TWI564982B - A substrate holding device, a substrate bonding device, a substrate holding method, a substrate bonding method, a laminated semiconductor device, and a laminated substrate - Google Patents

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Description

基板保持裝置、基板貼合裝置、基板保持方法、基板貼合方法、積層半導體裝置及疊合基板
本發明是關於一種基板保持裝置、基板貼合裝置、基板保持方法、基板貼合方法、積層半導體裝置及疊合基板。
參照專利文獻1,有積層複數個基板並貼合而成的積層型半導體裝置。在貼合基板的狀況,以半導體裝置的線寬等級的精確度來將基板位置對齊。
〔先前技術文獻〕 〔專利文獻〕
〔專利文獻1〕特開2005-251972號公報
在半導體裝置的製造過程中,從罩轉錄圖案的倍率、基板平坦性等,有整體或部分產生變化的狀況。因此,即使使待貼合的基板彼此移動,也有位置不能對齊的狀況。
做為本發明的第一狀態,提供一種基板保持裝置,具備:保持部,保持待接合於其他基板的基板;以及變形部,藉由使被保持於保持部的基板在與其面交叉的方向變形,來校正基板與其他基板的偏離。
又,做為本發明的第二狀態,提供一種基板貼合裝 置,貼合基板與其他基板,具備上述基板保持裝置。
再者,做為本發明的第三狀態,提供一種基板保持方法,具有:校正階段,藉由使被保持於保持部的基板在與其面交叉的方向變形,來校正基板與待接合的其他基板的偏離。
再者,做為本發明的第四狀態,提供一種基板貼合方法,將用上述基板保持方法來保持的基板,貼合於其他基板。
再者,做為本發明的第五狀態,提供一種積層半導體裝置,係用上述基板貼合方法來製造。
上述發明的概要,並非列舉本發明所有必要特徵者。又,這些特徵群的次組合也可以成為發明。
以下經由發明實施形態來說明本發明,但以下實施形態並非限定關於申請專利範圍的發明。又,在實施形態中說明的特徵的所有組合,不限於發明解決手段所必須。
第一圖是積層基板製造裝置100的概略平面圖。積層基板製造裝置100是使一對基板121疊合來製造積層基板123。
積層基板製造裝置100具備:框體110、被收容於框體110的裝載機130、保持器儲存器(holder stocker)140、前對準器160、對準器170、彎曲器180以及加壓裝置190。又,在框體110的外面,配置控制 部112與前開口統合箱(Front Opening Unified Pod,FOUP)120。
積層基板製造裝置100更具備控制部112。控制部112依照被預先安裝的順序,或是依照從外部讀取的順序,控制積層基板製造裝置100整體的動作。FOUP120收容複數個基板121,可以對於框體110個別裝配或拆卸。
藉由使用FOUP120,可以將複數個基板121一起裝填在積層基板製造裝置100。又,使基板121疊合並製作的複數個積層基板123,可以被回收至FOUP120並一起搬出。
在此所謂的基板121,除了矽單結晶基板、化合物半導體基板等半導體基板之外,也可能是玻璃基板等。又,被提供於疊合的基板121的至少一者,有包含複數個元件的狀況。再者,被提供於疊合之用的一個或二個基板121,有本身已經是使基板121疊合製造而成的積層基板123的狀況。
框體110是將裝載機130、保持器儲存器140、前對準器160、對準器170、彎曲器180以及加壓裝置190密閉地包圍。藉此,可以保持在積層基板製造裝置100的基板121的通過路徑清淨。又,也可以將框體110的內部空氣置換成氮等沖洗(用)氣體。再者,也可以將框體110內部整體或其一部分排氣,使裝載機130、保持器儲存器140、前對準器160、對準器170、彎曲器180以及加壓裝置190的一部分在真空環境下動作。
裝載機130具有叉132、防止落下爪134以及折疊臂136。折疊臂136的一端相對於框體110被支持成自由旋轉。折疊臂136的他端,支持叉132以及防止落下爪134成在垂直軸以及水平軸周圍自由旋轉。
基板121被搭載於叉132。裝載機130將折疊臂136的彎曲與叉132的旋轉,可以搬送被保持在叉132的基板121至任意位置。
在叉132於水平軸周圍反轉,將基板121保持在下側的狀況下,防止落下爪134被延伸至叉132的下方。藉此,防止基板121落下。在叉132不反轉的狀況下,防止落下爪134退避到不干涉叉132上的基板121的位置。
裝載機130從FOUP120搬送基板121至前對準器160。又,裝載機130將從加壓裝置190搬出的積層基板123搬送至FOUP120。裝載機130是搬送部的一例。
再者,裝載機130將基板保持器(substrate holder)150從保持器儲存器140搬送至前對準器160,從前對準器160搬送到對準器170,從對準器170搬送到加壓裝置190。保持器儲存器140收容複數個基板保持器150。又,使用後的基板保持器150回到保持器儲存器140。
前對準器160使各基板121保持在基板保持器150,將基板121變成可與基板保持器150共同移動的狀態。也就是說,藉由使薄且脆的基板121,保持在剛性且強度高的基板保持器150一起處理,在積層基板製 造裝置100的基板121的處理會變得容易。
又,前對準器160具有位置對齊機構,位置對齊機構比起位置對齊精確度還更重視處理速度,前對準器160將對於基板保持器150的基板121的搭載位置的分散程度(dispersion),調整成收斂在預先決定的範圍。藉此,可以縮短後述的對準器170的位置對齊所需時間。
對準器170使一對基板121彼此位置對齊後疊合。對準器170所要求的位置對齊精確度高,例如,在使元件被形成的半導體基板疊合的狀況,要求元件配線間隔相當於次微米等級的精確度。關於對準器170,參照其他圖式來後述。又,在對準器170將一對基板121位置對齊後,接觸疊合,也可以藉由一對基板保持器150彼此結合,使一對基板121保持在具有間隙的狀態。
加壓裝置190強烈加壓在對準器170位置對齊並疊合的一對基板121,使基板121彼此永久接合。藉此疊合的基板121變成一體的積層基板123。在加壓裝置190加壓基板121的狀況下,也有一併加熱的狀況。
第二圖是表示往上看向下的基板保持器150的狀況的斜視圖。基板保持器150是具有接於保持的基板121的圓形載置面156的圓板狀部件,是以氧化鋁陶瓷等硬材料形成。又,基板保持器150具有靜電吸盤158,靜電吸盤158在被埋設的電極施加電壓的狀況,將基板121靜電吸附於載置面156。
再者,基板保持器150具備沿著側周配置的複數個永久磁石152。永久磁石152分別相對於基板保持器150 的緣部被固定在載置面156的外側。
第三圖是表示往下看向上的其他基板保持器150的狀況的斜視圖。此基板保持器150也是在具有載置面156以及靜電吸盤158的點,與第二圖所示的基板保持器150具有相同形狀及結構。
第三圖所示的基板保持器150,具有磁性體板154來替換永久磁石152。磁性體板154是對應永久磁石152來配置。又,各磁性體板154相對於基板保持器150被彈性地安裝成可在載置面156的法線方向移位。藉此,在第二圖所示的基板保持器150與第三圖所示的基板保持器150面對面重疊的狀況下,永久磁石152吸附磁性體板154,兩者自律地維持重疊狀態。
第四圖是對準器170的概略縱剖面圖。對準器170具有框體210、配置在框體210內側的移動台部240以及固定台250。
固定台250是從框體210的天花板面,經由複數個測力器(load cell)254往下懸架。固定台250具備靜電吸盤252。藉此,固定台250將已保持供貼合的一個基板121的基板保持器150保持吸附在下面。
在圖示例,第二圖所示的裝置永久磁石152的基板保持器150被保持在固定台250。測力器254相對於固定台250檢測從下方向上方的負載。
在框體210的天花板面,在固定台250的側方配置有往下的顯微鏡251。顯微鏡251觀察被保持在後述的微動台(slight movement stage)230的基板121的表面。 又,由於顯微鏡251被固定在框體210,所以顯微鏡251與固定台250的相對位置沒有變化。
移動台部240包含移動定盤242、粗動台244、重力抵銷部246、球面座248以及微動台230。移動定盤242搭載粗動台244、重力抵銷部246、球面座248以及微動台230,沿著被固定在框體210內部底面的導軌241移動。藉由移動定盤242的移動,移動台部240在固定台250的正下方與從固定台的正下方偏離的位置之間移動。
粗動台244在圖中箭頭所示包含X方向成分以及Y方向成分的水平方向,相對於移動定盤242移動。對於移動定盤242相對移動的狀況,微動台230也隨著粗動台244移動。
重力抵銷部246檢測微動台230的微細移位同時伸縮,微動台230的視重量(apparent weight)變小。藉此,使微動台230移位的致動器的負擔減輕,並使位置的控制精確度提升。
微動台230具有保持部220,將保持供貼合的基板121的基板保持器150保持。在基板121的位置對齊動作,微動台230一開始是隨著粗動台244的移動來移動。到下一階段,微動台230相對於粗動台244移位。微動台230的對於粗動台244的移位,包含對於所有的X、Y、Z軸的平移及旋轉。
又,微動台230具有被固定在側方的顯微鏡231。由於顯微鏡231相對於微動台230固定著,所以微動台 230以及顯微鏡231的相對位置不變化。顯微鏡231觀察被保持在固定台250的基板121的表面。
微動台230的保持部220,也具有做為基板121的變形部的功能,將基板121的元件區域126的形成倍率在每一部分區域來獨立校正。關於保持部220的結構以及功能將後述。
第五圖是對準器170的概略剖面圖。在與第四圖共通的要素,賦予相同參照編號並省略重複的說明。
在圖示的對準器170,移動台部240沿著導軌241移動,分別保持基板保持器150以及基板121的微動台230以及固定台250變成彼此相面對的狀態。再者,將已保持的一對基板位置對齊後,使微動台230上升,一對基板121彼此重疊密接。在此,使基板121密接於對準器170前,為了墊、泵等的位置一致,實行基板121的相互位置對齊。
第六圖是供彼此相面對接合的一對基板121的概略斜視圖。基板121具有因凹口(否tch)124而欠缺一部分的圓板形狀,在表面分別具有複數個元件區域126以及對準標記128。
凹口124是對應基板的結晶配向性等來形成。因此,在處理基板121的狀況,將凹口124做為指標來判斷基板121的方向。
在基板121的表面,周期性地配置複數個元件區域126。在各元件區域126,安裝有半導體裝置,該半導體裝置是藉由光刻技術等將基板121加工而形成。又, 在各元件區域126,還包含在貼合基板121與其他基板121的狀況下做為連接端子的墊等。
又,在複數個元件區域126彼此之間,有不配置元件、電路等功能要素的空白區域。在空白區域,配置有劃線122,該劃線122在分割基板121成每個元件區域126時切斷。
再者,在劃線122上,配置有對準標記128,該對準標記128做為基板121的位置對齊時的指標。劃線122在切斷基板121做成為晶粒(die)的過程變成被鋸掉的部分而消滅,所以藉由設有對準標記128,基板121的有效面積不會被壓迫。
又,在圖中,將元件區域126以及對準標記128畫得很大,但例如被形成在直徑300mm的基板121的元件區域126的數量有達到數百以上的狀況。又,也有將被形成在元件區域126的配線圖案等做為對準標記128來利用的狀況。
第七圖是加壓裝置190的概略剖面圖。加壓裝置190具有:定盤198與熱板196,從箱體192的底部依序積層;以及壓下部194以及熱板196,從箱體192的天花板面垂下。各熱板196內藏加熱器。又,在箱體192的側面之一設有裝入口191。
在加壓裝置190,已經位置對齊並疊合的一對基板121與挾著該一對基板121的一對基板保持器150被搬入。被搬入的基板保持器150以及基板121,被載置於定盤198的熱板196上面。
加壓裝置190首先使熱板196昇溫並使壓下部194降下來壓下上側的熱板196。藉此,在熱板196之間所挾著的基板保持器150以及基板121被加熱與加壓接合,一對基板121變成積層基板123。在積層基板123,經由在至少一個基板121所形成的焊料塊(bump)等,基板121上的墊被彼此電性接合。被製造的積層基板123被裝載機130依序儲存在FOUP120。
又,有鑑於上述用途,需要即使在基板保持器150反覆受到加熱與加壓也不會劣化的強度與耐熱性。又,以熱板196導致加熱溫度高的狀況,基板121的表面有與氣氛起化學反應的狀況。因此,將基板121加熱加壓的狀況,較佳為將箱體192的內部排氣並成為真空環境。因此,也可以設有將裝入口191氣密地閉鎖的可開閉扉。
再者,在加壓裝置190,也可以設有冷卻部,該冷卻部將加熱、加壓後的積層基板123冷卻。藉此,即使不恢復到室溫,也可以將某種程度冷卻的積層基板123搬出並迅速地回到FOUP120。
第八圖、第九圖、第十圖以及第十一圖,是表示積層基板製造裝置100的基板121的狀態變遷。參照這些圖式來說明積層基板製造裝置100的動作。
供貼合的基板121在被收容於FOUP120的狀態下被裝填在積層基板製造裝置100。在積層基板製造裝置100,首先,裝載機130將從保持器儲存器140搬出的基板保持器150載置於前對準器160。
在此,基板保持器150調整相對於前對準器160的載置位置。藉此,基板保持器150以預定一定以上的精確度被定位在前對準器160上。
接下來,裝載機130將從FOUP120一片一片地搬出的基板121,搬送到前對準器160。在前對準器160,基板121相對於基板保持器150,以預定一定以上的精確度被搭載於基板保持器150。
如此,如第八圖所示,保持基板121的基板保持器150被準備。搭載基板121的基板保持器150被裝載機130依序搬送至對準器170。藉此,例如最初被搬送的基板121及基板保持器150,被裝載機130反轉並保持在固定台250。
接下來,被搬入的基板121以及基板保持器150,維持原方向被保持在微動台230。如此,如第九圖所示,一對基板121在彼此面對的狀態下被保持在對準器170。
接下來,對準器170使基板121相互位置對齊並密接。在此階段,一對基板121並非永久被接合。但是,由於一個基板保持器150的永久磁石152,吸附另一個基板保持器150的磁性體板154,所以如第十圖所示,自律地維持一對基板保持器150將密接的一對基板121夾住的狀態。因此,裝載機130可以一體地搬送將基板121夾住的一對基板150。
接著,裝載機130將夾住一對基板的基板保持器150裝入至加壓裝置190。在加壓裝置190被加熱、加 壓的一對基板121被永久地接合,如第十一圖所示成為積層基板123。之後,裝載機130將基板保持器150以及積層基板123分離,基板保持器150被搬送至保持器儲存器140,積層基板123被搬送至FOUP120。如此,製造積層基板123的一連串步驟結束。之後,積層基板123被分割為各個積層半導體裝置。
在上述一連串的步驟中,以對準器170將一對基板121位置對齊的狀況,在第四圖以及第五圖所示的對準器170中,藉由顯微鏡231、251來觀察相面對的基板121的對準標記128,並計測基板121彼此的相對位置。再者,為了解除計測的相對位置的偏離,藉由使微動台230移動,可以使基板121位置對齊。
但是,即使在相同裝置用相同罩來製作的基板121,由於在光刻過程的溫度等環境條件的不同等,在基板121上所形成的元件區域126的形成倍率也有相異的狀況。元件區域126的形成倍率彼此不同的基板121,即使讓基板的相對位置產生變化也不能位置對齊。對此,本實施形態的積層基板製造裝置100使用彎曲機180來校正元件區域126的形成倍率。
第十二圖是彎曲機180的概略剖面圖。彎曲機180被用於在整個基板121校正元件區域126的形成倍率的狀況。
彎曲機180具有支持部182與持握部186。支持部182具有開放上端的圓筒狀形狀。支持部182的上端面,在緣部相接於基板保持器150的下面並支持基板保 持器150。又,在支持部182的上端面設有供電端子187。經由該供電端子187,施加驅動基板保持器150的靜電吸盤158的電壓。
在此,由於支持部182的上端面為環狀,所以不抵接於基板保持器150的載置面156的下面。因此,在將基板保持器150載置於支持部182的狀況,在支持部182的內側,形成有氣室188,氣室188是藉由支持部182的內面與基板保持器150的下面所界定。
氣室188經由閥181連接於壓力源。又,閥181在控制部112的控制下,使氣室188連通於正壓源或負壓源。氣室188、閥181、壓力源形成致動器。
在支持部182的上面,配置有複數個定位銷184。定位銷184在支持部182的環狀上端部被設於至少兩處。藉此,在將基板保持器150載置於支持部182的上面的狀況,藉由從側方壓抵定位銷184,可以將基板保持器150定位於與支持部182同軸的位置。
持握部186將支持部182上所載置的基板保持器150的緣部從上方壓下。藉此,基板保持器150被持握在支持部182以及持握部186之間。
第十三圖表示上述彎曲機180的動作順序的流程圖。又,從第十四圖到第二十一圖,是概略地表示伴隨著彎曲機180動作的基板保持器150以及基板121的狀態的圖,在下述的說明隨時參照。
如第十三圖所示,使用彎曲機180的狀況,首先,裝載機130將分別保持基板121的一對基板保持器150 裝入對準器170,該對準器170實行基板121的位置對齊(步驟S101)。藉此,在基板121能以容許範圍的精確度進行位置對齊的狀況,基板121以及基板保持器150會被搬送到加壓裝置190。因此,控制部112會結束關於彎曲機180的控制(步驟S102:是)。
另一方面,即使使微動台230移動,也不能將基板121以容許範圍的精確度進行位置對齊的狀況(步驟S102:否),控制部112會藉由變更一個基板121的元件區域126的形成倍率,來計算位置對齊精確度是否能到達預定的容許範圍(步驟S103)。
在變更一個基板121的形成倍率,可達成尋求位置對齊精確度的解被算出的狀況(步驟S103:是),控制部112會實行基板121的倍率變更。也就是說,控制部112使保持在微動台230的基板121以及基板保持器150,藉由裝載機130搬送到彎曲機180(步驟S104)。
即,控制部112控制裝載機130,使搬送到彎曲機180的基板121以及基板保持器150,以定位銷184位置對齊後載置於支持部182上。接下來,控制部112使持握部186降下,使基板保持器150相對於彎曲機180固定(步驟S105)。再者,控制部112解除基板保持器150的靜電吸盤158(步驟S106),基板121成為載於基板保持器150上的狀態。
如第十四圖所示,在支持部182之間,基板保持器150被水平固定。又,基板121不過是載於基板保持器150的上面。接下來,控制閥181,使支持部182的氣 室188連通於負壓源(步驟S107)。
藉此,如第十五圖所示,基板保持器150的下面被負壓吸引,基板保持器150的中央附近相對於載置面156在垂直方向下降。如此,基板保持器150整體變形。此時,由於以基板保持器150進行的基板121的吸引被解除(步驟S106),所以基板121不會變形,並被載於基板保持器150。因此,基板121的中央附近從基板保持器150分離並懸浮著。
接下來,控制部112施加電壓於基板保持器150的靜電吸盤158,使基板121被吸附(步驟S108)。藉此,如第十六圖所示,基板121仿照基板保持器150變形,基板121的下面密接於基板保持器150的載置面156。
之後,控制部112控制閥181,使氣室188連通大氣壓。藉此,以對於基板保持器150的負壓進行的吸引被解除,如第十七圖所示,基板保持器150藉由自身的彈性,在回到平坦狀態的方向產生復原力,即所謂的逆變形(步驟S109)。
在此,遠比基板121更厚的基板保持器150,具有比基板121還高的彎曲剛性。再者,基板121在下面整體接於基板保持器150的載置面156。因此,如圖中以箭頭T所示,在基板121,水平擴張的應力作用於基板121的面方向,元件區域126的形成倍率會變大。
但是,基板保持器150,持續以靜電吸盤158進行基板121的吸引,吸附著基板121並一起逆變形。因此,逆變形的基板保持器150產生的復原力,作用於在基板 保持器150本身的彎曲剛性再加上基板121的彎曲剛性者。
因此,在以支持部182進行基板保持器150的變形被解除的狀況下的基板121的平坦度,與基板保持器150單獨的平坦度不同。因此,較佳為考慮預備的基板121的彎曲剛性,將能獲得做為目的的形成倍率的變形量,施加於基板保持器150。
從第十七圖所示的狀態,控制部112,維持著以靜電吸盤158進行基板121的保持下,藉由裝載機130,使基板121與基板保持器150再次裝入對準器170(步驟S110)。如此,由於形成倍率的差被校正,所以對準器170可以以比彎曲機180將基板121變形前的位置對齊精確度更高的位置對齊精確度,來對齊基板121的位置。
又,基板保持器150使張力作用於基板121的下面整體。因此,應力集中不會產生於基板121,使基板121整體延伸,可以擴大元件區域126的形成倍率。
又,在步驟S110將基板121再吸附的狀況,基板保持器150大幅變形的狀況係吸附的基板121與基板保持器150的間隔會開更大。又,基板保持器150的變形大的狀況,係在步驟S109解除基板變形的狀況作用於基板121的應力也變大。因此,在基板保持器150的變形量變更大的狀況,較佳為基板保持器150產生的吸引力變更強。
第十八圖是表示對於基板保持器150的靜電吸盤 158的施加電壓與以靜電吸盤158產生保持基板121的保持力的關係的圖。如圖所示,使對於靜電吸盤158的施加電壓上升,以靜電吸盤產生的保持力也會變高。
做為一例,表示使直徑300mm的矽單結晶基板121,保持在載置面156的摩擦係數為0.3程度的基板保持器150的狀況。在如此狀況,即使在基板保持器150中央的變形為5ppm程度,若吸附力為169.9kPa以上,則基板保持器150可以持續保持基板121。此吸附力係可以藉由將平坦基板121以基板保持器150保持的狀況下的2.5倍程度的電壓施加於靜電吸盤158來產生。例如保持平坦基板121狀況下的施加電壓為200V的狀況,為了使持續保持變形基板121的上述吸附力產生,將500V程度,較佳為1000V程度的電壓施加於靜電吸盤158即可。
又,在施加電壓被切斷的狀況,靜電吸盤158的吸引力會逐漸低落。因此,在基板保持器150送到裝載機130的狀況,即使施加電壓在短時間被切斷,以基板保持器150進行基板121的吸附會被大致維持。
第十九圖、第二十圖以及第二十一圖,係表示控制部112,經由閥181使氣室188連通於正壓的狀況下的基板121以及基板保持器150的狀態遷移圖。適當參照第十三圖所示的順序來說明。
在步驟S106,控制部112解除基板保持器150的靜電吸盤158,基板121變成載於基板保持器150上的狀態。接下來,控制部112控制閥181,使支持部182 的氣室188連通於正壓源(步驟S107)。
藉此,如第十九圖所示,基板保持器150的下面被正壓壓上。因此,基板保持器150的中央附近,在對於載置面156垂直的方向上升,基板保持器150整體會變形。此時,由於以基板保持器150進行基板121的吸引被解除(步驟S106),所以基板121不會變形,並載於基板保持器150。因此,基板121的周緣附近從基板保持器150離開並懸浮。
接下來,控制部112施加電壓於基板保持器150的靜電吸盤158,使基板121被吸附(步驟S108)。藉此,如第二十圖所示,基板121仿照基板保持器150變形。因此,基板121的下面密接於基板保持器150的載置面156。
之後,控制部112控制閥181,使氣室188連通大氣壓。藉此,以對於基板保持器150的負壓進行的吸引被解除,如第二十一圖所示,基板保持器150藉由自身的彈性,在回到平坦狀態的方向產生復原力,即所謂的逆變形(步驟S109)。
但是,基板保持器150,持續以靜電吸盤158進行基板121的吸引,吸附著基板121並一起逆變形。因此,逆變形的基板保持器150產生的復原力,作用於在基板保持器150本身的彎曲剛性再加上基板121的彎曲剛性者。
又,遠比基板121更厚的基板保持器150,具有比基板121還高的彎曲剛性。再者,基板121在下面整體 接於基板保持器150的載置面156。因此,如圖中以箭頭P所示,在基板121,水平擴張的應力作用於基板121的面方向,元件區域126的形成倍率會變小。
然後,控制部112,維持著以靜電吸盤158進行基板121的保持下,藉由裝載機130,使基板121與基板保持器150再次裝入對準器170(步驟S110)。如此,由於元件區域126的形成倍率的差被校正,所以對準器170可以以預設位置精確度以下來對齊基板121的位置。
又,在步驟S110使基板121再吸附的狀況,在基板保持器150的周緣附近,載置面156與基板保持器150的間隔會變大。又,在此區域,較佳為施加於靜電吸盤158的電壓比其他區域高。藉此,可以將基板121整面吸附於載置面156。
如此,對準器170可以將在元件區域126的形成倍率有不同的基板121也位置對齊並層疊。又,控制部112係記憶預先對應彎曲機180的致動器驅動量與基板121的偏離校正量的關係的表格。更具體來說,在該表格,負壓或正壓的壓力值與基板121的偏離校正量被相對應。控制部112參照表格,來指定以可達成位置對齊精確度的解進行基板121的校正量所對應的驅動量,致動器,具體來說是以該驅動量來驅動閥181。
又,在上述步驟S103,會有在變更一個基板121的元件區域126的形成倍率,可達成尋求容許範圍的位置對齊精確度的解不被獲得的狀況(步驟S103:否)。 也就是說,在基板121的製造過程中,反覆進行光刻於元件區域126的形成狀況下,有部分彎翹產生於基板121的狀況。若進一步反覆光刻於具有如此部分彎翹的基板121,則在一片基板121中元件區域126的形成倍率會有產生不同的狀況。
如此狀況,即使企圖根據對準標記128將基板121位置對齊,也不能算出解除位置偏離的微動台230的移動量。又,即使在整個基板121校正元件區域126的形成倍率,依然不能達成尋求的位置對齊精確度。在如此狀況,控制部112實行用保持部220的部分倍率變更。
第二十二圖是組裝於微動台230的保持部220的概略剖面圖。保持部220具有在微動台230上保持基板保持器150的功能。又,保持部220也用於在基板121的一部分校正元件區域126的形成倍率的狀況。
保持部220包含真空吸盤229以及複數個氣室222、224、226。真空吸盤229包含閥227,閥227連通於微動台230的上表面開口。閥227連通或遮斷該開口與負壓源。
又,各氣室222、224、226,連通於可個別開關的閥221、223、225。閥221、223、225在控制部112的控制下,使氣室222、224、226個別連通於正壓源或負壓源。各氣室222等、對應的各閥221等以及壓力源分別形成致動器。
第二十三圖是具有保持部220的微動台230的平面圖。在與第二十二圖共通的要素賦予相同參照編號並省 略重複說明。
如圖所示,各氣室222、224、226,個別開口於微動台230的上面。因此,在基板保持器150被載置於微動台230的狀況,各氣室222、224、226被基板保持器150中的彼此相異的一部分區域密封。
第二十四圖是表示保持部220的動作順序的流程圖。第二十四圖所示的動作順序,也是接續在第十三圖的「步驟S103:否」之後的動作順序。又,從第二十五圖到第二十八圖,是概略表示伴隨著保持部220的動作的基板保持器150以及基板121的狀態的圖,在下述說明隨時參照。
如第二十四圖所示,控制部112藉由保持部220的真空吸盤229使基板保持器150保持在微動台230(步驟S201)。接下來,控制部112藉由修正基板121的一部分區域的元件區域126的形成倍率,為了達成預定容許範圍的位置對齊精確度,指定做為校正對象的區域與算出該區域的校正量(步驟S202)。
在此,在得不到校正量的解的狀況(步驟S202:否),控制部112暫時停止對該基板的貼合。在此狀況,也可以交換載置於微動台230的基板121,也可以連保持於固定台250的基板121也交換。
但是,在任何狀況,控制部112會暫時結束對於現在搭載於微動台230的基板121的處理。又,在新基板121被裝入對準器170的狀況,控制部112會轉而開始實行第十三圖所示的動作順序。
另一方面,在部分變更在基板121的元件區域126的形成倍率,並算出可達成位置對齊精確度的解的狀況(步驟S202:是),控制部112開始基板121的修正。也就是說,控制部112解除基板保持器150的靜電吸盤158(步驟S203)。
藉此,如第二十五圖所示,微動台230上的基板保持器150被水平固定於真空吸盤229。對此,基板121變成只載於基板保持器150上的狀態。
接下來,如第二十六圖所示,控制部112控制閥221、225,使氣室222連通於負壓,氣室226連通於正壓。藉此,在面對氣室222、226的區域,基板保持器150個別地變形(步驟S204)。
又,由於以基板保持器150的靜電吸盤158進行基板121的吸引被解除,所以基板121不會變形,並載於維持平坦的基板保持器150。因此,基板121,部分地從基板保持器150離開並懸浮。
接下來,控制部112施加電壓於基板保持器150的靜電吸盤158,使基板121被吸附(步驟S205)。藉此,如第二十七圖所示,基板121仿照變形的基板保持器150的形狀變形。因此,基板121的下面密接於基板保持器150的載置面156。
之後,控制部112讓基板保持器150的靜電吸盤158維持有效,控制閥221、225,使減壓或加壓的氣室222、226連通大氣壓。藉此,基板保持器150的變形被解除,如第二十八圖所示,藉由自身的彈性,在回到平坦狀態 的方向產生復原力,即所謂的逆變形(步驟S206)。
又,遠比基板121更厚的基板保持器150,具有比基板121還高的彎曲剛性。再者,基板121在下面整體接於基板保持器150的載置面156。因此,如圖中以箭頭T、P所示,在基板121,水平擴張的應力或收縮應力作用於基板121的面方向,元件區域126的形成倍率會部分地變化。
但是,基板保持器150,持續以靜電吸盤158進行基板121的吸引,吸附著基板121並一起逆變形。因此,逆變形的基板保持器150產生的復原力,作用於在基板保持器150本身的彎曲剛性再加上基板121的彎曲剛性者。
接下來,控制部112維持以靜電吸盤158進行基板121的校正,再次實行對於保持在固定台250的基板121的位置對齊(步驟S207)。如此,對準器170可以達成比基板121校正前還高的位置對齊精確度。又,控制部112係記憶預先對應保持部220的致動器驅動量與基板121的偏離校正量的關係的表格,在驅動時參照者,係與彎曲機180的狀況一樣。
在步驟S110使基板121再吸附的狀況,如之前已說明的,在對於基板保持器150的間隔變大的區域,較佳為施加於靜電吸盤158的電壓比其他區域高。藉此,也可以對應氣室222、224、226的配置分割形成靜電吸盤158的電極。
如此,保持部220使基板在分割保持器150成複數 個區域的每一分割區域獨立變形,可以部分修正保持在該基板保持器150的基板121的元件區域的形成倍率。因此,即使對於以微動台230的單純移動不能位置對齊的基板121,也可以達成做為目標的位置對齊精確度。
在上述一連串的動作順序被實行間,控制部112藉由真空吸盤229持續吸附基板保持器150。因此,在一連串的動作間,基板保持器150不會從微動台230脫落。又,也防止基板121的部分形成倍率校正影響到其他區域。
又,在上述的例,將基板121整體的元件區域126的形成倍率整批變更的彎曲機180,被配置在對準器170的外部,使基板121的部分形成倍率變化的保持部220被設於對準器170的微動台230。但是,也可以交換彎曲機180與保持部220的配置,也可以配置雙方在對準器170之外。又,也可以將彎曲機180與保持部220,配置在積層基板製造裝置100的外部。又,也可以省略彎曲機180與保持部220的任一者。
又,在上述步驟S106以及S203解除靜電吸盤158的狀況,基板121與基板保持器150的位置有從以前對準器所決定的位置偏離之虞。因此,在步驟S110校正後的基板121被搬送到對準器170時,以及,在步驟S207校正後的基板121被對準器170位置對齊的狀況,也可以再計測校正後的基板121的對準標記,藉由再計測,在以對準器170可修正根據上述偏離的XY面內的偏移量以及Z軸周圍的旋轉量的範圍內的狀況,係校正 後的基板121的位置對齊時,較佳為以對準器170修正上述偏離量。另一方面,在超出以對準器170可修正根據上述偏離的XY面內的偏移量以及Z軸周圍的旋轉量的範圍的狀況,較佳為基板121以及基板保持器150回到前對準器160,重新進行前對準。
代替上述,或是除了上述之外,在上述步驟S203的靜電吸盤158的解除後,用對準器170的顯微鏡251等,也可以測量解除靜電吸盤158前後的基板121偏離。再者,控制部112,在可達成位置對齊精確度的上述解,進行該偏離量程度的位置校正,也可以驅動校正基板121的致動器。
再者,在將貼合的一對基板121的其中之一校正的貼合方法中,基板121的厚度有不同的狀況,即,一者為積層基板123的狀況,兩者都為積層基板123且積層數相異的狀況等,係使更厚的基板121或積層基板123保持在固定台250,較佳為使更薄的基板121或積層基板123保持在微動台230來修正。藉此,可以修正並貼合更容易變形的基板121或積層基板123。
又,基板保持器150保持被載置的基板121的機制,不受限於靜電吸盤158。可以用真空吸盤等其他方法來利用被連接於積層基板製造裝置100的負壓源。
再者,在彎曲機180以及保持部220使基板保持器150變形的機構,除了藉由流體施加壓力方式之外,也可以是藉由壓電材料或各種致動器將以機械方式產生的移位傳遞到基板保持器150的結構。又,也可以組合 複數種類的致動器來使用。
第二十九圖具有其他結構的彎曲機280的概略剖面圖。彎曲機280具備控制部112、底板183以及支持板260。底板183藉由可動連結部270與致動器272以及固定連結部274,在支持板260與複數處結合。
致動器272個別伸縮,使可動連結部270升降。做為致動器272,可以用不產生熱來運作的壓電致動器、氣壓致動器等。固定連結部274,分別被直接連結於底板183以及支持板260,維持底板183以及支持板260的間隔固定。
又,各可動連結部270以及固定連結部274,在致動器272的伸縮方向,即鉛直方向的移位有效率地傳達至支持板260。藉此,在任一致動器272進行動作的狀況,支持板260的該處會移位至升降方向。
但是,關於相對於底板183的支持板260傾斜變化的移位,藉由可動連結部270以及固定連結部274的轉動動作,不會被傳達至致動器272。因此,在致動器272動作並伸縮的狀況,支持板260的各部,在對於底板183全部垂直的方向移位並變形。
又,支持板260具有:針吸盤(pin chuck)部268,包含吸引孔262、框部264以及支持突起266。吸引孔262,在支持板260的上面,大量分佈於框部264的內側整體,分別開口於支持突起266之間。各吸引孔262經由固定連接部274、底板184以及閥181被結合於負壓源。
支持板260的框部264,沿著支持板260支持的基板保持器150的周緣部被形成為環狀。因此,在載置基板保持器150於支持板260上的狀態下解放閥181的狀況,基板保持器150以及支持板260之間被減壓,基板保持器150被吸附於支持板260。
支持突起266,係在支持板260的上面,被配置於被框部264包圍區域的內側。各支持突起266的頂面高度,與框部264的高度相等。因此,支持板260在平坦狀態下,被載置於框部264以及支持突起266上的基板保持器150會變平坦。
控制部112,控制閥181的開閉以及致動器272的各動作。即,控制部112藉由開閉閥181,可以在支持板260吸附或解放基板保持器150。又,控制部112,藉由使致動器272個別伸縮,可以使支持板260部分地升降。
又,基板保持器150具有:貫穿孔153,從載置基板121的載置面156貫穿到支持板260側。再者,支持板260具有:負壓路276,一方連通於貫穿孔153,他方與吸引孔262共通並連接於負壓源。由於貫穿孔153經由負壓路276連接於負壓源,所以在彎曲機280,基板121被吸附於基板保持器150的狀況,將貫穿孔153變成負壓,基板121與基板保持器150之間被排氣。
基板保持器150如前面已說明,具有靜電吸盤158來吸附基板121。在吸附基板121的基板保持器150被載置於支持板260的上面的狀況,控制部112會暫時停 止供電至基板保持器150的靜電吸盤158。藉此,基板121變成不會被吸附且被載於基板保持器150上的狀態。
接下來,控制部112解放閥181使負壓源連通,使負壓產生在吸引孔262。藉此,基板保持器150被吸附於平坦狀態的支持板260,與支持板260成為一體。
第三十圖是彎曲機280的概略剖面圖,表示一部分的致動器272動作的狀態。在與第二十九圖相同的元件,賦予相同參照編號並省略重複的說明。
如圖中箭頭d所示,在圖示例中,左邊第二個致動器272收縮並拉下可動連結部270,使支持板260部分下降。又,如圖中箭頭u所示,右邊第二個致動器272伸長並推上可動連結部270,使支持板260部分上升。藉由如此的支持板260的部分升降,支持板260會變形。
支持板260藉由吸引孔262產生的負壓來吸附基板保持器150並與基板保持器150一體化。因此,在支持板260如上述變形的狀況,基板保持器150也會隨著支持板260一起變形。
但是,在此階段,基板保持器150的靜電吸盤150不會運作,基板保持器不會吸附基板121。因此在變形的基板保持器150上所載置的基板121,不過是載於基板保持器150的上面,也有部分分離的狀況。
如此,在基板121的校正的一個階段中,在不吸附基板121的狀態下,使支持板260以及基板保持器150,變形到比初期狀態變形量更大的狀態。基板保持器150 的初期狀態是指例如,基板保持器150為平坦的狀態。又,控制部112係記憶預先對應致動器272驅動量與基板121的偏離校正量的關係的表格,在驅動時參照者,係與彎曲機180的狀況一樣。
第三十一圖是彎曲機280的概略剖面圖,表示第三十圖所示狀態的下一階段。在與第二十九圖以及第三十圖相同的元件,賦予相同的參照編號並省略重複的說明。
在圖示的狀態,控制部112使電壓施加於靜電吸盤158。藉此,基板121被吸附在已經與支持板260一起變形的基板保持器150,基板121、基板保持器150以及支持板260會一體化。
在此狀態藉由使致動器272運作,經由支持板260以及基板保持器150,可以使基板121的變形解除或減少。即,在第三十圖所示的階段,使一體化的支持板260以及基板保持器150,仿照基板121的變形來變形。接下來,在該狀態下藉由使致動器272運作並將支持板260回到平坦的狀態,基板保持器150以及基板121也會變成平坦的狀態。
如此,在基板121的校正的其他一階段中,在吸附基板121的狀態下,為了將基板保持器150的變形量接近初期狀態,使支持板260變形。因此,支持板260的變形是在保持基板121後,所謂回到初期狀態。藉此,基板121,藉由隨著從基板保持器150的變形狀態變形到初期狀態來變形,而被校正。
如此,支持部260,藉由使吸附保持基板121的基板保持器150變形,可以用於修正基板121的各種變形的狀況。如此的支持板260在前對準器160、對準器170等,可以使用載置基板121或基板保持器150的部件做為一部分。
又,在上述的例中,表示關於支持板260吸附支持基板保持器150,與基板保持器150一起使基板121變形的狀況。但是,支持板260也可以直接吸附支持基板121來變形。因此,即使在不用基板保持器150的狀況,可以使用支持板260。
如此,藉由用彎曲機280,可以使力個別地作用於基板121的各部,並部分地變形。藉此,可以使在基板121的形成倍率部分產生變化,部分修正基板121的變形等。因此,例如當仿照做為處理對象的基板121的變形,使基板保持器150變形後,使基板121被吸附,然後解放基板保持器150的變形,則可以平坦化基板121。
又,在上述的例中,雖然藉由致動器272將支持板260回到平坦狀態,但即使以針吸盤部268進行基板保持器150的保持被解除,可以將基板121接近平坦狀態。即,在第三十一圖所示的階段,在一體化的基板121、基板保持器150以及支持板260,當解放以針吸盤部268進行吸附基板保持器150,則基板保持器150藉由本身的彈性,所謂逆變形來接近當初的平坦狀態。
遠比基板121更厚的基板保持器150,具有比基板121還高的彎曲剛性。又,基板121在下面整體吸附於 載置面156。因此,在基板保持器150逆變形的狀況,基板121也會隨著基板保持器150的逆變形來變形。
在此狀況,在基板保持器150的變形被解放的階段,持續著以靜電吸盤158進行基板121的吸附,基板保持器150吸附著基板121並一起逆變形。逆變形的基板保持器150產生的復原力,作用於在基板保持器150本身的彎曲剛性再加上基板121的彎曲剛性者。因此,支持板260的彎曲剛性比基板121以及基板保持器150個別的彎曲剛性大,且較佳為具有比基板121的彎曲剛性以及基板保持器150的彎曲剛性綜合的彎曲剛性更大的彎曲剛性。
因此,雖然說以支持板260進行基板保持器150的變形被解除,但基板保持器150並非回到與變形前同樣平坦。但是,由於企圖回到平坦的力從基板保持器150對基板121不斷作用,所以可以減輕將基板121平坦化的狀況所施加的力。
即使解除以針吸盤部268進行基板保持器150的保持,在基板保持器150未回到平坦的狀況,也可以用致動器272再次使基板保持器150變形並強制回到平坦。代替上述方法,也可以改變基板保持器150的變形量,在基板保持器150未回到平坦的狀態下,使基板121的校正量變成根據上述解的校正量。
如此,彎曲機280具備:支持板260,與基板保持器150一起保持接合於其他基板121的基板121;致動器272,藉由在與保持的基板121的面方向交叉的方向 使支持板260變形來使基板121變形,來校正保持的基板121與其他基板121的偏離。
致動器272的個數,較佳為如下述設定者。由於支持板260的中央以固定連結部274連接,所以當假定以一維來校正基板121,則較佳為至少兩個,二次成分為止的校正共計四個,對三次成分為止的校正共計六個。又,以二維來校正基板121的狀況,較佳為用一維狀況的平方個數。特別是,將該致動器272配置於正方格子上的狀況,較佳為,若是一次成分的校正則為四個,若是二次成分為止的校正則合計十六個,若是三次成分為止的校正則是三十六個。
因此,藉由使保持的基板121在如上述面方向所交叉的方向變形,可以執行校正階段來校正該基板121與接合的其他基板121的偏離。即,在位置對齊一對基板121的狀況,在位置對齊後留下閾值以上的位置偏離的狀況,用上述彎曲機280使支持板260、基板保持器150以及基板121變形,可以抵銷留下的偏離。
第三十二圖表示又一其他的彎曲機282的剖面圖,第三十三圖表示該彎曲機282的上面圖。在彎曲機282,對於與上述彎曲機280相同結構賦予相同參照編號並省略說明。
在彎曲機282的四處,設有底板183周圍的壁部185。四處壁部185與支持板260,有板彈簧273跨越,板彈簧273在XY平面具有面方向。藉此板彈簧273在關於與支持板260的連接部分,容許Z方向的移動,並 限制XY方向的移動以及Z軸周圍的旋轉方向的移動。
第三十四圖是在彎曲機282的可動連結部271的擴大圖。可動連結部271具有:板狀部件275,被固定在支持板260的下面;板狀部件277,面對該板狀部件275並固定在致動器272的上面;以及彈性部件278,被連接於這些一對板狀部件275、277。彈性部件278為例如柱狀彈性體,傳達驅動力至致動器272的驅動方向,並在垂直於驅動方向的方向彈性地變形。藉此,可以解除隨著致動器272的Z方向移動的支持板260往XY方向的移動所導致的彎曲。
第三十五圖是在彎曲機282的固定連結部284的擴大圖。固定連結部284具有大徑本體部分與配置於該本體部分上面的小徑部分。小徑部分的高度是0.2mm~0.5mm。在該小徑部分連接支持板260的下面。
藉由在小徑部分連接支持板260,可以將在支持板260能變形的區域變大。另一方面,藉由大徑本體部分,強固地支持支持板260,可以對抗支持板260的扭力等。
在此,在彎曲機282設有板彈簧273。因此,即使可動連結部271將支持板260變成可自由在關於XY方向移動,可以容許該支持板260的Z方向變形,並防止在關於XY方向以及Z軸周圍旋轉方向的搖動。
第三十六圖是其他可動連結部290的擴大圖。可動連結部290具有:連接部件289,上端連接於支持板260;限制壁292,從致動器272往上方延伸;以及滑動面287,接於連接部件289的他端。連接部件289可 以滑動被限制壁292所包圍的可動區域279。
限制壁292與連接部件289之間,形成該連接部件289可在XY方向移動的可動區域。藉此,對於隨著致動器272的Z方向移動的支持板260往XY方向移動,連接部件289的他端藉由在可動區域內滑動滑動面287,可以解除彎曲。
第三十七圖是其他固定連結部285的擴大圖。在固定連結部285具有圓錐形,該圓錐形從底板183側向著支持板260側,徑逐漸變細。藉此,可以具有與第三十五圖的固定連結部284同樣的效果。
第三十八圖是又一其他固定連結部286的擴大圖。固定連結部286具有大徑的圓柱形狀。另一方面,在支持板260中與固定連結部286連接的部分,配置有凹部269,凹部269是從該固定連結部286迴避,在該凹部的中心設有與固定連結部286連接的比該固定連結部286更小徑的突起。藉此,可以具有與第三十五圖的固定連結部284同樣的效果。
又,支持板260也可以具有:彎曲部,以預定曲率彎曲。在此狀況,致動器272使支持板260變形成支持板260的曲率產生變化。又,藉由複數個致動器272,也可以在每一區域將變形的彎曲機280的功能設於基板保持器150。藉此,在既存設備也可以實行基板121的校正。
第三十九圖表示在彎曲機280的支持板261的可動連結部270以及固定連結部274的配置例的平面圖。在 支持板261的表面,框部264的內側配置有許多支持突起266。在支持突起266之間,配置有許多在圖式的縮尺下也看不到的吸引孔262。因此,在支持板261上所載置的基板保持器150,可以使均勻的吸引力作用於整體。
固定連結部274被配置於支持板261的中央。如前面已說明,固定連結部274被固定於底板183以及支持板261的雙方。因此,支持板261的中央即使在關於面方向,還是在關於垂直於面方向的方向,都被固定於底板183。
可動連結部270將上述固定連結部274做為起始點,對於鄰接的可動連結部270彼此以等間隔被二維地配置。在圖示例中,可動連結部270被配置在平面充填支持板261表面的正三角形頂點。換言之,可動連結部270係平面充填支持板261表面來形成蜂巢結構的正六角形,可動連結部270被配置在正六角形頂點與中心。
藉此,藉由致動器272升降的可動連結部270,可以使支持板260的各區域個別升降。因此,也可以在支持板260使吸附的基板保持器150的各區域個別變形。再者,藉由將可動連結部270的一部分,配置在支持板260上的基板保持器150,到保持基板121的區域外側為止,可以使基板保持器150變形到外緣部為止。
又,對於在支持板260的內周側的圓A上所配置的可動連結部270,係等間隔被配置於遍佈全周者,在外周側的圓B上所配置的可動連結部270以及致動器 272,周期性地存在間隔變大之處。但是,即使具有如此排列的可動連結部270的支持板260,使基板保持器150以及基板121變形的狀況的控制性幾乎不會低落。
具體來說,如圖中所述,為了使鄰接的可動連結部270的間距變成65.5mm,配置有一根固定連結部274與三十根可動連結部270的支持板260被做成,將直徑300mm的基板121做為試料來嘗試修正。其結果如下述表1所示,可以以高精確度來修正對準標記的位置。
第四十圖表示在彎曲機280的支持板263的可動連結部270的其他配置的平面圖。在圖示的支持板263所配置的可動連結部270,被配置在與在第三十九圖所示的支持板261的可動連結部270的一部份相同的位置。 但是,在支持板261內周側的圓A上所配置的可動連結部270被省略。吸引孔262、支持突起266以及固定連結部274的配置,與在第三十九圖所示的支持板261的狀況一樣。
即使是如此排列,使基板保持器150以及基板121變形的狀況的控制性低落幾乎不會發生。具體來說,省略在第三十九圖所示的支持板261的內周側6根可動連結部270的支持板263被做成,將直徑300mm的基板121做為試料來嘗試修正。其結果如下述表2所示,精確度只減少一點。
第四十一圖表示在彎曲機280的支持板265的可動連結部270的配置的平面圖。支持板265具有:可動連結部270,與在第四十圖所示的支持板263數目相同。吸引孔262、支持突起266以及固定連結部274的配置,與在第三十二圖所示的支持板261、263的狀況一樣。
但是,在支持板265,可動連結部270的一半,係在支持板265上所載置的基板121的外側,等間隔地被配置在具有比基板121的外徑更大的徑的圓D上。又,可動連結部270的剩下一半,係在支持板265上所載置的基板121的內側,等間隔地被配置在具有比基板121的外徑更小的徑的圓C上。圓C與圓D彼此成為同心圓。
再者,在基板121的外側所配置的可動連結部270的配置周期,與在基板121的內側所配置的可動連結部270的配置周期,彼此以半周期偏離。因此,在基板121的周方向來看的狀況,可動連結部270與彼此鄰接的可動連結部270等間隔地被配置。藉由如排列,以相對較少的可動連結部270,獲得使基板保持器150以及基板121變形狀況下的高控制性。
具體來說,如圖中所示,在半徑130mm的圓B與半徑170mm的圓C上,分別等間隔地配置有12個可動連結部270的支持板265被做成,將直徑300mm的基板121做為試料來嘗試修正。其結果如下述表3所示,可以以高精確度來修正基板121。
從上述結果,得知即使減少二維排列的可動連結部270的最外周以及最內周的數量,修正的精確度也不會低落。藉此,得知藉由減少致動器272的數目的廉價支持板265,可以高精確度地修正基板121。
第四十二圖表示在彎曲機280的支持板267的可動連結部270的配置的平面圖。支持板267具有:可動連結部270,與在第四十一圖所示的支持板265上的數目相同。
在支持板267,與支持板265一樣,可動連結部270的一半,係在支持板265上所載置的基板121的外側,等間隔地被配置在具有比基板121的外徑更大的徑的圓D上。又,可動連結部270的剩下一半,係在支持板265上所載置的基板121的內側,等間隔地被配置在具有比基板121的外徑更小的徑的圓C上。
又,圓C上的可動連結部270的配置周期,與圓D 上的可動連結部270的配置周期同步。因此,在圓C上所配置的可動連結部270,係與其他圓D上的可動連結部270,在關於周方向被配置在相同位置。具有如此配置的彎曲機280,如下述表4所示,可以以更高精確度來修正基板121。
又,使彎曲機280的支持板267移位的可動連結部270的配置,並不限於上述的例。例如,將可動連結部配置在複數個同心圓上的狀況,該複數個同心圓的任一者也可以變成基板121的徑內側或外側的配置。又,可動連結部270的數目也可以增加或減少。
第四十三圖是基板貼合裝置的整體結構圖。基板貼合裝置410將兩片基板490、490貼合,來製造疊合基板492。又,基板貼合裝置410也可以將三片以上的基板490貼合,來構成為製造疊合基板492。
如第四十三圖所示,基板貼合裝置410具備:箱體412、常溫部414、高溫部416、以及控制部418。箱體412被形成為包圍常溫部414以及高溫部416。
常溫部414具有:複數個基板盒(substrate cassette)420、420、420、基板保持器架422、機械臂424、前對準器426、對準器428以及機械臂430。機械臂424、430是搬送部的一例。
基板盒420收容在基板貼合裝置410被結合並貼合的基板490。又,基板盒420收容已在基板貼合裝置410被結合並貼合的疊合基板492。基板盒420被裝置成可在箱體412外面拆卸。藉此,可以將複數個基板490整批裝填在基板貼合裝置410。又,可以整批回收複數個疊合基板492。被基板貼合裝置410貼合的基板490,除了單體矽晶圓、化合物半導體晶圓、玻璃基板等之外,也可以在這些形成有元件、電路、端子等。又,被裝填的基板490,也可以是已經積層複數個晶圓的疊合基板492。
基板保持器架422,係收容下基板保持器502以及上基板保持器504,下基板保持器502以及上基板保持器504從上下方向保持疊合一對基板490而成的疊合基板492。
機械臂424被配置在箱體412內部,基板盒420附近。機械臂424將在基板盒420所裝填的基板490搬送到前對準器426。機械臂424將搬送到前對準器426的基板490,搬送到在後述的對準器428的移動台438所 載置的下基板保持器502以及上基板保持器504。機械臂424將被結合並搬送到移動台438為止的疊合基板492搬送到任一基板盒420。
前對準器426被配置在箱體412內部,機械臂424附近。前對準器426,在將基板490裝填在對準器428的狀況是高精確度,故暫時對齊基板490的位置成基板490被裝填在狹窄的對準器428的調整範圍。藉此,在對準器428的基板490的定位,可以迅速且正確地進行。
對準器428被配置在機械臂424與機械臂430之間。對準器428具有:框體434、固定台436、移動台438、一對門(shutter)440以及門442。
框體434被形成為包圍固定台436以及移動台438。框體434的基板盒420側的面與高溫部416側的面,被開口成可搬入及搬出基板490等。
固定台436被固定在框體434的內側,基板盒420的附近。固定台436的下面,在保持基板490的狀態下,真空吸附被機械臂430從移動台438搬送的上基板基板504。
移動台438被配置在框體434的內側,高溫部416側。移動台438的上面,真空吸附下基板保持器502以及上基板保持器504。移動台438將框體434內部在水平方向以及鉛直方向移動。藉此,藉由移動台438移動,經由上基板保持器504在固定台436所保持的基板490,與經由下基板保持器502在移動台438所保持的基板490被位置對齊並疊合。又,基板490與基板490 也可以藉由接著劑或電漿等暫時接合。
門440開閉框體434的基板盒420側的開口。門442開閉框體434的高溫部416側開口。框體434以及門440、442所包圍的區域,被連通於空氣調整機等來管理溫度。藉此,基板490與基板490的位置對齊精確度會提升。
機械臂430被配置在箱體412內部,高溫部416與對準器428之間。機械臂430將在基板保持器架422所收容的下基板保持器502以及上基板保持器504搬送到移動台438。在移動台438所載置的下基板保持器502以及上基板保持器504,藉由靜電吸附被機械臂424從前對準器426搬送的基板490來保持。機械臂430被載置於移動台438上,將保持基板490的上基板保持器504返回並搬送到固定台436。固定台436的下面,真空吸附被機械臂430搬送的上基板保持器504。
機械臂430係將保持被移動台438位置對齊的一對基板490的下基板保持器502以及上基板保持器504真空吸附,來搬送到高溫部416。機械臂430將已在高溫部416被結合來貼合的疊合基板492從高溫部416搬送到移動台438。
高溫部416在基板貼合裝置410的貼合步驟中,被設定成高溫且真空狀態。高溫部416具備:隔熱壁446、氣室448、一對門450以及452、機械臂454、5個收容室455、以及5個加熱加壓裝置456。機械臂454是搬送部的一例。又,加熱加壓裝置456的個數並不受限於 5個,也可以適當變更。
隔熱壁446包圍高溫部416。藉此,隔熱壁446維持高溫部416的高內部溫度,擋住從高溫部416往外部的熱輻射。結果,隔熱壁464降低高溫部416的熱對常溫部414造成的影響。又,隔熱壁446擋住高溫部416與外部的氣流流動。藉此,隔熱壁446維持高溫部416的真空狀態。
氣室448連接常溫部414與高溫部416。氣室448的常溫部414側以及高溫部416側,被開口成可搬送疊合基板492,疊合基板492係包含被保持在下基板保持器502以及上基板保持器504的一對基板490。
門450開閉氣室448的常溫部414側的開口。當門450為開狀態,則氣室448被連通於常溫部414。藉此,氣室448變成與常溫部414大致相同的氣壓。在此狀態下,機械臂430在氣室448與對準器428之間搬送疊合基板492。
門452開閉氣室448的高溫部416側開口。當門452為開狀態,則氣室448被連通於高溫部416。藉此,氣室448變成與高溫部416大致相同的氣壓。又,在貼合步驟中,門450以及門452兩者並非為開狀態。
機械臂454,在門452為開狀態中,將被機械臂430搬入氣室448的疊合基板492,與下基板保持器502以及上基板保持器504一起,搬入至任一加熱加壓裝置456。
收容室455被形成為中空狀。收容室455收容加熱 加壓裝置456的主要部分並包圍。收容室455為了搬入及搬出疊合基板491,具有可開閉的開口部。收容室455在搬入疊合基板492後,為了成真空狀態而被密閉。
加熱加壓裝置456是加熱裝置的一例。加熱加壓裝置456被配置在隔熱壁446的內部。5個加熱加壓裝置456在隔熱壁446的中心周圍以大致相等角度間隔被配置。加熱加壓裝置456保持被機械臂454從氣室448搬入的疊合基板492。加熱加壓裝置456加壓在結合溫度狀態下的疊合基板492。然後,加熱加壓裝置456使被搬入的疊合基板492升溫至疊合基板492的基板490可結合的結合溫度。藉此,加熱加壓裝置456結合疊合基板492並貼合。
機械臂454將已被結合並貼合的疊合基板492從加熱加壓裝置456搬送至氣室448。
控制部418控制基板貼合裝置410的整體動作。控制部418具有操作部,該操作部供使用者在進行基板貼合裝置410的電源投入、各種設定等狀況下,從外部操作。再者,控制部418具有連接部,該連接部連接配備的其他機器與基板貼合裝置410。
第四十四圖表示加熱加壓裝置456的整體結構的正面圖。如第四十四圖所示,加熱加壓裝置456具有:下部模組460,被配置在地板面側;以及上部模組462,被配置在天花板側。
下部模組560具有:升降部466、下部壓力控制模組468、下部加熱模組470、以及下部頂板472。
升降部466,使下部壓力控制模組468、下部加熱模組470、以及下部頂板472以及疊合基板492一起升降。又,升降部466即使在上基板保持器504接觸上部模組462的下面後,也使在下基板保持器502以及上基板保持器504所保持的疊合基板492上升。藉此,升降部466加壓疊合基板492。
下部壓力控制模組468,被配置在升降部466的上面。下部壓力控制模組468具有中空加壓部469。中空加壓部469是藉由橡膠板等形成的袋狀壓力控制部。在中空加壓部469的內部,充填有從外部供給的流體。中空加壓部469藉由流體供給量使本身形狀變形。藉此,下部壓力控制模組468在水平面內控制升降部466作用於疊合基板492的壓力。例如,中空加壓部469係藉由將上面變成平面,使上面的中央部變形成凸狀,使上面的周緣部變形成凸狀,來控制在水平面內的壓力。升降部466以及下部壓力控制模組468是加壓部的一例。
下部加熱模組470被配置在下部壓力控制模組468的上部。下部加熱模組470具有複數個電熱加熱器。複數個電熱加熱器被構成為各自獨立並可控制溫度。
下部頂板472被配置在下部加熱模組470的上面。下部頂板472被形成為比下基板保持器502以及上基板保持器504直徑更大的圓板狀。在下部頂板472的上面,載置有疊合基板492,疊合基板492被保持在下基板保持器502以及上基板保持器504。
上部模組462具有:上部加熱模組480,包含複數 個電熱加熱器;以及上部頂板482。上部加熱模組480除了與下部加熱模組470上下顛倒以外,其他是大致相同結構,上部頂板482是與下部頂板472大致相同結構。
第四十五圖是說明基板490a、490b的電極墊496a、496b位置偏離的圖。第四十六圖是說明校正基板490a、490b的電極墊496a、496b位置偏離的圖。第四十七圖是說明校正後的基板490a、490b的電極墊496a、496b貼合配合的圖。又,從第四十五圖到第四十七圖,下側基板的符號為「490a」,上側基板的符號為「490b」。
如第四十五圖所示,在基板490a的貼合面494a,形成有電極墊496a,並在基板490b的貼合面494b,形成有電極墊496b。當基板490a與基板490b被貼合,則電極墊496a、496b的位置會被設定成電極墊496a被連接於任一電極墊496b。又,以第四十五圖的點線所示的電極墊496a、496b為其被設定的位置。但是,當基板490a收縮,則如第四十五圖的實線所示,電極墊496a的位置會接近基板490a的中心,例如從設定位置偏離距離D1或距離D2。相反地,當基板490b膨脹,則如第四十五圖的實線所示,電極墊496b的位置會離開基板490b的中心,例如從設定位置偏離距離D3或距離D4。因此,當使此狀態的基板490a、490b維持平坦地貼合,電極墊496a不會被連接於電極墊496b,或部分地被連接於電極墊496b,而產生連接不良等。
在本實施形態,如第四十六圖所示,藉由中央部為 凸狀的中凸面498按壓收縮的基板490a,使基板490a在與其面交叉的方向變形,並藉由中央部為凹狀的中凹面499按壓膨脹的基板490b,使基板490b在與其面交叉的方向變形。
藉由中凸面498彎曲的基板490a的貼合面494a,在上側成為凸狀。藉此,在基板490a的貼合面494a所形成的電極墊496a,係在水平方向從基板490a中心離開。結果,在平面視角,電極墊496a會接近設定位置。另一方面,因為中凹面499在上側為凹狀,所以基板490b的貼合面494b,在上側成為凹狀的面。藉此,在基板490b的貼合面494b所形成的電極墊496b,在水平方向靠近基板490b的中心。因此,在平面視角,電極墊496b會接近設定位置。
此結果,位置偏離的電極墊496a以及電極墊496b,在水平方向,變成彼此接近來校正者。在此,電極墊496a的位置偏離與被連接於電極墊496a的電極墊496b的位置偏離,方向相反,大小相等者為較佳。但是,該位置偏力的大小,容許電極墊496a以及電極墊496b的接觸面大小程度的誤差。
在此狀態,藉由貼合基板490a以及基板490b,如第四十七圖所示,電極墊496a以及電極墊496b大致全面地被連接。又,膨脹以及收縮,是變形起因的一例,對於做為起因於其他要因的位置偏離,也可以同樣對應。
第四十八圖是下基板保持器502的縱剖面圖。如第 四十八圖所示,下基板保持器502具備:下保持器本體510以及6個吸附子512。
下保持器本體510是藉由陶瓷、金屬等高剛性材料所形成。下保持器本體510在平面視角被形成為圓形狀。下保持器本體510的上面,做為保持下側基板490的下保持面514來運作。下保持面514,係中央部在上側被形成為凸狀的曲面。藉此,下保持面514做為上述中凸面498來運作,在下保持面514所保持並按壓的基板490,係中央部在上側被變形成凸狀的曲面。又,曲面的一例是部分球面或部分橢圓面。下保持面514,在平面視角,比基板490更大。
下保持器本體510的下面,形成有平坦的下被按壓面516。下被按壓面516係面接觸於移動台438的上面以及下部頂板472的上面等,來水平地支持下基板保持器502。在下保持面514的附近,埋設有複數個電極板。電極板藉由靜電吸附保持基板490。在電極板,經由被埋設在下被按壓面516的電力供給端子來供給。
吸附子512具有電磁石。在電磁石,經由被埋設在下被按壓面516的電力供給端子,來供給電力。6個吸附子512係以2個一組,在下保持器本體510的中心周圍以520°間隔來配置。在保持基板490的狀態,6個吸附子512位於基板490的外側。又,吸附子152的個數並不受限於6個。
第四十九圖是上基板保持器504的縱剖面圖。如第四十九圖所示,上基板保持器504具有:上保持器本體 520以及6個被吸附子522。
上保持器本體520是藉由陶瓷、金屬等高剛性材料所形成。上保持器本體520被形成為圓板狀。上保持器本體520的下面的中央部,做為保持上側基板490的上保持面526來運作。上保持面526,係在平面視角比基板490更大。上保持面526,係中央部在上側被形成為凹狀的曲面。藉此,上保持面526做為上述中凹面499來運作,在上保持面526所保持並按壓的基板490,係中央部在上側被變形成凸狀的曲面。又,曲面的一例是部分球面或部分橢圓面。上保持面526,與下保持面514大致平行。藉此,上保持面526與下保持面514成為彼此互補的關係。上保持面526的外周部係平坦地被形成。
在上保持器本體520的上面,形成有上被按壓面528。上被按壓面528係平坦地被形成。上被按壓面528係面接觸於固定台436的下面以及上部頂板482的下面,來水平地支持上基板保持器504。又,上基板保持器504,在基板保持器架422以及移動台438,將上被按壓面528做為下來載置。在上保持面526的附近,埋設有複數個電極板,複數個電極板藉由靜電吸附保持基板490。
被吸附子522具有永久磁石。被吸附子522被配置在上保持器本體520的下面,上保持面526的外側。6個被吸附子522被配置在與上基板保持器504的吸附子512相面對的位置。在被吸附子522被吸附子512吸附 的吸附狀態,下基板保持器502以及上基板保持器504彼此被固定。
第五十圖~第五十五圖,是說明以基板貼合裝置410疊合基板492的製造步驟的圖。在貼合步驟,首先,機械臂424從任一基板盒420將基板490搬送到前對準器426。接下來,如第五十圖所示,機械臂430從基板保持器架422將上基板保持器504搬送到移動台438。移動台438真空吸附上基板保持器504。機械臂430,將藉由前對準器426來調整位置的基板490,搬送並載置到在移動台438所載置的上基板保持器504的上保持面526。又,此基板490成為上側的基板。上基板保持器504靜電吸附被載置的基板490。在此,保持上側的基板490的上保持面526係中央部被形成為凹狀曲面。因此,下保持面514仿照凹狀的曲面,中央部在下側使上側的基板490彎曲並變形成凸狀的曲面。再者,此結果,在第五十圖的狀態,是上側的基板490上面的貼合面,係中央部被變形成凹狀。
此後,機械臂430從移動台438,將保持基板490的上基板保持器504返回並搬送到固定台436。固定台436,如第五十一圖所示,與基板490一起,從機械臂430接受上基板保持器504後,藉由真空吸附保持上基板保持器504。藉此,上側的基板490係在上側成為凸狀的曲面。
接下來,藉由同樣動作,機械臂430在移動台438搬送下基板保持器502後,機械臂424在移動台438上 的下基板保持器502搬送基板490。在此,在下基板保持器502所搬送的下側基板490,係考慮上基板保持器504保持的上側基板490的位置偏離來選擇。例如,電極墊的位置偏離,對於上側基板490的電極墊的位置偏離,方向為相反,大小為相等的基板做為下側基板490來選擇。如第五十二圖所示,移動台438將基板490作為上側,來保持基板490以及下基板保持器502。在此,保持下側的基板490的下保持面514,在上側被形成為凸狀曲面。因此,下保持面514,仿照凸狀曲面,中央部在上側為凸狀,使下側的基板490彎曲變形成與上側的基板490互補且平行的曲面。藉此,下側的基板490的上面的貼合面,係中央部被變形成凸狀。之後,門440、442變成閉狀態後,移動台438係保持基板490以及下基板保持器502,並移動至保持基板490以及下基板保持器502的固定台436的下方。藉此,移動台438的基板490與固定台436的基板490被位置對齊。
接下來,如第五十三圖所示,移動台438往上方移動。藉此,下基板保持器502的吸附子512,吸附上基板保持器504的被吸附子522。固定台436解除上基板保持器504的真空吸附後,移動台438在真空吸附下基板保持器502的狀態下,往機械臂430方向移動。
接下來,門450變成開狀態,氣室448與常溫部414被連通。又,門452變為閉狀態。在此狀態,機械臂430在移動台438上的下基板保持器502以及上基板保持器504,將被保持的疊合基板492搬送至氣室448。 之後,門450成為閉狀態,同時門452成為開狀態,氣室448從常溫部414被切斷,同時與高溫部416連通。在此狀態下,機械臂454,係與下基板保持器502以及上基板保持器504,將疊合基板492從氣室448搬送到加熱加壓裝置456。
接下來,在加熱加壓裝置456,升降部466使在下基板保持器502以及上基板保持器504所保持的疊合基板492上升。藉此,下基板保持器502的上被按壓面528,面接觸於上部頂板482的下面。在此狀態下,下部加熱模組470以及上部加熱模組480,加熱疊合基板492至結合溫度為止後,維持該結合溫度。又,升降部466進一步使下部頂板472上升,在使疊合基板492的一對基板490、490彎曲的狀態下加壓。在此,藉由下保持面514以及上保持面526,使基板490與基板490彎曲,如第四十六圖以及第四十七圖所示,電極墊496a、496b等的位置偏離被校正的狀態下,貼合基板490、490。又,由於使基板490與基板490變形成彼此平行的曲面,所以如第五十四圖所示,基板490與基板490在密接的狀態下被貼合,變成疊合基板492。
接下來,門452變成開狀態,同時門450變成閉狀態。藉此,氣室448從常溫部414被切斷,被連通於高溫部416。之後,機械臂454將被貼合的疊合基板492,與下基板保持器502以及上基板保持器504一起,搬送到氣室448。
接下來,門452變成閉狀態,同時門450變成開狀 態。藉此,氣室448從高溫部416被切斷,同時與常溫部414連通。在此狀態下,機械臂430將疊合基板492,與下基板保持器502以及上基板保持器504一起,從氣室448被移動到移動台438。如第五十五圖所示,疊合基板492在移動台438上,從下基板保持器502以及上基板保持器504分離。之後,機械臂424將疊合基板492搬出至任一基板盒420。藉此,以基板貼合裝置410進行疊合基板492的貼合步驟結束,完成疊合基板492。
如上述,以本實施形態進行的基板貼合方法,在使基板490與基板490互補地彎曲的狀態下,貼合並製造疊合基板492。藉此,基板490、490藉由膨脹或收縮等,即使電極墊496a、496b等產生位置偏離,也可以連接電極墊496a、496b彼此。
在本實施形態,基板490與基板490變形成彼此平行的曲面後貼合。藉此,可以提升被貼合的基板490與基板490的密接性。
在本實施形態,下基板保持器502的下保持面514以及上基板保持器504的上保持面526使基板490、490彎曲變形。藉此,由於可以容易地預測基板490、490的變形後的形狀,所以可以提升位置偏離的校正精確度。
接下來,說明關於變更上述實施形態的一部分的實施形態。
說明關於藉由下部壓力模組468彎曲基板490、490的基板貼合方法。第五十六圖是說明基板490、490變 形前的狀態的圖。第五十七圖是說明藉由下部壓力模組468彎曲基板490、490的圖。
在本實施形態,下基板保持器602以及上基板保持器604被形成為平坦的圓板狀。又,下基板保持器602的下保持器本體610的下保持面614以及上基板保持器604的上保持器本體620的上保持面626,一起平坦地被形成。因此,搬運到加熱加壓裝置456中,基板490、490是平坦狀態。
上基板保持器604具有彈性部件624。彈性部件624具有金屬製彈簧。彈性部件624被配置在被吸附子622的下面。藉此,在被吸附子622被吸附於吸附子612的吸附狀態,彈性部件624被配置在被吸附子622與吸附子612之間。又,彈性部件624的彈性力,比作用於吸附子612與被吸附子622之間的吸附力更大。
藉此,在吸附狀態,外力未作用的狀況,彈性部件624使在下基板保持器602所保持的基板490與在上基板保持器604所保持的基板490分離。在此狀態下,如第五十六圖所示,基板490、490在彼此分離的狀態下,被搬送至加熱加壓裝置456的下部頂板472。
接下來,升降部466藉由使下部頂板472與基板490、490一起上升,如第五十七圖所示,上基板保持器604的被按壓面618接觸於上部頂板482的下面。在此狀態下,供給流體至下部壓力控制模組468的中空加壓部469。藉此,中空加壓部469的上面,在上側變形成凸狀的曲面。升降部466藉由使下部頂板472進一步 上升,收縮彈性部件624,基板490與基板490相接。又,下部頂板472仿照中空加壓部469的上面,在上側變形成凸狀的曲面。再者,下基板保持器602、基板490、490、上基板保持器604以及上部頂板482,仿照下部頂板472,在上側彎曲變形成凸狀的曲面。在此,成為加壓面的下部頂板472的上面作為中凸面498來運作,同時,作為加壓面的上部頂板482的下面作為中凹面499來運作。藉此,在使下部頂板472的上面與上部頂板482的下面變形成彼此互補的狀態下,基板490、490被加壓。
此結果,由於基板490、490被互補地變形,所以基板490、490的電極墊等位置偏離被校正,基板490、490會被貼合。然後,完成疊合基板492。
第五十八圖是保持基板490、490的下基板保持器702以及上基板保持器704的圖。第五十九圖是說明藉由下基板保持器702以及上基板保持器704彎曲的基板490、490的圖。下基板保持器702以及上基板保持器704在水平面內的分割區域,說明關於控制加壓的基板貼合方法。
如第五十八圖所示,在本實施形態,下基板保持器702具備:下保持器本體710,複數個下分割加壓部件711以及具有電磁石的吸附子712。
下保持器本體710具有大致平坦的下圓板部713與複數個下腳部715。下圓板部713具有靜電吸附基板490的電極板。下腳部715被設於下圓板部713的下面。下 腳部715在水平面內被配置成每單位面積的個數大致相同。下腳部715的下端部可旋轉地被連接於下分割加壓部件711。
複數個下分割加壓部件711,被設於任一下腳部715的下端部。因此,下分割加壓部件711,在水平面內被配置成每單位面積的個數大致相同。下分割加壓部件711包含壓電體。在各下分割加壓部件711,從下部頂板472施加不同電壓。藉此,下分割加壓部件711各變形成不同的形狀,藉由不同的壓力獨立加壓基板490。又,藉由下分割加壓部件711獨立變形,被連接的下保持器本體710的下圓板部713從平坦的形狀變形成不同的形狀。
上基板保持器704具備:上保持器本體720、複數個上分割加壓部件721、具有永久磁石的被吸附子722以及具有彈簧的彈性部件724。又,在關於上基板保持器704,由於與下基板保持器702是大致相同結構,所以說明關於不同的結構。上保持器本體720具有大致平坦的上圓板部723以及複數個上腳部725。上腳部725被設於上圓板部723的上面。複數個上分割加壓部件721被連接於任一上腳部725的上端部。各上分割加壓部件721藉由施加不同電壓,以不同壓力獨立加壓基板490。
下基板保持器702以及上基板保持器704,分別藉由電極板來吸附基板490、490。在此狀態下,基板490與基板490被位置對齊後,吸附子712吸附被吸附子 722。藉此,如第五十八圖所示,在基板490與基板490之間形成有間隔的狀態下,藉由下基板保持器702以及上基板保持器704,保持基板490與基板490。在此狀態,基板490、490被搬送到加熱加壓裝置456的下部頂板472。
接下來,升降部466,使基板490、490與下基板保持器702以及上基板保持器704一起上升。藉此,上基板保持器704的上分割加壓部件721接於上部頂板482。之後,升降部466藉由進一步上升基板490、490,基板490與基板490相接。在此狀態,電壓被施加至下分割加壓部件711以及上分割加壓部件721。藉此,下保持器本體710的下圓板部713的上面,在上側變形成凸狀的曲面,同時上保持器本體720的上圓板部723的下面,在上側為凹狀的曲面,與下圓板部713的上面變形成互補的形狀。下圓板部713的上面,作為中凸面498來運作,上圓板部723的下面作為中凹面499來運作。此結果,下側基板490以及上側基板490,經由下圓板部713以及上圓板部723,被下分割加壓部件711以及上分割加壓部件721加壓,同時一起在上側被變形成凸狀的曲面狀。之後,藉由加熱及加壓基板490、490,基板490、490被貼合並成為疊合基板492。
以上,雖然用實施本發明的形態來說明,但本發明的技術範圍不受限於上述實施形態所記載的範圍。熟悉本領域技藝者當知在上述實施形態,可以施加多種變更與改良。施加如此的變更或改良的形態也是可以包含在 本發明的技術範圍者,從申請專利範圍的記載知道。
申請專利範圍、說明書以及圖式中表示的裝置、系統、程式以及方法的動作、順序、步驟以及階段等各處理的實行順序,特別是未明示「更前」、「首先」等,又,在不是將之前處理的輸出用在後面處理的狀況,希望留意到可以任意順序來實現。關於申請專利範圍、說明書以及圖式中的動作流程,即使在方便上用「首先」、「接下來」等來說明,並非代表必須以此順序實施者。
100‧‧‧積層基板製造裝置
110、192、210、412‧‧‧箱體
112‧‧‧控制部
120‧‧‧前開口統合箱
121、490、490a、490b‧‧‧基板
122‧‧‧劃線
123‧‧‧積層基板
124‧‧‧凹口
126‧‧‧元件區域
128‧‧‧對準標記
130‧‧‧裝載機
132‧‧‧叉
134‧‧‧防止落下爪
136‧‧‧折疊臂
140‧‧‧保持器儲存器
150‧‧‧基板保持器
152‧‧‧永久磁石
153‧‧‧貫穿孔
154‧‧‧磁性體板
156‧‧‧載置面
158、252‧‧‧靜電吸盤
160、426‧‧‧前對準器
170、428‧‧‧對準器
180、280、282‧‧‧彎曲機
181、221、223、225、227‧‧‧閥
182‧‧‧支持部
183‧‧‧底板
184‧‧‧定位銷
185‧‧‧壁部
186‧‧‧持握部
187‧‧‧供電端子
188、222、224、226‧‧‧氣室
190‧‧‧加壓裝置
191‧‧‧裝入口
194‧‧‧壓下部
196‧‧‧熱板
198‧‧‧定盤
210、434‧‧‧框體
220‧‧‧保持部
229‧‧‧真空吸盤
230、438‧‧‧微動台
231、251‧‧‧顯微鏡
240‧‧‧移動台部
241‧‧‧導軌
242‧‧‧移動定盤
244‧‧‧粗動台
246‧‧‧重力抵銷部
248‧‧‧球面座
250、436‧‧‧固定台
254‧‧‧測力器
260、261、263、265、267‧‧‧支持板
262‧‧‧吸引孔
264‧‧‧框部
266‧‧‧支持突起
268‧‧‧針吸盤部
269‧‧‧凹部
270、271、290‧‧‧可動連結部
272‧‧‧致動器
273‧‧‧板彈簧
274、284、285、286‧‧‧固定連結部
275、277‧‧‧板狀部件
276‧‧‧負壓路
278‧‧‧彈性部件
279‧‧‧可動區域
287‧‧‧滑動面
289‧‧‧連接部件
292‧‧‧限制壁
410‧‧‧基板貼合裝置
414‧‧‧常溫部
416‧‧‧高溫部
418‧‧‧控制部
420‧‧‧基板盒
422‧‧‧基板保持器架
424、430、454‧‧‧機械臂
436‧‧‧固定台
438‧‧‧移動台
440、442、450、452‧‧‧門
446‧‧‧隔熱壁
448‧‧‧氣室
455‧‧‧收容室
456‧‧‧加熱加壓裝置
460‧‧‧下部模組
462‧‧‧上部模組
466‧‧‧升降部
468‧‧‧下部壓力控制模組
469‧‧‧中空加壓部
470‧‧‧下部加熱模組
472‧‧‧下部頂板
480‧‧‧上部加熱模組
482‧‧‧上部頂板
492‧‧‧疊合基板
494a、494b‧‧‧貼合面
496a、496b‧‧‧電極墊
498‧‧‧中凸面
499‧‧‧中凹面
502、602、702‧‧‧下基板保持器
504、604、704‧‧‧上基板保持器
510、610、710‧‧‧下保持器本體
512、612、712‧‧‧吸附子
514、614‧‧‧下保持面
516‧‧‧下被按壓面
520、620、720‧‧‧上保持器本體
522、622、722‧‧‧被吸附子
526、626‧‧‧上保持面
528‧‧‧上被按壓面
618‧‧‧被按壓面
624、724‧‧‧彈性部件
711‧‧‧下分割加壓部件
713‧‧‧下圓板部
715‧‧‧下腳部
721‧‧‧上分割加壓部件
723‧‧‧上圓板部
725‧‧‧上腳部
D1、D2、D3、D4‧‧‧距離
T、P、d、u‧‧‧箭頭
第一圖:積層基板製造裝置100的概略平面圖。
第二圖:基板保持器150的斜視圖。
第三圖:基板保持器150的斜視圖。
第四圖:對準器170的概略剖面圖。
第五圖:對準器170的概略剖面圖。
第六圖:基板121的概略斜視圖。
第七圖:加壓裝置的概略剖面圖。
第八圖:表示基板121的狀態遷移的剖面圖。
第九圖:表示基板121的狀態遷移的剖面圖。
第十圖:表示基板121的狀態遷移的剖面圖。
第十一圖:表示基板121的狀態遷移的剖面圖。
第十二圖:彎曲機180的概略剖面圖。
第十三圖:表示以彎曲機180進行保持基板121的順序的流程圖。
第十四圖:表示基板121以及基板保持器150的狀態遷 移的剖面圖。
第十五圖:表示基板121以及基板保持器150的狀態遷移的剖面圖。
第十六圖:表示基板121以及基板保持器150的狀態遷移的剖面圖。
第十七圖:表示基板121以及基板保持器150的狀態遷移的剖面圖。
第十八圖:表示施加電壓與保持力的關係圖。
第十九圖:表示基板121以及基板保持器150的狀態遷移的剖面圖。
第二十圖:表示基板121以及基板保持器150的狀態遷移的剖面圖。
第二十一圖:表示基板121以及基板保持器150的狀態遷移的剖面圖。
第二十二圖:保持部220的概略剖面圖。
第二十三圖:微動台230的平面圖。
第二十四圖:表示以保持部220進行保持基板121的順序的流程圖。
第二十五圖:表示基板121以及基板保持器150的狀態遷移的剖面圖。
第二十六圖:表示基板121以及基板保持器150的狀態遷移的剖面圖。
第二十七圖:表示基板121以及基板保持器150的狀態遷移的剖面圖。
第二十八圖:表示基板121以及基板保持器150的狀態 遷移的剖面圖。
第二十九圖:彎曲機280的概略剖面圖。
第三十圖:彎曲機280的概略剖面圖。
第三十一圖:彎曲機280的概略剖面圖。
第三十二圖:其他彎曲機282的剖面圖。
第三十三圖:彎曲機282的上面圖。
第三十四圖:在彎曲機282的可動連結部271的擴大圖。
第三十五圖:在彎曲機282的固定連結部284的擴大圖。
第三十六圖:其他可動連結部290的擴大圖。
第三十七圖:其他固定連結部285的擴大圖。
第三十八圖:另一其他固定連結部286的擴大圖。
第三十九圖:支持板261的平面圖。
第四十圖:支持板263的平面圖。
第四十一圖:支持板265的平面圖。
第四十二圖:支持板267的平面圖。
第四十三圖:基板貼合裝置410的整體結構圖。
第四十四圖:表示加熱加壓裝置456的整體結構的正面圖。
第四十五圖:說明基板490a、490b的電極墊496a、496b位置偏離的圖。
第四十六圖:說明校正基板490a、490b的電極墊496a、496b位置偏離的圖。
第四十七圖:說明校正後的基板490a、490b的電極墊496a、496b貼合的圖。
第四十八圖:下基板保持器502的縱剖面圖。
第四十九圖:上基板保持器504的縱剖面圖。
第五十圖:說明以基板貼合裝置410進行疊合基板492的製造步驟的圖。
第五十一圖:說明以基板貼合裝置410進行疊合基板492的製造步驟的圖。
第五十二圖:說明以基板貼合裝置410進行疊合基板492的製造步驟的圖。
第五十三圖:說明以基板貼合裝置410進行疊合基板492的製造步驟的圖。
第五十四圖:說明以基板貼合裝置410進行疊合基板492的製造步驟的圖。
第五十五圖:說明以基板貼合裝置410進行疊合基板492的製造步驟的圖。
第五十六圖:說明基板490、490變形前的狀態的圖。
第五十七圖:說明藉由下部壓制控制模組468撓曲的基板490、490的圖。
第五十八圖:保持基板490、490的下基板保持器702以及上基板保持器704的圖。
第五十九圖:說明藉由下基板保持器702以及上基板保持器704撓曲的基板490、490的圖。
112‧‧‧控制部
121‧‧‧基板
150‧‧‧基板保持器
158‧‧‧靜電吸盤
180‧‧‧彎曲機
181‧‧‧閥
182‧‧‧支持部
184‧‧‧定位銷
186‧‧‧持握部
187‧‧‧供電端子
188‧‧‧氣室

Claims (32)

  1. 一種基板貼合裝置,具備:取得部,其係取得彼此疊合的兩個基板間的偏離量;變形部,其係藉由使前述兩個基板中至少一個基板至少彎曲而變形前述一個基板,使前述偏離量於前述兩個基板貼合後在閾值以下;以及貼合部,其係將以前述變形部所變形的前述一個基板與另一個前述基板彼此貼合。
  2. 如申請專利範圍第1項所述的基板貼合裝置,其中具備保持前述一個基板之保持部,前述變形部,在前述一個基板不被保持在前述保持部的狀態下,使前述保持部從第一狀態變形成比前述第一狀態變形量大的第二狀態,在保持前述一個基板於前述保持部的狀態下,將前述保持部的變形量變得比前述第二狀態的變形量小,使前述一個基板變形。
  3. 如申請專利範圍第2項所述的基板貼合裝置,其中前述保持部在保持前述一個基板後,藉由前述變形部回到前述第一狀態。
  4. 如申請專利範圍第2或3項所述的基板貼合裝置,其中前述第一狀態係前述保持部的保持面為平坦的狀態。
  5. 如申請專利範圍第1項所述的基板貼合裝置,其中具備保持前述一個基板之保持部,前述保持部具有保持面,該保持面具有以預定曲率彎曲的彎曲部,前述一個基板藉由保持於前述保持面而以與校正量對應之變形量來變形。
  6. 如申請專利範圍第5項所述的基板貼合裝置,其中前述變形部,在前述一個基板被保持在前述保持面的狀態下藉由使前述保持部變形而使前述彎曲部的曲率產生變化,來使前述一個基板變形。
  7. 如申請專利範圍第2或5項所述的基板貼合裝置,其中前述變形部,將分割前述保持部成為複數個區域的每一分割區域獨立變形。
  8. 如申請專利範圍第2項所述的基板貼合裝置,其中前述保持部的彎曲剛性比前述一個基板的彎曲剛性大。
  9. 如申請專利範圍第2或5項所述的基板貼合裝置,其中前述保持部係基板保持器,該基板保持器具有保持前述一個基板的保持手段,與前述一個基板一起移動。
  10. 如申請專利範圍第5項所述的基板貼合裝置,具備:支持部,支持前述保持部,前述支持部被前述變形部變形,前述保持部,藉由前述支持部的變形來變形。
  11. 如申請專利範圍第10項所述的基板貼合裝置,其中前述支持部的彎曲剛性,比前述一個基板的彎曲剛性加上前述保持部的彎曲剛性的大小更大。
  12. 如申請專利範圍第10項所述的基板貼合裝置,其中前述變形部具有:複數個致動器,為了施加變形力於前述支持部來驅動;以及複數個彈性部件,分別連接前述複數個致動器與前述支持部,複數個彈性部件,分別將驅動力傳達至前述致動器的驅動方向,同時在垂直於驅動方向的方向彈性地變 形。
  13. 如申請專利範圍第10項所述的基板貼合裝置,其中前述變形部具有:複數個致動器,為了施加變形力於前述支持部來驅動;以及複數個連接部件,分別連接前述複數個致動器與前述支持部,複數個連接部件,分別被連接成在垂直於前述致動器的驅動方向的方向,可對於前述致動器以及前述支持部的至少其中之一滑動。
  14. 如申請專利範圍第2或5項所述的基板貼合裝置,其中前述變形部具有:複數個致動器,為了施加變形力於前述保持部來驅動。
  15. 如申請專利範圍第1項所述的基板貼合裝置,更具備:位置對齊部,將前述兩個基板位置對齊,其中在以前述位置對齊部進行了位置對齊,前述兩個基板之間留下閾值以上的位置偏離的狀況時,前述變形部將前述保持部變形。
  16. 如申請專利範圍第1項所述的基板貼合裝置,其中前述變形部引起的變形量與偏離的校正量被預先對應,前述變形部,以對應於偏離的校正量的變形量來變形。
  17. 如申請專利範圍第2或5項所述的基板貼合裝置,具備:搬送部,將保持以前述變形部變形的前述一個基板的前述保持部,在前述一個基板被變形的狀態下搬送至前述貼合部。
  18. 如申請專利範圍第1項所述的基板貼合裝置,其中前述變形部,使前述一個基板彎曲變形,將前述另一個基板與前述一個基板互補地彎曲變形, 前述貼合部,在已使前述一個基板與前述另一個基板彎曲的狀態下貼合。
  19. 如申請專利範圍第18項所述的基板貼合裝置,其中前述變形部,將前述一個基板的貼合面的中央部變形成凹狀,使前述另一個基板的貼合面的中央部變形成凸狀。
  20. 一種基板貼合裝置,具備:取得部,其係取得彼此疊合的兩個基板間的偏離量;變形部,根據前述偏離量來使至少一個基板變形;保持部,保持前述一個基板在由前述變形部變形的狀態;搬送部,搬送保持了由前述變形部所變形的前述一個基板的前述保持部;以及貼合部,將被前述搬送部搬送的前述一個基板與另一個基板彼此貼合。
  21. 一種基板保持裝置,具備:取得部,其係取得彼此疊合的兩個基板間的偏離量;保持部,其係保持前述兩個基板中的一個基板;以及變形部,藉由使被保持在前述保持部的前述一個基板彎曲變形,來校正前述一個基板與另一基板的偏離。
  22. 一種基板貼合方法,包含:取得階段,其係取得彼此疊合的兩個基板間的偏離量;變形階段,其係藉由使前述兩個基板中至少一個基 板至少彎曲,來變形前述一個基板,使前述兩個基板於貼合後前述偏離量在閾值以下;以及貼合階段,其係將以前述變形階段變形的前述一個基板與另一個前述基板彼此貼合。
  23. 如申請專利範圍第22項所述的基板貼合方法,其中包含將前述一個基板保持於保持部的保持階段,前述變形階段,具有:第一變形階段,在不保持前述一個基板的狀態下,使前述保持部從第一狀態變形成比前述第一狀態變形量更大的第二狀態,前述保持階段,在前述第一變形階段在前述變形狀態下保持前述一個基板,前述變形階段更具有:第二變形階段,在已將前述一個基板保持在前述保持部的狀態下,將前述保持部的變形量變得比前述第二狀態的變形量更小。
  24. 如申請專利範圍第22項所述的基板貼合方法,其中包含將前述一個基板保持於保持部的保持階段,前述保持部具有保持面,該保持面具有以預定曲率彎曲的彎曲部,前述變形階段,在前述一個基板被保持在前述保持面的狀態下,藉由使前述保持部變形成前述彎曲部的曲率產生變化,來使前述一個基板變形。
  25. 如申請專利範圍第22項所述的基板貼合方法,具備:第一變形階段,使前述一個基板彎曲變形;以及第二變形階段,使前述另一個基板與前述一個基板互補地彎曲變形,其中在前述貼合階段,使前述一個基板以及前述另一個基板在彎曲的狀態下貼合。
  26. 如申請專利範圍第25項所述的基板貼合方法,其中在前述第一變形階段,前述一個基板的貼合面,中央部被變形成凹狀,在前述第二變形階段,前述另一個基板的貼合面,中央部被變形成凸狀。
  27. 如申請專利範圍第25項所述的基板貼合方法,其中在前述第一變形階段以及前述第二變形階段,使前述一個基板以及前述另一個基板變形成彼此平行的曲面。
  28. 如申請專利範圍第25項所述的基板貼合方法,其中在前述第一變形階段,前述一個基板,藉由保持基板的保持面為凹狀的第一基板保持器進行保持來變形,在前述第二變形階段,前述另一個基板,藉由保持基板的保持面為凸狀的第二基板保持器進行保持來變形。
  29. 如申請專利範圍第25項所述的基板貼合方法,更具備:位置對齊階段,藉由對準器將前述一個基板與前述另一個基板位置對齊,在前述搬送階段,以前述對準器,進行前述第一變形階段以及前述第二變形階段後,搬送前述一個基板與前述另一個基板至前述加壓部。
  30. 如申請專利範圍第29項所述的基板貼合方法,其中在前述搬送階段,將前述一個基板與前述另一個基板在分離的狀態下,搬送至前述加壓部。
  31. 如申請專利範圍第23或24項所述的基板貼合方法,包含:搬送階段,將保持了前述一個基板在變形的狀態下的前述保持部,搬送至前述貼合部。
  32. 一種基板貼合方法,包含:取得階段,其係取得彼此疊合的兩個基板間的偏離量;變形階段,根據前述偏離,而使至少一個基板變形;保持階段,將前述一個基板在以前述變形階段變形之狀態下保持於保持部;搬送階段,搬送,保持了由前述變形部變形的前述一個基板的前述保持部;以及貼合階段,使以前述搬送部所搬送的前述一個基板與另一個基板彼此貼合。
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