第一の基板と第二の基板の接
合界面に空気層を介在させると、第一の基板面上に設置
される第二の基板の移動がしやすくなり、第二の基板が
自由に移動可能となるため、二枚の基板の正確な位置合
わせが可能となる。また、正確な位置合わせがなされた
二枚の基板の一点を加圧すると、複数の接合点から接合
が開始された場合のように二枚の基板の接合界面間にボ
イド等が発生せず、良品を得ることが可能となり、接合
時間も短縮できる。
の接合処理方法において、第一の基板と第二の基板の接
合界面に空気層を介在させると、第一の基板面上に設置
される第二の基板の移動がしやすくなり、第二の基板が
自由に移動可能となるため、二枚の基板の正確な位置合
わせが可能となる。また、正確な位置合わせがなされた
二枚の基板の一点を加圧すると、複数の接合点から接合
が開始された場合のように二枚の基板の接合界面間にボ
イド等が発生せず、良品を得ることが可能となり、接合
時間も短縮できる。
【００６２】また、本発明に係る基板の接合処理装置に
よれば、第一及び第二の基板を位置ずれ等を生じること
なく、正確に二枚を重ね合わせ、しかも、二枚の基板間
に空気層を介在させた後、一点を加圧して二枚の基板を
密着接合するため、二枚の基板の接合界面にボイド等を
発生することなく、良品の接合基板の形成が可能とな
り、また、接合時間も短縮することができる。
よれば、第一及び第二の基板を位置ずれ等を生じること
なく、正確に二枚を重ね合わせ、しかも、二枚の基板間
に空気層を介在させた後、一点を加圧して二枚の基板を
密着接合するため、二枚の基板の接合界面にボイド等を
発生することなく、良品の接合基板の形成が可能とな
り、また、接合時間も短縮することができる。
【００６３】更に、本発明に係る基板の接合処理装置に
おいては、位置合わせを行う手段は、圧力可変機能を備
えているため、容易に二枚の基板が接着しようとする力
よりも弱い力で基板の位置合わせ及び保持を行うことが
でき、基板の接合を阻害せず、良品の接合基板を形成す
ることができる。
おいては、位置合わせを行う手段は、圧力可変機能を備
えているため、容易に二枚の基板が接着しようとする力
よりも弱い力で基板の位置合わせ及び保持を行うことが
でき、基板の接合を阻害せず、良品の接合基板を形成す
ることができる。
【図１】 本発明の具体例に係り、基板の接合処理装置
を示す平面図である。
を示す平面図である。
【図２】本発明の具体例に係り、（ａ）は、第一の基板
１上に第二の基板２が自然落下により載置された状態を
示し、（ｂ）は、後述する位置合わせ工程により、第一
及び第二の基板の接合界面間に均一な空気層が形成され
た状態を示す説明図である。
１上に第二の基板２が自然落下により載置された状態を
示し、（ｂ）は、後述する位置合わせ工程により、第一
及び第二の基板の接合界面間に均一な空気層が形成され
た状態を示す説明図である。
【図３】本発明の具体例に係り、（ａ）は、二枚の基板
の位置合わせを行う前の状態、（ｂ）は、二枚の基板の
位置合わせを行い、基板を保持した状態を示す説明図で
ある。
の位置合わせを行う前の状態、（ｂ）は、二枚の基板の
位置合わせを行い、基板を保持した状態を示す説明図で
ある。
【図４】本発明の具体例に係り、（ａ）は、第一の基板
１上に第二の基板２が自然落下により載置された状態を
示し、（ｂ）は、後述する位置合わせ工程により、第一
及び第二の基板の接合界面間に均一な空気層が形成され
た状態を示す説明図である。
１上に第二の基板２が自然落下により載置された状態を
示し、（ｂ）は、後述する位置合わせ工程により、第一
及び第二の基板の接合界面間に均一な空気層が形成され
た状態を示す説明図である。
【図５】本発明の具他例に係り、（ａ）は、二枚の基板
の位置合わせを行う前の状態、（ｂ）は、二枚の基板の
位置合わせを行い、基板を保持した状態を示す説明図で
ある。
の位置合わせを行う前の状態、（ｂ）は、二枚の基板の
位置合わせを行い、基板を保持した状態を示す説明図で
ある。
【図６】本発明の従来例に係り、基板の接合治具を示す
平面図である。
平面図である。
１ 基板 ２ 基板 ３ 接着点 ４ 空気層 ５ 基板の接合処理装置 ５１ 搬送手段 ５２ 収納手段 ５３ 接合手段 １０１ 基板 １０２ 基板 ２００ 治具 ２０１ 位置決めピン ２０２ 位置決めピン ２０３ 位置決めピン ２０４ 押圧ピン ５１０ 駆動部 ５１１ ロボットアーム ５１２ 吸着部 ５２０ 収納カセット ５２１ 収納カセット ５２２ 収納カセット ５３０ アライナ ５３１ 重りステーション ５３２ 載置テーブル ５３３ 位置合わせピン ５３４ 位置合わせピン ５３５ 押圧ピン ６３２ 載置テーブル ６３４ 吸気孔 ６３５ 吸気孔 ７３３ 位置合わせピン ７３４ 位置合わせピン ７３５ 押圧ピン ７３６ 押圧部 ７３７ 押圧部 Ｘ ボイド
Claims (8)
- 【請求項１】 二枚の基板を重ね合わせて密着する基板
の接合処理方法であって、 基板の位置合わせを行い、第一の基板上に第二の基板を
自然落下させる工程と、 前記第一及び第二の基板の接合界面に空気層を介在さ
せ、前記第一および第二の基板の位置合わせを行うとと
もに、位置合わせを行った状態の二枚の基板を保持する
工程と、 前記位置合わせを行った二枚の基板の一点を加圧する工
程を備えたことを特徴とする基板の接合処理方法。 - 【請求項２】 前記第一及び第二の基板の接合界面に空
気層を介在させ、位置合わせを行い、位置合わせを行っ
た状態の基板を保持する工程において、 前記第一及び第二の基板の少なくとも一方を押圧して位
置合わせを行うことにより、前記第一及び第二の基板の
接合界面に空気層を形成することを特徴とする前記請求
項１記載の基板の接合処理方法。 - 【請求項３】 前記第一及び第二の基板の接合界面に空
気層を介在させ、位置合わせを行い、位置合わせを行っ
た状態の基板を保持する工程において、 前記第一の基板は吸着により載置台上に設置されている
ものであって、 前記第一の基板の吸着を解除することにより第一及び第
二の基板の接合界面に空気層を形成することを特徴とす
る前記請求項１又は２記載の基板の接合処理方法。 - 【請求項４】 前記第一及び第二の基板の接合界面に空
気層を介在させ、位置合わせを行い、位置合わせを行っ
た状態の基板を保持する工程において、 前記位置合わせは、前記基板の少なくとも一部に押圧力
を付加して位置合わせ及び基板の保持を行い、 前記押圧力は、第一及び第二の基板が接着しようとする
力よりも弱い力とすることを特徴とする前記請求項１又
は２記載の基板の接合処理方法。 - 【請求項５】 前記第一及び第二の基板の接合界面に介
在させる空気層は、均一であることを特徴とする前記請
求項１乃至５いずれか記載の基板の接合処理方法。 - 【請求項６】 二枚の基板を重ね合わせて密着する基板
の接合処理装置において、 前記接合処理装置は、基板を収納する収納手段と、基板
を所定位置まで搬送する搬送手段と、基板の接合処理手
段を備え、 前記接合処理手段は、前記基板の位置検出を行うアライ
ナ（aligner）処理手段と、 一枚の基板を載置台上に設置する手段と、 前記第一の基板上に第二の基板を自然落下により設置す
る手段と、 前記第一及び第二の基板の接合界面に空気層を介在させ
る手段と、 前記第一及び第二の基板の位置合わせを行う手段と、 前記第一及び第二の基板の位置合わせを行い、重ね合わ
せた基板の一点を加圧する手段を備えたことを特徴とす
る基板の接合処理装置。 - 【請求項７】 前記第一及び第二の基板の位置合わせを
行う手段は、圧力可変機能を備えていることを特徴とす
る前記請求項６記載の基板の接合処理装置。 - 【請求項８】 前記第一及び第二の基板の接合界面に介
在させる空気層は、均一であることを特徴とする前記請
求項６記載の基板の接合処理装置。
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