JP2021114626A - 基板貼り合わせ装置および基板貼り合わせ方法 - Google Patents
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Abstract
Description
特許文献1 特開2013−258377号公報
この接触により、活性化された二つの基板210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。二つの基板210を一部で接触させた後、二つの基板210が互いに接触した状態を維持する。このとき、基板210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。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の貼り合わせの過程で基板210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。これにより、基板210の互いに接触した一部に貼り合わせの起点が形成される。
照明光源として赤外線を用いる場合は、基板211,213の中心を含む領域を撮影することにより、基板211,213の接触領域と非接触領域との境界の位置の変化を観察してもよい。この場合、貼り合わせの起点が形成された時点、もしくは、接触領域が拡大していく過程で接触領域の形状を検出する。接触領域の形状は、接触領域の拡大の状態に関する情報の一つである。すなわち、観察部344は、接触領域の拡大に関する情報を検出する検出部を構成する。接触領域の拡大に関する情報は、接触領域の拡大の進行度合いに応じて変化する情報である。制御部150において、接触領域の形状が所定の条件を満たす形状であると判断した場合は、接触領域の接触状態が、その後に貼り合わせが適切に行われる状態であると判断し、基板211,213を下ステージ332から搬出してもよい。所定の条件は、例えば接触領域の形状がほぼ真円であることである。所定の条件を満たす接触領域の形状は、予め記憶されている。また、接触領域の形状が、ウエハの種類毎、ロット毎、および、ウエハの製造プロセス毎等に固有の形状を有する場合は、それぞれの接触領域の拡大中の形状を予め記憶部に格納しておき、実際の接合時に記憶された形状と比較してもよい。
また、照明光源として赤外線を用いる場合に、基板211,213の少なくとも中心から周縁部に向けて半径方向に延びる領域を観察領域としてもよい。この場合、接触領域が拡大していく過程で、例えば500msec単位で複数の画像を連続して撮影し、ある時点で撮影された接触領域の画像と、その画像よりも前の時点で撮影された接触領域の画像との比較する処理を行うことにより、接触領域が拡大するときの進行方向や進行速度を推測することができる。
検出器341、342、343のように、基板211,213の中心部、中間部、および周縁部にそれぞれ変位計353を配置して、各位置において接触領域の境界の位置を検出してもよい。この場合、制御部150は、中心部において接触を検出することにより起点231の形成が完了したと判断し、周縁部で接触を検出することにより貼り合わせが完了したと判断する。
図4から図23に示す例において、検出器341で起点形成が完了したことを検出してから、検出器342で接触領域の境界を検出するまでの時間、もしくは、検出器342で境界を検出してから検出器343で境界を検出するまでの時間に基づいて、ボンディングウェイブの進行速度すなわち接触領域の拡大速度を予測し、貼り合わせが完了する時点を予測してもよい。
また、3つの検出器341,342,343を基板211,213の中心部、中間部、および周縁部に配置した例を示したが、これに代えて、または、これに加えて、二つの基板211,213のうち貼り合わせ時にステージから解放されることなく固定されている基板の周縁を観察可能となるように複数の検出器を配置してもよい。この場合、解放された基板の周縁部が複数の検出器の全てによって検出されたときに、貼り合わせが完了したと判断する。また、複数の検出器による基板の周縁部の検出タイミングに基づいて、ボンディングウェイブの進行状況を把握できる。すなわち、一つの検出器による検出タイミングと他の検出器による検出タイミングが異なる場合、検出タイミングが遅い周縁部を含む領域はボンディングウェイブの進行が遅いことが分かる。この場合、制御部150は、ボンディングウェイブの進行が遅い領域の進行を促進するよう装置にフィードバックする。
また、起点231を形成する際、基板211、213の間に挟まれた雰囲気等を介して基板213の一部が基板211の一部に押し付けられ、雰囲気等が押し出された後、基板211,213同士が直接に接触する。このため、ロードセル380により検出される反力は、雰囲気が押し出されたときに一時的に小さくなる。制御部150は、ロードセル380の値が一時的に小さくなったことを検出し、または、一時的に小さくなった後にロードセル380の値が再度大きくなって所定の値を超えたことを検出して、基板211、213に貼り合わせの起点231が形成されたと判断してもよい。
基板211、213間の静電容量の値は、基板211、213間の間隔が狭くなるほど大きくなり、基板211、213の一部が接触することにより最大となり、全体の静電容量の値も最大となる。すなわち、基板211、213間に起点が形成されたときに最大値をとる。その後、ボンディングウェイブが進行するに従って、基板211と基板ホルダ221の電極との間隔が大きくなるため、全体の静電容量が小さくなる。
異常の原因が、基板211、213の反り量を含む変形量である場合、制御部150は、基板211、213を製造する工程で用いられる成膜装置や露光装置等の前処理装置に対し、基板に生じる変形量を調整する旨の制御信号を出力する。
また、起点の形成にかかる時間が長い場合は、基板の活性化度合いが弱かったり、基板211、213間の接触時の押し付け力が弱かったりすること等が原因と考えられるため、制御部150は、活性化装置に対して活性化度合いを調整すべく制御信号を出力したり、基板211、213の接触時の下ステージ332の駆動量を制御する。
Claims (1)
- 第1の基板および第2の基板が接触する接触領域を前記第1の基板および前記第2の基板の一部に形成し、前記接触領域が前記一部から拡大するように前記第1の基板と前記第2の基板とを貼り合わせる基板貼り合わせ装置であって、
前記接触領域に関する情報を検出する検出部と、
前記検出部で検出した前記情報に基づいて、前記第1の基板および前記第2の基板が搬出可能であること、および、前記第1の基板および前記第2の基板の貼り合わせが完了したこと、の少なくとも一方を判断する判断部と、
前記判断部によって、搬出可能であることおよび貼り合わせの完了の少なくとも一方が判断されたことに応じて、前記第1の基板および前記第2の基板を搬出する搬出部と
を備える基板貼り合わせ装置。
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