JP5626710B2 - 基板貼り合わせ方法及び基板貼り合わせ装置 - Google Patents
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この構成により、第1基板と第2基板第1基板と第2基板との中間材にボイドが発生することを防ぐことができるとともに、ピンを抜く際に生じる第1基板と第2基板とのずれを防ぐことができる。
この構成により、第1基板保持部と第2基板保持部とのずれを観察部で観察することでピンを抜く際に生じる第1基板と第2基板とのずれを防ぐことができる。
この構成により、ピンを第1基板保持部と第2基板保持部との間に配置することでもボイドの発生を防ぐことができ、また、第1基板保持部と第2基板保持部とのずれを観察部で観察することでピンを抜く際に生じる第1基板と第2基板とのずれを防ぐことができる。
本発明のウエハ貼り合わせ装置100は基板の配線の線幅精度にウエハを重ね合わせて貼り合わせを行う装置で、特に中間材59を挟みボイドの発生を防ぎながら貼り合わすことができる装置を示す。なお貼り合わす基板は精密さを必要とする半導体ウエハWについて示すが、他の基板も使用することができる。
図1はウエハ貼り合わせ装置100の上面概略図である。
ウエハ貼り合わせ装置100は、ウエハローダWL及びウエハホルダローダWHLを有している。ウエハローダWL及びウエハホルダローダWHLは、多関節ロボットであり六自由度方向(X,Y,Z,θX,θY,θZ)に移動可能である。さらにウエハローダWLはレールRAに沿ってY方向に長い距離移動可能であり、ウエハホルダローダWHLはレールRAに沿ってX方向に長い距離移動可能である。
図2(a)はウエハプリアライメント装置20を示した上面図であり、図2(b)はその概略断面図である。
図3(a)はウエハホルダプリアライメント装置40を示した上面図であり、図3(b)は(a)の概略側面図である。
図4(a)は、アライナー50を横から見た構成図である。図4(b)は(a)に示す半導体ウエハWの周縁に設置したピン挿入部60の拡大図である。第1ウエハW1は第1ウエハホルダWH1に載置した状態で、第2ウエハW2は第2ウエハホルダWH2に載置した状態で、ウエハホルダローダWHLによってウエハホルダプリアライメント装置40からアライナー50に送られる。
ステップS11において、第1ウエハホルダWH1を第2のテーブル56上に保持し、アライナー制御装置51は第2の駆動装置53を動作させて、高精度アライメントカメラCA3により第1ウエハホルダWH1上のフィディシャルマークFMを検出する。
図7(a)は加熱加圧装置70を横から見た構成図である。図7(b)は半導体ウエハWの周縁に設置したピン排出部65の拡大図である。
第1ウエハW1は第1ウエハホルダWH1にて−Z方向に保持されている。第1ウエハホルダWH1は第1トッププレートTP1に支えられている。第1トッププレートTP1はヒータ及び冷却配管を備えた高熱伝導の高い材料で構成された第1温度調整プレートAT1に支えられている。さらに第1温度調整プレートAT1は第1ベースプレートBP1に支えられて、この第1ベースプレートBP1は加熱加圧装置70のフレーム71に備え付けられている。第1トッププレートTP1には第1トッププレートTP1を貫通するように高精度監視カメラCA4を設置している。第1ウエハホルダWH1には高精度監視カメラCA4で半導体ウエハWのアライメントマークAMを監視するための監視窓SWが形成されている。なお、高精度監視カメラCA4は赤外線を用いることで第1ウエハW1の裏面から表面側のアライメントマークAMを観察することができる。
ステップS31において、加熱加圧装置70はアライナー50からピンを挿入した状態で搬送されてくるウエハホルダWHを第2トッププレートTP2に載置して固定する。
実施形態1において半導体ウエハWと半導体ウエハWとの間にピンPを挿入したが、本実施形態では図9に示すように半導体ウエハWと半導体ウエハWとが接触しない距離で第1ウエハホルダWH1と第2ウエハホルダWH2との間にピンPを挿入する。このピンPは図4で示すピンPよりも径が太くなる。
CA1 … ウエハ用アライメントカメラ
CA2 … ウエハホルダ用アライメントカメラ
CA3 … 高精度アライメントカメラ
CA4 … 高精度監視カメラ
CH … 半導体チップ領域
DC … 直流電源
EL … 印加電極
FM … フィディシャルマーク
P … ピン
SW … 監視窓
TP1 … 第1トッププレート、TP2 … 第2トッププレート
W … 半導体ウエハ(W1 … 第1ウエハ、W2 … 第2ウエハ)
WH … ウエハホルダ(WH1 … 第1ウエハホルダ、WH2 … 第2ウエハホルダ)
WL … ウエハローダ、WHL … ウエハホルダローダ
20 … ウエハプリアライメント装置、21 … ウエハプリアライメント制御装置
22 … 第1干渉計、25 … 第1XYθステージ
30 … ウエハホルダストッカー
40 … ウエハホルダプリアライメント装置
42 … 第2干渉計、45 … 第2XYθステージ
46 … ウエハ用リフトピン
50 … アライナー、51 … アライナー制御装置
52 … 第3干渉計
53 … 第2駆動装置、54 … 第1テーブル、55 … 第1駆動装置、56 … 第2テーブル
59 … 中間材
60 … ピン挿入部、61 … 第1クランプ
62 … 第1ピンアクチュエータ、63 … 第1静電容量センサー
64 … 第1支持アーム
65 … ピン排出部、66 … 第2クランプ
67 … 第2ピンアクチュエータ、68 … 第2静電容量センサー
69 … 第2支持アーム
70 … 加熱加圧装置
72 … 加熱加圧制御装置
73 … 内側加圧アクチュエータ、75 … 外側加圧アクチュエータ
80 … 分離冷却ユニット
90 … 主制御装置
100 … ウエハ貼り合わせ装置
Claims (14)
- 被加工領域を有する第1基板と第2基板とを中間材を介して貼り合わせる基板貼り合わせ方法において、
前記第1基板及び第2基板の周縁部に複数本のピンを配置するピン配置工程と、
前記第1基板と前記第2基板とを位置合わせして前記ピンを配置したまま重ね合わせる重ね合わせ工程と、
前記ピンを配置した状態で前記第1基板と前記第2基板との隙間を真空引きする真空引き工程と、
前記真空引き工程後、重ね合わせた前記第1基板と前記第2基板との一方の中央部を加圧して、前記第1基板又は前記第2基板の一方を湾曲させ凸形状にするように予備加圧をかける予備加圧工程と、
前記第1基板と前記第2基板との一方を凸形状にした状態で、前記第1基板と前記第2基板とのずれを観察部で観察しながら前記第1基板及び前記第2基板の周縁部から前記ピンを抜くピン抜き工程と、
前記ピン抜き工程が終了した後、前記第1基板及び第2基板の周縁部まで全面加圧する加圧工程と、
を備えることを特徴とする基板貼り合わせ方法。 - 前記重ね合わせ工程後、前記ピンを配置し重ね合わせた前記第1基板及び前記第2基板を搬送する工程を備える請求項1に記載の基板貼り合わせ方法。
- 被加工領域を有する第1基板と第2基板とを中間材を介して貼り合わせる基板貼り合わせ装置において、
前記第1基板及び第2基板の周縁部に複数本のピンを挿入するピン挿入部と、
前記第1基板と前記第2基板とを位置合わせして前記ピンを配置したまま重ね合わせ固定する固定具と、
前記ピンを配置した状態で前記第1基板と前記第2基板との隙間を真空引きする真空装置と、
前記真空引きした後、重ね合わせた前記第1基板と前記第2基板との一方の中央部を加圧して、前記第1基板又は前記第2基板の一方を湾曲させ凸形状にするように予備加圧をかける第1アクチュエータと、
前記第1基板と前記第2基板との一方を凸形状にした状態で、前記第1基板と前記第2基板とのずれを観察部で観察しながら前記第1基板及び前記第2基板の周縁部から前記ピンを排出するピン排出部と、
前記ピンを排出した後、前記第1アクチュエータとともに前記第1基板及び第2基板の周縁部まで全面加圧する第2アクチュエータと、
を備えることを特徴とする基板貼り合わせ装置。 - 前記固定具で固定後、前記ピンを配置し重ね合わせた前記第1基板及び前記第2基板を搬送するローダを備える請求項3に記載の基板貼り合わせ装置。
- 被加工領域を有する第1基板と第2基板とを中間材を介して貼り合わせる基板貼り合わせ方法において、
前記第1基板を載置する第1基板ホルダ及び前記第2基板を載置する第2基板ホルダの周縁部に複数本のピンを配置するピン配置工程と、
前記第1基板と前記第2基板とを位置合わせして前記ピンを配置したまま重ね合わせる重ね合わせ工程と、
前記ピンを配置した状態で前記第1基板と前記第2基板との隙間を真空引きする真空引き工程と、
前記真空引き工程後、前記第1基板ホルダと前記第2基板ホルダとの一方の中央部を加圧して、前記第1基板又は前記第2基板の一方を湾曲させ凸形状にするように予備加圧をかける予備加圧工程と、
前記第1基板と前記第2基板との一方を凸形状にした状態で、前記第1基板と前記第2基板とのずれを観察部で観察しながら前記第1基板ホルダ及び前記第2基板ホルダの周縁部から前記ピンを抜くピン抜き工程と、
前記ピン抜き工程が終了した後、前記第1基板及び第2基板の周縁部まで全面加圧する加圧工程と、
を備えることを特徴とする基板貼り合わせ方法。 - 前記重ね合わせ工程後、前記ピンを配置し重ね合わせた前記第1基板ホルダ及び前記第2基板ホルダを、搬送する工程を備える請求項5に記載の基板貼り合わせ方法。
- 被加工領域を有する第1基板と第2基板とを中間材を介して貼り合わせる基板貼り合わせ装置において、
前記第1基板を載置する第1基板ホルダ及び前記第2基板を載置する第2基板ホルダの周縁部に複数本のピンを挿入するピン挿入部と、
前記第1基板と前記第2基板とを位置合わせして前記ピンを配置したまま重ね合わせ固定する固定具と、
前記ピンを配置した状態で前記第1基板と前記第2基板との隙間を真空引きする真空装置と、
前記真空引きした後、前記第1基板ホルダと前記第2基板ホルダとの一方の中央部を加圧して、前記第1基板又は前記第2基板の一方を湾曲させ凸形状にするように予備加圧をかける第1アクチュエータと、
前記第1基板と前記第2基板との一方を凸形状にした状態で、前記第1基板と前記第2基板とのずれを観察部で観察しながら前記第1基板ホルダ及び前記第2基板ホルダの周縁部から前記ピンを排出するピン排出部と、
前記ピンを排出した後、前記第1アクチュエータとともに前記第1基板及び第2基板の周縁部まで全面加圧する第2アクチュエータと、
を備えることを特徴とする基板貼り合わせ装置。 - 前記固定具で固定後、前記ピンを配置し重ね合わせた前記第1基板ホルダ及び前記第2基板ホルダを搬送するローダを備える請求項7に記載の基板貼り合わせ装置。
- 被加工領域を有する第1基板と第2基板とを互いに貼り合わせる基板貼り合わせ装置において、
互いに向かい合った前記第1基板と前記第2基板との間を排気する排気装置と、
前記第1基板と前記第2基板との少なくとも一方の中央部を加圧して、前記第1基板および前記第2基板の少なくとも一方を湾曲させ凸形状にするアクチュエータと、
前記第1基板と前記第2基板との間に隙間が形成された状態で前記第1基板および前記第2基板を固定する固定具と、
前記固定具で固定された状態で前記第1基板及び前記第2基板を搬送するローダと、
を備え、
前記排気装置で排気された状態で、凸形状になった前記中央部から前記第1基板および前記第2基板の周縁部に向けて徐々に前記第1基板及び第2基板を接着させることを特徴とする基板貼り合わせ装置。 - 前記第1基板及び前記第2基板の周縁部に複数本のピンを挿入することにより、前記第1基板と第2基板との間に隙間が形成される請求項9に記載の基板貼り合わせ装置。
- 前記固定具は、前記第1基板ホルダ及び前記第2基板ホルダを介して前記第1基板と第2基板とを固定し、
前記アクチュエータは、前記第1基板ホルダ及び前記第2基板ホルダの少なくとも一方を介して前記第1基板および第2基板の少なくとも一方を加圧する請求項9又は請求項10に記載の基板貼り合わせ装置。 - 被加工領域を有する第1基板と第2基板とを互いに貼り合わせる基板貼り合わせ方法であって、
互いに向い合った前記第1基板と前記第2基板との間を排気する排気段階と、
前記第1基板と前記第2基板との少なくとも一方の中央部を加圧して、前記第1基板および前記第2基板の少なくとも一方を湾曲させ凸形状にする湾曲段階と、
前記第1基板と前記第2基板との間が排気された状態で、凸形状になった前記中央部から前記第1基板および前記第2基板の周縁部に向けて徐々に前記第1基板及び第2基板を接着させる接着段階と、
前記第1基板と前記第2基板との間に隙間が形成された状態で前記第1基板および前記第2基板を固定具で固定する固定段階と、
前記固定具で固定された状態で前記第1基板及び前記第2基板を搬送する搬送段階と、
を含むことを特徴とする基板貼り合わせ方法。 - 前記第1基板及び前記第2基板の周縁部に複数本のピンを挿入することにより、前記第1基板と第2基板との間に隙間を形成する隙間形成段階を含む請求項12に記載の基板貼り合わせ方法。
- 前記固定段階は、前記第1基板ホルダ及び前記第2基板ホルダを介して前記第1基板と第2基板とを固定し、
前記湾曲段階は、前記第1基板ホルダ及び前記第2基板ホルダの少なくとも一方を介して前記第1基板および第2基板の少なくとも一方を加圧する請求項12又は請求項13に記載の基板貼り合わせ装置。
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