JP5320736B2 - Semiconductor wafer bonding equipment - Google Patents

Description

本発明は、半導体ウエハの傾斜角度調整をしながら半導体ウエハ同士を貼り合わせるための半導体ウエハ貼り合わせ装置に関する。   The present invention relates to a semiconductor wafer bonding apparatus for bonding semiconductor wafers while adjusting the tilt angle of the semiconductor wafers.

従来のこのような分野の技術として、特開平９−６４０９４号公報がある。この公報には、平板状のプレート（チルトテーブル）の下面の中央部に固定された略半球面状のステージ（チルトテーブル）と、略半球面を滑動可能に係止する凹部（支持面）を有する受け台（支持テーブル）と、受け台を固定するための矩形状のベースプレートとが設けられたチルトステージが記載されている。ベースプレートの各辺にはモータ取り付けブラケットがそれぞれ設けられ、各ブラケットに回転アクチュエータをなすモータとスプリングポストが取り付けられている。各モータの回転軸にはそれぞれステージの傾斜調整のためのカムが設けられており、それらのカムがボールを介してプレート下面の各縁部にそれぞれ当接される。また、プレートの各側面には、スプリングポストが取り付けられ、このスプリングポストとブラケットに設けられたスプリングポストとの間にスプリングがそれぞれ張架されることによって、カムがボールに押し付けられた状態で当接するようになっている。このような構成により、各モータが独立して回転すると、カムの回転に合わせてプレートの各辺が上下方向に独立して傾斜されることとなる。これによって、チルトステージは、プレートの上面に設けられた載置ステージ及び載置された半導体チップ（半導体ウエハ）を自由自在に傾斜させ、傾斜角度調整を行っている。
特開平９−６４０９４号公報 As a conventional technique in such a field, there is JP-A-9-64094. In this publication, a substantially hemispherical stage (tilt table) fixed to the center of the lower surface of a flat plate (tilt table) and a recess (support surface) for slidably locking the substantially hemispherical surface are provided. There is described a tilt stage provided with a cradle (support table) having a rectangular base plate for fixing the cradle. A motor mounting bracket is provided on each side of the base plate, and a motor and a spring post forming a rotary actuator are mounted on each bracket. Cams for adjusting the tilt of the stage are provided on the rotation shafts of the respective motors, and these cams are in contact with the respective edge portions on the lower surface of the plate via balls. In addition, a spring post is attached to each side of the plate, and the spring is stretched between the spring post and the spring post provided on the bracket so that the cam is pressed against the ball. It comes to touch. With such a configuration, when each motor rotates independently, each side of the plate is inclined independently in the vertical direction in accordance with the rotation of the cam. As a result, the tilt stage freely tilts the mounting stage provided on the upper surface of the plate and the mounted semiconductor chip (semiconductor wafer) to adjust the tilt angle.
JP-A-9-64094

ここで、回転アクチュエータをなすモータを用いて傾斜角度調整を行っている上記ステージを半導体ウエハ貼り合わせ装置に適用した場合にあっては、ステージの回転運動をカム機構を用いて上下方向の直線運動に変換しなくてはならないため、構造を複雑にしなくては半導体ウエハを三次元的に傾斜角度調整することができないという問題が生じていた。   Here, in the case where the above-mentioned stage in which the tilt angle is adjusted using a motor that forms a rotary actuator is applied to a semiconductor wafer bonding apparatus, the rotational movement of the stage is linearly moved in the vertical direction using a cam mechanism. Therefore, there has been a problem that the tilt angle of the semiconductor wafer cannot be adjusted three-dimensionally without complicating the structure.

本発明は、簡単な構造で半導体ウエハの三次元的な傾斜角度調整が可能となる半導体ウエハ貼り合わせ装置を提供することを目的とする。   An object of the present invention is to provide a semiconductor wafer bonding apparatus capable of adjusting a three-dimensional tilt angle of a semiconductor wafer with a simple structure.

本発明に係る半導体ウエハ貼り合わせ装置は、第１の半導体ウエハと第２の半導体ウエハとを貼り合わせるための半導体ウエハ貼り合わせ装置であって、第１の半導体ウエハを下面側で保持するウエハテーブルと、第１の半導体ウエハと対向するように第２の半導体ウエハを保持するチルトステージと、を備え、チルトステージは、第２の半導体ウエハを上面側で保持し、球面状の滑動面を下面側に有するチルトテーブルと、滑動面を支持する球面状の支持面を有する支持テーブルと、一端がチルトテーブルに固定される第１の作動片と、一端がチルトテーブルに固定されると共に、鉛直方向に延在する滑動面の中心軸線周りに、第１の作動片に対して０°及び１８０°を除く角度をなす位置に配置される第２の作動片と、第１及び第２の作動片をそれぞれ鉛直方向に移動させる第１及び第２のアクチュエータと、を備えることを特徴とする。   A semiconductor wafer bonding apparatus according to the present invention is a semiconductor wafer bonding apparatus for bonding a first semiconductor wafer and a second semiconductor wafer, and a wafer table for holding the first semiconductor wafer on the lower surface side. And a tilt stage that holds the second semiconductor wafer so as to face the first semiconductor wafer. The tilt stage holds the second semiconductor wafer on the upper surface side, and the spherical sliding surface on the lower surface. A tilt table on the side, a support table having a spherical support surface for supporting the sliding surface, a first operating piece having one end fixed to the tilt table, one end fixed to the tilt table, and a vertical direction A second actuating piece disposed at a position other than 0 ° and 180 ° with respect to the first actuating piece around the central axis of the sliding surface extending to And a first actuator for moving the piece in the vertical direction.

この半導体ウエハ貼り合わせ装置では、チルトテーブルに第１の作動片と第２の作動片が、それぞれ中心軸線周りに０°及び１８０°を除く角度をなす位置に配置されており、対応するアクチュエータによって各々が独立して鉛直方向に移動されることができる。よって、チルトテーブルは、アクチュエータの動作により、それぞれの作動片を駆動させるので、水平面に対して様々な傾斜角度で傾斜することとなり、作動片とアクチュエータとの組合せにより、簡単な構造で、半導体ウエハの三次元的な傾斜角度調整を実現させている。   In this semiconductor wafer bonding apparatus, the first working piece and the second working piece are arranged on the tilt table at positions that make angles other than 0 ° and 180 ° around the central axis, respectively, Each can be moved independently in the vertical direction. Therefore, since the tilt table drives each working piece by the operation of the actuator, the tilt table is inclined at various inclination angles with respect to the horizontal plane, and the combination of the working piece and the actuator has a simple structure and a semiconductor wafer. The three-dimensional tilt angle adjustment is realized.

第２の作動片を配置する位置としては、中心軸線周りに、第１の作動片に対して直角をなす位置が好ましい。   The position where the second working piece is disposed is preferably a position perpendicular to the first working piece around the central axis.

また、中心軸線周りに回転可能に支持されている支持テーブルに一端が固定された第３の作動片と、第３の作動片を水平方向に移動させる第３のアクチュエータと、を更に備えることが好ましい。第３の作動片が第３のアクチュエータによって水平方向に移動されると、チルトテーブルを支持する支持テーブルが中心軸周りに回動し、これに伴って、チルトテーブルも中心軸周りに回動する。これにより、チルトテーブルは、第１及び第２の作動片の移動による傾斜角度調整と第３の作動片の移動による回動角度調整とが組み合わされ、更に複雑な調整が可能となる。   And a third actuating piece having one end fixed to a support table rotatably supported around the central axis, and a third actuator for moving the third actuating piece in the horizontal direction. preferable. When the third operating piece is moved in the horizontal direction by the third actuator, the support table that supports the tilt table rotates about the central axis, and accordingly, the tilt table also rotates about the central axis. . Thereby, the tilt table is combined with the tilt angle adjustment by the movement of the first and second working pieces and the rotation angle adjustment by the movement of the third working piece, and further complicated adjustment is possible.

また、第１〜第３のアクチュエータは、気体の供給及び排出によって駆動するベローズであることが好ましい。半導体ウエハは熱や磁性によって影響を受けてしまう。しかし、気体の供給及び排出によって駆動するベローズを、アクチュエータとして用いることにより、電動アクチュエータをなすモータなどを用いる場合と比べて、半導体ウエハに熱や磁性の影響を与えることなく傾斜角度調整を行うことが可能となる。   Moreover, it is preferable that the 1st-3rd actuator is a bellows driven by supply and discharge | emission of gas. Semiconductor wafers are affected by heat and magnetism. However, by using a bellows driven by gas supply and discharge as an actuator, it is possible to adjust the tilt angle without affecting the heat and magnetism of the semiconductor wafer as compared to the case of using a motor that forms an electric actuator. Is possible.

また、チルトテーブルと支持テーブルとは、鉛直方向に弾性を有する回転規制用板バネによって連結されていることが好ましい。この回転規制用板バネによって、第１及び第２のアクチュエータの駆動に伴い、チルトテーブルが支持テーブルに対して中心軸線周りに回転してしまうことを防止することができる。これによって、半導体ウエハの傾斜角度調整の精度を向上させることができる。   Moreover, it is preferable that the tilt table and the support table are connected by a rotation restricting leaf spring having elasticity in the vertical direction. The rotation regulating plate spring can prevent the tilt table from rotating around the central axis with respect to the support table as the first and second actuators are driven. As a result, the accuracy of adjusting the tilt angle of the semiconductor wafer can be improved.

また、支持テーブルを鉛直方向に移動させる移動機構を更に備えることが好ましい。これによって、チルトテーブルを支持テーブルごと鉛直方向に移動させることができ、半導体ウエハの三次元的な傾斜角度調整と相俟って、チルトテーブルの高さ位置の調整をも可能にする。   Moreover, it is preferable to further provide a moving mechanism for moving the support table in the vertical direction. Accordingly, the tilt table can be moved in the vertical direction together with the support table, and the height position of the tilt table can be adjusted in combination with the three-dimensional tilt angle adjustment of the semiconductor wafer.

また、移動機構として、例えばエアシリンダが挙げられる。   An example of the moving mechanism is an air cylinder.

また、ウエハテーブル及び支持テーブルの少なくとも一方は、ウエハテーブルと支持テーブルとを水平方向に相対移動させる駆動部に連結されることが好ましい。これによって、半導体ウエハ同士の水平方向の位置調整ができる。   Moreover, it is preferable that at least one of the wafer table and the support table is connected to a driving unit that relatively moves the wafer table and the support table in the horizontal direction. Thereby, the horizontal position adjustment of the semiconductor wafers can be performed.

また、第１及び第２の半導体ウエハは、複数のアライメントマークをそれぞれ有することが好ましい。これによって、半導体ウエハ同士を正確に位置合わせすることができる。   The first and second semiconductor wafers preferably each have a plurality of alignment marks. Thereby, the semiconductor wafers can be accurately aligned.

本発明に係る半導体ウエハ貼り合わせ装置によれば、簡単な構造で半導体ウエハの三次元的な傾斜角度調整が可能となる。   The semiconductor wafer bonding apparatus according to the present invention enables three-dimensional tilt angle adjustment of a semiconductor wafer with a simple structure.

以下、図面を参照しつつ本発明に係る半導体ウエハ貼り合わせ装置の好適な実施形態について詳細に説明する。   DESCRIPTION OF EMBODIMENTS Hereinafter, a preferred embodiment of a semiconductor wafer bonding apparatus according to the present invention will be described in detail with reference to the drawings.

［第１の実施形態］
図１に示すように、半導体ウエハ貼り合わせ装置１００は、下面側でホルダ１０１を介して第１の半導体ウエハＷ１を保持するウエハテーブル１０２と、ウエハテーブル１０２を昇降させる駆動部１０３と、ホルダ１０４を介して第２の半導体ウエハＷ２を保持すると共に三次元的に傾斜角度調整が可能なチルトステージ１と、チルトステージ１を水平方向に移動させる駆動部１０６とを備えている。この半導体ウエハ貼り合わせ装置１００は、駆動部１０３、１０６及びチルトステージ１によって、第１及び第２の半導体ウエハＷ１，Ｗ２を各々移動させて重ね合わせ、互いに貼り合わせるものである。ホルダ１０１，１０４は真空吸着又は静電吸着により第１及び第２の半導体ウエハＷ１，Ｗ２をそれぞれ保持している。なお、図１〜図３に示すように、Ｘ及びＹは水平面上で互いに９０度をなし、鉛直方向をＺ方向と定め、以下必要な場合にＸ、Ｙ、Ｚを用いる。 [First Embodiment]
As shown in FIG. 1, a semiconductor wafer bonding apparatus 100 includes a wafer table 102 that holds a first semiconductor wafer W <b> 1 via a holder 101 on the lower surface side, a drive unit 103 that raises and lowers the wafer table 102, and a holder 104. The tilt stage 1 that can hold the second semiconductor wafer W2 through 3D and adjust the tilt angle three-dimensionally, and the drive unit 106 that moves the tilt stage 1 in the horizontal direction are provided. In this semiconductor wafer bonding apparatus 100, the first and second semiconductor wafers W1 and W2 are moved and overlapped by the driving units 103 and 106 and the tilt stage 1, respectively, and bonded together. The holders 101 and 104 hold the first and second semiconductor wafers W1 and W2 by vacuum suction or electrostatic suction, respectively. As shown in FIGS. 1 to 3, X and Y are 90 degrees on the horizontal plane, the vertical direction is defined as the Z direction, and X, Y, and Z are used when necessary.

半導体ウエハ貼り合わせ装置１００は、基準顕微鏡１１０、測定用顕微鏡１１１、干渉計などの距離測定装置１１２を有し、また、チルトステージ１上にはフィデューシャルマーク１１３が形成され、ホルダ１０１，１０４には基準マーク１１４が形成され、第１及び第２の半導体ウエハＷ１，Ｗ２には複数のアライメントマーク１１５が形成されており、例えば、特開２００５−２５１９７２号公報に開示された技術により第１及び第２の半導体ウエハＷ１，Ｗ２の位置合わせを行うことができる。   The semiconductor wafer bonding apparatus 100 includes a reference microscope 110, a measurement microscope 111, and a distance measuring apparatus 112 such as an interferometer. A fiducial mark 113 is formed on the tilt stage 1, and holders 101 and 104 are provided. Is formed with a plurality of alignment marks 115 on the first and second semiconductor wafers W1 and W2. For example, the first disclosed technique is disclosed in Japanese Patent Laid-Open No. 2005-251972. The second semiconductor wafers W1 and W2 can be aligned.

図２に示すように、駆動部１０６は、Ｘ軸方向に沿って延在するＸ軸ガイド１２０とＸ軸ガイド１２０に案内されてＸ軸方向へ移動するＸ軸スライダ１２１、及びＹ軸方向に沿って延在するＹ軸ガイド１２２とＹ軸ガイドに案内されてＹ軸方向へ移動するＹ軸スライダ１２３を備える。Ｙ軸ガイド１２２はベース１３０に固定され、Ｘ軸ガイド１２０はＹ軸スライダ１２３に固定され、更に、チルトステージ１の支持テーブル３はベースプレート１１を介してＸ軸スライダ１２１に連結されている。これによって、チルトステージ１をＸＹ軸方向へ移動させることができ、従って、ウエハテーブル１０２とチルトステージ１とを水平方向に相対移動させることができる。なお、チルトステージ１のベースプレート１１には、チルトステージ１を浮上させながらベース１３０の上面を滑走面として移動させるための図示しないエアパッドが固定されている。   As shown in FIG. 2, the drive unit 106 includes an X-axis guide 120 extending along the X-axis direction, an X-axis slider 121 guided by the X-axis guide 120 and moving in the X-axis direction, and a Y-axis direction. A Y-axis guide 122 that extends along the Y-axis and a Y-axis slider 123 that is guided by the Y-axis guide and moves in the Y-axis direction are provided. The Y-axis guide 122 is fixed to the base 130, the X-axis guide 120 is fixed to the Y-axis slider 123, and the support table 3 of the tilt stage 1 is connected to the X-axis slider 121 via the base plate 11. As a result, the tilt stage 1 can be moved in the XY axis directions, and therefore the wafer table 102 and the tilt stage 1 can be relatively moved in the horizontal direction. An air pad (not shown) for moving the upper surface of the base 130 as a sliding surface while the tilt stage 1 is levitated is fixed to the base plate 11 of the tilt stage 1.

図３〜図６に示すように、チルトステージ１は、ホルダ１０４を介して第２の半導体ウエハＷ２を上面側で保持するチルトテーブル２と、チルトテーブル２を滑動可能に支持する支持テーブル３とを有する。このチルトステージ１は、チルトテーブル２を第１及び第２のリニアアクチュエータ（第１及び第２のアクチュエータ）４，６で移動させ、支持テーブル３を第３のリニアアクチュエータ（第３のアクチュエータ）７で移動させることによって、チルトテーブル２の上面の傾斜角度調整及び回動角度調整が行われる。   As shown in FIGS. 3 to 6, the tilt stage 1 includes a tilt table 2 that holds the second semiconductor wafer W <b> 2 on the upper surface side via a holder 104, and a support table 3 that slidably supports the tilt table 2. Have In the tilt stage 1, the tilt table 2 is moved by first and second linear actuators (first and second actuators) 4 and 6, and the support table 3 is moved by a third linear actuator (third actuator) 7. The tilt angle adjustment and the rotation angle adjustment of the upper surface of the tilt table 2 are performed by moving the tilt table 2.

チルトテーブル２は、円板状のテーブルであり、第２の半導体ウエハＷ２を保持するホルダ１０４を載置するための平面状の載置面２ａを上面側に有し、凸球面状の滑動面２ｂを下面側に有する。この滑動面２ｂの鉛直方向の中心軸Ｌはチルトテーブル２の中心軸線と一致する。   The tilt table 2 is a disk-shaped table, and has a flat mounting surface 2a on the upper surface side for mounting the holder 104 holding the second semiconductor wafer W2, and has a convex spherical sliding surface. 2b on the lower surface side. The central axis L in the vertical direction of the sliding surface 2 b coincides with the central axis of the tilt table 2.

チルトテーブル２の側面２ｃには、中心軸線ＬからＸ軸方向に突出する第１の作動片８と、中心軸線ＬからＹ軸方向に突出する第２の作動片９とが形成されている。第１及び第２の作動片８，９はＸＹ平面上に広がる矩形板とされている。   On the side surface 2c of the tilt table 2, a first operating piece 8 that protrudes from the central axis L in the X-axis direction and a second operating piece 9 that protrudes from the central axis L in the Y-axis direction are formed. The first and second operating pieces 8 and 9 are rectangular plates extending on the XY plane.

支持テーブル３は、矩形状のベースプレート１１の上面１１ａに対して中心軸線Ｌ周りに回転可能に支持された円板状のテーブルである。図４に示すように、支持テーブル３の上面３ａの略中央部には、チルトテーブル２の滑動面２ｂを支持するために凹球面状とされた支持面３ｂが形成される。   The support table 3 is a disk-shaped table that is rotatably supported around the central axis L with respect to the upper surface 11 a of the rectangular base plate 11. As shown in FIG. 4, a support surface 3 b having a concave spherical surface for supporting the sliding surface 2 b of the tilt table 2 is formed at a substantially central portion of the upper surface 3 a of the support table 3.

また、支持テーブル３には、支持面３ｂを形成するように多孔部３ｃが埋設され、支持面３ｂには多数の微小な孔が形成されている。この多孔部３ｃからは、パイプＰ１が導出されて外部の空気圧源（図示せず）と接続されている。空気圧源は、多孔部３ｃへ圧縮空気を供給し、その圧縮空気が支持面３ｂの多数の孔から滑動面２ｂに対して吹きつけられる。これによって、滑動面２ｂと支持面３ｂの間に空気膜が形成され、滑動面２ｂは、支持面３ｂから抵抗を受けることなく非接触状態で支持されることとなる。   Further, the support table 3 is embedded with a porous portion 3c so as to form a support surface 3b, and a large number of minute holes are formed in the support surface 3b. A pipe P1 is led out from the porous portion 3c and connected to an external air pressure source (not shown). The air pressure source supplies compressed air to the porous portion 3c, and the compressed air is blown against the sliding surface 2b from a number of holes in the support surface 3b. As a result, an air film is formed between the sliding surface 2b and the support surface 3b, and the sliding surface 2b is supported in a non-contact state without receiving resistance from the support surface 3b.

支持テーブル３の側面３ｄには、図３に示すように、中心軸線ＬからＹ軸の負の方向に突出する第３の作動片１２が形成される。第３の作動片１２は、ＹＺ平面上に広がる矩形板とされている。   As shown in FIG. 3, a third operating piece 12 that protrudes from the central axis L in the negative direction of the Y axis is formed on the side surface 3 d of the support table 3. The third operating piece 12 is a rectangular plate extending on the YZ plane.

第１のリニアアクチュエータ４は、第１の作動片８の上方に配置された支持片１３ａ及び下方に配置された支持片１３ｂを有する断面コ字型の支持部材１３と、支持片１３ａと第１の作動片８との間に延在するベローズアクチュエータ１４と、支持片１３ｂと第１の作動片８との間に延在するベローズアクチュエータ１６とからなる。そして、第１の作動片８は、ベローズアクチュエータ１４の先端とベローズアクチュエータ１６の先端とで挟み込まれる。また、支持片１３ｂの下面は、支持テーブル３の上面３ａに固定されている。   The first linear actuator 4 includes a support member 13 having a U-shaped cross section having a support piece 13a disposed above the first operating piece 8 and a support piece 13b disposed below, the support piece 13a and the first support piece 13a. A bellows actuator 14 extending between the first operating piece 8 and a bellows actuator 16 extending between the supporting piece 13 b and the first operating piece 8. The first operating piece 8 is sandwiched between the tip of the bellows actuator 14 and the tip of the bellows actuator 16. Further, the lower surface of the support piece 13 b is fixed to the upper surface 3 a of the support table 3.

ベローズアクチュエータ１４は、図５に示すように、鉛直方向に伸縮可能なベローズ１４ａと、ベローズ１４ａの下端側の開口部を封止する円板状の作動板１４ｂとを備える。ベローズ１４ａの上端側の開口部は支持片１３ａに固定されることにより封止される。これによって、ベローズアクチュエータ１４の内部空間１４ｃは、ベローズ１４ａと、支持片１３ａと作動板１４ｂとによって密閉され、その気密性は保たれている。   As shown in FIG. 5, the bellows actuator 14 includes a bellows 14 a that can be expanded and contracted in the vertical direction, and a disk-shaped operation plate 14 b that seals the opening on the lower end side of the bellows 14 a. The opening on the upper end side of the bellows 14a is sealed by being fixed to the support piece 13a. Thereby, the internal space 14c of the bellows actuator 14 is sealed by the bellows 14a, the support piece 13a, and the operation plate 14b, and the airtightness thereof is maintained.

作動板１４ｂの中央部には、上方へ延びるシャフト１４ｄが形成され、このシャフト１４ｄは、支持片１３ａに設けられたボス１３ｃのガイド穴１３ｄに挿入されることによって鉛直方向に移動可能とされている。また、作動板１４ｂの中央部には、第１の作動片８へ向かって突出する半球面状の押圧部１４ｅが形成され、この押圧部１４ｅは、第１の作動片８の上面８ａと当接することによってベローズアクチュエータ１４の鉛直方向の駆動に伴い発生する力を第１の作動片８に伝達することができる。   A shaft 14d extending upward is formed in the central portion of the operation plate 14b. The shaft 14d is movable in the vertical direction by being inserted into a guide hole 13d of a boss 13c provided in the support piece 13a. Yes. In addition, a hemispherical pressing portion 14e protruding toward the first operating piece 8 is formed in the central portion of the operating plate 14b, and this pressing portion 14e contacts the upper surface 8a of the first operating piece 8. By contacting, the force generated when the bellows actuator 14 is driven in the vertical direction can be transmitted to the first operating piece 8.

ベローズアクチュエータ１４の内部空間１４ｃからは、配管Ｐ２が導出され、外部に設けられたサーボ弁１４ｆと接続されている。そして、サーボ弁１４ｆを制御することで、内部空間１４ｃ内の空気を供給及び排出することができ、内部空間１４ｃの気圧の変化に伴って、作動板１４ｂの鉛直方向の移動量を任意に制御することができる。   A pipe P2 is led out from the internal space 14c of the bellows actuator 14, and is connected to a servo valve 14f provided outside. By controlling the servo valve 14f, the air in the internal space 14c can be supplied and discharged, and the amount of movement of the operating plate 14b in the vertical direction can be arbitrarily controlled in accordance with the change in the atmospheric pressure in the internal space 14c. can do.

ベローズアクチュエータ１６も、上述のベローズアクチュエータ１４と同様の構成を有し、サーボ弁１６ｆを制御することで作動板１６ｂの鉛直方向の移動量を任意に制御することができる。また、押圧部１６ｅは、第１の作動片８の下面８ｂと当接することによって、ベローズアクチュエータ１６鉛直方向の駆動に伴い発生する力を第１の作動片８に伝達することができる。なお、ベローズアクチュエータ１６は、ベローズ１６ａ、内部空間１６ｃ、シャフト１６ｄを備え、内部空間１６ｃとサーボ弁１６ｆとは配管Ｐ３で連結されている。   The bellows actuator 16 has the same configuration as the bellows actuator 14 described above, and the amount of movement of the operating plate 16b in the vertical direction can be arbitrarily controlled by controlling the servo valve 16f. Further, the pressing portion 16 e can transmit the force generated by the vertical driving of the bellows actuator 16 to the first operating piece 8 by contacting the lower surface 8 b of the first operating piece 8. The bellows actuator 16 includes a bellows 16a, an internal space 16c, and a shaft 16d, and the internal space 16c and the servo valve 16f are connected by a pipe P3.

図３に示すように、第２のリニアアクチュエータ６は、第２の作動片９の上方に配置された支持片１８ａ及び下方に配置された支持片１８ｂを有する断面コ字型の支持部材１８と、支持片１８ａと第２の作動片９との間に延在するベローズアクチュエータ１９と、支持片１８ｂと第２の作動片９との間に延在するベローズアクチュエータ２１とからなる。そして、第２の作動片９は、ベローズアクチュエータ１９の先端とベローズアクチュエータ２１の先端とで挟み込まれる。また、支持片１８ｂの下面は、支持テーブル３の上面３ａに固定されている。なお、ベローズアクチュエータ１９，２１は、ベローズアクチュエータ１４と同様の構成を有している。   As shown in FIG. 3, the second linear actuator 6 includes a support member 18 having a U-shaped cross section having a support piece 18 a disposed above the second operating piece 9 and a support piece 18 b disposed below. The bellows actuator 19 extends between the support piece 18a and the second operation piece 9, and the bellows actuator 21 extends between the support piece 18b and the second operation piece 9. The second operating piece 9 is sandwiched between the tip of the bellows actuator 19 and the tip of the bellows actuator 21. Further, the lower surface of the support piece 18 b is fixed to the upper surface 3 a of the support table 3. The bellows actuators 19 and 21 have the same configuration as the bellows actuator 14.

第３のリニアアクチュエータ７は、第３の作動片１２のＸ軸方向に配置された支持片２２ａ及びＸ軸の負の方向に配置された支持片２２ｂを有する断面コ字型の支持部材２２と、支持片２２ａと第３の作動片１２との間に延在するベローズアクチュエータ２３と、支持片２２ｂと第３の作動片１２との間に延在するベローズアクチュエータ２４とからなる。そして、第３の作動片１２は、ベローズアクチュエータ２３の先端とベローズアクチュエータ２４の先端とで挟み込まれる。また、支持部材２２は、支持片２２ａと支持片２２ｂとを連結する連結部２２ｃを有し、連結部２２ｃの下面は、支持テーブル３の上面３ａに固定されている。なお、ベローズアクチュエータ２３，２４は、ベローズアクチュエータ１４と同様の構成を有している。   The third linear actuator 7 includes a support member 22 having a U-shaped cross section having a support piece 22a arranged in the X-axis direction of the third operating piece 12 and a support piece 22b arranged in the negative direction of the X-axis. The bellows actuator 23 extends between the support piece 22a and the third operation piece 12, and the bellows actuator 24 extends between the support piece 22b and the third operation piece 12. The third operating piece 12 is sandwiched between the tip of the bellows actuator 23 and the tip of the bellows actuator 24. The support member 22 includes a connecting portion 22 c that connects the support piece 22 a and the support piece 22 b, and the lower surface of the connecting portion 22 c is fixed to the upper surface 3 a of the support table 3. The bellows actuators 23 and 24 have the same configuration as the bellows actuator 14.

図６に示すように、支持テーブル３とチルトテーブル２とは、鉛直方向に弾性を有するＬ字状の回転規制用板バネ２６によって連結されている。回転規制用板バネ２６は、中心軸線Ｌ周りに互いに直角をなして４箇所に配置されており、板バネ２６の一端は、チルトテーブル２の側面２ｃにネジ止めされ、回転規制用板バネ２６の他端は、支持テーブル３の上面３ａにネジ止めされている。回転規制用板バネ２６によって、第１及び第２のリニアアクチュエータ４，６の駆動に伴い、チルトテーブル２が支持テーブル３に対して中心軸線Ｌ周りに回転してしまうことを防止することができる。これによって、載置面２ａの傾斜角度調整の精度を向上させることができる。   As shown in FIG. 6, the support table 3 and the tilt table 2 are connected by an L-shaped rotation restricting plate spring 26 having elasticity in the vertical direction. The rotation restricting leaf springs 26 are arranged at four positions around the central axis L at right angles, and one end of the leaf spring 26 is screwed to the side surface 2c of the tilt table 2 so that the rotation restricting leaf spring 26 is The other end is screwed to the upper surface 3 a of the support table 3. The rotation restricting plate spring 26 can prevent the tilt table 2 from rotating around the central axis L with respect to the support table 3 when the first and second linear actuators 4 and 6 are driven. . Thereby, the precision of the inclination angle adjustment of the mounting surface 2a can be improved.

次に、チルトステージ１の動作について説明する。   Next, the operation of the tilt stage 1 will be described.

まず、サーボ弁１４ｆ及びサーボ弁１６ｆを同時に制御し、ベローズアクチュエータ１４の内部空間１４ｃから空気を排出すると共に、ベローズアクチュエータ１６の内部空間１６ｃへ空気を供給する。   First, the servo valve 14 f and the servo valve 16 f are simultaneously controlled to discharge air from the internal space 14 c of the bellows actuator 14 and supply air to the internal space 16 c of the bellows actuator 16.

空気が供給されることによって内部空間１６ｃの気圧が高まり、作動板１６ｂが上方へ移動する。また、押圧部１６ｅと第１の作動片８の下面８ｂが当接しているため、作動板１６ｂの移動に伴って第１の作動片８も上方へ移動する。   By supplying air, the atmospheric pressure in the internal space 16c increases, and the working plate 16b moves upward. Further, since the pressing portion 16e and the lower surface 8b of the first working piece 8 are in contact with each other, the first working piece 8 also moves upward with the movement of the working plate 16b.

これに対し、空気が排出されることによって内部空間１４ｃの気圧が低下する。更に、押圧部１４ｅと第１の作動片８の上面８ａが当接しているため、第１の作動片８を介してベローズアクチュエータ１６からも上方向の力を受ける。以上によって、作動板１４ｂは、第１の作動片８を支持しながら、その移動に合わせて上方へ移動する。   On the other hand, the air pressure in the internal space 14c decreases as the air is discharged. Further, since the pressing portion 14 e and the upper surface 8 a of the first operating piece 8 are in contact with each other, an upward force is also received from the bellows actuator 16 via the first operating piece 8. As described above, the operation plate 14b moves upward in accordance with the movement of the first operation piece 8 while supporting the first operation piece 8.

図４において二点鎖線で示すように、第１の作動片８が上方へ移動し、チルトテーブル２は、滑動面２ｂと支持面３ｂとの間の空気膜を介して、Ｙ軸周りに傾動することとなる。第２のリニアアクチュエータ６においても、第１のリニアアクチュエータ４と同様に、サーボ弁を制御することによって第２の作動片９を移動させ、チルトテーブル２をＸ軸周りに傾動させることができる。   As shown by a two-dot chain line in FIG. 4, the first working piece 8 moves upward, and the tilt table 2 tilts around the Y axis via an air film between the sliding surface 2b and the support surface 3b. Will be. In the second linear actuator 6, similarly to the first linear actuator 4, the second operating piece 9 can be moved by tilting the tilt table 2 around the X axis by controlling the servo valve.

以上によって、チルトテーブル２は、第１の作動片８の上下動と第２の作動片９の上下動とを組み合わせることによって、水平面に対して様々な傾斜角度で傾動されることとなる。従って、第１及び第２の作動片８，９と第１及び第２のリニアアクチュエータ４，６との組合せにより、簡単な構造で、載置面２ａ側で保持された半導体ウエハの三次元的な傾斜角度調整が可能となる。   As described above, the tilt table 2 is tilted at various tilt angles with respect to the horizontal plane by combining the vertical movement of the first working piece 8 and the vertical movement of the second working piece 9. Therefore, the combination of the first and second working pieces 8 and 9 and the first and second linear actuators 4 and 6 has a simple structure and the three-dimensional structure of the semiconductor wafer held on the mounting surface 2a side. Tilt angle adjustment is possible.

更に、第３のリニアアクチュエータ７を制御することによって第３の作動片１２が移動し、チルトテーブル２は中心軸線Ｌ周りに回転する。これによって、チルトテーブル２は、第１及び第２の作動片８，９の移動による傾斜角度調整と第３の作動片１２の移動による回動角度調整とが組み合わされることによって、更に複雑な調整が可能となる。   Further, by controlling the third linear actuator 7, the third operating piece 12 moves and the tilt table 2 rotates around the central axis L. As a result, the tilt table 2 is adjusted more complicatedly by combining tilt angle adjustment by movement of the first and second working pieces 8 and 9 and rotation angle adjustment by movement of the third working piece 12. Is possible.

また、リニアアクチュエータとして、空気の供給及び排出によって駆動するベローズアクチュエータを用いることにより、電動アクチュエータをなすモータなどを用いる場合と比べて、半導体ウエハに熱や磁性の影響を与えることなく傾斜角度調整を行うことが可能となる。   In addition, by using a bellows actuator that is driven by air supply and discharge as a linear actuator, the tilt angle can be adjusted without affecting the heat and magnetism of the semiconductor wafer, compared to the case of using a motor that forms an electric actuator. Can be done.

［第２の実施形態］
第２の実施形態に係る半導体ウエハ貼り合わせ装置は、チルトステージ１と異なるチルトステージ３１を有する点で第１の実施形態に係る半導体ウエハ貼り合わせ装置と相違する。以下に、第２の実施形態に係る半導体ウエハ貼り合わせ装置に適用されるチルトステージ３１の説明を行う。 [Second Embodiment]
The semiconductor wafer bonding apparatus according to the second embodiment is different from the semiconductor wafer bonding apparatus according to the first embodiment in that it includes a tilt stage 31 different from the tilt stage 1. The tilt stage 31 applied to the semiconductor wafer bonding apparatus according to the second embodiment will be described below.

図７〜図１０に示すように、チルトステージ３１は、ホルダ１０４を介して第２の半導体ウエハＷ２を上面側で保持するチルトテーブル３２と、チルトテーブル３２を滑動可能に支持する支持テーブル３３と、支持テーブル３３を鉛直方向に移動させるエアシリンダ６１とを有する。このチルトステージ３１は、チルトテーブル３２を第１及び第２のリニアアクチュエータ（第１及び第２のアクチュエータ）３４，３６で移動させ、支持テーブル３３を第３のリニアアクチュエータ３７で移動させることによって、チルトテーブル３２の上面の傾斜角度調整及び回動角度調整が行われる。また、エアシリンダ（移動機構）６１によって、高さ位置の調整も行われる。なお、図７に示すように、Ｘ及びＹは水平面上で互いに９０度をなし、鉛直方向をＺ方向と定め、以下必要な場合にＸ、Ｙ、Ｚを用いる。   As shown in FIGS. 7 to 10, the tilt stage 31 includes a tilt table 32 that holds the second semiconductor wafer W <b> 2 on the upper surface side via a holder 104, and a support table 33 that slidably supports the tilt table 32. And an air cylinder 61 for moving the support table 33 in the vertical direction. The tilt stage 31 moves the tilt table 32 with the first and second linear actuators (first and second actuators) 34 and 36 and moves the support table 33 with the third linear actuator 37. The tilt angle adjustment and the rotation angle adjustment of the upper surface of the tilt table 32 are performed. The height position is also adjusted by the air cylinder (moving mechanism) 61. As shown in FIG. 7, X and Y are 90 degrees on the horizontal plane, the vertical direction is determined as the Z direction, and X, Y, and Z are used when necessary.

チルトテーブル３２は、円板状のテーブルであり、第２の半導体ウエハＷ２を保持するホルダ１０４を載置するための平面状の載置面３２ａを上面側に有し、凸球面状の滑動面３２ｂを下面側に有する。この滑動面３２ｂの鉛直方向の中心軸線Ｌはチルトテーブル３２の中心軸線と一致する。   The tilt table 32 is a disk-shaped table, and has a flat mounting surface 32a on the upper surface side for mounting the holder 104 holding the second semiconductor wafer W2, and has a convex spherical sliding surface. 32b is provided on the lower surface side. The central axis L in the vertical direction of the sliding surface 32 b coincides with the central axis of the tilt table 32.

チルトテーブル３２の側面３２ｃには、中心軸線Ｌから見てＸ軸方向の位置に、断面Ｌ字型の作動部３８が設けられる。作動部３８は、支持テーブル３３よりも低い位置で中心軸線ＬからＸ軸方向に突出する第１の作動片３８ｃと、第１の作動片３８ｃの中心軸線Ｌ側の端部を側面３２ｃに連結させるため下方に突出する連結部３８ｄとを有する。また、図８に示すように、側面３２ｃには、中心軸線Ｌから見てＹ軸方向の位置に、断面Ｌ字型の作動部３９が設けられる。作動部３９は、支持テーブル３３よりも低い位置で中心軸線ＬからＹ軸方向に突出する第２の作動片３９ｃと、第２の作動片３９ｃの中心軸線Ｌ側の端部を側面３２ｃに連結させるため下方に突出する連結部３９ｄとを有する。なお、第１の及び第２の作動片３８ｃ，３９ｃはいずれもＸＹ平面上に広がる矩形板とされている。   On the side surface 32c of the tilt table 32, an operation portion 38 having an L-shaped cross section is provided at a position in the X-axis direction when viewed from the central axis L. The actuating portion 38 is connected to the side surface 32c by a first actuating piece 38c protruding in the X-axis direction from the central axis L at a position lower than the support table 33, and an end of the first actuating piece 38c on the central axis L side. A connecting portion 38d that protrudes downward. As shown in FIG. 8, the side surface 32c is provided with an L-shaped actuating portion 39 at a position in the Y-axis direction when viewed from the central axis L. The actuating part 39 connects the second actuating piece 39c protruding in the Y-axis direction from the central axis L at a position lower than the support table 33, and the end part on the central axis L side of the second actuating piece 39c connected to the side face 32c. And a connecting portion 39d protruding downward. The first and second operating pieces 38c and 39c are both rectangular plates extending on the XY plane.

矩形状の支持テーブル３３は、エアシリンダ６１に設けられたロッド６２の上端に形成されている。図９に示すように、支持テーブル３３の上面３３ａの略中央部には、チルトテーブル３２の滑動面３２ｂを支持するために凹球面状とされた支持面３３ｂが形成される。   The rectangular support table 33 is formed at the upper end of a rod 62 provided in the air cylinder 61. As shown in FIG. 9, a support surface 33 b having a concave spherical surface for supporting the sliding surface 32 b of the tilt table 32 is formed at a substantially central portion of the upper surface 33 a of the support table 33.

また、支持テーブル３３には、支持面３３ｂを形成するように多孔部３３ｃが埋設され、支持面３３ｂには多数の微小な孔が形成されている。この多孔部３３ｃからは、パイプＰ３１が導出されて外部の空気圧源（図示せず）と接続されている。空気圧源は、多孔部３３ｃへ圧縮空気を供給し、その圧縮空気が支持面３３ｂの多数の孔から滑動面３２ｂに対して吹きつけられる。これによって、滑動面３２ｂと支持面３３ｂの間に空気膜が形成され、滑動面３２ｂは、支持面３３ｂから抵抗を受けることなく非接触状態で支持されることとなる。   The support table 33 is embedded with a porous portion 33c so as to form a support surface 33b, and a large number of minute holes are formed in the support surface 33b. A pipe P31 is led out from the porous portion 33c and connected to an external air pressure source (not shown). The air pressure source supplies compressed air to the porous portion 33c, and the compressed air is blown against the sliding surface 32b from a number of holes in the support surface 33b. As a result, an air film is formed between the sliding surface 32b and the support surface 33b, and the sliding surface 32b is supported in a non-contact state without receiving resistance from the support surface 33b.

支持テーブル３３の側面３３ｄには、図７に示すように、中心軸線Ｌから見てＹ軸の反対方向の位置に、断面Ｌ字型の作動部４２が設けられる。作動部４２は、中心軸線ＬからＹ軸の負の方向へ突出する連結部４２ｄと、連結部４２ｄの自由端部から下方へ突出する第３の作動片４２ｃを有する。なお、第３の作動片４２ｃは、ＹＺ平面上に広がる矩形板とされている。   On the side surface 33d of the support table 33, as shown in FIG. The operating portion 42 includes a connecting portion 42d that protrudes from the central axis L in the negative direction of the Y axis, and a third operating piece 42c that protrudes downward from the free end of the connecting portion 42d. The third operating piece 42c is a rectangular plate extending on the YZ plane.

第１のリニアアクチュエータ３４は、第１の作動片３８ｃの上方に配置された支持片４３ａ及び下方に配置された支持片４３ｂを有する支持部材４３と、支持片４３ａと第１の作動片３８ｃとの間に延在するベローズアクチュエータ４４と、支持片４３ｂと第１の作動片３８ｃとの間に延在するベローズアクチュエータ４６とからなる。そして、第１の作動片３８ｃは、ベローズアクチュエータ４４の先端とベローズアクチュエータ４６の先端とで挟み込まれる。また、支持部材４３は、支持片４３ａ，４３ｂを連結させる矩形板状の連結部４３ｃを有しており、連結部４３ｃの支持テーブル３３側の側面は、支持テーブル３３に固定されている。   The first linear actuator 34 includes a support member 43 having a support piece 43a disposed above and a support piece 43b disposed below the first operation piece 38c, a support piece 43a, and a first operation piece 38c. And a bellows actuator 46 extending between the support piece 43b and the first actuating piece 38c. The first operating piece 38 c is sandwiched between the tip of the bellows actuator 44 and the tip of the bellows actuator 46. The support member 43 has a rectangular plate-shaped connecting portion 43 c that connects the support pieces 43 a and 43 b, and the side surface of the connecting portion 43 c on the support table 33 side is fixed to the support table 33.

ベローズアクチュエータ４４は、図１０に示すように、鉛直方向に伸縮可能なベローズ４４ａと、ベローズ４４ａの下端側の開口部を封止する円板状の作動板４４ｂとを備える。ベローズ４４ａの上端側の開口部は支持片４３ａに固定されることにより封止される。これによって、ベローズアクチュエータ４４の内部空間４４ｃは、ベローズ４４ａと、支持片４３ａと作動板４４ｂとによって密閉され、その気密性は保たれている。   As shown in FIG. 10, the bellows actuator 44 includes a bellows 44 a that can be expanded and contracted in the vertical direction, and a disk-shaped operation plate 44 b that seals the opening on the lower end side of the bellows 44 a. The opening on the upper end side of the bellows 44a is sealed by being fixed to the support piece 43a. Thus, the internal space 44c of the bellows actuator 44 is sealed by the bellows 44a, the support piece 43a, and the operation plate 44b, and the airtightness thereof is maintained.

作動板４４ｂの中央部には、上方へ延びるシャフト４４ｄが形成され、このシャフト４４ｄは、支持片４３ａに設けられたボス４３ｃのガイド穴４３ｄに挿入されることによって鉛直方向に移動可能とされている。また、作動板４４ｂの中央部には、第１の作動片３８ｃへ向かって突出する半球面状の押圧部４４ｅが形成され、この押圧部４４ｅは、第１の作動片３８ｃの上面３８ａと当接することによってベローズアクチュエータ４４の鉛直方向の駆動に伴い発生する力を第１の作動片３８ｃに伝達することができる。   A shaft 44d extending upward is formed in the central portion of the operation plate 44b. The shaft 44d is movable in the vertical direction by being inserted into a guide hole 43d of a boss 43c provided in the support piece 43a. Yes. A hemispherical pressing portion 44e that protrudes toward the first operating piece 38c is formed at the center of the operating plate 44b, and this pressing portion 44e contacts the upper surface 38a of the first operating piece 38c. By contacting, the force generated when the bellows actuator 44 is driven in the vertical direction can be transmitted to the first operating piece 38c.

ベローズアクチュエータ４４の内部空間４４ｃからは、配管Ｐ３２が導出され、外部に設けられたサーボ弁４４ｆと接続されている。そして、サーボ弁４４ｆを制御することで、内部空間４４ｃ内の空気を供給及び排出することができ、内部空間４４ｃの気圧の変化に伴って、作動板４４ｂの鉛直方向の移動量を任意に制御することができる。   A pipe P32 is led out from the internal space 44c of the bellows actuator 44 and is connected to a servo valve 44f provided outside. By controlling the servo valve 44f, the air in the internal space 44c can be supplied and discharged, and the amount of movement of the operating plate 44b in the vertical direction can be arbitrarily controlled in accordance with the change in the atmospheric pressure in the internal space 44c. can do.

ベローズアクチュエータ４６も、上述のベローズアクチュエータ４４と同様の構成を有し、サーボ弁４６ｆを制御することで作動板４６ｂの鉛直方向の移動量を任意に制御することができる。また、押圧部４６ｅは、第１の作動片３８ｃの下面３８ｂと当接することによって、ベローズアクチュエータ４６の鉛直方向の駆動に伴い発生する力を第１の作動片３８ｃに伝達することができる。なお、ベローズアクチュエータ４６は、ベローズ４６ａ、内部空間４６ｃ、シャフト４６ｄ、を備え、内部空間４６ｃとサーボ弁４６ｆとは配管Ｐ３３で連結されている。   The bellows actuator 46 also has the same configuration as the bellows actuator 44 described above, and the amount of movement of the operating plate 46b in the vertical direction can be arbitrarily controlled by controlling the servo valve 46f. Further, the pressing portion 46e can transmit the force generated by the vertical drive of the bellows actuator 46 to the first operating piece 38c by contacting the lower surface 38b of the first operating piece 38c. The bellows actuator 46 includes a bellows 46a, an internal space 46c, and a shaft 46d, and the internal space 46c and the servo valve 46f are connected by a pipe P33.

第２のリニアアクチュエータ３６は、図８に示すように、第２の作動片３９ｃの上方に配置された支持片４８ａ及び下方に配置された支持片４８ｂを有する断面コ字型の支持部材４８と、支持片４８ａと第２の作動片３９ｃとの間に延在するベローズアクチュエータ４９と、支持片４８ｂと第２の作動片３９ｃとの間に延在するベローズアクチュエータ５１とからなる。そして、第２の作動片３９ｃは、ベローズアクチュエータ４９の先端とベローズアクチュエータ５１の先端とで挟み込まれる。また、支持部材４８は、支持片４８ａと支持片４８ｂとを連結させる矩形板状の連結部４８ｃ有し、連結部４８ｃの支持テーブル３３側の側面は、支持テーブル３３に固定されている。なお、ベローズアクチュエータ４９，５１は、ベローズアクチュエータ４４と同様の構成を有している。   As shown in FIG. 8, the second linear actuator 36 includes a support member 48 having a U-shaped cross section having a support piece 48a disposed above the second operating piece 39c and a support piece 48b disposed below. The bellows actuator 49 extends between the support piece 48a and the second operation piece 39c, and the bellows actuator 51 extends between the support piece 48b and the second operation piece 39c. The second operating piece 39 c is sandwiched between the tip of the bellows actuator 49 and the tip of the bellows actuator 51. The support member 48 has a rectangular plate-shaped connecting portion 48 c that connects the support piece 48 a and the support piece 48 b, and the side surface of the connecting portion 48 c on the support table 33 side is fixed to the support table 33. The bellows actuators 49 and 51 have the same configuration as the bellows actuator 44.

第３のリニアアクチュエータ３７は、図７に示すように、第３の作動片４２ｃのＸ軸方向に配置された支持片５２ａ及びＸ軸と負の方向に配置された支持片５２ｂとを有する断面コ字型の支持部材５２と、支持片５２ａと第３の作動片４２ｃとの間に延在するベローズアクチュエータ５３と、支持片５２ｂと第３の作動片４２ｃとの間に延在するベローズアクチュエータ５４とからなる。そして、第３の作動片４２ｃは、ベローズアクチュエータ５３の先端とベローズアクチュエータ５４の先端とで挟み込まれる。また、支持部材５２は、支持片５２ａと支持片５２ｂとを連結する矩形板状の連結部５２ｃを有し、連結部５２ｃは、ベースプレート１１の上面１１ａに固定されている。なお、ベローズアクチュエータ５３，５４は、ベローズアクチュエータ４４と同様の構成を有している。   As shown in FIG. 7, the third linear actuator 37 includes a support piece 52 a arranged in the X-axis direction of the third operating piece 42 c and a support piece 52 b arranged in the negative direction with respect to the X-axis. A U-shaped support member 52, a bellows actuator 53 extending between the support piece 52a and the third operation piece 42c, and a bellows actuator extending between the support piece 52b and the third operation piece 42c. 54. The third operating piece 42 c is sandwiched between the tip of the bellows actuator 53 and the tip of the bellows actuator 54. The support member 52 has a rectangular plate-like connecting portion 52 c that connects the supporting piece 52 a and the supporting piece 52 b, and the connecting portion 52 c is fixed to the upper surface 11 a of the base plate 11. The bellows actuators 53 and 54 have the same configuration as the bellows actuator 44.

エアシリンダ６１のロッド６２は、図９に示すように、下端に円筒体６１ａの内周と略同一の径を有する円板状のピストン６２ａを有する。円筒体６１ａの内部空間において、ピストン６２ａよりも上側の内部空間６１ｂ及び下側の内部空間６１ｃからは、それぞれパイプＰ３５，Ｐ３４が導出されている。   As shown in FIG. 9, the rod 62 of the air cylinder 61 has a disc-shaped piston 62a having a diameter substantially the same as the inner circumference of the cylindrical body 61a at the lower end. In the internal space of the cylindrical body 61a, pipes P35 and P34 are led out from the internal space 61b above the piston 62a and the internal space 61c below.

次に、チルトステージ１の動作について説明する。   Next, the operation of the tilt stage 1 will be described.

まず、サーボ弁４４ｆ及びサーボ弁４６ｆを同時に制御し、ベローズアクチュエータ４４の内部空間４４ｃから空気を排出すると共に、ベローズアクチュエータ４６の内部空間４６ｃへ空気を供給する。   First, the servo valve 44 f and the servo valve 46 f are simultaneously controlled to discharge air from the internal space 44 c of the bellows actuator 44 and supply air to the internal space 46 c of the bellows actuator 46.

空気が供給されることによって内部空間４６ｃの気圧が高まり、作動板４６ｂが上方へ移動する。また、押圧部４６ｅと第１の作動片３８ｃの下面３８ｂが当接しているため、作動板４６ｂの移動に伴って第１の作動片３８ｃも上方へ移動する。   By supplying air, the atmospheric pressure in the internal space 46c increases, and the working plate 46b moves upward. Further, since the pressing portion 46e and the lower surface 38b of the first operating piece 38c are in contact with each other, the first operating piece 38c also moves upward with the movement of the operating plate 46b.

これに対し、空気が排出されることによって内部空間４４ｃの気圧が低下する。更に、押圧部４４ｅと第１の作動片３８ｃの上面３８ａが当接しているため、第１の作動片３８ｃを介してベローズアクチュエータ４６からも上方向の力を受ける。以上によって、作動板４４ｂは、第１の作動片３８ｃを支持しながら、その移動に合わせて上方へ移動する。   On the other hand, the air pressure in the internal space 44c decreases as the air is discharged. Furthermore, since the pressing portion 44e and the upper surface 38a of the first operating piece 38c are in contact with each other, an upward force is also received from the bellows actuator 46 via the first operating piece 38c. As described above, the operation plate 44b moves upward in accordance with the movement while supporting the first operation piece 38c.

図９において二点鎖線で示すように、第１の作動片３８ｃが上方へ移動し、チルトテーブル３２は、滑動面３２ｂと支持面３３ｂとの間の空気膜を介して、Ｙ軸周りに傾動することとなる。第２のリニアアクチュエータ３６においても、第１のリニアアクチュエータ３４と同様に、サーボ弁を制御することによって第２の作動片３９ｃを移動させ、チルトテーブル３２をＸ軸周りに傾動させることができる。   As shown by a two-dot chain line in FIG. 9, the first working piece 38c moves upward, and the tilt table 32 tilts around the Y axis via an air film between the sliding surface 32b and the support surface 33b. Will be. Also in the second linear actuator 36, similarly to the first linear actuator 34, the second operating piece 39c can be moved by controlling the servo valve, and the tilt table 32 can be tilted around the X axis.

また、パイプＰ３５を介してエアシリンダ６１の内部空間６１ｂを開放し、パイプＰ３４から内部空間６１ｃへ空気を供給することによって、ロッド６２が上方へ移動する。また、パイプＰ３４からエアシリンダ６１の内部空間６１ｂへ空気を供給し、パイプＰ３４を介して内部空間６１ｃを開放することによって、ロッド６２が下方へ移動する。これによって、チルトテーブル３２は、支持テーブル３３を介して鉛直方向へ移動する。   Further, the rod 62 moves upward by opening the internal space 61b of the air cylinder 61 via the pipe P35 and supplying air from the pipe P34 to the internal space 61c. Also, air is supplied from the pipe P34 to the internal space 61b of the air cylinder 61, and the internal space 61c is opened via the pipe P34, whereby the rod 62 moves downward. As a result, the tilt table 32 moves in the vertical direction via the support table 33.

以上によって、チルトテーブル３２は、第１の作動片３８ｃの上下動と第２の作動片３９ｃの上下動とを組み合わせることによって、水平面に対して様々な傾斜角度で傾動させることとなる。従って、第１及び第２の作動片３８ｃ，３９ｃと第１及び第２のリニアアクチュエータ３４，３６との組合せによって、簡単な構造で、載置面３２ａ側で保持された半導体ウエハの三次元的な傾斜角度調整が可能となる。   As described above, the tilt table 32 is tilted at various tilt angles with respect to the horizontal plane by combining the vertical movement of the first working piece 38c and the vertical movement of the second working piece 39c. Therefore, the combination of the first and second actuating pieces 38c and 39c and the first and second linear actuators 34 and 36 allows the three-dimensional structure of the semiconductor wafer held on the mounting surface 32a side with a simple structure. Tilt angle adjustment is possible.

更に、第３のリニアアクチュエータ３７を制御することによって第３の作動片４２ｃが移動し、チルトテーブル３２は中心軸線Ｌ周りに回転する。これによって、チルトテーブル３２は、第１及び第２の作動片３８ｃ，３９ｃの移動による傾斜角度調整と第３の作動片４２ｃの移動による回動角度調整とが組み合わされることによって、更に複雑な調整が可能となる。   Further, by controlling the third linear actuator 37, the third operating piece 42c moves, and the tilt table 32 rotates around the central axis L. As a result, the tilt table 32 is further complicatedly adjusted by combining the tilt angle adjustment by the movement of the first and second working pieces 38c and 39c and the rotation angle adjustment by the movement of the third working piece 42c. Is possible.

また、リニアアクチュエータとして、空気の供給及び排出によって駆動するベローズアクチュエータを用いることにより、電動アクチュエータをなすモータなどを用いる場合と比べて、半導体ウエハに熱や磁性の影響を与えることなく傾斜角度調整を行うことが可能となる。   In addition, by using a bellows actuator that is driven by air supply and discharge as a linear actuator, the tilt angle can be adjusted without affecting the heat and magnetism of the semiconductor wafer, compared to the case of using a motor that forms an electric actuator. Can be done.

また、エアシリンダ６１によって、チルトテーブル３２を支持テーブル３３ごと鉛直方向に移動させることができ、半導体ウエハの三次元的な傾斜角度調整と相俟って、チルトテーブル３２の高さ位置の調整をも可能にする。   Further, the tilt table 32 can be moved in the vertical direction together with the support table 33 by the air cylinder 61, and the height position of the tilt table 32 can be adjusted together with the three-dimensional tilt angle adjustment of the semiconductor wafer. Also make it possible.

本発明は、上述した実施形態に限定されるものではない。   The present invention is not limited to the embodiment described above.

例えば、ＸＹ軸方向への移動を可能にした駆動部をウエハテーブルに連結させてもよく、あるいは、ウエハテーブルとチルトステージの両方に連結させてもよい。   For example, a driving unit that enables movement in the XY axis direction may be coupled to the wafer table, or may be coupled to both the wafer table and the tilt stage.

第１の実施形態に係る半導体ウエハ貼り合わせ装置の構成概略図である。1 is a schematic configuration diagram of a semiconductor wafer bonding apparatus according to a first embodiment. 図１のチルトステージ及びＸＹ軸方向への駆動部の斜視図である。FIG. 2 is a perspective view of the tilt stage of FIG. 1 and a drive unit in an XY axis direction. 図１のチルトステージの斜視図である。It is a perspective view of the tilt stage of FIG. 図３のＩＶ−ＩＶ線に沿う断面図である。It is sectional drawing which follows the IV-IV line of FIG. 図４のリニアアクチュエータの部分拡大図である。It is the elements on larger scale of the linear actuator of FIG. 図３の平面図である。FIG. 4 is a plan view of FIG. 3. 第２の実施形態に係る半導体ウエハ貼り合わせ装置のチルトステージの斜視図である。It is a perspective view of the tilt stage of the semiconductor wafer bonding apparatus which concerns on 2nd Embodiment. 図７のチルトステージを別の角度から見た斜視図である。It is the perspective view which looked at the tilt stage of FIG. 7 from another angle. 図７のＩＸ−ＩＸ線に沿う断面図である。It is sectional drawing which follows the IX-IX line of FIG. 図９のリニアアクチュエータの部分拡大図である。FIG. 10 is a partially enlarged view of the linear actuator of FIG. 9.

符号の説明Explanation of symbols

１，３１…チルトステージ、２，３２…チルトテーブル、２ｂ，３２…滑動面、３，３３…支持テーブル、３ｂ，３３ｂ…支持面、４，４４…第１のリニアアクチュエータ（第１のアクチュエータ）、６，３６…第２のリニアアクチュエータ（第２のアクチュエータ）、７，３７…第３のリニアアクチュエータ（第３のアクチュエータ）、８，３８ｃ…第１の作動片、９，３９ｃ…第２の作動片、１２，４２ｃ…第３の作動片、２６…回転規制用板バネ、６１…エアシリンダ（移動機構）、１００…半導体ウエハ貼り合わせ装置、１０２…ウエハテーブル、１０６…駆動部、１１５…アライメントマーク、Ｗ１…第１の半導体ウエハ、Ｗ２…第２の半導体ウエハ。   DESCRIPTION OF SYMBOLS 1,31 ... Tilt stage, 2, 32 ... Tilt table, 2b, 32 ... Sliding surface, 3,33 ... Support table, 3b, 33b ... Support surface, 4,44 ... 1st linear actuator (1st actuator) 6, 36 ... second linear actuator (second actuator), 7, 37 ... third linear actuator (third actuator), 8, 38c ... first operating piece, 9, 39c ... second Actuating piece 12, 42c ... Third working piece, 26 ... Rotation restricting leaf spring, 61 ... Air cylinder (moving mechanism), 100 ... Semiconductor wafer bonding apparatus, 102 ... Wafer table, 106 ... Driving unit, 115 ... Alignment mark, W1... First semiconductor wafer, W2... Second semiconductor wafer.

Claims (8)

第１の半導体ウエハと第２の半導体ウエハとを貼り合わせるための半導体ウエハ貼り合わせ装置であって、
前記第１の半導体ウエハを下面側で保持するウエハテーブルと、
前記第１の半導体ウエハと対向するように前記第２の半導体ウエハを保持するチルトステージと、を備え、
前記チルトステージは、
前記第２の半導体ウエハを上面側で保持し、球面状の滑動面を下面側に有するチルトテーブルと、
前記滑動面を支持する球面状の支持面を有する支持テーブルと、
一端が前記チルトテーブルに固定される第１の作動片と、
一端が前記チルトテーブルに固定されると共に、鉛直方向に延在する前記滑動面の中心軸線周りに、前記第１の作動片に対して０°及び１８０°を除く角度をなす位置に配置される第２の作動片と、
前記中心軸線周りに回転可能に支持されている前記支持テーブルに一端が固定された第３の作動片と、
前記第１及び第２の作動片をそれぞれ鉛直方向に移動させる第１及び第２のアクチュエータと、
前記第３の作動片を水平方向に移動させる第３のアクチュエータと、
を備えることを特徴とする半導体ウエハ貼り合わせ装置。 A semiconductor wafer bonding apparatus for bonding a first semiconductor wafer and a second semiconductor wafer,
A wafer table for holding the first semiconductor wafer on the lower surface side;
A tilt stage for holding the second semiconductor wafer so as to face the first semiconductor wafer,
The tilt stage is
A tilt table holding the second semiconductor wafer on the upper surface side and having a spherical sliding surface on the lower surface side;
A support table having a spherical support surface for supporting the sliding surface;
A first working piece having one end fixed to the tilt table;
One end is fixed to the tilt table, and is arranged at a position that makes an angle other than 0 ° and 180 ° with respect to the first working piece around the central axis of the sliding surface extending in the vertical direction. A second working piece;
A third operating piece having one end fixed to the support table rotatably supported around the central axis;
First and second actuators for moving the first and second actuating pieces in the vertical direction, respectively;
A third actuator for moving the third operating piece in a horizontal direction;
A semiconductor wafer bonding apparatus comprising: 前記第２の作動片は、前記中心軸線周りに、前記第１の作動片に対して直角をなす位置に配置されることを特徴とする請求項１記載の半導体ウエハ貼り合わせ装置。   2. The semiconductor wafer bonding apparatus according to claim 1, wherein the second working piece is disposed at a position perpendicular to the first working piece around the central axis. 前記第１〜第３のアクチュエータは、気体の供給及び排出によって駆動するベローズであることを特徴とする請求項１又は２記載の半導体ウエハ貼り合わせ装置。 The first to third actuators, semiconductor wafer bonding apparatus of claim 1, wherein it is a bellows driven by supply and discharge of gases. 前記チルトテーブルと前記支持テーブルとは、鉛直方向に弾性を有する回転規制用板バネによって連結されていることを特徴とする請求項１〜３の何れか一項に記載の半導体ウエハ貼り合わせ装置。 Wherein a tilt table and the support table, the bonded wafer according to any one of claim 1 to 3, characterized in that it is connected by the rotation restricting plate spring having elasticity in the vertical direction device. 前記支持テーブルを鉛直方向に移動させる移動機構を更に備えることを特徴とする請求項１〜４の何れか一項に記載の半導体ウエハ貼り合わせ装置。 Semiconductor wafer bonding apparatus according to any one of claim 1 to 4, further comprising a moving mechanism for moving the support table in a vertical direction. 前記移動機構は、エアシリンダであることを特徴とする請求項５記載の半導体ウエハ貼り合わせ装置。 6. The semiconductor wafer bonding apparatus according to claim 5 , wherein the moving mechanism is an air cylinder. 前記ウエハテーブル及び前記支持テーブルの少なくとも一方は、
前記ウエハテーブルと前記支持テーブルとを水平方向に相対移動させる駆動部に連結されることを特徴とする請求項１〜６の何れか一項に記載の半導体ウエハ貼り合わせ装置。 At least one of the wafer table and the support table is
Semiconductor wafer bonding apparatus according to any one of claim 1 to 6, characterized in that is connected to a drive unit for relatively moving the said wafer table and the supporting table in a horizontal direction. 前記第１及び第２の半導体ウエハは、複数のアライメントマークをそれぞれ有することを特徴とする請求項１〜７の何れか一項に記載の半導体ウエハ貼り合わせ装置。 It said first and second semiconductor wafers, semiconductor wafer bonding apparatus according to any one of claim 1 to 7, characterized in that a plurality of alignment marks, respectively.

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