KR101718649B1

KR101718649B1 - 접합 장치 및 접합 기판의 제조 방법

Info

Publication number: KR101718649B1
Application number: KR1020157027741A
Authority: KR
Inventors: 고노스케 하야시; 다이스케 마츠시마
Original assignee: 시바우라 메카트로닉스 가부시끼가이샤
Priority date: 2013-03-26
Filing date: 2014-03-20
Publication date: 2017-03-21
Also published as: TW201448005A; JP2014209571A; WO2014156987A1; EP2980830A4; EP2980830A1; CN105283942A; TWI584363B; KR20150130377A; JP6501447B2; CN105283942B; US20160009070A1; US9586391B2

Abstract

본 발명의 실시형태에 의하면, 제1 기판과 제2 기판을 접합하는 접합 장치로서, 제2 기판을 유지하는 기판 유지부와, 상승 동작을 행함으로써 상기 제2 기판의 이면을 가압하는 압자와, 상기 제2 기판과 미리 정해진 간격을 두고 대향하도록 유지 가능한 제1 기판의 둘레 가장자리부를 지지하는 지지 클로를 갖는 기판 지지부를 구비하고, 상기 압자는, 상기 제1 기판의 접합면과 상기 제2 기판의 접합면의 거리가, 상기 제1 기판의 접합면의 둘레 단부로부터 상기 제2 기판의 접합면까지의 거리보다 작은 위치에 대응하는 상기 제2 기판의 미리 정해진 한 점을 가압하는 것을 특징으로 하는 접합 장치가 제공된다.

Description

접합 장치 및 접합 기판의 제조 방법{BONDING DEVICE AND METHOD FOR MANUFACTURING BONDED SUBSTRATE}

본 발명의 실시형태는 접합 장치 및 접합 기판의 제조 방법에 관한 것이다.

TSV 공정(Through Silicon Via) 등에 이용하는 고성능 디바이스용의 웨이퍼로서, 경면 연마된 2장의 웨이퍼의 연마면끼리(접합면끼리) 접합하여 접합 기판을 형성하는 기술이 알려져 있다. 2장의 웨이퍼의 적어도 한쪽의 웨이퍼에, 플라즈마 처리 등으로 산화층을 형성하는 등의 처리를 행한 후, 양 웨이퍼를 접합한다. 접합후에는 필요에 따라서 열처리를 행하여 결합 강도를 높인 후, 접합된 웨이퍼를 연삭 및 연마하여 원하는 두께까지 박화한다. 이와 같은 기술에 의하면, 웨이퍼로 대표되는 기판 사이에 접착제 등을 개재하지 않고 기판끼리의 접합을 행할 수 있다. 그 때문에, 접합후의 처리(고온 처리나 화학 처리) 등에서의 프로세스 조건의 다양화를 도모할 수 있다.

이와 같은 접합 장치에 있어서는, 통상, 접합되는 한쪽의 기판을 다른 쪽의 기판 방향으로 압박하여 변형시키면서 접합을 행한다.

특허문헌 1에는, 접합되는 한쪽의 기판인 제1 기판을 스테이지 상에 유지하고, 다른 쪽의 기판인 제2 기판을 그 주변부를 유지한 상태로 제1 기판에 대하여 간격을 두고 대향 배치하고, 제2 기판을 그 접합면과는 반대측 면의 미리 정해진 한 점을 위쪽으로부터 압박하면서 접합을 행하는 것이 기재되어 있다.

또한 특허문헌 2에는, 접합되는 한쪽의 반도체 웨이퍼를, 그 접합면 중앙부가 볼록해지도록 뒤집어 고무 척에 진공 흡인하여 유지한 상태로, 다른 쪽의 반도체 웨이퍼에 접촉시킨 후, 고무 척 내부에 공기 등을 도입하여 한쪽의 반도체 웨이퍼가 뒤집힌 것을 회복시킴으로써 양 웨이퍼의 접합을 행하는 것이 기재되어 있다.

그러나, 특허문헌 1과 같이, 제2 기판의 둘레 가장자리부를 유지하는 경우, 이 기판이 자체 중량에 의해 휘어지는 경우가 있다. 그리고 또한 제2 기판을 위쪽으로부터 압박하면서 접합을 행하면, 제2 기판의 휘어짐이 커져, 제2 기판에 왜곡이 발생한다.

또한, 특허문헌 2와 같이, 웨이퍼를 고무 척의 배치면을 따라서 볼록하게 변형시켜 접합한 경우라도, 웨이퍼에 왜곡이 생길 우려가 있다.

이와 같이 접합하는 기판에 왜곡이 생기면, 2장의 위치 맞춤을 적정하게 행할 수 없어, 어긋남이 없는 확실한 접합이 어려워진다.

특허문헌 1 : 일본 특허 공개 제2012-156163호 특허문헌 2 : 일본 특허 공개 소61-145839호

본 발명의 실시형태는, 기판의 왜곡의 발생을 방지하면서 확실하게 접합을 행할 수 있는 접합 장치 및 접합 기판의 제조 방법을 제공한다.

본 발명의 실시형태에 의하면, 제1 기판과 제2 기판을 접합하는 접합 장치로서, 제2 기판을 유지하는 기판 유지부와, 상승 동작을 행함으로써 상기 제2 기판의 이면을 가압하는 압자와, 상기 제2 기판과 미리 정해진 간격을 두고 대향하도록 유지 가능한 제1 기판의 둘레 가장자리부를 지지하는 지지 클로(claw)를 갖는 기판 지지부를 구비하고, 상기 압자는, 상기 제1 기판의 접합면과 상기 제2 기판의 접합면의 거리가, 상기 제1 기판의 접합면의 둘레 단부로부터 상기 제2 기판의 접합면까지의 거리보다 작은 위치에 대응하는 상기 제2 기판의 미리 정해진 한 점을 가압하는 것을 특징으로 하는 접합 장치가 제공된다.

또한, 본 발명의 다른 실시형태에 의하면, 제1 기판과 제2 기판을 접합하는 접합 기판의 제조 방법으로서, 상기 제2 기판을 유지하는 공정과, 상기 제2 기판과 미리 정해진 간격을 두고 대향하도록 상기 제1 기판의 둘레 가장자리부를 지지하는 공정과, 상기 제2 기판의 이면을 가압하는 공정을 구비하는 접합 기판의 제조 방법으로서, 상기 가압하는 공정은, 상기 제1 기판의 접합면과 상기 제2 기판의 접합면의 거리가, 상기 제1 기판의 접합면의 둘레 단부로부터 상기 제2 기판의 접합면까지의 거리보다 작은 위치에 대응하는 상기 제2 기판의 미리 정해진 한 점을 압자에 의해 가압하는 것을 특징으로 하는 접합 기판의 제조 방법이 제공된다.

본 발명의 실시형태에 의하면, 기판의 왜곡의 발생을 방지하면서 확실하게 접합을 행할 수 있는 접합 장치 및 접합 기판의 제조 방법이 제공된다.

도 1은 제1 실시형태에 따른 접합 장치(1)를 예시하기 위한 모식도.
도 2는 제1 기판(W1)과 제2 기판(W2)의 접합 상태를 예시하기 위한 모식도.
도 3의 (a)∼(f)는, 접합 장치(1)의 작용에 관해 예시하기 위한 모식도.
도 4의 (a)∼(d)는, 접합 장치(1)의 작용에 관해 예시하기 위한 모식도.
도 5의 (a)∼(d)는, 접합 장치(1)의 작용에 관해 예시하기 위한 모식도.
도 6은 제2 실시형태에 따른 접합 장치(100)를 예시하기 위한 모식도.
도 7은 제3 실시형태에 따른 접합 장치(200)를 예시하기 위한 모식도.
도 8의 (a)∼(d)는, 접합 장치(200)의 작용에 관해 예시하기 위한 모식도.
도 9의 (a)∼(d)는, 접합 장치(200)의 작용에 관해 예시하기 위한 모식도.

[제1 실시형태] (접합 장치(1))

이하, 도면을 참조하면서 제1 실시형태에 관해 예시를 한다. 또, 각 도면 중 동일한 구성 요건에는 동일한 부호를 붙이고 상세한 설명은 적절하게 생략한다.

도 1은, 본 실시형태에 따른 접합 장치를 예시하기 위한 모식도이다.

도 1은, 서로 접합되는 기판을 구성하는, 예컨대 2장의 실리콘 웨이퍼를, 접착제를 통하지 않고 직접 접합하는 접합 장치(1)를 예시한 것이다. 본 실시형태에서의 직접 접합은, 활성화 처리가 이루어진 접합면끼리의 미리 정해진 한 점을 가압하면 접합 개시점(S)이 형성되고, 거기서부터 수소 결합에 의한 접합이 자발적으로 진행된다.

도 1에 나타낸 바와 같이, 접합 장치(1)에는, 처리 용기(2), 기판 유지부(3), 압박부(5), 기판 지지부(8), 배기부(13), 검출부(16), 개구부(4)가 설치되어 있다.

(처리 용기(2))

처리 용기(2)는, 기밀 구조로 되어 있고, 대기압보다 감압된 분위기를 유지할 수 있다.

처리 용기(2)의 측벽에는, 개구 도어(4a)를 갖는 개구부(4)가 형성되어 있어, 제1 기판(W1), 제2 기판(W2)을 반입하고, 접합된 후의 기판(접합 기판)(W)을 반출할 수 있다.

또한 처리 용기(2)의 바닥부에는 배기구(14)가 형성되어 있어, 처리 용기(2)의 배기를 행할 수 있다. 후술하는 바와 같이, 접합은 진공 중에서도 대기압 하에서도 행할 수 있기 때문에, 배기구(14)는 필요하지 않으면 형성하지 않아도 좋다.

(기판 유지부(3))

기판 유지부(3)는, 그 유지면에 기판(W2)이 탑재되며 수평 상태로 지지된다.

기판 유지부(3)에는, 평면에서 볼 때 링형으로 되어 있고, 이 링형의 상면이 앞서 설명한 유지면으로 되어 있고, 이 유지면에 진공 척 등의 흡인 수단이 설치되어 있다. 기판 유지부(3)는, 이 흡인 수단에 의해 기판(W2)의 이면(W2b)의 둘레 가장자리부를 흡인함으로써 기판(W2)을 유지한다. 즉, 기판(W2)의 이면(W2b)의 중심부 영역은, 기판 유지부(3)에 의해 유지되지 않는다.

기판 유지부(3)는, 도시하지 않은 이동 수단에 의해 수평 방향으로 이동할 수 있게 되어 있다.

(압박부(5))

압박부(5)는, 기판 유지부(3)의 중앙에 형성되는 공간부에 위치하도록 배치된다.

압박부(5)는, 압자(5b)와, 압자(5b)의 이동 동작을 제어하는 이동부(5a)를 구비하며, 기판(W2)의 이면(W2b)(접합면과는 반대측의 면)의 미리 정해진 한 점을, 기판(W1)의 방향을 향해 가압한다. 이동부(5a)는, 압자(5b)를 상하 방향으로 이동시킴과 함께, 수평 방향으로도 이동시켜, 기판(W2)의 이면(W2b)의 임의의 개소에 대향할 수 있게 되어 있다. 즉, 압박부(5)와 기판 유지부(3)는, 서로 충돌하지 않고 개별적으로 이동 가능하게 되어 있다.

압자(5b)는 예컨대 핀과 같은 부재이며, 그 선단 형상은, 압자(5b)의 상승 동작에 의해 기판(W2)의 이면(W2b)에 대하여 가압을 행할 수 있는 것이 바람직하다. 예컨대, 바늘형이나 테이퍼형이나 구형으로 할 수 있다. 압자(5b)는 이동부(5a)의 구동에 의해, 압자(5b)의 선단부가, 기판 유지부(3)의 유지면(상면)보다 아래쪽에 위치하는 대기 위치와 기판 유지부(3)의 유지면보다 소정량만큼 돌출된 상승단 위치의 사이의 임의의 위치에 위치 부여되는 것이 가능하게 된다.

또, 본 명세서 중에서는, 압자(5b)가 상승 동작을 행하는 것을, 기판(W2)을 「가압한다」라고 한다. 압자(5b)의 또 다른 설명은 후술한다.

(기판 지지부(8))

기판 지지부(8)는, 기판(W2)의 표면(W2a)(접합면)과 대향하도록 기판(W1)을 지지한다. 기판 지지부(8)는, 복수(예컨대 4개)의 지지 클로(11)와, 각 지지 클로(11)를 이동시키는 이동부(10)와, 이동부(10)를 지지하는 베이스부(12)를 갖는다. 기판(W1)은, 지지 클로(11) 상에 탑재됨으로써, 제2 기판(W2)과의 사이에 간격(A)을 두고 지지된다.

(지지 클로(11))

복수의 지지 클로(11)는, 기판(W1)의 둘레 가장자리부를 따라서 설치되어 있고, 기판(W1)의 표면(W1a)의 둘레 가장자리부를 지지하여, 기판(W1)을 기판(W2)의 위쪽에 배치하도록 되어 있다.

(이동부(10))

이동부(10)는, 기판(W1)을 지지하는 위치와 기판(W1)의 직경 바깥 방향으로 후퇴한 위치 사이에서 지지 클로(11)를 이동시킨다. 이동부(10)는 예컨대, 서보 모터나 펄스 모터 등의 제어 모터를 구성 요소로서 포함하는 것으로 할 수 있다.

(제1 위치 맞춤부(9a))

제1 위치 맞춤부(9a)는, 후술하는 검출부(16)에서 검출된 위치 맞춤에 관한 정보에 기초하여, 기판(W1)과 기판(W2)의 수평 방향에서의 위치를 맞춘다. 제1 위치 맞춤부(9a)는, 예컨대 핀의 형상을 나타내며, 지지 클로(11)에 지지된 기판(W1)의 둘레 가장자리부를 따라서 복수 설치되어 있다.

제1 위치 맞춤부(9a)는, 예컨대 서보 모터나 펄스 모터 등의 제어 모터에 의해 구성된 도시하지 않은 이동부에 의해 기판(W1)의 직경 방향으로 진퇴 동작하여, 기판(W1)의 측면에 접촉 혹은 격리될 수 있게 되어 있다. 이 경우, 제1 위치 맞춤부(9a)는, 기판(W1)의 측면에 접촉하는 방향으로 지정된 양만큼 이동함으로써, 지지 클로(11)에 지지된 기판(W1)의 외주 가장자리를 수평 방향으로 눌러 기판(W1)의 위치 맞춤을 행하는 것으로 할 수 있다.

(제2 위치 맞춤부(9b))

제2 위치 맞춤부(9b)는, 후술하는 검출부(16)에서 검출된 위치 맞춤에 관한 정보에 기초하여, 기판(W1)과 기판(W2)의 회전 방향에서의 위치를 맞춘다. 이 경우, 제2 위치 맞춤부(9b)는, 예컨대 기판(W2)의 둘레 가장자리에 형성된 노치에 핀을 삽입함으로써 기판(W2)을 그 회전 방향에 있어서 위치 맞춤할 수 있다.

(배기부(13))

배기부(13)는, 배관(15)을 통해 배기구(14)로부터 처리 용기(2) 내의 공기를 배기한다.

또, 처리 용기(2)를 설치하지 않고, 대기압 하에서 접합을 행해도 좋다.

(검출부(16))

검출부(16)는, 검출 헤드(16b), 연산부(16a)로 구성되어 있다. 검출부(16)는, 기판(W1)과 기판(W2)의 각 둘레 가장자리부의 수평 위치를 검출함으로써, 기판(W1) 및 기판(W2)의 수평 방향에 있어서의 위치를 검출한다. 또한, 검출부(16)는, 기판(W1)과 기판(W2)에 각각 형성된 노치 위치를 검출함으로써, 기판(W1) 및 기판(W2)의 회전 방향에 있어서의 위치를 검출한다.

검출 헤드(16b)는, 예컨대 처리 용기(2)의 천장 부분에 설치할 수 있다. 검출 헤드(16b)는, 예컨대 CCD 이미지 센서(Charge Coupled Device Image Sensor)로 할 수 있다. 검출 헤드(16b)의 수에는 특별히 한정은 없지만, 복수의 검출 헤드(16b)를 설치하도록 하면 검출 정밀도를 향상시킬 수 있다.

연산부(16a)는 검출 헤드(16b)와 전기적으로 접속되어 있다. 연산부(16a)는, 검출 헤드(16b)로부터의 정보에 기초하여 기판(W1)과 기판(W2)의 상대적인 위치를 연산하여, 양자간의 위치 어긋남량이나 위치 어긋남 방향 등의 위치 맞춤에 관한 정보를 작성한다. 위치 맞춤에 관한 정보는, 기판 지지부(8)의 이동부(10)와 제1 위치 맞춤부(9a), 제2 위치 맞춤부(9b)로 보내어져, 기판(W1)과 기판(W2)의 위치 맞춤을 행할 때에 이용된다.

이하, 전술한 압자(5b)에 관해 상세히 설명한다.

기판(W1)이 매우 얇은 웨이퍼나 450 mm 직경의 대형 웨이퍼 등의 기판일 때, 도 2와 같이 지지 클로(11)에 의해 둘레 가장자리부가 지지된 기판은, 자체 중량에 의해 휘어져 버리는 경우가 있다.

또한, 기판(W1)이 처리 용기(2)에 반입된 시점에서 뒤집힌 경우가 있다.

기판(W1)의 변형량이 큰 경우, 기판(W2)에 대한 가압이 불충분하고 단시간이면, 표면(W1a)과 표면(W2a)이 접촉할 수 없어 접합이 진행되지 않는 경우가 있다. 또한, 기판(W1)의 휘어짐량이나 뒤집힘량은 처리실 내의 온도 등의 환경에도 영향을 받고, 일정하지 않기 때문에, 재현성 있는 접합이 어렵다.

여기서, 도 2에서의 간격(A)은, 기판(W1)의 표면(W1a)(접합면)과 기판(W2)의 표면(W2a)(접합면)의 거리를 나타내고 있다. 간격(B)은, 간격(A)이 가장 작은 위치에 있어서의 표면(W1a)과 표면(W2a)의 거리를 나타내고 있다. 간격(H)은, 접합 개시시의 표면(W1a)에서의 둘레 단부와 표면(W2a)의 거리를 나타내고 있다. 환언하면, 간격(H)은, 지지 클로(11)에서의 기판(W1)과의 접촉면의 표면(W2a)으로부터의 높이를 나타내고 있다.

접합 개시시에 기판(W1)이 평탄한 상태로 유지되어 있는 경우, 표면(W1a)의 면내에 있어서, 표면(W2a)과의 거리는 일정한 간격(H)이다. 그러나, 기판(W1)이 휘어짐이나 뒤집힘에 의해 변형되어 있으면, 표면(W1a)의 면내에 있어서, 표면(W2a)과의 거리가 간격(H)보다 작은 위치가 생긴다.

압자(5b)는, 표면(W1a)의 면내에 있어서, 표면(W2a)과의 거리가 간격(H)보다 작은 위치를 접합 개시점(S)으로 하고, 접합 개시점(S)에 대응하는 기판(W2)의 미리 정해진 한 점을 이면(W2b)(접합면과는 반대측)측으로부터 가압한다.

표면(W1a)의 면내에 있어서, 표면(W2a)과의 거리가 간격(H)보다 작은 위치는, 예컨대 간격(A)이 가장 작은 (간격(B)의) 위치로 할 수 있다.

간격(A)이 가장 작은 위치는, 예컨대 기판(W1)의 무게 중심을 중심으로 하는 영역으로 할 수 있고, 기판(W1)의 중심부로 할 수 있다. 또한 예컨대, 간격(A)이 가장 작은 위치는, 기판(W1)의 면적이나 기판(W1)을 지지하는 위치로부터의 산출에 의해 미리 구해 놓을 수 있다.

다음으로, 접합 장치(1)의 작용과 함께, 접합 기판의 제조 방법에 관해 예시를 한다.

도 3은 접합 처리의 공정을 예시하는 모식도이며, 도 3의 (a), (c), (e)는 접합 장치(1)의 측면에서 본 모식도, 도 3의 (b), (d), (f)는 접합 장치(1)의 바로 위에서 본 모식도이다.

도 4는 도 3에 이어지는 접합 처리의 공정을 예시하는 모식도이며, 도 4의 (a), (c)는 접합 장치(1)의 측면에서 본 모식도, 도 4의 (b), (d)는 접합 장치(1)의 바로 위에서 본 모식도이다.

도 5는 도 4에 이어지는 접합 처리의 공정을 예시하는 모식도이며, 도 5의 (a), (c)는 접합 장치(1)의 측면에서 본 모식도, 도 5의 (b), (d)는 접합 장치(1)의 바로 위에서 본 모식도이다.

우선, 도시하지 않은 반송 로보트에 의해 처리 용기(2)에 기판(W2)을 반입한다. 또한, 압자(5b)는 대기 위치에 위치 부여되어 있다.

다음으로, 도 3의 (a), (b)와 같이, 제2 기판(W2)을 기판 유지부(3)에 배치한 후 진공 척 등으로 유지를 행한다.

다음으로, 검출부(16)에서 기판(W2)의 노치(W2c)의 위치를 검출함으로써, 기판(W2)의 회전 방향의 위치를 검출한다. 또한, 검출부(16)에 의해 기판(W2)의 둘레 가장자리부의 수평 위치를 검출함으로써, 기판(W2)의 수평 방향의 위치를 검출한다.

다음으로, 도 3의 (c), (d)와 같이, 지지 클로(11)를 기판(W1)을 지지하는 장소로 이동시킨다.

다음으로, 도 3의 (e), (f)와 같이, 도시하지 않은 반송 로보트에 의해 기판(W1)을 처리 용기(2)의 내부에 반입하여 지지 클로(11)의 위에 탑재한다.

계속해서, 검출부(16)에 의해 검출한 기판(W2)과 기판(W1)의 상대적인 수평 방향의 위치에 관한 정보를 이용하여, 제1 위치 맞춤부(9a)에 의해 기판(W1)의 수평 방향의 위치를 기판(W2)의 수평 방향의 위치에 맞춘다. 예컨대, 제1 위치 맞춤부(9a)를 기판(W1)의 둘레 가장자리에 접촉시켜 기판(W2)의 수평 방향의 위치와 기판(W1)의 수평 방향의 위치의 어긋남량의 크기만큼 제1 위치 맞춤부(9a)를 이동시킴으로써, 기판(W1)의 수평 방향의 위치를 기판(W2)의 수평 방향의 위치에 맞춘다.

계속해서, 기판(W1)의 둘레 가장자리에 형성된 노치(W1c)의 위치를 검출부(16)에서 검출한다. 그 때, 기판(W2)을 유지한 기판 유지부(3)를 수평 방향으로 이동시켜, 기판(W2)을 기판(W1)의 노치(W1c)의 위치의 검출을 행하는 데 있어서 방해되지 않는 위치에 수평 방향으로 이동시켜 놓는다. 노치(W1c)의 위치를 검출한 후, 기판(W2)을 유지한 기판 유지부(3)를 수평 방향으로 이동시켜, 기판(W2)을 기판(W1)과의 수평 위치에 맞춘다(기판(W2)을 도 4의 (a)의 위치로 복귀시킴).

계속해서, 검출부(16)가 검출한 기판(W2)의 회전 방향의 위치(노치(W2c)의 위치)와, 기판(W1)과의 회전 방향의 위치(노치(W1c)의 위치)에 관한 정보를 이용하여, 제2 위치 맞춤부(9b)에 의해 기판(W2)의 회전 방향의 위치를 맞춘다. 예컨대, 기판(W2)의 둘레 가장자리에 형성된 노치(W2c)에 제2 위치 맞춤부의 핀을 삽입하고, 기판(W1)의 회전 방향의 위치에 대한 기판(W2)의 회전 방향의 위치의 어긋남량의 크기만큼 핀을 기판(W2)의 회전 방향으로 이동시킴으로써, 기판(W2)의 회전 방향의 위치를 기판(W1)의 회전 방향의 위치에 맞춘다.

그리고, 기판(W1)과 기판(W2)을 접합한다. 우선, 개폐 도어(4a)가 폐쇄되고 처리 용기(2)가 밀폐된다. 그리고, 처리 용기(2) 내가 배기된다. 또, 대기 중에서 접합을 행하는 경우에는, 처리 용기(2) 내를 배기할 필요는 없다.

다음으로, 도 4의 (a), (b)와 같이, 제1 위치 맞춤부(9a)와 제2 위치 맞춤부(9b)를 기판(W1)의 둘레 가장자리부로부터 후퇴한 위치로 이동시킨다. 즉, 제1 위치 맞춤부(9a)와 제2 위치 맞춤부(9b)에 의한 위치 맞춤을 해제한다. 그리고, 간격(A)이 가장 작은 위치를 접합 개시점(S)으로 하고, 압자(5b)는 이 접합 개시점(S)에 대향하는 위치까지 수평 이동되어 위치 결정된다. 이 수평 이동 동작은, 제어부(50)에 의해 제어할 수 있다. 제어부(50)는, 설정된 접합 개시점(S)의 기판(W2)의 수평 방향에서의 위치 정보에 따라서, 이동부(5a)의 수평 이동 동작을 제어할 수 있다.

그 후, 제어부(50)에 의해 이동부(5a)를 제어하고, 압자(5b)의 상승 동작을 행한다.

그리고, 도 4의 (c), (d)와 같이 압자(5b)가 상승하고, 기판(W2)의 이면은 압자(5b)에 의해 접합면이 볼록해지도록 압박된다. 압자(5b)의 상승 동작은, 압자(5b)의 선단부가 상승단 위치에 도달할 때까지 계속된다.

이 상승단 위치는, 압자(5b)가 기판을 밀어 올리더라도 기판에 왜곡이 잔류하지 않을 정도가 되며, 압자(5b)의 선단부가 기판 유지부(3)의 유지면보다 0.5 mm 이상 돌출된 위치로 할 수 있다. 예컨대, 압자(5b)의 상승단 위치를, 지지 클로(11)에서의 기판(W1)과의 접촉면보다 기판 유지부(3)에 접근한 위치로 할 수 있다. 또한, 예컨대 압자(5b)의 상승 과정에 있어서, 표면(W1a)과 표면(W2a)의 일부가 접촉(이 접촉 부분이 접합 개시점(S)이 됨)한 시점부터, 기판 유지부(3)로부터 더 격리된 위치로 할 수 있다.

압자(5b)의 선단부가 상승단 위치에 도달한 후, 압자(5b)는 그 위치에 유지된다. 그리고 도 4의 (c), (d)와 같이, 지지 클로(11)를 기판(W1)의 둘레 가장자리로부터 격리시키는 방향으로 서서히 이동시킨다. 지지 클로(11)를 둘레 가장자리로부터 격리시키는 방향으로 이동시키면, 기판(W1)에 있어서, 지지 클로(11)에 의해 지지되는 부분이 기판(W1)의 둘레 가장자리부측으로 이동하기 때문에, 기판(W1)은 자체 중량에 의해 휘어짐이 커지고, 기판(W1)의 면내에 있어서의 높이 방향의 위치가 내려가게 된다.

여기서, 표면(W1a)과 표면(W2a)은, 전술한 압자(5b)의 상승 동작에 의해 표면(W2a)이 가압됨으로써 접촉을 개시해도 좋고, 도 4의 (c), (d)에서의 지지 클로(11)의 이동에 의해, 표면(W1a)의 면내에서의 높이 방향의 위치가 내려감으로써 접촉을 개시해도 좋다. 후자의 경우, 지지 클로(11)의 이동 개시전의 단계에서는, 압자(5b)가 상승단 위치에 위치 부여된 시점에서, 표면(W1a)과 표면(W2a)은 접촉하지 않은 상태가 된다.

표면(W1a, W2a)이 접촉한 후에는, 접촉한 점으로부터 방사형으로 접합이 진행된다. 지지 클로(11)는, 표면(W1a)과 표면(W2a)이 접촉한 후에도 기판(W1)의 둘레 가장자리로부터 격리시키는 방향으로 계속 이동하고 있기 때문에, 기판(W1)의 면내에 있어서의 높이 위치도 계속 내려가고, 도 5의 (a), (b)와 같이 기판(W1)의 표면(W1a)과 기판(W2)의 표면(W2a)이 접촉하는 부분(접합된 부분)이 중앙부로부터 둘레 가장자리부를 향해서 확대되어 가게 된다. 그리고, 기판(W1)의 둘레 가장자리부가 지지 클로(11)로부터 떨어지면, 기판(W1)의 표면(W1a)과 기판(W2)의 표면(W2a)이 전면에 있어서 접촉하게 된다. 즉, 기판(W1)과 기판(W2)이 접합되어 접합 기판(W)이 형성된다.

또, 전술한 도 4의 (a), (b)의 제1 위치 맞춤부(9a)와 제2 위치 맞춤부(9b)에 의한 위치 맞춤의 해제는, 압자(5b)를 상승시키기 전이 아니라, 압자(5b)를 상승시킨 후, 접합의 진행과 함께 행해도 좋다.

다음으로, 도 5의 (c), (d)에 나타낸 바와 같이, 이동부(5a)에 의해 압자(5b)를 하강시킨다.

여기서, 기판(W1)과 기판(W2)의 접합이 완료할 때까지, 압자(5b)는 기판 유지부(3)의 유지면으로부터 돌출된 상승단 위치에 위치 부여되어 있기 때문에, 기판(W2)은 접합면이 볼록한 채로 유지되어 있다. 즉, 기판(W1)과 기판(W2)의 접합은, 기판(W1)과 기판(W2)의 간격(A)이 상대적으로 접근함으로써 접합 개시점(S)으로부터 개시된다. 그리고, 기판(W2)의 표면(W2a)이 볼록하게 유지된 채로 접합이 진행되어, 볼록하게 변형된 접합 기판(W)이 형성된다. 압자(5b)는, 기판(W1)과 기판(W2)의 접합이 완료한 후 하강 동작을 행하여 원래의 위치(도 3의 (a)의 위치)로 복귀한다. 압자(5b)가 하강하면, 압자(5b)에 의해 변형되었던 접합 기판(W)은 기판 유지부(3)의 유지면을 따라서 평탄해진다.

또, 기판(W1)과 기판(W2)의 접합이 완료한 것은, 접합 장치(1) 내에 설치된 센서로 검지하도록 해도 좋고, 실험에서 구한 시간에 의해 검지해도 좋다.

접합된 기판(W)은, 처리 용기(2)를 대기로 복귀시킨 후, 도시하지 않은 반송 장치에 의해 처리 용기(2)의 외부에 반출된다.

이후, 필요에 따라서 전술한 순서를 반복함으로써 기판(W1), 기판(W2)의 접합을 연속적으로 행할 수 있다.

본 실시형태에 의하면, 기판(W1)과 기판(W2)의 접합이 완료할 때까지, 압자(5b)가 기판 유지부(3)의 유지면으로부터 돌출된 위치에 위치 부여된다. 이에 따라, 기판(W2)의 기판 유지부(3)에 의해 유지되지 않은 영역이 유지됨과 함께, 접합 개시부터 완료까지의 동안에 기판(W1)과 기판(W2)의 접촉점을 유지할 수 있다. 그 결과, 표면(W1a)과 표면(W2a)을 확실하게 접촉시킬 수 있고, 확실하게 접합을 개시시킬 수 있다.

또한, 본 실시형태에 의하면, 압자(5b)의 상승 동작은, 표면(W1a)과 표면(W2a)이 접촉한 후에도 계속되고, 그리고 표면(W1a)과 표면(W2a)이 접촉하는 위치보다 기판 유지부(3)로부터 격리된 상승단 위치에서 정지함으로써, 표면(W1a)과 표면(W2a)을 확실하게 접촉시킬 수 있고, 확실하게 접합을 행할 수 있다. 즉, 표면(W1a, W2a)이 접촉한 후에도 압자(5b)가 상승하면, 기판(W2)과 접촉하는 기판(W1)도 가압되어, 접촉점에 있어서 기판(W1)이 기판(W2)을 따르도록 변형된다. 따라서, 표면(W1a, W2a)이 접촉하는 높이 위치에 있어서 접촉했을 때보다, 표면(W1a)과 표면(W2a)의 접촉점의 면을 크게 할 수 있다. 즉, 접합 개시점(S)의 면적을 크게 할 수 있기 때문에, 확실하게 접합을 개시시키고, 확실하게 접합을 행할 수 있다. 또한, 이 상승단 위치를, 지지 클로(11)에서의 기판(W1)과의 접촉면보다 기판 유지부(3)에 근접한 위치로 함으로써, 기판(W2)과의 접촉면이 적은 접합 개시시에, 기판(W1)의 둘레 가장자리가 지지 클로(11)에 유지된 채로 접합을 행할 수 있어, 기판(W1)이 위치 어긋남없이 접합을 행할 수 있다.

또한, 본 실시형태에 의하면, 간격(A)이 가장 작은 위치를 접합 개시점(S)으로 함으로써 기판(W2)의 압박량을 적게 할 수 있다. 그 결과, 기판(W2)의 면내 형상의 변화를 적게 할 수 있고, 기판(W2)의 왜곡 발생을 억지할 수 있다. 그 결과, 기판(W1)과의 위치 어긋남을 억지한 접합을 행할 수 있다.

또한, 기판(W1)과 기판(W2)의 간격(A)이 가장 작은 위치와, 접합 개시점(S), 즉 기판(W2)을 이면으로부터 가압하는 점의 위치가 어긋나면, 접합면에 공기가 들어가 다수의 공극(보이드)이 발생할 우려가 있다.

본 실시형태에 의하면, 간격(A)이 가장 작은 위치의 미리 정해진 한 점을 접합 개시점(S)으로 하여 기판(W2)을 이면으로부터 가압함으로써, 보이드의 발생을 억지할 수 있다.

또, 본 실시형태에 있어서, 압자(5b)의 상승단 위치는, 미리 설정된 위치로 해도 좋고, 실시간으로 결정되는 위치이어도 좋다. 실시간으로 결정되는 경우는, 예컨대 표면(W1a, W2a)이 접촉하는 높이 위치를, 압자(5b)에 설치된 압력 센서에 의해 검지하고, 이 위치보다 기판 유지부(3)로부터 격리된 위치를 상승단 위치로 할 수 있다.

또, 본 실시형태에 있어서는, 접합 개시전에, 압자(5b)가 수평 이동하여 접합 개시점(S)에 위치 부여되는 것으로 했지만, 압자(5b)가 미리 접합 개시점(S)에 위치 부여되어 있으면, 압자(5b)는 이동하지 않아도 좋고, 수평 위치가 고정되는 것이어도 좋다.

또, 본 실시형태에 있어서는, 기판(W1)과 기판(W2)의 접합이 완료할 때까지, 압자(5b)는 기판 유지부(3)의 유지면으로부터 돌출된 위치에 위치 부여되어 있는 것으로 했지만, 압자(5b)의 상승단 위치가, 표면(W1a, W2a)이 접촉하는 높이 위치보다 기판 유지부(3)로부터 격리된 위치인 경우는, 압자(5b)를 상승단 위치로 상승시켜 표면(W1a)과 표면(W2a)을 접촉시킨 후, 압자(5b)를 하강시켜 원래의 대기 위치(도 3의 (a)의 위치)로 복귀시키도록 해도 좋다. 전술한 바와 같이, 압자(5b)의 상승단 위치가, 표면(W1a, W2a)이 접촉하는 높이 위치보다 기판 유지부(3)로부터 격리된 위치이면 확실하게 접합을 개시할 수 있기 때문에, 그 후에는 압자(5b)의 상승에 의해 접촉점을 유지할 필요는 없다.

또, 본 실시형태에 있어서는, 기판(W1, W2)의 위치 맞춤후에 배기를 행하도록 했지만, 기판(W1)이 처리 용기(2)에 반입된 후, 위치 맞춤전에 배기를 행하도록 해도 좋다.

또, 기판 유지부(3)가 기판(W2)을 유지하는 유지면은, 평탄면이어도 좋고 곡면이어도 좋다. 즉, 기판(W2)은 수평 상태로 유지되어도 좋고 곡면을 갖도록 유지되어도 좋다.

또, 본 실시형태에 있어서는, 제어부(50)는 이동부(5a)의 이동 동작을 제어하는 것으로 했지만, 다른 구성 요소의 동작을 제어하는 접합 장치(1) 전체의 제어부로서 이용할 수 있다. 예컨대, 기판 유지부(3)의 유지 동작이나, 기판 지지부(8)의 지지 동작(제1, 제2 위치 맞춤부(9a, 9b)나 지지 클로(11)의 동작)이나, 배기부(13)의 배기 압력 제어 등을 제어할 수 있다.

[제2 실시형태]

도 6은, 제2 실시형태에 따른 접합 장치를 예시하기 위한 모식도이다.

제1 실시형태와 동일한 구성 요소에 관해서는 동일한 부호를 붙이고 설명은 생략한다. 도 6에 있어서, 접합 장치(100)는 측정부(20)를 갖고 있다. 측정부(20)는 기판(W1)의 변형 상태를 측정하는 것이 가능하다.

(측정부(20))

측정부(20)는, 측정 헤드(20a), 이동부(20b), 연산부(20c)로 구성되어 있다. 측정 헤드(20a)는, 기판(W1)의 변형량을 전기 신호로 변환함으로써 기판(W1)의 변형 상태를 측정한다. 측정 헤드(20a)는 예컨대, 레이저 변위계 등으로 할 수 있으며, 기판(W1)의 이면(W1b)을 주사함으로써, 기판(W1)의 높이 위치의 변위 등의 정보를 전기 신호로서 연산부(20c)로 보낸다. 이동부(20b)는, 측정 헤드(20a)를 예컨대 기판(W1)의 직경 방향(도 3에 있어서는 좌우 방향)을 따라서 이동시켜, 측정 헤드(20a)와 기판의 상대적인 위치를 변화시킨다. 이동부(20b)는 예컨대 서보 모터나 펄스 모터 등의 제어 모터를 구성 요소로서 포함하는 것으로 할 수 있다.

연산부(20c)는, 측정 헤드(20a)로부터의 전기 신호를 기판(W1)의 변형량으로 변환하여 기판(W1)의 변형 상태를 구한다. 그리고, 연산부(20c)는, 구한 변형 상태로부터, 기판(W1)에서의 최대 변형량과, 기판(W1)의 변형량이 최대인 위치의 정보를 제어부(50)로 보낸다. 제어부(50)는, 이들 정보에 기초하여, 기판(W2)의 수평 방향 및 두께 방향에 있어서 압자(5b)의 이동량을 제어한다. 예컨대, 제어부(50)는, 기판(W1)의 변형량이 최대인 위치를 접합 개시점(S)으로 설정하여, 접합 개시점에 대향하는 위치에 압자(5b)를 위치 부여하도록, 압자(5b)의 수평 방향의 이동량을 제어한다. 그리고, 압자(5b)에 상승 동작을 행하게 할 때에는, 압자(5b)의 선단부가 기판 유지부(3)의 유지면과 동일 계면에 도달하고, 기판(W1)의 변형량과 동일한 거리만큼 더 상승하도록, 압자(5b)를 상승시킨다.

앞서 설명한 제1 실시형태에서는, 접합 개시점(S)을 간격(A)이 가장 작은 위치로 하고, 이 위치를, 예컨대 기판(W1)의 무게 중심을 중심으로 하는 영역으로 하거나, 제1 기판(W1)의 중심부로 하거나, 혹은 기판(W1)의 면적이나 제1 기판(W1)을 지지하는 위치로부터의 산출에 의해 미리 구해 놓은 것이었다. 이에 비해 제2 실시형태에서는, 측정 헤드(20a)에 의해 기판(W1)의 변형 상태를 측정하고, 연산부(20c)에 의해, 기판(W1)과 기판(W2)의 간격(A)이 가장 작은 위치를 구하여, 이 위치를 접합 개시점(S)으로 설정하는 것이다. 그 밖의 동작은 제1 실시형태와 동일하기 때문에 생략한다.

본 실시형태에 따른 접합 장치(100)에 의하면, 제1 실시형태와 동일한 효과에 더하여, 기판(W1)의 변형 상태를 측정하고, 그 측정 결과에 기초하여 접합 개시점(S)을 결정하고, 그 개시점 위치에 기초하여 압자(5b)를 기판(W2)의 수평 방향 또는 두께 방향으로 이동시키는 것을 제어 가능하게 했다. 이에 따라, 실시간으로 보다 정확하게 기판(W1)과 기판(W2)이 가장 접근하는 위치로부터 접합을 행할 수 있다. 그 결과, 기판(W1)의 휘어짐량에 따라서 최적의 수평 위치, 또는, 기판(W2)에 대한 최적의 가압량으로 접합을 개시할 수 있어, 기판(W1)의 왜곡을 억제할 수 있다.

또, 도 6에서는 측정부(20)는 처리 용기(2)의 천장 부분에 설치되고, 기판(W1)의 위쪽으로부터 변형 상태를 측정하는 것으로 했지만, 이것에 한정되는 것은 아니다. 예컨대, 기판(W1)의 수평 방향에 대하여, 측정부(20)를 배치하여 기판(W1)의 변형 상태를 측정하도록 해도 좋다. 예컨대, 한쌍의 측정부(20)(투광 센서와 수광 센서)를 대향 배치시키고, 투광 센서가, 기판(W1)의 두께 방향으로 기판(W1)을 사이에 끼우는 범위를 상하 방향으로 주사함으로써, 수광 센서에 있어서 투광 센서로부터의 투광이 수광/차광되는 영역을 측정함으로써 기판(W1)의 변형 상태를 측정하도록 할 수 있다.

또, 본 실시예에서는, 제어부(50)는 이동부(5a)의 이동 동작을 제어하는 것으로 했지만, 다른 구성 요소의 동작을 제어하는 접합 장치(100) 전체의 제어부로서 이용할 수 있다. 예컨대, 기판 유지부(3)의 유지 동작이나, 기판 지지부(8)의 지지 동작(제1, 제2 위치 맞춤부(9a, 9b)나 지지 클로(11)의 동작)이나, 배기부(13)의 배기 압력 제어 등을 제어할 수 있다.

[제3 실시형태]

도 7은, 제3 실시형태에 따른 접합 장치(200)의 모식도이다. 제1 실시형태와 동일한 구성 요소에 관해서는 동일한 부호를 붙이고 설명은 생략한다. 도 7에 있어서, 접합 장치(200)의 이동부(210)는, 기판(W1)을 지지하는 위치와 기판(W1)의 직경 바깥 방향으로 후퇴한 위치의 사이에서 지지 클로(11)를 이동시킨다(도 7에서의 X방향). 또한, 이동부(210)는, 기판(W1)을 지지하는 위치와 기판 유지부(3)의 사이에서 지지 클로(11)를 이동시킨다(도 7에서의 Z방향). 즉, 제3 실시형태에 있어서, 이동부(210)는, 지지 클로(11)를 X축 방향과 Z축 방향으로 이동시킬 수 있다. 이동부(210)는 예컨대, 서보 모터나 펄스 모터 등의 제어 모터를 구성 요소로서 포함하는 것으로 할 수 있다.

다음으로, 접합 장치(200)의 작용과 함께 접합 기판의 제조 방법에 관해 예시를 한다.

본 실시형태에 있어서, 기판(W1)과 기판(W2)의 반입부터 위치 맞춤까지는 제1 실시형태에 있어서 설명한 도 3의 (a)∼(f)와 동일하기 때문에 설명은 생략하고, 이후의 공정을 도 8을 참조하여 설명한다.

즉, 도 8은 도 3에 이어지는 접합 처리의 공정을 예시하는 모식도이며, 도 8의 (a), (c)는 접합 장치(1)의 측면에서 본 모식도, 도 8의 (b), (d)는 접합 장치(1)의 바로 위에서 본 모식도이다.

도 9는 도 8에 이어지는 접합 처리의 공정을 예시하는 모식도이며, 도 9의 (a), (c)는 접합 장치(1)의 측면에서 본 모식도, 도 9의 (b), (d)는 접합 장치(1)의 바로 위에서 본 모식도이다.

도 8의 (a), (b)와 같이, 제1 위치 맞춤부(9a)와 제2 위치 맞춤부(9b)를 기판(W1)의 둘레 가장자리부로부터 후퇴한 위치로 이동시켜 위치 맞춤을 해제한다. 다음으로, 압자(5b)는, 접합 개시점(S)에 대향하는 위치까지 수평 이동되어 위치 결정된다. 이 위치 결정은 제1 실시형태와 동일하기 때문에 설명을 생략한다.

그리고, 도 8의 (a), (b)와 같이 압자(5b)가 상승하고, 기판(W2)의 이면은 압자(5b)에 의해 접합면이 볼록해지도록 압박된다. 압자(5b)의 상승 동작은, 상승단 위치에 도달했을 때 정지한다. 상승단 위치는 제1 실시형태와 동일하기 때문에 설명을 생략한다.

표면(W1a, W2a)이 접촉한 후에는, 접촉한 점으로부터 방사형으로 접합이 진행된다.

여기서, 도 8의 (c)와 같이, 기판(W1)과 기판(W2)의 접촉후, 지지 클로(11)를 제1 방향으로 이동시킨다(도 7에서의 Z방향). 제1 방향은, 기판(W1)의 둘레 가장자리부와 기판(W2)의 둘레 가장자리부가 서로 접근하는 방향으로 할 수 있다. 다음으로, 지지 클로(11)를 제2 방향으로 이동시킨다. 제2 방향은, 지지 클로(11)가 기판(W1)의 둘레 가장자리부로부터 후퇴하는 방향으로 할 수 있다(도 7에서의 X방향). 지지 클로(11)는, 제1 기판(W1)의 둘레 가장자리부와 제2 기판(W2)의 둘레 가장자리부의 접합이 완료하기 전이자 제1 방향으로 이동을 개시한 후에 제2 방향으로의 이동을 개시한다. 즉, 지지 클로(11)는, 제1 방향으로의 이동중, 또는 제1 방향으로의 이동이 정지한 후에도, 제2 방향으로의 이동을 행할 수 있다.

지지 클로(11)를 제1 방향으로 이동시키면, 기판(W1)의 둘레 가장자리부와 기판(W2)의 둘레 가장자리부가 서로 접근하면서 접합이 진전된다. 그 때문에, 도 9의 (a), (b)와 같이 기판(W1)의 표면(W1a)과 기판(W2)의 표면(W2a)이 접촉하는 부분(접합된 부분)이 중앙부로부터 둘레 가장자리부를 향해서 확대되어 가게 된다. 그리고, 지지 클로(11)가 제2 방향으로 이동함으로써 기판(W1)의 둘레 가장자리부가 지지 클로(11)로부터 떨어지면, 기판(W1)의 표면(W1a)과 기판(W2)의 표면(W2a)이 전면에 있어서 접촉하게 된다. 즉, 기판(W1)과 기판(W2)이 접합되어 기판(W)이 형성된다.

다음으로, 도 9의 (c), (d)에 나타낸 바와 같이, 이동부(5a)에 의해 압자(5b)를 하강시킨다.

접합된 기판(W)은, 도시하지 않은 반송 장치에 의해 처리 용기(2)의 외부로 반출된다.

본 실시형태에 의하면, 기판(W1)과 기판(W2)의 접촉후에는, 기판(W1)의 둘레 가장자리부와 기판(W2)의 둘레 가장자리부가 서로 접근하는 제1 방향으로 지지 클로(11)를 이동시키고, 지지 클로(11)가 기판(W1)의 둘레 가장자리부로부터 후퇴하는 제2 방향으로 지지 클로(11)를 이동시키도록 하고 있기 때문에, 기판(W1)과 기판(W2)의 간격을 근접하게 하면서 접합을 행하도록 할 수 있다. 그 결과, 접합면에 공기가 들어가는 것을 방지할 수 있어, 보이드의 발생을 억지할 수 있다.

이상, 실시형태에 관해 예시했다. 그러나, 본 발명은 이러한 설명에 한정되는 것은 아니다.

전술한 실시형태에 관해, 당업자가 적절하게 구성 요건의 추가, 삭제 또는 설계 변경을 행한 것, 또는 공정의 추가, 생략 또는 조건 변경을 행한 것도, 본 발명의 특징을 구비하고 있는 한 본 발명의 범위에 포함된다.

예컨대, 접합 장치 등이 구비하는 각 요소의 형상, 치수, 재질, 배치, 수 등은, 예시한 것에 한정되는 것은 아니며 적절하게 변경할 수 있다.

또한, 전술한 실시형태에 있어서는 2장의 실리콘 웨이퍼의 직접 접합을 행하는 접합 장치를 예를 들어 설명했지만, 실리콘 웨이퍼와 지지 기판을, 접착층을 통해 접합하는 접합 장치나, 실리콘 웨이퍼 이외의 기판(예컨대 유리 기판)을 접합하는 접합 장치 등에도 적용할 수 있다.

또한, 전술한 각 실시형태가 구비하는 각 요소는 가능한 한 조합할 수 있으며, 이들을 조합한 것도 본 발명의 특징을 포함하는 한 본 발명의 범위에 포함된다.

이상 상세히 설명한 바와 같이, 본 발명에 의하면, 기판의 왜곡의 발생을 방지하면서 확실하게 접합을 행할 수 있는 접합 장치 및 접합 기판의 제조 방법을 제공할 수 있고, 산업상 장점이 많다.

1 : 접합 장치 2 : 처리 용기
3 : 기판 유지부 3a : 배치면
4 : 개구부 4a : 개폐 도어
5 : 압박부 5a : 이동부
5b : 압자 8 : 기판 지지부
9a : 제1 위치 맞춤부 9b : 제2 위치 맞춤부
10 : 이동부 11 : 지지 클로
12 : 베이스부 13 : 배기부
14 : 배기구 15 : 배관
16 : 검출부 16a : 연산부
16b : 검출 헤드 20 : 측정부
20a : 측정 헤드 20b : 이동부
20c : 연산부 50 : 제어부
100 : 접합 장치 200 : 접합 장치
210 : 이동부 W1 : 제1 기판
W1a : 제1 기판의 표면(접합면)
W1b : 제1 기판의 이면(접합면과는 반대측의 면)
W1c : 제1 기판의 노치
W2 : 제2 기판
W2a : 제2 기판의 표면(접합면)
W2b : 제2 기판의 이면(접합면과는 반대측의 면)
W2c : 제2 기판의 노치

Claims

제1 기판의 접합면과 제2 기판의 접합면을 직접 접합에 의해 접합하는 접합 장치로서,
상기 제2 기판을 유지하는 유지면을 구비한 기판 유지부와,
상기 제2 기판의 접합면과는 반대측의 면인 이면측에 배치되어서, 상승 동작을 행함으로써 상기 제2 기판의 이면을 가압하는 압자와,
상기 압자의 상승 동작을 행하는 제1 이동부와,
상기 제1 기판의 둘레 가장자리부를 지지하는 지지 클로(claw)와, 지지 클로를 이동시키는 제2 이동부를 구비하고, 상기 제2 기판의 상방에, 상기 제2 기판과 미리 정해진 간격을 두고 대향하도록 상기 제1 기판을 지지하는 기판 지지부와,
상기 제1 이동부와 상기 제2 이동부를 제어하는 제어부
를 구비하고,
상기 지지 클로는 상기 제1 기판을 자체 무게에 의해 변형된 상태로 지지하고,
상기 제어부는,
상기 제1 기판의 접합면과 상기 제2 기판의 접합면의 거리가, 상기 제1 기판의 접합면의 둘레 가장자리부로부터 상기 제2 기판의 접합면까지의 거리보다 작은 위치에 대응하는 상기 제2 기판의 이면의 미리 정해진 한 점을, 상기 제1 이동부를 제어하여, 상기 압자를 상기 지지 클로의 높이 위치보다 낮은 위치까지 상승시킴으로써, 가압하고,
상기 제2 이동부를 제어하여 상기 지지 클로를 상기 제1 기판의 둘레 가장자리부로부터 이격시키는 방향으로 이동시켜서, 상기 미리 정해진 한 점에 대응하는 상기 제1 기판과 상기 제2 기판의 접합면의 한 점의 접촉점으로부터 접합을 진행시키는 것을 특징으로 하는 접합 장치.
제1항에 있어서, 상기 제어부는,
상기 제2 기판의 이면을 가압할 때에는 상기 압자의 상승 동작을 행하고, 상기 제1 기판과 제2 기판의 접합이 완료한 후에 상기 압자의 하강 동작을 행하도록, 상기 제1 이동부를 제어하는 것을 특징으로 하는 접합 장치.
제1항에 있어서, 상기 제어부는, 상기 압자를, 상기 제1 기판의 접합면과 상기 제2 기판의 접합면이 접촉한 후에도, 상승단 위치에 도달할 때까지 상승 동작을 계속하도록 상기 제1 이동부를 제어하는 것을 특징으로 하는 접합 장치.
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제1항에 있어서, 상기 제1 이동부는,
상기 제1 기판의 접합면과 상기 제2 기판의 접합면의 거리가 가장 작은 위치에 대응하는 상기 제2 기판의 미리 정해진 한 점에 상기 압자가 위치하도록, 상기 압자를 수평 방향으로 이동시키는 것을 특징으로 하는 접합 장치.
제1항에 있어서, 상기 제1 기판의 변형 상태를 측정하는 측정부를 설치하고,
상기 제1 이동부는, 상기 측정부에 의해 측정된 상기 제1 기판의 변형 상태에 따라서, 상기 제2 기판의 이면의 미리 정해진 한 점을 가압하도록, 상기 제2 기판에 있어서의 수평 방향 또는 두께 방향으로 상기 압자를 이동시키는 것을 특징으로 하는 접합 장치.
제1항에 있어서, 상기 제어부는, 상기 제1 기판과 상기 제2 기판의 접촉 후에는, 상기 제1 기판의 둘레 가장자리부가 상기 제2 기판의 둘레 가장자리부에 가깝게 되는 제1 방향으로 상기 지지 클로를 이동시키고, 그 후, 상기 제1 기판의 둘레 가장자리부로부터 후퇴하는 제2 방향으로 상기 지지 클로의 이동을 행하도록 상기 제2 이동부를 제어하는 것을 특징으로 하는 접합 장치.
제1 기판의 접합면과 제2 기판의 접합면을 직접 접합에 의해 접합하는 접합 기판의 제조 방법으로서,
상기 제2 기판을 유지하는 유지면을 구비한 기판 유지부에 의해, 상기 제2 기판을 유지하는 공정과,
상기 제1 기판의 둘레 가장자리부를 지지하는 지지 클로를 구비하는 기판 지지부에 의해, 상기 제2 기판의 상방으로, 상기 제2 기판과 미리 정해진 간격을 두고 대향하도록 상기 제1 기판을 지지하는 공정과,
상기 제2 기판의 접합면과는 반대측의 면인 이면측에 배치된 압자가 상승 동작을 행함으로써 상기 제2 기판의 이면을 가압하는 공정과,
상기 제1 기판의 접합면과 상기 제2 기판의 접합면을 접촉시켜서, 상기 제1 기판과 상기 제2 기판의 접합을 행하는 공정
을 구비하는 접합 기판의 제조 방법으로서,
상기 제1 기판을 지지하는 공정에서는, 상기 지지 클로는 상기 제1 기판을 자체 무게에 의해 변형된 상태로 지지하고,
상기 제2 기판의 이면을 가압하는 공정에서는, 상기 제1 기판의 접합면과 상기 제2 기판의 접합면의 거리가, 상기 제1 기판의 접합면의 둘레 가장자리부로부터 상기 제2 기판의 접합면까지의 거리보다 작은 위치에 대응하는 상기 제2 기판의 미리 정해진 한 점을, 상기 압자를 상기 지지 클로의 높이 위치보다도 낮은 위치까지 상승시킴으로써, 가압하고,
상기 접합을 행하는 공정에서는, 상기 지지 클로를 상기 제1 기판의 둘레 가장자리부로부터 이격시키는 방향으로 이동시켜서, 상기 미리 정해진 한 점에 대응하는 상기 제1 기판과 상기 제2 기판의 접합면의 한 점의 접촉점으로부터 접합을 진행시키는 것을 특징으로 하는 접합 기판의 제조 방법.
제8항에 있어서, 상기 제2 기판의 이면을 가압하는 공정에서는 상기 압자의 상승 동작을 행하고, 상기 제1 기판과 상기 제2 기판의 접합이 완료한 후에 상기 압자의 하강 동작을 행하는 것을 특징으로 하는 접합 기판의 제조 방법.
제8항에 있어서, 상기 제1 기판과 상기 제2 기판의 접합을 행하는 공정에 있어서,
상기 압자는, 상기 제1 기판의 접합면과 상기 제2 기판의 접합면이 접촉한 후에도, 상승단 위치에 도달할 때까지 상승 동작을 계속하는 것을 특징으로 하는 접합 기판의 제조 방법.
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제8항에 있어서, 상기 제2 기판의 이면을 가압하는 공정의 전에,
상기 제1 기판의 접합면과 상기 제2 기판의 접합면의 거리가 가장 작은 위치에 대응하는 상기 제2 기판의 미리 정해진 한 점에 상기 압자가 위치하도록, 상기 압자를 상기 제2 기판의 수평 방향으로 이동시키는 것을 특징으로 하는 접합 기판의 제조 방법.
제8항에 있어서, 상기 제2 기판의 이면을 가압하는 공정의 전에,
상기 제1 기판의 변형 상태를 측정하고, 측정된 상기 제1 기판의 변형 상태에 따라서, 상기 제2 기판의 이면의 미리 정해진 한 점을 가압하도록, 상기 제2 기판에 있어서의 수평 방향 또는 두께 방향으로 상기 압자를 이동시키는 것을 특징으로 하는 접합 기판의 제조 방법.
제8항에 있어서, 상기 제1 기판과 상기 제2 기판의 접합을 행하는 공정에 있어서,
상기 제1 기판과 상기 제2 기판의 접촉 후에는, 상기 제1 기판의 둘레 가장자리부가 상기 제2 기판의 둘레 가장자리부에 가깝게 되는 제1 방향으로 상기 지지 클로를 이동시키고,
그 후, 상기 제1 기판의 둘레 가장자리부로부터 후퇴하는 제2 방향으로 상기 지지 클로를 이동시키는 것을 특징으로 하는 접합 기판의 제조 방법.
제1항에 있어서, 상기 제어부는, 상기 제2 기판의 이면을 가압하는 때에는, 상기 압자의 상승 동작을 행하고,
상기 접합의 진행 중에 상기 압자의 하강 동작을 행하도록, 상기 제1 이동부를 제어하는 것을 특징으로 하는 접합 장치.
제8항에 있어서, 상기 제2 기판의 이면을 가압하는 공정에서는, 상기 압자의 상승 동작을 행하고,
상기 접합을 행하는 공정 중에 상기 압자의 하강 동작을 행하는 것을 특징으로 하는 접합 기판의 제조 방법.