基板貼り合わせ装置、基板貼り合わせ方法及び重ね合わせ基板
【課題】２枚の基板の間に温度差が生じ、基板と基板との位置がずれる。
【解決手段】基板貼り合わせ装置は、重ね合わされた複数の基板を有する第一の重ね合わせ基板を加熱する第一の加熱部と、重ね合わされた複数の基板を有する第二の重ね合わせ基板を加熱する第二の加熱部と、前記第一の加熱部と前記第二の加熱部との間に配置された断熱部と、前記第一の重ね合わせ基板と前記第二の重ね合わせ基板とを前記断熱部を介して加圧する加圧部とを備える。
【解決手段】基板貼り合わせ装置は、重ね合わされた複数の基板を有する第一の重ね合わせ基板を加熱する第一の加熱部と、重ね合わされた複数の基板を有する第二の重ね合わせ基板を加熱する第二の加熱部と、前記第一の加熱部と前記第二の加熱部との間に配置された断熱部と、前記第一の重ね合わせ基板と前記第二の重ね合わせ基板とを前記断熱部を介して加圧する加圧部とを備える。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、基板貼り合わせ装置、基板貼り合わせ方法及び重ね合わせ基板に関する。
【背景技術】
【０００２】
位置合わせされた２枚の基板を重ね合わせて、加熱及び加圧することによって、２枚を１組とする基板を貼り合わす基板貼り合わせ装置が知られている（例えば、特許文献１参照）。
［先行技術文献］
［特許文献］
［特許文献１］ 特開２００９−４９０６６号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
しかしながら、２枚の基板の間に温度差が生じ、基板と基板との位置がずれるといった課題がある。
【課題を解決するための手段】
【０００４】
本発明の第１の態様においては、重ね合わされた複数の基板を有する第一の重ね合わせ基板を加熱する第一の加熱部と、重ね合わされた複数の基板を有する第二の重ね合わせ基板を加熱する第二の加熱部と、前記第一の加熱部と前記第二の加熱部との間に配置された断熱部と、前記第一の重ね合わせ基板と前記第二の重ね合わせ基板とを前記断熱部を介して加圧する加圧部とを備える基板貼り合わせ装置を提供する。
【０００５】
本発明の第２の態様においては、重ね合わされた複数の基板を有する第一の重ね合わせ基板を加熱する第一の加熱段階と、重ね合わされた複数の基板を有する第二の重ね合わせ基板を加熱する第二の加熱段階と、前記第一の加熱部と前記第二の加熱部との間に配置された断熱部を介して、前記第一の重ね合わせ基板と前記第二の重ね合わせ基板とを加圧する加圧段階とを備える基板貼り合わせ方法を提供する。
【０００６】
本発明の第３の態様においては、重ね合わされた複数の基板を有する第一の重ね合わせ基板を加熱して、重ね合わされた複数の基板を有する第二の重ね合わせ基板を加熱して、前記第一の加熱部と前記第二の加熱部との間に配置された断熱部を介して、前記第一の重ね合わせ基板と前記第二の重ね合わせ基板とを加圧して貼り合わされた重ね合わせ基板を提供する。
【０００７】
なお、上記の発明の概要は、本発明の必要な特徴の全てを列挙したものではない。また、これらの特徴群のサブコンビネーションもまた、発明となりうる。
【図面の簡単な説明】
【０００８】
【図１】基板貼り合わせ装置の全体構成図である。
【図２】貼り合わせ装置による重ね合わせ基板の貼り合せる工程を説明する図である。
【図３】貼り合わせ装置による重ね合わせ基板の貼り合せる工程を説明する図である。
【図４】貼り合わせ装置による重ね合わせ基板の貼り合せる工程を説明する図である。
【図５】貼り合わせ装置による重ね合わせ基板の貼り合せる工程を説明する図である。
【図６】貼り合わせ装置による重ね合わせ基板の貼り合せる工程を説明する図である。
【図７】貼り合わせ装置による重ね合わせ基板の貼り合せる工程を説明する図である。
【図８】加熱加圧装置の全体構成図である。
【図９】加熱加圧装置の制御系を説明するブロック図である。
【図１０】加熱加圧工程を説明する図である。
【図１１】補助加熱部材の位置合わせを説明する側面図である。
【図１２】補助加熱部材の位置合わせを説明する側面図である。
【図１３】補助加熱部材の位置合わせを説明する側面図である。
【図１４】別の補助加熱部材の位置合わせを説明する概略図である。
【図１５】別の補助加熱部材の位置合わせを説明する概略図である。
【図１６】補助加熱部材が固定された加熱加圧装置の全体構成図である。
【図１７】図１６の加熱加圧装置による加熱加圧工程を説明する図である。
【発明を実施するための形態】
【０００９】
以下、発明の実施の形態を通じて本発明を説明するが、以下の実施形態は特許請求の範囲にかかる発明を限定するものではない。また、実施形態の中で説明されている特徴の組み合わせの全てが発明の解決手段に必須であるとは限らない。
【００１０】
図１は、基板貼り合わせ装置の全体構成図である。基板貼り合わせ装置１０は、２枚の基板９０、９０を貼り合わせて、重ね合わせ基板９２を製造する。尚、基板貼り合わせ装置１０が、３枚以上の基板９０を貼り合わせて、重ね合わせ基板９２を製造するように構成してもよい。
【００１１】
図１に示すように、基板貼り合わせ装置１０は、筐体１２と、常温部１４と、高温部１６と、制御部１８とを備える。筐体１２は、常温部１４及び高温部１６を囲むように形成されている。
【００１２】
常温部１４は、複数の基板カセット２０、２０、２０と、基板ホルダラック２２と、ロボットアーム２４と、プリアライナ２６と、仮接合部２８と、ロボットアーム３０とを有する。
【００１３】
基板カセット２０、２０、２０は、基板貼り合わせ装置１０において結合されて貼り合わされる基板９０を収容する。また、基板カセット２０、２０、２０は、基板貼り合わせ装置１０において結合されて貼り合わされた重ね合わせ基板９２を収容する。基板カセット２０、２０、２０は、筐体１２の外面に脱着可能に装着されている。これにより、複数の基板９０を基板貼り合わせ装置１０に一括して装填できる。また、複数組の重ね合わせ基板９２を一括して回収できる。基板貼り合わせ装置１０によって貼り合わされる基板９０は、単体のシリコンウエハ、化合物半導体ウエハ、ガラス基板等の他、それらに素子、回路、端子等が形成されていてもよい。また、装填された基板９０が、既に複数のウエハが積層された重ね合わせ基板９２であってもよい。
【００１４】
基板ホルダラック２２は、一対の基板９０が重ね合わされた重ね合わせ基板９２を上下方向から保持する基板ホルダ９４を収容する。基板ホルダ９４は、各組の重ね合わせ基板９２の２枚の基板９０を静電吸着により保持する。
【００１５】
ロボットアーム２４は、筐体１２の内部であって、基板カセット２０、２０、２０の近傍に配置されている。ロボットアーム２４は、基板カセット２０、２０、２０に装填されている基板９０をプリアライナ２６に搬送する。ロボットアーム２４は、プリアライナ２６の基板９０を、後述する仮接合部２８の移動ステージ３８に載置された基板ホルダ９４へと搬送する。ロボットアーム２４は、結合されて移動ステージ３８まで搬送された重ね合わせ基板９２を基板カセット２０、２０、２０の何れかに搬送する。
【００１６】
プリアライナ２６は、筐体１２の内部であって、ロボットアーム２４の近傍に配置されている。プリアライナ２６は、仮接合部２８に基板９０を装填する場合に、高精度であるがゆえに、狭い仮接合部２８の調整範囲にそれぞれの基板９０が装填されるように、個々の基板９０の位置を仮合わせする。これにより、仮接合部２８における基板９０の位置決めが、迅速且つ正確にできる。
【００１７】
仮接合部２８は、ロボットアーム２４とロボットアーム３０との間に配置されている。仮接合部２８は、枠体３４と、固定ステージ３６と、移動ステージ３８と、一対のシャッタ４０及びシャッタ４２とを有する。
【００１８】
枠体３４は、固定ステージ３６及び移動ステージ３８を囲むように形成されている。枠体３４の基板カセット２０、２０、２０側の面と、高温部１６側の面は、基板９０及び重ね合わせ基板９２を搬入及び搬出可能に、開口されている。
【００１９】
固定ステージ３６は、枠体３４の内側であって、基板カセット２０、２０、２０の近傍に固定されている。固定ステージ３６の下面は、基板９０を保持した状態で、ロボットアーム３０により移動ステージ３８から搬送される基板ホルダ９４を真空吸着する。
【００２０】
移動ステージ３８は、枠体３４の内側であって、高温部１６側に配置されている。移動ステージ３８の上面は、基板９０及び基板ホルダ９４を真空吸着する。移動ステージ３８は、枠体３４の内部を水平方向及び鉛直方向に移動する。これにより、移動ステージ３８が移動することによって、固定ステージ３６に保持された基板９０及び基板ホルダ９４と、移動ステージ３８に保持された基板９０及び基板ホルダ９４とが位置合わせされ、仮接合される。基板９０と基板９０は、接着剤によって仮接合してもよく、プラズマによって仮接合してもよい。
【００２１】
シャッタ４０は、枠体３４の基板カセット２０側の開口を開閉する。シャッタ４２は、枠体３４の高温部１６側の開口を開閉する。枠体３４及びシャッタ４０、４２に囲まれた領域は、空気調整機等に連通されて、温度管理される。これにより、基板９０と基板９０との位置合わせの精度が向上する。
【００２２】
ロボットアーム３０は、筐体１２の内部であって、高温部１６と仮接合部２８との間に配置されている。ロボットアーム３０は、基板ホルダラック２２に収容されている基板ホルダ９４を移動ステージ３８へと搬送する。移動ステージ３８に載置された基板ホルダ９４は、ロボットアーム２４によってプリアライナ２６から搬送された基板９０を静電吸着により保持する。ロボットアーム３０は、移動ステージ３８上に載置され、基板９０を保持する基板ホルダ９４を、裏返して固定ステージ３６へと搬送する。固定ステージ３６の下面は、ロボットアーム３０によって搬送された基板ホルダ９４を基板９０とともに真空吸着する。ロボットアーム３０は、移動ステージ３８によって位置合わせされた一対の基板９０を含む重ね合わせ基板９２及び基板ホルダ９４を真空吸着して、高温部１６へと搬送する。ロボットアーム３０は、高温部１６において、結合されて貼り合わされた重ね合わせ基板９２を高温部１６から移動ステージ３８へと搬送する。
【００２３】
高温部１６は、基板貼り合わせ装置１０の貼り合わせ工程において、高温且つ真空状態に設定される。高温部１６は、断熱壁４６と、エアロック室４８と、一対のシャッタ５０及びシャッタ５２と、ロボットアーム５４と、３個の加熱加圧装置５６と、ロボットアーム５８と、冷却室６０とを備える。尚、加熱加圧装置５６の個数は、３個に限定されるものではなく、適宜変更してもよい。
【００２４】
断熱壁４６は、高温部１６を包囲する。これにより、断熱壁４６は、高温部１６の高い内部温度を維持するとともに、高温部１６から外部への熱輻射を遮断する。この結果、断熱壁４６は、高温部１６の熱が常温部１４に及ぼす影響を低減する。また、断熱壁４６は、高温部１６と外部との気体の流れを遮断する。
【００２５】
エアロック室４８は、常温部１４と高温部１６とを連結する。エアロック室４８の常温部１４側及び高温部１６側は、一対の基板ホルダ９４に保持された一対の基板９０を含む重ね合わせ基板９２を搬送可能に開口されている。
【００２６】
シャッタ５０は、エアロック室４８の常温部１４側の開口を開閉する。シャッタ５０が開状態になると、エアロック室４８が常温部１４と連通される。これにより、エアロック室４８は、常温部１４と略同じ気圧となる。この状態で、ロボットアーム３０は、エアロック室４８と仮接合部２８との間で、重ね合わせ基板９２を搬送する。
【００２７】
シャッタ５２は、エアロック室４８の高温部１６側の開口を開閉する。エアロック室４８内を真空排気後、シャッタ５２が開状態になると、エアロック室４８は、高温部１６と連通される。これにより、エアロック室４８は、高温部１６と略同じ気圧となる。尚、貼り合わ工程において、シャッタ５０及びシャッタ５２の両方が開状態になることはない。
【００２８】
ロボットアーム５４は、シャッタ５２が開状態において、ロボットアーム３０によりエアロック室４８に搬入された重ね合わせ基板９２を何れかの加熱加圧装置５６へと搬入する。
【００２９】
加熱加圧装置５６は、断熱壁４６の内部に配置されている。３個の加熱加圧装置５６は、断熱壁４６の中心の周りに略等角度間隔で配置されている。加熱加圧装置５６は、ロボットアーム５４によってエアロック室４８から搬入された２組の重ね合わせ基板９２を保持する。加熱加圧装置５６は、結合温度状態の２組の重ね合わせ基板９２を同時に加圧する。そして、加熱加圧装置５６は、重ね合わせ基板９２の基板９０が結合可能な結合温度まで搬入された２組の重ね合わせ基板９２を昇温させる。これにより、加熱加圧装置５６は、２組の重ね合わせ基板９２を一度に結合して貼り合わせる。
【００３０】
ロボットアーム５８は、結合されて貼り合わされた重ね合わせ基板９２を加熱加圧装置５６から搬出する。ロボットアーム５８は、加熱加圧装置５６から搬出した重ね合わせ基板９２を冷却室６０へと搬入する。また、ロボットアーム５８は、冷却室６０にて冷却された重ね合わせ基板９２を、シャッタ５２が開状態において、エアロック室４８へと搬送する。
【００３１】
冷却室６０は、ロボットアーム５８によって搬入される、結合された重ね合わせ基板９２を冷却する。
【００３２】
制御部１８は、基板貼り合わせ装置１０の全体の動作を制御する。制御部１８は、基板貼り合わせ装置１０の電源投入、各種設定等をする場合に、ユーザが外部から操作する操作部を有する。更に、制御部１８は、配備された他の機器と基板貼り合わせ装置１０とを接続する接続部を有する。
【００３３】
図２〜図７は、貼り合わせ装置による重ね合わせ基板の貼り合せ工程を説明する図である。貼り合わせ工程では、まず、ロボットアーム２４が、基板カセット２０の何れかから基板９０をプリアライナ２６へと搬送する。次に、図２に示すように、ロボットアーム３０が、基板ホルダラック２２から基板ホルダ９４を移動ステージ３８へと搬送する。移動ステージ３８は、基板ホルダ９４を真空吸着する。ロボットアーム２４は、プリアライナ２６によって位置が調整された基板９０を、移動ステージ３８に載置された基板ホルダ９４の上方へと搬送する。
【００３４】
次に、図３に示すように、ロボットアーム２４は、基板ホルダ９４上に基板９０を載置する。基板ホルダ９４は、載置された基板９０を静電吸着する。ロボットアーム３０は、基板９０を保持する基板ホルダ９４を移動ステージ３８から固定ステージ３６へと裏返して搬送する。図４に示すように、固定ステージ３６は、基板９０とともに基板ホルダ９４をロボットアーム３０から受け取った後、基板ホルダ９４を真空吸着により保持する。
【００３５】
次に、同様の動作によって、ロボットアーム３０が移動ステージ３８に基板ホルダ９４を搬送した後、ロボットアーム２４が移動ステージ３８上の基板ホルダ９４に基板９０を搬送する。これにより、図５に示すように、移動ステージ３８は、基板９０を上側にして、基板９０及び基板ホルダ９４を保持するとともに、固定ステージ３６は、基板９０を下側にして、基板９０及び基板ホルダ９４を保持する。シャッタ４０、４２が閉状態となった後、移動ステージ３８は、基板９０及び基板ホルダ９４を保持しつつ、基板９０及び基板ホルダ９４を保持する固定ステージ３６の下方へと移動する。これにより、移動ステージ３８の基板９０と、固定ステージ３６の基板９０とが位置合わせされる。
【００３６】
次に、図６に示すように、移動ステージ３８が、上方へと移動して、移動ステージ３８の基板９０の上面と固定ステージ３６の上面とが合わされる。固定ステージ３６が基板ホルダ９４の真空吸着を解除した後、移動ステージ３８が重ね合わせ基板９２を保持する基板ホルダ９４を真空吸着した状態で、ロボットアーム３０の方向へと移動する。
【００３７】
次に、シャッタ５０が開状態となり、エアロック室４８と常温部１４とが連通される。尚、シャッタ５２は閉状態である。この状態で、ロボットアーム３０が、移動ステージ３８上の基板ホルダ９４、９４に保持された重ね合わせ基板９２をエアロック室４８へと搬送する。この後、シャッタ５０が閉状態となるとともに、シャッタ５２が開状態となり、エアロック室４８が常温部１４から遮断されるとともに、高温部１６と連通される。この状態で、ロボットアーム５４が、基板ホルダ９４、９４とともに重ね合わせ基板９２をエアロック室４８から加熱加圧装置５６へと搬入する。この後、同様の動作が繰り返されて、ロボットアーム５４が、基板ホルダ９４、９４とともに２組目の重ね合わせ基板９２を加熱加圧装置５６へと搬入する。これにより、加熱加圧装置５６には、２組の重ね合わせ基板９２が搬入される。
【００３８】
加熱加圧装置５６は、基板ホルダ９４に保持された２組の重ね合わせ基板９２、９２を間接的に積層する。この状態で、加熱加圧装置５６は、重ね合わせ基板９２、９２を上下方向から加圧しつつ、重ね合わせ基板９２を結合温度まで加熱した後、結合温度を維持する。これにより、各組の重ね合わせ基板９２の基板９０、９０が、一度に結合されて貼り合わされる。この後、ロボットアーム５８が、貼り合わされた重ね合わせ基板９２を冷却室６０へと搬入する。冷却室６０は重ね合わせ基板９２を冷却する。
【００３９】
次に、シャッタ５２が開状態になるとともに、シャッタ５０が閉状態となる。これにより、エアロック室４８が常温部１４から遮断され、高温部１６と連通される。ロボットアーム５８は冷却された重ね合わせ基板９２を基板ホルダ９４とともに、冷却室６０からエアロック室４８へと搬送する。
【００４０】
次に、シャッタ５２が閉状態となるとともに、シャッタ５０が開状態になる。これにより、エアロック室４８が高温部１６から遮断されるとともに、常温部１４と連通される。この状態で、ロボットアーム３０が、重ね合わせ基板９２を基板ホルダ９４、９４とともに１組毎、エアロック室４８から移動ステージ３８へと搬送する。図７に示すように、移動ステージ３８上にて、ロボットアーム３０により、重ね合わせ基板９２が基板ホルダ９４から分離される。この後、ロボットアーム２４が、重ね合わせ基板９２を基板カセット２０、２０、２０の何れかに搬出する。これにより、基板貼り合わせ装置１０による重ね合わせ基板９２の貼り合わせ工程が終了して、重ね合わせ基板９２が完成する。
【００４１】
図８は、加熱加圧装置の全体構成図である。図８に示すように、加熱加圧装置５６は、収容室６２と、下押圧部６４と、下保持部６６と、複数の下主加熱部材６８と、補助加熱部材７０と、位置決め部材７２と、上保持部７４と、複数の上主加熱部材７６と、複数の下部下温度検出部７８と、複数の下部上温度検出部８０と、複数の上部下温度検出部８２と、複数の上部上温度検出部８４と、真空ポンプ８６とを備える。
【００４２】
収容室６２は、中空状に形成されている。収容室６２は、加熱加圧装置５６の主要部を収容して包囲する。収容室６２は、重ね合わせ基板９２を搬入及び搬出するために、開閉可能な上開口部及び下開口部を有する。収容室６２は、２組の重ね合わせ基板９２が搬入された後、真空状態にするために密閉される。
【００４３】
下押圧部６４は、下流体ポンプ１０２と、下伸縮部１０４とを有する。下流体ポンプ１０２は、下伸縮部１０４に油等の流体を供給、または、下伸縮部１０４から流体を排出する。下伸縮部１０４は、上下方向に伸縮可能に構成されている。下伸縮部１０４は、下流体ポンプ１０２から供給される流体によって上方へ伸張するとともに、下流体ポンプ１０２へ流体が排出されることにより下方へ収縮する。これにより、下押圧部６４は、下主加熱部材６８及び補助加熱部材７０を重ね合わせ基板９２とともに、上下方向へ移動させる。
【００４４】
下保持部６６は、下押圧部６４の上面に固定されている。下保持部６６は、収容室６２に搬入された２組の重ね合わせ基板９２のうち、下側の重ね合わせ基板９２を保持する。これにより、下保持部６６は、下押圧部６４の伸縮に伴って、下側の重ね合わせ基板９２を保持しつつ上下移動する。下保持部６６の上面は、平坦に形成されている。また、下保持部６６の上面は、熱伝導の高い材料によって構成されている。これにより、下保持部６６の上面は、基板ホルダ９４を介して、下側の重ね合わせ基板９２の下面を水平面内で略均一に押圧しつつ、下側の重ね合わせ基板９２の下面を水平面内で略均一に加熱する加熱加圧板として機能する。下保持部６６は、下側の重ね合わせ基板９２の下面の圧力を検出する下面圧力検出部６７を有する。下面圧力検出部６７は、検出した圧力を圧力情報として制御部１８へと出力する。
【００４５】
複数の下主加熱部材６８は、電気抵抗の大きい電熱線を含むヒータを適用できる。複数の下主加熱部材６８は、同一水平面内に位置の分布が略均一となるように配置されている。これにより、複数の下主加熱部材６８は、下側の重ね合わせ基板９２の下面を水平面内で略均一に加熱する。そして、複数の下主加熱部材６８は、重ね合わせ基板９２の基板９０と基板９０とが結合可能な結合温度まで、重ね合わせ基板９２を昇温させて、結合温度を保つ。
【００４６】
補助加熱部材７０は、下保持部６６と上保持部７４との間に配置されている。これにより、補助加熱部材７０は、下保持部６６と上保持部７４とに２組の重ね合わせ９２が保持される場合に２組の重ね合わせ基板９２の間に挟まれる。補助加熱部材７０は、中保持部材１０６と、下板部材１０８と、複数の下補助加熱部１１０と、上板部材１１２と、複数の上補助加熱部１１４とを有する。
【００４７】
中保持部材１０６は、断熱部の一例である。中保持部材１０６は、円板形状に形成されている。中保持部材１０６は、上下方向及び水平方向において、収容室６２の中央であって、一対の重ね合わせ基板９２の間に配置されている。中保持部材１０６は、複数の下主加熱部材６８及び複数の下補助加熱部１１０と、複数の上主加熱部材７６及び複数の上補助加熱部１１４との間に配置されている。中保持部材１０６は、固定されずに、位置決め部材７２の上部に載置されている。これにより、補助加熱部材７０は、中保持部材１０６とともに、２組の重ね合わせ基板９２の積層方向である上下方向に移動することができる。中保持部材１０６の外周部には、位置決め凹部１１６が形成されている。位置決め凹部１１６は、円錐形状に形成されている。中保持部材１０６は、熱伝導性の低い断熱材料によって構成されている。これにより、中保持部材１０６は、重ね合わせ基板９２の間において、上下方向の熱の伝導を抑制する。
【００４８】
下板部材１０８は、中保持部材１０６の下方に所定の間隔を開けて、中保持部材１０６に固定されている。平面視において、下板部材１０８は、中保持部材１０６の中央部に配置されている。下板部材１０８は、中保持部材１０６よりも平面積が小さい円板上に形成されている。下板部材１０８の下面は平坦に形成されている。これにより、下板部材１０８は、下押圧部６４によって上昇された下側の重ね合わせ基板９２の上面を、水平面内で略均一に押圧する。
【００４９】
複数の下補助加熱部１１０は、電気抵抗の大きい電熱線を含むヒータを適用できる。複数の下補助加熱部１１０は、下板部材１０８の上面に配置されている。複数の下補助加熱部１１０は、中保持部材１０６の下側と重ね合わせ基板９２との間に配置されている。複数の下補助加熱部１１０は、位置の分布が略均一となるように同一水平面内に配置されている。これにより、下補助加熱部１１０は、電力が供給されると、下板部材１０８を介して、下側の重ね合わせ基板９２の上面を水平面内で略均一に加熱する。複数の下主加熱部材６８及び複数の下補助加熱部１１０が、第一の重ね合わせ基板の一例である下側の重ね合わせ基板９２を加熱する第一の加熱部の一例である。
【００５０】
上板部材１１２は、中保持部材１０６の上方に所定の間隔を開けて、中保持部材１０６に固定されている。平面視において、上板部材１１２は、中保持部材１０６の中央部に配置されている。上板部材１１２は、中保持部材１０６よりも平面積が小さい円板上に形成されている。上板部材１１２の上面は、平坦に形成されている。これにより、上板部材１１２は、下押圧部６４によって上昇されて、上保持部７４に達した上側の重ね合わせ基板９２の下面を、水平面内で略均一に押圧する。
【００５１】
複数の上補助加熱部１１４は、電気抵抗の大きい電熱線を含むヒータを適用できる。複数の上補助加熱部１１４は、上板部材１１２の下面に配置されている。複数の上補助加熱部１１４は、中保持部材１０６の上側と重ね合わせ基板９２との間に配置されている。これにより、一対の下補助加熱部１１０及び上補助加熱部１１４は、中保持部材１０６の両側と各重ね合わせ基板９２との間に配置される。複数の上補助加熱部１１４は、位置の分布が略均一となるように同一水平面内に配置されている。これにより、電力が供給されると、上補助加熱部１１４は、上板部材１１２を介して、上側の重ね合わせ基板９２の下面を水平面内で略均一に加熱する。
【００５２】
上述したように、下補助加熱部１１０は、下側に配置された重ね合わせ基板９２の基板９０に対応して設けられている。また、上補助加熱部１１４は、上側に配置された重ね合わせ基板９２の基板９０に対応して設けられている。換言すれば、下補助加熱部１１０、及び、上補助加熱部１１４は、両側に配置された２組の重ね合わせ基板９２に対して設けられている。
【００５３】
位置決め部材７２は、収容室６２の内壁に固定されている。位置決め部材７２は、上下方向において、収容室６２の中央部に配置されている。位置決め部材７２は、リング部材１２０と、複数の凸部１２２とを有する。リング部材１２０の外端は、収容室６２の内壁に固定されている。複数の凸部１２２は、リング部材１２０の上面に固定されている。複数の凸部１２２は、上面が曲面の半球形状に形成されている。複数の凸部１２２は、平面視において、収容室６２の中心の周りに等角度間隔で配置されている。複数の凸部１２２は、中保持部材１０６の外周部に形成された位置決め凹部１１６に係合することにより、水平面内の中保持部材１０６を位置決めする。これにより、複数の凸部１２２は下保持部６６及び上保持部７４に対する補助加熱部材７０の相対位置を位置決めする。
【００５４】
上保持部７４は、収容室６２の上部の内面に固定されている。これにより、上保持部７４の下面は、下押圧部６４によって上方へ移動された上側の重ね合わせ基板９２の上面に、基板ホルダ９４を介して、接する。上保持部７４の下面は、平坦に形成されている。これにより、下保持部６６及び上保持部７４は、下押圧部６４の下伸縮部１０４の伸長駆動によって、上側の重ね合わせ基板９２と下側の重ね合わせ基板９２とを中保持部材１０６を介して、加圧する。尚、下保持部６６及び上保持部７４は、加圧部の一例である。また、上保持部７４の下面は、熱伝導の高い材料によって構成されている。これにより、上保持部７４の下面は、基板ホルダ９４を介して、上側の重ね合わせ基板９２の上面を水平面内で略均一に押圧しつつ、上側の重ね合わせ基板９２の上面を水平面内で略均一に加熱する加熱加圧板として機能する。この結果、下保持部６６及び上保持部７４は、２枚の基板９０、９０を重ね合わせた２組の重ね合わせ基板９２を積層して保持する。また、上保持部７４は、上側の重ね合わせ基板９２の上面の圧力を検出する上面圧力検出部７５を有する。上面圧力検出部７５は、検出した圧力を圧力情報として制御部１８へと出力する。
【００５５】
複数の上主加熱部材７６は、電気抵抗の大きい電熱線を含むヒータを適用できる。複数の上主加熱部材７６は、同一水平面内に位置の分布が略均一となるように配置されている。これにより、複数の上主加熱部材７６は、上側の重ね合わせ基板９２の上面を略均一に加熱する。そして、複数の上主加熱部材７６は、上側の重ね合わせ基板９２の基板９０と基板９０とが結合可能な結合温度まで、重ね合わせ基板９２を昇温させて保つ。よって、少なくとも、下主加熱部材６８及び上主加熱部材７６は、下保持部６６及び上保持部７４により保持された２組の重ね合わせ基板９２を両側から加熱して、２組の重ね合わせ基板９２の各々の複数の基板９０同士が結合する結合温度に保つ。複数の上主加熱部材７６及び複数の上補助加熱部１１４は、第二の重ね合わせ基板の一例である上側の重ね合わせ基板９２を加熱する第二の加熱部の一例である。
【００５６】
複数の下部下温度検出部７８は、下保持部６６の上端部に設けられている。複数の下部下温度検出部７８は、水平面内の位置の分布が均一となるように配置されている。これにより、下部下温度検出部７８は、下側の重ね合わせ基板９２の下面の温度を水平面内の複数個所で略均一に検出できる。
【００５７】
複数の下部上温度検出部８０は、補助加熱部材７０の下板部材１０８の下端部に配置されている。複数の下部上温度検出部８０は、水平面内の位置の分布が均一となるように配置されている。これにより、下部上温度検出部８０は、基板ホルダ９４を介して、下側の重ね合わせ基板９２の上面の温度を水平面内の複数個所で略均一に検出できる。
【００５８】
複数の上部下温度検出部８２は、補助加熱部材７０の上板部材１１２の上端部に配置されている。複数の上部下温度検出部８２は、水平面内の位置の分布が均一となるように配置されている。これにより、上部下温度検出部８２は、基板ホルダ９４を介して、上側の重ね合わせ基板９２の下面の温度を水平面内の複数個所で略均一に検出できる。
【００５９】
複数の上部上温度検出部８４は、上保持部７４の下端部に配置されている。複数の上部上温度検出部８４は、水平面内の位置の分布が均一となるように配置されている。これにより、上部上温度検出部８４は、基板ホルダ９４を介して、上側の重ね合わせ基板９２の上面の温度を水平面内の複数個所で略均一に検出できる。
【００６０】
下部下温度検出部７８、下部上温度検出部８０、上部下温度検出部８２、及び、上部上温度検出部８４は、複数の温度検出部の一例である。上述したように、下部下温度検出部７８、下部上温度検出部８０、上部下温度検出部８２、及び、上部上温度検出部８４は、２組の重ね合わせ基板９２の４枚の基板９０の各々に対応させている。下部下温度検出部７８、下部上温度検出部８０、上部下温度検出部８２、及び、上部上温度検出部８４には、熱電対、サーミスタ等によって温度を検出する温度センサを適用できる。
【００６１】
真空ポンプ８６は、収容室６２の内部の気体を外部へと排気する。これにより、真空ポンプ８６は、収容室６２の内部の気圧を大気圧よりも低い真空状態にする。
【００６２】
図９は、加熱加圧装置の制御系を説明するブロック図である。制御部１８は、温度調整部の一例であって、パーソナルコンピュータ等を含む。制御部１８は、下流体ポンプ１０２、下面圧力検出部６７、上面圧力検出部７５、真空ポンプ８６、下主加熱部材６８、下部下温度検出部７８、上主加熱部材７６、上部上温度検出部８４、下補助加熱部１１０、下部上温度検出部８０、上補助加熱部１１４、及び、上部下温度検出部８２と信号を送受信可能に接続されている。
【００６３】
制御部１８は、下流体ポンプ１０２へと供給信号を出力することにより、下伸縮部１０４を伸張させる。これにより、制御部１８は、下保持部６６及び下側の重ね合わせ基板９２を上方へと移動させる。制御部１８は、下流体ポンプ１０２へと排出信号を出力することにより、下伸縮部１０４を収縮させる。これにより、制御部１８は、下保持部６６及び下側の重ね合わせ基板９２を下方へと移動させる。制御部１８は、下面圧力検出部６７及び上面圧力検出部７５から取得した圧力情報に基づいて、下流体ポンプ１０２の流体の供給量及び排気量を制御する。制御部１８は、真空ポンプ８６へと排気信号を出力することにより、収容室６２の内部の気圧を下げて真空状態に設定する。
【００６４】
制御部１８は、複数の下部下温度検出部７８から下側の重ね合わせ基板９２の下面の複数個所の下部下温度情報を取得する。制御部１８は、下部下温度情報に基づいて、複数の下主加熱部材６８を制御する。ここで、制御部１８が取得した複数個所の下部下温度情報が異なる場合、複数の下主加熱部材６８を個別に制御してもよい。
【００６５】
制御部１８は、複数の下部上温度検出部８０から下側の重ね合わせ基板９２の上面の複数個所の下部上温度情報を取得する。制御部１８は、下部上温度情報に基づいて、複数の下補助加熱部１１０を制御する。ここで、制御部１８が取得した複数個所の下部上温度情報が異なる場合、複数の下補助加熱部１１０を個別に制御してもよい。
【００６６】
制御部１８は、上複数の上部下温度検出部８２から上側の重ね合わせ基板９２の下面の複数個所の上部下温度情報を取得する。制御部１８は、上部下温度情報に基づいて、複数の上補助加熱部１１４を制御する。ここで、制御部１８が取得した複数個所の上部下温度情報が異なる場合、複数の上補助加熱部１１４を個別に制御してもよい。
【００６７】
制御部１８は、複数の上部上温度検出部８４から上側の重ね合わせ基板９２の上面の複数個所の上部上温度情報を取得する。制御部１８は、上部上温度情報に基づいて、複数の上主加熱部材７６を制御する。ここで、制御部１８が取得した複数個所の上部上温度情報が異なる場合、複数の上主加熱部材７６を個別に制御してもよい。
【００６８】
上述したように、制御部１８は、それぞれに対応する温度情報に基づいて、下主加熱部材６８、下補助加熱部１１０、上補助加熱部１１４、上主加熱部材７６を別個に制御する。これにより、制御部１８は、補助加熱部材７０の下補助加熱部１１０及び上補助加熱部１１４と、下主加熱部材６８及び上主加熱部材７６の何れかの熱量を制御して、２組の重ね合わせ基板９２、９２の上面及び下面の温度を別個に調整する。
【００６９】
次に、加熱加圧装置５６における貼り合わせ工程の一工程である加熱加圧工程を説明する。まず、ロボットアーム５４が、エアロック室４８から下保持部６６の上面へと、基板ホルダ９４に保持された重ね合わせ基板９２を搬入する。次に、ロボットアーム５４が、エアロック室４８から補助加熱部材７０の上板部材１１２の上面に、基板ホルダ９４に保持された次の重ね合わせ基板９２を搬入する。これにより、図８に示すように、２枚の基板９０が重ね合わされた２組の重ね合わせ基板９２が、加熱加圧装置５６に搬入される。尚、下保持部６６及び上板部材１１２への重ね合わせ基板９２の搬入の順序は適宜変更してよい。この後、収容室６２が、密閉される。
【００７０】
制御部１８は、真空ポンプ８６を駆動させて、収容室６２の内部を排気する。制御部１８は、下押圧部６４の下流体ポンプ１０２を駆動させて、下伸縮部１０４へ流体を供給する。これにより、下伸縮部１０４が伸張するので、下保持部６６及び下保持部６６に保持されている重ね合わせ基板９２が上昇する。この後、下側の重ね合わせ基板９２を保持する基板ホルダ９４の上面が補助加熱部材７０の下板部材１０８の下面に接すると、補助加熱部材７０及び上側の重ね合わせ基板９２が、下保持部６６及び下側の重ね合わせ基板９２とともに上昇する。
【００７１】
図１０は、加熱加圧工程を説明する図である。図１０に示すように、上側の重ね合わせ基板９２を保持する基板ホルダ９４の上面が、上保持部７４の下面に接すると、２組の重ね合わせ基板９２、９２、下保持部６６、及び、補助加熱部材７０の上昇が停止する。これにより、２枚の基板９０が重ね合わされた２組の重ね合わせ基板９２が、下保持部６６及び上保持部７４によって、積層されて保持される。この状態で、制御部１８は、下流体ポンプ１０２の駆動を継続して、下伸縮部１０４に流体を更に供給する。この結果、下保持部６６及び上保持部７４が、２組の重ね合わせ基板９２、９２を加圧する。
【００７２】
制御部１８は、重ね合わせ基板９２、９２を加圧させた状態で、下主加熱部材６８、下補助加熱部１１０、上主加熱部材７６、及び、上補助加熱部１１４を駆動する。これにより、下側の重ね合わせ基板９２の下面及び上面が下主加熱部材６８及び下補助加熱部１１０によって加熱されるとともに、上側の重ね合わせ基板９２の下面及び上面が上補助加熱部１１４及び上主加熱部材７６によって加熱される。この結果、重ね合わせ基板９２は、それぞれの基板９０と基板９０同士が結合可能な結合温度まで昇温する。
【００７３】
ここで、中保持部材１０６は、一対の重ね合わせ基板９２の間の熱の伝導を抑制する。更に、制御部１８は、下部下温度検出部７８、下部上温度検出部８０から下側の重ね合わせ基板９２、９２の上面及び下面の温度情報を取得する。制御部１８は、取得した温度情報から、下側の重ね合わせ基板９２の上面と下面との間に温度差が生じたと判定した場合、その温度差に対応させて、下主加熱部材６８及び下補助加熱部１１０の電力供給を制御する。これにより、制御部１８は、下主加熱部材６８及び下補助加熱部１１０の熱量を別個に制御する。例えば、制御部１８は、下側の重ね合わせ基板９２の上面の温度が下面の温度よりも低いと判定すると、下主加熱部材６８への電力供給を減少するか、若しくは、下補助加熱部１１０への電力供給を増加させる。これにより、下側の重ね合わせ基板９２の上面と下面との間の温度差が縮小されて、結合温度が保たれる。この結果、重ね合わせ基板９２の上側の基板９０と下側の基板９０との間の温度差に起因する基板９０と基板９０との間の位置ずれが低減される。
【００７４】
同様に、制御部１８は、上部上温度検出部８４及び上部下温度検出部８２から上側の重ね合わせ基板９２、９２の上面及び下面の温度情報を取得して、その温度情報に基づいて、上側の重ね合わせ基板９２、９２の上面と下面との間の温度差が小さくなるように、上主加熱部材７６、及び、上補助加熱部１１４の電力供給及び熱量を別個に制御する。
【００７５】
制御部１８は、この状態を維持して、各重ね合わせ基板９２、９２の基板９０と基板９０とを結合して貼り合せる。この後、制御部１８は、下流体ポンプ１０２を制御して、流体を排出する。これにより、下伸縮部１０４が収縮するので、下保持部６６及び補助加熱部が、重ね合わせ基板９２、９２とともに下降する。
【００７６】
図１１、図１２及び図１３は、補助加熱部材の位置合わせを説明する側面図である。ここで、図１１に示すように、水平方向において、補助加熱部材７０が位置ずれした状態で下降した場合の補助加熱部材７０の位置合わせを説明する。位置ずれした状態で、補助加熱部材７０が更に下降すると、図１２に示すように、中保持部材１０６の外周に形成された位置決め凹部１１６の頂点と、位置決め部材７２の凸部１２２の中心とがずれた状態で、位置決め凹部１１６と凸部１２２とが接触する。この状態で更に補助加熱部材７０が下降すると、位置決め位置決め凹部１１６が凸部１２２によって矢印方向に沿ってガイドされる。これにより、図１３に示すように、位置決め凹部１１６の頂点と凸部１２２の中心とが位置合わせされて、補助加熱部材７０が位置決めされる。
【００７７】
これにより、補助加熱部材７０は、位置決め部材７２によって支持されるので、補助加熱部材７０及び上側の重ね合わせ基板９２の下降が停止する。この後、下側の重ね合わせ基板９２及び下保持部６６が、下伸縮部１０４の収縮に伴って、下降を継続する。制御部１８は、下保持部６６が図８に示す初期位置まで下降したと判定すると、下流体ポンプ１０２を停止する。この後、ロボットアーム５８が、基板ホルダ９４、９４とともに重ね合わせ基板９２、９２を１組ずつ、冷却室６０へと搬送する。これにより、加熱加圧工程は終了する。
【００７８】
上述したように本実施形態による基板貼り合わせ装置１０では、中保持部材１０６は、一対の重ね合わせ基板９２の間の熱の伝導を抑制する。このため、制御部１８が、下主加熱部材６８、下補助加熱部１１０、上主加熱部材７６、及び、上補助加熱部１１４の熱量を制御して、重ね合わせ基板９２の上面及び下面の温度を容易に別個に制御できる。これにより、重ね合わせ基板９２の上面及び下面の温度差を低減できるので、重ね合わせ基板９２の上側の基板９０及び下側の基板９０の膨張等に起因する基板９０、９０同士の位置ずれを抑制できる。この結果、基板貼り合わせ装置１０は、基板９０と基板９０との貼り合わせの精度を向上させて、電気的な接触不良等を低減できる。
【００７９】
基板貼り合わせ装置１０では、重ね合わせ基板９２の上面及び下面に対応させた下部下温度検出部７８、下部上温度検出部８０、上部下温度検出部８２、上部上温度検出部８４を有する。これにより、制御部１８は、重ね合わせ基板９２の上面及び下面の温度情報を取得しつつ、下主加熱部材６８、下補助加熱部１１０、上補助加熱部１１４、及び、上主加熱部材７６を制御することができる。この結果、基板貼り合わせ装置１０は、重ね合わせ基板９２の上面及び下面の温度差を更に抑制できる。
【００８０】
基板貼り合わせ装置１０では、補助加熱部材７０に位置決め凹部１１６を形成するとともに、位置決め凹部１１６を介して補助加熱部材７０を位置決めする位置決め部材７２の凸部１２２が設けられている。これにより、補助加熱部材７０が、昇降等によって、水平方向の位置ずれを起こしても、補助加熱部材７０の位置を初期状態に合わせることができる。
【００８１】
図１４及び図１５は、別の補助加熱部材の位置合わせを説明する概略図である。図１４に示すように、位置決め部材２７２は、リング部材２２０と、複数のガイド軸２２２とを有する。リング部材２２０の外端は、収容室６２の内壁に固定されている。複数のガイド軸２２２は、リング部材２２０の上面に固定されている。ガイド軸２２２は、上下方向に延びる円柱状に形成されている。補助加熱部材７０の中保持部材２０６の外周部には、ガイド穴２１６が形成されている。ガイド穴２１６の直径は、ガイド軸２２２の直径と略等しい。ガイド穴２１６には、ガイド軸２２２が挿通される。これにより、中保持部材２０６を含む補助加熱部材７０が上下方向に移動すると、ガイド軸２２２がガイド穴２１６を摺動する。これにより、ガイド軸２２２が補助加熱部材７０をガイドして、水平方向における、補助加熱部材７０の位置ずれが抑制される。尚、ガイド軸２２２を中保持部材２０６に設け、リング部材２２０にガイド穴２１６を形成してもよい。
【００８２】
図１６は、補助加熱部材が固定された加熱加圧装置の全体構成図である。図１６に示すように、本実施形態の加熱加圧装置３５６は、補助加熱部材３７０と、上押圧部３６４とを備える。補助加熱部材３７０の中保持部材４０６の外周部は、収容室６２の内壁に固定されている。これにより、補助加熱部材３７０は、収容室６２に対して、固定されて、移動不能となる。
【００８３】
上押圧部３６４は、上流体ポンプ４０２と、上伸縮部４０４とを有する。上流体ポンプ４０２は、上伸縮部４０４に流体を供給、または、上伸縮部４０４から流体を排出する。上伸縮部４０４の下面は、上保持部７４を保持する。上伸縮部４０４は、上下方向に伸縮可能に構成されている。上伸縮部４０４は、上流体ポンプ４０２から供給される流体によって下方へ伸張するとともに、上流体ポンプ４０２へ流体が排出されることにより上方へ収縮する。これにより、上押圧部３６４は、上保持部７４とともに、上主加熱部材７６を上下方向へ移動させる。
【００８４】
図１７は、図１６の加熱加圧装置による加熱加圧工程を説明する図である。まず、加熱加圧装置３５６の下保持部６６及び補助加熱部材３７０に重ね合わせ基板９２、９２がエアロック室４８から搬入される。次に、制御部１８が、収容室６２の内部を真空状態にした後、下押圧部６４の下流体ポンプ１０２及び上押圧部３６４の上流体ポンプ４０２を駆動させて、流体を、下伸縮部１０４及び上伸縮部４０４に供給する。これにより、下伸縮部１０４が上方へ伸張するとともに、上伸縮部４０４が下方へ伸張する。これにより、下保持部６６が下側の重ね合わせ基板９２とともに上方へ移動しつつ、上保持部７４が下方へと移動する。これにより、図１７に示すように、下側の重ね合わせ基板９２を保持する基板ホルダ９４の上面が、補助加熱部材３７０の下板部材１０８の下面に接するとともに、上保持部７４の下面が上側の重ね合わせ基板９２を保持する基板ホルダ９４の上面に接する。この後、制御部１８が、下流体ポンプ１０２、上流体ポンプ４０２、下主加熱部材６８、下補助加熱部１１０、上主加熱部材７６、及び、上補助加熱部１１４を制御して、２組の重ね合わせ基板９２、９２を加熱加圧する。この結果、各組の重ね合わせ基板９２の基板９０と基板９０とが結合されて貼り合わされる。
【００８５】
上述したように、加熱加圧装置３５６では、補助加熱部材７０を収容室６２に固定しているので、補助加熱部材７０の位置ずれを抑制できる。これにより、加熱加圧装置３５６は、補助加熱部材７０の位置合わせを省略できる。
【００８６】
以上、本発明を実施の形態を用いて説明したが、本発明の技術的範囲は上記実施の形態に記載の範囲には限定されない。上記実施の形態に、多様な変更または改良を加えることが可能であることが当業者に明らかである。その様な変更または改良を加えた形態も本発明の技術的範囲に含まれ得ることが、特許請求の範囲の記載から明らかである。
【００８７】
特許請求の範囲、明細書、および図面中において示した装置、システム、プログラム、および方法における動作、手順、ステップ、および段階等の各処理の実行順序は、特段「より前に」、「先立って」等と明示しておらず、また、前の処理の出力を後の処理で用いるのでない限り、任意の順序で実現しうることに留意すべきである。特許請求の範囲、明細書、および図面中の動作フローに関して、便宜上「まず、」、「次に、」等を用いて説明したとしても、この順で実施することが必須であることを意味するものではない。
【００８８】
上述した実施形態の各構成の形状、配置、個数等は、適宜変更してよい。
【００８９】
上述した実施形態では、補助加熱部材７０に位置決め凹部１１６を形成するとともに、位置決め部材７２に凸部１２２を設けたが、補助加熱部材７０に凸部１２２を設け、位置決め部材７２に位置決め凹部１１６を形成してもよい。
【００９０】
上述した実施形態では、下主加熱部材６８、上主加熱部材７６、下補助加熱部１１０、及び、上補助加熱部１１４を、電熱線を含むヒータによって構成したが、下主加熱部材６８及び上主加熱部材７６に磁場発生部を設けて、誘導加熱によって重ね合わせ基板９２を加熱してもよい。この場合、補助加熱部材７０の下板部材１０８及び上板部材１１２は、渦電流が大きく、電磁誘導による熱量の発生が大きい鉄等によって構成することが好ましい。尚、誘導加熱によって重ね合わせ基板９２を加熱する場合、下補助加熱部１１０及び上補助加熱部１１４を省略してもよい。
【００９１】
下部下温度検出部７８、下部上温度検出部８０、上部下温度検出部８２、及び、上部上温度検出部８４を、基板ホルダ９４の熱輻射を計測して温度を検出するように構成してもよい。
【００９２】
上述した実施形態では、２枚の基板９０、９０を有する２組の重ね合わせ基板９２を同時に加熱及び加圧する例を示したが、３枚以上の基板９０を有する重ね合わせ基板９２、または、３組以上の重ね合わせ基板９２を同時に加熱及び加圧してもよい。
【符号の説明】
【００９３】
１０ 基板貼り合わせ装置、 １２ 筐体、 １４ 常温部、 １６ 高温部、 １８ 制御部、 ２０ 基板カセット、 ２２ 基板ホルダラック、 ２４ ロボットアーム、 ２６ プリアライナ、 ２８ 仮接合部、 ３０ ロボットアーム、 ３４ 枠体、 ３６ 固定ステージ、 ３８ 移動ステージ、 ４０ シャッタ、 ４２ シャッタ、 ４６ 断熱壁、 ４８ エアロック室、 ５０ シャッタ、 ５２ シャッタ、 ５４ ロボットアーム、 ５６ 加熱加圧装置、 ５８ ロボットアーム、 ６０ 冷却室、 ６２ 収容室、 ６４ 下押圧部、 ６６ 下保持部、 ６７ 下面圧力検出部、 ６８ 下主加熱部材、 ７０ 補助加熱部材、 ７２ 位置決め部材、 ７４ 上保持部、 ７５ 上面圧力検出部、 ７６ 上主加熱部材、 ７８ 下部下温度検出部、 ８０ 下部上温度検出部、 ８２ 上部下温度検出部、 ８４ 上部上温度検出部、 ８６ 真空ポンプ、 ９０ 基板、 ９２ 重ね合わせ基板、 ９４ 基板ホルダ、 １０２ 下流体ポンプ、 １０４ 下伸縮部、 １０６ 中保持部材、 １０８ 下板部材、 １１０ 下補助加熱部、 １１２ 上板部材、 １１４ 上補助加熱部、 １１６ 位置決め凹部、 １２０ リング部材、 １２２ 凸部、 ２０６ 中保持部材、 ２１６ ガイド穴、 ２２０ リング部材、 ２２２ ガイド軸、 ２７２ 位置決め部材、 ４０６ 中保持部材、 ３５６ 加熱加圧装置、 ３６４ 上押圧部、 ３７０ 補助加熱部材、 ４０２ 上流体ポンプ、 ４０４ 上伸縮部
【技術分野】
【０００１】
本発明は、基板貼り合わせ装置、基板貼り合わせ方法及び重ね合わせ基板に関する。
【背景技術】
【０００２】
位置合わせされた２枚の基板を重ね合わせて、加熱及び加圧することによって、２枚を１組とする基板を貼り合わす基板貼り合わせ装置が知られている（例えば、特許文献１参照）。
［先行技術文献］
［特許文献］
［特許文献１］ 特開２００９−４９０６６号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
しかしながら、２枚の基板の間に温度差が生じ、基板と基板との位置がずれるといった課題がある。
【課題を解決するための手段】
【０００４】
本発明の第１の態様においては、重ね合わされた複数の基板を有する第一の重ね合わせ基板を加熱する第一の加熱部と、重ね合わされた複数の基板を有する第二の重ね合わせ基板を加熱する第二の加熱部と、前記第一の加熱部と前記第二の加熱部との間に配置された断熱部と、前記第一の重ね合わせ基板と前記第二の重ね合わせ基板とを前記断熱部を介して加圧する加圧部とを備える基板貼り合わせ装置を提供する。
【０００５】
本発明の第２の態様においては、重ね合わされた複数の基板を有する第一の重ね合わせ基板を加熱する第一の加熱段階と、重ね合わされた複数の基板を有する第二の重ね合わせ基板を加熱する第二の加熱段階と、前記第一の加熱部と前記第二の加熱部との間に配置された断熱部を介して、前記第一の重ね合わせ基板と前記第二の重ね合わせ基板とを加圧する加圧段階とを備える基板貼り合わせ方法を提供する。
【０００６】
本発明の第３の態様においては、重ね合わされた複数の基板を有する第一の重ね合わせ基板を加熱して、重ね合わされた複数の基板を有する第二の重ね合わせ基板を加熱して、前記第一の加熱部と前記第二の加熱部との間に配置された断熱部を介して、前記第一の重ね合わせ基板と前記第二の重ね合わせ基板とを加圧して貼り合わされた重ね合わせ基板を提供する。
【０００７】
なお、上記の発明の概要は、本発明の必要な特徴の全てを列挙したものではない。また、これらの特徴群のサブコンビネーションもまた、発明となりうる。
【図面の簡単な説明】
【０００８】
【図１】基板貼り合わせ装置の全体構成図である。
【図２】貼り合わせ装置による重ね合わせ基板の貼り合せる工程を説明する図である。
【図３】貼り合わせ装置による重ね合わせ基板の貼り合せる工程を説明する図である。
【図４】貼り合わせ装置による重ね合わせ基板の貼り合せる工程を説明する図である。
【図５】貼り合わせ装置による重ね合わせ基板の貼り合せる工程を説明する図である。
【図６】貼り合わせ装置による重ね合わせ基板の貼り合せる工程を説明する図である。
【図７】貼り合わせ装置による重ね合わせ基板の貼り合せる工程を説明する図である。
【図８】加熱加圧装置の全体構成図である。
【図９】加熱加圧装置の制御系を説明するブロック図である。
【図１０】加熱加圧工程を説明する図である。
【図１１】補助加熱部材の位置合わせを説明する側面図である。
【図１２】補助加熱部材の位置合わせを説明する側面図である。
【図１３】補助加熱部材の位置合わせを説明する側面図である。
【図１４】別の補助加熱部材の位置合わせを説明する概略図である。
【図１５】別の補助加熱部材の位置合わせを説明する概略図である。
【図１６】補助加熱部材が固定された加熱加圧装置の全体構成図である。
【図１７】図１６の加熱加圧装置による加熱加圧工程を説明する図である。
【発明を実施するための形態】
【０００９】
以下、発明の実施の形態を通じて本発明を説明するが、以下の実施形態は特許請求の範囲にかかる発明を限定するものではない。また、実施形態の中で説明されている特徴の組み合わせの全てが発明の解決手段に必須であるとは限らない。
【００１０】
図１は、基板貼り合わせ装置の全体構成図である。基板貼り合わせ装置１０は、２枚の基板９０、９０を貼り合わせて、重ね合わせ基板９２を製造する。尚、基板貼り合わせ装置１０が、３枚以上の基板９０を貼り合わせて、重ね合わせ基板９２を製造するように構成してもよい。
【００１１】
図１に示すように、基板貼り合わせ装置１０は、筐体１２と、常温部１４と、高温部１６と、制御部１８とを備える。筐体１２は、常温部１４及び高温部１６を囲むように形成されている。
【００１２】
常温部１４は、複数の基板カセット２０、２０、２０と、基板ホルダラック２２と、ロボットアーム２４と、プリアライナ２６と、仮接合部２８と、ロボットアーム３０とを有する。
【００１３】
基板カセット２０、２０、２０は、基板貼り合わせ装置１０において結合されて貼り合わされる基板９０を収容する。また、基板カセット２０、２０、２０は、基板貼り合わせ装置１０において結合されて貼り合わされた重ね合わせ基板９２を収容する。基板カセット２０、２０、２０は、筐体１２の外面に脱着可能に装着されている。これにより、複数の基板９０を基板貼り合わせ装置１０に一括して装填できる。また、複数組の重ね合わせ基板９２を一括して回収できる。基板貼り合わせ装置１０によって貼り合わされる基板９０は、単体のシリコンウエハ、化合物半導体ウエハ、ガラス基板等の他、それらに素子、回路、端子等が形成されていてもよい。また、装填された基板９０が、既に複数のウエハが積層された重ね合わせ基板９２であってもよい。
【００１４】
基板ホルダラック２２は、一対の基板９０が重ね合わされた重ね合わせ基板９２を上下方向から保持する基板ホルダ９４を収容する。基板ホルダ９４は、各組の重ね合わせ基板９２の２枚の基板９０を静電吸着により保持する。
【００１５】
ロボットアーム２４は、筐体１２の内部であって、基板カセット２０、２０、２０の近傍に配置されている。ロボットアーム２４は、基板カセット２０、２０、２０に装填されている基板９０をプリアライナ２６に搬送する。ロボットアーム２４は、プリアライナ２６の基板９０を、後述する仮接合部２８の移動ステージ３８に載置された基板ホルダ９４へと搬送する。ロボットアーム２４は、結合されて移動ステージ３８まで搬送された重ね合わせ基板９２を基板カセット２０、２０、２０の何れかに搬送する。
【００１６】
プリアライナ２６は、筐体１２の内部であって、ロボットアーム２４の近傍に配置されている。プリアライナ２６は、仮接合部２８に基板９０を装填する場合に、高精度であるがゆえに、狭い仮接合部２８の調整範囲にそれぞれの基板９０が装填されるように、個々の基板９０の位置を仮合わせする。これにより、仮接合部２８における基板９０の位置決めが、迅速且つ正確にできる。
【００１７】
仮接合部２８は、ロボットアーム２４とロボットアーム３０との間に配置されている。仮接合部２８は、枠体３４と、固定ステージ３６と、移動ステージ３８と、一対のシャッタ４０及びシャッタ４２とを有する。
【００１８】
枠体３４は、固定ステージ３６及び移動ステージ３８を囲むように形成されている。枠体３４の基板カセット２０、２０、２０側の面と、高温部１６側の面は、基板９０及び重ね合わせ基板９２を搬入及び搬出可能に、開口されている。
【００１９】
固定ステージ３６は、枠体３４の内側であって、基板カセット２０、２０、２０の近傍に固定されている。固定ステージ３６の下面は、基板９０を保持した状態で、ロボットアーム３０により移動ステージ３８から搬送される基板ホルダ９４を真空吸着する。
【００２０】
移動ステージ３８は、枠体３４の内側であって、高温部１６側に配置されている。移動ステージ３８の上面は、基板９０及び基板ホルダ９４を真空吸着する。移動ステージ３８は、枠体３４の内部を水平方向及び鉛直方向に移動する。これにより、移動ステージ３８が移動することによって、固定ステージ３６に保持された基板９０及び基板ホルダ９４と、移動ステージ３８に保持された基板９０及び基板ホルダ９４とが位置合わせされ、仮接合される。基板９０と基板９０は、接着剤によって仮接合してもよく、プラズマによって仮接合してもよい。
【００２１】
シャッタ４０は、枠体３４の基板カセット２０側の開口を開閉する。シャッタ４２は、枠体３４の高温部１６側の開口を開閉する。枠体３４及びシャッタ４０、４２に囲まれた領域は、空気調整機等に連通されて、温度管理される。これにより、基板９０と基板９０との位置合わせの精度が向上する。
【００２２】
ロボットアーム３０は、筐体１２の内部であって、高温部１６と仮接合部２８との間に配置されている。ロボットアーム３０は、基板ホルダラック２２に収容されている基板ホルダ９４を移動ステージ３８へと搬送する。移動ステージ３８に載置された基板ホルダ９４は、ロボットアーム２４によってプリアライナ２６から搬送された基板９０を静電吸着により保持する。ロボットアーム３０は、移動ステージ３８上に載置され、基板９０を保持する基板ホルダ９４を、裏返して固定ステージ３６へと搬送する。固定ステージ３６の下面は、ロボットアーム３０によって搬送された基板ホルダ９４を基板９０とともに真空吸着する。ロボットアーム３０は、移動ステージ３８によって位置合わせされた一対の基板９０を含む重ね合わせ基板９２及び基板ホルダ９４を真空吸着して、高温部１６へと搬送する。ロボットアーム３０は、高温部１６において、結合されて貼り合わされた重ね合わせ基板９２を高温部１６から移動ステージ３８へと搬送する。
【００２３】
高温部１６は、基板貼り合わせ装置１０の貼り合わせ工程において、高温且つ真空状態に設定される。高温部１６は、断熱壁４６と、エアロック室４８と、一対のシャッタ５０及びシャッタ５２と、ロボットアーム５４と、３個の加熱加圧装置５６と、ロボットアーム５８と、冷却室６０とを備える。尚、加熱加圧装置５６の個数は、３個に限定されるものではなく、適宜変更してもよい。
【００２４】
断熱壁４６は、高温部１６を包囲する。これにより、断熱壁４６は、高温部１６の高い内部温度を維持するとともに、高温部１６から外部への熱輻射を遮断する。この結果、断熱壁４６は、高温部１６の熱が常温部１４に及ぼす影響を低減する。また、断熱壁４６は、高温部１６と外部との気体の流れを遮断する。
【００２５】
エアロック室４８は、常温部１４と高温部１６とを連結する。エアロック室４８の常温部１４側及び高温部１６側は、一対の基板ホルダ９４に保持された一対の基板９０を含む重ね合わせ基板９２を搬送可能に開口されている。
【００２６】
シャッタ５０は、エアロック室４８の常温部１４側の開口を開閉する。シャッタ５０が開状態になると、エアロック室４８が常温部１４と連通される。これにより、エアロック室４８は、常温部１４と略同じ気圧となる。この状態で、ロボットアーム３０は、エアロック室４８と仮接合部２８との間で、重ね合わせ基板９２を搬送する。
【００２７】
シャッタ５２は、エアロック室４８の高温部１６側の開口を開閉する。エアロック室４８内を真空排気後、シャッタ５２が開状態になると、エアロック室４８は、高温部１６と連通される。これにより、エアロック室４８は、高温部１６と略同じ気圧となる。尚、貼り合わ工程において、シャッタ５０及びシャッタ５２の両方が開状態になることはない。
【００２８】
ロボットアーム５４は、シャッタ５２が開状態において、ロボットアーム３０によりエアロック室４８に搬入された重ね合わせ基板９２を何れかの加熱加圧装置５６へと搬入する。
【００２９】
加熱加圧装置５６は、断熱壁４６の内部に配置されている。３個の加熱加圧装置５６は、断熱壁４６の中心の周りに略等角度間隔で配置されている。加熱加圧装置５６は、ロボットアーム５４によってエアロック室４８から搬入された２組の重ね合わせ基板９２を保持する。加熱加圧装置５６は、結合温度状態の２組の重ね合わせ基板９２を同時に加圧する。そして、加熱加圧装置５６は、重ね合わせ基板９２の基板９０が結合可能な結合温度まで搬入された２組の重ね合わせ基板９２を昇温させる。これにより、加熱加圧装置５６は、２組の重ね合わせ基板９２を一度に結合して貼り合わせる。
【００３０】
ロボットアーム５８は、結合されて貼り合わされた重ね合わせ基板９２を加熱加圧装置５６から搬出する。ロボットアーム５８は、加熱加圧装置５６から搬出した重ね合わせ基板９２を冷却室６０へと搬入する。また、ロボットアーム５８は、冷却室６０にて冷却された重ね合わせ基板９２を、シャッタ５２が開状態において、エアロック室４８へと搬送する。
【００３１】
冷却室６０は、ロボットアーム５８によって搬入される、結合された重ね合わせ基板９２を冷却する。
【００３２】
制御部１８は、基板貼り合わせ装置１０の全体の動作を制御する。制御部１８は、基板貼り合わせ装置１０の電源投入、各種設定等をする場合に、ユーザが外部から操作する操作部を有する。更に、制御部１８は、配備された他の機器と基板貼り合わせ装置１０とを接続する接続部を有する。
【００３３】
図２〜図７は、貼り合わせ装置による重ね合わせ基板の貼り合せ工程を説明する図である。貼り合わせ工程では、まず、ロボットアーム２４が、基板カセット２０の何れかから基板９０をプリアライナ２６へと搬送する。次に、図２に示すように、ロボットアーム３０が、基板ホルダラック２２から基板ホルダ９４を移動ステージ３８へと搬送する。移動ステージ３８は、基板ホルダ９４を真空吸着する。ロボットアーム２４は、プリアライナ２６によって位置が調整された基板９０を、移動ステージ３８に載置された基板ホルダ９４の上方へと搬送する。
【００３４】
次に、図３に示すように、ロボットアーム２４は、基板ホルダ９４上に基板９０を載置する。基板ホルダ９４は、載置された基板９０を静電吸着する。ロボットアーム３０は、基板９０を保持する基板ホルダ９４を移動ステージ３８から固定ステージ３６へと裏返して搬送する。図４に示すように、固定ステージ３６は、基板９０とともに基板ホルダ９４をロボットアーム３０から受け取った後、基板ホルダ９４を真空吸着により保持する。
【００３５】
次に、同様の動作によって、ロボットアーム３０が移動ステージ３８に基板ホルダ９４を搬送した後、ロボットアーム２４が移動ステージ３８上の基板ホルダ９４に基板９０を搬送する。これにより、図５に示すように、移動ステージ３８は、基板９０を上側にして、基板９０及び基板ホルダ９４を保持するとともに、固定ステージ３６は、基板９０を下側にして、基板９０及び基板ホルダ９４を保持する。シャッタ４０、４２が閉状態となった後、移動ステージ３８は、基板９０及び基板ホルダ９４を保持しつつ、基板９０及び基板ホルダ９４を保持する固定ステージ３６の下方へと移動する。これにより、移動ステージ３８の基板９０と、固定ステージ３６の基板９０とが位置合わせされる。
【００３６】
次に、図６に示すように、移動ステージ３８が、上方へと移動して、移動ステージ３８の基板９０の上面と固定ステージ３６の上面とが合わされる。固定ステージ３６が基板ホルダ９４の真空吸着を解除した後、移動ステージ３８が重ね合わせ基板９２を保持する基板ホルダ９４を真空吸着した状態で、ロボットアーム３０の方向へと移動する。
【００３７】
次に、シャッタ５０が開状態となり、エアロック室４８と常温部１４とが連通される。尚、シャッタ５２は閉状態である。この状態で、ロボットアーム３０が、移動ステージ３８上の基板ホルダ９４、９４に保持された重ね合わせ基板９２をエアロック室４８へと搬送する。この後、シャッタ５０が閉状態となるとともに、シャッタ５２が開状態となり、エアロック室４８が常温部１４から遮断されるとともに、高温部１６と連通される。この状態で、ロボットアーム５４が、基板ホルダ９４、９４とともに重ね合わせ基板９２をエアロック室４８から加熱加圧装置５６へと搬入する。この後、同様の動作が繰り返されて、ロボットアーム５４が、基板ホルダ９４、９４とともに２組目の重ね合わせ基板９２を加熱加圧装置５６へと搬入する。これにより、加熱加圧装置５６には、２組の重ね合わせ基板９２が搬入される。
【００３８】
加熱加圧装置５６は、基板ホルダ９４に保持された２組の重ね合わせ基板９２、９２を間接的に積層する。この状態で、加熱加圧装置５６は、重ね合わせ基板９２、９２を上下方向から加圧しつつ、重ね合わせ基板９２を結合温度まで加熱した後、結合温度を維持する。これにより、各組の重ね合わせ基板９２の基板９０、９０が、一度に結合されて貼り合わされる。この後、ロボットアーム５８が、貼り合わされた重ね合わせ基板９２を冷却室６０へと搬入する。冷却室６０は重ね合わせ基板９２を冷却する。
【００３９】
次に、シャッタ５２が開状態になるとともに、シャッタ５０が閉状態となる。これにより、エアロック室４８が常温部１４から遮断され、高温部１６と連通される。ロボットアーム５８は冷却された重ね合わせ基板９２を基板ホルダ９４とともに、冷却室６０からエアロック室４８へと搬送する。
【００４０】
次に、シャッタ５２が閉状態となるとともに、シャッタ５０が開状態になる。これにより、エアロック室４８が高温部１６から遮断されるとともに、常温部１４と連通される。この状態で、ロボットアーム３０が、重ね合わせ基板９２を基板ホルダ９４、９４とともに１組毎、エアロック室４８から移動ステージ３８へと搬送する。図７に示すように、移動ステージ３８上にて、ロボットアーム３０により、重ね合わせ基板９２が基板ホルダ９４から分離される。この後、ロボットアーム２４が、重ね合わせ基板９２を基板カセット２０、２０、２０の何れかに搬出する。これにより、基板貼り合わせ装置１０による重ね合わせ基板９２の貼り合わせ工程が終了して、重ね合わせ基板９２が完成する。
【００４１】
図８は、加熱加圧装置の全体構成図である。図８に示すように、加熱加圧装置５６は、収容室６２と、下押圧部６４と、下保持部６６と、複数の下主加熱部材６８と、補助加熱部材７０と、位置決め部材７２と、上保持部７４と、複数の上主加熱部材７６と、複数の下部下温度検出部７８と、複数の下部上温度検出部８０と、複数の上部下温度検出部８２と、複数の上部上温度検出部８４と、真空ポンプ８６とを備える。
【００４２】
収容室６２は、中空状に形成されている。収容室６２は、加熱加圧装置５６の主要部を収容して包囲する。収容室６２は、重ね合わせ基板９２を搬入及び搬出するために、開閉可能な上開口部及び下開口部を有する。収容室６２は、２組の重ね合わせ基板９２が搬入された後、真空状態にするために密閉される。
【００４３】
下押圧部６４は、下流体ポンプ１０２と、下伸縮部１０４とを有する。下流体ポンプ１０２は、下伸縮部１０４に油等の流体を供給、または、下伸縮部１０４から流体を排出する。下伸縮部１０４は、上下方向に伸縮可能に構成されている。下伸縮部１０４は、下流体ポンプ１０２から供給される流体によって上方へ伸張するとともに、下流体ポンプ１０２へ流体が排出されることにより下方へ収縮する。これにより、下押圧部６４は、下主加熱部材６８及び補助加熱部材７０を重ね合わせ基板９２とともに、上下方向へ移動させる。
【００４４】
下保持部６６は、下押圧部６４の上面に固定されている。下保持部６６は、収容室６２に搬入された２組の重ね合わせ基板９２のうち、下側の重ね合わせ基板９２を保持する。これにより、下保持部６６は、下押圧部６４の伸縮に伴って、下側の重ね合わせ基板９２を保持しつつ上下移動する。下保持部６６の上面は、平坦に形成されている。また、下保持部６６の上面は、熱伝導の高い材料によって構成されている。これにより、下保持部６６の上面は、基板ホルダ９４を介して、下側の重ね合わせ基板９２の下面を水平面内で略均一に押圧しつつ、下側の重ね合わせ基板９２の下面を水平面内で略均一に加熱する加熱加圧板として機能する。下保持部６６は、下側の重ね合わせ基板９２の下面の圧力を検出する下面圧力検出部６７を有する。下面圧力検出部６７は、検出した圧力を圧力情報として制御部１８へと出力する。
【００４５】
複数の下主加熱部材６８は、電気抵抗の大きい電熱線を含むヒータを適用できる。複数の下主加熱部材６８は、同一水平面内に位置の分布が略均一となるように配置されている。これにより、複数の下主加熱部材６８は、下側の重ね合わせ基板９２の下面を水平面内で略均一に加熱する。そして、複数の下主加熱部材６８は、重ね合わせ基板９２の基板９０と基板９０とが結合可能な結合温度まで、重ね合わせ基板９２を昇温させて、結合温度を保つ。
【００４６】
補助加熱部材７０は、下保持部６６と上保持部７４との間に配置されている。これにより、補助加熱部材７０は、下保持部６６と上保持部７４とに２組の重ね合わせ９２が保持される場合に２組の重ね合わせ基板９２の間に挟まれる。補助加熱部材７０は、中保持部材１０６と、下板部材１０８と、複数の下補助加熱部１１０と、上板部材１１２と、複数の上補助加熱部１１４とを有する。
【００４７】
中保持部材１０６は、断熱部の一例である。中保持部材１０６は、円板形状に形成されている。中保持部材１０６は、上下方向及び水平方向において、収容室６２の中央であって、一対の重ね合わせ基板９２の間に配置されている。中保持部材１０６は、複数の下主加熱部材６８及び複数の下補助加熱部１１０と、複数の上主加熱部材７６及び複数の上補助加熱部１１４との間に配置されている。中保持部材１０６は、固定されずに、位置決め部材７２の上部に載置されている。これにより、補助加熱部材７０は、中保持部材１０６とともに、２組の重ね合わせ基板９２の積層方向である上下方向に移動することができる。中保持部材１０６の外周部には、位置決め凹部１１６が形成されている。位置決め凹部１１６は、円錐形状に形成されている。中保持部材１０６は、熱伝導性の低い断熱材料によって構成されている。これにより、中保持部材１０６は、重ね合わせ基板９２の間において、上下方向の熱の伝導を抑制する。
【００４８】
下板部材１０８は、中保持部材１０６の下方に所定の間隔を開けて、中保持部材１０６に固定されている。平面視において、下板部材１０８は、中保持部材１０６の中央部に配置されている。下板部材１０８は、中保持部材１０６よりも平面積が小さい円板上に形成されている。下板部材１０８の下面は平坦に形成されている。これにより、下板部材１０８は、下押圧部６４によって上昇された下側の重ね合わせ基板９２の上面を、水平面内で略均一に押圧する。
【００４９】
複数の下補助加熱部１１０は、電気抵抗の大きい電熱線を含むヒータを適用できる。複数の下補助加熱部１１０は、下板部材１０８の上面に配置されている。複数の下補助加熱部１１０は、中保持部材１０６の下側と重ね合わせ基板９２との間に配置されている。複数の下補助加熱部１１０は、位置の分布が略均一となるように同一水平面内に配置されている。これにより、下補助加熱部１１０は、電力が供給されると、下板部材１０８を介して、下側の重ね合わせ基板９２の上面を水平面内で略均一に加熱する。複数の下主加熱部材６８及び複数の下補助加熱部１１０が、第一の重ね合わせ基板の一例である下側の重ね合わせ基板９２を加熱する第一の加熱部の一例である。
【００５０】
上板部材１１２は、中保持部材１０６の上方に所定の間隔を開けて、中保持部材１０６に固定されている。平面視において、上板部材１１２は、中保持部材１０６の中央部に配置されている。上板部材１１２は、中保持部材１０６よりも平面積が小さい円板上に形成されている。上板部材１１２の上面は、平坦に形成されている。これにより、上板部材１１２は、下押圧部６４によって上昇されて、上保持部７４に達した上側の重ね合わせ基板９２の下面を、水平面内で略均一に押圧する。
【００５１】
複数の上補助加熱部１１４は、電気抵抗の大きい電熱線を含むヒータを適用できる。複数の上補助加熱部１１４は、上板部材１１２の下面に配置されている。複数の上補助加熱部１１４は、中保持部材１０６の上側と重ね合わせ基板９２との間に配置されている。これにより、一対の下補助加熱部１１０及び上補助加熱部１１４は、中保持部材１０６の両側と各重ね合わせ基板９２との間に配置される。複数の上補助加熱部１１４は、位置の分布が略均一となるように同一水平面内に配置されている。これにより、電力が供給されると、上補助加熱部１１４は、上板部材１１２を介して、上側の重ね合わせ基板９２の下面を水平面内で略均一に加熱する。
【００５２】
上述したように、下補助加熱部１１０は、下側に配置された重ね合わせ基板９２の基板９０に対応して設けられている。また、上補助加熱部１１４は、上側に配置された重ね合わせ基板９２の基板９０に対応して設けられている。換言すれば、下補助加熱部１１０、及び、上補助加熱部１１４は、両側に配置された２組の重ね合わせ基板９２に対して設けられている。
【００５３】
位置決め部材７２は、収容室６２の内壁に固定されている。位置決め部材７２は、上下方向において、収容室６２の中央部に配置されている。位置決め部材７２は、リング部材１２０と、複数の凸部１２２とを有する。リング部材１２０の外端は、収容室６２の内壁に固定されている。複数の凸部１２２は、リング部材１２０の上面に固定されている。複数の凸部１２２は、上面が曲面の半球形状に形成されている。複数の凸部１２２は、平面視において、収容室６２の中心の周りに等角度間隔で配置されている。複数の凸部１２２は、中保持部材１０６の外周部に形成された位置決め凹部１１６に係合することにより、水平面内の中保持部材１０６を位置決めする。これにより、複数の凸部１２２は下保持部６６及び上保持部７４に対する補助加熱部材７０の相対位置を位置決めする。
【００５４】
上保持部７４は、収容室６２の上部の内面に固定されている。これにより、上保持部７４の下面は、下押圧部６４によって上方へ移動された上側の重ね合わせ基板９２の上面に、基板ホルダ９４を介して、接する。上保持部７４の下面は、平坦に形成されている。これにより、下保持部６６及び上保持部７４は、下押圧部６４の下伸縮部１０４の伸長駆動によって、上側の重ね合わせ基板９２と下側の重ね合わせ基板９２とを中保持部材１０６を介して、加圧する。尚、下保持部６６及び上保持部７４は、加圧部の一例である。また、上保持部７４の下面は、熱伝導の高い材料によって構成されている。これにより、上保持部７４の下面は、基板ホルダ９４を介して、上側の重ね合わせ基板９２の上面を水平面内で略均一に押圧しつつ、上側の重ね合わせ基板９２の上面を水平面内で略均一に加熱する加熱加圧板として機能する。この結果、下保持部６６及び上保持部７４は、２枚の基板９０、９０を重ね合わせた２組の重ね合わせ基板９２を積層して保持する。また、上保持部７４は、上側の重ね合わせ基板９２の上面の圧力を検出する上面圧力検出部７５を有する。上面圧力検出部７５は、検出した圧力を圧力情報として制御部１８へと出力する。
【００５５】
複数の上主加熱部材７６は、電気抵抗の大きい電熱線を含むヒータを適用できる。複数の上主加熱部材７６は、同一水平面内に位置の分布が略均一となるように配置されている。これにより、複数の上主加熱部材７６は、上側の重ね合わせ基板９２の上面を略均一に加熱する。そして、複数の上主加熱部材７６は、上側の重ね合わせ基板９２の基板９０と基板９０とが結合可能な結合温度まで、重ね合わせ基板９２を昇温させて保つ。よって、少なくとも、下主加熱部材６８及び上主加熱部材７６は、下保持部６６及び上保持部７４により保持された２組の重ね合わせ基板９２を両側から加熱して、２組の重ね合わせ基板９２の各々の複数の基板９０同士が結合する結合温度に保つ。複数の上主加熱部材７６及び複数の上補助加熱部１１４は、第二の重ね合わせ基板の一例である上側の重ね合わせ基板９２を加熱する第二の加熱部の一例である。
【００５６】
複数の下部下温度検出部７８は、下保持部６６の上端部に設けられている。複数の下部下温度検出部７８は、水平面内の位置の分布が均一となるように配置されている。これにより、下部下温度検出部７８は、下側の重ね合わせ基板９２の下面の温度を水平面内の複数個所で略均一に検出できる。
【００５７】
複数の下部上温度検出部８０は、補助加熱部材７０の下板部材１０８の下端部に配置されている。複数の下部上温度検出部８０は、水平面内の位置の分布が均一となるように配置されている。これにより、下部上温度検出部８０は、基板ホルダ９４を介して、下側の重ね合わせ基板９２の上面の温度を水平面内の複数個所で略均一に検出できる。
【００５８】
複数の上部下温度検出部８２は、補助加熱部材７０の上板部材１１２の上端部に配置されている。複数の上部下温度検出部８２は、水平面内の位置の分布が均一となるように配置されている。これにより、上部下温度検出部８２は、基板ホルダ９４を介して、上側の重ね合わせ基板９２の下面の温度を水平面内の複数個所で略均一に検出できる。
【００５９】
複数の上部上温度検出部８４は、上保持部７４の下端部に配置されている。複数の上部上温度検出部８４は、水平面内の位置の分布が均一となるように配置されている。これにより、上部上温度検出部８４は、基板ホルダ９４を介して、上側の重ね合わせ基板９２の上面の温度を水平面内の複数個所で略均一に検出できる。
【００６０】
下部下温度検出部７８、下部上温度検出部８０、上部下温度検出部８２、及び、上部上温度検出部８４は、複数の温度検出部の一例である。上述したように、下部下温度検出部７８、下部上温度検出部８０、上部下温度検出部８２、及び、上部上温度検出部８４は、２組の重ね合わせ基板９２の４枚の基板９０の各々に対応させている。下部下温度検出部７８、下部上温度検出部８０、上部下温度検出部８２、及び、上部上温度検出部８４には、熱電対、サーミスタ等によって温度を検出する温度センサを適用できる。
【００６１】
真空ポンプ８６は、収容室６２の内部の気体を外部へと排気する。これにより、真空ポンプ８６は、収容室６２の内部の気圧を大気圧よりも低い真空状態にする。
【００６２】
図９は、加熱加圧装置の制御系を説明するブロック図である。制御部１８は、温度調整部の一例であって、パーソナルコンピュータ等を含む。制御部１８は、下流体ポンプ１０２、下面圧力検出部６７、上面圧力検出部７５、真空ポンプ８６、下主加熱部材６８、下部下温度検出部７８、上主加熱部材７６、上部上温度検出部８４、下補助加熱部１１０、下部上温度検出部８０、上補助加熱部１１４、及び、上部下温度検出部８２と信号を送受信可能に接続されている。
【００６３】
制御部１８は、下流体ポンプ１０２へと供給信号を出力することにより、下伸縮部１０４を伸張させる。これにより、制御部１８は、下保持部６６及び下側の重ね合わせ基板９２を上方へと移動させる。制御部１８は、下流体ポンプ１０２へと排出信号を出力することにより、下伸縮部１０４を収縮させる。これにより、制御部１８は、下保持部６６及び下側の重ね合わせ基板９２を下方へと移動させる。制御部１８は、下面圧力検出部６７及び上面圧力検出部７５から取得した圧力情報に基づいて、下流体ポンプ１０２の流体の供給量及び排気量を制御する。制御部１８は、真空ポンプ８６へと排気信号を出力することにより、収容室６２の内部の気圧を下げて真空状態に設定する。
【００６４】
制御部１８は、複数の下部下温度検出部７８から下側の重ね合わせ基板９２の下面の複数個所の下部下温度情報を取得する。制御部１８は、下部下温度情報に基づいて、複数の下主加熱部材６８を制御する。ここで、制御部１８が取得した複数個所の下部下温度情報が異なる場合、複数の下主加熱部材６８を個別に制御してもよい。
【００６５】
制御部１８は、複数の下部上温度検出部８０から下側の重ね合わせ基板９２の上面の複数個所の下部上温度情報を取得する。制御部１８は、下部上温度情報に基づいて、複数の下補助加熱部１１０を制御する。ここで、制御部１８が取得した複数個所の下部上温度情報が異なる場合、複数の下補助加熱部１１０を個別に制御してもよい。
【００６６】
制御部１８は、上複数の上部下温度検出部８２から上側の重ね合わせ基板９２の下面の複数個所の上部下温度情報を取得する。制御部１８は、上部下温度情報に基づいて、複数の上補助加熱部１１４を制御する。ここで、制御部１８が取得した複数個所の上部下温度情報が異なる場合、複数の上補助加熱部１１４を個別に制御してもよい。
【００６７】
制御部１８は、複数の上部上温度検出部８４から上側の重ね合わせ基板９２の上面の複数個所の上部上温度情報を取得する。制御部１８は、上部上温度情報に基づいて、複数の上主加熱部材７６を制御する。ここで、制御部１８が取得した複数個所の上部上温度情報が異なる場合、複数の上主加熱部材７６を個別に制御してもよい。
【００６８】
上述したように、制御部１８は、それぞれに対応する温度情報に基づいて、下主加熱部材６８、下補助加熱部１１０、上補助加熱部１１４、上主加熱部材７６を別個に制御する。これにより、制御部１８は、補助加熱部材７０の下補助加熱部１１０及び上補助加熱部１１４と、下主加熱部材６８及び上主加熱部材７６の何れかの熱量を制御して、２組の重ね合わせ基板９２、９２の上面及び下面の温度を別個に調整する。
【００６９】
次に、加熱加圧装置５６における貼り合わせ工程の一工程である加熱加圧工程を説明する。まず、ロボットアーム５４が、エアロック室４８から下保持部６６の上面へと、基板ホルダ９４に保持された重ね合わせ基板９２を搬入する。次に、ロボットアーム５４が、エアロック室４８から補助加熱部材７０の上板部材１１２の上面に、基板ホルダ９４に保持された次の重ね合わせ基板９２を搬入する。これにより、図８に示すように、２枚の基板９０が重ね合わされた２組の重ね合わせ基板９２が、加熱加圧装置５６に搬入される。尚、下保持部６６及び上板部材１１２への重ね合わせ基板９２の搬入の順序は適宜変更してよい。この後、収容室６２が、密閉される。
【００７０】
制御部１８は、真空ポンプ８６を駆動させて、収容室６２の内部を排気する。制御部１８は、下押圧部６４の下流体ポンプ１０２を駆動させて、下伸縮部１０４へ流体を供給する。これにより、下伸縮部１０４が伸張するので、下保持部６６及び下保持部６６に保持されている重ね合わせ基板９２が上昇する。この後、下側の重ね合わせ基板９２を保持する基板ホルダ９４の上面が補助加熱部材７０の下板部材１０８の下面に接すると、補助加熱部材７０及び上側の重ね合わせ基板９２が、下保持部６６及び下側の重ね合わせ基板９２とともに上昇する。
【００７１】
図１０は、加熱加圧工程を説明する図である。図１０に示すように、上側の重ね合わせ基板９２を保持する基板ホルダ９４の上面が、上保持部７４の下面に接すると、２組の重ね合わせ基板９２、９２、下保持部６６、及び、補助加熱部材７０の上昇が停止する。これにより、２枚の基板９０が重ね合わされた２組の重ね合わせ基板９２が、下保持部６６及び上保持部７４によって、積層されて保持される。この状態で、制御部１８は、下流体ポンプ１０２の駆動を継続して、下伸縮部１０４に流体を更に供給する。この結果、下保持部６６及び上保持部７４が、２組の重ね合わせ基板９２、９２を加圧する。
【００７２】
制御部１８は、重ね合わせ基板９２、９２を加圧させた状態で、下主加熱部材６８、下補助加熱部１１０、上主加熱部材７６、及び、上補助加熱部１１４を駆動する。これにより、下側の重ね合わせ基板９２の下面及び上面が下主加熱部材６８及び下補助加熱部１１０によって加熱されるとともに、上側の重ね合わせ基板９２の下面及び上面が上補助加熱部１１４及び上主加熱部材７６によって加熱される。この結果、重ね合わせ基板９２は、それぞれの基板９０と基板９０同士が結合可能な結合温度まで昇温する。
【００７３】
ここで、中保持部材１０６は、一対の重ね合わせ基板９２の間の熱の伝導を抑制する。更に、制御部１８は、下部下温度検出部７８、下部上温度検出部８０から下側の重ね合わせ基板９２、９２の上面及び下面の温度情報を取得する。制御部１８は、取得した温度情報から、下側の重ね合わせ基板９２の上面と下面との間に温度差が生じたと判定した場合、その温度差に対応させて、下主加熱部材６８及び下補助加熱部１１０の電力供給を制御する。これにより、制御部１８は、下主加熱部材６８及び下補助加熱部１１０の熱量を別個に制御する。例えば、制御部１８は、下側の重ね合わせ基板９２の上面の温度が下面の温度よりも低いと判定すると、下主加熱部材６８への電力供給を減少するか、若しくは、下補助加熱部１１０への電力供給を増加させる。これにより、下側の重ね合わせ基板９２の上面と下面との間の温度差が縮小されて、結合温度が保たれる。この結果、重ね合わせ基板９２の上側の基板９０と下側の基板９０との間の温度差に起因する基板９０と基板９０との間の位置ずれが低減される。
【００７４】
同様に、制御部１８は、上部上温度検出部８４及び上部下温度検出部８２から上側の重ね合わせ基板９２、９２の上面及び下面の温度情報を取得して、その温度情報に基づいて、上側の重ね合わせ基板９２、９２の上面と下面との間の温度差が小さくなるように、上主加熱部材７６、及び、上補助加熱部１１４の電力供給及び熱量を別個に制御する。
【００７５】
制御部１８は、この状態を維持して、各重ね合わせ基板９２、９２の基板９０と基板９０とを結合して貼り合せる。この後、制御部１８は、下流体ポンプ１０２を制御して、流体を排出する。これにより、下伸縮部１０４が収縮するので、下保持部６６及び補助加熱部が、重ね合わせ基板９２、９２とともに下降する。
【００７６】
図１１、図１２及び図１３は、補助加熱部材の位置合わせを説明する側面図である。ここで、図１１に示すように、水平方向において、補助加熱部材７０が位置ずれした状態で下降した場合の補助加熱部材７０の位置合わせを説明する。位置ずれした状態で、補助加熱部材７０が更に下降すると、図１２に示すように、中保持部材１０６の外周に形成された位置決め凹部１１６の頂点と、位置決め部材７２の凸部１２２の中心とがずれた状態で、位置決め凹部１１６と凸部１２２とが接触する。この状態で更に補助加熱部材７０が下降すると、位置決め位置決め凹部１１６が凸部１２２によって矢印方向に沿ってガイドされる。これにより、図１３に示すように、位置決め凹部１１６の頂点と凸部１２２の中心とが位置合わせされて、補助加熱部材７０が位置決めされる。
【００７７】
これにより、補助加熱部材７０は、位置決め部材７２によって支持されるので、補助加熱部材７０及び上側の重ね合わせ基板９２の下降が停止する。この後、下側の重ね合わせ基板９２及び下保持部６６が、下伸縮部１０４の収縮に伴って、下降を継続する。制御部１８は、下保持部６６が図８に示す初期位置まで下降したと判定すると、下流体ポンプ１０２を停止する。この後、ロボットアーム５８が、基板ホルダ９４、９４とともに重ね合わせ基板９２、９２を１組ずつ、冷却室６０へと搬送する。これにより、加熱加圧工程は終了する。
【００７８】
上述したように本実施形態による基板貼り合わせ装置１０では、中保持部材１０６は、一対の重ね合わせ基板９２の間の熱の伝導を抑制する。このため、制御部１８が、下主加熱部材６８、下補助加熱部１１０、上主加熱部材７６、及び、上補助加熱部１１４の熱量を制御して、重ね合わせ基板９２の上面及び下面の温度を容易に別個に制御できる。これにより、重ね合わせ基板９２の上面及び下面の温度差を低減できるので、重ね合わせ基板９２の上側の基板９０及び下側の基板９０の膨張等に起因する基板９０、９０同士の位置ずれを抑制できる。この結果、基板貼り合わせ装置１０は、基板９０と基板９０との貼り合わせの精度を向上させて、電気的な接触不良等を低減できる。
【００７９】
基板貼り合わせ装置１０では、重ね合わせ基板９２の上面及び下面に対応させた下部下温度検出部７８、下部上温度検出部８０、上部下温度検出部８２、上部上温度検出部８４を有する。これにより、制御部１８は、重ね合わせ基板９２の上面及び下面の温度情報を取得しつつ、下主加熱部材６８、下補助加熱部１１０、上補助加熱部１１４、及び、上主加熱部材７６を制御することができる。この結果、基板貼り合わせ装置１０は、重ね合わせ基板９２の上面及び下面の温度差を更に抑制できる。
【００８０】
基板貼り合わせ装置１０では、補助加熱部材７０に位置決め凹部１１６を形成するとともに、位置決め凹部１１６を介して補助加熱部材７０を位置決めする位置決め部材７２の凸部１２２が設けられている。これにより、補助加熱部材７０が、昇降等によって、水平方向の位置ずれを起こしても、補助加熱部材７０の位置を初期状態に合わせることができる。
【００８１】
図１４及び図１５は、別の補助加熱部材の位置合わせを説明する概略図である。図１４に示すように、位置決め部材２７２は、リング部材２２０と、複数のガイド軸２２２とを有する。リング部材２２０の外端は、収容室６２の内壁に固定されている。複数のガイド軸２２２は、リング部材２２０の上面に固定されている。ガイド軸２２２は、上下方向に延びる円柱状に形成されている。補助加熱部材７０の中保持部材２０６の外周部には、ガイド穴２１６が形成されている。ガイド穴２１６の直径は、ガイド軸２２２の直径と略等しい。ガイド穴２１６には、ガイド軸２２２が挿通される。これにより、中保持部材２０６を含む補助加熱部材７０が上下方向に移動すると、ガイド軸２２２がガイド穴２１６を摺動する。これにより、ガイド軸２２２が補助加熱部材７０をガイドして、水平方向における、補助加熱部材７０の位置ずれが抑制される。尚、ガイド軸２２２を中保持部材２０６に設け、リング部材２２０にガイド穴２１６を形成してもよい。
【００８２】
図１６は、補助加熱部材が固定された加熱加圧装置の全体構成図である。図１６に示すように、本実施形態の加熱加圧装置３５６は、補助加熱部材３７０と、上押圧部３６４とを備える。補助加熱部材３７０の中保持部材４０６の外周部は、収容室６２の内壁に固定されている。これにより、補助加熱部材３７０は、収容室６２に対して、固定されて、移動不能となる。
【００８３】
上押圧部３６４は、上流体ポンプ４０２と、上伸縮部４０４とを有する。上流体ポンプ４０２は、上伸縮部４０４に流体を供給、または、上伸縮部４０４から流体を排出する。上伸縮部４０４の下面は、上保持部７４を保持する。上伸縮部４０４は、上下方向に伸縮可能に構成されている。上伸縮部４０４は、上流体ポンプ４０２から供給される流体によって下方へ伸張するとともに、上流体ポンプ４０２へ流体が排出されることにより上方へ収縮する。これにより、上押圧部３６４は、上保持部７４とともに、上主加熱部材７６を上下方向へ移動させる。
【００８４】
図１７は、図１６の加熱加圧装置による加熱加圧工程を説明する図である。まず、加熱加圧装置３５６の下保持部６６及び補助加熱部材３７０に重ね合わせ基板９２、９２がエアロック室４８から搬入される。次に、制御部１８が、収容室６２の内部を真空状態にした後、下押圧部６４の下流体ポンプ１０２及び上押圧部３６４の上流体ポンプ４０２を駆動させて、流体を、下伸縮部１０４及び上伸縮部４０４に供給する。これにより、下伸縮部１０４が上方へ伸張するとともに、上伸縮部４０４が下方へ伸張する。これにより、下保持部６６が下側の重ね合わせ基板９２とともに上方へ移動しつつ、上保持部７４が下方へと移動する。これにより、図１７に示すように、下側の重ね合わせ基板９２を保持する基板ホルダ９４の上面が、補助加熱部材３７０の下板部材１０８の下面に接するとともに、上保持部７４の下面が上側の重ね合わせ基板９２を保持する基板ホルダ９４の上面に接する。この後、制御部１８が、下流体ポンプ１０２、上流体ポンプ４０２、下主加熱部材６８、下補助加熱部１１０、上主加熱部材７６、及び、上補助加熱部１１４を制御して、２組の重ね合わせ基板９２、９２を加熱加圧する。この結果、各組の重ね合わせ基板９２の基板９０と基板９０とが結合されて貼り合わされる。
【００８５】
上述したように、加熱加圧装置３５６では、補助加熱部材７０を収容室６２に固定しているので、補助加熱部材７０の位置ずれを抑制できる。これにより、加熱加圧装置３５６は、補助加熱部材７０の位置合わせを省略できる。
【００８６】
以上、本発明を実施の形態を用いて説明したが、本発明の技術的範囲は上記実施の形態に記載の範囲には限定されない。上記実施の形態に、多様な変更または改良を加えることが可能であることが当業者に明らかである。その様な変更または改良を加えた形態も本発明の技術的範囲に含まれ得ることが、特許請求の範囲の記載から明らかである。
【００８７】
特許請求の範囲、明細書、および図面中において示した装置、システム、プログラム、および方法における動作、手順、ステップ、および段階等の各処理の実行順序は、特段「より前に」、「先立って」等と明示しておらず、また、前の処理の出力を後の処理で用いるのでない限り、任意の順序で実現しうることに留意すべきである。特許請求の範囲、明細書、および図面中の動作フローに関して、便宜上「まず、」、「次に、」等を用いて説明したとしても、この順で実施することが必須であることを意味するものではない。
【００８８】
上述した実施形態の各構成の形状、配置、個数等は、適宜変更してよい。
【００８９】
上述した実施形態では、補助加熱部材７０に位置決め凹部１１６を形成するとともに、位置決め部材７２に凸部１２２を設けたが、補助加熱部材７０に凸部１２２を設け、位置決め部材７２に位置決め凹部１１６を形成してもよい。
【００９０】
上述した実施形態では、下主加熱部材６８、上主加熱部材７６、下補助加熱部１１０、及び、上補助加熱部１１４を、電熱線を含むヒータによって構成したが、下主加熱部材６８及び上主加熱部材７６に磁場発生部を設けて、誘導加熱によって重ね合わせ基板９２を加熱してもよい。この場合、補助加熱部材７０の下板部材１０８及び上板部材１１２は、渦電流が大きく、電磁誘導による熱量の発生が大きい鉄等によって構成することが好ましい。尚、誘導加熱によって重ね合わせ基板９２を加熱する場合、下補助加熱部１１０及び上補助加熱部１１４を省略してもよい。
【００９１】
下部下温度検出部７８、下部上温度検出部８０、上部下温度検出部８２、及び、上部上温度検出部８４を、基板ホルダ９４の熱輻射を計測して温度を検出するように構成してもよい。
【００９２】
上述した実施形態では、２枚の基板９０、９０を有する２組の重ね合わせ基板９２を同時に加熱及び加圧する例を示したが、３枚以上の基板９０を有する重ね合わせ基板９２、または、３組以上の重ね合わせ基板９２を同時に加熱及び加圧してもよい。
【符号の説明】
【００９３】
１０ 基板貼り合わせ装置、 １２ 筐体、 １４ 常温部、 １６ 高温部、 １８ 制御部、 ２０ 基板カセット、 ２２ 基板ホルダラック、 ２４ ロボットアーム、 ２６ プリアライナ、 ２８ 仮接合部、 ３０ ロボットアーム、 ３４ 枠体、 ３６ 固定ステージ、 ３８ 移動ステージ、 ４０ シャッタ、 ４２ シャッタ、 ４６ 断熱壁、 ４８ エアロック室、 ５０ シャッタ、 ５２ シャッタ、 ５４ ロボットアーム、 ５６ 加熱加圧装置、 ５８ ロボットアーム、 ６０ 冷却室、 ６２ 収容室、 ６４ 下押圧部、 ６６ 下保持部、 ６７ 下面圧力検出部、 ６８ 下主加熱部材、 ７０ 補助加熱部材、 ７２ 位置決め部材、 ７４ 上保持部、 ７５ 上面圧力検出部、 ７６ 上主加熱部材、 ７８ 下部下温度検出部、 ８０ 下部上温度検出部、 ８２ 上部下温度検出部、 ８４ 上部上温度検出部、 ８６ 真空ポンプ、 ９０ 基板、 ９２ 重ね合わせ基板、 ９４ 基板ホルダ、 １０２ 下流体ポンプ、 １０４ 下伸縮部、 １０６ 中保持部材、 １０８ 下板部材、 １１０ 下補助加熱部、 １１２ 上板部材、 １１４ 上補助加熱部、 １１６ 位置決め凹部、 １２０ リング部材、 １２２ 凸部、 ２０６ 中保持部材、 ２１６ ガイド穴、 ２２０ リング部材、 ２２２ ガイド軸、 ２７２ 位置決め部材、 ４０６ 中保持部材、 ３５６ 加熱加圧装置、 ３６４ 上押圧部、 ３７０ 補助加熱部材、 ４０２ 上流体ポンプ、 ４０４ 上伸縮部
【特許請求の範囲】
【請求項１】
重ね合わされた複数の基板を有する第一の重ね合わせ基板を加熱する第一の加熱部と、
重ね合わされた複数の基板を有する第二の重ね合わせ基板を加熱する第二の加熱部と、
前記第一の加熱部と前記第二の加熱部との間に配置された断熱部と、
前記第一の重ね合わせ基板と前記第二の重ね合わせ基板とを前記断熱部を介して加圧する加圧部とを備える基板貼り合わせ装置。
【請求項２】
前記複数の基板の各々に対応させた複数の温度検出部を
更に備える請求項１に記載の基板貼り合わせ装置。
【請求項３】
前記第一の加熱部及び前記第二の加熱部は誘導加熱により加熱する
請求項１または２に記載の基板貼り合わせ装置。
【請求項４】
前記第一の加熱部及び前記第二の加熱部の一部は、重ね合わせ基板の積層方向に移動することができる
請求項１から３のいずれか１項に記載の基板貼り合わせ装置。
【請求項５】
位置決め部材を更に備え、
前記断熱部及び前記位置決め部材の一方には、位置決め凹部が形成されるとともに、
前記断熱部及び前記位置決め部材の他方は、前記断熱部の相対位置を位置決めするために、前記位置決め凹部に係合される位置決め凸部を有する
請求項１から４のいずれか１項に記載の基板貼り合わせ装置。
【請求項６】
位置決め部材を更に備え、
前記断熱部及び前記位置決め部材の一方には、ガイド穴が形成されるとともに、
前記断熱部及び前記位置決め部材の他方は、前記ガイド穴に挿通され、前記断熱部をガイドするガイド軸を有する
請求項１から４のいずれか１項に記載の基板貼り合わせ装置。
【請求項７】
前記断熱部は、固定されている
請求項１から３のいずれか１項に記載の基板貼り合わせ装置。
【請求項８】
各重ね合わせ基板の前記複数の基板は、基板ホルダによって保持されている
請求項１から７のいずれか１項に記載の基板貼り合わせ装置。
【請求項９】
前記基板ホルダの熱輻射を計測する温度検出部を更に備える
請求項８に記載の基板貼り合わせ装置。
【請求項１０】
重ね合わされた複数の基板を有する第一の重ね合わせ基板を加熱する第一の加熱段階と、
重ね合わされた複数の基板を有する第二の重ね合わせ基板を加熱する第二の加熱段階と、
前記第一の重ね合わせ基板と前記第二の重ね合わせ基板との間に配置された断熱部を介して、前記第一の重ね合わせ基板と前記第二の重ね合わせ基板とを加圧する加圧段階とを備える基板貼り合わせ方法。
【請求項１１】
重ね合わされた複数の基板を有する第一の重ね合わせ基板を加熱して、
重ね合わされた複数の基板を有する第二の重ね合わせ基板を加熱して、
前記第一の重ね合わせ基板と前記第二の重ね合わせ基板との間に配置された断熱部を介して、前記第一の重ね合わせ基板と前記第二の重ね合わせ基板とを加圧して貼り合わされた重ね合わせ基板。
【請求項１】
重ね合わされた複数の基板を有する第一の重ね合わせ基板を加熱する第一の加熱部と、
重ね合わされた複数の基板を有する第二の重ね合わせ基板を加熱する第二の加熱部と、
前記第一の加熱部と前記第二の加熱部との間に配置された断熱部と、
前記第一の重ね合わせ基板と前記第二の重ね合わせ基板とを前記断熱部を介して加圧する加圧部とを備える基板貼り合わせ装置。
【請求項２】
前記複数の基板の各々に対応させた複数の温度検出部を
更に備える請求項１に記載の基板貼り合わせ装置。
【請求項３】
前記第一の加熱部及び前記第二の加熱部は誘導加熱により加熱する
請求項１または２に記載の基板貼り合わせ装置。
【請求項４】
前記第一の加熱部及び前記第二の加熱部の一部は、重ね合わせ基板の積層方向に移動することができる
請求項１から３のいずれか１項に記載の基板貼り合わせ装置。
【請求項５】
位置決め部材を更に備え、
前記断熱部及び前記位置決め部材の一方には、位置決め凹部が形成されるとともに、
前記断熱部及び前記位置決め部材の他方は、前記断熱部の相対位置を位置決めするために、前記位置決め凹部に係合される位置決め凸部を有する
請求項１から４のいずれか１項に記載の基板貼り合わせ装置。
【請求項６】
位置決め部材を更に備え、
前記断熱部及び前記位置決め部材の一方には、ガイド穴が形成されるとともに、
前記断熱部及び前記位置決め部材の他方は、前記ガイド穴に挿通され、前記断熱部をガイドするガイド軸を有する
請求項１から４のいずれか１項に記載の基板貼り合わせ装置。
【請求項７】
前記断熱部は、固定されている
請求項１から３のいずれか１項に記載の基板貼り合わせ装置。
【請求項８】
各重ね合わせ基板の前記複数の基板は、基板ホルダによって保持されている
請求項１から７のいずれか１項に記載の基板貼り合わせ装置。
【請求項９】
前記基板ホルダの熱輻射を計測する温度検出部を更に備える
請求項８に記載の基板貼り合わせ装置。
【請求項１０】
重ね合わされた複数の基板を有する第一の重ね合わせ基板を加熱する第一の加熱段階と、
重ね合わされた複数の基板を有する第二の重ね合わせ基板を加熱する第二の加熱段階と、
前記第一の重ね合わせ基板と前記第二の重ね合わせ基板との間に配置された断熱部を介して、前記第一の重ね合わせ基板と前記第二の重ね合わせ基板とを加圧する加圧段階とを備える基板貼り合わせ方法。
【請求項１１】
重ね合わされた複数の基板を有する第一の重ね合わせ基板を加熱して、
重ね合わされた複数の基板を有する第二の重ね合わせ基板を加熱して、
前記第一の重ね合わせ基板と前記第二の重ね合わせ基板との間に配置された断熱部を介して、前記第一の重ね合わせ基板と前記第二の重ね合わせ基板とを加圧して貼り合わされた重ね合わせ基板。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【図１３】
【図１４】
【図１５】
【図１６】
【図１７】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【図１３】
【図１４】
【図１５】
【図１６】
【図１７】
【公開番号】特開２０１２−２５６６５８（Ｐ２０１２−２５６６５８Ａ）
【公開日】平成２４年１２月２７日（２０１２．１２．２７）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１１−１２７８２８（Ｐ２０１１−１２７８２８）
【出願日】平成２３年６月８日（２０１１．６．８）
【出願人】（０００００４１１２）株式会社ニコン (12,601)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２４年１２月２７日（２０１２．１２．２７）
【国際特許分類】
【出願日】平成２３年６月８日（２０１１．６．８）
【出願人】（０００００４１１２）株式会社ニコン (12,601)
【Ｆターム（参考）】
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