JPH05217973A - 半導体基板貼付装置 - Google Patents
半導体基板貼付装置Info
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- JPH05217973A JPH05217973A JP5634392A JP5634392A JPH05217973A JP H05217973 A JPH05217973 A JP H05217973A JP 5634392 A JP5634392 A JP 5634392A JP 5634392 A JP5634392 A JP 5634392A JP H05217973 A JPH05217973 A JP H05217973A
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- semiconductor substrate
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Abstract
(57)【要約】
【目的】 ２枚の半導体基板間に水分や塵埃等を付着さ
せず、さらに気泡を発生させることなく、両半導体基板
を密着性よく貼り合わせることができる半導体基板貼付
装置を提供する。 【構成】 凸状曲面と平坦面とに変形可能で半導体基板
１、２を保持する貼付面１３、１４を有する貼付部材１
１、１２と、貼付部材１１、１２を変形に支障がないよ
うに支持する支持部材１７、１８と、半導体基板１、２
を撮像するカメラ３１、３２と、撮像した半導体基板
１、２に設けられた印の位置データに基づいて支持部材
１７、１８を移動及び回転させて半導体基板１、２の位
置合わせを行う駆動手段２１、２２と、位置合わせ状態
で貼付面１３、１４を凸状曲面から平坦面に変形させる
加熱手段であるヒーターと、上記各手段を収納できる容
器であるチャンバー３と、半導体基板１、２の貼り合わ
せを常に不活性ガス雰囲気下で行うためにチャンバー３
内を例えば乾燥したＮ2 やＨｅ等の不活性ガス雰囲気状
態に保持するポンプ４及びガス発生装置５とを備えてい
る。
せず、さらに気泡を発生させることなく、両半導体基板
を密着性よく貼り合わせることができる半導体基板貼付
装置を提供する。 【構成】 凸状曲面と平坦面とに変形可能で半導体基板
１、２を保持する貼付面１３、１４を有する貼付部材１
１、１２と、貼付部材１１、１２を変形に支障がないよ
うに支持する支持部材１７、１８と、半導体基板１、２
を撮像するカメラ３１、３２と、撮像した半導体基板
１、２に設けられた印の位置データに基づいて支持部材
１７、１８を移動及び回転させて半導体基板１、２の位
置合わせを行う駆動手段２１、２２と、位置合わせ状態
で貼付面１３、１４を凸状曲面から平坦面に変形させる
加熱手段であるヒーターと、上記各手段を収納できる容
器であるチャンバー３と、半導体基板１、２の貼り合わ
せを常に不活性ガス雰囲気下で行うためにチャンバー３
内を例えば乾燥したＮ2 やＨｅ等の不活性ガス雰囲気状
態に保持するポンプ４及びガス発生装置５とを備えてい
る。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、多層デバイスを製造す
る際に、２枚の半導体基板同士を貼り合わせるための半
導体基板貼付装置に関する。
る際に、２枚の半導体基板同士を貼り合わせるための半
導体基板貼付装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】多層デバイス、例えばＳＯＩ(Silicon O
n Insulator)構造等の半導体積層基板を製造する方法の
一つとして、２枚の半導体基板同士を貼り合わせる方法
がある。鏡面研摩されたシリコン等より成る２枚の半導
体基板を、その研摩された面同士を清浄な条件下で接触
させると強固な半導体積層基板、いわゆる多層デバイス
が得られる。この方法は、半導体基板間に接着剤等の異
種物質を介在させる必要がないため、その後の高温処理
や各種化学処理を１枚の半導体基板と同様に行うことが
できる。また、この方法においては、種々の不純物温
度、厚さ、拡散層等を有する両半導体基板を比較的低温
で直接接着し、１枚の半導体基板とすることができるの
で、エピタキシャル成長法等では不可能であった素子構
造を製造することができる。そのための２枚の半導体基
板を貼り合わせる装置としては、特願平２−２６４４８
９号に記載されているように、両半導体基板の位置合わ
せを行い、かつ両半導体基板の中央部から接触させると
いう技術が提案されている。
n Insulator)構造等の半導体積層基板を製造する方法の
一つとして、２枚の半導体基板同士を貼り合わせる方法
がある。鏡面研摩されたシリコン等より成る２枚の半導
体基板を、その研摩された面同士を清浄な条件下で接触
させると強固な半導体積層基板、いわゆる多層デバイス
が得られる。この方法は、半導体基板間に接着剤等の異
種物質を介在させる必要がないため、その後の高温処理
や各種化学処理を１枚の半導体基板と同様に行うことが
できる。また、この方法においては、種々の不純物温
度、厚さ、拡散層等を有する両半導体基板を比較的低温
で直接接着し、１枚の半導体基板とすることができるの
で、エピタキシャル成長法等では不可能であった素子構
造を製造することができる。そのための２枚の半導体基
板を貼り合わせる装置としては、特願平２−２６４４８
９号に記載されているように、両半導体基板の位置合わ
せを行い、かつ両半導体基板の中央部から接触させると
いう技術が提案されている。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】ところが、上述したよ
うな２枚の半導体基板同士を貼り合わせて多層デバイス
を製造する方法においては、たとえ清浄な雰囲気下で製
造しても、両半導体基板の貼り合わせる面に水分や塵埃
等が付着したり、あるいは気泡が発生してしまい、その
ため、両半導体基板間の密着性が低下して、多層デバイ
スの歩留まり及び信頼性の低下を招くという問題があっ
た。
うな２枚の半導体基板同士を貼り合わせて多層デバイス
を製造する方法においては、たとえ清浄な雰囲気下で製
造しても、両半導体基板の貼り合わせる面に水分や塵埃
等が付着したり、あるいは気泡が発生してしまい、その
ため、両半導体基板間の密着性が低下して、多層デバイ
スの歩留まり及び信頼性の低下を招くという問題があっ
た。
【０００４】そこで、本発明は、２枚の半導体基板間に
水分や塵埃等を付着させず、さらに気泡を発生させるこ
となく、両半導体基板を密着性よく貼り合わせることが
できる半導体基板貼付装置を提供することを目的とす
る。
水分や塵埃等を付着させず、さらに気泡を発生させるこ
となく、両半導体基板を密着性よく貼り合わせることが
できる半導体基板貼付装置を提供することを目的とす
る。
【０００５】
【課題を解決するための手段】上記の課題を解決するた
めに、本発明による半導体基板貼付装置は、２枚の半導
体基板を貼り合わせた多層デバイスを製造する装置であ
って、該装置を収納する容器と、この容器内を不活性ガ
ス雰囲気状態に保持する手段とを備えたものである。ま
た、上記半導体基板貼付装置は、２枚の半導体基板をそ
れぞれ保持する一対の貼付面を有する一対の貼付部材で
あって一方の貼付面が凸状曲面と平坦面とに変形可能で
かつ他方の貼付面が凸状曲面と平坦面とに変形可能又は
固定の平坦面にて構成された一対の貼付部材と、これら
一対の貼付部材の少なくとも一方を移動させて、前記両
貼付面にそれぞれ保持された前記両半導体基板のほぼ中
央同士を接触させる駆動手段と、前記両半導体基板をそ
れぞれ保持する前記両貼付面のうち変形可能な貼付面を
凸状曲面から平坦面に変形させる変形付与手段とをさら
に備えているものが望ましい。さらに、上記半導体基板
貼付装置は、２枚の半導体基板をそれぞれ保持する一対
の貼付面を有する一対の貼付部材であって一方の貼付面
が凸状曲面と平坦面とに変形可能でかつ他方の貼付面が
凸状曲面と平坦面とに変形可能又は固定の平坦面にて構
成された一対の貼付部材と、前記両貼付面にそれぞれ保
持された前記両半導体基板に予め設けられている印を検
出する検出手段と、前記検出手段によって検出された前
記両半導体基板の各印の位置を記憶する記憶手段と、前
記一対の貼付部材の少なくとも一方を移動させて、前記
両貼付面にそれぞれ保持された前記両半導体基板の相対
位置を調整してそれら半導体基板のほぼ中央同士を接触
させる駆動手段と、前記記憶手段によって記憶された前
記両半導体基板の各印の位置データに基づいて前記駆動
手段を制御して、前記両半導体基板の位置合わせを行う
制御手段と、前記両半導体基板をそれぞれ保持する前記
両貼付面のうち変形可能な貼付面を凸状曲面から平坦面
に変形させる変形付与手段とをさらに備えているものが
望ましい。また、前記変形可能な貼付面を有する貼付部
材を形状記憶合金によって形成し、前記変形付与手段を
加熱手段によって構成しているものが望ましい。さら
に、前記変形可能な貼付面を有する貼付部材を弾性体に
よって形成し、前記変形付与手段を圧着手段によって構
成しているものが望ましい。
めに、本発明による半導体基板貼付装置は、２枚の半導
体基板を貼り合わせた多層デバイスを製造する装置であ
って、該装置を収納する容器と、この容器内を不活性ガ
ス雰囲気状態に保持する手段とを備えたものである。ま
た、上記半導体基板貼付装置は、２枚の半導体基板をそ
れぞれ保持する一対の貼付面を有する一対の貼付部材で
あって一方の貼付面が凸状曲面と平坦面とに変形可能で
かつ他方の貼付面が凸状曲面と平坦面とに変形可能又は
固定の平坦面にて構成された一対の貼付部材と、これら
一対の貼付部材の少なくとも一方を移動させて、前記両
貼付面にそれぞれ保持された前記両半導体基板のほぼ中
央同士を接触させる駆動手段と、前記両半導体基板をそ
れぞれ保持する前記両貼付面のうち変形可能な貼付面を
凸状曲面から平坦面に変形させる変形付与手段とをさら
に備えているものが望ましい。さらに、上記半導体基板
貼付装置は、２枚の半導体基板をそれぞれ保持する一対
の貼付面を有する一対の貼付部材であって一方の貼付面
が凸状曲面と平坦面とに変形可能でかつ他方の貼付面が
凸状曲面と平坦面とに変形可能又は固定の平坦面にて構
成された一対の貼付部材と、前記両貼付面にそれぞれ保
持された前記両半導体基板に予め設けられている印を検
出する検出手段と、前記検出手段によって検出された前
記両半導体基板の各印の位置を記憶する記憶手段と、前
記一対の貼付部材の少なくとも一方を移動させて、前記
両貼付面にそれぞれ保持された前記両半導体基板の相対
位置を調整してそれら半導体基板のほぼ中央同士を接触
させる駆動手段と、前記記憶手段によって記憶された前
記両半導体基板の各印の位置データに基づいて前記駆動
手段を制御して、前記両半導体基板の位置合わせを行う
制御手段と、前記両半導体基板をそれぞれ保持する前記
両貼付面のうち変形可能な貼付面を凸状曲面から平坦面
に変形させる変形付与手段とをさらに備えているものが
望ましい。また、前記変形可能な貼付面を有する貼付部
材を形状記憶合金によって形成し、前記変形付与手段を
加熱手段によって構成しているものが望ましい。さら
に、前記変形可能な貼付面を有する貼付部材を弾性体に
よって形成し、前記変形付与手段を圧着手段によって構
成しているものが望ましい。
【０００６】
【作用】上記のように構成された本発明の半導体基板貼
付装置によれば、２枚の半導体基板を貼り合わせた多層
デバイスを製造する装置であって、該装置を収納する容
器と、この容器内を不活性ガス雰囲気状態に保持する手
段とを備えたので、容器内を例えば乾燥したＮ2 やＨｅ
等の不活性ガス雰囲気状態に保持して、２枚の半導体基
板を貼り合わせることができ、両半導体基板間における
常圧での気泡の発生、水分や塵埃等の付着、不完全な貼
り合わせ部分の発生を防止することができ、密着性よく
貼り合わせることができる。従って、２枚の半導体基板
を貼り合わせて製造される多層デバイスの歩留まりを上
げると共に、信頼性を高くすることができる。また、上
記のように構成された半導体基板貼付装置によれば、密
着前は、一対の貼付部材の少なくとも一方の貼付面が凸
状曲面であり、これら貼付面に２枚の半導体基板がそれ
ぞれ保持されており、駆動手段によって、両半導体基板
のほぼ中央同士を接触させ、変形付与手段によって貼付
面を凸状曲面から平坦面に変形させると、両半導体基板
はほぼ中央から外周部へと次第に密着され、そのうえ、
その装置を収納する容器と、その容器内を不活性ガス雰
囲気状態に保持する手段とを備えたので、容器内を例え
ば乾燥したＮ2 やＨｅ等の不活性ガス雰囲気状態に保持
して、２枚の半導体基板を貼り合わせることができ、両
半導体基板間における常圧での気泡の発生、水分や塵埃
等の付着、不完全な貼り合わせ部分の発生を防止するこ
とができ、密着性よく貼り合わせることができる。従っ
て、２枚の半導体基板を貼り合わせて製造される多層デ
バイスの歩留まりを上げると共に、信頼性を高くするこ
とができる。さらに、上記のように構成された半導体貼
付装置によれば、検出手段によって検出された両半導体
基板の各印の位置が記憶手段によって記憶され、この記
憶手段に記憶された各印の位置データに基づいて、制御
手段によって駆動手段が制御され、これによって、一対
の貼付部材による両半導体基板の密着前に、両半導体基
板の位置合わせが極めて正確に行われ、そのうえ、その
装置を収納できる容器と、その容器内を不活性ガス雰囲
気状態にする手段とを備えたので、容器内を例えば乾燥
したＮ2 やＨｅ等の不活性ガス雰囲気状態に保持して、
２枚の半導体基板を貼り合わせることができ、両半導体
基板間における常圧での気泡の発生、水分や塵埃等の付
着、不完全な貼り合わせ部分の発生を防止することがで
き、密着性よく貼り合わせることができる。従って、２
枚の半導体基板を貼り合わせて製造される多層デバイス
の歩留まりを上げると共に、信頼性を高くすることがで
きる。
付装置によれば、２枚の半導体基板を貼り合わせた多層
デバイスを製造する装置であって、該装置を収納する容
器と、この容器内を不活性ガス雰囲気状態に保持する手
段とを備えたので、容器内を例えば乾燥したＮ2 やＨｅ
等の不活性ガス雰囲気状態に保持して、２枚の半導体基
板を貼り合わせることができ、両半導体基板間における
常圧での気泡の発生、水分や塵埃等の付着、不完全な貼
り合わせ部分の発生を防止することができ、密着性よく
貼り合わせることができる。従って、２枚の半導体基板
を貼り合わせて製造される多層デバイスの歩留まりを上
げると共に、信頼性を高くすることができる。また、上
記のように構成された半導体基板貼付装置によれば、密
着前は、一対の貼付部材の少なくとも一方の貼付面が凸
状曲面であり、これら貼付面に２枚の半導体基板がそれ
ぞれ保持されており、駆動手段によって、両半導体基板
のほぼ中央同士を接触させ、変形付与手段によって貼付
面を凸状曲面から平坦面に変形させると、両半導体基板
はほぼ中央から外周部へと次第に密着され、そのうえ、
その装置を収納する容器と、その容器内を不活性ガス雰
囲気状態に保持する手段とを備えたので、容器内を例え
ば乾燥したＮ2 やＨｅ等の不活性ガス雰囲気状態に保持
して、２枚の半導体基板を貼り合わせることができ、両
半導体基板間における常圧での気泡の発生、水分や塵埃
等の付着、不完全な貼り合わせ部分の発生を防止するこ
とができ、密着性よく貼り合わせることができる。従っ
て、２枚の半導体基板を貼り合わせて製造される多層デ
バイスの歩留まりを上げると共に、信頼性を高くするこ
とができる。さらに、上記のように構成された半導体貼
付装置によれば、検出手段によって検出された両半導体
基板の各印の位置が記憶手段によって記憶され、この記
憶手段に記憶された各印の位置データに基づいて、制御
手段によって駆動手段が制御され、これによって、一対
の貼付部材による両半導体基板の密着前に、両半導体基
板の位置合わせが極めて正確に行われ、そのうえ、その
装置を収納できる容器と、その容器内を不活性ガス雰囲
気状態にする手段とを備えたので、容器内を例えば乾燥
したＮ2 やＨｅ等の不活性ガス雰囲気状態に保持して、
２枚の半導体基板を貼り合わせることができ、両半導体
基板間における常圧での気泡の発生、水分や塵埃等の付
着、不完全な貼り合わせ部分の発生を防止することがで
き、密着性よく貼り合わせることができる。従って、２
枚の半導体基板を貼り合わせて製造される多層デバイス
の歩留まりを上げると共に、信頼性を高くすることがで
きる。
【０００７】
【実施例】以下に、本発明による半導体基板貼付装置の
一実施例を図１から図８を参照して説明する。図１及び
図２は、それぞれ一対の貼付部材１１、１２による２枚
の半導体基板１、２の密着前及び密着時を示すものであ
る。また、図３〜図６は、両半導体基板１、２の位置合
わせをする際の半導体基板貼付装置全体の正面図であ
る。さらに、図７は、半導体基板１、２の平面図であ
り、図８は、位置合わせ制御系の構成を示すブロック図
である。
一実施例を図１から図８を参照して説明する。図１及び
図２は、それぞれ一対の貼付部材１１、１２による２枚
の半導体基板１、２の密着前及び密着時を示すものであ
る。また、図３〜図６は、両半導体基板１、２の位置合
わせをする際の半導体基板貼付装置全体の正面図であ
る。さらに、図７は、半導体基板１、２の平面図であ
り、図８は、位置合わせ制御系の構成を示すブロック図
である。
【０００８】本実施例の半導体基板貼付装置は、図１に
示すように、一対の貼付部材１１、１２を備えており、
これらの貼付部材１１、１２は、同一に構成され、互い
に対向して配置されている。貼付部材１１、１２は形状
記憶合金によって円板状に形成され、それらの前面が両
半導体基板１、２を保持する貼付面１３、１４となって
いる。尚、貼付部材１１、１２の外径は両半導体基板
１、２の外径よりも１０mm程度大きくなっている。
示すように、一対の貼付部材１１、１２を備えており、
これらの貼付部材１１、１２は、同一に構成され、互い
に対向して配置されている。貼付部材１１、１２は形状
記憶合金によって円板状に形成され、それらの前面が両
半導体基板１、２を保持する貼付面１３、１４となって
いる。尚、貼付部材１１、１２の外径は両半導体基板
１、２の外径よりも１０mm程度大きくなっている。
【０００９】そして、図１に示すように、両半導体基板
１、２の密着前においては、この半導体基板貼付装置が
使用される環境の通常温度下において、貼付部材１１、
１２は、それらの貼付面１３、１４が凸状曲面となるよ
うに変形されている。これら凸状曲面は理想的には球面
であるが、本実施例では、円筒面である。尚、図面では
曲率を誇張して描いており、実際には貼付面１３、１４
の中心部と外周部との高さの差は２〜３mm程度である。
１、２の密着前においては、この半導体基板貼付装置が
使用される環境の通常温度下において、貼付部材１１、
１２は、それらの貼付面１３、１４が凸状曲面となるよ
うに変形されている。これら凸状曲面は理想的には球面
であるが、本実施例では、円筒面である。尚、図面では
曲率を誇張して描いており、実際には貼付面１３、１４
の中心部と外周部との高さの差は２〜３mm程度である。
【００１０】また、図２に示すように、両半導体基板
１、２の密着時においては、形状記憶合金の貼付部材１
１、１２に記憶させた復元形状は、それらの貼付面１
３、１４が平坦面となる形状である。
１、２の密着時においては、形状記憶合金の貼付部材１
１、１２に記憶させた復元形状は、それらの貼付面１
３、１４が平坦面となる形状である。
【００１１】尚、貼付部材１１、１２内には真空吸着用
の吸引孔１５、１６が設けられており、それらが貼付面
１３、１４に開孔されている。そして、貼付部材１１、
１２は、その変形に支障がないように、支持部材１７、
１８によって支持されている。また、貼付部材１１、１
２の裏面側で支持部材１７、１８には、加熱手段として
ヒーター１９、２０が取り付けられている。
の吸引孔１５、１６が設けられており、それらが貼付面
１３、１４に開孔されている。そして、貼付部材１１、
１２は、その変形に支障がないように、支持部材１７、
１８によって支持されている。また、貼付部材１１、１
２の裏面側で支持部材１７、１８には、加熱手段として
ヒーター１９、２０が取り付けられている。
【００１２】そして、図３〜図６に示すように、支持部
材１７、１８はそれぞれ駆動手段２１、２２に水平状に
取り付けられている。これら駆動手段２１、２２によっ
て支持部材１７、１８は、左右ａ方向、上下ｂ方向、前
後方向（紙面に対して垂直方向は図示せず）に、それぞ
れ移動が自在であり、さらに水平面内で矢印ｃ方向に回
転自在に構成されている。
材１７、１８はそれぞれ駆動手段２１、２２に水平状に
取り付けられている。これら駆動手段２１、２２によっ
て支持部材１７、１８は、左右ａ方向、上下ｂ方向、前
後方向（紙面に対して垂直方向は図示せず）に、それぞ
れ移動が自在であり、さらに水平面内で矢印ｃ方向に回
転自在に構成されている。
【００１３】さらに、前記貼付部材１１、１２や、前記
支持部材１７、１８等の各機構はチャンバー３内に収納
されている。このチャンバー３には、このチャンバー３
内全体を不活性ガス雰囲気状態にするためのポンプ４が
図に示すように備え付けられている。さらに、このポン
プ４には例えば乾燥したＮ2 やＨｅ等の不活性ガスを発
生するガス発生装置５が備え付けられており、ポンプ４
によってガス発生装置５からの不活性ガスがチャンバー
３内に供給される。従って、このチャンバー３内は、常
に乾燥したＮ2 やＨｅ等の不活性ガス雰囲気状態を保つ
ことができ、かつ、両半導体基板１、２の貼り合わせも
常に乾燥したＮ2 やＨｅ等の不活性ガス雰囲気下で行う
ことができる。
支持部材１７、１８等の各機構はチャンバー３内に収納
されている。このチャンバー３には、このチャンバー３
内全体を不活性ガス雰囲気状態にするためのポンプ４が
図に示すように備え付けられている。さらに、このポン
プ４には例えば乾燥したＮ2 やＨｅ等の不活性ガスを発
生するガス発生装置５が備え付けられており、ポンプ４
によってガス発生装置５からの不活性ガスがチャンバー
３内に供給される。従って、このチャンバー３内は、常
に乾燥したＮ2 やＨｅ等の不活性ガス雰囲気状態を保つ
ことができ、かつ、両半導体基板１、２の貼り合わせも
常に乾燥したＮ2 やＨｅ等の不活性ガス雰囲気下で行う
ことができる。
【００１４】このように、本実施例の半導体基板貼付装
置は、上述した各機構をポンプ４及びガス発生装置５を
備えたチャンバー３内に収納したので、チャンバー３内
は、常に乾燥したＮ2 やＨｅ等の不活性ガス雰囲気状態
に保持できる。従って、２枚の半導体基板１、２を乾燥
したＮ2 やＨｅ等の不活性ガス雰囲気状態で貼り合わせ
ることができるので、両半導体基板１、２間の気泡の発
生や、水分や塵埃等の付着を防止することができる。
置は、上述した各機構をポンプ４及びガス発生装置５を
備えたチャンバー３内に収納したので、チャンバー３内
は、常に乾燥したＮ2 やＨｅ等の不活性ガス雰囲気状態
に保持できる。従って、２枚の半導体基板１、２を乾燥
したＮ2 やＨｅ等の不活性ガス雰囲気状態で貼り合わせ
ることができるので、両半導体基板１、２間の気泡の発
生や、水分や塵埃等の付着を防止することができる。
【００１５】次に、上記のように構成された半導体基板
貼付装置の動作について説明する。まず、図１に示すよ
うに、両半導体基板１、２の密着前は、貼付部材１１、
１２がともに変形され、それらの貼付面１３、１４が凸
状曲面になっており、その変形は、変形用駆動部を支持
部材１７、１８の内部に内蔵させたり、貼付部材１１、
１２を変形用の型に圧着させたりして行うことができ
る。変形された貼付部材１１、１２の貼付面１３、１４
に半導体基板１、２が載置され、吸引孔１５、１６によ
る真空吸着によって保持される。これによって、半導体
基板１、２は貼付面１３、１４に沿って凸状に変形され
る。ここでポンプ４及びガス発生装置５により、チャン
バー３内は、乾燥したＮ2 やＨｅ等の不活性ガス雰囲気
状態に保持される。
貼付装置の動作について説明する。まず、図１に示すよ
うに、両半導体基板１、２の密着前は、貼付部材１１、
１２がともに変形され、それらの貼付面１３、１４が凸
状曲面になっており、その変形は、変形用駆動部を支持
部材１７、１８の内部に内蔵させたり、貼付部材１１、
１２を変形用の型に圧着させたりして行うことができ
る。変形された貼付部材１１、１２の貼付面１３、１４
に半導体基板１、２が載置され、吸引孔１５、１６によ
る真空吸着によって保持される。これによって、半導体
基板１、２は貼付面１３、１４に沿って凸状に変形され
る。ここでポンプ４及びガス発生装置５により、チャン
バー３内は、乾燥したＮ2 やＨｅ等の不活性ガス雰囲気
状態に保持される。
【００１６】後述する半導体基板１、２の位置合わせを
行った後、貼付部材１１、１２が駆動手段２１、２２に
よって移動されて接近される。半導体基板１、２の中央
同士が接触すると、貼付部材１１、１２の移動は停止さ
れる。そして、ヒーター１９、２０によって貼付部材１
１、１２が加熱され、特定温度に達すると、図２に示す
ように、貼付部材１１、１２は記憶させた形状、すなわ
ち貼付面１３、１４が平坦面となるように復元変形す
る。
行った後、貼付部材１１、１２が駆動手段２１、２２に
よって移動されて接近される。半導体基板１、２の中央
同士が接触すると、貼付部材１１、１２の移動は停止さ
れる。そして、ヒーター１９、２０によって貼付部材１
１、１２が加熱され、特定温度に達すると、図２に示す
ように、貼付部材１１、１２は記憶させた形状、すなわ
ち貼付面１３、１４が平坦面となるように復元変形す
る。
【００１７】このように、貼付部材１１、１２の貼付面
１３、１４を凸状曲面から平坦面に変形させることによ
って、２枚の半導体基板１、２が密着され、貼付面１
３、１４が完全に平坦面になった時点で密着完了とな
る。
１３、１４を凸状曲面から平坦面に変形させることによ
って、２枚の半導体基板１、２が密着され、貼付面１
３、１４が完全に平坦面になった時点で密着完了とな
る。
【００１８】この密着動作によれば、乾燥したＮ2 やＨ
ｅ等の不活性ガス雰囲気下で、貼付面１３、１４の変形
に伴って、両半導体基板１、２は、中央部から外周部へ
と次第に密着されていくので、両半導体基板１、２間に
空気が封じ込められて気泡が発生することはない。ま
た、密着時には両半導体基板１、２の全体に押圧力が加
わるので、両半導体基板１、２間に不完全な貼り合わせ
部分が生じたり、両半導体基板１、２が外周部から剥離
したりすることはない。さらに、両半導体基板１、２に
横力が作用しないので、両半導体基板１、２が相対的に
横ずれすることもない。
ｅ等の不活性ガス雰囲気下で、貼付面１３、１４の変形
に伴って、両半導体基板１、２は、中央部から外周部へ
と次第に密着されていくので、両半導体基板１、２間に
空気が封じ込められて気泡が発生することはない。ま
た、密着時には両半導体基板１、２の全体に押圧力が加
わるので、両半導体基板１、２間に不完全な貼り合わせ
部分が生じたり、両半導体基板１、２が外周部から剥離
したりすることはない。さらに、両半導体基板１、２に
横力が作用しないので、両半導体基板１、２が相対的に
横ずれすることもない。
【００１９】また、上記のような動作は、ポンプ４及び
ガス発生装置５により常に乾燥したＮ2 やＨｅ等の不活
性ガス雰囲気状態であるチャンバー３内において行われ
るので、２枚の半導体基板１、２を貼り合わせる際に
は、両半導体基板１、２間での、気泡の発生や、水分や
塵埃の付着を防止することができ、極めて密着性よく貼
り合わせることができる。
ガス発生装置５により常に乾燥したＮ2 やＨｅ等の不活
性ガス雰囲気状態であるチャンバー３内において行われ
るので、２枚の半導体基板１、２を貼り合わせる際に
は、両半導体基板１、２間での、気泡の発生や、水分や
塵埃の付着を防止することができ、極めて密着性よく貼
り合わせることができる。
【００２０】次に、図３から図８を参照して２枚の半導
体基板１、２の位置合わせについて説明する。まず、図
３から図６に示すように、貼り合わせ位置の近傍に、剛
体にて形成された取付材３０が配置されており、この取
付材３０の上下両端部に一対のカメラ３１、３２が対向
して取り付けられている。これらのカメラ３１、３２
は、例えばＣＣＤカメラを用いることが可能である。図
３に示すように、カメラ３１は貼付面１４に保持された
半導体基板２を撮像し、図４に示すように、カメラ３２
は貼付面１３に保持された半導体基板１を撮像する。
体基板１、２の位置合わせについて説明する。まず、図
３から図６に示すように、貼り合わせ位置の近傍に、剛
体にて形成された取付材３０が配置されており、この取
付材３０の上下両端部に一対のカメラ３１、３２が対向
して取り付けられている。これらのカメラ３１、３２
は、例えばＣＣＤカメラを用いることが可能である。図
３に示すように、カメラ３１は貼付面１４に保持された
半導体基板２を撮像し、図４に示すように、カメラ３２
は貼付面１３に保持された半導体基板１を撮像する。
【００２１】また、図７に示すように、両半導体基板
１、２の貼り合わせ面には、位置合わせ用の２つの印
Ｐ、Ｑが予め設けられている。尚、これらの印Ｐ、Ｑ
は、ステッパ（縮小投影露光装置）による半導体基板露
光等の印を利用してもよい。
１、２の貼り合わせ面には、位置合わせ用の２つの印
Ｐ、Ｑが予め設けられている。尚、これらの印Ｐ、Ｑ
は、ステッパ（縮小投影露光装置）による半導体基板露
光等の印を利用してもよい。
【００２２】さらに、図８に示すように、カメラ３１、
３２からの画像信号は制御部４０に入力され、その制御
部４０から記憶部４１に送出されて、その記憶部４１の
異なる記憶領域にそれぞれ記憶される。ここで、記憶部
４１は、例えば画像メモリを用いることができる。そし
て、制御部４０は、記憶部４１に記憶された両半導体基
板１、２の印Ｐ、Ｑの位置データをそれぞれ比較し、こ
れに基づいて駆動手段２１、２２に制御信号を送出す
る。
３２からの画像信号は制御部４０に入力され、その制御
部４０から記憶部４１に送出されて、その記憶部４１の
異なる記憶領域にそれぞれ記憶される。ここで、記憶部
４１は、例えば画像メモリを用いることができる。そし
て、制御部４０は、記憶部４１に記憶された両半導体基
板１、２の印Ｐ、Ｑの位置データをそれぞれ比較し、こ
れに基づいて駆動手段２１、２２に制御信号を送出す
る。
【００２３】次に、上記のように構成された半導体基板
貼付装置の動作を説明する。まず、図３に示すように、
半導体基板２の位置合わせの時には、駆動手段２１によ
って貼付部材１１及び半導体基板１は退避され、カメラ
３１によって、半導体基板２が撮像されて、その画像が
記憶部４１に記憶される。
貼付装置の動作を説明する。まず、図３に示すように、
半導体基板２の位置合わせの時には、駆動手段２１によ
って貼付部材１１及び半導体基板１は退避され、カメラ
３１によって、半導体基板２が撮像されて、その画像が
記憶部４１に記憶される。
【００２４】また、図４に示すように、半導体基板１の
位置合わせの時には、駆動手段２２によって貼付部材１
２及び半導体基板２は退避され、カメラ３２によって、
半導体基板１が撮像されて、その画像が記憶部４１に記
憶される。
位置合わせの時には、駆動手段２２によって貼付部材１
２及び半導体基板２は退避され、カメラ３２によって、
半導体基板１が撮像されて、その画像が記憶部４１に記
憶される。
【００２５】そして、制御部４０は、記憶部４１に記憶
された半導体基板１の印Ｐ、Ｑの位置データと半導体基
板２の印Ｐ、Ｑの位置データとを比較し、その位置デー
タに基づいて駆動手段２１、２２に制御信号を送出す
る。これによって、図５に示すように、駆動手段２１、
２２によって、貼付部材１１、１２が移動され、両半導
体基板１、２の位置合わせが乾燥したＮ2 やＨｅ等の不
活性ガス雰囲気状態の中で行われる。
された半導体基板１の印Ｐ、Ｑの位置データと半導体基
板２の印Ｐ、Ｑの位置データとを比較し、その位置デー
タに基づいて駆動手段２１、２２に制御信号を送出す
る。これによって、図５に示すように、駆動手段２１、
２２によって、貼付部材１１、１２が移動され、両半導
体基板１、２の位置合わせが乾燥したＮ2 やＨｅ等の不
活性ガス雰囲気状態の中で行われる。
【００２６】このように、両半導体基板１、２の印Ｐ、
Ｑの位置データを基にしているので、両半導体基板１、
２の位置合わせを極めて正確に行うことができ、それに
よって、不良品の発生を防止することができる。また、
位置データを基にすると、両半導体基板１、２の各印
Ｐ、Ｑの位置が所定の距離だけ離間するような位置合わ
せも行うことができる。この場合には、制御部４０に外
部から距離数値を入力すればよい。さらに、貼付面１
３、１４上における両半導体基板１、２の横ずれ誤差が
位置データとして現れ、カメラ３１、３２の取付誤差も
予め位置データとして入力すればよいので、位置データ
を基にすると、それらの誤差を吸収することができる。
尚、貼付部材１１、１２が水平面内で矢印ｃ方向に回転
自在で、両半導体基板１、２に２つの印Ｐ、Ｑを設けて
いるので、水平面内で両半導体基板１、２を回転させる
位置合わせも行うことができる。
Ｑの位置データを基にしているので、両半導体基板１、
２の位置合わせを極めて正確に行うことができ、それに
よって、不良品の発生を防止することができる。また、
位置データを基にすると、両半導体基板１、２の各印
Ｐ、Ｑの位置が所定の距離だけ離間するような位置合わ
せも行うことができる。この場合には、制御部４０に外
部から距離数値を入力すればよい。さらに、貼付面１
３、１４上における両半導体基板１、２の横ずれ誤差が
位置データとして現れ、カメラ３１、３２の取付誤差も
予め位置データとして入力すればよいので、位置データ
を基にすると、それらの誤差を吸収することができる。
尚、貼付部材１１、１２が水平面内で矢印ｃ方向に回転
自在で、両半導体基板１、２に２つの印Ｐ、Ｑを設けて
いるので、水平面内で両半導体基板１、２を回転させる
位置合わせも行うことができる。
【００２７】以上のような位置合わせの後、図６に示す
ように、駆動手段２１、２２によって貼付部材１１、１
２が接近され、両半導体基板１、２同士を接触させる。
そして、図２によって先に述べたように両半導体基板
１、２同士を密着させる。
ように、駆動手段２１、２２によって貼付部材１１、１
２が接近され、両半導体基板１、２同士を接触させる。
そして、図２によって先に述べたように両半導体基板
１、２同士を密着させる。
【００２８】以上、本発明の一実施例について説明した
が、本発明は、実施例に限定されることなく、本発明の
技術的思想に基づいて各種の有効な変更が可能である。
例えば、実施例では、両方の貼付面を凸状曲面と平坦面
とに変形可能に構成したが、片方は固定の平坦面でもよ
い。また、実施例では一対の貼付部材をそれぞれ移動さ
せる一対の駆動手段を設けたが、この駆動手段は一方の
貼付部材を移動させるものでもよい。
が、本発明は、実施例に限定されることなく、本発明の
技術的思想に基づいて各種の有効な変更が可能である。
例えば、実施例では、両方の貼付面を凸状曲面と平坦面
とに変形可能に構成したが、片方は固定の平坦面でもよ
い。また、実施例では一対の貼付部材をそれぞれ移動さ
せる一対の駆動手段を設けたが、この駆動手段は一方の
貼付部材を移動させるものでもよい。
【００２９】尚、貼付部材を形状記憶合金によって形成
した場合、変形付与手段である加熱手段は、実施例のヒ
ーターに限られず、加熱室等による全体加熱でもよい。
また、貼付部材を弾性変形可能な弾性体によって形成し
て、その貼付面を凸状曲面と平坦面とに変形させる構成
を採用することができる。この場合は、変形付与手段と
して圧着手段を用いる。
した場合、変形付与手段である加熱手段は、実施例のヒ
ーターに限られず、加熱室等による全体加熱でもよい。
また、貼付部材を弾性変形可能な弾性体によって形成し
て、その貼付面を凸状曲面と平坦面とに変形させる構成
を採用することができる。この場合は、変形付与手段と
して圧着手段を用いる。
【００３０】尚、本発明の実施例では、装置を収納する
容器内を不活性ガス雰囲気状態にするのにポンプ及びガ
ス発生装置を用いているが、これに限定されることはな
く、装置を収納できる容器、いわゆるチャンバー内が不
活性ガス雰囲気状態であり、その不活性ガス雰囲気状態
を維持できる手段が設けてあればよい。また、不活性ガ
スは乾燥したＮ2 やＨｅ以外にも各種の有効な不活性ガ
スを用いることができる。
容器内を不活性ガス雰囲気状態にするのにポンプ及びガ
ス発生装置を用いているが、これに限定されることはな
く、装置を収納できる容器、いわゆるチャンバー内が不
活性ガス雰囲気状態であり、その不活性ガス雰囲気状態
を維持できる手段が設けてあればよい。また、不活性ガ
スは乾燥したＮ2 やＨｅ以外にも各種の有効な不活性ガ
スを用いることができる。
【００３１】
【発明の効果】以上説明したように本発明によれば、２
枚の半導体基板を貼り合わせた多層デバイスを製造する
装置であって、該装置を収納する容器と、この容器内を
不活性ガス雰囲気状態に保持する手段とを備えたので、
容器内を例えば乾燥したＮ2 やＨｅ等の不活性ガス雰囲
気状態に保持して、２枚の半導体基板を貼り合わせるこ
とができ、両半導体基板間における常圧での気泡の発
生、水分や塵埃等の付着、不完全な貼り合わせ部分の発
生を防止することができ、密着性よく貼り合わせること
ができると共に、２枚の半導体基板をほぼ中央部から外
周部へと高精度に位置合わせでき極めて密着性よく貼り
合わせることができる。従って、２枚の半導体基板を貼
り合わせて製造される多層デバイスの歩留まりを上げる
と共に、信頼性を高くすることができる。
枚の半導体基板を貼り合わせた多層デバイスを製造する
装置であって、該装置を収納する容器と、この容器内を
不活性ガス雰囲気状態に保持する手段とを備えたので、
容器内を例えば乾燥したＮ2 やＨｅ等の不活性ガス雰囲
気状態に保持して、２枚の半導体基板を貼り合わせるこ
とができ、両半導体基板間における常圧での気泡の発
生、水分や塵埃等の付着、不完全な貼り合わせ部分の発
生を防止することができ、密着性よく貼り合わせること
ができると共に、２枚の半導体基板をほぼ中央部から外
周部へと高精度に位置合わせでき極めて密着性よく貼り
合わせることができる。従って、２枚の半導体基板を貼
り合わせて製造される多層デバイスの歩留まりを上げる
と共に、信頼性を高くすることができる。
【図１】本発明による半導体基板貼付装置の一実施例に
おける半導体基板の密着前の一対の貼付部材の拡大正面
図である。
おける半導体基板の密着前の一対の貼付部材の拡大正面
図である。
【図２】上記実施例における半導体基板の密着時の一対
の貼付部材の拡大正面図である。
の貼付部材の拡大正面図である。
【図３】本発明による半導体基板貼付装置の一実施例に
おいて半導体基板の位置合わせをする際の駆動手段の作
動を示す装置全体の正面図である。
おいて半導体基板の位置合わせをする際の駆動手段の作
動を示す装置全体の正面図である。
【図４】上記実施例において半導体基板の位置合わせを
する際の駆動手段の作動を示す装置全体の正面図であ
る。
する際の駆動手段の作動を示す装置全体の正面図であ
る。
【図５】上記実施例において半導体基板の位置合わせを
する際の駆動手段の作動を示す装置全体の正面図であ
る。
する際の駆動手段の作動を示す装置全体の正面図であ
る。
【図６】上記実施例において半導体基板の位置合わせを
する際の駆動手段の作動を示す装置全体の正面図であ
る。
する際の駆動手段の作動を示す装置全体の正面図であ
る。
【図７】実施例で用いた半導体基板の平面図である。
【図８】実施例における位置合わせ制御系の構成を示す
ブロック図である。
ブロック図である。
１、 ２ 半導体基板 ３ チャンバー ４ ポンプ ５ ガス発生装置 １１、１２ 貼付部材 １３、１４ 貼付面 １５、１６ 吸引孔 １７、１８ 支持部材 １９、２０ ヒーター ２１、２２ 駆動手段 ３０ 取付材 ３１、３２ カメラ ４０ 制御部 ４１ 記憶部 Ｐ、 Ｑ 印
Claims (5)
- 【請求項１】 ２枚の半導体基板を貼り合わせた多層デ
バイスを製造する装置であって、該装置を収納する容器
と、この容器内を不活性ガス雰囲気状態に保持する手段
とを備えたことを特徴とする半導体基板貼付装置。 - 【請求項２】 ２枚の半導体基板をそれぞれ保持する一
対の貼付面を有する一対の貼付部材であって、一方の貼
付面が凸状曲面と平坦面とに変形可能で、かつ他方の貼
付面が凸状曲面と平坦面とに変形可能又は固定の平坦面
にて構成された一対の貼付部材と、 これら一対の貼付部材の少なくとも一方を移動させて、
前記両貼付面にそれぞれ保持された前記両半導体基板の
ほぼ中央同士を接触させる駆動手段と、 前記両半導体基板をそれぞれ保持する前記両貼付面のう
ち変形可能な貼付面を凸状曲面から平坦面に変形させる
変形付与手段と、をさらに備えている請求項１記載の半
導体基板貼付装置。 - 【請求項３】 ２枚の半導体基板をそれぞれ保持する一
対の貼付面を有する一対の貼付部材であって、一方の貼
付面が凸状曲面と平坦面とに変形可能で、かつ他方の貼
付面が凸状曲面と平坦面とに変形可能又は固定の平坦面
にて構成された一対の貼付部材と、 前記両貼付面にそれぞれ保持された前記両半導体基板に
予め設けられている印を検出する検出手段と、 前記検出手段によって検出された前記両半導体基板の各
印の位置を記憶する記憶手段と、 前記一対の貼付部材の少なくとも一方を移動させて、前
記両貼付面にそれぞれ保持された前記両半導体基板の相
対位置を調整してそれら半導体基板のほぼ中央同士を接
触させる駆動手段と、 前記記憶手段によって記憶された前記両半導体基板の各
印の位置データに基づいて前記駆動手段を制御して、前
記両半導体基板の位置合わせを行う制御手段と、 前記両半導体基板をそれぞれ保持する前記両貼付面のう
ち変形可能な貼付面を凸状曲面から平坦面に変形させる
変形付与手段と、をさらに備えている請求項１記載の半
導体基板貼付装置。 - 【請求項４】 前記変形可能な貼付面を有する貼付部材
を形状記憶合金によって形成し、前記変形付与手段を加
熱手段によって構成したことを特徴とする請求項２また
は請求項３記載の半導体基板貼付装置。 - 【請求項５】 前記変形可能な貼付面を有する貼付部材
を弾性体によって形成し、前記変形付与手段を圧着手段
によって構成したことを特徴とする請求項２または請求
項３記載の半導体基板貼付装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP5634392A JPH05217973A (ja) | 1992-02-06 | 1992-02-06 | 半導体基板貼付装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP5634392A JPH05217973A (ja) | 1992-02-06 | 1992-02-06 | 半導体基板貼付装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH05217973A true JPH05217973A (ja) | 1993-08-27 |
Family
ID=13024590
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP5634392A Withdrawn JPH05217973A (ja) | 1992-02-06 | 1992-02-06 | 半導体基板貼付装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH05217973A (ja) |
Cited By (15)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH11103035A (ja) * | 1997-07-30 | 1999-04-13 | Tadahiro Omi | 半導体基板及びその作製方法 |
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| WO2011010460A1 (ja) * | 2009-07-21 | 2011-01-27 | 株式会社ニコン | 基板処理システム、基板ホルダ、基板ホルダ対、基板接合装置およびデバイスの製造方法 |
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| KR20150013556A (ko) * | 2012-04-27 | 2015-02-05 | 꼼미사리아 아 레네르지 아토미끄 에뜨 옥스 에너지스 앨터네이티브즈 | 음의 줄-톰슨 계수를 가지는 가스 분위기 안의 본딩 방법 |
| JP2015228449A (ja) * | 2014-06-02 | 2015-12-17 | 株式会社ニコン | 基板接合方法および基板接合装置 |
| JP2018026413A (ja) * | 2016-08-09 | 2018-02-15 | 東京エレクトロン株式会社 | 接合装置および接合システム |
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| US11742205B2 (en) | 2016-02-16 | 2023-08-29 | Ev Group E. Thallner Gmbh | Method and device for bonding of substrates |
-
1992
- 1992-02-06 JP JP5634392A patent/JPH05217973A/ja not_active Withdrawn
Cited By (22)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
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