JP2019079893A - アライメント方法、接合方法、樹脂成形方法、接合装置、樹脂成形装置および基板 - Google Patents

アライメント方法、接合方法、樹脂成形方法、接合装置、樹脂成形装置および基板 Download PDF

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Abstract

【課題】製品の不良率を低減できるアライメント方法、接合方法、樹脂成形方法、接合装置、樹脂成形装置および基板を提供する。【解決手段】基板接合装置100は、基板301、302を、樹脂層331、332を介して接合する。基板接合装置100は、基板301、302を樹脂層331、332を介して接触させ、基板301、302が樹脂層331、332を介して接触した状態で、基板301の基板302に対する位置ずれ量を測定する。そして、基板接合装置100は、基板301、302が樹脂層331、332を介して接触した状態で、位置ずれ量が小さくなるように、基板301を基板302に対して移動させて基板301の基板302に対する相対的な位置を調整してから、樹脂層331、332を硬化させる。【選択図】図1

Description

本発明は、アライメント方法、接合方法、樹脂成形方法、接合装置、樹脂成形装置および基板に関する。
部品をヘッドに保持するとともに基板をステージに保持し、ヘッドに保持された部品とステージに保持された基板とを互いに離間させた状態で、ステージのヘッドに対する相対的な位置調整を行った後、部品を基板に接合する方法が提案されている(例えば特許文献1参照)。この方法では、ヘッドに保持された部品とステージに保持された基板とを互いに離間させた状態で、部品および基板それぞれに設けられたアライメントマークの撮影画像に基づいて、部品の基板に対する相対的な位置について目標位置からの位置ずれ量を測定してから、その位置ずれ量が小さくなるようにステージのヘッドに対する相対的な位置を調整する。
特開2011−066287号公報
ところで、特許文献1に記載された方法では、部品と基板とを互いに樹脂層を介して加圧接触させる際、位置ずれが生じ、位置ずれが生じた状態で樹脂層が硬化してしまう。この場合、部品を基板に接合することにより作製される製品が不良となってしまうため、この方法により作製される製品の不良率が増加してしまう虞がある。
本発明は、上記事由に鑑みてなされたものであり、製品の不良率を低減できるアライメント方法、接合方法、樹脂成形方法、接合装置、樹脂成形装置および基板を提供することを目的とする。
上記目的を達成するため、本発明に係るアライメント方法は、
第1基板と第2基板とを樹脂層を介して接触させ前記第1基板の前記第2基板に対する位置を調整してから前記樹脂層を硬化させるアライメント方法であって、
前記第1基板と前記第2基板とを、前記第1基板と前記第2基板との少なくとも一方を被覆する樹脂層を介して接触させる接触工程と、
前記第1基板と前記第2基板とが前記樹脂層を介して接触した状態で、前記第1基板の前記第2基板に対する位置ずれ量を測定する位置ずれ測定工程と、
前記第1基板と前記第2基板とが前記樹脂層を介して接触した状態で、前記位置ずれ量が小さくなるように、前記第1基板を前記第2基板に対して移動させて前記第1基板の前記第2基板に対する相対的な位置を調整する位置調整工程と、
前記樹脂層を硬化させる樹脂層硬化工程と、を含む。
他の観点から見た本発明に係る接合装置は、
第1基板と第2基板とを樹脂層を介して接合する接合装置であって、
前記第1基板を支持する第1支持部と、
前記第2基板を支持する第2支持部と、
前記第2支持部を前記第1支持部に近づく方向または前記第1支持部から遠ざかる方向へ駆動する第2支持部駆動部と、
前記第2支持部駆動部により前記第2支持部と前記第1支持部とが互いに近づく方向へ移動させて前記第1基板と第2基板とを前記樹脂層を介して接触させた状態にして、前記第1基板の前記第2基板に対する位置ずれ量を測定する位置ずれ測定部と、
前記第1基板と前記第2基板とが前記樹脂層を介して接触した状態で、前記位置ずれ量が小さくなるように、前記第1支持部を駆動して前記第1基板の前記第2基板に対する相対位置を調整する第1支持部駆動部と、
前記樹脂層を硬化させる樹脂層硬化部と、を備える。
他の観点から見た本発明に係る樹脂成形装置は、
モールドを樹脂層が形成された複合基板上の前記樹脂層に押し付けて樹脂部を成形する樹脂成形装置であって、
前記モールドを支持する第1支持部と、
前記複合基板を支持する第2支持部と、
前記第2支持部を前記第1支持部に近づく方向または前記第1支持部から遠ざかる方向へ駆動する第2支持部駆動部と、
前記第2支持部駆動部により前記第2支持部と前記第1支持部とが互いに近づく方向へ移動させて前記樹脂層と前記モールドとを接触させた状態にして、前記モールドの前記複合基板に対する位置ずれ量を測定する位置ずれ測定部と、
前記樹脂層と前記モールドとが接触した状態で、前記位置ずれ量が小さくなるように、前記第1支持部を駆動して前記モールドの前記複合基板に対する相対位置を調整する第1支持部駆動部と、
前記樹脂層を硬化させる樹脂層硬化部と、を備える。
他の観点から見た本発明に係る基板は、
アライメントマークを有し一部が樹脂層により被覆された基板であって、
前記アライメントマークは、前記樹脂層により被覆されていない。
本発明によれば、アライメント方法が、第1基板と第2基板とが樹脂層を介して接触した状態で、第1基板の第2基板に対する位置ずれ量を測定する位置ずれ測定工程と、位置ずれ量が小さくなるように第1基板を第2基板に対して移動させて第1基板の第2基板に対する相対的な位置を調整する位置調整工程と、を含む。これにより、第1基板と第2基板とを樹脂層を介して接触させた状態で、第1基板の第2基板に対する位置ずれを修正することができるので、第1基板と第2基板とを精度よく接合することができる。従って、第1基板と第2基板とを互いに接合することにより作製される製品について第1基板の第2基板に対する位置ずれに起因した製品不良の発生率を低減できる。また、本発明によれば、樹脂成形装置が、第2支持部駆動部により第2支持部と第1支持部とが互いに近づく方向へ移動させて樹脂層とモールドとを接触させた状態にして、モールドの複合基板に対する位置ずれ量を測定する位置ずれ測定部と、樹脂層とモールドとが接触した状態で、位置ずれ量が小さくなるように、第1支持部を駆動してモールドの複合基板に対する相対位置を調整する第1支持部駆動部と、を備える。これにより、モールドを複合基板の樹脂層に接触させた状態で、モールドの複合基板に対する位置ずれを修正することができるので、複合基板に樹脂部分を精度よく形成することができる。従って、複合基板に樹脂部分を形成することにより作製される製品について樹脂部分の位置ずれに起因した製品不良の発生率を低減できる。
実施の形態1に係る基板接合装置の概略正面図である。 (A)は実施の形態1に係るステージおよびヘッド付近を示す概略斜視図であり、(B)はヘッドと測距センサとピエゾアクチュエータとの位置関係を示す平面図である。 実施の形態1に係るステージ駆動部の動作を説明するための概略平面図である。 (A)は実施の形態1に係る2つの基板の一方に設けられた2つのアライメントマークを示す図であり、(B)は実施の形態1に係る2つの基板の他方に設けられた2つのアライメントマークを示す図である。 (A)は実施の形態1に係る2つの基板の一方におけるアライメントマーク近傍の概略断面図であり、(B)は実施の形態1に係る2つの基板の他方におけるアライメントマーク近傍の概略断面図である。 (A)は実施の形態1に係る基板のアライメントマークの撮影画像を示す概略図であり、(B)はアライメントマークが互いにずれている状態を示す概略図である。 実施の形態1に係る制御部の構成を示すブロック図である。 実施の形態1に係る基板接合装置が実行する基板接合処理の流れの一例を示すフローチャートである。 実施の形態1に係る基板接合装置が2つの基板間の距離を算出する処理を説明するための図である。 (A)は実施の形態1に係るステージおよびヘッドの温度変化の時間プロファイルを示す図であり、(B)は実施の形態1に係る樹脂層の硬さの時間プロファイルを示す図である。 (A)は実施の形態1に係るステージおよびヘッドの温度変化の時間プロファイルを示す図であり、(B)は実施の形態1に係る樹脂層の硬さの時間プロファイルを示す図である。 実施の形態1に係るステージおよびヘッドに対して互いに近づく方向へ加わる圧力の時間プロファイルを示す図である。 実施の形態1に係る基板接合装置が実行する相対的位置変更処理の流れの一例を示すフローチャートである。 (A)は実施の形態1に係る基板接合装置が2つの基板同士を、樹脂層を介して接触させた状態を示す模式図であり、(B)は実施の形態1に係る基板接合装置が位置調整工程を実行する様子を示す模式図である。 (A)は実施の形態1に係る基板接合装置におけるステージ押圧部分の初期位置からの移動距離の時間プロファイルを示す図であり、(B)は実施の形態1に係る2つの基板の位置ずれ量の時間プロファイルを示す図である。 (A)は実施の形態1に係る基板接合装置におけるステージ押圧部分の初期位置からの移動距離の時間プロファイルを示す図であり、(B)は実施の形態1に係る2つの基板の位置ずれ量の時間プロファイルを示す図である。 (A)は実施の形態1に係る基板接合装置が位置調整工程においてステージを一方向へ移動させる様子を示す模式図であり、(B)は実施の形態1に係る基板接合装置が位置調整工程においてステージを上記一方向とは反対の方向へ移動させる様子を示す模式図である。 (A)は実施の形態1に係る基板接合装置が位置調整工程を実行する様子を示す模式図であり、(B)は実施の形態1に係る基板接合装置が位置調整工程を終了した状態を示す模式図である。 実施の形態2に係る樹脂成形装置が実行する樹脂成形処理の流れの一例を示すフローチャートである。 (A)は実施の形態2に係る樹脂成形装置がモールドと複合基板とを保持した状態を示す模式図であり、(B)は実施の形態2に係る樹脂成形装置がモールドと複合基板とを接触させた状態を示す模式図である。 実施の形態2に係る樹脂成形装置がモールドの複合基板に対する位置を調整する様子を示す模式図である。 (A)は変形例に係る2つの基板の一方におけるアライメントマーク近傍の概略断面図であり、(B)は変形例に係る2つの基板の他方におけるアライメントマーク近傍の概略断面図である。 (A)は変形例に係る2つの基板の一方におけるアライメントマーク近傍の概略断面図であり、(B)は変形例に係る2つの基板の他方におけるアライメントマーク近傍の概略断面図である。 (A)は変形例に係る2つの基板の一方におけるアライメントマーク近傍の概略断面図であり、(B)は変形例に係る2つの基板の他方におけるアライメントマーク近傍の概略断面図である。 (A)は実施の形態1に係る基板接合装置におけるステージ押圧部分の初期位置からの移動距離の時間プロファイルを示す図であり、(B)は実施の形態1に係る2つの基板の位置ずれ量の時間プロファイルを示す図である。 変形例に係る基板接合装置が実行する相対位置変更処理の一例を示すフローチャートである。 (A)は変形例に係る基板接合装置の一部の概略正面図であり、(B)はヘッドと測距センサとの位置関係を示す平面図である。
(実施の形態1)
以下、本発明の実施の形態1に係る基板接合装置について、図を参照しながら説明する。本実施の形態に係る基板接合装置は、2つの基板を、樹脂層を介して接触させた状態で加圧および加熱することにより、2つの基板を樹脂層を介して接合する。
本実施の形態に係る基板接合装置100は、図1に示すように、チャンバ200と第1支持部であるステージ401と第2支持部であるヘッド402とステージ駆動部403とヘッド駆動部404と基板加熱部420と位置測定部500とを備える。また、基板接合装置100は、ステージ401とヘッド402との間の距離を測定するために使用される測距センサ413と反射板414とを備える。なお、以下の説明において、適宜図1の±Z方向を上下方向、XY方向を水平方向として説明する。
基板301、302は、Si基板、サファイア基板、ガラス基板等である。基板(第1基板)301の表面には、樹脂層331が形成されており、基板(第2基板)302の表面にも、樹脂層332が形成されている。樹脂層331、332は、熱硬化性樹脂または熱可塑性樹脂から形成されている。熱硬化性樹脂としては、フェノール樹脂、エポキシ樹脂、メラミン樹脂等が挙げられる。熱可塑性樹脂としては、ポリエチレン、ポリプロピレン、アクリル樹脂等が挙げられる。
チャンバ200は、排気管202Cと排気弁203Cとを介して真空ポンプ201に接続されている。排気弁203Cを開状態にして真空ポンプ201を作動させると、チャンバ200内の気体が、排気管202Cを通してチャンバ200外へ排出され、チャンバ200内の気圧が低減(減圧)される。また、排気弁203Cの開閉量を変動させて排気量を調節することにより、チャンバ200内の気圧(真空度)を調節することができる。また、チャンバ200の一部には、位置測定部500により基板301、302間における相対位置を測定するために使用される窓部503が設けられている。
ステージ401とヘッド402とは、チャンバ200内において、Z方向において互いに対向するように配置されている。ステージ401は、その上面で基板301を支持し、ヘッド402は、その下面で基板302を支持する。なお、ステージ401の上面とヘッド402の下面とは、基板301、302のステージ401、ヘッド402との接触面が鏡面でステージ401、ヘッド402から剥がれにくい場合を考慮して、粗面加工が施されていてもよい。ステージ401およびヘッド402は、基板301、302を保持する保持機構(図示せず)を有する。保持機構は、真空チャックであり、基板301、302を吸着保持する。
基板加熱部420は、ヒータ421、422から構成される。ヒータ421,422は、例えば電熱ヒータから構成される。ヒータ421,422は、ステージ401、ヘッド402に支持されている基板301,302に熱を伝達することにより基板301、302を加熱する。また、ヒータ421,422の発熱量を調節することにより、基板301、302や樹脂層331、332の温度を調節できる。基板加熱部420は、樹脂層331、332の温度をそれらが硬化する温度に調整することにより、樹脂層331、332を硬化させる樹脂層硬化部として機能する。
測距センサ413は、図2(A)に示すように、3つ存在し、反射板414も3つ存在する。なお、図2(A)においては、図示を簡略化するために、ステージ401、ヘッド402を概略形状で示している。測距センサ413は、例えばレーザ干渉式の測距センサである。測距センサ413としてレーザ干渉式のものを採用することにより、測定された距離が、ステージ401、ヘッド402、基板301、302、樹脂層331、332等の温度変化の影響を受けないという利点がある。3つの測距センサ413は、ステージ401の上面に平行な面内において、同一直線上ではない互いに異なる位置P11、P12、P13に配置されている。3つの測距センサ413は、円柱状のステージ401の周面においてステージ401の周方向に等間隔で固定されている。3つの反射板414は、ヘッド402の外周部における各測距センサ413それぞれに対向し、ヘッド402の下面に平行な面内において、同一直線上ではない互いに異なる位置P21、P22、P23に配置されている。3つの反射板414は、円柱状のヘッド402の周面に固定されている。各測距センサ413は、レーザ光を対向する反射板414へ出射したときの反射光を用いて、測距センサ413から反射板414までの距離を測定する。即ち、測距センサ413は、ステージ401の上面に平行な面内の3つの位置P11、P12、P13におけるZ軸方向における距離を測定する。
図1に戻って、第1支持部駆動部であるステージ駆動部403は、ステージ401をXY方向へ移動させたり、Z軸周りに回転させたりすることができる。ステージ駆動部401は、例えば図3に示すように、2つのステージ401を側方から押圧する押圧部431を、矢印AR431、AR432に示すように互いに逆方向へ移動させることにより、ステージ401をZ軸周りに回転させる方向(以下、適宜「θ方向」と称する。)へ移動させる。この場合、ステージ401をθ方向へ移動させると、X方向またはY方向におけるステージ401の位置が変化する。従って、ステージ駆動部403は、ステージ401をθ方向へ移動させる際、それに伴うX方向またはY方向へのステージ401の位置ずれを補正するようにステージ401をX方向またはY方向へ移動させる。
第2支持部駆動部であるヘッド駆動部404は、ヘッド402を上方向または下方向に昇降させる昇降駆動部406と、ヘッド402をXY方向へ移動させるXY方向駆動部405と、ヘッド402をZ軸周りの回転方向に回転させる回転駆動部407と、を有する。XY方向駆動部405および回転駆動部407が、X方向、Y方向、Z軸周りの回転方向において、ヘッド402をステージ401に対して相対的に移動させることにより、ステージ401に保持された基板301とヘッド402に保持された基板302とのアライメントが可能となる。
昇降駆動部406は、ヘッド402を下方向へ移動させることにより、ステージ401とヘッド402とを互いに近づける。また、昇降駆動部406は、ヘッド402を上方向に移動させることにより、ステージ401とヘッド402とを離れさせる。昇降駆動部406がヘッド402を下方向へ移動させることにより、ステージ401に保持された基板301とヘッド402に保持された基板302とが接触する。そして、基板301、302同士が接触した状態において昇降駆動部406がヘッド402に対してステージ401に近づく方向への駆動力を作用させると、基板302が基板301に押し付けられる。また、昇降駆動部406には、昇降駆動部406がヘッド402に対してステージ401に近づく方向へ作用させる駆動力を測定する第1圧力センサ408が設けられている。第1圧力センサ408の測定値から、昇降駆動部406により基板302が基板301に押し付けられたときに基板301、302の接合面に作用する圧力が検出できる。第1圧力センサ408は、例えばロードセルから構成される。
また、ヘッド駆動部404は、ヘッド402のステージ401に対する傾きを調整するためのピエゾアクチュエータ411と、ヘッド402に加わる圧力を測定するための第2圧力センサ412と、を有する。ピエゾアクチュエータ411、第2圧力センサ412は、それぞれ図2(A)に示すように、3つずつ存在する。なお、図2(A)においては、図示を簡略化するために、ステージ401、ヘッド402を概略形状で示している。3つのピエゾアクチュエータ411と3つの第2圧力センサ412とは、ヘッド402とXY方向駆動部405との間に配置されている。3つのピエゾアクチュエータ411は、図2(B)に示すように、平面視円形のヘッド402の上面の周部においてヘッド402の周方向に沿って等間隔に並んだ3つの位置PE11、PE12、PE13に固定されている。3つの第2圧力センサ412は、それぞれピエゾアクチュエータ411の上端部とXY方向駆動部405の下面とを接続している。3つのピエゾアクチュエータ411は、各別に上下方向に伸縮可能である。そして、3つのピエゾアクチュエータ411が伸縮することにより、ヘッド402のX軸周りおよびY軸周りの傾きとヘッド402の上下方向の位置とが微調整される。例えばヘッド402がステージ401に対して傾いている場合、3つのピエゾアクチュエータ411のうちの1つを伸長させてヘッド402の姿勢を微調整することにより、ヘッド402の下面とステージ401の上面とが平行な状態にすることができる。また、3つの第2圧力センサ412は、ヘッド402の下面における3つの位置での加圧力を測定する。そして、3つの第2圧力センサ412で測定された加圧力が等しくなるように3つのピエゾアクチュエータ411それぞれを駆動することにより、ヘッド402の下面とステージ401の上面とを平行に維持しつつ基板301、302同士を接触させることができる。
図1に戻って、位置測定部500は、上下方向に直交する方向(XY方向、Z軸周りの回転方向)における、基板301と基板302との位置ずれ量を測定する。位置測定部500は、複数(図1では2つ)の第1撮像部501、第2撮像部502と、ミラー504、505と、を有する。第1撮像部501、第2撮像部502は、それぞれ、撮像素子(図示せず)と同軸照明系とを有している。第1撮像部501、第2撮像部502の同軸照明系の光源としては、基板301、302およびステージ401、チャンバ200に設けられた窓部503を透過する光(例えば赤外光)を出射する光源が用いられる。
例えば図4(A)に示すように、基板(第1基板)301には、2つのアライメントマーク(第1アライメントマーク)MK1a、MK1bが設けられている。また、例えば図4(B)に示すように、基板(第2基板)302には、2つのアライメントマーク(第2アライメントマーク)MK2a、MK2bが設けられている。アライメントマークMK1a、MK1bは、図5(A)に示すように、基板301における樹脂層331により被覆されていない非被覆部(第1非被覆部)A1に設けられている。また、アライメントマークMK2a、MK2bは、図5(B)に示すように、基板302における樹脂層332により被覆されていない非被覆部(第2非被覆部)A2に設けられている。即ち、基板301(302)は、アライメントマークMK1a、MK1b(MK2a、MK2b)を有し一部が樹脂層331(332)により被覆されている。そして、アライメントマークMK1a、MK1b(MK2a、MK2b)は、樹脂層331(332)により被覆されていない。基板接合装置100は、位置測定部500により両基板301、302に設けられた各アライメントマークMK1a、MK1b、MK2a、MK2bの位置を認識しながら、両基板301、302の位置合わせ動作(アライメント動作)を実行する。基板接合装置100は、2つの基板301、302が対向した状態で、位置測定部500により2つの基板301、302に設けられたアライメントマークMK1a、MK2a、MK1b、MK2bを同時に認識しながらアライメント動作を実行する。
ここにおいて、図1に示すように、撮像部(第1撮像部)501の同軸照明系の光源(図示せず)から出射された光は、ミラー504で反射されて上方に進行し、窓部503および基板301、302の一部あるいは全部を透過する(図1の破線矢印SC1、SC2参照)。基板301、302の一部あるいは全部を透過した光は、基板301、302のアライメントマークMK1a,MK2aで反射され、下向きに進行し、窓部503を透過してミラー504で反射されて第1撮像部501の撮像素子に入射する。また、撮像部(第2撮像部)502の同軸照明系の光源(図示せず)から出射された光は、ミラー505で反射されて上方に進行し、窓部503および基板301、302の一部あるいは全部を透過する。基板301、302の一部あるいは全部を透過した光は、基板301、302のアライメントマークMK1a,MK2aで反射され、下向きに進行し、窓部503を透過してミラー505で反射されて第2撮像部502の撮像素子に入射する。このようにして、位置測定部500は、図6(A)に示すように、2つの基板301、302のアライメントマークMK1a,MK2aを含む撮影画像GAaと、2つの基板301、302のアライメントマークMK1b,MK2bを含む撮影画像GAbと、を取得する。なお、第1撮像部501による撮影画像GAaの撮影動作と第2撮像部502による撮影画像GAbの撮影動作とは、同時に実行される。
制御部700は、図7に示すように、MPU(Micro Processing Unit)701と、主記憶部702と、補助記憶部703と、インタフェース704と、各部を接続するバス705と、を有する。主記憶部702は、揮発性メモリから構成され、MPU701の作業領域として使用される。補助記憶部703は、不揮発性メモリから構成され、MPU701が実行するプログラムを記憶する。また、補助記憶部703は、後述する基板301、302の相対的な算出した位置ずれ量Δx、Δy、Δθに対して予め設定された位置ずれ量閾値Δxth、Δyth、Δθthも記憶する。インタフェース704は、第1圧力センサ408、第2圧力センサ412および測距センサ413から入力される測定信号を測定情報に変換してバス705へ出力する。また、インタフェース704は、第1撮像部501および第2撮像部502から入力される撮影画像信号を撮影画像情報に変換してバス705へ出力する。また、MPU701は、補助記憶部703が記憶するプログラムを主記憶部702に読み込んで実行することにより、インタフェース704を介して、保持機構440、ピエゾアクチュエータ411、基板加熱部420、ステージ駆動部403およびヘッド駆動部404それぞれへ制御信号を出力する。
制御部700は、図6(B)に示すように、第1撮像部501から取得した撮影画像GAaに基づいて、基板301、302に設けられた1組のアライメントマークMK1a,MK2a相互間の位置ずれ量Δxa、Δyaを算出する。なお、図6(B)は、1組のアライメントマークMK1a,MK2aが互いにずれている状態を示している。同様に、制御部700は、第2撮像部502から取得した撮影画像GAbに基づいて、基板301、302に設けられた他の1組のアライメントマークMK1b,MK2b相互間の位置ずれ量Δxb、Δybを算出する。
その後、制御部700は、これら2組のアライメントマークの位置ずれ量Δxa、Δya、Δxb、Δybと2組のマークの幾何学的関係とに基づいて、X方向、Y方向およびZ軸周りの回転方向における2つの基板301、302の相対的な位置ずれ量Δx、Δy、Δθを算出する。そして、制御部700は、算出した位置ずれ量Δx、Δy、Δθが低減されるように、例えばステージ401をX方向およびY方向へ移動させたりZ軸周りに回転させたりする。これにより、2つの基板301、302の相対的な位置ずれ量Δx、Δy、Δθが低減される。このようにして、基板接合装置100は、2つの基板301、302の水平方向における位置ずれ量Δx、Δy、Δθを補正するアライメント動作を実行する。
次に、本実施の形態に係る基板接合装置100が実行する基板接合処理について図8乃至図18を参照しながら説明する。この基板接合処理は、制御部700において、MPU701が補助記憶部703に記憶された基板接合処理を実行するためのプログラムを主記憶部702に読み込んで実行したことを契機として開始される。なお、基板301、302それぞれの厚さは、基板301、302が基板接合装置100へ搬送される前に、事前に測定されているものとする。基板301、302の厚さは、例えば基板301、302の複数箇所(例えば3箇所)における厚さの測定値の平均値に設定される。そして、制御部700が、測定された基板301、302の厚さを示す情報を補助記憶部703に記憶しているものとする。
まず、基板301、302が基板接合装置100内へ搬送され、基板接合装置100が、基板301、302を保持する(ステップS1)。このとき、基板301、302は、図9に示すように、ステージ401、ヘッド402に設けられた保持機構440により吸着された状態で、ステージ401、ヘッド402に保持される。
次に、基板接合装置100は、基板301、302間の距離を算出する(ステップS2)。ここにおいて、測距センサ413は、図2(A)に示すようにステージ401の上面に平行な面内の3箇所の位置P11、P12、P13におけるZ軸方向の距離それぞれを測定する。そして、制御部700は、測距センサ413により測定して得られた3つの測定値の平均値を距離G0(図9参照)から、ステージ401の上面と測距センサ413の上面との間の距離D1、反射板414の下面とヘッド402の下面との間の距離D2を差し引いて得られる距離G1をステージ401の上面とヘッド402の下面との間の距離G1として算出する。そして、制御部700は、基板301,302の厚さt1、t2と、ステージ401の上面とヘッド402の下面との間の距離G1と、から基板301、302間の距離G2(図9参照)を算出する。
その後、基板接合装置100は、位置測定部500を用いて取得した撮影画像情報に基づいて、基板301、302の相対的な位置ずれ量を測定する(ステップS3)。ここにおいて、制御部700は、まず、位置測定部500の第1撮像部501および第2撮像部502から、非接触状態における2つの基板301、302の撮影画像GAa,GAb(図6(A)参照)を取得する。そして、制御部700は、2つの撮影画像GAa,GAbに基づいて、2つの基板301、302のX方向、Y方向およびZ軸周りの回転方向の位置ずれ量Δx、Δy、Δθそれぞれを算出する。具体的には、制御部700は、例えばZ方向に離間したアライメントマークMK1a,MK2aを同時に読み取った撮影画像GAaに基づき、ベクトル相関法を用いて位置ずれ量Δxa、Δya(図6(B)参照)を算出する。同様に、Z方向に離間したアライメントマークMK1b,MK2bを同時に読み取った撮影画像GAbに基づき、ベクトル相関法を用いて位置ずれ量Δxb、Δyb(図6(B)参照)を算出する。そして、制御部700は、位置ずれ量Δxa、Δya、Δxb、Δybに基づいて、2つの基板301、302の水平方向における位置ずれ量Δx、Δy、Δθを算出する。
図8に戻って、次に、基板接合装置100は、算出した基板301、302の相対的な位置ずれ量Δx、Δy、Δθを小さくするように基板302を基板301に対して相対的に移動させることにより、位置合わせを実行する(ステップS4)。ここにおいて、基板接合装置100は、例えばヘッド402を固定した状態で、位置ずれ量Δx、Δy、Δθが解消するように、ステージ401をX方向、Y方向およびZ軸周りの回転方向へ移動させる。
続いて、基板接合装置100は、ヘッド402を下方向へ移動させて基板301、302同士を近づけて(ステップS5)、2つの基板301、302を、樹脂層331、332を介して接触させる(接触工程)(ステップS6)。ここで、基板接合装置100は、算出した基板301、302間の距離G2から基板302を基板301に接触させるためのヘッド402の移動量を算出し、算出した移動量だけヘッド402を動かす。
その後、基板接合装置100は、ステージ401、ヘッド402の温度を樹脂層331、332が軟化する第1温度に調節する(ステップS7)。ここで、基板接合装置100は、基板加熱部420により、ステージ401、ヘッド402を加熱することにより、ステージ401、ヘッド402の温度を第1温度まで昇温させる。
樹脂層331、332が熱硬化性樹脂の場合、基板接合装置100は、例えば図10(A)に示すように、時刻T1から時刻T2にかけて、ステージ401、ヘッド402の温度を室温(例えば25℃)RTから第1温度TH1まで昇温させる。このとき、図10(B)に示すように、樹脂層331、332の硬さSが、硬さS10から硬さS11へ変化する。硬さS10は、基板301、302間に互いに接合された樹脂層331、332が介在した状態で、基板301を基板302に対して移動させることが不可能な硬さである。一方、硬さS11は、基板301、302間に互いに接合された樹脂層331、332が介在した状態で、基板301を基板302に対して移動させることが可能な硬さである。
一方、樹脂層331、332が熱可塑性樹脂の場合、基板接合装置100は、例えば図11(A)に示すように、時刻T21から時刻T22にかけて、ステージ401、ヘッド402の温度を室温RTから第1温度TH21まで昇温させる。このとき、図11(B)に示すように、樹脂層331、332の硬さSが、硬さS20から硬さS21へ変化する。硬さS20は、基板301、302間に互いに接合された樹脂層331、332が介在した状態で、基板301を基板302に対して移動させることが不可能な硬さである。一方、硬さS21は、基板301、302間に互いに接合された樹脂層331、332が介在した状態で、基板301を基板302に対して移動させることが可能な硬さである。
図8に戻って、次に、基板接合装置100は、基板301、302が樹脂層331、332を介して接触した状態で、基板302の基板301に対する平行度(傾き)を調整する(傾き調整工程)(ステップS8)。ここで、基板接合装置100は、測距センサ413により測定された距離に基づいて、3つのピエゾアクチュエータ411の伸縮量を変化させることにより、ヘッド402のステージ401に対する傾きを変化させる。
続いて、基板接合装置100は、基板301、302が樹脂層331、332を介して接触した状態で、測距センサ413により測定された距離に基づいて、基板301、302の間の基板間距離が予め設定された基準距離となるように基板間距離を調整する(距離調整工程)(ステップS9)。このとき、基板接合装置100は、図12に示すように、時刻T31から時刻T32にかけて、ヘッド402をステージ401に近づく方向へ移動させることにより、基板301、302に加わる圧力を上昇させていく。そして、基板接合装置100は、時刻T32において、圧力(第1圧力)PR1が基板301、302に対して互いに近づく方向へ加わった状態とする。この圧力PR1は、基板301、302が樹脂層331、332を介して接触した状態で、基板301が基板302に対して移動可能な圧力である。
図8に戻って、その後、基板接合装置100は、基板301、302が樹脂層331、332を介して接触した状態で、基板301の基板302に対する相対的な位置ずれ量を測定する(位置ずれ測定工程)(ステップS10)。ここで、基板接合装置100は、まず、基板301、302が樹脂層331、332を介して接触した状態における2つの基板301、302の撮影画像GAa,GAb(図6(A)参照)を取得する。そして、基板接合装置100は、2つの撮影画像GAa,GAbに基づいて、2つの基板301、302のX方向、Y方向およびZ軸周りの回転方向の位置ずれ量Δx、Δy、Δθそれぞれを算出する。
次に、基板接合装置100は、X、Y、θ方向の全てにおいて、算出した位置ずれ量Δx、Δy、Δθが予め設定された位置ずれ量閾値Δxth、Δyth、Δθth以下であるか否かを判定する(ステップS11)。ここにおいて、制御部700が、まず、補助記憶部703が記憶する位置ずれ量閾値Δxth、Δyth、Δθthと、算出した位置ずれ量Δx、Δy、Δθと、を比較する。そして、制御部700は、比較結果に基づいて、算出した位置ずれ量Δx、Δy、Δθの全てが、それぞれ対応する位置ずれ量閾値Δxth、Δyth、Δθth以下であるか否かを判定する。
基板接合装置100により、算出した位置ずれ量Δx、Δy、Δθのいずれかが、予め設定された位置ずれ量閾値Δxth、Δyth、Δθthよりも大きいと判定されたとする(ステップS11:No)。この場合、基板接合装置100は、基板301、302が樹脂層331、332を介して接触した状態で、基板301の基板302に対する相対的な位置ずれ量が小さくなるように、基板301の基板302に対する相対的な位置を調整する相対的位置変更処理を実行する(位置調整工程)(ステップS12)。
ここで、基板接合装置100が実行する相対的位置変更処理について図13乃至図18を参照しながら詳細に説明する。まず、基板接合装置100は、基板接合処理において過去に相対位置変更処理を実行しておらず1回目の相対位置変更処理であるか否かを判定する(ステップS101)。基板接合装置100は、1回目の相対位置変更処理であると判定すると(ステップS101:Yes)、算出した位置ずれ量Δx、Δy、Δθに基づいて、ステージ401の移動量を、位置ずれ量Δx、Δy、Δθよりも大きい第1移動量Mx1、My1、Mθ1に設定する(ステップS102)。第1移動量Mx1、My1、Mθ1は、位置ずれ量Δx、Δy、Δθよりも予め設定されたマージン量だけ大きい移動量に設定される。このマージン量は、例えば樹脂層331、332が軟化した状態における樹脂層331、332の流動性と基板301の基板302に対する移動速度との関係に基づいて設定される。例えば図14(A)に示すように、基板301が基板302に対して位置ずれ量△DP1だけずれているとする。この場合、基板接合装置100は、ステージ401の移動量を、位置ずれ量△DP1よりも大きい第1移動量M1に設定する。続いて、基板接合装置100は、後述するステップS105の処理を実行する。
一方、基板接合装置100が、過去に相対位置変更処理を実行しており、2回目以降の相対位置変更処理であると判定したとする(ステップS101:No)。この場合、基板接合装置100は、前回の相対位置変更処理前の位置ずれの方向とは逆方向への位置ずれが発生しているか否かを判定する(ステップS103)。即ち、基板接合装置100は、基板301の基板302に対する位置ずれ方向が前回の相対位置変更処理前の位置ずれ方向から反対方向へ逆転しているか否かを判定する。基板接合装置100は、前回の相対位置変更処理前の位置ずれの方向とは逆方向への位置ずれが発生していないと判定すると(ステップS103:No)、そのまま後述のステップS105の処理を実行する。
一方、基板接合装置100は、前回の相対位置変更処理前の位置ずれの方向とは逆方向への位置ずれが発生していると判定すると(ステップS103:Yes)、ステージ401の移動量を前回の相対位置変更処理における第1移動量Mx1(My1、Mθ1)よりも大きい第3移動量Mx3(My3、Mθ3)に設定する(ステップS104)。
次に、基板接合装置100は、設定した第1移動量Mx1、My1、Mθ1または第3移動量Mx3(My3、Mθ3)に基づいて、ステージ401をヘッド402に対してX、Y、θ方向(第1方向)へ移動させる(ステップS105)。例えば図14(B)に示すように、ステージ401を矢印AR11に示す方向へ移動させるとする。この場合、樹脂層331、332の流動性に応じて、ステージ401を移動させるためにステージ401を押圧するステージ押圧部分401aと、ヘッド402を支持するヘッド支持部分402aに撓みが生じる。なお、図14(A)、(B)において、ステージ押圧部分401aは、ステージ駆動部403がステージ401をXY方向へ移動させたり、Z軸周りに回転させたりするためにステージ401に接触させる部材を模式的に示したものである。また、ヘッド支持部分402aは、ヘッド402を支持する昇降駆動部406、XY方向駆動部405、回転駆動部407、ピエゾアクチュエータ411等を纏めて模式的に示したものである。そして、ステージ401にステージ押圧部分401aの復元力が矢印AR11方向へ作用するとともに、ヘッド402にヘッド支持部分402aの復元力が矢印AR12方向へ作用する。この状態で、基板301の基板302に対して矢印AR11方向へ樹脂層331、332の流動性に応じた速度で移動していく。ここで、基板301の移動速度は、第1移動量が算出した位置ずれ量と同じ場合に比べて速いので、第1移動量が算出した位置ずれ量と同じ場合に比べて早く位置ずれ量が小さくなっていく。ここで、ステージ401は、図15(A)、図16(A)に示すように、例えば時刻T11、T211において、ステージ押圧部分401aが初期位置SP0から第1移動量M1だけ移動する。このとき、基板301の基板302に対する位置ずれ量は、図15(B)、図16(B)に示すように、ステージ押圧部分401a、ヘッド支持部分402aの撓みが緩和されるに伴って変化していく。
また、例えば図16(B)に示すように、時刻T212において、基板301の基板302に対する位置ずれ量の大きさが△DP2になったとする。この場合、例えば図17(A)に示すように、基板301、302に対向方向において、基板302のアライメントマークMK2a、MK2bが、それぞれ基板301のアライメントマークMK1a、MK1bの外側に位置している場合がある。この場合、基板接合装置100は、図17(B)に示すように、ステージ401の移動量を第1移動量M1よりも大きい第3移動量M3に設定することにより、ステージ401の目標位置を初期位置SP0から矢印AR14方向へずれた位置SP3に設定する。
図13に戻って、その後、基板接合装置100は、基板301、302が樹脂層331、332を介して接触した状態で、基板301、302の相対的な位置ずれ量を算出する(ステップS106)。
次に、基板接合装置100は、X方向において、算出したX方向の位置ずれ量Δxが予め設定された位置ずれ量閾値Δxth以下であるか否かを判定する(ステップS107)。基板接合装置100は、算出した位置ずれ量Δxが位置ずれ量閾値Δxthを超えていると判定すると(ステップS107:No)、そのまま後述のステップS108の処理を実行する。
一方、基板接合装置100は、算出した位置ずれ量Δxが位置ずれ量閾値Δxth以下であると判定すると(ステップS107:Yes)、ステージ401の移動量を前述の第1移動量Mx1に予め設定されたマージン量を加えた第2移動量Mx2に設定する(ステップS108)。このマージン量は、前述のステージ押圧部分401a、ヘッド支持部分402aの撓みを無くすために移動させるべきステージ401の移動量に基づいて決定される。このマージン量は、例えば絶対値がステージ401の第1移動量Mx1の25%程度の負の量に設定される。例えば第1移動量が20μmである場合、マージン量は−5μm程度に設定される。例えば図15(B)に示すように、時刻T12において、基板301の基板302に対する位置ずれ量が0になったとする。この場合、図18(A)に示すように、基板301、302が互いに対向する方向において、基板302のアライメントマークMK2a、MK2bが、それぞれ基板301のアライメントマークMK1a、MK1bの内側に入った状態となる。この場合、基板接合装置100は、ステージ401の移動量を第1移動量M1からマージン量△DSPMだけ差し引いて得られる第2移動量M2に設定することにより、ステージ401の目標位置を初期位置SP0から△DSPMだけ矢印AR11方向へずれた位置SP2に設定する。
図13に戻って、次に、基板接合装置100は、Y方向において、算出したY方向の位置ずれ量Δyが予め設定された位置ずれ量閾値Δyth以下であるか否かを判定する(ステップS109)。基板接合装置100は、算出した位置ずれ量Δyが位置ずれ量閾値Δxthを超えていると判定すると(ステップS109:No)、そのまま後述のステップS111の処理を実行する。
一方、基板接合装置100は、算出した位置ずれ量Δyが位置ずれ量閾値Δyth以下であると判定すると(ステップS109:Yes)、ステージ401の移動量を前述の第1移動量My1に予め設定されたマージン量を加えた第2移動量My2に設定する(ステップS110)。このマージン量は、前述と同様に、ステージ押圧部分401a、ヘッド支持部分402aの撓みを無くすために移動させるべきステージ401の移動量に基づいて決定される。
続いて、基板接合装置100は、θ方向において、算出したθ方向の位置ずれ量Δθが予め設定された位置ずれ量閾値Δθth以下であるか否かを判定する(ステップS111)。基板接合装置100は、算出した位置ずれ量Δθが位置ずれ量閾値Δθthを超えていると判定すると(ステップS111:No)、そのまま後述のステップS113の処理を実行する。
一方、基板接合装置100は、算出した位置ずれ量Δθが位置ずれ量閾値Δθth以下であると判定すると(ステップS111:Yes)、ステージ401の移動量を前述の第1移動量Mθ1に予め設定されたマージン量を加えた第2移動量Mθ2に設定する(ステップS112)。このマージン量は、前述と同様に、ステージ押圧部分401a、ヘッド支持部分402aの撓みが無くすためにステージ401を移動させるべき移動量に基づいて決定される。
その後、基板接合装置100は、設定した第2移動量Mx2、My2、Mθ2に基づいて、ステージ401をヘッド402に対してX方向に沿った反対方向(第2方向)へ移動させる(ステップS113)。これにより、図18(B)に示すように、ステージ押圧部分401a、ヘッド支持部分402aの撓みが無くなった状態となる。そして、基板接合装置100は、再び図8のステップS10の処理を実行する。
図8に戻って、基板接合装置100は、基板301、302が樹脂層331、332を介して接触した状態で、基板301、302の相対的な位置ずれ量を算出し(ステップS10)、再び前述のステップS11の処理を実行する。
また、基板接合装置100が、ステップS12の処理において、Δx、Δy、Δθ方向の全てにおいて、算出した位置ずれ量Δx、Δy、Δθが位置ずれ量閾値Δxth、Δyth、Δθth以下であると判定したとする(ステップS11:Yes)。この場合、基板接合装置100は、ステージ401、ヘッド402の温度を樹脂層331、332が硬化する第2温度または第3温度に調節するとともに、基板301、302に加える圧力を加圧することにより、樹脂層331、332を硬化させる(樹脂層硬化工程)(ステップS13)。ここで、基板接合装置100は、基板加熱部420により、ステージ401、ヘッド402を加熱、或いは、基板加熱部420による加熱を停止させることにより、ステージ401、ヘッド402の温度を第2温度まで昇温または第3温度まで高温させる。
樹脂層331、332が熱硬化性樹脂の場合、基板接合装置100は、例えば図10(A)に示すように、時刻T3から時刻T4にかけて、ステージ401、ヘッド402の温度を第1温度TH1から第2温度TH2まで昇温させる。このとき、図10(B)に示すように、樹脂層331、332の硬さSが、硬さS11から硬さS12へ変化する。硬さS12は、基板301、302間に互いに接合された樹脂層331、332が介在した状態で、基板301を基板302に対して移動させることが不可能な硬さである。即ち、基板接合装置100は、相対的位置変更処理を実行する際、樹脂層331、332を第1温度TH1にし、樹脂層331、332を硬化させる際、樹脂層331、332を樹脂層331、332が硬化する第2温度TH2にする。
一方、樹脂層331、332が熱可塑性樹脂の場合、基板接合装置100は、例えば図11(A)に示すように、時刻T23から時刻T24にかけて、ステージ401、ヘッド402の温度を第1温度TH21から第3温度である室温RTまで降温させる。このとき、図11(B)に示すように、樹脂層331、332の硬さSが、硬さS21から硬さS20へ変化する。硬さS20は、基板301、302間に互いに接合された樹脂層331、332が介在した状態で、基板301を基板302に対して移動させることが不可能な硬さである。即ち、基板接合装置100は、相対的位置変更処理を実行する際、樹脂層331、332の温度を第1温度TH23にし、樹脂層331、332を硬化させる際、樹脂層331、332の温度を、樹脂層331、332が硬化する第3温度RTにする。
また、基板接合装置100は、図12に示すように、時刻T33から時刻T34にかけて、ヘッド402をステージ401に近づく方向へ押圧することにより、基板301、302から樹脂層331、332に加わる圧力を上昇させていく。そして、基板接合装置100は、時刻T34において、圧力(第2圧力)PR2が樹脂層331、332に加わった状態とする。この圧力PR2は、例えば樹脂層331、332が硬化した状態で互いに堅固に接着し、樹脂層331、332が基板301、302の互いに対向する面内全体に広がる圧力であり、最終目的圧力に相当する。
以上説明したように、本実施の形態に係る基板接合装置100は、基板301、302が樹脂層331、332を介して接触した状態で、基板301の基板302に対する位置ずれ量を測定し、位置ずれ量が小さくなるように基板301を基板302に対して移動させて基板301の基板302に対する相対的な位置を調整する。これにより、基板301の基板302に対する相対的な位置を調整した後において基板301、302に物理的な衝撃が加わる可能性を低減することができるので、基板301、302を精度よく接合することができる。従って、基板301、302を互いに接合することにより作製される製品について基板301の基板302に対する位置ずれに起因した製品不良の発生率を低減できる。
本実施の形態に係る基板接合装置100によれば、例えば、第1基板301に形成されたパターンの位置と第2基板302に形成されたパターンの位置とを精度良く合わすことができる。また、第1基板301と第2基板302とを微小な電極を介して接合する必要がある場合、第1基板301の電極と第2基板302の電極とを精度良く合わせることができる。
(実施の形態2)
本実施の形態に係る樹脂成形装置は、図1に示した実施の形態1に係る基板接合装置100と同様の構成を有し、ステージ401にモールドを保持し、ヘッド402に複合基板を保持している点が実施の形態1と相違する。なお、実施の形態1と同様の構成については適宜図1と同じ符号を使って説明する。本実施の形態に係る樹脂成形装置は、モールドを樹脂層が形成された複合基板上の樹脂層に押し付けて樹脂部を成形する装置である。この樹脂成形装置は、複合基板をヘッド402に保持させるとともにモールドをステージ401に保持させた状態で、ヘッド402をステージ401に近づけることにより、モールドを複合基板の樹脂層に押し付けることにより、モールドの形状に応じたパターンを複合基板の樹脂層に転写する。
次に、本実施の形態に係る樹脂成形装置が実行する樹脂成形処理について図19乃至図21を参照しながら説明する。この樹脂成形処理は、制御部700において、MPU701が補助記憶部703に記憶された樹脂成形処理を実行するためのプログラムを主記憶部702に読み込んで実行したことを契機として開始される。ここで、図20(A)に示すように、モールド2301は、例えばガラスから形成され、表面に凹凸形状が形成されたものである。また、複合基板2302は、Si基板、サファイア基板、ガラス基板等の基板2321上に樹脂層2322が形成されたものである。樹脂層2322は、熱硬化性樹脂、熱可塑性樹脂等から形成される。
まず、樹脂成形装置は、図19に示すように、実施の形態1で説明したステップS1の処理と同様にして、モールド2301、複合基板2302が樹脂成形装置内へ搬送され、モールド2301、複合基板2302がそれぞれステージ401、ヘッド402に保持される(ステップS501)。このとき、モールド2301、複合基板2302は、図20(A)に示すように、ステージ401、ヘッド402に設けられた保持機構440により吸着された状態で、ステージ401、ヘッド402に保持される。
図19に戻って、続いて、樹脂成形装置は、実施の形態1で説明したステップS2の処理と同様にして、モールド2301と複合基板2302との間の距離を算出する(ステップS502)。
その後、樹脂成形装置は、実施の形態1で説明したステップS3の処理と同様にして、位置測定部500を用いて取得した撮影画像情報に基づいて、モールド2301、複合基板2302の相対的な位置ずれ量を算出する(ステップS503)。次に、樹脂成形装置は、実施の形態1で説明したステップS4の処理と同様にして、算出したモールド2301、複合基板2302の相対的な位置ずれ量Δx、Δy、Δθを補正するようにモールド2301を複合基板2302に対して相対的に移動させることにより、位置合わせを実行する(ステップS504)。続いて、樹脂成形装置は、ヘッド402を下方向へ移動させてモールド2301を複合基板2302に近づけて(ステップS505)モールド2301を複合基板2302に接触させる(ステップS506)。
その後、樹脂成形装置は、実施の形態1で説明したステップS8の処理と同様にして、ステージ401、ヘッド402の温度を樹脂層2322が軟化する第1温度に調節する(ステップS507)。次に、樹脂成形装置は、モールド2301と複合基板2302との平行度を調整し(ステップS508)、モールド2301と複合基板2302との間の距離を予め設定された距離となるように調整する(ステップS509)。ここで、樹脂成形装置は、モールド2301の上端面と複合基板2302の基板2321の下面との間の距離が予め設定された距離となるように調整する。また、樹脂成形装置は、モールド2301と複合基板2302とに、モールド2301が複合基板2302に対して移動可能な圧力が加わるように、モールド2301と複合基板2302の基板2321とが互いに近づく方向へ加わる圧力を調整する。
その後、樹脂成形装置は、モールド2301と複合基板2302との相対的な位置ずれ量を算出する(ステップS510)。
次に、樹脂成形装置は、実施の形態1で説明したステップS12の処理と同様にして、X、Y、θ方向の全てにおいて、算出した位置ずれ量Δx、Δy、Δθが予め設定された位置ずれ量閾値Δxth、Δyth、Δθth以下であるか否かを判定する(ステップS511)。樹脂成形装置により、算出した位置ずれ量Δx、Δy、Δθのいずれかが、予め設定された位置ずれ量閾値Δxth、Δyth、Δθthよりも大きいと判定されたとする(ステップS511:No)。この場合、樹脂成形装置は、モールド2301が複合基板2302の樹脂層2322に接触した状態で、モールド2301の複合基板2302に対する相対的な位置を変更する相対的位置変更処理を実行する(位置調整工程)(ステップS512)。
この相対的位置変更処理の内容は、実施の形態1で説明した相対的位置変更処理の内容と同様である。例えば図20(B)に示すように、モールド2301が複合基板2302に対して位置ずれ量△DPだけずれているとする。この場合、樹脂成形装置は、図21に示すように、ステージ401の移動量を、位置ずれ量△DPよりも大きい第1移動量△DSP1に設定して、ステージ401をヘッド402に対して第1移動量△DSP1だけ移動させる。その後、樹脂成形装置は、実施の形態1で説明した相対的位置変更処理と同様に、モールド2301が複合基板2302に接触した状態で、モールド2301の複合基板2302に対する相対的な位置ずれ量を算出する。そして、樹脂成形装置は、位置ずれ量に応じて、ステージ401の移動量を第2移動量または第3移動量に設定し、設定した移動量に基づいてステージ401を移動させる。
続いて、樹脂成形装置は、モールド2301が複合基板2302に接触した状態で、モールド2301の複合基板2302に対する相対的な位置ずれ量を算出し(ステップSS510)、再び前述のステップS511の処理を実行する。
また、樹脂成形装置が、ステップS511の処理において、Δx、Δy、Δθ方向の全てにおいて、算出した位置ずれ量Δx、Δy、Δθが位置ずれ量閾値Δxth、Δyth、Δθth以下であると判定したとする(ステップS511:Yes)。この場合、樹脂成形装置は、ステージ401、ヘッド402の温度を複合基板2302の樹脂層2322が硬化する第2温度または第3温度に調節する(ステップS513)。次に、樹脂成形装置は、ヘッド402を上方へ移動させることにより、モールド2301を複合基板2302から離脱させる(ステップS514)。
以上説明したように、本実施の形態に係る樹脂成形装置は、モールド2301が複合基板2302に接触した状態で、モールド2301の複合基板2302に対する位置ずれ量を測定し、位置ずれ量が小さくなるようにモールド2301を複合基板2302に対して移動させてモールド2301の複合基板2302に対する相対的な位置を調整する。これにより、モールド2301の複合基板2302に対する相対的な位置を調整した後においてモールド2301または複合基板2302に物理的な衝撃が加わる可能性を低減することができるので、複合基板2302に樹脂部分を精度よく成形することができる。従って、複合基板2302に樹脂部分を成形することにより作製される製品について樹脂部分の位置ずれに起因した製品不良の発生率を低減できる。
例えば、複合基板2302の両面に微小な樹脂部を成形して構造物を作製する場合、複合基板2302の両面に設けられた樹脂部同士の位置精度が必要になる。また、複合基板2302上にパターンが形成されており、このパターン上に樹脂部を成形する場合に樹脂部の位置精度が必要となる。これに対して、本実施の形態に係る樹脂成形装置によれば、複合基板2302の両面に微小な樹脂部を精度良く成形することができ、また、複合基板2302上に形成されたパターン上に精度良く樹脂部を成形することができる。
(変形例)
以上、本発明の各実施の形態について説明したが、本発明は前述の各実施の形態の構成に限定されるものではない。例えば図22(A)に示すように、基板3301のアライメントマークMK1a、MK1bが、基板3301における樹脂層3331により被覆されていない非被覆部A1に形成された凹部3313の底に設けられていてもよい。また、図22(B)に示すように、基板3302のアライメントマークMK2a、MK2bが、基板3302における樹脂層3332により被覆されていない非被覆部A2に形成された凹部3323の底に設けられていてもよい。即ち、基板3301(3302)は、アライメントマークMK1a、MK1b(MK2a、MK2b)を有し一部が樹脂層3331(3332)により被覆されるとともに凹部3313(3323)が形成されている。そして、アライメントマークMK1a、MK1b(MK2a、MK2b)は、凹部3313(3323)の底に配設されており、アライメントマークMK1a、MK1b(MK2a、MK2b)および凹部3313(3323)が、樹脂層3331(3332)により被覆されていない。
本構成によれば、基板3301における非被覆部A1の周縁部からアライメントマークMK1a、MK1bまでの沿面距離、基板3302における非被覆部A2の周縁部からアライメントマークMK2a、MK2bまでの沿面距離が長くなる。これにより、例えば基板接合装置100が基板3301、3302を、樹脂層3331、3332を介して接触させた状態で位置調整を実行する際、樹脂層3331、3332がアライメントマークMK1a、MK1b、MK2a、MK2bまで流動しにくくなる。従って、樹脂層3331、3332の一部がアライメントマークMK1a、MK1b、MK2a、MK2bまで流動して覆うことによるアライメント動作の不良の発生が抑制される。
或いは、図23(A)に示すように、基板4301のアライメントマークMK1a、MK1bが、基板4301における樹脂層4331により被覆されていない非被覆部A1に形成された環状溝4313の内側の内側部位4314に設けられていてもよい。また、図23(B)に示すように、基板4302のアライメントマークMK2a、MK2bが、基板4302における樹脂層4332により被覆されていない非被覆部A2に形成された環状溝4323の内側の内側部位4324に設けられていてもよい。即ち、基板4301(4302)は、アライメントマークMK1a、MK1b(MK2a、MK2b)を有し一部が樹脂層4331(4332)により被覆されるとともに環状溝4313(4323)が形成されている。アライメントマークMK1a、MK1b(MK2a、MK2b)は、環状溝4313(4323)の内側に配設されている。そして、環状溝4313(4323)および環状溝4313(4323)の内側部位4314(4324)は、樹脂層4331(4332)により被覆されていない。ここで、基板4301、4302における、環状溝4313、4323の外周部の厚さは、内側部位4314、4324の厚さに略等しくなっている。
本構成によれば、基板4301、4302における、環状溝4313、4323の外周部の厚さは、内側部位4314、4324の厚さに略等しくなっている。これにより、基板4301、4302の厚さ方向におけるアライメントマークMK1a、MK1bとアライメントマークMK2a、MK2bとの間の距離が短縮される。従って、位置測定部500によるアライメントマークMK1a、MK1b、MK2a、MK2bの同時認識を良好に実行できる。
或いは、図24(A)に示すように、基板5301のアライメントマークMK1a、MK1bが、基板5301における樹脂層5331により被覆されていない非被覆部(第1非被覆部)A1に形成された段部5313に設けられていてもよい。また、図24(B)に示すように、基板5302のアライメントマークMK2a、MK2bが、基板5302における樹脂層5332により被覆されていない非被覆部(第2非被覆部)A2に形成された段部5323に設けられていてもよい。ここで、段部5313、5323は、基板5301、5302の厚さ方向において、基板5301、5302における樹脂層5331、5332が形成される一面よりも他面側に位置する面を構成している。即ち、基板5301(5302)は、アライメントマークMK1a、MK1b(MK2a、MK2b)を有し一部が樹脂層5331(5332)により被覆されるとともに段部5313(5323)が形成されている。そして、アライメントマークMK1a、MK1b(MK2a、MK2b)は、段部5313(5323)の底に配設されている。そして、アライメントマークMK1a、MK1b(MK2a、MK2b)および段部5313(5323)が、樹脂層5331(5332)により被覆されていない。
なお、前述の変形例では、基板3301、3302、4301、4302、5301、5302の例について説明したが、これらと同様の凹部、環状溝、段部を有するモールドであってもよい。
各実施の形態において、樹脂層331、332が熱硬化性樹脂の場合、基板接合装置100が、例えば図25(A)に示すように、時刻T31から時刻T34にかけて、ステージ401、ヘッド402の温度を室温RTから第2温度TH34まで連続的に昇温させるものであってもよい。この場合、図25(B)に示すように、樹脂層331、332の硬さSが、時刻T32乃至T33の期間だけ、硬さS30よりも軟らかい硬さS31以下硬さS32以上の硬さに軟化する。硬さS31以下硬さS32以上の硬さは、基板301、302間に互いに接合された樹脂層331、332が介在した状態で、基板301を基板302に対して移動させることが不可能な硬さである。
本構成によれば、処理時間を短縮できるので、その分、スループットを向上させることができる。
実施の形態1では、基板接合装置100が、算出した位置ずれ量Δx、Δy、Δθが位置ずれ量閾値Δxth、Δyth、Δθth以下となるように、ステージ401の移動量を、第1移動量Mx1、My1、Mθ1に設定する例について説明した。但し、これに限らず、例えば基板接合装置100が、算出した位置ずれ量Δx、Δy、Δθ以下の基板301の基板302に対する基板移動量Δxta、Δyta、Δθtaに対応する第4移動量Mx4、My4、Mθ4だけステージ401をX、Y、θ方向(第1方向)へ移動させる前記位置ずれ量を小さくする第1方向へ移動させるものであってもよい。この場合、基板接合装置100は、位置ずれ量の算出と、相対的位置変更処理と、を繰り返すことにより、ステージ401をヘッド402に対して一方向のみに移動させて、位置ずれ量Δx、Δy、Δθを予め設定された位置ずれ量閾値Δxth、Δyth、Δθth以下にする。
本変形例に係る基板接合処理では、実施の形態1における相対位置変更処理の内容が異なる。本変形例に係る相対位置変更処理では、図26に示すように、基板接合装置100は、まず、ステージ401の移動量を、算出した位置ずれ量Δx、Δy、Δθ以下の基板301の基板302に対する基板移動量Δxta、Δyta、Δθtaに対応する第4移動量Mx4、My4、Mθ4に設定する(ステップS201)。ここで、基板接合装置100は、例えば基板移動量Δxta、Δyta、Δθtaを、算出された位置ずれ量Δx、Δy、Δθに予め設定された倍率を乗じて得られる量に設定するものであってもよい。
次に、基板接合装置100は、設定した第4移動量Mx4、My4、Mθ4に基づいて、ステージ401をヘッド402に対してX、Y、θ方向(第1方向)へ移動させる(ステップS202)。なお、基板接合装置100は、ステージ401をヘッド402に対して第4移動量Mx4、My4、Mθ4だけX、Y、θ方向へ移動させた後、予め設定された待機時間経過後に位置ずれ量を測定するようにしてもよい。その後、基板接合装置100は、ステップS203乃至S210の処理を実行する。ここで、ステップS203乃至S210の処理は、実施の形態1で説明した図13のステップS106乃至S113の処理と同様である。そして、基板接合装置100は、X、Y、θ方向の全てにおいて、算出した位置ずれ量Δx、Δy、Δθが、位置ずれ量閾値Δxth、Δyth、Δθth以下となるまで、位置ずれ量Δx、Δy、Δθの測定する処理(図8のステップS10参照)と、相対位置変更処理(図8のS12参照)とを繰り返し実行する。
ここで、基板接合装置100は、基板移動量Δxta、Δyta、Δθtaが小さくなる毎に、第4移動量Mx4、My4、Mθ4を算出する際に位置ずれ量Δx、Δy、Δθに乗じる倍率を小さくしていってもよい。また、基板接合装置100は、基板移動量Δxta、Δyta、Δθtaが小さくなる毎に、ステージ401をヘッド402に対して移動させた後、位置ずれ量を測定するまでの待機時間を短縮していってもよい。
本構成によれば、基板301、302の位置ずれ量を比較的早く位置ずれ量閾値以下に収束させることができるので、その分、スループットを向上させることができる。
また、基板接合装置100は、ステージ401のヘッド402に対する累積移動量と基板301の基板302に対する累積移動量との差分量に基づいて第4移動量を算出してもよい。この場合、基板接合装置100は、ステージ401の累積移動量を算出し、基板301の基板302に対する累積移動量を算出する。続いて、基板接合装置100は、算出したステージ401の累積移動量と基板301の基板302に対する累積移動量との差分量を算出する。その後、基板接合装置100は、ステージ401の移動量を、前述の目標量Δxta、Δyta、Δθtaよりも算出した差分量だけ大きい第4移動量Mx4、My4、Mθ4に設定する。その後、基板接合装置100は、設定した第4移動量Mx4、My4、Mθ4に基づいて、ステージ401をヘッド402に対してX、Y、θ方向(第1方向)へ移動させる。
本構成によれば、基板301を基板302に対して目標量だけ正確に移動させることができるので、その分、基板301の基板302に対する位置ずれ量を比較的早く位置ずれ量閾値以下に収束させることができる。
更に、基板接合装置100は、ステージ401をヘッド402に対して、第4移動量Mx4、My4、Mθ4だけ移動させた後、予め設定された基準時間後に基板301の基板302に対する位置ずれ量を測定し、基板301が基板302に対して基準時間内に移動した第5移動量を算出するようにしてもよい。そして、基板接合装置100は、第4移動量Mx4、My4、Mθ4と第5移動量に基づいて、次にステージ401を移動させる際のステージ401の移動量として設定する第4移動量を算出してもよい。この場合、基板接合装置100は、ステージ401の移動量を、算出した位置ずれ量Δx、Δy、Δθよりも小さい目標量Δxta、Δyta、Δθtaに対応する第4移動量Mx4、My4、Mθ4に設定する。続いて、基板接合装置100は、設定した第4移動量Mx4、My4、Mθ4に基づいて、ステージ401をヘッド402に対してX、Y、θ方向(第1方向)へ移動させる。その後、基板接合装置100は、予め設定された基準時間だけ待機した後、基板301、302が樹脂層331、332を介して接触した状態で、基板301の基板302に対する相対的な位置ずれ量を算出する。次に、基板接合装置100は、算出した位置ずれ量から基準時間内での基板301の基板302に対する移動量である第5移動量を算出する。続いて、基板接合装置100は、第4移動量Mx4、My4、Mθ4と第5移動量に基づいて、次にステージ401を移動させる際のステージ401の移動量として設定する第4移動量を算出する。
本構成によれば、基板301、302の位置ずれ量を比較的早く位置ずれ量閾値以下に収束させることができるので、その分、スループットを向上させることができる。
実施の形態1では、基板接合装置100が、樹脂層331、332の温度を第1温度(図10(A)の温度TH1または図11(A)の温度TH21)にした状態で相対的位置変更処理を実行する例について説明した。但し、これに限らず、例えば基板接合装置100が、樹脂層331、332の温度を第1温度から第2温度へ変化させている期間、または、樹脂層331、332を第2温度にしてから樹脂層331、332が硬化するまでの期間において相対的位置変更処理を実行してもよい。例えば樹脂層331、332が熱硬化性樹脂から形成されている場合、基板接合装置100が、図10(A)における時刻T3から時刻T4の期間、或いは、時刻T4直後の期間において相対的位置変更処理を実行してもよい。また、例えば樹脂層331、332が熱可塑性樹脂から形成されている場合、基板接合装置100が、図11(A)における時刻T23から時刻T24の期間、或いは、時刻T24直後の期間において相対的位置変更処理を実行してもよい。
本構成によれば、樹脂層331、332を第1温度で維持する期間を短縮することができるので、その分、スループットを向上させることができる。
実施の形態1では、基板接合装置100が、樹脂層331、332に加わる圧力を第1圧力(図12の圧力PR1)にした状態で相対的位置変更処理を実行する例について説明した。但し、これに限らず、例えば基板接合装置100が、樹脂層331、332に加える圧力を第1圧力から第2圧力へ変化させている期間、または、樹脂層331、332に加える圧力を第2圧力にしてから樹脂層331、332が硬化するまでの期間において相対的位置変更処理を実行してもよい。例えば基板接合装置100が、図12における時刻T33から時刻T34の期間、或いは、時刻T34直後の期間において相対的位置変更処理を実行してもよい。
本構成によれば、樹脂層331、332に第1圧力が加わった状態で維持する期間を短縮することができるので、その分、スループットを向上させることができる。
各実施の形態では、樹脂層331、332、2322が熱硬化性樹脂または熱可塑性樹脂から形成されている例について説明したが、これに限らず、例えば樹脂層331、332、2322が、紫外線硬化性樹脂から形成されていてもよい。紫外線硬化性樹脂としては、例えばアクリレート系、エポキシ系の紫外線硬化性樹脂を採用することができる。この場合、基板接合装置または樹脂成形装置は、紫外線照射装置を備え、樹脂層331、332、2322に紫外線を照射することにより、樹脂層331、332、2322を硬化させるようにすればよい。
実施の形態1では、基板接合装置100が、基板301、302の位置ずれ量が位置ずれ量閾値以下であると判定した場合、適宜、ステージ401を第2移動量だけ移動させることにより、ステージ押圧部分401a、ヘッド支持部分402aの撓みを無くす例について説明した。但し、ステージ押圧部分401a、ヘッド支持部分402aの撓みを無くす方法はこれに限定されない。例えば、基板接合装置100が、基板301、302の位置ずれ量が位置ずれ量閾値以下であるとき、ステージ401が基板301の吸着保持を解除する構成であってもよい。或いは、ステージ401が基板301の吸着保持を解除する際、ヘッド402をステージ401から遠ざけて加圧力を解除したり、ステージ401から基板301へ基板301がステージ401から離脱する方向へ気体を吹き付けるようにしたりしてもよい。この場合、ステージ401による基板301の吸着保持がスムーズに解除される。
本構成によれば、ステージ押圧部分401a、ヘッド支持部分402aの撓みを無くすためにステージ401を移動させる必要がないので、その分、処理時間を短縮することができる。
各実施の形態では、保持機構440が真空チャックから構成される場合について説明したが、これに限らず、例えば保持機構が機械式チャックや静電チャックから構成されていてもよい。或いは、保持機構が、真空チャック、機械式チャックおよび静電チャックのうちの少なくとも2種類のチャックを組み合わせた構成であってもよい。
各実施の形態では、円柱状のステージ401の周面に固定された3つの測距センサ413と、円柱状のヘッド402の周面に固定された3つの反射板414と、を用いて、ステージ401の上面とヘッド402の下面との間の距離を測定する例について説明した。但し、ステージ401の上面とヘッド402の下面との間の距離を測定する方法は、これに限定されるものではない。例えば基板接合装置が、ステージ401の下方またはヘッド402の上方に配置された3つの測距センサを備え、これらの3つの測距センサを用いて、ステージ401の上面の3箇所の部位とヘッド402の下面の3箇所の部位との間の距離を直接測定する構成であってもよい。また、各実施の形態では、ステージ401の上面とヘッド402の下面との間の距離と基板301、302の厚さとを測定してから基板301、302間の距離を算出する構成について説明した。但し、これに限らず、例えば基板接合装置が、基板301がステージ401に保持され、基板302がヘッド402に保持された状態で、基板301、302間の距離を直接測定する構成であってもよい。
各実施の形態では、基板302の基板301に対する平行度の調整、或いは、モールド2301の複合基板2302に対する平行度の調整を行う場合について説明したが、これに限らず、平行度の調整を、基板接合処理または樹脂成形処理を複数回実施する毎に1回行い基板301、302間の隙間調整を毎回行うようにしてもよい。また、基板接合処理または樹脂成形処理を実施する毎に、平行度の調整を行わずに基板301、302間の隙間調整を実施するようにしてもよい。或いは、基板接合処理または樹脂成形処理を実施する毎に、基板301、302間の隙間調整を行わずに平行の調整を実施するようにしてもよい。。
各実施の形態では、基板接合装置100が、3つの測距センサ413を備え、ステージ401の外周部の3箇所の位置P11、P12、P13とヘッド402の外周部の3つの位置P21、P22、P23との間の距離を測定する例について説明した。但し、基板接合装置は、3つの測距センサを備えるものに限定されず、例えば2つの測距センサを備え、ステージ401またはステージ401の外周部の2箇所と、ヘッド402またはヘッド402の外周部の2箇所と、の間の距離を測定するものであってもよい。或いは、基板接合装置が、4つ以上の測距センサを備え、ステージ401、ヘッド402それぞれの4箇所以上の部位における距離を測定するものであってもよい。或いは、基板接合装置が、1つの測距センサのみを備え、ステージ401、ヘッド402それぞれの1箇所における距離を測定するものであってもよい。基板接合装置が、1つの測距センサのみを備え、測距センサを移動させながら、ステージ401、ヘッド402それぞれの複数箇所における距離を測定するものであってもよい。
各実施の形態では、基板接合装置100が、3つのピエゾアクチュエータ411を備える構成について説明したが、ピエゾアクチュエータ411の数は3つに限定されない。例えば図27(A)に示す基板接合装置2100のように、上側に突出する半球状部2416を有するヘッド2402と、ヘッド2402を支持するバネ2417と、球面軸受2415と、2つのピエゾアクチュエータ411と、を備えるものであってもよい。なお、図27(A)において、実施の形態1と同様の構成については、図1と同一の符号を付している。また、基板接合装置2100は、ステージ401の外周部の2箇所に配置された測距センサ413と、ヘッド2402の外周部に配置された反射板414と、を備える。そして、ヘッド2402は、バネ2417の付勢力によって半球状部2416が球面軸受2415に押し付けられた状態で支持されている。ここで、ヘッド2402の回転中心位置CPは、Z軸方向において予め設定された位置に存在している。この基板接合装置2100では、図27(B)に示すように、平面視におけるステージ401、ヘッド2402の外周部における2つの位置P211、P212においてステージ401、ヘッド2402の間の距離を測定する。そして、基板接合装置2100は、2つの位置P211、P212におけるステージ401、ヘッド2402の間の距離に基づいて、2つのピエゾアクチュエータ411を駆動することにより、ヘッド2402の平行度調整およびステージ401、ヘッド2402の間の距離の調整を実行する。
実施の形態2において、樹脂成形装置が、モールドが複合基板に比べて小さく、樹脂成形装置が、複合基板上における複数箇所において個別にモールドを押し付けてモールドに対応する形状の樹脂部を成形するものであってもよい。或いは、実施の形態1において、接合装置が、半導体チップのような部品を、樹脂層を介して基板に接合するものであってもよい。
各実施の形態では、位置測定部500が2つの第1撮像部501、第2撮像部502を有する例について説明したが、位置測定部500の構成はこれに限定されるものではなく、例えば位置測定部が、撮像部を1つだけ有し、この撮像部をX方向またはY方向へ移動させることにより撮影画像GAa,GAbを逐次的に撮影する構成であってもよい。
各実施の形態では、アライメントマークが1つの基板或いはモールドに2つ設けられているものについて説明したが、これに限らず、アライメントマークが1つの基板或いはモールドに1つだけ設けられているものであってもよいし、3つ以上設けられているものであってもよい。また、各実施の形態では、アライメントマークが平面視円形状、円環状である例について説明したが、アライメントマークの形状はこれに限定されるものではなく、例えば矩形状、矩形枠状であってもよい。この場合、1つのアライメントマークの撮像画像から、θ方向の位置ずれ量を算出することが可能となる。
各実施の形態では、ステージ401に対してヘッド402が移動する構成について説明したが、これに限らず、例えばヘッド402に対してステージ401が移動する構成であってもよい。また、各実施の形態では、ステージ401をヘッド402に対してX方向、Y方向、θ方向へ移動させる構成について説明したが、これに限らず、例えばステージ401がX方向、Y方向へ移動しヘッド402がθ方向へ移動する構成であってもよい。或いは、ステージ401がθ方向へ移動しヘッド402がX方向、Y方向へ移動する構成であってもよい。
各実施の形態では、ピエゾアクチュエータ411と第2圧力センサ412とが水平面内において同じ位置にある構成について説明したが、これに限らず、水平面内においてピエゾアクチュエータ411の位置と第2圧力センサ412の位置とが異なっていてもよい。
更に、実施の形態では、第1撮像部501、第2撮像部502から出射され、基板301、302のアライメントマークMK1a,MK2aで反射された赤外光を第1撮像部501、第2撮像部502で検出することにより、基板301、302の位置ずれを測定する構成について説明した。但し、これに限らず、例えば基板301、302の厚さ方向における一方から基板301、302のアライメントマークMK1a,MK2aに向けて照射した赤外光を、基板301、302の厚さ方向における他方で検出する構成であってもよい。或いは、可視光を用いて基板301、302のアライメントマークMK1a,MK2aを直接読み取ることにより、基板301、302の位置ずれ量を測定する構成であってもよい。
本発明は、例えばCMOSイメージセンサやメモリ、演算素子、MEMSの製造に好適である。
100,2100:基板接合装置、200:チャンバ、201:真空ポンプ、202B,202C:排気管、203B,203C:排気弁、301,302,2321,3301,3302,4301,4302,5301,5302:基板、331,332,2322,3331,3332,4331,4332,5331,5332:樹脂層、401:ステージ、402,2402:ヘッド、403:ステージ駆動部、404:ヘッド駆動部、405:XY方向駆動部、406:昇降駆動部、407:回転駆動部、408:第1圧力センサ、411:ピエゾアクチュエータ、412:第2圧力センサ、420:基板加熱部、421,422:ヒータ、440:保持機構、500:位置測定部、501:第1撮像部、502:第2撮像部、503:窓部、504,505:ミラー、700:制御部、701:MPU、702:主記憶部、703:補助記憶部、704:インタフェース、705:バス、2301:モールド、2302:複合基板、2415:球面軸受、2416:半球状部、2417:ばね、3313,3323:凹部、4313,4323:環状溝、4314、4324:内側部位、5313,5323:段部、A1,A2:非被覆部、CP:回転中心位置、GAa,GAb:撮影画像、MK1a,MK1b,MK2a,MK2b:アライメントマーク

Claims (36)

  1. 第1基板と第2基板とを樹脂層を介して接触させ前記第1基板の前記第2基板に対する位置を調整してから前記樹脂層を硬化させるアライメント方法であって、
    前記第1基板と前記第2基板とを、前記第1基板と前記第2基板との少なくとも一方を被覆する樹脂層を介して接触させる接触工程と、
    前記第1基板と前記第2基板とが前記樹脂層を介して接触した状態で、前記第1基板の前記第2基板に対する位置ずれ量を測定する位置ずれ測定工程と、
    前記第1基板と前記第2基板とが前記樹脂層を介して接触した状態で、前記位置ずれ量が小さくなるように、前記第1基板を前記第2基板に対して移動させて前記第1基板の前記第2基板に対する相対的な位置を調整する位置調整工程と、
    前記樹脂層を硬化させる樹脂層硬化工程と、を含む、
    アライメント方法。
  2. 前記第1基板と前記第2基板とが前記樹脂層を介して接触した状態で、前記第1基板と前記第2基板との間の基板間距離が予め設定された基準距離となるように前記基板間距離を調整する距離調整工程を更に含む、
    請求項1に記載のアライメント方法。
  3. 前記第1基板と前記第2基板とが前記樹脂層を介して接触した状態で、前記第1基板の前記第2基板に対する傾きを調整する傾き調整工程を更に含む、
    請求項1または2に記載のアライメント方法。
  4. 前記位置調整工程は、前記樹脂層の温度を上昇させて前記樹脂層を軟化させた状態で行われる、
    請求項1乃至3のいずれか1項に記載のアライメント方法。
  5. 前記樹脂層は、熱硬化性樹脂から形成されている、
    請求項4に記載のアライメント方法。
  6. 前記位置調整工程は、前記樹脂層の温度を軟化する第1温度にした状態で行われ、
    前記樹脂層硬化工程は、前記樹脂層の温度を、前記第1温度よりも高く前記樹脂層が硬化する第2温度にした状態で行われる、
    請求項5に記載のアライメント方法。
  7. 前記位置調整工程は、前記樹脂層の温度を前記第1温度から前記第2温度へ変化させている期間、または、前記樹脂層の温度を前記第2温度にしてから前記樹脂層が硬化するまでの期間において行われる、
    請求項6に記載のアライメント方法。
  8. 前記樹脂層は、熱可塑性樹脂から形成されている、
    請求項4に記載のアライメント方法。
  9. 前記位置調整工程は、前記樹脂層の温度を軟化する第1温度にした状態で行われ、
    前記樹脂層硬化工程は、前記樹脂層の温度を、前記第1温度よりも低く前記樹脂層が硬化する第3温度にした状態で行われる、
    請求項8に記載のアライメント方法。
  10. 前記位置調整工程は、前記樹脂層の温度を前記第1温度から前記第3温度へ変化させている期間、または、前記樹脂層の温度を前記第3温度にしてから前記樹脂層が硬化するまでの期間において行われる、
    請求項9に記載のアライメント方法。
  11. 前記樹脂層は、紫外線硬化性樹脂から形成され、
    前記樹脂層硬化工程において、前記樹脂層に紫外線を照射する、
    請求項1乃至3のいずれか1項に記載のアライメント方法。
  12. 前記位置調整工程は、前記樹脂層に、前記第1基板が前記第2基板に対して移動可能な第1圧力を加えた状態で行われ、
    前記樹脂層硬化工程は、前記樹脂層に、最終目的圧力である第2圧力を加えた状態で行われる、
    請求項1乃至11のいずれか1項に記載のアライメント方法。
  13. 前記位置調整工程は、前記樹脂層に加える圧力を前記第1圧力から前記第2圧力へ変化させている期間、または、前記樹脂層に加える圧力を前記第2圧力にしてから前記樹脂層が硬化するまでの期間において行われる、
    請求項12に記載のアライメント方法。
  14. 前記第2基板を支持する第2支持部と、前記第1基板を支持し前記第2支持部に対して移動可能な第1支持部と、を使用し、
    前記位置調整工程において、前記第1支持部を前記第2支持部に対して、前記位置ずれ量よりも大きい第1移動量だけ前記位置ずれ量を小さくする第1方向へ移動させる、
    請求項1乃至13のいずれか1項に記載のアライメント方法。
  15. 前記位置調整工程において、前記第1移動量だけ前記第1方向へ移動させた後、前記位置ずれ量が予め設定された位置ずれ量閾値以下になった場合、前記第1移動量に予め設定されたマージン量を加えた第2移動量だけ前記第1方向とは反対方向の第2方向へ移動させる、
    請求項14に記載のアライメント方法。
  16. 前記位置調整工程において、前記第1移動量だけ前記第1方向へ移動させた後、前記位置ずれ量が前記位置ずれ量閾値よりも大きく且つ位置ずれ方向が前記第1方向とは反対方向の第2方向から前記第1方向へ逆転した場合、前記第1移動量よりも大きい第3移動量だけ前記第2方向へ移動させる、
    請求項15に記載のアライメント方法。
  17. 前記第1支持部は、前記第2支持部に対して複数方向に沿って移動可能であり、
    前記位置調整工程において、前記複数方向それぞれについて、前記第1移動量だけ前記第1方向へ移動させた後、前記位置ずれ量が前記位置ずれ量閾値以下になった場合、前記第2移動量だけ前記第2方向へ移動させる、
    請求項16に記載のアライメント方法。
  18. 前記第1支持部は、前記第1基板を保持する保持機構を有し、
    前記位置調整工程において、前記複数方向全てについて、前記位置ずれ量が前記位置ずれ量閾値以下であるとき、前記第1支持部が前記第1基板の保持状態を解除する、
    請求項17に記載のアライメント方法。
  19. 前記第2基板を支持する第2支持部と、前記第1基板を支持し前記第2支持部に対して移動可能な第1支持部と、を使用し、
    前記位置調整工程において、前記第1支持部を前記第2支持部に対して、前記第1基板の前記第2基板に対する移動量が前記位置ずれ量以下の目標量に対応する第4移動量だけ前記位置ずれ量を小さくする第1方向へ移動させ、
    前記位置ずれ測定工程および前記位置調整工程を繰り返すことにより、前記第1支持部を前記第2支持部に対して前記第1方向のみに移動させて、前記位置ずれ量を予め設定された位置ずれ量閾値以下にする、
    請求項1乃至13のいずれか1項に記載のアライメント方法。
  20. 前記第1支持部は、前記第2支持部に対して複数方向に沿って移動可能であり、
    前記位置調整工程において、前記複数方向それぞれについて、前記第1支持部を前記第2支持部に対して、前記位置ずれ量以下の前記第1基板の前記第2基板に対する基板移動量に対応する第4移動量だけ前記位置ずれ量を小さくする前記第1方向へ移動させ、
    前記位置ずれ測定工程および前記位置調整工程を繰り返すことにより、前記複数方向それぞれについて、前記第1支持部を前記第2支持部に対して前記第1方向のみに移動させて、前記位置ずれ量を予め設定された位置ずれ量閾値以下にする、
    請求項19に記載のアライメント方法。
  21. 前記目標量は、前記位置ずれ量に予め設定された倍率を乗じて得られる量である、
    請求項20に記載のアライメント方法。
  22. 前記基板移動量が小さくなる毎に、前記倍率を小さくする、
    請求項21に記載のアライメント方法。
  23. 前記位置ずれ測定工程および前記位置調整工程を繰り返す場合、前記位置調整工程において、前記第1支持部を前記第2支持部に対して、前記第4移動量だけ前記第1方向へ移動させた後、予め設定された待機時間経過後に前記位置ずれ測定工程を行う、
    請求項20乃至22のいずれか1項に記載のアライメント方法。
  24. 前記基板移動量が小さくなる毎に、前記待機時間を短縮していく、
    請求項23に記載のアライメント方法。
  25. 前記第4移動量は、前記第1支持部の前記第2支持部に対する累積移動量と前記第1基板の前記第2基板に対する累積移動量との差分量に基づいて算出される、
    請求項19に記載のアライメント方法。
  26. 前記位置調整工程において、前記第1支持部を前記第2支持部に対して、前記第4移動量だけ前記第1方向へ移動させた後、予め設定された基準時間後に前記位置ずれ測定工程を行うことにより、前記第1基板が前記第2基板に対して前記基準時間内に移動した第5移動量を算出し、前記第4移動量と前記第5移動量に基づいて、次の前記位置調整工程において用いられる第4移動量を算出する、
    請求項19に記載のアライメント方法。
  27. 前記第1基板および前記第2基板は、アライメントマークを有し、前記第1基板と前記第2基板とのうち一部が前記樹脂層により被覆された少なくとも一方において、
    前記アライメントマークは、前記樹脂層により被覆されていない、
    請求項1乃至26のいずれか1項に記載のアライメント方法。
  28. 前記第1基板および前記第2基板は、アライメントマークを有し、前記第1基板と前記第2基板とのうち一部が前記樹脂層により被覆された少なくとも一方において、
    前記一方は、段部が形成されており、
    前記アライメントマークは、前記一方における前記段部に配設され、
    前記アライメントマークおよび前記段部は、前記樹脂層により被覆されていない、
    請求項1乃至26のいずれか1項に記載のアライメント方法。
  29. 前記第1基板および前記第2基板は、アライメントマークを有し、前記第1基板と前記第2基板とのうち一部が前記樹脂層により被覆された少なくとも一方において、
    前記一方は、環状溝が形成されており、
    前記アライメントマークは、前記一方における前記環状溝の内側に配設され、
    前記環状溝および前記環状溝の内側は、前記樹脂層により被覆されていない、
    請求項1乃至26のいずれか1項に記載のアライメント方法。
  30. 請求項1乃至29のいずれか1項に記載のアライメント方法を用いて、
    前記第1基板と前記第2基板とを接合する、
    接合方法。
  31. 前記第1基板および前記第2基板のいずれか一方は、モールドであり、
    請求項1乃至29のいずれか1項に記載のアライメント方法を用いて、前記樹脂層を成形する、
    樹脂成形方法。
  32. 第1基板と第2基板とを樹脂層を介して接合する接合装置であって、
    前記第1基板を支持する第1支持部と、
    前記第2基板を支持する第2支持部と、
    前記第2支持部を前記第1支持部に近づく方向または前記第1支持部から遠ざかる方向へ駆動する第2支持部駆動部と、
    前記第2支持部駆動部により前記第2支持部と前記第1支持部とが互いに近づく方向へ移動させて前記第1基板と第2基板とを前記樹脂層を介して接触させた状態にして、前記第1基板の前記第2基板に対する位置ずれ量を測定する位置ずれ測定部と、
    前記第1基板と前記第2基板とが前記樹脂層を介して接触した状態で、前記位置ずれ量が小さくなるように、前記第1支持部を駆動して前記第1基板の前記第2基板に対する相対位置を調整する第1支持部駆動部と、
    前記樹脂層を硬化させる樹脂層硬化部と、を備える、
    接合装置。
  33. モールドを樹脂層が形成された複合基板上の前記樹脂層に押し付けて樹脂部を成形する樹脂成形装置であって、
    前記モールドを支持する第1支持部と、
    前記複合基板を支持する第2支持部と、
    前記第2支持部を前記第1支持部に近づく方向または前記第1支持部から遠ざかる方向へ駆動する第2支持部駆動部と、
    前記第2支持部駆動部により前記第2支持部と前記第1支持部とが互いに近づく方向へ移動させて前記樹脂層と前記モールドとを接触させた状態にして、前記モールドの前記複合基板に対する位置ずれ量を測定する位置ずれ測定部と、
    前記樹脂層と前記モールドとが接触した状態で、前記位置ずれ量が小さくなるように、前記第1支持部を駆動して前記モールドの前記複合基板に対する相対位置を調整する第1支持部駆動部と、
    前記樹脂層を硬化させる樹脂層硬化部と、を備える、
    樹脂成形装置。
  34. アライメントマークを有し一部が樹脂層により被覆された基板であって、
    前記アライメントマークは、前記樹脂層により被覆されていない、
    基板。
  35. アライメントマークを有し一部が樹脂層により被覆されるとともに段部が形成されている基板であって、
    前記アライメントマークは、前記段部に配設され、
    前記アライメントマークおよび前記段部は、前記樹脂層により被覆されていない、
    基板。
  36. アライメントマークを有し一部が樹脂層により被覆されるとともに環状溝が形成されている基板であって、
    前記アライメントマークは、前記環状溝の内側に配設され、
    前記環状溝および前記環状溝の内側は、前記樹脂層により被覆されていない、
    基板。
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Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2021131080A1 (ja) * 2019-12-27 2021-07-01 ボンドテック株式会社 接合方法、被接合物および接合装置
EP3852133A1 (en) * 2020-01-16 2021-07-21 ASM Technology Singapore Pte Ltd. Bonding apparatus incorporating variable force distribution
KR20230049925A (ko) * 2021-10-07 2023-04-14 인하대학교 산학협력단 패턴된 반사패드를 이용한 반도체 소자의 접합을 위한 미세 정렬 시스템 및 방법

Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2007140460A (ja) * 2005-06-08 2007-06-07 Canon Inc モールド、パターン形成方法、及びパターン形成装置
WO2011033797A1 (ja) * 2009-09-18 2011-03-24 ボンドテック株式会社 加圧装置および加圧方法
JP2015008228A (ja) * 2013-06-25 2015-01-15 ボンドテック株式会社 基板接合方法
JP2015092599A (ja) * 2014-12-12 2015-05-14 大日本印刷株式会社 インプリント用モールド、アライメント方法、インプリント方法、およびインプリント装置
JP2016058542A (ja) * 2014-09-09 2016-04-21 ボンドテック株式会社 チップと基板との接合方法、チップと基板との仮接合装置、チップ実装システム

Patent Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2007140460A (ja) * 2005-06-08 2007-06-07 Canon Inc モールド、パターン形成方法、及びパターン形成装置
WO2011033797A1 (ja) * 2009-09-18 2011-03-24 ボンドテック株式会社 加圧装置および加圧方法
JP2015008228A (ja) * 2013-06-25 2015-01-15 ボンドテック株式会社 基板接合方法
JP2016058542A (ja) * 2014-09-09 2016-04-21 ボンドテック株式会社 チップと基板との接合方法、チップと基板との仮接合装置、チップ実装システム
JP2015092599A (ja) * 2014-12-12 2015-05-14 大日本印刷株式会社 インプリント用モールド、アライメント方法、インプリント方法、およびインプリント装置

Cited By (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2021131080A1 (ja) * 2019-12-27 2021-07-01 ボンドテック株式会社 接合方法、被接合物および接合装置
WO2021131081A1 (ja) * 2019-12-27 2021-07-01 ボンドテック株式会社 接合方法、被接合物および接合装置
EP3852133A1 (en) * 2020-01-16 2021-07-21 ASM Technology Singapore Pte Ltd. Bonding apparatus incorporating variable force distribution
KR20210092697A (ko) * 2020-01-16 2021-07-26 에이에스엠 테크놀러지 싱가포르 피티이 엘티디 가변 힘 분포를 포함하는 접합 장치
KR102548003B1 (ko) 2020-01-16 2023-06-28 에이에스엠피티 싱가포르 피티이. 엘티디. 가변 힘 분포를 포함하는 접합 장치
KR20230049925A (ko) * 2021-10-07 2023-04-14 인하대학교 산학협력단 패턴된 반사패드를 이용한 반도체 소자의 접합을 위한 미세 정렬 시스템 및 방법
KR102603531B1 (ko) * 2021-10-07 2023-11-20 인하대학교 산학협력단 패턴된 반사패드를 이용한 반도체 소자의 접합을 위한 미세 정렬 시스템 및 방법

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