本发明专利技术提供粘合装置和粘合方法。其在将两个构件粘合时防止在构件间产生空隙。粘合装置(1)包括用于保持晶圆的下部卡盘和上部卡盘。在利用规定的压力按压上部卡盘时，该上部卡盘的中心部挠曲。在下部卡盘的下表面设有用于支承下部卡盘的外周部的绝热环(13)。通过将多个绝热构件(30)组合而形成绝热环(13)。绝热环(13)的下表面支承于将多个支承构件(31)组合而成的支承环(14)。支承构件(31)和下部卡盘利用分别相对于各支承构件(31)逐一地设有的螺栓(40)来固定。螺栓(40)穿过被形成于绝热构件(30)和支承构件(31)的通孔(30a、31a)。通孔(30a、31a)的直径比螺栓(40)的直径大。
【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及一种将薄板状的两个构件粘合起来的粘合装置和使用了该粘合装置的粘合方法。
技术介绍
近年来，在例如半导体器件、MEMS(微机电系统Micro Electro Mechanical Systems)的制造领域中，半导体晶圆(以下称作“晶圆”)的大口径化得到推进。另外，在安装等特定的工序中，要求晶圆薄型化。但是，在对例如大口径且较薄的晶圆直接进行输送或研磨处理时，晶圆可能产生翘曲、裂纹。因此，为了加强晶圆，将该晶圆和加强用基板、例如相同形状相同大小的另一晶圆粘合起来。通常，使用粘接剂进行该晶圆的粘合。但是，当使用粘接剂将晶圆和另一晶圆粘合起来时，空气有可能进入到晶圆之间， 产生空隙(void)。当在晶圆之间产生空隙时，所制造的半导体器件的性能有可能变差，所以需要抑制该空隙的产生。因此，以往有人提出了一种粘合装置，该粘合装置包括腔室，其将两个晶圆以上下配置的状态(以下，将上侧的晶圆称作“上晶圆”，将下侧的晶圆称作“下晶圆”。)收容起来；按动销，其设在该腔室内，用于按压上晶圆的中心部分；隔离件，其支承上晶圆的外周， 并且能够自该上晶圆的外周后退(专利文献1)。在使用了该粘合装置的情况下，为了抑制在晶圆间产生空隙，对腔室内进行排气而以减压状态进行晶圆的粘合。通过进行下述操作来进行晶圆的粘合，即，首先，在利用隔离件支承上晶圆的状态下，利用按动销按压上晶圆的中心部分，使该中心部分与下晶圆抵接，然后使支承上晶圆的隔离件后退，使上晶圆的整个表面与下晶圆的整个表面抵接。但是，在使用了上述的粘合装置的情况下，需要在粘合时预先使整个腔室内处于规定的减压状态。因此，在将晶圆收容在腔室内之后，对该整个腔室内进行排气而减压至规定的压力需要很多时间。结果，晶圆处理的整体的生产率下降。因此，有人提出了如下粘合方法，S卩，以中心部在规定的压力的作用下挠曲的方式构成用于保持上晶圆的上部卡盘，在使上部卡盘与下部卡盘紧密接触而在两者之间形成了狭小的密闭空间的状态下，对该空间内进行排气，从而使上部卡盘的中心部挠曲，由此，首先使上晶圆的中心部与加强用基板、下晶圆的中心部抵接，然后自中心部朝向晶圆的径向外侧依次抵接而进行粘合(专利文献2)。另外，在上述的晶圆的粘合中，通常将粘接剂加热到熔点以上的温度，在使该粘接剂熔融成液状的状态下进行粘合。因此，亦如专利文献2所示，例如在下部卡盘中内置有作为加热机构的加热器，利用该加热器对涂敷在下晶圆上的粘接剂进行加热。专利文献1 日本特开2004-207436号公报专利文献2 =WO 2010/055730号公报但是，本专利技术人利用专利文献2公开的方法进行了晶圆的粘合，虽然是在减压后的空间内进行的粘合，但有时仍在晶圆之间产生空隙。本专利技术人针对该点进行了深入调查，确认到下部卡盘的伴随着由加热器进行的加热发生的热膨胀是空隙产生的原因。参照附图详细说明该点，如图15所示，内置有加热器 100的下部卡盘101的周边部由不锈钢制的圆环状的支承台102支承。支承台102的材质例如为不锈钢。下部卡盘101和支承台102由配置为同心圆状的多个螺栓103固定。另外， 支承台102利用其他的多个螺栓与底座(未图示)固定。另外，确认到在使加热器100升温时，下部卡盘101的上表面的外周缘部变形为波浪状态。针对该点，本专利技术人利用使用了数值解析的模拟对使加热器100升温到210°C的情况下的下部卡盘101的上表面的外周缘部的位移量进行了计算，得出图16的表所示的那样的结果。另外，在该模拟中可以采用例如通用的热构造解析用软件。图16中的左侧的图中的Xl X12所示的部位是位移量的测量点，图16中的右侧的表所述的数值是各测量点处的铅垂方向上的位移量(单位μ m)。另外，图16所示的下部卡盘101利用6个螺栓103 与支承台102固定。根据该结果可知，在与螺栓103相对应的位置，由热膨胀引发的位移量相对较小， 在螺栓103与另一螺栓103之间的位置，由热膨胀引发的位移量比与螺栓103相对应的位置大，最大大到30 μ m左右的位移量。在与螺栓103相对应的位置由热膨胀引发的位移量较小是因为由热膨胀引发的下部卡盘101的拉伸被螺栓103限制。因此，可以认为上述下部卡盘101的上表面的外周缘部变形为波浪状态。结果，推测在与螺栓103相对应的位置处的由上部卡盘与下部卡盘的紧密接触导致的气密性受到损害，在该位置的附近，晶圆容易产生空隙。
技术实现思路
本专利技术是鉴于该点做成的，其目的在于在使用粘接剂将两个薄板状的构件粘合起来时，防止在这两个构件之间产生空隙。为了达到上述目的，本专利技术提供一种用于将两个薄板构件粘合起来的粘合装置， 其特征在于，该粘合装置包括第一保持部，其用于将第一薄板构件载置且保持在上表面； 加热机构，其设在上述第一保持部的内部；第二保持部，其与该第一保持部相对地设在上述第一保持部的上方，用于在下表面保持第二薄板构件；排气机构，其用于在上述第一保持部与上述第二保持部抵接时、对由上述第一保持部和上述第二保持部围成的空间内进行排气；按压机构，其设在上述第二保持部的上表面侧，用于向下方按压上述第二保持部；第一支承台，其通过将支承上述第一保持部的外周部的下表面的多个第一支承构件呈环状组合而形成；第二支承台，其通过将支承上述第一支承台的下表面的多个第二支承构件呈环状组合而形成；以使上述第二保持部的一处在规定的压力的作用下挠曲的方式构成该第二保持部；上述第二支承台和上述第一保持部利用相对于各上述第二支承构件分别逐一地设有的固定构件来固定；各上述固定构件穿过被形成在各上述第二支承构件的、直径比上述固定构件的直径大的通孔。采用本专利技术，第一保持部和第二支承台利用相对于用于构成该第二支承台的多个第二支承构件分别逐一地设有的固定构件来固定，各固定构件穿过被形成于各第二支承构件的、直径比固定构件的直径大的通孔，因此，即使在例如因热膨胀而使第一保持部的体积发生了变化的情况下，各固定构件也能随着第一保持部的体积变化而进行移动。由此，在进行第一薄板构件与第二薄板构件的粘合时，能够防止第一保持部的上表面的外周缘部变形为波浪状态，与此同时能够防止在第一薄板构件与第二薄板构件之间产生空隙。另外，上述粘合装置也可以具有用于保持上述第一保持部与上述第二保持部之间的空间的气密性的气密性保持机构。上述气密性保持机构可以包括突出部，其沿上述第二保持部的外周下表面设置， 自该外周下表面向下方突出；密封件，其呈环状设在上述突出部的下表面，用于保持被上述第一保持部、第二保持部和上述突出部围成的空间的气密性；高度调整机构，其设在上述密封件的外侧，能够与上述突出部的下表面抵接而调整上述第一薄板构件与上述第二薄板构件之间的铅垂方向的距离。上述按压机构也可以具有以至少覆盖上述第二薄板构件的方式设置的沿铅垂方向伸缩自如的容器，通过将流体导入到该容器内，使上述按压机构按压上述第二保持部。采用本专利技术，能够在将两个构件粘合起来时防止在构件间产生空隙。附图说明图1是表示本实施方式的粘合装置的大概结构的纵剖视图。图2是表示使上部卡盘下降后的状态的说明图。图3是表示绝热环和支承环的大概结构的立体图。图4是表示绝热环和支承环附近的大概结构的纵剖视图。图5是表示支承环和底座附近的大概结构的纵剖视图。图本文档来自技高网...
【技术保护点】
【技术特征摘要】
...
【专利技术属性】
技术研发人员：秋山直树，杉山雅彦，大森阳介，
申请(专利权)人：东京毅力科创株式会社，
类型：发明
国别省市：
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