TWI822993B - 基板貼合裝置及基板貼合方法 - Google Patents

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Abstract

使用外周側之壁部高度比中央側之支撐銷高度高的基板固持器來貼 合基板之裝置，在貼合過程，將貼合之基板間朝向外周側擠出的空氣被壁部阻擋，而在貼合之層疊基板的外周部發生多數空隙。

本發明之基板固持器具備：支撐基板之中央部的中央支撐部；及 配置於中央支撐部之外側，而支撐中央部外側之外周部的外周支撐部；外周支撐部係以外周部之至少一部分區域朝向基板固持器，以比中央部大之曲率彎曲的方式支撐外周部。

Description

基板貼合裝置及基板貼合方法
本發明係關於一種基板固持器、基板貼合裝置及基板貼合方法。
習知有將表面被活化之基板保持於基板固持器，直接貼合該基板之各表面而形成層疊基板的技術。基板固持器之一例為藉由真空吸附保持搭載於藉由在外周側環狀連續之壁部、及多數配置於壁部內側之支撐銷而形成的保持面上之基板者(例如，專利文獻1)。
[專利文獻1]日本特開2015-95649號公報
但是，使用上述基板固持器之貼合中，會有在層疊基板之外周部發生多數空隙的問題。
本發明的一個樣態提供一種基板固持器，具備：中央支撐部，支撐基板之中央部；及外周支撐部，配置於中央支撐部之外側，而支撐基板之外周部；且外周支撐部係以外周部之至少一部分區域朝向基板固持器以比中央部大之曲率彎曲的方式支撐外周部。
本發明一個樣態提供一種基板固持器，具備：中央支撐部，支撐基板之中央部；及外周支撐部，配置於中央支撐部之外側，而支撐基板之外周部；且外周支撐部之支撐面高度對從中央支撐部中心之距離的變化之變化率，比中央支撐部之支撐面高度對從中心之距離的變化之變化率大。
本發明的一個樣態提供一種基板固持器，用於保持基板，使基板之一部分與另一基板之一部分接觸而形成接觸區域後，藉由接觸區域擴大而貼合基板及另一基板，且在基板之外周部具備減速部，其係降低接觸區域擴大之進行速度、及基板及另一基板間之流體移動速度的至少一方。
本發明的一個樣態提供一種基板固持器，用於保持基板，使基板之一部分與另一基板之一部分接觸而形成接觸區域後，藉由接觸區域擴大而貼合基板及另一基板，且具備開放部，藉由接觸區域擴大，而將在基板與另一基板之間移動的流體開放於基板及另一基板之外側。
本發明的一個樣態提供一種基板貼合裝置，使用上述基板固持器貼合保持於基板固持器之基板與另一基板。
本發明的一個樣態提供一種基板貼合方法，具備：基板保持階段，其係以基板固持器保持基板，並藉由基板固持器保持基板之中央部，且以基板外周部之至少一部分區域朝向基板固持器，以比中央部大之曲率彎曲的方式保持外周部；另一基板保持階段，其係以另一基板固持器保持另一基板；及基板貼合階段，其係使基板之一部分與另一基板之一部分接觸而形成接觸區域後，藉由使接觸區域擴大來貼合基板及另一基板。
上述發明內容並非列舉了本發明全部必要之特徵。此等特徵群之子組合亦可成為發明。
100:基板貼合裝置
110,310:框體
120,130:基板匣盒
140:搬送部
150:控制部
201:層疊基板
202:支撐體
203:徑方向分離部
210,230:基板
211,231:凹槽
212,232:斜角
213:階差部
214:BW結束位置
215,235:邊界線
216:凸翹曲膜
218,238:空隙流入溝
219,239:背面階差部
220,240,250,260,270,280,290:基板固持器
237:錐形部
241,251,281,291:壁部
242:本體部
244,254,264,274,284,294:中央支撐部
245:支撐銷
246,256,266,276,286,296:外周支撐部
247,267,301:孔
248,258,268,288,298:內側區域
249,259,269,289,299:外側區域
261,271:第一壁部
262,272:第二壁部
263,273:第三壁部
300:貼合部
312:底板
316:頂板
322:上載台
324,334:顯微鏡
326,336:活化裝置
331:X方向驅動部
332:下載台
333:Y方向驅動部
338:升降驅動部
400:固持器暫存盒
500:預對準器
圖1係基板貼合裝置100之模式俯視圖。
圖2係貼合部300之模式剖面圖。
圖3係貼合部300之模式剖面圖。
圖4係貼合部300之模式剖面圖。
圖5係貼合部300之模式剖面圖。
圖6係貼合部300之模式剖面圖。
圖7係接觸區域擴大與上下晶圓之相對形狀的說明圖。
圖8(a)係保持了在貼合過程之基板210、230的基板固持器240之模式俯視圖，(b)係X-X剖面圖。
圖9係用於說明在使用基板固持器240之貼合過程的基板210、230之BW結束位置214的基板間隔擴大之模式部分放大剖面圖。
圖10係在使用基板固持器250之貼合過程的基板210、230之BW結束位置214的模式部分放大剖面圖。
圖11係用於說明在凹槽211、231周圍的BW結束位置214之差、與因為該差而發生隔熱膨脹空隙風險的模式部分放大俯視圖。
圖12係用於說明在基板固持器240之孔247周圍的吸附區域變化、與因為該變化而發生隔熱膨脹空隙風險的模式部分放大俯視圖。
圖13係保持了在貼合過程之基板210、230的基板固持器260之模式俯視圖。
圖14係用於說明在使用基板固持器260之貼合過程的基板210、230之BW結束位置214的基板間隔調整之模式部分放大剖面圖。
圖15係用於說明在使用基板固持器270之貼合過程的基板210、230之BW結束位置214的基板間隔調整之模式部分放大剖面圖。
圖16係在使用基板固持器280之貼合過程的基板210、230之BW結束位置214的模式部分放大剖面圖。
圖17係在使用圖16所示之基板固持器280的修改例之基板固持器290的貼合過程之基板210、230的BW結束位置214之模式部分放大剖面圖。
圖18係顯示將包含錐形部237之基板230搭載於圖17所示之基板固持器290的過程之部分放大圖。
圖19係在使用圖18所示之基板230及基板固持器290的貼合過程之基板210、230的BW結束位置214之模式部分放大剖面圖。
圖20係基板210包含階差部213及凸翹曲膜216時，在使用圖17所示之基板固持器290的貼合過程之基板210、230的BW結束位置214之模式部分放大剖面圖。
圖21係基板210包含階差部213，且基板210、230分別包含空隙流入溝218、238時，在使用圖17所示之基板固持器290的貼合過程之基板210、230的BW結束位置214之模式部分放大剖面圖。
圖22係基板210包含階差部213，且基板210、230分別包含背面階差部219、239時，在使用圖9所示之基板固持器240的貼合過程之基板210、230的BW結束位置214之模式部分放大剖面圖。
以下，說明發明之實施形態。下述之實施形態並非限定申請專利範圍之發明者。在實施形態中說明之全部特徵的組合並非解決發明之必要手段。
圖1係基板貼合裝置100之模式俯視圖。基板貼合裝置100具備：框體110、基板匣盒120、130、固持器暫存盒400、搬送部140、貼合部300、預對準器500、及控制部150。
框體110收容基板匣盒120、130、搬送部140、貼合部300、固持器暫存盒400、及預對準器500。框體110之內部實施溫度管理，例如保持在室溫下。
基板匣盒120收容貼合之基板210、230。基板匣盒130收容至少貼合2片基板210、230所製作的層疊基板201。
基板210、230分別在矽晶圓之表面形成有複數個構造物。複數個構造物之一例係在基板210、230之各個表面週期性配置於面方向的複數個電路區域，且在各個複數個電路區域設置藉由光微影技術等所形成的配線、保護膜、將基板210、230電性連接於另一基板230、210、引導框架等時成為連接端子之焊墊、凸塊等連接構造。複數個構造物之另一例係將基板210、230與另一基板230、210對準時成為指標之複數個對準標記。複數個對準標記例如設於配置在基板210、230之各個表面的複數個電路區域相互之間的劃線上。
固持器暫存盒400收容保持基板210、230之基板固持器220、240。基板固持器220、240藉由氧化鋁陶瓷等硬質材料形成，並藉由靜電夾盤或真空夾盤等吸附保持基板210、230、層疊基板201等。基板固持器220、240整體支撐面之形狀亦可係平坦，亦可係中凸形狀，例如亦可係自由曲面，而形成對應於保持之基板面內應變的形狀。
搬送部140分別以單體保持並搬送基板210、230、基板固持器220、240、層疊基板201等，或是保持並搬送保持了基板210、230、層疊基板201等之基板固持器220、240等。
貼合部300具有相對的上載台322及下載台332。上載台322經由基板固持器220、240而保持基板210、230。下載台332亦同樣地經由基板固持器220、240而保持基板210、230。
上載台322及下載台332亦可分別直接保持基板210、230。此時，亦可在上載台322及下載台332上固定基板固持器。換言之，稱為基板固持器時，有時是指如基板固持器220、240之可搬送的裝置，亦有時是指固定設於上載台322及下載台332之不能搬送的裝置。
貼合部300將分別保持於上載台322及下載台332之基板210、230彼此對準。貼合部300然後藉由維持使基板210、230中之一方保持於上載台322及下載台332中的一方之狀態，並解除藉由上載台322及下載台332中之另一方保持的基板210、230中之另一方，使基板210、230彼此接觸而貼合。
此處，所謂貼合狀態，亦可是指將設於二片基板的端子彼此層疊連接，藉此，在二片基板間確保電性導通的狀態。或是，亦可是指將設於層疊之二片基板的端子彼此連接，藉此，二片基板之貼合強度成為指定之強度以上的狀態。或是，亦可是指藉由對層疊之二片基板進行退火等處理，在電性連接二片基板之端子情況下，在退火等處理前，二片基板暫時結合的狀態，亦即臨時結合的狀態。或是，亦可是指二片基板接合後，在二片基板上形成用於電性連接之端子時，接合並未形成端子之二片基板的各接合面之狀態。或是，亦可是指藉由對層疊之二片基板進行退火等處理，而二片基板之接合強度成為指定強度以上情況 下，在退火等處理前上述臨時接合的狀態。接合強度藉由退火而變成指定強度以上之狀態，例如包含二片基板之各表面藉由彼此共用結合而結合的狀態。此外，臨時接合之狀態包含可分離重疊之二片基板再利用的狀態。
預對準器500分別進行基板210、230與基板固持器220、240之對準，並使基板210、230分別保持於基板固持器220、240。
控制部150使基板貼合裝置100之各部相互合作而統一控制。此外，控制部150例如從外部受理使用者之指示，設定製造層疊基板201時之製造條件。控制部150亦可進一步具有向外部之使用者顯示基板貼合裝置100之動作狀態的使用者介面。
上述之基板貼合裝置100中，除了如上述地形成了元件、電路、端子等的基板210、230之外，亦可貼合並未形成構造物之未加工矽晶圓的裸晶、添加鍺(Ge)之矽鍺基板、鍺單晶基板、III-V族或II-VI族等化合物半導體晶圓、及玻璃基板等。貼合對象亦可係電路基板及未加工基板，亦可係各個未加工基板。貼合之基板210、230亦可係其本身已經具有層疊之複數個基板的層疊基板201。貼合之基板210、230例如亦可在並未產生應變狀態下彼此具有概略相同的外形尺寸。另外，基板210、230之外形亦可係概略圓形狀，亦可係其他形狀。
圖2至圖6係貼合部300之模式剖面圖。使用圖2至圖6說明本實施形態之貼合部300的構成，及在貼合部300中基板210與基板230之貼合過程的概要。本實施形態之一例為貼合部300之上載台322經由基板固持器220保持基板210，下載台332經由基板固持器240保持基板230。
基板210、230之貼合過程，係首先搬送部140依據來自控制部150之指令，將保持了基板210之基板固持器220搬入貼合部300而保持於上載台322， 並將保持了基板230之基板固持器240搬入貼合部300而保持於下載台332。圖2中顯示在各載台上經由基板固持器保持了基板之狀態。
上載台322具有真空夾盤、靜電夾盤等之保持功能，並向下固定於框體310之頂板316。下載台332具有真空夾盤、靜電夾盤等之保持功能，並搭載於與配置於框體310之底板312的X方向驅動部331重疊之Y方向驅動部333的上面。另外，圖2至圖6簡化基板固持器220、240之支撐面的構成而平坦地描繪。
頂板316上，顯微鏡324及活化裝置326固定於上載台322之側方。顯微鏡324可觀察保持於下載台332之基板230的上面。
活化裝置326產生電漿來清潔間接保持於下載台332之基板230的上表面。活化裝置326例如在減壓環境氣體下激發處理氣體之氧氣而電漿化，藉由將氧離子照射於二片基板之各個貼合面，例如，基板230係在矽(Si)上形成氧化矽(SiO)膜之晶圓情況下，切斷在貼合面之氧化矽的結合而形成矽及氧(O)之懸空鍵。有時將在晶圓表面形成此種懸空鍵者稱為活化。在該狀態下暴露於大氣時，空氣中之水分與懸空鍵結合，基板表面被氫氧基(OH基)覆蓋。藉此，晶圓表面成為容易與水分子結合的狀態，亦即成為容易親水化之狀態。換言之，藉由活化結果晶圓表面變成容易親水化之狀態。將晶圓表面親水化之親水化裝置並無圖示，例如係藉由純水在二片晶圓的貼合面分別塗抹，而將貼合面親水化，並且清洗貼合面。
X方向驅動部331與底板312平行地在圖中箭頭X指示之方向移動。Y方向驅動部333在X方向驅動部331上，與底板312平行地在圖中箭頭Y指示之方向移動。藉由組合X方向驅動部331及Y方向驅動部333之動作，下載台332與底板312平行地平面移動。
此外，下載台332藉由升降驅動部338支撐，並藉由升降驅動部338之驅動而在圖中箭頭Z指示的方向升降。因此，下載台332與經由基板固持器220而保持基板210的上載台322之間，使保持於基板固持器240之基板230與保持於基板固持器220之基板210的相對位置變位。
下載台332藉由X方向驅動部331、Y方向驅動部333及升降驅動部338之移動量，使用干涉儀等精密計測。
Y方向驅動部333中，將顯微鏡334及活化裝置336分別搭載於下載台332的側方。顯微鏡334可觀察保持於上載台322之基板210下面的表面。活化裝置336產生電漿來清潔基板210表面。另外，亦可將該活化裝置326及336設於與貼合部300不同的裝置，並將活化了表面之基板及基板固持器藉由機器人從活化裝置326、336搬送至貼合部300。
另外，貼合部300亦可進一步具備：使下載台332在對底板312垂直之旋轉軸的周圍旋轉之旋轉驅動部；及使下載台332搖動之搖動驅動部。藉此，使下載台332對上載台322形成平行，並且使保持於下載台332之基板230旋轉，可使基板210、230之對準精度提高。
顯微鏡324、334藉由控制部150相互對焦，或是藉由觀察共同之指標來進行校正。藉此，量測在貼合部300之一對顯微鏡324、334的相對位置。
繼續圖2所示之狀態，如圖3所示，控制部150使X方向驅動部331及Y方向驅動部333動作，藉由已知相對位置之顯微鏡324、334檢測分別設於基板210及基板230的對準標記，並計算基板210與基板230之相對位置。而後，以在基板210及基板230中對應之對準標記間的位置偏差量小於預定之臨限值，且在基板210及基板230之間對應之連接構造的位置偏差量小於預定之臨限值的方 式，計算基板210與基板230之相對移動量。位置偏差亦可是指在貼合的基板210與基板230之間對應的各對準標記的位置偏差，亦可是指在貼合的基板210與基板230之間對應的各連接構造之位置偏差。位置偏差有時是因為二片基板210、230分別產生的應變量之差造成的。
此處，臨限值亦可係當基板210、230相互貼合完成時，在基板210、230之間可電性導通的偏差量，亦可係分別設於基板210、230之各構造物至少一部分接觸時的偏差量。控制部150於基板210、230間之位置偏差超出預定之臨限值時，亦可判斷為是各連接構造不接觸或是無法獲得適切電性導通的狀態，或是在連接構造間無法獲得指定之接合強度的狀態。
繼續圖3所示之狀態，如圖4所示，化學性活化基板210及基板230之各個貼合面。控制部150首先將下載台332之位置重設於初期位置後使其水平移動，藉由活化裝置326、336所生成之電漿掃描基板210及基板230的表面。藉此，淨化基板210及基板230之各個表面，化學性之活性提高。另外，基板210及基板230之活化亦可在計算基板間的相對位置之前進行，亦可在將基板210及基板230搬入基板貼合裝置100之前進行。
除了揭露於電漿的方法之外，亦可藉由使用惰性氣體之濺鍍蝕刻、離子束、或高速原子束等來活化基板210、230的表面。使用離子束或高速原子束時，可在減壓下生成貼合部300。此外，還可藉由照射紫外線、臭氧灰化機等來活化基板210、230。再者，例如亦可使用液體或氣體之蝕刻劑，藉由化學性淨化基板210、230之表面而活化。基板210、230之表面活化後，亦可藉由親水化裝置將基板210、230之表面親水化。
繼續圖4所示之狀態，如圖5所示，控制部150使下載台332移動，而使基板210及基板230相互對準。更具體而言，控制部150係依據顯微鏡324、334之相對位置與基板210、230的對準標記之位置，以相互之對準標記的位置一致之方式使下載台332移動。
繼續圖5所示之狀態，如圖6所示，控制部150使升降驅動部338動作來使下載台332上升，而使基板210與基板230相互接近。而後，使基板230之一部分與基板210的一部分接觸而形成接觸區域後，藉由使接觸區域擴大來貼合基板230及基板210。
例如，基板固持器240具有中凸形狀之支撐面時，使藉由模仿基板固持器240彎曲之支撐面而凸狀變形的基板230之突出部分接觸於基板210而形成接觸區域後，藉由擴大該接觸區域，在使基板230變形狀態下貼合基板210與基板230。
更具體而言，首先，使基板210與基板230接近，使基板210及基板230之一部分彼此接觸，在已經活化之該接觸部位形成接觸區域。進一步，藉由解除基板固持器220對基板210之保持，並藉由活化後之表面相互的分子間力，自律地相互吸附與該接觸部位鄰接的區域，而發生該接觸區域朝向基板210及基板230之徑方向外側依序擴大的接合波(BW)，藉此，在使基板230變形之狀態下貼合基板210與基板230。
藉由使用具有中凸形狀之支撐面的基板固持器240，基板210及基板230上僅形成一個接觸部位，結果，可抑制因為在不同處形成複數個接觸部位而在貼合面內發生空隙。另外，本實施形態中，貼合過程包含基板210及基板230從彼此一部分接觸起至接觸區域之擴大結束的過程。
圖7係接觸區域擴大與基板210、230之相對形狀的說明圖。圖7係在左側顯示接觸區域之外周部分(亦即，剖面中BW行進方向之前端部分)尚未位於基板210、230之中央側的狀態，右側顯示接觸區域之外周部分已經到達基板210、230的外周側之狀態。另外，圖7中，省略上側及下側之基板固持器。
在圖7之左側的狀態下，並未保持於基板固持器上而自由的基板210藉由介於基板間之空氣阻力而成為大幅彎曲的狀態。另外，在圖7之右側的狀態下，因為接觸區域之外周部分已經到達基板210、230的外周側，所以介於基板間之空氣向外部釋放，藉此，基板210之受到空氣阻力的部分產生變化。亦即，在基板210、230之外周側受到介於基板間之空氣阻力的面積，比基板210、230之中央側的該面積小，基板210係以平面性(從剖面觀看為直線性)之形狀準備封閉基板間。
在圖7之左右的上方模式圖示各狀態下在接觸區域外周部分的基板210、230之相對形狀。比較2個相對形狀時，從接觸區域朝向外周側，在任意之一定距離的位置之基板210、230間的間隔，係接觸區域位於外周側之狀態比接觸區域位於中央側的狀態狹窄。基板210、230之間隔狹窄時，介於基板間之空氣等氣體、或是因結露而發生之水等液體的壓力容易提高，及/或未擠出而殘留，而成為會引起層疊基板剝離之空隙(亦稱為氣泡)。換言之，貼合之基板間的外周部發生空隙之風險比中央部高。另外，將φ300mm之基板210、230，使用具有直徑比該直徑稍小之保持區域(與在貼合過程維持保持之基板230接觸的區域)的基板固持器貼合時，亦即，獲得在基板230之周緣存在未被基板固持器保持的外伸部分時，從層疊基板之周緣至數mm內側發生許多空隙的實驗資料。另外， 即使在基板230之周緣不存在未被基板固持器保持的外伸部分時，從層疊基板之周緣至數mm內側仍會發生空隙。
在層疊基板之外周側產生的空隙種類，例如有階差空隙、及隔熱膨脹空隙者。所謂階差空隙，係因為基板210、230之貼合面的外周部不平坦，在貼合過程，該不平坦之部分殘留空氣等氣體而發生的空隙。所謂隔熱膨脹空隙，係在貼合過程，包含從基板210、230之中央側朝向外周側移動的濕氣之氣體，因為與基板210、230之外側大的壓力變化而隔熱膨脹，溫度驟然下降導致濕氣結露而產生的空隙。因此，隔熱膨脹空隙係BW速度愈快，或是上下基板間之空氣壓力愈高，產生之風險愈高的空隙。
圖8(a)係保持了在貼合過程之基板210、230的基板固持器240之模式俯視圖，(b)係X-X剖面圖。此外，圖9係用於說明在使用基板固持器240之貼合過程的基板210、230之BW結束位置214的基板間隔擴大之模式部分放大剖面圖，且係局部放大圖8(a)之I-I線的剖面圖。
圖8(a)係模式地以實線的圓描繪基板固持器240之外形，此外，模式地以虛線描繪保持於基板固持器240之基板210、230的外形。此外，圖9係以實線描繪本實施形態之基板固持器240與藉由該基板固持器240保持的基板230，並以虛線描繪藉由比較例之基板固持器保持的基板。此外，圖9中，以實心箭頭顯示本實施形態之基板固持器240的壁部241之高度、及在中央側鄰接於壁部241之複數個支撐銷245的高度皆形成相對於比較例低的情形。
基板固持器240具有：以氧化鋁等所形成之概略圓盤狀的本體部242；及設於本體部242之一面的中央支撐部244及外周支撐部246。中央支撐部244支撐包含基板230中心之區域的中央部。外周支撐部246配置於中央支撐部 244之外側，支撐基板230中央部之外側的外周部。基板230之外周部至少係從基板210、230之BW結束位置214起，在基板230內側直至離開指定距離的位置之間的區域，且係包含發生空隙之位置的區域。外周支撐部246係基板230之外周部的至少一部分區域朝向基板固持器240，以比基板230之中央部大的曲率而彎曲之方式支撐基板230的外周部。此時，外周支撐部246具有從基板固持器240之中央側朝向周緣側，基板固持器240之高度階段性降低的支撐面，並藉由該支撐面支撐基板230的外周部。關於上述基板固持器240之高度，如本實施形態，在基板固持器240中設有複數支支撐銷245情況下，由於通過複數支支撐銷245之各個前端的包絡面成為支撐基板230之支撐面，因此，基板固持器240之高度是指該支撐面的高度。另外，與本實施形態不同，在基板固持器240中並未設有複數支支撐銷245情況下，由於基板固持器240之表面成為支撐基板230的支撐面，因此基板固持器240之高度是指該支撐面的高度。
此處，基板230之外周部的至少一部分區域朝向基板固持器240，以比基板230之中央部大的曲率而彎曲之狀態的一例，為基板230某個區域之(亦即局部之)彎曲的曲率，比基板230中央部整體之(亦即全體之)彎曲的曲率大之狀態。這亦可說是基板固持器240將基板230之外周部，朝向基板固持器240以比基板230中央部之曲率大的曲率而彎曲地支撐。中央部彎曲之曲率依區域而不同情況下，例如亦可將此等曲率之平均值等的代表值作為中央部之曲率，計算預定大小以下之區域的曲率時亦可皆算出整體的曲率。另外，中央部平坦時，將曲率設為0。
中央支撐部244具有配置於基板固持器240之中央的複數支支撐銷245。外周支撐部246具有支撐包含上述至少一部分區域之基板230外周部的周 緣側之環狀的壁部241。亦即，在環狀之壁部241的內側配置有複數支支撐銷245。複數支支撐銷245亦可等間隔地形成於基板固持器240之周方向及徑方向。複數支支撐銷245亦可在徑方向配置成形成複數列的輪帶狀，亦可交錯配置。
另外，基板固持器240係靜電吸附方式，且未在支撐面設置支撐銷245或壁部241時，中央支撐部244亦可係基板固持器240之中央區域，外周支撐部246亦可係位於基板固持器240外周側之具有曲面的區域、具有朝向徑方向外方而降階之複數個階部的階段狀區域、或是具有曲率為可變之面的區域等。
此外，在基板固持器240之外周支撐部，以120度間隔形成有3個孔247，此等係插入頂起保持之基板230外周部的頂銷。如圖8所示，本實施形態係3個孔247位於與環狀之壁部241相同的圓上，壁部241將3個孔247之周圍圍繞於基板固持器240的中央側。
如圖8所示，在基板210、230之外周部形成有用於顯示基板210、230的結晶方位之凹槽211、231。圖8係顯示基板210、230之凹槽211、231彼此對準的狀態。
此外，如圖9所示，在基板210之貼合面的周緣形成有藉由修整而形成之環狀的階差部213。基板210之階差部213係不與基板230貼合的區域，且階差部213之中央側的端部係平坦貼合面之外周側的終端，成為BW結束的位置。以後說明時，有時將平坦貼合面之外周側的終端，且BW結束的位置稱為BW結束位置214。
基板固持器240之外周支撐部246具有：鄰接於上述中央支撐部244而配置之內側區域248；及配置於內側區域248之外側的外側區域249。如上述，外周支撐部246具有從基板固持器240之中央側朝向周緣側，基板固持器240 之高度階段性降低的支撐面，並藉由該支撐面支撐基板230的外周部。換言之，外周支撐部246之支撐面的高度對從中央支撐部244之中心起距離的變化之變化率，比中央支撐部244之支撐面的高度對從中央支撐部244中心起距離的變化之變化率大。
又換言之，係以基板230之外周部從支撐於內側區域248的部分向支撐於外側區域249的部分，而朝向基板固持器240逐漸彎曲之方式支撐基板230的外周部。又換言之，係以基板230之外周部中，支撐於外側區域249之部分比支撐於內側區域248之部分大的曲率朝向基板固持器240而彎曲之方式支撐基板230的外周部。
因此，內側區域248之高度比中央支撐部244的高度低，外側區域249之高度比內側區域248的高度低。此外，中央支撐部244、內側區域248及外側區域249各個沿著從基板固持器240之中心朝向外周的徑方向外方之複數支支撐銷245的前端之高度位置的變化量或變化率亦可一定。此外，該變化量及變化率，亦可內側區域248比中央支撐部244大，外側區域249比內側區域248大，或是內側區域248及外側區域249相等。
內側區域248具有從基板固持器240之中央側朝向周緣側，以基板230之貼合面凸狀變形的方式，基板固持器240之高度階段性降低的複數支支撐銷245。藉此，係藉由複數支支撐銷245而形成之假設的支撐面來支撐基板230之外周部。換言之，外周支撐部246具有假設之支撐面成為曲面的複數支支撐銷245，藉由該曲面，以至少一部分區域朝向基板固持器240以比基板230之中央部大的曲率而彎曲之方式支撐基板230的外周部。圖示之例係外周支撐部246以基板230之貼合面在圖9中向上而朝向基板210凸狀變形的方式，在內側區域248具 有朝向外周側而高度階段性降低的複數支支撐銷245，並在外側區域249中具有環狀之壁部241。另外，如圖示，上述假設之支撐面宜為如二次曲線地始終持續具有曲率的形狀，且逐漸降低其高度之構成。另外，此處所言之假設的支撐面是指上述之支撐面。
另一方面，比較例之基板固持器係壁部241比在比該壁部241內側而鄰接之支撐銷245高。這是例如即使欲使用旋轉之研磨頭，以支撐面變成平面之方式研磨複數支支撐銷245及壁部241，由於壁部241之周方向的密度比複數支支撐銷245之周方向的密度高，結果，藉由外周側之壁部241比內側的支撐銷245高而產生。
使用本實施形態之基板固持器240貼合基板210、230時，如圖9之空心箭頭所示，與比較例比較，在BW結束位置214之基板230的貼合面大幅降低，基板210與基板230之間隔擴大。
如以上所述，本實施形態之基板固持器240具備將基板230之中央部配置於支撐之中央支撐部的外側，來支撐基板230中央部之外側的外周部之外周支撐部246。外周支撐部246係以基板230之外周部的至少一部分區域朝向基板固持器240，以比基板230中央部大之曲率彎曲的方式支撐基板230之外周部。
藉此，基板固持器240亦可在外周側製作如圖7之左側所示的與在中央側之基板210與基板230之間寬廣空間同樣的空間。亦即，基板固持器240即使在外周側，仍可在維持如圖7之左側所示的基板210及基板230之相對形狀的情況下，或是藉由更增大基板210與基板230之間隔，可將在基板210與基板230間之空間內的氣體或液體等流體排放至外側。因而，基板固持器240可降低在貼合基板210、230之層疊基板201的外周側發生空隙之風險。
此外，基板固持器240藉由在外周側增大基板210與基板230間之距離，可防止基板210與基板230間之壓力上升，及/或延長基板210貼合至基板230的時間。因而，基板固持器240可在外周側減少基板間之壓力與兩基板外側之壓力的壓力差，及/或降低BW的進行速度，可降低發生隔熱膨脹空隙之風險。
亦即，基板230之外周部的至少一部分區域朝向基板固持器240，以比基板230之中央部大的曲率彎曲之方式支撐基板230的外周部之外周支撐部246的構成，亦可說是減少在基板230中央部之外側的外周部，接觸區域之擴大的進行速度、及基板230與基板210之間的流體，例如氣體或液體之移動速度的至少一方之減速部。此外，該構成亦可發揮藉由擴大接觸區域而將在基板230與基板210之間移動的流體開放於基板230及基板210外側之開放部的功能。
本實施形態之基板固持器240具有概略直徑為300mm之圓狀外形時，從減少空隙之觀點，經實驗證明從在半徑146mm之位置的高度至在148mm之位置的高度之落差宜在200nm~700nm的範圍，從在半徑146mm之位置的高度至在概略半徑150mm之位置的高度，亦即至基板固持器240之周緣的高度之落差宜為500nm~2000nm的範圍。
另外，如以上之說明，本實施形態之基板貼合裝置100使用基板固持器240貼合基板230及基板210時，係執行至少具備以下各階段之貼合方法。該貼合方法具備以基板固持器240保持基板230之階段，且藉由基板固持器240保持基板230之中央部，且基板230中央部之外側的外周部之至少一部分區域朝向基板固持器240以比基板230中央部大之曲率而彎曲的方式保持基板230之外周部的階段。該貼合方法進一步具備以基板固持器220保持基板210之階段。該貼合方 法進一步具備使基板230之一部分與基板210之一部分接觸而形成接觸區域後，藉由使該接觸區域擴大來貼合基板230及基板210之基板貼合階段。
另外，基板固持器240之外周支撐部246亦可不具高度逐漸降低之複數支支撐銷245。亦即，支撐銷245之高度亦可一定。此時，環狀之壁部241仍比支撐銷245低。保持於該基板固持器240之基板230的外周部亦可在最外周側將位於周方向之複數支支撐銷245作為支點，朝向基板230彎曲，並在壁部241之內側及外側直線狀延伸，亦可將壁部241進一步作為支點而彎曲。
圖10係在使用其他實施形態的基板固持器250之貼合過程的基板210、230之BW結束位置214的模式部分放大剖面圖。基板固持器250與使用圖8及圖9所說明之基板固持器240的差異為：外周支撐部256增列性或替代性具有基板230之至少一部分區域朝向基板固持器250，以比基板230之中央部大的曲率平滑地彎曲之方式，支撐基板230之外周部的平滑曲面。基板固持器250係真空吸附式時，該曲面包含複數個通氣孔，可藉由負壓來吸附基板230之外周部。
比圖10所示更具體之例為基板固持器250之外周支撐部256在內側區域258具有形成有複數個通氣孔之支撐體202，支撐體202中之基板230的支撐面具有上述之曲面。該支撐體202之一例亦可以多孔質材料形成。支撐體202之高度亦可從中央支撐部254之側向外周側，與從鄰接之支撐銷255的高度至壁部251的高度之間平滑地變動。支撐體202之支撐面亦可位於鄰接之支撐銷255的支撐面與壁部251之支撐面連結的上凸之二次曲線上。本實施形態之基板固持器250可獲得與使用圖8及圖9所說明之基板固持器240同樣的效果，再加上可獲得使保持之基板230的貼合面更平滑地彎曲之效果。另外，基板固持器250之外周支撐部246在內側區域258具有支撐體202的實施形態中，圖10之例係基板固持器 250在外側區域259具有壁部251，不過，亦可取代為基板固持器250不具壁部251。基板固持器250係真空吸附式，如此不具壁部251時，例如藉由增列密封支撐體202之外周側的非通氣性構件，亦可強化藉由負壓吸附基板230。另外，該構件亦可接觸或不接觸於基板230。
圖11係用於說明在凹槽211、231周圍的BW結束位置214之差、與因為該差而發生隔熱膨脹空隙風險的模式部分放大俯視圖。圖11中，以空心箭頭之長度顯示至BW結束的時間長度，箭頭愈長表示至BW結束花費的時間愈長。圖11中，以空心之箭頭(1)顯示在凹槽211、231最中央側至BW結束之時間長度，並以空心之箭頭(2)顯示在其周圍至BW結束的時間長度。
圖11中，如一點鏈線所示，BW結束位置214在凹槽211、231之中央與凹槽211、231的外形相同。因而，凹槽211、231之中央比其周圍，從基板210、230之中心至BW結束位置214的距離最短。因而，在凹槽211、231中央之BW最早到達BW結束位置214，在該處之基板210的周緣側最早在平面狀態(從剖面觀看為直線狀)下關閉。結果，基板210、230間之氣體或液體急遽流至周圍，周圍之基板210、230間的壓力與大氣壓之差急遽變大。於是，該周圍之基板210、230間，當BW到達BW結束位置214附近時，產生比未形成凹槽211、231之區域大的壓力降低，而發生更多隔熱膨脹空隙。
圖12係用於說明在基板固持器240之孔247周圍的吸附區域變化、與因為該變化而發生隔熱膨脹空隙風險的模式部分放大俯視圖。圖12中，以縱條紋表示基板固持器240吸附基板230之區域，亦即吸附區域。
如上述，在本實施形態之基板固持器240中，孔247位於與環狀之壁部241相同圓狀，壁部241將孔247之周圍圍繞於基板固持器240的中央側。因 而，在孔247之周圍，吸附區域在基板固持器240之中央側以變小之方式變化，在孔247周圍之中央側BW相對地快速進行。但是，在孔247周圍之其他區域，藉由進行相對緩慢之BW，而在孔247周圍之中央側閉口緩慢，隔熱膨脹空隙變少。反之，上述其他區域會產生在孔247周圍之中央側藉由先進行之BW而吸引至基板210側，最後之閉口動作加快，BW之進行混亂，而產生隔熱膨脹空隙集中的區域。
如使用圖11及圖12之說明，藉由使接觸區域擴大，在貼合之基板210、230中，例如基板固持器240之支撐面的形狀成為不連續，或是基板210、230之外形成為不連續等，因為各種原因而存在容易發生隔熱膨脹空隙的區域。此種區域在貼合過程，例如，宜將對應於該區域之支撐銷245的高度比對應於其他區域之支撐銷245的高度低等，與其他區域比較，更加擴大基板間距離，亦即宜朝向基板固持器240以更大曲率彎曲基板固持器240保持之基板230。
圖13係另外其他實施形態之基板固持器260的模式俯視圖。此外，圖14係用於說明在使用基板固持器260之貼合過程的基板210、230之BW結束位置214的基板間隔調整之模式部分放大剖面圖，且係局部放大在圖13之II-II線的剖面圖。
本實施形態之基板固持器260與使用圖8及圖9說明之基板固持器240的差異處為，外周支撐部266增列性或替代性在內側區域268中包含分別個別地可吸附基板230之外周部的複數個吸附區域。另外，基板固持器260之外周支撐部266與基板固持器240同樣地在外側區域269包含第一壁部261。
圖13所示之具體例係基板固持器260具備：位於最外側之環狀的第一壁部261；比第一壁部261位於中央側之環狀的第二壁部262；比第二壁部262 位於中央側之環狀的第三壁部263；以及與第一壁部261、第二壁部262及第三壁部263交叉，包含中央支撐部264及外周支撐部266兩者，直線狀在徑方向延伸之徑方向分離部203。徑方向分離部203之一例亦可係在周方向以45度間隔延伸之複數個壁，藉此，基板固持器260之外周支撐部266在內側區域268具有：分別在周方向8等分的第一壁部261與第二壁部262之間的吸附區域、及第二壁部262與第三壁部263之間的吸附區域，中央支撐部264具有分別在周方向8等分之環狀的第三壁部263之內側的吸附區域。此外，基板固持器260之外周支撐部266的一例為在第二壁部262與第三壁部263之間的吸附區域具有複數支支撐銷265，不過，第一壁部261與第二壁部262之間的吸附區域中亦可沒有。
此外，如圖13所示，該複數個吸附區域位於插入頂起基板230之外周部的頂銷之孔267的周圍。如13所示之更加具體例為在第一壁部261與第二壁部262之間的周方向8等分之吸附區域中，3個吸附區域位於3個孔267的周圍。
本實施形態之外周支撐部266如圖14所示，從中央側起按照第三壁部263、第二壁部262、第一壁部261之順序，以基板230之貼合面在圖14中向上並朝向基板210凸狀變形的方式階段性降低高度。具體而言，第二壁部262之高度比第三壁部263的高度低，第一壁部261之高度比第二壁部262的高度低，第三壁部263之高度與第二壁部262的高度之差，小於第二壁部262之高度與第一壁部261的高度之差。此外，位於第三壁部263與第二壁部262之間的複數支支撐銷265之高度，係以基板230之貼合面朝向基板210而凸狀變形之方式朝向外周側階段性降低。此外，第一壁部261之高度如圖14所示，係在第二壁部262與第一壁部261之間的吸附區域中，以相對大之負壓吸引基板230時，基板230仍不致接觸的程 度，且可以負壓吸引之程度低而形成。另外，如上述，因為該區域中並無支撐銷265，所以基板230亦不與支撐銷265接觸。
此外，圖14係圖示在該吸附區域中，於使上述相對大之負壓提高(UP)的前後基板230之彎曲情形，使該負壓提高後之基板230的彎曲狀態以虛線描繪，此外，以空心箭頭顯示與使該負壓提高前比較，BW結束位置214之基板230的貼合面降低，基板210與基板230之間隔擴大的情形。
本實施形態之基板貼合裝置100係使用具有複數個吸附區域之基板固持器260，在各基板上容易發生空隙之區域，例如使用圖11及圖12而說明之插入頂銷之孔267的周圍、或是與形成凹槽211、231之部位相對的區域中，亦可以比其他區域相對強之負壓吸引基板230，並以相對大之曲率使基板230彎曲。使基板230整體大幅彎曲時，有可能在貼合面之偏差量變大，不過藉由使用基板固持器260，可以相對大之曲率僅使容易發生空隙的區域彎曲，雖然抑制空隙之發生，可是亦儘量縮小接合偏差。另外，使用並無複數個吸附區域之基板固持器240情況下，如圖7之左側所示地可維持並未保持於基板固持器之自由的基板210大幅彎曲的狀態，藉由將插入頂銷之孔267配置於基板210、230的中央側，可獲得與上述同樣的效果。
基板230有時在面內不均勻地彎曲，或是在整個面內一樣地彎曲。此外，其彎曲量(彎曲程度)有時在各基板230中係固有者，亦有時係在複數片基板230之群，例如為了保管而層疊複數片基板230之批、或是經過相同製造程序之群、或是相同結晶方位之群等中固有者。
彎曲程度係各基板230中固有者情況下，例如在搬入基板貼合裝置100之前或搬入之後計測彎曲程度，並依計測結果在面內調整保持基板230之 基板固持器260的吸附力。例如，基板230之外周部在從基板固持器260離開之方向而凹狀彎曲情況下，亦可進一步增強吸附力而將彎曲量形成與面內其他區域相同程度。
彎曲程度係複數片基板230之各群固有者情況下，亦可就最初之一片基板所計測並調整的吸附力，也對同群之其他基板適用。例如，各群預先取得顯示容易發生空隙之部位的資訊，對相同種類之基板群、對具有相同結晶方位之基板群、或是對通過相同製造程序之基板群，同樣地亦可使周方向之彎曲量不同。
另外，任何情況下，亦可事先準備壁部241之高度各個不同的複數個基板固持器240，基板貼合裝置100選擇具有依基板230之彎曲程度的壁部241之高度的基板固持器240，來用於貼合基板210、230。此外，任何情況下，亦可將使用圖8而說明之基板固持器240的壁部241之高度，在相對多發生隔熱膨脹空隙之區域，例如在插入頂銷之孔247的周圍、或是與基板210、230之凹槽211、231相對的部位形成比其他區域低。
圖15係用於說明在使用基板固持器270之貼合過程的基板210、230之BW結束位置214的基板間隔調整之模式部分放大剖面圖。該部分放大圖係在與圖13所示之II-II線相同處，局部放大基板固持器270中之剖面圖。
本實施形態之基板固持器270與使用圖13及圖14而說明之基板固持器260的差異處為，在外周支撐部276之至少一部分區域的第一壁部271、第二壁部272及第三壁部273之高度如圖15所示地一樣，且在該區域中之第一壁部271與第二壁部272之間的吸附區域、及第二壁部272與第三壁部273之間的吸附區域中皆未配置支撐銷275。本實施形態之基板固持器270藉由在第一壁部271與第二 壁部272之間的吸附區域、及第二壁部272與第三壁部273之間的吸附區域皆以相對大之負壓吸引基板230，基板230之外周部的至少一部分區域朝向基板固持器240，以比基板230之中央部大的曲率彎曲之方式支撐基板230的外周部。另外，基板固持器270之中央支撐部274與基板固持器240等同樣地具有複數支支撐銷275。
圖15之第一例係以實線描繪基板210具有修整寬度寬之階差部213的情況，第二例係以虛線描繪基板210具有寬度窄之階差部213的情況。此外，圖15係將上述以相對大之負壓吸引基板230的吸附區域，以實線描繪對應於依據第一例之寬度寬的階差部213之BW結束位置214，作為第二壁部272與第三壁部273之間的吸附區域時之基板230的彎曲狀態，並以虛線描繪對應於依據第二例之寬度窄的階差部213之BW結束位置214，作為第一壁部271與第二壁部272之間的吸附區域時之基板230的彎曲狀態。另外，圖15之第一例係以空心箭頭顯示，而第二例係以網眼狀箭頭顯示上述以相對大之負壓吸引基板230之吸附區域的位置。
此外，圖15係第一例中在BW結束位置214之基板230的貼合面，比在相同位置之第二例中的基板230之貼合面低，並以空心箭頭顯示在該位置基板210與基板230之間隔擴大的情形。同樣地，圖15係第二例中在BW結束位置214之基板230的貼合面比在相同位置之第一例中的基板230之貼合面低，並以網眼狀之虛線箭頭顯示在該位置基板210與基板230之間隔擴大的情形。
如上述，在貼合之基板210、230的至少一方貼合面之周緣形成有階差部213時，階差部213之中央側的端部係平坦貼合面之外周側的終端，且成為BW結束之位置，亦即成為BW結束位置214。換言之，BW結束位置214之位置依 有無階差部213及階差部213之寬度而異。此外，在比BW結束位置214數毫米程度靠近中央側發生隔熱膨脹空隙的可能性高。
本實施形態之基板貼合裝置100亦可使用具有複數個吸附區域之基板固持器270，將依基板210之階差部213的寬度，亦即在BW結束位置214之吸附區域的負壓比其他吸附區域的負壓大，使該吸附區域相對之基板230的一個區域，亦即在BW結束位置214之一個區域以相對大的曲率使其彎曲。藉此，基板貼合裝置100可在與BW結束位置214之中央側鄰接的區域，擴大基板210與基板230之間的空間，可在該區域降低發生空隙的風險。另外，層疊基板201有時使用比BW結束位置214靠近中央側之部分作為製品，而不使用比BW結束位置214靠近外周側的部分作為製品，採用基板貼合裝置100時，因為可在層疊基板201之用作製品的部分降低發生空隙的風險，所以可使製品之合格率提高。
另外，上述第一例的情況下，第一壁部261與第二壁部262之間的吸附區域，亦可以比第二壁部262與第三壁部263之間的吸附區域小之負壓吸引基板230，或是不吸引基板230。另外，上述第一例及第二例中在外周支撐部276之至少一部分區域中的第一壁部271、第二壁部272及第三壁部273之高度亦可如圖15所示地一樣，亦可與圖15不同，而不一樣，例如亦可朝向徑方向外方而逐漸降低。
圖16係在使用另外其他基板固持器280之貼合過程的基板210、230之BW結束位置214的模式部分放大剖面圖。本實施形態之基板210、230中並未形成階差部。基板固持器280與使用圖8及圖9而說明之基板固持器240的差異處為，外周支撐部286增列性或替代性在至少一部分區域中，支撐鄰接於基板230在周緣側之平坦面的外周側之終端，亦即基板210、230中並未形成階差部時基板 230之BW結束位置214的外周側之部位。如本實施形態，基板210、230中未形成階差部時之BW結束位置214成為基板210、230周緣之端面的斜角212、232，與基板210、230中除去斜角212、232的其他部分之邊界線215、235上。
圖16所示之具體的一例為，基板固持器280之外周支撐部286在外側區域289具有搭載基板230時基板230之斜角232接觸內周側的邊緣之環狀壁部281，並在內側區域288具有以基板230之貼合面在圖16中向上並朝向基板210而凸狀變形的方式，從中央側朝向外周側階段性降低高度地配置於壁部281附近的複數支支撐銷285。具體而言，階段性降低之複數支支撐銷285的高度中，配置於壁部281附近之最低高度與配置於中央側的最高高度之差，小於配置於該中央側之最高高度與壁部281的高度之差。另外，基板固持器280之中央支撐部284與基板固持器240等同樣地具有複數支支撐銷285。
如上述，基板固持器280保持之基板230會在面內不均勻地彎曲，或是整個面內一樣地彎曲。例如，基板230之周緣側會朝向貼合面之側凹狀翹曲。藉由在最外周形成有環狀壁部之真空吸附式的基板固持器來保持此種基板230時，且基板230中存在位於比該壁部靠近外周側而不吸附保持於基板固持器的區域，亦即外伸部分時，基板230之外伸部分因上述的凹狀翹曲會跳到貼合之基板210側。結果，在外周側基板210與基板230之間的空間變窄，發生空隙的風險提高。
另一方面，採用本實施形態之基板固持器280時，藉由在外周支撐部286之外側區域289的壁部281支撐基板230的斜角232，亦即，藉由幾乎沒有基板230之外伸部分，可防止因為上述之凹狀翹曲造成的跳起。因而，基板固持器280可降低在貼合了基板210、230之層疊基板201的外周側發生空隙的風險。
圖17係在使用圖16所示之基板固持器280的修改例之基板固持器290的貼合過程之基板210、230的BW結束位置214之模式部分放大剖面圖。本實施形態之基板210、230中，與圖16之實施形態同樣地並未形成階差部。
基板固持器290與使用圖16而說明之基板固持器280的差異處為，基板固持器290之外周支撐部296使基板230彎曲之曲率的大小，比圖16之基板固持器280的外周支撐部286使基板230彎曲之曲率的大小要小。更具體而言，基板固持器290之中央支撐部294中包含的複數個支撐銷295之高度，與在外周支撐部296之外側區域299的壁部291的高度之差，比圖16所示之基板固持器280的中央支撐部284中包含之複數個支撐銷285的高度、與在外周支撐部286之外側區域289的壁部281的高度之差要小。
再者，在基板固持器290之外周支撐部296的內側區域298中之複數個支撐銷295的高度中，配置於壁部291附近之最低高度、與配置於中央側的最高高度之差，比圖16所示之在基板固持器280的外周支撐部286之內側區域288中的複數個支撐銷285之高度中，配置於壁部281附近之最低高度、與配置於中央側的最高高度之差小。
再者，基板固持器290之外周支撐部296增列性或替代性地在至少一部分區域中支撐在基板230周緣側之平坦面的外周側之終端，亦即，基板210、230並未形成階差部時之基板230的BW結束位置214或是比BW結束位置214在中央側且在BW結束位置214附近的位置。換言之，外周支撐部296至少在一部分區域，支撐基板230之邊界線235或是比邊界線235在中央側且在邊界線235附近的位置。更具體而言，外周支撐部296在外側區域299具有搭載基板230時在基板230 之邊界線235或邊界線235之中央側附近內周側之邊緣接觸的環狀之壁部291。此時，基板固持器290之壁部291的內徑亦可比基板固持器280之壁部281的內徑小。
採用本實施形態之基板固持器290時，藉由在外周支撐部296之外側區域299的壁部291支撐基板230之邊界線235或是邊界線235中央側的附近，亦即，藉由幾乎沒有基板230之外伸部分，可達到與圖16所示之基板固持器280同樣的效果。如圖16所示之基板固持器280、或圖17所示之基板固持器290，在不喪失藉由外周支撐部286等吸附保持基板230之效果的範圍內，藉由儘量擴大外周支撐部286等之壁部281等的內徑，可更有效達到該效果。
以上任何一種實施形態中，基板貼合裝置100亦可具備基板230在基板230之外周部的至少一部分區域中，朝向基板固持器240等以比基板230中央部大之曲率而彎曲的方式，使基板固持器240等之外周支撐部變形的驅動部。
此處所謂基板固持器240等之外周支撐部的變形，亦可係基板固持器240等本身的變形，亦可係基板固持器240等之壁部241等或是複數個支撐銷245等的變形，例如係高度之變動。此時，基板固持器240等之壁部241等或是複數個支撐銷245等亦可係可升降之機構。
上述驅動部之一例，亦可係在下載台332中沿著基板固持器240等之下面而配置的複數個致動器，該複數個致動器在控制部150之控制下，亦可藉由從外部經由泵浦及閥門並從壓力源供給工作流體而個別地驅動。藉此，複數個致動器亦可在下載台332之厚度方向以各個不同的伸縮量伸縮，來使保持於下載台332上之基板固持器240等的複數個區域上升或下降。
基板貼合裝置100在經由基板固持器240等而在下載台332上搭載基板230之前，或是在該搭載之後，且開始基板210、230的貼合之前，為了使基 板固持器240等之外周支撐部變形，亦可驅動驅動部，而如上述地移動下載台332。
基板貼合裝置100亦可進一步具備檢測基板230與基板210之該接觸區域已經到達預定位置的檢測部。上述驅動部亦可依該檢測部檢測出該接觸區域已經到達上述位置，而使基板固持器240等之外周支撐部變形。
基板貼合裝置100亦可進一步具備分別就基板210、230，取得形成於基板210、230外周部之修整寬度、藉由基板固持器240等保持前產生的基板210、230之外周部的彎曲方向、該彎曲之大小、形成於該外周部之凹槽的位置、基板210、230之製造程序及材料的至少任何一個資訊之取得部。此外，上述驅動部亦可依據控制部150之指令，依該取得部所取得之上述資訊，使基板固持器240等之外周支撐部中的變形量不同。控制部150亦可係取得部之一例。另外，基板貼合裝置100分別就基板210、230，亦可藉由自行計測而取得，亦可自外部取得上述之修整寬度、外周部之彎曲方向、該彎曲之大小、形成於該外周部之凹槽的位置等資訊。
在以上任何一種實施形態中，基板貼合裝置100亦可具備複數個基板固持器240等，此時，使外周支撐部246彎曲之基板230的外周部之至少一部分區域的曲率、該至少一部分區域之寬度、及該至少一部分區域之位置的至少一個，亦可依複數個基板固持器240等之各個而不同。例如，亦可將複數個基板固持器240等之複數個支撐銷245等的高度、或藉由複數支支撐銷245等而形成之假設的支撐面之曲率與其他區域不同的區域形成於複數個基板固持器240等。此外，基板貼合裝置100亦可具備依上述取得部所取得之上述資訊，而從此等複數個基板固持器240等中選擇1個基板固持器240等的選擇部。例如，亦可準備如上 述之各種基板固持器240等，選擇部依階差部213之位置選擇特定的基板固持器240等。另外，控制部150亦可係選擇部之一例。另外，基板貼合裝置100亦可不具該選擇部，此時，亦可在基板貼合裝置100之外部，依上述資訊而從複數個基板固持器240等中選擇1個基板固持器240等，並提供被基板貼合裝置100所選擇之基板固持器240等的資訊，亦可搬入基板固持器240等本身。
以上任何一種實施形態中，藉由使基板230之外周部以相對大之曲率而彎曲，會在基板210、230之貼合面內產生偏差。此外，基板固持器240等基於修正因為貼合基板210、230時產生之應變造成的偏差之目的，整個支撐面會成為凸形狀。基板貼合裝置100藉由以相對大之曲率使基板230的外周部彎曲而產生之上述偏差的對策為，例如亦可藉由取得與欲貼合之基板230為同一種類的基板過去貼合時產生的偏差之計測值等的方法，而預先取得偏差量的預測值，並依據該偏差量之預測值，從整體支撐面為凸形狀之曲率彼此不同的複數個基板固持器240等中選擇具有可修正該偏差量之曲率的支撐面之基板固持器240等。此外，與上述同樣地，基板貼合裝置100亦可不選擇該基板固持器240等，而在外部選擇該基板固持器240等，並提供所選擇之該基板固持器240等的資訊，或是搬入該基板固持器240等本身。
此外，基板貼合裝置100藉由以相對大之曲率使基板230的外周部彎曲而產生之上述偏差的對策為，亦可如上述地預先取得偏差量之預測值，並依據該偏差量之預測值，以基板固持器240等之支撐面成為可修正該偏差量的曲率之方式，使上述驅動部驅動而使基板固持器240等變形。
此外，基板貼合裝置100藉由以相對大之曲率使基板230的外周部彎曲而產生之上述偏差的對策為，亦可如上述地預先取得偏差量之預測值，藉由 曝光而形成基板210、230中之電路區域的圖案時，依據該偏差量之預測值來修正圖案位置。此時，例如係以基板230之電路區域的圖案依基板固持器240等彎曲外周部程度的量程度而靠近中央側的方式來調整圖案位置。所謂依藉由基板固持器240等彎曲外周部之程度的量，是指藉由基板230藉由基板固持器240等彎曲外周部時伸長，基板230之電路區域圖案位置偏差的量。
以上任何一種實施形態中，基板固持器240等之外周支撐部246亦可包含特別是在上述外側區域密度提高的複數支支撐銷245等。在外側區域複數支支撐銷245等之密度低時，藉由基板固持器240等保持之基板230會在該密度低的區域凹陷，基板230之周緣側藉由其反作用而跳到貼合面側。採用具備上述構成之基板固持器240等時，可防止藉由該反作用而跳起，藉此，可降低在外周側發生空隙之風險。
以上任何一種實施形態中，基板貼合裝置100貼合之基板230，例如在表面層疊之配線層的外周部，因為每次配線層製膜後之CMP(化學機械研磨)的結果會比中央部薄，基板230之厚度會從中央部朝向外周部而變薄。有時將基板230具有此種厚度之變化表現成基板230具有外周下垂，有時將基板230之中央部的厚度與外周部的厚度之差稱為垂下量。
基板貼合裝置100貼合基板230，外周垂下量大之情況下，亦可以在外周部之彎曲量變小的方式，例如選擇壁部241之高度高的基板固持器240等來使用，或是以基板固持器240之壁部241的高度提高之方式藉由致動器進行調整。藉此，基板貼合裝置100避免彎曲基板230之外周部達到為了抑制空隙發生所需的彎曲量以上，因而可抑制因為基板230之外周部的大幅彎曲而產生的上述偏 差。另外，基板貼合裝置100亦可自行計測而取得，或是從外部取得基板230之外周垂下量的資訊。
基板貼合裝置100貼合之基板230具有外周垂下時，在基板210、230間之外周側，基板210與基板230之間隔擴大。結果，可使BW在基板210、230間之外周側的進行速度，亦即基板210、230間之流體的移動速度減速，及/或使基板210、230間之流體容易開放於基板210、230的外側。藉此，可降低在貼合之基板210、230間的外周側發生空隙之可能性。為了達到同樣效果，以上任何一種實施形態中，亦可增列性或替代性對基板貼合裝置100貼合之基板210、230實施特定的加工或處理。
圖18及圖19作為上述特定加工之一例，而顯示基板230包含錐形部237的情況。圖18係顯示將包含錐形部237之基板230搭載於圖17所示之基板固持器290的過程之部分放大圖。圖18中，以實心箭頭顯示將基板230搭載於基板固持器290的方向。另外，在圖18以後之圖的說明中，與圖1~圖17所示之複數個實施形態所說明之構成對應的構成上註記同樣的參考編號，而省略重複之說明。
本實施形態之基板230在與基板固持器240相對之下面的外周部，形成有對基板230之下面及側面傾斜的錐形部237。因而，基板230在徑方向之外周部的厚度比在中央部的厚度小。
錐形部237沿著基板230之外周而連續地形成。亦可取代為錐形部237沿著基板230之外周而斷續地形成，亦即，基板230在周方向連續之外周部亦可局部含有1個或複數個錐形部237。基板230亦可至少在外周部容易發生空隙之部位含有錐形部237。
錐形部237對基板230之下面的傾斜角亦可在基板230之周方向一定。亦可取代為，例如在基板230之周方向連續的外周部，容易發生空隙之部位的錐形部237具有比其他部位之錐形部237相對大的傾斜角。
另外，在圖示之例中，錐形部237係曲面。亦可取代為錐形部237係平面，亦可係曲面與平面之組合，亦可係藉由上述複數個配線層之各個端部所形成的複數個階差。
圖19係在使用圖18所示之基板230及基板固持器290的貼合過程之基板210、230的BW結束位置214之模式部分放大剖面圖。圖19係以實線描繪藉由本實施形態之基板固持器290保持的基板230，並以虛線描繪圖17所示之藉由基板固持器290保持的基板230。
本實施形態中，在基板210上與圖17之實施形態同樣地並未形成階差部。此外，如圖18所示，在不彎曲狀態下之基板230的貼合面，除去斜角212之其他部分成為平坦之面。因而，BW結束位置214成為基板210、230之斜角212、232，與除了基板210、230中之斜角212、232的其他部分之邊界線215、235上。
基板固持器290與圖17所示之實施形態同樣，外周支撐部296增列性或替代性地在至少一部分區域支撐基板230之BW結束位置214，或是比BW結束位置214中央側，且在BW結束位置214附近的位置。亦即，本實施形態中，基板230吸附保持於基板固持器290時，係以基板230之外周部朝向基板210變成凸狀的方式強制性翹曲。
藉此，本實施形態使用基板固持器290來貼合基板210、230時，如圖19中以空心箭頭所示，比圖17所示之實施形態，BW結束位置214之基板230的貼合面大幅降低，在基板210、230間的外周側基板210與基板230之間隔擴大。
圖20作為上述特定加工之一例而顯示基板210包含凸翹曲膜216之情況。圖20係基板210包含階差部213及凸翹曲膜216時，在使用圖17所示之基板固持器290的貼合過程之基板210、230的BW結束位置214之模式部分放大剖面圖。圖20係以實線描繪藉由本實施形態之基板固持器290貼合的基板210，並以虛線描繪圖17所示之藉由基板固持器290貼合的基板210。
本實施形態之基板210在與基板固持器220相對之上面的外周部形成凸翹曲膜216，在形成了凸翹曲膜216之部位的貼合面朝向基板230而凸狀彎曲。凸翹曲膜216例如亦可係記憶形狀合金製之薄膜，亦可係藉由硬化而收縮的樹脂膜。
凸翹曲膜216在基板210之上面上沿著外周連續地形成。亦可取代為凸翹曲膜216在基板210之上面上沿著外周而斷續地形成，亦即，基板210在周方向連續之外周部，亦可局部在上面形成1個或複數個凸翹曲膜216。基板210亦可至少在外周部容易發生空隙之部位包含凸翹曲膜216。
凸翹曲膜216之厚度在基板210之周方向亦可一定。亦可取代為，例如在基板210之周方向連續的外周部，並容易發生空隙之部位的凸翹曲膜216，比在其他部位之凸翹曲膜216具有相對大的厚度，藉此使基板210相對大幅彎曲。
本實施形態中，包含階差部213之基板210因為在上面形成有凸翹曲膜216，所以使用基板固持器290貼合基板210、230時，如圖20中空心箭頭所示，與圖17所示之實施形態比較，在BW結束位置214之基板210的貼合面提高。藉此，在基板210、230間之外周側，基板210與基板230之間隔擴大。
另外，在基板230之周緣存在保持於基板固持器之外伸部分時，例如藉由圖9所示之基板固持器240保持基板230時，增列性或替代性地基板230亦 可包含凸翹曲膜216。亦即，基板230在與基板固持器240相對之下面的外周部形成凸翹曲膜216，在形成凸翹曲膜216之部位貼合面亦可凸狀彎曲。藉由該構成仍可達到與上述同樣之效果。
圖21作為上述特定加工之一例而顯示基板210、230分別包含空隙流入溝218、238之情況。圖21係基板210包含階差部213，且基板210、230分別包含空隙流入溝218、238時，在使用圖17所示之基板固持器290的貼合過程之基板210、230的BW結束位置214之模式部分放大剖面圖。
本實施形態之基板210、230在各個貼合面之外周部形成有空隙流入溝218、238。空隙流入溝218、238在基板210、230之貼合面的外周部，在比BW結束位置214中央側，且靠近BW結束位置214之位置，以彼此相對之方式形成複數個。因而，位於複數個空隙流入溝218、238之間的基板210、230之貼合面係離散性地彼此接合。
空隙流入溝218、238沿著基板210、230之外周連續地形成。亦可取代為空隙流入溝218、238沿著基板210、230之外周而斷續地形成，亦即，基板210、230在周方向連續之外周部，亦可局部包含1個或複數個空隙流入溝218、238。基板210、230亦可至少在外周部之容易發生空隙的部位包含空隙流入溝218、238。
空隙流入溝218、238之寬度及深度亦可在基板210、230之周方向一定。亦可取代為，例如在基板210、230之周方向連續的外周部，容易發生空隙之部位的空隙流入溝218、238比其他部位的空隙流入溝218、238具有相對大的寬度及深度。此外，亦可增列性或替代性地在基板210、230之徑方向形成相對多容易發生空隙之部位的空隙流入溝218、238。
另外，圖示之例中，空隙流入溝218、238在基板210、230之徑方向的剖面輪廓係四方。亦可取代為空隙流入溝218、238之該輪廓為圓弧或自由曲線，亦可為直線與曲線之組合。
本實施形態使用基板固持器290貼合基板210、230時，與圖17所示之實施形態比較，在基板210、230間之外周側發生的空隙例如在退火中流入空隙流入溝218、238，亦即，從貼合面間排出至空隙流入溝218、238內，可降低殘留於貼合面的可能性。結果，可降低在貼合之基板210、230間的外周側發生空隙的可能性。
另外，圖21所示之實施形態係說明基板210及基板230兩者包含空隙流入溝218、238的構成。亦可取代為基板210及基板230之其中一方包含空隙流入溝218、238。藉由該構成仍然具有與上述同樣之效果。
圖22作為上述特定加工之一例而顯示基板210、230分別包含背面階差部219、239的情況。圖22係基板210包含階差部213，且基板210、230分別包含背面階差部219、239時，在使用圖9所示之基板固持器240的貼合過程之基板210、230的BW結束位置214之模式部分放大剖面圖。
本實施形態中，基板210不僅在貼合面之外周部形成有階差部213，還在與基板固持器220相對之上面的外周部形成有背面階差部219。因而基板210在形成了背面階差部219之部位的厚度比在徑方向之中央部的厚度小，並且在形成了背面階差部219及階差部213兩者之部位的厚度更小。
此外，基板230並未在貼合面形成階差部，不過在與基板固持器240相對之下面的外周部形成有背面階差部239。因而，基板230在形成了背面階差部239之部位的厚度比在徑方向之中央部的厚度小。
背面階差部219、239分別沿著基板210、230之外周連續地形成。亦可取代為背面階差部219、239沿著基板210、230之外周斷續地形成，亦即，基板210、230亦可在周方向連續之外周部局部包含1個或複數個背面階差部219、239。基板210、230亦可至少在外周部容易發生空隙之部位包含背面階差部219、239。
背面階差部219、239在各基板之厚度方向的深度、及徑方向的長度，亦可在基板210、230之周方向一定。亦可取代為例如在基板210、230之周方向連續的外周部，容易發生空隙之部位的背面階差部219、239之上述深度及長度，比其他部位之背面階差部219、239相對大，藉此，亦可局部降低基板210、230之剛性。
另外，圖示之例中，背面階差部219、239的階差係一階。亦可取代為背面階差部219、239之階差係複數階，亦可係曲面，亦可係錐形面，亦可係曲面與平面之組合，亦可係藉由上述複數個配線層之各個端部所形成的複數個階差。
本實施形態中，包含背面階差部219、239之基板210、230在使用基板固持器240貼合基板210、230時，在基板230之周緣未被基板固持器240保持的外伸部分係以彼此分離的方式彎曲。此因，基板210、230之剛性在形成有背面階差部219、239之部位降低，並藉由介於基板210、230間之空氣的壓力而彼此擴張基板210、230。
圖22中，以實線描繪藉由本實施形態之基板固持器240貼合的基板210、230，並以虛線描繪藉由圖9所示之實施形態的基板固持器240貼合的基板210、230。
基板210、230之形成有背面階差部219、239的部位以彼此分離之方式彎曲的結果，如圖22中空心箭頭所示，與圖9所示之實施形態比較，BW結束位置214之基板210的貼合面提高，且BW結束位置214之基板230的貼合面降低，在基板210、230間之外周側基板210與基板230之間隔擴大。另外，在基板230之外周部形成有背面階差部239之部位的厚度，宜為厚達在BW進行中藉由基板210、230間之接合力，可確保基板230不致被拉起程度之剛性的程度，且薄達藉由上述空氣之壓力基板230可彎曲的程度。圖22之例係分別在二片基板210、230形成有背面階差部219、239之例，不過，亦可僅在二片基板210、230之一方形成背面階差部。
作為上述特定處理之一例，亦可就貼合之基板210、230的至少一方，在外周部之貼合面進行電漿照射及親水化處理後進行噴吹空氣之處理。此外，亦可替代性或增列性地在該至少一方之外周部的周緣側之貼合面進行表面粗度粗糙處理。進行此等處理之部位因為活性度降低，所以與貼合之另一方基板之間的接合力降低。藉此，可使在該部位之BW進行速度降低。但是，宜在BW結束後調整該部位之黏合力，避免降低退火後之最後接合強度。
此外，作為上述特定處理之一例，亦可就貼合之基板210、230的至少一方，在外周部之周緣側的貼合面上進行附著水的處理。藉此，進行該處理之部位因為藉由基板210、230夾著水同時進行BW，所以可使BW進行速度降低。
圖18至圖22之例，亦可係在外周支撐部296之複數個支撐銷245的前端之高度位置的變化量或是變化率，與在中央支撐部244之該變化量及變化率相等，此外，複數個支撐銷245之前端的高度位置亦可在中央支撐部244及外周支撐部296相等。
以上任何一種實施形態中，宜在基板貼合裝置100貼合之基板210、230中，以上載台322側保持在與貼合面垂直之剖面中，貼合面側係相對中凸形狀的基板，並朝向保持於下載台332側之其他基板釋放。藉此，可適當擴大BW進行中之基板間的空間。
以上，係使用實施形態說明本發明，不過本發明之技術性範圍不限定於記載於上述實施形態的範圍。熟悉本技術領域之人員可根據明瞭上述實施形態中施加多種變更或改良。故從申請專利範圍之記載明瞭施加此種變更或改良之形態亦可包含於本發明之技術性範圍內。
例如，以上任何一種實施形態中，主要說明將以上載台322側保持之基板210朝向保持於下載台332側之基板230釋放的形態，不過亦可顛倒，亦即，亦可將以下載台332側保持之基板230，朝向保持於上載台322側之基板210釋放。此外，基板固持器220、240亦可分別從上載台322及下載台332供給負壓，亦可本身具備供給負壓之泵浦。
例如，以上任何一種實施形態中，基板固持器240等亦可在垂直於支撐面之剖面具有支撐面側為中凸形狀的本體部242，且複數支支撐銷245等具有一定高度。此外，以上任何一種實施形態中，基板固持器240等亦可在垂直於支撐面之剖面具有支撐面側為直線形狀的本體部242，且具有從中央支撐部244之中央朝向外周支撐部246的周緣在徑方向高度階段性降低的複數支支撐銷245等。
請注意，申請專利範圍、說明書、及圖式中所示之裝置、系統、程式、及方法中的動作、程序、步驟、及階段等各處理的執行順序，只要不明示為「更早」、「領先」等，或是並非後面之處理時使用前面處理之輸出者，則可 以任意順序實現。關於申請專利範圍、說明書、及圖式中之動作流程，即使權宜上使用「首先」、「其次」等作說明，並非是指必須以該順序實施。
210,230:基板
211,231:凹槽
240:基板固持器
241:壁部
242:本體部
244:中央支撐部
245:支撐銷
246:外周支撐部
247:孔
248:內側區域
249:外側區域

Claims (14)

  1. 一種將第一基板與第二基板相互貼合之基板貼合裝置，係具備：第一基板固持器，保持前述第一基板；前述第一基板固持器具有：中央支撐部，支撐前述第一基板之中央部；及外周支撐部，配置於前述中央支撐部之外側，而支撐前述第一基板之外周部，且隨著從前述中央支撐部朝向外側高度降低；以及前述外周支撐部係以包含前述第一基板之外周部以及前述第一基板之周緣部的區域比前述第一基板的中央部更大之曲率彎曲的方式支撐前述第一基板之外周部。
  2. 如請求項1之基板貼合裝置，其中前述外周支撐部具有環狀之壁部，其係支撐前述第一基板之外周部的周緣部。
  3. 如請求項1之基板貼合裝置，其中前述外周支撐部具有：內側區域，鄰接於前述中央支撐部而配置；外側區域，配置於前述內側區域之外側；以及係以前述第一基板之外周部中，支撐於前述外側區域之部分以比支撐於前述內側區域之部分更大的曲率彎曲方式支撐前述第一基板之外周部。
  4. 如請求項1之基板貼合裝置，其中前述外周支撐部具有曲面，前述區域以比前述中央部更大之曲率彎曲的方式支撐前述第一基板之外周部。
  5. 如請求項4之基板貼合裝置，其中前述曲面包含複數個通氣孔，可藉由負壓吸附前述第一基板之外周部。
  6. 如請求項1之基板貼合裝置，其中前述外周支撐部具有假設之支撐面成為曲面的複數支支撐銷，藉由前述曲面，前述區域以比前述中央部更大之曲率彎曲的方式支撐前述第一基板之外周部。
  7. 如請求項1之基板貼合裝置，其中前述外周支撐部包含複數個吸附區域，分別可個別地吸附前述第一基板之外周部。
  8. 如請求項7之基板貼合裝置，其中前述複數個吸附區域位於插入頂起前述第一基板之外周部的頂銷之孔的周圍。
  9. 一種將第一基板與第二基板相互貼合之基板貼合裝置，具備：第一基板固持器，保持前述第一基板；前述第一基板固持器具有：中央支撐部，支撐前述第一基板之中央部；及外周支撐部，配置於前述中央支撐部之外側，而支撐前述基板之外周部；以及前述外周支撐部之支撐面高度對從前述中央支撐部中心之距離的變化之變化率，比前述中央支撐部之支撐面高度對從前述中心之距離的變化之變化率大；前述外周支撐部係以包含前述第一基板之外周部以及前述第一基板之周緣部的區域以比前述第一基板中央部更大之曲率彎曲的方式支撐前述第一基板之外周部。
  10. 如請求項1或9之基板貼合裝置，其中具備驅動部，前述區域，以比前述第一基板的中央部更大之曲率彎曲的方式，使前述外周支撐部變形。
  11. 如請求項10之基板貼合裝置，使前述第一基板之一部分與前述第二基板的一部分接觸而形成接觸區域後，使前述接觸區域擴時，進一步具備檢測部，其係檢測前述接觸區域到達預定的位置，前述驅動部依藉由前述檢測部檢測出前述接觸區域到達前述位置，而使前述外周支撐部變形。
  12. 如請求項10之基板貼合裝置，其中進一步具備取得部，用於取得與前述第一基板與前述第二基板至少一方之外周部相關的一種資訊，前述驅動部依前述取得部所取得之前述資訊，使前述第一基板固持器在前述外周支撐部的變形量不同。
  13. 如請求項12之基板貼合裝置，其中與前述外周部相關的資訊包含形成於前述外周部之修整的寬度、藉由前述第一基板固持器保持前產生之前述外周部的彎曲方向、前述彎曲之大小、形成於前述外周部之凹槽的位置、以及製造程序及材料中的至少一者。
  14. 一種將第一基板與第二基板相互貼合之基板貼合方法，具備：區域變形階段，以包含前述第一基板的外周部及前述第一基板的周緣部的區域，在相對於前述第一基板的中央部隨著朝向外側高度降低，且比前述第一基板的中央部更大之曲率的方式彎曲變形；基板貼合階段，使前述區域與變形的第一基板之一部分與前述第二基板之一部分接觸而形成接觸區域後，藉由使前述接觸區域擴大來貼合前述第一基板及前述第二基板。
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