JP6348500B2 - 吸着ステージ、貼合装置、および貼合基板の製造方法 - Google Patents
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Description
本発明の実施形態は、吸着ステージ、貼合装置、および貼合基板の製造方法に関する。
ウェーハなどの基板を吸着する吸着ステージがある。
この様な吸着ステージは、例えば、半導体装置の製造における基板の貼合工程において用いられている（例えば、特許文献１を参照）。
基板の貼合工程においては、２枚の基板の貼り合わせ面同士を貼り合わせて１枚の基板を形成している。
例えば、いわゆるＳＯＩ（Silicon on Insulator）ウェーハの製造や、陽極接合法を用いてガラス基板とシリコン基板との接合を行う場合などにおいて、２枚の基板の貼り合わせ面同士を貼り合わせて１枚の基板を形成している。
この様な吸着ステージは、例えば、半導体装置の製造における基板の貼合工程において用いられている（例えば、特許文献１を参照）。
基板の貼合工程においては、２枚の基板の貼り合わせ面同士を貼り合わせて１枚の基板を形成している。
例えば、いわゆるＳＯＩ（Silicon on Insulator）ウェーハの製造や、陽極接合法を用いてガラス基板とシリコン基板との接合を行う場合などにおいて、２枚の基板の貼り合わせ面同士を貼り合わせて１枚の基板を形成している。
この様な技術によれば、基板間に接着剤などを介在させることなく基板同士を貼り合わせることができる。そのため、貼り合わせ後の処理（例えば、プラズマ処理、熱処理、化学処理など）におけるプロセス条件の多様化を図ることができる。また、ｐｎ接合や絶縁膜の埋め込みなども容易とすることができる。
しかしながら、反っているなどの変形した基板を精度よく貼り合わせるのは困難であった。
しかしながら、反っているなどの変形した基板を精度よく貼り合わせるのは困難であった。
本発明が解決しようとする課題は、変形した基板であっても精度よく貼り合わせることができる吸着ステージ、貼合装置、および貼合基板の製造方法を提供することである。
実施形態に係る吸着ステージは、第１の基板を載置する載置部と、前記第１の基板と前
記載置部との間を排気する排気部と、第１の制御弁および第２の制御弁を制御する制御部と、を備えた吸着ステージである。
前記載置部は、前記載置部の一方の端面の外縁側に設けられ、環状を呈する第１の壁部
と、前記第１の壁部の内側に設けられ、環状を呈する第２の壁部と、を有する。
前記排気部は、排気ポンプと、前記第１の壁部と、前記第２の壁部と、の間の第１の領域に設けられた少なくとも１つの孔部と、前記排気ポンプと、の間に設けられた前記第１の制御弁と、前記第２の壁部の内側の第２の領域に設けられた少なくとも１つの孔部と、前記排気ポンプと、の間に設けられた前記第２の制御弁と、を有する。
前記制御部は、前記第１の制御弁および前記第２の制御弁を制御して、前記第１の領域
および前記第２の領域の少なくとも一方の領域における前記第１の基板の吸着と、前記第
１の基板の吸着の解除と、を交互に行う。
前記制御部は、前記第１の領域および前記第２の領域のいずれか一方の領域における前
記第１の基板の吸着の解除を行っている間は、他方の領域における前記第１の基板の吸着
を行う。
記載置部との間を排気する排気部と、第１の制御弁および第２の制御弁を制御する制御部と、を備えた吸着ステージである。
前記載置部は、前記載置部の一方の端面の外縁側に設けられ、環状を呈する第１の壁部
と、前記第１の壁部の内側に設けられ、環状を呈する第２の壁部と、を有する。
前記排気部は、排気ポンプと、前記第１の壁部と、前記第２の壁部と、の間の第１の領域に設けられた少なくとも１つの孔部と、前記排気ポンプと、の間に設けられた前記第１の制御弁と、前記第２の壁部の内側の第２の領域に設けられた少なくとも１つの孔部と、前記排気ポンプと、の間に設けられた前記第２の制御弁と、を有する。
前記制御部は、前記第１の制御弁および前記第２の制御弁を制御して、前記第１の領域
および前記第２の領域の少なくとも一方の領域における前記第１の基板の吸着と、前記第
１の基板の吸着の解除と、を交互に行う。
前記制御部は、前記第１の領域および前記第２の領域のいずれか一方の領域における前
記第１の基板の吸着の解除を行っている間は、他方の領域における前記第１の基板の吸着
を行う。
本発明の実施形態によれば、変形した基板であっても精度よく貼り合わせることができる吸着ステージ、貼合装置、および貼合基板の製造方法が提供される。
以下、図面を参照しつつ、実施の形態について例示をする。なお、各図面中、同様の構成要素には同一の符号を付して詳細な説明は適宜省略する。
図１は、本実施の形態に係る吸着ステージ１０１および貼合装置１００を例示するための模式図である。
図２は、載置部１２を例示するための模式図である。
図３は、図２におけるＡ−Ａ線矢視図である。
図１は、本実施の形態に係る吸着ステージ１０１および貼合装置１００を例示するための模式図である。
図２は、載置部１２を例示するための模式図である。
図３は、図２におけるＡ−Ａ線矢視図である。
図１に示すように、貼合装置１００には、処理容器１１、載置部１２、基板支持部１３、押圧部１４、排気部１５、および制御部１６が設けられている。
なお、本実施の形態に係る吸着ステージ１０１は、載置部１２、排気部１５、および制御部１６を有する。
なお、本実施の形態に係る吸着ステージ１０１は、載置部１２、排気部１５、および制御部１６を有する。
処理容器１１は、箱状を呈し、気密構造となっている。
処理容器１１の側壁には、基板Ｗ１（第１の基板の一例に相当する）や基板Ｗ２（第２の基板の一例に相当する）などの搬入搬出を行うための開口部１１ａが設けられている。また、開口部１１ａを気密に開閉可能な開閉扉１１ｂが設けられている。
処理容器１１の側壁には、基板Ｗ１（第１の基板の一例に相当する）や基板Ｗ２（第２の基板の一例に相当する）などの搬入搬出を行うための開口部１１ａが設けられている。また、開口部１１ａを気密に開閉可能な開閉扉１１ｂが設けられている。
載置部１２は、処理容器１１の内部の底面に設けられている。
図２および図３に示すように、載置部１２は、本体部１２ａ、壁部１２ｂ（第１の壁部の一例に相当する）、壁部１２ｃ（第２の壁部の一例に相当する）、支持部１２ｄ、孔部１２ｅ、および孔部１２ｆを有する。
なお、図３では煩雑となるのを避けるため、支持部１２ｄの一部を省略している。
本体部１２ａは、円柱状を呈している。
なお、円柱状を呈する本体部１２ａを例示したが、本体部１２ａの形状は載置される基板Ｗ１の形状などに応じて適宜変更することができる。例えば、本体部１２ａは、角柱状を呈するものであってもよい。
壁部１２ｂは、本体部１２ａの基板Ｗ１が載置される側の端面１２ａ１に設けられている。壁部１２ｂは、環状を呈し、本体部１２ａの外縁を囲んでいる。
図２および図３に示すように、載置部１２は、本体部１２ａ、壁部１２ｂ（第１の壁部の一例に相当する）、壁部１２ｃ（第２の壁部の一例に相当する）、支持部１２ｄ、孔部１２ｅ、および孔部１２ｆを有する。
なお、図３では煩雑となるのを避けるため、支持部１２ｄの一部を省略している。
本体部１２ａは、円柱状を呈している。
なお、円柱状を呈する本体部１２ａを例示したが、本体部１２ａの形状は載置される基板Ｗ１の形状などに応じて適宜変更することができる。例えば、本体部１２ａは、角柱状を呈するものであってもよい。
壁部１２ｂは、本体部１２ａの基板Ｗ１が載置される側の端面１２ａ１に設けられている。壁部１２ｂは、環状を呈し、本体部１２ａの外縁を囲んでいる。
壁部１２ｃは、本体部１２ａの端面１２ａ１に設けられている。壁部１２ｃは、壁部１２ｂの内側に設けられている。壁部１２ｃは、環状を呈している。壁部１２ｃの高さ寸法（端面１２ａ１から頂面までの寸法）は、壁部１２ｂの高さ寸法と同じとなっている。
壁部１２ｂと壁部１２ｃを設けることで、本体部１２ａの端面１２ａ１が２つの領域に区画される。すなわち、壁部１２ｂと壁部１２ｃの間に位置する領域１２ｇ（第１の領域の一例に相当する）と、壁部１２ｃの内側に位置する領域１２ｈ（第２の領域の一例に相当する）に区画される。
そのため、後述するように、基板Ｗ１の外縁側の吸着および中央部側の吸着を別々に制御することができる。また、壁部１２ｂの頂面の面積と、壁部１２ｃの頂面の面積は小さいので、吸着性能への影響を小さくすることができる。
また、基板Ｗ１の変形を矯正する場合でも、壁部１２ｂの頂面の面積と、壁部１２ｃの頂面の面積は小さいため、壁部１２ｂの頂面と壁部１２ｃの頂面の形状に影響されることなく、基板Ｗ１の変形を矯正することができる。
壁部１２ｂと壁部１２ｃを設けることで、本体部１２ａの端面１２ａ１が２つの領域に区画される。すなわち、壁部１２ｂと壁部１２ｃの間に位置する領域１２ｇ（第１の領域の一例に相当する）と、壁部１２ｃの内側に位置する領域１２ｈ（第２の領域の一例に相当する）に区画される。
そのため、後述するように、基板Ｗ１の外縁側の吸着および中央部側の吸着を別々に制御することができる。また、壁部１２ｂの頂面の面積と、壁部１２ｃの頂面の面積は小さいので、吸着性能への影響を小さくすることができる。
また、基板Ｗ１の変形を矯正する場合でも、壁部１２ｂの頂面の面積と、壁部１２ｃの頂面の面積は小さいため、壁部１２ｂの頂面と壁部１２ｃの頂面の形状に影響されることなく、基板Ｗ１の変形を矯正することができる。
また、平面視における領域１２ｇの面積と、領域１２ｈの面積とが同じとなっている。
平面視における領域１２ｇの面積と、領域１２ｈの面積を同じにすれば、それぞれの領域において発生する単位面積当たりの吸着力を同じにすることができる。
または、領域１２ｇにおける孔部１２ｅを介した吸引量と、領域１２ｈにおける孔部１２ｆを介した吸引量を同じにすれば、それぞれの領域において発生する単位面積あたりの吸着力を同じにすることができる。すなわち、領域１２ｇと領域１２ｈにおけるそれぞれの吸引量を同じにすればよい。その結果、それぞれの領域において歪みのない吸着を行うことができる。
なお、壁部１２ｂと壁部１２ｃが設けられる場合を例示したが、壁部１２ｂおよび壁部１２ｃのそれぞれの内側にさらに壁部を設けることもできる。
すなわち、本体部１２ａの端面１２ａ１を３つ以上の領域に区画することもできる。
平面視における領域１２ｇの面積と、領域１２ｈの面積を同じにすれば、それぞれの領域において発生する単位面積当たりの吸着力を同じにすることができる。
または、領域１２ｇにおける孔部１２ｅを介した吸引量と、領域１２ｈにおける孔部１２ｆを介した吸引量を同じにすれば、それぞれの領域において発生する単位面積あたりの吸着力を同じにすることができる。すなわち、領域１２ｇと領域１２ｈにおけるそれぞれの吸引量を同じにすればよい。その結果、それぞれの領域において歪みのない吸着を行うことができる。
なお、壁部１２ｂと壁部１２ｃが設けられる場合を例示したが、壁部１２ｂおよび壁部１２ｃのそれぞれの内側にさらに壁部を設けることもできる。
すなわち、本体部１２ａの端面１２ａ１を３つ以上の領域に区画することもできる。
支持部１２ｄは、柱状を呈し、本体部１２ａの端面１２ａ１に設けられている。支持部１２ｄの高さ寸法（端面１２ａ１から頂面までの寸法）は、壁部１２ｂの高さ寸法と同じとなっている。すなわち、壁部１２ｂと壁部１２ｃと支持部１２ｄは、高さ寸法が同じとなっている。そのため、壁部１２ｂと壁部１２ｃと支持部１２ｄのそれぞれの頂面を含む面が、載置部１２の載置面となる。
図１および図２に例示をしたものは、載置部１２の載置面が平坦面となっている。なお、載置部１２の載置面は平坦面に限定されるわけではなく適宜変更することができる。例えば、載置部１２の載置面は、凸状または凹状の曲面であってもよい。
図１および図２に例示をしたものは、載置部１２の載置面が平坦面となっている。なお、載置部１２の載置面は平坦面に限定されるわけではなく適宜変更することができる。例えば、載置部１２の載置面は、凸状または凹状の曲面であってもよい。
図２および図３に例示をした支持部１２ｄは、円柱状を呈しているが、例えば、円錐台状や角錐台状や球面状を呈していてもよい。支持部１２ｄの頂面は、基板Ｗ１の載置面となっている。そのため、円錐台状や角錐台状や球面状の支持部１２ｄとすれば、円柱状の支持部と比較して基板Ｗ１との接触面積を減らすことができる。その結果、基板Ｗ１の汚れの発生やパーティクルの発生などを抑制することができる。
また、支持部１２ｄの頂面の面積が小さいので、基板Ｗ１の載置面である支持部１２ｄの頂面にパーティクルが付着する確率を減らすことができる。そのため、パーティクルによる吸着性性能の低下を抑制することができる。
また、支持部１２ｄの頂面の面積が小さいので、基板Ｗ１の載置面である支持部１２ｄの頂面にパーティクルが付着する確率を減らすことができる。そのため、パーティクルによる吸着性性能の低下を抑制することができる。
支持部１２ｄは、複数設けられている。隣接する支持部１２ｄ同士の間の寸法は、等しくなっている。すなわち、複数の支持部１２ｄは、等間隔に設けられている。支持部１２ｄの間隔を広くしすぎると、基板Ｗ１を吸着した際に基板Ｗ１が局部的に撓むおそれがある。支持部１２ｄの間隔は、実験やシミュレーションを行うことで適宜設定することができる。
複数の支持部１２ｄの配置は、例えば、同心円状、千鳥状などとすることができる。
複数の支持部１２ｄの配置は、例えば、同心円状、千鳥状などとすることができる。
孔部１２ｅは、本体部１２ａを厚み方向に貫通している。孔部１２ｅの一方の端部は、領域１２ｇにおける端面１２ａ１に開口している。孔部１２ｅの他方の端部は、端面１２ａ２に開口しており、排気部１５と接続されている。
孔部１２ｆは、本体部１２ａを厚み方向に貫通している。孔部１２ｆの一方の端部は、領域１２ｈにおける端面１２ａ１に開口している。孔部１２ｆの他方の端部は、端面１２ａ２に開口しており、排気部１５と接続されている。
孔部１２ｅおよび孔部１２ｆの端面１２ａ１における開口の直径寸法は、１ｍｍ以下とすることが好ましい。直径寸法が１ｍｍを超えると基板Ｗ１に局部的な歪みが発生するおそれがある。
孔部１２ｆは、本体部１２ａを厚み方向に貫通している。孔部１２ｆの一方の端部は、領域１２ｈにおける端面１２ａ１に開口している。孔部１２ｆの他方の端部は、端面１２ａ２に開口しており、排気部１５と接続されている。
孔部１２ｅおよび孔部１２ｆの端面１２ａ１における開口の直径寸法は、１ｍｍ以下とすることが好ましい。直径寸法が１ｍｍを超えると基板Ｗ１に局部的な歪みが発生するおそれがある。
基板Ｗ１が載置部１２に載置された際には、基板Ｗ１の外縁近傍が本体部１２ａから突出するようになっている。
この場合、基板Ｗ１の本体部１２ａから突出した部分を押し上げる図示しないリフトピンなどを設けることができる。
この場合、基板Ｗ１の本体部１２ａから突出した部分を押し上げる図示しないリフトピンなどを設けることができる。
図１に示すように、基板支持部１３には、支持爪１３ａ、移動部１３ｂ、および基部１３ｃが設けられている。
支持爪１３ａは、基板Ｗ２の周縁部を支持する。そして、支持爪１３ａに基板Ｗ２を支持させることで、載置部１２に載置された基板Ｗ１と対峙する所定の位置に基板Ｗ２が支持されるようになっている。
支持爪１３ａは、基板Ｗ２の周縁部を支持する。そして、支持爪１３ａに基板Ｗ２を支持させることで、載置部１２に載置された基板Ｗ１と対峙する所定の位置に基板Ｗ２が支持されるようになっている。
移動部１３ｂは、基板Ｗ２を支持する位置と、基板Ｗ２の外方向に退避した位置との間で支持爪１３ａを移動させる。移動部１３ｂは、例えば、サーボモータやパルスモータなどの制御モータを有するものとすることができる。
基部１３ｃは、柱状を呈し、処理容器１１の内部の底面に設けられている。基部１３ｃの端部近傍には、支持爪１３ａ、移動部１３ｂが設けられている。なお、支持爪１３ａ、移動部１３ｂ毎に基部１３ｃが設けられる場合を例示したがこれに限定されるわけではない。例えば、１つの基部１３ｃに複数の支持爪１３ａ、移動部１３ｂが設けられるようにすることもできる。
基部１３ｃは、柱状を呈し、処理容器１１の内部の底面に設けられている。基部１３ｃの端部近傍には、支持爪１３ａ、移動部１３ｂが設けられている。なお、支持爪１３ａ、移動部１３ｂ毎に基部１３ｃが設けられる場合を例示したがこれに限定されるわけではない。例えば、１つの基部１３ｃに複数の支持爪１３ａ、移動部１３ｂが設けられるようにすることもできる。
また、基板支持部１３の配設数には特に限定はないが、基板Ｗ２の周縁の３箇所以上に均等に割り付けられるようにすることが好ましい。その様にすれば基板Ｗ２の支持状態を安定させることができる。
押圧部１４には、移動部１４ａ、移動軸１４ｂ、およびパッド１４ｃが設けられている。
押圧部１４は、本体部１２ａの端面１２ａ１と対峙する位置に設けられている。また、押圧部１４は、支持爪１３ａに支持された基板Ｗ２の略中央部をパッド１４ｃにより押圧することができる位置に設けられている。
押圧部１４は、支持爪１３ａに支持された基板Ｗ２の略中央部をパッド１４ｃで押圧することにより基板Ｗ２を撓ませて、基板Ｗ１の貼り合わせ面の一部と基板Ｗ２の貼り合わせ面の一部とを接触させる。なお、基板Ｗ１、基板Ｗ２の貼り合わせ面とは、互いを対峙させたときに対向する基板Ｗ１、基板Ｗ２のそれぞれの面を指す。
押圧部１４は、本体部１２ａの端面１２ａ１と対峙する位置に設けられている。また、押圧部１４は、支持爪１３ａに支持された基板Ｗ２の略中央部をパッド１４ｃにより押圧することができる位置に設けられている。
押圧部１４は、支持爪１３ａに支持された基板Ｗ２の略中央部をパッド１４ｃで押圧することにより基板Ｗ２を撓ませて、基板Ｗ１の貼り合わせ面の一部と基板Ｗ２の貼り合わせ面の一部とを接触させる。なお、基板Ｗ１、基板Ｗ２の貼り合わせ面とは、互いを対峙させたときに対向する基板Ｗ１、基板Ｗ２のそれぞれの面を指す。
移動部１４ａは、処理容器１１の外部に設けられている。移動部１４ａは、サーボモータやパルスモータなどの制御モータを有するものとすることができる。また、圧力制御された流体により駆動されるもの（例えば、エアシリンダなど）などを有するものとすることもできる。
移動軸１４ｂは、処理容器１１の壁面を貫通するようにして設けられ、一方の端部側が移動部１４ａと接続されている。また、他方の端部側にはパッド１４ｃが取り付けられている。
移動軸１４ｂは、処理容器１１の壁面を貫通するようにして設けられ、一方の端部側が移動部１４ａと接続されている。また、他方の端部側にはパッド１４ｃが取り付けられている。
パッド１４ｃの先端部分は、略半球状を呈し、その基部は円柱状を呈している。パッド１４ｃは、軟質の弾性体から形成され、押圧時に接触部分を点接触から面接触へと変化させることができるようになっている。そのため、押圧点（接合開始位置）における応力を緩和させることができるので、基板Ｗ２の損傷を抑制することができる。また、ボイドの発生、割れや欠けの発生、擦り傷の発生、スリップなどによる位置ずれの発生などを抑制することもできる。パッド１４ｃは、例えば、シリコンゴムやフッ素ゴムなどの軟質樹脂により形成することができる。この場合、パッド１４ｃをシリコンゴムあるいはフッ素ゴムから形成すれば、基板Ｗ２が汚染されることを抑制することができる。
なお、押圧部１４は必ずしも必要ではなく、必要に応じて設けるようにすればよい。
例えば、基板Ｗ２を押圧することなく基板Ｗ２の自重により、基板Ｗ１と基板Ｗ２との貼り合わせを行うようにすることもできる。
また、基板Ｗ１の吸着を解除し、基板Ｗ１の裏面に向けて外気を導入するように制御弁１５ｄを制御することで基板Ｗ１を凸状に変形させて、基板Ｗ１と基板Ｗ２とを接触させるようにすることもできる。
また、載置部１２の内部に押圧部１２と同様の押圧部を設け、基板Ｗ１の裏面を基板Ｗ２の方向に向けて押圧することで基板Ｗ１を凸状に変形させて、基板Ｗ１と基板Ｗ２とを接触させるようにすることもできる。
また、接合開始位置は必ずしも基板Ｗ１の中央である必要はなく、例えば、基板Ｗ１の周端部であってもよい。
例えば、基板Ｗ２を押圧することなく基板Ｗ２の自重により、基板Ｗ１と基板Ｗ２との貼り合わせを行うようにすることもできる。
また、基板Ｗ１の吸着を解除し、基板Ｗ１の裏面に向けて外気を導入するように制御弁１５ｄを制御することで基板Ｗ１を凸状に変形させて、基板Ｗ１と基板Ｗ２とを接触させるようにすることもできる。
また、載置部１２の内部に押圧部１２と同様の押圧部を設け、基板Ｗ１の裏面を基板Ｗ２の方向に向けて押圧することで基板Ｗ１を凸状に変形させて、基板Ｗ１と基板Ｗ２とを接触させるようにすることもできる。
また、接合開始位置は必ずしも基板Ｗ１の中央である必要はなく、例えば、基板Ｗ１の周端部であってもよい。
排気部１５には、排気ポンプ１５ａ、制御弁１５ｂ（第１の制御弁の一例に相当する）、配管１５ｃ、制御弁１５ｄ（第２の制御弁の一例に相当する）、および配管１５ｅが設けられている。
排気ポンプ１５ａは、例えば、ドライポンプなどとすることができる。
制御弁１５ｂの一端は排気ポンプ１５ａに接続され、制御弁１５ｂの他端は配管１５ｃを介して孔部１２ｅに接続されている。
制御弁１５ｄの一端は排気ポンプ１５ａに接続され、制御弁１５ｄの他端は配管１５ｅを介して孔部１２ｆに接続されている。
排気ポンプ１５ａは、例えば、ドライポンプなどとすることができる。
制御弁１５ｂの一端は排気ポンプ１５ａに接続され、制御弁１５ｂの他端は配管１５ｃを介して孔部１２ｅに接続されている。
制御弁１５ｄの一端は排気ポンプ１５ａに接続され、制御弁１５ｄの他端は配管１５ｅを介して孔部１２ｆに接続されている。
基板Ｗ１が載置部１２に載置されることで、領域１２ｇを含む空間が画される。
制御弁１５ｂは、領域１２ｇを含む空間の排気（吸着）と、排気の停止または外気の導入（吸着の解除）と、を切り替える。すなわち、制御弁１５ｂは、領域１２ｇにおける基板Ｗ１の吸着と吸着の解除とを切り替える。
なお、本明細書における「吸着の解除」は、吸着の停止（排気の停止）のみならず、外気の導入をも含む。
制御弁１５ｂは、領域１２ｇを含む空間の排気（吸着）と、排気の停止または外気の導入（吸着の解除）と、を切り替える。すなわち、制御弁１５ｂは、領域１２ｇにおける基板Ｗ１の吸着と吸着の解除とを切り替える。
なお、本明細書における「吸着の解除」は、吸着の停止（排気の停止）のみならず、外気の導入をも含む。
また、基板Ｗ１が載置部１２に載置されることで、領域１２ｈを含む空間が画される。
制御弁１５ｄは、領域１２ｈを含む空間の排気と、排気の停止または外気の導入と、を切り替える。すなわち、制御弁１５ｄは、領域１２ｈにおける基板Ｗ１の吸着と吸着の解除とを切り替える。
制御弁１５ｄは、領域１２ｈを含む空間の排気と、排気の停止または外気の導入と、を切り替える。すなわち、制御弁１５ｄは、領域１２ｈにおける基板Ｗ１の吸着と吸着の解除とを切り替える。
制御部１６は、貼合装置１００に設けられた各要素の動作を制御する。
制御部１６は、例えば、以下のような制御を行うことができる。
制御部１６は、制御弁１５ｂを制御して、領域１２ｇにおける基板Ｗ１の吸着と吸着の解除とを切り替える。
制御部１６は、制御弁１５ｄを制御して、領域１２ｈにおける基板Ｗ１の吸着と吸着の解除とを切り替える。
制御部１６は、排気ポンプ１５ａの起動と停止を制御する。
制御部１６は、移動部１３ｂを制御して、支持爪１３ａの位置を制御する。
制御部１６は、移動部１４ａを制御して、パッド１４ｃの位置を制御する。
制御部１６は、開閉扉１１ｂの開閉動作を制御する。
制御部１６は、例えば、以下のような制御を行うことができる。
制御部１６は、制御弁１５ｂを制御して、領域１２ｇにおける基板Ｗ１の吸着と吸着の解除とを切り替える。
制御部１６は、制御弁１５ｄを制御して、領域１２ｈにおける基板Ｗ１の吸着と吸着の解除とを切り替える。
制御部１６は、排気ポンプ１５ａの起動と停止を制御する。
制御部１６は、移動部１３ｂを制御して、支持爪１３ａの位置を制御する。
制御部１６は、移動部１４ａを制御して、パッド１４ｃの位置を制御する。
制御部１６は、開閉扉１１ｂの開閉動作を制御する。
次に、貼合装置１００の作用とともに、吸着ステージ１０１の作用および本実施の形態に係る貼合基板の製造方法について例示をする。
まず、図示しない搬送装置により、基板Ｗ１を開口部１１ａから処理容器１１の内部に搬入する。なお、開閉扉１１ｂは図示しない駆動部により開かれている。
処理容器１１の内部に搬入された基板Ｗ１は、載置部１２の上、すなわち、壁部１２ｂ、壁部１２ｃ、および支持部１２ｄの上に載置される。
まず、図示しない搬送装置により、基板Ｗ１を開口部１１ａから処理容器１１の内部に搬入する。なお、開閉扉１１ｂは図示しない駆動部により開かれている。
処理容器１１の内部に搬入された基板Ｗ１は、載置部１２の上、すなわち、壁部１２ｂ、壁部１２ｃ、および支持部１２ｄの上に載置される。
次に、吸着ステージ１０１（載置部１２、排気部１５、および制御部１６）を動作させて、基板Ｗ１を載置部１２に保持させる。
ここで、基板Ｗ１には反りなどの変形がある。そのため、単に、基板Ｗ１を吸着させても基板Ｗ１全体を載置部１２に密着させるのは困難である。例えば、反りなどの変形がある基板Ｗ１を１回の吸着動作で吸着させると、局所的に載置部１２と密着していない部分、すなわち変形している部分が残るおそれがある。変形している部分が残ると、基板Ｗ１と基板Ｗ２の貼り合わせの位置精度が悪くなるおそれがある。
ここで、基板Ｗ１には反りなどの変形がある。そのため、単に、基板Ｗ１を吸着させても基板Ｗ１全体を載置部１２に密着させるのは困難である。例えば、反りなどの変形がある基板Ｗ１を１回の吸着動作で吸着させると、局所的に載置部１２と密着していない部分、すなわち変形している部分が残るおそれがある。変形している部分が残ると、基板Ｗ１と基板Ｗ２の貼り合わせの位置精度が悪くなるおそれがある。
そこで、本実施の形態においては、以下のようにして載置部１２に基板Ｗ１を吸着させるようにしている。
まず、領域１２ｇおよび領域１２ｈのいずれか一方における基板Ｗ１の吸着を行い、領域１２ｇおよび領域１２ｈのいずれか他方における基板Ｗ１の吸着を解除する。
例えば、領域１２ｇにおける基板Ｗ１の吸着を行い、領域１２ｈにおける基板Ｗ１の吸着を解除する。
あるいは、領域１２ｈにおける基板Ｗ１の吸着を行い、領域１２ｇにおける基板Ｗ１の吸着を解除する。
続いて、前述のものとは逆の動作を行う。
すなわち、吸着を行っていた領域の吸着を解除し、吸着を解除していた領域の吸着を行う。
まず、領域１２ｇおよび領域１２ｈのいずれか一方における基板Ｗ１の吸着を行い、領域１２ｇおよび領域１２ｈのいずれか他方における基板Ｗ１の吸着を解除する。
例えば、領域１２ｇにおける基板Ｗ１の吸着を行い、領域１２ｈにおける基板Ｗ１の吸着を解除する。
あるいは、領域１２ｈにおける基板Ｗ１の吸着を行い、領域１２ｇにおける基板Ｗ１の吸着を解除する。
続いて、前述のものとは逆の動作を行う。
すなわち、吸着を行っていた領域の吸着を解除し、吸着を解除していた領域の吸着を行う。
この様にすれば、反りなどの変形がある基板Ｗ１であっても、載置部１２の載置面の形状に倣わすことができる。すなわち、反りなどの変形がある基板Ｗ１を意図した形状（載置部１２の載置面の形状）に矯正することができる。そのため、基板Ｗ１と基板Ｗ２の貼り合わせの位置精度を向上させることができる。
また、この吸着と吸着の解除を複数回繰り返すこともできる。
この様にすれば、反りなどの変形が大きい基板Ｗ１や厚みの厚い基板Ｗ１であっても、載置部１２の載置面の形状に倣わすことができる。
なお、吸着と吸着の解除の繰り返し回数は適宜変更することができる。
なお、吸着と吸着の解除の動作開始に先立って、領域１２ｇおよび領域１２ｈにおける吸着動作を実行し、基板Ｗ１の全面の吸着を行うこともできる。これにより、基板Ｗ１の形状を載置部１２に倣ってある程度まで補正することができる。そのため、基板Ｗ１の変形量が多い場合であっても、吸着と吸着の解除の繰り返し回数を低減させることができる。
また、この吸着と吸着の解除を複数回繰り返すこともできる。
この様にすれば、反りなどの変形が大きい基板Ｗ１や厚みの厚い基板Ｗ１であっても、載置部１２の載置面の形状に倣わすことができる。
なお、吸着と吸着の解除の繰り返し回数は適宜変更することができる。
なお、吸着と吸着の解除の動作開始に先立って、領域１２ｇおよび領域１２ｈにおける吸着動作を実行し、基板Ｗ１の全面の吸着を行うこともできる。これにより、基板Ｗ１の形状を載置部１２に倣ってある程度まで補正することができる。そのため、基板Ｗ１の変形量が多い場合であっても、吸着と吸着の解除の繰り返し回数を低減させることができる。
図４は、領域１２ｇおよび領域１２ｈにおける吸着と吸着の解除の動作のタイミングチャートである。
図５は、各時間帯における吸着と吸着の解除の動作を例示するための模式図である。
図４、図５に例示をしたものは、領域１２ｇおよび領域１２ｈにおける吸着と吸着の解除の動作を交互に行う場合である。
例えば、図４、図５に示すように、領域１２ｇおよび領域１２ｈのいずれか一方の領域における基板Ｗ１の吸着を行った後、基板Ｗ１の吸着を行っていた領域における基板Ｗ１の吸着を解除する。
また、一方の領域における吸着を行っている間は、他方の領域における基板Ｗ１の吸着の解除を行う。
図５は、各時間帯における吸着と吸着の解除の動作を例示するための模式図である。
図４、図５に例示をしたものは、領域１２ｇおよび領域１２ｈにおける吸着と吸着の解除の動作を交互に行う場合である。
例えば、図４、図５に示すように、領域１２ｇおよび領域１２ｈのいずれか一方の領域における基板Ｗ１の吸着を行った後、基板Ｗ１の吸着を行っていた領域における基板Ｗ１の吸着を解除する。
また、一方の領域における吸着を行っている間は、他方の領域における基板Ｗ１の吸着の解除を行う。
図６は、領域１２ｇおよび領域１２ｈにおける吸着と吸着の解除の動作のタイミングチャートである。
図７は、各時間帯における吸着と吸着の解除の動作を例示するための模式図である。
図６、図７に例示をしたものは、領域１２ｇおよび領域１２ｈにおける吸着と吸着の解除の動作を交互に行うものであるが、領域１２ｇと領域１２ｈの吸着動作をオーバーラップさせる場合である。
例えば、図６、図７に示すように、吸着を行っていた領域の吸着を解除する前に、吸着を解除していた領域の吸着を行うようにする。
このようにすれば、吸着を行う領域が常に１箇所以上あるため、基板Ｗ１を位置ずれなく確実に保持しつつ、基板Ｗ１を載置部１２の載置面の形状に倣わすことができる。
図７は、各時間帯における吸着と吸着の解除の動作を例示するための模式図である。
図６、図７に例示をしたものは、領域１２ｇおよび領域１２ｈにおける吸着と吸着の解除の動作を交互に行うものであるが、領域１２ｇと領域１２ｈの吸着動作をオーバーラップさせる場合である。
例えば、図６、図７に示すように、吸着を行っていた領域の吸着を解除する前に、吸着を解除していた領域の吸着を行うようにする。
このようにすれば、吸着を行う領域が常に１箇所以上あるため、基板Ｗ１を位置ずれなく確実に保持しつつ、基板Ｗ１を載置部１２の載置面の形状に倣わすことができる。
図８は、領域１２ｇおよび領域１２ｈにおける吸着と吸着の解除の動作のタイミングチャートである。
図９は、各時間帯における吸着と吸着の解除の動作を例示するための模式図である。
図８、図９に例示をしたものは、一方の領域においては吸着を行い、他方の領域においては吸着と吸着の解除を繰り返す場合である。
例えば、図８、図９に示すように、領域１２ｈにおいては吸着を行い、領域１２ｇにおいては吸着と吸着の解除を繰り返すようにする。
領域１２ｇは、基板Ｗ１の周辺部分に対峙しているので、基板Ｗ１の周辺部分を変形させて載置部１２の載置面の形状に倣わすことができる。
このようにすれば、基板Ｗ１を一方の領域で保持しつつ、基板Ｗ１を載置部１２の載置面の形状に倣わすことができる。
図４〜図９に例示した、領域１２ｇおよび領域１２ｈのいずれか一方の領域における吸着と解除に続いて、領域１２ｇおよび領域１２ｈにおける吸着を行い、基板Ｗ１を載置部１２の載置面に吸着させる。
図９は、各時間帯における吸着と吸着の解除の動作を例示するための模式図である。
図８、図９に例示をしたものは、一方の領域においては吸着を行い、他方の領域においては吸着と吸着の解除を繰り返す場合である。
例えば、図８、図９に示すように、領域１２ｈにおいては吸着を行い、領域１２ｇにおいては吸着と吸着の解除を繰り返すようにする。
領域１２ｇは、基板Ｗ１の周辺部分に対峙しているので、基板Ｗ１の周辺部分を変形させて載置部１２の載置面の形状に倣わすことができる。
このようにすれば、基板Ｗ１を一方の領域で保持しつつ、基板Ｗ１を載置部１２の載置面の形状に倣わすことができる。
図４〜図９に例示した、領域１２ｇおよび領域１２ｈのいずれか一方の領域における吸着と解除に続いて、領域１２ｇおよび領域１２ｈにおける吸着を行い、基板Ｗ１を載置部１２の載置面に吸着させる。
次に、図示しない搬送装置により、基板Ｗ２を開口部１１ａから処理容器１１の内部に搬入する。
そして、基板Ｗ２を支持爪１３ａの上に載置する。
次に、基板Ｗ１と基板Ｗ２とを貼り合わせる。
まず、開閉扉１１ｂが閉じられ処理容器１１が密閉される。
次に、支持爪１３ａに支持された基板Ｗ２の略中央部をパッド１４ｃで押圧することにより基板Ｗ２を撓ませて、基板Ｗ１の貼り合わせ面の一部と基板Ｗ２の貼り合わせ面の一部とを接触させる。
そして、基板Ｗ２を支持爪１３ａの上に載置する。
次に、基板Ｗ１と基板Ｗ２とを貼り合わせる。
まず、開閉扉１１ｂが閉じられ処理容器１１が密閉される。
次に、支持爪１３ａに支持された基板Ｗ２の略中央部をパッド１４ｃで押圧することにより基板Ｗ２を撓ませて、基板Ｗ１の貼り合わせ面の一部と基板Ｗ２の貼り合わせ面の一部とを接触させる。
この際、貼り合わせの進行とともに支持爪１３ａを退避方向に徐々に移動させる。
基板Ｗ１の貼り合わせ面と基板Ｗ２の貼り合わせ面とが接触する部分（貼り合わされた部分）が中央部から周縁部に向けて拡大して行く。
そして、基板Ｗ２の周縁部が支持爪１３ａから外れると基板Ｗ１の貼り合わせ面と基板Ｗ２の貼り合わせ面とが全面において接触することになる。すなわち、基板Ｗ１と基板Ｗ２とが貼り合わされて貼合基板が形成される。
基板Ｗ１の貼り合わせ面と基板Ｗ２の貼り合わせ面とが接触する部分（貼り合わされた部分）が中央部から周縁部に向けて拡大して行く。
そして、基板Ｗ２の周縁部が支持爪１３ａから外れると基板Ｗ１の貼り合わせ面と基板Ｗ２の貼り合わせ面とが全面において接触することになる。すなわち、基板Ｗ１と基板Ｗ２とが貼り合わされて貼合基板が形成される。
次に、パッド１４ｃを上昇させる。
形成された貼合基板は、図示しない搬送装置により処理容器１１の外部に搬出される。
以後、必要に応じて前述の手順を繰り返すことで基板Ｗ１と基板Ｗ２の貼り合わせを連続的に行うことができる。
形成された貼合基板は、図示しない搬送装置により処理容器１１の外部に搬出される。
以後、必要に応じて前述の手順を繰り返すことで基板Ｗ１と基板Ｗ２の貼り合わせを連続的に行うことができる。
以上、実施の形態について例示をした。しかし、本発明はこれらの記述に限定されるものではない。
前述の実施の形態に関して、当業者が適宜、構成要素の追加、削除若しくは設計変更を行ったもの、または、工程の追加、省略若しくは条件変更を行ったものも、本発明の特徴を備えている限り、本発明の範囲に包含される。
例えば、吸着と解除をそれぞれ１回ずつ交互に行うのではなく、吸着と解除をそれぞれ複数回ずつ交互に行うようにしてもよい。
また、例えば、貼合装置１００や吸着ステージ１０１が備える各要素の形状、寸法、材質、配置、数などは、例示をしたものに限定されるわけではなく適宜変更することができる。
また、前述した各実施の形態が備える各要素は、可能な限りにおいて組み合わせることができ、これらを組み合わせたものも本発明の特徴を含む限り本発明の範囲に包含される。
前述の実施の形態に関して、当業者が適宜、構成要素の追加、削除若しくは設計変更を行ったもの、または、工程の追加、省略若しくは条件変更を行ったものも、本発明の特徴を備えている限り、本発明の範囲に包含される。
例えば、吸着と解除をそれぞれ１回ずつ交互に行うのではなく、吸着と解除をそれぞれ複数回ずつ交互に行うようにしてもよい。
また、例えば、貼合装置１００や吸着ステージ１０１が備える各要素の形状、寸法、材質、配置、数などは、例示をしたものに限定されるわけではなく適宜変更することができる。
また、前述した各実施の形態が備える各要素は、可能な限りにおいて組み合わせることができ、これらを組み合わせたものも本発明の特徴を含む限り本発明の範囲に包含される。
以上詳述したように、本発明によれば、変形した基板であっても精度よく貼り合わせることができる吸着ステージ、貼合装置、および貼合基板の製造方法が提供することができ、産業上のメリットは多大である。
１１ 処理容器
１２ 載置部
１２ａ 本体部
１２ａ１ 端面
１２ｂ 壁部
１２ｃ 壁部
１２ｄ 支持部
１２ｅ 孔部
１２ｆ 孔部
１２ｇ 領域
１２ｈ 領域
１３ 基板支持部
１４ 押圧部
１５ 排気部
１５ａ 排気ポンプ
１５ｂ 制御弁
１５ｃ 配管
１５ｄ 制御弁
１５ｅ 配管
１６ 制御部
１００ 貼合装置
１０１ 吸着ステージ
Ｗ１ 基板
Ｗ２ 基板
１２ 載置部
１２ａ 本体部
１２ａ１ 端面
１２ｂ 壁部
１２ｃ 壁部
１２ｄ 支持部
１２ｅ 孔部
１２ｆ 孔部
１２ｇ 領域
１２ｈ 領域
１３ 基板支持部
１４ 押圧部
１５ 排気部
１５ａ 排気ポンプ
１５ｂ 制御弁
１５ｃ 配管
１５ｄ 制御弁
１５ｅ 配管
１６ 制御部
１００ 貼合装置
１０１ 吸着ステージ
Ｗ１ 基板
Ｗ２ 基板
Claims (12)
- 第１の基板を載置する載置部と、前記第１の基板と前記載置部との間を排気する排気部と、第１の制御弁および第２の制御弁を制御する制御部と、を備えた吸着ステージであって、
前記載置部は、
前記載置部の一方の端面の外縁側に設けられ、環状を呈する第１の壁部と、
前記第１の壁部の内側に設けられ、環状を呈する第２の壁部と、
を有し、
前記排気部は、
排気ポンプと、
前記第１の壁部と、前記第２の壁部と、の間の第１の領域に設けられた少なくとも１つの孔部と、前記排気ポンプと、の間に設けられた前記第１の制御弁と、
前記第２の壁部の内側の第２の領域に設けられた少なくとも１つの孔部と、前記排気ポンプと、の間に設けられた前記第２の制御弁と、
を有し、
前記制御部は、前記第１の制御弁および前記第２の制御弁を制御して、前記第１の領域および前記第２の領域の少なくとも一方の領域における前記第１の基板の吸着と、前記第１の基板の吸着の解除と、を交互に行い、
前記第１の領域および前記第２の領域のいずれか一方の領域における前記第１の基板の吸着の解除を行っている間は、他方の領域における前記第１の基板の吸着を行う吸着ステージ。 - 前記制御部は、前記第１の制御弁および前記第２の制御弁を制御して、前記第１の領域および前記第２の領域における前記第１の基板の吸着と、前記第１の基板の吸着の解除と、をそれぞれ交互に行う請求項１記載の吸着ステージ。
- 前記制御部は、前記第１の制御弁および前記第２の制御弁を制御して、前記第１の領域および前記第２の領域における前記第１の基板の吸着と、前記第１の基板の吸着の解除と、を交互にそれぞれ複数回行う請求項１記載の吸着ステージ。
- 前記制御部は、前記第１の制御弁および前記第２の制御弁を制御して、前記第１の領域および前記第２の領域のいずれか一方の領域における前記第１の基板の吸着の解除を行う前に、他方の領域における前記第１の基板の吸着を行う請求項１記載の吸着ステージ。
- 前記制御部は、前記第１の制御弁および前記第２の制御弁を制御して、前記第１の領域および前記第２の領域のいずれか一方の領域における前記第１の基板の吸着と、前記第１の基板の吸着の解除と、を交互に行い、前記一方の領域において前記第１の基板の吸着と吸着の解除を交互に行っている間、他方の領域における前記第１の基板の吸着を行う請求項１記載の吸着ステージ。
- 請求項１記載の吸着ステージと、
前記吸着ステージの載置部に載置された前記第１の基板と所定の間隔をあけて対峙させた第２の基板を支持する基板支持部と、
を備えた貼合装置。 - 第１の基板を載置部に吸着させる工程と、
前記吸着された第１の基板と所定の間隔をあけて第２の基板を対峙させる工程と、
前記第２の基板の貼り合わせ面の一部と、前記第１の基板の貼り合わせ面の一部と、を接触させる工程と、
を備え、
前記第１の基板を載置部に吸着させる工程において、
前記載置部における外縁側に設けられた第１の領域および前記第１の領域よりも載置部における内側に設けられた第２の領域の、少なくとも一方の領域における前記第１の基板の吸着と、前記第１の基板の吸着の解除と、を交互に行い、
前記第１の領域および前記第２の領域のいずれか一方の領域における前記第１の基板の吸着の解除を行っている間は、他方の領域における前記第１の基板の吸着を行う貼合基板の製造方法。 - 前記第１の基板を載置部に吸着させる工程において、
前記第１の領域における前記第１の基板の吸着を行う際には、
前記第２の領域における前記第１の基板の吸着を解除する請求項７記載の貼合基板の製造方法。 - 前記第１の基板を載置部に吸着させる工程において、前記第１の領域および前記第２の領域における前記第１の基板の吸着と、前記第１の基板の吸着の解除と、をそれぞれ交互に行う請求項７記載の貼合基板の製造方法。
- 前記第１の基板を載置部に吸着させる工程において、前記第１の領域および前記第２の領域における前記第１の基板の吸着と、前記第１の基板の吸着の解除と、を交互にそれぞれ複数回行う請求項７記載の貼合基板の製造方法。
- 前記第１の基板を載置部に吸着させる工程において、前記第１の領域および前記第２の領域のいずれか一方の領域における前記第１の基板の吸着の解除を行う前に、他方の領域における前記第１の基板の吸着を行う請求項７記載の貼合基板の製造方法。
- 前記第１の基板を載置部に吸着させる工程において、前記第１の領域および前記第２の領域のいずれか一方の領域における前記第１の基板の吸着と、前記第１の基板の吸着の解除と、を交互に行い、他方の領域における前記第１の基板の吸着を行う請求項７記載の貼合基板の製造方法。
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