WO2011033797A1 - 加圧装置および加圧方法 - Google Patents
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- H05K—PRINTED CIRCUITS; CASINGS OR CONSTRUCTIONAL DETAILS OF ELECTRIC APPARATUS; MANUFACTURE OF ASSEMBLAGES OF ELECTRICAL COMPONENTS
- H05K2203/00—Indexing scheme relating to apparatus or processes for manufacturing printed circuits covered by H05K3/00
- H05K2203/16—Inspection; Monitoring; Aligning
- H05K2203/166—Alignment or registration; Control of registration
-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02P—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES IN THE PRODUCTION OR PROCESSING OF GOODS
- Y02P70/00—Climate change mitigation technologies in the production process for final industrial or consumer products
- Y02P70/50—Manufacturing or production processes characterised by the final manufactured product
Definitions
- the present invention relates to a technique for pressurizing two objects to be pressed.
- Patent Document 1 describes a mounting device (joining device) that joins a component held by a head and a substrate held by a stage and mounts the component on the substrate.
- a technique is also expressed as a technique for pressurizing and bonding two objects to be pressed (bonded objects).
- the positions of two objects to be joined are detected in a non-contact state. And based on the detection result of the horizontal position of both to-be-joined objects, alignment (alignment) is performed so that the relative position shift in the horizontal direction of the to-be-joined objects may be eliminated.
- the two objects to be joined are joined by approaching and further contacting.
- the above-described technique has a problem that misalignment occurs due to various factors when both non-contacted objects are in contact with each other. For example, when both the objects to be bonded come into contact with each other, a physical impact force acts, so that the horizontal position of both objects to be bonded may slightly shift.
- An object of the present invention is to provide a pressurization technique capable of aligning and pressurizing two objects to be pressed (bonded objects and the like) with higher accuracy.
- a first aspect of the present invention is a pressurizing apparatus that pressurizes both a first object to be pressurized and a second object to be pressurized,
- a relative movement means for relatively moving a first object to be pressed and the second object to be pressed in a predetermined direction; and a relative movement operation by the relative movement means to move the first object to be pressed and the first object
- a first measuring means for measuring a positional deviation of both of the pressurized objects in a plane perpendicular to the predetermined direction in a state where the two pressurized objects are in contact; and the positional deviation.
- an alignment unit that corrects and aligns both the objects to be pressed.
- a pressurizing method for pressurizing both the first object to be pressed and the second object to be pressed wherein a) the first object to be pressed is provided.
- a pressurizing device for pressurizing the first object to be pressurized and the second object to be pressurized with a flowable substance layer sandwiched between them.
- Relative movement means for relatively moving the objects to be pressurized of the one object to be pressurized and the second object to be pressurized in a predetermined direction, and the first object by the relative movement operation by the relative movement means.
- the position of the two articles to be pressed is a position in a plane perpendicular to the predetermined direction.
- a pressurizing method for pressurizing both of the first and second objects to be pressed with a flowable substance layer interposed therebetween.
- a pressurization method comprising: measuring a positional deviation in a plane perpendicular to a predetermined direction; and c) correcting the positional deviation and aligning the objects to be pressed.
- the present invention it is possible to correct misalignment caused by contact, so that it is possible to align and pressurize two objects to be pressed with higher accuracy.
- FIG. 1 is a side view showing the internal structure of the bonding apparatus.
- FIG. 2 is a side view showing the internal structure of the joining apparatus.
- FIG. 3 is a schematic perspective view showing the vicinity of the stage and the head.
- FIG. 4 is a diagram showing two alignment marks attached to one object to be joined.
- FIG. 5 is a diagram showing two alignment marks attached to the other object to be joined.
- FIG. 6 is a view showing a photographed image regarding both objects to be joined.
- FIG. 7 is a diagram illustrating a state in which a set of marks are displaced from each other.
- FIG. 8 is a flowchart showing an operation according to the first embodiment.
- FIG. 9 is a diagram illustrating a state (non-contact state) in which both objects to be bonded are correctly arranged.
- FIG. 9 is a diagram illustrating a state (non-contact state) in which both objects to be bonded are correctly arranged.
- FIG. 10 is a diagram illustrating a state (contact state) in which both objects to be bonded are correctly arranged.
- FIG. 11 is a diagram illustrating a state in which both objects to be bonded are arranged in an inclined manner.
- FIG. 12 is a diagram illustrating a state in which both objects to be joined start contact on one end side thereof.
- FIG. 13 is a diagram illustrating a state in which both objects to be bonded are in contact with each other with a positional shift in the horizontal direction.
- FIG. 14 is a diagram illustrating a state in which the contact state between the objects to be bonded is once released and the alignment operation is performed.
- FIG. 15 is a diagram illustrating a photographed image of a mark acquired with a small blur.
- FIG. 16 is a diagram illustrating a captured image of a mark acquired with a relatively large blur.
- FIG. 17 is a diagram for explaining an in-focus state during alignment mark photographing.
- FIG. 18 is a flowchart showing an operation according to the second embodiment.
- FIG. 19 is a schematic diagram illustrating a contact operation in a state involving a shift in parallelism.
- FIG. 20 is a schematic diagram illustrating a contact operation in a state involving a deviation in parallelism.
- FIG. 21 is a schematic diagram showing a contact operation in a state accompanied by a deviation in parallelism.
- FIG. 22 is a diagram showing the relationship between the horizontal position deviation amount ⁇ D and the Z position correction amount ⁇ Z.
- FIG. 23 is a flowchart showing the operation in the third embodiment.
- FIG. 24 is a diagram illustrating a state in which the positional deviation between the objects to be bonded is corrected while maintaining the contact state.
- FIG. 25 is a flowchart showing an operation according to the fourth embodiment.
- FIG. 26 is a diagram illustrating a temperature change of the head.
- FIG. 27 is a diagram illustrating a state in which there is a positional deviation.
- FIG. 28 is a diagram illustrating a state in which alignment of both objects to be bonded is performed in a molten state of the metal bumps.
- FIG. 29 is a diagram illustrating a state in which alignment of both objects to be bonded is performed in a molten state of the metal bumps.
- FIG. 30 is a diagram illustrating a pressurizing device according to the fifth embodiment.
- FIG. 30 is a diagram illustrating a pressurizing device according to the fifth embodiment.
- FIG. 31 is a schematic perspective view showing the vicinity of the stage and the head.
- FIG. 32 is a plan view showing the vicinity of the head.
- FIG. 33 is a flowchart showing an operation according to the fifth embodiment.
- FIG. 34 is a diagram showing a state (non-contact state) in which both objects to be pressed are correctly arranged.
- FIG. 35 is a diagram illustrating a state in which the objects to be pressed are in contact with each other with a positional shift.
- FIG. 36 is a diagram illustrating a state (contact state) in which both objects to be pressed are correctly arranged.
- FIG. 37 is a diagram illustrating a state in which the ultraviolet irradiation process is performed.
- FIG. 38 is a diagram showing the positional relationship between the stage and the head in the vertical direction.
- FIG. 39 is a flowchart showing an operation according to the modification.
- FIG. 40 is a diagram showing both pressurized objects according to another modification.
- FIG. 41 is a view showing both pressurized objects according to still another modification.
- FIG. 42 is a diagram showing both pressurized objects according to different modifications.
- FIG. 43 is a diagram illustrating both pressurized objects according to different modifications.
- FIG. 44 is a diagram illustrating both pressurized objects according to different modifications.
- Device configuration> 1 and 2 are side views showing the internal structure of the joining apparatus 1 (also referred to as 1A) according to the first embodiment of the present invention. In the following, in each figure, directions and the like are shown using an XYZ orthogonal coordinate system for convenience.
- the bonding apparatus 1 is an apparatus for bonding both the objects to be bonded 91 and 92 by pressing and heating the object to be bonded 91 and the object to be bonded 92 in a chamber (vacuum chamber) 2 under reduced pressure.
- a chamber vacuum chamber
- FIGS. 9 and 10 the situation in which the substrate 91 and the chip (component) 92 are joined, more specifically, the pad (electrode) 93 of the substrate 91 and the metal bump (electrode) of the chip 92.
- the metal bump 94 a so-called solder bump formed of an appropriate solder material can be used.
- the metal bump 94 is not limited to this, and may be formed using various metal materials such as Au (gold), Cu (copper), Al (aluminum). 9 and the like, the pads 93 and the metal bumps 94 are exaggerated for convenience of illustration.
- the surface activation treatment is performed in advance on the bonding surfaces of the objects to be bonded 91 and 92 (pads 93 and metal bumps 94).
- the surface activation process is performed on both the bonded objects 91 and 92 in advance, and then both the bonded objects 91 and 92 are carried into the bonding apparatus 1. .
- the surface activation process is a process for activating the bonding surfaces of the objects to be bonded 91 and 92, and is performed by releasing a specific substance (for example, argon) using the beam irradiation unit.
- the beam irradiation unit accelerates an ionized specific substance (such as argon) with an electric field and emits the specific substance toward the bonding surfaces of both the bonded objects 91 and 92, thereby Activate the bonding surface.
- the beam irradiation unit activates the bonding surfaces of the objects to be bonded 91 and 92 by irradiating energy waves toward the bonding surfaces of the objects to be bonded 91 and 92.
- an atomic beam irradiation apparatus, an ion beam irradiation apparatus, or the like is used as the beam irradiation unit.
- the joining apparatus 1 is also expressed as a mounting apparatus that joins the component 92 held by the head 22 and the substrate 91 held by the stage 12 and mounts the component 92 on the substrate 91. Furthermore, in this joining apparatus 1, since both the pressurized objects of the component 92 and the board
- the bonding apparatus 1 includes a vacuum chamber 2 that is a processing space for both objects to be bonded 91 and 92.
- the vacuum chamber 2 is connected to a vacuum pump 5 via an exhaust pipe 6 and an exhaust valve 7.
- the vacuum chamber 2 is put into a vacuum state by reducing (reducing pressure) the pressure in the vacuum chamber 2 in accordance with the suction operation of the vacuum pump 5.
- the exhaust valve 7 can adjust the degree of vacuum in the vacuum chamber 2 by the opening / closing operation and the exhaust flow rate adjusting operation.
- Both objects 91 and 92 are interposed between a pressure surface 22f (see FIG. 3) of the head 22 (also referred to as a pressure member) and a pressure surface 12f of the stage 12 (also referred to as a pressure member).
- a pressure surface 22f see FIG. 3
- the upper object 92 is held by the head 22 (more specifically, an electrostatic chuck or a mechanical chuck provided at the tip thereof).
- the lower workpiece 91 is held by the stage 12 (more specifically, an electrostatic chuck or a mechanical chuck provided at the tip thereof).
- the head 22 is heated by a heater 22 h built in the head 22, and the temperature of the object 92 held by the head 22 can be adjusted.
- the stage 12 is heated by a heater 12 h built in the stage 12, and the temperature of the article 91 on the stage 12 can be adjusted.
- the head 22 can also rapidly cool the head 22 itself to near the room temperature TH1 by an air cooling type cooling device or the like built in the head 22.
- the heaters 12h and 22h (particularly 22h) function as heating means (melting means) for melting the metal bumps 94, and also function as cooling means (solidification means) for cooling and solidifying the metal bumps 94 again. That is, the heaters 12h and 22h (particularly 22h) function as heating / cooling means for heating or cooling the metal bumps 94.
- the stage 12 can be moved (translated) in the X direction by a slide moving mechanism 14 (see FIG. 2).
- the stage 12 moves in the X direction between a relatively left standby position (near position PG1) in FIG. 2 and a relatively right joining position (near position PG2 immediately below the head 22).
- the slide moving mechanism 14 has a highly accurate position detector (linear scale), and the stage 12 is positioned with high accuracy.
- the head 22 is moved (translationally moved) in the X direction and the Y direction (two translational directions parallel to the horizontal plane) by the alignment table 23, and at the ⁇ direction (around the axis parallel to the Z axis) by the rotation drive mechanism 25. Rotation direction).
- the head 22 is driven by the alignment table 23 and the rotation drive mechanism 25 based on a position detection result by a position recognition unit 28 described later, and alignment operations in the X direction, the Y direction, and the ⁇ direction are executed.
- the stage 12 and the head 22 relatively move in each direction (X direction, Y direction, ⁇ direction) (horizontal direction in short) along a plane perpendicular to the vertical direction (Z direction). By doing so, the workpiece 91 held by the stage 12 and the workpiece 92 held by the head 22 are aligned in the horizontal direction.
- the head 22 is moved (lifted) in the Z direction by the Z-axis lifting drive mechanism 26.
- the Z-axis raising / lowering drive mechanism 26 can also control the applied pressure at the time of joining based on the signals detected by a plurality of pressure detection sensors (load cell, etc.) 29, 32 (32a, 32b, 32c). is there.
- FIG. 3 is a schematic perspective view showing the vicinity of the stage 12 and the head 22.
- the stage 12, the head 22, and the like are shown in a schematic shape (substantially cylindrical shape) for simplification of illustration.
- the joining apparatus 1 further includes three piezoelectric actuators 31 (31a, 31b, 31c) and three pressure detection sensors 32 (32a, 32b, 32c).
- the three piezoelectric actuators 31a, 31b, and 31c and the three pressure detection sensors 32a, 32b, and 32c are provided between the head 22 and the alignment table 23. Specifically, the three piezo actuators 31 a, 31 b, and 31 c are fixed at different positions (three positions on a non-collinear line) on the upper surface of the head 22. More specifically, the three piezoelectric actuators 31a, 31b, and 31c are arranged at substantially equal intervals in the vicinity of the outer peripheral portion in the substantially circular upper surface of the substantially cylindrical head 22.
- the three pressure detection sensors 32a, 32b, and 32c connect the upper end surfaces of the corresponding piezoelectric actuators 31a, 31b, and 31c and the lower surface of the alignment table 23, respectively. In other words, the three pressure detection sensors 32 a, 32 b, and 32 c are disposed at three independent positions (non-collinear positions) in a plane parallel to the pressure surface of the head 22.
- the three piezo actuators 31a, 31b, and 31c can extend and contract in the Z direction independently of each other, and the posture of the head 22 (specifically, the posture angle around two axes (for example, around the X axis and around the Y axis)) and The position (specifically, the position in the Z direction) can be finely adjusted.
- the three pressure detection sensors 32a, 32b, and 32c can measure the applied pressure at three positions (positions on a non-collinear line) in a plane parallel to the lower surface (pressure surface) 22f of the head 22. .
- the lower surface 22f see FIG. 2 of the head 22 and the upper surface (pressure surface) 12f of the stage 12 are parallel. It is possible to join both the workpieces 91 and 92 while maintaining the above.
- the joining apparatus 1 includes a position recognition unit 28 that recognizes the horizontal positions (specifically, X, Y, ⁇ ) of the workpieces 91 and 92.
- the position recognizing unit 28 includes imaging units (cameras) 28L, 28M, and 28N that acquire a light image related to the object to be bonded as image data.
- the imaging units 28L, 28M, and 28N each have a coaxial illumination system. Note that light (for example, infrared light) transmitted through both the objects to be joined 91 and 92, the stage 12, and the like is used as a light source of each coaxial illumination system of the imaging units 28M and 28N.
- both the objects to be joined 91 and 92 are each provided with a mark for alignment (hereinafter also referred to as an alignment mark or the like) MK.
- a mark for alignment hereinafter also referred to as an alignment mark or the like
- MK1a and MK1b are provided on one workpiece 91
- MK2a and MK2b are also provided on the other workpiece 92.
- the alignment operation (alignment operation) of the objects to be bonded 91 and 92 is executed by recognizing the positions of the alignment marks MK attached to the objects to be bonded 91 and 92 by the position recognition unit (camera or the like) 28. Is done.
- the imaging unit 28 ⁇ / b> L of the position recognition unit 28 acquires an optical image of the object 91 existing at the position PG ⁇ b> 1 as image data.
- the light emitted from the light source disposed above the outside of the vacuum chamber 2 passes through the window portion 2a of the vacuum chamber 2 and reaches the object to be bonded 91 (position PG1) and is reflected.
- transmits the window part 2a of the vacuum chamber 2, and advances again, and reaches
- the imaging unit 28L acquires the optical image related to the workpiece 91 as image data.
- the imaging unit 28L extracts the alignment mark MK1 (MK1a or the like) based on the image data, recognizes the position of the alignment mark MK1, and recognizes the position of the workpiece 91.
- the imaging unit 28M of the position recognizing unit 28 acquires an optical image of the object 92 present at the position PG2 as image data. Specifically, the light emitted from the light source disposed below the vacuum chamber 2 passes through the window portion 2b of the vacuum chamber 2 and reaches the object to be bonded 92 (position PG2) and is reflected. Then, the light reflected by the object to be joined 92 (specifically, part thereof) again travels through the window 2b of the vacuum chamber 2 and reaches the imaging unit 28M. In this way, the imaging unit 28M acquires the optical image related to the workpiece 92 as image data. Further, the imaging unit 28M extracts the alignment mark MK2 (MK2a and the like) based on the image data, recognizes the position of the alignment mark MK2, and recognizes the position of the workpiece 92.
- MK2 alignment mark
- the captured image GL is acquired by the imaging unit 28L in a state in which the object 91 is present near the position PG1, and the captured image GM is acquired in the state in which the object 92 is present near the position PG2. Is done. Thereafter, as the stage 12 is moved in the X direction by the slide moving mechanism 14, the workpiece 91 is moved in the X direction to the vicinity of the position PG2.
- the joining apparatus 1 obtains the deviation amounts from the reference positions of the objects to be joined 91 and 92 based on the images GL and GM, respectively. Then, the bonding apparatus 1 adjusts the amount of movement of the workpiece 91 in the X direction and the position of the workpiece 92 in the Y direction and the like based on the amount of deviation. Thereby, in the state where the workpiece 91 is moved to the position PG2 and the workpieces 91 and 92 are spaced apart from each other, the relative positional relationship between the workpieces 91 and 92 in the horizontal direction is almost correct. Become. Such a rough alignment operation is also referred to as rough alignment. Alternatively, the alignment operation is also referred to as a pre-alignment operation because it is an alignment operation that is performed before a more precise alignment operation (also referred to as a fine alignment operation) as will be described later.
- the position recognition unit 28 can execute a position measurement operation for fine alignment operation. Specifically, the position recognizing unit 28 captures a captured image (transmitted light and reflected light of illumination light emitted from the respective coaxial illumination systems of the imaging units 28M and 28N in a state where the objects 91 and 92 are opposed to each other ( It is also possible to recognize the positions of the workpieces 91 and 92 using the image data GA. In other words, the alignment operation (fine alignment operation) of both the objects to be bonded 91 and 92 is performed by the position recognition unit (camera or the like) 28 with two sets of alignment marks ( This is executed by simultaneously recognizing the positions of MK1a, MK2a) and (MK1b, MK2b).
- the light emitted from the light source (not shown) of the coaxial illumination system in the imaging unit 28M is reflected by the mirror 28e, the traveling direction thereof is changed, and the light travels upward.
- the light further passes through the window portion 2b (FIG. 1) and a part (or all) of the objects to be bonded 91 and 92 and then is reflected by the marks MK1a and MK2a of the objects to be bonded 91 and 92. This time, it proceeds in the opposite direction (downward). Then, the light again passes through the window 2b and is reflected by the mirror 28e, and its traveling direction is changed to the left, and reaches the image pickup device in the image pickup unit 28M.
- the position recognizing unit 28 acquires the optical images (images including the marks MK1a and MK2a) related to the objects to be bonded 91 and 92 as the captured images GAa (see FIG. 6), and based on the images GAa While recognizing the position of a certain set of marks (MK1a, MK2a) attached to the joints 91, 92, the amount of displacement ( ⁇ xa, ⁇ ya) between the set of marks (MK1a, MK2a) is obtained. (See FIG. 7).
- FIG. 7 is a diagram illustrating a state in which the pair of marks MK1a and MK2a are displaced from each other.
- the light emitted from the light source (not shown) of the coaxial illumination system in the imaging unit 28N is reflected by the mirror 28f, the traveling direction thereof is changed, and the light travels upward.
- the light further passes through part or all of the window portion 2b (FIG. 1) and the objects to be bonded 91 and 92 and then is reflected by the marks MK1b and MK2b of the objects to be bonded 91 and 92, this time, Advances in the opposite direction (downward). Then, the light again passes through the window 2b and is reflected by the mirror 28f, and its traveling direction is changed to the right, and reaches the image pickup device in the image pickup unit 28N.
- the position recognizing unit 28 acquires the optical images (images including the marks MK1b and MK2b) related to the objects 91 and 92 as the captured images GAb (see FIG. 6), and based on the images GAb While recognizing the position of another set of marks (MK1b, MK2b) attached to the joints 91, 92, the amount of displacement ( ⁇ xb, ⁇ yb) between the set of marks (MK1b, MK2b) is obtained. .
- the photographing operations of the captured images GAa and GAb by the imaging units 28M and 28N are executed almost simultaneously.
- the position recognizing unit 28 determines the X direction, the Y direction, and ⁇ based on the positional deviation amounts ( ⁇ xa, ⁇ ya), ( ⁇ xb, ⁇ yb) of these two sets of marks and the geometric relationship between the two sets of marks.
- a relative deviation amount ⁇ D (specifically, ⁇ x, ⁇ y, ⁇ ) of the workpieces 91 and 92 in the direction is calculated.
- the head 22 is driven in two translational directions (X direction and Y direction) and a rotational direction ( ⁇ direction) so that the relative deviation amount ⁇ D recognized by the position recognition unit 28 is reduced. Thereby, both the to-be-joined objects 91 and 92 are moved relatively, and said positional deviation amount (DELTA) D is correct
- the positional deviation amount ⁇ D (specifically, ⁇ x, ⁇ y, ⁇ ) in the plane (horizontal plane) perpendicular to the vertical direction (Z direction) is measured, and an alignment operation for correcting the positional deviation amount ⁇ D ( Fine alignment operation) is executed.
- the measurement operation of the positional deviation amount ⁇ D is performed in a non-contact state of both the workpieces 91 and 92 and also in a contact state of both the workpieces 91 and 92.
- the present invention is not limited to this.
- the captured images GAa and GAb may be sequentially captured and acquired by moving one camera 28M in the X direction and / or the Y direction.
- FIG. 8 is a flowchart showing an operation according to the first embodiment. The operation is controlled by the controller 100 (see FIG. 1) of the apparatus 1.
- both the objects to be bonded 91 and 92 are arranged to face each other in a non-contact state.
- steps S11 and S12 the fine alignment operation in the non-contact state (described above) is further executed.
- step S11 first, photographed images GAa and GAb (see FIG. 6) of both objects 91 and 92 (see FIG. 9) in a non-contact state are acquired. Then, based on the two photographed images GAa and GAb, displacement amounts ( ⁇ x, ⁇ y, ⁇ ) in the X direction, the Y direction, and the ⁇ direction of the objects to be bonded 91, 92 are obtained.
- the shift amounts ( ⁇ xa, ⁇ ya) are calculated using the vector correlation method based on the image GAa obtained by simultaneously reading both marks MK1a, MK2a separated in the Z direction.
- deviation amounts ( ⁇ xb, ⁇ yb) are calculated using the vector correlation method based on the image GAb obtained by simultaneously reading both marks MK1b, MK2b separated in the Z direction.
- the positional deviation amounts ( ⁇ x, ⁇ y, ⁇ ) in the horizontal direction of the workpieces 91, 92 are measured.
- the position can be obtained with higher accuracy. The same applies to the image GAb.
- both the workpieces 91 and 92 move relatively to correct the positional deviation amounts ( ⁇ x, ⁇ y, ⁇ ). Specifically, in a state where the stage 12 is fixed, the head 22 moves in the X direction, the Y direction, and the ⁇ direction so as to eliminate the positional deviation amounts ( ⁇ x, ⁇ y, ⁇ ). Thereby, both the to-be-joined objects 91 and 92 are aligned with very high precision (for example, tolerance is less than 0.2 micrometer) in the horizontal direction.
- FIG. 9 is a conceptual diagram showing such a state. That is, FIG. 9 shows a state in which the workpieces 91 and 92 have a correct positional relationship in the horizontal direction. In FIG. 9, both the objects to be bonded 91 and 92 are spaced apart from each other in the vertical direction, and the both objects to be bonded 91 and 92 are not yet in contact with each other.
- step S13 the head 22 is lowered by driving the Z-axis raising / lowering drive mechanism 26 to bring the objects to be joined 91 and 92 into contact (see FIG. 10).
- FIG. 10 shows a state in which the workpieces 91 and 92 are in contact with each other in a state of having a correct positional relationship in the horizontal direction.
- the contact pressure between the workpieces 91 and 92 is adjusted to a predetermined value (for example, 0.1 N / mm 2 ) based on the detection result of the pressure detection sensor 29 and the like.
- both the objects to be joined 91 and 92 often deviate from the correct positional relationship (FIG. 10). Even if both the objects to be bonded 91 and 92 have a correct positional relationship before the contact, such a positional shift caused by the contact is a physical impact force when the objects to be bonded 91 and 92 are in contact with each other. It can be caused by the action of.
- both the objects to be joined 91 and 92 may be arranged in a state (inclined state) different from the ideal state (parallel arrangement state) as shown in FIG. More specifically, as shown in FIG. 11, the parallelism between the stage 12 and the head 22 is not sufficient, and the both 12 and 22 (and consequently both objects to be joined 91 and 92) are arranged slightly inclined. Sometimes.
- the workpiece 92 is turned into the workpiece 91 on one end side in the predetermined direction (for example, the right side in the figure). Contact. Thereafter, the workpiece 92 moves in a horizontal direction (for example, the right side in the figure) with respect to the workpiece 91 while being accompanied by a sliding motion at the contact portion, and the workpiece 92 is moved to the other end side (for example, in the drawing). Also on the left). In this way, the relative posture is changed so that the workpieces 91 and 92 gradually approach the parallel state, and the contact area between the workpieces 91 and 92 gradually increases.
- the contact operation and the sliding operation of both the objects to be bonded 91 and 92 are as follows.
- the metal bump 94 of the object to be bonded 92 contacts the pad 93 (of the object 91 to be bonded) facing the metal bump 94. This is done by moving in contact.
- both workpieces 91 and 92 come into contact with each other with a positional shift in the horizontal direction.
- the joining device 1 is configured so that both of the workpieces 91 and 91 in the state where the workpiece 91 and the workpiece 92 are in contact with each other.
- the positional deviation in the horizontal direction of 92 is measured.
- the said joining apparatus 1 correct
- step S14 the captured images GAa and GAb (see FIG. 6) of both the objects 91 and 92 in the “contact state” (FIG. 13) are acquired. Then, based on the two photographed images GAa and GAb, the positional deviation amounts ( ⁇ x, ⁇ y, ⁇ ) of the workpieces 91, 92 in the X direction, the Y direction, and the ⁇ direction are measured.
- step S14 in the contact state of the objects to be bonded 91 and 92 (step S14), the pad 93 which is a convex part on the surface of the object 91 and the metal bump 94 which is a convex part on the surface of the object 92 are joined. And are in contact.
- the mark MK1 provided on the non-convex portion on the surface of the article 91 and the mark MK2 provided on the non-convex portion on the surface of the article 92 are shown in FIG. 9 (or FIG. 11). Thus, they are arranged apart from each other in the Z direction.
- step S14 as in step S11, the shift amounts ( ⁇ xa, ⁇ ya) are calculated using the vector correlation method based on the image GAa obtained by simultaneously reading both marks MK1a and MK2a separated in the Z direction.
- deviation amounts ( ⁇ xb, ⁇ yb) are calculated using the vector correlation method based on the image GAb obtained by simultaneously reading both marks MK1b, MK2b separated in the Z direction. Then, based on the deviation amounts ( ⁇ xa, ⁇ ya), ( ⁇ xb, ⁇ yb), the positional deviation amounts ( ⁇ x, ⁇ y, ⁇ ) in the horizontal direction of both objects 91, 92 are measured.
- step S15 if it is determined in step S15 that the amount of positional deviation is not within the allowable error range, the process proceeds to step S16.
- Whether or not the positional deviation amount is within a predetermined allowable error range is determined based on the condition that all the three positional deviation amounts ( ⁇ x, ⁇ y, ⁇ ) are within the respective allowable error ranges. It may be determined based on whether or not it is satisfied.
- step S16 the objects to be bonded 91 and 92 are moved away from each other in the Z direction, and the contact state between the objects to be bonded 91 and 92 is once released (see FIG. 14). Specifically, when the head 22 is lifted, the contact state between the workpieces 91 and 92 is released.
- both the to-be-joined objects 91 and 92 are the said position shift in the non-contact state of the to-be-joined objects 91 and 92, ie, the state to which both the to-be-joined objects 91 and 92 can move freely in a horizontal direction.
- the relative movement is performed to correct the amounts ( ⁇ x, ⁇ y, ⁇ ), and the alignment operation (alignment operation) is executed (see FIG. 14).
- the head 22 moves in the X direction, the Y direction, and the ⁇ direction so as to eliminate the positional deviation amounts ( ⁇ x, ⁇ y, ⁇ ) (leftward in FIG. 14). See arrow).
- step S13 the joining apparatus 1 drives the Z-axis elevating drive mechanism 26 to lower the head 22 and bring the two objects 91 and 92 into contact again.
- Step S14 that is, the operation of measuring the displacement of both the objects 91 and 92 in the contact state is executed again, and the process proceeds to Step S15.
- both the objects to be bonded 91 and 92 are aligned with very high accuracy (for example, tolerance is within 0.2 micrometers) in the horizontal direction even in the final state after contact (see FIG. 10).
- step S15 when it determines with the position shift of both the to-be-joined objects 91 and 92 being in the allowable error range in step S15, it will progress to step S19.
- both objects to be bonded 91, 92 are pressurized and heated, and both objects to be bonded 91, 92 are bonded.
- the metal bump 94 is heated and melted and bonded to the pad 93 in a state where the metal bump 94 of the workpiece 92 is in contact with the pad 93 of the workpiece 91.
- the pressurized state is released. In this way, both the workpieces 91 and 92 are well aligned and joined.
- the actual positional deviation in the contact state is measured, and the alignment operation for correcting the positional deviation is performed. It is possible to align with high accuracy. As a result, a device (semiconductor device) composed of both the objects to be bonded 91, 92 and the like is manufactured with high precision.
- the captured image GAa including both the alignment mark MK1a attached to the workpiece 91 and the alignment mark MK2a attached to the workpiece 92 is acquired. (See FIGS. 4 to 6).
- a captured image GAb including both the alignment mark MK1b attached to the article 91 and the alignment mark MK2b attached to the article 92 is acquired.
- the position shift of both the to-be-joined objects 91 and 92 is measured based on picked-up image GAa and GAb.
- the captured image GAa for position measurement is an image obtained by simultaneously reading the alignment mark MK1a attached to the workpiece 91 and the alignment mark MK2a attached to the workpiece 92.
- the captured image GAb for position measurement is an image obtained by simultaneously reading the alignment mark MK1b attached to the workpiece 91 and the alignment mark MK2b attached to the workpiece 92.
- the relative position error caused by the matching error between the coordinate systems of the two images is detected as a misalignment between the two alignment marks.
- the alignment mark MK1a attached to the workpiece 91 is acquired by the image GC and the alignment mark MK2a attached to the workpiece 92 is read by another image GD
- the coordinate system in the image GC and the image GD Due to a matching error with the coordinate system in FIG. 2, an error may occur in the amount of shift between the two alignment marks MK1a and MK2a.
- the two images GC and GD are acquired at different points in time, the relative positional relationship between the two alignment marks MK1a and MK2a is not correctly grasped due to various vibrations, and an error may occur.
- the captured image GAa is an image obtained by simultaneously reading the alignment marks MK1a and MK2a attached to the objects to be bonded 91 and 92. Therefore, by using the image GAa, it is possible to prevent the above errors from occurring. The same applies to the image GAb.
- the captured image GAa is acquired in a state where both alignment marks MK1a and MK2a are separated in the Z direction, and the portions corresponding to both alignment marks MK1a and MK2a in the captured image GAa. Are detected by the vector correlation method.
- FIG. 15 is a conceptual diagram showing a captured image (circular shape) of the mark MK1a acquired with a small blur.
- FIG. 16 shows a captured image (circular shape) of the mark MK1a acquired with a relatively large blur.
- the feature amount of the edge graphic for example, the shading information (shading gradient direction) at the edge portion
- the feature amount of the edge graphic is acquired in a vectorized state.
- a vector indicating a gradation change from the white portion toward the black portion is generated. More specifically, each vector from the white part to the black part is generated in each part of the annular mark MK1a.
- each vector with a relatively large blur corresponds to each of the corresponding cases with a relatively small blur (FIG. 15).
- the direction of each vector in FIG. 16 is substantially the same as the direction of each corresponding vector in FIG.
- the comparison operation is executed by mainly using the information of the “direction” of the vector at the edge portion regarding the images of both marks MK1a and MK2a. For this reason, the influence of the degree of blurring of the image is reduced as compared with the case where the images of both marks MK1a and MK2a are compared in units of pixels.
- the imaging units 28M and 28N of the above embodiment each have a focal position adjustment mechanism that adjusts the imaging position of light from the object.
- the focal position adjustment mechanism moves the lens position of the photographic lens and forms an image of the object on the imaging surface with the light from the object existing at a predetermined subject distance, so that the image of the object can be captured in a focused state.
- the captured images GAa and GAb are acquired, for example, in the following in-focus state.
- the captured image GAa is obtained from a virtual object at a Z direction position MP (see FIG. 17) between the Z direction position PZ1 (PZ1a) of the alignment mark MK1a and the Z direction position PZ2 (PZ2a) of the alignment mark MK2a. Is acquired in a state where an image of the light is imaged on the imaging surface of the imaging unit 28M.
- the captured image GAb the light from the virtual object at the Z-direction position MP between the Z-direction position PZ1 (PZ1b) of the alignment mark MK1b and the Z-direction position PZ2 (PZ2b) of the alignment mark MK2b is detected by the imaging unit 28M. Acquired in a state where an image is formed on the imaging surface.
- the alignment of the alignment marks MK1a and MK2a is balanced (one of the blur conditions is very high). It is possible to prevent the position from becoming large) and to detect misalignment with high accuracy.
- step S13 the contact operation of step S13 is performed (in many cases) on both the objects to be bonded 91 and 92 (specifically, the pad 93 and the metal bump 94) subjected to the surface activation process. ) Repeated multiple times.
- this contact operation pressure contact operation
- an unnecessary re-adsorbed material layer at the bonding interface is pushed through and removed, and good activated bonding with reduced voids at the bonding interface can be achieved. More specifically, the re-adsorbed material layer is pushed through and removed in accordance with this contact operation, and a new surface under the re-adsorbed material layer is exposed, so that good bonding is realized.
- each of the two bonding surfaces has a relatively large unevenness microscopically and is in contact with a relatively small number of points. If an attempt is made to push through the resorbed material layer by only one contact operation, the resorbed material layer is crushed at a relatively small number of points (for example, one point), and thus a relatively large pressure is required.
- step S13 when the contact operation in step S13 is repeatedly performed a plurality of times, the re-adsorbed material layer is formed at a number of locations along with the re-contact operation (step S13) of both the workpieces 91 and 92.
- the contact points between the bonding surfaces of the two are increased by being pushed and removed, and the objects to be bonded 91 and 92 are contacted at a number of points.
- both the workpieces 91 and 92 are in contact with each other at a relatively large number of points immediately after the second contact operation than immediately after the first contact operation. Therefore, the new surface is exposed at a number of points, and good bonding is realized.
- contact pressure contact pressure
- Second Embodiment> The second embodiment is a modification of the first embodiment. Hereinafter, the difference from the first embodiment will be mainly described.
- the parallelism between the stage 12 and the head 22 is not sufficient as shown in FIG. 10, the both 12 and 22 are inclined, and the two objects 91 and 92 are inclined ( (In a non-parallel state). Further, due to such an inclination, a deviation in the contact state may increase.
- the parallelism adjustment operation is also executed in accordance with the positional deviation measurement after the contact. Specifically, as shown in FIG. 18, the parallelism adjustment operation (step S22) is executed only once in accordance with the positional deviation measurement after contact (step S14).
- FIG. 18 is a flowchart showing the operation according to the second embodiment.
- step S21 a determination operation is performed as to whether or not the parallelism adjustment operation (step S22) has already been executed. If the parallelism adjustment operation has been performed, the process proceeds from step S21 to step S15. If the parallelism adjustment operation has not been performed, the process proceeds from step S21 to step S22. Here, first, it is assumed that the parallelism adjustment operation is not performed and the process proceeds to step S22.
- FIG. 19 to FIG. 21 are schematic diagrams showing the contact operation (step S13) in a state accompanied by a deviation in parallelism.
- movement of step S22 etc. are demonstrated referring these figures.
- Measurement result ⁇ D (also expressed as ⁇ D1) is considered to be the amount of displacement due to the sliding movement of the opposing surface.
- ⁇ D1 ⁇ D0 the difference between the positional deviation ⁇ D0 of the workpieces 91 and 92 in the “non-contact state” and the positional deviation ⁇ D1 of the workpieces 91 and 92 in the “contact state” is It is calculated as the amount of displacement DD associated with the sliding operation when the joined objects 91 and 92 are in contact.
- FIG. 22 is a diagram illustrating the relationship between the positional deviation amount DD and the Z-direction displacement amount ⁇ Z. Note that the relationship in FIG. 22 may be obtained in advance through experiments or the like.
- the displacement amount DD accompanying contact increases. Become. In other words, as the tilt angle of the workpiece 92 with respect to the workpiece 91 increases, the displacement DD increases. That is, as the inclination angle before the contact between the objects to be bonded 91 and 92 is larger, the objects to be bonded 91 and 92 are largely displaced at the time of contact.
- step S22 the parallelism of the workpieces 91 and 92 is adjusted based on the relationship between the displacement DD and the displacement ⁇ Z (FIG. 22). Specifically, the Z direction displacement ⁇ Z of the head 22 at the one end side position in the X direction is changed by appropriately adjusting the expansion and contraction amounts of the three piezoelectric actuators 31 (31a, 31b, 31c). For example, the posture of the workpiece 92 relative to the workpieces 91 and 92 is changed by raising the right end position of the workpiece 92 by a value ⁇ Z compared to the left end position in the X direction. A similar posture adjustment operation may be performed in the Y direction. Thus, the posture of the head 22 is changed so as to eliminate the displacement ⁇ Z corresponding to the positional deviation amount DD.
- the parallelism of the head 22 with respect to the stage 12 is adjusted by changing the tilt angle of the head 22 using the piezo actuator 31.
- the parallelism in the non-contact state of both the workpieces 91 and 92 is adjusted.
- adjusting the parallelism of the workpieces 91 and 92 using the relationship between the positional deviation amount DD and the displacement ⁇ Z means that the positional deviations of the workpieces in the non-contact state and the workpieces in the contact state are both. Is to measure (estimate) the degree of parallelism immediately before the contact of both objects to be joined based on the positional deviation of the two objects, and to adjust (adjust) the parallelism of both objects to be joined based on the measurement result (estimation result). Is also expressed.
- step S22 of FIG. Such parallelism adjustment operation is executed in step S22 of FIG. Then, after the parallelism of the workpieces 91 and 92 approaches the ideal state, the alignment operation in the non-contact state in steps S11 and S12 is performed again. Thereafter, the contact operation in step S13 is performed again.
- step S21 When the workpieces 91 and 92 come into contact again after the parallelism adjustment operation (step S22) (step S13), errors due to the fact that the workpieces 91 and 92 are not parallel are reduced. . Therefore, the positional deviation amount measured in the next step S14 is also reduced.
- step S21 the parallelism adjustment operation has been performed, the process proceeds from step S21 to step S15. In step S15 and subsequent steps, the same operation as in the first embodiment is executed.
- step S22 based on the positional deviation of both objects to be joined in the non-contact state and the positional deviation of both objects to be joined in the contact state, immediately before the contact of both objects to be joined.
- the parallelism is estimated, and the parallelism of both objects to be joined is adjusted based on the estimation result.
- both to-be-joined objects 91 and 92 contact again. Therefore, it is possible to prevent an unnecessary force due to the non-parallel state from acting upon contact (at the time of re-contact), so that it is possible to particularly reduce the amount of positional deviation after contact (after re-contact).
- step S22 has illustrated the case where it is performed only once (by the determination operation
- FIG. 23 is a flowchart showing the operation in the third embodiment. As shown in FIG. 23, in this embodiment, when it is determined that there is a positional deviation of a predetermined amount or more (step S15), step S27 is directly performed without the contact release operation of step S16 (FIG. 8). Proceed to
- step S27 the horizontal alignment of the said to-be-joined objects 91 and 92 is maintained with the contact state (pressurized contact state) of both to-be-joined objects 91 and 92 maintained.
- the head 22 is moved in the horizontal direction (specifically, the X direction, the Y direction, and the ⁇ direction) to correct the positional deviation amounts ( ⁇ x, ⁇ y, ⁇ ) detected in step S14, and the alignment is performed.
- An operation (alignment operation) is performed.
- the positional deviation amounts ( ⁇ x, ⁇ y, ⁇ ) are corrected.
- the aspect of 3rd Embodiment has both the to-be-joined objects 91 and 92 in a contact state, such as when the contact area between the to-be-joined objects 91 and 92 is small (and / or when contact resistance is small). This is particularly useful when it is easy to move.
- both the objects to be joined 91 and 92 (specifically, the pad 93 and the metal bump 94) subjected to the surface activation process slide while maintaining the contact state. Then, by performing such a sliding operation one or more times (especially by repeating a plurality of times), an unnecessary re-adsorbed material layer at the bonding interface is pushed and removed along with this sliding operation, A good activated bond with reduced voids at the bond interface can be achieved. More specifically, the re-adsorbed material layer is pushed and removed along with the sliding operation, and a new surface under the re-adsorbed material layer is exposed, so that good bonding is realized.
- the two bonding surfaces each have a relatively large unevenness microscopically, and are in contact at a relatively small number of points. If the re-adsorbed material layer is pushed and removed only by the pressure in the vertical direction without sliding motion, the re-adsorbed material layer will be crushed at a relatively small number of points (for example, 1 point). Large pressure is required.
- step S27 when the horizontal movement operation (pressure sliding operation) in step S27 is repeatedly executed, the movement is repeated at a large number of locations as the both objects 91 and 92 slide.
- the adsorbate layer is crushed and removed, the contact point between the bonding surfaces of the two is increased, and the objects to be bonded 91 and 92 are in contact at a number of points. According to such an operation, a new surface is exposed at a number of points and good bonding is realized.
- good bonding is possible even with a relatively small pressure (contact pressure).
- the positional deviations of the workpieces 91 and 92 are measured and the positional deviation is corrected. Then, the case where both the objects to be bonded 91 and 92 are aligned and the metal bump 94 is cooled and solidified after the alignment is illustrated. That is, the case where the alignment operation is performed in the state where the metal bump 94 is heated and melted will be described.
- FIG. 25 is a flowchart showing the operation of the fourth embodiment. Below, it demonstrates centering around difference with 1st Embodiment, referring FIG.
- Steps S31, S32, and S33 are the same operations as steps S11, S12, and S13 (FIG. 8), respectively.
- step S33 the workpieces 91 and 92 are brought into contact with each other to start the pressurizing process (time T1), and in step S34, the heating process is started.
- FIG. 26 is a view showing a temperature profile in this embodiment.
- a period TM51 for example, about 2 seconds
- time T1 to time T2 is a temperature rising stage
- the temperature of the head 22 rises to temperature TH1 during the period TM51.
- the temperature TH1 is higher than the melting point (melting temperature) MT of the metal bump 94.
- a period TM52 (for example, about 5 seconds) from time T2 to time T3 is a temperature maintaining stage (constant temperature stage), and the temperature of the head 22 is maintained at the temperature TH1 during the period TM52.
- a period TM53 (for example, about 15 seconds) from time T3 to time T4 is a cooling stage, and in the period TM53, the head 22 is moved to the vicinity of room temperature RT by an air-cooling type cooling device (cooling unit) built in the head 22 or the like. Cooled to.
- an air-cooling type cooling device cooling unit
- the misalignment measurement operation and the realignment process are executed in the constant temperature period TM52. Then, when the positional deviation amount ⁇ D falls within a first allowable error range RG1 (described later) within the constant temperature period TM52, as shown in FIG. 26, the cooling process is executed immediately after the period TM52 has elapsed (FIG. 26). (See thick solid line). On the other hand, if the amount of misalignment does not fall within the first allowable error range RG1 even after the constant temperature period TM52 has elapsed, the misalignment measuring operation and re-measurement are performed over an extended period TM55 having a predetermined period (eg, 3 seconds) as an upper limit.
- a predetermined period eg, 3 seconds
- the alignment process is continued (see the thick broken line in FIG. 26). If the positional deviation amount ⁇ D falls within a first allowable error range RG1 (described later) within the extension period TM55, the cooling process is immediately executed. Also, when the positional deviation amount ⁇ D falls within the second allowable error range RG2 after the elapse of the extension period TM55, the cooling process is immediately started. On the other hand, if the positional deviation amount ⁇ D does not fall within the second allowable error range RG2 even after the extension period TM55 has elapsed, error processing (exception processing) is executed.
- the second allowable error range RG2 is set as a range wider than the first allowable error range RG1.
- a range of ⁇ 0.2 ⁇ m or more and +0.2 ⁇ m or less is defined as the first allowable error range RG1, and is ⁇ 0.3 ⁇ m or more and +0.3 ⁇ m or less.
- the range is defined as the second allowable error range RG2.
- a first allowable error range RG1 and a second allowable error range RG2 are determined for the Y direction position and the ⁇ direction position, respectively.
- step S35 a process of waiting until the temperature raising stage ends (in other words, until the period TM51 elapses) is executed.
- the temperature rising stage processing of FIG. 26, that is, the heat melting processing of the metal bump 94 is executed. Specifically, the metal bump 94 is heated and melted in a contact state between the metal bump 94 and the pad 93 (opposing portion) facing the metal bump 94.
- step S36 the positional deviation measurement is performed in the contact state of both the workpieces 91 and 92 and the heated and melted state of the metal bump 94.
- step S39 the process proceeds to step S39 via steps S37 and S38.
- step S39 the alignment of both the objects to be bonded 91 and 92 in the horizontal direction is performed while the contact state of both the objects to be bonded 91 and 92 and the heated and melted state of the metal bump 94 are maintained (FIG. 28). reference). Specifically, the head 22 is moved in the horizontal direction (specifically, the X direction, the Y direction, and the ⁇ direction) in order to correct the positional deviation amount ⁇ D ( ⁇ x, ⁇ y, ⁇ ) detected in step S36. An alignment operation (alignment operation) is performed.
- FIG. 28 shows how the head 22 is moved in the direction of, for example, a white arrow.
- step S39 of the fourth embodiment since the metal bump 94 is in a molten state, both the objects to be bonded 91 and 92 are kept while the metal bump 94 and the pad 93 facing the metal bump 94 are in contact with each other. Can move easily in the horizontal direction.
- step S36 returns to step S36 again, and the operations of steps S36 to S39 are repeated.
- the displacement measurement operation in the contact state and the displacement correction operation while maintaining the contact state are repeatedly performed. More specifically, these operations are repeatedly executed, for example, every several hundred ms (milliseconds).
- the process of step S39 is not executed and the process of step S36 is performed again through step S41.
- step S41 If it is determined in step S41 that the constant temperature stage TM52 has been completed, the process proceeds to step S43. In other words, if it is determined that the positional deviation error is within the first allowable error range RG1 after the end of the constant temperature stage TM52, the process proceeds to step S43.
- step S43 a cooling process is executed by the cooling unit built in the head 22, and the metal bump 94 is cooled and solidified. Then, after the cooling period TM53 in FIG. 26 elapses, the pressurized state of both the objects to be joined 91 and 92 is released. By such an operation, the objects to be bonded 91 and 92 are well aligned and bonded.
- step S37 and step S38 step S39 is executed again.
- step S39 the alignment of both the objects to be bonded 91 and 92 in the horizontal direction is performed while the contact state of both the objects to be bonded 91 and 92 and the heated and melted state of the metal bump 94 are maintained (see FIG. 28). ).
- step S42 it is determined whether or not the positional deviation amount ⁇ D falls within the second allowable error range RG2.
- step S43 the process proceeds to step S43 as it is and the cooling process is executed.
- step S42 determines whether the positional deviation amount ⁇ D is fall within the second allowable error range RG2 is fall within the second allowable error range RG2. If the positional deviation amount ⁇ D does not fall within the second allowable error range RG2, the process proceeds from step S42 to step S44, and error processing (defective product elimination processing) is executed.
- the actual positional deviation in the contact state is measured, and the alignment operation for correcting the positional deviation is executed. Can be aligned with very high accuracy.
- the fourth embodiment after the contact between the metal bump 94 and the counter pad 93, the actual displacement is measured, and an alignment operation for correcting the displacement is performed. The positional deviation due to the impact force or the like at the time of contact between 94 and the opposing pad 93 is corrected well.
- the metal bump 94 is heated and melted, an actual positional deviation is measured and an alignment operation for correcting the positional deviation is performed. Accordingly, the metal bump 94 is changed from a solid phase to a liquid phase. Misalignment can also be corrected satisfactorily.
- the positional shift is measured after a predetermined time has elapsed from the start of heating of the metal bump 94 (specifically, after the temperature raising stage is finished), so It is possible to satisfactorily correct the positional deviation that appears remarkably in the temperature stage.
- step S43 the case where the process proceeds to step S43 after waiting for the end of the constant temperature stage TM52 in step S41 is illustrated, but the present invention is not limited to this, and the positional deviation amount ⁇ D is within the first allowable error range. If it is within RG1, the process may immediately proceed to step S43 (cooling process) without waiting for a predetermined period (for example, 5 seconds) related to the constant temperature stage TM52.
- a predetermined period for example, 5 seconds
- two allowable error ranges RG1 and RG2 are provided, but the present invention is not limited to this.
- error processing or the like may be executed immediately.
- step S38 (FIG. 25)
- step S42 the process proceeds to step S42. Also good.
- FIG. 30 is a view showing a pressure device 1 (also referred to as 1E) according to a fifth embodiment of the present invention.
- the pressurizing device 1E has a configuration similar to the joining device (pressurizing device) 1A according to the first embodiment. Below, it demonstrates centering on difference with the apparatus 1A.
- the apparatus 1E is different from the apparatus 1A in that it includes a UV (ultraviolet) irradiation unit 61. Further, the apparatus 1E is configured such that the mirror fixing member 28g moves in the Y-axis direction and can be retracted during UV irradiation.
- the mirror fixing member 28g is a member that fixes the mirrors 28e and 28f.
- this pressurization apparatus 1E is also called a nanoimprint apparatus (fine transfer apparatus).
- a case where a semiconductor wafer is held on the head 22 as one pressed object 82 and a mold (original) is held on the stage 12 as another pressed object 81 is illustrated (see FIG. 34). ).
- a photo-curing resin is applied in advance to the surface (lower surface) of the object to be pressed 82.
- the resin layer 88 formed of a photo-curing resin is provided on the lower surface side of the object to be pressed 82.
- the mold 81 is formed of a translucent member (for example, quartz or the like), and an uneven pattern is provided on the surface of the mold 81 (upper side in the drawing). In short, the mold 81 is a transparent mold.
- the objects to be pressed 81 and 82 are pressed in a state where a fluid resin layer 88 is sandwiched between the objects to be pressed 81 and 82 (see FIG. 36).
- the pressurized object 81, the resin layer 88, and the pressurized object 82 are pressed in a state where they are stacked in this order.
- both the objects to be pressed 82 and 81 are pressed with the resin layer 88 formed of a photo-curing resin interposed therebetween.
- the uneven pattern of the mold 81 is transferred to the resin layer 88 by pressing the uneven pattern of the mold 81 against the resin material of the resin layer 88.
- a predetermined pattern is formed on the pressed object 82 based on such a principle.
- the positional deviation between the pressed objects 81 and 82 is measured in a state where the mold 81 and the resin layer 88 (formed by being applied to the pressed object 82) are in contact with each other.
- a technique for correcting the displacement will be described.
- the resin layer 88 is made of a material having fluidity (flowable state) in at least a part of the pressurization period (also referred to as “flowing material” or “flowable material” in the present application).
- the resin layer 88 is also referred to as a “flowable substance layer”.
- FIG. 31 is a schematic perspective view showing the vicinity of the stage 12 and the head 22 of the pressure device 1E.
- the pressurizing device 1E includes, in addition to the three piezoelectric actuators 31 (31a, 31b, 31c) and the three pressure detection sensors 32 (32a, 32b, 32c), Three distance measuring sensors 33 (33a, 33b, 33c) and three reflecting plates 34 (34a, 34b, 34c) are further provided.
- the three distance measuring sensors 33a, 33b, and 33c are arranged at different positions P1, P2, and P3 on a non-collinear line in a plane parallel to the upper surface 12f of the stage 12 (a plane parallel to the XY plane). (Refer to the plan view of FIG. 32). More specifically, the three distance measuring sensors 33a, 33b, and 33c are fixed at substantially equal intervals on the outer peripheral side surface of the substantially cylindrical stage 12 (see FIG. 31). In addition, on the outer peripheral side surface of the head 22, reflectors 34a, 34b, and 34c are provided at fixed positions corresponding to the distance measuring sensors 33a, 33b, and 33c, respectively.
- each of the distance measuring sensors 33a, 33b, and 33c for example, a laser type distance measuring sensor is used.
- Each distance measuring sensor (laser type distance measuring sensor or the like) 33a, 33b, 33c fixed to the stage 12 measures the distance to the corresponding reflectors 34a, 34b, 34c, respectively.
- each distance measuring sensor 33 emits laser light and uses the laser light (reflected light) reflected by the reflecting plate 34 to use the distance (position PZ1) from the distance measuring sensor 33 to the reflecting plate 34.
- position PZ2) DM is measured (see FIG. 38).
- the distance measuring sensors 33a, 33b, and 33c are respectively in the Z direction between the Z direction position PZ1 and the Z direction position PZ2 at positions P1, P2, and P3 in a plane parallel to the XY plane.
- the distance DM at (DM1, DM2, DM3) is measured.
- the Z direction position PZ1 is a reference position in the Z direction of the distance measuring sensor 33 fixed to the stage 12
- the Z direction position PZ2 is a reference position in the Z direction of the reflecting plate 34 fixed to the head 22. (See FIG. 38).
- the three distance measuring sensors 33a, 33b, and 33c measure the Z direction distance DA (relative position) of the head 22 with respect to the stage 12 in order to measure the Z direction distance DA at the three positions P1, P2, and P3 as described above. ) And posture (relative posture) can be measured very accurately. In other words, it is possible to measure the relative positions and relative postures of the objects to be pressed 81 and 82 very accurately.
- FIG. 33 is a flowchart showing an operation according to the fifth embodiment. With reference to FIG. 33, the operation according to the fifth embodiment will be described with a focus on differences from the operation of the third embodiment (FIG. 23). The operations in steps S51 to S55 and S56 are the same as those in steps S11 to S15 and S27, respectively.
- steps S51 and S52 align both objects 81 and 82 in the horizontal direction with very high accuracy.
- both the to-be-pressurized objects 81 and 82 are spaced apart from each other in the vertical direction, and the to-be-pressurized object 81 and the resin layer 88 attached to the to-be-pressurized object 82 are not yet in contact with each other.
- the resin layer 88 has already been in a liquid phase state from the beginning, and already has fluidity before the contact operation with the article 81 (step S53) due to the lowering of the head 22.
- step S53 the head 22 is lowered by the drive of the Z-axis raising / lowering drive mechanism 26, and the article to be pressurized 81 and the resin layer 88 of the article to be pressurized 82 come into contact (see FIG. 35).
- the same displacement as in the first embodiment can occur. Specifically, immediately after the contact between the object to be pressed 81 and the resin layer 88, due to the physical impact force at the time of the contact, the objects to be pressed 81 and 82 as shown in FIG. There is often a small amount ( ⁇ D) of deviation from the correct positional relationship (especially in the horizontal direction).
- the pressurizing device 1 is in a state after the contact between the pressed object 81 and the pressed object 82 (in detail, with the intention of eliminating the positional shift caused by the contact as described above.
- the horizontal displacement of the pressurized objects 81 and 82 is measured.
- the said pressurization apparatus 1 correct
- there is a case where the positional displacement in the horizontal direction is corrected while the contact state between the pressed object 81 and the resin layer 88 is maintained and the both pressed objects 81 and 82 are aligned. Illustrate.
- step S54 the captured images GAa and GAb (see FIG. 6) of the objects to be pressed 81 and 82 in the “contact state” (FIG. 35) are acquired. Based on the two photographed images GAa and GAb, the displacement amounts ( ⁇ x, ⁇ y, ⁇ ) in the X direction, the Y direction, and the ⁇ direction of the objects to be pressed 81, 82 are measured.
- step S55 determines whether the positional deviation amount is within the allowable error range. If it is determined in step S55 that the positional deviation amount is within the allowable error range, the process proceeds to step S57. On the other hand, if it is determined that the positional deviation amount is not within the allowable error range, the process proceeds to step S56.
- step S56 the horizontal alignment of the objects to be pressed 81 and 82 is executed while the contact state (pressure contact state) of the objects to be pressed 81 and 82 is maintained. Specifically, the head 22 is moved in the horizontal direction (specifically, the X direction, the Y direction, and the ⁇ direction) to correct the positional deviation amount ( ⁇ x, ⁇ y, ⁇ ) detected in step S54, and the alignment is performed. An operation (alignment operation) is performed. As a result, the positional deviation amounts ( ⁇ x, ⁇ y, ⁇ ) are corrected. Thereafter, the process proceeds to step S57.
- a parallelism adjustment operation (also referred to as an attitude adjustment operation or an inclination adjustment operation) is executed.
- the distance DMi is measured at three different positions P1, P2, and P3, and the mutual distance DAi (see FIGS. 32 and 35) between the object 82 and the object 81 is desired.
- a plurality of piezo actuators 31a, 31b, 31c and the like are driven so as to have a value TG (see FIG. 36).
- movement which controls the distance DA (refer FIG. 38) between the to-be-pressurized objects 81 and 82 to a predetermined value is implement
- step S57 the mutual distance DAi is measured as follows.
- the controller 100 of the pressurizing device 1E calculates the mutual distance DA between the pressed objects 81 and 82 based on the measurement distance DM and the equation (1).
- the value DE1 is the displacement (Z-direction distance) in the Z direction between the position PZ1 and the pressure surface 12f of the stage 12 (pressure member), and the value DE2 is equal to the position PZ2. It is the displacement (Z direction distance) in the Z direction with respect to the pressure surface 22f of the head 22 (pressure member).
- These values DE1 and DE2 are assumed to be known values measured in advance, and are stored in the storage unit in the controller 100 (FIG. 30) of the pressurizing apparatus 1E.
- the value DT1 is the thickness in the Z direction of the article to be pressurized 81
- the value DT2 is the thickness in the Z direction of the article to be pressurized 82.
- the thicknesses DT1 and DT2 of both the objects to be pressed 81 and 82 are also measured in advance and stored in the storage unit in the controller 100.
- the controller 100 calculates the above equation (1) (or the equation described later).
- the calculation process according to (3)) is performed.
- the controller 100 calculates the above equation (1) (or the equation described later).
- the calculation process according to (3)) is performed.
- the separation distance DC between the pressure surface 22f of the head 22 and the pressure surface 12f of the stage 12 is expressed by the equation (2) using the above values DE1 and DE2.
- measuring the distance DM is equivalent to measuring the distance DC.
- the distance measurement sensor 33 measuring the distance DM is equivalent to the distance measurement sensor 33 measuring the distance DC.
- the distance DA between the two pressed objects 81 and 82 at the position Pi is calculated using the value DC and the values DT1 and DT2.
- the value DA is calculated based on the distance measurement value DM (or DC) and the thicknesses DT1 and DT2 of the two pressures 81 and 82. Is done.
- the distance measuring sensor 33 can measure the distance DA by measuring the distance DM (or DC).
- step S57 the mutual distance DAi at the three positions Pi is calculated by performing the above calculation processing on the measurement distance DMi at the three positions Pi. More specifically, the mutual distance DAi at the three positions Pi is measured based on the measurement distance DMi, the values DT1, DT2, and the values DE1, DE2.
- step S59 the relative postures of the objects to be pressed 81 and 82 are corrected while maintaining the contact state (pressure contact state) of the objects to be pressed 81 and 82. Specifically, the three piezo actuators 31a, 31b, and 31c are driven so that each mutual distance DAi approaches the target value TG. Thereafter, the process proceeds to step S60.
- the condition C1 is that the displacement amounts ( ⁇ x, ⁇ y, ⁇ ) in the XY plane of the objects to be pressed 82, 81 are all within an allowable error range, and the mutual distance DAi with respect to the target value TG. This is a condition that the error ⁇ Ei is within the allowable range.
- step S61 when it determines with the said conditions C1 not being satisfied, it returns to step S54 again and the same operation
- step S54 When the positional deviation measurement operation (step S54) and the mutual distance DAi measurement operation (step S57) are each executed at least once and the condition C1 is satisfied, as shown in FIG.
- the positional deviation amounts ( ⁇ x, ⁇ y, ⁇ ) are very small, and the objects 82 and 81 to be pressed are arranged in parallel to each other. That is, the objects to be pressed 81 and 82 are arranged very accurately.
- step S61 the UV irradiation unit 61 irradiates ultraviolet rays (UV) in a state where both the objects to be pressed 81 and 82 are arranged very accurately (see FIG. 37).
- the irradiated ultraviolet rays pass through the translucent mold 81 and reach the resin layer 88.
- the photo-curing resin of the resin layer 88 that has fluidity before UV irradiation is cured.
- the resin layer 88 having a predetermined concavo-convex pattern is formed on the surface of the object to be pressed 82 in a state having a desired residual TG and being cured.
- various devices are manufactured very precisely using nanoimprint technology.
- the horizontal position shift caused by the contact operation itself between the objects to be pressed 81 and 82 is reduced by the horizontal position adjustment operation in steps S54 to S56. Therefore, both the objects to be pressed 81 and 82 are aligned with very high accuracy in the horizontal direction in the final state after contact (curing time or the like).
- the mutual distance DAi is accurately controlled based on the actual measurement values by the distance measuring sensors 33a, 33b, and 33c. Therefore, it is possible to control the thickness (residual) DA of the resin layer 88 to a desired value TG while arranging the semiconductor wafer 82 and the mold 81 in parallel.
- the resin layer sandwiched between the objects to be pressed has fluidity, it is possible to arrange the objects to be pressed 81 and 82 in a correct posture (for example, in parallel) and It is also possible to control the distance between the pressed bodies more accurately.
- step S57, S58, S59 movement (step S57, S58, S59) is performed only after the contact with the resin layer 88 and the mold 81 is illustrated, it is not limited to this.
- the tilt adjustment operation (the same operation as steps S57, S58, and S59) may be executed in a non-contact state between step S52 and step S53.
- a value TF (> TG) larger than the above value TG so that the resin layer 88 and the mold 81 are not yet in contact with each other.
- the present invention is not limited to this. Not.
- the values DT1 and DT2 and the values DE1 and DE2 separate values respectively measured at parts in the vicinity of each position Pi may be used for each position Pi.
- the present invention is not limited to this.
- the relative positional relationship between the upper and lower pressure objects so that the three mutual distances DAi reach (or converge) different target values. May be adjusted.
- the above concept may be applied when a pressure is applied with a resin layer sandwiched between two substrates (see FIGS. 41, 44, etc., which will be described later).
- the above concept can be applied to a technique in which a portion having a liquid phase state before contact is used as a resin layer, as in the fifth embodiment, and the resin layer is pressed between two substrates. it can.
- an operation combining the second embodiment and the third embodiment may be executed.
- 39 illustrates a mode in which step S27 (FIG. 23) is executed instead of steps S16 and S17 in FIG.
- an operation combining the second embodiment and the fourth embodiment may be executed. Specifically, before the start of the heat treatment in FIG. 25 (step S34) (in other words, before the metal bump 94 is melted), the parallelism adjustment operation and the like (see steps S14 and S22 in FIG. 18) are performed. You may do it.
- the surface activation process is performed on the bonding surfaces of the objects to be bonded 91 and 92 in advance outside the bonding apparatus 1 is exemplified, but the present invention is not limited to this. .
- the surface activation process may be performed in advance inside the bonding apparatus 1.
- the combination of the chip and the substrate is exemplified as the two objects 91 and 92, but the present invention is not limited to this.
- the above idea can be applied to bonding (pressure bonding) between semiconductor wafers (silicon (Si) substrates).
- the present invention is applied to the case where semiconductor wafers 91 and 92 having gold (Au) thin films 95 and 96 formed on the bonding surface side of the respective semiconductor wafers 91 and 92 are bonded to each other. It is also possible.
- FIG. 40 shows that the present invention is applied to the case where semiconductor wafers 91 and 92 having gold (Au) thin films 95 and 96 formed on the bonding surface side of the respective semiconductor wafers 91 and 92 are bonded to each other. It is also possible.
- a resin layer 97 is provided partially (partially) on a semiconductor wafer 91 (specifically, a bonding surface thereof), and the semiconductor wafer 92 and the resin layer 97 on the semiconductor wafer 91 are provided.
- the resin layer 97 for example, a thermosetting resin or a photocurable resin can be used. More specifically, the positional deviation in the horizontal direction is measured in a state where both semiconductor wafers 91 and 92 are in contact with each other at the resin layer 97 portion. Then, after correcting the positional deviation in the horizontal direction and bonding the semiconductor wafers 91 and 92 to each other, the resin layer 97 may be cured.
- the resin layer 97 can be precisely positioned in the horizontal direction, and resin sealing or the like can be performed.
- the correction operation for misalignment in the horizontal direction is performed while maintaining the contact state between the semiconductor wafer 92 and the resin layer 97 having fluidity.
- the resin layer may be provided on both the bonding surfaces of the semiconductor wafers 91 and 92. Further, such a resin layer may be provided over the entire surface of at least one of the workpieces 91 and 92. Further, the above idea can be applied not only to a semiconductor wafer but also to a technique of pressing a resin layer between various members.
- the tilt adjustment operation by the distance measuring sensor 33 or the like is applied to a technique in which two parts including a part having a liquid phase state are brought into contact and joined (pressurized) before contact.
- the tilt adjustment operation (parallelism adjustment operation, etc.) by the distance measuring sensor 33 or the like is a technique (first to fourth embodiments) in which two parts having a solid phase state are brought into contact with each other before contact (pressurization). Etc.).
- the case where the photocurable resin material is used as the flowable substance is exemplified, but the present invention is not limited to this.
- the “flowable substance” may be any substance that has fluidity during at least a part of the pressurization period.
- it may be a thermosetting resin material or a metal such as solder. .
- the positional deviation after the contact between the “flowable substance” and the object to be pressed may be corrected.
- the flowable substance may be one that already has fluidity before contact (such as the photocurable resin material of the fifth embodiment), or it may not have fluidity before contact and It may have fluidity after contact (such as a metal bump of the fourth embodiment).
- the technology according to the fifth embodiment described above can be applied to lens molding technology and the like.
- lenses may be formed on both the front and back surfaces of the substrate 72 (see FIG. 43).
- the mold 71 is used to mold and cure the resin layer 74 on the opposite surface of the substrate (glass substrate or the like) 72, so that the other surface of the substrate 72 is formed.
- a lens provided on the upper surface side of the substrate also referred to as an upper lens
- a lens provided on the lower surface side of the substrate (lower side) Each of which is also referred to as a lens
- a plurality of substrates (see FIG. 43) 72 (72a, 72b) and 77 formed as described above are laminated in the lens optical axis direction via spacers 75 and a resin layer 76.
- the above idea can be applied.
- the optical axis shift between the lens in one substrate and the lens in another substrate for example, the optical axis AX of the lens of the upper substrate 72a and the optical axis AX of the lens of the lower substrate 72b). Can be minimized.
- the substrates are arranged in the vertical direction (optical axis direction). It is also possible to accurately control the distance in the optical axis direction (focal length, etc.) between a plurality of lenses.
- both horizontal alignment (X direction, Y direction, ⁇ direction) and mutual distance DAi alignment also referred to as vertical alignment or posture adjustment operation
- DAi alignment also referred to as vertical alignment or posture adjustment operation
- the idea of “pressurizing two objects to be pressed” is an embodiment in which three or more objects (including two objects to be pressed) are pressed as shown in FIG. Are also included.
- the three distances DAi are measured based on the measurement distances DMi, the values DT1, DT2, and the values DE1, DE2 by the three distance measuring sensors 33a, 33b, 33c.
- each mutual distance DAi is indirectly measured is illustrated.
- the present invention is not limited to this, and each mutual distance DAi may be directly measured.
- the first reflective surface is provided on the surface of the glass mold and the second reflective surface is provided on the surface of the glass wafer, and the distance from the distance measuring sensor provided on the lower side of the glass mold to the two reflective surfaces is measured. The difference between the two distances may be calculated as the mutual distance DAi.
- the stage 12 is moved in the X direction, but the present invention is not limited to this.
- the stage 12 may be fixed.
- the head 22 when the head 22 is moved to X direction, Y direction, Z direction, (theta) direction, the case where the head 22 and the stage 12 are moved relatively to these directions is illustrated. However, it is not limited to this. For example, conversely, when the head 22 is fixed and the stage 12 is moved in the X direction, Y direction, Z direction, and ⁇ direction, the head 22 and the stage 12 are relatively moved in these directions. You may make it do.
- Steps S17, S27, and S56 when the measurement result regarding the positional deviation is within a predetermined allowable error range, the movement in the ⁇ direction (the rotation direction around the axis parallel to the Z axis) is not involved.
- the alignment may be performed by moving only in the X direction and the Y direction (two translational directions parallel to the horizontal plane).
- a position shift in the translation direction may newly occur due to the movement in the ⁇ direction.
- whether or not the measurement result regarding the positional deviation is within a predetermined allowable error range is, for example, a condition that all three deviation amounts ( ⁇ x, ⁇ y, ⁇ ) are within the respective allowable error ranges. May be determined based on whether or not the above is satisfied. However, the present invention is not limited to this, based on whether or not a condition that a part of the three deviation amounts ( ⁇ x, ⁇ y, ⁇ ) (for example, ⁇ only) is within the allowable error range is satisfied. It may be determined whether or not the measurement result regarding the positional deviation is within a predetermined allowable error range.
- the present invention is not limited to this.
- only two positional shifts ( ⁇ x, ⁇ y) in the horizontal direction may be measured.
- the image GAa may be acquired using only one imaging unit (for example, 28M), and only the positional deviation in the X direction and the Y direction may be measured.
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Abstract
2つの被加圧物(被接合物等)をさらに精度良く位置合わせして加圧することが可能な加圧技術を提供する。 両被加圧物がZ方向において相対的に移動され両被加圧が接触する(ステップS13)。そして、両被加圧物の接触状態において、両被加圧物の水平方向における位置ずれΔDが測定される(ステップS14)。その後、両被加圧物が水平方向に相対的に移動され両被加圧物の位置合わせが再度実行され、当該位置ずれΔDが補正される(ステップS17)。
Description
本発明は、2つの被加圧物を加圧する技術に関する。
2つの被接合物を接合する技術が存在する。たとえば、特許文献1においては、ヘッドに保持された部品とステージに保持された基板とを接合し、当該部品を当該基板に実装する実装装置(接合装置)が記載されている。なお、このような技術は、2つの被加圧物(被接合物)を加圧して接合する技術であるとも表現される。
このような装置においては、まず非接触状態で2つの被接合物の位置(詳細には水平位置)が検出される。そして、両被接合物の水平位置の検出結果に基づいて、当該両被接合物の水平方向における相対的な位置ずれを解消するように位置合わせ(アライメント)が行われ、その後に両被接合物が接近しさらには接触して当該両被接合物が接合される。
しかしながら、上記のような技術においては、非接触状態の両被接合物が接触する際において、種々の要因によって位置ずれが発生するなどの問題がある。たとえば、両被接合物が互いに接触する際に、物理的な衝撃力が作用するために、両被接合物の水平位置が僅かながらずれてしまうことがある。
近年、加工技術の微細化が進展していることもあり、このような位置ずれが許容されない状況も出現しつつある。
この発明の課題は、2つの被加圧物(被接合物等)をさらに精度良く位置合わせして加圧することが可能な加圧技術を提供することにある。
上記課題を解決するため、本発明の第1の側面は、第1の被加圧物と第2の被加圧物との両被加圧物を加圧する加圧装置であって、前記第1の被加圧物と前記第2の被加圧物とを所定方向において相対的に移動する相対移動手段と、前記相対移動手段による相対移動動作により前記第1の被加圧物と前記第2の被加圧物とが接触した状態において、前記両被加圧物の位置ずれであって前記所定方向に垂直な平面内における位置ずれを測定する第1の測定手段と、前記位置ずれを補正して前記両被加圧物の位置合わせを行うアライメント手段と、を備える加圧装置である。
また、本発明の第2の側面は、第1の被加圧物と第2の被加圧物との両被加圧物を加圧する加圧方法であって、a)前記第1の被加圧物と前記第2の被加圧物とを所定方向において相対的に移動し前記第1の被加圧物と前記第2の被加圧物とを接触させるステップと、b)前記第1の被加圧物と前記第2の被加圧物との接触状態において、前記両被加圧物の位置ずれであって前記所定方向に垂直な平面内における位置ずれを測定するステップと、c)前記位置ずれを補正して前記両被加圧物の位置合わせを行うステップと、を備える、加圧方法である。
また、本発明の第3の側面は、第1の被加圧物と第2の被加圧物とをその相互間に流動可能物質層を挟んで加圧する加圧装置であって、前記第1の被加圧物と前記第2の被加圧物との両被加圧物を所定方向において相対的に移動する相対移動手段と、前記相対移動手段による相対移動動作によって前記第1の被加圧物と前記第2の被加圧物に付着した前記流動可能物質層とが接触した接触状態において、前記両被加圧物の位置ずれであって前記所定方向に垂直な平面内における位置ずれを測定する第1の測定手段と、前記位置ずれを補正して前記両被加圧物の位置合わせを行うアライメント手段と、を備える加圧装置である。
また、本発明の第4の側面は、第1の被加圧物と第2の被加圧物との両被加圧物をその相互間に流動可能物質層を挟んで加圧する加圧方法であって、a)前記両被加圧物を所定方向において相対的に移動し、前記第1の被加圧物と前記第2の被加圧物に付着した前記流動可能物質層とを接触させるステップと、b)前記第1の被加圧物と前記第2の被加圧物に付着した前記流動可能物質層との接触状態において、前記両被加圧物の位置ずれであって前記所定方向に垂直な平面内における位置ずれを測定するステップと、c)前記位置ずれを補正して前記両被加圧物の位置合わせを行うステップと、を備える、加圧方法である。
本発明によれば、接触に起因する位置ずれを補正することができるので、2つの被加圧物をさらに精度良く位置合わせして加圧することが可能である。
以下、本発明の実施形態を図面に基づいて説明する。
<1.第1実施形態>
<1-1.装置構成>
図1および図2は、本発明の第1実施形態に係る接合装置1(1Aとも称する)の内部構造を示す側面図である。なお、以下、各図においては、便宜上、XYZ直交座標系を用いて方向等を示している。
<1-1.装置構成>
図1および図2は、本発明の第1実施形態に係る接合装置1(1Aとも称する)の内部構造を示す側面図である。なお、以下、各図においては、便宜上、XYZ直交座標系を用いて方向等を示している。
接合装置1は、減圧下のチャンバ(真空チャンバ)2内で、被接合物91と被接合物92とを対向させて加圧および加熱し、両被接合物91,92を接合する装置である。ここでは、図9および図10にも示すように、基板91とチップ(部品)92とを接合する状況、より詳細には、基板91のパッド(電極)93とチップ92の金属バンプ(電極)94とを接合する状況、を想定する。金属バンプ94としては、適宜のハンダ材料で形成される所謂ハンダバンプを用いることが可能である。また、金属バンプ94は、これに限定されず、Au(金)、Cu(銅)、Al(アルミニウム)等の各種の金属材料を用いて形成されるものであってもよい。なお、図9等においては、図示の都合上、パッド93および金属バンプ94が誇張して示されている。
また、両被接合物91,92(パッド93および金属バンプ94)の接合表面には、表面活性化処理が予め施されている。ここでは、接合装置1の外部の装置において、両被接合物91,92に対する表面活性化処理が予め施され、その後、当該両被接合物91,92が接合装置1に搬入されるものとする。
表面活性化処理は、両被接合物91,92の接合表面を活性化する処理であり、ビーム照射部を用いて特定物質(例えばアルゴン)を放出することにより実行される。当該ビーム照射部は、イオン化された特定物質(アルゴン等)を電界で加速し両被接合物91,92の接合表面に向けて当該特定物質を放出することにより、両被接合物91,92の接合表面を活性化する。換言すれば、ビーム照射部は、両被接合物91,92の接合表面に向けてエネルギー波を照射することによって、両被接合物91,92の接合表面を活性化する。ビーム照射部としては、原子ビーム照射装置およびイオンビーム照射装置等が用いられる。
また、この接合装置1は、ヘッド22に保持された部品92とステージ12に保持された基板91とを接合し、当該部品92を当該基板91に実装する実装装置であるとも表現される。さらに、この接合装置1においては、部品92と基板91との両被加圧物が加圧して接合されることから、当該接合装置1は、両被加圧物を加圧する加圧装置であるとも表現される。
この接合装置1は、両被接合物91,92の処理空間である真空チャンバ2を備える。真空チャンバ2は、排気管6と排気弁7とを介して真空ポンプ5に接続されている。真空ポンプ5の吸引動作に応じて真空チャンバ2内の圧力が低減(減圧)されることによって、真空チャンバ2は真空状態にされる。また、排気弁7は、その開閉動作と排気流量の調整動作とによって、真空チャンバ2内の真空度を調整することができる。
また、両被接合物91,92は、ヘッド22(加圧部材とも称する)の加圧面22f(図3参照)とステージ12(加圧部材とも称する)の加圧面12fとの間に介装される。具体的には、上側の被接合物92は、ヘッド22(より詳細にはその先端部に設けられた静電チャックあるいは機械式チャック等)によって保持される。同様に、下側の被接合物91は、当該ステージ12(より詳細にはその先端部に設けられた静電チャックあるいは機械式チャック等)によって保持される。
ヘッド22は、当該ヘッド22に内蔵されたヒータ22hによって加熱され、ヘッド22に保持された被接合物92の温度を調整することができる。同様に、ステージ12は、当該ステージ12に内蔵されたヒータ12hによって加熱され、ステージ12上の被接合物91の温度を調整することができる。また、ヘッド22は、当該ヘッド22に内蔵された空冷式の冷却装置等によって当該ヘッド22自身を室温TH1付近にまで急速に冷却することもできる。ステージ12も同様である。ヒータ12h,22h(特に22h)は、金属バンプ94を溶融させる加熱手段(溶融手段)等として機能するとともに、金属バンプ94を冷却して再び固化させる冷却手段(固化手段)等としても機能する。すなわち、ヒータ12h,22h(特に22h)は、金属バンプ94を加熱または冷却する加熱冷却手段として機能する。
これらのヘッド22およびステージ12は、いずれも、真空チャンバ2内において、移動可能に設置されている。
ステージ12は、スライド移動機構14(図2参照)によってX方向に移動(並進移動)可能である。ステージ12は、図2における比較的左側の待機位置(位置PG1付近)と比較的右側の接合位置(ヘッド22直下の位置PG2付近)との間でX方向において移動する。スライド移動機構14は高精度の位置検出器(リニアスケール)を有しており、ステージ12は高精度に位置決めされる。
ヘッド22は、アライメントテーブル23によってX方向およびY方向(水平平面に平行な2つの並進方向)に移動(並進移動)されるとともに、回転駆動機構25によってθ方向(Z軸に平行な軸周りの回転方向)に回転される。ヘッド22は、後述する位置認識部28による位置検出結果等に基づいてアライメントテーブル23および回転駆動機構25によって駆動され、X方向、Y方向、θ方向におけるアライメント動作が実行される。このように、鉛直方向(Z方向)に垂直な平面に沿った各方向(X方向、Y方向、θ方向)(端的に言えば水平方向)において、ステージ12とヘッド22とが相対的に移動することによって、ステージ12に保持された被接合物91とヘッド22に保持された被接合物92とが水平方向においてアライメントされる。
また、ヘッド22は、Z軸昇降駆動機構26によってZ方向に移動(昇降)される。ステージ12とヘッド22とがZ方向に相対的に移動することによって、ステージ12に保持された被接合物91とヘッド22に保持された被接合物92とが接触し加圧されて接合される。なお、Z軸昇降駆動機構26は、複数の圧力検出センサ(ロードセル等)29,32(32a,32b,32c)により検出された信号に基づいて、接合時の加圧力を制御することも可能である。
図3は、ステージ12およびヘッド22付近を示す概略斜視図である。なお、図3においては、図示の簡略化のため、ステージ12およびヘッド22等は概略形状(略円柱形状)で示されている。
図3にも示すように、接合装置1は、3つのピエゾアクチュエータ31(31a,31b,31c)と3つの圧力検出センサ32(32a,32b,32c)とをさらに備えている。
3つのピエゾアクチュエータ31a,31b,31cと3つの圧力検出センサ32a,32b,32cとは、ヘッド22とアライメントテーブル23との間に設けられている。詳細には、3つのピエゾアクチュエータ31a,31b,31cは、ヘッド22の上面において互いに異なる位置(非同一直線上の3つの位置)において固定されている。より詳細には、3つのピエゾアクチュエータ31a,31b,31cは、略円柱状のヘッド22の略円形上面内の外周部付近において略等間隔で配置されている。また、3つの圧力検出センサ32a,32b,32cは、対応する各ピエゾアクチュエータ31a,31b,31cの上端面とアライメントテーブル23の下面とを接続している。換言すれば、3つの圧力検出センサ32a,32b,32cは、ヘッド22の加圧面に平行な平面内における3つの独立した位置(非同一直線上の位置)に配置されている。
3つのピエゾアクチュエータ31a,31b,31cは、互いに独立して、Z方向に伸縮可能であり、ヘッド22の姿勢(詳細には2軸周り(例えばX軸周りおよびY軸周り)の姿勢角度)および位置(詳細にはZ方向の位置)を微調整することが可能である。また、3つの圧力検出センサ32a,32b,32cは、ヘッド22の下面(加圧面)22fに平行な平面内における3つの位置(非同一直線上の位置)での加圧力を測定することができる。各位置での加圧力を均等化するように3つのピエゾアクチュエータ31a,31b,31cを駆動することにより、ヘッド22の下面22f(図2参照)とステージ12の上面(加圧面)12fとを平行に維持して、両被接合物91,92を接合することが可能である。
<1-2.位置認識部>
また、接合装置1は、被接合物91,92の水平位置(詳細にはX,Y,θ)を認識する位置認識部28を備えている。
また、接合装置1は、被接合物91,92の水平位置(詳細にはX,Y,θ)を認識する位置認識部28を備えている。
図1および図2に示すように、位置認識部28は、被接合物等に関する光像を画像データとして取得する撮像部(カメラ)28L,28M,28Nを有する。撮像部28L,28M,28Nは、それぞれ、同軸照明系を有している。なお、撮像部28M,28Nの各同軸照明系の光源としては、両被接合物91,92およびステージ12等を透過する光(例えば赤外光)が用いられる。
ここにおいて、図4および図5に示すように、両被接合物91,92には、それぞれ、位置合わせ用のマーク(以下、アライメントマークなどとも称する)MKが付されている。例えば、一方の被接合物91に2つのアライメントマークMK1a,MK1b(図4参照)が設けられ、他方の被接合物92にも2つのアライメントマークMK2a,MK2b(図5参照)が設けられる。
両被接合物91,92の位置合わせ動作(アライメント動作)は、位置認識部(カメラ等)28により、両被接合物91,92に付された各アライメントマークMKの位置を認識することによって実行される。
例えば、図2に示すように、位置認識部28の撮像部28Lは、位置PG1に存在する被接合物91の光像を画像データとして取得する。具体的には、真空チャンバ2の外部上方に配置された光源から出射された光は、真空チャンバ2の窓部2aを透過して被接合物91(位置PG1)に到達して反射される。そして、被接合物91で反射された光は、再び真空チャンバ2の窓部2aを透過して進行し、撮像部28Lに到達する。このようにして、撮像部28Lは、被接合物91に関する光像を画像データとして取得する。そして、撮像部28Lは、当該画像データに基づいてアライメントマークMK1(MK1a等)を抽出するとともに、当該アライメントマークMK1の位置を認識し、ひいては被接合物91の位置を認識する。
同様に、位置認識部28の撮像部28Mは、位置PG2に存在する被接合物92の光像を画像データとして取得する。具体的には、真空チャンバ2の外部下方に配置された光源から出射された光は、真空チャンバ2の窓部2bを透過して被接合物92(位置PG2)に到達して反射される。そして、被接合物92(詳細にはその一部)で反射された光は、再び真空チャンバ2の窓部2bを透過して進行し、撮像部28Mに到達する。このようにして、撮像部28Mは、被接合物92に関する光像を画像データとして取得する。また、撮像部28Mは、当該画像データに基づいてアライメントマークMK2(MK2a等)を抽出するとともに、当該アライメントマークMK2の位置を認識し、ひいては被接合物92の位置を認識する。
このように、被接合物91が位置PG1付近に存在する状態において撮像部28Lによる撮影画像GLが取得され、被接合物92が位置PG2付近に存在する状態において撮像部28Mによる撮影画像GMが取得される。その後、ステージ12がスライド移動機構14によってX方向に移動されることに伴って、被接合物91が位置PG2付近へとX方向に移動される。
このとき、接合装置1は、各画像GL,GMに基づいて、各被接合物91,92の基準位置からのずれ量をそれぞれ求めておく。そして、接合装置1は、当該ずれ量に基づいて、被接合物91のX方向の移動量を調整するとともに、被接合物92のY方向位置等をも調整する。これにより、被接合物91が位置PG2に移動して、両被接合物91,92が離間して対向する状態において、両被接合物91,92の水平方向における相対位置関係はほぼ正しい状態になる。このような大まかな位置合わせ動作をラフアライメントとも称する。あるいは、当該位置合わせ動作は、後述するような更に精緻なアライメント動作(ファインアライメント動作とも称する)の前に行われるアライメント動作であることから、プリアライメント動作とも称される。
また、後述するように、位置認識部28は、ファインアライメント動作のための位置測定動作を実行することが可能である。具体的には、位置認識部28は、両被接合物91,92が対向する状態において、撮像部28M,28Nの各同軸照明系から出射された照明光の透過光および反射光に関する撮影画像(画像データ)GAを用いて、両被接合物91,92の位置を認識することもできる。換言すれば、両被接合物91,92の位置合わせ動作(ファインアライメント動作)は、当該位置認識部(カメラ等)28により、両被接合物91,92に付された2組のアライメントマーク(MK1a,MK2a),(MK1b,MK2b)の位置を同時に認識することによって実行される。
より詳細には、図1に示すように、撮像部28Mにおける同軸照明系の光源(不図示)から出射された光は、ミラー28eで反射されてその進行方向が変更され上方に進行する。当該光は、さらに、窓部2b(図1)および両被接合物91,92の一部(あるいは全部)を透過した後に両被接合物91,92の各マークMK1a,MK2aで反射されると、今度は逆向き(下向き)に進行する。そして、再び、窓部2bを透過してミラー28eで反射されて、その進行方向が左向きに変更され、撮像部28M内の撮像素子に到達する。位置認識部28は、このようにして両被接合物91,92に関する光像(マークMK1a,MK2aを含む画像)を撮影画像GAa(図6参照)として取得し、当該画像GAaに基づいて両被接合物91,92に付された或る1組のマーク(MK1a,MK2a)の位置を認識するとともに、当該1組のマーク(MK1a,MK2a)相互間の位置ずれ量(Δxa,Δya)を求める(図7参照)。図7は、1組のマークMK1a,MK2aが互いにずれている状態を示す図である。
同様に、撮像部28Nにおける同軸照明系の光源(不図示)から出射された光は、ミラー28fで反射されてその進行方向が変更され上方に進行する。当該光は、さらに、窓部2b(図1)および両被接合物91,92の一部あるいは全部を透過した後に両被接合物91,92の各マークMK1b,MK2bで反射されると、今度は逆向き(下向き)に進行する。そして、再び、窓部2bを透過してミラー28fで反射されて、その進行方向が右向きに変更され、撮像部28N内の撮像素子に到達する。位置認識部28は、このようにして両被接合物91,92に関する光像(マークMK1b,MK2bを含む画像)を撮影画像GAb(図6参照)として取得し、当該画像GAbに基づいて両被接合物91,92に付された他の1組のマーク(MK1b,MK2b)の位置を認識するとともに、当該1組のマーク(MK1b,MK2b)相互間の位置ずれ量(Δxb,Δyb)を求める。なお、ここでは、撮像部28M,28Nによる撮影画像GAa,GAbの撮影動作は、ほぼ同時に実行される。
その後、位置認識部28は、これら2組のマークの位置ずれ量(Δxa,Δya),(Δxb,Δyb)と2組のマークの幾何学的関係とに基づいて、X方向、Y方向およびθ方向における両被接合物91,92の相対的ずれ量ΔD(詳細にはΔx,Δy,Δθ)を算出する。そして、位置認識部28により認識された当該相対的ずれ量ΔDが低減されるように、ヘッド22が2つの並進方向(X方向およびY方向)と回転方向(θ方向)とに駆動される。これにより、両被接合物91,92が相対的に移動され、上記の位置ずれ量ΔDが補正される。
このようにして、鉛直方向(Z方向)に垂直な平面(水平平面)内における位置ずれ量ΔD(詳細にはΔx,Δy,Δθ)が測定され、当該位置ずれ量ΔDを補正するアライメント動作(ファインアライメント動作)が実行される。後述するように、位置ずれ量ΔDの測定動作は、両被接合物91,92の非接触状態において実行されるとともに、両被接合物91,92の接触状態においても実行される。
なお、ここでは、2つのカメラ28M,28Nを用いて、2つの撮影画像GAa,GAbを並列的に(ほぼ同時に)撮影して取得する場合を例示するが、これに限定されない。たとえば、1つのカメラ28MをX方向および/またはY方向に移動することによって、各撮影画像GAa,GAbを逐次的に撮影して取得するようにしてもよい。
<1-3.接合動作>
つぎに、図8を参照しながら、第1実施形態に係る動作について説明する。図8は、第1実施形態に係る動作を示すフローチャートである。また、当該動作は、装置1のコントローラ100(図1参照)によって制御される。
つぎに、図8を参照しながら、第1実施形態に係る動作について説明する。図8は、第1実施形態に係る動作を示すフローチャートである。また、当該動作は、装置1のコントローラ100(図1参照)によって制御される。
図8においては、上述のプリアライメント動作(ラフアライメント動作)は既に実行されているものとする。プリアライメント動作後においては、両被接合物91,92は、非接触状態で対向配置されている。
その後、ステップS11,S12において、非接触状態におけるファインアライメント動作(上述)がさらに実行される。
具体的には、ステップS11において、まず、非接触状態における両被接合物91,92(図9参照)の撮影画像GAa,GAb(図6参照)が取得される。そして、当該2つの撮影画像GAa,GAbに基づいて両被接合物91,92のX方向、Y方向およびθ方向の位置ずれ量(Δx,Δy,Δθ)がそれぞれ求められる。
詳細には、Z方向に離間した両マークMK1a,MK2aを同時に読み取った画像GAaに基づきベクトル相関法を用いてずれ量(Δxa,Δya)が算出される。同様に、Z方向に離間した両マークMK1b,MK2bを同時に読み取った画像GAbに基づきベクトル相関法を用いてずれ量(Δxb,Δyb)が算出される。そして、当該ずれ量(Δxa,Δya),(Δxb,Δyb)に基づいて、両被接合物91,92の水平方向における位置ずれ量(Δx,Δy,Δθ)が測定される。なお、後述するように、Z方向に離間した両マークMK1a,MK2aを含む画像GAaをベクトル相関法を用いて解析することによれば、より高精度に位置を求めることが可能である。画像GAbについても同様である。
その後、ステップS12において、当該位置ずれ量(Δx,Δy,Δθ)を補正すべく、両被接合物91,92が相対的に移動する。具体的には、ステージ12が固定された状態において、ヘッド22が位置ずれ量(Δx,Δy,Δθ)を解消するように、X方向、Y方向およびθ方向に移動する。これにより、両被接合物91,92は、水平方向において、非常に高い精度(たとえば許容誤差が0.2マイクロメートル以内)でアライメントされる。図9は、このような状態を示す概念図である。すなわち、図9は、両被接合物91,92が水平方向において正しい位置関係を有している状態を示している。なお、図9においては、両被接合物91,92は、鉛直方向に離間して配置されており、両被接合物91,92は未だ接触していない。
その後、ステップS13において、Z軸昇降駆動機構26を駆動することによって、ヘッド22を下降させて、両被接合物91,92を接触させる(図10参照)。図10は、両被接合物91,92が、水平方向において正しい位置関係を有する状態で、接触している様子を示している。なお、このとき、圧力検出センサ29等の検出結果に基づいて、両被接合物91,92の相互間の接触圧が所定値(たとえば0.1N/mm2)になるように調整される。
しかしながら、このような接触動作後においては、実際には、図13に示すように両被接合物91,92は正しい位置関係(図10)からずれていることが多い。このような接触に伴う位置ずれは、仮に両被接合物91,92が接触前に正しい位置関係を有していたとしても、両被接合物91,92が接触する際に物理的な衝撃力が作用することなどに起因して生じ得る。
また、特に、このような位置ずれは、次のような要因によって招来されることがある。
具体的には、接触前の時点において、図9のような理想状態(平行配置状態)とは異なる状態(傾斜状態)で両被接合物91,92が配置されることがある。より詳細には、図11に示すように、ステージ12とヘッド22との両者の平行度が十分ではなく、当該両者12,22(ひいては両被接合物91,92)が若干傾いて配置されることがある。
具体的には、接触前の時点において、図9のような理想状態(平行配置状態)とは異なる状態(傾斜状態)で両被接合物91,92が配置されることがある。より詳細には、図11に示すように、ステージ12とヘッド22との両者の平行度が十分ではなく、当該両者12,22(ひいては両被接合物91,92)が若干傾いて配置されることがある。
そして、このような場合には、図12に示すように、被接合物92の下降に伴って、まず、所定方向における一端側(たとえば図の右側)において被接合物92が被接合物91に接触する。その後、当該接触部分での摺動動作を伴いながら被接合物92が被接合物91に対して水平方向(たとえば図の右側)に移動するとともに、被接合物92が他端側(たとえば図の左側)においても下降する。このようにして、両被接合物91,92が徐々に平行状態に近づくように相対的な姿勢が変更されて、当該両被接合物91,92の接触面積が徐々に増大していく。なお、両被接合物91,92の接触動作および摺動動作は、より詳細には、被接合物92の金属バンプ94が、当該金属バンプ94に対向する(被接合物91の)パッド93に接触しつつ移動することによって行われる。そして、このような動作の結果、図13に示すように、両被接合物91,92が、水平方向における位置ずれを伴った状態で接触する。
なお、ここでは、位置ずれの要因の一つとして、両被接合物91,92の傾斜配置を例示した。ただし、実際には、両被接合物91,92が傾斜していない場合にも種々の要因によって、上記のような位置ずれが生じ得る。
上記のような接触後の位置ずれを解消することを企図して、この実施形態に係る接合装置1は、被接合物91と被接合物92とが接触した状態において、両被接合物91,92の水平方向における位置ずれを測定する。そして、当該接合装置1は、当該位置ずれを補正して両被接合物の位置合わせを行う。このような動作によれば、両被接合物91,92を水平方向において更に正確に位置決めした状態で、当該両被接合物91,92を接合することが可能である。
具体的には、まず、ステップS14(図8)において、「接触状態」(図13)における両被接合物91,92の撮影画像GAa,GAb(図6参照)が取得される。そして、当該2つの撮影画像GAa,GAbに基づいて両被接合物91,92のX方向、Y方向およびθ方向の位置ずれ量(Δx,Δy,Δθ)がそれぞれ測定される。
ここにおいて、両被接合物91,92の接触状態(ステップS14)においては、被接合物91の表面上の凸部であるパッド93と被接合物92の表面上の凸部である金属バンプ94とが接触している。一方、被接合物91の表面上の非凸部に設けられたマークMK1と被接合物92の表面上の非凸部に設けられたマークMK2とは、図9(あるいは図11)等に示すように、Z方向において離間して配置されている。
そして、このステップS14においても、ステップS11と同様に、Z方向に離間した両マークMK1a,MK2aを同時に読み取った画像GAaに基づきベクトル相関法を用いてずれ量(Δxa,Δya)が算出される。同様に、Z方向に離間した両マークMK1b,MK2bを同時に読み取った画像GAbに基づきベクトル相関法を用いてずれ量(Δxb,Δyb)が算出される。そして、ずれ量(Δxa,Δya),(Δxb,Δyb)に基づいて、両被接合物91,92の水平方向における位置ずれ量(Δx,Δy,Δθ)が測定される。
その後、ステップS15において、当該位置ずれ量が許容誤差範囲内に収まっていないと判定されると、ステップS16に進む。なお、位置ずれ量が所定の許容誤差範囲内に収まっているか否かは、たとえば、3つの位置ずれ量(Δx,Δy,Δθ)の全てがそれぞれの許容誤差範囲に収まっている旨の条件を充足するか否かに基づいて判定されればよい。
ステップS16においては、両被接合物91,92がZ方向において相対的に離れる向きに移動され、両被接合物91,92の接触状態が一旦解除される(図14参照)。詳細には、ヘッド22が上昇されることによって、両被接合物91,92の接触状態が解除される。
そして、ステップS17において、両被接合物91,92の非接触状態、すなわち両被接合物91,92が水平方向において自由に移動可能な状態にて、両被接合物91,92が当該位置ずれ量(Δx,Δy,Δθ)を補正すべく相対的に移動され、位置合わせ動作(アライメント動作)が実行される(図14参照)。具体的には、ステージ12が固定された状態において、ヘッド22が、位置ずれ量(Δx,Δy,Δθ)を解消するように、X方向、Y方向およびθ方向に移動する(図14の左向き矢印参照)。
その後、ステップS13に戻り、接合装置1は、Z軸昇降駆動機構26を駆動して、ヘッド22を下降させ、両被接合物91,92を再度接触させる。
そして、ステップS14の動作、すなわち接触状態における両被接合物91,92の位置ずれ測定動作が再度実行され、ステップS15に進む。
上記のような動作(特に、接触状態における位置ずれ測定動作、および位置ずれを補正する補正動作)が、1回、あるいは所定周期(たとえば1秒)間隔等で複数回繰り返し実行されることによれば、両被接合物91,92相互間における接触動作自体に起因する位置ずれが低減される。したがって、両被接合物91,92は、接触後の最終状態においても、水平方向において非常に高い精度(たとえば許容誤差が0.2マイクロメートル以内)でアライメントされる(図10参照)。
そして、ステップS15において、両被接合物91,92の位置ずれが許容誤差範囲内に収まっていると判定されると、ステップS19に進む。
ステップS19においては、両被接合物91,92が加圧されるとともに加熱され、両被接合物91,92が接合される。具体的には、被接合物92の金属バンプ94が被接合物91のパッド93に接触した状態で、金属バンプ94が加熱溶融されパッド93に対して接合される。その後、適宜の冷却期間を経て金属バンプ94が固化した後に加圧状態が解除される。このようにして、両被接合物91,92が良好にアライメントされて接合される。
以上のように、この実施形態に係る動作によれば、接触状態における実際の位置ずれが測定され、当該位置ずれを補正するアライメント動作が実行されるので、両被接合物91,92を非常に高精度にアライメントすることが可能である。この結果、両被接合物91,92等で構成されるデバイス(半導体デバイス)等が非常に精密に製造される。
また、上記のステップS11,S14においては、上述したように、被接合物91に付されたアライメントマークMK1aと被接合物92に付されたアライメントマークMK2aとの双方を含む撮影画像GAaが取得される(図4~図6参照)。同様に、被接合物91に付されたアライメントマークMK1bと被接合物92に付されたアライメントマークMK2bとの双方を含む撮影画像GAbが取得される。そして、撮影画像GAa,GAbに基づいて両被接合物91,92の位置ずれが測定される。
ここにおいて、位置測定用の撮影画像GAaは、被接合物91に付されたアライメントマークMK1aと被接合物92に付されたアライメントマークMK2aとが同時に読み取られて取得された画像である。同様に、位置測定用の撮影画像GAbは、被接合物91に付されたアライメントマークMK1bと被接合物92に付されたアライメントマークMK2bとが同時に読み取られて取得された画像である。
仮に2つのアライメントマークを2つの異なる画像でそれぞれ別個に読み取る場合には、当該2つの画像の座標系相互間のマッチング誤差等に起因する相対的な位置誤差が、2つのアライメントマークの位置ずれ検出時に生じ得る。たとえば、被接合物91に付されたアライメントマークMK1aを画像GCで取得し、被接合物92に付されたアライメントマークMK2aを別の画像GDで読み取る場合には、画像GCにおける座標系と画像GDにおける座標系とのマッチング誤差等に起因して、2つのアライメントマークのMK1a,MK2aの相互間のずれ量に誤差が生じ得る。特に、2つの画像GC,GDが別個の時点で取得されるために、種々の振動等によって2つのアライメントマークのMK1a,MK2aの相対位置関係が正しく把握されず、誤差が生じることもある。
一方、上記実施形態の態様によれば、撮影画像GAaは、両被接合物91,92に付されたアライメントマークMK1a,MK2aを同時に読み取って取得された画像である。したがって、当該画像GAaを用いることによれば、上記のような誤差の発生を防止できる。画像GAbに関しても同様である。
また、上記実施形態では、ステップS11,S14において、両アライメントマークMK1a,MK2aをZ方向に離間させた状態で撮影画像GAaが取得され、撮影画像GAa内の両アライメントマークMK1a,MK2aに対応する部分のエッジがベクトル相関法により検出される。
図15は、ぼけの小さな状態で取得されたマークMK1aの撮影画像(円形形状)を示す概念図であり、図16は、比較的大きなぼけを伴って取得されたマークMK1aの撮影画像(円形形状)を示す概念図である。本実施形態に係るベクトル相関法においては、エッジ図形の特徴量(たとえばエッジ部分での濃淡情報(濃淡の傾斜方向))がベクトル化された状態で取得される。詳細には、白色部分から黒色部分へと向かう階調変化を示すベクトルが生成される。より詳細には、円環状のマークMK1aの各部分において白色部分から黒色部分へ向かう各ベクトルが生成される。たとえば、図15と図16とを比較すると判るように、比較的大きなぼけを伴う場合(図16)の各ベクトルの長さは、それぞれ、比較的小さなぼけを伴う場合(図15)の各対応ベクトルの長さよりも大きくなるのに対して、図16の各ベクトルの向きは、図15の各対応ベクトルの向きとそれぞれほぼ同じである。そして、両マークMK1a,MK2aの画像に関するエッジ部分でのベクトルの「向き」の情報が主に用いられて比較動作が実行される。そのため、両マークMK1a,MK2aの画像を画素単位で比較する場合に比べて、画像のぼけ具合による影響が低減される。
このように、ベクトル相関法を用いることによれば、画像のぼけ具合による影響を低減することが可能であり、アライメントマークの位置を精度良く検出することができる。なお、撮影画像GAbにおいても同様である。
また、上記実施形態の撮像部28M,28Nは、それぞれ、物体からの光の結像位置を調節する焦点位置調節機構を有している。焦点位置調節機構は、撮影レンズのレンズ位置を移動させ、所定の被写体距離に存在する物体からの光を撮像面に結像させることによって、当該物体の像を合焦状態で撮影させることができる。そして、撮影画像GAa,GAbは、それぞれ、たとえば次のような合焦状態態で取得される。
具体的には、撮影画像GAaは、アライメントマークMK1aのZ方向位置PZ1(PZ1a)とアライメントマークMK2aのZ方向位置PZ2(PZ2a)との間のZ方向位置MP(図17参照)の仮想物体からの光が撮像部28Mの撮像面に結像する状態で、取得される。同様に、撮影画像GAbは、アライメントマークMK1bのZ方向位置PZ1(PZ1b)とアライメントマークMK2bのZ方向位置PZ2(PZ2b)との間のZ方向位置MPの仮想物体からの光が撮像部28Mの撮像面に結像する状態で、取得される。
このように、両アライメントマークMK1a,MK2aの間(好ましくは中間(中央))に焦点を合わせることによれば、両アライメントマークMK1a,MK2aのぼけ具合のバランスを図り(一方のぼけ具合が非常に大きくなることを防止し)、高精度に位置ずれを検出することが可能である。
また、上記実施形態においては、表面活性化処理が施された両被接合物91,92(具体的には、パッド93および金属バンプ94)に対して、ステップS13の接触動作が(多くの場合)複数回繰り返し実行される。この接触動作(加圧接触動作)によれば、接合界面における不要な再吸着物層が押し破られて除去され、接合界面におけるボイドが低減された良好な活性化接合が達成され得る。より詳細には、再吸着物層がこの接触動作に伴って押し破られて除去され、当該再吸着物層の下の新生面が露出することによって、良好な接合が実現される。
一般的に、2つの接合表面はそれぞれ微視的には比較的大きな凹凸を有しており、比較的少数の点で接触している。仮に、1回の接触動作のみで再吸着物層を押し破ろうとするとすると、比較的少数の点(たとえば1点)で再吸着物層を潰すことになるため、比較的大きな圧力を要する。
一方、上記実施形態において、ステップS13の接触動作が複数回繰り返し実行される場合には、両被接合物91,92の再接触動作(ステップS13)に伴って多数の箇所で再吸着物層が押し破られて除去され、両者の接合表面相互間での接触点が増大し、両被接合物91,92が多数の点で接触する。たとえば、1回目の接触動作直後よりも2回目の接触動作直後の方が、両被接合物91,92は比較的多数の点で接触する。そのため、多数の点において新生面が露出して良好な接合が実現される。また、1回のみの接触動作が行われる場合に比べて、比較的小さな圧力(接触圧)でも良好な接合が可能になる。
<2.第2実施形態>
第2実施形態は、第1実施形態の変形例である。以下、第1実施形態との相違点を中心に説明する。
第2実施形態は、第1実施形態の変形例である。以下、第1実施形態との相違点を中心に説明する。
この第2実施形態においては、接触後の位置ずれ測定に応じて平行度の調整動作をも実行する場合について例示する。
上述したように、図10のようにステージ12とヘッド22との両者の平行度が十分ではなく、当該両者12,22が傾いて配置され、ひいては両被接合物91,92が傾斜して(非平行状態で)配置されることがある。そして、このような傾斜に起因して、接触状態におけるずれ等が大きくなることがある。
そこで、この第2実施形態においては、接触後の位置ずれ測定に応じて平行度の調整動作をも実行する。具体的には、図18に示すように、接触後の位置ずれ測定(ステップS14)に応じて、平行度の調整動作(ステップS22)が1回のみ実行される。なお、図18は、この第2実施形態に係る動作を示すフローチャートである。
詳細には、ステップS14の次のステップS21において、平行度調整動作(ステップS22)が既に実行されたか否かの判定動作が実行される。そして、平行度調整動作が実施済みである場合にはステップS21からステップS15に進み、平行度調整動作が未実施である場合にはステップS21からステップS22に進む。ここでは、まず、平行度調整動作が未実施でありステップS22に進むものとする。
図19~図21は、平行度のずれを伴う状態での接触動作(ステップS13)を示す概略図である。これらの図を参照しながら、ステップS22の動作等について説明する。
図19(図12も参照)に示すような右肩下がりの傾斜状態を有する被接合物92が被接合物91に対して図の右側において接触した後、その接触部分において摺動動作を伴いながら、両被接合物91,92の相互間の傾斜角度が低減されていき、当該両被接合物91,92が徐々に接触していく(図20参照)。そして、最終的に、両被接合物91,92が互いに平行に配置されて接触する状態においては、図21(図13も参照)に示すように、両被接合物91,92の水平向における位置ずれは、値ΔDに到達する。
ここにおいて、非接触状態での位置ずれ測定動作(ステップS11)においては誤差ΔD(ΔD0とも表記する)が全く存在しない(ΔD0=0)と仮定すると、接触状態での位置ずれ測定動作(ステップS14)における測定結果ΔD(ΔD1とも表記する)は、対向面の摺動動作に伴う位置ずれ量であると考えられる。このように、「非接触状態」における両被接合物91,92の位置ずれΔD0と「接触状態」における両被接合物91,92の位置ずれΔD1との差(ΔD1-ΔD0)は、両被接合物91,92の接触時における摺動動作に伴う位置ずれ量DDであるとして求められる。
また、このような水平方向の位置ずれ量DDは、被接合物92の傾斜角度、換言すれば、被接合物92の端位置でのZ方向ずれ量ΔZとの間に所定の関係を有している。図22は、位置ずれ量DDとZ方向変位量ΔZとの関係を示す図である。なお、図22の関係は、予め実験等によって求められればよい。
具体的には、接触前における被接合物92の所定位置(図の右端位置)でのZ方向変位量(平行状態との比較変位)ΔZが大きくなるにつれて、接触に伴う位置ずれ量DDは大きくなる。換言すれば、被接合物92の被接合物91に対する傾斜角度が大きくなるにつれて、位置ずれ量DDは大きくなる。すなわち、両被接合物91,92の接触前の傾斜角度が大きい程、両被接合物91,92は接触時に大きくずれる。
この実施形態においては、ステップS22において、位置ずれ量DDと変位ΔZとの関係(図22)に基づいて、両被接合物91,92の平行度を調節する。具体的には、3つのピエゾアクチュエータ31(31a,31b,31c)の伸縮量を適宜に調整することによって、X方向の一端側位置でのヘッド22のZ方向変位ΔZが変更される。たとえばX方向において被接合物92の右端位置をその左端位置に比べて値ΔZ上昇させることによって、被接合物92の両被接合物91,92に対する姿勢を変更する。Y方向においても同様の姿勢調整動作を行えばよい。このように、位置ずれ量DDに対応する変位ΔZを解消するようにヘッド22の姿勢を変更する。
このようにして、ピエゾアクチュエータ31を用いてヘッド22の傾斜角度を変更することによって、ヘッド22のステージ12に対する平行度を調整する。この結果、両被接合物91,92の非接触状態における平行度が調整される。
なお、位置ずれ量DDと変位ΔZとの関係を用いて両被接合物91,92の平行度を調整することは、非接触状態における両被接合物の位置ずれと接触状態における両被接合物の位置ずれとに基づいて両被接合物の接触直前における平行度を計測(推定)し、その計測結果(推定結果)に基づいて両被接合物の平行度を調節(調整)することである、とも表現される。
このような平行度調整動作が、図18のステップS22において実行される。そして、両被接合物91,92の平行度が理想状態に近づいた後に、ステップS11,S12における非接触状態でのアライメント動作が再度実行される。その後、ステップS13での接触動作が再度実行される。
平行度調整動作(ステップS22)の後に両被接合物91,92が再び接触する際(ステップS13)には、両被接合物91,92が非平行であることに起因する誤差が低減される。そのため、次のステップS14で測定される位置ずれ量も低減される。そして、平行度調整動作が実施済みである旨がステップS21で判定されると、ステップS21からステップS15に進む。ステップS15以降においては、第1実施形態と同様の動作が実行される。
以上のような動作によれば、第1実施形態と同様の効果を得ることが可能である。また、特にこの第2実施形態では、ステップS22にて、非接触状態における両被接合物の位置ずれと接触状態における両被接合物の位置ずれとに基づいて、両被接合物の接触直前における平行度が推定され、その推定結果に基づき、両被接合物の平行度が調節される。そして、その後に、再度、両被接合物91,92が接触する。そのため、非平行状態に起因する無用な力が接触時(再接触時)に作用することを防止できるので、接触後(再接触後)の位置ずれ量を特に低減することができる。
なお、この第2実施形態においては、ステップS22の平行度調整動作は、(ステップS21での判定動作によって)1回のみ実行される場合を例示しているが、これに限定されない。たとえば、数回繰り返して実行するようにしてもよい。これによれば、平行度に関する誤差を徐々に低減することが可能である。
<3.第3実施形態>
第1実施形態においては、接触後の位置ずれを解消するために、被接合物92を一旦上昇させて両被接合物91,92を一旦非接触状態にする場合を例示したが、これに限定されない。たとえば、両被接合物91,92の接触状態を維持したまま当該両被接合物91,92の位置ずれを補正して当該両被接合物91,92の位置合わせを行うようにしてもよい。第3実施形態においては、このような変形例について、第1実施形態との相違点を中心に説明する。
第1実施形態においては、接触後の位置ずれを解消するために、被接合物92を一旦上昇させて両被接合物91,92を一旦非接触状態にする場合を例示したが、これに限定されない。たとえば、両被接合物91,92の接触状態を維持したまま当該両被接合物91,92の位置ずれを補正して当該両被接合物91,92の位置合わせを行うようにしてもよい。第3実施形態においては、このような変形例について、第1実施形態との相違点を中心に説明する。
図23は、第3実施形態における動作を示すフローチャートである。図23に示すように、この実施形態においては、所定量以上の位置ずれが存在すると判定される(ステップS15)場合には、ステップS16(図8)の接触解除動作を伴うことなくそのままステップS27に進む。
そして、ステップS27においては、図24に示すように、両被接合物91,92の接触状態(加圧接触状態)が維持されたまま当該両被接合物91,92の水平方向における位置合わせが実行される。具体的には、ステップS14で検出された位置ずれ量(Δx,Δy,Δθ)を補正すべく、ヘッド22が水平方向(詳細にはX方向、Y方向およびθ方向)に移動され、位置合わせ動作(アライメント動作)が実行される。これにより、位置ずれ量(Δx,Δy,Δθ)が補正される。
このような態様によっても、上記第1実施形態と同様の効果を得ることが可能である。また、当該位置ずれを補正するアライメント動作が両被接合物91,92の接触状態を維持したまま実行されるので、接触状態解除のための動作に要する時間を短縮することができる。なお、第3実施形態の態様は、両被接合物91,92の相互間の接触面積が小さい場合(および/または接触抵抗が小さい場合)など、両被接合物91,92が接触状態のまま動き易い場合等に特に有用である。
また、第3実施形態においては、表面活性化処理が施された両被接合物91,92(具体的には、パッド93および金属バンプ94)が接触状態を維持したまま摺動する。そして、このような摺動動作を1回以上(特に複数回繰り返して)実行することによれば、接合界面における不要な再吸着物層がこの摺動動作に伴って押し破られて除去され、接合界面におけるボイドが低減された良好な活性化接合が達成され得る。より詳細には、再吸着物層がこの摺動動作に伴って押し破られて除去され、当該再吸着物層の下の新生面が露出することによって、良好な接合が実現される。
上述したように、一般的には、2つの接合表面はそれぞれ微視的には比較的大きな凹凸を有しており、比較的少数の点で接触している。仮に、摺動動作を伴わずに鉛直方向の圧力のみによって再吸着物層を押し破って除去しようとすると、比較的少数の点(たとえば1点)で再吸着物層を潰すことになるため比較的大きな圧力を要する。
一方、上記第3実施形態において、ステップS27の水平移動動作(加圧摺動動作)が繰り返し実行される場合には、両被接合物91,92の摺動動作に伴って多数の箇所で再吸着物層が押し破られて除去され、両者の接合表面相互間での接触点が増大し、両被接合物91,92が多数の点で接触する。このような動作によれば、多数の点において新生面が露出して良好な接合が実現される。また、水平移動動作(加圧摺動動作)を伴わない場合に比べて、比較的小さな圧力(接触圧)でも良好な接合が可能になる。
<4.第4実施形態>
上記第1実施形態等においては、パッド93と金属バンプ94とが固相状態のまま位置合わせされた後に、当該パッド93と金属バンプ94とが加熱され接合される場合について例示した。
上記第1実施形態等においては、パッド93と金属バンプ94とが固相状態のまま位置合わせされた後に、当該パッド93と金属バンプ94とが加熱され接合される場合について例示した。
この第4実施形態では、パッド93と金属バンプ94とが接触し且つ金属バンプ94が加熱され溶融した加熱溶融状態において、両被接合物91,92の位置ずれを測定し当該位置ずれを補正して両被接合物91,92の位置合わせを行い、当該位置合わせ後において金属バンプ94を冷却して固化させる場合について例示する。すなわち、金属バンプ94の加熱溶融状態において、アライメント動作を実行する場合について説明する。
図25は、第4実施形態の動作を示すフローチャートである。以下では、図25を参照しながら、第1実施形態との相違点を中心に説明する。
ステップS31,S32,S33は、それぞれ、ステップS11,S12,S13(図8)と同様の動作である。ステップS33において両被接合物91,92が接触状態にされ加圧処理が開始される(時刻T1)とともに、ステップS34において加熱処理が開始される。
図26はこの実施形態における温度プロファイルを示す図である。図26に示されるように、時刻T1から時刻T2までの期間TM51(例えば2秒程度)は昇温段階であり、当該期間TM51において、ヘッド22の温度は温度TH1まで上昇する。温度TH1は、金属バンプ94の融点(溶融温度)MTよりも高い温度である。時刻T2から時刻T3までの期間TM52(例えば5秒程度)は温度維持段階(定温段階)であり、当該期間TM52においては、ヘッド22の温度は温度TH1に維持される。時刻T3から時刻T4までの期間TM53(例えば15秒程度)は冷却段階であり、当該期間TM53においては、ヘッド22に内蔵された空冷式の冷却装置(冷却部)等によってヘッド22が室温RT付近にまで冷却される。
この第4実施形態においては、原則として定温期間TM52において、位置ずれ測定動作および再アライメント処理が実行される。そして、当該定温期間TM52内において位置ずれ量ΔDが第1の許容誤差範囲RG1(後述)内に収まるときには、図26に示すように、期間TM52経過後において直ちに冷却処理が実行される(図26の太実線参照)。一方、当該定温期間TM52経過後においても位置ずれ量が第1の許容誤差範囲RG1内に収まらないときには、所定期間(たとえば3秒)を上限値とする延長期間TM55にわたって、位置ずれ測定動作および再アライメント処理を継続する(図26の太破線参照)。そして、当該延長期間TM55内において位置ずれ量ΔDが第1の許容誤差範囲RG1(後述)内に収まる場合には、冷却処理が直ちに実行される。また、延長期間TM55の経過後において位置ずれ量ΔDが第2の許容誤差範囲RG2内に収まる場合にも、冷却処理が直ちに開始される。一方、延長期間TM55の経過後においても位置ずれ量ΔDが第2の許容誤差範囲RG2内に収まらない場合には、エラー処理(例外処理)を実行する。なお、第2の許容誤差範囲RG2は、第1の許容誤差範囲RG1よりも広い範囲として設定される。たとえば、X方向位置に関して、-0.2マイクロメートル以上且つ+0.2マイクロメートル以下の範囲が第1の許容誤差範囲RG1として定められ、-0.3マイクロメートル以上且つ+0.3マイクロメートル以下の範囲が第2の許容誤差範囲RG2として定められる。同様に、Y方向位置およびθ方向位置についても、それぞれ、第1の許容誤差範囲RG1および第2の許容誤差範囲RG2が定められる。
ステップS35においては、昇温段階が終了するまで(換言すれば期間TM51が経過するまで)待機する処理が実行される。このステップS35の待機処理期間においては、図26の昇温段階の処理、すなわち金属バンプ94の加熱溶融処理が実行される。詳細には、金属バンプ94と当該金属バンプ94に対向するパッド93(対向部分)との接触状態において、金属バンプ94が加熱溶融される。
その後、ステップS36においては、両被接合物91,92の接触状態且つ金属バンプ94の加熱溶融状態において、位置ずれ測定が実行される。図27に示すように、定温段階の継続中において、第1の許容誤差範囲RG1内に収まらない位置ずれ量ΔDが存在するときには、ステップS37,S38を経由してステップS39に進む。
ステップS39においては、両被接合物91,92の接触状態且つ金属バンプ94の加熱溶融状態が維持されたまま、当該両被接合物91,92の水平方向における位置合わせが実行される(図28参照)。具体的には、ステップS36で検出された位置ずれ量ΔD(Δx,Δy,Δθ)を補正すべく、ヘッド22が水平方向(詳細にはX方向、Y方向およびθ方向)に移動され、位置合わせ動作(アライメント動作)が実行される。図28においては、ヘッド22が例えば白矢印の向きに移動される様子が示されている。これにより、位置ずれ量(Δx,Δy,Δθ)が補正され、両被接合物91,92が正しい位置関係を有する状態へと遷移する(図29参照)。特に、この第4実施形態のステップS39においては、金属バンプ94が溶融状態であるため、金属バンプ94と当該金属バンプ94に対向するパッド93とが互いに接触したまま、両被接合物91,92は水平方向において容易に移動することが可能である。
その後、再びステップS36に戻り、ステップS36~ステップS39の動作が繰り返される。このように、期間TM52においては、接触状態における位置ずれ測定動作と、接触状態を維持したままでの位置ずれ補正動作とが繰り返し実行される。より詳細には、たとえば数百ms(ミリ秒)ごとにこれらの動作が繰り返し実行される。なお、定温段階TM52中において、位置ずれ量が第1の許容誤差範囲RG1内に収まっている場合には、ステップS39の処理を実行することなく、ステップS37からステップS41を経由して再びステップS36に戻る。
そして、定温段階TM52が終了したことがステップS41において判定されると、ステップS43に進む。換言すれば、定温段階TM52の終了後において、位置ずれ誤差が第1の許容誤差範囲RG1内であることが判定されると、ステップS43に進む。
ステップS43では、ヘッド22に内蔵された冷却部により冷却処理が実行され、金属バンプ94が冷却され固化する。そして、図26の冷却期間TM53の経過後において、両被接合物91,92の加圧状態が解除される。このような動作により、両被接合物91,92が良好にアライメントされて接合される。
一方、位置ずれ量ΔDが未だ第1の許容誤差範囲RG1内に収まらず、且つ、定温段階終了後の延長期間TM55が未終了(詳細には延長期間TM55の上限値が未経過)である場合には、ステップS37,S38を経由してステップS39の処理が再度実行される。ステップS39では、両被接合物91,92の接触状態且つ金属バンプ94の加熱溶融状態が維持されたまま、当該両被接合物91,92の水平方向における位置合わせが実行される(図28参照)。
また、定温段階終了後の延長期間TM55が終了した後においても、位置ずれ量ΔDが未だ第1の許容誤差範囲RG1内に収まらない場合には、ステップS37,S38を経由してステップS42に進む。ステップS42では、位置ずれ量ΔDが第2の許容誤差範囲RG2内に収まるか否かが判定される。
位置ずれ量ΔDが第2の許容誤差範囲RG2内に収まる場合には、そのままステップS43に進み、冷却処理が実行される。
一方、位置ずれ量ΔDが第2の許容誤差範囲RG2内にも収まらない場合には、ステップS42からステップS44に進み、エラー処理(不良品排除処理)が実行される。
以上のような動作によれば、第1実施形態等と同様に、接触状態における実際の位置ずれが測定され、当該位置ずれを補正するアライメント動作が実行されるので、両被接合物91,92を非常に高精度にアライメントすることが可能である。
また、当該位置ずれを補正するアライメント動作が両被接合物91,92の接触状態維持したまま実行されるので、接触解除のための動作に要する時間を短縮することができる。
また特に、金属バンプ94と対向パッド93との接触を伴うアライメント動作においては、一般的には、金属バンプ94と対向パッド93との接触時の衝撃力等に起因する位置ずれが生じ得る。また、金属バンプ94が加熱され溶融される際(特に昇温段階)にも、金属バンプ94が固相から液相に変化することに伴う位置ずれが生じ得る。
これに対して、この第4実施形態においては、金属バンプ94と対向パッド93との接触後において、実際の位置ずれが測定され、当該位置ずれを補正するアライメント動作が実行されるので、金属バンプ94と対向パッド93との接触時の衝撃力等に起因する位置ずれが良好に補正される。
また、金属バンプ94が加熱溶融された後に、実際の位置ずれが測定されるとともに当該位置ずれを補正するアライメント動作が実行されるので、金属バンプ94が固相から液相に変化することに伴う位置ずれをも良好に補正することができる。また、特に、上記実施形態においては、金属バンプ94の加熱開始から所定時間経過後(詳細には昇温段階終了後)に位置ずれが測定されているので、溶融開始直後からの初期段階(昇温段階)において顕著に現れる位置ずれを、良好に補正することが可能である。
なお、この第4実施形態では、ステップS41で定温段階TM52の終了を待ってからステップS43に進む場合を例示しているが、これに限定されず、位置ずれ量ΔDが第1の許容誤差範囲RG1内に収まっている場合には、定温段階TM52に関する所定期間(たとえば5秒)の経過を待たずにステップS43(冷却処理)に直ちに進むようにしてもよい。
また、ここでは、2つの許容誤差範囲RG1,RG2を設けているが、これに限定されない。たとえば、定温期間TM52経過後においても位置ずれ量ΔDが所定の許容誤差範囲RG1内に収まらないときには、直ちにエラー処理等を実行するようにしてもよい。
また、ここでは、延長期間TM55を設ける場合を例示しているが、これに限定されない。たとえば、延長期間TM55を設けることなく(換言すれば、延長期間TM55をゼロ(秒)に設定し)、ステップS38(図25)で定温段階が終了したことが判定されるとステップS42に進むようにしてもよい。
<5.第5実施形態>
<5-1.概要>
上記各実施形態においては、接触前において固相状態を有する2つの部分を接触させた状態で2つの被接合物(被加圧物)を接合(加圧)する技術を例示したが、本発明は、これに限定されない。この第5実施形態においては、接触前において液相状態を有する樹脂層を挟んだ状態で2つの被加圧物を加圧する技術について例示する。詳細には、いわゆるナノインプリント技術に本発明の思想を適用する場合を例示する。
<5-1.概要>
上記各実施形態においては、接触前において固相状態を有する2つの部分を接触させた状態で2つの被接合物(被加圧物)を接合(加圧)する技術を例示したが、本発明は、これに限定されない。この第5実施形態においては、接触前において液相状態を有する樹脂層を挟んだ状態で2つの被加圧物を加圧する技術について例示する。詳細には、いわゆるナノインプリント技術に本発明の思想を適用する場合を例示する。
また、上記第2実施形態においては、位置ずれ量DDと変位ΔZとの関係に基づいて、両被接合物91,92の平行度を調整する場合を例示したが、この第5実施形態においては、複数の測距センサによる実測値に基づいて、2つの被加圧物81,82の平行度を調整する技術について例示する。
図30は、本発明の第5実施形態に係る加圧装置1(1Eとも称する)を示す図である。図30に示すように、加圧装置1Eは、第1実施形態に係る接合装置(加圧装置)1Aと類似の構成を有している。以下では、装置1Aとの相違点を中心に説明する。
図30と図1とを比較すると判るように、装置1Eは、UV(紫外線)照射部61を備える点などにおいて、装置1Aとは相違する。また、装置1Eは、UV照射時にはミラー固定部材28gがY軸方向に移動して退避可能となるように構成されている。ミラー固定部材28gは、ミラー28e,28fを固定する部材である。なお、この加圧装置1Eは、ナノインプリント装置(微細転写装置)とも称される。
ここでは、一の被加圧物82として半導体ウエハがヘッド22に保持されるとともに、もう1つの被加圧物81としてモールド(原版)がステージ12に保持される場合を例示する(図34参照)。また、被加圧物82の表面(下側表面)には光硬化樹脂が予め塗布されている。換言すれば、被加圧物82の下面側には、光硬化樹脂で形成された樹脂層88が設けられている。さらに、モールド81は透光性部材(例えば石英等)で形成されており、モールド81の表面(図の上側)には凹凸のパターンが設けられている。端的に言えば、モールド81は、透明金型である。
そして、両被加圧物81,82は、流動性を有する樹脂層88を当該両被加圧物81,82の相互間に挟んだ状態で、加圧される(図36参照)。詳細には、被加圧物81、樹脂層88、および被加圧物82がこの順序で積層された状態で、加圧される。換言すれば、両被加圧物82,81が、光硬化樹脂で形成される樹脂層88を挟んで加圧される。このようにして、モールド81の凹凸パターンが樹脂層88の樹脂材料に押し付けられることなどによって、当該凹凸パターンが樹脂層88に転写される。ナノインプリント技術においては、このような原理で、所定のパターンが被加圧物82上に形成される。
この第5実施形態においては、モールド81と(被加圧物82に塗布されて形成された)樹脂層88とが接触した状態において両被加圧物81,82の位置ずれが測定され、当該位置ずれが補正される技術について説明する。この樹脂層88は、加圧期間の少なくとも一部にて流動性(流動可能状態)を有する物質(本願では、「流動物質」あるいは「流動可能物質」とも称する)で構成される。また、樹脂層88は、「流動可能物質層」とも称される。
また、図31は、加圧装置1Eのステージ12およびヘッド22付近を示す概略斜視図である。
図31と図3とを比較すると判るように、加圧装置1Eは、3つのピエゾアクチュエータ31(31a,31b,31c)と3つの圧力検出センサ32(32a,32b,32c)とに加えて、3つの測距センサ33(33a,33b,33c)と3つの反射板34(34a,34b,34c)とをさらに備えている。
3つの測距センサ33a,33b,33cは、ステージ12の上面12fに平行な平面(XY平面に平行な平面)内において、非同一直線上の互いに異なる位置P1,P2,P3に配置されている(図32の平面図参照)。より詳細には、3つの測距センサ33a,33b,33cは、略円柱状のステージ12の外周側面部において略等間隔で固定されている(図31参照)。また、ヘッド22の外周側面部においては、反射板34a,34b,34cが、各測距センサ33a,33b,33cにそれぞれ対応する対向位置に固定されて設けられている。
各測距センサ33a,33b,33cとしては、例えばレーザ式の測距センサが用いられる。ステージ12に固定された各測距センサ(レーザ式測距センサ等)33a,33b,33cは、それぞれ、対応する反射板34a,34b,34cまでの距離を測定する。具体的には、各測距センサ33は、レーザ光を出射し、反射板34で反射された当該レーザ光(反射光)を用いて、測距センサ33から反射板34までの距離(位置PZ1と位置PZ2との距離)DMを測定する(図38参照)。より詳細には、各測距センサ33a,33b,33cは、それぞれ、XY平面に平行な平面内の各位置P1,P2,P3において、Z方向位置PZ1とZ方向位置PZ2との間のZ方向における距離DM(DM1,DM2,DM3)を計測する。なお、Z方向位置PZ1は、ステージ12に固定された測距センサ33のZ方向における基準位置であり、Z方向位置PZ2は、ヘッド22に固定された反射板34のZ方向における基準位置である(図38参照)。
これによれば、両被加圧物81,82のZ方向における離間距離DA(図38参照)を測定することが可能である。このような測定動作を含む加圧動作については、後に詳述する。なお、3つの測距センサ33a,33b,33cは、上記のような3つの位置P1,P2,P3での各Z方向距離DAを測定するため、ステージ12に対するヘッド22のZ方向位置(相対位置)および姿勢(相対姿勢)を非常に正確に測定することが可能である。換言すれば、両被加圧物81,82の相対位置および相対姿勢を非常に正確に測定することが可能である。
また、後述するように、例えば、これらの3つの位置P1,P2,P3を同一の目標値に近づけることによって、両被加圧物81,82が適切に平行に保持される。
<5-2.動作>
図33は、第5実施形態に係る動作を示すフローチャートである。図33を参照しながら、第3実施形態の動作(図23)との相違点を中心に、第5実施形態に係る動作について説明する。なお、ステップS51~S55,S56の動作は、それぞれ、ステップS11~S15,S27と同様の動作である。
図33は、第5実施形態に係る動作を示すフローチャートである。図33を参照しながら、第3実施形態の動作(図23)との相違点を中心に、第5実施形態に係る動作について説明する。なお、ステップS51~S55,S56の動作は、それぞれ、ステップS11~S15,S27と同様の動作である。
まず、ステップS51,S52の動作により、図34に示すように、両被加圧物81,82は、水平方向において、非常に高い精度でアライメントされる。なお、両被加圧物81,82は鉛直方向に離間して配置されており、被加圧物81と、被加圧物82に付着した樹脂層88とは、未だ接触していない。ここで、樹脂層88は、当初から既に液相状態を有しており、ヘッド22の下降による被接合物81との接触動作(ステップS53)の前において既に流動性を有している。
その後、ステップS53において、Z軸昇降駆動機構26の駆動によりヘッド22が下降し、被加圧物81と被加圧物82の樹脂層88とが接触する(図35参照)。
被加圧物81と樹脂層88との接触直後においても、上記第1実施形態と同様の位置ずれが生じ得る。具体的には、被加圧物81と樹脂層88との接触直後においては、当該接触時の物理的衝撃力等に起因して、図35に示すように両被加圧物81,82は正しい位置関係から(特に水平方向に)微小量(ΔD)ずれていることが多い。
この実施形態においても、上述のような接触に伴う位置ずれを解消することを企図して、加圧装置1は、被加圧物81と被加圧物82との接触後の状態(詳細には、被加圧物81と被加圧物82の樹脂層88との接触後の状態)において、両被加圧物81,82の水平方向における位置ずれを測定する。そして、当該加圧装置1は、当該位置ずれを補正して両被加圧物の位置合わせを行う。このような動作によれば、両被加圧物81,82を水平方向において更に正確に位置決めした状態で、当該両被加圧物81,82を加圧することが可能である。特に、この実施形態においては、被加圧物81と樹脂層88との接触状態を維持したまま水平方向の位置ずれが補正されて両被加圧物81,82の位置合わせが行われる場合を例示する。
具体的には、まず、ステップS54において、「接触状態」(図35)における両被加圧物81,82の撮影画像GAa,GAb(図6参照)が取得される。そして、当該2つの撮影画像GAa,GAbに基づいて両被加圧物81,82のX方向、Y方向およびθ方向の位置ずれ量(Δx,Δy,Δθ)がそれぞれ測定される。
その後、ステップS55において、当該位置ずれ量が許容誤差範囲内に収まっていると判定されると、ステップS57に進む。一方、当該位置ずれ量が許容誤差範囲内に収まっていないと判定されると、ステップS56に進む。
ステップS56においては、両被加圧物81,82の接触状態(加圧接触状態)が維持されたまま当該両被加圧物81,82の水平方向における位置合わせが実行される。具体的には、ステップS54で検出された位置ずれ量(Δx,Δy,Δθ)を補正すべく、ヘッド22が水平方向(詳細にはX方向、Y方向およびθ方向)に移動され、位置合わせ動作(アライメント動作)が実行される。これにより、位置ずれ量(Δx,Δy,Δθ)が補正される。その後、ステップS57に進む。
また、ステップS57~S59では、平行度調整動作(姿勢調整動作ないし傾き調整動作とも称される)が実行される。具体的には、3つの異なる位置P1,P2,P3で距離DMiが計測され、被加圧物82と被加圧物81との相互間距離DAi(図32および図35参照)がそれぞれ所望の値TG(図36参照)になるように、複数のピエゾアクチュエータ31a,31b,31c等が駆動される。これにより、両被加圧物81,82を互いに平行に配置しつつ両被加圧物81,82の相互間の距離DA(図38参照)を所定値に制御する動作が実現される。
ステップS57においては、次のようにして各相互間距離DAiが測定される。
加圧装置1Eは、まず、3つの測距センサ33a,33b,33cを用いて3つの位置P1,P2,P3(図32参照)での各距離DM(詳細にはDMi(i=1,2,3))をそれぞれ計測する(図38参照)。
つぎに、加圧装置1Eのコントローラ100は、計測距離DMと式(1)とに基づいて、両被加圧物81,82の相互間距離DAを算出する。
ここで、図38にも示すように、値DE1は、位置PZ1とステージ12(加圧部材)の加圧面12fとのZ方向における変位(Z方向距離)であり、値DE2は、位置PZ2とヘッド22(加圧部材)の加圧面22fとのZ方向における変位(Z方向距離)である。これらの値DE1,DE2は予め測定された既知の値であるものとし、加圧装置1Eのコントローラ100(図30)内の記憶部に記憶されているものとする。
また、値DT1は、被加圧物81のZ方向における厚さであり、値DT2は、被加圧物82のZ方向における厚さである。これらの両被加圧物81,82の厚さDT1,DT2も、予め測定されてコントローラ100内の記憶部に記憶されている。
コントローラ100は、値DE1,DE2に関するデータと、加圧処理の対象である被加圧物81,82の厚さに関するデータDT1,DT2とに基づいて、上記の式(1)(あるいは後述の式(3))による算出処理を行う。このように、実際の処理対象の被加圧物81,82の厚さに関する個別の測定データを用いることによれば、各両被加圧物81,82の厚さに関する理論値を用いる場合に比べて、相互間離間DAをさらに正確に求めることが可能である。
ここにおいて、ヘッド22の加圧面22fとステージ12の加圧面12fとの離間距離DCは、上記の値DE1,DE2を用いて、式(2)のように表現される。
すなわち、上記の値DE1,DE2を用いれば、距離DMを測定することと距離DCを測定することとは等価である。換言すれば、測距センサ33が距離DMを測定することは、測距センサ33が距離DCを測定することと等価である。
そして、この式(2)を考慮すると、上記の式(1)は、式(3)のようにも表現される。
すなわち、位置Piにおける2つの被加圧物81,82の相互間距離DAは、値DCと値DT1,DT2とを用いて算出される。
さて、式(1)あるいは式(3)を用いることによれば、測距値DM(あるいはDC)と2つの被加圧81,82の厚さDT1,DT2とに基づいて、値DAが算出される。端的に言えば、測距センサ33は、距離DM(あるいはDC)を測定することによって、距離DAを測定することが可能である。
ステップS57においては、3つの位置Piでの計測距離DMiについて上記の算出処理を行うことによって、3つの位置Piでの各相互間距離DAiが算出される。より詳細には、計測距離DMiと値DT1,DT2と値DE1,DE2とに基づいて、3つの位置Piでの相互間距離DAiが測定される。
その後、ステップS58において、当該相互間距離DAiの目標値TGに対する誤差ΔEi(=TG-DAi)がそれぞれ許容範囲内であるか否かが判定される。誤差ΔEiがそれぞれ許容範囲内であると判定されると、ステップS60に進む。一方、いずれかの誤差ΔEiが許容範囲内に収まっていないと判定されると、ステップS59に進む。
ステップS59においては、両被加圧物81,82の接触状態(加圧接触状態)が維持されたまま当該両被加圧物81,82の相対姿勢が修正される。具体的には、各相互間距離DAiがそれぞれ目標値TGに近づくように、3つのピエゾアクチュエータ31a,31b,31cが駆動される。その後、ステップS60に進む。
次のステップS60の判定処理では、直近の測定結果(Δx,Δy,Δθ,ΔEi)に関する条件C1が充足されているか否かが判定される。当該条件C1は、両被加圧物82,81のXY平面内の位置ずれ量(Δx,Δy,Δθ)がいずれも許容誤差範囲内であり、且つ、各相互間距離DAiの目標値TGに対する誤差ΔEiがいずれも許容範囲内である、との条件である。
そして、上記条件C1が充足されていないと判定されると、再びステップS54に戻り、同様の動作が繰り返される。一方、上記条件C1が充足されていると判定されると、ステップS61に進む。
位置ずれ測定動作(ステップS54)と相互間距離DAiの測定動作(ステップS57)とがそれぞれ少なくとも1回実行され、且つ、条件C1が充足されているときには、図36に示すように、XY平面内の位置ずれ量(Δx,Δy,Δθ)は非常に微小であり、且つ、被加圧物82,81は互いに平行に配置されている。すなわち、両被加圧物81,82が非常に正確に配置されている。
ステップS61においては、両被加圧物81,82が非常に正確に配置されている状態で、UV照射部61によって紫外線(UV)が照射される(図37参照)。照射された紫外線は、透光性を有するモールド81を透過して樹脂層88に到達する。これにより、UV照射前まで流動性を有していた当該樹脂層88の光硬化樹脂が硬化する。この結果、所定の凹凸パターンを有する樹脂層88が、所望の残差TGを有し且つ硬化した状態で、被加圧物82の表面に形成される。
以上のような工程を経ることによって、ナノインプリント技術を用いて、各種のデバイス(半導体デバイスあるいはMEMS(Micro Electro Mechanical Systems)デバイス等)が非常に精密に製造される。
このような態様によれば、ステップS54~S56での水平位置調整動作等によって、両被加圧物81,82相互間における接触動作自体に起因する水平方向の位置ずれが低減される。したがって、両被加圧物81,82は、接触後の最終状態(硬化時点等)において、水平方向において非常に高い精度でアライメントされる。
また、ステップS57~S59での傾き調整動作において、測距センサ33a,33b,33cによる実測値に基づいて、各相互間距離DAiが正確に制御される。したがって、半導体ウエハ82とモールド81とを平行に配置しつつ樹脂層88の厚さ(残差)DAを所望の値TGに制御することが可能である。特に、両被加圧物に挟まれた樹脂層が流動性を有する場合でも、両被加圧物81,82を正しい姿勢に(例えば平行に)配置することが可能であるとともに、両被加圧物の相互間の離間距離をより正確に制御することも可能である。
また特に、上記の態様によれば、水平方向(X方向、Y方向、θ方向)の位置合わせと各相互間距離DAiの位置合わせ(垂直方向(Z方向)の位置合わせ、或いは傾き調整動作等とも称される)との双方が行われた状態で樹脂層が硬化される。したがって、水平方向のみならず鉛直方向にも高精度に位置決めされた3次元成型部品を生成することが可能である。
なお、上記第5実施形態においては、傾き調整動作(ステップS57,S58,S59)が、樹脂層88とモールド81との接触後にのみ行われる場合を例示しているが、これに限定されない。たとえば、樹脂層88とモールド81との接触前に、両被加圧物82,81の相互間の傾きを予め調整しておくようにしてもよい。具体的には、ステップS52とステップS53との間において、非接触状態にて傾き調整動作(ステップS57,S58,S59と同様の動作)を実行するようにしてもよい。なお、この時点での各相互間距離DAiの目標値としては、樹脂層88とモールド81とが未だ接触しないように、上記の値TGよりも大きな値TF(>TG)を用いることが好ましい。
また、この第5実施形態においては、3つの相互間距離DAiを求める際に、値DT1,DT2および値DE1,DE2としては、それぞれ、各位置Piに関して同じ値を用いているが、これに限定されない。例えば、値DT1,DT2および値DE1,DE2としては、それぞれ、各位置Piの近傍の部位においてそれぞれ測定された別個の値を各位置Piごとに用いるようにしてもよい。
また、第5実施形態においては、上側の被加圧物と下側の被加圧物とが平行に配置される場合を例示したが、これに限定されない。例えば、3つの位置P1,P2,P3において、3つの相互間距離DAiを異なる目標値に到達させる(収束させる)ように上側の被加圧物と下側の被加圧物との相対位置関係を調整するようにしてもよい。
また、上記第5実施形態においては、モールドを利用したナノインプリントに上記の思想を適用する場合を例示したが、これに限定されない。たとえば、2つの基板の相互間に樹脂層を挟んで加圧する場合に上記の思想を適用するようにしてもよい(図41、図44等参照、後述)。特に、樹脂層として、第5実施形態と同様に接触前において液相状態を有する部分を用い、当該樹脂層を2つの基板の相互間に挟んで加圧する技術にも上記思想を適用することができる。
<7.その他>
以上、この発明の実施の形態について説明したが、この発明は上記説明した内容のものに限定されるものではない。
以上、この発明の実施の形態について説明したが、この発明は上記説明した内容のものに限定されるものではない。
たとえば、図39に示すように、上記第2実施形態と上記第3実施形態とを組み合わせた動作を実行するようにしてもよい。図39においては、図18におけるステップS16,S17の代わりにステップS27(図23)が実行される態様が例示されている。
同様に、上記第2実施形態と上記第4実施形態とを組み合わせた動作を実行するようにしてもよい。具体的には、図25の加熱処理開始(ステップS34)よりも前において(換言すれば金属バンプ94の溶融前において)、平行度調整動作等(図18のステップS14,S22参照)を実行するようにしてもよい。
また、上記第1~第4実施形態では、上記接合装置1の外部において、両被接合物91,92の接合表面に対する表面活性化処理が予め施される場合を例示したが、これに限定されない。たとえば、接合装置1の内部において、表面活性化処理を予め施すようにしてもよい。
また、上記第1~第4実施形態においては、2つの被接合物91,92としてチップと基板との組み合わせを例示したが、これに限定されない。たとえば、半導体ウエハ(シリコン(Si)基板)同士の接合(加圧接合)にも上記の思想を適用することが可能である。詳細には、図40に示すように、各半導体ウエハ91,92の接合面側に金(Au)の薄膜95,96がそれぞれ形成された半導体ウエハ91,92を相互に接合する場合に適用することも可能である。あるいは、図41に示すように、半導体ウエハ91(詳細にはその接合表面)上において部分的に(一部に)樹脂層97を設けておき、半導体ウエハ92と半導体ウエハ91上の樹脂層97とを接合する場合にも上記の思想を適用することが可能である。樹脂層97としては、たとえば熱硬化性樹脂あるいは光硬化性樹脂を用いることができる。より詳細には、樹脂層97部分において両半導体ウエハ91,92が接触した状態において、水平方向における位置ずれを測定する。そして、水平方向における位置ずれを補正して両半導体ウエハ91,92を相互に接合した後に、樹脂層97を硬化させるようにすればよい。これによれば、樹脂層97を水平方向において精密に位置決めし、樹脂封止等を行うことができる。なお、水平方向における位置ずれの補正動作は、半導体ウエハ92と流動性を有する樹脂層97との接触状態を維持しつつ行われることが好ましい。また、樹脂層は、両半導体ウエハ91,92の接合表面の双方に設けられるようにしてもよい。さらに、このような樹脂層は、両被接合物91,92のうちの少なくとも一方の全面にわたって設けられるようにしてもよい。また、半導体ウエハのみならず各種部材の相互間に樹脂層を挟んで加圧する技術にも上記の思想を適用することが可能である。
また、上記第5実施形態においては、測距センサ33等による傾き調整動作を、接触前にて液相状態を有する部分を含む2つの部分を接触させて接合(加圧)する技術に適用する場合を例示したが、これに限定されない。たとえば、測距センサ33等による傾き調整動作(平行度調整動作等)は、接触前において固相状態を有する2つの部分を接触させて接合(加圧)する技術(第1~第4実施形態等)にも適用することができる。
また、上記第5実施形態においては、光硬化性樹脂材料を流動可能物質として用いる場合を例示したが、これに限定されない。「流動可能物質」は、加圧期間の少なくとも一部の期間にて流動性を有する物質であればよく、たとえば、熱硬化性樹脂材料であってもよく或いはハンダなどの金属であってもよい。そして、「流動可能物質」と被加圧物との接触後の位置ずれが補正されるようにしてもよい。また、流動可能物質は、接触前に既に流動性を有するもの(第5実施形態の光硬化性樹脂材料等)であってもよく、あるいは、接触前には流動性を有しておらず且つ接触後に流動性を有するもの(第4実施形態の金属バンプ等)であってもよい。
また、上述の第5実施形態に係る技術等は、レンズ成型技術等に応用することも可能である。
例えば、図42に示すように、それぞれレンズ形状に合わせて作成された複数の凹部を有するモールド71を用いて、基板(ガラス基板等)72の一面において樹脂層73を成型して硬化させることにより、基板72の一面に複数のレンズを形成する場合に、上記の思想を適用することが可能である。特に、上述の水平方向における上記アライメント技術を用いることによれば、各レンズを基板内の所定の位置に正確に配置することが可能である。また、上記第5実施形態のように測距センサ等を用いて鉛直方向の距離を正確に制御することによれば、各レンズの厚さを正確に制御することも可能である。
さらに、上記の思想を適用して、基板72の表裏両面にレンズを形成するようにしてもよい(図43参照)。具体的には、図43に示すように、上記のモールド71を用いて、基板(ガラス基板等)72の反対面において樹脂層74を成型して硬化させることにより、基板72の他方の面にも複数のレンズを形成することが可能である。この際、水平方向における上記アライメント技術を両面のレンズ形成にそれぞれ用いることによれば、基板の上面側に設けられたレンズ(上側レンズとも称する)と基板の下面側に設けられたレンズ(下側レンズとも称する)とをそれぞれ基板内の所定の位置に正確に配置することが可能である。特に、上側レンズの光軸AXの水平位置と下側レンズの光軸AXの水平位置とを正確に合わせることも可能である。
また、図44に示すように、上述のようにして形成された複数の基板(図43参照)72(72a,72b),77を、スペーサ75および樹脂層76を介してレンズ光軸方向に積層する場合にも、上記の思想を適用することが可能である。これによれば、或る基板内のレンズと別基板内のレンズとの相互間での光軸のずれ(たとえば、上側基板72aのレンズの光軸AXと下側基板72bのレンズの光軸AXとのずれ)を最小限に止めることが可能である。また、複数の基板の相互間の距離(基板72a,72bの相互間距離、および基板72b,77の相互間距離等)を正確に制御することによって、鉛直方向(光軸方向)に配置される複数のレンズ相互間の光軸方向の距離(焦点距離等)を正確に制御することも可能である。
このような技術を用いることによれば、レンズを含む微細加工部品を生成することが可能である。特に、水平方向の位置合わせ(X方向、Y方向、θ方向)と各相互間距離DAiの位置合わせ(垂直方向の位置合わせ、あるいは姿勢調整動作とも称される)との双方を行い、当該2種類の位置合わせ(水平および垂直方向の各位置合わせ)がともに行われた状態で硬化させることが可能である。したがって、水平方向および垂直方向の双方において高精度に位置決めされた3次元成型部品を形成することが可能である。なお、本願において、「2つの被加圧物を加圧する」との思想には、図44に示すように(2つの被加圧物を含む)3つ以上の被加圧物を加圧する態様も包含されるものとする。
また、上記第5実施形態においては、3つの測距センサ33a,33b,33cによる各計測距離DMiと値DT1,DT2と値DE1,DE2とに基づいて、3つの相互間距離DAiが測定される場合を例示した。端的に言えば、各相互間距離DAiが間接的に測定される場合を例示した。しかしながら、本発明はこれに限定されず、各相互間距離DAiは直接的に測定されるようにしてもよい。たとえば、ガラスモールドの表面に第1の反射面を設けるとともにガラスウエハの表面に第2の反射面を設け、ガラスモールドの下側に設けた測距センサから当該2つの反射面までの距離を測定し、当該2つの距離の差を相互間距離DAiとして算出するようにしてもよい。
また、上記各実施形態においては、ファインアライメント用の撮影部として2台のカメラ28M,28Nが固定配置される場合を例示したがこれに限定されず、1台のカメラが移動して2箇所のアライメントマーク付近の画像をそれぞれ撮影するようにしてもよい。
また、上記各実施形態においては、ステージ12がX方向に移動される場合を例示したが、これに限定されない。たとえば、ステージ12は固定されるようにしてもよい。
また、上記各実施形態においては、ヘッド22がX方向、Y方向、Z方向、θ方向に移動されることによって、ヘッド22とステージ12とがこれらの方向に相対的に移動される場合を例示したが、これに限定されない。たとえば、逆に、ヘッド22が固定され、且つ、ステージ12がX方向、Y方向、Z方向、θ方向に移動されることによって、ヘッド22とステージ12とがこれらの方向に相対的に移動されるようにしてもよい。
また、上記各実施形態においては、ステップS17,S27,S56において、位置ずれ量ΔD(Δx,Δy,Δθ)を解消するように、X方向、Y方向およびθ方向に移動する場合が例示されているが、これに限定されない。
たとえば、ステップS17,S27,S56において、位置ずれに関する測定結果が所定の許容誤差範囲内に収まっている場合には、θ方向(Z軸に平行な軸周りの回転方向)の移動を伴うことなく、X方向およびY方向(水平平面に平行な2つの並進方向)のみに移動して位置合わせを行うようにしてもよい。
一般的には、θ方向の移動を伴う場合には、当該θ方向の移動に起因して、並進方向の位置ずれが新たに発生することがある。
これに対して、このような変形例によれば、位置合わせの最終段階において並進方向の移動のみを行うことにより、そのような新たな位置ずれの発生を防止し、効率的に位置合わせを行うことが可能である。
なお、位置ずれに関する測定結果が所定の許容誤差範囲内に収まっているか否かは、たとえば、3つのずれ量(Δx,Δy,Δθ)の全てがそれぞれの許容誤差範囲に収まっている旨の条件を充足するか否かに基づいて判定されればよい。ただし、これに限定されず、3つのずれ量(Δx,Δy,Δθ)の一部(たとえばΔθのみ)がその許容誤差範囲に収まっている旨の条件、を充足するか否かに基づいて、位置ずれに関する測定結果が所定の許容誤差範囲内に収まっているか否かが判定されるようにしてもよい。
また、上記各実施形態においては、水平方向における3つの位置ずれ(Δx,Δy,Δθ)を測定する場合を例示しているが、これに限定されない。たとえば、水平方向における2つの位置ずれ(Δx,Δy)のみを測定するようにしてもよい。この場合には、1つの撮像部(たとえば28M)のみを用いて画像GAaを取得し、X方向およびY方向の位置ずれのみを測定するようにしてもよい。
1 接合装置
2 真空チャンバ
12 ステージ
22 ヘッド
22h ヒータ
23 アライメントテーブル
28L,28M,28N 撮像部(カメラ)
31a,31b,31c ピエゾアクチュエータ
91,92 被接合物
93 パッド
94 金属バンプ
95,96 薄膜
97 樹脂層
GAa,GAb 撮影画像
MK1a,MK1b,MK2a,MK2b アライメントマーク
ΔD,Δx,Δy,Δθ 位置ずれ量
ΔZ Z方向変位量
2 真空チャンバ
12 ステージ
22 ヘッド
22h ヒータ
23 アライメントテーブル
28L,28M,28N 撮像部(カメラ)
31a,31b,31c ピエゾアクチュエータ
91,92 被接合物
93 パッド
94 金属バンプ
95,96 薄膜
97 樹脂層
GAa,GAb 撮影画像
MK1a,MK1b,MK2a,MK2b アライメントマーク
ΔD,Δx,Δy,Δθ 位置ずれ量
ΔZ Z方向変位量
Claims (26)
- 第1の被加圧物と第2の被加圧物との両被加圧物を加圧する加圧装置であって、
前記第1の被加圧物と前記第2の被加圧物とを所定方向において相対的に移動する相対移動手段と、
前記相対移動手段による相対移動動作により前記第1の被加圧物と前記第2の被加圧物とが接触した状態において、前記両被加圧物の位置ずれであって前記所定方向に垂直な平面内における位置ずれを測定する測定手段と、
前記位置ずれを補正して前記両被加圧物の位置合わせを行うアライメント手段と、
を備える加圧装置。 - 請求項1に記載の加圧装置において、
前記測定手段は、前記第1の被加圧物に付された第1のアライメントマークと前記第2の被加圧物に付された第2のアライメントマークとの両アライメントマークを含む撮影画像を取得し、当該撮影画像に基づいて前記両被加圧物の前記位置ずれを測定する、加圧装置。 - 請求項2に記載の加圧装置において、
前記測定手段は、前記両アライメントマークを前記所定方向に離間させた状態で前記撮影画像を取得し、前記撮影画像内の前記両アライメントマークに対応する部分のエッジをベクトル相関法により検出することによって、前記両被加圧物の前記位置ずれを測定する、加圧装置。 - 請求項3に記載の加圧装置において、
前記測定手段の撮像光学系は、物体からの光の結像位置を調節する焦点位置調節手段を有し、
前記撮影画像は、前記所定方向における前記第1のアライメントマークの位置と前記第2のアライメントマークの位置との間の位置の仮想物体からの光が撮像部の撮像面に結像する状態で、取得される、加圧装置。 - 請求項1に記載の加圧装置において、
前記測定手段による前記位置ずれの測定動作と前記アライメント手段による前記位置ずれの補正動作とが繰り返し実行される、加圧装置。 - 請求項1に記載の加圧装置において、
前記アライメント手段は、前記両被加圧物の接触状態を維持したまま前記位置ずれを補正して前記両被加圧物の位置合わせを行う、加圧装置。 - 請求項6に記載の加圧装置において、
前記アライメント手段は、表面活性化処理が施された前記両被加圧物に対して、前記両被加圧物の加圧接触状態を維持したまま前記位置ずれを補正して前記両被加圧物の位置合わせを行う、加圧装置。 - 請求項1に記載の加圧装置において、
前記相対移動手段は、前記測定手段による前記位置ずれの測定動作の後に、前記両被加圧物を前記所定方向において相対的に移動して前記両被加圧物の接触状態を一旦解除し、
前記アライメント手段は、前記両被加圧物の接触解除状態において、前記位置ずれを補正して前記両被加圧物の位置合わせを行い、
前記相対移動手段は、前記アライメント手段による前記位置合わせ後において、前記両被加圧物を再び接触させる再接触動作を行う、加圧装置。 - 請求項8に記載の加圧装置において、
前記相対移動手段は、表面活性化処理が施された前記両被加圧物に対して、前記再接触動作を行う、加圧装置。 - 請求項1に記載の加圧装置において、
前記第1の被加圧物に設けられた金属バンプと前記第2の被加圧物にて前記金属バンプに対向する対向部分とが接触する状態において、前記金属バンプを加熱または冷却する加熱冷却手段、
をさらに備え、
前記加熱冷却手段は、前記金属バンプと前記対向部分との接触状態において、前記金属バンプを加熱して溶融させ、
前記測定手段は、前記金属バンプと前記対向部分との接触状態であり且つ前記金属バンプの加熱溶融状態でもある第1の状態において前記位置ずれを測定し、
前記アライメント手段は、前記第1の状態において前記位置ずれを補正して前記両被加圧物の位置合わせを行い、
前記加熱冷却手段は、前記位置合わせ後において前記金属バンプを冷却して固化させる、加圧装置。 - 請求項10に記載の加圧装置において、
前記測定手段は、前記加熱冷却手段による前記金属バンプの加熱開始から所定時間経過後に前記位置ずれを測定する、加圧装置。 - 請求項1に記載の加圧装置において、
前記両被加圧物は、接触前において固相状態を有する、加圧装置。 - 請求項1に記載の加圧装置において、
前記両被加圧物の少なくとも一方は、その加圧表面に樹脂層を有しており、
前記測定手段は、前記樹脂層部分において前記両被加圧物が接触した状態において、前記両被加圧物の前記位置ずれを測定する、加圧装置。 - 請求項1に記載の加圧装置において、
前記両被加圧物の平行度を調節する調節機構、
をさらに備え、
前記調節機構は、非接触状態における前記両被加圧物の位置ずれと接触状態における前記両被加圧物の位置ずれとに基づいて、前記両被加圧物の接触直前における前記平行度を推定し、その推定結果に基づき、前記両被加圧物の平行度を調節する、加圧装置。 - 請求項1に記載の加圧装置において、
前記アライメント手段は、前記測定手段による前記位置ずれに関する測定結果が所定の許容誤差範囲内に収まる場合には、前記所定方向に平行な軸周りの回転方向の移動を伴うことなく、前記平面に平行な2つの並進方向に移動して前記位置合わせを行う、加圧装置。 - 請求項1に記載の加圧装置において、
前記第1の被加圧物は、第1の被接合物であり、
前記第2の被加圧物は、第2の被接合物であり、
前記加圧装置は、前記第1の被接合物と前記第2の被接合物との両被接合物を加圧して接合する、加圧装置。 - 請求項1に記載の加圧装置において、
前記第1の被加圧物はモールドであり、
前記第2の被加圧物は、樹脂層が塗布された基板であり、
前記測定手段は、前記相対移動手段による相対移動動作によって前記第1の被加圧物と前記第2の被加圧物の樹脂層とが接触した接触状態において、前記両被加圧物の前記位置ずれを測定する、加圧装置。 - 第1の被加圧物と第2の被加圧物との両被加圧物を加圧する加圧方法であって、
a)前記第1の被加圧物と前記第2の被加圧物とを所定方向において相対的に移動し前記第1の被加圧物と前記第2の被加圧物とを接触させるステップと、
b)前記第1の被加圧物と前記第2の被加圧物との接触状態において、前記両被加圧物の位置ずれであって前記所定方向に垂直な平面内における位置ずれを測定するステップと、
c)前記位置ずれを補正して前記両被加圧物の位置合わせを行うステップと、
を備える、加圧方法。 - 第1の被加圧物と第2の被加圧物とをその相互間に流動可能物質層を挟んで加圧する加圧装置であって、
前記第1の被加圧物と前記第2の被加圧物との両被加圧物を所定方向において相対的に移動する相対移動手段と、
前記相対移動手段による相対移動動作によって前記第1の被加圧物と前記第2の被加圧物に付着した前記流動可能物質層とが接触した接触状態において、前記両被加圧物の位置ずれであって前記所定方向に垂直な平面内における位置ずれを測定する第1の測定手段と、
前記位置ずれを補正して前記両被加圧物の位置合わせを行うアライメント手段と、
を備える加圧装置。 - 請求項19に記載の加圧装置において、
前記第1の測定手段は、前記第1の被加圧物に付された第1のアライメントマークと前記第2の被加圧物に付された第2のアライメントマークとの両アライメントマークを含む撮影画像を取得し、当該撮影画像に基づいて前記両被加圧物の前記位置ずれを測定する、加圧装置。 - 請求項19に記載の加圧装置において、
前記接触状態における前記両被加圧物の前記所定方向の相互間距離を、前記所定方向を法線方向とする平面内での複数の位置において測定する第2の測定手段、
をさらに備え、
前記相対移動手段は、前記接触状態において、前記第2の測定手段による測定結果に基づいて、前記複数の位置における前記相互間距離がそれぞれ所定の目標値に近づくように、前記第1の被加圧物と前記第2の被加圧物とを相対的に移動する、加圧装置。 - 請求項21に記載の加圧装置において、
前記第2の測定手段は、3つの測距センサを有し、前記3つの測距センサを用いて、前記平面内における非同一直線上の互いに異なる3つの位置で前記相互間距離をそれぞれ測定する、加圧装置。 - 請求項19に記載の加圧装置において、
前記流動可能物質層は、前記相対移動手段の移動による前記第1の被加圧物との接触時において既に流動性を有している、加圧装置。 - 請求項23に記載の加圧装置において、
前記アライメント手段は、前記第1の被加圧物と前記流動可能物質層との前記接触状態を維持したまま前記位置ずれを補正して前記両被加圧物の位置合わせを行う、加圧装置。 - 請求項23に記載の加圧装置において、
前記流動可能物質層は、熱硬化性樹脂材料および光硬化性樹脂材料のいずれかの樹脂材料で形成される層であり、
前記第1の被加圧物はモールドであり、
前記第2の被加圧物は基板である、加圧装置。 - 第1の被加圧物と第2の被加圧物との両被加圧物をその相互間に流動可能物質層を挟んで加圧する加圧方法であって、
a)前記両被加圧物を所定方向において相対的に移動し、前記第1の被加圧物と前記第2の被加圧物に付着した前記流動可能物質層とを接触させるステップと、
b)前記第1の被加圧物と前記第2の被加圧物に付着した前記流動可能物質層との接触状態において、前記両被加圧物の位置ずれであって前記所定方向に垂直な平面内における位置ずれを測定するステップと、
c)前記位置ずれを補正して前記両被加圧物の位置合わせを行うステップと、
を備える、加圧方法。
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US13/386,788 US9243894B2 (en) | 2009-09-18 | 2010-03-09 | Pressure application apparatus and pressure application method |
EP10816911.1A EP2479786B1 (en) | 2009-09-18 | 2010-03-09 | Pressing device and pressing method |
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---|---|---|---|
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Cited By (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2015065383A (ja) * | 2013-09-26 | 2015-04-09 | パナソニックIpマネジメント株式会社 | 部品実装装置 |
JP2019079893A (ja) * | 2017-10-23 | 2019-05-23 | ボンドテック株式会社 | アライメント方法、接合方法、樹脂成形方法、接合装置、樹脂成形装置および基板 |
JPWO2018147147A1 (ja) * | 2017-02-09 | 2019-11-07 | ボンドテック株式会社 | 部品実装システムおよび部品実装方法 |
Families Citing this family (42)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN103069251A (zh) * | 2010-09-03 | 2013-04-24 | Ev集团E·索尔纳有限责任公司 | 用于减少楔形误差的装置和方法 |
JP5843275B2 (ja) * | 2011-05-13 | 2016-01-13 | ボンドテック株式会社 | アライメント装置およびアライメント方法 |
JP5754261B2 (ja) * | 2011-06-23 | 2015-07-29 | 株式会社ニコン | 基板貼り合わせ装置、基板貼り合わせ方法および積層半導体装置の製造方法 |
KR20130102209A (ko) * | 2012-03-07 | 2013-09-17 | 삼성전자주식회사 | 웨이퍼 정렬 장치 및 웨이퍼 정렬 방법 |
JP5696076B2 (ja) * | 2012-03-21 | 2015-04-08 | 株式会社東芝 | 半導体装置の検査装置及び半導体装置の検査方法 |
JP6000626B2 (ja) * | 2012-05-01 | 2016-10-05 | 新光電気工業株式会社 | 電子装置の製造方法及び電子部品搭載装置 |
JP2014113633A (ja) * | 2012-12-12 | 2014-06-26 | Bondtech Inc | 接合方法及び接合装置 |
US9543197B2 (en) * | 2012-12-19 | 2017-01-10 | Intel Corporation | Package with dielectric or anisotropic conductive (ACF) buildup layer |
JP6178090B2 (ja) * | 2013-03-27 | 2017-08-09 | 株式会社Screenホールディングス | パターン形成方法およびパターン形成装置 |
JP6234074B2 (ja) * | 2013-06-07 | 2017-11-22 | オリンパス株式会社 | 半導体装置、固体撮像装置、および撮像装置 |
US9343386B2 (en) * | 2013-06-19 | 2016-05-17 | Taiwan Semiconductor Manufacturing Company, Ltd. | Alignment in the packaging of integrated circuits |
JP6232667B2 (ja) * | 2013-06-25 | 2017-11-22 | ボンドテック株式会社 | 基板接合方法 |
US9093549B2 (en) | 2013-07-02 | 2015-07-28 | Kulicke And Soffa Industries, Inc. | Bond heads for thermocompression bonders, thermocompression bonders, and methods of operating the same |
JP6111943B2 (ja) * | 2013-09-11 | 2017-04-12 | 富士通セミコンダクター株式会社 | 半導体装置の検査装置、及び半導体装置の製造方法 |
US9136243B2 (en) * | 2013-12-03 | 2015-09-15 | Kulicke And Soffa Industries, Inc. | Systems and methods for determining and adjusting a level of parallelism related to bonding of semiconductor elements |
JP6471426B2 (ja) * | 2014-08-08 | 2019-02-20 | 株式会社ニコン | 基板 |
JP6305887B2 (ja) * | 2014-09-16 | 2018-04-04 | 東芝メモリ株式会社 | 半導体装置の製造方法及び半導体製造装置 |
US9847313B2 (en) * | 2015-04-24 | 2017-12-19 | Kulicke And Soffa Industries, Inc. | Thermocompression bonders, methods of operating thermocompression bonders, and horizontal scrub motions in thermocompression bonding |
WO2016189576A1 (ja) | 2015-05-22 | 2016-12-01 | 富士機械製造株式会社 | 電子部品圧着装置及び電子部品実装機 |
US9731378B2 (en) * | 2015-05-22 | 2017-08-15 | Kulicke And Soffa Industries, Inc. | Thermocompression bonders, methods of operating thermocompression bonders, and horizontal correction motions using lateral force measurement in thermocompression bonding |
US9929121B2 (en) | 2015-08-31 | 2018-03-27 | Kulicke And Soffa Industries, Inc. | Bonding machines for bonding semiconductor elements, methods of operating bonding machines, and techniques for improving UPH on such bonding machines |
JP6487355B2 (ja) * | 2016-03-08 | 2019-03-20 | ボンドテック株式会社 | アライメント装置 |
JP6600838B2 (ja) * | 2016-03-08 | 2019-11-06 | ボンドテック株式会社 | アライメント装置およびアライメント方法 |
JP6538596B2 (ja) * | 2016-03-14 | 2019-07-03 | 東芝メモリ株式会社 | 電子部品の製造方法及び電子部品の製造装置 |
CN107665847B (zh) * | 2016-07-29 | 2020-01-24 | 上海微电子装备(集团)股份有限公司 | 一种键合对准设备和方法 |
WO2018062463A1 (ja) * | 2016-09-30 | 2018-04-05 | 武蔵エンジニアリング株式会社 | 作業装置および作業方法 |
JP6882755B2 (ja) * | 2016-09-30 | 2021-06-02 | ボンドテック株式会社 | 基板接合方法および基板接合装置 |
KR102383298B1 (ko) | 2016-11-09 | 2022-04-06 | 도쿄엘렉트론가부시키가이샤 | 접합 장치, 접합 시스템, 접합 방법 및 컴퓨터 기억 매체 |
JP6703619B2 (ja) | 2016-11-09 | 2020-06-03 | 東京エレクトロン株式会社 | 接合装置、接合システム、接合方法及びコンピュータ記憶媒体 |
KR102337659B1 (ko) * | 2018-02-21 | 2021-12-09 | 삼성전자주식회사 | 금형 검사 장치 및 금형 검사 방법 |
CN108925129A (zh) * | 2018-06-27 | 2018-11-30 | 昆山国显光电有限公司 | 一种标记识别装置、方法及假压对位设备 |
DE102018117328B4 (de) | 2018-07-18 | 2021-11-18 | Marbach Werkzeugbau Gmbh | Thermoformwerkzeug, Thermoformmaschine und Verkippungsmessung eines Thermoformwerkzeuges |
US20210265300A1 (en) * | 2018-08-31 | 2021-08-26 | Bondtech Co., Ltd. | Bonding system and bonding method |
CN109817128A (zh) * | 2019-01-28 | 2019-05-28 | 云谷(固安)科技有限公司 | 一种假压对位的方法及装置 |
US20220415673A1 (en) * | 2019-10-10 | 2022-12-29 | Tokyo Electron Limited | Bonding system and inspection method of inspecting combined substrate |
EP3833164A1 (en) * | 2019-12-05 | 2021-06-09 | AT & S Austria Technologie & Systemtechnik Aktiengesellschaft | Compensating misalignment of component carrier feature by modifying target design concerning correlated component carrier feature |
WO2021131080A1 (ja) | 2019-12-27 | 2021-07-01 | ボンドテック株式会社 | 接合方法、被接合物および接合装置 |
US11121113B2 (en) * | 2020-01-16 | 2021-09-14 | Asm Technology Singapore Pte Ltd | Bonding apparatus incorporating variable force distribution |
US11515171B2 (en) * | 2020-06-08 | 2022-11-29 | Micron Technology, Inc. | Methods and apparatus for temperature modification and reduction of contamination in bonding stacked microelectronic devices |
EP4318551A1 (en) | 2021-03-31 | 2024-02-07 | Bondtech Co., Ltd. | Bonding device, bonding system, and bonding method |
CN117121160A (zh) | 2021-03-31 | 2023-11-24 | 邦德科技股份有限公司 | 接合***以及接合方法 |
CN113457755B (zh) * | 2021-04-12 | 2022-09-13 | 清华大学 | 基于显微成像的对正和热烘一体化的微流控芯片键合设备 |
Citations (7)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPH0198235A (ja) * | 1987-10-12 | 1989-04-17 | Matsushita Electric Ind Co Ltd | 半導体装置の実装方法 |
JPH11121517A (ja) * | 1997-10-09 | 1999-04-30 | Hitachi Ltd | 半導体素子搭載装置および搭載方法 |
JP2004296692A (ja) * | 2003-03-26 | 2004-10-21 | Seiko Epson Corp | 電子部品の製造方法、電子部品、電子部品の実装方法および電子機器 |
JP2006032791A (ja) * | 2004-07-20 | 2006-02-02 | Matsushita Electric Works Ltd | 実装方法 |
JP2007157970A (ja) * | 2005-12-05 | 2007-06-21 | Sony Corp | ボンディング方法及びボンディング装置 |
JP2008085322A (ja) | 2006-08-31 | 2008-04-10 | Bondtech Inc | 実装装置および実装方法 |
JP2009184338A (ja) * | 2007-03-30 | 2009-08-20 | Fujifilm Corp | モールド構造体、及びそれを用いたインプリント方法、並びに磁気記録媒体及びその製造方法 |
Family Cites Families (15)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
EP0264648B1 (en) | 1986-09-25 | 1993-05-05 | Kabushiki Kaisha Toshiba | Method of producing a film carrier |
US6219908B1 (en) * | 1991-06-04 | 2001-04-24 | Micron Technology, Inc. | Method and apparatus for manufacturing known good semiconductor die |
US6089442A (en) | 1996-04-10 | 2000-07-18 | Canon Kabushiki Kaisha | Electrode connection method |
BR0004470A (pt) * | 1999-01-27 | 2000-12-19 | Citizen Watch Co Ltd | Método para acondicionar um dispositivo semicondutor usando adesivo condutor anisotrópico |
JP2002040459A (ja) | 2000-07-21 | 2002-02-06 | Optrex Corp | 液晶駆動用ic圧着装置 |
US6892447B1 (en) | 2000-11-14 | 2005-05-17 | Toray Engineering Company, Limited | Chip mounting device |
JP4048896B2 (ja) | 2002-09-30 | 2008-02-20 | ソニー株式会社 | ボンディング装置 |
JP4048897B2 (ja) | 2002-10-02 | 2008-02-20 | ソニー株式会社 | 電子部品位置合わせ方法及びその装置 |
US7251883B2 (en) | 2002-09-30 | 2007-08-07 | Sony Corporation | Electronic-component alignment method and apparatus therefor |
JP2005294824A (ja) | 2004-03-12 | 2005-10-20 | Bondotekku:Kk | 真空中での超音波接合方法及び装置 |
JP2006024751A (ja) * | 2004-07-08 | 2006-01-26 | Three M Innovative Properties Co | 平面多導体の接続方法及び該接続方法で接続される部分を含む電気電子部品 |
KR101261606B1 (ko) * | 2006-05-09 | 2013-05-09 | 삼성디스플레이 주식회사 | 표시판의 제조 장치 및 제조 방법 |
TWI533394B (zh) | 2007-06-21 | 2016-05-11 | 尼康股份有限公司 | Conveying method and conveying device |
JP5256407B2 (ja) | 2008-03-17 | 2013-08-07 | ボンドテック株式会社 | 接合方法およびこの方法により作成されるデバイス、接合装置並びにこの方法により接合される基板 |
JP2010272707A (ja) | 2009-05-22 | 2010-12-02 | Panasonic Corp | アライメント接合方法 |
-
2009
- 2009-09-18 JP JP2009216985A patent/JP5732631B2/ja active Active
-
2010
- 2010-03-09 EP EP10816911.1A patent/EP2479786B1/en active Active
- 2010-03-09 WO PCT/JP2010/053845 patent/WO2011033797A1/ja active Application Filing
- 2010-03-09 US US13/386,788 patent/US9243894B2/en active Active
-
2015
- 2015-10-27 US US14/923,676 patent/US9379082B2/en active Active
Patent Citations (7)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPH0198235A (ja) * | 1987-10-12 | 1989-04-17 | Matsushita Electric Ind Co Ltd | 半導体装置の実装方法 |
JPH11121517A (ja) * | 1997-10-09 | 1999-04-30 | Hitachi Ltd | 半導体素子搭載装置および搭載方法 |
JP2004296692A (ja) * | 2003-03-26 | 2004-10-21 | Seiko Epson Corp | 電子部品の製造方法、電子部品、電子部品の実装方法および電子機器 |
JP2006032791A (ja) * | 2004-07-20 | 2006-02-02 | Matsushita Electric Works Ltd | 実装方法 |
JP2007157970A (ja) * | 2005-12-05 | 2007-06-21 | Sony Corp | ボンディング方法及びボンディング装置 |
JP2008085322A (ja) | 2006-08-31 | 2008-04-10 | Bondtech Inc | 実装装置および実装方法 |
JP2009184338A (ja) * | 2007-03-30 | 2009-08-20 | Fujifilm Corp | モールド構造体、及びそれを用いたインプリント方法、並びに磁気記録媒体及びその製造方法 |
Non-Patent Citations (1)
Title |
---|
See also references of EP2479786A4 |
Cited By (10)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2015065383A (ja) * | 2013-09-26 | 2015-04-09 | パナソニックIpマネジメント株式会社 | 部品実装装置 |
CN104519729A (zh) * | 2013-09-26 | 2015-04-15 | 松下电器产业株式会社 | 元件安装设备 |
US9703129B2 (en) | 2013-09-26 | 2017-07-11 | Panasonic Intellectual Property Management Co., Ltd. | Component mounting apparatus |
CN104519729B (zh) * | 2013-09-26 | 2019-05-14 | 松下知识产权经营株式会社 | 元件安装设备 |
JPWO2018147147A1 (ja) * | 2017-02-09 | 2019-11-07 | ボンドテック株式会社 | 部品実装システムおよび部品実装方法 |
JP2020068379A (ja) * | 2017-02-09 | 2020-04-30 | ボンドテック株式会社 | 部品実装システムおよび部品実装方法 |
JP7146275B2 (ja) | 2017-02-09 | 2022-10-04 | ボンドテック株式会社 | 部品実装システムおよび部品実装方法 |
US11587804B2 (en) | 2017-02-09 | 2023-02-21 | Bondtech Co., Ltd. | Component mounting system |
JP2019079893A (ja) * | 2017-10-23 | 2019-05-23 | ボンドテック株式会社 | アライメント方法、接合方法、樹脂成形方法、接合装置、樹脂成形装置および基板 |
JP7148106B2 (ja) | 2017-10-23 | 2022-10-05 | ボンドテック株式会社 | アライメント方法、接合方法、樹脂成形方法、接合装置、樹脂成形装置および基板 |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
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