(58)【調査した分野】(Int.Cl.,DB名)
前記制御部は、前記第1の制御弁および前記第2の制御弁を制御して、前記第1の領域および前記第2の領域における前記第1の基板の吸着と、前記第1の基板の吸着の解除と、をそれぞれ交互に行う請求項1記載の吸着ステージ。
前記制御部は、前記第1の制御弁および前記第2の制御弁を制御して、前記第1の領域および前記第2の領域における前記第1の基板の吸着と、前記第1の基板の吸着の解除と、を交互にそれぞれ複数回行う請求項1記載の吸着ステージ。
前記制御部は、前記第1の制御弁および前記第2の制御弁を制御して、前記第1の領域および前記第2の領域のいずれか一方の領域における前記第1の基板の吸着と、前記第1の基板の吸着の解除と、を交互に行い、前記一方の領域において前記第1の基板の吸着と吸着の解除を交互に行っている間、他方の領域における前記第1の基板の吸着を行う請求項1記載の吸着ステージ。
前記第1の基板を載置部に吸着させる工程において、前記第1の領域および前記第2の領域における前記第1の基板の吸着と、前記第1の基板の吸着の解除と、をそれぞれ交互に行う請求項7記載の貼合基板の製造方法。
前記第1の基板を載置部に吸着させる工程において、前記第1の領域および前記第2の領域における前記第1の基板の吸着と、前記第1の基板の吸着の解除と、を交互にそれぞれ複数回行う請求項7記載の貼合基板の製造方法。
前記第1の基板を載置部に吸着させる工程において、前記第1の領域および前記第2の領域のいずれか一方の領域における前記第1の基板の吸着と、前記第1の基板の吸着の解除と、を交互に行い、他方の領域における前記第1の基板の吸着を行う請求項7記載の貼合基板の製造方法。
【発明を実施するための形態】
【0009】
以下、図面を参照しつつ、実施の形態について例示をする。なお、各図面中、同様の構成要素には同一の符号を付して詳細な説明は適宜省略する。
図1は、本実施の形態に係る吸着ステージ101および貼合装置100を例示するための模式図である。
図2は、載置部12を例示するための模式図である。
図3は、
図2におけるA−A線矢視図である。
【0010】
図1に示すように、貼合装置100には、処理容器11、載置部12、基板支持部13、押圧部14、排気部15、および制御部16が設けられている。
なお、本実施の形態に係る吸着ステージ101は、載置部12、排気部15、および制御部16を有する。
【0011】
処理容器11は、箱状を呈し、気密構造となっている。
処理容器11の側壁には、基板W1(第1の基板の一例に相当する)や基板W2(第2の基板の一例に相当する)などの搬入搬出を行うための開口部11aが設けられている。また、開口部11aを気密に開閉可能な開閉扉11bが設けられている。
【0012】
載置部12は、処理容器11の内部の底面に設けられている。
図2および
図3に示すように、載置部12は、本体部12a、壁部12b(第1の壁部の一例に相当する)、壁部12c(第2の壁部の一例に相当する)、支持部12d、孔部12e、および孔部12fを有する。
なお、
図3では煩雑となるのを避けるため、支持部12dの一部を省略している。
本体部12aは、円柱状を呈している。
なお、円柱状を呈する本体部12aを例示したが、本体部12aの形状は載置される基板W1の形状などに応じて適宜変更することができる。例えば、本体部12aは、角柱状を呈するものであってもよい。
壁部12bは、本体部12aの基板W1が載置される側の端面12a1に設けられている。壁部12bは、環状を呈し、本体部12aの外縁を囲んでいる。
【0013】
壁部12cは、本体部12aの端面12a1に設けられている。壁部12cは、壁部12bの内側に設けられている。壁部12cは、環状を呈している。壁部12cの高さ寸法(端面12a1から頂面までの寸法)は、壁部12bの高さ寸法と同じとなっている。
壁部12bと壁部12cを設けることで、本体部12aの端面12a1が2つの領域に区画される。すなわち、壁部12bと壁部12cの間に位置する領域12g(第1の領域の一例に相当する)と、壁部12cの内側に位置する領域12h(第2の領域の一例に相当する)に区画される。
そのため、後述するように、基板W1の外縁側の吸着および中央部側の吸着を別々に制御することができる。また、壁部12bの頂面の面積と、壁部12cの頂面の面積は小さいので、吸着性能への影響を小さくすることができる。
また、基板W1の変形を矯正する場合でも、壁部12bの頂面の面積と、壁部12cの頂面の面積は小さいため、壁部12bの頂面と壁部12cの頂面の形状に影響されることなく、基板W1の変形を矯正することができる。
【0014】
また、平面視における領域12gの面積と、領域12hの面積とが同じとなっている。
平面視における領域12gの面積と、領域12hの面積を同じにすれば、それぞれの領域において発生する単位面積当たりの吸着力を同じにすることができる。
または、領域12gにおける孔部12eを介した吸引量と、領域12hにおける孔部12fを介した吸引量を同じにすれば、それぞれの領域において発生する単位面積あたりの吸着力を同じにすることができる。すなわち、領域12gと領域12hにおけるそれぞれの吸引量を同じにすればよい。その結果、それぞれの領域において歪みのない吸着を行うことができる。
なお、壁部12bと壁部12cが設けられる場合を例示したが、壁部12bおよび壁部12cのそれぞれの内側にさらに壁部を設けることもできる。
すなわち、本体部12aの端面12a1を3つ以上の領域に区画することもできる。
【0015】
支持部12dは、柱状を呈し、本体部12aの端面12a1に設けられている。支持部12dの高さ寸法(端面12a1から頂面までの寸法)は、壁部12bの高さ寸法と同じとなっている。すなわち、壁部12bと壁部12cと支持部12dは、高さ寸法が同じとなっている。そのため、壁部12bと壁部12cと支持部12dのそれぞれの頂面を含む面が、載置部12の載置面となる。
図1および
図2に例示をしたものは、載置部12の載置面が平坦面となっている。なお、載置部12の載置面は平坦面に限定されるわけではなく適宜変更することができる。例えば、載置部12の載置面は、凸状または凹状の曲面であってもよい。
【0016】
図2および
図3に例示をした支持部12dは、円柱状を呈しているが、例えば、円錐台状や角錐台状や球面状を呈していてもよい。支持部12dの頂面は、基板W1の載置面となっている。そのため、円錐台状や角錐台状や球面状の支持部12dとすれば、円柱状の支持部と比較して基板W1との接触面積を減らすことができる。その結果、基板W1の汚れの発生やパーティクルの発生などを抑制することができる。
また、支持部12dの頂面の面積が小さいので、基板W1の載置面である支持部12dの頂面にパーティクルが付着する確率を減らすことができる。そのため、パーティクルによる吸着性性能の低下を抑制することができる。
【0017】
支持部12dは、複数設けられている。隣接する支持部12d同士の間の寸法は、等しくなっている。すなわち、複数の支持部12dは、等間隔に設けられている。支持部12dの間隔を広くしすぎると、基板W1を吸着した際に基板W1が局部的に撓むおそれがある。支持部12dの間隔は、実験やシミュレーションを行うことで適宜設定することができる。
複数の支持部12dの配置は、例えば、同心円状、千鳥状などとすることができる。
【0018】
孔部12eは、本体部12aを厚み方向に貫通している。孔部12eの一方の端部は、領域12gにおける端面12a1に開口している。孔部12eの他方の端部は、端面12a2に開口しており、排気部15と接続されている。
孔部12fは、本体部12aを厚み方向に貫通している。孔部12fの一方の端部は、領域12hにおける端面12a1に開口している。孔部12fの他方の端部は、端面12a2に開口しており、排気部15と接続されている。
孔部12eおよび孔部12fの端面12a1における開口の直径寸法は、1mm以下とすることが好ましい。直径寸法が1mmを超えると基板W1に局部的な歪みが発生するおそれがある。
【0019】
基板W1が載置部12に載置された際には、基板W1の外縁近傍が本体部12aから突出するようになっている。
この場合、基板W1の本体部12aから突出した部分を押し上げる図示しないリフトピンなどを設けることができる。
【0020】
図1に示すように、基板支持部13には、支持爪13a、移動部13b、および基部13cが設けられている。
支持爪13aは、基板W2の周縁部を支持する。そして、支持爪13aに基板W2を支持させることで、載置部12に載置された基板W1と対峙する所定の位置に基板W2が支持されるようになっている。
【0021】
移動部13bは、基板W2を支持する位置と、基板W2の外方向に退避した位置との間で支持爪13aを移動させる。移動部13bは、例えば、サーボモータやパルスモータなどの制御モータを有するものとすることができる。
基部13cは、柱状を呈し、処理容器11の内部の底面に設けられている。基部13cの端部近傍には、支持爪13a、移動部13bが設けられている。なお、支持爪13a、移動部13b毎に基部13cが設けられる場合を例示したがこれに限定されるわけではない。例えば、1つの基部13cに複数の支持爪13a、移動部13bが設けられるようにすることもできる。
【0022】
また、基板支持部13の配設数には特に限定はないが、基板W2の周縁の3箇所以上に均等に割り付けられるようにすることが好ましい。その様にすれば基板W2の支持状態を安定させることができる。
【0023】
押圧部14には、移動部14a、移動軸14b、およびパッド14cが設けられている。
押圧部14は、本体部12aの端面12a1と対峙する位置に設けられている。また、押圧部14は、支持爪13aに支持された基板W2の略中央部をパッド14cにより押圧することができる位置に設けられている。
押圧部14は、支持爪13aに支持された基板W2の略中央部をパッド14cで押圧することにより基板W2を撓ませて、基板W1の貼り合わせ面の一部と基板W2の貼り合わせ面の一部とを接触させる。なお、基板W1、基板W2の貼り合わせ面とは、互いを対峙させたときに対向する基板W1、基板W2のそれぞれの面を指す。
【0024】
移動部14aは、処理容器11の外部に設けられている。移動部14aは、サーボモータやパルスモータなどの制御モータを有するものとすることができる。また、圧力制御された流体により駆動されるもの(例えば、エアシリンダなど)などを有するものとすることもできる。
移動軸14bは、処理容器11の壁面を貫通するようにして設けられ、一方の端部側が移動部14aと接続されている。また、他方の端部側にはパッド14cが取り付けられている。
【0025】
パッド14cの先端部分は、略半球状を呈し、その基部は円柱状を呈している。パッド14cは、軟質の弾性体から形成され、押圧時に接触部分を点接触から面接触へと変化させることができるようになっている。そのため、押圧点(接合開始位置)における応力を緩和させることができるので、基板W2の損傷を抑制することができる。また、ボイドの発生、割れや欠けの発生、擦り傷の発生、スリップなどによる位置ずれの発生などを抑制することもできる。パッド14cは、例えば、シリコンゴムやフッ素ゴムなどの軟質樹脂により形成することができる。この場合、パッド14cをシリコンゴムあるいはフッ素ゴムから形成すれば、基板W2が汚染されることを抑制することができる。
【0026】
なお、押圧部14は必ずしも必要ではなく、必要に応じて設けるようにすればよい。
例えば、基板W2を押圧することなく基板W2の自重により、基板W1と基板W2との貼り合わせを行うようにすることもできる。
また、基板W1の吸着を解除し、基板W1の裏面に向けて外気を導入するように制御弁15dを制御することで基板W1を凸状に変形させて、基板W1と基板W2とを接触させるようにすることもできる。
また、載置部12の内部に押圧部12と同様の押圧部を設け、基板W1の裏面を基板W2の方向に向けて押圧することで基板W1を凸状に変形させて、基板W1と基板W2とを接触させるようにすることもできる。
また、接合開始位置は必ずしも基板W1の中央である必要はなく、例えば、基板W1の周端部であってもよい。
【0027】
排気部15には、排気ポンプ15a、制御弁15b(第1の制御弁の一例に相当する)、配管15c、制御弁15d(第2の制御弁の一例に相当する)、および配管15eが設けられている。
排気ポンプ15aは、例えば、ドライポンプなどとすることができる。
制御弁15bの一端は排気ポンプ15aに接続され、制御弁15bの他端は配管15cを介して孔部12eに接続されている。
制御弁15dの一端は排気ポンプ15aに接続され、制御弁15dの他端は配管15eを介して孔部12fに接続されている。
【0028】
基板W1が載置部12に載置されることで、領域12gを含む空間が画される。
制御弁15bは、領域12gを含む空間の排気(吸着)と、排気の停止または外気の導入(吸着の解除)と、を切り替える。すなわち、制御弁15bは、領域12gにおける基板W1の吸着と吸着の解除とを切り替える。
なお、本明細書における「吸着の解除」は、吸着の停止(排気の停止)のみならず、外気の導入をも含む。
【0029】
また、基板W1が載置部12に載置されることで、領域12hを含む空間が画される。
制御弁15dは、領域12hを含む空間の排気と、排気の停止または外気の導入と、を切り替える。すなわち、制御弁15dは、領域12hにおける基板W1の吸着と吸着の解除とを切り替える。
【0030】
制御部16は、貼合装置100に設けられた各要素の動作を制御する。
制御部16は、例えば、以下のような制御を行うことができる。
制御部16は、制御弁15bを制御して、領域12gにおける基板W1の吸着と吸着の解除とを切り替える。
制御部16は、制御弁15dを制御して、領域12hにおける基板W1の吸着と吸着の解除とを切り替える。
制御部16は、排気ポンプ15aの起動と停止を制御する。
制御部16は、移動部13bを制御して、支持爪13aの位置を制御する。
制御部16は、移動部14aを制御して、パッド14cの位置を制御する。
制御部16は、開閉扉11bの開閉動作を制御する。
【0031】
次に、貼合装置100の作用とともに、吸着ステージ101の作用および本実施の形態に係る貼合基板の製造方法について例示をする。
まず、図示しない搬送装置により、基板W1を開口部11aから処理容器11の内部に搬入する。なお、開閉扉11bは図示しない駆動部により開かれている。
処理容器11の内部に搬入された基板W1は、載置部12の上、すなわち、壁部12b、壁部12c、および支持部12dの上に載置される。
【0032】
次に、吸着ステージ101(載置部12、排気部15、および制御部16)を動作させて、基板W1を載置部12に保持させる。
ここで、基板W1には反りなどの変形がある。そのため、単に、基板W1を吸着させても基板W1全体を載置部12に密着させるのは困難である。例えば、反りなどの変形がある基板W1を1回の吸着動作で吸着させると、局所的に載置部12と密着していない部分、すなわち変形している部分が残るおそれがある。変形している部分が残ると、基板W1と基板W2の貼り合わせの位置精度が悪くなるおそれがある。
【0033】
そこで、本実施の形態においては、以下のようにして載置部12に基板W1を吸着させるようにしている。
まず、領域12gおよび領域12hのいずれか一方における基板W1の吸着を行い、領域12gおよび領域12hのいずれか他方における基板W1の吸着を解除する。
例えば、領域12gにおける基板W1の吸着を行い、領域12hにおける基板W1の吸着を解除する。
あるいは、領域12hにおける基板W1の吸着を行い、領域12gにおける基板W1の吸着を解除する。
続いて、前述のものとは逆の動作を行う。
すなわち、吸着を行っていた領域の吸着を解除し、吸着を解除していた領域の吸着を行う。
【0034】
この様にすれば、反りなどの変形がある基板W1であっても、載置部12の載置面の形状に倣わすことができる。すなわち、反りなどの変形がある基板W1を意図した形状(載置部12の載置面の形状)に矯正することができる。そのため、基板W1と基板W2の貼り合わせの位置精度を向上させることができる。
また、この吸着と吸着の解除を複数回繰り返すこともできる。
この様にすれば、反りなどの変形が大きい基板W1や厚みの厚い基板W1であっても、載置部12の載置面の形状に倣わすことができる。
なお、吸着と吸着の解除の繰り返し回数は適宜変更することができる。
なお、吸着と吸着の解除の動作開始に先立って、領域12gおよび領域12hにおける吸着動作を実行し、基板W1の全面の吸着を行うこともできる。これにより、基板W1の形状を載置部12に倣ってある程度まで補正することができる。そのため、基板W1の変形量が多い場合であっても、吸着と吸着の解除の繰り返し回数を低減させることができる。
【0035】
図4は、領域12gおよび領域12hにおける吸着と吸着の解除の動作のタイミングチャートである。
図5は、各時間帯における吸着と吸着の解除の動作を例示するための模式図である。
図4、
図5に例示をしたものは、領域12gおよび領域12
hにおける吸着と吸着の解除の動作を交互に行う場合である。
例えば、
図4、
図5に示すように、領域12gおよび領域12hのいずれか一方の領域における基板W1の吸着を行った後、基板W1の吸着を行っていた領域における基板W1の吸着を解除する。
また、一方の領域における吸着を行っている間は、他方の領域における基板W1の吸着の解除を行う。
【0036】
図6は、領域12gおよび領域12hにおける吸着と吸着の解除の動作のタイミングチャートである。
図7は、各時間帯における吸着と吸着の解除の動作を例示するための模式図である。
図6、
図7に例示をしたものは、領域12gおよび領域12
hにおける吸着と吸着の解除の動作を交互に行うものであるが、領域12gと領域12hの吸着動作をオーバーラップさせる場合である。
例えば、
図6、
図7に示すように、吸着を行っていた領域の吸着を解除する前に、吸着を解除していた領域の吸着を行うようにする。
このようにすれば、吸着を行う領域が常に1箇所以上あるため、基板W1を位置ずれなく確実に保持しつつ、基板W1を載置部12の載置面の形状に倣わすことができる。
【0037】
図8は、領域12gおよび領域12hにおける吸着と吸着の解除の動作のタイミングチャートである。
図9は、各時間帯における吸着と吸着の解除の動作を例示するための模式図である。
図8、
図9に例示をしたものは、一方の領域においては吸着を行い、他方の領域においては吸着と吸着の解除を繰り返す場合である。
例えば、
図8、
図9に示すように、領域12hにおいては吸着を行い、領域12gにおいては吸着と吸着の解除を繰り返すようにする。
領域12gは、基板W1の周辺部分に対峙しているので、基板W1の周辺部分を変形させて載置部12の載置面の形状に倣わすことができる。
このようにすれば、基板W1を一方の領域で保持しつつ、基板W1を載置部12の載置面の形状に倣わすことができる。
図4〜
図9に例示した、領域12gおよび領域12hのいずれか一方の領域における吸着と解除に続いて、領域12gおよび領域12hにおける吸着を行い、基板W1を載置部12の載置面に吸着させる。
【0038】
次に、図示しない搬送装置により、基板W2を開口部11aから処理容器11の内部に搬入する。
そして、基板W2を支持爪13aの上に載置する。
次に、基板W1と基板W2とを貼り合わせる。
まず、開閉扉11bが閉じられ処理容器11が密閉される。
次に、支持爪13aに支持された基板W2の略中央部をパッド14cで押圧することにより基板W2を撓ませて、基板W1の貼り合わせ面の一部と基板W2の貼り合わせ面の一部とを接触させる。
【0039】
この際、貼り合わせの進行とともに支持爪13aを退避方向に徐々に移動させる。
基板W1の貼り合わせ面と基板W2の貼り合わせ面とが接触する部分(貼り合わされた部分)が中央部から周縁部に向けて拡大して行く。
そして、基板W2の周縁部が支持爪13aから外れると基板W1の貼り合わせ面と基板W2の貼り合わせ面とが全面において接触することになる。すなわち、基板W1と基板W2とが貼り合わされて貼合基板が形成される。
【0040】
次に、パッド14cを上昇させる。
形成された貼合基板は、図示しない搬送装置により処理容器11の外部に搬出される。
以後、必要に応じて前述の手順を繰り返すことで基板W1と基板W2の貼り合わせを連続的に行うことができる。
【0041】
以上、実施の形態について例示をした。しかし、本発明はこれらの記述に限定されるものではない。
前述の実施の形態に関して、当業者が適宜、構成要素の追加、削除若しくは設計変更を行ったもの、または、工程の追加、省略若しくは条件変更を行ったものも、本発明の特徴を備えている限り、本発明の範囲に包含される。
例えば、吸着と解除をそれぞれ1回ずつ交互に行うのではなく、吸着と解除をそれぞれ複数回ずつ交互に行うようにしてもよい。
また、例えば、貼合装置100や吸着ステージ101が備える各要素の形状、寸法、材質、配置、数などは、例示をしたものに限定されるわけではなく適宜変更することができる。
また、前述した各実施の形態が備える各要素は、可能な限りにおいて組み合わせることができ、これらを組み合わせたものも本発明の特徴を含む限り本発明の範囲に包含される。