JP4373491B1 - 貼り合わせ方法及び装置 - Google Patents

Abstract

【課題】スペーサー無しでウエハとカバープレートを所定間隔で平行に貼り合わせる。
【解決手段】ウエハＡとそれを覆うカバープレートＢの対向面のどちらか一方又は両方に接着剤Ｃを一定高さで塗布し、これらウエハＡ及びカバープレートＢを、減圧された閉鎖空間Ｓ１で重ね合わせて、それらの間に接着剤Ｃで囲まれる封止空間Ｓ２を形成し、その後、閉鎖空間Ｓ１を大気開放して封止空間Ｓ２の内圧との間に圧力差を発生させ、この気圧差でウエハＡ及びカバープレートＢを全体的に均等に加圧することにより、接着剤Ｃが押し潰されてウエハＡ及びカバープレートＢの間に所定のギャップが形成される。
【選択図】図１

Description

本発明は、例えばＣＭＯＳセンサ、ＣＣＤセンサなどの光デバイスやＭＥＭＳデバイスなど、電子回路やチップなどの封止部材をカバープレートにより気密封止するための貼り合わせ方法、及び、その実施に直接使用する貼り合わせ装置に関する。
詳しくは、ウエハとカバープレートを相互に位置合わせして重ね合わせ、これらウエハとカバープレートとの間に形成される封止空間の内部に封止部材を封止する貼り合わせ方法、及び、その実施に直接使用する貼り合わせ装置に関する。

従来、この種の貼り合わせ方法及び装置としては、カバー用のガラスを保持するガラスホルダー部と、その上側においてカバー用のガラスを下側に水平にして保持した状態でその蓋部とする真空用のチャンバーと、該真空用のチャンバー内に水平にしてウエハをその上側の平坦状の面部にて保持し、蓋部となった状態のガラスホルダー部と向き合うウエハホルダー部と、前記ガラスホルダー部のガラス設置領域外側を回転中心として回転する複数のスペーサーとを備え、前記ガラスホルダー部にカバー用のガラスをセットした後、各スペーサーを回転してカバー用のガラスを抑え、その後、１８０度回転して真空用のチャンバーの蓋部とし、排気部により排気を行い減圧状態で、ウエハとカバー用のガラスとの間にスペーサーを挿入しつつ加圧し、その後、スペーサーを外側に逃がすとともに、球面座ステージ部で加圧することにより、リブ形成用材にて、ウエハとカバー用のガラスとの間隔を所望の間隔に制御され、貼り合わせを全面にわたり均一に行うものがある（例えば、特許文献１参照）。
また、固体撮像素子チップと、この固体撮像素子チップ上に接着剤によって接合された枠形状のスペーサーと、このスペーサーの上に接合されてスペーサー内を封止するカバーガラスとからなり、このカバーガラスの基材となる透明なガラス基板に多数の枠形状のスペーサーが形成され、各スペーサーがウエハの各固体撮像素子を取り囲むようにウエハに接合され、ウエハとともに裁断することにより、固体撮像素子の上を適当な空隙をもって封止するものもある（例えば、特許文献２参照）。

特開２００７−３０５８５７号公報（第８−１２頁、図２，３，６） 特開２００５−３１１２８８号公報（第９−１０頁、図２，４）

しかし乍ら、このような従来の貼り合わせ方法及び装置では、特許文献１の場合、ウエハとカバー用ガラスの間に機械的なスペーサーを挿入し加圧して両者の間隔を制御するため、スペーサー及びその駆動機構と精密な加圧機構が必要になって、その分だけ構造が複雑化するとともに小型化が困難であるという問題があった。
また、特許文献２の場合には、カバーガラスに接着剤とは別個にスペーサーを形成してウエハとの間隔を制御するため、貼り合わせ前にスペーサーを形成する必要があって、手間がかかり時間を要するという問題があった。

本発明は、スペーサー無しでウエハとカバープレートを所定間隔で平行に貼り合わせることを目的としたものである。

前述した目的を達成するために、本発明は、ウエハとそれを覆うカバープレートの対向面のどちらか一方又は両方に接着剤を一定高さで塗布し、これらウエハ及びカバープレートを、減圧された閉鎖空間で重ね合わせて、それらの間に前記接着剤で囲まれる封止空間を形成し、その後、前記閉鎖空間を大気開放して前記封止空間の内圧との間に圧力差を発生させ、この気圧差でウエハ及びカバープレートを全体的に均等に加圧する貼り合わせ方法であって、前記接着剤の塗布高さと該接着剤で囲まれた前記封止空間内の面積から重ね合わせ時の封止空間内に封止される気体の容積を計算し、前記ウエハとカバープレートを貼り合わせて両者の間隔を所望のギャップに押し潰した時における前記封止空間内の封止気体の容積を計算し、前記重ね合わせ時の封止気体容積を前記貼り合わせ後の封止気体の容積に圧縮するために必要な圧力差が前記閉鎖空間の大気開放時に発生するように前記封止空間の内圧を設定することを特徴とするものである。
前述した特徴に加えて、前記接着剤を一定高さで部分的に開口するように断続的に配置し、前記ウエハ及びカバープレートの間隔を該接着剤の伸展で、その部分的な開口が閉鎖されるまで誘導した後に、前記閉鎖空間を大気開放して前記封止空間の内圧との間に圧力差を発生させることを特徴とする。
さらに前述した特徴に加えて、前記貼り合わせ後のウエハとカバープレートの間隔を測定し、この実測値をフィードバックして前記封止空間の内圧を調整し直すことを特徴とする。
また、ウエハ、このウエハを覆うカバープレート、前記ウエハ及びカバープレートの対向面のどちらか一方又は両方に前記ウエハの封止領域を囲むように一定高さで塗布される接着剤が供給される開閉自在なチャンバーと、このチャンバーを開閉させる開閉駆動部と、前記チャンバーの内圧を調整する圧力調整部と、前記チャンバー内で前記ウエハを着脱自在に保持するウエハホルダー部及び前記カバープレートを着脱自在に保持するカバーホルダー部と、これらウエハホルダー部及びカバーホルダー部のどちらか一方を他方へ向け移動して、前記ウエハと前記カバープレートを重ね合わせ、これらの間に前記接着剤で囲まれる封止空間を形成するホルダー駆動部と、前記チャンバーの開閉駆動部及び前記圧力調整部、前記ウエハホルダー部及びカバーホルダー部、前記ホルダー駆動部を夫々作動制御する制御部とを備え、この制御部は、前記チャンバーを閉じて減圧し、前記ウエハとカバープレートを前記接着剤を介して重ね合わせ、これらウエハ及びカバープレートのどちらか一方の保持を解除した後に、前記チャンバー内を大気開放して前記封止空間の内圧との間に圧力差を発生させる貼り合わせ装置であって、前記制御部は、前記接着剤の塗布高さと前記封止空間内の面積から前記ウエハ及び前記カバープレートの重ね合わせ時において前記封止空間内に封止される気体の容積計算する手段と、前記ウエハ及び前記カバープレートの間隔を所望のギャップに押し潰した時における前記封止空間内の封止気体の容積を計算する手段と、これら貼り合わせ前後における前記封止気体の容積比に基づいて前記圧力調整部を作動制御するコントロール手段とを備え、このコントロール手段は、重ね合わせ時における前記封止気体の容積を、貼り合わせ後における前記封止気体の容積に圧縮するために必要な圧力差が前記チャンバー内の大気開放時に発生するように前記封止空間の内圧を設定することを特徴とするものである。

前述した特徴を有する発明は、ウエハとそれを覆うカバープレートの対向面のどちらか一方又は両方に接着剤を一定高さで塗布し、これらウエハ及びカバープレートを、減圧された閉鎖空間で重ね合わせて、それらの間に前記接着剤で囲まれる封止空間を形成し、その後、前記閉鎖空間を大気開放して前記封止空間の内圧との間に圧力差を発生させ、この気圧差でウエハ及びカバープレートを全体的に均等に加圧することにより、接着剤が押し潰されてウエハ及びカバープレートの間に所定のギャップが形成される。
したがって、スペーサー無しでウエハとカバープレートを所定間隔で平行に貼り合わせることができる。
その結果、貼り合わせ時に機械的なスペーサーを挿入させる従来の方法に比べ、スペーサーの駆動機構や精密な加圧機構が必要なくなり、簡単に製造でき、また貼り合わせ前に接着剤とは別個にスペーサーを形成する従来の方法に比べ、スペーサーの必要性がないため、貼り合わせの事前準備に要する時間を短縮化できる。

さらに、接着剤を一定高さで部分的に開口するように断続的に配置し、ウエハ及びカバープレートの間隔を該接着剤の伸展で、その部分的な開口が閉鎖されるまで誘導した後に、閉鎖空間を大気開放して封止空間の内圧との間に圧力差を発生させる場合には、既に接着剤の高さ寸法が目標とするギャップに近づくため、より少ない圧力差で、ウエハ及びカバープレートの間に所定のギャップが形成される。
したがって、より大気圧に近い減圧環境下で容易に目的とするギャップを得ることができる。

さらに、接着剤の塗布高さと封止空間内の面積から、重ね合わせ時における封止空間内に封止される気体の容積を計算するとともに、ウエハとカバープレートを貼り合わせて両者の間隔を所望のギャップに押し潰した時における封止空間内の封止気体の容積を計算し、これら重ね合わせ時の封止気体容積を貼り合わせ後の封止気体の容積に圧縮するために必要な圧力差が、閉鎖空間の大気開放時に発生するように封止空間の内圧を設定するので、貼り合わせ後のウエハとカバープレートの間隔が所望のギャップで正確に押し潰される。
したがって、事前の計算値に基づいてウエハとカバープレートとの間のギャップを調整することができる。

さらに、貼り合わせ後のウエハとカバープレートの間隔を測定し、この実測値をフィードバックして封止空間の内圧を調整し直す場合には、実測値に基づいて貼り合わせ時における封止空間の内圧が自動的に調整されて、その直後に貼り合わすウエハとカバープレートの間隔が所望のギャップになる。
したがって、実測値に基づいて次に貼り合わすウエハとカバープレートを所望のギャップに自動的に貼り合わせることができる。

また、制御部が、チャンバーを閉じて減圧し、ウエハとカバープレートを接着剤を介して重ね合わせ、これらの間に接着剤で囲まれる封止空間を形成し、該ウエハ及びカバープレートのどちらか一方の保持を解除した後に、チャンバー内を大気開放して、封止空間の内圧との間に圧力差を発生させることにより、封止空間の内外に生じる気圧差でウエハ及びカバープレートが全体的に均等に加圧され、それに伴い接着剤が押し潰されて、これらウエハ及びカバープレートの間に所定のギャップが形成される。
したがって、スペーサー無しでウエハとカバープレートを所定間隔で平行に貼り合わせることができる。
その結果、貼り合わせ時に機械的なスペーサーを挿入させる従来のものに比べ、スペーサーの駆動機構や精密な加圧機構が必要なくなり、構造を簡素化でき、且つ小型化も容易であり、また貼り合わせ前に接着剤とは別個にスペーサーを形成する従来のものに比べ、スペーサーの必要性がないため、貼り合わせの事前準備に要する時間を短縮化できる。

本発明の貼り合わせ方法及び装置の一実施例を示す縦断正面図であり、（ａ）がチャンバーの開動時を示し、（ｂ）が重ね合わせ時を示し、（ｃ）が大気解放時を示している。 本発明の貼り合わせ方法及び装置の他の実施例を示す縦断正面図であり、（ａ）がチャンバーの開動時を示し、（ｂ）が重ね合わせ加圧時を示し、（ｃ）が大気解放時を示している。 本発明の貼り合わせ方法及び装置の他の実施例を示す縦断正面図であり、（ａ）がチャンバーの開動時を示し、（ｂ）が重ね合わせ時を示し、（ｃ）が大気解放時を示している。

本発明の貼り合わせ方法の実施に直接使用する貼り合わせ装置の実施形態は、図１〜図３に示す如く、ウエハＡ及びこのウエハＡを覆うカバープレートＢが出し入れ自在に供給される開閉自在なチャンバー１と、このチャンバー１を開閉させる開閉駆動部１ａと、チャンバー１の内部空間である閉鎖空間Ｓ１の内圧を調整する圧力調整部１ｂと、チャンバー１内でウエハＡを着脱自在に保持するウエハホルダー部２ａ及びカバープレートＢを着脱自在に保持するカバーホルダー部３ａと、これらウエハホルダー部２ａ及びカバーホルダー部３ａのどちらか一方を他方へ向け移動させてウエハＡとカバープレートＢを重ね合わせるホルダー駆動部４と、チャンバー１の開閉駆動部１ａ、圧力調整部１ｂ、ウエハホルダー部２ａ、カバーホルダー部３ａ及びホルダー駆動部４に電気的に接続して夫々を作動制御する制御部５とを備えている。

ウエハＡは、シリコン、ガラス、ポリイミド、ポリカーボネート、石英、アートン、三酢酸セルロース、シクロオレフィンポリマー、ポリエステルなどの材料を使用して円板状に成形され、その表面には、そこに直接形成される電子回路や、それに面付け配置されるチップなどの封止部材（図示しない）を気密封止するための封止領域Ａ１が単数又は複数形成される。

カバープレートＢは、シリコン、金属、ガラス、ポリイミド、ポリカーボネート、石英、アートン、三酢酸セルロース、シクロオレフィンポリマー、ポリエステルなどの材料を使用して、ウエハＡとほぼ同じ大きさの円板状に成形される。

これらウエハＡ及びカバープレートＢの対向面のどちらか一方又は両方には、このウエハＡの封止領域Ａ１を囲むように接着剤Ｃが事前に設けられ、ウエハＡとカバープレートＢの重ね合わせ状態で、該封止領域Ａ１に封止空間Ｓ２が形成されるようにしている。

この接着剤Ｃは、少なくともウエハＡ及びカバープレートＢの重ね合わ時及びその後の貼り合わせ時において圧縮変形可能な未硬化又は、半硬化の流動性材料で構成され、これらウエハＡ及びカバープレートＢの重ね合わ時には未硬化又は半硬化で、貼り合わせ後は、例えば紫外線の照射や加熱などにより硬化させることが好ましい。
さらに、接着剤Ｃの塗布形態としては、封止領域Ａ１を囲む全周に亘りほぼ同じ高さで連続するように塗布して配置することが好ましい。

また、その他の接着剤Ｃの塗布形態としては、封止領域Ａ１の周囲の一部のみが開口するようにほぼ同じ高さで塗布するか、又は封止領域Ａ１を囲む全周に亘りほぼ同じ高さの点状に塗布して所定間隔毎に開口させるなど、重ね合わせ前に該接着剤Ｃを断続的に配置しておき、その後にウエハＡとカバープレートＢを加圧するなどにより、この断続的に配置された接着剤Ｃを伸展させて、その部分的な開口Ｃ１が閉鎖されるようにすることも可能である。
この接着剤Ｃの部分的な開口Ｃ１は、封止領域Ａ１の周囲の一部のみを他部に比べて高さが低くなるように塗布して形成するなど、他の塗布形態で形成したものも含まれる。

チャンバー１は、その内部へウエハＡ及びカバープレートＢを、例えば搬送ロボットなどの搬送手段６で外部から搬入するとともに、貼り合わされたウエハＡ及びカバープレートＢを搬出するために、該チャンバー１の一部又は全体が開閉自在に形成され、その駆動源として開閉駆動部１ａを設けている。

さらに、チャンバー１には、その内外を貫通して該チャンバー１内の気体を出し入れする圧力調整部１ｂが設けられ、内部気体を外部へ吸気することにより所定の真空状態にし、また外部の気体を内部へ給気することにより、該チャンバー１の内圧を周囲気圧（大気圧）と同じ状態に戻すようにしている。

また、チャンバー１の内部には、剛性材料からなる一対の定盤２，３が夫々平滑面が互い対向するように設けられ、これら定盤２，３の平滑面にはウエハホルダー部２ａ及びカバーホルダー部３ａが夫々設けられ、該ウエハホルダー部２ａ及びカバーホルダー部３ａには、保持駆動部（図示しない）の作動によりウエハＡとカバープレートＢを夫々着脱自在に保持する手段として、例えば静電チャックや吸引チャックや粘着チャック又はそれらの組み合わせなどが用いられる。

これら定盤２，３は、チャンバー１と一体的又は別個に、ウエハホルダー部２ａ及びカバーホルダー部３ａを平行状態で互いに接近又は離隔する方向へ往復動させるように支持され、チャンバー１と別個に往復動させる場合にはホルダー駆動部４を設ける。

制御部５は、上述したチャンバー１の開閉駆動部１ａ、圧力調整部１ｂ、ウエハホルダー部２ａ及びカバーホルダー部３ａの保持駆動部、ホルダー駆動部４だけでなく、必要に応じて搬送手段６や接着剤Ｃを硬化させる硬化手段などと夫々電気的に接続したコントローラーであり、チャンバー１内にウエハＡとカバープレートＢが搬入された後に、該チャンバー１を閉じるとともに、その内部空間である閉鎖空間Ｓ１を減圧するように制御し、所定の真空度に達してから、ウエハＡとカバープレートＢをそれらの対向面が接着剤Ｃを挟んで重ね合わされるように接近移動させるように制御することにより、これらウエハＡとカバープレートＢの間に、接着剤Ｃで囲まれる封止空間Ｓ２を形成している。

また必要に応じて、ウエハＡとカバープレートＢの重ね合わせ時に、チャンバー１内の閉鎖空間Ｓ１に例えば窒素などのガスを流入することにより、ウエハＡ及びカバープレートＢ間の封止空間Ｓ２にガスが封入されるようにすることも可能である。

そして、封止空間Ｓ２の形成後は、制御部５がウエハホルダー部２ａ及びカバーホルダー部３ａのどちらか一方からウエハＡ又はカバープレートＢの保持を解除するように制御し、その後、チャンバー１内を大気開放するように制御して、それと該封止空間Ｓ２の内圧との間に圧力差を発生させている。
この封止空間Ｓ２の内外に生じる気圧差によって、ウエハＡ及びカバープレートＢが全体的に均等に加圧され、それに伴い接着剤Ｃが押し潰されて、これらウエハＡ及びカバープレートＢの間に所定のギャップが形成される。

さらに、制御部５には、接着剤Ｃの塗布高さと封止空間Ｓ２内の面積からウエハＡ及びカバープレートＢの重ね合わせ時において封止空間Ｓ２内に封止される気体の容積計算する手段（図示しない）と、ウエハＡ及びカバープレートＢの間隔を所望のギャップに押し潰した時における封止空間Ｓ２内の封止気体の容積を計算する手段（図示しない）と、これら貼り合わせ前後における封止気体の容積比に基づいて圧力調整部１ｂを作動制御するコントロール手段（図示しない）とを備えることが好ましい。

このコントロール手段は、重ね合わせ時における封止気体の容積を、貼り合わせ後における封止気体の容積に圧縮するために必要な圧力差がチャンバー１内の大気開放時に発生するように封止空間Ｓ２の内圧を設定することにより、貼り合わせ後のウエハＡとカバープレートＢの間隔が所望のギャップで正確に押し潰されるようにしている。

また、貼り合わせ後におけるウエハＡとカバープレートＢの実際の間隔を測定する手段（図示しない）と、この間隔の実測値が所望のギャップとなるように圧力調整部１ｂを作動制御するフィードバック手段（図示しない）とを備えることが好ましい。
このフィードバック手段により、間隔の実測値に基づいて貼り合わせ時における封止空間Ｓ２の内圧が自動的に調整されて、その直後に貼り合わすウエハＡとカバープレートＢの間隔が所望のギャップになるようにしている。
以下、本発明の各実施例を図面に基づいて説明する。

この実施例１は、図１（ａ）〜（ｃ）に示す如く、前記チャンバー１を一対に分割し、これら分割チャンバー１１，１２が互いに接近又は離隔する方向へ往復動自在に支持されて、両者の開口縁の間に例えばＯリングなどの環状シール部１３を設け、この分割チャンバー１１，１２に前記定盤２，３を夫々一体的に設け、該分割チャンバー１１，１２の開閉駆動部１ａの作動により、分割チャンバー１１，１２を開閉移動させるとともに、ウエハホルダー部２ａとカバーホルダー部３ａを接近移動して、前記接着剤Ｃが環状に連続して塗布されたウエハＡに対し、カバープレートＢが重ね合わされる場合を示すものである。

図示例では、カバーホルダー部３ａ及びその定盤３が設けられる上方の分割チャンバー１２のみを、ウエハホルダー部２ａ及びその定盤２が設けられる下方の分割チャンバー１１に対して接近又は離隔する方向へ往復動自在に支持し、開閉駆動部１ａの作動により、カバーホルダー部３ａをウエハホルダー部２ａへ向け接近移動させている。

この開閉駆動部１ａは、その作動のみでウエハホルダー部２ａとカバーホルダー部３ａを接近移動させるため、それらが配置される定盤２，３を接近移動させるホルダー駆動部４の機能をも有している。

さらに、分割チャンバー１１，１２のどちらか一方又は両方には、その内外を連通する通気路１４が開設され、この通気路１４に前記圧力調整部１ｂを配管接続して、閉動した分割チャンバー１１，１２内の閉鎖空間Ｓ１を所定の真空状態にし、また逆に大気開放するようにしている。

次に、斯かる貼り合わせ装置による貼り合わせ方法を工程順に従って説明する。
先ず、図１（ａ）の実線に示す如く、チャンバー１の分割チャンバー１１，１２が開動した状態で、その内部へ搬送手段６でウエハＡとカバープレートＢが搬入され、ウエハホルダー部２ａ及びカバーホルダー部３ａの保持駆動部の作動によって、該ウエハホルダー部２ａに対し、事前に接着剤Ｃが塗布されたウエハＡを保持するとともに、カバーホルダー部３ａにカバープレートＢを保持する。

その後、図１（ａ）の二点鎖線に示す如く、開閉駆動部１ａの作動によってチャンバー１の分割チャンバー１１，１２が閉動する。
この閉動前又は閉動中よりチャンバー１内の閉鎖空間Ｓ１から圧力調整部１ｂの作動によって吸引が開始され、所定の真空度に達する。

本実施例の場合には、図１（ｂ）に示す如く、分割チャンバー１１，１２の閉動に伴って、定盤２，３とウエハホルダー部２ａ及びカバーホルダー部３ａが自動的に接近移動し、これらウエハホルダー部２ａ及びカバーホルダー部３ａに保持されたウエハＡとカバープレートＢを接近させ、該ウエハＡに塗布された環状の接着剤ＣにカバープレートＢが接触して重ね合わされる。

それにより、これらウエハＡとカバープレートＢの間には、ウエハＡの封止領域Ａ１を環状の接着剤Ｃで囲んだ封止空間Ｓ２が形成され、該封止空間Ｓ２の内部には、電子回路やチップなどの封止部材が気密封止される。

また、この重ね合わせ時には必要に応じて、ウエハホルダー部２ａとカバーホルダー部３ａを、該重ね合わせ方向と直交する水平方向へ相対的に調整移動自在に支持することで、ウエハＡとカバープレートＢを相互に位置合わせすることも可能である。

その後、図１（ｃ）に示す如く、カバーホルダー部３ａの保持駆動部の作動によって、カバープレートＢの保持が解除され、これに続き圧力調整部１ｂの作動によってチャンバー１内が大気開放され、その内部圧力と、封止部材が気密封止された封止空間Ｓ２の内圧との間に圧力差を発生させる。

この封止空間Ｓ２の内外に生じる気圧差により、ウエハＡとカバープレートＢが全体的に均等に加圧されて平行状態のまま圧縮され、それに伴い接着剤Ｃが全周に亘り均一に押し潰されて、これらウエハＡ及びカバープレートＢが平行に貼り合わされるとともに、両者の間隔が所定のギャップとなる。

具体例を挙げれば、高さ寸法が５０μｍの接着剤Ｃを全周に亘り同じ高さで連続するように塗布し、チャンバー１内を２万Ｐａに減圧した状態でウエハＡとカバープレートＢの重ね合わせを行い、その後、チャンバー１内を大気開放して約１０万Ｐａに戻した場合には、これらの圧力差が約５倍となるため、貼り合わせ後におけるウエハＡ及びカバープレートＢの間隔（ギャップ）は、約１／５の約１０μｍまで圧縮される。

そして、接着剤Ｃの塗布高さと封止空間Ｓ２内の面積からウエハＡ及びカバープレートＢの重ね合わせ時において封止空間Ｓ２内に封止される気体の容積を計算する手段と、ウエハＡ及びカバープレートＢの間隔を所望のギャップに押し潰した時における封止空間Ｓ２内の封止気体の容積を計算する手段と、これら重ね合わせ時の封止気体の容積を貼り合わせ後の封止気体の容積に圧縮するために必要な圧力差がチャンバー１内の大気開放時に発生するように圧力調整部１ｂを作動制御して封止空間Ｓ２の内圧を設定するコントロール手段とを備えた場合には、貼り合わせ後のウエハＡとカバープレートＢの間隔が所望のギャップで正確に押し潰されるため、事前の計算値に基づいてウエハＡとカバープレートＢとの間のギャップを調整できるという利点がある。

さらに、貼り合わせ後におけるウエハＡとカバープレートＢの実際の間隔を測定する手段と、この間隔の実測値が所望のギャップとなるように圧力調整部１ｂを作動制御するフィードバック手段とを備えた場合には、実測値に基づいて貼り合わせ時における封止空間Ｓ２の内圧が自動的に調整されて、その直後に貼り合わすウエハＡとカバープレートＢが所望のギャップになるため、実測値に基づいて次に貼り合わすウエハＡとカバープレートＢを所望のギャップに自動的に貼り合わせることができるという利点がある。

また、上述したような貼り合わせ工程が完了した後は、必要に応じて接着剤Ｃを紫外線の照射や加熱などにより硬化してから、図１（ｃ）の二点鎖線に示す如く、開閉駆動部１ａの作動によってチャンバー１が開けられ、ウエハホルダー部２ａの保持駆動部の作動によってウエハＡの保持を解除し、該チャンバー１の内部から搬送手段６で、貼り合わせが完了したウエハＡとカバープレートＢを外部へ搬出する。
それ以降は上述した作動が繰り返される。

特に、図示例のようにウエハＡの表面に複数の封止領域Ａ１が等間隔ごとに配置され、これら封止領域Ａ１の周囲に塗布された複数の接着剤Ｃに対し、カバープレートＢを貼り合わせて、各封止領域Ａ１に電子回路やチップなどの封止部材が夫々気密封止される場合には、その後の工程で、貼り合わせにより一体化されたウエハＡ及びカバープレートＢを切断することにより、各封止部材が気密封止されたデバイスに分割して使用される。

この実施例２は、図２（ａ）〜（ｃ）に示す如く、前記チャンバー１の分割チャンバー１１，１２に対し、ウエハホルダー部２ａ及びカバーホルダー部３ａが配置される定盤２，３のどちらか一方又は両方を独立して移動させるホルダー駆動部４を、前記開閉駆動部１ａとは別個に設け、このホルダー駆動部４の作動で、チャンバー１内で貼り合わせたウエハＡとカバープレートＢを加圧することにより、これら両者の間隔を、このウエハＡに断続的に塗布配置された接着剤Ｃの伸展で、その部分的な開口Ｃ１が閉鎖されるまで誘導した構成が、前記図１（ａ）〜（ｃ）に示した実施例１とは異なり、それ以外の構成は図１（ａ）〜（ｃ）に示した実施例１と同じものである。

次に、実施例２の作動及び作動効果を工程順に従って説明する。
先ず、図２（ａ）に示す如く、ウエハＡには事前に、封止領域Ａ１の周囲の一部のみが開口するように接着剤Ｃをほぼ同じ高さで塗布するか、又は封止領域Ａ１を囲む全周に亘り接着剤Ｃをほぼ同じ高さの点状に塗布して所定間隔毎に開口させるなどして、該接着剤Ｃが断続的に配置され、図２（ａ）の二点鎖線に示す如く、分割チャンバー１１，１２を閉動しながら閉鎖空間Ｓ１の減圧を開始する。

チャンバー１内の閉鎖空間Ｓ１が所定の真空度に達してから、図２（ｂ）の一点鎖線に示す如く、ウエハＡとカバープレートＢの重ね合わせを行う。
これに続いて、図２（ｂ）の実線に示す如く、この重なり合ったウエハＡ及びカバープレートＢを加圧して、接着剤Ｃの部分的な開口Ｃ１が閉鎖される。
それにより、ウエハＡとカバープレートＢの間に、密閉した封止空間Ｓ２が夫々形成され、各封止空間Ｓ２の内部には、電子回路やチップなどの封止部材が気密封止される。

その後は、図２（ｃ）に示す如く、チャンバー１内を大気開放して封止空間Ｓ２の内圧との間に圧力差を発生させている。
それにより、この時点で接着剤Ｃの高さ寸法は既に目標とするギャップ近くまで押し潰れるため、封止空間Ｓ２の内外の圧力差で接着剤Ｃを押し潰す量が少なくなる。

具体例を挙げれば、実施例１と同様に高さ寸法が５０μｍの接着剤Ｃを断続的に塗布し、減圧されたチャンバー１内でウエハＡとカバープレートＢの重ね合わせを行った後に、これら両者を加圧して該接着剤Ｃの高さ寸法が２０μｍまで圧縮されて伸展した時に、その部分的な開口Ｃ１が閉鎖するように設定した場合には、チャンバー１内の減圧を５万Ｐａにしても、その後にチャンバー１内を大気開放して約１０万Ｐａに戻すと、貼り合わせ後におけるウエハＡ及びカバープレートＢの間隔（ギャップ）は約１０μｍまで圧縮される。

したがって、図２（ａ）〜（ｃ）に示す実施例２は、上述した実施例１と同様な作用効果が得られ、更に加えて実施例１に比べ、より大気圧に近い減圧環境下で、目的とするギャップが得られるという利点がある。

この実施例３は、図３（ａ）〜（ｃ）に示す如く、前記分割チャンバー１１，１２に代えて分離不能なチャンバー１を設け、その出入口１５を覆うように開閉扉１６が往復動自在に支持され、この開閉扉１６を開閉駆動部１ａの作動により開閉動させ、該チャンバー１に対し、ウエハホルダー部２ａ及びカバーホルダー部３ａが配置される定盤２，３のどちらか一方又は両方を独立して移動させるホルダー駆動部４を、開閉駆動部１ａとは別個に設ける構成が、前記図１（ａ）〜（ｃ）に示した実施例１又は図２（ａ）〜（ｃ）に示した実施例２とは異なり、それ以外の構成は図１（ａ）〜（ｃ）に示した実施例１又は図２（ａ）〜（ｃ）に示した実施例２と同じものである。

図示例では、カバーホルダー部３ａが配置される定盤３のみを、ウエハホルダー部２ａが配置される定盤２に対して接近又は離隔する方向へ往復動自在に支持し、ホルダー駆動部４の作動により、カバーホルダー部３ａをウエハホルダー部２ａへ向けて接近移動させている。

さらに、事前にウエハＡに対し、実施例１と同様に前記接着剤Ｃを環状に連続して塗布した場合を示しているが、実施例２と同様に接着剤Ｃをその全周の一部のみが開口するように塗布するか、又は所定間隔毎の点状に塗布するなどして断続的に配置することも可能である。

したがって、図３（ａ）〜（ｃ）に示す実施例３は、上述した実施例１又は実施例２と同様な作用効果が得られる。

なお、本発明の貼り合わせ方法に使用する貼り合わせ装置の実施形態では、閉鎖空間Ｓ１として開閉自在なチャンバー１の内部空間を用いたが、これに限定されず、前示実施例のチャンバー１とは異なる構造の閉鎖空間を用いても良い。
さらに、前示実施例では、接着剤ＣをウエハＡのみに塗布したが、これに限定されず、カバープレートＢに塗布したり、ウエハＡとカバープレートＢの対向面の両方に塗布しても良い。
また、図示例では、カバーホルダー部３ａをウエハホルダー部２ａへ向けて接近移動させる場合を示したが、これに限定されず、これと逆にウエハホルダー部２ａをカバーホルダー部３ａへ向けて接近移動させたり、これらウエハホルダー部２ａとカバーホルダー部３ａを互いに接近移動させても良い。

Ａ ウエハ Ｂ カバープレート
Ｃ 接着剤 Ｃ１ 開口
Ｓ１ 閉鎖空間 Ｓ２ 封止空間
１ チャンバー １１，１２ 分割チャンバー
１３ 環状シール部 １４ 通気路
１５ 出入口 １６ 開閉扉
１ａ 開閉駆動部 １ｂ 圧力調整部
２ 定盤 ２ａ ウエハホルダー部
３ 定盤 ３ａ カバーホルダー部
４ ホルダー駆動部 ５ 制御部
６ 搬送手段

Claims (4)

1. ウエハ（Ａ）とそれを覆うカバープレート（Ｂ）の対向面のどちらか一方又は両方に接着剤（Ｃ）を一定高さで塗布し、これらウエハ（Ａ）及びカバープレート（Ｂ）を、減圧された閉鎖空間（Ｓ１）で重ね合わせて、それらの間に前記接着剤（Ｃ）で囲まれる封止空間（Ｓ２）を形成し、その後、前記閉鎖空間（Ｓ１）を大気開放して前記封止空間（Ｓ２）の内圧との間に圧力差を発生させ、この気圧差で前記ウエハ（Ａ）及びカバープレート（Ｂ）を全体的に均等に加圧する貼り合わせ方法であって、
   前記接着剤（Ｃ）の塗布高さと該接着剤（Ｃ）で囲まれた前記封止空間（Ｓ２）内の面積から重ね合わせ時の封止空間（Ｓ２）内に封止される気体の容積を計算し、前記ウエハ（Ａ）とカバープレート（Ｂ）を貼り合わせて両者の間隔を所望のギャップに押し潰した時における前記封止空間（Ｓ２）内の封止気体の容積を計算し、前記重ね合わせ時の封止気体容積を前記貼り合わせ後の封止気体の容積に圧縮するために必要な圧力差が前記閉鎖空間（Ｓ１）の大気開放時に発生するように前記封止空間（Ｓ２）の内圧を設定することを特徴とする貼り合わせ方法。
2. 前記接着剤（Ｃ）を一定高さで部分的に開口するように断続的に配置し、前記ウエハ（Ａ）及びカバープレート（Ｂ）の間隔を該接着剤（Ｃ）の伸展で、その部分的な開口（Ｃ１）が閉鎖されるまで誘導した後に、前記閉鎖空間（Ｓ１）を大気開放して前記封止空間（Ｓ２）の内圧との間に圧力差を発生させる請求項１記載の貼り合わせ方法。
3. 前記貼り合わせ後のウエハ（Ａ）とカバープレート（Ｂ）の間隔を測定し、この実測値をフィードバックして前記封止空間（Ｓ２）の内圧を調整し直す請求項１又は２記載の貼り合わせ方法。
4. ウエハ（Ａ）、このウエハ（Ａ）を覆うカバープレート（Ｂ）、前記ウエハ（Ａ）及びカバープレート（Ｂ）の対向面のどちらか一方又は両方に前記ウエハ（Ａ）の封止領域（Ａ１）を囲むように一定高さで塗布される接着剤（Ｃ）が供給される開閉自在なチャンバー（１）と、
   このチャンバー（１）を開閉させる開閉駆動部（１ａ）と、
   前記チャンバー（１）の内圧を調整する圧力調整部（１ｂ）と、
   前記チャンバー（１）内で前記ウエハ（Ａ）を着脱自在に保持するウエハホルダー部（２ａ）及び前記カバープレート（Ｂ）を着脱自在に保持するカバーホルダー部（３ａ）と、
   これらウエハホルダー部（２ａ）及びカバーホルダー部（３ａ）のどちらか一方を他方へ向け移動して、前記ウエハ（Ａ）と前記カバープレート（Ｂ）を重ね合わせ、これらの間に前記接着剤（Ｃ）で囲まれる封止空間（Ｓ２）を形成するホルダー駆動部（４）と、
   前記チャンバー（１）の開閉駆動部（１ａ）及び前記圧力調整部（１ｂ）、前記ウエハホルダー部（２ａ）及びカバーホルダー部（３ａ）、前記ホルダー駆動部（４）を夫々作動制御する制御部（５）とを備え、
   前記チャンバー（１）を閉じて減圧し、前記ウエハ（Ａ）とカバープレート（Ｂ）を前記接着剤（Ｃ）を介して重ね合わせ、これらウエハ（Ａ）及びカバープレート（Ｂ）のどちらか一方の保持を解除した後に、前記チャンバー（１）内を大気開放して前記封止空間（Ｓ２）の内圧との間に圧力差を発生させる貼り合わせ装置であって、
   前記制御部（５）は、
   前記接着剤（Ｃ）の塗布高さと前記封止空間（Ｓ２）内の面積から前記ウエハ（Ａ）及び前記カバープレート（Ｂ）の重ね合わせ時において前記封止空間（Ｓ２）内に封止される気体の容積計算する手段と、
   前記ウエハ（Ａ）及び前記カバープレート（Ｂ）の間隔を所望のギャップに押し潰した時における前記封止空間（Ｓ２）内の封止気体の容積を計算する手段と、
   これら貼り合わせ前後における前記封止気体の容積比に基づいて前記圧力調整部（１ｂ）を作動制御するコントロール手段とを備え、
   このコントロール手段は、重ね合わせ時における前記封止気体の容積を、貼り合わせ後における前記封止気体の容積に圧縮するために必要な圧力差が前記チャンバー（１）内の大気開放時に発生するように前記封止空間（Ｓ２）の内圧を設定することを特徴とする貼り合わせ装置。

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