• 专利附录
  • 专利说明
  • 权利要求
  • 类似技术
  • 同族专利
  • 引用文献
  • 法律状态
  • 优先权
    • 专利摘要:
    本發明之課題在於檢查基板彼此的接合是否良好，以圓滑地進行基板接合後的處理。本發明的解決手段為接合上晶圓與下晶圓(步驟S1~S13)。其後，於上部晶圓座(chuck)對上晶圓進行抽真空，根據抽吸管內部的壓力，判定上晶圓與下晶圓之接著是否良好(步驟S14)。其後，於上部晶圓座(chuck)對上晶圓進行抽真空，根據抽吸管內部的壓力，判定上晶圓與下晶圓之接合強度是否良好(步驟S15)。其後，測定重合晶圓的外徑，根據該測定結果，判定上晶圓與下晶圓的接合位置是否良好(步驟S16)。在步驟S16，測定結果為未滿特定閾值的場合，判定接合位置為正常，測定結果為特定的閾值以上的擦合，判定接合位置為異常。
    公开号:TW201303960A
    申请号:TW101106985
    申请日:2012-03-02
    公开日:2013-01-16
    发明作者:Shigenori Kitahara；Keizo Hirose
    申请人:Tokyo Electron Ltd；
    IPC主号:B32B37-00
    专利说明:
    接合方法、電腦記憶媒體、接合裝置及接合系統
    本發明，係關於接合平面形狀相同的基板彼此之接合方法、程式、電腦記憶媒體、接合裝置及接合系統。
    近年來，半導體裝置朝向高集積化發展。在水平面內配置高集積化的複數半導體裝置，以配線接續這些半導體裝置而製品化的場合，配線長度增加，因此使配線的電阻變大，此外還有配線延遲變大的疑慮。
    為此，提出了使用把半導體裝置3次元地層積之3次元集積技術。於此3次元集積技術，例如使用貼合裝置，進行2枚半導體晶圓(以下，簡稱「晶圓」)之接合。例如貼合裝置，具有：以把2枚晶圓配置為上下的狀態(以下，把上側的晶圓稱為「上晶圓」，把下側的晶圓稱為「下晶圓」)予以收容的真空室、及設於真空室內，按壓上晶圓的中心部分之押動栓、以及支撐上晶圓的外周，同時可由該上晶圓的外周退開的間隔件。使用相關的貼合裝置的場合，為了抑制產生晶圓間的空孔，使真空室內成為真空氛圍而進行晶圓彼此的接合。具體而言，首先，在以間隔件支撐上晶圓的狀態，藉由押動栓按壓上晶圓的中心部分，使該中心部分抵接於下晶圓。此後，使支撐上晶圓的間隔件退開，使上晶圓的全面抵接於下晶圓的全面而貼合(專利文獻1)。
    〔先前技術文獻〕
    〔專利文獻〕
    〔專利文獻1〕日本特開2004-207436號公報
    然而，使用記載於專利文獻1的貼合裝置的場合，藉由押動栓按壓上晶圓中心部分時，該上晶圓僅以間隔件支撐，所以對下晶圓會有上晶圓的位置偏移之虞。
    此外，亦有因為其他貼合裝置的運作不順，而導致晶圓彼此無法適切地貼合的情形。
    如此般在晶圓彼此未被適切地貼合的狀態下，要將此晶圓搬送至貼合裝置的外部時，會發生搬送不良的情形。如此一來，無法適切地進行對接著被貼合的晶圓之處理。此外，於貼合裝置之內部，亦有無法搬送這些晶圓的情形，在相關的場合，會有次一被貼合的晶圓被搬送至貼合裝置，而該晶圓有破損之虞。
    本發明係有鑑於相關各點而完成之發明，目的在於檢查基板彼此的接合是否良好，以圓滑地進行基板接合後的處理。
    為達成前述目的，本發明係接合平面形狀相同的基板之接合方法，其特徵為具有：接合被吸附保持於第1保持構件的下面之第1基板，以及於設在前述第1保持構件的下方之第2保持構件的上面被吸附保持的第2基板之接合步驟，及其後測定第1基板與第2基板被接合後之重合基板的外徑，根據該測定結果，判定第1基板與第2基板之接合位置是否良好之接合位置判定步驟；在前述接合位置判定步驟，前述測定結果未滿特定的閾值的場合，判定第1基板與第2基板的接合位置為正常，前述測定結果為特定閾值以上的場合，判定第1基板與第2基板的接合位置為異常。
    根據本發明，於接合位置判定步驟，測定第1基板與第2基板被接合之重合基板的外徑，根據該測定結果，判定第1基板與第2基板的接合位置是否良好。亦即，判定第1基板與第2基板的接合是否良好。接著，例如在接合為正常的場合，可以對該被接合的重合基板適切地進行後續的處理。另一方面，例如在接合為異常的場合，可以停止對該被接合的重合基板進行後續的處理而回收。如此一來，可以防止如從前那樣的搬送不良或晶圓破損，可以圓滑地進行對後續的基板之處理。
    此外根據其他觀點之本發明，提供容納前述程式之可讀取的電腦記憶媒體。
    進而根據其他觀點之本發明，係接合平面形狀相同的基板之接合裝置，其特徵為具有：於下面吸附保持第1基板之第1保持構件，設在前述第1保持構件的下方，於上面吸附保持第2基板之第2保持構件，測定第1基板與第2基板被接合之重合基板的外徑的測定部，以及判定第1基板與第2基板之接合是否良好之控制部；前述控制部，以執行接合被吸附保持於前述第1保持構件的下面之第1基板，以及於前述第2保持構件的上面被吸附保持的第2基板之接合步驟，其後，測定重合基板的外徑，根據該測定結果，判定第1基板與第2基板之接合位置是否良好之接合位置判定步驟的方式，控制前述第1保持構件、前述第2保持構件及前述測定部的動作；在前述接合位置判定步驟，前述測定結果未滿特定的閾值的場合，判定第1基板與第2基板的接合位置為正常，前述測定結果為特定閾值以上的場合，判定第1基板與第2基板的接合位置為異常。
    此外，根據其他觀點之本發明，係具備前述接合裝置的接合系統；具備：備有前述接合裝置的處理站，分別可以保有複數之第1基板、第2基板或重合基板，且對前述處理站搬出搬入第1基板、第2基板或重合基板的搬出搬入站；前述處理站，具有：改質第1基板或第2基板之被接合的表面的表面改質裝置，使以前述表面改質裝置改質的第1基板或第2基板的表面親水化的表面親水化裝置，以及供對前述表面改質裝置、前述表面親水化裝置及前述接合裝置，搬送第1基板、第2基板或重合基板之用的搬送區域；在前述接合裝置，接合以前述表面親水化裝置使表面被親水化之第1基板與第2基板。
    根據本發明，可以檢查基板彼此的接合是否良好，以圓滑地進行基板接合後的處理。
    以下，針對本發明之實施型態進行說明。圖1係顯示相關於本實施型態之接合系統1的構成概略之平面圖。圖2係顯示接合系統1的內部構成的概略之側面圖。
    在接合系統1，如圖3所示例如接合作為2枚基板之晶圓WU、WL。以下，把被配置於上側的晶圓稱為作為第1基板之「上晶圓WU」，把被配置於下側的晶圓稱為作為第2基板之「下晶圓WL」。此外，把上晶圓WU被接合的接合面稱為「表面WU1」，將與該表面WU1相反側的面稱為「背面WU2」。同樣地，把下晶圓WL被接合的接合面稱為「表面WL1」，將與該表面WL1相反側的面稱為「背面WL2」。接著，在接合系統1，接合上晶圓WU與下晶圓WL，形成作為重合基板之重合晶圓WT。又，上晶圓WU與下晶圓WL於平面俯視具有相同的圓形狀，例如上晶圓WU的外徑與下晶圓WL的外徑分別為300mm。
    接合系統1，具有如圖1所示例如在與外部之間分別可以收容複數晶圓WU、WL、複數重合晶圓WT之卡匣CU、CL、CT被搬出搬入的搬出搬入站2，以及具備對晶圓WU、WL、重合晶圓WT施以特定的處理的各種處理裝置之處理站3一體地連接之構成。
    於搬出搬入站2，設有卡匣載置台10。於卡匣載置台10，設有複數，例如4個卡匣載置板11。卡匣載置板11，於水平方向之X方向(圖1中的上下方向)排列配置為一列。於這些卡匣載置板11，對接合系統1的外部搬出搬入卡匣CU、CL、CT時，可以載置著卡匣CU、CL、CT。如此般，搬出般入站2，以可保有複數上晶圓WU、複數下晶圓WL、複數重合晶圓WT的方式被構成。又，卡匣載置板11的個數，不限定於本實施型態，可以任意地決定。此外，將卡匣之一作為異常晶圓的回收用來使用亦可。亦即，係可以使因種種原因而在上晶圓WU與下晶圓WL的接合產生異常的晶圓，與其他正常的重合晶圓WT分離之卡匣。於本實施型態，複數卡匣CT之中，把1個卡匣CT作為異常晶圓的回收用，其他卡匣CT作為正常的重合晶圓WT之收容用來使用。
    於搬出搬入站2，鄰接於卡匣載置台10設有晶圓搬送部20。於晶圓搬送部20，設有在延伸於X方向的搬送路徑21上自由移動的晶圓搬送裝置22。晶圓搬送裝置22，在鉛直方向及鉛直軸周圍(θ方向)亦可自由移動，可在各卡匣載置板11上的卡匣CU、CL、CT、與後述之處理站3的第3處理區塊G3之轉移裝置50、51之間搬送晶圓WU、WL、重合晶圓WT。
    於處理站3，設有具備箇中裝置的複數例如3個處理區塊G1、G2、G3。例如在處理站3的正面側(圖1之X方向負方向側)，設有第1處理區塊G1，於處理站3之背面側(圖1之X方向正方向側)，設有第2處理區塊G2。此外，於處理站3的搬出搬入站2側(圖1之Y方向負方向側)，設有第3處理區塊G3。
    例如，於第1處理區塊G1，被配置改質晶圓WU、WL的表面WU1、WL1的表面改質裝置30。
    例如，於第2處理區塊G2，例如藉由純水使晶圓WU、WL的表面WU1、WL1親水化同時洗淨該表面WU1、WL1的表面親水化裝置40、接合晶圓WU、WL的接合裝置41，由搬出搬入站2側依此順序在水平方向之Y方向上排列配置。
    例如，於第3處理區塊G3，如圖2所示晶圓WU、WL、重合晶圓WT之轉移裝置50、51由下依順序設為2段。
    如圖1所示在第1處理區塊G1~第3處理區塊G3所包圍的區域，被形成晶圓搬送區域60。於晶圓搬送區域60，例如被配置著晶圓搬送裝置61。
    晶圓搬送裝置61，具有例如可在鉛直方向、水平方向(Y方向、X方向)及鉛直軸周圍自由移動的搬送臂。晶圓搬送裝置61，可以移動於晶圓搬送區域60內，將晶圓WU、WL、重合晶圓WT搬送至周圍的第1處理區塊G1、第2處理區塊G2及第3處理區塊G3內的特定裝置。
    其次，說明前述之表面改質裝置30之構成。表面改質裝置30，如圖4所示具有可以使內部密閉的處理容器70。在處理容器70的晶圓搬送區域60側的側面，被形成晶圓WU、WL的搬出搬入口71，於該搬出搬入口71設有閘閥72。
    處理容器70的內部，設有供載置晶圓WU、WL之用的下部電極80。下部電極80，例如以鋁等導電性材料構成。於下部電極80的下方，設有具備例如馬達等的驅動部81。藉由此驅動部81，下部電極80可自由升降。
    於下部電極80的內部，設有熱媒循環流路82。於熱媒循環流路82，藉由調溫手段(未圖示)調節為適當溫度的熱媒透過熱媒導入管83被導入。由熱媒導入管83導入的熱媒循環於熱媒循環流路82內，藉此，下部電極80被調節為所要的溫度。接著，下部電極80的熱，被傳達至載置於下部電極80的上面之晶圓WU、WL，晶圓WU、WL被調節為所要的溫度。
    又，調節下部電極80的溫度的溫度調節機構，不限定於熱媒循環流路82，可以使用冷卻套、加熱器等其他機構。
    下部電極80的上部，被構成為靜電吸附晶圓WU、WL之用的靜電晶圓座(chuck)90。靜電晶圓座90，具有例如在由聚醯亞胺樹脂等高分子絕緣材料所構成的2枚薄膜91、92之間，配置例如銅箔等導電膜93之構造。導電膜93，中介著配線94、線圈等濾波器95被連接於高壓電源96。於電漿處理時，由高壓電源96，被設定為任意的直流電壓之高電壓，以濾波器95濾掉高頻波，施加於導電膜93。如此進行藉由被施加於導電膜93的高電壓所產生的庫倫力，在下部電極80的上面(靜電晶圓座90的上面)靜電吸附晶圓WU、WL。
    於下部電極80的上面，設有朝向晶圓WU、WL的背面供給傳熱氣體之複數傳熱氣體供給孔100。如圖5所示複數之傳熱氣體供給孔100，於下部電極80的上面，均勻地配置為複數個同心圓狀。
    於各傳熱氣體供給孔100，如圖4所示被連接著傳熱氣體供給管101。傳熱氣體供給管101連通至氣體供給源(未圖示)，氦等傳熱氣體由該氣體供給源，供給至被形成於下部電極80的上面與晶圓WU、WL的背面WU2、WL2之間的微小空間。藉此，由下部電極80的上面有效率地使熱傳達至晶圓WU、WL。
    又，熱被效率充分佳地傳達至晶圓WU、WL的場合，亦可省略傳熱氣體供給孔100與傳熱氣體供給管101。
    於下部電極80的上面周圍，以包圍被載置於下部電極80的上面的晶圓WU、WL的外周的方式，被配置有環狀的聚焦環102。聚焦環102，由不會拉近反應性離子的絕緣性或導電性材料所構成，以僅使反應性離子有效果地射入內側的晶圓WU、WL的方式發揮作用。
    在下部電極80與處理容器70的內壁之間，被配置設有複數擋板孔(bafflehole)的排氣環103。藉此排氣環103，使處理容器70內的氛圍由處理容器70內均勻地排氣。
    於下部電極80的下面，被連接著由成形為中空的導體所構成的供電棒104。於供電棒104，透過例如由阻隔電容器等所構成的整合器105，被連接著第1高頻電源106。於電漿處理時，由第1高頻電源106，使例如13.56MHz的高頻電壓，施加於下部電極80。
    於下部電極80的上方，被配置上部電極110。下部電極80的上面與上部電極110的下面，以相互平行的方式，隔著特定的間隔對向配置。下部電極80的上面與上部電極110的下面之間隔，藉由驅動部81來調節。
    於上部電極110，透過例如由阻隔電容器等所構成的整合器111，被連接著第2高頻電源112。於電漿處理時，由第2高頻電源112，使例如100MHz的高頻電壓，施加於上部電極110。如此，藉由從第1高頻電源106與第2高頻電源112對下部電極80與上部電極110施加高頻電壓，於處理容器70內部產生電漿。
    又，對靜電晶圓座90的導電膜93施加高電壓的高壓電源96、對下部電極80施加高頻電壓的第1高頻電源106，及對上部電極110施加高頻電壓的第2高頻電源112，藉由後述之控制部300控制。
    於上部電極110的內部形成中空部120。於中空部120，被連接著氣體供給管121。氣體供給管121，連通於內部貯留處理氣體的氣體供給源122。此外，於氣體供給管121，設有包含控制處理氣體的流動之閥與流量調節部等的供給機器群123。接著，由氣體供給源122供給的處理氣體，以供給機器群123進行流量控制，透過氣體供給管121，被導入上部電極110的中空部120。又，處理氣體，例如使用氧氣、氮氣、氬氣等。
    於中空部120的內部，設有供促進處理氣體的均勻擴散之用的擋板124。於擋板124，設有多數小孔。於上部電極110的下面，被形成由中空部120往處理容器70的內部噴出處理氣體之多數的氣體噴出口125。
    於處理容器70的下方，被形成吸氣口130。於吸氣口130，被連接著連通至使處理容器70的內部氛圍減壓至特定真空度之真空泵131之吸氣管132。
    又，於下部電極80的下方，設有由下方支撐升降晶圓WU、WL之用的升降栓(未圖示)。升降栓插通被形成於下部電極80的貫通孔(未圖示)，成為可由下部電極80的上面突出。
    其次，說明前述之表面親水化裝置40之構成。表面親水化裝置40，如圖6所示具有可以使內部密閉的處理容器150。在處理容器150的晶圓搬送區域60側的側面，如圖7所示被形成晶圓WU、WL的搬出搬入口151，於該搬出搬入口151設有開閉快門152。
    於處理容器150內的中央部，如圖6所示設有保持晶圓WU、WL而使其旋轉的旋轉晶圓座160。旋轉晶圓座160，具有水平的上面，於該上面，設有例如抽吸著晶圓WU、WL的抽吸口(未圖示)。藉由從此抽吸口之抽吸，使晶圓WU、WL可以吸附保持於旋轉晶圓座160上。
    旋轉晶圓座160，例如具有具備馬達等的晶圓座驅動部161，可藉由該晶圓座驅動部161以特定的速度旋轉。此外，於晶圓座驅動部161，設有例如汽缸等之升降驅動源，旋轉晶圓座160成為可自由升降。又，後述之杯162成為可自由升降亦可。
    於旋轉晶圓座160的周圍，為了承接由晶圓WU、WL飛散或落下的液體，設有進行回收的杯162。於杯162的下面，被連接著排出回收的液體之排出管163，與真空抽吸杯162內的氛圍而進行排氣的排氣管164。
    如圖7所示於杯162的X方向負方向(圖7之下方向)側，被形成沿著Y方向(圖7之左右方向)延伸的軌道170。軌道170，例如由杯162的Y方向負方向(圖7的左方向)側的外方起形成至Y方向正方向(圖7的右方向)側的外方為止。於軌道170，例如被安裝著噴嘴臂171與擦洗臂172。
    於噴嘴臂171，如圖6及圖7所示被支撐著對晶圓WU、WL供給純水之純水噴嘴173。噴嘴臂171，藉由圖7所示之噴嘴驅動部174，可以自由移動於軌道170上。藉此，純水噴嘴173，可以由被設置在杯162的Y方向正方向側的外方之等待部175移動至杯162內的晶圓WU、WL的中心部上方為止，進而，可以在被處理晶圓W的直徑方向移動於該晶圓WU、WL上。此外，噴嘴臂171，藉由噴嘴驅動部174而自由升降，可以調節純水噴嘴173的高度。
    於純水噴嘴173，如圖6所示被連接著對該純水噴嘴173供給純水的供給管176。供給管176，連通著於內部貯留純水的純水供給源177。此外，於供給管176，設有包含控制純水的流動之閥與流量調節部等的供給機器群178。
    於擦洗臂172，被連接著擦洗洗淨工具180。擦洗洗淨工具180的先端部，例如設有複數絲狀或海綿狀的刷180a。擦洗臂172，藉由圖7所示的洗淨工具驅動部181而自由地移動於軌道170上，可以將擦洗洗淨工具180，由杯162的Y方向負方向側的外側移動至杯162內的晶圓WU、WL的中心部上方。此外，擦洗臂172，藉由洗淨工具驅動部171而自由升降，可以調節擦洗洗淨工具180的高度。又，擦洗洗淨工具180不限於本實施型態，例如亦可為2流體噴霧噴嘴或進行兆頻超音波(megasonic)洗淨的治具。
    又，在以上的構成，純水噴嘴173與擦洗洗淨工具180是被支撐於分別之臂，但被支撐於相同之臂亦可。此外，省略純水噴嘴173，而由擦洗洗淨工具180供給純水亦可。進而，省略杯162，而連接於處理容器150的底面排出液體的排出管，與排氣處理容器150內的氛圍之排氣管亦可。此外，於以上構成的表面親水化裝置40，設有防帶電用的靜電去除器(未圖示)亦可。
    其次，說明前述之接合裝置41之構成。接合裝置41，如圖8所示具有可以使內部密閉的處理容器190。在處理容器190的晶圓搬送區域60側的側面，被形成晶圓WU、WL、重合晶圓WT的搬出搬入口191，於該搬出搬入口1911設有開閉快門192。
    處理容器190的內部，藉由內壁193被區劃為搬送區域T1與處理區域T2。前述搬出搬入口191，被形成於搬送區域T1之處理容器190的側面。此外，於內壁193，也被形成晶圓WU、WL、重合晶圓WT的搬出搬入口194。
    於搬送區域T1的X方向正方向側，設有暫時載置晶圓WU、WL、重合晶圓WT之轉移部(transition)200。轉移部200，例如被形成為2段，可以同時載置晶圓WU、WL、重合晶圓WT之任二個。
    於搬送區域T1，設有在延伸於X方向的搬送路徑201上自由移動的晶圓搬送體202。晶圓搬送體202，如圖8及圖9所示可於鉛直方向及鉛直軸周圍自由移動，在搬送區域T1、或者搬送區域T1與處理區域T2之間搬送晶圓WU、WL、重合晶圓WT。又，在本實施型態，搬送路徑201及晶圓搬送體202構成搬送機構。
    於搬送區域T1的X方向負方向側，設有調節晶圓WU、WL的水平方向之朝向的位置調節機構210。位置調節機構210，如圖10所示具有基台211、吸附保持晶圓WU、WL而使其旋轉的保持部212、檢測出晶圓WU、WL的缺口(notch)部的位置之檢測部213。接著，在位置調節機構210，使被吸附保持於保持部212的晶圓WU、WL旋轉同時以檢測部213檢測出晶圓WU、WL的缺口(notch)部的位置，調節該缺口部的位置以調節晶圓WU、WL的水平方向的朝向。
    此外，在搬送區域T1，設有移動於該搬送區域T1與處理區域T2之間，且使上晶圓WU的表背面反轉的反轉機構220。反轉機構220，如圖11所示具有保持上晶圓WU之保持臂221。於保持臂221上，設有吸附上晶圓WU保持水平的吸附墊222。保持臂221，被支撐於第1驅動部223。藉由此第1驅動部223，保持臂221自由地繞著水平軸反轉，而且可在水平方向上伸縮。於第1驅動部223的下方，設有第2驅動部224。藉由此第2驅動部224，第1驅動部223自由地繞著鉛直軸旋轉，而且可在鉛直方向上升降。進而，第2驅動部224，被安裝於圖8及圖9所示的延伸於Y方向的軌道225。軌道224，由處理區域T2延伸至搬送區域T1。藉由此第2驅動部224，反轉機構220，可以沿著軌道225移動於位置調節機構210與後述的上部晶圓座230之間。接著，反轉機構，也具有作為搬送晶圓WU、WL、重合晶圓WT之搬送機構的機能。又，反轉機構220的構成，不限於上述實施型態的構成，只要可以使上晶圓WU的表背面反轉即可。此外，反轉機構220，亦可設於處理區域T2。進而，在晶圓搬送體202賦予反轉機構，於反轉機構220的位置設置其他的搬送手段亦可。此外，在位置調節機構210賦予反轉機構，於反轉機構220的位置設置其他的搬送手段亦可。
    於處理區域T2，如圖8及圖9所示設有做為在下面保持上晶圓WU而吸附保持的第1保持構件之上部晶圓座230，與在上面載置下晶圓WL而吸附保持的第2保持構件之下部晶圓座231。下部晶圓座231，設於上部晶圓座230的下方，以與上部晶圓座230對向配置的方式構成。亦即，被保持於上部晶圓座230的上晶圓WU與被保持於下部晶圓座231的下晶圓WL成為可以對向而配置。
    上部晶圓座230，如圖9所示係由設在處理容器190的天花板面之支撐構件232支撐。支撐構件232，支撐著上部晶圓座230的上面外周部。於下部晶圓座231的下方，中介著軸桿233設有晶圓座驅動部234。藉由此晶圓座驅動部234，下部晶圓座231自由升降於鉛直方向，且自由移動於水平方向。此外，藉由晶圓座驅動部234，下部晶圓座231成為可在鉛直軸周圍自由旋轉。此外，於下部晶圓座231的下方，設有由下方支撐升降下晶圓WL之用的升降栓(未圖示)。升降栓插通被形成於下部晶圓座231的貫通孔(未圖示)，成為可由下部晶圓座231的上面突出。又，在本實施型態，軸桿233及晶圓座驅動部234構成升降機構。
    上部晶圓座230，如圖12所示係被區劃為複數，例如3個區域230a、230b、230c。這些區域230a、230b、230c，如圖3所示由上部晶圓座230的中心部朝向外周部依序設置。接著，區域230a於平面俯視具有圓形狀，區域230b、230c於平面俯視具有環形形狀。於各區域230a、230b、230c，如圖12所示分別獨立而設置吸附保持上晶圓WU之用的抽吸管240a、240b、240c。於各抽吸管240a、240b、240c，分別被連接著作為抽吸機構之不同的真空泵241a、241b、241c。此外，於各抽吸管240a、240b、240c，分別設有測定各該抽吸管240a、240b、240c內部的壓力之壓力測定部242a、242b、242c。亦即，上部晶圓座230，以於各區域230a、230b、230c分別可以設定上晶圓WU的抽真空的方式被構成。
    又，於以下，亦把前述3個區域230a、230b、230c，分別稱為第1區域230a、第2區域230b、第3區域230c。此外，亦把抽吸管240a、240b、240c，分別稱為第1抽吸管240a、第2抽吸管240b、第3抽吸管240c。此外，亦把真空泵241a、241b、241c，分別稱為第1真空泵241a、第2真空泵241b、第3真空泵241c。進而，亦把壓力測定部242a、242b、242c，分別稱為第1壓力測定部242a、第2壓力測定部242b、第3壓力測定部242c。
    於上部晶圓座230之中心部，被形成貫通於該上部晶圓座230的厚度方向之貫通孔243。此上部晶圓座230的中心部，對應於被吸附保持於該上部晶圓座230的上晶圓WU的中心部。接著，於貫通孔243，插通後述的押動構件250的押動栓251。
    於上部晶圓座230的上面，設有按壓上晶圓WU的中心部之押動構件250。押動構件250，具有汽缸構造，具有押動栓251與該押動栓251升降時成為導引的外筒252。押動栓251，藉由例如內藏馬達的驅動部(未圖示)，而插通貫通孔243而在鉛直方向上自由升降。接著，押動構件250，可以於後述之晶圓WU、WL接合時，使上晶圓WU的中心部與下晶圓WL的中心部抵接而按壓。
    於上部晶圓座230，設有攝影下晶圓WL的表面WL1之上部攝影構件253。於上部攝影構件253，例如使用廣角型的CCD攝影機。又，上部攝影構件253，亦可設於下部晶圓座231上。
    下部晶圓座231，如圖14所示係被區劃為複數，例如2個區域231a、231b。這些區域231a、231b，由下部晶圓座231的中心部朝向外周部依序設置。接著，區域231a於平面俯視具有圓形狀，區域231b於平面俯視具有環形形狀。於各區域231a、231b，如圖12所示分別獨立而設置吸附保持下晶圓WL之用的抽吸管260a、260b。於各抽吸管260a、260b，分別被連接著不同的真空泵261a、261b。亦即，下部晶圓座231，以於各區域231a、231b分別可以設定下晶圓WL的抽真空的方式被構成。
    於下部晶圓座231的外周部，設有可防止晶圓WU、WL、重合晶圓WT由下部晶圓座231飛出或者滑落之止動器構件262。止動器構件262，以其頂部至少比下部晶圓座231上的重合晶圓WT位於更上方的方式延伸於鉛直方向。此外，止動器構件262，如圖14所示係在下部晶圓座231的外周部設置於複數處所，例如設於5處所。
    於下部晶圓座231，如圖12所示設有攝影上晶圓WU的表面WU1之下部攝影構件263。於下部攝影構件263，例如使用廣角型的CCD攝影機。又，下部攝影構件263，亦可設於下部晶圓座231上。
    此外，於處理區域T2，如圖9所示設有測定被保持於下部晶圓座231上的重合晶圓WT的外徑之測定部270。測定部270，具有攝影重合晶圓WT的外周部的攝影構件271。於攝影構件271，例如使用微型攝影機。攝影構件271，藉由移動機構(未圖示)自由移動於水平方向。
    於以上之接合系統1，如圖1所示，設有控制部300。控制部300，例如為電腦，具有程式容納部(未圖示)。於程式容納部，被收容著控制接合系統1之晶圓WU、WL、重合晶圓WT的處理之程式。此外，於程式容納部，也收容著供控制前述各種處理裝置或搬送裝置等的驅動系的動作，實現接合系統1之後述的晶圓接合處理之用的程式。進而，於程式容納部，也被收容著判定接合裝置41之晶圓WU、WL的接合是否良好之程式。又，前述程式，係被記錄於例如電腦可讀取的硬碟(HD)、軟碟(FD)、光碟(CD)、光磁碟(MO)、記憶卡等電腦可讀取的記憶媒體H者，亦可以是由該記憶媒體H對控制部300安裝者。
    其次，說明使用如以上所述構成的接合系統1而進行的晶圓WU、WL之接合處理方法。圖15係顯示相關的晶圓接合處理的主要步驟之流程圖。
    首先，收容了複數枚上晶圓WU的卡匣CU、收容了複數枚下晶圓WL的卡匣CL、及空的卡匣CT，被載置於搬出搬入站2之特定的卡匣載置板11。其後，藉由晶圓搬送裝置22取出卡匣CU內的上晶圓WU，搬送至處理站3的第3處理區塊G3之轉移裝置50。
    其次，上晶圓WU藉由晶圓搬送裝置61搬送至第1處理區塊G1之表面改質裝置30。被搬入表面改質裝置30的上晶圓WU由晶圓搬送裝置61遞送載置於下部電極80的上面。其後，晶圓搬送裝置61由表面改質裝置30退出，閘閥72被關閉。
    其後，使真空泵131動作，透過吸氣口處理容器70的內部的氛圍被減壓至特定的真空度，例如6.7Pa~66.7Pa(50mTorr~500mTorr)。接著，如後述般在處理上晶圓WU中，處理容器70內的氛圍維持於前述特定的真空度。
    此外，由高壓電源96對靜電晶圓座90之導電膜93，施加例如被設定為2500V的直流電壓之高電壓。如此進行藉由被施加於靜電晶圓座90的高電壓所產生的庫倫力，在下部電極80的上面靜電吸附上晶圓WU。此外，被靜電吸附於下部電極80的上晶圓WU，藉由熱媒循環流路82的熱媒維持於特定的溫度，例如20℃~30℃。
    其後，由氣體供給源122供給的處理氣體，由上部電極110的下面的氣體噴出口125，均勻地供給至處理容器70的內部。接著，由第1高頻電源106往下部電極80，施加例如13.56MHz的高頻電壓，由第2高頻電源112對上部電極110施加例如100MHz的高頻電壓。如此一來，在上部電極110與下部電極80之間形成電場，藉由此電場使被供給至處理容器70內部的處理氣體電漿化。
    藉由此處理氣體之電漿(以下，亦稱為「處理用電漿」)，使下部電極80上的上晶圓WU的表面WU1被改質，同時除去該表面WU1上的有機物。此時，處理用電漿中的氧氣氣體之電漿主要貢獻於表面WU1上的有機物的除去。進而，氧氣氣體的電漿，亦可以促進上晶圓WU的表面WU1的氧化，亦即促進親水化。此外，處理用電漿中的氧氣氣體的電漿具有某種程度的高能量，藉由此氧氣氣體的電漿積極地(物理地)除去表面WU1上的有機物。進而，氧氣氣體的電漿，對於除去含有於處理容器70內的氛圍中所含有的殘留水分亦有效果。如此進行，藉由處理用電漿，改質上晶圓WU的表面WU1(圖15之步驟S1)。
    其次，上晶圓WU藉由晶圓搬送裝置61搬送至第2處理區塊G2之表面親水化裝置40。被搬入表面親水化裝置40的上晶圓WU，由晶圓搬送裝置61遞送至旋轉晶圓座160而被吸附保持。
    接著，藉由噴嘴臂171使等待部175的純水噴嘴173移動到上晶圓WU的中心部的上方，同時藉由擦洗臂172使擦洗洗淨工具180移動至上晶圓WU上。其後，藉由旋轉晶圓座160使上晶圓WU旋轉，同時由純水噴嘴173對上晶圓WU供給純水。如此一來，於上晶圓WU的表面WU1附著氫氧基而該表面WU1被親水化。此外藉由來自純水噴嘴173的純水與擦洗洗淨工具180，洗淨上晶圓WU的表面WU1(圖15之步驟S2)。
    其次，上晶圓WU藉由晶圓搬送裝置61搬送至第2處理區塊G2之接合裝置41。被搬入接合裝置41的上晶圓WU，中介著轉移部200藉由晶圓搬送體202搬送至位置調節機構210。接著藉由位置調節機構210，調節上晶圓WU的水平方向的朝向(圖15之步驟S3)。
    其後，上晶圓WU由位置調節機構210遞送至反轉機構220的保持臂221上。接著於搬送區域T1，藉由使保持臂221反轉，使上晶圓WU的表背面反轉(圖15之步驟S4)。亦即，上晶圓WU的表面WU1朝向下方。又，上晶圓WU的表背面的反轉，在後述的反轉機構220的移動中進行亦可。
    其後，反轉機構220移動至上部晶圓座230側，上晶圓WU由反轉機構220遞送至上部晶圓座230。上晶圓WU，其背面WU2於上部晶圓座被吸附保持(圖15之步驟S5)。此時，使所有的真空泵241a、241b、241c動作，於上部晶圓座230之所有的區域230a、230b、230c，把上晶圓WU抽真空。上晶圓WU，在上部晶圓座230等待直到後述之下晶圓WL被搬送至接合裝置41。
    於上晶圓WU進行上述之步驟S1~S5的處理時，接著該上晶圓WU進行下晶圓WL的處理。首先，藉由晶圓搬送裝置22取出卡匣CL內的下晶圓WL，搬送至處理站3的轉移裝置50。
    其次，下晶圓WL，藉由晶圓搬送裝置61搬送至表面改質裝置30，使下晶圓WL的表面WL1被改質(圖15之步驟S6)。又，步驟S6之下晶圓WL的表面WL1的改質，與前述步驟S1相同。
    其後，下晶圓WL，藉由晶圓搬送裝置61搬送至表面親水化裝置40，使下晶圓WL的表面WL1被親水化同時洗淨該表面WL1(圖15之步驟S7)。又，步驟S7之下晶圓WL的表面WL1的親水化及洗淨，與前述步驟S2相同所以省略詳細說明。
    其後，下晶圓WL，藉由晶圓搬送裝置61搬送至接合裝置41。被搬入接合裝置41的下晶圓WL，中介著轉移部200藉由晶圓搬送體202搬送至位置調節機構210。接著藉由位置調節機構210，調節下晶圓WL的水平方向的朝向(圖15之步驟S8)。
    其後，下晶圓WL，藉由晶圓搬送體202搬送至下部晶圓座231，被吸附保持於下部晶圓座231(圖15之步驟S9)。此時，使所有的真空泵261a、261b動作，於下部晶圓座231之所有的區域231a、231b，把下晶圓WL抽真空。接著，以下晶圓WL的表面WL1朝向上方的方式，使該下晶圓WL的背面WL2被吸附保持於下部晶圓座231。
    其次，進行被保持於上部晶圓座230的上晶圓WU與被保持於下部晶圓座231的下晶圓WL之水平方向的位置調節。如圖16所示於下晶圓WL的表面WL1被形成預先決定的複數，例如4點以上之基準點A，同樣地，在上晶圓WU的表面WU1被形成預先決定的複數，例如4點以上之基準點B。做為這些基準點A、B，例如分別使用被形成於例如晶圓WL、WU上的特定的圖案。接著，使上部攝影構件253移動於水平方向，使下晶圓WL的表面WL1被攝影。此外，使下部攝影構件263移動於水平方向，使上晶圓WU的表面WU1被攝影。此後，以使上部攝影構件253攝影的影像上所顯示的下晶圓WL的基準點A的位置，與下部攝影構件263攝影的影像上所顯示的上晶圓WU的基準點B的位置一致的方式，藉由下部晶圓座231調節下晶圓WL的水平方向的位置(包含水平方向的朝向)。亦即，藉由晶圓座驅動部234，使下部晶圓座231移動於水平方向，使下晶圓WL的水平方向的位置被調節。如此進行，調節上晶圓WU與下晶圓WL的水平方向的位置(圖15之步驟S10)。
    又，晶圓WU、WL的水平方向的朝向，於步驟S3、S8藉由位置調節機構210調節，但於步驟S10進行微調節。此外，在本實施型態之步驟S10，作為基準點A、B，使用被形成於晶圓WL、WU上的特定圖案，但也可以使用其他基準點。例如可以把晶圓WL、WU的外周部與缺口部作為基準點使用。
    其後，藉由晶圓座驅動部234，如圖17所示使下部晶圓座231上升，使下晶圓WL配置於特定的位置。此時，以下晶圓WL的表面WL1與上晶圓WU的表面WU1之間的間隔D1成為特定的距離，例如50μm的方式配置下晶圓WL。如此進行，調節上晶圓WU與下晶圓WL的鉛直方向的位置(圖15之步驟S11)。又，於步驟S5~步驟S11，於上部晶圓座230之所有的區域230a、230b、230c，把上晶圓WU抽真空。同樣地，於步驟S9~步驟S11，於下部晶圓座231之所有的區域231a、231b，把下晶圓WL抽真空。
    此後，停止第1真空泵241a的動作，如圖18所示停止由第1區域230a之第1抽吸管240a之上晶圓WU的抽真空。此時，在第2區域230b與第3區域230c，上晶圓WU被抽真空而吸附保持著。其後，藉由使押動構件250的押動栓251下降，按壓上晶圓WU的中心部同時使該上晶圓WU下降。此時，於押動栓251，在沒有上晶圓WU的狀態下被施加使該押動栓251移動70μm的荷重，例如200 g。接著，藉由押動構件250，使上晶圓WU的中心部與下晶圓WL的中心部抵接而按壓(圖15之步驟S12)。
    如此一來，在被按壓的上晶圓WU的中心部與下晶圓WL的中心部之間開始接合(圖18中之粗線部)。亦即，上晶圓WU的表面WU1與下晶圓WL的表面WL1分別於步驟S1、S6被改質，所以首先在表面WU1、WL1之間產生凡得瓦力，使該表面WU1、WL1彼此接合。其後，上晶圓WU的表面WU1與下晶圓WL的表面WL1分別於步驟S2、S7被親水化，所以在表面WU1、WL1之間的親水基產生氫鍵結合，使該表面WU1、WL1彼此堅固地被接合。
    其後，如圖19所示藉由押動構件250在按壓上晶圓WU的中心部與下晶圓WL的中心部的狀態下，停止第2真空泵241b的動作，停止由第2區域230b之第2抽吸管240b之上晶圓WU的抽真空。如此一來，被保持於第2區域230b的上晶圓WU落下於下晶圓WL上。進而此後，停止第3真空泵241c的動作，停止第3區域230c之由第3抽吸管240c之上晶圓WU的抽真空。如此由上晶圓WU的中心部朝向外周部，停止上晶圓WU的抽真空，上晶圓WU依序落下而抵接於下晶圓WL上。接著，上述表面WU1、WL1間的凡得瓦力與氫鍵結合之接合，係前述結合依序擴展。如此，如圖20所示上晶圓WU的表面WU1與下晶圓WL的表面WL1全面抵接，上晶圓WU與下晶圓WL被接合(圖15之步驟S13)。
    其後，如圖21所示，使押動構件250上升至上部晶圓座230。此外，於下部晶圓座231停止由抽吸管260a、260b之下晶圓WL之抽真空，停止根據下部晶圓座231之下晶圓WL的吸附保持。
    其次，判斷於上部晶圓座230是否殘存著上晶圓WU，判斷上晶圓WU與下晶圓WL之接著是否良好。具體而言，如圖22及圖23所示使下部晶圓座231下降而配置於特定的位置。此時，以上部晶圓座230的下面與下部晶圓座231的上面之間的間隔D2成為特定的距離，例如50μm~500μm，較佳者為成為100μm的方式配置下晶圓WL。其後，使真空泵241a、241b、241c動作，透過抽吸管240a、240b、240c，於上部晶圓座230之所有的區域230a、230b、230c，進行對上晶圓WU抽真空。進行此抽真空時，於壓力測定部242a、242b、242c，測定各抽吸管240a、240b、240c的內部的壓力。接著，根據壓力測定部242a、242b、242c之測定結果，判斷上晶圓WU與下晶圓WL之接著是否良好(圖15之步驟S14)。
    具體而言，各抽吸管240a、240b、240c的內部的壓力比特定的閾值，例如-60Pa(-450mTorr)還要大，例如10mTorr~-450mTorr的場合，判定如圖22所示於上部晶圓座230未殘存著上晶圓WU，而上晶圓WU與下晶圓WL之接著為正常。又，所有的抽吸管240a、240b、240c的內部的壓力比特定的閾值還要大的場合，判定上晶圓WU，與下晶圓WL之接著為正常。具體而言，例如各抽吸管240a、240b、240c的內部的壓力測定為-53Pa(-400mTorr)的場合，判定於上部晶圓座230未殘存著上晶圓WU。
    另一方面，抽吸管240a、240b、240c的內部的壓力為特定的閾值，例如-60Pa(-450mTorr)以下，例如-760mTorr~-450mTorr的場合，判定如圖23所示於上部晶圓座230殘存著上晶圓WU，而上晶圓WU與下晶圓WL之接著為異常。又，這些抽吸管240a、240b、240c之中，一個抽吸管240a、240b、240c的壓力為特定的閾值以下的場合，判定上晶圓WU，與下晶圓WL之接著為異常。具體而言，例如各抽吸管240a、240b、240c的內部的壓力測定為-100Pa(-750mTorr)的場合，判定於上部晶圓座230殘存著上晶圓WU。
    又，於步驟S14被判定接著為異常的上晶圓WU與下晶圓WL，分別藉由晶圓搬送裝置61搬送至轉移裝置51，其後藉由搬出搬入站2的晶圓搬送裝置22被搬送至特定的卡匣載置板11之卡匣CT而被回收。
    其次，於步驟S14對於上晶圓WU與下晶圓WL的接著被判斷為正常的重合晶圓WT，判斷上晶圓WU與下晶圓WL的接合強度是否良好。具體而言，首先，如圖24所示使下部晶圓座231上升而配置於特定的位置。此時，以上部晶圓座230的下面與下部晶圓座231的上面之間的間隔D3成為特定的距離，例如50μm~500μm，較佳者為成為100μm的方式配置下晶圓WL。其後，使真空泵241a、241b、241c動作，透過抽吸管240a、240b、240c，於上部晶圓座230之所有的區域230a、230b、230c，進行對上晶圓WU抽真空。此外，對下部晶圓座231之所有的區域231a、231b進行對下晶圓WL的抽真空。此後，如圖25及圖26所示，於上部晶圓座230的區域230a、230b、230c進行抽真空，同時使下部晶圓座231下降。接著，於壓力測定部242a、242b、242c，測定各抽吸管240a、240b、240c的內部的壓力。接著，根據壓力測定部242a、242b、242c之測定結果，判斷上晶圓WU與下晶圓WL之接合強度是否良好(圖15之步驟S15)。
    具體而言，各抽吸管240a、240b、240c的內部的壓力比特定的閾值，例如-60Pa(-450mTorr)還要大，例如10mTorr~-450mTorr的場合，判定如圖25所示於上部晶圓座230未抽吸保持著上晶圓WU，而上晶圓WU與下晶圓WL之接合強度為正常。又，所有的抽吸管240a、240b、240c的內部的壓力比特定的閾值還要大的場合，判定上晶圓WU，與下晶圓WL之接合強度為正常。具體而言，例如各抽吸管240a、240b、240c的內部的壓力測定為-53Pa(-400mTorr)的場合，判定於上部晶圓座230未吸附保持著上晶圓WU。
    另一方面，抽吸管240a、240b、240c的內部的壓力為特定的閾值，例如-60Pa(-450mTorr)以下，例如-760mTorr~-450mTorr的場合，判定如圖26所示於上部晶圓座230吸附保持著上晶圓WU，而上晶圓WU與下晶圓WL之接合強度為異常。又，這些抽吸管240a、240b、240c之中，一個抽吸管240a、240b、240c的壓力為特定的閾值以下的場合，判定上晶圓WU，與下晶圓WL之接合強度為異常。具體而言，例如各抽吸管240a、240b、240c的內部的壓力測定為-100Pa(-750mTorr)的場合，判定於上部晶圓座230吸附保持著上晶圓WU。
    又，於步驟S15被判定接合強度為異常的上晶圓WU與下晶圓WL，分別藉由晶圓搬送裝置61搬送至轉移裝置51，其後藉由搬出搬入站2的晶圓搬送裝置22被搬送至特定的卡匣載置板11之卡匣CT而被回收。
    其次，於步驟S15對於上晶圓WU與下晶圓WL的接合強度被判斷為正常的重合晶圓WT，判斷上晶圓WU與下晶圓WL的接合位置是否良好。具體而言，首先，如圖27所示使下部晶圓座231下降而配置於特定的位置。此時，以上部晶圓座230的下面與下部晶圓座231的上面之間的間隔D4成為特定的距離，例如50μm~500μm，較佳者為成為100μm的方式配置下晶圓WL。此後，如圖28所示藉由攝影構件271，攝影下部晶圓座230上的重合晶圓WT的外周部例如3個點。接著，於測定部270測定該重合晶圓WT的外徑。接著，根據重合晶圓WT的外徑之測定結果，判斷上晶圓WU與下晶圓WL之接合位置是否良好(圖15之步驟S16)。
    具體而言，在測定部270測定的重合晶圓WT的外徑未滿特定閾值，例如300.2mm(300mm+200μm)的場合，判斷上晶圓WU與下晶圓WL的接合位置為正常。此特定的閾值，是對上晶圓WU與下晶圓WL的外徑300mm加上容許值200μm之值。亦即，於本實施型態，上晶圓WU與下晶圓WL的位置偏移的容許值為200μm。
    另一方面，在測定部270測定的重合晶圓WT的外徑超過特定閾值，例如300.2mm(300mm+200μm)的場合，判斷上晶圓WU與下晶圓WL的接合位置為異常。又，此特定的閾值，如前所述係上晶圓WU與下晶圓WL的位置偏移的容許值為200μm之值。
    又，於步驟S16判斷接合強度為異常的重合晶圓WT，由接合系統1回收。此時，在測定部270測定的重合晶圓WT的外徑未滿特定之值，例如301mm(300mm+1mm)的場合，亦即，重合晶圓WT的外徑為300.2mm以上未滿301mm的場合，重合晶圓WT使用接合系統1的搬送系回收。亦即，重合晶圓WT，藉由晶圓搬送裝置61搬送至轉移裝置51，其後藉由搬出搬入站2的晶圓搬送裝置22被搬送至特定的卡匣載置板11之卡匣CT而被回收。又，此特定的值，是對上晶圓WU與下晶圓WL的外徑300mm加上容許值1mm之值。亦即，於本實施型態，晶圓搬送裝置22、61之搬送臂可以搬送的大小為301mm。
    另一方面，在測定部270測定的重合晶圓WT的外徑超過特定值，例如301mm(300mm+1mm)的場合，接合系統1藉由警告裝置(未圖示)發出警告。接著，根據此警告，重合晶圓WT藉由接合系統1的外部機構由該接合系統1回收。此外部機構，例如亦可為具備搬送臂的搬送裝置，亦可為手動。又，前述之警告裝置亦可為控制部300。
    如此於步驟S14被判定接著為正常，於步驟S15接合強度為正常，在步驟S16接合位置被判定為正常的重合晶圓WT，藉由晶圓搬送裝置61搬送至轉移裝置51，其後藉由搬出搬入站2的晶圓搬送裝置22被搬送至特定的卡匣載置板11之卡匣CT。如此，結束一連串的晶圓WU、WL的接合處理。
    根據以上之實施型態，於步驟S16，測定重合晶圓WT的外徑，根據該測定結果，判定上晶圓WU與下晶圓WL的接合位置是否良好。接著，例如在接合位置為正常的場合，可以對該被接合的重合晶圓WT適切地進行後續的處理。另一方面，例如在接合位置為異常的場合，可以停止對該被接合的重合晶圓WT進行後續的處理而回收。如此一來，可以防止如從前那樣的搬送不良或晶圓破損，可以圓滑地進行對後續的晶圓W之處理。
    此外，於步驟S16被判定為上晶圓WU與下晶圓WL的接合位置為異常的場合，重合晶圓WT的外徑之測定結果未滿特定值的場合，該重合晶圓WT藉由晶圓搬送裝置22、61被搬送至搬出搬入站2的特定卡匣CT而被回收。另一方面，重合晶圓WT的外徑的測定結果比特定值還大的場合，由接合系統1發出警告，重合晶圓WT藉由外部機構由接合系統1回收。如此般晶圓搬送裝置22、61之搬送臂可以搬送的重合晶圓WT使用接合系統1的搬送系來回收，該搬送臂無法搬送的重合晶圓WT使用外部機構來回收。亦即，可以防止搬送不良或晶圓破損，可以更圓滑地進行對後續的晶圓W之處理。
    此外，於步驟S14，根據抽吸管240a、240b、240c之內部的壓力，判斷上晶圓WU與下晶圓WL之接著是否良好。進而，於步驟S15，根據抽吸管240a、240b、240c之內部的壓力，判斷上晶圓WU與下晶圓WL之接合強度是否良好。如此般於步驟S14、S15、S16，判斷上晶圓WU與下晶圓WL之接合是否良好，所以可以更為適切地判斷該接合是否良好。亦即，可以進而更圓滑地進行後續之對晶圓W之處理。
    此外，於步驟S14與步驟S15，抽吸管240a、240b、240c之中，某一個抽吸管240a、240b、240c的壓力為特定的閾值以下的場合，判定接合為異常。亦即，可以更嚴密地檢查上晶圓WU與下晶圓WL之接合，可以圓滑地進行後續的對晶圓W之處理。
    而且，本實施型態的步驟S14與步驟S15，使用供接合晶圓WU、WL彼此之用的必要裝置來進行，所以不需要供進行步驟S14與步驟S15的新的裝置。亦即，可以有效率地進行接合是否良好的判斷。
    此外，於步驟S13，在藉由押動構件250抵接上晶圓WU的中心部與下晶圓WL的中心部而按壓的狀態，由上晶圓WU的中心部朝向外周部，停止上晶圓WU的抽真空，使上晶圓WU依序抵接於下晶圓WL，可以接合上晶圓WU與下晶圓WL。如此一來，在區域230b、230c之上晶圓WU的抽真空停止之際，上晶圓WU的中心部與下晶圓WL的中心部被抵接而按壓，所以即使例如上晶圓WU與下晶圓WL之間有空氣的場合，也不會有上晶圓WU對下晶圓WL在水平方向的位置偏移的情形。亦即，可以適切地進行晶圓WU、WL的接合。
    此外，於步驟S13，由上晶圓WU的中心部朝向外周部使上晶圓WU依序抵接於下晶圓WL，所以例如在上晶圓WU與下晶圓WL之間成為空孔而應該存在著空氣的場合，空氣也由上晶圓WU與下晶圓WL抵接的處所總是存在於外周部側。如此一來，可以使該空氣於晶圓WU、WL間由中心部往外周部逃逸。亦即，可以抑制在晶圓WU、WL間產生空孔，可使晶圓WU、WL彼此更適切地接合。
    而且，根據本實施型態，沒有像從前那樣使在接合晶圓WU、WL時的氛圍成為真空氛圍的必要，所以可在短時間效率佳地進行晶圓WU、WL之晶圓接合，可以提高晶圓接合處理的生產率。
    此外，於下部晶圓座231的外周部設有止動器構件262，所以可防止晶圓WU、WL、重合晶圓WT由下部晶圓座231飛出或者滑落。
    此外，接合裝置41，除了供接合晶圓WU、WL之用的上部晶圓座230與下部晶圓座231以外，也具備調節晶圓WU、WL的水平方向的朝向之位置調節機構210、與反轉上晶圓WU的表背面之反轉機構220，所以可在一個裝置內效率佳地進行晶圓WU、WL的接合。進而，接合系統1，除了接合裝置41，還具備改質晶圓WU、WL的表面WU1、WL1之表面改質裝置30，與使表面WU1、WL1親水化同時洗淨該表面WU1、WL1之表面親水化裝置40，所以可在一個系統內效率佳地進行晶圓WU、WL的接合。亦即，可以使晶圓接合處理的生產性更為提高。
    在以上的實施型態，攝影下晶圓WL的上部攝影構件253、攝影重合晶圓WT的測定部270的攝影構件271是分別設置的，但僅設置其中任一方亦可。亦即，藉由上部攝影構件253攝影下晶圓WL與重合經WT雙方亦可，藉由攝影構件271攝影下晶圓WL與重合晶圓WT雙方亦可。在那樣的場合，可以省略上部攝影構件253或攝影構件271之任一方，所以可簡化裝置構成。
    此外，在以上的實施型態，於步驟S14與步驟S15，根據抽吸管240a、240b、240c的內部的壓力，判定上晶圓WU與下晶圓WL之接著與接合強度是否良好，但此是否良好的判定亦可使用其他的參數來進行。例如，根據流動於抽吸管240a、240b、240c的內部的空氣的流量，或者是由真空泵241a、241b、241c所排出的空氣的壓力或流量，或者是使真空泵241a、241b、241c動作的馬達之電流值等，來判斷前述是否良好亦可。
    進而，在以上的實施型態，係藉由晶圓座驅動部234使下部晶圓座231可在鉛直方向上自由升降且可自由移動於水平方向，但使上部晶圓座230在鉛直方向自由升降，或者是在水平方向自由移動地構成亦可。此外，使上部晶圓座230與下部晶圓座2311雙方自由地升降於鉛直方向且自由移動於水平方向地構成亦可。
    以上，參照附圖說明本發明之適切的實施型態，但是本發明並不以相關之例為限。如果是熟悉該項技藝者，於申請專利範圍所記載之思想的範圍內，所能夠想到的各種變更例或者修正例，當然也應該被瞭解為係屬於本發明的技術範圍內。本發明並不限於此例，可以採取種種態樣。本發明在基板為晶圓以外之FPD(平面面板顯示器)、光罩用之遮罩標線等其他基板的場合也可以適用。
    1‧‧‧接合系統
    2‧‧‧搬出搬入站
    3‧‧‧處理站
    30‧‧‧表面改質裝置
    40‧‧‧表面親水化裝置
    41‧‧‧接合裝置
    60‧‧‧晶圓搬送區域
    201‧‧‧搬送路徑
    202‧‧‧晶圓搬送體
    210‧‧‧位置調節機構
    220‧‧‧反轉機構
    230‧‧‧上部晶圓座
    230a、230b、230c‧‧‧區域
    231‧‧‧下部晶圓座
    233‧‧‧轉軸
    234‧‧‧轉軸驅動部
    240a、240b、240c‧‧‧抽吸管
    241a、241b、241c‧‧‧真空泵
    242a、242b、242c‧‧‧壓力測定部
    250‧‧‧押動構件
    262‧‧‧擋止器(stopper)構件
    270‧‧‧測定部
    271‧‧‧攝影構件
    300‧‧‧控制部
    WU‧‧‧上晶圓
    WU1‧‧‧表面
    WL‧‧‧下晶圓
    WL1‧‧‧表面
    WT‧‧‧重合晶圓
    圖1係顯示相關於本實施型態之接合系統的構成概略之平面圖。
    圖2係顯示相關於本實施型態之接合系統的內部構成概略之側面圖。
    圖3係顯示上晶圓與下晶圓的構成概略之側面圖。
    圖4係顯示表面改質裝置的構成概略之縱剖面圖。
    圖5係下部電極之平面圖。
    圖6係顯示表面親水化裝置的構成概略之縱剖面圖。
    圖7係顯示表面親水化裝置的構成概略之橫剖面圖。
    圖8係顯示接合裝置的構成概略之橫剖面圖。
    圖9係顯示接合裝置的構成概略之縱剖面圖。
    圖10係顯示位置調節機構的構成概略之側面圖。
    圖11係顯示反轉機構的構成概略之側面圖。
    圖12係顯示上部晶圓座與下部晶圓座的構成概略之縱剖面圖。
    圖13係由下方所見之上部晶圓座之平面圖。
    圖14係由上方所見之下部晶圓座之平面圖。
    圖15係顯示晶圓接合處理的主要步驟之流程圖。
    圖16係顯示調節上晶圓與下晶圓的水平方向的位置的模樣之說明圖。
    圖17係顯示調節上晶圓與下晶圓的鉛直方向的位置的模樣之說明圖。
    圖18係顯示使上晶圓的中心部與下晶圓的中心部抵接而按壓的模樣之說明圖。
    圖19係顯示依序將上晶圓抵接於下晶圓的模樣之說明圖。
    圖20係顯示使上晶圓的表面與下晶圓的表面抵接的模樣之說明圖。
    圖21係顯示上晶圓與下晶圓被接合的模樣之說明圖。
    圖22係顯示上晶圓與下晶圓的接合為正常的模樣之說明圖。
    圖23係顯示上晶圓與下晶圓的接合為異常的模樣之說明圖。
    圖24係顯示判定上晶圓與下晶圓的接合強度是否良好時，使下部晶圓座上升而配置於特定位置的模樣之說明圖。
    圖25係顯示上晶圓與下晶圓的接合強度為正常的模樣之說明圖。
    圖26係顯示上晶圓與下晶圓的接合強度為異常的模樣之說明圖。
    圖27係顯示判定上晶圓與下晶圓的接合位置是否良好時，使下部晶圓座下降而配置於特定位置的模樣之說明圖。
    圖28係顯示攝影重合晶圓的外周部的模樣之說明圖。
    权利要求:
    Claims (17)
    [1] 一種接合方法，係接合平面形狀相同的基板之接合方法，其特徵為：具有：接合被吸附保持於第1保持構件的下面之第1基板，以及於設在前述第1保持構件的下方之第2保持構件的上面被吸附保持的第2基板之接合步驟，及其後測定第1基板與第2基板被接合後之重合基板的外徑，根據該測定結果，判定第1基板與第2基板之接合位置是否良好之接合位置判定步驟，在前述接合位置判定步驟，前述測定結果未滿特定的閾值的場合，判定第1基板與第2基板的接合位置為正常，前述測定結果為特定閾值以上的場合，判定第1基板與第2基板的接合位置為異常。
    [2] 如申請專利範圍第1項之接合方法，其中在前述接合位置判定步驟，攝影重合基板的外周部，測定該重合基板的外徑。
    [3] 如申請專利範圍第1項之接合方法，其中於前述接合步驟後，前述接合位置判定步驟前，具有使前述第1保持構件或前述第2保持構件相對移動於鉛直方向，把前述第1保持構件與前述第2保持構件配置於特定位置後，透過抽吸管藉由設於前述第1保持構件的抽吸機構對第1基板進行抽真空，根據前述抽吸管內部的壓力，判定前述第1基板是否殘存於前述第1保持構件，判定第1基板與第2基板之接著是否良好的接著判定步驟，在前述接著判定步驟，前述抽吸管內部的壓力比特定的閾值更大的場合，判定第1基板與第2基板的接著為正常，前述抽吸管內部的壓力為特定的閾值以下的場合，判定第1基板與第2基板的接著為異常。
    [4] 如申請專利範圍第3項之接合方法，其中於前述接著判定步驟，第1基板未被吸附保持於前述第1保持構件而被判定為正常的場合，於前述接著判定步驟後，前述接合位置判定步驟前，具有使前述第1保持構件或前述第2保持構件相對移動於鉛直方向，把前述第1保持構件與前述第2保持構件配置於特定位置後，進行根據前述抽吸機構之抽真空，且藉由前述第2保持構件吸附保持第2基板，根據前述抽吸管內部的壓力，判定第1基板與第2基板之接合強度是否良好的接合強度判定步驟；在前述接合強度判定步驟，前述抽吸管內部的壓力比特定的閾值更大的場合，判定第1基板與第2基板的接合強度為正常，前述抽吸管內部的壓力為特定的閾值以下的場合，判定第1基板與第2基板的接合強度為異常。
    [5] 如申請專利範圍第1~4項之任一項之接合方法，其中前述第1保持構件，由中心部朝向外周部被區劃為複數區域，可以於各該區域設定第1基板的抽真空。
    [6] 如申請專利範圍第1~4項之任一項之接合方法，其中於前述接合步驟，使被保持於第1保持構件的第1基板，與被保持於前述第2保持構件的第2基板以特定的間隔對向配置，其後，藉由設於前述第1保持構件的押動構件抵接第1基板的中心部與第2基板的中心部而按壓，其後，在第1基板的中心部與第2基板的中心部被按壓的狀態下，由第1基板的中心部朝向外周部，依序接合第1基板與第2基板。
    [7] 一種電腦記憶媒體，其特徵為供藉由接合裝置執行申請專利範圍第1~4項之任一項之接合方法，儲存在控制該接合裝置的控制部之電腦上動作的程式之可讀取的電腦記憶媒體。
    [8] 一種接合裝置，係接合平面形狀相同的基板之接合裝置，其特徵為具有：於下面吸附保持第1基板之第1保持構件，設在前述第1保持構件的下方，於上面吸附保持第2基板之第2保持構件，測定第1基板與第2基板被接合之重合基板的外徑的測定部，以及判定第1基板與第2基板之接合是否良好之控制部，前述控制部，以執行接合被吸附保持於前述第1保持構件的下面之第1基板，以及於前述第2保持構件的上面被吸附保持的第2基板之接合步驟，其後，測定重合基板的外徑，根據該測定結果，判定第1基板與第2基板之接合位置是否良好之接合位置判定步驟的方式，控制前述第1保持構件、前述第2保持構件及前述測定部的動作；在前述接合位置判定步驟，前述測定結果未滿特定的閾值的場合，判定第1基板與第2基板的接合位置為正常，前述測定結果為特定閾值以上的場合，判定第1基板與第2基板的接合位置為異常。
    [9] 如申請專利範圍第8項之接合裝置，其中前述測定部，具有攝影重合基板的外周部之攝影構件。
    [10] 如申請專利範圍第8項之接合裝置，其中具有：設於前述第1保持構件，將第1基板抽真空的抽吸機構，連接前述第1保持構件與前述抽吸機構的抽吸管，使前述第1保持構件或第2保持構件相對升降於鉛直方向的升降機構；前述控制部，以在前述接合步驟後，前述接合位置判定步驟前，執行使前述第1保持構件或前述第2保持構件相對移動於鉛直方向，把前述第1保持構件與前述第2保持構件配置於特定位置後，藉由前述抽吸機構對第1基板進行抽真空，根據前述抽吸管內部的壓力，判定第1基板是否殘存於前述第1保持構件，判定第1基板與第2基板之接著是否良好的接著判定步驟的方式來控制前述第1保持構件、前述第2保持構件、前述抽吸機構及前述升降機構的動作；在前述接著判定步驟，前述抽吸管內部的壓力比特定的閾值更大的場合，判定第1基板與第2基板的接著為正常，前述抽吸管內部的壓力為特定的閾值以下的場合，判定第1基板與第2基板的接著為異常。
    [11] 如申請專利範圍第10項之接合裝置，其中前述控制部，於前述接著判定步驟，第1基板未被吸附保持於前述第1保持構件而被判定為正常的場合，於前述接著判定步驟後，前述接合位置判定步驟前，執行使前述第1保持構件或前述第2保持構件相對移動於鉛直方向，把前述第1保持構件與前述第2保持構件配置於特定位置後，進行根據前述抽吸機構之抽真空，且藉由前述第2保持構件吸附保持第2基板，根據前述抽吸管內部的壓力，判定第1基板與第2基板之接合強度是否良好的接合強度判定步驟的方式，控制前述第1保持構件、前述第2保持構件、前述抽吸機構及前述升降機構的動作；在前述接合強度判定步驟，前述抽吸管內部的壓力比特定的閾值更大的場合，判定第1基板與第2基板的接合強度為正常，前述抽吸管內部的壓力為特定的閾值以下的場合，判定第1基板與第2基板的接合強度為異常。
    [12] 如申請專利範圍第8~11項之任一項之接合裝置，其中前述第1保持構件，由中心部朝向外周部被區劃為複數區域，可以於各該區域設定第1基板的抽真空。
    [13] 如申請專利範圍第8~11項之任一項之接合裝置，其中具有被設於前述第1保持構件，按壓第1基板的中心部之押動構件。
    [14] 如申請專利範圍第8~11項之任一項之接合裝置，其中於前述第2保持構件的外周部，設有對第1基板、第2基板或重合基板之擋止器(stopper)構件。
    [15] 如申請專利範圍第8~11項之任一項之接合裝置，其中具有調節第1基板或第2基板的水平方向的朝向之位置調節機構，使第1基板的表背面反轉的反轉機構，及在前述接合裝置內搬送第1基板、第2基板或重合基板的搬送機構。
    [16] 一種接合系統，其特徵係具備申請專利範圍第8~11項之任一項之接合裝置的接合系統；具備：備有前述接合裝置的處理站，分別可以保有複數之第1基板、第2基板或重合基板，且對前述處理站搬出搬入第1基板、第2基板或重合基板的搬出搬入站；前述處理站，具有：改質第1基板或第2基板之被接合的表面的表面改質裝置，使以前述表面改質裝置改質的第1基板或第2基板的表面親水化的表面親水化裝置，以及供對前述表面改質裝置、前述表面親水化裝置及前述接合裝置，搬送第1基板、第2基板或重合基板之用的搬送區域，在前述接合裝置，接合以前述表面親水化裝置使表面被親水化之第1基板與第2基板。
    [17] 如申請專利範圍第16項之接合系統，其中在前述接合位置判定步驟被判定第1基板與第2基板的接合位置為異常的場合，以前述重合基板的外徑的測定結果未滿特定值的場合，該重合基板透過前述搬送區域被搬送至前述搬出搬入站而被回收，而前述重合基板的外徑的測定結果為特定值以上的場合，該重合基板藉由前述接合系統的外部機構由該接合系統回收的方式發出警告。
    类似技术:
    公开号 | 公开日 | 专利标题
    TWI503861B|2015-10-11|接合方法、電腦記憶媒體、接合裝置及接合系統
    JP2012175043A|2012-09-10|接合装置、接合システム、接合方法、プログラム及びコンピュータ記憶媒体
    TWI482254B|2015-04-21|Bonding system, bonding method and computer memory media
    JP2012186245A|2012-09-27|接合装置、接合システム、接合方法、プログラム及びコンピュータ記憶媒体
    JP5606429B2|2014-10-15|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
    JP2012049266A|2012-03-08|接合システム、接合方法、プログラム及びコンピュータ記憶媒体
    KR102146633B1|2020-08-20|접합 장치 및 접합 시스템
    TWI612595B|2018-01-21|接合裝置、接合系統、接合方法及電腦記憶媒體
    JP2013120902A|2013-06-17|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
    TW201401383A|2014-01-01|接合裝置、接合系統、接合方法及電腦記憶媒體
    JP5411177B2|2014-02-12|接合装置、接合システム、接合方法、プログラム及びコンピュータ記憶媒体
    WO2012140988A1|2012-10-18|剥離方法、剥離装置及び剥離システム
    JP5352609B2|2013-11-27|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
    JP5829171B2|2015-12-09|剥離システム、剥離方法、プログラム及びコンピュータ記憶媒体
    JP6158721B2|2017-07-05|洗浄装置、剥離システム、洗浄方法、プログラム及びコンピュータ記憶媒体
    JP2013201196A|2013-10-03|剥離装置、剥離システム、剥離方法、プログラム及びコンピュータ記憶媒体
    JP2015138929A|2015-07-30|接合システム、接合方法、プログラム、コンピュータ記憶媒体
    JP2017073455A|2017-04-13|接合システム
    JP2016225506A|2016-12-28|表面改質装置、接合システム、表面改質方法、プログラム及びコンピュータ記憶媒体
    JP2015109360A|2015-06-11|基板保持機構及び剥離システム
    同族专利:
    公开号 | 公开日
    JP5389847B2|2014-01-15|
    JP2012186244A|2012-09-27|
    KR20140006012A|2014-01-15|
    TWI503861B|2015-10-11|
    US20130327463A1|2013-12-12|
    WO2012121045A1|2012-09-13|
    KR101907709B1|2018-10-12|
    引用文献:
    公开号 | 申请日 | 公开日 | 申请人 | 专利标题
    TWI752990B|2016-08-09|2022-01-21|日商東京威力科創股份有限公司|接合裝置及接合系統|US5620525A|1990-07-16|1997-04-15|Novellus Systems, Inc.|Apparatus for supporting a substrate and introducing gas flow doximate to an edge of the substrate|
    WO1997002183A1|1995-07-05|1997-01-23|Ranpak Corp.|Packaging system including cushoning conversion machine|
    JPH1187480A|1997-09-11|1999-03-30|Ulvac Japan Ltd|被吸着物の吸着状態モニター方法及び真空装置|
    AT405775B|1998-01-13|1999-11-25|Thallner Erich|Verfahren und vorrichtung zum ausgerichteten zusammenführen von scheibenförmigen halbleitersubstraten|
    US5961169A|1998-07-27|1999-10-05|Strasbaugh|Apparatus for sensing the presence of a wafer|
    JP2002050749A|2000-07-31|2002-02-15|Canon Inc|複合部材の分離方法及び装置|
    JP3742000B2|2000-11-30|2006-02-01|富士通株式会社|プレス装置|
    JP4243499B2|2002-06-11|2009-03-25|富士通株式会社|貼合せ基板製造装置及び貼合せ基板製造方法|
    US7275577B2|2002-11-16|2007-10-02|Lg.Philips Lcd Co., Ltd.|Substrate bonding machine for liquid crystal display device|
    JP2004207436A|2002-12-25|2004-07-22|Ayumi Kogyo Kk|ウエハのプリアライメント方法とその装置ならびにウエハの貼り合わせ方法とその装置|
    US7784670B2|2004-01-22|2010-08-31|Bondtech Inc.|Joining method and device produced by this method and joining unit|
    JP4476764B2|2004-03-26|2010-06-09|富士フイルム株式会社|基板接合装置及び方法|
    CN103258762B|2007-08-10|2016-08-03|株式会社尼康|基板贴合装置及基板贴合方法|
    JP5429926B2|2009-03-23|2014-02-26|ボンドテック株式会社|接合装置、接合方法および半導体装置|JP2014138136A|2013-01-18|2014-07-28|Tokyo Electron Ltd|接合方法、プログラム、コンピュータ記憶媒体及び接合システム|
    JP2015018919A|2013-07-10|2015-01-29|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、プログラム及びコンピュータ記憶媒体|
    JP6184843B2|2013-11-18|2017-08-23|東芝メモリ株式会社|基板接合方法、及び基板接合装置|
    US9922851B2|2014-05-05|2018-03-20|International Business Machines Corporation|Gas-controlled bonding platform for edge defect reduction during wafer bonding|
    JP6596288B2|2014-11-25|2019-10-23|東京エレクトロン株式会社|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|
    JP2018010925A|2016-07-12|2018-01-18|東京エレクトロン株式会社|接合装置|
    JP6727069B2|2016-08-09|2020-07-22|東京エレクトロン株式会社|接合装置および接合システム|
    US10242863B2|2016-10-03|2019-03-26|WET Technology Co., Ltd.|Substrate processing apparatus|
    JP6861872B2|2020-05-01|2021-04-21|東京エレクトロン株式会社|接合装置および接合システム|
    法律状态:
    优先权:
    申请号 | 申请日 | 专利标题
    JP2011047150A|JP5389847B2|2011-03-04|2011-03-04|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|
    [返回顶部]