JP6404745B2 - Liquid filling device - Google Patents
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Description
本発明は、被処理物表面上に形成された微小空間内に液状物を充填する充填装置に関する。 The present invention relates to a filling apparatus for filling a liquid material in a minute space formed on a surface of an object to be processed.
半導体の製造分野では、近年、半導体ウェハなどの被処理物上に形成されたビアや貫通孔(微小空間)内に、電極となる導体や、絶縁層となる絶縁体を充填する技術が求められており、本出願人は、既に、被処理物上の微小空間内に溶融金属を充填する装置として、特開2013−77806号公報(特許文献1)に開示される金属充填装置を提案している。 In the field of semiconductor manufacturing, in recent years, there has been a demand for a technique for filling a conductor serving as an electrode or an insulator serving as an insulating layer into a via or a through-hole (microspace) formed on a workpiece such as a semiconductor wafer. The present applicant has already proposed a metal filling device disclosed in Japanese Patent Application Laid-Open No. 2013-77806 (Patent Document 1) as a device for filling molten metal into a minute space on a workpiece. Yes.
この金属充填装置は、その基本的な構成として、被処理物が保持される保持台、この保持台と対向して配設される筒状のハウジング、このハウジングの内部空間に嵌入され、保持台に保持される被処理物の被処理面に対して進退するピストンを備えており、これら保持台,ハウジング及びピストンによって気密状の処理室が形成される。また、この金属充填装置は、この他に、処理室内に溶融金属を供給する溶融金属供給機構、処理室内を減圧する減圧機構、処理室内に不活性ガスを供給するガス加圧機構、処理室内の余剰溶融金属を回収する回収機構などを備えている。 The metal filling apparatus has, as its basic structure, a holding base for holding an object to be processed, a cylindrical housing disposed to face the holding base, and a holding base that is fitted into the internal space of the housing. A piston that advances and retreats with respect to the surface to be processed of the object to be processed is provided, and an airtight processing chamber is formed by the holding base, the housing, and the piston. In addition to this, the metal filling apparatus includes a molten metal supply mechanism that supplies molten metal into the processing chamber, a decompression mechanism that depressurizes the processing chamber, a gas pressurization mechanism that supplies an inert gas into the processing chamber, A recovery mechanism for recovering excess molten metal is provided.
この金属充填装置によれば、まず、保持台上に被処理物を載置した後、保持台とハウジングとを接合させて処理室を形成し、ついで、減圧機構により処理室内の気体を排気して、減圧した後、溶融金属供給機構により処理室内に溶融金属を供給して、被処理物の被処理面が溶融金属によって覆われた状態にする。 According to this metal filling apparatus, first, after placing an object to be processed on a holding table, the holding table and the housing are joined to form a processing chamber, and then the gas in the processing chamber is exhausted by the decompression mechanism. After the pressure is reduced, the molten metal is supplied into the processing chamber by the molten metal supply mechanism so that the surface to be processed of the object to be processed is covered with the molten metal.
この後、ガス加圧機構により処理室内に加圧用の不活性ガスを供給し、このガス圧により溶融金属を加圧して、微小空間内に溶融金属を充填し、ついで、ピストンを被処理物に向けて移動させて、当該ピストンを被処理物の被処理面に押し付け、被処理面上の余剰金属を当該被処理面上から押し出す。 After that, an inert gas for pressurization is supplied into the processing chamber by the gas pressurizing mechanism, the molten metal is pressurized by this gas pressure, the molten metal is filled into the minute space, and then the piston is applied to the object to be processed. The piston is pressed against the surface to be processed of the object to be processed, and surplus metal on the surface to be processed is pushed out from the surface to be processed.
次に、回収機構により処理室内に不活性ガスを供給して、処理室内の余剰溶融金属を処理室外に回収した後、溶融金属の温度が融点以下となるまで冷却して、微小空間内に充填された溶融金属を冷却硬化させ、この後、被処理物を処理室から取り出す。 Next, an inert gas is supplied into the processing chamber by the recovery mechanism, and the excess molten metal in the processing chamber is recovered outside the processing chamber, and then cooled until the temperature of the molten metal falls below the melting point to fill the micro space. The molten metal thus formed is cooled and hardened, and then the object to be processed is taken out of the processing chamber.
斯くして、この金属充填装置によれば、微小空間内に金属が充填された被処理物を良好に得ることができ、また、処理後の被処理物上に形成される余剰金属層の厚さを極力薄くすることができる。 Thus, according to this metal filling apparatus, it is possible to satisfactorily obtain an object to be processed in which a minute space is filled with metal, and the thickness of the surplus metal layer formed on the object to be processed after processing. The thickness can be made as thin as possible.
ところで、本願出願人は、上記特許文献1において、上記の他に、幾つかの態様の金属充填装置を提案している。中でも、前記被処理物と溶融金属との間が濡れ性の悪い場合でも、微小空間内に隙間なく溶融金属を充填することができる態様として、前記ピストンの前記被処理物との対向面に、環状の弾性体からなる封止部を設けた態様を提案している。
By the way, the applicant of the present application has proposed several embodiments of the metal filling apparatus in addition to the above in
この封止部を設けた金属充填装置によれば、前記ピストンを被処理物に向けて移動させると、前記封止部が被処理物の被処理面に当接して、封止部の内側の領域にある溶融金属が当該封止部内に閉じ込められ、この状態でピストンが更に被処理物側に移動すると、封止部の弾性変形によって当該封止部内の溶融金属が加圧され、このように加圧することで、被処理物と溶融金属との間が濡れ性の悪い場合であっても、溶融金属を微小空間内に隙間なく充填することができる。 According to the metal filling device provided with the sealing portion, when the piston is moved toward the object to be processed, the sealing portion comes into contact with the surface to be processed of the object to be processed, and the inside of the sealing portion is When the molten metal in the region is confined in the sealing part and the piston further moves to the workpiece in this state, the molten metal in the sealing part is pressurized by elastic deformation of the sealing part, and thus By applying pressure, even when the wettability is poor between the object to be processed and the molten metal, the molten metal can be filled into the minute space without any gap.
上述したように、ピストンに環状の封止部を設けることで、被処理物と溶融金属との間が濡れ性の悪い場合でも、溶融金属を微小空間内に隙間なく充填することができるという効果が奏されるが、本願発明者は、更なる研究の結果、この態様においても、更に改良の余地があるとの知見に至った。 As described above, by providing the piston with the annular sealing portion, even when the wettability between the object to be processed and the molten metal is poor, the molten metal can be filled into the minute space without a gap. However, as a result of further research, the inventors of the present application have found that there is room for further improvement in this aspect.
既述のように、処理後に被処理物上に残される余剰金属層は、極力薄いものであるのが好ましい。また、処理室内に供給される溶融金属も極力少量であるのが好ましい。その一方、被処理物との間の濡れ性が悪い溶融金属の場合、被処理物表面で弾かれ、アイランド状の不連続な膜にならないよう安定した膜厚で前記被処理物表面の全面を覆うことが可能な量の溶融金属を供給するのが好ましく、更に、供給される溶融金属を極力少量とするためには、処理室内において、被処理物上にのみ溶融金属を供給するのが好ましい。そして、この場合に、処理後の被処理物上に残される余剰金属層の厚さを薄くするには、前記封止部の厚さを薄くして、前記ピストンが被処理物側に移動し、当該封止部によって溶融金属を封止する際に、その対向面と被処理物との間から余剰の溶融金属を極力排出させるようにするのが好ましい。 As described above, it is preferable that the surplus metal layer left on the workpiece after processing is as thin as possible. Moreover, it is preferable that the molten metal supplied into the processing chamber is as small as possible. On the other hand, in the case of a molten metal having poor wettability with the object to be processed, the entire surface of the object to be processed is covered with a stable film thickness so that it is repelled on the surface of the object to be processed and does not become an island-like discontinuous film. It is preferable to supply an amount of molten metal that can be covered. Further, in order to make the supplied molten metal as small as possible, it is preferable to supply the molten metal only on the workpiece in the processing chamber. . In this case, in order to reduce the thickness of the surplus metal layer remaining on the processed object after processing, the thickness of the sealing portion is decreased, and the piston moves to the processed object side. When the molten metal is sealed by the sealing portion, it is preferable to discharge excess molten metal as much as possible from between the facing surface and the object to be processed.
ところが、被処理物との間の濡れ性が悪い溶融金属の場合、被処理物上に残される薄い余剰金属層の量とほぼ等しく、ある程度の余裕量を加えた程度の少量の溶融金属を供給すると、溶融金属は、その表面張力によって、被処理物上で丸まったり、アイランド状の不連続な膜の状態となるため、前記ピストンを前記被処理物側に移動させて、前記封止部を被処理物に押し当てる際に、当該封止部の厚さが薄いと、当該封止部が被処理物に当接する前に、前記ピストンの対向面と前記溶融金属が接触し、これにより、当該溶融金属が被処理物上を流動して、被処理物上から周囲に流出するといったことが起こり得る。この場合、被処理物上に、その全面を連続した溶融金属膜で覆うために必要な量の溶融金属を確保できないという問題を生じる。 However, in the case of molten metal with poor wettability with the object to be processed, a small amount of molten metal is supplied which is almost equal to the amount of the thin surplus metal layer left on the object to be processed, with a certain amount of margin added. Then, the molten metal is rounded on the object to be processed due to its surface tension, or becomes an island-like discontinuous film state. Therefore, the piston is moved to the object to be processed, and the sealing portion is moved. When pressing the workpiece, if the thickness of the sealing portion is thin, before the sealing portion abuts the workpiece, the opposed surface of the piston and the molten metal contact, It is possible that the molten metal flows on the workpiece and flows out from the workpiece. In this case, there arises a problem that an amount of molten metal necessary for covering the entire surface of the workpiece with a continuous molten metal film cannot be secured.
一方、このような不都合を解消するには、前記封止部の厚さを厚くして、前記ピストンの対向面と前記溶融金属とが接触する前に、当該封止部が被処理物に当接するような構成とすれば良いが、この場合、被処理物上に供給された溶融金属の全量が当該封止部内に封止されるため、処理後の被処理物上には、多くの余剰金属層が残されることになる。 On the other hand, in order to eliminate such an inconvenience, the thickness of the sealing portion is increased, and the sealing portion contacts the object to be processed before the opposed surface of the piston contacts the molten metal. However, in this case, since the entire amount of the molten metal supplied onto the object to be processed is sealed in the sealing portion, a large amount of surplus is present on the object to be processed after processing. A metal layer will be left.
本発明は、以上の実情に鑑みなされたものであって、被処理物との間の濡れ性が悪い液状物であっても、これを微小空間内に隙間なく充填することができ、しかも、処理後に被処理物上に残される充填物の量を極力少なくすることができる液状物充填装置の提供を、その目的とする。 The present invention has been made in view of the above circumstances, and even if it is a liquid material having poor wettability with the object to be processed, it can be filled in a minute space without any gaps, It is an object of the present invention to provide a liquid filling device that can reduce the amount of filling left on the workpiece after processing as much as possible.
上記課題を解決するための本発明は、
被処理物表面の外周縁部より内側の処理領域に形成され、且つ該表面に開口するように形成された微小空間内に液状物を充填する充填装置であって、
前記被処理物が保持される保持面を有する第1本体、及び該第1本体に保持される被処理物の表面と対向するように配設された第2本体からなり、該第1本体と第2本体とが係合した状態において、前記被処理物が保持される空間である気密状の処理室を形成する処理部本体と、
前記第1本体及び第2本体の内の少なくとも一方を移動させて、前記第1本体に保持される前記被処理物と前記第2本体とを相対的に接近、離反させる進退機構と、
前記処理室内を減圧する減圧機構と、
前記処理室内に保持される前記被処理物の表面上に前記液状物を供給する供給機構とを備えた充填装置において、
前記第2本体の前記被処理物表面との対向面であって、前記被処理物表面の前記処理領域よりも外側の周域と対向する部分に、弾性を有する環状の封止部材を設けるとともに、前記進退機構の動作により前記第2本体が前記被処理物に対し相対的に接近して、該環状封止部材が前記被処理物表面の前記周域に押し当てられるように構成し、
更に、前記環状封止部材が前記被処理物表面に接触することによって形成される該環状封止部材の環内空間と、該環内空間外の空間とを連通させる切欠き溝を、該環状封止部材の、前記被処理物表面と接触する部分、又は、該環状封止部材の、前記第2本体の対向面と接触する部分、又は、前記第2本体の対向面の、前記環状封止部材と接触する部分に形成した液状物充填装置に係る。
The present invention for solving the above problems is as follows.
A filling device for filling a liquid material into a micro space formed in a processing region inside the outer peripheral edge of the surface of the object to be processed and formed to open to the surface,
A first main body having a holding surface for holding the object to be processed; and a second main body disposed to face the surface of the object to be processed held by the first main body, In a state where the second main body is engaged, a processing unit main body that forms an airtight processing chamber that is a space in which the workpiece is held;
An advancing and retreating mechanism for moving at least one of the first main body and the second main body to relatively approach and separate the object to be processed and the second main body held by the first main body;
A decompression mechanism for decompressing the processing chamber;
In a filling apparatus comprising a supply mechanism for supplying the liquid material onto the surface of the object to be processed held in the processing chamber,
An annular sealing member having elasticity is provided on a portion of the second main body facing the surface of the object to be processed and facing a peripheral region outside the processing region of the surface of the object to be processed. The second main body is relatively close to the object to be processed by the operation of the advance / retreat mechanism, and the annular sealing member is pressed against the peripheral area of the surface of the object to be processed,
Further, the annular sealing member is formed by contacting the surface of the object to be processed, and a notch groove for communicating the inner space of the annular sealing member with the space outside the inner space is formed in the annular shape. A portion of the sealing member that contacts the surface of the workpiece, or a portion of the annular sealing member that contacts the opposing surface of the second body, or the annular seal of the opposing surface of the second body. The present invention relates to a liquid filling device formed at a portion in contact with a stop member.
この液状物充填装置によれば、まず、第1本体の保持面に、その表面が第2本体と対向するように被処理物を保持させた状態で、第1本体及び第2本体によって気密状の処理室を形成する。ついで、減圧機構により前記処理室内を減圧した後、供給機構によって前記被処理物の表面上に前記液状物を供給する。 According to this liquid filling apparatus, first, the first body and the second body are hermetically sealed while the workpiece is held on the holding surface of the first body so that the surface thereof faces the second body. Forming a processing chamber. Next, after the pressure in the processing chamber is reduced by the pressure reducing mechanism, the liquid material is supplied onto the surface of the object to be processed by the supply mechanism.
次に、進退機構により、第1本体に保持される被処理物と第2本体とを相対的に接近させて、第2本体の対向面に設けた環状封止部材を被処理物表面の前記周域に押し当てる。その際、環状封止部材が被処理物表面の周域に当接した段階で、被処理物の表面上に供給された液状物が当該環状封止部材及び第2本体の前記対向面によって囲まれた状態となる。この後、引き続き被処理物と第2本体とを相対的に接近させると、環状封止部材が被処理物に対し更に押し当てられて徐々に弾性変形し、これにより、被処理物表面,環状封止部材及び第2本体の前記対向面によって画定される環内空間(以下、「環内部」ともいう)の容積が徐々に収縮する。 Next, the object to be processed held by the first main body and the second main body are relatively brought close to each other by the advance / retreat mechanism, and the annular sealing member provided on the facing surface of the second main body is placed on the surface of the object to be processed. Press against the circumference. At that time, when the annular sealing member comes into contact with the peripheral area of the surface of the object to be processed, the liquid material supplied onto the surface of the object to be processed is surrounded by the facing surfaces of the annular sealing member and the second body. It will be in the state. Thereafter, when the object to be processed and the second main body are moved relatively close to each other, the annular sealing member is further pressed against the object to be processed and is gradually elastically deformed. The volume of the space inside the ring (hereinafter also referred to as “ring inside”) defined by the facing surfaces of the sealing member and the second body gradually contracts.
したがって、環状封止部材が被処理物表面へ当接した時点では、封止部の厚さを厚くして環内空間を形成するのと同様の状態となり、溶融金属が被処理物上を流動して、被処理物上から周囲に流出することを防止する。そして、当該環内空間内に液状物が充満していない場合には、環内空間の収縮によって当該環内空間内に液状物が充満した状態となり、即ち、当該環内部の被処理物表面全面が液状物によって覆われた状態となり、その後、更に、環内部の容積が収縮すると、この環内部の液状物が前記切欠き溝を通じて外部に漏出する。これに対し、環状封止部材が被処理物表面へ当接した時点で、当該環内空間内に液状物が充満している場合には、当該環内部の容積の収縮によって当該環内部の液状物が前記切欠き溝を通じて外部に漏出する。 Therefore, when the annular sealing member comes into contact with the surface of the object to be processed, the state is the same as when the thickness of the sealing part is increased to form the inner space, and the molten metal flows on the object to be processed. Thus, it is prevented from flowing out from above the object to be processed. Then, when the liquid material is not filled in the ring space, the liquid material is filled in the ring space due to the shrinkage of the ring space, that is, the entire surface of the object to be treated inside the ring. Then, when the volume inside the ring shrinks further, the liquid inside the ring leaks to the outside through the notch groove. On the other hand, when the annular sealing member is in contact with the surface of the object to be processed, when the liquid material is filled in the space inside the ring, the liquid inside the ring is contracted by the volume inside the ring. An object leaks to the outside through the notch groove.
一方、環状封止部材が被処理物に対して押し当てられることによって生じる弾性変形は、前記切欠き溝が、環状封止部材の被処理物表面と接触する部分、又は、当該環状封止部材の前記第2本体の対向面と接触する部分に形成されている場合には、自身の弾性変形によって前記切欠き溝を潰すように作用して、前記環内部と外部空間との連通を遮断する。他方、前記切欠き溝が、前記第2本体の対向面の、環状封止部材と接触する部分に形成されている場合には、前記環状封止部材の弾性変形は、当該切欠き溝を埋めるように作用して、前記環内部と外部空間との連通を遮断する。これにより、前記環内部は気密状に封止された状態となって、その内圧が高まる。 On the other hand, the elastic deformation caused by the annular sealing member being pressed against the object to be processed is the portion where the notch groove is in contact with the surface of the object to be processed, or the annular sealing member. If it is formed in a portion that contacts the opposing surface of the second main body, it acts to crush the notch groove by its own elastic deformation, thereby blocking communication between the inside of the ring and the external space. . On the other hand, when the notch groove is formed in a portion of the opposing surface of the second body that contacts the annular sealing member, the elastic deformation of the annular sealing member fills the notch groove. Thus, the communication between the inside of the ring and the external space is blocked. As a result, the inside of the ring is hermetically sealed, and the internal pressure is increased.
このように、本発明に係る液状物充填装置によれば、環状封止部材が被処理物表面へ押し当てられる過程で、前記環内空間が液状物で充満された状態となるとともに、不要な液状物が前記切欠き溝を通して外部に漏出し、その後、当該環内部は気密状に封止された状態となって、その内圧が高まり、この圧力上昇によって、当該環内部の液状物が被処理物に形成された微小空間内に充填される。そして、このようにして微小空間内に液状物を充填した後、前記進退機構により、被処理物と第2本体とを相対的に離反させ、この後、前記処理室から被処理物を取り出す。 As described above, according to the liquid filling apparatus according to the present invention, in the process in which the annular sealing member is pressed against the surface of the object to be processed, the inner space is filled with the liquid and unnecessary. The liquid material leaks outside through the notch groove, and then the inside of the ring is sealed in an airtight state, the internal pressure increases, and this increase in pressure causes the liquid material inside the ring to be treated. It fills in the minute space formed in the object. Then, after filling the minute space with the liquid material in this way, the object to be processed and the second body are relatively separated by the advance / retreat mechanism, and then the object to be processed is taken out from the processing chamber.
尚、被処理物表面に供給する液状物の量は、上述したように、前記環内空間の容積と同じ量でも良いが、環状封止部材の弾性変形によって前記環内空間が液状物で充満されるようにするには、当該環内空間が液状物で充満されるまで前記切欠き溝による前記連通が遮断されないようにする必要があるため、前記切欠き溝の高さ(若しくは深さ)を大きくとる必要があるが、このようにすると、逆に、当該環状封止部材の弾性変形によって前記切欠き溝による連通を遮断するのが困難となるため、被処理物表面に供給する液状物の量は、環状封止部材が被処理物表面へ当接した時点の前記環内空間の容積以上の量とするのが好ましい。一方、あまり多く供給すると、余剰の液状物の量が多くなって、その後の回収が面倒となるので、前記環状封止部材が弾性変形する前の前記環内空間の容積を少し超えた量を供給するのがより好ましい。 As described above, the amount of the liquid material supplied to the surface of the object to be processed may be the same as the volume of the inner space, but the inner space is filled with the liquid material due to elastic deformation of the annular sealing member. In order to do so, it is necessary that the communication by the notch groove is not blocked until the space in the ring is filled with a liquid material. Therefore, the height (or depth) of the notch groove However, in this case, it is difficult to block the communication by the notch groove due to the elastic deformation of the annular sealing member. The amount is preferably set to an amount equal to or larger than the volume of the space in the ring at the time when the annular sealing member contacts the surface of the workpiece. On the other hand, if too much is supplied, the amount of excess liquid material increases, and subsequent collection becomes troublesome. Therefore, the amount slightly exceeding the volume of the inner space before the annular sealing member is elastically deformed. It is more preferable to supply.
また、前記切欠き溝の断面の大きさは、液状物を前記環内空間内に充満保持させるために、通過圧力損失を発生させることができ、且つ、環状封止部材の弾性変形によって、切欠き溝による前記連通を確実に遮断して、前記環内空間を確実に封止することができる大きさとする。切欠き溝の位置については、前記環内空間の容積収縮に伴い、液状物が環内空間に広がった後に、切欠き溝を通して外部に漏出するように、液状物の濡れや粘性、被処理面の水平度などを考慮して適宜配置すればよい。 In addition, the size of the cross-section of the notch groove is such that a passing pressure loss can be generated in order to fill and hold the liquid material in the space in the ring, and the notch groove is cut by elastic deformation of the annular sealing member. The size is such that the communication by the notch is surely blocked and the space in the ring can be reliably sealed. As for the position of the notch groove, the liquid material is wetted and viscous, so that the liquid material leaks to the outside through the notch groove after the liquid material has spread into the inner space as the volume of the inner space shrinks. It is sufficient to arrange them appropriately in consideration of the level of the image.
また、環状封止部材の厚さは、ある程度余裕を持った膜厚で、前記環内空間内の被処理物表面全面を覆うことができる量の液状物を、前記環内空間内に保持できる厚さとする。 Further, the annular sealing member has a thickness with a certain margin, and can hold the liquid material in an amount sufficient to cover the entire surface of the object to be processed in the inner space in the inner space. Thickness.
斯くして、本発明に係る液状物充填装置によれば、環状封止部材が被処理物表面へ押し当てられる過程で、前記環内空間が液状物で充満された状態となるとともに、不要な液状物が前記切欠き溝を通して外部に漏出されるので、前記環状封止部材の厚さを、ある程度余裕を持った膜厚で、前記環内空間内の被処理物表面全面を覆うことができる量の液状物を前記環内空間内に保持できる厚さとしても、処理後に被処理物上に残る余剰の液状物を極力少なくすることができる。このように、この液状物充填装置によれば、被処理物との間の濡れ性が悪い液状物であっても、これを微小空間内に隙間なく充填することができるとともに、処理後に被処理物上に残される液状物の量を極力少なくすることができ、上述した相反する双方の課題を解決することができる。 Thus, according to the liquid filling apparatus according to the present invention, the annular space is filled with the liquid material in the process in which the annular sealing member is pressed against the surface of the object to be processed, and is unnecessary. Since the liquid material leaks to the outside through the notch groove, the entire surface of the object to be processed in the inner space can be covered with the thickness of the annular sealing member with a certain degree of margin. Even if the thickness is such that the amount of liquid material can be held in the space inside the ring, the excess liquid material remaining on the object to be processed after processing can be reduced as much as possible. Thus, according to this liquid material filling apparatus, even if the liquid material has poor wettability with the object to be processed, it can be filled in the minute space without any gap, and the object to be processed after the processing The amount of the liquid material left on the object can be reduced as much as possible, and both the above-mentioned conflicting problems can be solved.
尚、本願でいう上記「液状物」は、被処理物の被処理面上に供給され、当該被処理面に形成された前記微小空間内への充填に供されるあらゆる種類の液状の物質を意味し、例えば、前記微小空間内に電極を形成する場合、溶融金属や金属粉体を含むペースト、金属粉体を分散させた溶液が例示されるが、これらに限定されるものではない。 The above-mentioned “liquid substance” in the present application refers to any kind of liquid substance that is supplied on the surface to be processed and used for filling the minute space formed on the surface to be processed. Meaning, for example, when an electrode is formed in the minute space, a paste containing molten metal or metal powder, or a solution in which metal powder is dispersed is exemplified, but the invention is not limited thereto.
また、本発明に係る液状物充填装置において、
前記供給機構は、前記被処理物表面との対向面に開口するように前記第2本体に形成された供給路を通して、前記被処理物の表面上に前記液状物を供給するように構成されていても良い。このようにすれば、被処理物の表面のみに必要な量の液状物を供給することができるので、液状物の供給及び再利用の面でのコストを押さえることができる。
In the liquid filling apparatus according to the present invention,
The supply mechanism is configured to supply the liquid material onto the surface of the object to be processed through a supply path formed in the second main body so as to open on a surface facing the surface of the object to be processed. May be. In this way, since a necessary amount of liquid material can be supplied only to the surface of the object to be processed, costs in terms of supply and reuse of the liquid material can be reduced.
また、本発明に係る液状物充填装置は、前記供給機構に代えて、
前記処理室内に保持された前記被処理物上の個体充填物を加熱して液状にする加熱機構を備えたものでも良い。この態様の液状物充填装置によれば、被処理物上に個体充填物を供給した後、この個体充填物を加熱機構により加熱して液状にする点で、液状物を被処理物上に供給する上記態様の液状物充填装置と異なるが、個体充填物を液状にした後は、上記態様の液状物充填装置と同じ操作によって、被処理物の微小空間内に液状物を充填することができ、同様の効果が奏される。
In addition, the liquid filling apparatus according to the present invention, instead of the supply mechanism,
It may be provided with a heating mechanism that heats the solid filling on the object to be processed held in the processing chamber to make it liquid. According to the liquid filling apparatus of this aspect, after supplying the solid filling onto the object to be processed, the liquid filling is supplied onto the object to be processed in that the solid filling is heated by the heating mechanism to be liquid. Unlike the liquid filling apparatus of the above aspect, after the solid filling is made liquid, the liquid can be filled into the minute space of the object to be processed by the same operation as the liquid filling apparatus of the above aspect. The same effect is produced.
また、本発明に係る液状物充填装置において、
前記環状封止部材は、環状をした支持板と、封止作用部が前記支持板の内周より内側に位置するように前記支持板に固着された環状の弾性体とから構成されているのが好ましい。この場合、前記切欠き溝は、前記弾性体の、前記被処理物表面と接触する部分、又は、前記弾性体の、前記第2本体の対向面と接触する部分、又は、前記第2本体の対向面の、前記弾性体と接触する部分に形成される。
In the liquid filling apparatus according to the present invention,
The annular sealing member is composed of an annular support plate, and an annular elastic body fixed to the support plate so that the sealing action portion is located inside the inner periphery of the support plate. Is preferred. In this case, the notch groove is a portion of the elastic body that is in contact with the surface of the object to be processed, a portion of the elastic body that is in contact with a facing surface of the second body, or a portion of the second body. It is formed in the part of the opposing surface that contacts the elastic body.
また、本発明に係る液状物充填装置において、
前記環状封止部材は、前記第2本体の前記対向面に、着脱可能に固定されているのが好ましい。このようにすれば、環状封止部材を容易に交換することができる。
In the liquid filling apparatus according to the present invention,
The annular sealing member is preferably detachably fixed to the facing surface of the second main body. In this way, the annular sealing member can be easily replaced.
以上説明したように、本発明によれば、被処理物との間の濡れ性が悪い液状物であっても、これを微小空間内に隙間なく充填することができ、また、処理後に被処理物上に残される液状物の量を極力少なくすることができる。 As described above, according to the present invention, even a liquid material having poor wettability with the object to be processed can be filled without any gaps in the minute space, and the object to be processed after the process is processed. The amount of the liquid material left on the object can be reduced as much as possible.
以下、本発明の一実施形態に係る液状物充填装置(以下、単に「充填装置」という)について、図面を参照しながら説明する。尚、本例の充填装置では、板状をした被処理物の表面(被処理面)の外周縁部より内側の処理領域において、この表面に開口するように形成された微小空間内に、電極を形成するための溶融金属(液状物)を充填するように構成されているが、充填対象の液状物は、この溶融金属に限られるものではなく、この他に、金属粉体を分散させた液体や導電ペーストなどが含まれる。また、被処理物としては、シリコン基板やガラス基板、セラミック基板、樹脂基板、ガラス/シリコンの貼り合わせ基板などが例示される。 Hereinafter, a liquid filling apparatus (hereinafter simply referred to as “filling apparatus”) according to an embodiment of the present invention will be described with reference to the drawings. In the filling device of this example, in the processing region inside the outer peripheral edge of the surface (surface to be processed) of the plate-shaped object, the electrode is placed in a minute space formed so as to open on this surface. It is configured to be filled with a molten metal (liquid material) for forming the liquid, but the liquid material to be filled is not limited to this molten metal, and in addition to this, metal powder is dispersed. Liquid and conductive paste are included. Examples of the object to be processed include a silicon substrate, a glass substrate, a ceramic substrate, a resin substrate, and a glass / silicon bonded substrate.
[充填装置の構成]
図1に示すように、この充填装置1は、処理部本体2、溶融金属供給機構20、昇降機構13、進退機構14、第1減圧機構15、第2減圧機構25、ブロー機構29、回収機構33、加熱機構37、冷却機構38及び制御装置39などから構成される。
[Configuration of filling device]
As shown in FIG. 1, the filling
前記処理部本体2は、被処理物Kがその被処理面を上にした状態で保持される保持面(上面)を具備した保持台4、及び下端面が前記保持台4と対向し、当該保持台4と離接可能に配設された筒状のハウジング5からなる第1本体3と、前記保持台4に保持される被処理物Kの被処理面に対して進退自在(接近,離反自在)に設けられた第2本体6とから構成される。
The processing unit
前記ハウジング5は上面及び下面に開口する筒状の内部空間を有し、この内部空間内に前記第2本体6が嵌挿され、上下に適宜間隔をあけて配設された2つの環状のシール部材5aによって、ハウジング5の内周面と第2本体6の外周面との間がシールされている。また、保持台4とハウジング5との接合面も環状のシール部材7によってシールされており、ハウジング5に第2本体6が嵌挿され、保持台4とハウジング5が接合された状態で気密性を有する処理室12が形成され、この処理室12内において、前記保持面上に前記被処理物Kが保持される。前記第2本体6の下端面、即ち、前記保持台4の保持面との対向面は、当該保持台4の保持面と平行になっており、この下端面に環状封止部材8が着脱自在に固定されている。
The
前記環状封止部材8は、図3に示すように、環状の支持板9と、これに固着された弾性体10からなり、図2及び図4に示すように、弾性体10は、環状をした平板状の固着部10b、及びその内周側の断面が円形をした環状の封止部10aからなり、この封止部10aが前記支持板9の内周より内側に位置するように当該支持板9の下面に固着されている。
As shown in FIG. 3, the
そして、図2に示すように、この環状封止部材8は、前記第2本体6の下端に形成された段付き状の小径部6aに外嵌された状態で、この小径部6aと大径部6bとの間の下端面に、ビスなどによって上記の如く着脱自在に固定され、封止部10aの上端部である封止作用部が、第2本体6の前記下端面に押し当てられた状態となっている。また、封止部10aの下端部である封止作用部は、被処理物K表面の前記処理領域より外側の周域に対向している。更に、図2〜図5に示すように、封止部10aの下端側の封止作用部には、その環中心から放射状、且つ周方向等間隔に配設された3つの切欠き溝11が設けられている。
As shown in FIG. 2, the
前記昇降機構13は、モータなどによって前記保持台4を上下に昇降させる機構であり、前記保持台4をハウジング5に向けて上昇させることにより、当該保持台4をハウジング5に接合させ、前記保持台4を下方に降下させることによって、当該保持台4とハウジング5とを分離する。
The raising / lowering
前記進退機構5は、例えば、油圧シリンダなどからなる機構であって、第2本体6を被処理物Kに対して進退させる。
The advance /
前記第1減圧機構15は、真空ポンプ16と、一端が真空ポンプ16に接続され、他端が保持台4の表裏面の中心を貫通して設けられた配管17と、この配管17に設けられた制御弁18とからなり、保持台4上に載置された被処理物Kの下面と保持台4の上面との間の空気を、真空ポンプ16により排気して、被処理物Kを保持台4に真空吸着させる。
The first
前記第2減圧機構25は、真空ポンプ26と、一端が真空ポンプ26に接続され、他端がハウジング5を貫通して前記処理室12に開口する配管27と、この配管27に設けられた制御弁28とからなり、真空ポンプ26によって処理室12内の空気を排気して、当該処理室2内を減圧し、真空にする。
The second
前記溶融金属供給機構20は、溶融金属供給部21と、一端が溶融金属供給部21に接続され、他端が第2本体6の中心部を上下に貫通して当該第2本体6の下端面に開口する配管22と、第2本体6に内装され、前記配管22の開口部において、その管路を開閉するバルブゲートからなる制御弁23とを備え、所定の供給圧でもって、溶融金属供給部21から処理室12内に溶融金属Mを供給する。
The molten
前記溶融金属供給部21には、金属充填に用いられる溶融金属Mがその融点よりも高い温度に加熱され、液体状態で貯留されている。尚、本例においては金属充填に用いられる溶融金属Mは、融点約200℃の鉛フリー半田であるが、溶融金属Mの種類は、半田に限定されるものではなく、微小空間を埋める目的やその機能に応じて、Au,Ag,Cu,Pt,Pd,Ir,Al,Ni,Sn,In,Bi,Znやこれらの合金など任意のものを採用することができる。
In the molten
前記ブロー機構29は、ブロア30と、一端がブロア30に接続され、他端が前記制御弁28とハウジング5との間の前記配管27に接続された配管31と、この配管31に設けられた制御弁32とからなり、前記処理室12内に不活性ガスを所定圧で供給する。
The
前記回収機構33は、回収タンク及びこの回収タンクに接続された排気ポンプなどを具備した吸引部34と、一端が吸引部34に接続され、他端がハウジング5を貫通して前記処理室12内に開口した配管35と、この配管35に設けられた制御弁36とからなり、自身の吸引作用及び前記ブロー機構29のガス供給作用の相乗作用による掃気作用によって、処理室12内の溶融金属Mを回収する。
The
また、前記加熱機構37は、前記保持台4に内蔵されたヒータなどを備え、このヒータによって、保持台4を含む処理部本体2を加熱する。また、冷却機構38は、同じく保持部4に内蔵された冷媒流路などを備え、この冷媒流路に冷媒を流通させることによって、保持台4を含む処理部本体2を冷却する。
The
そして、前記制御装置39は、前記昇降機構13及び進退機構14、前記真空ポンプ16,26、前記溶融金属供給部21、前記ブロア30及び前記吸引部34の排気ポンプ、前記加熱機構37並びに冷却機構38に接続されてその動作を制御するとともに、前記制御弁18,23,28,32,36に接続されてその開閉動作を制御する。
The
[金属充填の手順]
次に、以上の構成を備えた本例の充填装置1を用いた金属充填の手順について、図6〜図10を参照して説明する。
[Metal filling procedure]
Next, a metal filling procedure using the
まず、図6に示すように、昇降機構13により保持台4を下降させて、保持台4とハウジング5とを分離させた後、被処理物Kを、その被処理面を上にした状態で保持台4の保持面上に載置する。ついで、第1減圧機構15の真空ポンプ16を動作させるとともに、配管17の制御弁18を開き、保持台4の上面と被処理物Kの下面との間の気体を排気して、保持台4上に被処理物Kを真空吸着させる。
First, as shown in FIG. 6, the holding table 4 is lowered by the
次に、昇降機構13により保持台4を上昇させて、保持台4とハウジング5とを接合させることにより、気密状の処理室12を形成するとともに、被処理物Kが処理室12内に配置された状態を形成する。この後、前記第2減圧機構25の真空ポンプ26を動作させ、且つ配管27の制御弁28を開いて、処理室12内の気体を排気し、当該処理室12内及び被処理物Kに形成された微小空間内を略真空状態にまで減圧するとともに、前記加熱機構37により、処理部本体2を溶融金属Mの融点以上の温度に加熱する。
Next, the holding
次に、図7に示すように、溶融金属供給部21を動作させるとともに、制御弁23を開いて、溶融金属供給部21から所定量の溶融金属Mを被処理物K上の略中心部に供給した後、当該溶融金属供給部21を停止させ、制御弁23を閉じる。尚、被処理物Kに供給する溶融金属Mの量は、前記第2本体6の下端面、前記環状封止部材8の封止部10a、及び当該封止部10aの下端部を含む平面によって画定される環内空間(以下、「環内部」ともいう)の容積よりも若干少ない量でも良いが、当該環内空間の容積を少し超える量を供給するのが好ましい。また、前記封止部10aの厚さは、ある程度余裕を持った膜厚で、前記環内空間内の被処理物K表面の全面を覆うことができる量の溶融金属を、前記環内空間内に保持できる厚さとするのが好ましい。
Next, as shown in FIG. 7, the molten
ついで、進退機構14により、第2本体6を被処理物K側に進出させて、環状封止部材8の封止部10aを被処理物K表面の前記周域に押し当てる。その際、封止部10aが被処理物Kの前記周域に当接した段階で、被処理物K上の溶融金属Mは、当該封止部10a及び第2本体6の下端面によって囲まれた状態となり、当該環内空間内が溶融金属Mで充満、若しくは略充満された状態、即ち、当該環内空間内の被処理物K全面が溶融金属Mによって覆われた、若しくは略覆われた状態となる。
Next, the second
そして、引き続き第2本体6が被処理物K側に移動すると、封止部10aが被処理物Kに対し押し当てられて徐々に弾性変形し、これにより前記環内空間の容積が徐々に収縮し、当該環内部の溶融金属Mが、封止部10aの下端部に形成された切欠き溝11を通じて外部に漏出する(図8参照)。そして、封止部10aが更に弾性変形すると、前記切欠き溝11が潰されて、前記環内部と外部空間との連通が遮断され、当該環内部は気密状に封止された状態となり、これにより、溶融金属Mの内圧が高まって、当該環内部の溶融金属Mが、被処理物Kに形成された微小空間内に充填される。
When the second
このように、この充填装置1によれば、環状封止部材8の封止部10aが被処理物K表面へ押し当てられる過程で、前記環内空間が溶融金属Mで充満された状態となるとともに、不要な溶融金属Mが前記切欠き溝11を通して外部に漏出し、その後、当該環内部は気密状に封止された状態となって、溶融金属Mの内圧が高まり、この圧力上昇によって、当該環内部の溶融金属Mが、被処理物Kに形成された微小空間内に充填される。
As described above, according to the
尚、前記切欠き溝11は、封止部10aの周方向に等間隔に設けられているので、溶融金属Mは前記環内空間内に偏りなく均等に広がって行き、上記の如く、前記環内空間が溶融金属Mで充満された状態となる。
Since the
また、前記切欠き溝11の流路断面積は、封止部10aが被処理物K表面に押し当てられることによる当該封止部10aの弾性変形によって、その流路が完全に潰されるとともに、このときに前記環内空間内に残される溶融金属Mの厚さが、許容し得る所望の薄い厚さとなるように適宜設定される。
Further, the channel cross-sectional area of the
次に、真空ポンプ26を停止させるとともに、配管27の制御弁28を閉じ、この後、前記ブロア30及び前記吸引部34の排気ポンプを動作させるとともに、配管31の制御弁32及び配管35の制御弁36を開いて、前記封止部10aの前記環内部から漏出した溶融金属Mを、掃気作用によって、処理室12内から吸引部34に回収し、回収後、前記ブロア30及び排気ポンプを停止させるとともに、制御弁32,36を閉じる。尚、このとき、前記第1減圧機構15の真空ポンプ16を停止させるとともに、配管17の制御弁18を閉じて、被処理物Kの真空吸着を解除する(図9参照)。
Next, the
次に、前記第1減圧機構15の真空ポンプ16を動作させ、且つ配管17の制御弁18を開いて、被処理物Kを再度、保持台4上に真空吸着し、この状態で、前記冷却機構38によって処理部本体2を冷却して、被処理物Kを冷却するとともに、溶融金属Mを冷却固化させ、この後、進退機構14により前記第2本体6を上方に移動させて原位置に復帰させるとともに、前記昇降機構13により前記保持台4を下方に降下させて、保持台4とハウジング5とを分離させ、分離後、前記第1減圧機構15の真空ポンプ16を停止させるとともに、配管17の制御弁18を閉じて、被処理物Kの真空吸着を解除し、被処理物Kを保持台4上から取り出す(図9参照)。
Next, the
以後、上記手順を繰り返して実施することにより、複数の被処理物Kを対して連続的に金属充填を行う。 Thereafter, the above procedure is repeated to continuously fill the plurality of workpieces K with metal.
このように、本例の充填装置1によれば、環状の封止部10aが被処理物Kの表面へ押し当てられる過程で、前記環内空間が溶融金属Mで充満された状態となるとともに、不要な溶融金属Mが前記切欠き溝11を通して外部に漏出されるので、前記封止部10aの厚さを、前記環内空間内の被処理物K表面の全面を覆うことができる量の溶融金属を前記環内空間内に保持できる厚さとしても、処理後に被処理物K上に残る余剰の溶融金属Mを極力少なくする、即ち、被処理物K上に形成される金属膜の厚さを極力薄くすることができる。
Thus, according to the filling
斯くして、この充填装置1によると、被処理物Kとの間の濡れ性が悪い溶融金属Mであっても、これを微小空間内に隙間なく充填することができる。また、処理後に被処理物Kに残される金属膜を極力薄くすることができるので、当該金属膜を除去する作業が軽減され、溶融金属Mの供給及び再利用の面でのコストを低減することができる。
Thus, according to the filling
また、前記環状封止部材8を第2本体6に対して着脱自在としたので、弾性体10が劣化してその交換が必要になった際に、これを容易に新たなものに交換することができ、そのメンテナンス性を大幅に向上させることができる。
Moreover, since the said annular sealing
前記溶融金属供給機構20は、第2本体6の被処理物Kとの対向面に開口するように設けられた配管22を通して、前記被処理物K上に溶融金属Mを供給するように構成されているので、被処理物Kの処理面のみに必要な量の溶融金属Mを供給することができ、溶融金属Mの供給及び再利用の面でのコストを押さえることができる。
The molten
以上、本発明の一実施形態について説明したが、本発明が採り得る態様は何らこれらに限定されるものではない。 As mentioned above, although one Embodiment of this invention was described, the aspect which this invention can take is not limited to these at all.
例えば、上例では、封止部10aの下端部の3か所に切欠き溝11を設けたが、これに限られるものではなく、1か所でも良く、2か所、或いは4か所以上であっても良い。尚、複数個所に設ける場合には、これらを周方向に等間隔に設けるのが好ましい。上述したように、切欠き溝11を周方向に等間隔に設けることで、溶融金属Mを前記環内空間内に偏りなく均等に広げることができる。
For example, in the above example, the
また、前記環状封止部材8は、その封止部10aの断面形状が上例のような円形に限られるものではなく、前記第2本体6の下端面及び被処理物Kに対して気密状に密接できれば、例えば、図11に示すような、断面形状が略三角形をした封止部10bを有する環状封止部材8b、或いは、図12に示すような、断面形状が四角形をした封止部10cを有する環状封止部材8cであっても良い。尚、図11の符号11b及び図12の符号11cはそれぞれ切欠き溝である。
The
また、前記環状封止部8は、図14に示すような、下端部が環内側に湾曲する、断面形状がアルファベットのJ字状をした封止部10eを有する環状封止部材8eであっても良い。この封止部10eは、図14(a)に示した状態から、図14(b)に示すような、その下端部が被処理物Kに押し当てられた状態となったとき、当該下端部が更に湾曲し、切欠き部11eが内側に折れ曲がって他の部分が被処理物Kに押し当てられた状態となり、これにより、前記環内部が気密状に封止される。
Further, the
また、前記環状封止部8は、図13に示すように、その切欠き溝11dの底面(図示した状態では上面)の形状が平面ではなく、湾曲面(下に凸の曲面)となった封止部10dを有する環状封止部材8dであっても良い。
Further, as shown in FIG. 13, the
また、上例では、封止部10aの下端部に切欠き溝11を形成したが、これに限るものではなく、図15に示すように、封止部43aの上端部及び支持板41の上面、即ち、封止部43a及び支持板41が第2本体6’の下端面と接触する部分に切欠き溝44,42を形成した充填装置1’であっても良い。尚、図15は、図1におけるA部に相当する部分をA’として拡大して示した拡大図であり、図1の充填装置1とは、第2本体6’及び環状封止部材40の構成が異なるのみであり、上例の充填装置1と同じ構成部分については同じ符号を付している。また、第2本体6’は、下端部に段付き部を形成していない点において前記第2本体6とはその構成が異なり、環状封止部材40は封止部43a及び支持板41に切欠き溝44,42を形成した点において前記環状封止部材8とはその構成が異なる。また、図中の符号43は弾性体、符号43bは固着部である。
In the above example, the
この充填装置1’によれば、封止部43aが被処理物K表面へ押し当てられる過程で、その環内空間が溶融金属Mで充満された状態となるとともに、不要な溶融金属Mが切欠き溝44,42を通して外部に漏出し、その後更に封止部43aが被処理物K表面へ押し当てられると、封止部43aの弾性変形によって、切欠き溝44が潰されて、当該環内部と外部空間との連通が遮断され、当該環内部は気密状に封止される。
According to this
更に、図16に示すように、第2本体6”の下端面であって、前記環状封止部材45が接触する部分に、前記環内空間と外部空間を連通させる切欠き溝47を形成した充填装置1”であっても良い。尚、図16は、図1におけるA部に相当する部分をA”として拡大して示した拡大図であり、図1の充填装置1とは、第2本体6”及び環状封止部材45の構成が異なるのみであり、充填装置1と同じ構成部分については同じ符号を付している。また、第2本体6”は、切欠き溝47を形成した点において前記第2本体6とはその構成が異なり、環状封止部材45は封止部46aに切欠き溝を設けていない点において前記環状封止部材8とはその構成が異なる。また、図中の符号46は弾性体、符号46bは固着部である。
Further, as shown in FIG. 16, a
この充填装置1”では、封止部46aが被処理物K表面へ押し当てられる過程で、その環内空間が溶融金属Mで充満された状態となるとともに、不要な溶融金属Mが切欠き溝47を通して外部に漏出し、その後更に封止部46aが被処理物K表面へ押し当てられると、図17に示すように、封止部46aの弾性変形によって、切欠き溝47が埋められて、当該環内部と外部空間との連通が遮断され、当該環内部が気密状に封止される。
In this
また、上例の充填装置1では、前記処理部本体2を、保持台4及びハウジング5(第1本体3)と、第2本体6との3つの部材から構成したが、これに限られるものではなく、図18に示すように、処理部本体2’を、保持台4(第1本体3)と、この保持台4の上方に、当該保持第4と対向するように設けた第2本体51との2つの部材から構成した充填装置50であっても良い。尚、図18において、充填装置1と同じ構成部分については、同一の符号を付している。
Further, in the
前記第2本体51は、前記進退機構14によって、前記保持台4に対して進退するように構成されており、前記保持台4との対向面(下端面)には凹部51aが形成され、この凹部51a内の前記対向面に前記環状封止部材8が固設されている。また、前記凹部51aの周囲には、環状のシール部材7’が設けられており、前記進退機構14によって、前記保持台4側に進出したとき、保持台4の上面と第2本体51の下端面との間がこのシール部材7’によって封止され、シール部材7’の環内の空間が処理室12’として形成される。また、その際、処理室12’内の被処理物Kの前記周域に、前記環状封止部材8の前記封止部10aが押し当てられる。尚、前記封止部10aが被処理物Kに押し当てられると、当該封止部10aの弾性変形によって前記切欠き溝11が潰れるが、前記シール部材7’は、この封止部材10aの弾性変形を許容する程度に、自体弾性変形可能である。
The second
また、保持台4には、上記充填装置1と同様の第1減圧機構15が接続されており、前記真空ポンプ16によって、被処理物Kが保持台4上に真空吸着される。また、当該保持台4は、加熱機構37によって、溶融金属Mの融点以上の温度に加熱され、冷却機構38によって、適宜冷却される。
The holding table 4 is connected to a first
一方、前記第2本体51には、第2減圧機構52及び前記溶融金属供給機構20が接続されている。第2減圧機構52は、真空ポンプ53と、一端がこの真空ポンプ53に接続され、他端が第2本体51を上下に貫通して前記凹部51a内の前記対向面に開口する配管54と、第2本体51に内装され、前記配管54の開口部において、その管路を開閉するバルブゲートからなる制御弁55とを備え、真空ポンプ53によって、前記処理室12’内を減圧して、真空にする。また、前記溶融金属供給機構20は、配管22及び制御弁23を介して、溶融金属供給部21から所定量の溶融金属Mを、処理室12’内の被処理物K上に供給する。
On the other hand, a
尚、この充填装置50においても、進退機構14、真空ポンプ16,53、溶融金属供給部21、加熱機構37、冷却機構38、制御弁18,23,55は、それぞれ制御装置39’によってその動作が制御される。
In this
この充填装置50によれば、まず、進退機構14によって第2本体51を上方の原位置に移動させて、保持台4と第2本体51とを分離させた状態にする。ついで、被処理物Kを、その被処理面を上にした状態で保持台4の保持面上に載置し、ついで、第1減圧機構15の真空ポンプ16を動作させるとともに、配管17の制御弁18を開いて、保持台4上に被処理物Kを真空吸着させる。
According to this filling
次に、進退機構14によって第2本体51を下方に移動させて、前記シール部材7’を保持台4の上面に押し当てることにより、気密状の処理室12を形成する。尚、このとき、環状封止部材8の封止部10aは、被処理物Kに押し当てられていても、当該被処理物Kに接触していなくても良いが、封止部10aの切欠き溝11が潰れていない状態とする。
Next, the second
ついで、前記第2減圧機構52の真空ポンプ53を動作させ、且つ配管54の制御弁55を開いて、処理室12’内を減圧し、真空状態にするとともに、前記加熱機構37により、処理部本体2’を溶融金属Mの融点以上の温度に加熱する。
Next, the
次に、溶融金属供給部21を動作させるとともに、制御弁23を開いて、溶融金属供給部21から所定量の溶融金属Mを被処理物K上に供給した後、当該溶融金属供給部21を停止させ、且つ制御弁23を閉じ、この後、進退機構14により、第2本体51を更に被処理物K側に進出させる。
Next, the molten
これにより、環状封止部材8の封止部10aが被処理物Kの表面に押し当てられ、その際、前記環内空間内が溶融金属Mによって充満され、当該環内空間内の被処理物K全面が溶融金属Mによって覆われた状態となる。そして、引き続き第2本体51が保持台4側に移動すると、封止部10aが徐々に弾性変形して、当該環内部の溶融金属Mが、封止部10aに形成された切欠き溝11を通じて外部に漏出し、封止部10aが更に弾性変形すると、前記切欠き溝11が潰されて、前記環内部と外部空間との連通が遮断され、当該環内部は気密状に封止された状態となる。これにより、当該環内部の溶融金属Mの内圧が高まって、当該溶融金属Mが被処理物Kに形成された微小空間内に充填される。
As a result, the sealing
次に、真空ポンプ53を停止させ、配管54の制御弁55を閉じるとともに、前記冷却機構38によって処理部本体2’を冷却して、溶融金属Mを冷却固化させる。ついで、進退機構14により前記第2本体51を上方の原位置に復帰させて、第2本体51と保持台4とを分離させ、分離後、前記第1減圧機構15の真空ポンプ16を停止させるとともに、配管17の制御弁18を閉じて、被処理物Kの真空吸着を解除し、被処理物Kを保持台4上から取り出す。
Next, the
このように、この充填装置50においても、環状封止部材8の封止部10aが被処理物K表面へ押し当てられる過程で、前記環内空間が溶融金属Mで充満された状態となるとともに、不要な溶融金属Mが前記切欠き溝11を通して外部に漏出されるので、被処理物Kとの間の濡れ性が悪い溶融金属Mであっても、これを微小空間内に隙間なく充填することができるとともに、処理後に被処理物K上に残る余剰の金属膜を極力薄くすることができ、該金属膜を除去する作業が軽減され、更に、溶融金属Mの供給及び再利用の面でのコストを低減することができる。
Thus, also in this filling
尚、言うまでもなく、この充填装置50においても、上述した切欠き溝11の変形例や、封止部10aの変形例に係る態様を採用することができる。
Needless to say, the filling
また、上述した充填装置1及び充填装置50において、前記溶融金属供給機構20を設けない構成とすることもできる。この場合、被処理物Kを保持台4上に載置し、続いて固体状(例えば、板状)の充填物を被処理物Kに載置して、前記加熱機構37による前記処理部本体2,2’の加熱時に、当該加熱によって固体状の充填物を液化させるようにすれば良く、充填装置1及び充填装置50の双方とも、被処理物Kを保持台4上に載置する際に、固体状(例えば、板状)の充填物を被処理物Kに載置する点以外は、それぞれについて上述した手順と同じ手順により、被処理物Kの微小空間内に液状物を充填することができる。
Moreover, in the
1 充填装置
2 処理部本体
4 保持台(第1本体)
5 ハウジング(第1本体)
6 第2本体
8 環状封止部材
9 支持板
10 弾性体
10a 封止部
10b 固着部
11 切欠き溝
12 処理室
13 昇降機構
14 進退機構
15 第1減圧機構
20 溶融金属供給機構
25 第2減圧機構
29 ブロー機構
33 回収機構
37 制御装置
K 被処理物
DESCRIPTION OF
5 Housing (first body)
6
Claims (5)
前記被処理物が保持される保持面を有する第1本体、及び該第1本体に保持される被処理物の表面と対向するように配設された第2本体からなり、該第1本体と第2本体とが係合した状態において、前記被処理物が保持される空間である気密状の処理室を形成する処理部本体と、
前記第1本体及び第2本体の内の少なくとも一方を移動させて、前記第1本体に保持される前記被処理物と前記第2本体とを相対的に接近、離反させる進退機構と、
前記処理室内を減圧する減圧機構と、
前記処理室内に保持される前記被処理物の表面上に前記液状物を供給する供給機構とを備えた充填装置において、
前記第2本体の前記被処理物表面との対向面であって、前記被処理物表面の前記処理領域よりも外側の周域と対向する部分に、弾性を有する環状の封止部材を設けるとともに、前記進退機構の動作により前記第2本体が前記被処理物に対し相対的に接近して、該環状封止部材が前記被処理物表面の前記周域に押し当てられるように構成し、
更に、前記環状封止部材が前記被処理物表面に接触することによって形成される該環状封止部材の環内空間と、該環内空間外の空間とを連通させる切欠き溝を、該環状封止部材の、前記被処理物表面と接触する部分、又は、該環状封止部材の、前記第2本体の対向面と接触する部分、又は、前記第2本体の対向面の、前記環状封止部材と接触する部分に形成したことを特徴とする液状物充填装置。 A filling device for filling a liquid material into a micro space formed in a processing region inside the outer peripheral edge of the surface of the object to be processed and formed to open to the surface,
A first main body having a holding surface for holding the object to be processed; and a second main body disposed to face the surface of the object to be processed held by the first main body, In a state where the second main body is engaged, a processing unit main body that forms an airtight processing chamber that is a space in which the workpiece is held;
An advancing and retreating mechanism for moving at least one of the first main body and the second main body to relatively approach and separate the object to be processed and the second main body held by the first main body;
A decompression mechanism for decompressing the processing chamber;
In a filling apparatus comprising a supply mechanism for supplying the liquid material onto the surface of the object to be processed held in the processing chamber,
An annular sealing member having elasticity is provided on a portion of the second main body facing the surface of the object to be processed and facing a peripheral region outside the processing region of the surface of the object to be processed. The second main body is relatively close to the object to be processed by the operation of the advance / retreat mechanism, and the annular sealing member is pressed against the peripheral area of the surface of the object to be processed,
Further, the annular sealing member is formed by contacting the surface of the object to be processed, and a notch groove for communicating the inner space of the annular sealing member with the space outside the inner space is formed in the annular shape. A portion of the sealing member that contacts the surface of the workpiece, or a portion of the annular sealing member that contacts the opposing surface of the second body, or the annular seal of the opposing surface of the second body. A liquid filling apparatus, wherein the liquid filling apparatus is formed in a portion in contact with a stop member.
前記被処理物が保持される保持面を有する第1本体、及び該第1本体に保持される被処理物の表面と対向するように配設された第2本体からなり、該第1本体と第2本体とが係合した状態において、前記被処理物が保持される空間である気密状の処理室を形成する処理部本体と、
前記第1本体及び第2本体の内の少なくとも一方を移動させて、前記第1本体に保持される前記被処理物と前記第2本体とを相対的に接近、離反させる進退機構と、
前記処理室内を減圧する減圧機構と、
前記処理室内に保持された前記被処理物上の個体充填物を加熱して液状にする加熱機構とを備えた充填装置において、
前記第2本体の前記被処理物表面との対向面であって、前記被処理物表面の前記処理領域よりも外側の周域と対向する部分に、弾性を有する環状の封止部材を設けるとともに、前記進退機構の動作により前記第2本体が前記被処理物に対し相対的に接近して、該環状封止部材が前記被処理物表面の前記周域に押し当てられるように構成し、
更に、前記環状封止部材が前記被処理物表面に接触することによって形成される該環状封止部材の環内空間と、該環内空間外の空間とを連通させる切欠き溝を、該環状封止部材の、前記被処理物表面と接触する部分、又は、該環状封止部材の、前記第2本体の対向面と接触する部分、又は、前記第2本体の対向面の、前記環状封止部材と接触する部分に形成したことを特徴とする液状物充填装置。 A filling device for filling a liquid material into a micro space formed in a processing region inside the outer peripheral edge of the surface of the object to be processed and formed to open to the surface,
A first main body having a holding surface for holding the object to be processed; and a second main body disposed to face the surface of the object to be processed held by the first main body, In a state where the second main body is engaged, a processing unit main body that forms an airtight processing chamber that is a space in which the workpiece is held;
An advancing and retreating mechanism for moving at least one of the first main body and the second main body to relatively approach and separate the object to be processed and the second main body held by the first main body;
A decompression mechanism for decompressing the processing chamber;
In a filling apparatus comprising a heating mechanism that heats the solid filling on the object to be processed held in the processing chamber to make it liquid.
An annular sealing member having elasticity is provided on a portion of the second main body facing the surface of the object to be processed and facing a peripheral region outside the processing region of the surface of the object to be processed. The second main body is relatively close to the object to be processed by the operation of the advance / retreat mechanism, and the annular sealing member is pressed against the peripheral area of the surface of the object to be processed,
Further, the annular sealing member is formed by contacting the surface of the object to be processed, and a notch groove for communicating the inner space of the annular sealing member with the space outside the inner space is formed in the annular shape. A portion of the sealing member that contacts the surface of the workpiece, or a portion of the annular sealing member that contacts the opposing surface of the second body, or the annular seal of the opposing surface of the second body. A liquid filling apparatus, wherein the liquid filling apparatus is formed in a portion in contact with a stop member.
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