JP5854375B2 - 接合装置および接合方法 - Google Patents
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Description
請求項4の発明は、第1の被接合物と第2の被接合物との両被接合物を接合する接合方法であって、a)前記両被接合物が加熱された状態で、前記第1の被接合物と前記第2の被接合物とを所定の方向において相対的に移動して前記第1の被接合物と前記第2の被接合物とを位置合わせするステップと、b)前記第1の被接合物と前記第2の被接合物との接触状態において、前記両被接合物を接合するステップと、を備え、前記両被接合物の少なくとも一方は、赤外光を透過し、前記両被接合物は、ハンダ接合される被接合物であり、前記ステップa)は、a−1)前記両被接合物が加熱された状態において、前記両被接合物のアライメントマーク部分に赤外光を照射して得られる撮影画像を用いて前記両被接合物の第1の位置ずれを計測するステップと、a−2)前記両被接合物を相対的に移動して前記第1の位置ずれを補正して、前記両被接合物をアライメントするステップと、a−3)前記第1の被接合物と前記第2の被接合物とを前記所定の方向に垂直な方向に相対的に移動して前記第1の被接合物と前記第2の被接合物とを接触させるステップと、a−4)前記両被接合物が加熱され且つ互いに接触した状態において、前記両被接合物のアライメントマーク部分に赤外光を照射して得られる撮影画像を用いて前記両被接合物の第2の位置ずれを計測するステップと、a−5)ハンダ接合におけるハンダが加熱溶融され且つ前記両被接合物が互いに接触した状態において、前記両被接合物の接触を解除することなく前記両被接合物を相対的に移動して前記第2の位置ずれを補正し、前記両被接合物を再びアライメントするステップと、を有することを特徴とする。
請求項12の発明は、第1の被接合物と第2の被接合物との両被接合物を接合する接合装置であって、前記両被接合物を加熱した状態で、前記第1の被接合物と前記第2の被接合物とを所定の方向において相対的に移動して前記第1の被接合物と前記第2の被接合物とを位置合わせするアライメント手段と、前記第1の被接合物と前記第2の被接合物との接触状態において、前記両被接合物を接合する接合手段と、を備え、前記両被接合物の少なくとも一方は、赤外光を透過し、前記両被接合物は、ハンダ接合される被接合物であり、前記アライメント手段は、前記両被接合物が加熱された状態において、前記両被接合物のアライメントマーク部分に赤外光を照射して得られる撮影画像を用いて前記両被接合物の第1の位置ずれを計測する位置計測手段と、前記両被接合物を相対的に移動して前記第1の位置ずれを補正して、前記両被接合物をアライメントする第1の駆動手段と、前記第1の位置ずれの補正後に、前記第1の被接合物と前記第2の被接合物とを前記所定の方向に垂直な方向に相対的に移動して前記第1の被接合物と前記第2の被接合物とを接触させる第2の駆動手段と、を有し、前記位置計測手段は、前記両被接合物が加熱され且つ互いに接触した状態において、前記両被接合物のアライメントマーク部分に赤外光を照射して得られる撮影画像を用いて前記両被接合物の第2の位置ずれを計測し、前記第1の駆動手段は、ハンダ接合におけるハンダが加熱溶融され且つ前記両被接合物が互いに接触した状態において、前記両被接合物の接触を解除することなく前記両被接合物を相対的に移動して前記第2の位置ずれを補正し、前記両被接合物を再びアライメントすることを特徴とする。
<1−1.装置概要>
図1は、本発明の第1実施形態に係る接合装置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。
接合装置1Aは、被接合物91,92の水平位置(詳細にはX,Y,θ)を認識する位置認識部(位置計測部とも称される)28を備えている。
図3は、第1実施形態に係る動作を示すフローチャートである。図4〜図7は、当該動作における複数の工程を時系列で示す図である。
第2実施形態は、第1実施形態の変形例である。以下では、相違点を中心に説明する。
図18は、本発明の第3実施形態に係る接合装置1(1Cとも称する)を示す縦断面図である。
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。
12,52 ステージ
12h,22h ヒータ
22,62 ヘッド
27c,27d 光源
28 位置認識部
28c,28d 撮像素子
28M,28N カメラ
91,92 被接合物
125,225,525 冷却部
126,226,526 透光部
127,227 静電チャック部
527,627 セラミックヒータ
528,628,828a,828b シリコンツール
GBa,GBb 撮影画像
MK1a,MK1b,MK2a,MK2b 位置識別用パターンマーク
Claims (16)
- 第1の被接合物と第2の被接合物との両被接合物を接合する接合方法であって、
a)前記両被接合物が加熱された状態で、前記第1の被接合物と前記第2の被接合物とを所定の方向において相対的に移動して前記第1の被接合物と前記第2の被接合物とを位置合わせするステップと、
b)前記第1の被接合物と前記第2の被接合物との接触状態において、前記両被接合物を接合するステップと、
を備え、
前記両被接合物の少なくとも一方は、赤外光を透過し、
前記ステップa)は、
a−1)前記両被接合物が加熱された状態において、前記両被接合物のアライメントマーク部分に赤外光を照射して得られる撮影画像を用いて前記両被接合物の第1の位置ずれを計測するステップと、
a−2)前記両被接合物を相対的に移動して前記第1の位置ずれを補正して、前記両被接合物をアライメントするステップと、
a−3)前記第1の被接合物と前記第2の被接合物とを前記所定の方向に垂直な方向に相対的に移動して前記第1の被接合物と前記第2の被接合物とを接触させるステップと、
a−4)前記両被接合物が加熱され且つ互いに接触した状態において、前記両被接合物のアライメントマーク部分に赤外光を照射して得られる撮影画像を用いて前記両被接合物の第2の位置ずれを計測するステップと、
a−5)前記第1の被接合物と前記第2の被接合物とを前記所定の方向に垂直な方向に相対的に移動して前記第1の被接合物と前記第2の被接合物とを非接触状態に遷移させるステップと、
a−6)前記第1の被接合物と前記第2の被接合物との前記非接触状態において、前記第2の位置ずれ量を解消するように前記両被接合物を相対的に移動するステップと、
a−7)前記第1の被接合物と前記第2の被接合物とを前記所定の方向に垂直な方向に相対的に移動して前記第1の被接合物と前記第2の被接合物とを再び接触させるステップと、
を有することを特徴とする接合方法。 - 請求項1に記載の接合方法において、
前記ステップa)において、前記ステップa−3)と前記ステップa−4)と前記ステップa−5)と前記ステップa−6)と前記ステップa−7)とが繰り返し実行されることを特徴とする接合方法。 - 第1の被接合物と第2の被接合物との両被接合物を接合する接合方法であって、
a)前記両被接合物が加熱された状態で、前記第1の被接合物と前記第2の被接合物とを所定の方向において相対的に移動して前記第1の被接合物と前記第2の被接合物とを位置合わせするステップと、
b)前記第1の被接合物と前記第2の被接合物との接触状態において、前記両被接合物を接合するステップと、
を備え、
前記両被接合物は、ハンダ接合される被接合物であり、
前記両被接合物の少なくとも一方は、赤外光を透過し、
前記ステップa)は、
a−1)前記第1の被接合物と前記第2の被接合物とを前記所定の方向に垂直な方向に相対的に移動して前記第1の被接合物と前記第2の被接合物とを接触させるステップと、
a−2)前記両被接合物が加熱され且つ互いに接触した状態において、前記両被接合物のアライメントマーク部分に赤外光を照射して得られる撮影画像を用いて前記両被接合物の位置ずれを計測するステップと、
a−3)ハンダ接合におけるハンダが加熱溶融され且つ前記両被接合物が互いに接触した状態において、前記両被接合物の接触を解除することなく前記両被接合物を相対的に移動して前記位置ずれを補正し、前記両被接合物をアライメントするステップと、
を有することを特徴とする接合方法。 - 第1の被接合物と第2の被接合物との両被接合物を接合する接合方法であって、
a)前記両被接合物が加熱された状態で、前記第1の被接合物と前記第2の被接合物とを所定の方向において相対的に移動して前記第1の被接合物と前記第2の被接合物とを位置合わせするステップと、
b)前記第1の被接合物と前記第2の被接合物との接触状態において、前記両被接合物を接合するステップと、
を備え、
前記両被接合物の少なくとも一方は、赤外光を透過し、
前記両被接合物は、ハンダ接合される被接合物であり、
前記ステップa)は、
a−1)前記両被接合物が加熱された状態において、前記両被接合物のアライメントマーク部分に赤外光を照射して得られる撮影画像を用いて前記両被接合物の第1の位置ずれを計測するステップと、
a−2)前記両被接合物を相対的に移動して前記第1の位置ずれを補正して、前記両被接合物をアライメントするステップと、
a−3)前記第1の被接合物と前記第2の被接合物とを前記所定の方向に垂直な方向に相対的に移動して前記第1の被接合物と前記第2の被接合物とを接触させるステップと、
a−4)前記両被接合物が加熱され且つ互いに接触した状態において、前記両被接合物のアライメントマーク部分に赤外光を照射して得られる撮影画像を用いて前記両被接合物の第2の位置ずれを計測するステップと、
a−5)ハンダ接合におけるハンダが加熱溶融され且つ前記両被接合物が互いに接触した状態において、前記両被接合物の接触を解除することなく前記両被接合物を相対的に移動して前記第2の位置ずれを補正し、前記両被接合物を再びアライメントするステップと、
を有することを特徴とする接合方法。 - 請求項1ないし請求項4のいずれかに記載の接合方法において、
前記ステップa−1)における前記両被接合物の位置ずれの計測動作と、前記ステップa−2)における前記位置ずれの補正動作とが繰り返し実行されることを特徴とする接合方法。 - 請求項1ないし請求項5のいずれかに記載の接合方法において、
前記両被接合物のうち少なくとも一方は、シリコン基板であることを特徴とする接合方法。 - 請求項1ないし請求項6のいずれかに記載の接合方法において、
前記両被接合物の少なくとも一方は、シリコンで形成された交換可能なツール部材に保持されることを特徴とする接合方法。 - 請求項1ないし請求項7のいずれかに記載の接合方法において、
照明光の進行経路において、前記両被接合物のうちの少なくとも前記第1の被接合物を加熱する加熱部と前記加熱部を保持する所定の部材との間に透光性支持部材が設けられていることを特徴とする接合方法。 - 請求項1ないし請求項8のいずれかに記載の接合方法において、
前記ステップa)におけるアライメント動作は、前記ステップb)における接合動作時の温度と実質的に同じ温度で実行されることを特徴とする接合方法。 - 第1の被接合物と第2の被接合物との両被接合物を接合する接合装置であって、
前記両被接合物を加熱した状態で、前記第1の被接合物と前記第2の被接合物とを所定の方向において相対的に移動して前記第1の被接合物と前記第2の被接合物とを位置合わせするアライメント手段と、
前記第1の被接合物と前記第2の被接合物との接触状態において、前記両被接合物を接合する接合手段と、
を備え、
前記両被接合物の少なくとも一方は、赤外光を透過し、
前記アライメント手段は、
前記両被接合物が加熱された状態において、前記両被接合物のアライメントマーク部分に赤外光を照射して得られる撮影画像を用いて前記両被接合物の第1の位置ずれを計測する位置計測手段と、
前記両被接合物を相対的に移動して前記第1の位置ずれを補正して、前記両被接合物をアライメントする第1の駆動手段と、
前記第1の位置ずれの計測後に、前記第1の被接合物と前記第2の被接合物とを前記所定の方向に垂直な方向に相対的に移動して前記第1の被接合物と前記第2の被接合物とを接触させる第2の駆動手段と、
を有し、
前記位置計測手段は、前記両被接合物が加熱され且つ互いに接触した状態において、前記両被接合物のアライメントマーク部分に赤外光を照射して得られる撮影画像を用いて前記両被接合物の第2の位置ずれを計測し、
前記第2の駆動手段は、前記第2の位置ずれの計測後に、前記第1の被接合物と前記第2の被接合物とを前記所定の方向に垂直な方向に相対的に移動して前記第1の被接合物と前記第2の被接合物とを非接触状態に遷移させ、
前記第1の駆動手段は、前記第1の被接合物と前記第2の被接合物との前記非接触状態において、前記第2の位置ずれ量を解消するように前記両被接合物を相対的に移動し、
前記第2の駆動手段は、前記第1の駆動手段により前記第2の位置ずれが補正された後に、前記第1の被接合物と前記第2の被接合物とを前記所定の方向に垂直な方向に相対的に移動して前記第1の被接合物と前記第2の被接合物とを再び接触させることを特徴とする接合装置。 - 第1の被接合物と第2の被接合物との両被接合物を接合する接合装置であって、
前記両被接合物を加熱した状態で、前記第1の被接合物と前記第2の被接合物とを所定の方向において相対的に移動して前記第1の被接合物と前記第2の被接合物とを位置合わせするアライメント手段と、
前記第1の被接合物と前記第2の被接合物との接触状態において、前記両被接合物を接合する接合手段と、
を備え、
前記両被接合物の少なくとも一方は、赤外光を透過し、
前記両被接合物は、ハンダ接合される被接合物であり、
前記アライメント手段は、
前記第1の被接合物と前記第2の被接合物とを前記所定の方向に垂直な方向に相対的に移動して前記第1の被接合物と前記第2の被接合物とを接触させる駆動手段と、
前記両被接合物が加熱され且つ互いに接触した状態において、前記両被接合物のアライメントマーク部分に赤外光を照射して得られる撮影画像を用いて前記両被接合物の位置ずれを計測する位置計測手段と、
を有し、
前記駆動手段は、ハンダ接合におけるハンダが加熱溶融され且つ前記両被接合物が互いに接触した状態において、前記両被接合物の接触を解除することなく前記両被接合物を相対的に移動して前記位置ずれを補正し、前記両被接合物をアライメントすることを特徴とする接合装置。 - 第1の被接合物と第2の被接合物との両被接合物を接合する接合装置であって、
前記両被接合物を加熱した状態で、前記第1の被接合物と前記第2の被接合物とを所定の方向において相対的に移動して前記第1の被接合物と前記第2の被接合物とを位置合わせするアライメント手段と、
前記第1の被接合物と前記第2の被接合物との接触状態において、前記両被接合物を接合する接合手段と、
を備え、
前記両被接合物の少なくとも一方は、赤外光を透過し、
前記両被接合物は、ハンダ接合される被接合物であり、
前記アライメント手段は、
前記両被接合物が加熱された状態において、前記両被接合物のアライメントマーク部分に赤外光を照射して得られる撮影画像を用いて前記両被接合物の第1の位置ずれを計測する位置計測手段と、
前記両被接合物を相対的に移動して前記第1の位置ずれを補正して、前記両被接合物をアライメントする第1の駆動手段と、
前記第1の位置ずれの補正後に、前記第1の被接合物と前記第2の被接合物とを前記所定の方向に垂直な方向に相対的に移動して前記第1の被接合物と前記第2の被接合物とを接触させる第2の駆動手段と、
を有し、
前記位置計測手段は、前記両被接合物が加熱され且つ互いに接触した状態において、前記両被接合物のアライメントマーク部分に赤外光を照射して得られる撮影画像を用いて前記両被接合物の第2の位置ずれを計測し、
前記第1の駆動手段は、ハンダ接合におけるハンダが加熱溶融され且つ前記両被接合物が互いに接触した状態において、前記両被接合物の接触を解除することなく前記両被接合物を相対的に移動して前記第2の位置ずれを補正し、前記両被接合物を再びアライメントすることを特徴とする接合装置。 - 請求項10ないし請求項12のいずれかに記載の接合装置において、
前記両被接合物のうち少なくとも一方は、シリコン基板であることを特徴とする接合装置。 - 請求項10ないし請求項13のいずれかに記載の接合装置において、
前記両被接合物の少なくとも一方は、シリコンで形成された交換可能なツール部材に保持されることを特徴とする接合装置。 - 請求項10ないし請求項14のいずれかに記載の接合装置において、
照明光の進行経路において、前記両被接合物のうちの少なくとも前記第1の被接合物を加熱する加熱部と前記加熱部を保持する所定の部材との間に透光性支持部材が設けられていることを特徴とする接合装置。 - 請求項10ないし請求項15のいずれかに記載の接合装置において、
前記アライメント手段によるアライメント動作は、前記接合手段による接合動作時の温度と実質的に同じ温度で実行されることを特徴とする接合装置。
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