KR20100119566A - 웨이퍼 접합 장치 - Google Patents

Abstract

본 발명에 의한 웨이퍼 접합 장치는, 제 1 기판을 보지하는 제 1 시료대와, 이 제 1 기판에 대향하는 제 2 기판을 보지하는 제 2 시료대와, 제 1 시료대의 주변부에 접합되어, 이 제 1 시료대를 제 1 스테이지에 지지하는 하중 전달부와, 이 제 1 스테이지에 대하여 이 제 2 시료대를 구동하는 것에 의해, 이 제 1 기판과 이 제 2 기판을 압접하는 구동 장치를 구비하고 있다. 이 때, 이 웨이퍼의 접합 장치는, 이 제 1 기판과 제 2 기판을 압접할 때에, 그 제 1 기판의 주연부에 인가되는 하중보다 큰 하중이 그 제 1 기판의 중앙에 인가되는 것을 방지하고, 이 제 1 기판과 제 2 기판에 하중을 균일하게 인가하는 것이 가능하다.

Description

웨이퍼 접합 장치{WAFER BONDING APPARATUS}

본 발명은 웨이퍼 접합 장치에 관한 것이며, 특히 2장의 기판을 압접해서 접합하는 웨이퍼 접합 장치에 관한 것이다.

미세한 전기 부품이나 기계 부품을 집적화한 MEMS가 알려져 있다. 그 MEMS로서는, 마이크로릴레이, 압력 센서, 가속도 센서 등이 예시된다. 그 MEMS는, 큰 접합 강도를 갖고, 또한 하중에 의한 억누름이나 가열 처리를 필요로 하지 않는 상온 접합이 이용되어서 제조되는 것이 요망되고 있다. 복수의 패턴이 형성된 2개의 기판을 접합 기판에 접합하는 것에 의해, 그 접합 기판에 복수의 디바이스를 형성하는 웨이퍼 접합 방법이 알려져 있다. 이러한 웨이퍼 접합 방법에서는, 그 복수의 디바이스의 제품 비율을 향상시키는 것이 요망되고, 그 접합면에 하중을 보다 균일하게 부하하는 것이 요망되고 있다.

일본 공개 특허 제 1997-321097 호 공보에는, 범프 부착 워크의 범프의 접지면이 경사되어 있는 경우라도, 모든 범프를 균일한 힘으로 워크의 전극에 억누를 수 있는 범프 부착 워크의 압압 장치가 개시되어 있다. 그 범프 부착 워크의 압압 장치는, 워크에 탑재된 범프 부착 워크의 범프를 이 워크의 전극에 압압하는 범프 부착 워크의 압압 장치로서, 구동부에 구동되어서 상하 이동하는 압압자와, 이 압압자의 하면에 장착되어서 상기 범프 부착 워크의 상면에 억눌려있는 탄성체를 구비하고, 이 압압자의 하면에 이 탄성체가 상방으로 팽출해서 탄성 변형하는 것을 허용하는 요입부를 형성한 것을 특징으로 하고 있다.

일본 공개 특허 제 2007-301593 호 공보에는, 가압 대상물의 가압면에 균일한 가압력을 가할 수 있는 가압 장치가 개시되어 있다. 그 가압 장치는, 가압 대상물을 보지한 가압 헤드를 가압 수단에 의해 가압해서 가압 대상물을 가압하는 가압 장치에 있어서, 상기 가압 헤드는 상기 가압 수단의 가압축상에 제 1 공간부를 갖는 것을 특징으로 하고 있다.

일본 공개 특허 제 1997-321097 호 공보 일본 공개 특허 제 2007-301593 호 공보

본 발명의 과제는 접합되는 기판의 접합면에 하중을 균일하게 인가하는 웨이퍼 접합 장치를 제공하는 것이다.

본 발명에 의한 웨이퍼 접합 장치는, 제 1 기판을 보지하는 제 1 시료대와, 제 1 기판에 대향하는 제 2 기판을 보지하는 제 2 시료대와, 제 1 시료대의 주변부에 접합되어, 제 1 시료대를 제 1 스테이지에 지지하는 하중 전달부와, 제 1 스테이지에 대하여 제 2 시료대를 구동하는 것에 의해, 제 1 기판과 제 2 기판을 압접하는 구동 장치를 구비하고 있다. 이 때, 웨이퍼 접합 장치는, 제 1 기판과 제 2 기판을 압접할 때에, 제 1 기판의 주변부에 인가되는 하중보다 큰 하중이 제 1 기판의 중앙에 인가되는 것을 방지하고, 제 1 기판과 제 2 기판에 하중을 균일하게 인가할 수 있다.

본 발명에 의한 웨이퍼 접합 장치는, 제 1 시료대의 방향을 변경 가능하게, 하중 전달부를 거쳐서 제 1 시료대를 제 1 스테이지에 지지하는 각도 조정 기구를 더 구비하고 있다. 즉, 하중 전달부는 이러한 각도 조정 기구를 구비하고 있는 웨이퍼 접합 장치에 매우 적합하다.

각도 조정 기구는 제 1 시료대에 고정되는 구 플랜지와, 제 1 스테이지에 고정되는 구 시트와, 구 플랜지를 단단히 고정시키는 것에 의해 구 플랜지를 구 시트에 고정하는 고정 플렌지를 구비하고 있다. 즉, 하중 전달부는 이러한 구 플랜지와 구 시트와 고정 플랜지를 구비하고 있는 웨이퍼 접합 장치에 매우 적합하다.

하중 전달부는, 각도 조정 기구와 하중 전달부가 선접촉해서, 각도 조정 기구에 지지된다. 이 때, 하중 전달부는, 각도 조정 기구에서 가중(加重)이 인가되는 위치의 이동이 적고, 바람직하다.

하중 전달부는 복수의 기둥으로 형성되어 있다. 복수의 기둥은 각각 일단이 제 1 시료대의 주변부에 접합되고, 타단이 각도 조정 기구에 접합된다.

하중 전달부는 복수의 기둥으로 형성되어 있다. 제 1 기판과 제 2 기판은, 압접될 때에, 제 1 기판과 제 2 기판이 밀착하도록, 복수의 기둥이 각각 탄성 변형한다.

도 1은 웨이퍼 접합 장치를 도시하는 단면도,
도 2는 웨이퍼 접합 장치를 도시하는 단면도,
도 3은 각도 조정 기구와 하중 전달부와 하측 시료대를 도시하는 단면도,
도 4는 하중 전달부를 도시하는 사시도,
도 5는 다른 하중 전달부를 도시하는 단면도,
도 6은 또다른 하중 전달부를 도시하는 사시도,
도 7은 또다른 하중 전달부를 도시하는 사시도,
도 8은 다른 각도 조정 기구를 도시하는 사시도.

도면을 참조하여, 본 발명에 의한 웨이퍼 접합 장치의 실시형태를 기재한다. 그 웨이퍼 접합 장치(1)는, 도 1에 도시되어 있는 바와 같이, 접합 챔버(2)와 로드록 챔버(3)를 구비하고 있다. 접합 챔버(2)와 로드록 챔버(3)는 내부를 환경으로부터 밀폐하는 용기에 형성되어 있다. 웨이퍼 접합 장치(1)는 또한 게이트 밸브(5)를 구비하고 있다. 게이트 밸브(5)는 접합 챔버(2)와 로드록 챔버(3) 사이에 개재 설치되어, 접합 챔버(2)의 내부와 로드록 챔버(3)의 내부를 접속하는 게이트를 폐쇄하고, 또는 개방한다.

로드록 챔버(3)는 상측 카트리지 대(6)와, 하측 카트리지 대(7)와, 반송 장치(8)를 내부에 구비하고 있다. 상측 카트리지 대(6)는 상측 카트리지(11)가 배치된다. 하측 카트리지 대(7)는 하측 카트리지(12)가 배치된다. 로드록 챔버(3)는 또한 도시되지 않은 진공 펌프와 덮개를 구비하고 있다. 그 진공 펌프는 로드록 챔버(3)의 내부에서 기체를 배기한다. 그 진공 펌프로서는, 내부의 금속제의 복수의 블레이드가 기체 분자를 튕겨 날리는 것에 의해 배기하는 터보 분자 펌프가 예시된다. 그 덮개는 로드록 챔버(3)의 외부와 내부를 접속하는 게이트를 폐쇄하고, 대기 분위기로 하는 것으로 개방하는 것이 가능하다. 그 게이트의 크기는 상측 카트리지(11)와 하측 카트리지(12)보다 크다.

반송 장치(8)는 게이트 밸브(5)를 거쳐서 로드록 챔버(3)로부터 접합 챔버(2)에 상측 카트리지(11) 또는 하측 카트리지(12)를 반송하는 것, 또는 게이트 밸브(5)를 거쳐서 접합 챔버(2)로부터 로드록 챔버(3)에 상측 카트리지(11) 또는 하측 카트리지(12)를 반송하는 것에 이용된다.

접합 챔버(2)는 진공 펌프(31)와, 이온 건(32)과, 전자총(33)을 구비하고 있다. 접합 챔버(2)는 용기를 형성하는 벽(34)의 일부분에 배기구(35)가 형성되어 있다. 진공 펌프(31)는 접합 챔버(2)의 외부에 배치되어, 배기구(35)를 거쳐서 접합 챔버(2)의 내부에서 기체를 배기한다. 진공 펌프(31)로서는, 내부의 금속제의 복수의 블레이드가 기체 분자를 튕겨 날리는 것에 의해 배기하는 터보 분자 펌프가 예시된다. 이온 건(32)은 하나의 조사 방향(36)으로 향해서 배치되어, 조사 방향(36)으로 향해서 가속된 하전 입자를 방출한다. 그 하전 입자로서는 아르곤 이온이 예시된다. 이온 건(32)은 웨이퍼의 표면을 청정화하는 다른 표면청정화 장치로 치환할 수 있다. 그 표면청정화 장치로서는, 플라즈마 건, 고속 원자 비임원 등이 예시된다. 전자총(33)은 이온 건(32)에 의해 하전 입자가 조사되는 대상으로 향해서 배치되어, 그 대상을 향해서 가속된 전자를 방출한다.

벽(34)은 일 부분에 도어(37)가 형성되어 있다. 도어(37)는 힌지(38)를 구비하고 있다. 힌지(38)는 벽(34)에 대하여 회전 가능하게 도어(37)를 지지하고 있다. 벽(34)은 또한 일부분에 창문(39)이 형성되어 있다. 창문(39)은 기체를 투과하지 않고 가시광을 투과하는 재료로 형성되어 있다. 창문(39)은, 사용자가 이온 건(32)에 의해 하전 입자가 조사되는 대상 또는 접합 상태를 접합 챔버(2)의 외부에서 볼 수 있도록 배치되어 있으면 벽(34)의 어디에서도 상관없다.

접합 챔버(2)는, 도 2에 도시되어 있는 바와 같이, 또한 상측 기판 지지부(41)와 하측 기판 지지부(42)를 내부에 구비하고 있다. 하측 기판 지지부(42)는 접합 챔버(2)의 하부에 배치되어 있다. 상측 기판 지지부(41)는 상측 스테이지(14)와, 각도 조정 기구(15)와, 하중 전달부(16)와, 상측 시료대(17)와, 압접 기구(18)를 구비하고 있다. 상측 스테이지(14)는 접합 챔버(2)에 대하여 연직 방향으로 평행 이동 가능하게 지지되어 있다. 각도 조정 기구(15)는 하중 전달부(16)를 상측 스테이지(14)에 지지하고 있다. 하중 전달부(16)는 상측 시료대(17)를 각도 조정 기구(15)에 지지하고 있다. 상측 시료대(17)는 그 하단에 유전층을 구비하고, 그 유전층과 기판의 사이에 전압을 인가하고, 정전력에 의해 그 기판을 그 유전층에 흡착한다. 압접 기구(18)는, 사용자의 조작에 의해, 접합 챔버(2)에 대하여 상측 스테이지(14)를 연직 방향으로 평행 이동시킨다.

이온 건(32)은, 상측 기판 지지부(41)에 지지되는 기판과 하측 기판 지지부(42)에 지지되는 그 기판이 분리되어 있을 때에, 상측 기판 지지부(41)에 지지되는 기판과 하측 기판 지지부(42)에 지지되는 기판과의 사이의 공간으로 향해 있어, 접합 챔버(2)의 벽(34)의 일부의 내측 표면을 향해져 있다. 즉, 이온 건(32)의 조사 방향(36)은 상측 기판 지지부(41)에 지지되는 기판과 하측 기판 지지부(42)에 지지되는 기판과의 사이를 통과하고, 접합 챔버(2)의 벽(34)의 일부의 내측 표면에 교차한다.

하측 기판 지지부(42)는, 도 3에 도시되어 있는 바와 같이, 하측 시료대(46)를 구비하고 있다. 하측 시료대(46)는 대체로 원반형상으로 형성되어 있다. 하측 시료대(46)는 그 원주의 상측의 면에 평탄한 지지면이 형성되어 있다. 하측 시료대(46)는 하측 카트리지(12)를 거쳐서 하측 웨이퍼(62)를 보지하는 것에 이용된다. 하측 기판 지지부(42)는 또한 도시하지 않은 2개의 얼라인먼트 장치와 위치 결정 기구를 구비하고 있다. 그 얼라인먼트 장치는, 사용자의 조작에 의해, 하측 시료대(46)에 보지되는 기판에 형성되는 얼라인먼트 마크의 화상을 촬영한다. 그 얼라인먼트 장치는 또한 상측 시료대(17)가 하측 시료대(46)에 근접하고 있을 때에, 사용자의 조작에 의해, 상측 시료대(17)에 보지되는 기판에 형성되는 얼라인먼트 마크의 화상을 촬영한다. 그 위치 결정 기구는, 사용자의 조작에 의해, 접합 챔버(2)에 대하여, 하측 시료대(46)를 수평 방향에 평행한 방향으로 평행 이동시키고, 하측 시료대(46)를 연직 방향에 평행한 회전축을 중심으로 회전 이동시킨다.

각도 조정 기구(15)는, 도 3에 도시되어 있는 바와 같이, 구 시트(51)와, 구 플랜지(52)와, 고정 플랜지(53)를 구비하고 있다. 구 시트(51)는 상측 스테이지(14)에 고정되어, 구 시트면이 형성되어 있다. 구 플랜지(52)는 플랜지 부분(54)과 지지 부분(55)으로 형성되어 있다. 플랜지 부분(54)은 구 시트(51)의 구 시트면에 밀착하는 구형상으로 형성되어 있다. 지지 부분(55)은 원반형상으로 형성되어 있다. 지지 부분(55)은 그 원반의 중앙이 플랜지 부분(54)에 접합되어, 플랜지 부분(54)에 접합되는 면의 이면에 지지면(56)이 형성되어 있다. 고정 플랜지(53)는, 단단히 고정하는 것에 의해, 구 플랜지(52)의 플랜지 부분(54)에 접합되어 있다. 즉, 고정 플랜지(53)는 분할 링으로 형성되어 있다. 그 분할 링은 구 플랜지(52)의 플랜지 부분(54)을 끼우도록 배치되고, 도시하지 않은 볼트에 의해 체결되는 것에 의해, 구 플랜지(52)의 플랜지 부분(54)에 접합된다. 고정 플랜지(53)는 또한 구 시트(51)의 구 시트면이 구 플랜지(52)의 플랜지 부분(54)에 밀착하도록, 볼트로 예시되는 체결구에 의해 구 시트(51)에 접합되어 있다.

하중 전달부(16)는, 도 4에 도시되어 있는 바와 같이, 대체로 원반형상으로 형성되어 있다. 하중 전달부(16)는 상측의 면의 중앙에 오목부가 형성되고, 상측의 면에 지지면(58)이 형성되어 있다. 지지면(58)은 평탄하고, 2개의 동심원으로 둘러싸인 도형으로 형성되어 있다. 하중 전달부(16)는 그 원반의 중앙에 볼트 구멍(59)이 형성되어 있다. 하중 전달부(16)는, 도시하지 않은 볼트가 볼트 구멍(59)에 삽입되어, 도 3에 도시되어 있는 바와 같이, 그 볼트가 구 플랜지(52)의 지지 부분(55)에 체결되는 것에 의해, 지지면(58)이 지지면(56)에 밀착하도록, 또한 하중 전달부(16)의 구 플랜지(52)의 지지 부분(55)에 부착되는 면의 중앙에 공동(57)이 형성되도록, 구 플랜지(52)에 지지되어 있다.

하중 전달부(16)는 또한 지지면(58)이 형성되어 있는 면의 이면에 상측 시료대(17)가 접합되어 있다. 상측 시료대(17)는 원반형상으로 형성되고, 상측 시료대(17)는 하중 전달부(16)에 접합되는 면의 이면에 유전층을 구비하고 있다. 상측 시료대(17)는 그 유전층에 전압이 인가되는 것에 의해, 정전력에 의해 상측 웨이퍼(61)를 그 유전층에 흡착한다.

웨이퍼 접합 장치(1)를 이용해서 웨이퍼를 접합할 때의 동작에서는, 작업자는 우선 상측 시료대(17)의 방향을 측정한다. 작업자는, 상측 시료대(17)의 상측 웨이퍼(61)가 보지되는 보지면이 하측 시료대(46)의 하측 웨이퍼(62)가 보지되는 보지면에 평행하지 않을 때에, 각도 조정 기구(15)를 이용해서, 상측 시료대(17)의 보지면과 하측 시료대(46)의 보지면이 평행하게 되도록 조정한다. 즉, 작업자는, 상측 시료대(17)의 보지면과 하측 시료대(46)의 보지면이 평행하게 되도록, 구 플랜지(52)를 고정 플랜지(53)에 의해 단단히 고정하고, 고정 플랜지(53)를 구 시트(51)에 고정한다.

이어서, 작업자는 게이트 밸브(5)를 폐쇄하고, 진공 펌프(31)를 이용해서 접합 챔버(2)의 내부에 진공 분위기를 생성하고, 로드록 챔버(3)의 내부에 대기압 분위기를 생성한다. 작업자는, 로드록 챔버(3)의 덮개를 개방하고, 상측 카트리지(11)를 상측 카트리지 대(6)에 배치하고, 하측 카트리지(12)를 하측 카트리지 대(7)에 배치한다. 작업자는 상측 카트리지(11)에 상측 웨이퍼(61)를 탑재한다. 작업자는 하측 카트리지(12)에 하측 웨이퍼(62)를 탑재한다. 이어서, 작업자는 로드록 챔버(3)의 덮개를 폐쇄하고, 로드록 챔버(3)의 내부에 진공 분위기를 생성한다.

작업자는, 로드록 챔버(3)의 내부에 진공 분위기가 생성된 후에, 게이트 밸브(5)를 개방한다. 작업자는 우선 상측 웨이퍼(61)를 상측 시료대(17)에 보지시킨다. 작업자는 우선 상측 웨이퍼(61)를 탑재한 상측 카트리지(11)를 하측 시료대(46)가 보지하도록, 반송 장치(8)를 이용해서 상측 카트리지(11)를 반송한다. 작업자는 반송 장치(8)를 로드록 챔버(3)의 내부에 퇴피시킨다. 이어서, 작업자는 상측 시료대(17)를 연직 하방향으로 하강시켜서, 상측 시료대(17)의 유전층을 상측 웨이퍼(61)에 접촉시켜, 상측 시료대(17)에 상측 웨이퍼(61)를 보지시킨다. 작업자는 상측 시료대(17)를 연직 상방향으로 상승시키고, 상측 웨이퍼(61)를 상측 카트리지(11)로부터 분리시킨다. 작업자는 상측 웨이퍼(61)가 상측 카트리지(11)로부터 분리된 후에, 반송 장치(8)를 이용하여, 상측 웨이퍼(61)가 탑재되지 않은 상측 카트리지(11)를 하측 시료대(46)로부터 상측 카트리지 대(6)에 반송한다. 작업자는 상측 웨이퍼(61)를 상측 시료대(17)에 보지시킨 후에, 하측 웨이퍼(62)를 탑재한 하측 카트리지(12)를 하측 시료대(46)가 보지하도록, 반송 장치(8)를 이용해서 하측 카트리지(12)를 반송한다.

작업자는 게이트 밸브(5)를 폐쇄하고, 상측 시료대(17)에 보지된 상측 웨이퍼(61)와 하측 시료대(46)에 보지된 하측 웨이퍼(62)를 압접해서 접합한다. 즉, 작업자는 상측 시료대(17)에 보지된 상측 웨이퍼(61)와 하측 시료대(46)에 보지된 하측 웨이퍼(62)가 분리된 상태로, 상측 웨이퍼(61)와 하측 웨이퍼(62)와의 사이에 이온 건(32)을 향해서 입자를 방출한다. 그 입자는, 상측 웨이퍼(61)와 하측 웨이퍼(62)에 조사되어, 그 표면에 형성되는 산화물 등을 제거하고, 그 표면에 부착되고 있는 불순물을 제거한다. 작업자는 압접 기구(18)를 조작하고, 상측 시료대(17)를 연직 하방향으로 하강시켜서, 상측 웨이퍼(61)와 하측 웨이퍼(62)를 가깝게 한다. 작업자는 하측 시료대(46)의 위치 결정 기구를 조작해서, 상측 웨이퍼(61)와 하측 웨이퍼(62)가 설계대로 접합되도록, 하측 시료대(46)에 보지된 하측 웨이퍼(62)의 위치를 이동한다. 작업자는 상측 시료대(17)의 압접 기구(18)를 조작하고, 상측 시료대(17)를 연직 하방향으로 하강시켜서, 상측 웨이퍼(61)를 하측 웨이퍼(62)에 압접한다. 상측 웨이퍼(61)와 하측 웨이퍼(62)는 그 압접에 의해 접합되어, 1장의 접합 기판이 생성된다.

작업자는 그 접합 기판을 상측 시료대(17)로부터 디척(dechuck)시킨 후에, 상측 시료대(17)를 연직 상방향으로 상승시킨다. 이어서, 작업자는 게이트 밸브(5)를 개방하고, 반송 장치(8)를 이용하여, 그 접합 기판이 탑재되어 있는 하측 카트리지(12)를 하측 시료대(46)로부터 하측 카트리지 대(7)에 반송한다. 작업자는 게이트 밸브(5)를 폐쇄하고, 로드록 챔버(3)의 내부에 대기압 분위기를 생성한다. 작업자는 로드록 챔버(3)의 덮개를 개방하고, 하측 카트리지 대(7)에 배치된 하측 카트리지(12)로부터 그 접합 기판을 취출한다.

상측 시료대(17)가 각도 조정 기구(15)에 직접 고정되는 다른 웨이퍼 접합 장치에서는, 이러한 압접시에 상측 시료대(17)의 중앙이 하측 시료대(46)의 측으로 돌출하도록, 상측 시료대(17)가 탄성 변형한다. 이때, 상측 웨이퍼(61)와 하측 웨이퍼(62)는 주변부에 인가되는 하중보다 큰 하중이 중앙에 인가되어, 상측 웨이퍼(61)와 하측 웨이퍼(62)의 접합면에 동일한 하중을 인가하는 것이 가능하지 않는 일이 있다. 웨이퍼 접합 장치(1)는, 상측 웨이퍼(61)와 하측 웨이퍼(62)를 압접할 때에, 상측 웨이퍼(61)와 하측 웨이퍼(62)의 접합면에 동일한 하중을 인가할 수 있다. 이 결과, 웨이퍼 접합 장치(1)는 그 접합에 의해 생산되는 디바이스의 양품률을 향상시켜, 웨이퍼 접합 장치(1)에 의한 상온 접합의 신뢰성을 향상시켜, 웨이퍼 접합 장치(1)를 보다 실용적으로 할 수 있다.

하중 전달부(16)는 상측 스테이지(14)로부터 인가되는 하중을 상측 시료대(17)의 주변부에 인가하는 다른 하중 전달부로 치환되는 것이 가능하다.

도 5는 그 치환되는 하중 전달부의 예를 도시하고 있다. 그 하중 전달부(65)는 하중 전달부(16)와 마찬가지로 해서, 대체로 원반형상으로 형성되어 있다. 하중 전달부(65)는 상측의 면의 중앙에 오목부가 형성되고, 상측의 면에 지지면(66)이 형성되어 있다. 지지면(66)은 곡면이며, 회전축을 중심으로 타원이 회전해서 형성되는, 소위 도넛형의 표면의 일부에 따르도록 형성되어 있다. 그 회전축은 하중 전달부(65)를 형성하는 원반의 중심을 통과하고, 그 원반에 수직하다. 하중 전달부(65)는 그 원반의 중앙에 볼트 구멍(67)이 형성되어 있다. 하중 전달부(65)는 도시하지 않은 볼트가 볼트 구멍(67)에 삽입되고, 그 볼트가 구 플랜지(52)의 지지 부분(55)에 체결되는 것에 의해, 지지면(66)이 지지면(56)에 선접촉하도록, 또한 하중 전달부(65)의 구 플랜지(52)의 지지 부분(55)에 부착되는 면의 중앙에 공동(57)이 형성되도록, 구 플랜지(52)에 지지되어 있다.

하중 전달부(16)는 상측 스테이지(14)로부터 인가되는 하중이 작을 때에 그 하중을 지지면(66)의 전체에서 받는다. 상측 스테이지(14)로부터 인가되는 하중이 클 때에는, 구 플랜지(52)의 지지 부분(55)이 탄성 변형하고, 하중 전달부(16)는 지지면(58)의 중앙측의 가장자리에서 그 하중을 받는다. 이 때문에, 하중 전달부(16)는 상측 스테이지(14)로부터 인가되는 하중의 크기에 의해, 상측 스테이지(14)로부터 인가되는 하중을 받는 위치가 크게 이동하는 일이 있다. 이 때문에, 웨이퍼 접합 장치(1)는 그 하중이 클 때에 상측 웨이퍼(61)와 하측 웨이퍼(62)의 접합면에 동일한 하중을 인가하는 것이 가능하지 않게 되는 가능성이 있다.

하중 전달부(65)는 상측 스테이지(14)로부터 인가되는 하중을 받는 위치의 이동을 저감한다. 이 결과, 하중 전달부(65)가 적용된 다른 웨이퍼 접합 장치는, 상측 스테이지(14)로부터 인가되는 짐이 하중의 크기가 변화되었을 때라도, 상측 웨이퍼(61)와 하측 웨이퍼(62)의 접합면에 동일한 하중을 인가할 수 있다.

도 6은 그 치환되는 하중 전달부의 또다른 예를 도시하고 있다. 그 하중 전달부(71)는 복수의 기둥(72-1 내지 72-n(n=3, 4, …))으로 형성되어 있다. 복수의 기둥(72-1 내지 72-n)은 상측 시료대(17)의 주변부를 n등분한 복수의 위치에 각각 배치되어 있다. 복수의 기둥(72-1 내지 72-n)의 각 기둥(72i)(i=1, 2, 3, …, n)은 일단이 구 플랜지(52)의 지지 부분(55)에 고정되고, 타단이 상측 시료대(17)의 주변부에 고정되어 있다.

이러한 하중 전달부(71)가 적용된 웨이퍼 접합 장치는, 상술의 실시형태에 있어서 웨이퍼 접합 장치(1)와 마찬가지로 해서, 상측 웨이퍼(61)와 하측 웨이퍼(62)를 압접할 때에, 상측 웨이퍼(61)와 하측 웨이퍼(62)의 접합면에 동일한 하중을 인가할 수 있고, 접합의 신뢰성을 향상시킬 수 있다.

도 7은 그 치환되는 하중 전달부의 또다른 예를 도시하고 있다. 그 하중 전달부(92)는 복수의 스프링(93-1 내지 93-n)으로 형성되어 있다. 복수의 스프링(93-1 내지 93-n)은 상측 시료대(17)의 주변부를 n등분한 복수의 위치에 각각 배치되어 있다. 복수의 스프링(93-1 내지 93-n)의 각 스프링(93-i)은 일단이 구 플랜지(52)의 지지 부분(55)에 고정되는 지지 부재(91)에 고정되고, 타단이 상측 시료대(17)의 주변부에 고정되어 있다.

이러한 하중 전달부(92)가 적용된 웨이퍼 접합 장치는, 상술의 실시형태에 있어서 웨이퍼 접합 장치(1)와 마찬가지로 해서, 상측 웨이퍼(61)와 하측 웨이퍼(62)를 압접할 때에, 상측 웨이퍼(61)와 하측 웨이퍼(62)의 접합면에 동일한 하중을 인가할 수 있고, 접합의 신뢰성을 향상시킬 수 있다. 이러한 하중 전달부(92)가 적용된 웨이퍼 접합 장치는 또한 상측 웨이퍼(61)와 하측 웨이퍼(62)가 평행하지 않을 경우에, 상측 웨이퍼(61)와 하측 웨이퍼(62)가 압접되었을 때에, 상측 웨이퍼(61)와 하측 웨이퍼(62)가 평행으로 되도록, 복수의 스프링(93-1 내지 93-n)이 탄성 변형한다. 이 때문에, 이러한 웨이퍼 접합 장치는, 상측 웨이퍼(61)와 하측 웨이퍼(62)가 평행하지 않을 경우라도, 상측 웨이퍼(61)와 하측 웨이퍼(62)의 접합면에 동일한 하중을 인가해서, 상측 웨이퍼(61)와 하측 웨이퍼(62)를 압접할 수 있다. 이 결과, 이러한 웨이퍼 접합 장치는, 압접전에 각도 조정 기구(15)를 이용해서, 상측 시료대(17)의 보지면과 하측 시료대(46)의 보지면이 평행으로 되도록 조정할 필요가 없고, 상측 웨이퍼(61)와 하측 웨이퍼(62)를 보다 용이하게 압접할 수 있다. 이러한 웨이퍼 접합 장치는 또한 각도 조정 기구(15)를 생략할 수 있고, 보다 염가로 제조할 수 있다.

각도 조정 기구(15)는 상측 시료대(17)의 방향을 소정의 방향으로 고정하는 다른 각도 조정 기구로 치환될 수 있다.

도 8은 그 치환되는 각도 조정 기구의 예를 도시하고 있다. 그 각도 조정 기구(81)는 제 1 프레임(82)과, 중간체(83)와, 제 2 프레임(84)과, 지지 부분(85)을 구비하고 있다. 제 1 프레임(82)은 상측 스테이지(14)에 고정되어 있다. 중간체(83)는 볼트(86)에 의해 회전축(88)을 중심으로 회전 가능하게 제 1 프레임(82)에 지지되어 있다. 회전축(88)은 수평 방향으로 평행하고, 제 1 프레임(82)에 대하여 고정되어 있다. 볼트(86)는 중간체(83)에 체결되는 것에 의해 중간체(83)를 제 1 프레임(82)에 고정한다. 제 2 프레임(84)은 볼트(87)에 의해 회전축(89)을 중심으로 회전 가능하게 중간체(83)에 지지되어 있다. 회전축(89)은 수평 방향에 대체로 평행하고, 회전축(89)에 수직하고, 또한 중간체(83)에 대하여 고정되어 있다. 볼트(86)는 중간체(83)에 체결되는 것에 의해 제 2 프레임(84)을 중간체(83)에 고정한다. 지지 부분(85)은 대체로 원반형상으로 형성되고, 그 원반의 중앙이 제 2 프레임(84)에 고정되어 있다. 지지 부분(85)은 또한 제 2 프레임(84)에 접합되는 면의 이면에 평탄한 지지면이 형성되어 있다. 각도 조정 기구(81)는 상술의 실시형태에 있어서 각도 조정 기구(15)와 마찬가지로 해서, 지지 부분(85)의 지지면이 하중 전달부(16)의 지지면(58)에 밀착하도록, 또한 하중 전달부(16)에 공동(57)이 형성되도록 하중 전달부(16)를 지지하고 있다.

이러한 각도 조정 기구(81)가 적용된 웨이퍼 접합 장치는 상술의 실시형태에 있어서 웨이퍼 접합 장치(1)와 마찬가지로 해서, 상측 웨이퍼(61)와 하측 웨이퍼(62)를 압접할 때에, 상측 웨이퍼(61)와 하측 웨이퍼(62)의 접합면에 동일한 하중을 인가할 수 있고, 접합의 신뢰성을 향상시킬 수 있다.

본 발명에 의한 웨이퍼 접합 장치는, 제 1 기판과 제 2 기판을 압접할 때에, 그 제 1 기판의 주변부에 인가되는 하중보다 큰 하중이 그 제 1 기판의 중앙에 인가되는 것을 방지하고, 그 제 1 기판과 제 2 기판과에 하중을 균일하게 인가할 수 있다.

Claims (6)

1. 제 1 기판을 보지하는 제 1 시료대와,
   상기 제 1 기판에 대향하는 제 2 기판을 보지하는 제 2 시료대와,
   상기 제 1 시료대의 주변부에 접합되어, 상기 제 1 시료대를 제 1 스테이지에 지지하는 하중 전달부와,
   상기 제 1 스테이지에 대하여 상기 제 2 시료대를 구동하는 것에 의해, 상기 제 1 기판과 상기 제 2 기판을 압접하는 구동 장치를 구비하는
   웨이퍼 접합 장치.
2. 제 1 항에 있어서,
   상기 제 1 시료대의 방향을 변경 가능하게, 상기 하중 전달부를 거쳐서 상기 제 1 시료대를 제 1 스테이지에 지지하는 각도 조정 기구를 더 구비하는
   웨이퍼 접합 장치.
3. 제 2 항에 있어서,
   상기 각도 조정 기구는,
   상기 제 1 시료대에 고정되는 구 플랜지와,
   상기 제 1 스테이지에 고정되는 구 시트와,
   상기 구 플랜지를 단단히 고정시키는 것에 의해 상기 구 플랜지를 상기 구 시트에 고정하는 고정 플랜지를 구비하는
   웨이퍼 접합 장치.
4. 제 3 항에 있어서,
   상기 하중 전달부는, 상기 각도 조정 기구와 상기 하중 전달부가 선접촉해서, 상기 각도 조정 기구에 지지되는
   웨이퍼 접합 장치.
5. 제 3 항에 있어서,
   상기 하중 전달부는 복수의 기둥으로 형성되며,
   상기 복수의 기둥은 각각 일단이 상기 제 1 시료대의 주변부에 접합되고, 타단이 상기 각도 조정 기구에 접합되는
   웨이퍼 접합 장치.
6. 제 1 항에 있어서,
   상기 하중 전달부는 복수의 기둥으로 형성되며,
   상기 제 1 기판과 상기 제 2 기판은, 압접될 때에, 상기 제 1 기판과 상기 제 2 기판이 밀착하도록, 상기 복수의 기둥이 각각 탄성 변형하는
   웨이퍼 접합 장치.

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