JP5707577B2 - 加圧装置および加圧方法 - Google Patents
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Description
請求項6の発明は、請求項1〜請求項4のいずれかの発明に係る加圧装置において、前記第1および第2の被加圧物の一方はモールドであり且つ他方は基板であり、前記測定手段は、光硬化性樹脂材料および熱硬化性樹脂材料のいずれかを相互間に挟んで配置される前記第1の被加圧物と前記第2の被加圧物との前記所定方向における相互間距離を、前記平面内の複数の位置において測定することを特徴とする。
請求項12の発明は、請求項1〜請求項11のいずれかの発明に係る加圧装置において、前記複数の位置は、前記平面内での非同一直線上の3つの位置を含むことを特徴とする。
請求項13の発明は、請求項1〜3,5〜11のいずれかの発明に係る加圧装置において、前記測定手段は、3つの測距センサを有し、前記3つの測距センサを用いて、前記平面内における非同一直線上の互いに異なる位置で前記相互間距離をそれぞれ測定することを特徴とする。
請求項14の発明は、請求項1〜請求項13の発明に係る加圧装置において、前記駆動手段は、互いに独立して前記所定方向に伸縮する3つのピエゾアクチュエータを有し、前記3つのピエゾアクチュエータは、前記平面内での非同一直線上の互いに異なる位置に配置されることを特徴とする。
請求項15の発明は、請求項1〜請求項14のいずれかの発明に係る加圧装置において、前記第1の被加圧物と前記第2の被加圧物との相互間に作用する力を検出する検出手段、をさらに備え、前記駆動手段は、前記第1の被加圧物と前記第2の被加圧物との加圧期間中において、前記検出手段による検出値が所定の値に近づくように、前記第1の加圧部材の加圧面と前記第2の加圧部材の加圧面とを相対的に移動することを特徴とする。
請求項17の発明は、加圧方法であって、a)所定方向に離間して対向する第1および第2の加圧部材の相互間に介装される第1および第2の被加圧物であって相互間に流動可能物質層を挟んで配置される第1および第2の被加圧物の前記所定方向における相互間距離を、前記所定方向を法線方向とする平面内での複数の位置において測定するステップと、b)前記ステップa)による測定結果に基づいて、前記複数の位置における前記相互間距離がそれぞれ目標値に近づくように、前記第1の加圧部材の加圧面と前記第2の加圧部材の加圧面とを相対的に移動するステップと、を備え、前記第1の被加圧物および前記第2の被加圧物の少なくとも一方は、透光性部材を有し、前記第1の被加圧物は、前記第2の被加圧物に対向する第1の対向面に第1の反射面を有し、前記第2の被加圧物は、前記第1の被加圧物に対向する第2の対向面に第2の反射面を有し、前記ステップa)は、a−1)前記透光性部材を透過し前記第1の反射面で反射された後に再び前記透光性部材を通過して復帰する光を用いて、基準位置から前記第1の反射面までの前記所定方向における距離である第1の距離を計測するステップと、a−2)前記透光性部材を透過し前記第2の反射面で反射された後に再び前記透光性部材を通過して復帰する光を用いて、前記基準位置から前記第2の反射面までの前記所定方向における距離である第2の距離を計測するステップと、a−3)前記第1の距離と前記第2の距離との差に基づいて、前記相互間距離を求めるステップと、を有することを特徴とする。
請求項18の発明は、加圧方法であって、a)所定方向に離間して対向する第1および第2の加圧部材の相互間に介装される第1および第2の被加圧物であって相互間に、流動可能物質層である金属バンプ層を挟んで配置される第1および第2の被加圧物の前記所定方向における相互間距離を、前記所定方向を法線方向とする平面内での複数の位置において測定するステップと、b)前記ステップa)による測定結果に基づいて、前記複数の位置における前記相互間距離がそれぞれ目標値に近づくように、前記第1の加圧部材の加圧面と前記第2の加圧部材の加圧面とを相対的に移動するステップと、c)前記相互間距離の目標値に対する誤差がそれぞれ許容範囲内に収まっている状態において、熱溶融されていた前記金属バンプ層を冷却して硬化させるステップと、を備えることを特徴とする。
請求項19の発明は、加圧方法であって、a)所定方向に離間して対向する第1および第2の加圧部材の相互間に介装される第1および第2の被加圧物であって相互間に流動可能物質層を挟んで配置される第1および第2の被加圧物の前記所定方向における相互間距離を、前記所定方向を法線方向とする平面内での複数の位置において測定するステップと、b)前記ステップa)による測定結果に基づいて、前記複数の位置における前記相互間距離がそれぞれ目標値に近づくように、前記第1の加圧部材の加圧面と前記第2の加圧部材の加圧面とを相対的に移動するステップと、を備え、前記第1および第2の被加圧物は、それぞれ、基板であり、前記ステップa)においては、相互間に樹脂材料を挟んで配置される前記第1の被加圧物と前記第2の被加圧物との前記所定方向における相互間距離が、前記平面内の複数の位置において測定されることを特徴とする。
請求項20の発明は、加圧方法であって、a)所定方向に離間して対向する第1および第2の加圧部材の相互間に介装される第1および第2の被加圧物であって相互間に流動可能物質層を挟んで配置される第1および第2の被加圧物の前記所定方向における相互間距離を、前記所定方向を法線方向とする平面内での複数の位置において測定するステップと、b)前記ステップa)による測定結果に基づいて、前記複数の位置における前記相互間距離がそれぞれ目標値に近づくように、前記第1の加圧部材の加圧面と前記第2の加圧部材の加圧面とを相対的に移動するステップと、を備え、前記第1および第2の被加圧物の一方は基板であり且つ他方はチップであり、前記ステップa)においては、相互間に金属バンプ層を挟んで配置される前記第1の被加圧物と前記第2の被加圧物との前記所定方向における相互間距離が、前記平面内の複数の位置において測定されることを特徴とする。
請求項21の発明は、加圧方法であって、a)所定方向に離間して対向する第1および第2の加圧部材の相互間に介装される第1および第2の被加圧物であって相互間に流動可能物質層を挟んで配置される第1および第2の被加圧物の前記所定方向における相互間距離を、前記所定方向を法線方向とする平面内での複数の位置において測定するステップと、b)前記ステップa)による測定結果に基づいて、前記複数の位置における前記相互間距離がそれぞれ目標値に近づくように、前記第1の加圧部材の加圧面と前記第2の加圧部材の加圧面とを相対的に移動するステップと、を備え、前記ステップb)において、前記相互間距離に関する前記目標値は、前記第1の被加圧物と前記第2の被加圧物との加圧期間中において、経時変化する値に設定されることを特徴とする。
<1−1.装置>
図1は、本発明の第1実施形態に係る加圧装置1(1Aとも称する)を示す縦断面図である。なお、以下、各図においては、便宜上、XYZ直交座標系を用いて方向等を示している。
次に、2つの両被加圧物91,92に関する加圧動作について説明する。この加圧動作においては、上述のように、流動性を有する樹脂層93が両被加圧物91,92の相互間に挟まれた状態で、両被加圧物91,92が加圧される。
上記第1実施形態においては、半導体ウエハ91と半導体ウエハ92との空隙に、流動性を有する樹脂層が挟まれる場合を例示したが、これに限定されない。
上記第1および第2実施形態においては、両被加圧物に圧力を加えて当該両被加圧物を接合する技術について本発明の思想を適用する場合を例示したが、これに限定されず、例えば、ナノインプリント技術に本発明の思想を適用するようにしてもよい。
上記各実施形態においては、3つの測距センサ33a,33b,33cによる各計測距離DMiと値DT1,DT2と値DE1,DE2とに基づいて、3つの相互間距離DAiが測定される場合を例示した。端的に言えば、各相互間距離DAiが間接的に測定される場合を例示した。しかしながら、本発明はこれに限定されない。この第4実施形態においては、各相互間距離DAiが謂わば直接的に測定される場合を例示する。なお、第4実施形態は、第3実施形態の変形例であり、以下では、第3実施形態との相違点を中心に説明する。
第5実施形態は、第4実施形態の変形例である。以下、第4実施形態との相違点を中心に説明する。
以上、この発明の実施の形態について説明したが、この発明は上記説明した内容のものに限定されるものではない。
ことが可能である。
2 真空チャンバ
12 ステージ
12f,22f 加圧面
12h,22h ヒータ
22 ヘッド
23 アライメントテーブル
25 回転駆動機構
26 Z軸昇降駆動機構
31,31a,31b,31c ピエゾアクチュエータ
32,32a,32b,32c 圧力検出センサ
33,33a,33b,33c、36,36a,36b,36c、36s 測距センサ
34,34a,34b,34c 反射板
91,92 半導体ウエハ(被加圧物)
93,94,98 樹脂層(流動可能物質層)
95 チップ(被加圧物)
96 金属バンプ(流動可能物質層)
97 モールド
Claims (21)
- 加圧装置であって、
所定方向に離間して対向するとともに前記所定方向に相対移動可能な第1および第2の加圧部材と、
前記第1の加圧部材の加圧面と前記第2の加圧部材の加圧面との間に介装される第1および第2の被加圧物であって相互間に流動可能物質層を挟んで配置される第1および第2の被加圧物の前記所定方向における相互間距離を、前記所定方向を法線方向とする平面内での複数の位置において測定する測定手段と、
前記測定手段による測定結果に基づいて、前記複数の位置における前記相互間距離がそれぞれ目標値に近づくように、前記第1の加圧部材の加圧面と前記第2の加圧部材の加圧面とを相対的に移動する駆動手段と、
を備え、
前記測定手段は、
前記第1の加圧部材における第1の位置と前記第2の加圧部材における第2の位置との前記所定方向における距離を計測する測距センサを有し、
前記測距センサによる測定値と、前記第1の位置と前記第1の加圧部材の加圧面との前記所定方向における変位と、前記第2の位置と前記第2の加圧部材の加圧面との前記所定方向における変位と、前記第1の被加圧物の前記所定方向における厚さと、前記第2の被加圧物の前記所定方向における厚さとに基づいて、前記相互間距離を測定することを特徴とする加圧装置。 - 請求項1に記載の加圧装置において、
前記第1の被加圧物の前記所定方向における厚さと前記第2の被加圧物の前記所定方向における厚さとを予め測定したデータを記憶する記憶部、
を備え、
前記測定手段は、前記記憶部に記憶された前記データに基づいて、前記相互間距離を測定することを特徴とする加圧装置。 - 加圧装置であって、
所定方向に離間して対向するとともに前記所定方向に相対移動可能な第1および第2の加圧部材と、
前記第1の加圧部材の加圧面と前記第2の加圧部材の加圧面との間に介装される第1および第2の被加圧物であって相互間に流動可能物質層を挟んで配置される第1および第2の被加圧物の前記所定方向における相互間距離を、前記所定方向を法線方向とする平面内での複数の位置において測定する測定手段と、
前記測定手段による測定結果に基づいて、前記複数の位置における前記相互間距離がそれぞれ目標値に近づくように、前記第1の加圧部材の加圧面と前記第2の加圧部材の加圧面とを相対的に移動する駆動手段と、
を備え、
前記第1の被加圧物および前記第2の被加圧物の少なくとも一方は、透光性部材を有し、
前記第1の被加圧物は、前記第2の被加圧物に対向する第1の対向面に第1の反射面を有し、
前記第2の被加圧物は、前記第1の被加圧物に対向する第2の対向面に第2の反射面を有し、
前記測定手段は、
前記透光性部材を透過し前記第1の反射面で反射された後に再び前記透光性部材を通過して復帰する光を用いて、基準位置から前記第1の反射面までの前記所定方向における距離である第1の距離を計測し、
前記透光性部材を透過し前記第2の反射面で反射された後に再び前記透光性部材を通過して復帰する光を用いて、前記基準位置から前記第2の反射面までの前記所定方向における距離である第2の距離を計測し、
前記第1の距離と前記第2の距離との差に基づいて、前記相互間距離を求めることを特徴とする加圧装置。 - 請求項3に記載の加圧装置において、
前記測定手段は、前記平面に平行な方向に移動可能な測距センサを有し、
前記測距センサは、前記平面に平行な方向に移動して、前記複数の位置のそれぞれにおいて前記第1の距離と前記第2の距離とを測定することを特徴とする加圧装置。 - 請求項1〜請求項4のいずれかに記載の加圧装置において、
前記流動可能物質層は、熱硬化性樹脂材料および光硬化性樹脂材料のいずれかの樹脂材料で形成される層であり、
前記加圧装置は、
前記相互間距離の目標値に対する誤差がそれぞれ許容範囲内に収まっている状態において、流動性を有していた前記樹脂材料を硬化させる硬化手段、
をさらに備えることを特徴とする加圧装置。 - 請求項1〜請求項4のいずれかに記載の加圧装置において、
前記第1および第2の被加圧物の一方はモールドであり且つ他方は基板であり、
前記測定手段は、光硬化性樹脂材料および熱硬化性樹脂材料のいずれかを相互間に挟んで配置される前記第1の被加圧物と前記第2の被加圧物との前記所定方向における相互間距離を、前記平面内の複数の位置において測定することを特徴とする加圧装置。 - 加圧装置であって、
所定方向に離間して対向するとともに前記所定方向に相対移動可能な第1および第2の加圧部材と、
前記第1の加圧部材の加圧面と前記第2の加圧部材の加圧面との間に介装される第1および第2の被加圧物であって相互間に流動可能物質層を挟んで配置される第1および第2の被加圧物の前記所定方向における相互間距離を、前記所定方向を法線方向とする平面内での複数の位置において測定する測定手段と、
前記測定手段による測定結果に基づいて、前記複数の位置における前記相互間距離がそれぞれ目標値に近づくように、前記第1の加圧部材の加圧面と前記第2の加圧部材の加圧面とを相対的に移動する駆動手段と、
を備え、
前記流動可能物質層は、金属バンプ層であり、
前記加圧装置は、
前記相互間距離の目標値に対する誤差がそれぞれ許容範囲内に収まっている状態において、熱溶融されていた前記金属バンプ層を冷却して硬化させる硬化手段、
をさらに備えることを特徴とする加圧装置。 - 加圧装置であって、
所定方向に離間して対向するとともに前記所定方向に相対移動可能な第1および第2の加圧部材と、
前記第1の加圧部材の加圧面と前記第2の加圧部材の加圧面との間に介装される第1および第2の被加圧物であって相互間に流動可能物質層を挟んで配置される第1および第2の被加圧物の前記所定方向における相互間距離を、前記所定方向を法線方向とする平面内での複数の位置において測定する測定手段と、
前記測定手段による測定結果に基づいて、前記複数の位置における前記相互間距離がそれぞれ目標値に近づくように、前記第1の加圧部材の加圧面と前記第2の加圧部材の加圧面とを相対的に移動する駆動手段と、
を備え、
前記第1および第2の被加圧物は、それぞれ、基板であり、
前記測定手段は、相互間に樹脂材料を挟んで配置される前記第1の被加圧物と前記第2の被加圧物との前記所定方向における相互間距離を、前記平面内の複数の位置において測定することを特徴とする加圧装置。 - 加圧装置であって、
所定方向に離間して対向するとともに前記所定方向に相対移動可能な第1および第2の加圧部材と、
前記第1の加圧部材の加圧面と前記第2の加圧部材の加圧面との間に介装される第1および第2の被加圧物であって相互間に流動可能物質層を挟んで配置される第1および第2の被加圧物の前記所定方向における相互間距離を、前記所定方向を法線方向とする平面内での複数の位置において測定する測定手段と、
前記測定手段による測定結果に基づいて、前記複数の位置における前記相互間距離がそれぞれ目標値に近づくように、前記第1の加圧部材の加圧面と前記第2の加圧部材の加圧面とを相対的に移動する駆動手段と、
を備え、
前記第1および第2の被加圧物の一方は基板であり且つ他方はチップであり、
前記測定手段は、相互間に金属バンプ層を挟んで配置される前記第1の被加圧物と前記第2の被加圧物との前記所定方向における相互間距離を、前記平面内の複数の位置において測定することを特徴とする加圧装置。 - 加圧装置であって、
所定方向に離間して対向するとともに前記所定方向に相対移動可能な第1および第2の加圧部材と、
前記第1の加圧部材の加圧面と前記第2の加圧部材の加圧面との間に介装される第1および第2の被加圧物であって相互間に流動可能物質層を挟んで配置される第1および第2の被加圧物の前記所定方向における相互間距離を、前記所定方向を法線方向とする平面内での複数の位置において測定する測定手段と、
前記測定手段による測定結果に基づいて、前記複数の位置における前記相互間距離がそれぞれ目標値に近づくように、前記第1の加圧部材の加圧面と前記第2の加圧部材の加圧面とを相対的に移動する駆動手段と、
を備え、
前記相互間距離に関する前記目標値は、前記第1の被加圧物と前記第2の被加圧物との加圧期間中において、経時変化する値に設定されることを特徴とする加圧装置。 - 請求項10に記載の加圧装置において、
前記目標値は、前記加圧期間中における前記流動可能物質層の厚さの変動に基づいて定められるものであることを特徴とする加圧装置。 - 請求項1〜請求項11のいずれかに記載の加圧装置において、
前記複数の位置は、前記平面内での非同一直線上の3つの位置を含むことを特徴とする加圧装置。 - 請求項1〜3,5〜11のいずれかに記載の加圧装置において、
前記測定手段は、3つの測距センサを有し、前記3つの測距センサを用いて、前記平面内における非同一直線上の互いに異なる位置で前記相互間距離をそれぞれ測定することを特徴とする加圧装置。 - 請求項1〜請求項13のいずれかに記載の加圧装置において、
前記駆動手段は、互いに独立して前記所定方向に伸縮する3つのピエゾアクチュエータを有し、
前記3つのピエゾアクチュエータは、前記平面内での非同一直線上の互いに異なる位置に配置されることを特徴とする加圧装置。 - 請求項1〜請求項14のいずれかに記載の加圧装置において、
前記第1の被加圧物と前記第2の被加圧物との相互間に作用する力を検出する検出手段、
をさらに備え、
前記駆動手段は、前記第1の被加圧物と前記第2の被加圧物との加圧期間中において、前記検出手段による検出値が所定の値に近づくように、前記第1の加圧部材の加圧面と前記第2の加圧部材の加圧面とを相対的に移動することを特徴とする加圧装置。 - 加圧方法であって、
a)所定方向に離間して対向する第1および第2の加圧部材の相互間に介装される第1および第2の被加圧物であって相互間に流動可能物質層を挟んで配置される第1および第2の被加圧物の前記所定方向における相互間距離を、前記所定方向を法線方向とする平面内での複数の位置において測定するステップと、
b)前記ステップa)による測定結果に基づいて、前記複数の位置における前記相互間距離がそれぞれ目標値に近づくように、前記第1の加圧部材の加圧面と前記第2の加圧部材の加圧面とを相対的に移動するステップと、
を備え、
前記ステップa)においては、前記第1の加圧部材における第1の位置と前記第2の加圧部材における第2の位置との前記所定方向における距離を計測する測距センサによる測定値と、前記第1の位置と前記第1の加圧部材の加圧面との前記所定方向における変位と、前記第2の位置と前記第2の加圧部材の加圧面との前記所定方向における変位と、前記第1の被加圧物の前記所定方向における厚さと、前記第2の被加圧物の前記所定方向における厚さとに基づいて、前記相互間距離が測定されることを特徴とする加圧方法。 - 加圧方法であって、
a)所定方向に離間して対向する第1および第2の加圧部材の相互間に介装される第1および第2の被加圧物であって相互間に流動可能物質層を挟んで配置される第1および第2の被加圧物の前記所定方向における相互間距離を、前記所定方向を法線方向とする平面内での複数の位置において測定するステップと、
b)前記ステップa)による測定結果に基づいて、前記複数の位置における前記相互間距離がそれぞれ目標値に近づくように、前記第1の加圧部材の加圧面と前記第2の加圧部材の加圧面とを相対的に移動するステップと、
を備え、
前記第1の被加圧物および前記第2の被加圧物の少なくとも一方は、透光性部材を有し、
前記第1の被加圧物は、前記第2の被加圧物に対向する第1の対向面に第1の反射面を有し、
前記第2の被加圧物は、前記第1の被加圧物に対向する第2の対向面に第2の反射面を有し、
前記ステップa)は、
a−1)前記透光性部材を透過し前記第1の反射面で反射された後に再び前記透光性部材を通過して復帰する光を用いて、基準位置から前記第1の反射面までの前記所定方向における距離である第1の距離を計測するステップと、
a−2)前記透光性部材を透過し前記第2の反射面で反射された後に再び前記透光性部材を通過して復帰する光を用いて、前記基準位置から前記第2の反射面までの前記所定方向における距離である第2の距離を計測するステップと、
a−3)前記第1の距離と前記第2の距離との差に基づいて、前記相互間距離を求めるステップと、
を有することを特徴とする加圧方法。 - 加圧方法であって、
a)所定方向に離間して対向する第1および第2の加圧部材の相互間に介装される第1および第2の被加圧物であって相互間に、流動可能物質層である金属バンプ層を挟んで配置される第1および第2の被加圧物の前記所定方向における相互間距離を、前記所定方向を法線方向とする平面内での複数の位置において測定するステップと、
b)前記ステップa)による測定結果に基づいて、前記複数の位置における前記相互間距離がそれぞれ目標値に近づくように、前記第1の加圧部材の加圧面と前記第2の加圧部材の加圧面とを相対的に移動するステップと、
c)前記相互間距離の目標値に対する誤差がそれぞれ許容範囲内に収まっている状態において、熱溶融されていた前記金属バンプ層を冷却して硬化させるステップと、
を備えることを特徴とする加圧方法。 - 加圧方法であって、
a)所定方向に離間して対向する第1および第2の加圧部材の相互間に介装される第1および第2の被加圧物であって相互間に流動可能物質層を挟んで配置される第1および第2の被加圧物の前記所定方向における相互間距離を、前記所定方向を法線方向とする平面内での複数の位置において測定するステップと、
b)前記ステップa)による測定結果に基づいて、前記複数の位置における前記相互間距離がそれぞれ目標値に近づくように、前記第1の加圧部材の加圧面と前記第2の加圧部材の加圧面とを相対的に移動するステップと、
を備え、
前記第1および第2の被加圧物は、それぞれ、基板であり、
前記ステップa)においては、相互間に樹脂材料を挟んで配置される前記第1の被加圧物と前記第2の被加圧物との前記所定方向における相互間距離が、前記平面内の複数の位置において測定されることを特徴とする加圧方法。 - 加圧方法であって、
a)所定方向に離間して対向する第1および第2の加圧部材の相互間に介装される第1および第2の被加圧物であって相互間に流動可能物質層を挟んで配置される第1および第2の被加圧物の前記所定方向における相互間距離を、前記所定方向を法線方向とする平面内での複数の位置において測定するステップと、
b)前記ステップa)による測定結果に基づいて、前記複数の位置における前記相互間距離がそれぞれ目標値に近づくように、前記第1の加圧部材の加圧面と前記第2の加圧部材の加圧面とを相対的に移動するステップと、
を備え、
前記第1および第2の被加圧物の一方は基板であり且つ他方はチップであり、
前記ステップa)においては、相互間に金属バンプ層を挟んで配置される前記第1の被加圧物と前記第2の被加圧物との前記所定方向における相互間距離が、前記平面内の複数の位置において測定されることを特徴とする加圧方法。 - 加圧方法であって、
a)所定方向に離間して対向する第1および第2の加圧部材の相互間に介装される第1および第2の被加圧物であって相互間に流動可能物質層を挟んで配置される第1および第2の被加圧物の前記所定方向における相互間距離を、前記所定方向を法線方向とする平面内での複数の位置において測定するステップと、
b)前記ステップa)による測定結果に基づいて、前記複数の位置における前記相互間距離がそれぞれ目標値に近づくように、前記第1の加圧部材の加圧面と前記第2の加圧部材の加圧面とを相対的に移動するステップと、
を備え、
前記ステップb)において、前記相互間距離に関する前記目標値は、前記第1の被加圧物と前記第2の被加圧物との加圧期間中において、経時変化する値に設定されることを特徴とする加圧方法。
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