JP6177739B2 - Joining apparatus, joining system, joining method, program, and computer storage medium - Google Patents

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Description

本発明は、基板同士を接合する接合装置、当該接合装置を備えた接合システム、当該接合装置を用いた接合方法、プログラム及びコンピュータ記憶媒体に関する。   The present invention relates to a bonding apparatus for bonding substrates, a bonding system including the bonding apparatus, a bonding method using the bonding apparatus, a program, and a computer storage medium.

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、例えば特許文献１に記載の接合システムを用いて、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。例えば接合システムは、ウェハの接合される表面を改質する表面改質装置と、当該表面改質装置で改質されたウェハの表面を親水化する表面親水化装置と、当該表面親水化装置で表面が親水化されたウェハ同士を接合する接合装置と、を有している。この接合システムでは、表面改質装置においてウェハの表面に対してプラズマ処理を行い当該表面を改質し、さらに表面親水化装置においてウェハの表面に純水を供給して当該表面を親水化した後、接合装置においてウェハ同士をファンデルワールス力及び水素結合（分子間力）によって接合する。   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 technology, for example, two semiconductor wafers (hereinafter referred to as “wafers”) are bonded using a bonding system described in Patent Document 1. For example, a bonding system includes a surface modifying device for modifying a surface to which a wafer is bonded, a surface hydrophilizing device for hydrophilizing a wafer surface modified by the surface modifying device, and the surface hydrophilizing device. And a bonding apparatus for bonding wafers having hydrophilic surfaces. In this bonding system, the surface of the wafer is subjected to plasma treatment in a surface modification device to modify the surface, and the surface is hydrophilized by supplying pure water to the surface of the wafer in the surface hydrophilization device. In the bonding apparatus, the wafers are bonded to each other by van der Waals force and hydrogen bond (intermolecular force).

上記接合装置は、下面に一のウェハ（以下、「上ウェハ」という。）を保持する上チャックと、上チャックの下方に設けられ、上面に他のウェハ（以下、「下ウェハ」という。）を保持する下チャックと、上チャックに設けられ、上ウェハの中心部を押圧する押動部材と、を有している。かかる接合装置では、上チャックに保持された上ウェハと下チャックに保持された下ウェハを対向配置した状態で、押動部材によって上ウェハの中心部と下ウェハの中心部を押圧して当接させた後、上ウェハの中心部と下ウェハの中心部が当接した状態で、上ウェハの中心部から外周部に向けて、上ウェハと下ウェハを順次接合する。   The bonding apparatus is provided with an upper chuck for holding one wafer (hereinafter referred to as “upper wafer”) on the lower surface and another wafer (hereinafter referred to as “lower wafer”) on the upper surface. And a pusher member that is provided on the upper chuck and presses the center of the upper wafer. In such a bonding apparatus, the upper wafer held by the upper chuck and the lower wafer held by the lower chuck are arranged so as to face each other by pressing the center portion of the upper wafer and the center portion of the lower wafer by the pushing member. Then, the upper wafer and the lower wafer are sequentially bonded from the central portion of the upper wafer toward the outer peripheral portion in a state where the central portion of the upper wafer and the central portion of the lower wafer are in contact with each other.

特許第５５３８６１３号公報Japanese Patent No. 5538613

ところで、特許文献１に記載された方法では、上チャックで上ウェハの外周部を保持した状態で、押動部材によって上ウェハの中心部を下ウェハの中心部側に下降させるので、当該上ウェハは下方に凸に反って伸びる。そうすると、ウェハ同士を接合する際、上ウェハと下ウェハが水平方向にずれて接合される場合がある。例えば接合されたウェハ（以下、「重合ウェハ」という。）において、上ウェハと下ウェハの中心部が合致していても、その外周部では水平方向に位置ずれ（スケーリング）が生じる。   By the way, in the method described in Patent Document 1, the center portion of the upper wafer is lowered to the center portion side of the lower wafer by the pushing member while the outer peripheral portion of the upper wafer is held by the upper chuck. Extends in a convex manner downward. In this case, when the wafers are bonded to each other, the upper wafer and the lower wafer may be bonded while being displaced in the horizontal direction. For example, in a bonded wafer (hereinafter referred to as “overlapping wafer”), even if the center portions of the upper wafer and the lower wafer coincide with each other, positional deviation (scaling) occurs in the horizontal direction at the outer peripheral portion.

しかしながら、特許文献１に記載された接合システムでは、上記重合ウェハの水平方向の位置ずれを抑制することについては考慮されてない。したがって、従来のウェハ同士の接合処理には改善の余地があった。   However, in the joining system described in Patent Document 1, no consideration is given to suppressing horizontal displacement of the superposed wafer. Therefore, there is room for improvement in the conventional bonding process between wafers.

本発明は、かかる点に鑑みてなされたものであり、接合される基板同士の水平方向位置を適切に調節し、当該基板同士の接合処理を適切に行うことを目的とする。   This invention is made | formed in view of this point, and it aims at adjusting the horizontal position of the board | substrates joined together appropriately, and performing the joining process of the said board | substrates appropriately.

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装置であって、下面に第１の基板を真空引きして吸着保持する第１の保持部と、前記第１の保持部の下方に設けられ、上面に第２の基板を真空引きして吸着保持する第２の保持部と、前記第１の保持部に設けられ、第１の基板の中心部を押圧する押動部材と、を有し、前記第２の保持部は、第２の基板を真空引きする本体部と、前記本体部に設けられ、第２の基板の裏面に接触する複数のピンと、を有し、前記本体部の中心部に設けられた前記ピンの先端位置は、前記本体部の外周部に設けられた前記ピンの先端位置よりも高いことを特徴としている。
In order to achieve the above object, the present invention is a bonding apparatus for bonding substrates, the first holding unit holding the first substrate by vacuum suction on the lower surface, and the first holding unit And a second holding portion that vacuum-sucks and holds the second substrate on the upper surface, and a pushing member that is provided on the first holding portion and presses the center portion of the first substrate. And the second holding part has a main body part for evacuating the second substrate, and a plurality of pins provided on the main body part and in contact with the back surface of the second substrate, The tip position of the pin provided in the central part of the body part is higher than the tip position of the pin provided in the outer peripheral part of the body part.

本発明によれば、第２の保持部の上面は、その中心部が外周部に比べて突出しており、第２の基板は第２の保持部の上面に沿って保持される。すなわち、第２の保持部に保持された第２の基板も、その中心部が外周部に比べて突出する。かかる場合、例えば押動部材によって第１の基板の中心部を押圧し、第１の基板が下方に凸に反って伸びても、当該第１の基板と略上下対称の形状で第２の基板も上方に凸に反って伸びる。このため、第１の基板と第２の基板の水平方向の位置ずれを抑制することができる。   According to the present invention, the center surface of the upper surface of the second holding portion protrudes from the outer peripheral portion, and the second substrate is held along the upper surface of the second holding portion. That is, the center part of the second substrate held by the second holding part also protrudes compared to the outer peripheral part. In such a case, for example, even if the central portion of the first substrate is pressed by a pressing member and the first substrate extends downwardly in a convex manner, the second substrate has a shape that is substantially symmetrical with the first substrate. Also stretches upwards convexly. For this reason, it is possible to suppress horizontal displacement between the first substrate and the second substrate.

また、このように第２の保持部において第２の基板は上方に凸に保持されるので、例えば押動部材によって第１の基板の中心部と第２の基板の中心部を確実に当接させることができる。そしてその後、第１の基板の中心部と第２の基板の中心部が当接した状態で、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ができる。かかる場合、基板同士が中心部から外周部に向けて順次当接するに伴い、当該基板間の空気を中心部から外周部に確実に流出させることができ、接合後の重合基板にボイドが発生するのを抑制することができる。   In addition, since the second substrate is held in a convex manner in the second holding portion in this way, the central portion of the first substrate and the central portion of the second substrate are reliably brought into contact with each other by, for example, a pushing member. Can be made. Thereafter, the first substrate and the second substrate are sequentially placed 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 in contact with each other. Can be joined. In such a case, as the substrates sequentially contact each other from the central portion toward the outer peripheral portion, the air between the substrates can surely flow out from the central portion to the outer peripheral portion, and voids are generated in the superposed substrate after bonding. Can be suppressed.

以上のように本発明によれば、第１の基板と第２の基板の水平方向の位置を適切に調節しつつ、重合基板のボイドの発生を抑制して、当該第１の基板と第２の基板の接合処理を適切に行うことができる。   As described above, according to the present invention, generation of voids in the superposed substrate is suppressed while appropriately adjusting the horizontal positions of the first substrate and the second substrate, and the first substrate and the second substrate are suppressed. The substrate can be appropriately bonded.

前記本体部は同心円状の内側領域と外側領域に区画され、前記内側領域に設けられた前記複数のピンの先端位置は、径方向外側に向かって低くなり、前記外側領域に設けられた前記複数のピンの先端位置は、径方向外側に向かって低くなり、前記内側領域において径方向距離に対する前記複数のピンの先端位置の変化は、前記外側領域において径方向距離に対する前記複数のピンの先端位置の変化よりも小さくてもよい。   The main body section is partitioned into a concentric inner region and an outer region, and tip positions of the plurality of pins provided in the inner region are lowered toward the radially outer side, and the plurality of pins provided in the outer region are provided. The tip positions of the pins decrease toward the radially outer side, and the change in the tip positions of the plurality of pins with respect to the radial distance in the inner region is the tip position of the plurality of pins with respect to the radial distance in the outer region. It may be smaller than the change of.

前記本体部は同心円状に複数のピン領域に区画され、前記複数のピン領域において、内側のピン領域における前記複数のピンの間隔は、外側のピン領域における前記複数のピンの間隔の間隔より小さくてもよい。   The main body is concentrically divided into a plurality of pin regions, and in the plurality of pin regions, the interval between the plurality of pins in the inner pin region is smaller than the interval between the plurality of pins in the outer pin region. May be.

前記第２の保持部は、前記本体部において同心円状に環状に設けられ、当該本体部から突起したリブをさらに有し、前記第２の保持部は、前記リブの内側の吸引領域と前記リブの外側の吸引領域毎に第２の基板の真空引きを設定可能であってもよい。   The second holding part is further provided with a concentric annular shape in the main body part, and further includes a rib protruding from the main body part, and the second holding part includes a suction region and the rib inside the rib. It may be possible to set the evacuation of the second substrate for each outside suction region.

前記第２の保持部は、当該第２の保持部に保持された第２の基板の温度を調節する温度調節機構をさらに有していてもよい。   The second holding unit may further include a temperature adjustment mechanism that adjusts the temperature of the second substrate held by the second holding unit.

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装置と、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。   Another aspect of the present invention is a bonding system including the bonding apparatus, wherein a processing station including the bonding apparatus, a first substrate, a second substrate, or a first substrate and a second substrate are provided. A plurality of bonded superposed substrates, and a loading / unloading station for loading / unloading the first substrate, the second substrate, or the superposed substrate to / from the processing station. Surface modifying device for modifying the surface to which the substrate or the second substrate is bonded, and surface hydrophilization for hydrophilizing the surface of the first substrate or the second substrate modified by the surface modifying device An apparatus, and a transfer device for transferring the first substrate, the second substrate, or the superposed substrate to the surface modification device, the surface hydrophilization device, and the bonding device, and the bonding device In the surface hydrophilizing device, the surface is hydrophilic. It is characterized by bonding a first substrate and a second substrate that is.

また別な観点による本発明は、接合装置を用いて基板同士を接合する接合方法であって、前記接合装置は、下面に第１の基板を真空引きして吸着保持する第１の保持部と、前記第１の保持部の下方に設けられ、上面に第２の基板を真空引きして吸着保持する第２の保持部と、前記第１の保持部に設けられ、第１の基板の中心部を押圧する押動部材と、を有し、前記第２の保持部は、第２の基板を真空引きする本体部と、前記本体部に設けられ、第２の基板の裏面に接触する複数のピンと、を有し、前記本体部の中心部に設けられた前記ピンの先端位置は、前記本体部の外周部に設けられた前記ピンの先端位置よりも高く、前記接合方法は、前記第１の保持部で第１の基板を保持する第１の保持工程と、前記第２の保持部で第２の基板の中心部を上方に突出させて当該第２の基板を保持する第２の保持工程と、その後、前記第１の保持部に保持された第１の基板と前記第２の保持部に保持された第２の基板とを対向配置する配置工程と、その後、前記押動部材を降下させ、当該押動部材によって第１の基板の中心部と第２の基板の中心部を押圧して当接させる押圧工程と、その後、第１の基板の中心部と第２の基板の中心部が当接した状態で、前記第１の保持部による第１の基板の真空引きを停止し、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接合工程と、を有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 method for bonding substrates using a bonding apparatus, wherein the bonding apparatus includes a first holding unit that vacuum-holds and holds the first substrate on a lower surface. A second holding unit provided below the first holding unit and evacuating and holding the second substrate on the upper surface; and a center of the first substrate provided in the first holding unit. A pressing member that presses the portion, and the second holding portion includes a main body portion that evacuates the second substrate, and a plurality of members that are provided on the main body portion and that contact the back surface of the second substrate. And the tip position of the pin provided at the central portion of the body portion is higher than the tip position of the pin provided at the outer peripheral portion of the body portion. A first holding step of holding the first substrate by one holding portion; and a central portion of the second substrate by the second holding portion A second holding step of holding the second substrate by projecting upward, and then a first substrate held by the first holding unit and a second holding by the second holding unit A placement step of placing the substrate opposite to each other, and then a pressing step of lowering the pressing member and pressing the central portion of the first substrate and the central portion of the second substrate by the pressing member to contact each other. Then, in a state where the central portion of the first substrate and the central portion of the second substrate are in contact with each other, evacuation of the first substrate by the first holding portion is stopped, and the central portion of the first substrate is stopped. And a bonding step of sequentially bonding the first substrate and the second substrate toward the outer peripheral portion.

前記本体部は同心円状の内側領域と外側領域に区画され、前記内側領域に設けられた前記複数のピンの先端位置は、径方向外側に向かって低くなり、前記外側領域に設けられた前記複数のピンの先端位置は、径方向外側に向かって低くなり、前記内側領域において径方向距離に対する前記複数のピンの先端位置の変化は、前記外側領域において径方向距離に対する前記複数のピンの先端位置の変化よりも小さく、前記第２の保持工程において、前記第２の保持部の表面に沿って第２の基板を保持してもよい。   The main body section is partitioned into a concentric inner region and an outer region, and tip positions of the plurality of pins provided in the inner region are lowered toward the radially outer side, and the plurality of pins provided in the outer region are provided. The tip positions of the pins decrease toward the radially outer side, and the change in the tip positions of the plurality of pins with respect to the radial distance in the inner region is the tip position of the plurality of pins with respect to the radial distance in the outer region. In the second holding step, the second substrate may be held along the surface of the second holding part.

前記本体部は同心円状に複数のピン領域に区画され、前記複数のピン領域において、内側のピン領域における前記複数のピンの間隔は、外側のピン領域における前記複数のピンの間隔の間隔より小さく、前記押圧工程において、前記押動部材によって第１の基板の中心部と第２の基板の前記内側のピン領域を押圧して当接させてもよい。   The main body is concentrically divided into a plurality of pin regions, and in the plurality of pin regions, the interval between the plurality of pins in the inner pin region is smaller than the interval between the plurality of pins in the outer pin region. In the pressing step, the central portion of the first substrate and the inner pin region of the second substrate may be pressed and brought into contact with the pressing member.

前記第２の保持部は、前記本体部において同心円状に環状に設けられ、当該本体部から突起したリブをさらに有し、前記第２の保持部は、前記リブの内側の吸引領域と前記リブの外側の吸引領域毎に第２の基板の真空引きを設定可能であり、前記第２の保持工程において、前記内側の吸引領域で第２の基板を吸着保持した後、前記外側の吸引領域で第２の基板を吸着保持してもよい。   The second holding part is further provided with a concentric annular shape in the main body part, and further includes a rib protruding from the main body part, and the second holding part includes a suction region and the rib inside the rib. Evacuation of the second substrate can be set for each of the outer suction areas, and in the second holding step, after the second substrate is sucked and held in the inner suction area, the second suction process is performed in the outer suction area. The second substrate may be held by suction.

前記接合工程において、前記第２の保持部に設けられた温度調節機構によって第２の基板の温度を調節しながら、第１の基板と第２の基板を接合してもよい。   In the bonding step, the first substrate and the second substrate may be bonded while adjusting the temperature of the second substrate by a temperature adjusting mechanism provided in the second holding portion.

また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ように、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 so that the joining method is executed by the joining apparatus.

さらに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.

本発明によれば、接合される基板同士の水平方向位置を適切に調節しつつ、重合基板のボイドの発生を抑制して、当該基板同士の接合処理を適切に行うことができる。   ADVANTAGE OF THE INVENTION According to this invention, generation | occurrence | production of the void of a superposition | polymerization board | substrate can be suppressed and the said board | substrate joining process can be performed appropriately, adjusting the horizontal direction position of the board | substrates joined.

本実施の形態にかかる接合システムの構成の概略を示す平面図である。It is a top view which shows the outline of a structure of the joining system concerning this Embodiment. 本実施の形態にかかる接合システムの内部構成の概略を示す側面図である。It is a side view which shows the outline of the internal structure of the joining system concerning this Embodiment. 上ウェハと下ウェハの構成の概略を示す側面図である。It is a side view which shows the outline of a structure of an upper wafer and a lower wafer. 接合装置の構成の概略を示す横断面図である。It is a cross-sectional view which shows the outline of a structure of a joining apparatus. 接合装置の構成の概略を示す縦断面図である。It is a longitudinal cross-sectional view which shows the outline of a structure of a joining apparatus. 上チャックと下チャックの構成の概略を示す縦断面図である。It is a longitudinal cross-sectional view which shows the outline of a structure of an upper chuck | zipper and a lower chuck | zipper. 上チャックを下方から見た平面図である。It is the top view which looked at the upper chuck from the lower part. 下チャックを上方から見た平面図である。It is the top view which looked at the lower chuck from the upper part. ウェハ接合処理の主な工程を示すフローチャートである。It is a flowchart which shows the main processes of a wafer joining process. 第１の吸引領域で下ウェハを吸着保持した様子を示す説明図である。It is explanatory drawing which shows a mode that the lower wafer was adsorbed and hold | maintained in the 1st suction area | region. 第２の吸引領域で下ウェハを吸着保持した様子を示す説明図である。It is explanatory drawing which shows a mode that the lower wafer was adsorbed and hold | maintained in the 2nd suction area | region. 上ウェハの中心部と下ウェハの中心部を押圧して当接させる様子を示す説明図である。It is explanatory drawing which shows a mode that the center part of an upper wafer and the center part of a lower wafer are pressed and made to contact. 上ウェハを下ウェハに順次当接させる様子を示す説明図である。It is explanatory drawing which shows a mode that an upper wafer is sequentially contact | abutted to a lower wafer. 上ウェハの表面と下ウェハの表面を当接させた様子を示す説明図である。It is explanatory drawing which shows a mode that the surface of the upper wafer and the surface of the lower wafer were made to contact | abut. 上ウェハと下ウェハが接合された様子を示す説明図である。It is explanatory drawing which shows a mode that the upper wafer and the lower wafer were joined. 他の実施の形態における下チャックの構成の概略を示す縦断面図である。It is a longitudinal cross-sectional view which shows the outline of a structure of the lower chuck | zipper in other embodiment. 他の実施の形態における下チャックの平面図である。It is a top view of the lower chuck in other embodiments. 他の実施の形態における下チャックの平面図である。It is a top view of the lower chuck in other embodiments. 他の実施の形態における下チャックの構成の概略を示す縦断面図である。It is a longitudinal cross-sectional view which shows the outline of a structure of the lower chuck | zipper in other embodiment. 他の実施の形態における下チャックの構成の概略を示す縦断面図である。It is a longitudinal cross-sectional view which shows the outline of a structure of the lower chuck | zipper in other embodiment.

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 system 1 according to the present embodiment. FIG. 2 is a side view illustrating the outline of the internal configuration of the joining system 1.

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 interface system 1, bonding the wafer W U, W L as substrate, for example two as shown in FIG. Hereinafter, the wafer disposed on the upper side is referred to as “upper wafer W U ” as the first substrate, and the wafer disposed on the lower side is referred to as “lower wafer W L ” as the second substrate. Further, a bonding surface to which the upper wafer W U is bonded is referred to as “front surface W U1 ”, and a surface opposite to the front surface W U1 is referred to as “back surface W U2 ”. Similarly, the bonding surface to which the lower wafer W L is bonded is referred to as “front surface W L1 ”, and the surface opposite to the front surface W L1 is referred to as “back surface W L2 ”. Then, in the bonding system 1, by joining the upper wafer W U and the lower wafer W L, to form the overlapped wafer W T as a polymerization substrate.

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 bonding system 1 carries in and out cassettes C U , C L , and C T that can accommodate a plurality of wafers W U and W L and a plurality of superposed wafers W T , respectively, with the outside. The loading / unloading station 2 and the processing station 3 including various processing apparatuses that perform predetermined processing on the wafers W U , W L , and the overlapped wafer W T are integrally connected.

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、任意に設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 cassette mounting plates 11. The cassette mounting plates 11 are arranged in a line in the horizontal X direction (vertical direction in FIG. 1). These cassette mounting plates 11, cassettes C U to the outside of the interface system 1, C L, when loading and unloading the C T, a cassette C U, C L, it is possible to place the C T . Thus, carry-out station 2, a wafer over multiple W U, a plurality of lower wafer W L, and is configured to be held by a plurality of overlapped wafer W T. The number of cassette mounting plates 11 is not limited to this embodiment, and can be set arbitrarily. One of the cassettes may be used for collecting abnormal wafers. That is a cassette a wafer abnormality occurs in the bonding of the upper wafer W U and the lower wafer W L, it can be separated from the other normal overlapped wafer W T by various factors. In the present embodiment, among the plurality of cassettes C T, using a one cassette C T for the recovery of the abnormal wafer, and using other cassettes C T for the accommodation of a normal overlapped wafer W T.

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 wafer transfer unit 20 is provided adjacent to the cassette mounting table 10. The wafer transfer unit 20 is provided with a wafer transfer device 22 that is movable on a transfer path 21 extending in the X direction. The wafer transfer device 22 is also movable in the vertical direction and around the vertical axis (θ direction), and includes cassettes C U , C L , C T on each cassette mounting plate 11 and a third of the processing station 3 described later. The wafers W U and W L and the superposed wafer W T can be transferred between the transition devices 50 and 51 in the processing block G3.

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 processing station 3 is provided with a plurality of, for example, three processing blocks G1, G2, and G3 including various devices. For example, a first processing block G1 is provided on the front side of the processing station 3 (X direction negative direction side in FIG. 1), and on the back side of the processing station 3 (X direction positive direction side in FIG. 1) Two processing blocks G2 are provided. Further, a third processing block G3 is provided on the loading / unloading station 2 side of the processing station 3 (Y direction negative direction side in FIG. 1).

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。表面改質装置３０では、例えば減圧雰囲気下において、処理ガスである酸素ガス又は窒素ガスが励起されてプラズマ化され、イオン化される。この酸素イオン又は窒素イオンが表面ＷＵ１、ＷＬ１に照射されて、表面ＷＵ１、ＷＬ１がプラズマ処理され、改質される。 For example, in the first processing block G1, a surface modification device 30 for modifying the surfaces W U1 and W L1 of the wafers W U and W L is disposed. In the surface modification device 30, for example, in a reduced-pressure atmosphere, oxygen gas or nitrogen gas, which is a processing gas, is excited to be turned into plasma and ionized. The oxygen ions or nitrogen ions are irradiated onto the surface W U1, W L1, surface W U1, W L1 is a plasma treatment, it is reformed.

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 surface hydrophilizing device 40 that hydrophilizes the surfaces W U1 and W L1 of the wafers W U and W L with pure water and cleans the surfaces W U1 and W L1. U, bonding device 41 for bonding the W L are arranged side by side in the horizontal direction of the Y-direction in this order from the carry-out station 2 side.

表面親水化装置４０では、例えばスピンチャックに保持されたウェハＷＵ、ＷＬを回転させながら、当該ウェハＷＵ、ＷＬ上に純水を供給する。そうすると、供給された純水はウェハＷＵ、ＷＬの表面ＷＵ１、ＷＬ１上を拡散し、表面ＷＵ１、ＷＬ１が親水化される。なお、接合装置４１の構成については後述する。 In the surface hydrophilizing apparatus 40, for example, wafer W U held by the spin chuck, while rotating the W L, for supplying pure water the wafer W U, on W L. Then, the supplied pure water is diffused on the wafer W U, W L of the surface W U1, W L1, surface W U1, W L1 is hydrophilized. The configuration of the joining device 41 will be described later.

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 transition unit 50, 51 of the overlapped wafer W T are provided in two tiers from the bottom in order.

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 wafer transfer region 60 is formed in a region surrounded by the first processing block G1 to the third processing block G3. For example, a wafer transfer device 61 is disposed in the wafer transfer region 60.

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 wafer transfer device 61 has, for example, a transfer arm that can move around the vertical direction, horizontal direction (Y direction, X direction), and vertical axis. The wafer transfer device 61 moves in the wafer transfer region 60, and adds wafers W U , W L , and W to predetermined devices in the surrounding first processing block G1, second processing block G2, and third processing block G3. You can transfer the overlapping wafer W T.

以上の接合システム１には、図１に示すように制御部７０が設けられている。制御部７０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。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７０にインストールされたものであってもよい。 The above joining system 1 is provided with a controller 70 as shown in FIG. The control unit 70 is, for example, a computer and has a program storage unit (not shown). The program storage unit stores a program for controlling processing of the wafers W U and W L and the overlapped wafer W T in the bonding system 1. The program storage unit also stores a program for controlling operations of driving systems such as the above-described various processing apparatuses and transfer apparatuses to realize later-described wafer bonding processing in the bonding system 1. The program is recorded on a computer-readable storage medium H such as a computer-readable hard disk (HD), a flexible disk (FD), a compact disk (CD), a magnetic optical desk (MO), or a memory card. May have been installed in the control unit 70 from the storage medium H.

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４に示すように内部を密閉可能な処理容器１００を有している。処理容器１００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１０１が形成され、当該搬入出口１０１には開閉シャッタ１０２が設けられている。 Next, the structure of the joining apparatus 41 mentioned above is demonstrated. As shown in FIG. 4, the bonding apparatus 41 includes a processing container 100 that can seal the inside. The side surface of the wafer transfer area 60 side of the processing chamber 100, the wafer W U, W L, the transfer port 101 of the overlapped wafer W T is formed, in the transfer port 101 opening and closing the shutter 102 is provided.

処理容器１００の内部は、内壁１０３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１０１は、搬送領域Ｔ１における処理容器１００の側面に形成されている。また、内壁１０３にも、ウェハＷＵ、ＷＬ、重合ウェハＷＴの搬入出口１０４が形成されている。 The inside of the processing container 100 is partitioned by the inner wall 103 into a transport area T1 and a processing area T2. The loading / unloading port 101 described above is formed on the side surface of the processing container 100 in the transfer region T1. In addition, on the inner wall 103, the loading / unloading port 104 for the wafers W U and W L and the overlapped wafer W T is formed.

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１１０が設けられている。トランジション１１０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 transition 110 for temporarily placing the wafers W U and W L and the superposed wafer W T is provided on the positive side in the X direction of the transfer region T1. The transition 110 is formed in, for example, two stages, and any two of the wafers W U , W L , and the superposed wafer W T can be placed at the same time.

搬送領域Ｔ１には、ウェハ搬送機構１１１が設けられている。ウェハ搬送機構１１１は、図４及び図５に示すように例えば鉛直方向、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。そして、ウェハ搬送機構１１１は、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。 A wafer transfer mechanism 111 is provided in the transfer area T1. As shown in FIGS. 4 and 5, the wafer transfer mechanism 111 has a transfer arm that can move around, for example, the vertical direction, horizontal direction (Y direction, X direction), and vertical axis. Then, the wafer transfer mechanism 111 can transport within transfer region T1, or a transfer region T1 wafer W U between the processing region T2, W L, the overlapped wafer W T.

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１２０が設けられている。位置調節機構１２０は、ウェハＷＵ、ＷＬを保持して回転させる保持部（図示せず）を備えた基台１２１と、ウェハＷＵ、ＷＬのノッチ部の位置を検出する検出部１２２と、を有している。そして、位置調節機構１２０では、基台１２１に保持されたウェハＷＵ、ＷＬを回転させながら検出部１２２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。なお、基台１２１においてウェハＷＵ、ＷＬを保持する方式は特に限定されるものではなく、例えばピンチャック方式やスピンチャック方式など、種々の方式が用いられる。 A position adjusting mechanism 120 that adjusts the horizontal direction of the wafers W U and W L is provided on the negative side in the X direction of the transfer region T1. Position adjusting mechanism 120, the wafer W U, W holder for holding and rotating the L a base 121 having a (not shown), the detection unit 122 for detecting the position of the notch portion of the wafer W U, W L And have. In the position adjustment mechanism 120, the position of the notches of the wafers W U and W L is detected by the detection unit 122 while rotating the wafers W U and W L held on the base 121. The horizontal direction of the wafers W U and W L is adjusted by adjusting the position. Incidentally, the wafer W U in the base 121, a method of holding the W L is not particularly limited, for example, a pin chuck method or a spin chuck method, various methods are used.

また、搬送領域Ｔ１には、上ウェハＷＵの表裏面を反転させる反転機構１３０が設けられている。反転機構１３０は、上ウェハＷＵを保持する保持アーム１３１を有している。保持アーム１３１は、水平方向（Ｙ方向）に延伸している。また保持アーム１３１には、上ウェハＷＵを保持する保持部材１３２が例えば４箇所に設けられている。 Further, in the transfer region T1 is reversing mechanism 130 for reversing the front and rear surfaces of the upper wafer W U is provided. Reversing mechanism 130 has a holding arm 131 which holds the upper wafer W U. The holding arm 131 extends in the horizontal direction (Y direction). Also the holding arm 131 is provided on the holding member 132 for holding the upper wafer W U, for example four positions.

保持アーム１３１は、例えばモータなどを備えた駆動部１３３に支持されている。この駆動部１３３によって、保持アーム１３１は水平軸周りに回動自在である。また保持アーム１３１は、駆動部１３３を中心に回動自在であると共に、水平方向（Ｙ方向）に移動自在である。駆動部１３３の下方には、例えばモータなどを備えた他の駆動部（図示せず）が設けられている。この他の駆動部によって、駆動部１３３は鉛直方向に延伸する支持柱１３４に沿って鉛直方向に移動できる。このように駆動部１３３によって、保持部材１３２に保持された上ウェハＷＵは、水平軸周りに回動できると共に鉛直方向及び水平方向に移動できる。また、保持部材１３２に保持された上ウェハＷＵは、駆動部１３３を中心に回動して、位置調節機構１２０から後述する上チャック１４０との間を移動できる。 The holding arm 131 is supported by a driving unit 133 including, for example, a motor. By this driving unit 133, the holding arm 131 is rotatable around a horizontal axis. The holding arm 131 is rotatable about the driving unit 133 and is movable in the horizontal direction (Y direction). Below the drive unit 133, for example, another drive unit (not shown) including a motor or the like is provided. By this other driving unit, the driving unit 133 can move in the vertical direction along the support pillar 134 extending in the vertical direction. Such driving unit 133, the upper wafer W U held by the holding member 132 is movable in the vertical direction and the horizontal direction together with the pivotable about a horizontal axis. Further, the upper wafer W U held by the holding member 132 can move around the drive unit 133 and move from the position adjustment mechanism 120 to the upper chuck 140 described later.

処理領域Ｔ２には、上ウェハＷＵを下面で吸着保持する第１の保持部としての上チャック１４０と、下ウェハＷＬを上面で載置して吸着保持する第２の保持部としての下チャック１４１とが設けられている。下チャック１４１は、上チャック１４０の下方に設けられ、上チャック１４０と対向配置可能に構成されている。すなわち、上チャック１４０に保持された上ウェハＷＵと下チャック１４１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, under the upper wafer W U and the chuck 140 as a first holding portion for holding suction on the lower surface, as a second holding portion for holding suction by placing the lower wafer W L with the upper surface A chuck 141 is provided. The lower chuck 141 is provided below the upper chuck 140 and is configured to be disposed so as to face the upper chuck 140. That is, the lower wafer W L held on the wafer W U and the lower chuck 141 on which is held by the upper chuck 140 is adapted to be placed opposite.

上チャック１４０は、当該上チャック１４０の上方に設けられた上チャック支持部１５０に支持されている。上チャック支持部１５０は、処理容器１００の天井面に設けられている。すなわち、上チャック１４０は、上チャック支持部１５０を介して処理容器１００に固定されて設けられている。   The upper chuck 140 is supported by an upper chuck support 150 provided above the upper chuck 140. The upper chuck support 150 is provided on the ceiling surface of the processing container 100. That is, the upper chuck 140 is fixed to the processing container 100 through the upper chuck support 150.

上チャック支持部１５０には、下チャック１４１に保持された下ウェハＷＬの表面ＷＬ１を撮像する上部撮像部１５１が設けられている。すなわち、上部撮像部１５１は上チャック１４０に隣接して設けられている。上部撮像部１５１には、例えばＣＣＤカメラが用いられる。 The upper chuck support 150, upper imaging unit 151 to image the surface W L1 of the lower wafer W L held by the lower chuck 141 is provided. That is, the upper imaging unit 151 is provided adjacent to the upper chuck 140. For the upper imaging unit 151, for example, a CCD camera is used.

下チャック１４１は、当該下チャック１４１の下方に設けられた第１の下チャック移動部１６０に支持されている。第１の下チャック移動部１６０は、後述するように下チャック１４１を水平方向（Ｙ方向）に移動させるように構成されている。また、第１の下チャック移動部１６０は、下チャック１４１を鉛直方向に移動自在、且つ鉛直軸回りに回転可能に構成されている。   The lower chuck 141 is supported by a first lower chuck moving unit 160 provided below the lower chuck 141. The first lower chuck moving unit 160 is configured to move the lower chuck 141 in the horizontal direction (Y direction) as described later. The first lower chuck moving unit 160 is configured to be able to move the lower chuck 141 in the vertical direction and to rotate about the vertical axis.

第１の下チャック移動部１６０には、上チャック１４０に保持された上ウェハＷＵの表面ＷＵ１を撮像する下部撮像部１６１が設けられている。すなわち、下部撮像部１６１は下チャック１４１に隣接して設けられている。下部撮像部１６１には、例えばＣＣＤカメラが用いられる。 The first lower chuck moving unit 160 is provided with a lower imaging unit 161 that images the surface W U1 of the upper wafer W U held by the upper chuck 140. That is, the lower imaging unit 161 is provided adjacent to the lower chuck 141. For the lower imaging unit 161, for example, a CCD camera is used.

第１の下チャック移動部１６０は、当該第１の下チャック移動部１６０の下面側に設けられ、水平方向（Ｙ方向）に延伸する一対のレール１６２、１６２に取り付けられている。そして、第１の下チャック移動部１６０は、レール１６２に沿って移動自在に構成されている。   The first lower chuck moving unit 160 is provided on the lower surface side of the first lower chuck moving unit 160 and attached to a pair of rails 162 and 162 extending in the horizontal direction (Y direction). The first lower chuck moving unit 160 is configured to be movable along the rail 162.

一対のレール１６２、１６２は、第２の下チャック移動部１６３に配設されている。第２の下チャック移動部１６３は、当該第２の下チャック移動部１６３の下面側に設けられ、水平方向（Ｘ方向）に延伸する一対のレール１６４、１６４に取り付けられている。そして、第２の下チャック移動部１６３は、レール１６４に沿って移動自在に構成され、すなわち下チャック１４１を水平方向（Ｘ方向）に移動させるように構成されている。なお、一対のレール１６４、１６４は、処理容器１００の底面に設けられた載置台１６５上に配設されている。   The pair of rails 162 and 162 are disposed on the second lower chuck moving portion 163. The second lower chuck moving portion 163 is provided on the lower surface side of the second lower chuck moving portion 163 and is attached to a pair of rails 164 and 164 extending in the horizontal direction (X direction). The second lower chuck moving portion 163 is configured to be movable along the rail 164, that is, configured to move the lower chuck 141 in the horizontal direction (X direction). The pair of rails 164 and 164 are disposed on a mounting table 165 provided on the bottom surface of the processing container 100.

次に、接合装置４１の上チャック１４０と下チャック１４１の詳細な構成について説明する。   Next, detailed configurations of the upper chuck 140 and the lower chuck 141 of the bonding apparatus 41 will be described.

上チャック１４０には、図６及び図７に示すようにピンチャック方式が採用されている。上チャック１４０は、平面視において少なくとも上ウェハＷＵより大きい径を有する本体部１７０を有している。本体部１７０の下面には、上ウェハＷＵの裏面ＷＵ２に接触する複数のピン１７１が設けられている。また、本体部１７０の下面には、複数のピン１７１の外側において環状のリブ１７２が設けられている。リブ１７２は、少なくとも上ウェハＷＵの裏面ＷＵ２の外縁部を支持するように、当該裏面ＷＵ２の外周部を支持する。 As shown in FIGS. 6 and 7, a pin chuck system is adopted for the upper chuck 140. Upper chuck 140 includes a body portion 170 having at least upper wafer W U is greater than the diameter in a plan view. A plurality of pins 171 that are in contact with the back surface W U2 of the upper wafer W U are provided on the lower surface of the main body 170. An annular rib 172 is provided on the lower surface of the main body 170 on the outside of the plurality of pins 171. Ribs 172, so as to support the outer edge portion of the back surface W U2 of at least the upper wafer W U, which supports the outer peripheral portion of the back surface W U2.

さらに、本体部１７０の下面には、リブ１７２の内側において別のリブ１７３が設けられている。リブ１７３は、リブ１７２と同心円状に環状に設けられている。そして、リブ１７２の内側の領域１７４（以下、吸引領域１７４という場合がある。）は、リブ１７３の内側の第１の吸引領域１７４ａと、リブ１７３の外側の第２の吸引領域１７４ｂとに区画されている。   Furthermore, another rib 173 is provided on the lower surface of the main body 170 inside the rib 172. The rib 173 is annularly provided concentrically with the rib 172. A region 174 inside the rib 172 (hereinafter sometimes referred to as a suction region 174) is divided into a first suction region 174a inside the rib 173 and a second suction region 174b outside the rib 173. Has been.

本体部１７０の下面には、第１の吸引領域１７４ａにおいて、上ウェハＷＵを真空引きするための第１の吸引口１７５ａが形成されている。第１の吸引口１７５ａは、例えば第１の吸引領域１７４ａにおいて２箇所に形成されている。第１の吸引口１７５ａには、本体部１７０の内部に設けられた第１の吸引管１７６ａが接続されている。さらに第１の吸引管１７６ａには、継手を介して第１の真空ポンプ１７７ａが接続されている。 The lower surface of the main body portion 170, in the first suction area 174a, a first suction port 175a for evacuating the upper wafer W U is formed. For example, the first suction port 175a is formed at two locations in the first suction region 174a. A first suction pipe 176a provided inside the main body 170 is connected to the first suction port 175a. Further, a first vacuum pump 177a is connected to the first suction pipe 176a via a joint.

また、本体部１７０の下面には、第２の吸引領域１７４ｂにおいて、上ウェハＷＵを真空引きするための第２の吸引口１７５ｂが形成されている。第２の吸引口１７５ｂは、例えば第２の吸引領域１７４ｂにおいて２箇所に形成されている。第２の吸引口１７５ｂには、本体部１７０の内部に設けられた第２の吸引管１７６ｂが接続されている。さらに第２の吸引管１７６ｂには、継手を介して第２の真空ポンプ１７７ｂが接続されている。 Further, on the lower surface of the main body portion 170, in the second suction region 174b, the second suction port 175b for evacuating the upper wafer W U is formed. For example, the second suction port 175b is formed in two places in the second suction region 174b. A second suction pipe 176b provided inside the main body 170 is connected to the second suction port 175b. Further, a second vacuum pump 177b is connected to the second suction pipe 176b via a joint.

このように上チャック１４０は、第１の吸引領域１７４ａと第２の吸引領域１７４ｂ毎に上ウェハＷＵを真空引き可能に構成されている。なお、吸引口１７５ａ、１７５ｂの配置は、本実施の形態に限定されず、任意に設定することができる。 Thus the upper chuck 140 is configured to be evacuated over the wafer W U per the first suction area 174a second suction region 174b. Note that the arrangement of the suction ports 175a and 175b is not limited to this embodiment, and can be set arbitrarily.

そして、上ウェハＷＵ、本体部１７０及びリブ１７２に囲まれて形成された吸引領域１７４ａ、１７４ｂをそれぞれ吸引口１７５ａ、１７５ｂから真空引きし、吸引領域１７４ａ、１７４ｂを減圧する。このとき、吸引領域１７４ａ、１７４ｂの外部の雰囲気が大気圧であるため、上ウェハＷＵは減圧された分だけ大気圧によって吸引領域１７４ａ、１７４ｂ側に押され、上チャック１４０に上ウェハＷＵが吸着保持される。 Then, the suction regions 174a and 174b formed surrounded by the upper wafer W U , the main body 170 and the ribs 172 are evacuated from the suction ports 175a and 175b, respectively, and the suction regions 174a and 174b are decompressed. At this time, the suction area 174a, for external atmosphere 174b is atmospheric pressure, the upper wafer W U is sucked only by the atmospheric pressure correspondingly reduced in pressure areas 174a, pushed 174b side, top to upper chuck 140 wafer W U Is adsorbed and held.

かかる場合、リブ１７２が上ウェハＷＵの裏面ＷＵ２外周部を支持するので、上ウェハＷＵはその外周部まで適切に真空引きされる。このため、上チャック１４０に上ウェハＷＵの全面が吸着保持され、当該上ウェハＷＵの平面度を小さくして、上ウェハＷＵを平坦にすることができる。 In this case, since the ribs 172 supporting the rear surface W U2 outer peripheral portion of the upper wafer W U, the upper wafer W U is suitably evacuated to the outer periphery thereof. Therefore, the entire surface of the upper wafer W U is held by suction on the chuck 140, to reduce the flatness of the on the wafer W U, it is possible to flatten the upper wafer W U.

しかも、複数のピン１７１の高さが均一なので、上チャック１４０の下面の平面度をさらに小さくすることができる。このように上チャック１４０の下面を平坦にして（下面の平面度を小さくして）、上チャック１４０に保持された上ウェハＷＵの鉛直方向の歪みを抑制することができる。 In addition, since the height of the plurality of pins 171 is uniform, the flatness of the lower surface of the upper chuck 140 can be further reduced. Thus in the flat lower surface of the upper chuck 140 (by reducing the lower surface flatness), it is possible to suppress the distortion of the vertical direction of the wafer W U after being held by the upper chuck 140.

また、上ウェハＷＵの裏面ＷＵ２は複数のピン１７１に支持されているので、上チャック１４０による上ウェハＷＵの真空引きを解除する際、当該上ウェハＷＵが上チャック１４０から剥がれ易くなる。 Further, since the back surface W U2 of the upper wafer W U is supported by a plurality of pins 171, when releasing the vacuum of the upper wafer W U by the upper chuck 140, easily the on wafer W U is peeled from the upper chuck 140 Become.

上チャック１４０において、本体部１７０の中心部には、当該本体部１７０を厚み方向に貫通する貫通孔１７８が形成されている。この本体部１７０の中心部は、上チャック１４０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１７８には、後述する押動部材１８０におけるアクチュエータ部１８１の先端部が挿通するようになっている。 In the upper chuck 140, a through hole 178 that penetrates the main body 170 in the thickness direction is formed at the center of the main body 170. The central portion of the body portion 170 corresponds to the central portion of the upper wafer W U which is sucked and held on the chuck 140. And the front-end | tip part of the actuator part 181 in the pushing member 180 mentioned later is penetrated by the through-hole 178. As shown in FIG.

上チャック１４０の上面には、上ウェハＷＵの中心部を押圧する押動部材１８０が設けられている。押動部材１８０は、アクチュエータ部１８１とシリンダ部１８２とを有している。 On the upper surface of the upper chuck 140, pressing member 180 for pressing the central portion of the upper wafer W U it is provided. The pushing member 180 has an actuator part 181 and a cylinder part 182.

アクチュエータ部１８１は、電空レギュレータ（図示せず）から供給される空気により一定方向に一定の圧力を発生させるもので、圧力の作用点の位置によらず当該圧力を一定に発生させることができる。そして、電空レギュレータからの空気によって、アクチュエータ部１８１は、上ウェハＷＵの中心部と当接して当該上ウェハＷＵの中心部にかかる押圧荷重を制御することができる。また、アクチュエータ部１８１の先端部は、電空レギュレータからの空気によって、貫通孔１７８を挿通して鉛直方向に昇降自在になっている。 The actuator unit 181 generates a constant pressure in a certain direction by air supplied from an electropneumatic regulator (not shown), and can generate the pressure constantly regardless of the position of the pressure application point. . Then, the air from the electropneumatic regulator, the actuator unit 181 can control the pressing load applied against the central portion of the upper wafer W U and those in the center of the on the wafer W U. The tip of the actuator portion 181 is vertically movable through the through hole 178 by air from the electropneumatic regulator.

アクチュエータ部１８１は、シリンダ部１８２に支持されている。シリンダ部１８２は、例えばモータを内蔵した駆動部によってアクチュエータ部１８１を鉛直方向に移動させることができる。   The actuator part 181 is supported by the cylinder part 182. The cylinder part 182 can move the actuator part 181 in the vertical direction by a drive part incorporating a motor, for example.

以上のように押動部材１８０は、アクチュエータ部１８１によって押圧荷重の制御をし、シリンダ部１８２によってアクチュエータ部１８１の移動の制御をしている。そして、押動部材１８０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。 As described above, the pressing member 180 controls the pressing load by the actuator unit 181 and controls the movement of the actuator unit 181 by the cylinder unit 182. Then, the pressing member 180, the wafer W U to be described later, at the time of bonding of W L, it can be pressed by contacting the center portion of the center and lower wafer W L of the upper wafer W U.

下チャック１４１には、上チャック１４０と同様に、図６及び図８に示すようにピンチャック方式が採用されている。下チャック１４１は、平面視において少なくとも下ウェハＷＬより大きい径を有する本体部１９０を有している。 Similar to the upper chuck 140, the lower chuck 141 employs a pin chuck system as shown in FIGS. Lower chuck 141 includes a body portion 190 having a greater diameter at least lower wafer W L in a plan view.

本体部１９０の上面には、下ウェハＷＬの裏面ＷＬ２に接触する複数のピン１９１が設けられている。これら複数のピン１９１のうち、本体部１９０の中心部に設けられたピン１９１ａの先端位置は、本体部１９０の外周部に設けられたピン１９１ｂの先端位置よりも高い。そして、複数のピン１９１は、中心部から外周部に向けて、その高さが徐々に低くなるように設けられている。 The upper surface of the main body portion 190, a plurality of pins 191 in contact with the back surface W L2 of the lower wafer W L is provided. Among these pins 191, the tip position of the pin 191 a provided at the center of the main body 190 is higher than the tip position of the pin 191 b provided at the outer peripheral part of the main body 190. And the some pin 191 is provided so that the height may become low gradually toward an outer peripheral part from a center part.

また、本体部１９０の上面には、複数のピン１９１の外側において環状のリブ１９２が設けられている。リブ１９２は、少なくとも下ウェハＷＬの裏面ＷＬ２の外縁部を支持するように、当該裏面ＷＬ２の外周部を支持する。 Further, an annular rib 192 is provided on the upper surface of the main body 190 on the outside of the plurality of pins 191. Ribs 192, so as to support the outer edge portion of the back surface W L2 of at least the lower wafer W L, which supports the outer peripheral portion of the back surface W L2.

さらに、本体部１９０の上面には、リブ１９２の内側において別のリブ１９３が設けられている。リブ１９３は、リブ１９２と同心円状に環状に設けられている。そして、リブ１９２の内側の領域１９４（以下、吸引領域１９４という場合がある。）は、リブ１９３の内側の第１の吸引領域１９４ａと、リブ１９３の外側の第２の吸引領域１９４ｂとに区画されている。   Further, another rib 193 is provided on the upper surface of the main body 190 inside the rib 192. The rib 193 is provided in an annular shape concentrically with the rib 192. An area 194 inside the rib 192 (hereinafter sometimes referred to as a suction area 194) is divided into a first suction area 194 a inside the rib 193 and a second suction area 194 b outside the rib 193. Has been.

本体部１９０の上面には、第１の吸引領域１９４ａにおいて、下ウェハＷＬを真空引きするための第１の吸引口１９５ａが形成されている。第１の吸引口１９５ａは、例えば第１の吸引領域１９４ａにおいて２箇所に形成されている。第１の吸引口１９５ａには、本体部１９０の内部に設けられた第１の吸引管１９６ａが接続されている。さらに第１の吸引管１９６ａには、継手を介して第１の真空ポンプ１９７ａが接続されている。 The upper surface of the main body portion 190, in the first suction area 194a, a first suction port 195a for evacuating the lower wafer W L are formed. For example, the first suction port 195a is formed in two places in the first suction region 194a. A first suction pipe 196a provided inside the main body 190 is connected to the first suction port 195a. Further, a first vacuum pump 197a is connected to the first suction pipe 196a via a joint.

また、本体部１９０の上面には、第２の吸引領域１９４ｂにおいて、下ウェハＷＬを真空引きするための第２の吸引口１９５ｂが形成されている。第２の吸引口１９５ｂは、例えば第２の吸引領域１９４ｂにおいて２箇所に形成されている。第２の吸引口１９５ｂには、本体部１９０の内部に設けられた第２の吸引管１９６ｂが接続されている。さらに第２の吸引管１９６ｂには、継手を介して第２の真空ポンプ１９７ｂが接続されている。 Further, on the upper surface of the main body portion 190, in the second suction region 194b, the second suction port 195b for evacuating the lower wafer W L are formed. For example, the second suction port 195b is formed in two places in the second suction region 194b. A second suction pipe 196b provided inside the main body 190 is connected to the second suction port 195b. Further, a second vacuum pump 197b is connected to the second suction pipe 196b via a joint.

このように下チャック１４１は、第１の吸引領域１９４ａと第２の吸引領域１９４ｂ毎に下ウェハＷＬを真空引き可能に構成されている。なお、吸引口１９５ａ、１９５ｂの配置は、本実施の形態に限定されず、任意に設定することができる。 The lower chuck 141 as is evacuated configured to be able to lower wafer W L for each of the first suction area 194a second suction region 194b. The arrangement of the suction ports 195a and 195b is not limited to the present embodiment, and can be set arbitrarily.

そして、下ウェハＷＬ、本体部１９０及びリブ１９２に囲まれて形成された吸引領域１９４ａ、１９４ｂをそれぞれ吸引口１９５ａ、１９５ｂから真空引きし、吸引領域１９４ａ、１９４ｂを減圧する。このとき、吸引領域１９４ａ、１９４ｂの外部の雰囲気が大気圧であるため、下ウェハＷＬは減圧された分だけ大気圧によって吸引領域１９４ａ、１９４ｂ側に押され、下チャック１４１に下ウェハＷＬが吸着保持される。 The lower wafer W L, the main body portion 190 and the suction area 194a which is formed surrounded by the ribs 192, respectively 194b suction ports 195a, evacuated from 195b, the suction area 194a, the 194b vacuo. At this time, the suction area 194a, for external atmosphere 194b is atmospheric pressure, lower wafer W L suction area 194a only by atmospheric pressure correspondingly reduced in pressure, pressed 194b side, lower wafer W L to lower chuck 141 Is adsorbed and held.

かかる場合、リブ１９２が下ウェハＷＬの裏面ＷＬ２の外周部を支持するので、下ウェハＷＬはその外周部まで適切に真空引きされる。そして、下ウェハＷＬは下チャック１４１の上面に沿って保持される。すなわち、下チャック１４１において複数のピン１９１の高さが中心部から外周部に向けて徐々に低くなっているので、下ウェハＷＬもその中心部が外周部に比べて突出するように保持される。 In this case, since the ribs 192 to support the outer peripheral portion of the back surface W L2 of the lower wafer W L, the lower wafer W L is suitably evacuated to the outer periphery thereof. The lower wafer W L is held along the upper surface of the lower chuck 141. That is, the height of the plurality of pins 191 is gradually lowered toward the peripheral portion from the central portion in the lower chuck 141 is held so that its center portion is also lower wafer W L is projected in comparison with the outer peripheral portion The

また、下ウェハＷＬの裏面ＷＬ２は複数のピン１９１に支持されているので下チャック１４１による下ウェハＷＬの真空引きを解除する際、当該下ウェハＷＬが下チャック１４１から剥がれ易くなる。 Further, when releasing the vacuum of the lower wafer W L by the lower chuck 141 because the back surface W L2 of the lower wafer W L is supported by a plurality of pins 191, being easily separated the lower wafer W L from the lower chuck 141 .

下チャック１４１において、本体部１９０の中心部付近には、当該本体部１９０を厚み方向に貫通する貫通孔１９８が例えば３箇所に形成されている。そして貫通孔１９８には、第１の下チャック移動部１６０の下方に設けられた昇降ピンが挿通するようになっている。   In the lower chuck 141, in the vicinity of the center of the main body 190, through holes 198 that penetrate the main body 190 in the thickness direction are formed, for example, at three locations. The through hole 198 is inserted with a lifting pin provided below the first lower chuck moving part 160.

本体部１９０の外周部には、ウェハＷＵ、ＷＬ、重合ウェハＷＴが下チャック１４１から飛び出したり、滑落するのを防止するガイド部材１９９が設けられている。ガイド部材１９９は、本体部１９０の外周部に複数個所、例えば４箇所に等間隔に設けられている。 The outer peripheral portion of the main body portion 190, the wafer W U, W L, or jump out from the overlapped wafer W T is lower chuck 141, the guide member 199 to prevent the sliding is provided. The guide members 199 are provided at a plurality of positions, for example, at four positions on the outer periphery of the main body 190 at equal intervals.

なお、接合装置４１における各部の動作は、上述した制御部７０によって制御される。   Note that the operation of each unit in the bonding apparatus 41 is controlled by the control unit 70 described above.

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９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 bonding system 1 configured as described above will be described. FIG. 9 is a flowchart showing an example of main steps of the wafer bonding process.

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 cassette mounting plate 11 of the carry-out station 2 accommodating the wafers W U on the plurality Placed on. Thereafter, the upper wafer W U in the cassette C U is taken out by the wafer transfer device 22 is conveyed to the transition unit 50 of the third processing block G3 in the processing station 3.

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では、所定の減圧雰囲気下において、処理ガスである酸素ガス又は窒素ガスが励起されてプラズマ化され、イオン化される。この酸素イオン又は窒素イオンが上ウェハＷＵの表面ＷＵ１に照射されて、当該表面ＷＵ１がプラズマ処理される。そして、上ウェハＷＵの表面ＷＵ１が改質される（図９の工程Ｓ１）。 Then the upper wafer W U is transferred to the surface modification apparatus 30 of the first processing block G1 by the wafer transfer apparatus 61. In the surface reforming apparatus 30, oxygen gas or nitrogen gas, which is a processing gas, is excited and turned into plasma and ionized under a predetermined reduced-pressure atmosphere. The surface W U1 of the upper wafer W U is irradiated with this oxygen ion or nitrogen ion, and the surface W U1 is subjected to plasma treatment. Then, the surface W U1 of the upper wafer W U is modified (Step S1 in FIG. 9).

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では、スピンチャックに保持された上ウェハＷＵを回転させながら、当該上ウェハＷＵ上に純水を供給する。そうすると、供給された純水は上ウェハＷＵの表面ＷＵ１上を拡散し、表面改質装置３０において改質された上ウェハＷＵの表面ＷＵ１に水酸基（シラノール基）が付着して当該表面ＷＵ１が親水化される。また、当該純水によって、上ウェハＷＵの表面ＷＵ１が洗浄される（図９の工程Ｓ２）。 Then the upper wafer W U is transferred to a surface hydrophilizing apparatus 40 of the second processing block G2 by the wafer transfer apparatus 61. In the surface hydrophilizing device 40, while rotating the upper wafer W U held by the spin chuck, for supplying pure water onto the onto the wafer W U. Then, the supplied pure water is diffused over the front surface W U1 of the upper wafer W U, the surface W U1 to hydroxyl (silanol group) in the upper wafer W U which are modified in the surface modification apparatus 30 is the attached The surface W U1 is hydrophilized. Further, the surface W U1 of the upper wafer W U is cleaned with the pure water (step S2 in FIG. 9).

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１１０を介してウェハ搬送機構１１１により位置調節機構１２０に搬送される。そして位置調節機構１２０によって、上ウェハＷＵの水平方向の向きが調節される（図９の工程Ｓ３）。 Then the upper wafer W U is transferred to the bonding apparatus 41 of the second processing block G2 by the wafer transfer apparatus 61. Upper wafer W U which is carried into the joining device 41 is conveyed to the position adjusting mechanism 120 by the wafer transfer mechanism 111 via the transition 110. Then the position adjusting mechanism 120, the horizontal orientation of the upper wafer W U is adjusted (step S3 in FIG. 9).

その後、位置調節機構１２０から反転機構１３０の保持アーム１３１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１３１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９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。 Thereafter, the upper wafer W U is transferred from the position adjusting mechanism 120 to the holding arm 131 of the reversing mechanism 130. Subsequently, in transfer region T1, by reversing the holding arm 131, the front and back surfaces of the upper wafer W U is inverted (step S4 in FIG. 9). That is, the surface W U1 of the upper wafer W U is directed downward.

その後、反転機構１３０の保持アーム１３１が、駆動部１３３を中心に回動して上チャック１４０の下方に移動する。そして、反転機構１３０から上チャック１４０に上ウェハＷＵが受け渡される。上ウェハＷＵは、上チャック１４０にその裏面ＷＵ２が吸着保持される（図９の工程Ｓ５）。具体的には、真空ポンプ１７７ａ、１７７ｂを作動させ、吸引領域１７４ａ、１７４ｂにおいて吸引口１７５ａ、１７５ｂを介して上ウェハＷＵを真空引きし、上ウェハＷＵが上チャック１４０に吸着保持される。 Thereafter, the holding arm 131 of the reversing mechanism 130 rotates around the driving unit 133 and moves below the upper chuck 140. Then, the upper wafer W U is delivered from the reversing mechanism 130 to the upper chuck 140. Upper wafer W U, the back surface W U2 above the chuck 140 is held by suction (step S5 in FIG. 9). Specifically, the vacuum pump 177a, actuates the 177b, the suction area 174a, the upper wafer W U evacuated suction port 175a, via 175b in 174b, the upper wafer W U is attracted and held on the chuck 140 .

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 wafer transfer device 22 is conveyed to the transition unit 50 in the processing station 3.

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９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 surface modifying apparatus 30 by the wafer transfer apparatus 61, the surface W L1 of the lower wafer W L is reformed (Step S6 in FIG. 9). Note that modification of the surface W L1 of the lower wafer W L in step S6 is the same as step S1 of the aforementioned.

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９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。 Thereafter, the lower wafer W L is transferred to the surface hydrophilizing apparatus 40 by the wafer transfer apparatus 61, the surface W L1 of the lower wafer W L is the surface W L1 together is hydrophilized is cleaned (in FIG. 9 step S7 ). Incidentally, hydrophilic and cleaning of the surface W L1 of the lower wafer W L in step S7, is similar to the process S2 described above.

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１１０を介してウェハ搬送機構１１１により位置調節機構１２０に搬送される。そして位置調節機構１２０によって、下ウェハＷＬの水平方向の向きが調節される（図９の工程Ｓ８）。 Thereafter, the lower wafer W L is transported to the bonding apparatus 41 by the wafer transfer apparatus 61. Lower wafer W L which is transported to the bonding unit 41 is conveyed to the position adjusting mechanism 120 by the wafer transfer mechanism 111 via the transition 110. Then the position adjusting mechanism 120, the horizontal orientation of the lower wafer W L are adjusted (step S8 in FIG. 9).

その後、下ウェハＷＬは、ウェハ搬送機構１１１によって下チャック１４１に搬送され、下チャック１４１にその裏面ＷＬ２が吸着保持される（図９の工程Ｓ９）。工程Ｓ９では、先ず、第１の真空ポンプ１９７ａを作動させ、図１０に示すように第１の吸引領域１９４ａにおいて第１の吸引口１９５ａから下ウェハＷＬを真空引きする。そうすると、下ウェハＷＬの水平方向の位置が固定される。その後、第１の真空ポンプ１９７ａを作動させた状態でさらに第２の真空ポンプ１９７ｂを作動させ、図１１に示すように吸引領域１９４ａ、１９４ｂにおいて吸引口１９５ａ、１９５ｂから下ウェハＷＬを真空引きする。そして、下ウェハＷＬが全面で下チャック１４１に吸着保持される。このとき、上述したように下チャック１４１の上面に沿って、下ウェハＷＬはその中心部が外周部に比べて突出するように保持される。 Thereafter, the lower wafer W L is transferred to the lower chuck 141 by the wafer transfer mechanism 111, the back surface W L2 is held by suction to the lower chuck 141 (step S9 in FIG. 9). In step S9, first actuates the first vacuum pump 197a, evacuating the lower wafer W L from the first suction port 195a in the first suction area 194a as shown in FIG. 10. Then, the horizontal position of the lower wafer W L is fixed. Thereafter, by further actuating the second vacuum pump 197b in a state that activates the first vacuum pump 197a, the suction area 194a as shown in FIG. 11, evacuated lower wafer W L suction port 195a, from 195b in 194b To do. The lower wafer W L is sucked and held by the lower chuck 141 on the entire surface. At this time, along the upper surface of the lower chuck 141 as described above, lower wafer W L is held so that its central portion protrudes as compared with the outer peripheral portion.

次に、上チャック１４０に保持された上ウェハＷＵと下チャック１４１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。具体的には、第１の下チャック移動部１６０と第２の下チャック移動部１６３によって下チャック１４１を水平方向（Ｘ方向及びＹ方向）に移動させ、上部撮像部１５１を用いて、下ウェハＷＬの表面ＷＬ１上の予め定められた基準点を順次撮像する。同時に、下部撮像部１６１を用いて、上ウェハＷＵの表面ＷＵ１上の予め定められた基準点を順次撮像する。撮像された画像は、制御部７０に出力される。制御部７０では、上部撮像部１５１で撮像された画像と下部撮像部１６１で撮像された画像に基づいて、上ウェハＷＵの基準点と下ウェハＷＬの基準点がそれぞれ合致するような位置に、第１の下チャック移動部１６０と第２の下チャック移動部１６３によって下チャック１４１を移動させる。こうして上ウェハＷＵと下ウェハＷＬの水平方向位置が調節される（図９の工程Ｓ１０）。 Next, the adjusted horizontal position of the wafer W U and the lower wafer W held by the lower chuck 141 L after being held by the upper chuck 140. Specifically, the lower chuck 141 is moved in the horizontal direction (X direction and Y direction) by the first lower chuck moving unit 160 and the second lower chuck moving unit 163, and the lower wafer is used by using the upper imaging unit 151. A predetermined reference point on the surface W L1 of W L is sequentially imaged. At the same time, a predetermined reference point on the surface W U1 of the upper wafer W U is sequentially imaged using the lower imaging unit 161. The captured image is output to the control unit 70. In the control unit 70, such as based on the image captured by the image and the lower image pickup unit 161 captured by the upper imaging unit 151, the reference point of the reference point and the lower wafer W L of the upper wafer W U matches each position In addition, the lower chuck 141 is moved by the first lower chuck moving unit 160 and the second lower chuck moving unit 163. Horizontal position of the upper wafer W U and the lower wafer W L is adjusted in this way (step S10 in FIG. 9).

その後、第１の下チャック移動部１６０によって下チャック１４１を鉛直上方に移動させて、上チャック１４０と下チャック１４１の鉛直方向位置の調節を行い、当該上チャック１４０に保持された上ウェハＷＵと下チャック１４１に保持された下ウェハＷＬとの鉛直方向位置の調節を行う（図９の工程Ｓ１１）。 Thereafter, the first lower chuck moving unit 160 moves the lower chuck 141 vertically upward to adjust the vertical position of the upper chuck 140 and the lower chuck 141, and the upper wafer W U held by the upper chuck 140 is adjusted. performing adjustment of vertical position of the lower wafer W L held by the lower chuck 141 (the step S11 in FIG. 9).

次に、上チャック１４０に保持された上ウェハＷＵと下チャック１４１に保持された下ウェハＷＬの接合処理が行われる。 Next, the bonding process of the lower wafer W L held on the wafer W U and the lower chuck 141 on which is held by the upper chuck 140 is performed.

先ず、図１２に示すように押動部材１８０のシリンダ部１８２によってアクチュエータ部１８１を下降させる。そうすると、このアクチュエータ部１８１の下降に伴い、上ウェハＷＵの中心部が押圧されて下降する。このとき、電空レギュレータから供給される空気によって、アクチュエータ部１８１には、所定の押圧荷重がかけられる。そして、押動部材１８０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９の工程Ｓ１２）。このとき、第１の真空ポンプ１７７ａの作動を停止して、第１の吸引領域１７４ａにおける第１の吸引口１７５ａからの上ウェハＷＵの真空引きを停止すると共に、第２の真空ポンプ１７７ｂは作動させたままにし、第２の吸引領域１７４ｂを第２の吸引口１７５ｂから真空引きする。そして、押動部材１８０で上ウェハＷＵの中心部を押圧する際にも、上チャック１４０によって上ウェハＷＵの外周部を保持することができる。 First, as shown in FIG. 12, the actuator portion 181 is lowered by the cylinder portion 182 of the pushing member 180. Then, with the downward movement of the actuator portion 181, the center portion of the upper wafer W U is lowered is pressed. At this time, a predetermined pressing load is applied to the actuator unit 181 by the air supplied from the electropneumatic regulator. Then, the pressing member 180 is pressed by abutting the central portion of the central portion and the lower wafer W L of the upper wafer W U (step S12 in FIG. 9). At this time, by stopping the operation of the first vacuum pump 177a, stops the evacuation of the upper wafer W U from the first suction opening 175a of the first suction area 174a, a second vacuum pump 177b is The second suction region 174b is evacuated from the second suction port 175b while being operated. Then, even when pressing the central portion of the upper wafer W U by the pressing member 180 can hold the outer peripheral portion of the upper wafer W U by the upper chuck 140.

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１２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（分子間力）が生じ、当該表面ＷＵ１、ＷＬ１同士が接合される。さらに、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（分子間力）、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. 12). 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 modified in steps S1 and S6, respectively, first, the van der Waals force (intermolecular) between the surfaces W U1 and W L1. Force) is generated, and the surfaces W U1 and W L1 are joined to each other. Furthermore, since the surface W U1 of the upper wafer W U and the surface W L1 of the lower wafer W L are hydrophilized in steps S2 and S7, respectively, hydrophilic groups between the surfaces W U1 and W L1 are hydrogen bonded (intermolecular). Force), the surfaces W U1 and W L1 are firmly bonded to each other.

この工程Ｓ１２では、上ウェハＷＵの中心部が押圧されて下降しつつ、その外周部が上チャック１４０に保持され、上ウェハＷＵは下方に凸に反って伸びる。一方、下ウェハＷＬは、下チャック１４１の上面に沿って中心部が外周部に比べて突出し、上方に凸に反って伸びる。そうすると、上ウェハＷＵと下ウェハＷＬを略上下対称の形状にすることができ、これら上ウェハＷＵと下ウェハＷＬの伸び量をほぼ同じにできる。このため、上ウェハＷＵと下ウェハＷＬが接合される際の水平方向の位置ずれ（スケーリング）を抑制することができる。 In this step S12, while lowering the center of the upper wafer W U is pressed, the outer periphery thereof is held by the upper chuck 140, the upper wafer W U extends warped convexly downward. The lower wafer W L protrudes as compared with the outer peripheral portion is the central portion along the upper surface of the lower chuck 141, extending warps in a convex upwardly. Then, it is possible to the upper wafer W U and the lower wafer W L to the shape of the substantially vertically symmetrical, it elongation amount of the upper wafer W U and the lower wafer W L about the same. Therefore, it is possible to suppress the horizontal position displacement when the upper wafer W U and the lower wafer W L is bonded (scaling).

その後、図１３に示すように押動部材１８０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１７７ｂの作動を停止して、第２の吸引領域１７４ｂにおける第２の吸引管１７６ｂからの上ウェハＷＵの真空引きを停止する。そうすると、上ウェハＷＵが下ウェハＷＬ上に落下する。このとき、上ウェハＷＵの裏面ＷＵ２は複数のピン１７１に支持されているので、上チャック１４０による上ウェハＷＵの真空引きを解除した際、当該上ウェハＷＵが上チャック１４０から剥がれ易くなっている。そして上ウェハＷＵが下ウェハＷＬ上に順次落下して当接し、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順次拡がる。こうして、図１４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９の工程Ｓ１３）。 Then, stop the operation of the second vacuum pump 177b while pressing the center portion of the center and lower wafer W L of the upper wafer W U by the pressing member 180 as shown in FIG. 13, a second suction stopping evacuation of the upper wafer W U from the second suction pipe 176b in the region 174b. Then, the upper wafer W U falls onto the lower wafer W L. At this time, since the back surface W U2 of the upper wafer W U is supported by a plurality of pins 171, when releasing the vacuum of the upper wafer W U by the upper chuck 140, the on wafer W U is peeled from the upper chuck 140 It is easy. Then, the upper wafer W U sequentially falls and comes into contact with the lower wafer W L , and the above-described bonding by the van der Waals force and hydrogen bonding between the surfaces W U1 and W L1 is sequentially expanded. Thus, the surface W U1 and the surface W L1 of the lower wafer W L of the upper wafer W U as shown in FIG. 14 contacts the entire surface, the upper wafer W U and the lower wafer W L is bonded (step S13 in FIG. 9 ).

ここで、上述した工程Ｓ１２において下チャック１４１によって下ウェハＷＬは上方に凸に保持されるので、押動部材１８０によって上ウェハＷＵの中心部と下ウェハＷＬの中心部を確実に当接させることができる。そうすると、工程Ｓ１３において上ウェハＷＵと下ウェハＷＬを中心部から外周部に向けて順次当接させる際、これら上ウェハＷＵ、ＷＬ間の空気を中心部から外周部に確実に流出させることができ、接合後の重合ウェハＷＴにボイドが発生するのを抑制することができる。 Since the lower wafer W L by the lower chuck 141 in a second process S12 described above is held in an upwardly convex, the center portion of the center and lower wafer W L of the upper wafer W U reliably by the pressing member 180 equivalent Can be touched. Then, when to sequentially abut toward the outer peripheral portion of the upper wafer W U and the lower wafer W L from the center in a step S13, reliably flows out to the outer peripheral portion from the central portion thereof on the wafer W U, the air between the W L is to be able, voids in the overlapped wafer W T after bonding can be suppressed.

その後、図１５に示すように押動部材１８０のアクチュエータ部１８１を上チャック１４０まで上昇させる。また、真空ポンプ１９７ａ、１９７ｂの作動を停止し、吸引領域１９４における下ウェハＷＬの真空引きを停止して、下チャック１４１による下ウェハＷＬの吸着保持を停止する。このとき、下ウェハＷＬの裏面ＷＬ２は複数のピン１９１に支持されているので、下チャック１４１による下ウェハＷＬの真空引きを解除した際、当該下ウェハＷＬが下チャック１４１から剥がれ易くなっている。 Thereafter, as shown in FIG. 15, the actuator portion 181 of the pushing member 180 is raised to the upper chuck 140. Further, the vacuum pump 197a, and stops the operation of 197b, to stop the evacuation of the lower wafer W L in the suction region 194, stopping the suction and holding of the lower wafer W L by the lower chuck 141. At this time, since the back surface W L2 of the lower wafer W L is supported by a plurality of pins 191, when releasing the vacuum of the lower wafer W L by the lower chuck 141, peeling the under wafer W L from the lower chuck 141 It is easy.

上ウェハＷＵと下ウェハＷＬが接合された重合ウェハ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。 The upper wafer W U and the lower wafer W L overlapped wafer bonded W T is transferred to the transition unit 51 by the wafer transfer apparatus 61, then carry out by the wafer transfer apparatus 22 of the station 2 of a predetermined cassette mounting plate 11 It is conveyed to the cassette C T. Thus, a series of wafers W U, bonding process of W L is completed.

以上の実施の形態によれば、下チャック１４１において下ウェハＷＬは上方に凸に保持される。このため、工程Ｓ１２において、押動部材１８０によって上ウェハＷＵの中心部が押圧され、上ウェハＷＵの中心部が下方に凸に反って伸びても、当該上ウェハＷＵと略上下対称の形状で下ウェハＷＬも上方に凸に反って伸びる。このため、上ウェハＷＵと下ウェハＷＬの伸び量を同じにでき、上ウェハＷＵと下ウェハＷＬの水平方向の位置ずれ（スケーリング）を抑制することができる。 According to the above embodiment, the lower wafer W L in the lower chuck 141 is held in a convex upwardly. Therefore, in step S12, the central portion of the upper wafer W U is pressed by the pressing member 180, also extends the central portion of the upper wafer W U is warped in a convex downward, the on wafer W U substantially vertically symmetrical also W under the form wafer L extending warps in a convex upwardly. Therefore, it the amount of elongation upper wafer W U and the lower wafer W L Similarly, it is possible to suppress the horizontal position displacement of the upper wafer W U and the lower wafer W L (scaling).

しかも、下チャック１４１がリブ１９２によって第１の吸引領域１９４ａと第２の吸引領域１９４ｂに区画されているので、工程Ｓ９において、下チャック１４１で下ウェハＷＬを２段階で保持できる。すなわち、先ず、第１の吸引領域１９４ａで下ウェハＷＬを真空引きして、当該下ウェハＷＬの水平方向の位置を固定するので、その後、吸引領域１９４ａ、１９４ｂで下ウェハＷＬを真空引きする際、当該下ウェハＷＬの水平方向の位置がずれることがない。したがって、下チャック１４１の適切な位置に下ウェハＷＬを吸着保持することができ、上述したスケーリングをさらに抑制することができる。 Moreover, since the lower chuck 141 is partitioned into a first suction region 194a and the second suction region 194b by the ribs 192, in step S9, it can hold the lower wafer W L in two stages under the chuck 141. Vacuum that is, first, evacuated the lower wafer W L in the first suction area 194a, so to fix the horizontal position of the lower wafer W L, then suction area 194a, the lower wafer W L at 194b when pulling, never horizontal position of the lower wafer W L is deviated. Therefore, it is possible to be able to adsorb holding the lower wafer W L to an appropriate position below the chuck 141, further inhibit scaling described above.

なお、上ウェハＷＵと下ウェハＷＬは、デバイスウェハとサポートウェハのいずれであってもよい。デバイスウェハは製品となる半導体ウェハであって、例えばその表面に複数の電子回路等を備えたデバイスが形成されている。また、サポートウェハはデバイスウェハを支持するウェハであり、その表面にデバイスは形成されていない。そして、本発明はデバイスウェハとサポートウェハの接合処理と、デバイスウェハ同士の接合処理のいずれにも適用可能である。但し、デバイスウェハ同士を接合する場合、接合後の重合ウェハＷＴを製品として適切に機能させるためには、上ウェハＷＵの電子回路と下ウェハＷＬの電子回路を適切に対応させる必要がある。このため、上述のようにスケーリングを抑制することは、デバイスウェハ同士の接合処理に特に有用となる。 Incidentally, the upper wafer W U and the lower wafer W L may be either a device wafer and support wafer. The device wafer is a semiconductor wafer as a product, and a device having a plurality of electronic circuits and the like is formed on the surface thereof, for example. The support wafer is a wafer that supports the device wafer, and no device is formed on the surface thereof. The present invention can be applied to both a bonding process between a device wafer and a support wafer and a bonding process between device wafers. However, when bonding the device wafer to each other, in order to function properly is the overlapped wafer W T after bonding as products, need to be properly respond the electronic circuit of the electronic circuit and the lower wafer W L of the upper wafer W U is there. For this reason, suppressing scaling as described above is particularly useful for the bonding process between device wafers.

また、下チャック１４１において下ウェハＷＬは上方に凸に保持されるので、工程Ｓ１２において押動部材１８０によって上ウェハＷＵの中心部と下ウェハＷＬの中心部を確実に当接させることができる。このため、工程Ｓ１３において上ウェハＷＵと下ウェハＷＬを当接させる際、これら上ウェハＷＵと下ウェハＷＬ間の空気を中心部から外周部に確実に流出させることができ、接合後の重合ウェハＷＴにボイドが発生するのを抑制することができる。 Moreover, it since lower wafer W L in the lower chuck 141 is held in a convex upward, to reliably contact the center portion of the center and lower wafer W L of the upper wafer W U by the pressing member 180 in the second process S12 Can do. Thus, when brought into contact with the upper wafer W U and the lower wafer W L in step S13, it is possible to surely flow out to the outer peripheral portion from the central portion of the air between these on the wafer W U and the lower wafer W L, joining can void can be inhibited from occurring in the overlapped wafer W T after.

以上のように本実施の形態によれば、上ウェハＷＵと下ウェハＷＬの水平方向の位置を適切に調節しつつ、重合ウェハＷＴのボイドの発生を抑制して、当該上ウェハＷＵと下ウェハＷＬの接合処理を適切に行うことができる。 According to the present embodiment as described above, while adjusting the horizontal position of the upper wafer W U and the lower wafer W L appropriately, while suppressing the occurrence of voids overlapped wafer W T, the on wafer W the bonding process of the U and the lower wafer W L can be appropriately performed.

また、本実施の形態の接合システム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 bonding apparatus 41, the bonding system 1 of the present embodiment includes a surface modification apparatus 30 for modifying the surfaces W U1 and W L1 of the wafers W U and W L , and the surfaces W U1 and W L1 . Since the surface hydrophilizing device 40 that cleans the surfaces W U1 and W L1 is also provided, the wafers W U and W L can be efficiently bonded in one system. Accordingly, the throughput of the wafer bonding process can be further improved.

次に、以上の実施の形態の接合装置４１における下チャック１４１の他の実施の形態について説明する。   Next, another embodiment of the lower chuck 141 in the bonding apparatus 41 of the above embodiment will be described.

図１６及び図１７に示すように下チャック１４１の本体部１９０は、ピン１９１の配置の疎密に基づいて、第１のピン領域２００と第２のピン領域２０１に区画されていてもよい。第１のピン領域２００は、本体部１９０の中心部に円形状に設けられる。第２のピン領域２０１は、第１のピン領域２００の外側において当該第１のピン領域２００と同心円状に環状に設けられる。そして、第１のピン領域２００に設けられたピン１９１の間隔は、第２のピン領域２０１に設けられたピン１９１の間隔よりも小さい。   As shown in FIGS. 16 and 17, the main body 190 of the lower chuck 141 may be partitioned into a first pin region 200 and a second pin region 201 based on the density of the arrangement of the pins 191. The first pin region 200 is provided in a circular shape at the center of the main body 190. The second pin region 201 is provided in an annular shape concentrically with the first pin region 200 outside the first pin region 200. The interval between the pins 191 provided in the first pin region 200 is smaller than the interval between the pins 191 provided in the second pin region 201.

上述したように工程Ｓ１２では、押動部材１８０によって、上ウェハＷＵの中心部と下ウェハＷＬの中心部（第１のピン領域２００）が押圧される。そうすると、この押圧荷重によって、下ウェハＷＬの中心部が鉛直下方に歪むおそれがある。そこで、図１６に示すように第１のピン領域２００におけるピン１９１の間隔を小さくすることで、かかる下ウェハＷＬの中心部の鉛直方向の歪みを抑制することができる。 In second process S12 as described above, by the pressing member 180, the center portion of the center and lower wafer W L of the upper wafer W U (first pin region 200) is pressed. Then, this pressing load, there is a possibility that the central portion of the lower wafer W L is distorted vertically downward. Therefore, by reducing the distance between the pin 191 in first pin region 200 as shown in FIG. 16, it is possible to suppress the distortion of the vertical center portion of such lower wafer W L.

また、図１８に示すように下チャック１４１の本体部１９０は、ピン１９１の配置の疎密に基づいて、第１のピン領域２１０、第２のピン領域２１１、第３のピン領域２１２の３つに区画されていてもよい。第１のピン領域２１０、第２のピン領域２１１、第３のピン領域２１２は、同心円状に中心部から外周部に向けてこの順で配置される。そして、第１のピン領域２１０に設けられたピン１９１の間隔は、第２のピン領域２１１に設けられたピン１９１の間隔よりも小さい。さらに第２のピン領域２１１に設けられたピン１９１の間隔は、第３のピン領域２１２に設けられたピン１９１の間隔よりも小さい。このように中心部から外周部に向けて、ピン１９１の間隔を段階的に大きくすることで、下チャック１４１に支持される下ウェハＷＬの接触面積を滑らかに変動させることができ、下ウェハＷＬの中心部の鉛直方向の歪みを抑制して、下チャック１４１で下ウェハＷＬをより適切に保持することができる。なお、ピン領域の数は本実施の形態に限定されず、任意に設定することができる。区画する数が多い方が、上記効果をより顕著に享受できる。 As shown in FIG. 18, the main body 190 of the lower chuck 141 has three parts, a first pin region 210, a second pin region 211, and a third pin region 212, based on the density of the arrangement of the pins 191. You may be divided into. The first pin region 210, the second pin region 211, and the third pin region 212 are concentrically arranged in this order from the center to the outer periphery. The interval between the pins 191 provided in the first pin region 210 is smaller than the interval between the pins 191 provided in the second pin region 211. Further, the interval between the pins 191 provided in the second pin region 211 is smaller than the interval between the pins 191 provided in the third pin region 212. Thus toward the peripheral portion from the central portion, by increasing the distance between the pin 191 stepwise, it can be varied smoothly contact area under the wafer W L which is supported by the lower chuck 141, the lower wafer to suppress the distortion of the vertical center portion of W L, it can be more appropriately hold the lower wafer W L with the lower chuck 141. Note that the number of pin regions is not limited to this embodiment, and can be arbitrarily set. The one where there are many divisions can enjoy the said effect more notably.

また、図１９に示すように下チャック１４１は、当該下チャック１４１に保持された下ウェハＷＬの温度を調節する温度調節機構２２０を有していてもよい。温度調節機構２２０は、例えば本体部１９０に内蔵される。また、温度調節機構２２０には、例えばヒータが用いられる。かかる場合、温度調節機構２２０によって下ウェハＷＬを所定の温度、例えば常温（２３℃）〜１００℃に加熱することにより、上述した工程Ｓ１３を行う際、ウェハＷＵ、ＷＬ間の空気を消滅させることができる。したがって、重合ウェハＷＴのボイドの発生をより確実に抑制することができる。 Also, the lower chuck 141 as shown in FIG. 19 may have a temperature adjusting mechanism 220 for adjusting the temperature of the lower wafer W L held on the under chuck 141. The temperature adjustment mechanism 220 is built in the main body 190, for example. Further, for example, a heater is used for the temperature adjustment mechanism 220. In such a case, the predetermined temperature lower wafer W L by the temperature regulating mechanism 220, by heating, for example, room temperature (23 ° C.) to 100 ° C., for carrying out process S13 described above, the wafer W U, the air between the W L Can be extinguished. Therefore, it is possible to more reliably suppress the generation of voids overlapped wafer W T.

また、以上の実施の形態の下チャック１４１の複数のピン１９１は、中心部から外周部に向けて、その高さが徐々に低くなるように設けられていたが、その高さの変化はこれに限定されない。以下の説明においては、複数のピン１９１の先端位置が下チャック１４１の径方向外側に向かって低くなる際に、下チャック１４１の径方向距離に対する複数のピン１９１の先端位置の変化を「高さ変化」という。   In addition, the plurality of pins 191 of the lower chuck 141 of the above embodiment are provided so that the height gradually decreases from the central portion toward the outer peripheral portion. It is not limited to. In the following description, when the tip positions of the plurality of pins 191 become lower toward the radially outer side of the lower chuck 141, the change in the tip positions of the plurality of pins 191 relative to the radial distance of the lower chuck 141 is referred to as “height. "Change".

例えば図２０に示すように、下チャック１４１の本体部１９０は、ピン１９１の高さ変化に基づいて、内側領域２３０と外側領域２３１に区画されていてもよい。内側領域２３０は、本体部１９０の中心部に円形状に設けられる。外側領域２３１は、内側領域２３０の外側において当該内側領域２３０と同心円状に環状に設けられる。そして、内側領域２３０に設けられたピン１９１の高さ変化は、外側領域２３１に設けられたピン１９１の高さ変化よりも小さい。   For example, as shown in FIG. 20, the main body 190 of the lower chuck 141 may be partitioned into an inner region 230 and an outer region 231 based on the height change of the pin 191. The inner region 230 is provided in a circular shape at the center of the main body 190. The outer region 231 is provided in an annular shape concentrically with the inner region 230 outside the inner region 230. The change in the height of the pin 191 provided in the inner area 230 is smaller than the change in the height of the pin 191 provided in the outer area 231.

かかる場合、例えば風船が膨らむように、内側領域２３０に保持された下ウェハＷＬに作用する力と、外側領域２３１に保持された下ウェハＷＬに作用する力を同じにできる。すなわち、下ウェハＷＬの面内に作用する力を均一にできる。したがって、下チャック１４１で下ウェハＷＬをより適切に保持することができる。 In this case, for example, as balloon is inflated, the force acting on the lower wafer W L held in the inner region 230, the force acting on the lower wafer W L held in the outer region 231 the same. That is, it is possible to uniformly the forces acting in the plane of the lower wafer W L. Therefore, it is possible to more appropriately hold the lower wafer W L with the lower chuck 141.

以上の実施の形態の下チャック１４１では、下ウェハＷＬの外周部まで真空引きするため、下ウェハＷＬの外周部を支持する環状のリブ１９２を設けていたが、下ウェハＷＬの外周部を真空引きする構成はこれに限定されない。例えば下チャック１４１は、いわゆる静圧シールを用いて、下ウェハＷＬの外周部まで真空引きしてもよい。具体的には、本体部１９０の外周部において、リブ１９２に代えて下ウェハＷＬと非接触のリブ（図）を設けてもよいし、或いはリブ１９２を省略してピン１９１を下ウェハＷＬの外周部まで設けてもよい。そして、第２の真空ポンプ１９７ｂによる吸引圧力を調節して、下ウェハＷＬの外周部まで真空引きする。 In the lower chuck 141 of the above embodiment, in order to evacuate to the outer peripheral portion of the lower wafer W L, had an annular rib 192 which supports the outer periphery of the lower wafer W L, the outer periphery of the lower wafer W L The configuration for evacuating the part is not limited to this. For example the lower chuck 141, using the so-called static pressure seals, may be evacuated to the outer periphery of the lower wafer W L. Specifically, at the outer periphery of the main body portion 190, lower wafer instead of the rib 192 W L and may be provided a non-contact rib (Figure), or a lower wafer W pin 191 is omitted rib 192 You may provide to the outer peripheral part of L. Then, by adjusting the suction pressure of the second vacuum pump 197b, evacuated to the outer periphery of the lower wafer W L.

また、上述した図１６〜図１９に示した下チャック１４１の変形例は、上チャック１４０にも適用することができる。さらに、上チャック１４０はピンチャック方式でなくてもよく、例えば平板状のチャックによる真空チャック方式や、静電チャック方式など、種々の方式を取り得る。   Further, the above-described modified examples of the lower chuck 141 shown in FIGS. 16 to 19 can also be applied to the upper chuck 140. Furthermore, the upper chuck 140 does not have to be a pin chuck method, and various methods such as a vacuum chuck method using a flat plate chuck and an electrostatic chuck method can be employed.

以上の実施の形態の接合装置４１では、上チャック１４０を処理容器１００に固定し、且つ下チャック１４１を水平方向及び鉛直方向に移動させていたが、反対に上チャック１４０を水平方向及び鉛直方向に移動させ、且つ下チャック１４１を処理容器１００に固定してもよい。但し、上チャック１４０を移動させる方が、移動機構が大掛かりになるため、上記実施の形態のように上チャック１４０を処理容器１００に固定する方が好ましい。   In the joining apparatus 41 of the above embodiment, the upper chuck 140 is fixed to the processing container 100 and the lower chuck 141 is moved in the horizontal direction and the vertical direction. On the contrary, the upper chuck 140 is moved in the horizontal direction and the vertical direction. And the lower chuck 141 may be fixed to the processing container 100. However, moving the upper chuck 140 requires a larger moving mechanism, so it is preferable to fix the upper chuck 140 to the processing container 100 as in the above embodiment.

以上の実施の形態の接合システム１において、接合装置４１でウェハＷＵ、ＷＬを接合した後、さらに接合された重合ウェハＷＴを所定の温度で加熱（アニール処理）してもよい。重合ウェハＷＴにかかる加熱処理を行うことで、接合界面をより強固に結合させることができる。 In the bonding system 1 of the above embodiment, after bonding the wafers W U and W L by the bonding apparatus 41, the bonded wafer W T may be further heated (annealed) at a predetermined temperature. By performing the heat treatment according to the overlapped wafer W T, it is possible to more firmly bond the bonding interface.

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
６１ ウェハ搬送装置
７０ 制御部
１４０ 上チャック
１４１ 下チャック
１８０ 押動部材
１９０ 本体部
１９１ ピン
１９２ リブ
１９３ リブ
１９４ａ 第１の吸引領域
１９４ｂ 第２の吸引領域
２００ 第１のピン領域
２０１ 第２のピン領域
２１０ 第１のピン領域
２１１ 第２のピン領域
２１２ 第３のピン領域
２２０ 温度調節機構
２３０ 内側領域
２３１ 外側領域
ＷＵ 上ウェハ
ＷＬ 下ウェハ
ＷＴ 重合ウェハ DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Joining system 2 Carrying in / out station 3 Processing station 30 Surface modification apparatus 40 Surface hydrophilization apparatus 41 Joining apparatus 61 Wafer transfer apparatus 70 Control part 140 Upper chuck 141 Lower chuck 180 Pushing member 190 Main part 191 Pin 192 Rib 193 Rib 194a 1st suction area 194b 2nd suction area 200 1st pin area 201 2nd pin area 210 1st pin area 211 2nd pin area 212 3rd pin area 220 Temperature control mechanism 230 Inner area 231 Outside Area W U Upper wafer W L Lower wafer W T Superposition wafer

Claims (13)

基板同士を接合する接合装置であって、
下面に第１の基板を真空引きして吸着保持する第１の保持部と、
前記第１の保持部の下方に設けられ、上面に第２の基板を真空引きして吸着保持する第２の保持部と、
前記第１の保持部に設けられ、第１の基板の中心部を押圧する押動部材と、を有し、
前記第２の保持部は、
第２の基板を真空引きする本体部と、
前記本体部に設けられ、第２の基板の裏面に接触する複数のピンと、を有し、
前記本体部の中心部に設けられた前記ピンの先端位置は、前記本体部の外周部に設けられた前記ピンの先端位置よりも高いことを特徴とする、接合装置。 A joining device for joining substrates,
A first holding part for evacuating and holding the first substrate on the lower surface;
A second holding unit that is provided below the first holding unit and vacuum-holds and holds the second substrate on the upper surface ;
A pressing member that is provided in the first holding unit and presses the center of the first substrate ;
The second holding part is
A main body for evacuating the second substrate;
A plurality of pins provided on the main body and in contact with the back surface of the second substrate;
The joining device according to claim 1, wherein a tip position of the pin provided at a central portion of the main body is higher than a tip position of the pin provided at an outer peripheral portion of the main body. 前記本体部は同心円状の内側領域と外側領域に区画され、
前記内側領域に設けられた前記複数のピンの先端位置は、径方向外側に向かって低くなり、
前記外側領域に設けられた前記複数のピンの先端位置は、径方向外側に向かって低くなり、
前記内側領域において径方向距離に対する前記複数のピンの先端位置の変化は、前記外側領域において径方向距離に対する前記複数のピンの先端位置の変化よりも小さいことを特徴とする、請求項１に記載の接合装置。 The main body is divided into concentric inner and outer regions,
The tip positions of the plurality of pins provided in the inner region are lowered toward the radially outer side,
The tip positions of the plurality of pins provided in the outer region are lowered toward the radially outer side,
2. The change in the tip positions of the plurality of pins with respect to the radial distance in the inner region is smaller than the change in the tip positions of the plurality of pins with respect to the radial distance in the outer region. Joining equipment. 前記本体部は同心円状に複数のピン領域に区画され、
前記複数のピン領域において、内側のピン領域における前記複数のピンの間隔は、外側のピン領域における前記複数のピンの間隔の間隔より小さいことを特徴とする、請求項１又は２に記載の接合装置。 The main body is concentrically divided into a plurality of pin regions,
3. The joint according to claim 1, wherein, in the plurality of pin regions, an interval between the plurality of pins in an inner pin region is smaller than an interval between the plurality of pins in an outer pin region. 4. apparatus. 前記第２の保持部は、前記本体部において同心円状に環状に設けられ、当該本体部から突起したリブをさらに有し、
前記第２の保持部は、前記リブの内側の吸引領域と前記リブの外側の吸引領域毎に第２の基板の真空引きを設定可能であることを特徴とする、請求項１〜３のいずれか一項に記載の接合装置。 The second holding portion further includes a rib that is concentrically provided in the main body portion and protrudes from the main body portion,
The said 2nd holding | maintenance part can set the vacuum drawing of a 2nd board | substrate for every suction area | region inside the said rib, and the suction area | region outside the said rib, The any one of Claims 1-3 characterized by the above-mentioned. A joining apparatus according to claim 1. 前記第２の保持部は、当該第２の保持部に保持された第２の基板の温度を調節する温度調節機構をさらに有することを特徴とする、請求項１〜４のいずれか一項に記載の接合装置。 The said 2nd holding | maintenance part further has a temperature adjustment mechanism which adjusts the temperature of the 2nd board | substrate hold | maintained at the said 2nd holding | maintenance part, It is any one of Claims 1-4 characterized by the above-mentioned. The joining apparatus as described. 請求項１〜５のいずれか一項に記載の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装置と、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。 It is a joining system provided with the joining device according to any one of claims 1 to 5 ,
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 device for transporting the first substrate, the second substrate, or the polymerized substrate to the surface modification device, the surface hydrophilization device, and the bonding device;
In the joining apparatus, the first substrate and the second substrate whose surfaces are hydrophilized by the surface hydrophilizing device are joined together. 接合装置を用いて基板同士を接合する接合方法であって、
前記接合装置は、
下面に第１の基板を真空引きして吸着保持する第１の保持部と、
前記第１の保持部の下方に設けられ、上面に第２の基板を真空引きして吸着保持する第２の保持部と、
前記第１の保持部に設けられ、第１の基板の中心部を押圧する押動部材と、を有し、
前記第２の保持部は、
第２の基板を真空引きする本体部と、
前記本体部に設けられ、第２の基板の裏面に接触する複数のピンと、を有し、
前記本体部の中心部に設けられた前記ピンの先端位置は、前記本体部の外周部に設けられた前記ピンの先端位置よりも高く、
前記接合方法は、
前記第１の保持部で第１の基板を保持する第１の保持工程と、
前記第２の保持部で第２の基板の中心部を上方に突出させて当該第２の基板を保持する第２の保持工程と、
その後、前記第１の保持部に保持された第１の基板と前記第２の保持部に保持された第２の基板とを対向配置する配置工程と、
その後、前記押動部材を降下させ、当該押動部材によって第１の基板の中心部と第２の基板の中心部を押圧して当接させる押圧工程と、
その後、第１の基板の中心部と第２の基板の中心部が当接した状態で、前記第１の保持部による第１の基板の真空引きを停止し、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接合工程と、を有することを特徴とする、接合方法。 A bonding method for bonding substrates using a bonding apparatus,
The joining device includes:
A first holding part for evacuating and holding the first substrate on the lower surface;
A second holding unit that is provided below the first holding unit and vacuum-holds and holds the second substrate on the upper surface;
A pressing member that is provided in the first holding unit and presses the center of the first substrate;
The second holding part is
A main body for evacuating the second substrate;
A plurality of pins provided on the main body and in contact with the back surface of the second substrate;
The tip position of the pin provided in the central part of the body part is higher than the tip position of the pin provided in the outer peripheral part of the body part,
The joining method is:
A first holding step of holding the first substrate by the first holding unit;
A second holding step of holding the second substrate by causing the center portion of the second substrate to protrude upward with the second holding unit;
Thereafter, an arrangement step of opposingly arranging the first substrate held by the first holding unit and the second substrate held by the second holding unit;
Then, the pressing step of lowering the pressing member and pressing the center portion of the first substrate and the center portion of the second substrate by the pressing member to contact each other,
Thereafter, in a state where the central portion of the first substrate and the central portion of the second substrate are in contact with each other, evacuation of the first substrate by the first holding unit is stopped, and the central portion of the first substrate is stopped. A bonding method comprising: a bonding step of sequentially bonding the first substrate and the second substrate toward the outer peripheral portion. 前記本体部は同心円状の内側領域と外側領域に区画され、
前記内側領域に設けられた前記複数のピンの先端位置は、径方向外側に向かって低くなり、
前記外側領域に設けられた前記複数のピンの先端位置は、径方向外側に向かって低くなり、
前記内側領域において径方向距離に対する前記複数のピンの先端位置の変化は、前記外側領域において径方向距離に対する前記複数のピンの先端位置の変化よりも小さく、
前記第２の保持工程において、前記第２の保持部の表面に沿って第２の基板を保持することを特徴とする、請求項７に記載の接合方法。 The main body is divided into concentric inner and outer regions,
The tip positions of the plurality of pins provided in the inner region are lowered toward the radially outer side,
The tip positions of the plurality of pins provided in the outer region are lowered toward the radially outer side,
The change in the tip position of the plurality of pins with respect to the radial distance in the inner region is smaller than the change in the tip position of the plurality of pins with respect to the radial distance in the outer region,
The bonding method according to claim 7 , wherein in the second holding step, the second substrate is held along the surface of the second holding portion. 前記本体部は同心円状に複数のピン領域に区画され、
前記複数のピン領域において、内側のピン領域における前記複数のピンの間隔は、外側のピン領域における前記複数のピンの間隔の間隔より小さく、
前記押圧工程において、前記押動部材によって第１の基板の中心部と第２の基板の前記内側のピン領域を押圧して当接させることを特徴とする、請求項７又は８に記載の接合方法。 The main body is concentrically divided into a plurality of pin regions,
In the plurality of pin regions, the interval between the plurality of pins in the inner pin region is smaller than the interval between the plurality of pins in the outer pin region,
The bonding according to claim 7 or 8 , wherein, in the pressing step, the central portion of the first substrate and the inner pin region of the second substrate are pressed and brought into contact with each other by the pressing member. Method. 前記第２の保持部は、前記本体部において同心円状に環状に設けられ、当該本体部から突起したリブをさらに有し、
前記第２の保持部は、前記リブの内側の吸引領域と前記リブの外側の吸引領域毎に第２の基板の真空引きを設定可能であり、
前記第２の保持工程において、前記内側の吸引領域で第２の基板を吸着保持した後、前記外側の吸引領域で第２の基板を吸着保持することを特徴とする、請求項７〜９のいずれか一項に記載の接合方法。 The second holding portion further includes a rib that is concentrically provided in the main body portion and protrudes from the main body portion,
The second holding unit can set the evacuation of the second substrate for each suction region inside the rib and each suction region outside the rib,
In the second holding step, after the second substrate at the inside of the suction region and held suction, characterized by sucking and holding the second substrate in said outer suction region of the claims 7-9 The joining method according to any one of the above. 前記接合工程において、前記第２の保持部に設けられた温度調節機構によって第２の基板の温度を調節しながら、第１の基板と第２の基板を接合することを特徴とする、請求項７〜１０のいずれか一項に記載の接合方法。 The bonding step includes bonding the first substrate and the second substrate while adjusting a temperature of the second substrate by a temperature adjusting mechanism provided in the second holding unit. The joining method according to any one of 7 to 10 . 請求項７〜１１のいずれか一項に記載の接合方法を接合装置によって実行させるように、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。 According to be executed by the welding apparatus is bonding method according to any one of claims 7 to 11, a program that runs on the control unit of the computer for controlling the bonding apparatus. 請求項１２に記載の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。
A readable computer storage medium storing the program according to claim 12 .
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