JP5352609B2 - Joining method, program, computer storage medium, joining apparatus and joining system - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、基板同士を接合する接合方法、プログラム、コンピュータ記憶媒体、接合装置及び接合システムに関する。 The present invention relates to a bonding method, a program, a computer storage medium, a bonding apparatus, and a bonding system for bonding substrates together.
近年、半導体デバイスの高集積化が進んでいる。高集積化した複数の半導体デバイスを水平面内で配置し、これら半導体デバイスを配線で接続して製品化する場合、配線長が増大し、それにより配線の抵抗が大きくなること、また配線遅延が大きくなることが懸念される。 In recent years, semiconductor devices have been highly integrated. When a plurality of highly integrated semiconductor devices are arranged in a horizontal plane and these semiconductor devices are connected by wiring to produce a product, the wiring length increases, thereby increasing the wiring resistance and wiring delay. There is concern about becoming.
そこで、半導体デバイスを3次元に積層する3次元集積技術を用いることが提案されている。この3次元集積技術においては、例えば貼り合わせ装置を用いて、2枚の半導体ウェハ(以下、「ウェハ」という。)の接合が行われる。例えば貼り合わせ装置は、2枚のウェハを上下に配置した状態(以下、上側のウェハを「上ウェハ」といい、下側のウェハを「下ウェハ」という。)で収容するチャンバーと、チャンバー内に設けられ、上ウェハの中心部分を押圧する押動ピンと、上ウェハの外周を支持すると共に、当該上ウェハの外周から退避可能なスペーサと、を有している。かかる貼り合わせ装置を用いた場合、ウェハ間のボイドの発生を抑制するため、チャンバー内を真空雰囲気にしてウェハ同士の接合が行われる。具体的には、先ず、上ウェハをスペーサで支持した状態で、押動ピンにより上ウェハの中心部分を押圧し、当該中心部分を下ウェハに当接させる。その後、上ウェハを支持しているスペーサを退避させて、上ウェハの全面を下ウェハの全面に当接させて貼り合わせる(特許文献1)。 Thus, it has been proposed to use a three-dimensional integration technique in which semiconductor devices are stacked three-dimensionally. In this three-dimensional integration technique, two semiconductor wafers (hereinafter referred to as “wafers”) are bonded using, for example, a bonding apparatus. For example, the bonding apparatus includes a chamber that accommodates two wafers arranged vertically (hereinafter, the upper wafer is referred to as an “upper wafer” and the lower wafer is referred to as a “lower wafer”), And a push pin that presses the center portion of the upper wafer, and a spacer that supports the outer periphery of the upper wafer and can be retracted from the outer periphery of the upper wafer. When such a bonding apparatus is used, the wafers are bonded to each other in a vacuum atmosphere in order to suppress the generation of voids between the wafers. Specifically, first, in a state where the upper wafer is supported by the spacer, the central portion of the upper wafer is pressed by the push pin, and the central portion is brought into contact with the lower wafer. Thereafter, the spacer supporting the upper wafer is retracted, and the entire surface of the upper wafer is brought into contact with the entire surface of the lower wafer and bonded together (Patent Document 1).
しかしながら、特許文献1に記載の貼り合わせ装置を用いた場合、押動ピンにより上ウェハの中心部分を押圧する際、当該上ウェハはスペーサで支持されているだけなので、下ウェハに対する上ウェハの位置がずれるおそれがあった。
However, when the bonding apparatus described in
また、その他の貼り合わせ装置の不具合によって、ウェハ同士が適切に貼り合わせられない場合もあった。 In addition, the wafers may not be properly bonded together due to other defects in the bonding apparatus.
このようにウェハ同士が適切に貼り合わせられていない状態で、これらウェハを貼り合わせ装置の外部に搬送しようとすると、搬送不良を発生させる場合があった。そうすると、次に貼り合わせられるウェハに対する処理を適切に行うことができない。また、貼り合わせ装置の内部においてこれらウェハを搬送できない場合もあり、かかる場合、次に貼り合わせられるウェハが貼り合わせ装置に搬送されて、当該ウェハが破損するおそれがあった。 When the wafers are not properly bonded to each other as described above, an attempt to transfer these wafers to the outside of the bonding apparatus may cause a transfer failure. If it does so, the process with respect to the wafer bonded next cannot be performed appropriately. In some cases, these wafers cannot be transferred inside the bonding apparatus. In such a case, the wafer to be bonded next is transferred to the bonding apparatus, and the wafer may be damaged.
本発明は、かかる点に鑑みてなされたものであり、基板同士の接合の良否を検査し、基板接合後の処理を円滑に行うことを目的とする。 The present invention has been made in view of such a point, and an object thereof is to inspect whether or not the substrates are bonded to each other and to smoothly perform the processing after the substrates are bonded.
前記の目的を達成するため、本発明は、基板同士を接合する接合方法であって、第1の保持部材の下面に吸着保持された第1の基板と、前記第1の保持部材の下方に設けられた第2の保持部材の上面において吸着保持された第2の基板とを接合する接合工程と、その後、前記第1の保持部材又は前記第2の保持部材を相対的に鉛直方向に移動させて、前記第1の保持部材と前記第2の保持部材を所定の位置に配置する移動工程と、その後、吸引管を介して前記第1の保持部材に設けられた吸引機構によって第1の基板に対する真空引きを行い、前記吸引管の内部の圧力に基づき、前記吸引機構による真空引きによって前記第1の保持部材に第1の基板が残存しているか否かを判定して、第1の基板と第2の基板の接合の良否を判定する接合判定工程と、を有し、前記接合判定工程では、前記吸引管の内部の圧力が所定の閾値より大きい場合、第1の基板と第2の基板の接合が正常であると判定し、前記吸引管の内部の圧力が所定の閾値以下である場合、第1の基板と第2の基板の接合が異常であると判定し、前記接合判定工程において、第1の基板が前記第1の保持部材に吸着保持されておらず正常と判定された場合、その後第1の基板と第2の基板の接合強度の良否を判定し、前記接合強度の良否を判定する際には、前記第1の保持部材又は前記第2の保持部材を相対的に鉛直方向に移動させて、前記第1の保持部材と前記第2の保持部材を所定の位置に配置し、その後、前記吸引機構による真空引きを行い、且つ前記第2の保持部材によって第2の基板を吸着保持し、前記吸引管の内部の圧力が所定の閾値より大きい場合、第1の基板と第2の基板の接合強度が正常で、第1の基板と第2の基板の接合が正常であると判定し、前記吸引管の内部の圧力が所定の閾値以下である場合、第1の基板と第2の基板の接合強度が異常で、第1の基板と第2の基板の接合が異常であると判定することを特徴としている。
In order to achieve the above object, the present invention is a bonding method for bonding substrates, wherein the first substrate held by suction on the lower surface of the first holding member and the lower side of the first holding member are provided. A joining step of joining the second substrate held by suction on the upper surface of the provided second holding member, and then moving the first holding member or the second holding member relatively vertically; The first holding member and the second holding member are moved in a predetermined position, and then the first holding member is provided with the first holding member via the suction pipe. perform evacuation to a substrate, said-out based on the pressure inside the suction pipe, it is determined whether the first substrate to the first holding member is left by evacuation by the suction mechanism, the Bonding format for determining whether or not the first substrate and the second substrate are bonded In the bonding determination step, when the pressure inside the suction tube is larger than a predetermined threshold, it is determined that the bonding between the first substrate and the second substrate is normal, and the suction tube When the internal pressure of the first substrate is equal to or lower than a predetermined threshold value, it is determined that the bonding between the first substrate and the second substrate is abnormal, and in the bonding determination step, the first substrate is attached to the first holding member. When it is determined that the first substrate and the second substrate are normal without being held by suction, the first holding member is used to determine whether the bonding strength between the first substrate and the second substrate is good or not. Alternatively, the second holding member is moved relatively in the vertical direction, the first holding member and the second holding member are arranged at predetermined positions, and then vacuuming is performed by the suction mechanism, In addition, the second substrate is sucked and held by the second holding member, and the suction is performed. If the internal pressure of the first substrate is larger than a predetermined threshold, it is determined that the bonding strength between the first substrate and the second substrate is normal, and the bonding between the first substrate and the second substrate is normal, and the suction tube When the internal pressure of the substrate is equal to or lower than a predetermined threshold value, it is determined that the bonding strength between the first substrate and the second substrate is abnormal and the bonding between the first substrate and the second substrate is abnormal. It is said.
本発明によれば、接合判定工程において、吸引管の内部の圧力に基づき、第1の基板と第2の基板の接合の良否を判定している。具体的には、吸引機構による真空引きによって第1の保持部材に第1の基板が残存しているか否かを判定して、第1の基板と第2の基板の接着の良否を判定することができる。また、第1の基板と第2の基板の接合強度も判定することができる。そして、例えば接合が正常である場合には、当該接合された重合基板に対して後続の処理を適切に行うことができる。一方、例えば接合が異常である場合には、当該接合された重合基板に対する後続の処理を停止して回収する。そうすると、従来のように搬送不良やウェハの破損を防止することができ、後続の基板に対する処理を円滑に行うことができる。しかも、本発明の接合判定工程は、基板同士を接合するために必要な装置を用いて行われるので、接合判定工程を行うための新たな装置が不要である。したがって、接合の良否判定を効率よく行うことができる。 According to the present invention, in the bonding determination step, whether or not the first substrate and the second substrate are bonded is determined based on the pressure inside the suction tube. Specifically, it is determined whether or not the first substrate remains on the first holding member by evacuation by the suction mechanism, and whether or not the first substrate and the second substrate are bonded is determined. Can do. Further, the bonding strength between the first substrate and the second substrate can also be determined. For example, when the bonding is normal, the subsequent processing can be appropriately performed on the bonded superposed substrate. On the other hand, for example, when the bonding is abnormal, the subsequent processing for the bonded superposed substrate is stopped and collected. As a result, it is possible to prevent the conveyance failure and the damage of the wafer as in the conventional case, and the subsequent substrate can be processed smoothly. Moreover, since the bonding determination process of the present invention is performed using an apparatus necessary for bonding the substrates, a new apparatus for performing the bonding determination process is not necessary. Therefore, it is possible to efficiently determine the quality of bonding.
前記第1の保持部材は、中心部から外周部に向けて複数の領域に区画され、当該領域毎に第1の基板の真空引きを設定可能であり、前記接合判定工程において、少なくとも一の領域における真空引きの際の前記吸引管の内部の圧力が所定の閾値以下である場合、第1の基板と第2の基板の接合が異常であると判定してもよい。 The first holding member is partitioned into a plurality of regions from the central portion toward the outer peripheral portion, and evacuation of the first substrate can be set for each region. In the bonding determination step, at least one region If the internal pressure of the suction tube during evacuation is equal to or lower than a predetermined threshold value, it may be determined that the bonding between the first substrate and the second substrate is abnormal.
前記接合工程において、前記第1の保持部材に保持された第1の基板と、前記第2の保持部材に保持された第2の基板とを所定の間隔で対向配置し、その後、前記第1の保持部材に設けられた押動部材によって第1の基板の中心部と第2の基板の中心部を当接させて押圧し、その後、第1の基板の中心部と第2の基板の中心部が押圧された状態で、第1の基板の中心部から外周部に向けて、第1の基板と第2の基板を順次接合してもよい。 In the joining step, the first substrate held by the first holding member and the second substrate held by the second holding member are arranged to face each other at a predetermined interval, and then the first substrate The center portion of the first substrate and the center portion of the second substrate are pressed by bringing the center portion of the first substrate and the center portion of the second substrate into contact with each other by the pressing member provided on the holding member. The first substrate and the second substrate may be sequentially joined from the center portion of the first substrate toward the outer peripheral portion with the portion being pressed.
別な観点による本発明によれば、前記接合方法を接合装置によって実行させるために、当該接合装置を制御する制御部のコンピュータ上で動作するプログラムが提供される。 According to another aspect of the present invention, there is provided a program that operates on a computer of a control unit that controls the joining apparatus in order to cause the joining apparatus to execute the joining method.
また別な観点による本発明によれば、前記プログラムを格納した読み取り可能なコンピュータ記憶媒体が提供される。 According to another aspect of the present invention, a readable computer storage medium storing the program is provided.
さらに別な観点による本発明は、基板同士を接合する接合装置であって、下面に第1の基板を吸着保持する第1の保持部材と、前記第1の保持部材の下方に設けられ、上面に第2の基板を吸着保持する第2の保持部材と、前記第1の保持部材に設けられ、第1の基板を真空引きする吸引機構と、前記第1の保持部材と前記吸引機構とを接続する吸引管と、前記第1の保持部材又は第2の保持部材を相対的に鉛直方向に昇降させる昇降機構と、第1の基板と第2の基板の接合の良否を判定する制御部と、を有し、前記制御部は、前記第1の保持部材の下面に吸着保持された第1の基板と、前記第2の保持部材の上面に吸着保持された第2の基板とを接合する接合工程と、その後、前記第1の保持部材又は前記第2の保持部材を相対的に鉛直方向に移動させて、前記第1の保持部材と前記第2の保持部材を所定の位置に配置する移動工程と、その後、前記吸引機構によって第1の基板に対する真空引きを行い、前記吸引管の内部の圧力に基づき、前記吸引機構による真空引きによって前記第1の保持部材に第1の基板が残存しているか否かを判定して、第1の基板と第2の基板の接合の良否を判定する接合判定工程と、を実行するように、前記第1の保持部材、前記第2の保持部材、前記吸引機構及び前記昇降機構の動作を制御し、前記接合判定工程では、前記吸引管の内部の圧力が所定の閾値より大きい場合、第1の基板と第2の基板の接合が正常であると判定し、前記吸引管の内部の圧力が所定の閾値以下である場合、第1の基板と第2の基板の接合が異常であると判定し、前記接合判定工程において、第1の基板が前記第1の保持部材に吸着保持されておらず正常と判定された場合、その後第1の基板と第2の基板の接合強度の良否を判定し、前記接合強度の良否を判定する際には、前記第1の保持部材又は前記第2の保持部材を相対的に鉛直方向に移動させて、前記第1の保持部材と前記第2の保持部材を所定の位置に配置し、その後、前記吸引機構による真空引きを行い、且つ前記第2の保持部材によって第2の基板を吸着保持するように、前記第1の保持部材、前記第2の保持部材、前記吸引機構及び前記昇降機構の動作を制御し、前記吸引管の内部の圧力が所定の閾値より大きい場合、第1の基板と第2の基板の接合強度が正常で、第1の基板と第2の基板の接合が正常であると判定し、前記吸引管の内部の圧力が所定の閾値以下である場合、第1の基板と第2の基板の接合強度が異常で、第1の基板と第2の基板の接合が異常であると判定することを特徴としている。
According to another aspect of the present invention, there is provided a bonding apparatus for bonding substrates, the first holding member holding the first substrate by suction on the lower surface, the lower surface of the first holding member, and the upper surface. A second holding member for sucking and holding the second substrate, a suction mechanism provided on the first holding member for evacuating the first substrate, and the first holding member and the suction mechanism. A suction pipe to be connected; an elevating mechanism that moves the first holding member or the second holding member relatively up and down in a vertical direction; and a control unit that determines whether or not the first substrate and the second substrate are bonded together. The control section joins the first substrate sucked and held on the lower surface of the first holding member and the second substrate sucked and held on the upper surface of the second holding member. A joining step and then the first holding member or the second holding member in a relatively vertical direction; And moving the first holding member and the second holding member at a predetermined position, and then performing vacuuming on the first substrate by the suction mechanism, -out based on the pressure, it is determined whether the first substrate is left in the first holding member by a vacuum by the suction mechanism, the first substrate and the acceptable bonding of the second substrate Controlling the operations of the first holding member, the second holding member, the suction mechanism, and the lifting mechanism so as to perform the bonding determination step, and in the bonding determination step, When the internal pressure is larger than a predetermined threshold value, it is determined that the bonding between the first substrate and the second substrate is normal. When the internal pressure of the suction tube is equal to or lower than the predetermined threshold value, the first substrate is determined. If it determined that the joining of the second substrate is abnormal, the contact In the determination step, when it is determined that the first substrate is not attracted and held by the first holding member and is normal, a determination is made as to whether the bonding strength between the first substrate and the second substrate is good or not. When determining whether the strength is good or bad, the first holding member or the second holding member is relatively moved in the vertical direction, and the first holding member and the second holding member are moved in a predetermined direction. The first holding member, the second holding member, and the second holding member so as to be evacuated by the suction mechanism and to suck and hold the second substrate by the second holding member. When the operations of the suction mechanism and the elevating mechanism are controlled and the pressure inside the suction tube is greater than a predetermined threshold, the bonding strength between the first substrate and the second substrate is normal, and the first substrate and the second substrate It is determined that the bonding of the substrate is normal, and the pressure inside the suction tube Is equal to or less than a predetermined threshold value, the bonding strength between the first substrate and the second substrate is abnormal, and it is determined that the bonding between the first substrate and the second substrate is abnormal .
前記第1の保持部材は、中心部から外周部に向けて複数の領域に区画され、当該領域毎に第1の基板の真空引きを設定可能であり、前記制御部は、前記接合判定工程において、少なくとも一の領域における真空引きの際の前記吸引管の内部の圧力が所定の閾値以下である場合、第1の基板と第2の基板の接合が異常であると判定してもよい。 The first holding member is partitioned into a plurality of regions from the central part toward the outer peripheral part, and evacuation of the first substrate can be set for each of the regions. When the pressure inside the suction tube at the time of evacuation in at least one region is not more than a predetermined threshold value, it may be determined that the bonding between the first substrate and the second substrate is abnormal.
前記接合装置は、前記第1の保持部材に設けられ、第1の基板の中心部を押圧する押動部材を有していてもよい。 The bonding apparatus may include a pressing member that is provided on the first holding member and presses a central portion of the first substrate.
前記第2の保持部材の外周部には、第1の基板、第2の基板、又は第1の基板と第2の基板が接合された重合基板に対するストッパ部材が設けられていてもよい。 A stopper member for the first substrate, the second substrate, or the superposed substrate in which the first substrate and the second substrate are joined may be provided on the outer peripheral portion of the second holding member.
前記接合装置は、第1の基板又は第2の基板の水平方向の向きを調節する位置調節機構と、第1の基板の表裏面を反転させる反転機構と、前記接合装置内で第1の基板、第2の基板又は第1の基板と第2の基板が接合された重合基板を搬送する搬送機構と、を有していてもよい。 The bonding apparatus includes a position adjusting mechanism that adjusts a horizontal direction of the first substrate or the second substrate, a reversing mechanism that reverses the front and back surfaces of the first substrate, and the first substrate in the bonding apparatus. And a transport mechanism that transports the second substrate or the superposed substrate in which the first substrate and the second substrate are bonded to each other.
また別な観点による本発明は、前記接合装置を備えた接合システムであって、前記接合装置を備えた処理ステーションと、第1の基板、第2の基板又は第1の基板と第2の基板が接合された重合基板をそれぞれ複数保有可能で、且つ前記処理ステーションに対して第1の基板、第2の基板又は重合基板を搬入出する搬入出ステーションと、を備え、前記処理ステーションは、第1の基板又は第2の基板の接合される表面を改質する表面改質装置と、前記表面改質装置で改質された第1の基板又は第2の基板の表面を親水化する表面親水化装置と、前記表面改質装置、前記表面親水化装置及び前記接合装置に対して、第1の基板、第2の基板又は重合基板を搬送するための搬送領域と、を有し、前記接合装置では、前記表面親水化装置で表面が親水化された第1の基板と第2の基板を接合することを特徴としている。 According to another aspect of the present invention, there is provided a bonding system including the bonding apparatus, a processing station including the bonding apparatus, a first substrate, a second substrate, or a first substrate and a second substrate. A plurality of superposed substrates bonded to each other, and a loading / unloading station for loading / unloading the first substrate, the second substrate, or the superposed substrate with respect to the processing station. A surface modification device for modifying the surface to which the first substrate or the second substrate is bonded, and a surface hydrophilicity for hydrophilizing the surface of the first substrate or the second substrate modified by the surface modification device. And a transfer region for transferring the first substrate, the second substrate, or the polymerization substrate to the surface modification device, the surface hydrophilization device, and the bonding device, and the bonding In the apparatus, the surface of the surface hydrophilizing apparatus is It is characterized by bonding a first substrate and a second substrate which is hydrated.
本発明によれば、基板同士の接合の良否を検査し、基板接合後の処理を円滑に行うことができる。 ADVANTAGE OF THE INVENTION According to this invention, the quality of joining of board | substrates can be test | inspected and the process after board | substrate joining can be performed smoothly.
以下、本発明の実施の形態について説明する。図1は、本実施の形態にかかる接合システム1の構成の概略を示す平面図である。図2は、接合システム1の内部構成の概略を示す側面図である。
Embodiments of the present invention will be described below. FIG. 1 is a plan view showing the outline of the configuration of the joining
接合システム1では、図3に示すように例えば2枚の基板としてのウェハWU、WLを接合する。以下、上側に配置されるウェハを、第1の基板としての「上ウェハWU」といい、下側に配置されるウェハを、第2の基板としての「下ウェハWL」という。また、上ウェハWUが接合される接合面を「表面WU1」といい、当該表面WU1と反対側の面を「裏面WU2」という。同様に、下ウェハWLが接合される接合面を「表面WL1」といい、当該表面WL1と反対側の面を「裏面WL2」という。そして、接合システム1では、上ウェハWUと下ウェハWLを接合して、重合基板としての重合ウェハWTを形成する。
In the
接合システム1は、図1に示すように例えば外部との間で複数のウェハWU、WL、複数の重合ウェハWTをそれぞれ収容可能なカセットCU、CL、CTが搬入出される搬入出ステーション2と、ウェハWU、WL、重合ウェハWTに対して所定の処理を施す各種処理装置を備えた処理ステーション3とを一体に接続した構成を有している。
As shown in FIG. 1, the
搬入出ステーション2には、カセット載置台10が設けられている。カセット載置台10には、複数、例えば4つのカセット載置板11が設けられている。カセット載置板11は、水平方向のX方向(図1中の上下方向)に一列に並べて配置されている。これらのカセット載置板11には、接合システム1の外部に対してカセットCU、CL、CTを搬入出する際に、カセットCU、CL、CTを載置することができる。このように、搬入出ステーション2は、複数の上ウェハWU、複数の下ウェハWL、複数の重合ウェハWTを保有可能に構成されている。なお、カセット載置板11の個数は、本実施の形態に限定されず、任意に決定することができる。また、カセットの1つを異常ウェハの回収用として用いてもよい。すなわち、種々の要因で上ウェハWUと下ウェハWLとの接合に異常が生じたウェハを、他の正常な重合ウェハWTと分離することができるカセットである。本実施の形態においては、複数のカセットCTのうち、1つのカセットCTを異常ウェハの回収用として用い、他のカセットCTを正常な重合ウェハWTの収容用として用いている。
The loading / unloading station 2 is provided with a cassette mounting table 10. The cassette mounting table 10 is provided with a plurality of, for example, four
搬入出ステーション2には、カセット載置台10に隣接してウェハ搬送部20が設けられている。ウェハ搬送部20には、X方向に延伸する搬送路21上を移動自在なウェハ搬送装置22が設けられている。ウェハ搬送装置22は、鉛直方向及び鉛直軸周り(θ方向)にも移動自在であり、各カセット載置板11上のカセットCU、CL、CTと、後述する処理ステーション3の第3の処理ブロックG3のトランジション装置50、51との間でウェハWU、WL、重合ウェハWTを搬送できる。
In the loading / unloading station 2, a
処理ステーション3には、各種装置を備えた複数例えば3つの処理ブロックG1、G2、G3が設けられている。例えば処理ステーション3の正面側(図1のX方向負方向側)には、第1の処理ブロックG1が設けられ、処理ステーション3の背面側(図1のX方向正方向側)には、第2の処理ブロックG2が設けられている。また、処理ステーション3の搬入出ステーション2側(図1のY方向負方向側)には、第3の処理ブロックG3が設けられている。
The
例えば第1の処理ブロックG1には、ウェハWU、WLの表面WU1、WL1を改質する表面改質装置30が配置されている。
For example, in the first processing block G1, a
例えば第2の処理ブロックG2には、例えば純水によってウェハWU、WLの表面WU1、WL1を親水化すると共に当該表面WU1、WL1を洗浄する表面親水化装置40、ウェハWU、WLを接合する接合装置41が、搬入出ステーション2側からこの順で水平方向のY方向に並べて配置されている。
For example, the second processing block G2 includes, for example, a
例えば第3の処理ブロックG3には、図2に示すようにウェハWU、WL、重合ウェハWTのトランジション装置50、51が下から順に2段に設けられている。
For example, the third processing block G3, the wafer W U as shown in FIG. 2, W L, a
図1に示すように第1の処理ブロックG1〜第3の処理ブロックG3に囲まれた領域には、ウェハ搬送領域60が形成されている。ウェハ搬送領域60には、例えばウェハ搬送装置61が配置されている。
As shown in FIG. 1, a
ウェハ搬送装置61は、例えば鉛直方向、水平方向(Y方向、X方向)及び鉛直軸周りに移動自在な搬送アームを有している。ウェハ搬送装置61は、ウェハ搬送領域60内を移動し、周囲の第1の処理ブロックG1、第2の処理ブロックG2及び第3の処理ブロックG3内の所定の装置にウェハWU、WL、重合ウェハWTを搬送できる。
The
次に、上述した表面改質装置30の構成について説明する。表面改質装置30は、図4に示すように内部を密閉可能な処理容器70を有している。処理容器70のウェハ搬送領域60側の側面には、ウェハWU、WLの搬入出口71が形成され、当該搬入出口71にはゲートバルブ72が設けられている。
Next, the configuration of the
処理容器70の内部には、ウェハWU、WLを載置させるための下部電極80が設けられている。下部電極80は、例えばアルミニウムなどの導電性材料で構成される。下部電極80の下方には、例えばモータなどを備えた駆動部81が設けられている。この駆動部81により、下部電極80は昇降自在になっている。
A
下部電極80の内部には、熱媒循環流路82が設けられている。熱媒循環流路82には、温調手段(図示せず)により適当な温度に温度調節された熱媒が熱媒導入管83を介して導入される。熱媒導入管83から導入された熱媒は熱媒循環流路82内を循環し、これによって、下部電極80が所望の温度に調節される。そして、下部電極80の熱が、下部電極80の上面に載置されたウェハWU、WLに伝達されて、ウェハWU、WLが所望の温度に調節される。
A heat
なお、下部電極80の温度を調節する温度調節機構は、熱媒循環流路82に限定されず、冷却ジャケット、ヒータ等、その他の機構を用いることもできる。
The temperature adjustment mechanism for adjusting the temperature of the
下部電極80の上部は、ウェハWU、WLを静電吸着するための静電チャック90に構成されている。静電チャック90は、例えばポリイミド樹脂などの高分子絶縁材料からなる2枚のフィルム91、92の間に、例えば銅箔などの導電膜93を配置した構造を有している。導電膜93は、配線94、コイル等のフィルタ95を介して高圧電源96に接続されている。プラズマ処理時には、高圧電源96から、任意の直流電圧に設定された高電圧が、フィルタ95で高周波をカットされて、導電膜93に印加される。こうして導電膜93に印加された高電圧により発生されたクーロン力によって、下部電極80の上面(静電チャック90の上面)にウェハWU、WLが静電吸着させられる。
The upper part of the
下部電極80の上面には、ウェハWU、WLの裏面に向けて伝熱ガスを供給する複数の伝熱ガス供給穴100が設けられている。図5に示すように複数の伝熱ガス供給穴100は、下部電極80の上面において、複数の同心円状に均一に配置されている。
The upper surface of the
各伝熱ガス供給穴100には、図4に示すように伝熱ガス供給管101が接続されている。伝熱ガス供給管101はガス供給源(図示せず)に連通し、当該ガス供給源よりヘリウムなどの伝熱ガスが、下部電極80の上面とウェハWU、WLの裏面WU2、WL2との間に形成される微小空間に供給される。これにより、下部電極80の上面からウェハWU、WLに効率よく熱が伝達される。
As shown in FIG. 4, a heat transfer
なお、ウェハWU、WLに十分効率よく熱が伝達される場合には、伝熱ガス供給穴100と伝熱ガス供給管101を省略してもよい。
Incidentally, the wafer W U, if sufficient heat is efficiently transferred to W L may be omitted heat transfer gas supply holes 100 and the heat transfer
下部電極80の上面の周囲には、下部電極80の上面に載置されたウェハWU、WLの外周を囲むように、環状のフォーカスリング102が配置されている。フォーカスリング102は、反応性イオンを引き寄せない絶縁性または導電性の材料からなり、反応性イオンを、内側のウェハWU、WLにだけ効果的に入射せしめるように作用する。
Around the upper surface of the
下部電極80と処理容器70の内壁との間には、複数のバッフル孔が設けられた排気リング103が配置されている。この排気リング103により、処理容器70内の雰囲気が処理容器70内から均一に排気される。
An
下部電極80の下面には、中空に成形された導体よりなる給電棒104が接続されている。給電棒104には、例えばブロッキングコンデンサなどから成る整合器105を介して、第1の高周波電源106が接続されている。プラズマ処理時には、第1の高周波電源106から、例えば13.56MHzの高周波電圧が、下部電極80に印加される。
A
下部電極80の上方には、上部電極110が配置されている。下部電極80の上面と上部電極110の下面は、互いに平行に、所定の間隔をあけて対向して配置されている。下部電極80の上面と上部電極110の下面の間隔は、駆動部81により調節される。
An
上部電極110には、例えばブロッキングコンデンサなどから成る整合器111を介して第2の高周波電源112が接続されている。プラズマ処理時には、第2の高周波電源112から、例えば100MHzの高周波電圧が、上部電極110に印加される。このように、第1の高周波電源106と第2の高周波電源112から下部電極80と上部電極110に高周波電圧が印加されることにより、処理容器70の内部にプラズマが生成される。
A second high-
なお、静電チャック90の導電膜93に高電圧を印加する高圧電源96、下部電極80に高周波電圧を印加する第1の高周波電源106、上部電極110に高周波電圧を印加する第2の高周波電源112は、後述する制御部300によって制御される。
A high
上部電極110の内部には中空部120が形成されている。中空部120には、ガス供給管121が接続されている。ガス供給管121は、内部に処理ガスを貯留するガス供給源122に連通している。また、ガス供給管121には、処理ガスの流れを制御するバルブや流量調節部等を含む供給機器群123が設けられている。そして、ガス供給源122から供給された処理ガスは、供給機器群123で流量制御され、ガス供給管121を介して、上部電極110の中空部120に導入される。なお、処理ガスには、例えば酸素ガス、窒素ガス、アルゴンガス等が用いられる。
A
中空部120の内部には、処理ガスの均一拡散を促進するためのバッフル板124が設けられている。バッフル板124には、多数の小孔が設けられている。上部電極110の下面には、中空部120から処理容器70の内部に処理ガスを噴出させる多数のガス噴出口125が形成されている。
A
処理容器70の下方には、吸気口130が形成されている。吸気口130には、処理容器70の内部の雰囲気を所定の真空度まで減圧する真空ポンプ131に連通する吸気管132が接続されている。
An intake port 130 is formed below the
なお、下部電極80の下方には、ウェハWU、WLを下方から支持し昇降させるための昇降ピン(図示せず)が設けられている。昇降ピンは、下部電極80に形成された貫通孔(図示せず)を挿通し、下部電極80の上面から突出可能になっている。
Note that below the
次に、上述した表面親水化装置40の構成について説明する。表面親水化装置40は、図6に示すように内部を密閉可能な処理容器150を有している。処理容器150のウェハ搬送領域60側の側面には、図7に示すようにウェハWU、WLの搬入出口151が形成され、当該搬入出口151には開閉シャッタ152が設けられている。
Next, the structure of the
処理容器150内の中央部には、図6に示すようにウェハWU、WLを保持して回転させるスピンチャック160が設けられている。スピンチャック160は、水平な上面を有し、当該上面には、例えばウェハWU、WLを吸引する吸引口(図示せず)が設けられている。この吸引口からの吸引により、ウェハWU、WLをスピンチャック160上に吸着保持できる。
A
スピンチャック160は、例えばモータなどを備えたチャック駆動部161を有し、そのチャック駆動部161により所定の速度に回転できる。また、チャック駆動部161には、例えばシリンダなどの昇降駆動源が設けられており、スピンチャック160は昇降自在になっている。なお、後述するカップ162が昇降自在になっていてもよい。
The
スピンチャック160の周囲には、ウェハWU、WLから飛散又は落下する液体を受け止め、回収するカップ162が設けられている。カップ162の下面には、回収した液体を排出する排出管163と、カップ162内の雰囲気を真空引きして排気する排気管164が接続されている。
Around the
図7に示すようにカップ162のX方向負方向(図7の下方向)側には、Y方向(図7の左右方向)に沿って延伸するレール170が形成されている。レール170は、例えばカップ162のY方向負方向(図7の左方向)側の外方からY方向正方向(図7の右方向)側の外方まで形成されている。レール170には、例えばノズルアーム171とスクラブアーム172が取り付けられている。
As shown in FIG. 7, a
ノズルアーム171には、図6及び図7に示すようにウェハWU、WLに純水を供給する純水ノズル173が支持されている。ノズルアーム171は、図7に示すノズル駆動部174により、レール170上を移動自在である。これにより、純水ノズル173は、カップ162のY方向正方向側の外方に設置された待機部175からカップ162内のウェハWU、WLの中心部上方まで移動でき、さらに当該ウェハWU、WL上をウェハWU、WLの径方向に移動できる。また、ノズルアーム171は、ノズル駆動部174によって昇降自在であり、純水ノズル173の高さを調節できる。
The
純水ノズル173には、図6に示すように当該純水ノズル173に純水を供給する供給管176が接続されている。供給管176は、内部に純水を貯留する純水供給源177に連通している。また、供給管176には、純水の流れを制御するバルブや流量調節部等を含む供給機器群178が設けられている。
As shown in FIG. 6, a
スクラブアーム172には、スクラブ洗浄具180が支持されている。スクラブ洗浄具180の先端部には、例えば複数の糸状やスポンジ状のブラシ180aが設けられている。スクラブアーム172は、図7に示す洗浄具駆動部181によってレール170上を移動自在であり、スクラブ洗浄具180を、カップ162のY方向負方向側の外方からカップ162内のウェハWU、WLの中心部上方まで移動させることができる。また、洗浄具駆動部181によって、スクラブアーム172は昇降自在であり、スクラブ洗浄具180の高さを調節できる。なお、スクラブ洗浄具180は本実施の形態に限定されず、例えば2流体スプレーノズルやメガソニック洗浄を行う治具であってもよい。
A
なお、以上の構成では、純水ノズル173とスクラブ洗浄具180が別々のアームに支持されていたが、同じアームに支持されていてもよい。また、純水ノズル173を省略して、スクラブ洗浄具180から純水を供給するようにしてもよい。さらに、カップ162を省略して、処理容器150の底面に液体を排出する排出管と、処理容器150内の雰囲気を排気する排気管を接続してもよい。また、以上の構成の表面親水化装置40において、帯電防止用のイオナイザ(図示せず)を設けてもよい。
In the above configuration, the
次に、上述した接合装置41の構成について説明する。接合装置41は、図8に示すように内部を密閉可能な処理容器190を有している。処理容器190のウェハ搬送領域60側の側面には、ウェハWU、WL、重合ウェハWTの搬入出口191が形成され、当該搬入出口191には開閉シャッタ192が設けられている。
Next, the structure of the joining
処理容器190の内部は、内壁193によって、搬送領域T1と処理領域T2に区画されている。上述した搬入出口191は、搬送領域T1における処理容器190の側面に形成されている。また、内壁193にも、ウェハWU、WL、重合ウェハWTの搬入出口194が形成されている。
The inside of the
搬送領域T1のX方向正方向側には、ウェハWU、WL、重合ウェハWTを一時的に載置するためのトランジション200が設けられている。トランジション200は、例えば2段に形成され、ウェハWU、WL、重合ウェハWTのいずれか2つを同時に載置することができる。
A
搬送領域T1には、X方向に延伸する搬送路201上を移動自在なウェハ搬送体202が設けられている。ウェハ搬送体202は、図8及び図9に示すように鉛直方向及び鉛直軸周りにも移動自在であり、搬送領域T1内、又は搬送領域T1と処理領域T2との間でウェハWU、WL、重合ウェハWTを搬送できる。なお、本実施の形態では、搬送路201及びウェハ搬送体202が搬送機構を構成している。
In the transfer region T1, a
搬送領域T1のX方向負方向側には、ウェハWU、WLの水平方向の向きを調節する位置調節機構210が設けられている。位置調節機構210は、図10に示すように基台211と、ウェハWU、WLを吸着保持して回転させる保持部212と、ウェハWU、WLのノッチ部の位置を検出する検出部213と、を有している。そして、位置調節機構210では、保持部212に吸着保持されたウェハWU、WLを回転させながら検出部213でウェハWU、WLのノッチ部の位置を検出することで、当該ノッチ部の位置を調節してウェハWU、WLの水平方向の向きを調節している。
A
また、搬送領域T1には、当該搬送領域T1と処理領域T2との間を移動し、且つ上ウェハWUの表裏面を反転させる反転機構220が設けられている。反転機構220は、図11に示すように上ウェハWUを保持する保持アーム221を有している。保持アーム221上には、上ウェハWUを吸着して水平に保持する吸着パッド222が設けられている。保持アーム221は、第1の駆動部223に支持されている。この第1の駆動部223により、保持アーム221は水平軸周りに回動自在であり、且つ水平方向に伸縮できる。第1の駆動部223の下方には、第2の駆動部224が設けられている。この第2の駆動部224により、第1の駆動部223は鉛直軸周りに回転自在であり、且つ鉛直方向に昇降できる。さらに、第2の駆動部224は、図8及び図9に示すY方向に延伸するレール225に取り付けられている。レール225は、処理領域T2から搬送領域T1まで延伸している。この第2の駆動部224により、反転機構220は、レール225に沿って位置調節機構210と後述する上部チャック230との間を移動可能になっている。そして、反転機構220は、ウェハWU、WL、重合ウェハWTを搬送する搬送機構としての機能も有している。なお、反転機構220の構成は、上記実施の形態の構成に限定されず、上ウェハWUの表裏面を反転させることができればよい。また、反転機構220は、処理領域T2に設けられていてもよい。さらに、ウェハ搬送体202に反転機構を付与し、反転機構220の位置に別の搬送手段を設けてもよい。また、位置調節機構210に反転機構を付与し、反転機構220の位置に別の搬送手段を設けてもよい。
Further, in the transfer region T1 is inverting
処理領域T2には、図8及び図9に示すように上ウェハWUを下面で吸着保持する第1の保持部材としての上部チャック230と、下ウェハWLを上面で載置して吸着保持する第2の保持部材としての下部チャック231とが設けられている。下部チャック231は、上部チャック230の下方に設けられ、上部チャック230と対向配置可能に構成されている。すなわち、上部チャック230に保持された上ウェハWUと下部チャック231に保持された下ウェハWLは対向して配置可能となっている。
The processing region T2, the
上部チャック230は、図9に示すように処理容器190の天井面に設けられた支持部材232に支持されている。支持部材232は、上部チャック230の上面外周部を支持している。下部チャック231の下方には、シャフト233を介してチャック駆動部234が設けられている。このチャック駆動部234により、下部チャック231は鉛直方向に昇降自在、且つ水平方向に移動自在になっている。また、チャック駆動部234によって、下部チャック231は鉛直軸周りに回転自在になっている。また、下部チャック231の下方には、下ウェハWLを下方から支持し昇降させるための昇降ピン(図示せず)が設けられている。昇降ピンは、下部チャック231に形成された貫通孔(図示せず)を挿通し、下部チャック231の上面から突出可能になっている。なお、本実施の形態では、シャフト233及びチャック駆動部234が昇降機構を構成している。
As shown in FIG. 9, the
上部チャック230は、図12に示すように複数、例えば3つの領域230a、230b、230cに区画されている。これら領域230a、230b、230cは、図13に示すように上部チャック230の中心部から外周部に向けてこの順で設けられている。そして、領域230aは平面視において円形状を有し、領域230b、230cは平面視において環状形状を有している。各領域230a、230b、230cには、図12に示すように上ウェハWUを吸着保持するための吸引管240a、240b、240cがそれぞれ独立して設けられている。各吸引管240a、240b、240cには、吸引機構としての異なる真空ポンプ241a、241b、241cがそれぞれ接続されている。また、各吸引管240a、240b、240cには、当該各吸引管240a、240b、240cの内部の圧力を測定する圧力測定部242a、242b、242cがそれぞれ設けられている。したがって、上部チャック230は、各領域230a、230b、230c毎に上ウェハWUの真空引きを設定可能に構成されている。
As shown in FIG. 12, the
なお、以下において、上述した3つの領域230a、230b、230cを、それぞれ第1の領域230a、第2の領域230b、第3の領域230cという場合がある。また、吸引管240a、240b、240cを、それぞれ第1の吸引管240a、第2の吸引管240b、第3の吸引管240cという場合がある。また、真空ポンプ241a、241b、241cを、それぞれ第1の真空ポンプ241a、第2の真空ポンプ241b、第3の真空ポンプ241cという場合がある。さらに、圧力測定部242a、242b、242cを、それぞれ第1の圧力測定部242a、第2の圧力測定部242b、第3の圧力測定部242cという場合がある。
In the following, the three
上部チャック230の中心部には、当該上部チャック230を厚み方向に貫通する貫通孔243が形成されている。この上部チャック230の中心部は、当該上部チャック230に吸着保持される上ウェハWUの中心部に対応している。そして、貫通孔243には、後述する押動部材250の押動ピン251が挿通するようになっている。
A through
上部チャック230の上面には、上ウェハWUの中心部を押圧する押動部材250が設けられている。押動部材250は、シリンダ構造を有し、押動ピン251と当該押動ピン251が昇降する際のガイドとなる外筒252とを有している。押動ピン251は、例えばモータを内蔵した駆動部(図示せず)によって、貫通孔243を挿通して鉛直方向に昇降自在になっている。そして、押動部材250は、後述するウェハWU、WLの接合時に、上ウェハWUの中心部と下ウェハWLの中心部とを当接させて押圧することができる。
On the upper surface of the
上部チャック230には、下ウェハWLの表面WL1を撮像する上部撮像部材253が設けられている。上部撮像部材253には、例えば広角型のCCDカメラが用いられる。なお、上部撮像部材253は、下部チャック231上に設けられていてもよい。
The
下部チャック231は、図14に示すように複数、例えば2つの領域231a、231bに区画されている。これら領域231a、231bは、下部チャック231の中心部から外周部に向けてこの順で設けられている。そして、領域231aは平面視において円形状を有し、領域231bは平面視において環状形状を有している。各領域231a、231bには、図12に示すように下ウェハWLを吸着保持するための吸引管260a、260bがそれぞれ独立して設けられている。各吸引管260a、260bには、異なる真空ポンプ261a、261bがそれぞれ接続されている。したがって、下部チャック231は、各領域231a、231b毎に下ウェハWLの真空引きを設定可能に構成されている。
As shown in FIG. 14, the
下部チャック231の外周部には、ウェハWU、WL、重合ウェハWTが当該下部チャック231から飛び出したり、滑落するのを防止するストッパ部材262が設けられている。ストッパ部材262は、その頂部が少なくとも下部チャック231上の重合ウェハWTよりも上方に位置するように鉛直方向に延伸している。また、ストッパ部材262は、図14に示すように下部チャック231の外周部に複数個所、例えば5箇所に設けられている。
The outer peripheral portion of the
下部チャック231には、図12に示すように上ウェハWUの表面WU1を撮像する下部撮像部材263が設けられている。下部撮像部材263には、例えば広角型のCCDカメラが用いられる。なお、下部撮像部材263は、下部チャック231上に設けられていてもよい。
The
以上の接合システム1には、図1に示すように制御部300が設けられている。制御部300は、例えばコンピュータであり、プログラム格納部(図示せず)を有している。プログラム格納部には、接合システム1におけるウェハWU、WL、重合ウェハWTの処理を制御するプログラムが格納されている。また、プログラム格納部には、上述の各種処理装置や搬送装置などの駆動系の動作を制御して、接合システム1における後述のウェハ接合処理を実現させるためのプログラムも格納されている。さらに、プログラム格納部には、接合装置41におけるウェハWU、WLの接合の良否を判定するプログラムも格納されている。なお、前記プログラムは、例えばコンピュータ読み取り可能なハードディスク(HD)、フレキシブルディスク(FD)、コンパクトディスク(CD)、マグネットオプティカルデスク(MO)、メモリーカードなどのコンピュータに読み取り可能な記憶媒体Hに記録されていたものであって、その記憶媒体Hから制御部300にインストールされたものであってもよい。
The above joining
次に、以上のように構成された接合システム1を用いて行われるウェハWU、WLの接合処理方法について説明する。図15は、かかるウェハ接合処理の主な工程の例を示すフローチャートである。
Next, a method for bonding the wafers W U and W L performed using the
先ず、複数枚の上ウェハWUを収容したカセットCU、複数枚の下ウェハWLを収容したカセットCL、及び空のカセットCTが、搬入出ステーション2の所定のカセット載置板11に載置される。その後、ウェハ搬送装置22によりカセットCU内の上ウェハWUが取り出され、処理ステーション3の第3の処理ブロックG3のトランジション装置50に搬送される。
First, the cassette C U, the cassette C L accommodating the lower wafer W L of the plurality, and the empty cassette C T is a predetermined
次に上ウェハWUは、ウェハ搬送装置61によって第1の処理ブロックG1の表面改質装置30に搬送される。表面改質装置30に搬入された上ウェハWUは、ウェハ搬送装置61から下部電極80の上面に受け渡され載置される。その後、ウェハ搬送装置61が表面改質装置30から退出し、ゲートバルブ72が閉じられる。
Then the upper wafer W U is transferred to the
その後、真空ポンプ131を作動させ、吸気口130を介して処理容器70の内部の雰囲気が所定の真空度、例えば6.7Pa〜66.7Pa(50mTorr〜500mTorr)まで減圧される。そして、後述するように上ウェハWUを処理中、処理容器70内の雰囲気は上記所定の真空度に維持される。
Thereafter, the
また、高圧電源96から静電チャック90の導電膜93に、例えば2500Vの直流電圧に設定された高電圧が印加される。こうして静電チャック90に印加された高電圧により発生されたクーロン力によって、下部電極80の上面に上ウェハWUが静電吸着させられる。また、下部電極80に静電吸着された上ウェハWUは、熱媒循環流路82の熱媒によって所定の温度、例えば20℃〜30℃に維持される。
Further, a high voltage set to, for example, a DC voltage of 2500 V is applied from the high
その後、ガス供給源122から供給された処理ガスが、上部電極110の下面のガス噴出口125から、処理容器70の内部に均一に供給される。そして、第1の高周波電源106から下部電極80に、例えば13.56MHzの高周波電圧が印加され、第2の高周波電源112から上部電極110に、例えば100MHzの高周波電圧が印加される。そうすると、上部電極110と下部電極80との間に電界が形成され、この電界によって処理容器70の内部に供給された処理ガスがプラズマ化される。
Thereafter, the processing gas supplied from the
この処理ガスのプラズマ(以下、「処理用プラズマ」という場合がある。)によって、下部電極80上の上ウェハWUの表面WU1が改質されると共に、当該表面WU1上の有機物が除去される。このとき、主として処理用プラズマ中の酸素ガスのプラズマが表面WU1上の有機物の除去に寄与する。さらに、酸素ガスのプラズマは、上ウェハWUの表面WU1の酸化、すなわち親水化を促進させることもできる。また、処理用プラズマ中の酸素ガスのプラズマはある程度の高エネルギーを有しており、この酸素ガスのプラズマによって表面WU1上の有機物が積極的(物理的)に除去される。さらに、酸素ガスのプラズマは、処理容器70内の雰囲気中に含まれる残留水分を除去するという効果もある。こうして処理用プラズマによって、上ウェハWUの表面WU1が改質される(図15の工程S1)。
The surface W U1 of the upper wafer W U on the
次に上ウェハWUは、ウェハ搬送装置61によって第2の処理ブロックG2の表面親水化装置40に搬送される。表面親水化装置40に搬入された上ウェハWUは、ウェハ搬送装置61からスピンチャック160に受け渡され吸着保持される。
Then the upper wafer W U is transferred to a
続いて、ノズルアーム171によって待機部175の純水ノズル173を上ウェハWUの中心部の上方まで移動させると共に、スクラブアーム172によってスクラブ洗浄具180を上ウェハWU上に移動させる。その後、スピンチャック160によって上ウェハWUを回転させながら、純水ノズル173から上ウェハWU上に純水を供給する。そうすると、上ウェハWUの表面WU1に水酸基が付着して当該表面WU1が親水化される。また、純水ノズル173からの純水とスクラブ洗浄具180によって、上ウェハWUの表面WU1が洗浄される(図15の工程S2)。
Subsequently, the
次に上ウェハWUは、ウェハ搬送装置61によって第2の処理ブロックG2の接合装置41に搬送される。接合装置41に搬入された上ウェハWUは、トランジション200を介してウェハ搬送体202により位置調節機構210に搬送される。そして位置調節機構210によって、上ウェハWUの水平方向の向きが調節される(図15の工程S3)。
Then the upper wafer W U is transferred to the
その後、位置調節機構210から反転機構220の保持アーム221に上ウェハWUが受け渡される。続いて搬送領域T1において、保持アーム221を反転させることにより、上ウェハWUの表裏面が反転される(図15の工程S4)。すなわち、上ウェハWUの表面WU1が下方に向けられる。なお、上ウェハWUの表裏面の反転は、後述する反転機構220の移動中に行われてもよい。
Thereafter, the upper wafer W U is transferred from the
その後、反転機構220が上部チャック230側に移動し、反転機構220から上部チャック230に上ウェハWUが受け渡される。上ウェハWUは、上部チャック230にその裏面WU2が吸着保持される(図15の工程S5)。このとき、すべての真空ポンプ241a、241b、241cを作動させ、上部チャック230のすべての領域230a、230b、230cにおいて、上ウェハWUを真空引きしている。上ウェハWUは、後述する下ウェハWLが接合装置41に搬送されるまで上部チャック230で待機する。
Thereafter, the reversing
上ウェハWUに上述した工程S1〜S5の処理が行われている間、当該上ウェハWUに続いて下ウェハWLの処理が行われる。先ず、ウェハ搬送装置22によりカセットCL内の下ウェハWLが取り出され、処理ステーション3のトランジション装置50に搬送される。
During the processing of steps S1~S5 described above on the wafer W U is being performed, the processing of the lower wafer W L Following the on wafer W U is performed. First, the lower wafer W L in the cassette C L is taken out by the
次に下ウェハWLは、ウェハ搬送装置61によって表面改質装置30に搬送され、下ウェハWLの表面WL1が改質される(図15の工程S6)。なお、工程S6における下ウェハWLの表面WL1の改質は、上述した工程S1と同様である。
Lower wafer W L is then transported to the
その後、下ウェハWLは、ウェハ搬送装置61によって表面親水化装置40に搬送され、下ウェハWLの表面WL1が親水化される共に当該表面WL1が洗浄される(図15の工程S7)。なお、工程S7における下ウェハWLの表面WL1の親水化及び洗浄は、上述した工程S2と同様であるので詳細な説明を省略する。
Thereafter, the lower wafer W L is transferred to the
その後、下ウェハWLは、ウェハ搬送装置61によって接合装置41に搬送される。接合装置41に搬入された下ウェハWLは、トランジション200を介してウェハ搬送体202により位置調節機構210に搬送される。そして位置調節機構210によって、下ウェハWLの水平方向の向きが調節される(図15の工程S8)。
Thereafter, the lower wafer W L is transported to the
その後、下ウェハWLは、ウェハ搬送体202によって下部チャック231に搬送され、下部チャック231に吸着保持される(図15の工程S9)。このとき、すべての真空ポンプ261a、261bを作動させ、下部チャック231のすべての領域231a、231bにおいて、下ウェハWLを真空引きしている。そして、下ウェハWLの表面WL1が上方を向くように、当該下ウェハWLの裏面WL2が下部チャック231に吸着保持される。
Thereafter, the lower wafer W L is transferred to the
次に、上部チャック230に保持された上ウェハWUと下部チャック231に保持された下ウェハWLとの水平方向の位置調節を行う。図16に示すように下ウェハWLの表面WL1には予め定められた複数、例えば4点以上の基準点Aが形成され、同様に上ウェハWUの表面WU1には予め定められた複数、例えば4点以上の基準点Bが形成されている。これら基準点A、Bとしては、例えばウェハWL、WU上に形成された所定のパターンがそれぞれ用いられる。そして、上部撮像部材253を水平方向に移動させ、下ウェハWLの表面WL1が撮像される。また、下部撮像部材263を水平方向に移動させ、上ウェハWUの表面WU1が撮像される。その後、上部撮像部材253が撮像した画像に表示される下ウェハWLの基準点Aの位置と、下部撮像部材263が撮像した画像に表示される上ウェハWUの基準点Bの位置とが合致するように、下部チャック231によって下ウェハWLの水平方向の位置(水平方向の向きを含む)が調節される。すなわち、チャック駆動部234によって、下部チャック231を水平方向に移動させて、下ウェハWLの水平方向の位置が調節される。こうして上ウェハWUと下ウェハWLとの水平方向の位置が調節される(図15の工程S10)。
Next, the adjusted horizontal position of the wafer W U and the lower wafer held by the lower chuck 231 W L after being held in the
なお、ウェハWU、WLの水平方向きは、工程S3、S8において位置調節機構210によって調節されているが、工程S10において微調節が行われる。また、本実施の形態の工程S10では、基準点A、Bとして、ウェハWL、WU上に形成された所定のパターンを用いていたが、その他の基準点を用いることもできる。例えばウェハWL、WUの外周部とノッチ部を基準点として用いることができる。
The horizontal direction of the wafers W U and W L is adjusted by the
その後、チャック駆動部234によって、図17に示すように下部チャック231を上昇させ、下ウェハWLを所定の位置に配置する。このとき、下ウェハWLの表面WL1と上ウェハWUの表面WU1との間の間隔D1が所定の距離、例えば50μmになるように下ウェハWLを配置する。こうして上ウェハWUと下ウェハWLとの鉛直方向の位置が調節される(図15の工程S11)。なお、工程S5〜工程S11において、上部チャック230のすべての領域230a、230b、230cにおいて、上ウェハWUを真空引きしている。同様に工程S9〜工程S11において、下部チャック231のすべての領域231a、231bにおいて、下ウェハWLを真空引きしている。
Thereafter, the
その後、第1の真空ポンプ241aの作動を停止して、図18に示すように第1の領域230aにおける第1の吸引管240aからの上ウェハWUの真空引きを停止する。このとき、第2の領域230bと第3の領域230cでは、上ウェハWUが真空引きされて吸着保持されている。その後、押動部材250の押動ピン251を下降させることによって、上ウェハWUの中心部を押圧しながら当該上ウェハWUを下降させる。このとき、押動ピン251には、上ウェハWUがない状態で当該押動ピン251が70μm移動するような荷重、例えば200gがかけられる。そして、押動部材250によって、上ウェハWUの中心部と下ウェハWLの中心部を当接させて押圧する(図15の工程S12)。
Then, stop the operation of the
そうすると、押圧された上ウェハWUの中心部と下ウェハWLの中心部との間で接合が開始する(図18中の太線部)。すなわち、上ウェハWUの表面WU1と下ウェハWLの表面WL1はそれぞれ工程S1、S6において改質されているため、先ず、表面WU1、WL1間にファンデルワールス力が生じ、当該表面WU1、WL1同士が接合される。その後、上ウェハWUの表面WU1と下ウェハWLの表面WL1はそれぞれ工程S2、S7において親水化されているため、表面WU1、WL1間の親水基が水素結合し、表面WU1、WL1同士が強固に接合される。 Then, the bonding is started between the central portion of the central portion and the lower wafer W L of the upper wafer W U which pressed (thick line portion in FIG. 18). That is, since the surface W U1 of the upper wafer W U and the surface W L1 of the lower wafer W L are respectively modified in steps S1 and S6, first, van der Waals force is generated between the surfaces W U1 and W L1 , The surfaces W U1 and W L1 are joined to each other. Thereafter, since the surface W U1 of the upper wafer W U and the surface W L1 of the lower wafer W L have been hydrophilized in steps S2 and S7, respectively, the hydrophilic groups between the surfaces W U1 and W L1 are hydrogen-bonded. U1 and WL1 are firmly joined to each other.
その後、図19に示すように押動部材250によって上ウェハWUの中心部と下ウェハWLの中心部を押圧した状態で、第2の真空ポンプ241bの作動を停止して、第2の領域230bにおける第2の吸引管240bからの上ウェハWUの真空引きを停止する。そうすると、第2の領域230bに保持されていた上ウェハWUが下ウェハWL上に落下する。さらにその後、第3の真空ポンプ241cの作動を停止して、第3の領域230cにおける第3の吸引管240cからの上ウェハWUの真空引きを停止する。このように上ウェハWUの中心部から外周部に向けて、上ウェハWUの真空引きを停止し、上ウェハWUが下ウェハWL上に順次落下して当接する。そして、上述した表面WU1、WL1間のファンデルワールス力と水素結合による接合が、上述した結合が順次拡がる。こうして、図20に示すように上ウェハWUの表面WU1と下ウェハWLの表面WL1が全面で当接し、上ウェハWUと下ウェハWLが接合される(図15の工程S13)。
Then, while pressing the center portion of the center and lower wafer W L of the upper wafer W U by pressing
その後、図21に示すように押動部材250を上部チャック230まで上昇させる。また、下部チャック231において吸引管260a、260bからの下ウェハWLの真空引きを停止して、下部チャック231による下ウェハWLの吸着保持を停止する。
Thereafter, the pushing
次に、上部チャック230に上ウェハWUが残存しているか否かを判定して、上ウェハWUと下ウェハWLの接着の良否を判定する。具体的には、図22及び図23に示すように下部チャック231を下降させて所定の位置に配置する。このとき、上部チャック230の下面と下部チャック231の上面との間の間隔D2が所定の距離、例えば50μm〜500μm、より好ましくは100μmになるように下ウェハWLを配置する。その後、真空ポンプ241a、241b、241cを作動させ、吸引管240a、240b、240cを介して、上部チャック230のすべての領域230a、230b、230cにおいて上ウェハWUに対する真空引きを行う。この真空引きを行っている間、圧力測定部242a、242b、242cにおいて、各吸引管240a、240b、240cの内部の圧力を測定する。そして、圧力測定部242a、242b、242cにおける測定結果に基づいて、上ウェハWUと下ウェハWLの接着の良否を判定する(図15の工程S14)。
Next, it is determined whether the upper wafer W U to the
具体的には、各吸引管240a、240b、240cの内部の圧力が所定の閾値、例えば−60Pa(−450mTorr)より大きい、例えば10mTorr〜−450mTorrである場合、図22に示すように上部チャック230に上ウェハWUが残存しておらず、上ウェハWUと下ウェハWLの接着が正常であると判定する。なお、すべての吸引管240a、240b、240cの内部の圧力が所定の閾値より大きい場合に、上ウェハWUと下ウェハWLの接着が正常であると判定される。具体的には、例えば各吸引管240a、240b、240cの内部の圧力が−53Pa(−400mTorr)と測定された場合、上部チャック230に上ウェハWUが残存していない。
Specifically, when the pressure inside each
一方、吸引管240a、240b、240cの内部の圧力が所定の閾値、例えば−60Pa(−450mTorr)以下、例えば−760mTorr〜−450mTorrである場合、図23に示すように上部チャック230に上ウェハWUが残存しており、上ウェハWUと下ウェハWLの接着が異常であると判定する。なお、これら吸引管240a、240b、240cのうち、一の吸引管240a、240b、240cの圧力が所定の閾値以下である場合に、上ウェハWUと下ウェハWLの接着が異常であると判定される。具体的には、例えば各吸引管240a、240b、240cの内部の圧力が−100Pa(−750mTorr)と測定された場合、上部チャック230に上ウェハWUが残存している。
On the other hand, when the pressure inside the
なお、工程S14において接着が異常であると判定された上ウェハWUと下ウェハWLは、それぞれウェハ搬送装置61によってトランジション装置51に搬送され、その後搬入出ステーション2のウェハ搬送装置22によって所定のカセット載置板11のカセットCTに搬送されて回収される。
Incidentally, the wafer W U and the lower wafer W L on which the adhesive is determined to be abnormal in step S14, are carried to the
次に、工程S14において上ウェハWUと下ウェハWLの接着が正常であると判定された重合ウェハWTに対して、上ウェハWUと下ウェハWLの接合強度の良否を判定する。具体的には、先ず、図24に示すように下部チャック231を上昇させて所定の位置に配置する。このとき、上部チャック230の下面と下部チャック231の上面との間の間隔D3が所定の距離、例えば50μm〜500μm、より好ましくは100μmになるように下ウェハWLを配置する。その後、真空ポンプ241a、241b、241cを作動させ、吸引管240a、240b、240cを介して、上部チャック230のすべての領域230a、230b、230cにおいて上ウェハWUに対する真空引きを行う。また、下部チャック231のすべての領域231a、231b下ウェハWLに対する真空引きを行う。その後、図25及び図26に示すように上部チャック230の領域230a、230b、230cにおいて真空引きを行いながら、下部チャック231を下降させる。そして、圧力測定部242a、242b、242cにおいて、各吸引管240a、240b、240cの内部の圧力を測定する。そして、圧力測定部242a、242b、242cにおける測定結果に基づいて、上ウェハWUと下ウェハWLの接合強度の良否を判定する(図15の工程S15)。
Next, the overlapped wafer W T that bonding of the upper wafer W U and the lower wafer W L is determined to be normal in step S14, determines the acceptability of bonding strength of the upper wafer W U and the lower wafer W L . Specifically, first, as shown in FIG. 24, the
具体的には、各吸引管240a、240b、240cの内部の圧力が所定の閾値、例えば−60Pa(−450mTorr)より大きい、例えば10mTorr〜−450mTorrである場合、図25に示すように上部チャック230に上ウェハWUが吸引保持されず、上ウェハWUと下ウェハWLの接合強度が正常であると判定する。なお、すべての吸引管240a、240b、240cの内部の圧力が所定の閾値より大きい場合に、上ウェハWUと下ウェハWLの接合強度が正常であると判定される。具体的には、例えば各吸引管240a、240b、240cの内部の圧力が−53Pa(−400mTorr)と測定された場合、上部チャック230に上ウェハWUが吸引保持されていない。
Specifically, when the pressure inside each
一方、吸引管240a、240b、240cの内部の圧力が所定の閾値、例えば−60Pa(−450mTorr)以下、例えば−760mTorr〜−450mTorrである場合、図26に示すように上部チャック230に上ウェハWUが吸引保持されており、上ウェハWUと下ウェハWLの接合強度が異常であると判定する。なお、これら吸引管240a、240b、240cのうち、一の吸引管240a、240b、240cの圧力が所定の閾値以下である場合に、上ウェハWUと下ウェハWLの接合強度が異常であると判定される。具体的には、例えば各吸引管240a、240b、240cの内部の圧力が−100Pa(−750mTorr)と測定された場合、上部チャック230に上ウェハWUが吸引保持されている。
On the other hand, when the pressure inside the
なお、工程S15において接合強度が異常であると判定された上ウェハWUと下ウェハWLは、それぞれウェハ搬送装置61によってトランジション装置51に搬送され、その後搬入出ステーション2のウェハ搬送装置22によって所定のカセット載置板11のカセットCTに搬送されて回収される。
Incidentally, the wafer W U and the lower wafer W L on the bonding strength is determined to be abnormal in step S15 is transferred to the
こうして工程S14において接着が正常であり且つ工程S15で接合強度が正常であると判定された重合ウェハWTは、ウェハ搬送装置61によってトランジション装置51に搬送され、その後搬入出ステーション2のウェハ搬送装置22によって所定のカセット載置板11のカセットCTに搬送される。こうして、一連のウェハWU、WLの接合処理が終了する。
Overlapped wafer W T that bonding strength thus adhesion is normal in step S14 and in step S15 is is determined to be normal is carried to the
以上の実施の形態によれば、工程S14において、吸引管240a、240b、240cの内部の圧力に基づき、上ウェハWUと下ウェハWLの接着の良否を判定している。また、工程S15において、吸引管240a、240b、240cの内部の圧力に基づき、上ウェハWUと下ウェハWLの接合強度の良否を判定している。そして、工程S14と工程S15においていずれも接合が正常と判定された場合には、当該接合された重合ウェハWTに対して後続の処理を適切に行うことができる。一方、工程S14又は工程S15のいずれか一方で接合が異常である場合には、当該、上ウェハWUと下ウェハWLに対する後続の処理を停止して回収する。そうすると、従来のように搬送不良やウェハの破損を防止することができ、後続のウェハWに対する処理を円滑に行うことができる。
According to the above embodiment, in step S14, the
また、工程S14と工程S15において、吸引管240a、240b、240cのうち、いずれか一の吸引管240a、240b、240cの圧力が所定の閾値以下である場合に、接合が異常と判定される。したがって、上ウェハWUと下ウェハWLの接合をより厳密に検査することができ、後続のウェハWに対する処理を円滑に行うことができる。
In Step S14 and Step S15, when the pressure of any one of the
しかも、本実施の形態の工程S14と工程S15は、ウェハWU、WL同士を接合するために必要な装置を用いて行われるので、工程S14と工程S15を行うための新たな装置が不要である。したがって、接合の良否判定を効率よく行うことができる。 Moreover, step S14 and step S15 in the present embodiment, since is performed using a device required for bonding the wafer W U, the W L together, the new device is not required for performing the step S14 and step S15 It is. Therefore, it is possible to efficiently determine the quality of bonding.
また、工程S13において、押動部材250によって上ウェハWUの中心部と下ウェハWLの中心部を当接させて押圧した状態で、上ウェハWUの中心部から外周部に向けて、上ウェハWUの真空引きを停止し、上ウェハWUを下ウェハWLに順次当接させ、上ウェハWUと下ウェハWLを接合することができる。そうすると、領域230b、230cにおける上ウェハWUの真空引きを停止する際には、上ウェハWUの中心部と下ウェハWLの中心部が当接して押圧されているので、例えば上ウェハWUと下ウェハWLとの間に空気がある場合でも、下ウェハWLに対する上ウェハWUの水平方向の位置がずれることがない。したがって、ウェハWU、WLの接合を適切に行うことができる。
In the step S13, in a state of pressing by contacting the central portion of the central portion and the lower wafer W L of the upper wafer W U by pressing
また、工程S13において、上ウェハWUの中心部から外周部に向けて上ウェハWUを下ウェハWLに順次当接させているので、例えば上ウェハWUと下ウェハWLとの間にボイドとなりうる空気が存在している場合でも、空気は上ウェハWUが下ウェハWLと当接している箇所より常に外周部側に存在することになる。そうすると、当該空気をウェハWU、WL間において中心部から外周部に逃がすことができる。したがって、ウェハWU、WL間のボイドの発生を抑制ができ、ウェハWU、WL同士をさらに適切に接合することができる。 Further, during the in step S13, since the upper wafer W U toward the peripheral portion from the central portion of the upper wafer W U is by sequentially abutting on the lower wafer W L, for example, the upper wafer W U and the lower wafer W L even if the air which can be a void is present, the air will be the upper wafer W U is present at all times on the outer peripheral portion side of the portion where is in contact with the lower wafer W L. Then, the air can escape from the central portion to the outer peripheral portion between the wafers W U and W L. Thus, the wafer W U, can suppress the generation of voids between W L, it is possible to more suitably joined wafers W U, the W L together.
しかも、本実施の形態によれば、従来のようにウェハWU、WLを接合する際の雰囲気を真空雰囲気にする必要がないので、ウェハWU、WLの接合を短時間で効率よく行うことができ、ウェハ接合処理のスループットを向上させることができる。 In addition, according to the present embodiment, it is not necessary to use a vacuum atmosphere for bonding the wafers W U and W L as in the prior art, so that the bonding of the wafers W U and W L can be performed efficiently in a short time. And the throughput of the wafer bonding process can be improved.
また、下部チャック231の外周部にはストッパ部材262が設けられているので、ウェハWU、WL、重合ウェハWTが下部チャック231から飛び出したり、滑落するのを防止することができる。
Further, the
また、接合装置41は、ウェハWU、WLを接合するための上部チャック230と下部チャック231に加えて、ウェハWU、WLの水平方向の向きを調節する位置調節機構210と、上ウェハWUの表裏面を反転させる反転機構220も備えているので、一の装置内でウェハWU、WLの接合を効率よく行うことができる。さらに、接合システム1は、接合装置41に加えて、ウェハWU、WLの表面WU1、WL1を改質する表面改質装置30と、表面WU1、WL1を親水化すると共に当該表面WU1、WL1を洗浄する表面親水化装置40も備えているので、一のシステム内でウェハWU、WLの接合を効率よく行うことができる。したがって、ウェハ接合処理のスループットをより向上させることができる。
In addition to the
以上の実施の形態では、工程S14と工程S15において、吸引管240a、240b、240cの内部の圧力に基づいて、上ウェハWUと下ウェハWLの接着と接合強度の良否を判定していたが、これら良否の判定は他のパラメータを用いて行うこともできる。例えば吸引管240a、240b、240cの内部を流れる空気の流量や、あるいは真空ポンプ241a、241b、241cから排出される空気の圧力や流量、真空ポンプ241a、241b、241cを作動させるモータの電流値などに基づいて、上記良否の判定を行ってもよい。
In the above embodiment, in step S14 and step S15, the
また、以上の実施の形態では、チャック駆動部234によって下部チャック231が鉛直方向に昇降自在且つ水平方向に移動自在になっていたが、上部チャック230を鉛直方向に昇降自在にし、あるいは水平方向に移動自在に構成してもよい。また、上部チャック230と下部チャック231の両方が、鉛直方向に昇降自在且つ水平方向に移動自在に構成されていてもよい。
In the above embodiment, the
以上、添付図面を参照しながら本発明の好適な実施の形態について説明したが、本発明はかかる例に限定されない。当業者であれば、特許請求の範囲に記載された思想の範疇内において、各種の変更例または修正例に想到し得ることは明らかであり、それらについても当然に本発明の技術的範囲に属するものと了解される。本発明はこの例に限らず種々の態様を採りうるものである。本発明は、基板がウェハ以外のFPD(フラットパネルディスプレイ)、フォトマスク用のマスクレチクルなどの他の基板である場合にも適用できる。 The preferred embodiments of the present invention have been described above with reference to the accompanying drawings, but the present invention is not limited to such examples. It is obvious for those skilled in the art that various modifications or modifications can be conceived within the scope of the idea described in the claims, and these naturally belong to the technical scope of the present invention. It is understood. The present invention is not limited to this example and can take various forms. The present invention can also be applied to a case where the substrate is another substrate such as an FPD (flat panel display) other than a wafer or a mask reticle for a photomask.
1 接合システム
2 搬入出ステーション
3 処理ステーション
30 表面改質装置
40 表面親水化装置
41 接合装置
60 ウェハ搬送領域
201 搬送路
202 ウェハ搬送体
210 位置調節機構
220 反転機構
230 上部チャック
230a、230b、230c 領域
231 下部チャック
233 シャフト
234 チャック駆動部
240a、240b、240c 吸引管
241a、241b、241c 真空ポンプ
242a、242b、242c 圧力測定部
250 押動部材
262 ストッパ部材
300 制御部
WU 上ウェハ
WU1 表面
WL 下ウェハ
WL1 表面
WT 重合ウェハ
DESCRIPTION OF
Claims (11)
第1の保持部材の下面に吸着保持された第1の基板と、前記第1の保持部材の下方に設けられた第2の保持部材の上面において吸着保持された第2の基板とを接合する接合工程と、
その後、前記第1の保持部材又は前記第2の保持部材を相対的に鉛直方向に移動させて、前記第1の保持部材と前記第2の保持部材を所定の位置に配置する移動工程と、
その後、吸引管を介して前記第1の保持部材に設けられた吸引機構によって第1の基板に対する真空引きを行い、前記吸引管の内部の圧力に基づき、前記吸引機構による真空引きによって前記第1の保持部材に第1の基板が残存しているか否かを判定して、第1の基板と第2の基板の接合の良否を判定する接合判定工程と、を有し、
前記接合判定工程では、前記吸引管の内部の圧力が所定の閾値より大きい場合、第1の基板と第2の基板の接合が正常であると判定し、前記吸引管の内部の圧力が所定の閾値以下である場合、第1の基板と第2の基板の接合が異常であると判定し、
前記接合判定工程において、第1の基板が前記第1の保持部材に吸着保持されておらず正常と判定された場合、その後第1の基板と第2の基板の接合強度の良否を判定し、
前記接合強度の良否を判定する際には、
前記第1の保持部材又は前記第2の保持部材を相対的に鉛直方向に移動させて、前記第1の保持部材と前記第2の保持部材を所定の位置に配置し、
その後、前記吸引機構による真空引きを行い、且つ前記第2の保持部材によって第2の基板を吸着保持し、
前記吸引管の内部の圧力が所定の閾値より大きい場合、第1の基板と第2の基板の接合強度が正常で、第1の基板と第2の基板の接合が正常であると判定し、前記吸引管の内部の圧力が所定の閾値以下である場合、第1の基板と第2の基板の接合強度が異常で、第1の基板と第2の基板の接合が異常であると判定することを特徴とする、接合方法。 A bonding method for bonding substrates,
The first substrate held by suction on the lower surface of the first holding member is joined to the second substrate held by suction on the upper surface of the second holding member provided below the first holding member. Joining process;
Thereafter, the first holding member or the second holding member is moved relatively in the vertical direction, and the first holding member and the second holding member are arranged at predetermined positions,
Then, through the suction tube subjected to vacuum for a first substrate by a suction mechanism provided in the first holding member,-out based on the pressure inside said suction tube, said by evacuation by the suction mechanism A bonding determination step of determining whether or not the first substrate remains in the first holding member, and determining whether or not the first substrate and the second substrate are bonded,
In the bonding determination step, when the pressure inside the suction tube is larger than a predetermined threshold value, it is determined that the bonding between the first substrate and the second substrate is normal, and the pressure inside the suction tube is determined to be a predetermined value. If it is less than or equal to the threshold value, it is determined that the bonding between the first substrate and the second substrate is abnormal ,
In the bonding determination step, when it is determined that the first substrate is not attracted and held by the first holding member and is determined to be normal, the bonding strength between the first substrate and the second substrate is then determined to be good,
When determining the quality of the bonding strength,
Moving the first holding member or the second holding member relatively in the vertical direction, and arranging the first holding member and the second holding member at a predetermined position;
Thereafter, vacuuming is performed by the suction mechanism, and the second substrate is sucked and held by the second holding member,
When the pressure inside the suction tube is larger than a predetermined threshold, it is determined that the bonding strength between the first substrate and the second substrate is normal, and the bonding between the first substrate and the second substrate is normal, When the pressure inside the suction tube is equal to or lower than a predetermined threshold value, it is determined that the bonding strength between the first substrate and the second substrate is abnormal and the bonding between the first substrate and the second substrate is abnormal. The joining method characterized by the above-mentioned.
前記接合判定工程において、少なくとも一の領域における真空引きの際の前記吸引管の内部の圧力が所定の閾値以下である場合、第1の基板と第2の基板の接合が異常であると判定することを特徴とする、請求項1に記載の接合方法。 The first holding member is partitioned into a plurality of regions from the central portion toward the outer peripheral portion, and evacuation of the first substrate can be set for each region.
In the bonding determination step, it is determined that the bonding between the first substrate and the second substrate is abnormal when the pressure inside the suction tube at the time of evacuation in at least one region is not more than a predetermined threshold value. The bonding method according to claim 1 , wherein:
前記第1の保持部材に保持された第1の基板と、前記第2の保持部材に保持された第2の基板とを所定の間隔で対向配置し、
その後、前記第1の保持部材に設けられた押動部材によって第1の基板の中心部と第2の基板の中心部を当接させて押圧し、
その後、第1の基板の中心部と第2の基板の中心部が押圧された状態で、第1の基板の中心部から外周部に向けて、第1の基板と第2の基板を順次接合することを特徴とする、請求項1又は2に記載の接合方法。 In the joining step,
The first substrate held by the first holding member and the second substrate held by the second holding member are arranged to face each other at a predetermined interval.
Then, the central portion of the first substrate and the central portion of the second substrate are brought into contact with each other and pressed by a pressing member provided on the first holding member,
Thereafter, the first substrate and the second substrate are sequentially joined from the center portion of the first substrate toward the outer peripheral portion in a state where the center portion of the first substrate and the center portion of the second substrate are pressed. The bonding method according to claim 1, wherein the bonding method is performed.
下面に第1の基板を吸着保持する第1の保持部材と、
前記第1の保持部材の下方に設けられ、上面に第2の基板を吸着保持する第2の保持部材と、
前記第1の保持部材に設けられ、第1の基板を真空引きする吸引機構と、
前記第1の保持部材と前記吸引機構とを接続する吸引管と、
前記第1の保持部材又は第2の保持部材を相対的に鉛直方向に昇降させる昇降機構と、
第1の基板と第2の基板の接合の良否を判定する制御部と、を有し、
前記制御部は、
前記第1の保持部材の下面に吸着保持された第1の基板と、前記第2の保持部材の上面に吸着保持された第2の基板とを接合する接合工程と、その後、前記第1の保持部材又は前記第2の保持部材を相対的に鉛直方向に移動させて、前記第1の保持部材と前記第2の保持部材を所定の位置に配置する移動工程と、その後、前記吸引機構によって第1の基板に対する真空引きを行い、前記吸引管の内部の圧力に基づき、前記吸引機構による真空引きによって前記第1の保持部材に第1の基板が残存しているか否かを判定して、第1の基板と第2の基板の接合の良否を判定する接合判定工程と、を実行するように、前記第1の保持部材、前記第2の保持部材、前記吸引機構及び前記昇降機構の動作を制御し、
前記接合判定工程では、前記吸引管の内部の圧力が所定の閾値より大きい場合、第1の基板と第2の基板の接合が正常であると判定し、前記吸引管の内部の圧力が所定の閾値以下である場合、第1の基板と第2の基板の接合が異常であると判定し、
前記接合判定工程において、第1の基板が前記第1の保持部材に吸着保持されておらず正常と判定された場合、その後第1の基板と第2の基板の接合強度の良否を判定し、
前記接合強度の良否を判定する際には、前記第1の保持部材又は前記第2の保持部材を相対的に鉛直方向に移動させて、前記第1の保持部材と前記第2の保持部材を所定の位置に配置し、その後、前記吸引機構による真空引きを行い、且つ前記第2の保持部材によって第2の基板を吸着保持するように、前記第1の保持部材、前記第2の保持部材、前記吸引機構及び前記昇降機構の動作を制御し、
前記吸引管の内部の圧力が所定の閾値より大きい場合、第1の基板と第2の基板の接合強度が正常で、第1の基板と第2の基板の接合が正常であると判定し、前記吸引管の内部の圧力が所定の閾値以下である場合、第1の基板と第2の基板の接合強度が異常で、第1の基板と第2の基板の接合が異常であると判定することを特徴とする、接合装置。 A joining device for joining substrates,
A first holding member that sucks and holds the first substrate on the lower surface;
A second holding member that is provided below the first holding member and holds the second substrate by suction on the upper surface;
A suction mechanism provided on the first holding member for evacuating the first substrate;
A suction pipe connecting the first holding member and the suction mechanism;
An elevating mechanism that elevates and lowers the first holding member or the second holding member relatively in the vertical direction;
A controller that determines whether the first substrate and the second substrate are bonded or not;
The controller is
A bonding step of bonding the first substrate sucked and held on the lower surface of the first holding member and the second substrate sucked and held on the upper surface of the second holding member, and then the first A moving step of moving the holding member or the second holding member relatively in the vertical direction to place the first holding member and the second holding member at a predetermined position, and then by the suction mechanism perform vacuuming to the first substrate,-out based on the pressure inside said suction tube, the first substrate is determined whether remaining in the first holding member by a vacuum by the suction mechanism Te, to perform the first substrate and bonding determination step of determining acceptability of bonding the second substrate, the first holding member, the second holding member, the suction mechanism and the lifting mechanism Control the operation of
In the bonding determination step, when the pressure inside the suction tube is larger than a predetermined threshold value, it is determined that the bonding between the first substrate and the second substrate is normal, and the pressure inside the suction tube is determined to be a predetermined value. If it is less than or equal to the threshold value, it is determined that the bonding between the first substrate and the second substrate is abnormal ,
In the bonding determination step, when it is determined that the first substrate is not attracted and held by the first holding member and is determined to be normal, the bonding strength between the first substrate and the second substrate is then determined to be good,
When determining whether the bonding strength is good or bad, the first holding member or the second holding member is relatively moved in the vertical direction, and the first holding member and the second holding member are moved. The first holding member and the second holding member are arranged at a predetermined position, and then evacuated by the suction mechanism, and the second holding member is sucked and held by the second holding member. Controlling the operation of the suction mechanism and the lifting mechanism;
When the pressure inside the suction tube is larger than a predetermined threshold, it is determined that the bonding strength between the first substrate and the second substrate is normal, and the bonding between the first substrate and the second substrate is normal, When the pressure inside the suction tube is equal to or lower than a predetermined threshold value, it is determined that the bonding strength between the first substrate and the second substrate is abnormal and the bonding between the first substrate and the second substrate is abnormal. The joining apparatus characterized by the above-mentioned.
前記制御部は、前記接合判定工程において、少なくとも一の領域における真空引きの際の前記吸引管の内部の圧力が所定の閾値以下である場合、第1の基板と第2の基板の接合が異常であると判定することを特徴とする、請求項6に記載の接合装置。 The first holding member is partitioned into a plurality of regions from the central portion toward the outer peripheral portion, and evacuation of the first substrate can be set for each region.
In the bonding determination step, the controller determines that the bonding between the first substrate and the second substrate is abnormal when the pressure inside the suction tube at the time of vacuuming in at least one region is equal to or lower than a predetermined threshold value. The joining apparatus according to claim 6 , wherein it is determined that
第1の基板の表裏面を反転させる反転機構と、
前記接合装置内で第1の基板、第2の基板又は第1の基板と第2の基板が接合された重合基板を搬送する搬送機構と、を有することを特徴とする、請求項6〜9のいずれかに記載の接合装置。 A position adjusting mechanism for adjusting the horizontal direction of the first substrate or the second substrate;
A reversing mechanism for reversing the front and back surfaces of the first substrate;
Characterized by having a a transport mechanism for transporting a first substrate in the bonding apparatus, the second substrate or the first substrate and the polymerization substrate is the second substrate are bonded, claims 6-9 The joining apparatus in any one of.
前記接合装置を備えた処理ステーションと、
第1の基板、第2の基板又は第1の基板と第2の基板が接合された重合基板をそれぞれ複数保有可能で、且つ前記処理ステーションに対して第1の基板、第2の基板又は重合基板を搬入出する搬入出ステーションと、を備え、
前記処理ステーションは、
第1の基板又は第2の基板の接合される表面を改質する表面改質装置と、
前記表面改質装置で改質された第1の基板又は第2の基板の表面を親水化する表面親水化装置と、
前記表面改質装置、前記表面親水化装置及び前記接合装置に対して、第1の基板、第2の基板又は重合基板を搬送するための搬送領域と、を有し、
前記接合装置では、前記表面親水化装置で表面が親水化された第1の基板と第2の基板を接合することを特徴とする、接合システム。
A bonding system including a bonding device according to any one of claims 6-10,
A processing station comprising the joining device;
Each of the first substrate, the second substrate, or a plurality of superposed substrates bonded with the first substrate and the second substrate can be held, and the first substrate, the second substrate, or the superposed over the processing station. A loading / unloading station for loading and unloading substrates,
The processing station is
A surface modification device for modifying a surface to which the first substrate or the second substrate is bonded;
A surface hydrophilizing device for hydrophilizing the surface of the first substrate or the second substrate modified by the surface modifying device;
A transport region for transporting the first substrate, the second substrate, or the polymerization substrate to the surface modification device, the surface hydrophilization device, and the bonding device;
In the bonding apparatus, the first substrate and the second substrate whose surfaces have been hydrophilized by the surface hydrophilizing apparatus are bonded to each other.
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