JP3431951B2 - 半導体基板貼り合わせ装置 - Google Patents
半導体基板貼り合わせ装置Info
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Description
に貼り合わせる半導体基板貼り合わせ装置に関し、特に
半導体基板上に絶縁層を介して半導体層が形成されてな
るSOI基板形成のために用いられる装置に関する。
いて、2枚の半導体基板の貼り合わせ界面に気泡が入る
のを防止するため、第一の半導体基板または第一の半導
体基板及び第二の半導体基板両方を中央が凸になるよう
テーパもしくは曲率を有した半導体基板支持台に真空吸
引し、半導体基板の中央部から外周に向かって貼り合わ
せを進行させるという方法が一般的にとられている。
であり、同図に示すように半導体基板(14)をあらか
じめ決められた量のテーパもしくは曲率を有する支持台
(15)載せ真空吸引口(16)を介して半導体基板周
辺部を真空吸引し凸状にする。その後、もう一枚の半導
体基板(14’)を重ね合わせ、真空吸引を解除して貼
り合わせを半導体基板中央部から周辺部に向かって進行
させる。
記従来例では、反りを大きくもつ半導体基板を真空吸引
などで凸型に反らせて吸着することが難しいという問題
がある。
て貼り合わせ部を作った後、凸型に反らせた半導体基板
を元に戻すことで半導体基板の貼り合わせ部を中央から
径方向に広げていく際に、貼り合わせ部に気泡が残留し
てしまうという問題があった。
基板がオリエンテーションフラット部などを有する完全
な円形でないことや、半導体基板によってその剛性や反
り方が一様でないこと、また1枚の半導体基板でもその
積層される構成によって剛性や反り方が一様でないこ
と、さらに接合面のぬれ性に微視的差があること等によ
り、貼り合わせ部の広がりが均等でなくなる。このた
め、2枚の半導体基板を接触させる速度が貼り合わせ部
の広がり速度を上回っている場合には、貼り合わせ部の
広がり方が早い部分が遅い部分を巻き込み、貼り合わせ
部に気泡が残留してしまうと考えられる。
きな基板や、凸状に反らせて保持することが難しい基板
でも、気泡を含むことなく、容易に安定的に貼り合わせ
ることのできる半導体基板貼り合わせ装置を提供するこ
とにある。
解決するための手段として、少なくとも一組の基板を貼
り合わせる半導体基板貼り合わせ装置において、前記一
組の基板の貼り合わせ面の位置を決める基板位置決め手
段と、前記一組の基板を、その貼り合わせ面が互いに接
触しないように、間隙をとって向かい合わせて保持する
基板保持手段と、前記一組の基板の端部から順に圧力を
加えて貼り合わせる加圧手段と、前記加圧手段の基板加
圧位置に連動し、加圧されていない部分の前記基板の間
隙を保持する基板間隙制御手段と、を有することを特徴
とする半導体基板貼り合わせ装置を提供するものであ
る。
型に反らすことは技術的に難しく、また、2枚の半導体
基板を貼り合わせる際、貼り合わせ部の広がりを制御で
きないと気泡を混入してしまう恐れがある。
も制御しない場合、図12の従来例に示すように、基板
間の接触部進行速度が貼り合わせ部の広がり速度を上回
ってしまい気泡の巻き込みを生じる。
が接触しない様、あらかじめ半導体基板間に間隙を有し
て向かい合わせた形で位置決めする、2)半導体基板を
その一端から対向する一端にわたって徐々に接触させる
と同時に加圧して貼り合わせていき、それに同期させて
強制的に半導体基板の未接合部の間隙を保持させ、最終
的には全面を接触させて2枚の半導体基板を貼り合わせ
る、ということにより、基板間の接触部進行速度より貼
り合わせ面の進行速度が常に速いよう制御することがで
き、図13の本発明の装置による貼り合わせ基板に示す
ように、気泡混入を防止することができる。
板を凸型に反らせる必要がないため、基板を反らせて保
持することが難しい基板でも容易に貼り合わせることが
できる。
外観斜視図であり、図2は図1の概略断面図である。図
1、2において、(1)は加圧ローラー(加圧手段)、
(2)は真空吸引口(基板保持手段)、(3)はベアリ
ング、(4)はテーパ面、(5)はベース(基板台)、
(6)は基板位置合わせ板(基板位置決め手段)、
(7)は第一の半導体基板、(8)は第二の半導体基
板、(9)はテーパ面ガイドを示す。
溝を有し、ベース(5)上に位置決めしておいた半導体
基板を平坦に吸引・固定することができる(基板保持手
段)。
用い、加圧ローラー(1)の軸が常にベース(5)面に
平行な状態のまま軸に対し直角に進行し、加圧ローラー
(1)が進行するとテーパ面(4)も加圧ローラー
(1)と一体物としてテーパ面ガイド(9)に沿って動
く構造になっている。
(3)と一体物で、ベース(5)上のガイドにより垂直
方向のみ動けるものとなっていることより、テーパ面
(4)が動きテーパ面(4)上をベアリング(3)が転
がることでベアリング(3)と真空吸引口(2)は上下
方向に移動する。これにより基板間隙を制御している
(基板間隙制御手段)。
(7)を基板位置合わせ板(6)にオリエンテーション
フラット部が合うようにして置き真空吸引で固定する。
ローラー(1)の中心軸と角度を有している。これは半
導体基板の面内方位方向が加圧ローラー(1)の加圧方
向に合ってしまうことにより生じる割れを防ぐためであ
る。
体基板(7)に向かい合う形で基板位置合わせ板(6)
にオリエンテーションフラット部を合わせる。このとき
第二の半導体基板(8)は裏面の一部が図2で示すよう
に真空吸引口(2)によって吸引・保持されていること
により第一の半導体基板(7)と第二の半導体基板
(8)の間には間隙が生じ貼り合わせは行われない。
に動かすことにより2枚の半導体基板を加圧していく。
このとき加圧ローラー(1)の進行に同期して真空吸引
口(2)は下方向に移動するので2枚の半導体基板の間
隙も徐々に小さくなって行き、加圧ローラー(1)の通
過面順に貼り合わせが行われていく。
状態(図3)で2枚の半導体基板の間隙(a)を0.1
5mmとし、加圧ローラー(1)の進行にともなって線
形に間隙を小さくして行き、半導体基板の全面を加圧し
たとき(図4)の間隙(a)が0mmとなるように、す
なわち、2枚の半導体基板が密着するように間隙を制御
することにより、2枚の半導体基板の貼り合わせ部の広
がりを加圧ローラー(1)の進行と同期させて進行する
ことができ、よって、ランダムな貼り合わせ面進行によ
って生じる気泡混入を防ぐことができた。
ラー(1)の進行速度を、図14に示すように常に一定
速度(b)から半導体基板中央までの速度と中央以降の
速度を二段回に変える貼り合わせ(c)を行った。
基板の貼り合い易さが悪いためで、貼り合わせ面進行と
ともに貼り合い易さも良好となり貼り合い速度が増して
くるためである。2枚の半導体基板の接触面広がり速度
(c’)を上回らない範囲で加圧ローラー(1)の進行
速度を変化させるようにしたことにより、半導体基板の
貼り合わせ完了までの時間を短縮することができ、よっ
て生産性をあげることができた。
導体基板の裏面の一部を真空吸引口(2)によって吸引
・保持するのではなく、図5のような厚さ1mmの石英
板(11)に半導体基板の外周より小さい真空吸引溝
(10)を設け、これにより第2の半導体基板を石英板
平坦面(石英板により基板のランダムな変形を補正)に
吸引・固定し、図6のように石英板(11)と第2の半
導体基板(8)を一体物として第一の半導体基板(7)
に向かい合う形で位置決めした。
ために真空吸引口(2)に変えて石英製の円柱棒(1
2)とし、円柱棒(12)が石英板(11)を押し上げ
ることで2枚の半導体基板の間隙を生じさせた。
設け、石英板(11)を位置決めピンに合わせることで
第2の半導体基板の位置決めを行った。前述した貼り合
わせ装置をこの構造にしたことにより、真空吸引口
(2)により加圧ローラー(1)が均等に加圧できなか
った部分も均等に加圧できるようになった。このことに
より2枚の半導体基板の貼り合わせにおいて歩留まり向
上がはかられた。
図10のように複数枚の第二の半導体基板(8)を吸引
・保持できるようにし、ベースにも図7のように横方向
一列に第一の半導体基板(7)が位置決め・固定できる
ようにした。さらに石英板を支えつつ半導体基板間に実
施例2のときと同様の間隙が生じる状態になるよう三角
型のテフロン製ブロック(14)を第一の半導体基板の
両側および半導体基板間に設置し、石英製の円柱棒(1
2)及びベアリング(3)・テーパ面(4)・テーパ面
ガイド(9)をなくした。このテフロン製ブロック(1
4)は加圧ローラー(1)と一体物として動く構造とな
っている。
板(7)及び第二の半導体基板(8)をベース(16)
及び石英板(15)に複数枚ずつ固定し石英板(15)
をベース(16)上に位置決めボード(17)に合わせ
て位置決めする。このとき図8のようにテフロン製ブロ
ック(14)によって半導体基板間は間隙を生じてい
る。
貼り合わせを開始する。加圧ローラー(1)とテフロン
製ブロック(14)は一体物として進行しつつ、テフロ
ン製ブロック(14)はベース(16)及び石英板(1
5)を滑ることにより加圧ローラー(1)の進行にとも
なって半導体基板間の間隙は狭まっていき、最後には図
9のように半導体基板間の間隙が無くなり加圧ローラー
(1)によって半導体基板の全面が貼り合わされる。
枚同時に行うことが可能になり、またベアリング(3)
やテーパー面(4)及びテーパー面ガイド(9)を無く
したことで構造上シンプルなものにすることができた。
せ装置において、貼り合わせる半導体基板間の未貼り合
わせ面の間隙を強制的に保持する機構を有し、その間隙
保持機構と加圧機構が同期して動く構造としたことによ
り、従来、2枚の半導体基板の貼り合わせ部の広がりが
制御できないことから生じる気泡混入を防止することが
可能になった。従って、半導体基板の貼り合わせにおい
て歩留まりを高くできるという効果が得られた。
保持する必要が無くなったため、凸型に反らせることが
難しい基板や、反りの大きな基板も容易に扱うことがで
きるようになった。
作を示す説明図。
作を示す説明図。
斜視図。
図。
を示す説明図。
を示す説明図。
図。
断面図。
す図。
表す図。
Claims (10)
- 【請求項1】 少なくとも一組の基板を貼り合わせる半
導体基板貼り合わせ装置において、 前記一組の基板の貼り合わせ面の位置を決める基板位置
決め手段と、 前記一組の基板を、その貼り合わせ面が互いに接触しな
いように、間隙をとって向かい合わせて保持する基板保
持手段と、 前記一組の基板の端部から順に圧力を加えて貼り合わせ
る加圧手段と、 前記加圧手段の基板加圧位置に連動し、加圧されていな
い部分の前記基板の間隙を保持する基板間隙制御手段
と、 を有することを特徴とする半導体基板貼り合わせ装置。 - 【請求項2】 前記基板保持手段は、一方の基板を載せ
て真空吸引して保持する基板台と、他方の基板を真空吸
引して持ち上げて保持する手段とにより構成されること
を特徴とする請求項1に記載の半導体基板貼り合わせ装
置。 - 【請求項3】 前記真空吸引して持ち上げて保持する手
段は、前記基板の外周部に接触する円状の吸引口を有
し、該吸引口により基板の外周部を均等に保持すること
を特徴とする請求項2に記載の半導体基板貼り合わせ装
置。 - 【請求項4】 前記基板間隙制御手段は、前記加圧手段
の基板加圧位置の移動に連動して移動するテーパー面
と、該テーパー面に沿って上下動する前記基板保持手段
とで構成されることを特徴とする請求項1に記載の半導
体基板貼り合わせ装置。 - 【請求項5】 前記基板間隙制御手段は、貼り合わされ
る基板間に移動可能に配置されたテーパー状のブロック
と、前記加圧手段の基板加圧位置の移動に連動して前記
ブロックを徐々に引き抜く手段とで構成されることを特
徴とする請求項1に記載の半導体基板貼り合わせ装置。 - 【請求項6】 前記基板位置決め手段は、該基板のオリ
エンテーションフラット部が前記加圧手段の加圧方向と
角度を有するようにして位置決めすることを特徴とする
請求項1に記載の半導体基板貼り合わせ装置。 - 【請求項7】 前記基板保持手段及び基板を置く基板台
の該基板と接触する部分は、平坦な面を有する石英であ
ることを特徴とする請求項1に記載の半導体基板貼り合
わせ装置。 - 【請求項8】 前記加圧手段は、移動可能なローラであ
ることを特徴とする請求項1に記載の半導体基板貼り合
わせ装置。 - 【請求項9】 前記加圧手段の基板加圧位置の移動速度
は、該基板の加圧開始端から基板中央部までの前記移動
速度よりも、前記基板中央部から他の端までの該移動速
度を大きくすることを特徴とする請求項8に記載の半導
体基板貼り合わせ装置。 - 【請求項10】 貼り合わせ半導体基板の製造方法にお
いて、前記一組の基板を、その貼り合わせ面が互いに接
触しないように、間隙をとって向かい合わせて保持し、
前記一組の基板の端部から順に圧力を加えつつ、加圧さ
れていない部分の前記基板の間隙を保ち、貼り合わせを
行うことを特徴とする半導体基板の製造方法。
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---|---|---|---|
JP16842293A JP3431951B2 (ja) | 1993-06-16 | 1993-06-16 | 半導体基板貼り合わせ装置 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP16842293A JP3431951B2 (ja) | 1993-06-16 | 1993-06-16 | 半導体基板貼り合わせ装置 |
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Publication Number | Publication Date |
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JPH076937A JPH076937A (ja) | 1995-01-10 |
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Family
ID=15867836
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP16842293A Expired - Fee Related JP3431951B2 (ja) | 1993-06-16 | 1993-06-16 | 半導体基板貼り合わせ装置 |
Country Status (1)
Country | Link |
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JP4988801B2 (ja) * | 2009-09-29 | 2012-08-01 | 東京エレクトロン株式会社 | 貼り合せ装置及び貼り合せ方法 |
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JP2011181632A (ja) * | 2010-02-26 | 2011-09-15 | Tokyo Electron Ltd | 接合方法、プログラム及びコンピュータ記憶媒体 |
JP5851113B2 (ja) * | 2010-04-26 | 2016-02-03 | 株式会社半導体エネルギー研究所 | Soi基板の作製方法 |
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WO2016068050A1 (ja) * | 2014-10-29 | 2016-05-06 | 旭硝子株式会社 | 基板の吸着装置及び基板の貼合装置及び貼合方法並びに電子デバイスの製造方法 |
-
1993
- 1993-06-16 JP JP16842293A patent/JP3431951B2/ja not_active Expired - Fee Related
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