JP7268931B2 - 接合方法、基板接合装置および基板接合システム - Google Patents
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Description
第1基板と第2基板とを接合する接合方法であって、
前記第1基板と前記第2基板との少なくとも一方について周部のみを保持し且つ前記第1基板の接合面と前記第2基板の接合面とが互いに対向した状態で前記第1基板と前記第2基板とを保持する基板保持工程と、
前記第1基板の周部に対して前記第1基板の中央部が前記第2基板に向かって突出するように前記第1基板を撓ませた状態で、前記第1基板の中央部と前記第2基板の中央部とを接触させる第1接触工程と、
前記第1接触工程の後、前記第1基板および前記第2基板の中央部から周部に向かって前記第1基板と前記第2基板との接触部分を広げていく第2接触工程と、
前記第2接触工程の後、前記第1基板を保持した状態における前記第1基板の周部に対向する第1領域の内側の第2領域に凹部が形成されている第1基板保持部に、前記第1基板の周部が保持され、且つ、前記第1基板と前記第2基板とが全面で接触した状態で、前記第1基板の周部のみを前記第2基板の周部に押し付けることにより前記第1基板と前記第2基板とを接合する接合工程と、を含む。
第1基板と第2基板とを接合する基板接合装置であって、
前記第1基板の周部を保持し、前記第1基板を保持した状態における前記第1基板の周部に対向する第1領域の内側の第2領域に凹部が形成されている第1基板保持部と、
前記第2基板の接合面を前記第1基板の接合面に対向させた状態で前記第2基板を保持する第2基板保持部と、
前記第1基板保持部と前記第2基板保持部とが互いに近づく方向または互いに離れる方向へ前記第1基板保持部または前記第2基板保持部の少なくとも一方を駆動する保持部駆動部と、
前記第1基板保持部により前記第1基板の中央部が前記第1基板の周部に対して前記第2基板に向かって突出するように前記第1基板が撓んだ状態で保持され、前記第1基板の中央部と前記第2基板の中央部とが互いに接触した状態から、前記第1基板および前記第2基板の中央部から周部に向かって前記第1基板と前記第2基板との接触部分を広げていき、前記第1基板と前記第2基板とを全面で接触させた状態で、前記第1基板保持部を前記第2基板保持部に押し付けることにより前記第1基板の周部のみを前記第2基板の周部に押し付けるように前記保持部駆動部を制御する制御部と、を備える。
以下、本発明の実施の形態に係る基板接合システムについて、図を参照しながら説明する。本実施の形態に係る基板接合システムは、基板W1、W2をいわゆる親水化接合する。基板接合システムは、基板W1、W2の接合面を活性化する活性化処理工程を行った後、基板W1、W2の接合面を水洗浄する水洗浄工程を行う。このとき、基板W1、W2の接合面にOH基が生成される。その後、基板接合システムは、接合面にOH基が生成された基板W1、W2の接合面同士を接触させることにより基板W1、W2同士を接合する。
本実施の形態に係る基板接合システムは、2つの基板の接合面を活性化した後、親水化処理を行うことなく2つの基板同士を接合する点で実施の形態1と相違する。基板接合システムは、2つの基板同士を予め設定された基準真空度以上の真空度のチャンバ内で、互いに接合される接合面に対して活性化処理が施された2つの基板同士を接触させて2つの基板を接合する。ここで、活性化処理では、基板の接合面に特定のエネルギ粒子を当てることにより基板の接合面を活性化する。
Claims (23)
- 第1基板と第2基板とを接合する接合方法であって、
前記第1基板と前記第2基板との少なくとも一方について周部のみを保持し且つ前記第1基板の接合面と前記第2基板の接合面とが互いに対向した状態で前記第1基板と前記第2基板とを保持する基板保持工程と、
前記第1基板の周部に対して前記第1基板の中央部が前記第2基板に向かって突出するように前記第1基板を撓ませた状態で、前記第1基板の中央部と前記第2基板の中央部とを接触させる第1接触工程と、
前記第1接触工程の後、前記第1基板および前記第2基板の中央部から周部に向かって前記第1基板と前記第2基板との接触部分を広げていく第2接触工程と、
前記第2接触工程の後、前記第1基板を保持した状態における前記第1基板の周部に対向する第1領域の内側の第2領域に凹部が形成されている第1基板保持部に、前記第1基板の周部が保持され、且つ、前記第1基板と前記第2基板とが全面で接触した状態で、前記第1基板の周部のみを前記第2基板の周部に押し付けることにより前記第1基板と前記第2基板とを接合する接合工程と、を含む、
接合方法。 - 前記基板保持工程において、前記第1基板および前記第2基板は静電チャックにより保持される、
請求項1に記載の接合方法。 - 前記第2接触工程において、前記第1基板の中央部と前記第2基板の中央部とを突き合わせた状態で、前記第1基板の周部と前記第2基板の周部との間の距離を縮めることにより、前記第1基板および前記第2基板の中央部から周部に向かって前記第1基板と前記第2基板との接触部分を広げていく、
請求項1または2に記載の接合方法。 - 前記第2接触工程において、前記第1基板の中央部と前記第2基板の中央部とを突き合わせることにより、外部から前記第1基板と前記第2基板とを互いに近づく方向へ加圧することなく、前記第1基板と前記第2基板との間に生じる分子間力により前記第1基板および前記第2基板の中央部から周部に向かって前記第1基板と前記第2基板との接触部分を広げる、
請求項1から3のいずれか1項に記載の接合方法。 - 前記第1接触工程よりも前に、前記第1基板の接合面および前記第2基板の接合面を親水化する親水化工程を更に含む、
請求項1から4のいずれか1項に記載の接合方法。 - 少なくとも前記第1接触工程、前記第2接触工程および前記接合工程は、減圧下で行われる、
請求項1から5のいずれか1項に記載の接合方法。 - 前記第1接触工程よりも前に、前記第1基板の接合面および前記第2基板の接合面を活性化する活性化処理工程を更に含み、
少なくとも前記第1接触工程、前記第2接触工程および前記接合工程は、10-5Paよりも真空度が高い環境下で行われる、
請求項1から4のいずれか1項に記載の接合方法。 - 第1基板と第2基板とを接合する基板接合装置であって、
前記第1基板の周部を保持し、前記第1基板を保持した状態における前記第1基板の周部に対向する第1領域の内側の第2領域に凹部が形成されている第1基板保持部と、
前記第2基板の接合面を前記第1基板の接合面に対向させた状態で前記第2基板を保持する第2基板保持部と、
前記第1基板保持部と前記第2基板保持部とが互いに近づく方向または互いに離れる方向へ前記第1基板保持部または前記第2基板保持部の少なくとも一方を駆動する保持部駆動部と、
前記第1基板保持部により前記第1基板の中央部が前記第1基板の周部に対して前記第2基板に向かって突出するように前記第1基板が撓んだ状態で保持され、前記第1基板の中央部と前記第2基板の中央部とが互いに接触した状態から、前記第1基板および前記第2基板の中央部から周部に向かって前記第1基板と前記第2基板との接触部分を広げていき、前記第1基板と前記第2基板とを全面で接触させた状態で、前記第1基板保持部を前記第2基板保持部に押し付けることにより前記第1基板の周部のみを前記第2基板の周部に押し付けるように前記保持部駆動部を制御する制御部と、を備える、
基板接合装置。 - 前記第1基板保持部は、前記第1基板の周部を保持する第1静電チャックを有し、
前記第2基板保持部は、前記第2基板の周部を保持する第2静電チャックを有する、
請求項8に記載の基板接合装置。 - 前記第2基板保持部は、前記第2基板を保持する側に平坦面を有し、前記第2基板を保持した状態における前記第2基板の周部に対向する第3領域に前記第2静電チャックが配設され、前記第3領域の内側の第4領域に第3静電チャックが配設されている、
請求項9に記載の基板接合装置。 - 前記第1基板保持部と前記第2基板保持部との少なくとも一方は、透明なガラスから形成され、
前記第1基板保持部と前記第2基板保持部とのうちの透明なガラスから形成された方に配設された前記第1静電チャックまたは前記第2静電チャックは、透明導電膜から形成されている、
請求項9または10に記載の基板接合装置。 - 前記第1基板保持部は、前記第2基板保持部よりも鉛直下方に位置する、
請求項8から11のいずれか1項に記載の基板接合装置。 - 前記第1基板保持部における前記第1基板が支持される側とは反対側または前記第2基板保持部における前記第2基板が支持される側とは反対側に配置された撮像部を更に備え、
前記保持部駆動部は、更に、前記第1基板保持部と前記第2基板保持部との少なくとも一方を他方に対して前記第1基板保持部と前記第2基板保持部とが対向する方向と交差する方向へ相対的に移動させることが可能であり、
前記第1基板は、第1アライメントマークが設けられ、
前記第2基板は、第2アライメントマークが設けられ、
前記撮像部は、前記第1基板保持部または前記第2基板保持部を透過して前記第1アライメントマークおよび前記第2アライメントマークを撮像し、
前記制御部は、更に、前記撮像部により撮像された前記第1アライメントマークおよび前記第2アライメントマークの撮影画像に基づいて、前記第1基板の前記第2基板に対する相対的な位置ずれ量が小さくなるように前記第1基板保持部と前記第2基板保持部との少なくとも一方を移動させるよう前記保持部駆動部を制御する、
請求項12に記載の基板接合装置。 - 前記制御部は、前記第1基板の中央部と前記第2基板の中央部とが互いに接触した状態から前記第1基板の周部を前記第2基板の周部に接触させる際、前記第1基板保持部と前記第2基板保持部との少なくとも一方が前記第1基板保持部と前記第2基板保持部とが互いに近づく方向へ移動するように前記保持部駆動部を制御する、
請求項8から13のいずれか1項に記載の基板接合装置。 - 前記第1基板保持部は、前記第1基板保持部における前記第1領域の内側の第2領域に前記第2領域の中央部を中心とした環状の凹部が設けられている、
請求項14に記載の基板接合装置。 - 前記第1基板保持部は、前記第1基板保持部における前記第1領域の内側の第2領域に設けられた凹部の中央部から前記凹部の周縁に亘って延在し前記第1基板に当接する少なくとも1つのリブを有する、
請求項8から15のいずれか1項に記載の基板接合装置。 - 前記少なくとも1つのリブは、複数存在し、
複数のリブは、前記凹部の中央部から放射状に延在している、
請求項16に記載の基板接合装置。 - 前記第1基板保持部は、前記凹部の底部に立設し前記第1基板保持部が前記第1基板を保持した状態で先端部が前記第1基板に当接する複数の突起を更に有する、
請求項8から17のいずれか1項に記載の基板接合装置。 - 前記第1基板と前記第2基板とが配置される領域を減圧雰囲気で維持するチャンバを更に備える、
請求項8から18のいずれか1項に記載の基板接合装置。 - 前記第1基板保持部は、前記第1基板の周部を保持した状態で、前記第1基板保持部と前記第1基板との間に気体を吐出することにより、前記第1基板の周部に対して前記第1基板の中央部が前記第2基板に向かって突出するように前記第1基板を撓ませる気体吐出部を更に有する、
請求項8から19のいずれか1項に記載の基板接合装置。 - 前記第1基板の接合面および前記第2基板の接合面に粒子ビームを照射することにより前記第1基板の接合面と前記第2基板の接合面とを活性化する粒子ビーム源を更に備え、
前記第1基板と前記第2基板とを、10-5Paよりも真空度が高い環境下で接合する、
請求項8から20のいずれか1項に記載の基板接合装置。 - 請求項8から21のいずれか1項に記載の基板接合装置と、
前記第1基板および前記第2基板が前記基板接合装置へ投入される前に、前記第1基板の接合面および第2基板の接合面に対して水を吐出することにより前記第1基板の接合面と第2基板の接合面とを洗浄する洗浄装置と、を備える、
基板接合システム。 - 請求項8から21のいずれか1項に記載の基板接合装置と、
前記第1基板および前記第2基板が前記基板接合装置へ投入される前に、前記第1基板の接合面および第2基板の接合面をプラズマに曝露することにより前記第1基板の接合面と第2基板の接合面とを活性化する活性化処理装置と、を備え、
前記基板接合装置は、前記第1基板と前記第2基板とを、10-5Paよりも真空度が高い環境下で接合する、
基板接合システム。
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