JP2012166263A - Pressurizing device and pressurizing method - Google Patents

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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a technique capable of more flexibly controlling the flatness of a pressurizing face.SOLUTION: The pressurizing device 1 is the device pressurizing the objects 91, 92 to be pressurized. The pressurizing device 1 includes: a head 22; and a stage 12. After the head 22 and the stage 12 are relatively moved in a mutually adjoining direction in a Z direction (vertical direction), both the objects 91, 92 to be pressurized are sandwiched between the stage 12 and the head 22 to be pressurized. The head 22 includes: a pressurizing face FC of transmitting force for pressurization to the object 92 to be pressurized; and a piezo actuator 37. The piezo actuator 37 displaces the central part of the pressurizing face FC in a Z direction, and relatively displaces the central part of the pressurizing face FC in a Z direction to the outer circumferential side part of the pressurizing face FC.

Description

本発明は、2つの被加圧物を加圧する加圧装置およびそれに関連する技術に関する。   The present invention relates to a pressurizing apparatus that pressurizes two objects to be pressed and a technology related thereto.

2つの被加圧物を2つの加圧部材の相互間に挟んで加圧する技術が存在する。詳細には、上側の加圧部材と下側の加圧部材との間に2つの被加圧物(たとえば半導体ウエハ)を挟んで当該2つの被加圧物を加圧する装置が存在する。   There is a technique in which two objects to be pressed are pressed between two pressing members. Specifically, there is an apparatus that pressurizes two objects to be pressed by sandwiching two objects to be pressed (for example, a semiconductor wafer) between the upper pressure member and the lower pressure member.

このような装置においては、上側加圧部材の下面と下側加圧部材の上面との間に両被加圧物が挟まれ、当該両被加圧物が加圧される。このとき、一般的には、上側加圧部材の下面と下側加圧部材の上面とはそれぞれ平坦な面として構成される。   In such an apparatus, both objects to be pressed are sandwiched between the lower surface of the upper pressure member and the upper surface of the lower pressure member, and both the objects to be pressed are pressurized. In this case, generally, the lower surface of the upper pressure member and the upper surface of the lower pressure member are each configured as a flat surface.

しかしながら、上側加圧部材の下面(加圧面)と下側加圧部材の上面(加圧面)とが、それぞれ、平坦な面として構成される場合には、種々の事情により、十分な加圧処理ができないことがある。   However, when the lower surface (pressure surface) of the upper pressure member and the upper surface (pressure surface) of the lower pressure member are each configured as a flat surface, sufficient pressure treatment is possible due to various circumstances. May not be possible.

たとえば、被加圧物が加熱処理を伴って加圧される場合には、加熱に起因して加圧面が変形し加圧面の平坦性を十分に確保できないことがある、という問題が存在する。   For example, when an object to be pressurized is pressurized with a heat treatment, there is a problem that the pressing surface may be deformed due to heating and the flatness of the pressing surface may not be sufficiently secured.

このような問題を解消するために、被加圧物を加圧する加圧面が所定温度に加熱された際に平坦になるように、当該保持面を加熱した状態で当該保持面を平面研磨することが考えられる。   In order to solve such a problem, the holding surface is planarly polished while the holding surface is heated so that the pressing surface that pressurizes the object to be pressed becomes flat when heated to a predetermined temperature. Can be considered.

しかしながら、このような技術を採用したとしても、平面研磨時の所定温度以外の温度では加圧面の平坦性が必ずしも十分でない、という問題が存在する。   However, even if such a technique is adopted, there is a problem that the flatness of the pressing surface is not always sufficient at a temperature other than the predetermined temperature at the time of surface polishing.

あるいは、たとえば2つの被加圧部材で2つの被加圧物を加圧して接合する際においては、加圧面の平坦性が不十分であることなどに起因して接合界面にボイド(空隙)が発生することがある、という問題が存在する。   Alternatively, for example, when two objects to be pressed are bonded by two members to be pressed, voids (voids) are formed at the bonding interface due to insufficient flatness of the pressing surfaces. There is a problem that may occur.

このように、加圧面の平坦性を十分に制御できないことに起因する諸問題が存在する。   As described above, there are various problems resulting from the fact that the flatness of the pressing surface cannot be sufficiently controlled.

そこで、この発明は、加圧面の平坦性をより柔軟に制御することが可能な技術を提供することを課題とする。   Therefore, an object of the present invention is to provide a technique capable of more flexibly controlling the flatness of the pressing surface.

上記課題を解決すべく、請求項1の発明は、第1の被加圧物と第2の被加圧物との両被加圧物を加圧する加圧装置であって、第1の加圧部と、第2の加圧部と、所定方向において前記第1の加圧部と前記第2の加圧部とを相対的に移動させる駆動手段と、を備え、前記第1の加圧部と前記第2の加圧部とが前記所定方向において互いに近接する向きに相対的に移動された後に、前記第1の被加圧物と前記第2の被加圧物とは前記第1の加圧部と前記第2の加圧部との間に挟まれて加圧され、前記第1の加圧部は、前記第1の被加圧物に対して加圧用の力を伝達する加圧面と、前記加圧面の中央部分を前記所定方向において変位させ、前記加圧面の中央部分を前記加圧面の外周側部分に対して前記所定方向において相対的に変位させる中央部変位手段と、を有することを特徴とする。   In order to solve the above-mentioned problems, the invention of claim 1 is a pressurizing device for pressurizing both the first object to be pressurized and the second object to be pressurized, the first pressure object. A pressure unit; a second pressure unit; and a driving unit that relatively moves the first pressure unit and the second pressure unit in a predetermined direction. The first pressurizing object and the second pressurizing object are the first pressurizing member and the second pressurizing unit after the relative movement of the first pressurizing unit and the second pressurizing unit in the predetermined direction. The pressurizing unit is pressed between the second pressurizing unit and the second pressurizing unit, and the first pressurizing unit transmits a pressurizing force to the first object to be pressed. A central portion change that displaces the pressing surface and the central portion of the pressing surface in the predetermined direction, and displaces the central portion of the pressing surface relative to the outer peripheral side portion of the pressing surface in the predetermined direction. And having a means.

請求項2の発明は、請求項1の発明に係る加圧装置において、前記中央部変位手段は、前記両被加圧物の加圧中において、前記加圧面の中央部分を前記所定方向において変位させることを特徴とする。   According to a second aspect of the present invention, in the pressurizing apparatus according to the first aspect of the invention, the central portion displacing means displaces the central portion of the pressure surface in the predetermined direction during the pressurization of the objects to be pressed. It is characterized by making it.

請求項3の発明は、請求項1の発明に係る加圧装置において、前記中央部変位手段は、前記両被加圧物の加圧中において、前記加圧面の中央部分を前記所定方向において変位させることにより、前記加圧面の中央部分が前記第1の被加圧物側に向けて前記加圧面の外周側部分よりも突出した第1の状態から、前記加圧面の中央部分が前記所定方向において前記加圧面の外周側部分と略同一の位置に存在する第2の状態へと前記加圧面の凹凸状態を遷移させることを特徴とする。   According to a third aspect of the present invention, in the pressurizing apparatus according to the first aspect of the invention, the central portion displacing means displaces the central portion of the pressurizing surface in the predetermined direction during the pressurization of the two objects to be pressed. By doing so, the central portion of the pressure surface is in the predetermined direction from the first state in which the central portion of the pressure surface protrudes from the outer peripheral side portion of the pressure surface toward the first object to be pressed. In the step, the uneven state of the pressurizing surface is shifted to a second state existing at substantially the same position as the outer peripheral side portion of the pressurizing surface.

請求項4の発明は、請求項1の発明に係る加圧装置において、前記中央部変位手段は、前記両被加圧物の加圧中において、前記加圧面の中央部分を前記所定方向において変位させることにより、前記加圧面の中央部分が前記第1の被加圧物側に向けて前記加圧面の外周側部分よりも突出した第1の状態から、前記加圧面の中央部分と前記加圧面の外周側部分とが前記所定方向において略同一位置に存在する第2の状態を経て、前記加圧面の外周側部分が前記第1の被加圧物側に向けて前記加圧面の中央部分よりも突出した第3の状態へと前記加圧面の凹凸状態を遷移させることを特徴とする。   According to a fourth aspect of the present invention, in the pressurizing apparatus according to the first aspect of the invention, the central portion displacing means displaces the central portion of the pressure surface in the predetermined direction during the pressurization of the objects to be pressed. By doing so, the central portion of the pressure surface and the pressure surface from the first state where the central portion of the pressure surface protrudes from the outer peripheral side portion of the pressure surface toward the first object to be pressed. Through the second state in which the outer peripheral side portion of the pressing surface exists at substantially the same position in the predetermined direction, the outer peripheral side portion of the pressing surface is directed toward the first object to be pressed from the central portion of the pressing surface. Further, the uneven state of the pressure surface is shifted to the protruding third state.

請求項5の発明は、請求項1ないし請求項4のいずれかの発明に係る加圧装置において、前記加圧面の中央部分における加圧圧力を測定する第1の測定手段、をさらに備え、前記中央部変位手段は、前記中央部分での加圧圧力に基づき前記中央部分の前記所定方向における変位を調整することを特徴とする。   According to a fifth aspect of the present invention, in the pressurizing apparatus according to any one of the first to fourth aspects of the present invention, the pressurizing apparatus further comprises first measuring means for measuring a pressurizing pressure at a central portion of the pressurizing surface, The central portion displacing means adjusts the displacement of the central portion in the predetermined direction based on the pressurizing pressure at the central portion.

請求項6の発明は、請求項1ないし請求項5のいずれかの発明に係る加圧装置において、前記第1の加圧部は、略円錐台形状あるいは略多角錐台形状を有し且つ前記両被加圧物に対する加圧用の力を伝達する第1の伝達部材と、前記第1の伝達部材と前記第1の被加圧物との間に配置され、前記第1の伝達部材からの加圧用の力を前記第1の伝達部材から前記第1の被加圧物へとさらに伝達する略板状の第2の伝達部材と、をさらに有することを特徴とする。   A sixth aspect of the present invention is the pressure device according to any one of the first to fifth aspects, wherein the first pressure portion has a substantially truncated cone shape or a substantially polygonal frustum shape, and A first transmission member that transmits a force for applying pressure to both the objects to be pressed, and the first transmission member and the first object to be pressed. And a substantially plate-like second transmission member that further transmits a pressing force from the first transmission member to the first object to be pressed.

請求項7の発明は、請求項6の発明に係る加圧装置において、前記第1の被加圧物と前記第2の被加圧物との平行度合を調整する平行調整手段、をさらに備え、前記駆動手段は、前記平行調整手段による平行調整動作の後に、前記第1の被加圧物を保持する前記第1の加圧部と前記第1の被加圧物を保持する前記第2の加圧部とを前記所定方向において相対的に移動して前記両被加圧物を接触させることを特徴とする。   A seventh aspect of the invention is the pressurizing apparatus according to the sixth aspect of the invention, further comprising a parallel adjusting means for adjusting a parallel degree between the first object to be pressed and the second object to be pressed. The drive means, after the parallel adjustment operation by the parallel adjustment means, the first pressurizing section for holding the first object to be pressed and the second for holding the first object to be pressed. The pressurizing unit is moved relatively in the predetermined direction to bring the two objects to be pressed into contact with each other.

請求項8の発明は、請求項7の発明に係る加圧装置において、略円錐台形状あるいは略多角錐台形状を有する前記第1の伝達部材の頂点側において、所定のベース部材と前記第1の伝達部材との間に配置される伸縮手段、をさらに備え、前記伸縮手段は、前記平行調整手段による平行調整動作が行われ且つ前記両被加圧物が接触した後に、伸縮することによって前記第1の伝達手段に伝達する加圧力を調整することを特徴とする。   According to an eighth aspect of the present invention, in the pressurizing apparatus according to the seventh aspect of the present invention, on the apex side of the first transmission member having a substantially truncated cone shape or a substantially polygonal truncated cone shape, the predetermined base member and the first Expansion / contraction means disposed between the transmission member and the expansion / contraction means, wherein the expansion / contraction means expands and contracts after the parallel adjustment operation is performed by the parallel adjustment means and the objects to be pressed come into contact with each other. The pressure applied to the first transmission means is adjusted.

請求項9の発明は、請求項6の発明に係る加圧装置において、略円錐台形状あるいは略多角錐台形状を有する前記第1の伝達部材の頂点側において、所定のベース部材と前記第1の伝達部材との間に配置される伸縮手段、をさらに備えることを特徴とする。   According to a ninth aspect of the present invention, in the pressurizing apparatus according to the sixth aspect of the present invention, a predetermined base member and the first base are formed on the apex side of the first transmission member having a substantially truncated cone shape or a substantially polygonal truncated cone shape. It is further characterized by further comprising expansion / contraction means arranged between the transmission member.

請求項10の発明は、請求項8または請求項9の発明に係る加圧装置において、前記伸縮手段は、ピエゾアクチュエータを有することを特徴とする。   According to a tenth aspect of the present invention, in the pressurizing apparatus according to the eighth or ninth aspect of the invention, the expansion / contraction means has a piezo actuator.

請求項11の発明は、請求項1ないし請求項6のいずれかの発明に係る加圧装置において、前記中央部変位手段は、前記加圧面の中央部分付近に設けられるピエゾアクチュエータであって前記所定方向に伸縮して前記加圧面の中央部分を前記所定方向において変位させるピエゾアクチュエータ、を有することを特徴とする。   According to an eleventh aspect of the present invention, in the pressurizing apparatus according to any one of the first to sixth aspects, the central portion displacing means is a piezo actuator provided in the vicinity of the central portion of the pressurizing surface. And a piezoelectric actuator that extends and contracts in a direction to displace a central portion of the pressure surface in the predetermined direction.

請求項12の発明は、請求項6の発明に係る加圧装置において、前記中央部変位手段は、前記加圧面の中央部分付近に設けられ、前記第1の伝達部材と前記第2の伝達部材とを接続する接続部材と、前記接続部材を加熱する加熱手段と、を有し、前記中央部変位手段は、前記接続部材を加熱することによって前記接続部材を前記所定方向に伸長させ前記加圧面の中央部分を前記所定方向において変位させることを特徴とする。   According to a twelfth aspect of the present invention, in the pressurizing apparatus according to the sixth aspect of the invention, the central portion displacing means is provided in the vicinity of the central portion of the pressurizing surface, and the first transmission member and the second transmission member. And a heating means for heating the connecting member, and the center displacing means extends the connecting member in the predetermined direction by heating the connecting member, and the pressure surface The center portion of the slab is displaced in the predetermined direction.

請求項13の発明は、第1の被加圧物と第2の被加圧物との両被加圧物を加圧する加圧方法であって、a)前記第1の被加圧物を保持する第1の加圧部と前記第2の被加圧物を保持する第2の加圧部とを相対的に移動するステップと、b)前記第1の被加圧物を保持する加圧面の中央部分を前記所定方向において変位させ、前記加圧面の中央部分を前記加圧面の外周側部分に対して前記所定方向において相対的に変位させるステップと、を備えることを特徴とする。   A thirteenth aspect of the present invention is a pressurizing method for pressurizing both the first object to be pressed and the second object to be pressed, and a) the first object to be pressed is applied. A step of relatively moving a first pressure member to be held and a second pressure member to hold the second object to be pressed; and b) a step of holding the first object to be pressed. Displacing a central portion of the pressure surface in the predetermined direction, and displacing the central portion of the pressure surface relative to the outer peripheral side portion of the pressure surface in the predetermined direction.

請求項14の発明は、請求項13の発明に係る加圧方法において、前記ステップb)においては、加圧時の処理温度に応じて前記加圧面の中央部分の前記所定方向における変位量が調整されることを特徴とする。   According to a fourteenth aspect of the present invention, in the pressurizing method according to the thirteenth aspect, in the step b), the displacement amount in the predetermined direction of the central portion of the pressurizing surface is adjusted in accordance with the processing temperature during pressurization. It is characterized by being.

請求項1ないし請求項14に記載の発明によれば、加圧面の平坦性を良好に調整することが可能である。   According to the invention described in claims 1 to 14, it is possible to satisfactorily adjust the flatness of the pressing surface.

特に、請求項3に記載の発明によれば、比較的大きな圧力の作用位置を両被加圧物の中央部から周辺部へと移動させつつ、両被加圧物を適切に加圧することができる。   In particular, according to the invention described in claim 3, it is possible to appropriately pressurize both objects to be pressed while moving the action position of a relatively large pressure from the center part to the peripheral part of both objects to be pressed. it can.

また特に、請求項4に記載の発明によれば、両被加圧物の特に周辺部においても十分に大きな圧力を作用させることが可能である。   In particular, according to the invention described in claim 4, it is possible to apply a sufficiently large pressure even in the peripheral portion of both objects to be pressurized.

また特に、請求項5に記載の発明によれば、加圧面の平坦性をさらに良好に確保することが可能である。   In particular, according to the invention described in claim 5, it is possible to further ensure the flatness of the pressing surface.

また特に、請求項7に記載の発明によれば、接触時の位置ずれが生じにくい。   In particular, according to the seventh aspect of the present invention, the positional deviation at the time of contact hardly occurs.

また特に、請求項14に記載の発明によれば、加圧時の処理温度が所定値以外である場合においても、第1の加圧部の加圧面の平坦性を良好に調整することが可能である。   In particular, according to the invention described in claim 14, it is possible to satisfactorily adjust the flatness of the pressurizing surface of the first pressurizing portion even when the processing temperature during pressurization is other than a predetermined value. It is.

第1実施形態に係る加圧装置を示す縦断面図である。It is a longitudinal cross-sectional view which shows the pressurization apparatus which concerns on 1st Embodiment. ステージおよびヘッド付近の概略構成を示す斜視図である。It is a perspective view which shows schematic structure of a stage and head vicinity. ヘッドの縦断面図である。It is a longitudinal cross-sectional view of a head. ヘッドの平面図である。It is a top view of a head. 加圧時の処理温度と加圧面を平坦化する変位量との関係を示す図である。It is a figure which shows the relationship between the processing temperature at the time of pressurization, and the displacement amount which planarizes a pressurization surface. 両被加圧物付近の様子を示す図である。It is a figure which shows the mode of both pressurization object vicinity. 非平行配置状態を示す模式図である。It is a schematic diagram which shows a non-parallel arrangement | positioning state. 下側部材の中央部が下側に向けて突出している状態を示す図である。It is a figure which shows the state which the center part of the lower side member protrudes toward the lower side. 研磨後且つ冷却後の状態を示す図である。It is a figure which shows the state after grinding | polishing and cooling. 第1実施形態に係る動作を示すフローチャートである。It is a flowchart which shows the operation | movement which concerns on 1st Embodiment. 加圧面の「中凸状態」を示す図である。It is a figure which shows the "middle convex state" of a pressurization surface. 加圧面の「平坦状態」を示す図である。It is a figure which shows the "flat state" of a pressurization surface. 加圧面の「中凹状態」を示す図である。It is a figure which shows the "indented state" of a pressurization surface. 第2実施形態に係る動作を示すフローチャートである。It is a flowchart which shows the operation | movement which concerns on 2nd Embodiment. 中凸状態の加圧面による加圧状態を示す図である。It is a figure which shows the pressurization state by the pressurization surface of a middle convex state. 中凸状態の加圧面による加圧状態を示す図である。It is a figure which shows the pressurization state by the pressurization surface of a middle convex state. 中凸状態の加圧面による加圧状態を示す図である。It is a figure which shows the pressurization state by the pressurization surface of a middle convex state. 中凹状態の加圧面による加圧状態を示す図である。It is a figure which shows the pressurization state by the pressurization surface of a middle concave state. 面内圧力調整用の目標値の経時変化曲線を示す図である。It is a figure which shows the time-dependent change curve of the target value for in-plane pressure adjustment. 両被加圧物の相互間に樹脂層が挟まれた状態を示す図である。It is a figure which shows the state by which the resin layer was pinched | interposed between both to-be-pressurized objects. 部分的に樹脂層が設けられた状態を示す断面図である。It is sectional drawing which shows the state in which the resin layer was provided partially. 部分的に樹脂層が設けられた状態を示す平面図である。It is a top view which shows the state in which the resin layer was provided partially. 部分的に樹脂層が設けられた状態を示す断面図である。It is sectional drawing which shows the state in which the resin layer was provided partially. 変形例に係る動作を時系列で示す図である。It is a figure which shows the operation | movement which concerns on a modification in time series. 先鋭部分の周辺に「ボイド」が生じる様子を模式的に示す図である。It is a figure which shows typically a mode that a "void" arises around a sharp part. チップオンウエハに係る変形例を示す図である。It is a figure which shows the modification concerning a chip on wafer. チップオンウエハに係る変形例を示す図である。It is a figure which shows the modification concerning a chip on wafer. 変形例に係る加圧装置(ナノインプリント装置)を示す構成図である。It is a block diagram which shows the pressurization apparatus (nanoimprint apparatus) which concerns on a modification. ナノインプリント装置において加圧される両被加圧物を示す図である。It is a figure which shows the to-be-pressurized object pressurized in a nanoimprint apparatus. 紫外線が両被加圧物に照射される様子を示す図である。It is a figure which shows a mode that an ultraviolet-ray is irradiated to both to-be-pressurized objects. 変形例に係る「中凹状態」を示す図である。It is a figure which shows the "indented state" concerning a modification. 変形例に係る「中凸状態」を示す図である。It is a figure which shows the "middle convex state" which concerns on a modification. 変形例に係るヘッド付近を示す図である。It is a figure which shows the head vicinity which concerns on a modification.

以下、本発明の実施形態を図面に基づいて説明する。   Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings.

<1.第1実施形態>
<1−1.装置>
図1は、本発明の第1実施形態に係る加圧装置1(1Aとも称する)を示す縦断面図である。なお、以下、各図においては、便宜上、XYZ直交座標系を用いて方向等を示している。
<1. First Embodiment>
<1-1. Device>
FIG. 1 is a longitudinal sectional view showing a pressure device 1 (also referred to as 1A) according to a first embodiment of the present invention. In the following, in each figure, directions and the like are shown using an XYZ orthogonal coordinate system for convenience.

この加圧装置1は、減圧下のチャンバ(真空チャンバ)2内で、被加圧物91と被加圧物92とを対向させて(重ねて)加圧し、両被加圧物91,92を接合する装置である。そのため、この加圧装置1は、接合装置であるとも表現される。   The pressurizing apparatus 1 pressurizes the pressurized object 91 and the pressurized object 92 so as to face each other (superimpose) in a chamber (vacuum chamber) 2 under reduced pressure. Is a device for joining. Therefore, the pressurizing device 1 is also expressed as a joining device.

加圧装置1は、両被加圧物91,92の処理空間である真空チャンバ2を備える。真空チャンバ2は、排気管6と排気弁7とを介して真空ポンプ5に接続されている。真空ポンプ5の吸引動作に応じて真空チャンバ2内の圧力が低減(減圧)されることによって、真空チャンバ2は真空状態にされる。また、排気弁7は、その開閉動作と排気流量の調整動作とによって、真空チャンバ2内の真空度を調整することができる。   The pressurizing apparatus 1 includes a vacuum chamber 2 that is a processing space for the objects to be pressed 91 and 92. The vacuum chamber 2 is connected to a vacuum pump 5 via an exhaust pipe 6 and an exhaust valve 7. The vacuum chamber 2 is put into a vacuum state by reducing (reducing pressure) the pressure in the vacuum chamber 2 in accordance with the suction operation of the vacuum pump 5. Further, the exhaust valve 7 can adjust the degree of vacuum in the vacuum chamber 2 by the opening / closing operation and the exhaust flow rate adjusting operation.

ここでは、被加圧物91,92として、半導体ウエハ(基板)を用いるものとする。なお、被加圧物91,92は「被接合物」とも称され、装置1における加圧処理(加圧方法)は接合処理(接合方法)とも称される。   Here, a semiconductor wafer (substrate) is used as the objects to be pressurized 91 and 92. The objects to be pressed 91 and 92 are also referred to as “objects to be bonded”, and the pressure treatment (pressure method) in the apparatus 1 is also referred to as a bonding process (bonding method).

また、両被加圧物91,92は、加圧時(接合時)において、ヘッド22(加圧部材)の加圧面22f(図2参照)とステージ12(加圧部材)の加圧面12f(図2参照)との間に介装される。具体的には、上側の被加圧物92は、ヘッド22(より詳細にはヘッド22の下側先端部に設けられた静電チャックあるいは機械式チャック等)によって保持される。同様に、下側の被加圧物91は、当該ステージ12(より詳細にはステージ12の上側先端部に設けられた静電チャックあるいは機械式チャック等)によって保持される。   In addition, when the pressure is applied (bonding), both of the objects to be pressed 91 and 92 are the pressure surface 22f (see FIG. 2) of the head 22 (pressure member) and the pressure surface 12f (see FIG. 2) of the stage 12 (pressure member). (See FIG. 2). Specifically, the upper object 92 is held by the head 22 (more specifically, an electrostatic chuck or a mechanical chuck provided at the lower end of the head 22). Similarly, the lower object to be pressurized 91 is held by the stage 12 (more specifically, an electrostatic chuck or a mechanical chuck provided at the upper end of the stage 12).

ヘッド22およびステージ12は、いずれも、真空チャンバ2内に設置されている。ヘッド22は、当該ヘッド22に内蔵されたヒータ22h(図3)によって加熱され、ヘッド22に保持された被加圧物(ヘッド22側の被加圧物)92の温度を調整することができる。同様に、ステージ12は、当該ステージ12に内蔵されたヒータ12hによって加熱され、ステージ12上の被加圧物(ステージ12側の被加圧物)91の温度を調整することができる。   Both the head 22 and the stage 12 are installed in the vacuum chamber 2. The head 22 is heated by a heater 22 h (FIG. 3) built in the head 22, and the temperature of an object to be pressurized (object to be pressurized on the head 22 side) 92 held by the head 22 can be adjusted. . Similarly, the stage 12 is heated by a heater 12 h built in the stage 12, and the temperature of the object to be pressurized (the object to be pressurized on the stage 12 side) 91 on the stage 12 can be adjusted.

ヘッド22は、アライメントテーブル24によってX方向およびY方向に移動(並進移動)されるとともに、回転駆動機構25によってθ方向(Z軸回りの回転方向)に回転される。ヘッド22は、後述する位置認識部28による位置検出結果等に基づいてアライメントテーブル24および回転駆動機構25によって駆動され、X方向、Y方向、θ方向におけるアライメント動作が実行される。   The head 22 is moved (translationally moved) in the X direction and the Y direction by the alignment table 24 and is rotated in the θ direction (rotation direction about the Z axis) by the rotation drive mechanism 25. The head 22 is driven by an alignment table 24 and a rotation drive mechanism 25 based on a position detection result by a position recognition unit 28 described later, and alignment operations in the X direction, the Y direction, and the θ direction are executed.

また、ヘッド22は、Z軸昇降駆動機構26によってZ方向(鉛直方向)に移動(昇降)される。ヘッド22のZ方向の移動動作(昇降動作)によって、ステージ12とヘッド22とが相対的に移動し、ステージ12に保持された被加圧物91とヘッド22に保持された被加圧物92との相対的位置関係が変動する。これにより、両被加圧物91,92の状態が離間状態から接触状態へと遷移し、両被加圧物91,92が加圧される。なお、接合時の加圧圧力は、複数の圧力検出センサ(ロードセル等)32(32a,32b,32c),36,38(図2〜図4参照)により検出された信号に基づいて制御される。   The head 22 is moved (lifted / lowered) in the Z direction (vertical direction) by the Z-axis lifting / lowering drive mechanism 26. The movement of the head 22 in the Z direction (lifting / lowering operation) causes the stage 12 and the head 22 to move relative to each other, and the pressurized object 91 held on the stage 12 and the pressurized object 92 held on the head 22. The relative positional relationship between and fluctuates. As a result, the states of the objects to be pressed 91 and 92 are changed from the separated state to the contact state, and the objects to be pressed 91 and 92 are pressurized. The pressurizing pressure at the time of joining is controlled based on signals detected by a plurality of pressure detection sensors (load cells, etc.) 32 (32a, 32b, 32c), 36, 38 (see FIGS. 2 to 4). .

また、加圧装置1は、被加圧物91,92の位置(詳細にはX,Y,θ)を認識する位置認識部28を備えている。   Further, the pressurizing apparatus 1 includes a position recognition unit 28 that recognizes the positions (specifically, X, Y, θ) of the objects to be pressed 91, 92.

図1に示すように、位置認識部28は、被加圧物等に関する光像を画像データとして取得する撮像部(カメラ)28c,28dを有する。撮像部28c,28dは、それぞれ、同軸照明系を有している。また、両被加圧物91,92には、それぞれ、位置識別用パターンマーク(以下、単にパターンあるいはマークとも称する)が付されている。例えば、一方の被加圧物91に2つの位置識別用マークが設けられ、他方の被加圧物92にも2つの位置識別用マークが設けられる。なお、当該各マークは、特定の形状を有することが好ましい。   As illustrated in FIG. 1, the position recognition unit 28 includes imaging units (cameras) 28 c and 28 d that acquire a light image related to an object to be pressed as image data. The imaging units 28c and 28d each have a coaxial illumination system. In addition, a position identification pattern mark (hereinafter also simply referred to as a pattern or a mark) is attached to each of the objects to be pressed 91 and 92. For example, two position identification marks are provided on one pressurized object 91, and two position identification marks are provided on the other pressurized object 92. Each mark preferably has a specific shape.

両被加圧物91,92の位置合わせ動作(アライメント動作)は、位置認識部(カメラ等)28により、両被加圧物91,92に付された2組のマークの位置を認識することによって実行される。   In the positioning operation (alignment operation) of the objects to be pressed 91 and 92, the position recognition unit (camera or the like) 28 recognizes the positions of the two sets of marks attached to the objects to be pressed 91 and 92. Executed by.

図1に示すように、位置認識部28は、両被加圧物91,92が対向する状態において、撮像部28c,28dの各同軸照明系から出射された照明光の透過光および反射光に関する画像データを用いて、両被加圧物91,92の位置を認識する。なお、撮像部28c,28dの各同軸照明系の光源としては、両被加圧物91,92等を透過する光(例えば赤外光)が用いられる。   As shown in FIG. 1, the position recognizing unit 28 relates to transmitted light and reflected light of illumination light emitted from the respective coaxial illumination systems of the imaging units 28 c and 28 d in a state where the objects to be pressed 91 and 92 face each other. The positions of the objects to be pressed 91 and 92 are recognized using the image data. In addition, as a light source of each coaxial illumination system of the imaging units 28c and 28d, light (for example, infrared light) that passes through both the objects to be pressed 91 and 92 is used.

具体的には、カメラ28Mにおける同軸照明系の光源(不図示)から出射された光は、ミラー28eで反射されてその進行方向が変更され上方に進行する。当該光は、さらに、窓部2b(図1)および両被加圧物91,92の一部(あるいは全部)を透過した後に両被加圧物91,92の各マークで反射されると、今度は逆向き(下向き)に進行する。そして、再び、窓部2bを透過してミラー28eで反射されて、その進行方向が左向きに変更され、カメラ28Mの撮像部28cに到達する。位置認識部28は、このようにして両被加圧物91,92に関する光像(各マークを含む画像)を画像データとして取得し、当該画像データに基づいて両被加圧物91,92に付された或る1組のマークの位置を認識するとともに、当該1組のマーク相互間の位置ずれ量を求める。   Specifically, the light emitted from the light source (not shown) of the coaxial illumination system in the camera 28M is reflected by the mirror 28e, changes its traveling direction, and travels upward. When the light further passes through the window 2b (FIG. 1) and part (or all) of the objects to be pressed 91 and 92 and then is reflected by the marks of the objects to be pressed 91 and 92, This time it proceeds in the opposite direction (downward). Then, the light again passes through the window 2b and is reflected by the mirror 28e, and its traveling direction is changed to the left, and reaches the imaging unit 28c of the camera 28M. In this way, the position recognizing unit 28 acquires the optical images (images including the respective marks) related to the objects to be pressed 91 and 92 as image data, and applies the pressure to the objects to be pressed 91 and 92 based on the image data. The position of a given set of marks is recognized, and the amount of positional deviation between the set of marks is obtained.

同様に、カメラ28Nにおける同軸照明系の光源(不図示)から出射された光は、ミラー28fで反射されてその進行方向が変更され上方に進行する。当該光は、さらに、窓部2b(図1)および両被加圧物91,92の一部あるいは全部を透過した後に両被加圧物91,92の各マークで反射されると、今度は逆向き(下向き)に進行する。そして、再び、窓部2bを透過してミラー28fで反射されて、その進行方向が右向きに変更され、カメラ28Nの撮像部28dに到達する。位置認識部28は、このようにして両被加圧物91,92に関する光像(各マークを含む画像)を画像データとして取得し、当該画像データに基づいて両被加圧物91,92に付された他の1組のマークの位置を認識するとともに、当該1組のマーク相互間の位置ずれ量を求める。   Similarly, the light emitted from the light source (not shown) of the coaxial illumination system in the camera 28N is reflected by the mirror 28f, changes its traveling direction, and travels upward. When the light further passes through part or all of the window portion 2b (FIG. 1) and the objects to be pressed 91 and 92 and then is reflected by the marks of the objects to be pressed 91 and 92, this time, Proceeds backward (downward). Then, the light is again transmitted through the window portion 2b and reflected by the mirror 28f, and the traveling direction thereof is changed to the right, and reaches the imaging unit 28d of the camera 28N. In this way, the position recognizing unit 28 acquires the optical images (images including the respective marks) related to the objects to be pressed 91 and 92 as image data, and applies the pressure to the objects to be pressed 91 and 92 based on the image data. While recognizing the position of another set of attached marks, the amount of positional deviation between the set of marks is obtained.

その後、位置認識部28は、これら2組のマークの位置ずれ量に基づいて、X方向、Y方向およびθ方向における両被加圧物91,92の相対的ずれ量を算出する。そして、位置認識部28により認識された当該相対的ずれ量が低減されるように、ヘッド22が2つの並進方向(X方向およびY方向)と回転方向(θ方向)とに駆動される。これにより、両被加圧物91,92が相対的に移動され、上記の位置ずれ量が補正される。   Thereafter, the position recognizing unit 28 calculates the relative shift amounts of the pressed objects 91 and 92 in the X direction, the Y direction, and the θ direction based on the shift amounts of the two sets of marks. Then, the head 22 is driven in two translational directions (X direction and Y direction) and a rotational direction (θ direction) so that the relative shift amount recognized by the position recognition unit 28 is reduced. Thereby, both the to-be-pressurized objects 91 and 92 are relatively moved, and the above-described positional deviation amount is corrected.

このようにして、(X方向、Y方向およびθ方向に関する)アライメント動作が実行される。   In this way, the alignment operation (with respect to the X direction, the Y direction, and the θ direction) is executed.

さらに、このような位置認識動作と位置合わせ用の駆動動作とが繰り返し実行される。これによれば、ヘッド22駆動時の駆動誤差が徐々に低減されていき、さらに正確なアライメント動作が実行される。   Further, such a position recognition operation and an alignment driving operation are repeatedly executed. According to this, the drive error at the time of driving the head 22 is gradually reduced, and a more accurate alignment operation is executed.

図2は、ステージ12およびヘッド22付近の概略構成を示す斜視図である。また、図3は、ヘッド22の縦断面図であり、図4は、ヘッド22の平面図である。なお、図2および図4においては、図示の都合上、ベース部材23およびアライメントテーブル24等は省略されている。   FIG. 2 is a perspective view showing a schematic configuration in the vicinity of the stage 12 and the head 22. FIG. 3 is a longitudinal sectional view of the head 22, and FIG. 4 is a plan view of the head 22. 2 and 4, the base member 23, the alignment table 24, and the like are omitted for convenience of illustration.

これらの図に示すように、ステージ12は略円柱形状を有しており、ヘッド22は略円錐台形状を有している。   As shown in these drawings, the stage 12 has a substantially cylindrical shape, and the head 22 has a substantially truncated cone shape.

ヘッド22は、略円錐台形状を有する上側部材221と、略円盤形状の板状部材である下側部材223とを備える。   The head 22 includes an upper member 221 having a substantially truncated cone shape and a lower member 223 that is a substantially disk-shaped plate member.

上側部材221および下側部材223は、ベース部材23からの加圧用の力を両被加圧物91,92へと伝達する。   The upper member 221 and the lower member 223 transmit the pressing force from the base member 23 to the objects to be pressed 91 and 92.

下側部材223は、静電吸着機構等を有しており、被加圧物92を吸着して保持することが可能である。また、下側部材223は、ヒータおよび断熱部材を内蔵しており、下側部材223に保持される被加圧物92を適切な温度にまで加熱することができる。   The lower member 223 has an electrostatic adsorption mechanism or the like, and can adsorb and hold the article 92 to be pressurized. Further, the lower member 223 incorporates a heater and a heat insulating member, and can heat the article 92 to be pressed held by the lower member 223 to an appropriate temperature.

また、加圧装置1は、3つのピエゾアクチュエータ31(31a,31b,31c)と3つの圧力検出センサ32(32a,32b,32c)と3つの測距センサ33(33a,33b,33c)と3つの反射板34(34a,34b,34c)とをさらに備えている。   Further, the pressurizing device 1 includes three piezo actuators 31 (31a, 31b, 31c), three pressure detection sensors 32 (32a, 32b, 32c), three distance measuring sensors 33 (33a, 33b, 33c), and three. And two reflecting plates 34 (34a, 34b, 34c).

図3に示すように、ヘッド22は、3つのピエゾアクチュエータ31(31a,31b,31c)およびベース部材23等を介してアライメントテーブル24に接続されている。   As shown in FIG. 3, the head 22 is connected to an alignment table 24 via three piezoelectric actuators 31 (31a, 31b, 31c), a base member 23, and the like.

3つのピエゾアクチュエータ31a,31b,31cと3つの圧力検出センサ32a,32b,32cとは、ヘッド22とベース部材23との間に設けられている。詳細には、図4の平面図にも示すように、各ピエゾアクチュエータ31a,31b,31cは、上面視において(詳細には仮想水平面内の互いに異なる位置(非同一直線上の3つの位置)PE1,PE2,PE3において)、圧力検出センサ32a,32b,32cをそれぞれ介して、ヘッド22の上面とベース部材23とを接続している。より詳細には、3つのピエゾアクチュエータ31a,31b,31cは、略円錐台形状のヘッド22の上面(円錐面)の外周部付近において略等間隔で配置されている。また、3つの圧力検出センサ32a,32b,32cは、対応する各ピエゾアクチュエータ31a,31b,31cの上端面とベース部材23の下面とを接続している。換言すれば、3つの圧力検出センサ32a,32b,32cは、ヘッド22の加圧面に平行な平面における3つの独立した位置(非同一直線上の位置)PE1,PE2,P3に配置されている。   The three piezoelectric actuators 31a, 31b, and 31c and the three pressure detection sensors 32a, 32b, and 32c are provided between the head 22 and the base member 23. Specifically, as shown in the plan view of FIG. 4, each of the piezo actuators 31a, 31b, and 31c is in a top view (specifically, different positions in the virtual horizontal plane (three positions on a non-collinear line) PE1. , PE2 and PE3), the upper surface of the head 22 and the base member 23 are connected via pressure detection sensors 32a, 32b and 32c, respectively. More specifically, the three piezoelectric actuators 31a, 31b, 31c are arranged at substantially equal intervals in the vicinity of the outer peripheral portion of the upper surface (conical surface) of the substantially truncated cone-shaped head 22. The three pressure detection sensors 32a, 32b, and 32c connect the upper end surfaces of the corresponding piezoelectric actuators 31a, 31b, and 31c and the lower surface of the base member 23, respectively. In other words, the three pressure detection sensors 32a, 32b, and 32c are disposed at three independent positions (non-collinear positions) PE1, PE2, and P3 in a plane parallel to the pressure surface of the head 22.

3つのピエゾアクチュエータ31a,31b,31cは、互いに独立して、Z方向に伸縮可能であり、ヘッド22の姿勢(詳細には2軸周り(例えばX軸周りおよびY軸周り)の姿勢角度)および位置(詳細にはZ方向の位置)を微調整することが可能である。また、3つの圧力検出センサ32a,32b,32cは、ヘッド22の下面(加圧面)22fに平行な平面内における3つの位置(非同一直線上の位置)PE1,PE2,P3での加圧力を測定することができる。   The three piezo actuators 31a, 31b, and 31c can extend and contract in the Z direction independently of each other, and the posture of the head 22 (specifically, the posture angle around two axes (for example, around the X axis and around the Y axis)) and The position (specifically, the position in the Z direction) can be finely adjusted. Further, the three pressure detection sensors 32a, 32b, and 32c respectively apply pressures at three positions (positions on non-collinear lines) PE1, PE2, and P3 in a plane parallel to the lower surface (pressure surface) 22f of the head 22. Can be measured.

3つの測距センサ33a,33b,33cは、ステージ12の上面12fに平行な平面(XY平面に平行な平面)において(上面視において)、非同一直線上の互いに異なる位置P1,P2,P3に配置されている(図3参照)。より詳細には、3つの測距センサ33a,33b,33cは、略円柱状のステージ12の外周側面部において略等間隔で固定されている(図2参照)。また、ヘッド22の外周側面部においては、反射板34a,34b,34cが、各測距センサ33a,33b,33cにそれぞれ対応する対向位置に固定されて設けられている。   The three distance measuring sensors 33a, 33b, and 33c are located at different positions P1, P2, and P3 on a non-collinear line on a plane parallel to the upper surface 12f of the stage 12 (a plane parallel to the XY plane) (in the top view). Is arranged (see FIG. 3). More specifically, the three distance measuring sensors 33a, 33b, 33c are fixed at substantially equal intervals on the outer peripheral side surface of the substantially cylindrical stage 12 (see FIG. 2). In addition, on the outer peripheral side surface of the head 22, reflectors 34a, 34b, and 34c are provided at fixed positions corresponding to the distance measuring sensors 33a, 33b, and 33c, respectively.

各測距センサ33a,33b,33cとしては、例えばレーザ式の測距センサが用いられる。ステージ12に固定された各測距センサ(レーザ式測距センサ等)33a,33b,33cは、それぞれ、対応する反射板34a,34b,34cまでの距離を測定する。具体的には、各測距センサ33は、レーザ光を出射し、反射板34で反射された当該レーザ光(反射光)を用いて、測距センサ33から反射板34までの距離DMを測定する。より詳細には、各測距センサ33a,33b,33cは、それぞれ、XY平面に平行な平面内の各位置P1,P2,P3において、距離DM(DM1,DM2,DM3)を計測する。そして、距離DMから両被加圧物91,92の厚さ等を差し引くことによって、ステージ12に保持された被加圧物91とヘッド22に保持された被加圧物92とのZ方向における離間距離DAが算出される。詳細には、各位置P1,P2,P3における離間距離DA(DA1,DA2,DA3)がそれぞれ算出される。   As each distance measuring sensor 33a, 33b, 33c, for example, a laser type distance measuring sensor is used. Each distance measuring sensor (laser type distance measuring sensor or the like) 33a, 33b, 33c fixed to the stage 12 measures the distance to the corresponding reflectors 34a, 34b, 34c, respectively. Specifically, each distance measuring sensor 33 emits a laser beam and measures the distance DM from the distance measuring sensor 33 to the reflecting plate 34 using the laser beam (reflected light) reflected by the reflecting plate 34. To do. More specifically, each of the distance measuring sensors 33a, 33b, and 33c measures the distance DM (DM1, DM2, DM3) at each of the positions P1, P2, and P3 in a plane parallel to the XY plane. Then, by subtracting the thicknesses and the like of the objects to be pressed 91 and 92 from the distance DM, the object to be pressed 91 held on the stage 12 and the object to be pressed 92 held on the head 22 in the Z direction. A separation distance DA is calculated. Specifically, the separation distance DA (DA1, DA2, DA3) at each position P1, P2, P3 is calculated.

このように、3つの測距センサ33a,33b,33cは、上記のような3つの位置P1,P2,P3での各Z方向距離DAを測定することによって、ステージ12に対するヘッド22のZ方向位置(相対位置)および姿勢(相対姿勢)を非常に正確に測定することが可能である。換言すれば、両被加圧物91,92の相対位置および相対姿勢を非常に正確に測定することが可能である。   As described above, the three distance measuring sensors 33a, 33b, and 33c measure the Z direction distance DA at the three positions P1, P2, and P3 as described above to thereby determine the Z direction position of the head 22 with respect to the stage 12. It is possible to measure (relative position) and attitude (relative attitude) very accurately. In other words, it is possible to measure the relative positions and relative postures of the objects to be pressed 91 and 92 very accurately.

さらに、加圧装置1は、Z方向距離DAに関する測定値に基づいて3つのピエゾアクチュエータ31a,31b,31cを駆動することにより、ヘッド22の下面22f(図2参照)とステージ12の上面(加圧面)12fとの平行度合を調整することが可能である。ひいては、加圧装置1は、ステージ12に保持された被加圧物91とヘッド22に保持された被加圧物92との平行度合を調整することが可能である。詳細には、加圧装置1は、3つの位置P1,P2,P3でのZ方向距離DAを互いに均等化するように、3つのピエゾアクチュエータ31a,31b,31cを駆動することにより、ステージ12に保持された被加圧物91とヘッド22に保持された被加圧物92とを平行に配置できる。   Furthermore, the pressurizing device 1 drives the three piezoelectric actuators 31a, 31b, and 31c based on the measurement value related to the Z-direction distance DA, so that the lower surface 22f (see FIG. 2) of the head 22 and the upper surface (acceleration) of the stage 12 are added. It is possible to adjust the degree of parallelism with the pressure surface 12f. As a result, the pressure device 1 can adjust the degree of parallelism between the pressed object 91 held by the stage 12 and the pressed object 92 held by the head 22. Specifically, the pressurizing device 1 drives the three piezo actuators 31a, 31b, and 31c to equalize the Z-direction distance DA at the three positions P1, P2, and P3. The object 91 to be pressed and the object 92 to be pressed held by the head 22 can be arranged in parallel.

また、図2および図3に示すように、加圧装置1は、ピエゾアクチュエータ35と圧力検出センサ36とをさらに備えている。   As shown in FIGS. 2 and 3, the pressurizing device 1 further includes a piezo actuator 35 and a pressure detection sensor 36.

圧力検出センサ36は、略円柱状のベース部材23の底面側中央部に設けられた円柱状凹部23bに固定されており、ピエゾアクチュエータ35は、圧力検出センサ36の下面側(底面側)に固定されている。   The pressure detection sensor 36 is fixed to a cylindrical recess 23b provided at the bottom side central portion of the substantially cylindrical base member 23, and the piezo actuator 35 is fixed to the lower surface side (bottom side) of the pressure detection sensor 36. Has been.

ピエゾアクチュエータ35は、略円錐台形状を有するヘッド22の上面22b側に配置されている。換言すれば、ピエゾアクチュエータ35は、略円錐台形状を有するヘッド22の頂点側(円錐台の上面と下面とのうち、比較的小さな面積を有する上面側)において、ベース部材23と上側部材221との間に配置されている。   The piezoelectric actuator 35 is disposed on the upper surface 22b side of the head 22 having a substantially truncated cone shape. In other words, the piezo actuator 35 has the base member 23 and the upper member 221 on the apex side of the head 22 having a substantially truncated cone shape (the upper surface side having a relatively small area between the upper surface and the lower surface of the truncated cone). It is arranged between.

ピエゾアクチュエータ35は、Z方向に伸縮可能である。ピエゾアクチュエータ35は、Z方向の伸縮程度を変更することによって、ヘッド22の上面22bに接触しない状態とヘッド22の上面22bに接触する状態とを切り換えることができる。後述するように、両被加圧物91,92の接触前における複数のピエゾアクチュエータ31による平行調整動作は、ピエゾアクチュエータ35がヘッド22の上面22bに接触しない状態で実行される。一方、両被加圧物91,92の加圧動作は、ピエゾアクチュエータ35がヘッド22の上面22bに接触する状態において実行される。加圧動作時には、加圧用の力がピエゾアクチュエータ35からヘッド22を介して両被加圧物91,92に伝達される。また、ピエゾアクチュエータ35がヘッド22の上面22bに接触した状態において、ピエゾアクチュエータ35の伸縮量がさらに調整されることによって、加圧動作における加圧圧力が調整される。具体的には、ピエゾアクチュエータ35の伸長量が増大することによって加圧圧力が増大し、ピエゾアクチュエータ35の伸長量が低減することによって加圧圧力が低減する。   The piezo actuator 35 can be expanded and contracted in the Z direction. The piezo actuator 35 can switch between a state where it does not contact the upper surface 22 b of the head 22 and a state where it contacts the upper surface 22 b of the head 22 by changing the degree of expansion and contraction in the Z direction. As will be described later, the parallel adjustment operation by the plurality of piezo actuators 31 before the contact of the objects to be pressed 91 and 92 is executed in a state where the piezo actuators 35 do not contact the upper surface 22 b of the head 22. On the other hand, the pressurizing operation of the objects to be pressed 91 and 92 is executed in a state where the piezo actuator 35 is in contact with the upper surface 22 b of the head 22. During the pressurizing operation, a pressurizing force is transmitted from the piezo actuator 35 via the head 22 to the objects to be pressed 91 and 92. Further, in the state where the piezo actuator 35 is in contact with the upper surface 22b of the head 22, the amount of expansion and contraction of the piezo actuator 35 is further adjusted to adjust the pressurizing pressure in the pressurizing operation. Specifically, the pressurization pressure increases as the extension amount of the piezo actuator 35 increases, and the pressurization pressure decreases as the extension amount of the piezo actuator 35 decreases.

また、図2および図3に示すように、加圧装置1は、ピエゾアクチュエータ37と圧力検出センサ38とをさらに備えている。   As shown in FIGS. 2 and 3, the pressurizing device 1 further includes a piezo actuator 37 and a pressure detection sensor 38.

ピエゾアクチュエータ37および圧力検出センサ38は、上側部材221の下面側中央部に設けられた略円柱状の凹部(中空部とも称する)221b内に配置される。換言すれば、ピエゾアクチュエータ37および圧力検出センサ38は、下側部材223の水平方向における中央部分付近(下側部材223の下面22fの中央部分付近とも表現される)にて下側部材223の上側に設けられる。なお、下側部材223の下面22f(以下、「FC」とも表記する)は、被加圧物92に対する接触面、あるいは被加圧物92に対して加圧用の力を伝達する加圧面とも称される。また、この下面FCは、略板状の下側部材223における外部側主面(下側主面)であるとも表現される。   The piezo actuator 37 and the pressure detection sensor 38 are disposed in a substantially cylindrical recess (also referred to as a hollow portion) 221 b provided in the lower surface side central portion of the upper member 221. In other words, the piezo actuator 37 and the pressure detection sensor 38 are located on the upper side of the lower member 223 near the central portion of the lower member 223 in the horizontal direction (also expressed as the vicinity of the central portion of the lower surface 22f of the lower member 223). Is provided. The lower surface 22f (hereinafter also referred to as “FC”) of the lower member 223 is also referred to as a contact surface with respect to the object to be pressurized 92 or a pressure surface that transmits a pressing force to the object to be pressurized 92. Is done. The lower surface FC is also expressed as an outer main surface (lower main surface) of the substantially plate-like lower member 223.

圧力検出センサ38は中空部221bの上端面に固定されている。また、ピエゾアクチュエータ37は、圧力検出センサ38の下面側(底面側)に固定されるとともに、下側部材223の上面側中央部に固定されている。このように、上側部材221と下側部材223とは、ヘッド22の中央部において、ピエゾアクチュエータ37および圧力検出センサ38等を介して接続されている。逆に言えば、ピエゾアクチュエータ37等は、上側部材221と下側部材223とを接続している。   The pressure detection sensor 38 is fixed to the upper end surface of the hollow portion 221b. The piezo actuator 37 is fixed to the lower surface side (bottom surface side) of the pressure detection sensor 38 and is fixed to the upper surface side central portion of the lower member 223. As described above, the upper member 221 and the lower member 223 are connected to each other via the piezo actuator 37 and the pressure detection sensor 38 at the center of the head 22. In other words, the piezo actuator 37 and the like connect the upper member 221 and the lower member 223.

また、上側部材221と下側部材223とは、ヘッド22の外周縁部においても、ボルト等により互いに固定されている。換言すれば、下側部材223の外周縁部と上側部材221の外周縁部とが固定されている。   The upper member 221 and the lower member 223 are also fixed to each other by bolts or the like at the outer peripheral edge of the head 22. In other words, the outer peripheral edge of the lower member 223 and the outer peripheral edge of the upper member 221 are fixed.

ピエゾアクチュエータ37は、Z方向に伸縮することによって、加圧面FCの中央部分に対して作用するZ方向の力の大小を調整し、略板状の下側部材223の下面の中央部分をZ方向において変位させることが可能である。具体的には、ピエゾアクチュエータ37は、伸縮することによって、加圧面FCの中央部分をZ方向において変位(微小変位)させ、加圧面FCの中央部分を加圧面FCの外周側部分に対してZ方向において相対的に変位させることが可能である。このように、ピエゾアクチュエータ37は、加圧面FCの中央部分のZ方向変位量を調整する。なお、ピエゾアクチュエータ37は、下側部材223(詳細には加圧面FC223)の中央部のZ方向において変位させる中央部変位手段であるとも表現される。また、ピエゾアクチュエータ37は、加圧面FCに関する平坦性調整用の駆動手段であるとも表現される。   The piezo actuator 37 adjusts the magnitude of the force in the Z direction acting on the central portion of the pressing surface FC by expanding and contracting in the Z direction, and the central portion of the lower surface of the substantially plate-like lower member 223 is adjusted in the Z direction. Can be displaced. Specifically, the piezo actuator 37 expands and contracts to displace (small displacement) the central portion of the pressing surface FC in the Z direction, and the central portion of the pressing surface FC is Z with respect to the outer peripheral side portion of the pressing surface FC. It can be displaced relatively in the direction. Thus, the piezo actuator 37 adjusts the Z-direction displacement amount of the central portion of the pressing surface FC. The piezo actuator 37 is also expressed as a central portion displacing means for displacing the lower member 223 (specifically, the pressing surface FC223) in the Z direction at the central portion. Further, the piezo actuator 37 is also expressed as a driving means for adjusting flatness with respect to the pressing surface FC.

加圧動作時には、加圧用の力がピエゾアクチュエータ35からヘッド22を介して両被加圧物91,92に伝達される。詳細には、ピエゾアクチュエータ35からの力は、上側部材221の中央部およびピエゾアクチュエータ37を介して、加圧面FCの中央部へと伝達される。また、ピエゾアクチュエータ35からの力は、上側部材221の外周部等を介して、加圧面FCの外周部等へも伝達される。このように、ピエゾアクチュエータ35からの力は、中央部分のみならず、少なくとも外周縁部付近において円環状の拡がり(線状ないし面状の拡がり)を有する部分へも、分散して伝達される。そのため、比較的均等に加圧用の圧力が分散して伝達される。特に、3つのピエゾアクチュエータ31のみでベース部材23からの力を伝達する場合(3点のみで力を伝達する場合)に比べて、比較的均等に下側部材223の各部分に加圧用の力を伝達することが可能である。   During the pressurizing operation, a pressurizing force is transmitted from the piezo actuator 35 via the head 22 to the objects to be pressed 91 and 92. Specifically, the force from the piezo actuator 35 is transmitted to the central portion of the pressing surface FC via the central portion of the upper member 221 and the piezo actuator 37. Further, the force from the piezo actuator 35 is also transmitted to the outer peripheral portion and the like of the pressing surface FC through the outer peripheral portion and the like of the upper member 221. Thus, the force from the piezo actuator 35 is distributed and transmitted not only to the central portion but also to a portion having an annular expansion (linear or planar expansion) at least in the vicinity of the outer peripheral edge. Therefore, the pressure for pressurization is distributed and transmitted relatively evenly. In particular, as compared with the case where the force from the base member 23 is transmitted by only three piezo actuators 31 (when the force is transmitted by only three points), the pressure force is applied to each portion of the lower member 223 relatively evenly. Can be transmitted.

<1−2.加圧面FCの平坦度合の調整>
ここにおいて、下側部材223は、温度上昇に伴う熱膨張によって、その中央部がその周辺部(外周側部分とも称する)に比べて下側に向けて膨らむ特性(換言すれば、加圧面FCの中央部が下側に向けて加圧面FCの周辺部よりも突出する特性)を有している。下側部材223は、下側部材223の上側において上側部材221に接しているとともに、下側部材223の外周縁部において上側部材221に固定されていることもあり、温度上昇に伴う熱膨張が生じると、下側部材223の中央部分に特に大きな変形が生じるためである。
<1-2. Adjustment of flatness of pressure surface FC>
Here, the lower member 223 has a characteristic that its center portion swells downward as compared to its peripheral portion (also referred to as an outer peripheral portion) due to thermal expansion accompanying a temperature rise (in other words, the pressure member FC). The central portion has a characteristic of projecting downward from the peripheral portion of the pressing surface FC). The lower member 223 is in contact with the upper member 221 on the upper side of the lower member 223, and may be fixed to the upper member 221 at the outer peripheral edge of the lower member 223. This is because when it occurs, a particularly large deformation occurs in the central portion of the lower member 223.

加圧面FCの平坦性が要求される場合には、このような変形は好ましくない。   Such deformation is not preferable when flatness of the pressing surface FC is required.

そこで、この実施形態においては、まず、加圧面FCが所定の温度TXに加熱された際に平坦になるように、下側部材223を温度TXにまで加熱した状態で加圧面FCを平面研磨しておく。ただし、温度TX(たとえば500℃)は、加圧処理時の処理温度TP(たとえば200℃〜400℃)よりも高い温度である。   Therefore, in this embodiment, first, the pressure surface FC is planarly polished in a state where the lower member 223 is heated to the temperature TX so that the pressure surface FC becomes flat when heated to the predetermined temperature TX. Keep it. However, the temperature TX (for example, 500 ° C.) is higher than the processing temperature TP (for example, 200 ° C. to 400 ° C.) during the pressurizing process.

具体的には、図8に示すように、下側部材223を温度TXにまで加熱する。図8においては、温度上昇に伴う熱膨張によって、その中央部がその周辺部に比べて下側に向けて突出している様子が、誇張して示されている。そして、このような突出状態において下側部材223の下面(加圧面)FCが平面研磨されて、下側部材223が製作される。なお、冷却後の常温(たとえば25℃)においては、図9に示すように、下側部材223は、その中央部がその周辺部よりも薄い状態(換言すれば、加圧面FCの中央部が凹んでいる状態(「中凹」状態とも称される))を有する。また、下側部材223は、温度TXよりも低い温度においては(常温以外の温度においても)、中凹状態を有することが可能である。   Specifically, as shown in FIG. 8, the lower member 223 is heated to a temperature TX. In FIG. 8, the state in which the central portion protrudes downward relative to the peripheral portion due to thermal expansion accompanying a rise in temperature is exaggerated. Then, in such a protruding state, the lower surface (pressure surface) FC of the lower member 223 is planarly polished, and the lower member 223 is manufactured. At normal temperature after cooling (for example, 25 ° C.), as shown in FIG. 9, the lower member 223 has a thinner central portion than its peripheral portion (in other words, the central portion of the pressing surface FC is Indented state (also referred to as “indented” state). Further, the lower member 223 can have an indented state at a temperature lower than the temperature TX (even at a temperature other than room temperature).

ここにおいて、仮に、平面研磨時の温度TXが処理温度TP2(例えば400℃)に等しい場合を想定する。この場合には、加圧時の処理温度が温度TP2であるときには、加圧面FCはほぼ完全に平坦であり、処理温度TP2における加圧面FCの平坦性は非常に良好である。しかしながら、加圧時の処理温度が処理温度TP1(例えば200℃)であるときには、処理温度TP1における加圧面FCは、若干「中凹」状態であり、加圧面FCの平坦性は低下する。このように、或る処理温度にて平面研磨する技術のみを利用するときには、当該処理温度以外の温度で加圧する際には十分な平坦性を得ることができないという問題が存在する。   Here, it is assumed that the temperature TX during surface polishing is equal to the processing temperature TP2 (for example, 400 ° C.). In this case, when the processing temperature during pressurization is the temperature TP2, the pressurization surface FC is almost completely flat, and the flatness of the pressurization surface FC at the processing temperature TP2 is very good. However, when the processing temperature during pressurization is the processing temperature TP1 (for example, 200 ° C.), the pressurizing surface FC at the processing temperature TP1 is slightly “indented”, and the flatness of the pressurizing surface FC is lowered. As described above, when only the surface polishing technique at a certain processing temperature is used, there is a problem that sufficient flatness cannot be obtained when pressurizing at a temperature other than the processing temperature.

一方、この実施形態においては、上述のようにして、まず、加圧面FCを温度TXにて平面研磨する技術を用いて下側部材223が製作される。そして、下側部材223を用いた加圧時には、ピエゾアクチュエータ37を用いて加圧面FCの中央部分がZ方向において変位され、加圧面FCの中央部分が加圧面FCの外周側部分に対してZ方向において相対的に変位される。すなわち、ピエゾアクチュエータ37の伸縮動作によって、加圧面FCの平坦度合が調整される。   On the other hand, in this embodiment, as described above, first, the lower member 223 is manufactured using a technique in which the pressing surface FC is planarly polished at the temperature TX. At the time of pressurization using the lower member 223, the central portion of the pressurization surface FC is displaced in the Z direction by using the piezoelectric actuator 37, and the central portion of the pressurization surface FC is Z with respect to the outer peripheral side portion of the pressurization surface FC. Relatively displaced in the direction. That is, the flatness of the pressure surface FC is adjusted by the expansion and contraction operation of the piezo actuator 37.

より詳細には、加圧時の処理温度に応じて加圧面FCの中央部分のZ方向における変位量ΔZが調整される。すなわち、加圧面FCを平坦化する変位量ΔZが、処理温度Tに応じて調整される。   More specifically, the displacement amount ΔZ in the Z direction of the central portion of the pressurizing surface FC is adjusted according to the processing temperature during pressurization. That is, the displacement amount ΔZ for flattening the pressure surface FC is adjusted according to the processing temperature T.

図5は、加圧時の処理温度Tと加圧面FCを平坦化する変位量ΔZとの関係を示す図である。加圧時におけるピエゾアクチュエータ37の変位量ΔZとして、図5の曲線LC1で示される関係を充足する値が設定されることによれば、加圧時の加圧面FCが平坦化される。   FIG. 5 is a diagram showing the relationship between the processing temperature T during pressurization and the displacement amount ΔZ for flattening the pressurization surface FC. By setting a value that satisfies the relationship indicated by the curve LC1 in FIG. 5 as the displacement amount ΔZ of the piezo actuator 37 during pressurization, the pressurization surface FC during pressurization is flattened.

たとえば、平面研磨時の温度TX(たとえば500℃)から比較的大きく離れた温度TP1(たとえば200℃)においては、ピエゾアクチュエータ37の変位量(伸長量)ΔZは、比較的大きな値ΔZ1(例えば30マイクロメートル(μm))に設定される。一方、平面研磨時の温度TXに比較的近い温度TP2(たとえば400℃)においては、ピエゾアクチュエータ37の変位量(伸長量)ΔZは、比較的小さな値ΔZ2(例えば10マイクロメートル)に設定される。これにより、複数の処理温度TP1,TP2のいずれにおいても、加圧時の加圧面FCの平坦性を非常に良好に調整することが可能である。   For example, at a temperature TP1 (for example, 200 ° C.) that is relatively far from a temperature TX (for example, 500 ° C.) at the time of surface polishing, the displacement amount (extension amount) ΔZ of the piezoelectric actuator 37 is a relatively large value ΔZ1 (for example, 30). Micrometer (μm)). On the other hand, at a temperature TP2 (for example, 400 ° C.) that is relatively close to the temperature TX during surface polishing, the displacement (elongation) ΔZ of the piezo actuator 37 is set to a relatively small value ΔZ2 (for example, 10 micrometers). . Thereby, it is possible to adjust the flatness of the pressurization surface FC at the time of pressurization very well at any of the plurality of processing temperatures TP1 and TP2.

なお、この実施形態においては、温度TX(たとえば500℃)は、加圧処理時の処理温度TP(たとえば200℃〜400℃)よりも高い温度である。これにより、処理温度TPよりも低い温度(たとえば室温)で中凹状態を生成することができる。したがって、上側部材221の存在によって下側部材223の上側への膨張が規制される場合でも、ピエゾアクチュエータ37の伸長程度を調整することによって、加圧面FCの平坦度合を良好に調整することが可能である。   In this embodiment, the temperature TX (for example, 500 ° C.) is higher than the processing temperature TP (for example, 200 ° C. to 400 ° C.) during the pressurizing process. Thereby, an indented state can be generated at a temperature (for example, room temperature) lower than the processing temperature TP. Therefore, even when the upward expansion of the lower member 223 is restricted due to the presence of the upper member 221, the flatness of the pressing surface FC can be favorably adjusted by adjusting the degree of extension of the piezoelectric actuator 37. It is.

<1−3.動作>
次に、2つの両被加圧物91,92に関する加圧動作等について説明する。なお、当該加圧動作等は、コントローラ100の制御下において実行される。
<1-3. Operation>
Next, pressurizing operations and the like regarding the two objects to be pressed 91 and 92 will be described. Note that the pressurizing operation and the like are executed under the control of the controller 100.

図6は、上記のようなアライメント動作が完了した状態を示す両被加圧物91,92付近の様子を示す図である。   FIG. 6 is a diagram showing a state in the vicinity of the objects to be pressed 91 and 92 showing a state where the alignment operation as described above is completed.

図6においては、両被加圧物91,92は、まだ互いに接触しておらず、Z方向において互いに間隔を空けた状態で配置されている様子が示されている。また、図6の状態においては、上記のアライメント動作により、XY方向およびθ方向における両被加圧物91,92の相対位置は、所望の状態を有しているものとする。   FIG. 6 shows a state in which the objects to be pressed 91 and 92 are not yet in contact with each other and are arranged with a space therebetween in the Z direction. Further, in the state of FIG. 6, it is assumed that the relative positions of the objects to be pressed 91 and 92 in the XY direction and the θ direction have a desired state by the alignment operation described above.

以下では、図10に示すように、図6(ないし図7)に示す状態から、(1)加圧面FCの平坦度合の調整動作(ステップS11)、(2)ヘッド22の平行調整動作(ステップS12)、(3)加熱および加圧動作(ステップS13)、がこの順序でさらに実行される場合について例示する。   In the following, as shown in FIG. 10, from the state shown in FIG. 6 (or FIG. 7), (1) the adjustment operation of the flatness of the pressure surface FC (step S11), (2) the parallel adjustment operation of the head 22 (step An example will be described where S12) and (3) heating and pressurizing operations (step S13) are further executed in this order.

<加圧面FCの平坦度合の調整動作>
上述のように、下側部材223は、温度上昇に伴う熱膨張によって、その中央部がその周辺部(外周側部分とも称する)に比べて下側に向けて膨らむ特性(換言すれば、加圧面FCの中央部が下側に向けて加圧面FCの周辺部よりも突出する特性)を有している。また、下側部材223の中央部(加圧面FCの中央部)の突出程度は、温度上昇に伴って大きくなる。
<Adjustment operation of flatness of pressure surface FC>
As described above, the lower member 223 has a characteristic (in other words, a pressure surface) that the center part swells downward as compared to the peripheral part (also referred to as the outer peripheral part) due to thermal expansion accompanying a temperature rise. The center portion of the FC has a characteristic of projecting downward from the peripheral portion of the pressing surface FC). Moreover, the protrusion degree of the center part (center part of the pressurization surface FC) of the lower side member 223 becomes large with a temperature rise.

これに対して、この実施形態においては、ステップS11において、このような熱膨張による影響を抑制するため、加圧装置1は、ピエゾアクチュエータ37を駆動して、ヘッド22の下面(接触面)FCの平坦度合(凹凸度合)を調整し、加圧面FCの平坦度合を調整する。   On the other hand, in this embodiment, in order to suppress the influence due to such thermal expansion in step S11, the pressurizing device 1 drives the piezo actuator 37 and the lower surface (contact surface) FC of the head 22. Is adjusted to adjust the flatness of the pressure surface FC.

詳細には、ピエゾアクチュエータ37の伸長量ΔZ(換言すれば、加圧面FCの中央部分のZ方向における変位量)が加圧時の処理温度TPに応じて調整される。すなわち、加圧面FCを平坦化する変位量ΔZが、処理温度Tに応じて調整される。   Specifically, the extension amount ΔZ of the piezoelectric actuator 37 (in other words, the displacement amount in the Z direction of the central portion of the pressurizing surface FC) is adjusted according to the processing temperature TP during pressurization. That is, the displacement amount ΔZ for flattening the pressure surface FC is adjusted according to the processing temperature T.

より具体的には、上述のように、図5の曲線LC1に基づいて、加圧時の処理温度Tに対するピエゾアクチュエータ37の変位量ΔZが決定される。たとえば、処理温度Tが値TP1であるときには、ピエゾアクチュエータ37の変位量(伸長量)ΔZは、比較的大きな値ΔZ1(例えば30マイクロメートル)に設定される。また、処理温度Tが値TP2であるときには、ピエゾアクチュエータ37の変位量(伸長量)ΔZは、比較的小さな値ΔZ2(例えば10マイクロメートル)に設定される。これにより、複数の処理温度TP1,TP2のいずれにおいても、加圧時の加圧面FCの平坦性を非常に良好に調整することが可能である。   More specifically, as described above, the displacement amount ΔZ of the piezo actuator 37 with respect to the processing temperature T during pressurization is determined based on the curve LC1 of FIG. For example, when the processing temperature T is the value TP1, the displacement amount (extension amount) ΔZ of the piezoelectric actuator 37 is set to a relatively large value ΔZ1 (for example, 30 micrometers). When the processing temperature T is the value TP2, the displacement amount (extension amount) ΔZ of the piezoelectric actuator 37 is set to a relatively small value ΔZ2 (for example, 10 micrometers). Thereby, it is possible to adjust the flatness of the pressurization surface FC at the time of pressurization very well at any of the plurality of processing temperatures TP1 and TP2.

<ヘッド22の平行調整動作>
つぎに、ステップS12において、ヘッド22とステージ12との相対姿勢を制御して、両被加圧物91,92の平行調整動作が実行される。なお、両被加圧物91,92の接触前における複数のピエゾアクチュエータ31による平行調整動作は、ピエゾアクチュエータ35がヘッド22の上面22bに接触しない状態で実行される(図6および図7参照)。
<Parallel adjustment operation of the head 22>
Next, in step S <b> 12, the relative posture between the head 22 and the stage 12 is controlled, and the parallel adjustment operation of the objects to be pressed 91 and 92 is executed. Note that the parallel adjustment operation by the plurality of piezo actuators 31 before the contact between the objects to be pressed 91 and 92 is executed in a state where the piezo actuators 35 do not contact the upper surface 22b of the head 22 (see FIGS. 6 and 7). .

図6においては、ヘッド22とステージ12とが完全に平行に配置された理想的な状態(完全平行配置状態)が示されている。しかしながら、実際には図7に示すようにヘッド22とステージ12とは完全な平行配置状態からずれて配置されていることが多い。図7は、このような状態(非平行配置状態)を示す模式図である。図7においては、ヘッド22とステージ12とが、微小な傾斜角度を有する状態で配置されている様子が、誇張して示されている。   FIG. 6 shows an ideal state (completely parallel arrangement state) in which the head 22 and the stage 12 are arranged completely in parallel. However, in practice, as shown in FIG. 7, the head 22 and the stage 12 are often arranged out of a completely parallel arrangement state. FIG. 7 is a schematic diagram showing such a state (non-parallel arrangement state). In FIG. 7, the state in which the head 22 and the stage 12 are arranged with a minute inclination angle is exaggerated.

まず、図7の状態において、3つの測距センサ33a,33b,33cを用いて、3つの位置P1,P2,P3(図3参照)での各距離DM(詳細にはDMi(i=1,2,3))がそれぞれ計測される(図7参照)。そして、各距離DMiおよび両被加圧物91,92の厚さ等に基づいて、各位置Piにおける両被加圧物91,92の相互間の距離DAiが算出される。   First, in the state of FIG. 7, three distance sensors 33a, 33b, and 33c are used to measure each distance DM (specifically DMi (i = 1, 1) at three positions P1, P2, and P3 (see FIG. 3)). 2, 3)) are measured (see FIG. 7). Then, based on the distances DMi and the thicknesses of the objects to be pressed 91 and 92, the distance DAi between the objects to be pressed 91 and 92 at each position Pi is calculated.

そして、これらの値DAiが互いに同一の値になるように3つのピエゾアクチュエータ31a,31b,31cが駆動される。   Then, the three piezoelectric actuators 31a, 31b, and 31c are driven so that these values DAi are the same value.

これにより、図7に示す状態から図6に示すような状態へと遷移する。すなわち、両被加圧物91,92が互いに平行に配置される。   Thereby, the state shown in FIG. 7 is changed to the state shown in FIG. That is, both the objects to be pressed 91 and 92 are arranged in parallel to each other.

仮に、このような平行調整動作が行わることなく図7の状態のまま両被加圧物91,92の接触が開始される場合には、両被加圧物91,92の接触の過程において、一部の接触部分が引きずられることなどによって、XY方向における両被加圧物91,92の位置ずれが生じることがある。このような位置ずれは抑制されることが好ましい。   If the contact between the objects to be pressed 91 and 92 is started in the state shown in FIG. 7 without performing such a parallel adjustment operation, in the process of contact between the objects to be pressed 91 and 92. In some cases, the positions of the objects to be pressed 91 and 92 in the XY directions may be displaced due to dragging of some contact portions. Such positional deviation is preferably suppressed.

一方、上記のような平行調整動作が両被加圧物91,92の接触前(ステップS12)に予め行われることによれば、両被加圧物91,92が互いに平行な相対姿勢を有する状態で両被加圧物91,92の接触が次のステップS13にて開始される。そのため、両被加圧物91,92の接触時におけるXY平面内での位置ずれが良好に抑制され得る。   On the other hand, if the parallel adjustment operation as described above is performed in advance before the contact of the objects to be pressed 91 and 92 (step S12), the objects to be pressed 91 and 92 have a relative posture parallel to each other. In this state, the contact between the workpieces 91 and 92 is started in the next step S13. Therefore, the position shift in the XY plane when the objects to be pressed 91 and 92 are in contact can be satisfactorily suppressed.

なお、平行調整動作後には、上記のアライメント動作が再び実行されることが好ましい。これにより、XY方向およびθ方向において、両被加圧物91,92がさらに正確にアライメントされる(位置合わせされる)。   In addition, it is preferable that said alignment operation | movement is performed again after a parallel adjustment operation | movement. Thereby, both the to-be-pressurized objects 91 and 92 are more accurately aligned (aligned) in the XY direction and the θ direction.

<加熱および加圧動作>
平行調整動作(ステップS12)の後のステップS13において、ステージ12とヘッド22とがZ方向において互いに近接する向きに相対的に移動され両被加圧物91,92が接触する。詳細には、Z軸昇降駆動機構26が駆動されることによって、ヘッド22が下降され、両被加圧物91,92が互いに接触する。そして、両被加圧物91,92を互いに接合する接合動作(加圧動作)が実行される。このように、ステージ12とヘッド22とがZ方向において互いに近接する向きに相対的に移動された後に、両被加圧物91,92はステージ12とヘッド22との間に挟まれた状態で加圧されて接合される。
<Heating and pressing operation>
In step S13 after the parallel adjustment operation (step S12), the stage 12 and the head 22 are relatively moved in directions close to each other in the Z direction, so that the objects to be pressed 91 and 92 are in contact with each other. Specifically, when the Z-axis elevating drive mechanism 26 is driven, the head 22 is lowered, and the objects to be pressed 91 and 92 come into contact with each other. Then, a joining operation (pressurizing operation) for joining the objects to be pressed 91 and 92 to each other is executed. As described above, after the stage 12 and the head 22 are relatively moved in the direction close to each other in the Z direction, the pressed objects 91 and 92 are sandwiched between the stage 12 and the head 22. Pressurized and joined.

また、この加圧動作は、ピエゾアクチュエータ35が伸長されピエゾアクチュエータ35がヘッド22の上面22bに接触する状態において実行される。この加圧動作時には、ピエゾアクチュエータ35の伸長動作によって、加圧用の力がピエゾアクチュエータ35からヘッド22を介して両被加圧物91,92に伝達される。また、当該加圧動作は、両被加圧物91,92がヒータ12h,22hによって所定の温度TPにまで加熱された状態において実行される。   This pressurizing operation is executed in a state where the piezo actuator 35 is extended and the piezo actuator 35 contacts the upper surface 22 b of the head 22. During this pressurizing operation, a pressurizing force is transmitted from the piezo actuator 35 to both of the objects to be pressed 91 and 92 by the extension operation of the piezo actuator 35. Further, the pressurizing operation is executed in a state where both the objects to be pressurized 91 and 92 are heated to a predetermined temperature TP by the heaters 12h and 22h.

また、加圧動作中においては、圧力検出センサ32a,32b,32c,36,38による測定値を用いて、2種類の圧力調整処理がさらに実行される。1つは、全体的な加圧圧力の調整処理であり、他の1つは、面内圧力の均等化処理である。これらの圧力調整処理が実行されることにより、両被加圧物91,92に作用する圧力が非常に良好に調整される。   Further, during the pressurizing operation, two types of pressure adjustment processes are further executed using the measurement values obtained by the pressure detection sensors 32a, 32b, 32c, 36, and 38. One is an adjustment process of the overall pressurization pressure, and the other is an in-plane pressure equalization process. By executing these pressure adjustment processes, the pressures acting on both the objects to be pressed 91 and 92 are adjusted very well.

前者の圧力調整処理は、ピエゾアクチュエータ35の伸長量を制御することによって実行される。すなわち、ピエゾアクチュエータ35が伸縮することによって、上側部材221から下側部材223等を介して両被加圧物91,92に伝達される加圧力が調整される。   The former pressure adjustment process is executed by controlling the extension amount of the piezo actuator 35. That is, when the piezo actuator 35 expands and contracts, the pressurizing force transmitted from the upper member 221 to the pressed members 91 and 92 via the lower member 223 and the like is adjusted.

具体的には、圧力検出センサ36の測定値PRtに基づいて、ピエゾアクチュエータ35の伸長量が制御される。圧力検出センサ36の測定値PRtは、両被加圧物91,92の接触面(接合面)の全体に加わる平均的な加圧圧力(全体的な加圧圧力)を示す値である。より詳細には、値PRtが目標値PDよりも大きいときには、ピエゾアクチュエータ35の伸長量が低減され、値PRtが目標値PDよりも小さいときには、ピエゾアクチュエータ35の伸長量が増大される。これによれば、全体的な加圧圧力の大小がより適切に調整される。   Specifically, the extension amount of the piezoelectric actuator 35 is controlled based on the measurement value PRt of the pressure detection sensor 36. The measurement value PRt of the pressure detection sensor 36 is a value indicating an average pressurization pressure (overall pressurization pressure) applied to the entire contact surfaces (joint surfaces) of the objects to be pressed 91 and 92. More specifically, when the value PRt is larger than the target value PD, the extension amount of the piezo actuator 35 is reduced, and when the value PRt is smaller than the target value PD, the extension amount of the piezo actuator 35 is increased. According to this, the magnitude of the overall pressurizing pressure is adjusted more appropriately.

後者の圧力調整処理(面内圧力の均等化処理)は、圧力検出センサ38等の検出結果に基づいてピエゾアクチュエータ37の伸長量を制御することによって実行される。なお、上述のように加圧時の処理温度に応じてピエゾアクチュエータ37の変位量ΔZが予め定められること(ステップS11)によれば、加圧面FCの平坦性は或る程度良好に確保される。ただし、次述するような面内圧力の均等化処理が実行されること(実際の圧力測定値に基づいてピエゾアクチュエータ37の変位量ΔZが調整されること)によれば、加圧面FCの平坦性をさらに良好に確保することが可能である。   The latter pressure adjustment processing (in-plane pressure equalization processing) is executed by controlling the extension amount of the piezo actuator 37 based on the detection result of the pressure detection sensor 38 or the like. Note that, as described above, according to the displacement amount ΔZ of the piezo actuator 37 being determined in advance according to the processing temperature at the time of pressurization (step S11), the flatness of the pressurization surface FC is secured to some extent. . However, when the in-plane pressure equalization process as described below is executed (the displacement amount ΔZ of the piezo actuator 37 is adjusted based on the actual pressure measurement value), the pressure surface FC is flattened. It is possible to ensure better properties.

具体的には、まず、中央部(詳細には中央部下側)に配置された圧力検出センサ38による圧力検出結果(測定値)PRcと周辺部(外周側部分)に配置された3つの圧力検出センサ32a,32b,32cによる圧力検出結果の平均値(測定値)PRuとが比較される。ここにおいて、圧力検出センサ38による測定値PRcは、両被加圧物91,92の(水平方向)中央部の接触面(接合面)に加わる加圧圧力を示す値である。また、圧力検出センサ32a,32b,32cによる測定値PRuは、両被加圧物91,92の周辺部の接触面(接合面)に加わる加圧圧力を示す値である。   Specifically, first, the pressure detection result (measured value) PRc by the pressure detection sensor 38 disposed in the central portion (specifically, the lower side of the central portion) and three pressure detections disposed in the peripheral portion (outer peripheral portion). The average value (measured value) PRu of the pressure detection results by the sensors 32a, 32b, 32c is compared. Here, the measured value PRc by the pressure detection sensor 38 is a value indicating the pressurizing pressure applied to the contact surface (joint surface) at the center portion (horizontal direction) of the objects to be pressed 91 and 92. Further, the measured value PRu by the pressure detection sensors 32a, 32b, and 32c is a value that indicates the pressurizing pressure applied to the contact surfaces (bonding surfaces) in the peripheral portions of the objects to be pressed 91 and 92.

そして、両測定値PRc,PRuが互いに同一になるように、ピエゾアクチュエータ37の伸長量が調整される。より詳細には、中央部圧力値PRcが周辺部圧力値PRuよりも大きいときには、加圧装置1は、ピエゾアクチュエータ37の伸長量を低減して中央部の圧力を低下させる。一方、中央部圧力値PRcが周辺部圧力値PRuよりも小さいときには、加圧装置1は、ピエゾアクチュエータ37の伸長量を増大し中央部の圧力を増大させる。   Then, the extension amount of the piezo actuator 37 is adjusted so that the two measured values PRc and PRu are the same. More specifically, when the central part pressure value PRc is larger than the peripheral part pressure value PRu, the pressurizing device 1 reduces the extension amount of the piezo actuator 37 to reduce the central part pressure. On the other hand, when the central part pressure value PRc is smaller than the peripheral part pressure value PRu, the pressurizing device 1 increases the extension amount of the piezoelectric actuator 37 to increase the central part pressure.

このような動作によれば、加圧面FC内における圧力分布をさらに均一化することが可能である。   According to such an operation, the pressure distribution in the pressurizing surface FC can be made more uniform.

以上のような工程を経ることによって、種々の半導体デバイスが生成(製造)される。   Various semiconductor devices are generated (manufactured) through the processes described above.

上述のように、ピエゾアクチュエータ37によって、加圧面FCの中央部分が加圧面FCの外周側部分に対してZ方向において相対的に変位されるので、加圧面FCの平坦性を良好に調整することが可能である。詳細には、ピエゾアクチュエータ37の伸縮動作によって、両被加圧物91,92に作用する圧力を加圧面全体にわたって均一化することが可能である。特に上記の接合動作においては、両被加圧物(両被接合物)91,92に作用する接合圧力を、接合面全体にわたって均一化することが可能である。   As described above, since the central portion of the pressing surface FC is displaced in the Z direction relative to the outer peripheral side portion of the pressing surface FC by the piezo actuator 37, the flatness of the pressing surface FC is adjusted well. Is possible. Specifically, the pressure acting on the objects to be pressed 91 and 92 can be made uniform over the entire pressing surface by the expansion and contraction operation of the piezo actuator 37. In particular, in the above-described bonding operation, the bonding pressure acting on both objects to be pressurized (both objects to be bonded) 91 and 92 can be made uniform over the entire bonding surface.

また、加圧面FCの平坦度合は、加圧処理時(接合処理時)の温度TPに応じて良好に調整されているので、加圧時の処理温度が所定値以外である場合においても、第1の加圧部の加圧面の平坦性を良好に調整することが可能である。したがって、様々な加熱温度に対応して両被加圧物を良好に加圧することが可能である。特に上記の接合動作においては、様々な加熱温度に対応して両被接合物を良好に接合することが可能である。   Further, the flatness of the pressure surface FC is well adjusted according to the temperature TP at the time of the pressurizing process (at the time of the joining process), so even when the processing temperature at the time of pressurization is other than the predetermined value, It is possible to satisfactorily adjust the flatness of the pressing surface of the one pressing unit. Therefore, it is possible to pressurize both objects to be pressed well corresponding to various heating temperatures. In particular, in the above-described joining operation, both objects to be joined can be satisfactorily joined corresponding to various heating temperatures.

なお、この実施形態では、加圧面FCの平坦度合の調整動作(ステップS11)の後にヘッド22の平行調整動作(ステップS12)が行われる場合を例示したが、これに限定されない。たとえば、逆に、ヘッド22の平行調整動作(ステップS12)の処理の後に加圧面FCの平坦度合の調整動作(ステップS11)が行われるようにしてもよい。   In this embodiment, the case where the parallel adjustment operation (step S12) of the head 22 is performed after the adjustment operation (step S11) of the flatness degree of the pressure surface FC is illustrated, but the present invention is not limited to this. For example, conversely, the adjustment operation (step S11) of the flatness of the pressure surface FC may be performed after the parallel adjustment operation (step S12) of the head 22.

<2.第2実施形態>
第2実施形態は、第1実施形態の変形例である。以下では、第1実施形態との相違点を中心に説明する。
<2. Second Embodiment>
The second embodiment is a modification of the first embodiment. Below, it demonstrates centering on difference with 1st Embodiment.

この第2実施形態においては、両被加圧物91,92の加圧動作時にピエゾアクチュエータ37の伸縮動作によって加圧面FCの平坦性を経時的に変化させる技術について説明する。具体的には、ピエゾアクチュエータ37の伸縮量(伸長量)ΔZが変更されることによって加圧面FCの中央部分がZ方向において変位し、加圧面FCの平坦性が変更される。より詳細には、ピエゾアクチュエータ37の伸長量が徐々に低減されることによって、加圧面FCの凹凸状態(平坦度合)は、「中凸状態」(図11)から「平坦状態」(図12)を経て「中凹状態」(図13)へと遷移する。なお、図11〜図13においては、ピエゾアクチュエータ37の伸長量の大小が白矢印の長さの大小で示されている。また、図11〜図13においては、加圧面FCの平坦度合が誇張して示されている。後述する図15〜図18等においても同様である。   In the second embodiment, a technique for changing the flatness of the pressing surface FC over time by the expansion and contraction operation of the piezo actuator 37 during the pressing operation of the objects to be pressed 91 and 92 will be described. Specifically, by changing the expansion / contraction amount (extension amount) ΔZ of the piezo actuator 37, the central portion of the pressing surface FC is displaced in the Z direction, and the flatness of the pressing surface FC is changed. More specifically, as the extension amount of the piezo actuator 37 is gradually reduced, the uneven state (flatness) of the pressing surface FC changes from “medium convex state” (FIG. 11) to “flat state” (FIG. 12). After that, the state transits to the “indented state” (FIG. 13). In FIGS. 11 to 13, the amount of extension of the piezo actuator 37 is indicated by the length of the white arrow. 11 to 13 exaggerate the flatness of the pressing surface FC. The same applies to FIGS. 15 to 18 described later.

ここにおいて、図11に示すように、「中凸状態」は、加圧面FCの中央部分が両被加圧物91,92側(図11では下側)に向けて加圧面FCの外周側部分よりも突出した状態(中央部が下向きに凸の状態)である。また、図12に示すように、「平坦状態」は、加圧面FCの中央部分と加圧面FCの外周側部分とがZ方向において略同一位置に存在する状態である。さらに、図13に示すように、「中凹状態」は、加圧面FCの外周側部分が両被加圧物91,92側に向けて加圧面FCの中央部分よりも突出した状態である。換言すれば、「中凹状態」は、加圧面FCの中央部分が加圧面FCの外周側部分よりも凹んだ状態である。   Here, as shown in FIG. 11, the “middle convex state” means that the central portion of the pressurizing surface FC faces both the objects to be pressed 91 and 92 (the lower side in FIG. 11) and the outer peripheral side portion of the pressurizing surface FC. It is the state which protruded more (state where the center part is convex downward). Further, as shown in FIG. 12, the “flat state” is a state in which the central portion of the pressing surface FC and the outer peripheral portion of the pressing surface FC exist at substantially the same position in the Z direction. Further, as shown in FIG. 13, the “indented state” is a state in which the outer peripheral side portion of the pressurizing surface FC protrudes from the central portion of the pressurizing surface FC toward both the objects to be pressed 91 and 92. In other words, the “indented state” is a state in which the central portion of the pressing surface FC is recessed more than the outer peripheral side portion of the pressing surface FC.

図14は、第2実施形態に係る動作を示すフローチャートである。図14を参照しながら、第2実施形態に係る動作について説明する。   FIG. 14 is a flowchart showing an operation according to the second embodiment. The operation according to the second embodiment will be described with reference to FIG.

まず、ステップS21の動作が行われる。ステップS21においては、ピエゾアクチュエータ37の変位量ΔZを調整することによって、加圧面FCの凹凸状態(平坦度合)は「中凸状態」に設定される。加圧面FCの凹凸状態が、「平坦状態」ではなく「中凸状態」に先ず設定される点において、第1実施形態のステップS11とは異なる。   First, the operation of step S21 is performed. In step S21, by adjusting the displacement amount ΔZ of the piezo actuator 37, the uneven state (flatness) of the pressing surface FC is set to the “medium convex state”. It differs from step S11 of the first embodiment in that the uneven state of the pressurizing surface FC is first set to “medium convex state” instead of “flat state”.

ここでは、「中凸状態」を実現するためのピエゾアクチュエータ37の伸縮量が、加圧処理(接合処理)時の処理温度に基づいて決定される。   Here, the expansion / contraction amount of the piezo actuator 37 for realizing the “middle convex state” is determined based on the processing temperature during the pressurizing process (bonding process).

詳細には、加圧処理時の処理温度が温度TP1(たとえば200℃)であるときには、加圧面FCの平坦状態を実現する変位量ΔZ1(たとえば、30マイクロメートル)に対して所定量α(例えば5マイクロメートル)を加算した値(ΔZ1+α)(たとえば35マイクロメートル)が、「中凸状態」を実現するための変位量ΔZとして算出される。加圧面FCの平坦状態を実現する変位量ΔZ1(たとえば、30マイクロメートル)は、図5に示すような曲線LC1に基づいて算出される。ピエゾアクチュエータ37の伸長量を値(ΔZ1+α)に設定することによって、「中凸状態」が実現される。   Specifically, when the processing temperature during the pressurizing process is the temperature TP1 (for example, 200 ° C.), the predetermined amount α (for example, for the displacement amount ΔZ1 (for example, 30 micrometers) for realizing the flat state of the pressing surface FC). A value (ΔZ1 + α) (for example, 35 micrometers) obtained by adding 5 micrometers) is calculated as the displacement amount ΔZ for realizing the “middle convex state”. A displacement amount ΔZ1 (for example, 30 micrometers) that realizes a flat state of the pressure surface FC is calculated based on a curve LC1 as shown in FIG. By setting the extension amount of the piezo actuator 37 to a value (ΔZ1 + α), the “middle convex state” is realized.

あるいは、加圧処理時の処理温度が温度TP2(たとえば400℃)であるときには、加圧面FCの平坦状態を実現する変位量ΔZ2(たとえば、10マイクロメートル)に対して所定量α(例えば5マイクロメートル)を加算した値(ΔZ2+α)(たとえば15マイクロメートル)が、「中凸状態」を実現するための変位量ΔZとして算出される。加圧面FCの平坦状態を実現する変位量ΔZ2(たとえば、10マイクロメートル)は、図5に示すような曲線LC1に基づいて算出される。ピエゾアクチュエータ37の伸長量を値(ΔZ2+α)に設定することによって、「中凸状態」が実現される。   Alternatively, when the processing temperature during the pressurizing process is a temperature TP2 (for example, 400 ° C.), a predetermined amount α (for example, 5 μm) with respect to the displacement amount ΔZ2 (for example, 10 μm) for realizing the flat state of the pressurizing surface FC. A value (ΔZ2 + α) (for example, 15 micrometers) obtained by adding (meter) is calculated as the displacement amount ΔZ for realizing the “middle convex state”. A displacement amount ΔZ2 (for example, 10 micrometers) that realizes a flat state of the pressing surface FC is calculated based on a curve LC1 as shown in FIG. By setting the extension amount of the piezo actuator 37 to a value (ΔZ2 + α), the “middle convex state” is realized.

なお、後述するように、ステップS23において、ピエゾアクチュエータ37の伸長量が徐々に低減されることによって、加圧面FCの状態は「中凸状態」から「平坦状態」を経由して「中凹状態」へと遷移していく。   As will be described later, in step S23, the amount of extension of the piezo actuator 37 is gradually reduced, so that the state of the pressing surface FC changes from “medium convex state” to “flat state” through “flat state”. It will transition to.

つぎに、ステップS22の平行調整動作が行われる。ステップS22の動作は、上記第1実施形態におけるステップS12の動作と同様である。   Next, the parallel adjustment operation in step S22 is performed. The operation in step S22 is the same as the operation in step S12 in the first embodiment.

そして、ステップS23の動作が行われる。   Then, the operation of step S23 is performed.

具体的には、第1実施形態と同様に、Z軸昇降駆動機構26の駆動に応じて、ヘッド22が下降され、両被加圧物91,92が互いに接触する。これにより、両被加圧物91,92を互いに接合する接合動作(加圧動作)が開始される。   Specifically, as in the first embodiment, the head 22 is lowered in accordance with the driving of the Z-axis elevating drive mechanism 26, and the objects to be pressurized 91 and 92 are in contact with each other. Thereby, the joining operation | movement (pressurization operation | movement) which joins both the to-be-pressurized objects 91 and 92 mutually is started.

なお、第1実施形態と同様に、この接合動作(加圧動作)は、ピエゾアクチュエータ35が伸長されピエゾアクチュエータ35がヘッド22の上面22bに接触する状態において実行される。加圧動作時には、ピエゾアクチュエータ35の伸長動作によって、加圧用の力がピエゾアクチュエータ35からヘッド22を介して被加圧物92に伝達される。また、当該加圧動作は、両被加圧物91,92がヒータ12h,22hによって所定の処理温度TPにまで加熱された状態において実行される。   As in the first embodiment, this joining operation (pressing operation) is executed in a state where the piezo actuator 35 is extended and the piezo actuator 35 contacts the upper surface 22 b of the head 22. During the pressurizing operation, the pressurizing force is transmitted from the piezo actuator 35 to the object to be pressurized 92 via the head 22 by the extending operation of the piezo actuator 35. Further, the pressurizing operation is executed in a state where both the objects to be pressurized 91 and 92 are heated to the predetermined processing temperature TP by the heaters 12h and 22h.

ただし、このステップS23においては、加圧面FCが「中凸状態」を有する状態にて両被加圧物91,92が接触を開始した後、徐々にピエゾアクチュエータ37の伸長量ΔZが低減される。これにより、加圧面FCの凹凸状態が、「中凸状態」から「平坦状態」を経て「中凹状態」へと徐々に遷移する。なお、ピエゾアクチュエータ37の伸長量ΔZの変化に伴う全体的な圧力の変化は、ピエゾアクチュエータ35の伸長量ΔZの変更によって調整される。   However, in this step S23, the extension amount ΔZ of the piezo actuator 37 is gradually reduced after both the objects to be pressed 91 and 92 start contact with the pressing surface FC having the “intermediate convex state”. . As a result, the uneven state of the pressure surface FC gradually transitions from the “middle convex state” to the “flat concave state” through the “flat state”. It should be noted that the overall change in pressure accompanying the change in the extension amount ΔZ of the piezo actuator 37 is adjusted by changing the extension amount ΔZ of the piezo actuator 35.

図15から図18は、このような変遷を時系列で示す図である。なお、図15〜図18のそれぞれにおける矢印および黒点は、比較的大きな接合圧力(加圧圧力)が作用する部分を示している。   FIG. 15 to FIG. 18 are diagrams showing such transitions in time series. In addition, the arrow and the black dot in each of FIGS. 15-18 have shown the part to which comparatively big joining pressure (pressurization pressure) acts.

図15に示すように、両被加圧物91,92の接触開始時点においては、被加圧物92に接触する加圧面FCは「中凸状態」を有しており、加圧面FCから被加圧物92の中央部分において非常に大きな圧力が作用している。この結果、両被加圧物91,92の相互間においては、その中央部分に大きな接合圧力が作用する。これにより、両被加圧物91,92の中央部分におけるボイドの発生が抑制される。   As shown in FIG. 15, at the start of contact of the objects to be pressurized 91 and 92, the pressure surface FC that comes into contact with the object to be pressurized 92 has a “middle convex state”, and is A very large pressure is acting on the central portion of the pressurized article 92. As a result, a large bonding pressure acts on the central portion between the objects to be pressed 91 and 92. Thereby, generation | occurrence | production of the void in the center part of both to-be-pressurized objects 91 and 92 is suppressed.

その後、(平坦性調整用の)ピエゾアクチュエータ37の伸長量ΔZが徐々に低減されるとともに(全体圧力調整用の)ピエゾアクチュエータ35の伸長量ΔZが徐々に増大される。これにより、両被加圧物91,92の接触部分が両被加圧物91,92の中央部分から徐々に周辺部分(外周側部分)へと拡がっていく(図16および図17参照)。このとき、比較的大きな圧力が作用する部分(上面視において円状部分あるいは円環状部分)は、比較的周辺部分へと広がっていく。これにより、ボイドの発生が抑制された良好な接合部分を、中央部分から周辺部分へと徐々に拡大させることが可能である。   Thereafter, the extension amount ΔZ of the piezo actuator 37 (for flatness adjustment) is gradually reduced, and the extension amount ΔZ of the piezo actuator 35 (for overall pressure adjustment) is gradually increased. Thereby, the contact part of both to-be-pressurized objects 91 and 92 spreads gradually from the center part of both to-be-pressurized objects 91 and 92 to a peripheral part (outer peripheral side part) (refer FIG. 16 and FIG. 17). At this time, a portion to which a relatively large pressure acts (a circular portion or an annular portion in a top view) spreads to a relatively peripheral portion. Thereby, it is possible to gradually expand a good joint portion in which generation of voids is suppressed from the central portion to the peripheral portion.

やがて、加圧面FCは「平坦状態」に遷移する。これにより、ボイドの発生が抑制された良好な接合部分は、両被加圧物91,92の接合面内の比較的広い範囲にまで拡大する。   Eventually, the pressure surface FC changes to a “flat state”. As a result, a good bonded portion in which the generation of voids is suppressed expands to a relatively wide range in the bonded surfaces of the objects to be pressed 91 and 92.

その後、さらにピエゾアクチュエータ37の伸長量ΔZが低減され、加圧面FCは「中凹状態」に遷移する。「中凹状態」においては「平坦状態」に比べて、両被加圧物91,92の周縁部分に対して比較的大きな接合圧力を作用させることが可能である(図18参照)。これによれば、両被加圧物91,92の周縁部分にも十分な接合圧力を作用させることが可能である。   Thereafter, the extension amount ΔZ of the piezo actuator 37 is further reduced, and the pressure surface FC shifts to the “indented state”. In the “indented state”, it is possible to apply a relatively large bonding pressure to the peripheral portions of the objects to be pressed 91 and 92 compared to the “flat state” (see FIG. 18). According to this, it is possible to make sufficient joining pressure act also on the peripheral part of both the to-be-pressurized objects 91 and 92.

このような動作によれば、ボイドが低減された状態で、両被加圧物91,92を良好に接合することが可能である。   According to such an operation, it is possible to satisfactorily join the objects to be pressed 91 and 92 with the voids reduced.

この第2実施形態においては、加圧動作中に圧力検出センサ32a,32b,32c,36,38による測定値を用いて、2種類の圧力調整処理が実行される。1つは、全体的な加圧圧力の調整処理であり、他の1つは、比較的高い圧力が作用する位置を徐々に移動していく処理(高圧作用位置移動処理とも称される)である。   In the second embodiment, two types of pressure adjustment processing are executed using measured values by the pressure detection sensors 32a, 32b, 32c, 36, and 38 during the pressurizing operation. One is an adjustment process of the overall pressurizing pressure, and the other is a process of gradually moving a position where a relatively high pressure acts (also referred to as a high-pressure action position movement process). is there.

前者の圧力調整処理は、第1実施形態と同様に実行される。   The former pressure adjustment process is executed in the same manner as in the first embodiment.

後者の圧力調整処理(高圧作用位置移動処理)は、加圧面FCの凹凸状態を適切に実現するように行われる。   The latter pressure adjustment processing (high pressure action position movement processing) is performed so as to appropriately realize the uneven state of the pressing surface FC.

具体的には、中央部下側に配置された圧力検出センサ38による圧力検出結果(測定値)PRcと周辺部(外周側部分)に配置された3つの圧力検出センサ32a,32b,32cによる圧力検出結果の平均値(測定値)PRuとの差DF(=PRc−PRu)が各時刻において算出される。この差DFを用いることによって、加圧面FCの凹凸状態が適切に制御される。   Specifically, the pressure detection result (measured value) PRc by the pressure detection sensor 38 disposed below the central portion and the pressure detection by the three pressure detection sensors 32a, 32b, 32c disposed at the peripheral portion (outer peripheral portion). A difference DF (= PRc−PRu) from the average value (measured value) PRu of the result is calculated at each time. By using this difference DF, the uneven state of the pressing surface FC is appropriately controlled.

図19は、差DFに関する目標値DFdの経時変化曲線LC2を示す図である。両被加圧物91,92の接合開始時点t10においては、所望の「中凸状態」(図11および図15参照)を実現するための値DFcが目標値DFdとして設定される。その後、差DFに関する目標値DFdは、徐々に低減され、時刻t20においてゼロになる。また、目標値DFdは、さらに徐々に低減され、時刻t30において値DFu(<0)になる。なお、目標値DFuは、所望の「中凹状態」(図13および図18参照)を実現するための値である。   FIG. 19 is a diagram showing a time-dependent change curve LC2 of the target value DFd regarding the difference DF. At the joining start time t10 of the objects to be pressed 91 and 92, a value DFc for realizing a desired “middle convex state” (see FIGS. 11 and 15) is set as the target value DFd. Thereafter, the target value DFd for the difference DF is gradually reduced and becomes zero at time t20. Further, the target value DFd is further gradually reduced to become the value DFu (<0) at time t30. The target value DFu is a value for realizing a desired “indented state” (see FIGS. 13 and 18).

ステップS23においては、差DFが各時点tの目標値DFd(t)に一致するように、ピエゾアクチュエータ37の伸長量ΔZが制御(フィードバック制御)される。たとえば、時刻t10においては、差DFが目標値DFcに一致するようにピエゾアクチュエータ37の伸長量ΔZが調整される。その後、目標値DFdが経時的に低減されていく。各時点においては、各時点tの目標値DFd(t)を実現するようにピエゾアクチュエータ37の伸長量ΔZが調整される。時刻t30においては、差DFが所定値DFuに一致するようにピエゾアクチュエータ37の伸長量ΔZが調整される。   In step S23, the extension amount ΔZ of the piezoelectric actuator 37 is controlled (feedback control) so that the difference DF matches the target value DFd (t) at each time point t. For example, at time t10, the extension amount ΔZ of the piezo actuator 37 is adjusted so that the difference DF matches the target value DFc. Thereafter, the target value DFd is reduced over time. At each time point, the extension amount ΔZ of the piezo actuator 37 is adjusted so as to realize the target value DFd (t) at each time point t. At time t30, the extension amount ΔZ of the piezo actuator 37 is adjusted so that the difference DF matches the predetermined value DFu.

このようにして、目標値DFdの経時的低減に応じてピエゾアクチュエータ37の伸長量が徐々に低減され、加圧面FCの状態は「中凸状態」から「平坦状態」を経由して「中凹状態」へと遷移していく。   In this way, the extension amount of the piezo actuator 37 is gradually reduced in accordance with the time-dependent reduction of the target value DFd, and the state of the pressing surface FC changes from “medium convex state” to “flat state” via “flat state”. Transition to "state".

以上のように、ピエゾアクチュエータ37によって、加圧面FCの中央部分が加圧面FCの外周側部分に対してZ方向において相対的に変位されるので、加圧面FCの平坦性を良好に調整することが可能である。   As described above, since the central portion of the pressurizing surface FC is displaced in the Z direction relative to the outer peripheral side portion of the pressurizing surface FC by the piezo actuator 37, the flatness of the pressurizing surface FC can be adjusted well. Is possible.

詳細には、ピエゾアクチュエータ37の伸縮動作によって、両被加圧物91,92の加圧開始時点において、加圧面FCの中央部分がZ方向において変位され加圧面FCの中央部分が両被加圧物91,92側に向けて加圧面FCの外周側部分よりも突出する。したがって、加圧開始時点において両被加圧物91,92の中央部に比較的大きな圧力を作用させることが可能である。そのため、上記の接合処理においては、両被加圧物91,92の中央部分におけるボイドの発生を抑制することが可能である。   Specifically, by the expansion and contraction operation of the piezo actuator 37, the central portion of the pressurizing surface FC is displaced in the Z direction at the time when the pressurization of both the pressurized objects 91 and 92 is started, and the central portion of the pressurizing surface FC is both pressed. It protrudes from the outer peripheral side portion of the pressing surface FC toward the objects 91 and 92 side. Therefore, it is possible to apply a relatively large pressure to the central portions of the objects to be pressed 91 and 92 at the start of pressurization. For this reason, in the above-described joining process, it is possible to suppress the generation of voids in the central portions of the objects to be pressed 91 and 92.

また、上記第2実施形態においては、両被加圧物91,92の加圧中に、加圧面FCの凹凸状態(平坦度合)が、「中凸状態」から「平坦状態」へと遷移するように制御される。したがって、加圧装置1は、比較的大きな圧力の作用位置を両被加圧物91,92の中央部から周辺部へと移動させつつ、両被加圧物91,92を加圧することができる。そのため、上記の接合処理においては、両被加圧物91,92におけるボイドの発生を良好に抑制することが可能である。   Moreover, in the said 2nd Embodiment, during pressurization of both to-be-pressurized objects 91 and 92, the uneven | corrugated state (flatness) of the pressurization surface FC changes from a "medium convex state" to a "flat state". To be controlled. Therefore, the pressurizing apparatus 1 can pressurize both the pressurized objects 91 and 92 while moving the operation position of a relatively large pressure from the central part to the peripheral part of the both pressurized objects 91 and 92. . Therefore, in the above bonding process, it is possible to satisfactorily suppress the generation of voids in the objects to be pressed 91 and 92.

さらに、上記第2実施形態においては、両被加圧物91,92の加圧中に、加圧面FCの凹凸状態(平坦度合)が、「中凸状態」から「平坦状態」を経て、さらに「中凹状態」へと遷移するように制御される。したがって、加圧装置1は、両被加圧物91,92の特に周辺部においても十分に大きな圧力を作用させることが可能である。そのため、上記の接合処理においては、両被加圧物91,92におけるボイドの発生を非常に良好に抑制することが可能である。   Furthermore, in the said 2nd Embodiment, the unevenness | corrugation state (flatness) of the pressurization surface FC passes through the "flat state" from the "medium convex state" during the pressurization of both the to-be-pressurized objects 91 and 92, Control is made so as to transition to the “indented state”. Therefore, the pressurizing apparatus 1 can apply a sufficiently large pressure even in the peripheral portions of both the pressurized objects 91 and 92. Therefore, in the joining process described above, it is possible to very well suppress the generation of voids in the objects to be pressed 91 and 92.

また、上記第2実施形態によれば、ステップS21において、「中凸状態」を実現するためのピエゾアクチュエータ37の伸縮量ΔZが、加圧処理(接合処理)時の処理温度に基づいて決定される。そのため、様々な加熱温度に対応して「中凸状態」をより正確に実現することが可能である。ひいては、様々な加熱温度に対応して両被接合物を良好に接合することが可能である。   Further, according to the second embodiment, in step S21, the expansion / contraction amount ΔZ of the piezo actuator 37 for realizing the “middle convex state” is determined based on the processing temperature during the pressurizing process (bonding process). The Therefore, it is possible to more accurately realize the “middle convex state” corresponding to various heating temperatures. As a result, it is possible to satisfactorily join both objects to be bonded to various heating temperatures.

なお、上記実施形態においては、「中凸状態」から「平坦状態」を経て「中凹状態」へと遷移する一連の動作が1回のみ実行される場合を例示したが、これに限定されず、「中凸状態」から「平坦状態」を経て「中凹状態」へと遷移する一連の動作が複数回(繰り返し)実行されるようにしてもよい。   In the above embodiment, the case where a series of operations of transitioning from the “center-convex state” to the “center-concave state” through the “flat state” is executed only once is not limited to this. A series of operations that transition from the “middle convex state” to the “middle concave state” through the “flat state” may be executed a plurality of times (repeatedly).

また、上述のような「中凸状態」から「平坦状態」を経て「中凹状態」へと遷移する一連の動作が1回または複数回行われた後、「中凹状態」から「平坦状態」に戻して、第1実施形態と同様にして、圧力調整処理(面内圧力の均等化処理)が行われるようにしてもよい。これによれば、ピエゾアクチュエータ37の伸縮動作によって、両被加圧物91,92に作用する圧力を加圧面全体にわたって均一化することが可能である。特に上記の接合動作においては、両被加圧物(両被接合物)91,92に作用する接合圧力を、接合面全体にわたって均一化することが可能である。   In addition, after the above-described series of operations that transition from the “convex state” to the “flat state” through the “flat state” is performed one or more times, the “indented state” to the “flat state” The pressure adjustment process (in-plane pressure equalization process) may be performed in the same manner as in the first embodiment. According to this, it is possible to make the pressure acting on the objects to be pressed 91 and 92 uniform over the entire pressing surface by the expansion and contraction operation of the piezo actuator 37. In particular, in the above-described bonding operation, the bonding pressure acting on both objects to be pressurized (both objects to be bonded) 91 and 92 can be made uniform over the entire bonding surface.

また、上記第2実施形態においては、2種類の測定値に関する差DFに応じてピエゾアクチュエータ37を調整する場合を例示したが、これに限定されない。たとえば、図5に基づいて、「平坦状態」を実現するための変位量ΔZを予め加圧時の処理温度ごとに求めるとともに、「中凸状態」および「中凹状態」をそれぞれ実現する変位量Δを加圧時の処理温度ごとに予め求めておくようにしてもよい。そして、各時点における変位量Δが順次実現されるようにピエゾアクチュエータ37が駆動されるようにしてもよい。   In the second embodiment, the case where the piezo actuator 37 is adjusted according to the difference DF related to the two types of measurement values is illustrated, but the present invention is not limited to this. For example, based on FIG. 5, the displacement amount ΔZ for realizing the “flat state” is obtained in advance for each processing temperature during pressurization, and the displacement amount for realizing the “medium convex state” and the “center concave state”, respectively. Δ may be obtained in advance for each processing temperature during pressurization. Then, the piezoelectric actuator 37 may be driven so that the displacement amount Δ at each time point is sequentially realized.

詳細には、加圧時の処理温度が温度TP1(たとえば200℃)であるときには、ピエゾアクチュエータ37の伸長量ΔZは、値(ΔZ1+α)から値(ΔZ1−α)まで変更される。ここで、加圧面FCの平坦状態を実現する変位量ΔZ1(たとえば、30マイクロメートル)は、図5の曲線LC1に基づいて求められる。また、値αは、所定値(例えば5マイクロメートル)である。   Specifically, when the processing temperature during pressurization is a temperature TP1 (for example, 200 ° C.), the extension amount ΔZ of the piezo actuator 37 is changed from a value (ΔZ1 + α) to a value (ΔZ1-α). Here, the displacement amount ΔZ1 (for example, 30 micrometers) for realizing the flat state of the pressing surface FC is obtained based on the curve LC1 of FIG. The value α is a predetermined value (for example, 5 micrometers).

ピエゾアクチュエータ37の伸長量ΔZが値(ΔZ1+α)(たとえば35マイクロメートル)に設定されると、加圧面FCは「中凸状態」を有する。また、ピエゾアクチュエータ37の伸長量ΔZが値ΔZ1(たとえば30マイクロメートル)に設定されると、加圧面FCは「平坦状態」を有する。さらに、ピエゾアクチュエータ37の伸長量ΔZが値(ΔZ1−α)(たとえば25マイクロメートル)に設定されると、加圧面FCは「中凹状態」を有する。   When the extension amount ΔZ of the piezo actuator 37 is set to a value (ΔZ1 + α) (for example, 35 micrometers), the pressing surface FC has a “middle convex state”. Further, when the extension amount ΔZ of the piezo actuator 37 is set to a value ΔZ1 (for example, 30 micrometers), the pressing surface FC has a “flat state”. Further, when the extension amount ΔZ of the piezo actuator 37 is set to a value (ΔZ1−α) (for example, 25 micrometers), the pressure surface FC has the “indented state”.

また、加圧時の処理温度が他の温度であるときにも同様にして、「中凸状態」および「中凹状態」をそれぞれ実現する伸長量ΔZa,ΔZbを求めるとともに、ピエゾアクチュエータ37の伸長量ΔZを値ΔZaから値ΔZbへと徐々に変更していくようにしてもよい。ただし、上記のように、実際の圧力測定値に基づいてピエゾアクチュエータ37の変位量ΔZが調整されることによれば、加圧面FCの平坦度合をさらに正確に調整することが可能である。   Similarly, when the processing temperature at the time of pressurization is another temperature, the expansion amounts ΔZa and ΔZb for realizing the “middle convex state” and the “middle concave state” are obtained, and the piezoelectric actuator 37 is expanded. The amount ΔZ may be gradually changed from the value ΔZa to the value ΔZb. However, as described above, by adjusting the displacement amount ΔZ of the piezo actuator 37 based on the actual pressure measurement value, it is possible to adjust the flatness of the pressing surface FC more accurately.

<3.変形例等>
以上、この発明の実施の形態について説明したが、この発明は上記説明した内容のものに限定されるものではない。
<3. Modified example>
Although the embodiments of the present invention have been described above, the present invention is not limited to the contents described above.

<樹脂層および金属層等>
たとえば、上記各実施形態においては、各被加圧物91,92として半導体ウエハ(シリコンウエハ)を用いるとともに当該両半導体ウエハを直接的に互いに接触させて接合する場合を例示したが、これに限定されない。
<Resin layer, metal layer, etc.>
For example, in each of the above embodiments, a semiconductor wafer (silicon wafer) is used as each of the objects to be pressed 91 and 92, and the two semiconductor wafers are directly brought into contact with each other and bonded. Not.

具体的には、少なくとも一方の半導体ウエハに樹脂層を積層した被加圧物を被加圧物91(および/または被加圧物92)として用いて、第1実施形態と同様の動作が実行されるようにしてもよい。換言すれば、両被加圧物91,92の相互間に樹脂層93(図20参照)を挟んだ状態で、第1実施形態と同様にして両被加圧物91、92が加圧されるようにしてもよい。これによれば、加圧面FCの平坦性が良好に確保されることにより、特に樹脂層93の膜厚(層の厚さ)の均一化を図ることが可能である。あるいは、両被加圧物91,92の相互間に樹脂層93(図20参照)を挟んだ状態で、第2実施形態と同様にして両被加圧物91、92が加圧されるようにしてもよい。なお、樹脂層93の材料としては、たとえば、加熱により硬化する熱硬化樹脂等が用いられればよい。樹脂層93は加圧時の加熱処理により硬化される。あるいは、樹脂層93の材料として、紫外線等の光により硬化する光硬化樹脂等が用いられるようにしてもよい。   Specifically, an operation similar to that of the first embodiment is performed using an object to be pressed in which a resin layer is stacked on at least one semiconductor wafer as the object to be pressed 91 (and / or the object to be pressed 92). You may be made to do. In other words, in the state where the resin layer 93 (see FIG. 20) is sandwiched between the objects to be pressed 91 and 92, the objects to be pressed 91 and 92 are pressurized in the same manner as in the first embodiment. You may make it do. According to this, it is possible to make the film thickness (layer thickness) of the resin layer 93 uniform, in particular, by ensuring good flatness of the pressing surface FC. Alternatively, both the pressurized objects 91 and 92 are pressurized in the same manner as in the second embodiment with the resin layer 93 (see FIG. 20) sandwiched between the pressurized objects 91 and 92. It may be. In addition, as a material of the resin layer 93, for example, a thermosetting resin that is cured by heating may be used. The resin layer 93 is cured by heat treatment during pressurization. Alternatively, as the material of the resin layer 93, a photo-curing resin that is cured by light such as ultraviolet rays may be used.

あるいは、半導体ウエハ等に金属層を積層した被加圧物を被加圧物91(および/または被加圧物92)として用いて、各実施形態と同様の動作が実行されるようにしてもよい。換言すれば、樹脂層でなく金属層(たとえば金、銅、アルミニウム、ハンダ等で形成される金属層)を両被加圧物91,92の相互間に挟んだ状態で、両被加圧物91,92が加圧されるようにしてもよい。   Alternatively, an operation similar to that of each embodiment may be performed using an object to be pressed in which a metal layer is stacked on a semiconductor wafer or the like as the object to be pressed 91 (and / or the object to be pressed 92). Good. In other words, in the state where a metal layer (for example, a metal layer formed of gold, copper, aluminum, solder, or the like) instead of the resin layer is sandwiched between the objects to be pressed 91 and 92, both objects to be pressed are provided. 91 and 92 may be pressurized.

なお、樹脂層は、両被加圧物91,92の対向面の全体に亘って形成されることを要さず、両被加圧物91,92の対向面の一部に形成されるようにしてもよい。金属層も同様である。すなわち、金属層は金属バンプとして形成されるようにしてもよい。   In addition, the resin layer does not need to be formed over the entire opposing surfaces of the objects to be pressed 91 and 92, and is formed on a part of the opposing surfaces of the objects to be pressed 91 and 92. It may be. The same applies to the metal layer. That is, the metal layer may be formed as a metal bump.

より詳細には、たとえば、図21〜図23に示すように、両被加圧物91,92の一方(たとえば被加圧物91)において部分的に樹脂層94が設けられる場合において、第2実施形態と同様の動作が実行されるようにしてもよい。   More specifically, for example, as shown in FIGS. 21 to 23, when the resin layer 94 is partially provided on one of the objects to be pressurized 91, 92 (for example, the object to be pressurized 91), the second An operation similar to that of the embodiment may be executed.

図22および図23は、その対向面の一部に形成された樹脂層94を挟んで両被加圧物91,92が接合される様子を示す模式図である。図21および図23は断面図であり、図22は平面図である。ここでは、真空封止を行うために、半導体ウエハ91と半導体ウエハ92との間の空隙において、上面視において(全体ではなく)格子状の部分(詳細には真空封止領域を囲む境界壁領域部分)に樹脂材料が挟まれて配置されている。   22 and 23 are schematic views showing a state in which both the objects to be pressed 91 and 92 are bonded with a resin layer 94 formed on a part of the facing surface interposed therebetween. 21 and 23 are sectional views, and FIG. 22 is a plan view. Here, in order to perform vacuum sealing, in the gap between the semiconductor wafer 91 and the semiconductor wafer 92, a lattice-like portion (in detail, a boundary wall region surrounding the vacuum sealing region) (not the whole) when viewed from above. The resin material is sandwiched between the portions).

また、図23および図24は、このような変形例に係る動作を時系列で示す図である。   FIG. 23 and FIG. 24 are diagrams showing operations according to such a modification in time series.

図23の断面図に示すように、樹脂層94の製作時においては、部分的に形成された樹脂層94の端部に、尖った部分(先鋭部分とも称する)が生じていることがある。このとき非常に平坦な加圧面を用いて両被加圧物91,92に対して対向方向(上下方向)において面圧力を加えるのみでは、この先鋭部分は必ずしも潰されてしまうとは限らず、先鋭部分の周辺部(当該先鋭部分よりも低い部分)には、先鋭部分の高さと周辺部分の高さとの相違に起因して「ボイド」が生じ得る。図25は、このような先鋭部分の周辺に生じたボイドVDを模式的に示す図である。当該ボイドVDは、図22の平面図においても模式的に示されている。   As shown in the cross-sectional view of FIG. 23, when the resin layer 94 is manufactured, a sharp portion (also referred to as a sharp portion) may be generated at the end portion of the resin layer 94 that is partially formed. At this time, just applying a surface pressure in the opposing direction (vertical direction) to the objects to be pressed 91 and 92 using a very flat pressing surface does not necessarily cause the sharp portion to be crushed. In the peripheral part of the sharp part (part lower than the sharp part), a “void” may be generated due to the difference between the height of the sharp part and the height of the peripheral part. FIG. 25 is a diagram schematically showing the void VD generated around such a sharp portion. The void VD is also schematically shown in the plan view of FIG.

全体的に均一な面圧力を増大させることにより、上述のような先鋭部分を押し潰そうとすると多大な圧力が必要である。一方、上記実施形態のように加圧面FCを「中凸状態」から「中凹状態」へと徐々に変形させていくことによれば、比較的大きな圧力が集中的に作用する部分(円状部分あるいは円環状部分)が徐々に移動していく。或る時点においては、樹脂層94の先鋭部分に比較的大きな押圧力が集中的に作用する(図24参照)。そのため、全体としては同程度の力であっても力を部分的かつ集中的に作用させることによって各先鋭部分を良好に潰すことが可能である。これによれば、先鋭部分を全体的に均一な面圧力のみで押し潰そうとする場合に比べて、数分の1〜十分の1程度の力で各先鋭部分を良好に潰すことが可能である。たとえば、先鋭部分を全体的に均一な面圧力のみで押し潰す場合には100kN(キロニュートン)の力を要するのに対して、上記実施形態の動作によれば、全体としては10kN(キロニュートン)の力で済む。したがって、比較的小さな力でボイドの発生を良好に抑制することが可能である。   By increasing the overall uniform surface pressure, a large amount of pressure is required to crush the sharpened portion as described above. On the other hand, by gradually deforming the pressing surface FC from the “middle convex state” to the “middle concave state” as in the above embodiment, a portion where a relatively large pressure acts (circular shape). The part or the annular part) gradually moves. At a certain point in time, a relatively large pressing force acts intensively on the sharpened portion of the resin layer 94 (see FIG. 24). Therefore, it is possible to satisfactorily crush each sharpened portion by applying the force partially and intensively even with the same force as a whole. According to this, each sharp portion can be crushed well with a force of about a fraction of 1 to 1 as compared with a case where the sharp portion is crushed only with uniform surface pressure as a whole. is there. For example, when the sharp portion is crushed only by a uniform surface pressure as a whole, a force of 100 kN (kilonewtons) is required, whereas according to the operation of the above embodiment, the whole is 10 kN (kilonewtons). The power of Therefore, it is possible to satisfactorily suppress the generation of voids with a relatively small force.

また、第2実施形態と同様の動作は、部分的に形成された複数の樹脂層(樹脂部)94に高さのバラツキが生じている場合にも有用である。具体的には、当該動作によれば、当該バラツキを有する複数の樹脂部を、部分的に集中させた力で良好に押し潰すことが可能である。すなわち、高さ方向のバラツキに対しても良好に対処することが可能である。   The operation similar to that of the second embodiment is also useful when there are variations in height in a plurality of partially formed resin layers (resin portions) 94. Specifically, according to the operation, it is possible to satisfactorily crush a plurality of resin portions having the variation with a partially concentrated force. That is, it is possible to cope with variations in the height direction well.

同様に、樹脂層94の代わりに金属バンプが設けられる場合に上記思想を適用するようにしてもよい。これによれば、バラツキを有する複数の金属バンプを、部分的に集中させた力で良好に塑性変形させて押し潰すことが可能である。したがって、高さ方向のバラツキに対して良好に対処することが可能である。   Similarly, the above concept may be applied when metal bumps are provided instead of the resin layer 94. According to this, it is possible to satisfactorily plastically deform and crush a plurality of metal bumps having variations with a force that is partially concentrated. Therefore, it is possible to cope with the variation in the height direction satisfactorily.

<チップオンウエハ>
同様に、チップオンウエハ(COW:Chip On Wafer)技術に上記の思想を適用することも可能である。具体的には、図26に示すように、半導体ウエハ91の上に、金属バンプ96を介してチップ(半導体チップ)95が配置される場合において、上記の思想を適用するようにしてもよい。
<Chip on wafer>
Similarly, it is possible to apply the above idea to a chip on wafer (COW) technology. Specifically, as shown in FIG. 26, when the chip (semiconductor chip) 95 is disposed on the semiconductor wafer 91 via the metal bump 96, the above concept may be applied.

図26においては、上側の被加圧物として、上記の半導体ウエハ92の代わりにチップ95が採用される。なお、金属バンプ96の材料としては、たとえばハンダが用いられる。ただし、これに限定されず、金属バンプ96の材料として、Au(金)、Cu(銅)、Al(アルミニウム)等を用いるようにしてもよい。   In FIG. 26, a chip 95 is employed instead of the semiconductor wafer 92 as the upper object to be pressed. For example, solder is used as the material of the metal bump 96. However, the present invention is not limited to this, and Au (gold), Cu (copper), Al (aluminum), or the like may be used as the material of the metal bump 96.

そして、半導体ウエハ91とチップ95との間に金属バンプ96(の層)が挟まれた状態で、当該両被加圧物91,95がステージ12とヘッド22との間に挟まれて加圧される。   Then, in a state where the metal bump 96 (layer) is sandwiched between the semiconductor wafer 91 and the chip 95, the pressed objects 91 and 95 are sandwiched between the stage 12 and the head 22 and pressed. Is done.

この場合にも、高さにバラツキを有する複数のチップ(特にその金属バンプの部分)を、それぞれ、部分的に集中させた力で良好に塑性変形させて押し潰すことが可能である。したがって、高さ方向のバラツキに対して良好に対処することが可能である。   Also in this case, a plurality of chips (particularly portions of the metal bumps) having variations in height can be plastically deformed and crushed by a force that is partially concentrated. Therefore, it is possible to cope with the variation in the height direction satisfactorily.

また、半導体ウエハ91上にチップを1段積層する場合のみならず、複数のチップ層を半導体ウエハ91上に積層する場合に上記の思想を適用するようにしてもよい。より具体的には、図27に示すように、複数のチップ95(95a,95b,95c)と複数の金属バンプ96(96a,96b,96c)の層とがZ方向に交互に積層される場合に、上記の思想を適用するようにしてもよい。   Further, the above concept may be applied not only when a single layer of chips is stacked on the semiconductor wafer 91 but also when a plurality of chip layers are stacked on the semiconductor wafer 91. More specifically, as shown in FIG. 27, a plurality of chips 95 (95a, 95b, 95c) and a plurality of metal bumps 96 (96a, 96b, 96c) layers are alternately stacked in the Z direction. In addition, the above idea may be applied.

<ナノインプリント>
また、上記各実施形態においては、加熱を伴う接合装置を加圧装置として例示したが、これに限定されず、接合および/または加熱を伴わない加圧装置に上記の思想を適用するようにしてもよい。
<Nanoimprint>
Moreover, in each said embodiment, although the joining apparatus with a heating was illustrated as a pressurization apparatus, it is not limited to this, It is made to apply said thought to the pressurization apparatus without a joining and / or a heating. Also good.

たとえば、ナノインプリント装置に上記の思想を適用するようにしてもよい。   For example, the above idea may be applied to a nanoimprint apparatus.

図28は、このような変形例に係る加圧装置(ナノインプリント装置(微細転写装置))1Cを示す構成図であり、図29は、当該ナノインプリント装置において加圧される両被加圧物92,97を示す図である。ここでは被加圧物92は半導体ウエハであり、被加圧物97はモールドである。   FIG. 28 is a configuration diagram showing a pressurizing apparatus (nanoimprint apparatus (fine transfer apparatus)) 1C according to such a modification, and FIG. 29 shows both pressurized objects 92 to be pressurized in the nanoimprint apparatus, FIG. Here, the object to be pressed 92 is a semiconductor wafer, and the object to be pressed 97 is a mold.

加圧装置1Cは、第1実施形態の加圧装置1Aと同様の構成を有している。ただし、加圧装置1Cは、UV(紫外線)照射部61を備える点、およびUV照射時にはミラー固定部材28gがY軸方向に移動して退避可能である点などにおいて、加圧装置1Aとは相違する。ミラー固定部材28gは、ミラー28e,28fを固定する部材である。   The pressing device 1C has the same configuration as the pressing device 1A of the first embodiment. However, the pressurizing apparatus 1C is different from the pressurizing apparatus 1A in that the pressurizing apparatus 1C includes a UV (ultraviolet) irradiation unit 61 and that the mirror fixing member 28g can be moved and retracted in the Y-axis direction during UV irradiation. To do. The mirror fixing member 28g is a member that fixes the mirrors 28e and 28f.

また、ここでは、被加圧物(半導体ウエハ)92がヘッド22に保持されるとともに、モールド(原版)97がステージ12に保持される場合を例示する(図29参照)。また、被加圧物92の表面(下側表面)には光硬化樹脂が予め塗布されている。換言すれば、被加圧物92の下面側には、光硬化樹脂で形成された樹脂層98が設けられている。さらに、モールド97は透光性部材(例えば石英等)で形成されており、モールド97の表面(図の上側)には凹凸のパターンが設けられている。端的に言えば、モールド97は、透明金型である。   In addition, here, a case where the object to be pressurized (semiconductor wafer) 92 is held by the head 22 and the mold (original plate) 97 is held by the stage 12 is illustrated (see FIG. 29). Further, a photo-curing resin is applied in advance to the surface (lower surface) of the object to be pressed 92. In other words, a resin layer 98 made of a photo-curing resin is provided on the lower surface side of the object to be pressed 92. Further, the mold 97 is formed of a translucent member (for example, quartz), and an uneven pattern is provided on the surface of the mold 97 (upper side in the drawing). In short, the mold 97 is a transparent mold.

このような両被加圧物92,97が光硬化樹脂で形成される樹脂層98を挟んで加圧され、モールド97の凹凸パターンが樹脂層98の樹脂材料に押し付けられることなどによって、当該凹凸パターンが樹脂層98に転写される。また、UV照射部61を硬化手段(光硬化手段)として用いて、樹脂層98(光硬化性樹脂材料)が硬化される(図30参照)。   Both the pressed objects 92 and 97 are pressed with the resin layer 98 formed of a photo-curing resin interposed therebetween, and the uneven pattern of the mold 97 is pressed against the resin material of the resin layer 98. The pattern is transferred to the resin layer 98. Further, the resin layer 98 (photocurable resin material) is cured using the UV irradiation unit 61 as a curing unit (photocuring unit) (see FIG. 30).

ナノインプリント技術においては、このような原理で、所定のパターンが被加圧物92上に形成される。   In the nanoimprint technique, a predetermined pattern is formed on the pressed object 92 based on such a principle.

このような装置においても、上記各実施形態と同様の思想を適用することが可能である。   Even in such an apparatus, it is possible to apply the same idea as in the above embodiments.

<その他>
また、上記各実施形態においては、ヘッド22が略円錐台形状を有する場合を例示したが、これに限定されない。たとえば、ヘッド22は略多角錐台形状(四角錐台形状あるいは六角錐台形状等)を有するものであってもよい。
<Others>
Moreover, in each said embodiment, although the case where the head 22 had a substantially truncated cone shape was illustrated, it is not limited to this. For example, the head 22 may have a substantially polygonal frustum shape (such as a quadrangular frustum shape or a hexagonal frustum shape).

また、上記各実施形態においては、ヘッド22における加圧面FCに対して本発明の思想を適用する場合について説明したが、これに限定されない。たとえば、ステージ12における加圧面FC(ステージ12と被加圧物91との接触面)に関しても同様の思想が適用され得る。具体的には、ステージ12もヘッド22と同様の構成を有するようにしてもよい。あるいは、ステージ12にのみ上記の思想を適用するようにしてもよい。   In each of the above embodiments, the case where the idea of the present invention is applied to the pressure surface FC in the head 22 has been described, but the present invention is not limited to this. For example, the same idea can be applied to the pressing surface FC in the stage 12 (the contact surface between the stage 12 and the pressed object 91). Specifically, the stage 12 may have the same configuration as the head 22. Alternatively, the above idea may be applied only to the stage 12.

また、上記第1実施形態においては、面内圧力の均等化処理は、中央部に配置された圧力検出センサ38による圧力検出結果(測定値)PRcと周辺部(外周側部分)に配置された3つの圧力検出センサ32a,32b,32cによる圧力検出結果の平均値PRuとが互いに同一になるように、ピエゾアクチュエータ37の伸長量が調整される場合を例示したが、これに限定されない。   Moreover, in the said 1st Embodiment, the equalization process of in-plane pressure was arrange | positioned in the pressure detection result (measurement value) PRc by the pressure detection sensor 38 arrange | positioned in the center part, and the peripheral part (outer peripheral part). Although the case where the extension amount of the piezoelectric actuator 37 is adjusted so that the average values PRu of the pressure detection results by the three pressure detection sensors 32a, 32b, and 32c become the same as each other is illustrated, the present invention is not limited to this.

たとえば、中央部下側に配置された圧力検出センサ38による圧力検出結果(測定値)PRcと中央部上側に配置された圧力検出センサ36による圧力検出結果(測定値)PRdとが互いに同一になるように、ピエゾアクチュエータ37の伸長量が調整されるようにしてもよい。なお、測定値PRcは、加圧面FCの中央部分における加圧圧力(両被加圧物91,92の中央部分における加圧圧力)を示す値であり、測定値PRdは、両被加圧物91,92の相互間に作用する全体的な加圧圧力を示す値である。   For example, the pressure detection result (measurement value) PRc by the pressure detection sensor 38 arranged on the lower side of the central part and the pressure detection result (measurement value) PRd by the pressure detection sensor 36 arranged on the upper side of the central part are the same. In addition, the extension amount of the piezo actuator 37 may be adjusted. The measured value PRc is a value indicating the pressurizing pressure at the central portion of the pressurizing surface FC (pressurizing pressure at the central portion of the two objects to be pressurized 91 and 92), and the measured value PRd is the two objects to be pressurized. This is a value indicating the overall pressure applied between 91 and 92.

このようにして、加圧面FCの中央部分の加圧圧力の測定値に基づき、ピエゾアクチュエータ37の伸縮量が調整されるようにしてもよい。   In this manner, the expansion / contraction amount of the piezo actuator 37 may be adjusted based on the measurement value of the pressurization pressure at the central portion of the pressurization surface FC.

同様に、上記第2実施形態の高圧作用位置移動処理においては、中央部に配置された圧力検出センサ38による圧力検出結果(測定値)PRcと周辺部(外周側部分)に配置された3つの圧力検出センサ32a,32b,32cによる圧力検出結果の平均値PRuとの差DF(=PRc−PRu)を用いることによって、加圧面FCの凹凸状態が適切に制御される場合を例示したが、これに限定されない。   Similarly, in the high-pressure acting position movement process of the second embodiment, the pressure detection result (measured value) PRc by the pressure detection sensor 38 disposed in the central portion and the three pieces disposed in the peripheral portion (outer peripheral portion). Although the case where the uneven state of the pressing surface FC is appropriately controlled by using the difference DF (= PRc−PRu) from the average value PRu of the pressure detection results by the pressure detection sensors 32a, 32b, and 32c is illustrated, It is not limited to.

たとえば、中央部下側に配置された圧力検出センサ38による圧力検出結果(測定値)PRcと中央部上側に配置された圧力検出センサ36による圧力検出結果(測定値)PRdとの差DG(=PRc−PRd)を用いて、ピエゾアクチュエータ37の伸長量が調整されるようにしてもよい。具体的には、差DGを上述の差DFと同様に扱って第2実施態と同様の動作が実行されればよい。   For example, the difference DG (= PRc) between the pressure detection result (measurement value) PRc by the pressure detection sensor 38 disposed on the lower side of the central part and the pressure detection result (measurement value) PRd by the pressure detection sensor 36 disposed on the upper side of the central part. -PRd) may be used to adjust the extension amount of the piezoelectric actuator 37. Specifically, the difference DG is handled in the same manner as the above-described difference DF, and the same operation as in the second embodiment may be executed.

このようにして、加圧面FCの中央部分の加圧圧力の測定値に基づき、ピエゾアクチュエータ37の伸縮量が調整されるようにしてもよい。   In this manner, the expansion / contraction amount of the piezo actuator 37 may be adjusted based on the measurement value of the pressurization pressure at the central portion of the pressurization surface FC.

また、上記各実施形態においては、温度TXへの加熱状態において下側部材223の下面を平面研磨することによって、常温における加圧面FCの中凹状態を生成する場合を例示したが、これに限定されない。   Moreover, in each said embodiment, although the case where the concave state of the pressurization surface FC in normal temperature was produced | generated by carrying out surface polishing of the lower surface of the lower member 223 in the heating state to temperature TX was illustrated, it is limited to this. Not.

たとえば、図31および図32に示すような構造を採用するようにしてもよい。図31においては、下側部材223の外周側縁部において、上側部材221との間に(上面視)円環状のシム部材227を設けて、下側部材223の中央部と上側部材221の中央部との間に隙間が形成されている様子が示されている。下側部材223の中央部と上側部材221の中央部とを接続するピエゾアクチュエータ37を伸縮することによって、加圧面FCの「中凹状態」、「平坦状態」および「中凸状態」等が形成される。具体的には、ピエゾアクチュエータ37が基準長ZBを有するときに加圧面FCの「平坦状態」が実現される。また、ピエゾアクチュエータ37が基準長Zbよりも大きな長さZc(=Zb+β)にまで伸長するときに、加圧面FCの「中凸状態」が実現される(図32参照)。一方、ピエゾアクチュエータ37が基準長Zbよりも小さな長さZa(=Zb−β)にまで収縮するときに、加圧面FCの「中凹状態」が実現される(図31参照)。なお、値βは正の値である。また、下側部材223の中央部と上側部材221の中央部との間に形成された隙間のZ方向長さは、値βよりも大きいことが好ましい。   For example, a structure as shown in FIGS. 31 and 32 may be adopted. In FIG. 31, an annular shim member 227 is provided between the lower member 223 and the upper member 221 at the outer peripheral side edge portion (in a top view), and the center of the lower member 223 and the center of the upper member 221 are provided. A state in which a gap is formed between the portions is shown. By extending / contracting the piezo actuator 37 that connects the central portion of the lower member 223 and the central portion of the upper member 221, the "center concave state", "flat state", "center convex state", etc. of the pressing surface FC are formed. Is done. Specifically, when the piezo actuator 37 has the reference length ZB, the “flat state” of the pressing surface FC is realized. Further, when the piezo actuator 37 extends to a length Zc (= Zb + β) larger than the reference length Zb, the “middle convex state” of the pressing surface FC is realized (see FIG. 32). On the other hand, when the piezo actuator 37 contracts to a length Za (= Zb−β) smaller than the reference length Zb, the “indented state” of the pressing surface FC is realized (see FIG. 31). The value β is a positive value. Moreover, it is preferable that the Z direction length of the clearance gap formed between the center part of the lower side member 223 and the center part of the upper side member 221 is larger than the value (beta).

また、上記各実施形態においては、ピエゾアクチュエータ37を用いて、加圧面FCのZ方向変位を変更して加圧面FCの平坦度合を調整する技術を例示したが、これに限定されない。たとえば、図33に示すように、ピエゾアクチュエータ37の代わりに上側部材221と下側部材223とを接続する略円柱状の接続部材372を設けるとともに、当該接続部材372を包囲するようにヒータ374を設けるようにしてもよい。そして、ヒータ374を加熱して接続部材372を熱膨張によりZ方向において伸長させる。このようにして、ピエゾアクチュエータ37を伸長させる代わりに接続部材372を伸長させて、加圧面FCの中央部をZ方向に変位させるようにしてもよい。また、接続部材372の伸長量は、ヒータ374の加熱量の調整によって適宜調整されればよい。ただし、上述のようにピエゾアクチュエータ37を用いることによれば、ヒータ374を設けることを要しないため、ピエゾアクチュエータ37付近での発熱が抑制される。そのため、加圧面FCでの温度ムラ(ひいては両被加圧物91,92での温度ムラ)の発生を抑制することが可能である。   Moreover, in each said embodiment, although the technique which changes the Z direction displacement of the pressurization surface FC and adjusts the flatness degree of the pressurization surface FC using the piezo actuator 37 was illustrated, it is not limited to this. For example, as shown in FIG. 33, a substantially cylindrical connecting member 372 for connecting the upper member 221 and the lower member 223 is provided in place of the piezo actuator 37, and the heater 374 is provided so as to surround the connecting member 372. You may make it provide. Then, the heater 374 is heated to extend the connection member 372 in the Z direction by thermal expansion. Thus, instead of extending the piezo actuator 37, the connecting member 372 may be extended to displace the center portion of the pressing surface FC in the Z direction. Further, the extension amount of the connecting member 372 may be adjusted as appropriate by adjusting the heating amount of the heater 374. However, when the piezo actuator 37 is used as described above, it is not necessary to provide the heater 374, and thus heat generation near the piezo actuator 37 is suppressed. Therefore, it is possible to suppress the occurrence of temperature unevenness on the pressurizing surface FC (and thus temperature unevenness on the objects to be pressed 91 and 92).

また、上記第2実施形態においては、加圧開始時点において加圧面の中央部分が外周部分よりも突出した状態(中凸状態)(図15)から、平坦状態を経て、加圧面の外周部分が中央部分よりも突出した状態(中凹状態)(図18)へと遷移する態様が例示されているが、これに限定されない。たとえば、逆に、加圧開始時点において加圧面の外周部分が中央部分よりも突出した状態(中凹状態)(図18)から、平坦状態を経て、加圧面の中央部分が外周部分よりも突出した状態(中凸状態)(図15)へと遷移するように改変してもよい。上記第2実施形態においては、加圧面の中央部分が突出した状態で両被加圧物が接触されて加圧が開始されるため、加圧開始時点にて点接触状態に近い状態が発生し、両被加圧物の相対的な並進移動および/または回転移動に伴う位置ずれ(並進方向および/または回転方向の位置ずれ)が生じることがある。一方、このような改変例によれば、加圧開始時点において加圧面の外周部分が中央部分よりも突出している(中凹状態)(図18)ので、加圧開始時点において外周部分を中央部分よりも先に接触させて比較的大きな接触面積を得ることができる。したがって、比較的大きな摩擦力を得ることができ、点接触に起因する上述のような位置ずれ(特に回転方向の位置ずれ)を低減することが可能である。このように、加圧面の外周部分が中央部分よりも突出した状態(中凹状態)(図18)接触および加圧を開始し、その後、平坦状態を経て、加圧面の中央部分が外周部分よりも突出した状態(中凸状態)(図15)へと遷移させることが好ましいこともある。   Moreover, in the said 2nd Embodiment, the outer peripheral part of a pressurization surface passes through a flat state from the state (center convex state) (FIG. 15) in which the center part of the pressurization surface protruded from the outer peripheral part at the time of a pressurization start. Although the aspect which changes to the state (mid-recessed state) (FIG. 18) which protruded from the center part is illustrated, it is not limited to this. For example, conversely, the central portion of the pressing surface protrudes from the outer peripheral portion through a flat state from a state where the outer peripheral portion of the pressing surface protrudes from the central portion (indented state) (FIG. 18) at the start of pressurization. You may modify | change so that it may change to the state (medium convex state) (FIG. 15) which carried out. In the second embodiment, since the pressurization is started by pressing both objects to be pressed with the central portion of the pressurization surface protruding, a state close to a point contact state occurs at the start of pressurization. In some cases, a positional shift (a positional shift in the translational direction and / or rotational direction) may occur due to the relative translational movement and / or rotational movement of the objects to be pressed. On the other hand, according to such a modified example, the outer peripheral portion of the pressing surface protrudes from the central portion at the time of pressurization start (in a concave state) (FIG. 18), so It is possible to obtain a relatively large contact area by making contact earlier than the above. Therefore, a relatively large frictional force can be obtained, and the above-described positional deviation (particularly positional deviation in the rotational direction) due to point contact can be reduced. Thus, the state where the outer peripheral portion of the pressing surface protrudes from the central portion (indented state) (FIG. 18) starts contact and pressurization, and then passes through the flat state so that the central portion of the pressing surface is more than the outer peripheral portion. It may be preferable to make a transition to a protruding state (medium convex state) (FIG. 15).

1 加圧装置
12 ステージ
22 ヘッド
31,31a,31b,31c (平行調整用)ピエゾアクチュエータ
32,32a,32b,32c,36,38 圧力検出センサ
33,33a,33b,33c 測距センサ
34 反射板
35 (全体圧力調整用)ピエゾアクチュエータ
37 (平坦性調整用)ピエゾアクチュエータ
91,92 被加圧物
FC 加圧面
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Pressure apparatus 12 Stage 22 Head 31, 31a, 31b, 31c (For parallel adjustment) Piezo actuator 32, 32a, 32b, 32c, 36, 38 Pressure detection sensor 33, 33a, 33b, 33c Distance sensor 34 Reflector 35 (For overall pressure adjustment) Piezo actuator 37 (For flatness adjustment) Piezo actuator 91, 92 Pressurized object FC Pressurized surface

Claims (14)

第1の被加圧物と第2の被加圧物との両被加圧物を加圧する加圧装置であって、
第1の加圧部と、
第2の加圧部と、
所定方向において前記第1の加圧部と前記第2の加圧部とを相対的に移動させる駆動手段と、
を備え、
前記第1の加圧部と前記第2の加圧部とが前記所定方向において互いに近接する向きに相対的に移動された後に、前記第1の被加圧物と前記第2の被加圧物とは前記第1の加圧部と前記第2の加圧部との間に挟まれて加圧され、
前記第1の加圧部は、
前記第1の被加圧物に対して加圧用の力を伝達する加圧面と、
前記加圧面の中央部分を前記所定方向において変位させ、前記加圧面の中央部分を前記加圧面の外周側部分に対して前記所定方向において相対的に変位させる中央部変位手段と、
を有することを特徴とする加圧装置。
A pressurizing device that pressurizes both the first object to be pressed and the second object to be pressed,
A first pressure unit;
A second pressure unit;
Driving means for relatively moving the first pressurizing unit and the second pressurizing unit in a predetermined direction;
With
After the first pressurizing unit and the second pressurizing unit are relatively moved in the direction in which they are close to each other in the predetermined direction, the first pressurized object and the second pressurized unit The object is sandwiched between the first pressurizing unit and the second pressurizing unit and pressurized,
The first pressure unit includes
A pressing surface for transmitting a pressing force to the first object to be pressed;
A central portion displacing means for displacing the central portion of the pressing surface in the predetermined direction and displacing the central portion of the pressing surface relative to the outer peripheral side portion of the pressing surface in the predetermined direction;
A pressurizing apparatus comprising:
請求項1に記載の加圧装置において、
前記中央部変位手段は、前記両被加圧物の加圧中において、前記加圧面の中央部分を前記所定方向において変位させることを特徴とする加圧装置。
The pressurizing apparatus according to claim 1, wherein
The central part displacing means displaces the central part of the pressing surface in the predetermined direction during the pressurization of the objects to be pressed.
請求項1に記載の加圧装置において、
前記中央部変位手段は、前記両被加圧物の加圧中において、前記加圧面の中央部分を前記所定方向において変位させることにより、前記加圧面の中央部分が前記第1の被加圧物側に向けて前記加圧面の外周側部分よりも突出した第1の状態から、前記加圧面の中央部分が前記所定方向において前記加圧面の外周側部分と略同一の位置に存在する第2の状態へと前記加圧面の凹凸状態を遷移させることを特徴とする加圧装置。
The pressurizing apparatus according to claim 1, wherein
The central portion displacing means displaces the central portion of the pressurizing surface in the predetermined direction during the pressurization of both the pressurized objects, so that the central portion of the pressurizing surface becomes the first pressurized object. A second state in which the central portion of the pressing surface is located at substantially the same position as the outer peripheral portion of the pressing surface in the predetermined direction from the first state protruding from the outer peripheral portion of the pressing surface toward the side. A pressurizing apparatus, wherein the uneven state of the pressurizing surface is shifted to a state.
請求項1に記載の加圧装置において、
前記中央部変位手段は、前記両被加圧物の加圧中において、前記加圧面の中央部分を前記所定方向において変位させることにより、前記加圧面の中央部分が前記第1の被加圧物側に向けて前記加圧面の外周側部分よりも突出した第1の状態から、前記加圧面の中央部分と前記加圧面の外周側部分とが前記所定方向において略同一位置に存在する第2の状態を経て、前記加圧面の外周側部分が前記第1の被加圧物側に向けて前記加圧面の中央部分よりも突出した第3の状態へと前記加圧面の凹凸状態を遷移させることを特徴とする加圧装置。
The pressurizing apparatus according to claim 1, wherein
The central portion displacing means displaces the central portion of the pressurizing surface in the predetermined direction during the pressurization of both the pressurized objects, so that the central portion of the pressurizing surface becomes the first pressurized object. A second portion in which the central portion of the pressurizing surface and the outer peripheral portion of the pressurizing surface are present at substantially the same position in the predetermined direction from the first state protruding from the outer peripheral portion of the pressurizing surface toward the side. The uneven state of the pressure surface is shifted to a third state in which the outer peripheral side portion of the pressure surface protrudes from the central portion of the pressure surface toward the first object to be pressed through the state. A pressure device characterized by the above.
請求項1ないし請求項4のいずれかに記載の加圧装置において、
前記加圧面の中央部分における加圧圧力を測定する第1の測定手段、
をさらに備え、
前記中央部変位手段は、前記中央部分での加圧圧力に基づき前記中央部分の前記所定方向における変位を調整することを特徴とする加圧装置。
The pressurizing device according to any one of claims 1 to 4,
First measuring means for measuring a pressurizing pressure at a central portion of the pressurizing surface;
Further comprising
The pressurizing apparatus characterized in that the central portion displacing means adjusts the displacement of the central portion in the predetermined direction based on the pressurizing pressure in the central portion.
請求項1ないし請求項5のいずれかに記載の加圧装置において、
前記第1の加圧部は、
略円錐台形状あるいは略多角錐台形状を有し且つ前記両被加圧物に対する加圧用の力を伝達する第1の伝達部材と、
前記第1の伝達部材と前記第1の被加圧物との間に配置され、前記第1の伝達部材からの加圧用の力を前記第1の伝達部材から前記第1の被加圧物へとさらに伝達する略板状の第2の伝達部材と、
をさらに有することを特徴とする加圧装置。
The pressurizing apparatus according to any one of claims 1 to 5,
The first pressure unit includes
A first transmission member having a substantially frustoconical shape or a substantially polygonal frustum shape and transmitting a force for pressurizing both of the objects to be pressurized;
It arrange | positions between the said 1st transmission member and the said 1st to-be-pressurized object, The force for the pressurization from the said 1st transmission member is a said 1st to-be-pressurized object from the said 1st transmission member. A substantially plate-like second transmission member that further transmits to
The pressurizing apparatus further comprising:
請求項6に記載の加圧装置において、
前記第1の被加圧物と前記第2の被加圧物との平行度合を調整する平行調整手段、
をさらに備え、
前記駆動手段は、前記平行調整手段による平行調整動作の後に、前記第1の被加圧物を保持する前記第1の加圧部と前記第1の被加圧物を保持する前記第2の加圧部とを前記所定方向において相対的に移動して前記両被加圧物を接触させることを特徴とする加圧装置。
The pressurizing apparatus according to claim 6, wherein
Parallel adjustment means for adjusting the parallelism between the first object to be pressed and the second object to be pressed;
Further comprising
The drive means, after the parallel adjustment operation by the parallel adjustment means, the first pressurizing unit that holds the first object to be pressed and the second that holds the first object to be pressed. A pressurizing apparatus, wherein the pressurizing unit moves relative to each other in the predetermined direction to bring the objects to be pressed into contact with each other.
請求項7に記載の加圧装置において、
略円錐台形状あるいは略多角錐台形状を有する前記第1の伝達部材の頂点側において、所定のベース部材と前記第1の伝達部材との間に配置される伸縮手段、
をさらに備え、
前記伸縮手段は、前記平行調整手段による平行調整動作が行われ且つ前記両被加圧物が接触した後に、伸縮することによって前記第1の伝達手段に伝達する加圧力を調整することを特徴とする加圧装置。
The pressurizing device according to claim 7,
Telescopic means disposed between a predetermined base member and the first transmission member on the apex side of the first transmission member having a substantially truncated cone shape or a substantially polygonal truncated cone shape;
Further comprising
The expansion / contraction means adjusts the applied pressure transmitted to the first transmission means by performing expansion / contraction after the parallel adjustment operation by the parallel adjustment means is performed and the two objects to be pressed are in contact with each other. Pressurizing device.
請求項6に記載の加圧装置において、
略円錐台形状あるいは略多角錐台形状を有する前記第1の伝達部材の頂点側において、所定のベース部材と前記第1の伝達部材との間に配置される伸縮手段、
をさらに備えることを特徴とする加圧装置。
The pressurizing apparatus according to claim 6, wherein
Telescopic means disposed between a predetermined base member and the first transmission member on the apex side of the first transmission member having a substantially truncated cone shape or a substantially polygonal truncated cone shape;
The pressurizing device further comprising:
請求項8または請求項9に記載の加圧装置において、
前記伸縮手段は、ピエゾアクチュエータを有することを特徴とする加圧装置。
The pressurizing device according to claim 8 or 9,
The pressurizing device, wherein the expansion / contraction means has a piezo actuator.
請求項1ないし請求項6のいずれかに記載の加圧装置において、
前記中央部変位手段は、
前記加圧面の中央部分付近に設けられるピエゾアクチュエータであって前記所定方向に伸縮して前記加圧面の中央部分を前記所定方向において変位させるピエゾアクチュエータ、
を有することを特徴とする加圧装置。
The pressurizing apparatus according to any one of claims 1 to 6,
The central portion displacing means is
A piezo actuator provided near a central portion of the pressure surface, wherein the piezo actuator expands and contracts in the predetermined direction to displace the central portion of the pressure surface in the predetermined direction;
A pressurizing apparatus comprising:
請求項6に記載の加圧装置において、
前記中央部変位手段は、
前記加圧面の中央部分付近に設けられ、前記第1の伝達部材と前記第2の伝達部材とを接続する接続部材と、
前記接続部材を加熱する加熱手段と、
を有し、
前記中央部変位手段は、前記接続部材を加熱することによって前記接続部材を前記所定方向に伸長させ前記加圧面の中央部分を前記所定方向において変位させることを特徴とする加圧装置。
The pressurizing apparatus according to claim 6, wherein
The central portion displacing means is
A connection member that is provided near a central portion of the pressure surface and connects the first transmission member and the second transmission member;
Heating means for heating the connecting member;
Have
The pressurizing apparatus characterized in that the central portion displacing means elongates the connecting member in the predetermined direction by heating the connecting member and displaces a central portion of the pressurizing surface in the predetermined direction.
第1の被加圧物と第2の被加圧物との両被加圧物を加圧する加圧方法であって、
a)前記第1の被加圧物を保持する第1の加圧部と前記第2の被加圧物を保持する第2の加圧部とを相対的に移動するステップと、
b)前記第1の被加圧物を保持する加圧面の中央部分を前記所定方向において変位させ、前記加圧面の中央部分を前記加圧面の外周側部分に対して前記所定方向において相対的に変位させるステップと、
を備えることを特徴とする加圧方法。
A pressurizing method for pressurizing both the pressurized object of the first pressurized object and the second pressurized object,
a) relatively moving a first pressure unit that holds the first object to be pressed and a second pressure unit that holds the second object to be pressed;
b) Displace the central portion of the pressure surface holding the first object to be pressed in the predetermined direction, and move the central portion of the pressure surface relative to the outer peripheral side portion of the pressure surface in the predetermined direction. A step of displacing;
A pressurizing method comprising:
請求項13に記載の加圧方法において、
前記ステップb)においては、加圧時の処理温度に応じて前記加圧面の中央部分の前記所定方向における変位量が調整されることを特徴とする加圧方法。
The pressurizing method according to claim 13,
In the step b), the amount of displacement in the predetermined direction of the central portion of the pressure surface is adjusted according to the processing temperature at the time of pressure.
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