JP2007134433A - 対象物間の脱ガス方法および脱ガス装置 - Google Patents

Abstract

【課題】２つの対象物の位置を高精度で保持し、２つの接触する対象物の面間のエアーを短時間で取り除く。
【解決手段】大気圧雰囲気下で重ね合わせた第１対象物１と第２対象物２をチャンバー３内で対象物押さえ部１０により保持する。接触している第１対象物１と第２対象物２の外周部の一部を吸着配管１２による吸着により離した状態とする。その後、チャンバー３内を減圧する。チャンバー３内の減圧が進み、吸着配管１２が第１対象物１を吸着する圧力と同じになると、第１対象物１は吸着配管１２から離れ第２対象物２と接触する。これにより、減圧雰囲気中において、第１対象物１と第２対象物２の位置がずれることなく、第１，第２対象物の面間のエアーを取り除くことができる。
【選択図】図１

Description

本発明は、半導体などの製造に利用される真空装置に適用され、特にウエハ貼合せ装置やプラズマ処理装置において用いられ、重ね合わされた２枚の対象物の間のガスを排気する技術に関するものである。

従来より、減圧雰囲気において対象物である基板の貼り合わせを行う際に、大気圧雰囲気下で２枚の基板の位置合わせを行った後で減圧する場合が多い。この減圧時に２枚の基板間に存在するエアーを取り除くための様々な技術が提案されている。

例えば、特許文献１の基板の貼り合わせ方法では、減圧雰囲気において、２枚の半導体基板間の複数箇所に配置されるスペーサ治具によって下側に第１の基板を配置し、上側に第２の基板を配置して両基板が接触しない状態として、２枚の基板を貼り合わせる際に減圧化でスペーサ治具を引き抜く技術が開示されている。
特開２０００−２１６３６５号公報

しかしながら、特許文献１に記載の構成では、スペーサ治具を引き抜く際に基板の位置ずれが発生する。このために、貼り合わせようとする２枚の基板間に厳しい位置決め精度が求められるような場合に、この方法では、目的を達成することができないという問題があった。

本発明は、前記従来技術の問題を解決することに指向するものであり、２つの対象物（基板）の位置を高精度で保持するとともに、２つの接触する対象物の面間のエアーを短時間で取り除く対象物間の脱ガス方法および脱ガス装置を提供することを目的とする。

前記の目的を達成するために、本発明に係る対象物間の脱ガス方法は、大気圧雰囲気で第１対象物の所望の面と第２対象物の所望の面を接触させ、接触による接触面の一部の第１領域を、第１対象物と第２対象物を接触させた方向と同一の方向に押さえ、第１領域とは別の接触面の一部である第２領域を、第１対象物と第２対象物を離反させる方向に離し、大気圧雰囲気を真空雰囲気にし、離反させた第１対象物と第２対象物の第２領域を接触させる、工程を有することを特徴とする。

また、前記対象物間の脱ガス方法の第２領域を離反させる工程は、第１対象物あるいは第２対象物の接触面とは反対の面の一部を真空吸着すること、また、第１対象物の所望の面の面積は、第２対象物の所望の面の面積より大きく、第２対象物と接触していない第１対象物の所望の面での領域の一部を、第１対象物と第２対象物の接触面を離反させる方向に移動し、第２領域を離反させることを特徴とする。

また、本発明に係る対象物間の脱ガス装置は、接触させた第１対象物と第２対象物を載置する載置手段と、接触させた第１対象物あるいは第２対象物の一部の表面を押さえる押さえ手段と、接触させた第１対象物あるいは第２対象物の一部を離反させる離反手段とを備えたことを特徴とする。

また、前記対象物間の脱ガス装置の離反手段は、真空吸着手段であること、また、第２対象物と接触していない第１対象物の領域を、第１対象物と第２対象物の接触面を離す方向に移動させる突き上げ手段であることを特徴とする。

前記対象物間の脱ガス方法および装置によれば、第１対象物と第２対象物の一部の領域を押さえて互いにずれないように保持し、第１対象物の外周部を第２対象物から離れる方向に変形させることで、第１，第２対象物の面間のエアーを取り除くことができる。

本発明によれば、２つの対象物の位置を高精度で保持するとともに、２つの接触する対象物の面間のエアーを短時間で取り除くことができるという効果を奏する。

以下、図面を参照して本発明における実施の形態を詳細に説明する。

図１は本発明の実施の形態における脱ガス装置の概略構成を示す断面図である。本実施の形態の脱ガス装置は、略円板状のシリコン基板である第１対象物１と同形状のシリコン基板である第２対象物２を重ね合わせた状態で脱ガスを行う装置である。

図１に示すように、脱ガス装置は第１対象物１および第２対象物２を内部に収容して外気から隔離するチャンバー３と、チャンバー３内において、チャンバー３内を減圧するための真空ポンプ（図示せず）に接続されている排気配管４と、第１対象物１と第２対象物２を位置合わせした状態で保持する載置手段のベースプレート６と対象物固定部７からなる治具、および治具を載置するためのステージ５と、対象物の固定，解除を行う対象物固定部７の突き上げシャフト８および突き上げシャフト駆動部９と、第１対象物１と第２対象物２がずれないように押さえる押さえ手段の対象物押さえ部１０および対象物押さえ駆動部１１と、第１対象物１の一部を持ち上げるための離反手段である吸着配管１２（真空吸着手段）を備える。

ここで、吸着配管１２は第１対象物１の外周部に複数個を均等に設置されており、その吸着面（図１では下端）には対象物を吸着しやすくするために弾性体の吸着パッドが設けられていることが望ましい。また、吸着配管１２の真空源はチャンバー３の排気配管４に接続されている真空ポンプと共用としてもよい。ただし、共用する場合は、吸着配管１２からの排気とチャンバー３の排気配管４からの排気を個別に制御できるように各々にバルブをつける必要がある。

また、対象物押さえ部１０の先端部（対象物に接する側）は球面に加工、または弾性体を取り付けるなど対象物に損傷を与えないようにする。さらに、対象物固定部７はバネなどを用いて構成され、２枚の対象物がずれないよう外周部に複数個を均等に配置するのがよい。

図２−１（ａ）〜（ｆ），図２−２（ｇ）〜（ｊ）は脱ガス装置の動作の流れを示す図である。まず、第１対象物１および第２対象物２をあらかじめ位置合わせして治具（ベースプレート６，対象物固定部７）に固定された状態で大気圧状態のチャンバー３内のステージ５上に載置する（図２−１（ａ）参照）。次に、対象物押さえ部１０を下降させて第１対象物１と第２対象物２を押さえる（図２−１（ｂ）参照）。次に、突き上げシャフト８を上昇させることにより、対象物固定部７を上昇させて対象物の固定を解除する（図２−１（ｃ）参照）。次に、吸着配管１２を下降させて第１対象物１の上面に接触させる（図２−１（ｄ）参照）。次に、吸着配管１２から排気を行い、第１対象物１を吸着したら（図２−１（ｅ）参照）、吸着配管１２を上昇させる（図２−１（ｆ）参照）。

次に、排気配管４から排気を行い、チャンバー３内を減圧する（図２−２（ｇ）参照）。ここで、チャンバー３内の圧力が吸着配管１２内の圧力以下になると、吸着配管１２に吸着されていた第１対象物１の外周部が吸着配管１２から外れ、第２対象物２と接触する（図２−２（ｈ）参照）。そして、対象物固定部７を下降させて対象物を固定した後（図２−２（ｉ）参照）、対象物押さえ部１０および吸着配管１２を上昇させる（図２−２（ｊ）参照）。

以上に、本実施の形態について説明したが、本発明は前述の実施の形態に限定されるものではなく、様々な変更が可能である。

例えば、実施の形態では、２枚の対象物を重ねていたが、この材質は、半導体，ガラス，金属，セラミック，樹脂などどのようなものでもよく、その形状についても、略円形，多角形，その他どのような形状についても実施することが可能である。

また、対象物固定の方法についても、重ね合わせた２つの対象物がずれなければ、どのような構成になっていてもかまわない。さらに、対象物押さえ部１０および吸着配管１２の位置について、本実施の形態では、対象物の中央を押さえて外周部に均等に吸着配管１２を配置しているが、それぞれの個数、配置場所は様々であり、外周部の１点を押さえてその反対側の外周部の１点あるいは複数箇所に吸着配管１２を配置してもかまわない。

本実施の形態では、２枚の対象物を水平に置いて上側の対象物を吸着して持ち上げているが、真空吸着以外にも例えば、粘着性のある材料を用いても構成が可能であり、第１対象物１が第２対象物２より面積が大きい場合は、フックなどの機構によっても同様の効果が得られる。

また、第１対象物１を上に持ち上げているがこれ以外にも、上下逆の構成、あるいは対象物を垂直方向に保持しても実施可能である。

また、本実施の形態では、対象物の外周部を真空吸着によって持ち上げる離反手段の例を示したが、これ以外にも、図３に示すように第１対象物１が第２対象物２に比べて大きい場合には、突き上げ手段として突き上げピン１３により第１対象物１の外周部を持ち上げることで同様の効果が得られる。さらに、図４に示すように第２対象物２に貫通穴１４があいている場合には突き上げピン１３をこの穴と同じ位置に配置し、この貫通穴１４を通して第１対象物１を持ち上げることができる。

具体的には、図５に示すように、第１対象物１を持ち上げる高さを「Ｈ」とすると、対象物押さえ部１０で第１対象物１を押さえている位置Ａと吸着配管１２の位置Ｂの間の距離を「Ｌ」としたときの関係は（数１）の範囲にするのがよい。
（数１）
１／１０００ ≦ Ｈ／Ｌ ≦ １／１０
Ｈ／Ｌが１／１０００より小さいと脱ガスの効果は小さくなり、Ｈ／Ｌが１／１０より大きくなると吸着配管１２の外径を大きくする、あるいは、本数を増やすなどの装置構成上の問題が発生するとともに、２枚の対象物がずれる可能性が生じる。

本発明に係る対象物間の脱ガス方法および脱ガス装置は、２つの対象物の位置を高精度で保持するとともに、２つの接触する対象物の面間のエアーを短時間で取り除くことができ、半導体などの製造に利用される真空装置に適用され、特にウエハ貼合せ装置やプラズマ処理装置において用いられ、重ね合わされた２枚の対象物の間のガスを排気する技術として有用である。

本発明の実施の形態における脱ガス装置の概略構成を示す断面図 本実施の形態における脱ガス装置の動作の流れを示す図 本実施の形態における脱ガス装置の動作の流れを示す図 本実施の形態における別の脱ガス装置の概略構成を示す断面図 本実施の形態におけるもうひとつ別の脱ガス装置の概略構成を示す断面図 本実施の形態における第１対象物と対象物押さえ部と吸着配管の関係を示す図

符号の説明

１ 第１対象物
２ 第２対象物
３ チャンバー
４ 排気配管
５ ステージ
６ ベースプレート
７ 対象物固定部
８ 突き上げシャフト
９ 突き上げシャフト駆動部
１０ 対象物押さえ部
１１ 対象物押さえ駆動部
１２ 吸着配管
１３ 突き上げピン
１４ 貫通穴

Claims (6)

1. 大気圧雰囲気で第１対象物の所望の面と第２対象物の所望の面を接触させ、
   前記接触による接触面の一部の第１領域を、前記第１対象物と前記第２対象物を接触させた方向と同一の方向に押さえ、
   前記第１領域とは別の前記接触面の一部である第２領域を、前記第１対象物と前記第２対象物を離反させる方向に離し、
   前記大気圧雰囲気を真空雰囲気にし、前記離反させた前記第１対象物と第２対象物の第２領域を接触させる、
   工程を有することを特徴とする対象物間の脱ガス方法。
2. 前記第２領域を離反させる工程は、第１対象物あるいは第２対象物の接触面とは反対の面の一部を真空吸着することを特徴とする請求項１記載の対象物間の脱ガス方法。
3. 前記第２領域を離反させる工程は、
   前記第１対象物の所望の面の面積は、第２対象物の所望の面の面積より大きく、前記第２対象物と接触していない前記第１対象物の所望の面での領域の一部を、前記第１対象物と前記第２対象物の接触面を離反させる方向に移動し、前記第２領域を離反させることを特徴とする請求項１記載の対象物間の脱ガス方法。
4. 接触させた第１対象物と第２対象物を載置する載置手段と、
   前記接触させた第１対象物あるいは第２対象物の一部の表面を押さえる押さえ手段と、
   前記接触させた第１対象物あるいは第２対象物の一部を離反させる離反手段と
   を備えたことを特徴とする対象物間の脱ガス装置。
5. 前記離反手段は、真空吸着手段であることを特徴とする請求項４記載の対象物間の脱ガス装置。
6. 前記離反手段は、第２対象物と接触していない第１対象物の領域を、前記第１対象物と前記第２対象物の接触面を離す方向に移動させる突き上げ手段であることを特徴とする請求項４記載の対象物間の脱ガス装置。

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