JP2019129165A - Joining device and joining method - Google Patents

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創 三ッ石
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稔 福田
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真生 角田
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Abstract

To solve the problem that even if substrates are joined with same alignment accuracy and then joined to each other, amounts of positional deviation caused between the joined substrates may vary.SOLUTION: A joining device comprises; a holding part for holding a first substrate; a joining part that joins at least a part of a second substrate to at least a part of the first substrate held by the holding part and then enlarges the joining area to join the first substrate to the second substrate; and a determining part that determines holding force of the holding part at the time of joining the first substrate to the second substrate, on the basis of at least either one of information about at least either one of the first substrate and the second substrate and an environmental condition of the joining part. In the joining device, the environmental condition may include a temperature, humidity, a kind of gas and an air pressure in an environment under which the first substrate and the second substrate are placed.SELECTED DRAWING: Figure 5

Description

本発明は、接合装置および接合方法に関する。   The present invention relates to a bonding apparatus and a bonding method.

対向する二つの基板を一部から順次接合させることにより、基板全体を接合させる接合方法がある(例えば特許文献1参照)。
特許文献1 特開2016−213491号公報
There is a bonding method in which the entire substrates are bonded by sequentially bonding two opposing substrates from a part (see, for example, Patent Document 1).
Patent Document 1: Japanese Patent Application Publication No. 2016-213491

同じ位置合わせ精度で二つの基板を位置合わせしても、接合後の基板間に生じる位置ずれ量が基板組間でばらつくという課題がある。   Even when two substrates are aligned with the same alignment accuracy, there is a problem that the amount of misalignment generated between the substrates after bonding varies among the substrate sets.

本発明の第1態様においては、第1の基板を保持する保持部と、保持部に保持した第1の基板の少なくとも一部に第2の基板の少なくとも一部を接合した後、接合領域を拡大させて、第1の基板および第2の基板を接合する接合部と、第1の基板および第2の基板の少なくとも一方に関する情報、および、接合部の環境条件の少なくとも一方に基づいて、前記第1の基板および前記第2基板を接合するときの前記保持部の保持力を決定する決定部とを備える接合装置が提供される。   In the first aspect of the present invention, after joining at least part of the second substrate to at least part of the first substrate held by the holding unit that holds the first substrate and the holding unit, the bonding region is formed. Based on at least one of the bonding portion that bonds the first substrate and the second substrate, information on at least one of the first substrate and the second substrate, and the environmental condition of the bonding portion, There is provided a bonding apparatus including a determination unit that determines a holding force of the holding unit when bonding the first substrate and the second substrate.

本発明の第2態様においては、第1の基板を保持部に保持する段階と、保持部に保持した第1の基板の少なくとも一部に第2の基板の少なくとも一部を接合した後、接合領域を拡大させて、第1の基板および第2の基板を接合する段階と、第1の基板および第2の少なくとも一方に関する情報、および、接合部の環境条件に基づいて、第1の基板および前記第2基板を接合するときの前記保持部の保持力を決定する段階とを含む接合方法が提供される。   In the second aspect of the present invention, the step of holding the first substrate on the holding portion, and joining at least a portion of the second substrate to at least a portion of the first substrate held on the holding portion, Expanding the region to bond the first substrate and the second substrate, information about the first substrate and the second at least one, and the environmental condition of the bonding portion, and the first substrate and And determining the holding power of the holder when bonding the second substrate.

上記の発明の概要は、本発明の特徴の全てを列挙したものではない。これらの特徴群のサブコンビネーションも発明となり得る。   The above summary of the invention does not enumerate all of the features of the present invention. A subcombination of these feature groups can also be an invention.

積層基板製造装置100の構成を示す模式図である。FIG. 2 is a schematic view showing a configuration of a laminated substrate manufacturing apparatus 100. 基板210の模式的平面図である。FIG. 2 is a schematic plan view of a substrate 210. 基板210を保持した基板ホルダ220の模式的断面図である。FIG. 2 is a schematic cross-sectional view of a substrate holder 220 holding a substrate 210. 基板230を保持した基板ホルダ240の模式的断面図である。5 is a schematic cross-sectional view of a substrate holder 240 holding a substrate 230. FIG. 基板210、230を接合する手順を示す流れ図である。It is a flowchart which shows the procedure which joins the board | substrate 210,230. 接合部300の模式的断面図である。FIG. 7 is a schematic cross-sectional view of a joint 300. 接合部300の動作を示す模式的断面図である。FIG. 10 is a schematic cross-sectional view showing the operation of the bonding unit 300. 吸引力と接合倍率の関係を示すグラフである。It is a graph which shows the relation between suction power and joining magnification. 吸引力と接合倍率の関係を示すグラフである。It is a graph which shows the relation between suction power and joining magnification. 接合部300の動作を示す模式的断面図である。FIG. 10 is a schematic cross-sectional view showing the operation of the bonding unit 300. 接合部300の動作を示す模式的断面図である。FIG. 10 is a schematic cross-sectional view showing the operation of the bonding unit 300. 接合部300における基板210、230の状態を示す模式図である。It is a schematic diagram which shows the state of the board | substrates 210 and 230 in the junction part 300. FIG. 接合部300の動作を示す模式的断面図である。FIG. 10 is a schematic cross-sectional view showing the operation of the bonding unit 300. 基板210、230の接合過程を示す模式的断面図である。FIG. 6 is a schematic cross-sectional view showing a bonding process of the substrates 210 and 230. 基板210、230の接合過程を示す模式的断面図である。FIG. 6 is a schematic cross-sectional view showing a bonding process of the substrates 210 and 230. 基板210、230の接合過程を示す模式的断面図である。FIG. 6 is a schematic cross-sectional view showing a bonding process of the substrates 210 and 230. 接合波の進行過程を示す模式的断面図である。It is a schematic cross section which shows the advancing process of a junction wave. 接合波の進行過程を示す模式的断面図である。It is a schematic cross section which shows the advancing process of a junction wave. 接合波の進行過程を示す模式的断面図である。It is a schematic cross section which shows the advancing process of a junction wave. 接合波の進行過程を示す模式的断面図である。It is a schematic cross section which shows the advancing process of a junction wave. 接合の境界で生じる現象を説明する模式的断面図である。It is a typical sectional view explaining the phenomenon which arises in the boundary of junction. 接合の境界で生じる現象を説明する模式的断面図である。It is a typical sectional view explaining the phenomenon which arises in the boundary of junction. 基板ホルダ260の模式的断面図である。5 is a schematic cross-sectional view of a substrate holder 260. FIG. 基板ホルダ260を用いた接合過程を示す模式的断面図である。FIG. 14 is a schematic cross-sectional view showing a bonding process using the substrate holder 260. 接合の境界で生じる現象を説明する模式的断面図である。It is a typical sectional view explaining the phenomenon which arises in the boundary of junction. 基板210、230を接合する他の手順を示す流れ図である。7 is a flowchart showing another procedure of bonding the substrates 210 and 230. 他の基板ホルダ280の構造を模式的に示す図である。It is a figure which shows the structure of the other board | substrate holder 280 typically.

以下、発明の実施の形態を通じて本発明を説明する。下記の実施形態は特許請求の範囲に係る発明を限定するものではない。実施形態の中で説明されている特徴の組み合わせの全てが発明に必須であるとは限らない。   Hereinafter, the present invention will be described through embodiments of the invention. The following embodiments do not limit the claimed invention. Not all combinations of features described in the embodiments are essential to the invention.

図1は、積層基板製造装置100の模式的平面図である。積層基板製造装置100は、筐体110と、筐体110の外側に配された基板カセット120、130および制御部150と、筐体110の内部に配された搬送部140、接合部300、ホルダストッカ400、およびプリアライナ500を備える。   FIG. 1 is a schematic plan view of the laminated substrate manufacturing apparatus 100. FIG. The multilayer substrate manufacturing apparatus 100 includes a housing 110, substrate cassettes 120 and 130 and a control unit 150 disposed outside the housing 110, a transport unit 140, a joint unit 300, and a holder disposed inside the housing 110. A stocker 400 and a pre-aligner 500 are provided.

一方の基板カセット120は、これから接合する基板210を収容する。他方の基板カセット130は、基板210を接合することにより形成された積層基板201を収容する。基板カセット120、130は、筐体110に対して個別に着脱できる。   One substrate cassette 120 accommodates the substrates 210 to be bonded. The other substrate cassette 130 accommodates the laminated substrate 201 formed by bonding the substrates 210. The substrate cassettes 120 and 130 can be individually attached to and detached from the housing 110.

搬送部140は、筐体110の内部において、単独の基板210および基板ホルダ220を搬送する。また、搬送部140は、筐体110の内部において、基板210を保持した基板ホルダ220、および基板210を積層して形成した積層基板201を搬送する。   The transport unit 140 transports the single substrate 210 and the substrate holder 220 inside the housing 110. Further, the transport unit 140 transports, within the housing 110, the substrate holder 220 holding the substrate 210 and the laminated substrate 201 formed by laminating the substrates 210.

制御部150は、積層基板製造装置100の各部の動作を個々に制御すると共に、各部相互の連携を統括的に制御する。また、制御部150は、接合部300に配置した環境センサ151を有する。環境センサ151は、接合部300において基板210を接合する環境の気温、気圧、気体の種類、および、湿度等の環境条件を検出して制御部150に伝達する。これにより、制御部150は、基板210を接合する環境の環境条件を踏まえて制御を実行する。   The control unit 150 individually controls the operation of each part of the multilayer substrate manufacturing apparatus 100 and controls the cooperation between the respective parts in an integrated manner. In addition, the control unit 150 includes an environment sensor 151 disposed at the bonding unit 300. The environment sensor 151 detects an ambient temperature, an atmospheric pressure, a type of gas, and an environmental condition, such as humidity, of the environment in which the substrate 210 is bonded in the bonding unit 300, and transmits the detected condition to the control unit 150. Thereby, the control part 150 performs control based on the environmental condition of the environment where the board | substrate 210 is joined.

更に、制御部150は、外部からのユーザの指示を受け付けて、積層基板201を製造する場合の条件を設定する。更に、制御部150は、積層基板製造装置100の動作状態を外部に向かって表示するユーザインターフェイスも有する。   Further, the control unit 150 receives a user's instruction from the outside, and sets conditions for manufacturing the laminated substrate 201. Furthermore, the control unit 150 has a user interface that displays the operation state of the multilayer substrate manufacturing apparatus 100 toward the outside.

更に、制御部150は、搬入された基板210の各々に関する情報を外部から取得してもよい。ここで取得される情報は、基板210が積層基板製造装置100に搬入されるまでに受けた処理の内容や履歴等の製造条件に関する情報を含んでもよい。また、基板210に関する情報は、例えば、基板210の厚さ、表面性状、反り等の変形量に関する情報を含んでもよい。   Furthermore, the control unit 150 may acquire information on each of the loaded substrates 210 from the outside. The information acquired here may include information on manufacturing conditions such as the content and history of the process received before the substrate 210 is carried into the laminated substrate manufacturing apparatus 100. In addition, the information related to the substrate 210 may include, for example, information related to the deformation amount such as the thickness, surface property, and warpage of the substrate 210.

なお、基板210の表面性状とは、基板210の基板ホルダ220に対する摩擦力に影響する基板210の表面の状態を意味する。より具体的には、表面性状に関する情報は、基板210自体の表面粗さを示す情報を含んでもよい。また、基板210の表面性状に関する情報は、基板210の表面に付着した付着物に関する情報を含んでもよい。更に、基板ホルダ220に対する付着物の付着量を推定する場合に用いる情報として、基板ホルダ220の使用回数等を制御部150に取得させてもよい。   The surface property of the substrate 210 means the state of the surface of the substrate 210 that affects the frictional force of the substrate 210 against the substrate holder 220. More specifically, the information on the surface quality may include information indicating the surface roughness of the substrate 210 itself. In addition, the information on the surface texture of the substrate 210 may include information on deposits attached to the surface of the substrate 210. Furthermore, the control unit 150 may cause the control unit 150 to acquire the number of times of use of the substrate holder 220 or the like as information used to estimate the amount of adhesion of the attached matter to the substrate holder 220.

また、基板210の変形とは、基板210に生じた立体歪みの種類と程度を意味する。立体歪みは、基板210の接合面に沿った方向以外の方向、すなわち接合面に交差する方向への変位であり、基板210が全体的にまたは部分的に曲がることにより生じる湾曲が含まれる。ここで、「基板が曲がる」とは、基板210上の3点により特定された平面上に存在しない点を基板210の表面が含む形状に変化していることを意味する。   Further, the deformation of the substrate 210 means the type and degree of steric distortion generated in the substrate 210. The steric strain is a displacement in a direction other than the direction along the bonding surface of the substrate 210, that is, a direction crossing the bonding surface, and includes a curvature generated when the substrate 210 is bent entirely or partially. Here, “the substrate is bent” means that the point on the substrate 210 which is not present on the plane specified by the three points is changed to a shape that the surface of the substrate 210 includes.

また、湾曲は、基板210の表面が曲面をなす歪みであり、例えば基板210の反りが含まれる。ここで、反りは、重力の影響を排除した状態で基板210に残る立体歪みを意味し、反りに重力の影響を加えた立体歪みを撓みと呼ぶ。また、基板210の反りには、基板210全体が概ね一様な曲率で屈曲するグローバル反りと、基板210の一部の曲率が局所的に変化するローカル反りとが含まれる。   In addition, the curvature is a distortion in which the surface of the substrate 210 has a curved surface, and includes, for example, the curvature of the substrate 210. Here, the warp means the three-dimensional distortion remaining on the substrate 210 in a state where the influence of gravity is eliminated, and the three-dimensional distortion obtained by adding the influence of gravity to the warp is called deflection. The warp of the substrate 210 includes a global warp in which the entire substrate 210 is bent with a substantially uniform curvature, and a local warp in which a part of the curvature of the substrate 210 changes locally.

接合部300は、互いに対向する一対のステージを有し、ステージのそれぞれに保持した基板210を相互に位置合わせした後、互いに接触させることにより接合して積層基板201を形成する。   The bonding portion 300 has a pair of stages facing each other, and after aligning the substrates 210 held by each of the stages with each other, bonding is performed by contact with each other to form a layered substrate 201.

積層基板製造装置100の内部において、基板210は基板ホルダ220に保持された状態で取り扱われる。基板ホルダ220は、本実施形態において真空チャックにより基板210を吸着して保持する保持部をなす。基板210を強度の高い基板ホルダ220と一体的に取り扱うことにより、薄くて脆い基板210の損傷を防止して、積層基板製造装置100の動作を高速化できる。   Inside the multilayer substrate manufacturing apparatus 100, the substrate 210 is handled while being held by the substrate holder 220. In the present embodiment, the substrate holder 220 serves as a holding unit that sucks and holds the substrate 210 by a vacuum chuck. By handling the substrate 210 integrally with the high strength substrate holder 220, damage to the thin and fragile substrate 210 can be prevented, and the operation of the layered substrate manufacturing apparatus 100 can be accelerated.

なお、基板ホルダ220は、アルミナセラミックス等の硬質材料により形成され、基板210の面積と略同じ広さを有する保持部と、保持部の外側に配された縁部とを有する。複数の基板ホルダ220が、積層基板製造装置100内のホルダストッカ400に収容される。   The substrate holder 220 is formed of a hard material such as alumina ceramics, and has a holding portion having a width approximately the same as the area of the substrate 210 and an edge portion arranged outside the holding portion. A plurality of substrate holders 220 are accommodated in holder stocker 400 in laminated substrate manufacturing apparatus 100.

基板210または積層基板201を積層基板製造装置100から搬出する場合、基板ホルダ220は、基板210または積層基板201から分離され、ホルダストッカ400に戻される。よって、基板ホルダ220は、積層基板製造装置100の外部に搬出されることなく内部に留まり、繰り返し使用される。従って、基板ホルダ220は、積層基板製造装置100の一部であるともいえる。さらに、基板ホルダ220は、清掃を含む保守、交換等の目的で、積層基板製造装置100の外部に取り出すこともできる。   When the substrate 210 or the laminated substrate 201 is unloaded from the laminated substrate manufacturing apparatus 100, the substrate holder 220 is separated from the substrate 210 or the laminated substrate 201 and returned to the holder stocker 400. Therefore, the substrate holder 220 remains inside without being carried out to the outside of the laminated substrate manufacturing apparatus 100, and is repeatedly used. Therefore, it can be said that the substrate holder 220 is a part of the laminated substrate manufacturing apparatus 100. Furthermore, the substrate holder 220 can be taken out of the multilayer substrate manufacturing apparatus 100 for the purpose of maintenance, replacement including cleaning, and the like.

プリアライナ500は、搬送部140と協働して、搬入された基板210を基板ホルダ220に基板を保持させる。また、プリアライナ500は、接合部300から搬出された積層基板201を基板ホルダ220から分離する場合にも使用される。   The pre-aligner 500 cooperates with the transport unit 140 to cause the substrate holder 220 to hold the substrate 210 loaded therein. In addition, the pre-aligner 500 is also used when separating the laminated substrate 201 carried out of the bonding section 300 from the substrate holder 220.

基板210の例は、素子、回路、端子等が形成された基板、未加工のシリコンウエハ、化合物半導体ウェハ、ガラス基板である。接合される基板210の組は、回路基板と未加工基板であっても、未加工基板同士であってもよい。接合される基板210は、それ自体が、既に複数の基板を積層して形成された積層基板201であってもよい。本実施形態では、基板210は回路等の形成された半導体ウェハである。   Examples of the substrate 210 are a substrate on which elements, circuits, terminals and the like are formed, an unprocessed silicon wafer, a compound semiconductor wafer, and a glass substrate. The set of substrates 210 to be joined may be a circuit substrate and an unprocessed substrate, or may be unprocessed substrates. The substrate 210 to be bonded may itself be a laminated substrate 201 formed by laminating a plurality of substrates. In the present embodiment, the substrate 210 is a semiconductor wafer on which circuits and the like are formed.

図2は、互いに接合される基板210の模式的平面図である。基板210は、スクライブライン211、アライメントマーク213、および回路領域214を有する。アライメントマーク213および回路領域214は、それぞれ複数設けられる。   FIG. 2 is a schematic plan view of the substrates 210 bonded together. The substrate 210 has scribe lines 211, alignment marks 213, and circuit areas 214. A plurality of alignment marks 213 and circuit areas 214 are provided.

アライメントマーク213は、基板210の表面に形成された構造物の一例であり、図示の例ではアライメントマーク213は回路領域214相互の間に配されたスクライブライン211に重ねて配される。アライメントマーク213は、基板210を他の基板210と接合する場合に、位置合わせ指標として使用される。   The alignment mark 213 is an example of a structure formed on the surface of the substrate 210. In the illustrated example, the alignment mark 213 is disposed so as to overlap the scribe line 211 disposed between the circuit regions 214. The alignment mark 213 is used as an alignment index when bonding the substrate 210 to another substrate 210.

回路領域214は、同じ構造を有する複数のものが、基板210の表面に周期的に配される。回路領域214の各々には、フォトリソグラフィ技術等より形成された半導体装置、配線、保護膜等の構造物が設けられる。基板210を他の基板210、リードフレーム等に電気的に接続する場合に接続端子となるパッド、バンプ等の接続部も回路領域214に配される。接続部も、基板210の表面に形成された構造物の一例である。   A plurality of circuit regions 214 having the same structure are periodically arranged on the surface of the substrate 210. Each circuit region 214 is provided with a structure such as a semiconductor device, a wiring, or a protective film formed by a photolithography technique or the like. Connection portions such as pads and bumps which are connection terminals when the substrate 210 is electrically connected to another substrate 210 or a lead frame are also arranged in the circuit area 214. The connection portion is also an example of a structure formed on the surface of the substrate 210.

図3は、基板210を基板ホルダ220に保持させた状態を示す模式的断面図である。基板ホルダ220は、通気路222および突起部251を含む本体部229を有する。   FIG. 3 is a schematic cross-sectional view showing a state where the substrate 210 is held by the substrate holder 220. The substrate holder 220 has a main body 229 including an air passage 222 and a protrusion 251.

通気路222は、本体部229の内部に形成され、吸着面221に複数の開口を有する。通気路222の他端は、制御バルブ124を介して、基板ホルダ220の外部に設けられた開放端125および負圧源126に結合される。制御バルブ124は、制御部150の制御の下に、通気路222を開放端125または負圧源126に選択的に連通させる。   The air passage 222 is formed inside the main body 229 and has a plurality of openings in the suction surface 221. The other end of the air passage 222 is coupled to an open end 125 provided outside the substrate holder 220 and a negative pressure source 126 via a control valve 124. The control valve 124 selectively brings the air passage 222 into communication with the open end 125 or the negative pressure source 126 under the control of the control unit 150.

制御バルブ124が通気路222を負圧源126に連通させた場合、吸着面221側の開口に作用する負圧による吸引力で、基板ホルダ220に搭載された基板210が吸着面221に吸着される。これにより、基板ホルダ220は、基板210を保持する。制御バルブ124が通気路222を開放端125に連通した場合、吸着面221の吸引力が生じなくなるので、吸着は解消される。よって、基板ホルダ220による基板210の保持は解除される。   When the control valve 124 causes the air passage 222 to communicate with the negative pressure source 126, the substrate 210 mounted on the substrate holder 220 is adsorbed to the adsorption surface 221 by the suction force by the negative pressure acting on the opening on the adsorption surface 221 side. The Thus, the substrate holder 220 holds the substrate 210. When the control valve 124 connects the air passage 222 to the open end 125, the suction force of the suction surface 221 is not generated, and the suction is eliminated. Thus, the holding of the substrate 210 by the substrate holder 220 is released.

本体部229の図中上面は、略全体に平坦な吸着面221をなす。ただし、吸着面221の略中央には、吸着面221から図中上方に突出した突起部251が配される。突起部251は、例えば、直径Cを有する円柱状の形状を有し、吸着面221に対して高さAを有する。このため、吸着面221に基板210が吸着された場合、突起部251の先端が基板210の図中下面に当接し、基板210の中央付近に、高さBの隆起部215を形成する。   The upper surface of the main body 229 in the drawing forms a generally flat suction surface 221. However, a protrusion 251 protruding upward in the figure from the suction surface 221 is disposed substantially at the center of the suction surface 221. The protrusion 251 has, for example, a cylindrical shape having a diameter C, and has a height A with respect to the suction surface 221. For this reason, when the substrate 210 is adsorbed to the adsorption surface 221, the tip of the protrusion 251 abuts on the lower surface of the substrate 210 in the figure, and a raised portion 215 having a height B is formed near the center of the substrate 210.

なお、突起部材250により基板210の一部に形成される隆起部215の曲率は、隆起部215全体で一定であるとは限らず、隆起部215は、少なくとも一部において、基板210における隆起部215以外の領域よりも大きな曲率を有する。基板210の隆起部215以外の領域が平坦な場合すなわち当該領域の曲率が零の場合、突起部251により隆起部215が形成された基板210では、平坦な基板210の隆起部215のみが、湾曲した形状となる。   The curvature of the raised portion 215 formed on a part of the substrate 210 by the protruding member 250 is not necessarily constant throughout the raised portion 215, and the raised portion 215 is at least partially raised on the substrate 210. It has a curvature larger than the area other than 215. When the area other than the raised portion 215 of the substrate 210 is flat, ie, the curvature of the area is zero, in the substrate 210 in which the raised portion 215 is formed by the protrusion 251, only the raised portion 215 of the flat substrate 210 is curved. It becomes the shape.

図4は、基板210に接合する他の基板230を保持する基板ホルダ240の模式的断面図である。基板ホルダ240は、吸着面241および通気路242が形成された本体部249を有する。   FIG. 4 is a schematic cross-sectional view of a substrate holder 240 that holds another substrate 230 to be bonded to the substrate 210. The substrate holder 240 has a main body 249 in which a suction surface 241 and a ventilation path 242 are formed.

全体に平坦な基板ホルダ240の吸着面241には、通気路242に連通する複数の開口が配される。通気路242の一端は、制御バルブ144を介して、基板ホルダ240の外部に設けられた開放端145、負圧源146、147、148に結合される。なお、制御バルブ144として圧力調整機能を有する空電レギュレータ等を用いることにより、複数の負圧源146、147、148を用いることなく、単一の負圧源を用いて負圧調整することもできる。   A plurality of openings communicating with the air passage 242 are arranged on the suction surface 241 of the substrate holder 240 that is flat as a whole. One end of the air passage 242 is coupled to an open end 145 and a negative pressure source 146, 147, 148 provided outside the substrate holder 240 via a control valve 144. In addition, negative pressure adjustment may be performed using a single negative pressure source without using a plurality of negative pressure sources 146, 147, and 148 by using a static regulator or the like having a pressure adjustment function as the control valve 144. it can.

制御バルブ144は、制御部150の制御の下に、通気路242を開放端145、負圧源146、147、148のいずれかに選択的に連通させる。ここで、複数の負圧源146、147、148が提供する負圧は互いに異なる。このため、制御部150がどの負圧源146、147、148に通気路242を連通させたかによって、基板230に作用する吸引力が異なる。これにより、制御部150は、基板230の基板ホルダ240に対する保持力の大きさを変化させることができる。   The control valve 144 selectively communicates the ventilation path 242 with one of the open end 145 and the negative pressure sources 146, 147, and 148 under the control of the control unit 150. Here, the negative pressures provided by the plurality of negative pressure sources 146, 147, 148 are different from one another. Therefore, the suction force acting on the substrate 230 differs depending on which negative pressure source 146, 147, 148 the air passage 242 is in communication with the control unit 150. Thereby, the control unit 150 can change the magnitude of the holding force of the substrate 230 with respect to the substrate holder 240.

図5は、基板210を他の基板230と接合する場合の手順を示す流れ図である。接合する基板210は、積層基板製造装置100のプリアライナ500において基板ホルダ220に保持されている。また、基板230は、基板ホルダ240に保持されている。よって、基板210、230は、基板ホルダ220、240と共に、接合部300に搬入される(ステップS101)。   FIG. 5 is a flow chart showing the procedure for bonding the substrate 210 to another substrate 230. The substrate 210 to be bonded is held by the substrate holder 220 in the pre-aligner 500 of the laminated substrate manufacturing apparatus 100. Also, the substrate 230 is held by the substrate holder 240. Accordingly, the substrates 210 and 230 are carried into the bonding unit 300 together with the substrate holders 220 and 240 (step S101).

図6は接合部300の構造を示す模式図である。また、図6は、ステップS102で、基板210、230が搬入された直後の状態を示す図でもある。   FIG. 6 is a schematic view showing the structure of the joint portion 300. As shown in FIG. FIG. 6 is also a view showing a state immediately after the substrates 210 and 230 are carried in at step S102.

接合部300は、枠体310、固定ステージ321、および移動ステージ341を備える。枠体310は、それぞれが水平な天板311および底板313を有する。接合部300は制御部150に接続され、制御部150の制御の下に動作する。   The joint unit 300 includes a frame 310, a fixed stage 321, and a moving stage 341. The frame 310 has a top plate 311 and a bottom plate 313, each of which is horizontal. The joint unit 300 is connected to the control unit 150 and operates under the control of the control unit 150.

固定ステージ321は、枠体310の天板311に下向きに固定され、図3に示した基板ホルダ220を吸着することにより、基板210を保持する。固定ステージ321に保持される基板ホルダ220は、基板210の接合面が図中下向きになるように接合部300に搬入され、固定ステージ321にも下向きに保持される。   The fixed stage 321 is fixed to the top plate 311 of the frame 310 downward, and holds the substrate 210 by adsorbing the substrate holder 220 shown in FIG. 3. The substrate holder 220 held by the fixed stage 321 is carried into the bonding portion 300 so that the bonding surface of the substrate 210 faces downward in the figure, and is also held downward by the fixed stage 321.

枠体310の天板311の図中下面には、図中下向きに固定された上顕微鏡322および上活性化装置323が、固定ステージ321の側方に配される。上顕微鏡322は、固定ステージ321に対向して配置された移動ステージ341上の基板230の上面を観察する。上活性化装置323は、例えばプラズマを発生して、移動ステージ341に保持された基板230の上面を活性化する。   On the lower surface of the top plate 311 of the frame 310 in the figure, an upper microscope 322 and an upper activation device 323 fixed downward in the figure are arranged on the side of the fixed stage 321. The upper microscope 322 observes the upper surface of the substrate 230 on the moving stage 341 disposed to face the fixed stage 321. The upper activation device 323 generates, for example, a plasma to activate the upper surface of the substrate 230 held by the moving stage 341.

接合部300において、枠体310の底板313の図中上面には、X方向駆動部331、Y方向駆動部332、および移動ステージ341が積層して配される。基板230を保持した基板ホルダ240は、基板230の表面が上向きになるように移動ステージ341の上面に搬入される。   In the joint portion 300, an X direction driving unit 331, a Y direction driving unit 332, and a moving stage 341 are stacked on the upper surface of the bottom plate 313 of the frame 310 in the drawing. The substrate holder 240 holding the substrate 230 is carried onto the upper surface of the moving stage 341 so that the surface of the substrate 230 faces upward.

X方向駆動部331は、底板313と平行に、図中に矢印Xで示す方向に移動する。Y方向駆動部332は、X方向駆動部331上で、底板313と平行に、図中に矢印Yで示す方向に移動する。X方向駆動部331およびY方向駆動部332の動作を組み合わせることにより、移動ステージ341は、底板313と平行に二次元的に移動できる。   The X-direction drive unit 331 moves in the direction indicated by the arrow X in the drawing in parallel with the bottom plate 313. The Y-direction drive unit 332 moves on the X-direction drive unit 331 in parallel with the bottom plate 313 in the direction indicated by the arrow Y in the drawing. By combining the operations of the X-direction driving unit 331 and the Y-direction driving unit 332, the moving stage 341 can move two-dimensionally in parallel with the bottom plate 313.

Y方向駆動部332と移動ステージ341との間には、Z方向駆動部333が配される。Z方向駆動部333は、矢印Zで示す底板313に対して垂直な方向に、Y方向駆動部332に対して移動ステージ341を移動させる。これにより、移動ステージ341を固定ステージ321に接近させることができる。X方向駆動部331、Y方向駆動部332およびZ方向駆動部333による移動ステージ341の移動量は、干渉計等を用いて高精度に計測される。   A Z-direction drive unit 333 is arranged between the Y-direction drive unit 332 and the moving stage 341. The Z-direction drive unit 333 moves the moving stage 341 relative to the Y-direction drive unit 332 in a direction perpendicular to the bottom plate 313 indicated by the arrow Z. Thereby, the movable stage 341 can be made to approach the fixed stage 321. The moving amount of the moving stage 341 by the X direction driving unit 331, the Y direction driving unit 332, and the Z direction driving unit 333 is measured with high accuracy using an interferometer or the like.

Y方向駆動部332の図中上面には、下顕微鏡342および下活性化装置343が移動ステージ341の側方に搭載される。下顕微鏡342は、Y方向駆動部332と共に移動して、固定ステージ321に保持された下向きの基板210の下面を観察する。下活性化装置343は、Y方向駆動部332と共に移動しつつ、基板210に照射する例えばプラズマを発生して、固定ステージ321に保持された基板210の図中下面を活性化する。   A lower microscope 342 and a lower activation device 343 are mounted on the side of the moving stage 341 on the upper surface of the Y-direction drive unit 332 in the drawing. The lower microscope 342 moves together with the Y-direction drive unit 332 to observe the lower surface of the downward substrate 210 held by the fixed stage 321. The lower activation device 343 generates, for example, plasma that irradiates the substrate 210 while moving together with the Y-direction driving unit 332, and activates the lower surface of the substrate 210 held by the fixed stage 321 in the drawing.

ここで、基板210、230の活性化とは、基板の接合面が他の基板の接合面と接触した場合に、水素結合、ファンデルワールス結合、共有結合等を生じて、溶融することなく固相で接合される状態にすべく、少なくとも一方の基板の接合面を処理することを意味する。   Here, the activation of the substrates 210 and 230 means that hydrogen bonding, van der Waals bonding, covalent bonding, and the like occur when the bonding surface of the substrate comes into contact with the bonding surface of another substrate and does not melt without melting. It means that the bonding surface of at least one of the substrates is treated so as to be in a phase bonded state.

すなわち、活性化とは、基板210、230の表面にダングリングボンド(未結合手)を生じさせることによって、結合を形成しやすくすることを含む。具体的には、上活性化装置323および下活性化装置343では、例えば減圧雰囲気下において処理ガスである酸素ガスを励起してプラズマ化し、酸素イオンを二つの基板のそれぞれの接合面となる表面に照射する。例えば、基板がSi上にSiO膜を形成した基板である場合には、この酸素イオンの照射によって、積層時に接合面となる基板表面におけるSiOの結合が切断され、SiおよびOのダングリングボンドが形成される。基板の表面にこのようなダングリングボンドを形成することを活性化と称する場合がある。このダングリングボンドが形成された状態の基板を、例えば大気に晒した場合、空気中の水分がダングリングボンドに結合して、基板表面が水酸基(OH基)で覆われる。基板の表面は、水分子と結合しやすい状態、すなわち親水化されやすい状態となる。つまり、活性化により、結果として基板の表面が親水化しやすい状態になる。   That is, activation includes facilitating bond formation by generating dangling bonds (unbonds) on the surfaces of the substrates 210 and 230. Specifically, in the upper activation device 323 and the lower activation device 343, for example, oxygen gas which is a processing gas is excited and plasmatized in a reduced pressure atmosphere, and surfaces where oxygen ions become respective bonding surfaces of two substrates Irradiate. For example, in the case where the substrate is a substrate having a SiO film formed on Si, the irradiation of oxygen ions breaks the bond of SiO on the substrate surface, which will be the bonding surface during lamination, resulting in dangling bonds of Si and O. It is formed. Forming such dangling bonds on the surface of the substrate may be referred to as activation. When the substrate on which the dangling bonds are formed is exposed to the atmosphere, for example, moisture in the air is bonded to the dangling bonds, and the substrate surface is covered with hydroxyl groups (OH groups). The surface of the substrate is in a state of being easily bonded to water molecules, that is, in a state of being easily hydrophilized. That is, as a result of activation, the surface of the substrate is likely to become hydrophilic.

また、固相の接合では、接合界面における、酸化物等の不純物の存在、接合界面の欠陥等が接合強度に影響する。よって、接合面の清浄化も活性化の一部と見做してもよい。   Further, in solid phase bonding, the presence of impurities such as oxides at the bonding interface, defects in the bonding interface, and the like affect the bonding strength. Therefore, cleaning of the bonding surface may be regarded as part of activation.

基板210、230を活性化する方法としては、DCプラズマ、RFプラズマ、MW励起プラズマによるラジカル照射の他、不活性ガスを用いたスパッタエッチング、イオンビーム、高速原子ビーム等の照射も例示できる。また、紫外線照射、オゾンアッシャー等による活性化も例示できる。更に、液体または気体のエッチャントを用いた化学的な清浄化処理も例示できる。更に、図示しない親水化装置を用いて、基板の接合面となる表面に純水等を塗布することによって基板の表面を親水化してもよい。この親水化により、基板の表面は、OH基が付着した状態、すなわちOH基で終端された状態となる。   Examples of the method for activating the substrates 210 and 230 include irradiation with radicals by DC plasma, RF plasma, and MW excitation plasma, as well as irradiation with sputter etching using an inert gas, ion beam, fast atom beam, and the like. Moreover, the activation by ultraviolet irradiation, ozone asher etc. can also be illustrated. Furthermore, chemical cleaning treatment using liquid or gaseous etchant can also be exemplified. Furthermore, the surface of the substrate may be made hydrophilic by applying pure water or the like to the surface to be a bonding surface of the substrate using a hydrophilization device (not shown). By the hydrophilization, the surface of the substrate is in a state in which the OH group is attached, that is, a state in which the surface is terminated by the OH group.

なお、上活性化装置323および下活性化装置343に代わる活性化装置を接合部300とは別の場所に設けて、予め活性化した基板210、230を接合部300に搬入してもよい。   Alternatively, an activation device that replaces the upper activation device 323 and the lower activation device 343 may be provided at a location different from the bonding portion 300, and the substrates 210 and 230 activated in advance may be carried into the bonding portion 300.

接合部300は、更に制御部150を備える。制御部150は、X方向駆動部331、Y方向駆動部332、Z方向駆動部333、上活性化装置323、および下活性化装置343の動作を制御する。   The joint unit 300 further includes a control unit 150. The control unit 150 controls the operations of the X-direction drive unit 331, the Y-direction drive unit 332, the Z-direction drive unit 333, the upper activation device 323, and the lower activation device 343.

なお、基板210、230の接合に先立って、制御部150は、上顕微鏡322および下顕微鏡342の相対位置を予め較正しておく。上顕微鏡322および下顕微鏡342の較正は、例えば、上顕微鏡322および下顕微鏡342を共通の焦点Fに合焦させて、相互に観察させることにより実行できる。また、共通の標準指標を上顕微鏡322および下顕微鏡342で観察してもよい。   Note that, prior to bonding of the substrates 210 and 230, the control unit 150 calibrates the relative position of the upper microscope 322 and the lower microscope 342 in advance. The calibration of the upper microscope 322 and the lower microscope 342 can be performed by, for example, focusing the upper microscope 322 and the lower microscope 342 on a common focus F and observing each other. Further, the common standard index may be observed with the upper microscope 322 and the lower microscope 342.

再度図5を参照すると、制御部150は、上記のようにして搬入された基板210、230のそれぞれについて、図7に示すように、移動ステージ341を移動させることにより、対向する基板210、230を上顕微鏡322および下顕微鏡342を用いて観察し、これにより、各基板210、230のそれぞれにおいて、複数のアライメントマーク213の位置を計測する(ステップS103)。複数のアライメントマーク213の位置に基づいて、基板210、230の相対位置が算出される。   Referring to FIG. 5 again, the controller 150 moves the moving stage 341 as shown in FIG. 7 for each of the substrates 210 and 230 carried in as described above, thereby opposing the substrates 210 and 230. Are observed using the upper microscope 322 and the lower microscope 342, whereby the positions of the plurality of alignment marks 213 are measured on each of the substrates 210 and 230 (step S103). Based on the positions of the plurality of alignment marks 213, the relative positions of the substrates 210 and 230 are calculated.

なお、下顕微鏡342が観察する基板210は、突起部251を有する基板ホルダ220に保持された状態で固定ステージ321に保持されている。よって、下顕微鏡342は、隆起部215が形成された状態の基板210を観察して、隆起部215を含む基板210の表面におけるアライメントマーク213の位置を検出する。   The substrate 210 observed by the lower microscope 342 is held by the fixed stage 321 in a state of being held by the substrate holder 220 having the protrusion 251. Thus, the lower microscope 342 observes the substrate 210 in a state in which the raised portion 215 is formed, and detects the position of the alignment mark 213 on the surface of the substrate 210 including the raised portion 215.

このように、アライメントマーク213の位置を検出する前に突起部材250により基板210に隆起部215を形成し、隆起部215が形成された状態でアライメントマーク213の位置を検出している。これにより、アライメントマーク213の位置を検出した後に基板210に隆起部215を形成する場合と異なり、基板210の変形によってアライメントマークの位置が位置検出したときの位置から変位することを抑制できる。従って、位置合わせ精度の低下を抑制できる。   As described above, before detecting the position of the alignment mark 213, the protruding portion 215 is formed on the substrate 210 by the protruding member 250, and the position of the alignment mark 213 is detected in the state where the protruding portion 215 is formed. Accordingly, unlike the case where the raised portion 215 is formed on the substrate 210 after detecting the position of the alignment mark 213, it is possible to suppress the displacement of the alignment mark from the position when the position is detected due to the deformation of the substrate 210. Therefore, the decrease in alignment accuracy can be suppressed.

このように、ステップS103において、制御部150は、基板210、230の相対位置に基づいて、基板210、230の位置合わせに必要な移動ステージ341の移動方向および移動量を算出する。次に、制御部150は、移動ステージ341に保持された基板230に接合時に生じる変形量を調節すべく、基板230に対して作用させる保持力を決定する(ステップS104)。すなわち、本実施例では、制御部150は、基板230への保持力を決定する決定部を構成する。   As described above, in step S103, the control unit 150 calculates the movement direction and movement amount of the movement stage 341 necessary for alignment of the substrates 210 and 230 based on the relative position of the substrates 210 and 230. Next, the control unit 150 determines a holding force to be applied to the substrate 230 in order to adjust the amount of deformation generated at the time of bonding to the substrate 230 held by the moving stage 341 (step S104). That is, in this embodiment, the control unit 150 constitutes a determination unit that determines the holding force to the substrate 230.

図8および図9は、上記ステップS104において制御部150が基板に作用させる保持力を決定する方法を説明するグラフである。図8に示すグラフは、基板230に対して作用する保持力を生じさせる吸引力および摩擦力の相違と、その保持力が作用した基板230の倍率(ppm)との関係を示す。図中に示す単位μは摩擦係数を示す。   8 and 9 are graphs for explaining a method of determining the holding force that the control unit 150 applies to the substrate in step S104. The graph shown in FIG. 8 shows the relationship between the difference between the attractive force and the frictional force that cause the holding force acting on the substrate 230, and the magnification (ppm) of the substrate 230 on which the holding force acts. The unit μ shown in the figure indicates the coefficient of friction.

なお、図8に示す接合倍率について説明する。まず、基板230単体についての倍率は、設計値では基板230の中心から距離Xに位置する構造物が、実際に製造された基板では中心からの距離Xに位置する場合に、差分(X−X)を距離Xで除することにより得られた値である。 The bonding magnification shown in FIG. 8 will be described. First, the magnification of the substrate 230 alone is a difference (X) when a structure located at a distance X 0 from the center of the substrate 230 in the design value is located at a distance X 1 from the center of the actually manufactured substrate. It is a value obtained by dividing 1 − X 0 ) by the distance X 0 .

このように定義された倍率は、例えばppm(Parts Per Million)を単位として表される。また、このような倍率には、設計位置からの変位ベクトルが同じ量のX成分およびY成分を有する等方倍率と、設計位置からの変位ベクトルが、互いに異なる量の成分を有する非等方倍率とが含まれる。   The magnification defined in this way is expressed in units of ppm (Parts Per Million), for example. In addition, in such magnification, isotropic magnification in which displacement vectors from the design position have the same amount of X component and Y component, and anisotropic magnification in which displacement vectors from the design position have components of mutually different amounts. And are included.

図8に示すグラフにおいて縦軸に割り当てた接合倍率は、接合する基板210、230について、それぞれの「倍率」の差を意味する。図示の例では、接合部300における上側の基板210の倍率と、下側の基板230の倍率との差「下基板倍率−上基板倍率」により算出した値として、接合倍率の値の大きさと符号が決定される。   In the graph shown in FIG. 8, the bonding magnification assigned to the vertical axis means the difference between the “magnifications” of the substrates 210 and 230 to be bonded. In the example shown in the drawing, the magnitude and sign of the value of the bonding magnification is used as a value calculated by the difference “lower substrate magnification−upper substrate magnification” between the magnification of the upper substrate 210 and the magnification of the lower substrate 230 in the bonding portion 300. Is determined.

接合される基板210、230のそれぞれにおける設計位置を基準とした倍率の差が、積層基板201における基板210、230の位置ずれ量となる。例えば、位置ずれがない場合に積層基板201において互いに対向すべき構造物、例えば電気的な接続部が、当該倍率の差に応じた量で積層基板201において位置ずれを生じる。この位置ずれが過大な場合は、積層基板201において、基板210、230相互の間の電気的接続が絶たれる場合がある。   The difference in magnification based on the design position in each of the substrates 210 and 230 to be bonded is the amount of positional deviation of the substrates 210 and 230 in the laminated substrate 201. For example, structures which should be opposed to each other in the laminated substrate 201 when there is no positional deviation, for example, an electrical connection, cause positional deviation in the laminated substrate 201 by an amount according to the difference in magnification. When this positional deviation is excessive, in the laminated substrate 201, the electrical connection between the substrates 210 and 230 may be cut off.

図8に示すように、基板230と基板ホルダ240と間に一定の摩擦力が生じている場合は、基板に作用する吸引力が増加した場合に倍率が低下するという一定の関係が認められる。また、一定の吸引力について着目すると、摩擦係数が減少するほど倍率が低下するという一定の関係が認められる。換言すれば、基板230に対する吸引力または摩擦力を変化させることにより基板230に作用する保持力を変化させれば、基板230の倍率を補正できる。   As shown in FIG. 8, in the case where a certain frictional force is generated between the substrate 230 and the substrate holder 240, a certain relationship is recognized that the magnification decreases when the suction force acting on the substrate increases. In addition, focusing on a certain suction force, a certain relationship is recognized in that the magnification decreases as the friction coefficient decreases. In other words, if the holding force acting on the substrate 230 is changed by changing the suction force or the friction force on the substrate 230, the magnification of the substrate 230 can be corrected.

図9は、異なる日に接合した基板210、230に生じる倍率のばらつきを、基板230に対する吸引力と基板230の倍率との関係においてプロットしたグラフである。図示のように、同じ装置条件で接合した場合であっても、接合した基板210、230に生じる倍率のばらつきの範囲が異なる。これは、基板210、230に生じる倍率のばらつきは、接合を実施した日の気温、気圧、湿度等の環境条件の影響をうけているのと推測される。換言すれば、環境条件に応じて基板230の倍率を補正することにより、倍率のばらつきを抑制することができる。   FIG. 9 is a graph in which the variation in magnification caused in the substrates 210 and 230 bonded on different days is plotted in the relationship between the suction force on the substrate 230 and the magnification of the substrate 230. As illustrated, even when bonding is performed under the same device conditions, the range of variation in magnification that occurs in the bonded substrates 210 and 230 is different. This is presumed that the variation in magnification generated in the substrates 210 and 230 is affected by the environmental conditions such as the temperature, atmospheric pressure, and humidity on the day when the bonding is performed. In other words, the magnification variation can be suppressed by correcting the magnification of the substrate 230 according to the environmental conditions.

積層基板製造装置100の制御部150は、上記の知見に基づき、ステップS104(図5)において、積層基板201において生じる位置ずれ量を取得する段階1と、取得した位置ずれ量を予め定めた閾値以下に抑制するための補正量を算出する段階2と、算出した補正量に基づいて基板210、230の少なくとも一方に対する保持力を調整する段階3とを含む制御を実行する。   Based on the above knowledge, the control unit 150 of the multilayer substrate manufacturing apparatus 100 obtains the positional deviation amount 1 that occurs in the multilayer substrate 201 in step S104 (FIG. 5), and a threshold value that sets the acquired positional deviation amount in advance. Control including step 2 of calculating a correction amount to be suppressed below and step 3 of adjusting the holding power to at least one of the substrates 210 and 230 based on the calculated correction amount is performed.

段階1において、制御部150は、積層基板201において生じる位置ずれ量を取得する。当該位置ずれ量の取得は、例えば、基板210、230を接合して形成された積層基板201において生じた位置ずれを測定することにより取得してもよい。こうして取得された位置ずれは、その積層基板201を形成する基板210、230と、例えば同じロットで製造された基板210,230に対して高い確度で援用できる。   In stage 1, the control unit 150 acquires the amount of positional deviation that occurs in the layered substrate 201. The acquisition of the positional deviation amount may be acquired, for example, by measuring the positional deviation that has occurred in the laminated substrate 201 formed by bonding the substrates 210 and 230. The positional deviation thus obtained can be used with high accuracy with respect to the substrates 210 and 230 forming the laminated substrate 201 and, for example, the substrates 210 and 230 manufactured in the same lot.

また、制御部150は、基板210、230が接合される環境の環境条件、例えば、環境センサから取得した気温、湿度、気圧等に基づいて積層基板201において生じる位置ずれ量を取得してもよい。更に、制御部150は、基板210、230の厚さ、剛性、実装された回路の仕様等の物理特性に基づいて、積層基板201において生じる位置ずれ量を取得してもよい。物理特性は、基板210、230に関する情報に含まれる。   In addition, the control unit 150 may acquire the amount of positional deviation generated in the laminated substrate 201 based on environmental conditions of the environment in which the substrates 210 and 230 are joined, for example, the air temperature, humidity, and pressure acquired from the environment sensor. . Furthermore, the control unit 150 may acquire the amount of displacement generated in the laminated substrate 201 based on physical characteristics such as the thickness and rigidity of the substrates 210 and 230 and the specifications of the mounted circuit. Physical properties are included in the information about the substrates 210, 230.

更に、制御部150は、上記の環境条件および物理特性に基づいて、基板210、230を接合する過程で生じる歪みを予測して、予測した歪み量から積層基板201において生じる位置ずれ量を算出することにより取得してもよい。これにより、接合前の段階では生じていなかった歪みに対しても有効な補正ができる。   Further, the control unit 150 predicts a distortion generated in the process of bonding the substrates 210 and 230 based on the environmental conditions and physical characteristics, and calculates a positional deviation amount generated in the multilayer substrate 201 from the predicted distortion amount. It may be acquired by Thereby, it is possible to effectively correct distortion that has not occurred in the stage before joining.

こうして、積層基板201において生じる位置ずれを取得することにより、制御部150は、補正すべき位置ずれの種類と量を把握できる。なお,位置ずれ量を取得する上記の種々の方法は、そのいずれかを選択して実行してもよいし、複数の方法を併用してもよい。   Thus, the control unit 150 can grasp the type and the amount of positional deviation to be corrected by acquiring the positional deviation occurring in the laminated substrate 201. Note that any of the various methods described above for acquiring the positional deviation amount may be selected and executed, or a plurality of methods may be used in combination.

次に、段階2において、制御部150は、積層基板201における位置ずれ量を補正すべく、基板210、230の少なくとも一方に対して生じさせる変形量を算出する。ここで、制御部150は、位置ずれが全く解消されることを目標として変形量を算出するのではなく、積層基板201における位置ずれ量が、予め定めた閾値以下になるような変形量を求めてもよい。   Next, in step 2, the control unit 150 calculates the amount of deformation caused to at least one of the substrates 210 and 230 in order to correct the amount of positional deviation in the laminated substrate 201. Here, the control unit 150 does not calculate the amount of deformation with the goal of completely eliminating the positional deviation, but determines the amount of deformation such that the amount of positional deviation in the laminated substrate 201 is equal to or less than a predetermined threshold. May be.

これにより、制御部150による処理の負荷が抑制されると共に、補正ができないことを理由に接合しない基板210、230が発生することを抑制できる。よって、積層基板201の製造に係るスループットを減少できると共に、基板210、230に関する材料コストも抑制できる。   As a result, the processing load of the control unit 150 can be suppressed, and the generation of the substrates 210 and 230 which are not bonded due to the inability to perform correction can be suppressed. Therefore, the throughput related to the production of the laminated substrate 201 can be reduced, and the material cost related to the substrates 210 and 230 can be suppressed.

続いて、段階3において、制御部150は、接合部300における基板210,230の少なくとも一方に対する保持力を、段階2で算出した変形量に応じて決定する。ここで、制御部150は、実験、解析等により予め用意しておいた、基板210、230に対する保持力と補正量との関係から保持力を決定してもよい。保持力は、例えば、基板ホルダ220、240に対する基板210、230の吸着力、基板ホルダ220、240に対する基板210、230の摩擦力により調節できる。   Subsequently, in step 3, the control unit 150 determines the holding power of at least one of the substrates 210 and 230 in the bonding unit 300 according to the amount of deformation calculated in step 2. Here, the control unit 150 may determine the holding force from the relationship between the holding force for the substrates 210 and 230 and the correction amount, which is prepared in advance by experiment, analysis, or the like. The holding force can be adjusted, for example, by the adsorption force of the substrate 210, 230 against the substrate holder 220, 240 and the friction force of the substrate 210, 230 against the substrate holder 220, 240.

上記のような処理の段階を経た制御部150は、図10に示すように、上活性化装置323および下活性化装置343を動作させながら移動ステージ341を走行させることにより、基板210、230の表面をプラズマで走査して、基板210、230の接合面を活性化する(ステップS105)。活性化された基板210、230の表面は、接着剤等の介在物、溶接、圧着等の加工なしに、接触によって接合される状態になる。   As shown in FIG. 10, the control unit 150 that has undergone the processing steps as described above moves the moving stage 341 while operating the upper activation device 323 and the lower activation device 343, thereby causing the substrates 210 and 230 to move. The surface is scanned with plasma to activate the bonding surface of the substrates 210 and 230 (step S105). The surfaces of the activated substrates 210 and 230 are brought into a state of being joined by contact without an inclusion such as an adhesive, or a process such as welding or pressure bonding.

次に、制御部150は、先にステップS104で算出した相対位置に基づいて移動ステージ341を移動させて、図11に示すように、基板210、230を相互に位置合わせする(ステップS106)。図12は、ステップS106において位置合わせされた基板210、230の状態を示す模式的な断面図である。   Next, the control unit 150 moves the movable stage 341 based on the relative position previously calculated in step S104 to align the substrates 210 and 230 with each other as shown in FIG. 11 (step S106). FIG. 12 is a schematic cross-sectional view showing the state of the substrates 210 and 230 aligned in step S106.

この段階では、制御部150は、制御バルブ124を制御して、固定ステージ321に保持された基板ホルダ220の通気路222を負圧源126に連通させている。これにより、基板210は吸着面221に吸着されて、対向する基板230から離れている。   At this stage, the control unit 150 controls the control valve 124 to connect the air passage 222 of the substrate holder 220 held by the fixed stage 321 to the negative pressure source 126. As a result, the substrate 210 is attracted to the attracting surface 221 and is separated from the opposing substrate 230.

更に、制御部150は、この状態で制御バルブ144を制御して、先にステップS104で決定した保持力を、移動ステージ341に保持された基板230に作用するように、調節する(ステップS107)。これにより、負圧源146、147、148のいずれかに基板ホルダ240の通気路242が連通し、吸引力が作用する。   Further, the control unit 150 controls the control valve 144 in this state to adjust the holding force previously determined in step S104 so as to act on the substrate 230 held by the moving stage 341 (step S107). . As a result, the air passage 242 of the substrate holder 240 communicates with any of the negative pressure sources 146, 147, and 148, and a suction force is applied.

次に、図13に示すように、制御部150はZ方向駆動部333を動作させて、移動ステージ341を上昇させる。これにより、基板230が上昇し、やがて、基板210、230が互いに部分的に接触する(ステップS108)。   Next, as shown in FIG. 13, the control unit 150 operates the Z-direction driving unit 333 to raise the moving stage 341. Thereby, the board | substrate 230 raises and the board | substrates 210 and 230 will contact each other partially eventually (step S108).

図14は、接合部300において基板210、230が接触し始めた状態を示す模式的な断面図である。固定ステージ321に保持された基板210には、図中下方に向かって突出した隆起部215が形成されている。よって、移動ステージ341の上昇により基板210、230が互いに接近したときに、まず、隆起部215が基板230の表面に接触する。   FIG. 14 is a schematic cross-sectional view showing a state in which the substrates 210 and 230 are in contact with each other at the joint portion 300. The substrate 210 held by the fixed stage 321 is formed with a raised portion 215 that protrudes downward in the figure. Therefore, when the substrates 210 and 230 approach each other due to the elevation of the moving stage 341, the ridges 215 first contact the surface of the substrate 230.

このとき、基板210の隆起部215を基板230に押し付けることにより、隆起部215と基板230との間に挟まれた雰囲気等が押し出されて、基板210、230同士が直接に接触する。   At this time, by pressing the raised portion 215 of the substrate 210 against the substrate 230, an atmosphere or the like sandwiched between the raised portion 215 and the substrate 230 is pushed out, and the substrates 210 and 230 come into direct contact with each other.

この接触により、活性化された二つの基板210、230の接触領域が、水素結合のような化学結合により結合する。   By this contact, the contact region between the two activated substrates 210 and 230 is bonded by a chemical bond such as a hydrogen bond.

なお、ステップS108において、制御部150は、制御バルブ124、144を制御して、基板ホルダ220、240の各々の通気路222、242を、負圧源126、146、147、148のいずれかに連通させている。よって、基板210、230は、それぞれ基板ホルダ220、240に吸着されており、接合起点209以外の部分で、基板210、230が接触することは抑制されている。   In step S108, the control unit 150 controls the control valves 124 and 144 so that the air passages 222 and 242 of the substrate holders 220 and 240 are set to one of the negative pressure sources 126, 146, 147, and 148, respectively. Communicate. Therefore, the substrates 210 and 230 are adsorbed by the substrate holders 220 and 240, respectively, and contact with the substrates 210 and 230 at portions other than the bonding start point 209 is suppressed.

接触状態を維持した状態で所定の時間が経過すると、二つの基板210、230の貼り合わせの過程で基板210、230間に位置ずれが生じない大きさの結合力が二つの基板210の間に確保される。   When a predetermined time elapses with the contact state maintained, the bonding force between the two substrates 210 does not cause a displacement between the two substrates 210 and 230 in the process of bonding the two substrates 210 and 230. Secured.

これにより、基板210、230の接触点には、基板210、230の一部が接触により接合した接合起点209が形成される。接合起点209における接合は、水素結合、ファンデルワールス結合、および、共有結合等により行われる。接合起点209は、基板210,230同士が接触して接合が開始された時点で形成される。なお、接合起点209は、ある程度面積を有する領域であってもよい。二つの基板210、230を一部で接触させた後、制御部150は、二つの基板210、230が互いに接触した状態を維持してもよい。   As a result, at the contact point of the substrates 210 and 230, a bonding start point 209 in which a part of the substrates 210 and 230 is bonded by contact is formed. Bonding at the bonding start point 209 is performed by hydrogen bonding, van der Waals bonding, covalent bonding, or the like. The joining start point 209 is formed when the substrates 210 and 230 come into contact with each other and joining is started. Note that the joining start point 209 may be a region having a certain area. After partially contacting the two substrates 210 and 230, the control unit 150 may maintain the two substrates 210 and 230 in contact with each other.

その後、制御部150は、固定ステージ321側において、制御バルブ124を切り換えて、基板ホルダ220の通気路222を大気圧への開放端に連通させる。これにより、基板ホルダ220による基板210の保持が解除される。よって、活性化された表面の分子間力等により、基板210、230の接合領域が自律的に拡大する。このとき、基板210、230同士を押し付けることにより、接触した一部の面積を大きくすることにより接触領域を広げてもよい。   Thereafter, on the fixed stage 321 side, the control unit 150 switches the control valve 124 to allow the air passage 222 of the substrate holder 220 to communicate with the open end to the atmospheric pressure. Thereby, the holding of the substrate 210 by the substrate holder 220 is released. Therefore, the bonding region of the substrates 210 and 230 autonomously expands due to the intermolecular force on the activated surface. At this time, by pressing the substrates 210 and 230 together, the contact area may be expanded by enlarging the area of a part in contact.

図15は、上記のように接合領域が拡大する過程を模式的に示す図である。図示のように、基板210、230が接合された接合領域が、接合起点209から、基板210、230の径方向外側に向かって順次拡大する接合波が発生し、基板210、230の接合が進行する(ステップS109)。   FIG. 15 is a diagram schematically showing the process of expanding the bonding region as described above. As shown in the drawing, a junction wave in which the junction region where the substrates 210 and 230 are joined is sequentially expanded from the junction starting point 209 toward the radially outer side of the substrates 210 and 230 is generated, and the junction of the substrates 210 and 230 proceeds (Step S109).

図16は、上記のような基板210、230の接合波の進行が完了した状態を示す模式的断面図である。図16において基板210、230は全面にわたって接合されている。これにより基板210、230の接合は完了し、基板210、220は一体的な積層基板201を形成する。このとき、基板210、230間は、水素結合、ファンデルワールス結合、および、共有結合等により接合される。形成された積層基板201は、接合部300から搬出され、更に、基板カセット130に収容されて、積層基板製造装置100から搬出される(ステップS110)。   FIG. 16 is a schematic cross-sectional view showing a state in which the progress of the bonding wave of the substrates 210 and 230 as described above is completed. In FIG. 16, substrates 210 and 230 are bonded over the entire surface. Thereby, the joining of the substrates 210 and 230 is completed, and the substrates 210 and 220 form an integrated laminated substrate 201. At this time, the substrates 210 and 230 are bonded by a hydrogen bond, a van der Waals bond, a covalent bond, or the like. The formed multilayer substrate 201 is unloaded from the bonding portion 300, further accommodated in the substrate cassette 130, and unloaded from the multilayer substrate manufacturing apparatus 100 (step S110).

なお、固定ステージ321に吸着された基板ホルダ220による基板210の吸着は、ステップS109において完全に解除されている。よって、積層基板201は、移動ステージ341に保持された基板ホルダ240によって保持されている。積層基板201を接合部300から搬出する場合は、基板ホルダ240による保持を先に解除して積層基板201単独で搬出してもよいし、基板ホルダ240に保持させたまま基板ホルダ240と共に搬出した後、更に、積層基板201を基板ホルダ240から分離して基板カセット130に収容してもよい。   The suction of the substrate 210 by the substrate holder 220 suctioned to the fixed stage 321 is completely canceled in step S109. Therefore, the laminated substrate 201 is held by the substrate holder 240 held on the moving stage 341. When the laminated substrate 201 is carried out from the bonding portion 300, the holding by the substrate holder 240 may be released first, and the laminated substrate 201 may be carried out alone or carried out together with the substrate holder 240 while being held by the substrate holder 240. Thereafter, the laminated substrate 201 may be further separated from the substrate holder 240 and accommodated in the substrate cassette 130.

図17、図18、および図19は、基板210、230の接合において、接合起点209から外周に向かって接合波が進行する過程で生じる現象を説明する図である。これらの図は、接合の過程にある基板210、230において、基板210、230が既に接合された領域と、未だ接合されていない領域との境界K、すなわち、進行する接合波の先端の付近を拡大して示す。   FIG. 17, FIG. 18 and FIG. 19 are diagrams for explaining the phenomenon that occurs in the process of the junction wave advancing from the junction starting point 209 toward the outer periphery in the junction of the substrates 210 and 230. In these figures, in the substrates 210 and 230 in the process of bonding, the boundary K between the region to which the substrates 210 and 230 have already been bonded and the region not bonded yet, that is, the vicinity of the tip of the advancing bonding wave Enlarged view.

図17に示すように、境界Kの直近では、基板ホルダ220による保持から解放された基板210の図中下面が伸張し、図中上面が収縮する変形が生じる。更に、図18に示すように、基板210、230において境界Kの位置が移動すると、上記の変形が生じる場所も境界Kと共に移動する。   As shown in FIG. 17, in the immediate vicinity of the boundary K, the lower surface in the drawing of the substrate 210 released from being held by the substrate holder 220 expands and the upper surface in the drawing contracts. Furthermore, as shown in FIG. 18, when the position of the boundary K moves on the substrates 210 and 230, the place where the above deformation occurs also moves along with the boundary K.

上記のような変形を伴って接触した基板210、230が相互に接合されると、基板210の伸びが、基板230に接合されることにより固定され、基板210が、基板230に対して拡大したかのようになる。このため、図中に点線のずれとして現れるように、基板ホルダ240に保持された下側の基板230と、基板ホルダ220から解放された上側の基板210との間に、基板210の伸び量に相当する倍率差の相違が、基板210、230の位置ずれとして顕在化する。更に、図19に示すように、上記のような倍率差は、境界Kが基板210、230の外周に向かって累積され、外周に近づくほど大きくなる。   When the substrates 210 and 230 that are in contact with each other with deformation as described above are bonded to each other, the elongation of the substrate 210 is fixed by being bonded to the substrate 230, and the substrate 210 is enlarged with respect to the substrate 230. As if. For this reason, the amount of elongation of the substrate 210 increases between the lower substrate 230 held by the substrate holder 240 and the upper substrate 210 released from the substrate holder 220 so as to appear as a dotted line deviation in the drawing. A corresponding difference in magnification difference is manifested as a positional shift between the substrates 210 and 230. Furthermore, as shown in FIG. 19, the difference in magnification as described above becomes larger as the boundary K is accumulated toward the outer periphery of the substrates 210 and 230 and is closer to the outer periphery.

尚、ここでいう位置ずれとは、二つの基板210、230の間で対応するアライメントマーク213同士、または、互いに対応する接続部同士の、所定の相対位置からのずれである。位置ずれ量が閾値よりも大きい場合は、接続部同士が接触しない又は適切な電気的導通を得ることができない、もしくは接合部間に所定の接合強度が得られない。   Here, the positional deviation is a deviation from a predetermined relative position between the alignment marks 213 corresponding to each other between the two substrates 210 and 230 or between the corresponding connecting portions. If the misalignment amount is larger than the threshold value, the connections do not come in contact with each other or appropriate electrical continuity can not be obtained, or a predetermined bonding strength can not be obtained between the joints.

図20は、接合の境界Kで生じる現象を更に詳細に説明する図である。基板ホルダ240の吸着面に吸着された基板230と他の基板210との接合が進行する過程で、境界Kの直近では、活性化された基板210、230の接合面が分子間力等により相互に引きつけ合って接合が進行する。   FIG. 20 is a diagram for explaining in more detail the phenomenon that occurs at the boundary K of the joint. In the process of bonding between the substrate 230 adsorbed to the suction surface of the substrate holder 240 and the other substrate 210, the bonding surfaces of the activated substrates 210 and 230 are close to each other by intermolecular force etc. in the immediate vicinity of the boundary K. Attracting to each other, bonding progresses.

この状態を微細に検討すると、基板210は、基板ホルダ220による保持から解放される前から、基板ホルダ220の突起部251の位置で接合起点209を形成して既に基板230に部分的に接合されている。このため、基板ホルダ220による保持から解放された基板210は、接合起点209に隣接する領域において、基板210自体の剛性により基板ホルダ240から離れて対向する基板230に自律的に接合しようとする。よって、基板210の下面には、境界Kを含む領域において倍率が拡大される変形を生じる力Pが基板210に作用する。   Considering this state in detail, the substrate 210 is already partially bonded to the substrate 230 by forming the bonding start point 209 at the position of the protrusion 251 of the substrate holder 220 before being released from being held by the substrate holder 220. ing. For this reason, the substrate 210 released from being held by the substrate holder 220 attempts to autonomously bond to the substrate 230 facing away from the substrate holder 240 due to the rigidity of the substrate 210 itself in a region adjacent to the bonding start point 209. Therefore, on the lower surface of the substrate 210, a force P that exerts a deformation that causes magnification magnification in a region including the boundary K acts on the substrate 210.

一方、基板210の基板230に対する接近は、当初は離れていた基板210、230の間に存在する大気の粘性により妨げられ、当該区間において基板210、230が接合するまでに時間を要する。このため、基板210、230相互の間に作用する分子間力により、基板230に対して、吸着している基板ホルダ240から引き剥がし、且つ、境界Kを含む領域において倍率が拡大する基板210と共に倍率が拡大する力Qが作用する。   On the other hand, the approach of the substrate 210 to the substrate 230 is hindered by the viscosity of the air existing between the substrates 210 and 230 that were originally separated, and it takes time for the substrates 210 and 230 to join in the section. For this reason, together with the substrate 210 that is peeled off from the adsorbing substrate holder 240 by the intermolecular force acting between the substrates 210 and 230 and the magnification is increased in the region including the boundary K. A force Q which magnifies the magnification acts.

更に、境界Kにおいて基板ホルダ240から引き剥がされた基板230は、境界Kから離れた領域では依然として基板ホルダ240に吸着されている。このため、境界Kにおいて、基板230の未だ接合されていない領域を引き寄せる力Rが作用して、基板230に皺状の屈曲をなす褶曲部239が生じる。   Furthermore, the substrate 230 pulled away from the substrate holder 240 at the boundary K is still attracted to the substrate holder 240 in the area away from the boundary K. For this reason, at the boundary K, a force R that draws an unjoined region of the substrate 230 acts, and a bent portion 239 that forms a bend-like bend occurs in the substrate 230.

基板230に褶曲部239が生じた場合、基板230の上面では倍率が大きくなる変形が生じる。ここで、図21に示すように、基板ホルダ240が基板230を保持する保持力が大きければ、基板230に生じる皺状の変形である褶曲部239の曲率が小さいので、基板230における倍率の増加は少ない。一方、図22に示すように、基板ホルダ240が基板230を保持する保持力が小さければ、基板230に生じる褶曲部239の曲率が大きくなるので、基板230における倍率の増加も大きくなる。   When the bent portion 239 is generated on the substrate 230, a deformation that increases the magnification occurs on the upper surface of the substrate 230. Here, as shown in FIG. 21, if the holding force for holding the substrate 230 by the substrate holder 240 is large, the curvature of the bent portion 239 that is a hook-like deformation generated in the substrate 230 is small, and therefore the magnification of the substrate 230 is increased. There are few. On the other hand, as shown in FIG. 22, if the holding power of the substrate holder 240 for holding the substrate 230 is small, the curvature of the bent portion 239 produced on the substrate 230 will be large, and the magnification of the substrate 230 will also be large.

上記のような現象に鑑みて、基板210、230に生じる倍率を含む変形量の変化には、基板210、230の剛性、大気の粘性、基板230と基板ホルダ240との摩擦、基板230および基板ホルダ240の吸着面241に対する付着物の多寡、基板230、240の活性化度合、および、基板230、240間の分子間力の大きさ等の物理特性が影響する。また、ここでいう物理特性には、基板210、230の厚さ、初期倍率等の他、反り等の変形状態、付着物多寡等のいわば使用状態も含む。   In view of the above phenomenon, the deformation of the substrates 210 and 230 including the magnification changes include the rigidity of the substrates 210 and 230, the viscosity of the atmosphere, the friction between the substrate 230 and the substrate holder 240, the substrate 230 and the substrate. Physical properties such as the amount of deposits on the adsorption surface 241 of the holder 240, the degree of activation of the substrates 230 and 240, and the magnitude of the intermolecular force between the substrates 230 and 240 are affected. The physical properties referred to here include the thickness of the substrates 210 and 230, the initial magnification, etc., as well as the deformed state such as warpage, and the so-called use state such as the amount of extraneous matter.

また,これらの物理特性による基板210、230への作用は、大気の温度、気圧、湿度、気体の種類等の環境条件により変化する。よって、これらの物理特性および環境条件と積層条件との関係を予め記憶しておき、測定した物理特性または環境条件に基づいて、位置ずれが所定の値以下となるように補正量を設定し、接合する基板230を補正すれば、物理特性および環境条件の変化に起因する倍率のばらつきを抑制できる。   Further, the action of the physical characteristics on the substrates 210 and 230 changes depending on the environmental conditions such as the temperature of the air, the pressure, the humidity, and the type of gas. Therefore, the relationship between these physical characteristics and environmental conditions and the lamination conditions are stored in advance, and based on the measured physical characteristics or environmental conditions, the correction amount is set so that the positional deviation is a predetermined value or less, By correcting the substrate 230 to be bonded, variations in magnification due to changes in physical characteristics and environmental conditions can be suppressed.

更に、基板230の倍率は、基板230に作用する保持力に応じて変化する。ここで、基板230に作用する保持力は、基板230に作用させる吸引力を発生する負圧の大きさと、基板230および基板ホルダ240の摩擦力の大きさと関連性を有する。よって、基板230を保持する場合の吸引力と、基板230および基板ホルダの間の摩擦力との少なくとも一方を変化させることにより、基板230に対する保持力を変化させることができる。   Further, the magnification of the substrate 230 changes according to the holding force acting on the substrate 230. Here, the holding force acting on the substrate 230 is related to the magnitude of the negative pressure that generates the suction force acting on the substrate 230 and the magnitude of the frictional force of the substrate 230 and the substrate holder 240. Therefore, the holding force with respect to the substrate 230 can be changed by changing at least one of the suction force when holding the substrate 230 and the frictional force between the substrate 230 and the substrate holder.

なお、基板210、230の接合時に生じる変形量に影響する物理特性および接合時の環境条件は、実験、解析等により予め把握できる。また、基板210、230に対する付着物の量は計測し難いので、例えば、基板ホルダ220、240の使用回数に基づいて推定した基板ホルダ220、240に対する付着物の量から推測してもよい。   The physical characteristics that affect the amount of deformation that occurs at the time of bonding the substrates 210 and 230 and the environmental conditions at the time of bonding can be grasped in advance by experiment, analysis, or the like. In addition, since the amount of deposits on the substrates 210 and 230 is difficult to measure, for example, it may be estimated from the amount of deposits on the substrate holders 220 and 240 estimated based on the number of times the substrate holders 220 and 240 are used.

なお、上記の例では、基板230に対する吸引力を生じさせる負圧を変化させて、基板230に作用する保持力を調節した。しかしながら、図8に示したグラフからも判るように、基板230と基板ホルダ240との間の摩擦を変化させても、基板230に作用する保持力を調節できる。   In the above example, the negative pressure that causes the substrate 230 to be attracted is changed to adjust the holding force that acts on the substrate 230. However, as understood from the graph shown in FIG. 8, even if the friction between the substrate 230 and the substrate holder 240 is changed, the holding force acting on the substrate 230 can be adjusted.

よって、例えば、吸着面241の摩擦係数が異なる複数の基板ホルダ240を用意し、目標とする補正量に合わせて使用する基板ホルダ240を交換することにより、基板230の接合時に変形量を調節してもよい。また、基板230において基板ホルダ240に接触する面に、摩擦係数を変化させるものを塗布あるいは付着させてもよい。更に、吸引力の変更による吸着力の調節と、摩擦力の調節とを併用してもよい。   Therefore, for example, by preparing a plurality of substrate holders 240 having different friction coefficients of the suction surface 241 and replacing the substrate holders 240 to be used according to the target correction amount, the deformation amount is adjusted when bonding the substrates 230. May be. Further, on the surface of the substrate 230 in contact with the substrate holder 240, one that changes the coefficient of friction may be applied or adhered. Furthermore, the adjustment of the suction force by changing the suction force and the adjustment of the friction force may be used in combination.

また、上記の例では、基板ホルダ220が突起部251を有し、突起部251により形成された隆起部215の位置に生じた接合起点209から接合を開始した。しかしながら、接合起点209の形成方法は、基板ホルダ220に固定された突起部251には限られない。例えば、基板ホルダ220の吸着面221に対して進退するプッシュピンを設けて基板210の一部を押すことにより接合起点209を形成してもよい。また、更に、基板ホルダ240は、吸着面241にピンを有するピンチャックを形成していてもよい。更に、基板ホルダ220の吸着面221が全体に凸状の曲面をなし、その頂点において接合起点209を形成してもよい。   In the above example, the substrate holder 220 has the protruding portion 251, and the bonding is started from the bonding start point 209 generated at the position of the raised portion 215 formed by the protruding portion 251. However, the method of forming the bonding start point 209 is not limited to the protrusion 251 fixed to the substrate holder 220. For example, a bonding start point 209 may be formed by providing a push pin advancing and retreating with respect to the suction surface 221 of the substrate holder 220 and pushing a part of the substrate 210. Furthermore, the substrate holder 240 may form a pin chuck having pins on the suction surface 241. Furthermore, the suction surface 221 of the substrate holder 220 may have a convex curved surface as a whole, and the bonding start point 209 may be formed at the vertex thereof.

また、上記の例では、基板210が基板ホルダ220に保持された時点で基板210に隆起部215が形成された。しかしながら、隆起部215を形成するタイミングは、接合起点209を形成する前であれば、他のタイミング、例えば、ステップS104(図5)にアライメントマーク213の位置を検出した後であってもよい。   Further, in the above example, the raised portion 215 is formed on the substrate 210 when the substrate 210 is held by the substrate holder 220. However, as long as the raised portion 215 is formed before the joining start point 209 is formed, another timing, for example, after the position of the alignment mark 213 is detected in step S104 (FIG. 5) may be used.

更に、上記の例では、基板ホルダ220、240に保持した状態で基板210、230を接合部300に搬入して接合した。しかしながら、基板ホルダ220、240を使用せずに、固定ステージ321および移動ステージ341の少なくとも一方に対して直接に保持させた基板210、230を接合する場合にも、上記の方法で倍率を補正できる。   Furthermore, in the above-described example, the substrates 210 and 230 are carried into and bonded to the bonding unit 300 while being held by the substrate holders 220 and 240. However, even when the substrates 210 and 230 held directly to at least one of the fixed stage 321 and the moving stage 341 are joined without using the substrate holders 220 and 240, the magnification can be corrected by the above method. .

図23は、図17、18、19に示した、接合の過程で生じる倍率の変化に起因する位置ずれに対する対策として用意された基板ホルダ260の模式的断面図である。基板ホルダ260は、吸着面261と通気路262とを含む本体部269を有する。   FIG. 23 is a schematic cross-sectional view of the substrate holder 260 prepared as a countermeasure against the positional deviation caused by the change in the magnification generated in the joining process shown in FIGS. The substrate holder 260 has a main body 269 including an adsorption surface 261 and a ventilation path 262.

基板ホルダ260の吸着面261は、周縁部から中央部に向けて高さが徐々に増加する断面形状を有し、図示の例では、周縁部から中央部に向けて厚さが徐々に増加する断面形状を有する。これにより、吸着面261は、例えば球面をなし、基板ホルダ260が水平に置かれた状態で、吸着面261の縁部に対して、吸着面261の中央部は、高さDの高低差を有する。使用する基板ホルダ260における高さDは、基板ホルダ260が補正可能な補正量に対応し、基板230について予測した位置ずれ量、または、基板230について目標とする補正量に基づいて決定される。   The suction surface 261 of the substrate holder 260 has a cross-sectional shape in which the height gradually increases from the peripheral portion to the central portion, and in the illustrated example, the thickness gradually increases from the peripheral portion to the central portion It has a cross-sectional shape. Accordingly, the suction surface 261 is, for example, a spherical surface, and the central portion of the suction surface 261 has a height difference of height D with respect to the edge of the suction surface 261 in a state where the substrate holder 260 is placed horizontally. Have. The height D of the substrate holder 260 to be used corresponds to the correction amount that can be corrected by the substrate holder 260 and is determined based on the amount of misalignment predicted for the substrate 230 or the target correction amount for the substrate 230.

また、吸着面261には、通気路262に連通する複数の開口が配される。通気路262の一端は、制御バルブ144を介して、基板ホルダ260の外部に設けられた開放端145、負圧源146、147、148のいずれかに結合される。なお、吸着面261の形状が球面に限られないことはもちろんであり、例えば、対称軸を中心に放物線を回転させた場合に形成される放物面、円筒を中心軸に沿って切ったときの外周面である円筒面等のように、非回転体形状であってもよい。   The suction surface 261 is provided with a plurality of openings that communicate with the ventilation path 262. One end of the air passage 262 is coupled to one of an open end 145 and a negative pressure source 146, 147, 148 provided outside the substrate holder 260 via a control valve 144. It is a matter of course that the shape of the suction surface 261 is not limited to the spherical surface, for example, when the paraboloid formed when the parabola is rotated about the symmetry axis, the cylinder is cut along the central axis It may have a non-rotating shape, such as a cylindrical surface which is the outer peripheral surface of the lens.

制御部150の制御により制御バルブ144が通気路262を負圧源146、147、148のいずれかに連通させることによって、基板230は基板ホルダ260に吸着される。基板ホルダ260の吸着面261は曲面なので、基板ホルダ260に吸着した基板230は、吸着面261の形状に倣って湾曲する。   The control valve 144 causes the control valve 144 to connect the air passage 262 to one of the negative pressure sources 146, 147, and 148, so that the substrate 230 is adsorbed to the substrate holder 260. Since the adsorption surface 261 of the substrate holder 260 is a curved surface, the substrate 230 adsorbed to the substrate holder 260 is curved according to the shape of the adsorption surface 261.

基板ホルダ260の吸着面261に基板230が吸着された場合、図中に一点鎖線で示す基板210の厚さ方向の中心部Eに比較して、基板230の図中上面である表面は、中心から周縁部に向けて面方向に拡大変形される。また、基板230の図中下面である裏面においては、基板230の中心から周縁部に向けて面方向に縮小変形される。   When the substrate 230 is adsorbed to the adsorption surface 261 of the substrate holder 260, the surface that is the upper surface in the figure of the substrate 230 is the center as compared with the center portion E in the thickness direction of the substrate 210 indicated by the alternate long and short dash line in the figure. From the center to the peripheral edge and expanded in the surface direction. Further, the back surface, which is the lower surface of the substrate 230 in the drawing, is reduced and deformed in the surface direction from the center of the substrate 230 toward the peripheral portion.

図24は、接合部300において、移動ステージ341側の基板230の保持に基板ホルダ260を用いた場合を示す模式的断面図である。図示の状態は、図5に示したステップS108で基板210、230を一部だけ接合させて接合起点209を形成した段階に相当する。   FIG. 24 is a schematic cross-sectional view showing a case where the substrate holder 260 is used to hold the substrate 230 on the moving stage 341 side in the bonding unit 300. As shown in FIG. The state shown in the drawing corresponds to the stage in which only a part of the substrates 210 and 230 is bonded in step S108 shown in FIG.

図中上側の基板ホルダ220に保持された基板210は、突起部材250の突起部251により形成された局部的な隆起部215を有する。よって、基板210、230を接触させたとき、基板ホルダ260の吸着面261が平坦である場合に比べて、より確実に隆起部215の略中央の一点に接合起点209が形成される。   The substrate 210 held by the upper substrate holder 220 in the figure has a local protrusion 215 formed by the protrusion 251 of the protrusion 250. Therefore, when the substrates 210 and 230 are brought into contact with each other, the bonding starting point 209 is more reliably formed at one point substantially in the center of the raised portion 215 compared to the case where the suction surface 261 of the substrate holder 260 is flat.

次に、基板ホルダ220による基板210の保持を解除して、基板210、230の間で接合波を進行させて接合した領域を拡大させる。   Next, holding | maintenance of the board | substrate 210 by the board | substrate holder 220 is cancelled | released, a joining wave is advanced between the board | substrates 210 and 230, and the area | region joined is expanded.

図25に示すように、隆起した吸着面261を有する基板ホルダ260に保持された基板230の上側表面は、吸着面261の湾曲した形状に倣うことにより、倍率が拡大している。このため、基板ホルダ240による基板210の保持が解除され、基板210が変形しながら基板230に接合したとき、基板210の変形の少なくとも一部が基板230の湾曲変形により相殺され、基板210、230を接合して形成される積層基板201における位置ずれは、予め定めた閾値以下となる。   As shown in FIG. 25, the upper surface of the substrate 230 held by the substrate holder 260 having the raised suction surface 261 is enlarged in magnification by following the curved shape of the suction surface 261. Therefore, when the substrate 210 is released from being held by the substrate holder 240 and joined to the substrate 230 while the substrate 210 is deformed, at least a part of the deformation of the substrate 210 is offset by the curved deformation of the substrate 230, and the substrates 210 and 230. The positional deviation of the laminated substrate 201 formed by bonding the two or more is equal to or less than a predetermined threshold value.

なお、予め定めた閾値は、例えば、基板210、230により形成された積層基板201において、一方の基板210の回路と、他方の基板230の回路との間の電気的な接続が維持できる範囲の位置ずれ量の最大値であってもよい。このような位置ずれ量は、例えば、基板210、230に形成された接続端子の大きさに依存して決定される。   Note that the predetermined threshold is, for example, in a range in which the electrical connection between the circuit of one substrate 210 and the circuit of the other substrate 230 can be maintained in the laminated substrate 201 formed by the substrates 210 and 230. It may be the maximum value of the positional deviation amount. Such a displacement amount is determined depending on the size of the connection terminals formed on the substrates 210 and 230, for example.

また、上記の例では、吸着面261の中央が隆起した基板ホルダ260を用いたが、吸着面261の中央が陥没した基板ホルダ260を用いることにより、保持した基板230の表面を収縮させて、倍率を縮小することもできる。これにより、基板210の回路領域214が設計仕様に対して小さい場合に、基板230をそれに合わせて位置ずれを抑制することもできる。   In the above example, the substrate holder 260 in which the center of the suction surface 261 is raised is used, but the surface of the held substrate 230 is shrunk by using the substrate holder 260 in which the center of the suction surface 261 is depressed. The magnification can also be reduced. Thereby, when the circuit area 214 of the board | substrate 210 is small with respect to a design specification, the position shift of the board | substrate 230 can also be suppressed according to it.

また、接合の過程で生じる倍率の変化量は、基板210に形成される隆起部215の高さにも影響を受ける。よって、基板ホルダ220における突起部材250が吸着面221から突出する突出量の多寡に応じて、対向する基板230を保持する基板ホルダ240の曲率を調整してもよい。より具体的には、例えば、高さがより大きい突起部材250を有する基板ホルダ240を使用する場合に、より大きな曲率で中央側が隆起する基板ホルダ240を選択して使用してもよい。   Further, the amount of change in magnification that occurs during the joining process is also affected by the height of the raised portion 215 formed on the substrate 210. Therefore, the curvature of the substrate holder 240 that holds the opposing substrate 230 may be adjusted according to the amount of protrusion by which the protruding member 250 of the substrate holder 220 protrudes from the suction surface 221. More specifically, for example, when using the substrate holder 240 having the projecting member 250 having a larger height, the substrate holder 240 whose central side is raised with a larger curvature may be selected and used.

ただし、上記のように、基板ホルダ260の吸着面261の形状を利用した倍率の補正は、吸着面261の曲率が異なる複数の基板ホルダ260を用意したとしても、補正量を離散的な値で変化させることになる。よって、曲率が異なる基板ホルダ260を選択することにより積層基板の位置ずれを補正した上で、更に、基板ホルダ260の形状では補正し切れなかった微小な位置ずれを、先に説明した保持力の調節により補正して、積層基板201における位置ずれを、広範囲且つ高精度に補正できる。   However, as described above, the correction of the magnification using the shape of the suction surface 261 of the substrate holder 260 is a discrete correction amount even if a plurality of substrate holders 260 having different curvatures of the suction surface 261 are prepared. It will be changed. Therefore, after the positional deviation of the laminated substrate is corrected by selecting the substrate holder 260 having different curvatures, the minute positional deviation which could not be corrected with the shape of the substrate holder 260 can be further corrected as described above. The positional deviation in the laminated substrate 201 can be corrected in a wide range and with high accuracy by correcting by adjustment.

図26は、基板210、230を接合する他の手順を示す流れ図である。図26において、図5と同じ内容のステップには、同じ参照番号を付している。ただし、図26に示した手順では、保持力の決定(ステップS104)が最初に実行され、接合部300に搬入された基板230に対して(ステップS102)、保持力の調節(ステップS107)が最初に実行される。以下、これらのステップを除く他のステップが順次実行される。   FIG. 26 is a flowchart showing another procedure for bonding the substrates 210 and 230. In FIG. 26, steps having the same contents as those in FIG. 5 are denoted by the same reference numerals. However, in the procedure shown in FIG. 26, the determination of the holding force (step S104) is first executed, and the holding force is adjusted (step S107) for the substrate 230 carried into the bonding portion 300 (step S102). First run. Thereafter, other steps except these steps are sequentially executed.

ここで、図26に示す手順のステップS104においては、気温、気圧、湿度等の環境条件、および、基板210、230の剛性、摩擦係数、変形状態等の物理特性に基づいて保持力が決定される。なお、ここでいう変形状態は、基板210、230の少なくとも一方の立体歪みの種類と程度を意味する。   Here, in step S104 of the procedure shown in FIG. 26, the holding force is determined based on environmental conditions such as air temperature, atmospheric pressure, and humidity, and physical characteristics such as rigidity, friction coefficient, and deformation state of the substrates 210 and 230. Ru. Here, the deformed state means the type and degree of at least one of the three-dimensional distortions of the substrates 210 and 230.

上記のような手順により、例えば、製造条件が一定である同じロットの基板210、230を複数接合する場合は、積層基板201を製造するたびに保持力を調節しなくても、連続して接合を実行でき、量産段階のスループットを向上できる。更に、図5に示した手順と図26に示した手順とを併用してもよい。これにより、環境条件および物理特性による倍率の変化が、図26に示した手順により予め補正されているので、積層基板201毎の個別の調整の負担を軽減できる。   By the above procedure, for example, when a plurality of substrates 210 and 230 of the same lot having the same manufacturing conditions are bonded, the bonding is continuously performed without adjusting the holding force every time the laminated substrate 201 is manufactured. Can improve the throughput of mass production. Furthermore, the procedure shown in FIG. 5 may be used in combination with the procedure shown in FIG. As a result, the change in magnification due to environmental conditions and physical characteristics is corrected in advance according to the procedure shown in FIG. 26, so the burden of individual adjustment for each laminated substrate 201 can be reduced.

尚、図5に示した手順と図26に示した手順とは、吸着力の決定(ステップS104)が、基板210、230の位置合わせ(ステップS106)よりも前か後かである点において相違する。このような相違は、吸着力を決定する段階で、位置合わせのための情報を制御部150が把握しているか否かが異なる。   The procedure shown in FIG. 5 differs from the procedure shown in FIG. 26 in that the determination of the suction force (step S104) is before or after the alignment of the substrates 210 and 230 (step S106). Do. Such a difference is different in whether or not the control unit 150 grasps information for alignment at the stage of determining the suction force.

このため、図5に示した手順は、搬入された基板210、230毎に初期倍率差を補正することになるので、基板210,230の初期倍率の相違が接合精度に影響するほど大きい場合に好ましく適用できる。また、初期倍率の相違が接合精度に影響しない程度の基板210、230を接合する場合は、図26に示した手順を好ましく適用できる。ただし、図26に示した手順であっても、基板210、230毎に初期倍率を補正することはできる。   For this reason, the procedure shown in FIG. 5 corrects the initial magnification difference for each of the loaded substrates 210 and 230, so that the difference between the initial magnifications of the substrates 210 and 230 is large enough to affect the bonding accuracy. It is preferably applicable. In addition, when the substrates 210 and 230 to the extent that the difference in the initial magnification does not affect the bonding accuracy, the procedure shown in FIG. 26 can be preferably applied. However, even in the procedure shown in FIG. 26, the initial magnification can be corrected for each of the substrates 210 and 230.

また、上記の例では、基板210、230の一部が接触して接合の起点が形成される前に基板210、230に対する保持力を調節した。しかしながら、接合の起点が形成された後であっても、接合領域の拡大が始まる前の段階であれば、基板210、230に対する保持力を調節してもよい。更に、接合の起点が形成されて、接合領域の拡大が始まった後であっても、基板ホルダに保持された基板210、230の領域のうち保持力を調整すべき領域が互いに接合する前であれば、基板210、230に対する保持力を部分的に調節してもよい。   Further, in the above-described example, the holding force with respect to the substrates 210 and 230 is adjusted before a part of the substrates 210 and 230 is in contact and a bonding start point is formed. However, even after the bonding start point is formed, the holding force with respect to the substrates 210 and 230 may be adjusted if it is a stage before the expansion of the bonding area starts. Furthermore, even after the bonding start point is formed and the expansion of the bonding area is started, before the area where the holding force is adjusted among the areas of the substrates 210 and 230 held by the substrate holder is bonded to each other. If so, the holding force on the substrates 210 and 230 may be partially adjusted.

図27は、他の基板ホルダ280の構造を示す模式的平面図である。図示の基板ホルダ280は、吸着面281が基板ホルダ280の周方向および径方向に複数の領域282に分割されており、領域282毎に吸引力を変化させて保持力を調節できる。よって、領域282毎に位置ずれを求めて補正量を決め、その補正量に基づいて保持力を調節することにより、例えば、基板230の結晶異方性等に起因する非線形歪みも補正できる。   FIG. 27 is a schematic plan view showing the structure of another substrate holder 280. As shown in FIG. In the illustrated substrate holder 280, the suction surface 281 is divided into a plurality of regions 282 in the circumferential direction and the radial direction of the substrate holder 280, and the holding force can be adjusted by changing the suction force for each region 282. Therefore, for example, nonlinear distortion caused by crystal anisotropy or the like of the substrate 230 can be corrected by obtaining a positional deviation for each region 282, determining a correction amount, and adjusting the holding force based on the correction amount.

尚、非線形歪みは、基板210、230に生じる歪みのうち、基板210,230の径方向、あるいは、他の任意の一定の方向に沿って定性的あるいは定量的に生じる歪み成分以外の歪み成分を指す。換言すれば、非線形歪みは、基板210、230の面方向について変位の増加率が変化する歪みであり、例えば、基板の中心を通る線分で分けた二つの領域で線分に沿って互いに反対方向に生じた直交歪みが含まれる。   It is to be noted that the non-linear distortion is a distortion component other than a distortion component generated qualitatively or quantitatively along the radial direction of the substrate 210, 230 or any other fixed direction among the distortions generated in the substrate 210, 230. Point to. In other words, the non-linear strain is a strain in which the rate of increase of displacement changes in the plane direction of the substrates 210 and 230, and is, for example, opposite to each other along the line segment in two regions divided by the line segment passing through the center of the substrate. It contains orthogonal distortion that occurs in the direction.

また、全体的な傾向として、基板230に対する保持力が低い方が、吸引力の変化に対する倍率変化の範囲が大きくなる。しかしながら、保持力を低くすると、上記のような結晶異方性等の倍率の非線形歪みを補正できなくなるので、接合する基板210、230の特性に合わせて、保持力の調節範囲を制限してもよい。   Further, as a general tendency, the lower the holding force with respect to the substrate 230, the larger the range of magnification change with respect to the change in suction force. However, if the holding force is lowered, it is impossible to correct the nonlinear distortion such as the crystal anisotropy as described above. Therefore, even if the holding force adjustment range is limited in accordance with the characteristics of the substrates 210 and 230 to be bonded. Good.

上記の各実施形態では、基板210、230を、負圧により生じた吸引力で保持すると共に、負圧の大きさを変更することにより倍率を補正した。しかしながら、基板210、230を保持する目的で作用させる吸引力は負圧に限られず、例えば、静電吸着により基板210、230を保持する場合に、印加電圧の変更等により吸引力を変化させてもよい。また、負圧による吸着と静電力による吸着とを併用してもよい。更に、複数の吸着方法を併用した場合に、一方の吸引力を固定して、他方の吸引力を変化させることにより全体としての保持力を調節してもよい。   In each of the above embodiments, the substrates 210 and 230 are held by the suction force generated by the negative pressure, and the magnification is corrected by changing the magnitude of the negative pressure. However, the suction force applied for the purpose of holding the substrates 210 and 230 is not limited to negative pressure. For example, when holding the substrates 210 and 230 by electrostatic adsorption, the suction force is changed by changing the applied voltage or the like. It is also good. Further, adsorption by negative pressure and adsorption by electrostatic force may be used in combination. Further, when a plurality of adsorption methods are used in combination, the holding force as a whole may be adjusted by fixing one suction force and changing the other suction force.

また、各実施形態では、基板210、230に関する情報のうち、物理特性に基づいて保持力を制御した例を示したが、上記した製造条件に関する情報に基づいて保持力を制御してもよい。この場合、露光装置、研磨装置、エッチング装置、洗浄装置等から製造条件を取得してもよい。また、製造条件から二つの基板210、230間に生じる位置ずれ量を推測し、推測した位置ずれ量に基づいて補正量を算出し、この補正量に基づいて保持力を設定してもよい。この場合は、製造条件、位置ずれ量または補正量と保持力との関係を予め記憶しておく。   Moreover, in each embodiment, although the example which controlled holding force based on the physical characteristic among the information regarding the board | substrates 210 and 230 was shown, you may control holding force based on the information regarding above-described manufacturing conditions. In this case, the manufacturing conditions may be acquired from an exposure apparatus, a polishing apparatus, an etching apparatus, a cleaning apparatus, or the like. Further, it is also possible to estimate the amount of misalignment that occurs between the two substrates 210 and 230 from the manufacturing conditions, calculate a correction amount based on the estimated amount of misalignment, and set the holding force based on this amount of correction. In this case, the manufacturing conditions, the positional deviation amount or the correction amount and the relationship between the holding force are stored in advance.

以上、本発明を実施の形態を用いて説明したが、本発明の技術的範囲は上記実施の形態に記載の範囲には限定されない。上記実施の形態に、多様な変更または改良を加え得ることが当業者に明らかである。その様な変更または改良を加えた形態も本発明の技術的範囲に含まれ得ることが、特許請求の範囲の記載から明らかである。   As mentioned above, although this invention was demonstrated using embodiment, the technical scope of this invention is not limited to the range as described in the said embodiment. It will be apparent to those skilled in the art that various changes or modifications can be added to the above embodiment. It is also apparent from the scope of the claims that the embodiments added with such alterations or improvements can be included in the technical scope of the present invention.

特許請求の範囲、明細書、および図面中において示した装置、システム、プログラム、および方法における動作、手順、ステップ、および段階等の各処理の実行順序は、特段「より前に」、「先立って」等と明示しておらず、また、前の処理の出力を後の処理で用いるのでない限り、任意の順序で実現しうることに留意すべきである。特許請求の範囲、明細書、および図面中の動作フローに関して、便宜上「まず、」、「次に、」等を用いて説明したとしても、この順で実施することが必須であることを意味するものではない。   The execution order of each process such as operations, procedures, steps, and steps in the apparatuses, systems, programs, and methods shown in the claims, the specification, and the drawings is particularly “before”, “preceding” It should be noted that the output can be realized in any order unless the output of the previous process is used in the subsequent process. With regard to the flow of operations in the claims, the specification and the drawings, even if it is described using “first,” “next,” etc. for convenience, it means that it is essential to carry out in this order. It is not a thing.

100 積層基板製造装置、110 筐体、120、130 基板カセット、124、144 制御バルブ、125、145 開放端、126、146、147、148 負圧源、140 搬送部、150 制御部、151 環境センサ、300 接合部、400 ホルダストッカ、500 プリアライナ、201 積層基板、209 接合起点、210、230 基板、211 スクライブライン、213 アライメントマーク、214 回路領域、215 隆起部、220、240、260 基板ホルダ、221、241、261 吸着面、222、242、262 通気路、229、249、269 本体部、239 褶曲部、251 突起部、300 接合部、310 枠体、311 天板、313 底板、321 固定ステージ、322 上顕微鏡、323 上活性化装置、331 X方向駆動部、332 Y方向駆動部、333 Z方向駆動部、341 移動ステージ、342 下顕微鏡、343 下活性化装置 Reference Signs List 100 laminated substrate manufacturing apparatus, 110 housing, 120, 130 substrate cassette, 124, 144 control valve, 125, 145 open end, 126, 146, 147, 148 negative pressure source, 140 transfer unit, 150 control unit, 151 environment sensor 300 junctions, 400 holder stockers, 500 pre-aligners, 201 laminated substrates, 209 junction starting points, 210, 230 substrates, 211 scribe lines, 213 alignment marks, 214 circuit areas, 215 ridges, 220, 240, 260 substrate holders, 221 , 241, 261 suction surface, 222, 242, 262 air passage, 229, 249, 269 body portion, 239 curved portion, 251 protrusion portion, 300 joint portion, 310 frame, 311 top plate, 313 bottom plate, 321 fixed stage, 322 upper microscope, 3 3 above activation device, 331 X-direction driving section, 332 Y-direction driving section, 333 Z-direction driving section, 341 moving stage 342 under a microscope, 343 under activation device

Claims (8)

第1の基板を保持する保持部と、
保持部に保持した第1の基板の少なくとも一部に第2の基板の少なくとも一部を接合した後、接合領域を拡大させて、第1の基板および第2の基板を接合する接合部と、
前記第1の基板および前記第2の基板の少なくとも一方に関する情報、および、前記接合部の環境条件の少なくとも一方に基づいて、前記第1の基板および前記第2の基板を接合するときの前記保持部の保持力を決定する決定部と
を備える接合装置。
A holding unit for holding the first substrate;
A bonding portion for bonding the first substrate and the second substrate by bonding at least a portion of the second substrate to at least a portion of the first substrate held by the holding portion and expanding a bonding region;
The holding when bonding the first substrate and the second substrate based on information on at least one of the first substrate and the second substrate and at least one of environmental conditions of the bonding portion And a determination unit that determines the holding power of the unit.
前記環境条件は、前記第1の基板および前記第2の基板が置かれた環境の温度、湿度、気体の種類および気圧の少なくとも一つを含む請求項1に記載の接合装置。   The bonding apparatus according to claim 1, wherein the environmental condition includes at least one of a temperature, a humidity, a gas type, and an atmospheric pressure of an environment in which the first substrate and the second substrate are placed. 前記第1の基板および前記第2の基板の少なくとも一方に関する情報は、前記第1の基板および前記第2の基板の少なくとも一方の物理特性を含む請求項1または2に記載の接合装置。   3. The bonding apparatus according to claim 1, wherein the information related to at least one of the first substrate and the second substrate includes physical properties of at least one of the first substrate and the second substrate. 前記物理特性は、前記第1の基板および前記第2の基板の相互の間の初期倍率の差、前記第1の基板および前記第2の基板の少なくとも一方の剛性、前記第1の基板の前記保持部に対する摩擦力、前記第1の基板および前記第2の基板の少なくとも一方の形状、前記第1の基板および前記第2の基板の少なくとも一方の表面性状、および、前記第1の基板および前記第2の基板の少なくとも一方の表面の活性化度合、少なくとも一つを含む請求項3に記載の接合装置。   The physical property includes an initial magnification difference between the first substrate and the second substrate, a rigidity of at least one of the first substrate and the second substrate, the rigidity of the first substrate, Friction force against the holding portion, at least one shape of the first substrate and the second substrate, surface properties of at least one of the first substrate and the second substrate, and the first substrate and the The bonding apparatus according to claim 3, comprising at least one degree of activation of at least one surface of the second substrate. 前記第1の基板および前記第2の基板の少なくとも一方に関する情報は、前記第1の基板および前記第2の基板の少なくとも一方の製造条件に関する情報を含む請求項1から4のいずれか一項に記載の接合装置。   5. The information on at least one of the first substrate and the second substrate includes information on a manufacturing condition of at least one of the first substrate and the second substrate. Bonding device as described. 前記決定部による決定に基づいて、前記保持力を制御する制御部を備え、
前記制御部は、前記第1の基板と前記保持部との間に発生した負圧を変化させることにより前記保持力を変化させる請求項1から5のいずれか一項に記載の接合装置。
A control unit configured to control the holding force based on the determination by the determination unit;
6. The bonding apparatus according to claim 1, wherein the control unit changes the holding force by changing a negative pressure generated between the first substrate and the holding unit.
前記制御部は、前記第1の基板の複数の領域に対して個別に発生させた負圧を変化させることにより、前記複数の領域ごとに前記保持力を変化させる請求項6に記載の接合装置。   The bonding apparatus according to claim 6, wherein the control unit changes the holding force for each of the plurality of regions by changing negative pressure generated individually for the plurality of regions of the first substrate. . 第1の基板を保持部に保持する段階と、
前記保持部に保持した前記第1の基板の少なくとも一部に第2の基板の少なくとも一部を接合した後、接合領域を拡大させて、第1の基板および第2の基板を接合する段階と、
前記第1の基板および前記第2の基板の少なくとも一方に関する情報、および、環境条件の少なくとも一方に基づいて、前記第1の基板および前記第2の基板を接合するときの前記保持部の保持力を決定する段階と、
を含む接合方法。
Holding the first substrate in the holder;
Joining at least a portion of the second substrate to at least a portion of the first substrate held by the holding portion, and then enlarging a joining region to join the first substrate and the second substrate; ,
Holding force of the holding portion when bonding the first substrate and the second substrate based on information on at least one of the first substrate and the second substrate and at least one of environmental conditions Determining the stage,
Joining method including.
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