KR102356109B1 - 접합 장치, 접합 시스템, 접합 방법 및 컴퓨터 기억 매체 - Google Patents

접합 장치, 접합 시스템, 접합 방법 및 컴퓨터 기억 매체 Download PDF

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슈헤이 마츠모토
토시후미 이나마스
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도쿄엘렉트론가부시키가이샤
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Abstract

기판끼리를 접합하는 접합 장치는, 하면에 제 1 기판을 진공 배기하여 흡착 유지하는 제 1 유지부와, 당해 제 1 유지부의 하방에 마련되어, 상면에 제 2 기판을 진공 배기하여 흡착 유지하는 제 2 유지부와, 제 1 유지부와 제 2 유지부를 상대적으로 회전시키는 회전 기구와, 제 1 유지부와 상기 제 2 유지부를 상대적으로 수평 방향으로 이동시키는 이동 기구와, 회전 기구에 의해 회전하는 제 1 유지부 또는 제 2 유지부에 마련되어, 당해 제 1 유지부 또는 제 2 유지부의 위치를 측정하는 3 개의 위치 측정부와, 당해 3 개의 위치 측정부에 의한 측정 결과에 기초하여, 회전 기구와 이동 기구를 제어하는 제어부를 가진다.

Description

접합 장치, 접합 시스템, 접합 방법 및 컴퓨터 기억 매체
(관련 출원의 상호 참조)
본원은 2016년 11월 9일에 일본국에 출원된 특허출원 2016-218579호에 기초하여, 우선권을 주장하고, 그 내용을 여기에 원용한다.
본 발명은 기판끼리를 접합하는 접합 장치, 당해 접합 장치를 구비한 접합 시스템, 당해 접합 장치를 이용한 접합 방법 및 컴퓨터 기억 매체에 관한 것이다.
최근, 반도체 디바이스의 고집적화가 진행되고 있다. 고집적화된 복수의 반도체 디바이스를 수평면 내에서 배치하고, 이들 반도체 디바이스를 배선으로 접속하여 제품화하는 경우, 배선 길이가 증대되어, 그에 따라 배선의 저항이 커지는 것, 또한 배선 지연이 커지는 것이 염려된다.
따라서, 반도체 디바이스를 3 차원으로 적층하는 3 차원 집적 기술을 이용하는 것이 제안되고 있다. 이 3 차원 집적 기술에 있어서는, 예를 들면 특허 문헌 1에 기재된 접합 시스템을 이용하여, 2 매의 반도체 웨이퍼(이하, '웨이퍼'라고 함)의 접합이 행해진다. 예를 들면 접합 시스템은, 웨이퍼의 접합되는 표면을 개질하는 표면 개질 장치와, 당해 표면 개질 장치로 개질된 웨이퍼의 표면을 친수화하는 표면 친수화 장치와, 당해 표면 친수화 장치로 표면이 친수화된 웨이퍼끼리를 접합하는 접합 장치를 가지고 있다. 이 접합 시스템에서는, 표면 개질 장치에 있어서 웨이퍼의 표면에 대하여 플라즈마 처리를 행하여 당해 표면을 개질하고, 또한 표면 친수화 장치에 있어서 웨이퍼의 표면에 순수를 공급하여 당해 표면을 친수화한 후, 접합 장치에 있어서 웨이퍼끼리를 반데르발스력 및 수소 결합(분자간력)에 의해 접합한다.
상기 접합 장치에서는, 상 척을 이용하여 하나의 웨이퍼(이하, '상 웨이퍼'라고 함)를 유지하고, 또한 상 척의 하방에 마련된 하 척을 이용하여 다른 웨이퍼(이하, '하 웨이퍼'라고 함)를 유지한 상태로, 당해 상 웨이퍼와 하 웨이퍼를 접합한다. 그리고, 이와 같이 웨이퍼끼리를 접합하기 전에, 이동 기구에 의해 하 척을 수평 방향으로 이동시켜, 상 척에 대한 하 척의 수평 방향 위치의 조절을 행하고, 또한 이동 기구에 의해 하 척을 회전시켜, 하 척의 회전 방향 위치(하 척의 방향)의 조절을 행한다.
일본특허공개공보 2015-018919호
그러나 상술한 특허 문헌 1의 접합 장치에서는, 하 척의 수평 방향 위치를 조절한 후, 하 척의 회전 방향 위치를 조절할 시, 이동 기구의 제어 정밀도에 따라서는, 하 척을 회전시킬 시에 그 회전축이 수평 방향으로 어긋나는 경우가 있다. 그러면, 상 척에 대한 하 척의 수평 방향 위치가 다시 어긋나 버려, 웨이퍼끼리를 접합할 시, 상 웨이퍼와 하 웨이퍼가 어긋나 접합될 우려가 있다. 따라서, 웨이퍼끼리의 접합 처리에 개선의 여지가 있었다.
본 발명은 이러한 점을 감안하여 이루어진 것으로, 제 1 기판을 유지하는 제 1 유지부와 제 2 기판을 유지하는 제 2 유지부의 위치 조절을 적절히 행하여, 기판끼리의 접합 처리를 적절히 행하는 것을 목적으로 한다.
상기 목적을 달성하기 위하여, 본 발명의 일태양은, 기판끼리를 접합하는 접합 장치로서, 하면에 제 1 기판을 진공 배기하여 흡착 유지하는 제 1 유지부와, 상기 제 1 유지부의 하방에 마련되어, 상면에 제 2 기판을 진공 배기하여 흡착 유지하는 제 2 유지부와, 상기 제 1 유지부와 상기 제 2 유지부를 상대적으로 회전시키는 회전 기구와, 상기 제 1 유지부와 상기 제 2 유지부를 상대적으로 수평 방향으로 이동시키는 이동 기구와, 상기 회전 기구에 의해 회전하는 상기 제 1 유지부 또는 상기 제 2 유지부에 마련되어, 상기 제 1 유지부 또는 제 2 유지부의 위치를 측정하는 3 개의 위치 측정부와, 상기 3 개의 위치 측정부에 의한 측정 결과에 기초하여, 상기 회전 기구와 상기 이동 기구를 제어하는 제어부를 가진다.
본 발명의 일태양에 따르면, 3 개의 위치 측정부를 이용하여 제 1 유지부 또는 제 2 유지부의 위치를 측정하므로, 이들 측정 결과로부터, 제 1 유지부와 제 2 유지부의 회전 방향 편심량(이탈량), X 방향 편심량, Y 방향 편심량을 각각 산출하고, 또한 제 1 유지부 또는 제 2 유지부의 회전 방향, X 방향, Y 방향의 보정량을 산출할 수 있다. 그리고, 산출 결과에 기초하여, 회전 기구와 이동 기구를 제어함으로써, 제 1 유지부와 제 2 유지부의 상대적인 위치를 적절히 조절할 수 있다. 따라서, 위치 조절 후, 제 1 유지부에 유지된 제 1 기판과 제 2 유지부에 유지된 제 2 기판과의 접합 처리를 적절히 행할 수 있다.
다른 관점에 따른 본 발명의 일태양은, 상기 접합 장치를 구비한 접합 시스템으로서, 상기 접합 장치를 구비한 처리 스테이션과, 제 1 기판, 제 2 기판 또는 제 1 기판과 제 2 기판이 접합된 중합 기판을 각각 복수 보유 가능하며, 또한 상기 처리 스테이션에 대하여 제 1 기판, 제 2 기판 또는 중합 기판을 반입반출하는 반입반출 스테이션을 구비하고 있다. 그리고 상기 처리 스테이션은, 제 1 기판 또는 제 2 기판의 접합되는 표면을 개질하는 표면 개질 장치와, 상기 표면 개질 장치로 개질된 제 1 기판 또는 제 2 기판의 표면을 친수화하는 표면 친수화 장치와, 상기 표면 개질 장치, 상기 표면 친수화 장치 및 상기 접합 장치에 대하여, 제 1 기판, 제 2 기판 또는 중합 기판을 반송하기 위한 반송 장치를 가지고, 상기 접합 장치에서는, 상기 표면 친수화 장치로 표면이 친수화된 제 1 기판과 제 2 기판을 접합한다.
또 다른 관점에 따른 본 발명의 일태양은, 접합 장치를 이용하여 기판끼리를 접합하는 접합 방법으로서, 상기 접합 장치는, 하면에 제 1 기판을 진공 배기하여 흡착 유지하는 제 1 유지부와, 상기 제 1 유지부의 하방에 마련되어, 상면에 제 2 기판을 진공 배기하여 흡착 유지하는 제 2 유지부와, 상기 제 1 유지부와 상기 제 2 유지부를 상대적으로 회전시키는 회전 기구와, 상기 제 1 유지부와 상기 제 2 유지부를 상대적으로 수평 방향으로 이동시키는 이동 기구와, 상기 회전 기구에 의해 회전하는 상기 제 1 유지부 또는 상기 제 2 유지부에 마련되어, 상기 제 1 유지부 또는 제 2 유지부의 위치를 측정하는 3 개의 위치 측정부를 가지고 있다. 그리고 상기 접합 방법은, 상기 3 개의 위치 측정부를 이용하여, 상기 제 1 유지부 또는 상기 제 2 유지부의 위치를 측정하는 측정 공정과, 상기 측정 공정에 있어서의 측정 결과에 기초하여, 상기 회전 기구와 상기 이동 기구를 제어하여, 상기 제 1 유지부와 상기 제 2 유지부의 상대적인 위치를 조절하는 위치 조절 공정을 가진다.
또 다른 관점에 따른 본 발명의 일태양은, 상기 접합 방법을 접합 장치에 의해 실행시키도록, 상기 접합 장치를 제어하는 제어부의 컴퓨터 상에서 동작하는 프로그램을 저장한 판독 가능한 컴퓨터 기억 매체이다.
본 발명에 따르면, 제 1 기판을 유지하는 제 1 유지부와 제 2 기판을 유지하는 제 2 유지부의 위치 조절을 적절히 행하여, 기판끼리의 접합 처리를 적절히 행할 수 있다.
도 1은 본 실시의 형태에 따른 접합 시스템의 구성의 개략을 나타내는 평면도이다.
도 2는 본 실시의 형태에 따른 접합 시스템의 내부 구성의 개략을 나타내는 측면도이다.
도 3은 상 웨이퍼와 하 웨이퍼의 구성의 개략을 나타내는 측면도이다.
도 4는 접합 장치의 구성의 개략을 나타내는 횡단면도이다.
도 5는 접합 장치의 구성의 개략을 나타내는 종단면도이다.
도 6은 상 척, 상 척 회전부 및 하 척의 구성의 개략을 나타내는 종단면도이다.
도 7은 상 척 회전부의 구성의 개략을 나타내는 평면도이다.
도 8은 하 척에 대한 상 척의 편심량을 산출할 시의 각 치수를 나타내는 설명도이다.
도 9는 웨이퍼 접합 처리의 주요 공정을 나타내는 순서도이다.
도 10은 상 웨이퍼의 중심부와 하 웨이퍼의 중심부를 눌러 접촉시키는 모습을 나타내는 설명도이다.
이하, 첨부 도면을 참조하여, 본 발명의 실시의 형태에 대하여 설명한다. 또한, 이하에 나타내는 실시의 형태에 의해 이 발명이 한정되는 것은 아니다.
<1. 접합 시스템의 구성>
먼저, 본 실시의 형태에 따른 접합 시스템의 구성에 대하여 설명한다. 도 1은 접합 시스템(1)의 구성의 개략을 나타내는 평면도이다. 도 2는 접합 시스템(1)의 내부 구성의 개략을 나타내는 측면도이다.
접합 시스템(1)에서는, 도 3에 나타내는 바와 같이 예를 들면 2 매의 기판으로서의 웨이퍼(WU, WL)를 접합한다. 이하, 상측에 배치되는 웨이퍼를 제 1 기판으로서의 '상 웨이퍼(WU)'라 하고, 하측에 배치되는 웨이퍼를 제 2 기판으로서의 '하 웨이퍼(WL)'라고 한다. 또한, 상 웨이퍼(WU)가 접합되는 접합면을 '표면(WU1)'이라 하고, 당해 표면(WU1)과 반대측의 면을 '이면(WU2)'이라고 한다. 마찬가지로, 하 웨이퍼(WL)가 접합되는 접합면을 '표면(WL1)'이라 하고, 당해 표면(WL1)과 반대측의 면을 '이면(WL2)'이라고 한다. 그리고, 접합 시스템(1)에서는, 상 웨이퍼(WU)와 하 웨이퍼(WL)를 접합하여, 중합 기판으로서의 중합 웨이퍼(WT)를 형성한다.
접합 시스템(1)은, 도 1에 나타내는 바와 같이 예를 들면 외부와의 사이에서 복수의 웨이퍼(WU, WL), 복수의 중합 웨이퍼(WT)를 각각 수용 가능한 카세트(CU, CL, CT)가 반입반출되는 반입반출 스테이션(2)과, 웨이퍼(WU, WL), 중합 웨이퍼(WT)에 대하여 정해진 처리를 실시하는 각종 처리 장치를 구비한 처리 스테이션(3)을 일체로 접속한 구성을 가지고 있다.
반입반출 스테이션(2)에는 카세트 배치대(10)가 마련되어 있다. 카세트 배치대(10)에는 복수, 예를 들면 4 개의 카세트 배치판(11)이 마련되어 있다. 카세트 배치판(11)은 수평 방향의 X 방향(도 1 중의 상하 방향)으로 일렬로 배열되어 배치되어 있다. 이들 카세트 배치판(11)에는, 접합 시스템(1)의 외부에 대하여 카세트(CU, CL, CT)를 반입반출할 시, 카세트(CU, CL, CT)를 배치할 수 있다. 이와 같이, 반입반출 스테이션(2)은, 복수의 상 웨이퍼(WU), 복수의 하 웨이퍼(WL), 복수의 중합 웨이퍼(WT)를 보유 가능하게 구성되어 있다. 또한, 카세트 배치판(11)의 개수는 본 실시의 형태에 한정되지 않고, 임의로 설정할 수 있다. 또한, 카세트의 하나를 이상 웨이퍼의 회수용으로서 이용해도 된다. 즉, 각종 요인으로 상 웨이퍼(WU)와 하 웨이퍼(WL)와의 접합에 이상이 발생한 웨이퍼를 어느 카세트에 개별로 수용하여, 다른 정상인 중합 웨이퍼(WT)와 분리될 수 있도록 해도 된다. 본 실시의 형태에 있어서는, 복수의 카세트(CT) 중, 하나의 카세트(CT)를 이상 웨이퍼의 회수용으로서 이용하고, 다른 카세트(CT)를 정상인 중합 웨이퍼(WT)의 수용용으로서 이용하고 있다.
반입반출 스테이션(2)에는 카세트 배치대(10)에 인접하여 웨이퍼 반송부(20)가 마련되어 있다. 웨이퍼 반송부(20)에는 X 방향으로 연신하는 반송로(21) 상을 이동 가능한 웨이퍼 반송 장치(22)가 마련되어 있다. 웨이퍼 반송 장치(22)는 연직 방향 및 연직축 둘레(θ 방향)로도 이동 가능하며, 각 카세트 배치판(11) 상의 카세트(CU, CL, CT)와, 후술하는 처리 스테이션(3)의 제 3 처리 블록(G3)의 트랜지션 장치(50, 51)와의 사이에서 웨이퍼(WU, WL), 중합 웨이퍼(WT)를 반송할 수 있다.
처리 스테이션(3)에는 각종 장치를 구비한 복수 예를 들면 3 개의 처리 블록(G1, G2, G3)이 마련되어 있다. 예를 들면 처리 스테이션(3)의 정면측(도 1의 X 방향 부방향측)에는 제 1 처리 블록(G1)이 마련되고, 처리 스테이션(3)의 배면측(도 1의 X 방향 정방향측)에는 제 2 처리 블록(G2)이 마련되어 있다. 또한, 처리 스테이션(3)의 반입반출 스테이션(2)측(도 1의 Y 방향 부방향측)에는 제 3 처리 블록(G3)이 마련되어 있다.
예를 들면 제 1 처리 블록(G1)에는, 웨이퍼(WU, WL)의 표면(WU1, WL1)을 개질하는 표면 개질 장치(30)가 배치되어 있다. 표면 개질 장치(30)에서는, 예를 들면 감압 분위기 하에 있어서, 처리 가스인 산소 가스 또는 질소 가스가 여기되어 플라즈마화 되고, 이온화된다. 이 산소 이온 또는 질소 이온이 웨이퍼(WU, WL)의 표면(WU1, WL1)에 조사되어, 표면(WU1, WL1)이 플라즈마 처리되고, 개질된다.
예를 들면 제 2 처리 블록(G2)에는, 예를 들면 순수에 의해 웨이퍼(WU, WL)의 표면(WU1, WL1)을 친수화하고 또한 당해 표면(WU1, WL1)을 세정하는 표면 친수화 장치(40), 웨이퍼(WU, WL)를 접합하는 접합 장치(41)가, 반입반출 스테이션(2)측으로부터 이 순으로 수평 방향인 Y 방향으로 배열되어 배치되어 있다. 또한, 접합 장치(41)의 구성에 대해서는 후술한다.
표면 친수화 장치(40)에서는, 예를 들면 스핀 척에 유지된 웨이퍼(WU, WL)를 회전시키면서, 당해 웨이퍼(WU, WL) 상에 순수를 공급한다. 그러면, 공급된 순수는 웨이퍼(WU, WL)의 표면(WU1, WL1) 상에 확산되어, 표면(WU1, WL1)이 친수화된다.
예를 들면 제 3 처리 블록(G3)에는, 도 2에 나타내는 바와 같이 웨이퍼(WU, WL), 중합 웨이퍼(WT)의 트랜지션 장치(50, 51)가 아래로부터 차례로 2 단으로 마련되어 있다.
도 1에 나타내는 바와 같이 제 1 처리 블록(G1) ~ 제 3 처리 블록(G3)으로 둘러싸인 영역에는, 웨이퍼 반송 영역(60)이 형성되어 있다. 웨이퍼 반송 영역(60)에는 예를 들면 웨이퍼 반송 장치(61)가 배치되어 있다.
웨이퍼 반송 장치(61)는 예를 들면 연직 방향, 수평 방향(Y 방향, X 방향) 및 연직축 둘레로 이동 가능한 반송 암(61a)을 가지고 있다. 웨이퍼 반송 장치(61)는 웨이퍼 반송 영역(60) 내를 이동하여, 주위의 제 1 처리 블록(G1), 제 2 처리 블록(G2) 및 제 3 처리 블록(G3) 내의 정해진 장치로 웨이퍼(WU, WL), 중합 웨이퍼(WT)를 반송할 수 있다.
이상의 접합 시스템(1)에는, 도 1에 나타내는 바와 같이 제어부(70)가 마련되어 있다. 제어부(70)는 예를 들면 컴퓨터이며, 프로그램 저장부(도시하지 않음)를 가지고 있다. 프로그램 저장부에는, 접합 시스템(1)에 있어서의 웨이퍼(WU, WL), 중합 웨이퍼(WT)의 처리를 제어하는 프로그램이 저장되어 있다. 또한 프로그램 저장부에는, 상술한 각종 처리 장치 또는 반송 장치 등의 구동계의 동작을 제어하여, 접합 시스템(1)에 있어서의 후술하는 웨이퍼 접합 처리를 실현시키기 위한 프로그램도 저장되어 있다. 또한 상기 프로그램은, 예를 들면 컴퓨터 판독 가능한 하드 디스크(HD), 플렉시블 디스크(FD), 콤팩트 디스크(CD), 마그넷 옵티컬 디스크(MO), 메모리 카드 등의 컴퓨터에 판독 가능한 기억 매체(H)에 기록되어 있던 것으로, 그 기억 매체(H)로부터 제어부(70)에 인스톨된 것이어도 된다.
<2. 접합 장치의 구성>
이어서, 상술한 접합 장치(41)의 구성에 대하여 설명한다.
<2-1. 접합 장치의 전체 구성>
접합 장치(41)는, 도 4에 나타내는 바와 같이 내부를 밀폐 가능한 처리 용기(100)를 가지고 있다. 처리 용기(100)의 웨이퍼 반송 영역(60)측의 측면에는 웨이퍼(WU, WL), 중합 웨이퍼(WT)의 반입반출구(101)가 형성되고, 당해 반입반출구(101)에는 개폐 셔터(102)가 마련되어 있다.
처리 용기(100)의 내부는 내벽(103)에 의해, 반송 영역(T1)과 처리 영역(T2)으로 구획되어 있다. 상술한 반입반출구(101)는 반송 영역(T1)에 있어서의 처리 용기(100)의 측면에 형성되어 있다. 또한, 내벽(103)에도 웨이퍼(WU, WL), 중합 웨이퍼(WT)의 반입반출구(104)가 형성되어 있다.
반송 영역(T1)의 Y 방향 정방향측에는, 웨이퍼(WU, WL), 중합 웨이퍼(WT)를 일시적으로 배치하기 위한 트랜지션(110)이 마련되어 있다. 트랜지션(110)은 예를 들면 2 단으로 형성되고, 웨이퍼(WU, WL), 중합 웨이퍼(WT) 중 어느 2 개를 동시에 배치할 수 있다.
반송 영역(T1)에는 웨이퍼 반송 기구(111)가 마련되어 있다. 웨이퍼 반송 기구(111)는 도 4 및 도 5에 나타내는 바와 같이 예를 들면 연직 방향, 수평 방향(X 방향, Y 방향) 및 연직축 둘레로 이동 가능한 반송 암(111a)을 가지고 있다. 그리고, 웨이퍼 반송 기구(111)는 반송 영역(T1) 내, 또는 반송 영역(T1)과 처리 영역(T2)과의 사이에서 웨이퍼(WU, WL), 중합 웨이퍼(WT)를 반송할 수 있다.
반송 영역(T1)의 Y 방향 부방향측에는 웨이퍼(WU, WL)의 수평 방향의 방향을 조절하는 위치 조절 기구(120)가 마련되어 있다. 위치 조절 기구(120)는 웨이퍼(WU, WL)를 유지하여 회전시키는 유지부(도시하지 않음)를 구비한 기대(121)와, 웨이퍼(WU, WL)의 노치부의 위치를 검출하는 검출부(122)를 가지고 있다. 그리고, 위치 조절 기구(120)에서는 기대(121)에 유지된 웨이퍼(WU, WL)를 회전시키면서 검출부(122)에서 웨이퍼(WU, WL)의 노치부의 위치를 검출함으로써, 당해 노치부의 위치를 조절하여 웨이퍼(WU, WL)의 수평 방향의 방향을 조절하고 있다. 또한, 기대(121)에 있어서 웨이퍼(WU, WL)를 유지하는 구조는 특별히 한정되는 것이 아니며, 예를 들면 핀 척 구조 또는 스핀 척 구조 등 다양한 구조가 이용된다.
또한, 반송 영역(T1)에는 상 웨이퍼(WU)의 표리면을 반전시키는 반전 기구(130)가 마련되어 있다. 반전 기구(130)는 상 웨이퍼(WU)를 유지하는 유지 암(131)을 가지고 있다. 유지 암(131)은 수평 방향(X 방향)으로 연신하고 있다. 또한 유지 암(131)에는, 상 웨이퍼(WU)를 유지하는 유지 부재(132)가 예를 들면 4 개소에 마련되어 있다.
유지 암(131)은, 예를 들면 모터 등을 구비한 구동부(133)에 지지되어 있다. 이 구동부(133)에 의해, 유지 암(131)은 수평축 둘레로 회동 가능하다. 또한 유지 암(131)은, 구동부(133)를 중심으로 회동 가능하며 또한, 수평 방향(X 방향)으로 이동 가능하다. 구동부(133)의 하방에는, 예를 들면 모터 등을 구비한 다른 구동부(도시하지 않음)가 마련되어 있다. 이 다른 구동부에 의해, 구동부(133)는 연직 방향으로 연신하는 지지 기둥(134)을 따라 연직 방향으로 이동할 수 있다. 이와 같이 구동부(133)에 의해, 유지 부재(132)에 유지된 상 웨이퍼(WU)는, 수평축 둘레로 회동할 수 있고 또한 연직 방향 및 수평 방향으로 이동할 수 있다. 또한, 유지 부재(132)에 유지된 상 웨이퍼(WU)는, 구동부(133)를 중심으로 회동하여, 위치 조절 기구(120)로부터 후술하는 상 척(140)과의 사이를 이동할 수 있다.
처리 영역(T2)에는, 상 웨이퍼(WU)를 하면에서 흡착 유지하는 제 1 유지부로서의 상 척(140)과, 하 웨이퍼(WL)를 상면에서 배치하여 흡착 유지하는 제 2 유지부로서의 하 척(141)이 마련되어 있다. 하 척(141)은 상 척(140)의 하방에 마련되고, 상 척(140)과 대향 배치 가능하게 구성되어 있다. 즉, 상 척(140)에 유지된 상 웨이퍼(WU)와 하 척(141)에 유지된 하 웨이퍼(WL)는 대향하여 배치 가능하게 되어 있다.
상 척(140)은 당해 상 척(140)의 상방에 마련된 상 척 회전부(150)에 유지되어 있다. 상 척 회전부(150)는, 후술하는 바와 같이 상 척(140)을 연직축 둘레로 회전시키도록 구성되어 있다. 또한, 상 척 회전부(150)는 처리 용기(100)의 천장면에 마련되어 있다.
상 척 회전부(150)에는, 하 척(141)에 유지된 하 웨이퍼(WL)의 표면(WL1)을 촬상하는 상부 촬상부(151)가 마련되어 있다. 즉, 상부 촬상부(151)는 상 척(140)에 인접하여 마련되어 있다. 상부 촬상부(151)에는 예를 들면 CCD 카메라가 이용된다.
하 척(141)은 당해 하 척(141)의 하방에 마련된 하 척 스테이지(160)에 지지되어 있다. 하 척 스테이지(160)에는, 상 척(140)에 유지된 상 웨이퍼(WU)의 표면(WU1)을 촬상하는 하부 촬상부(161)가 마련되어 있다. 즉, 하부 촬상부(161)는 하 척(141)에 인접하여 마련되어 있다. 하부 촬상부(161)에는 예를 들면 CCD 카메라가 이용된다.
하 척 스테이지(160)는 당해 하 척 스테이지(160)의 하방에 마련된 제 1 하 척 이동부(162)에 지지되고, 또한 제 1 하 척 이동부(162)는 지지대(163)에 지지되어 있다. 제 1 하 척 이동부(162)는, 후술하는 바와 같이 하 척(141)을 수평 방향(X 방향)으로 이동시키도록 구성되어 있다. 또한, 제 1 하 척 이동부(162)는 하 척(141)을 연직 방향으로 이동 가능하게 구성되어 있다.
지지대(163)는, 당해 지지대(163)의 하면측에 마련되고 수평 방향(X 방향)으로 연신하는 한 쌍의 레일(164, 164)에 장착되어 있다. 그리고, 지지대(163)는 제 1 하 척 이동부(162)에 의해 레일(164)을 따라 이동 가능하게 구성되어 있다. 또한 제 1 하 척 이동부(162)는, 예를 들면 레일(164)을 따라 마련된 리니어 모터(도시하지 않음)에 의해 이동한다.
한 쌍의 레일(164, 164)은 제 2 하 척 이동부(165)에 배치되어 있다. 제 2 하 척 이동부(165)는, 당해 제 2 하 척 이동부(165)의 하면측에 마련되고 수평 방향(Y 방향)으로 연신하는 한 쌍의 레일(166, 166)에 장착되어 있다. 그리고, 제 2 하 척 이동부(165)는 레일(166)을 따라 이동 가능하게 구성되고, 즉 하 척(141)을 수평 방향(Y 방향)으로 이동시키도록 구성되어 있다. 제 2 하 척 이동부(165)는, 예를 들면 레일(166)을 따라 마련된 리니어 모터(도시하지 않음)에 의해 이동한다. 한 쌍의 레일(166, 166)은 처리 용기(100)의 저면에 마련된 배치대(167) 상에 배치되어 있다.
또한 본 실시의 형태에 있어서는, 제 1 하 척 이동부(162)와 제 2 하 척 이동부(165)가 본 발명의 이동 기구를 구성하고 있다.
<2-2. 상 척과 상 척 회전부의 구성>
이어서, 접합 장치(41)의 상 척(140)과 상 척 회전부(150)의 상세한 구성에 대하여 설명한다.
상 척(140)에는, 도 6에 나타내는 바와 같이 핀 척 방식이 채용되어 있다. 상 척(140)은, 평면에서 봤을 때 상 웨이퍼(WU)의 직경 이상의 직경을 가지는 본체부(170)를 가지고 있다. 본체부(170)의 하면에는, 상 웨이퍼(WU)의 이면(WU2)에 접촉하는 복수의 핀(171)이 마련되어 있다. 또한, 본체부(170)의 하면의 외주부에는, 핀(171)과 동일한 높이를 가지며, 상 웨이퍼(WU)의 이면(WU2)의 외주부를 지지하는 외측 리브(172)가 마련되어 있다. 외측 리브(172)는 복수의 핀(171)의 외측에 환상으로 마련되어 있다.
또한, 본체부(170)의 하면에는 외측 리브(172)의 내측에 있어서, 핀(171)과 동일한 높이를 가지며, 상 웨이퍼(WU)의 이면(WU2)을 지지하는 내측 리브(173)가 마련되어 있다. 내측 리브(173)는 외측 리브(172)와 동심원 형상으로 환상으로 마련되어 있다. 그리고, 외측 리브(172)의 내측의 영역(174)(이하, 흡인 영역(174)이라고 하는 경우가 있음)은 내측 리브(173)의 내측의 제 1 흡인 영역(174a)과, 내측 리브(173)의 외측의 제 2 흡인 영역(174b)으로 구획되어 있다.
본체부(170)의 하면에는 제 1 흡인 영역(174a)에 있어서, 상 웨이퍼(WU)를 진공 배기하기 위한 제 1 흡인구(175a)가 형성되어 있다. 제 1 흡인구(175a)는, 예를 들면 제 1 흡인 영역(174a)에 있어서 4 개소에 형성되어 있다. 제 1 흡인구(175a)에는, 본체부(170)의 내부에 마련된 제 1 흡인관(176a)이 접속되어 있다. 또한 제 1 흡인관(176a)에는, 제 1 진공 펌프(177a)가 접속되어 있다.
또한, 본체부(170)의 하면에는 제 2 흡인 영역(174b)에 있어서, 상 웨이퍼(WU)를 진공 배기하기 위한 제 2 흡인구(175b)가 형성되어 있다. 제 2 흡인구(175b)는 예를 들면 제 2 흡인 영역(174b)에 있어서 2 개소에 형성되어 있다. 제 2 흡인구(175b)에는, 본체부(170)의 내부에 마련된 제 2 흡인관(176b)이 접속되어 있다. 또한 제 2 흡인관(176b)에는, 제 2 진공 펌프(177b)가 접속되어 있다.
그리고, 상 웨이퍼(WU), 본체부(170) 및 외측 리브(172)로 둘러싸여 형성된 흡인 영역(174a, 174b)을 각각 흡인구(175a, 175b)로부터 진공 배기하여, 흡인 영역(174a, 174b)을 감압한다. 이 때, 흡인 영역(174a, 174b)의 외부의 분위기가 대기압이기 때문에, 상 웨이퍼(WU)는 감압된 분만큼 대기압에 의해 흡인 영역(174a, 174b)측으로 눌려, 상 척(140)에 상 웨이퍼(WU)가 흡착 유지된다. 또한, 상 척(140)은 제 1 흡인 영역(174a)과 제 2 흡인 영역(174b)마다 상 웨이퍼(WU)를 진공 배기 가능하게 구성되어 있다.
이러한 경우, 외측 리브(172)가 상 웨이퍼(WU)의 이면(WU2)의 외주부를 지지하므로, 상 웨이퍼(WU)는 그 외주부까지 적절히 진공 배기된다. 이 때문에, 상 척(140)에 상 웨이퍼(WU)의 전면이 흡착 유지되고, 당해 상 웨이퍼(WU)의 평면도를 작게 하여, 상 웨이퍼(WU)를 평탄하게 할 수 있다.
또한, 복수의 핀(171)의 높이가 균일하므로, 상 척(140)의 하면의 평면도를 더 작게 할 수 있다. 이와 같이 상 척(140)의 하면을 평탄하게 하여(하면의 평면도를 작게 하여), 상 척(140)에 유지된 상 웨이퍼(WU)의 연직 방향의 변형을 억제할 수 있다.
또한, 상 웨이퍼(WU)의 이면(WU2)은 복수의 핀(171)에 지지되어 있으므로, 상 척(140)에 의한 상 웨이퍼(WU)의 진공 배기를 해제할 시, 당해 상 웨이퍼(WU)가 상 척(140)으로부터 떨어지기 쉬워진다.
상 척(140)에 있어서, 본체부(170)의 중심부에는, 당해 본체부(170)를 두께 방향으로 관통하는 관통홀(178)이 형성되어 있다. 이 본체부(170)의 중심부는 상 척(140)에 흡착 유지되는 상 웨이퍼(WU)의 중심부에 대응하고 있다. 그리고 관통홀(178)에는, 후술하는 압동(押動) 부재(190)에 있어서의 액츄에이터부(191)의 선단부가 삽입 관통하도록 되어 있다.
상 척 회전부(150)는, 도 6 및 도 7에 나타내는 바와 같이 상 척(140)의 본체부(170)의 상면에 마련되고 당해 상 척(140)을 유지하는 상 척 스테이지(180)를 구비하고 있다. 상 척 스테이지(180)는 상면이 개구되어, 중공의 원통 형상을 가지며, 또한 평면에서 봤을 때 본체부(170)와 대략 동일 형상을 가지고 있다. 상 척 스테이지(180)의 외주면에는, 당해 상 척 스테이지(180)를 지지하고 처리 용기(100)의 천장면에 장착되는 지지 부재(181)가 마련되어 있다. 상 척 스테이지(180)의 외측면과 지지 부재(181)의 내주면에는 약간의 간극이 형성되어 있다.
상 척 스테이지(180)의 내부로서 저면에는, 상 웨이퍼(WU)의 중심부를 누르는 압동 부재(190)가 더 마련되어 있다. 압동 부재(190)는 액츄에이터부(191)와 실린더부(192)를 가지고 있다.
액츄에이터부(191)는 전공(電空) 레귤레이터(도시하지 않음)로부터 공급되는 공기에 의해 일정 방향으로 일정한 압력을 발생시키는 것으로, 압력의 작용점의 위치에 관계없이 당해 압력을 일정하게 발생시킬 수 있다. 그리고, 전공 레귤레이터로부터의 공기에 의해, 액츄에이터부(191)는 상 웨이퍼(WU)의 중심부와 접촉하여 당해 상 웨이퍼(WU)의 중심부에 걸리는 누름 하중을 제어할 수 있다. 또한, 액츄에이터부(191)의 선단부는, 전공 레귤레이터로부터의 공기에 의해, 관통홀(178)을 삽입 관통하여 연직 방향으로 승강 가능하게 되어 있다.
액츄에이터부(191)는 실린더부(192)에 지지되어 있다. 실린더부(192)는 예를 들면 모터를 내장한 구동부에 의해 액츄에이터부(191)를 연직 방향으로 이동시킬 수 있다.
이상과 같이 압동 부재(190)는 액츄에이터부(191)에 의해 누름 하중의 제어를 하고, 실린더부(192)에 의해 액츄에이터부(191)의 이동의 제어를 하고 있다. 그리고, 압동 부재(190)는 후술하는 웨이퍼(WU, WL)의 접합 시에, 상 웨이퍼(WU)의 중심부와 하 웨이퍼(WL)의 중심부를 접촉시켜 누를 수 있다.
지지 부재(181)에는, 도 7에 나타내는 바와 같이 상 척 스테이지(180)(및 상 척(140))를 회전시키는 회전 기구(200)가 마련되어 있다. 회전 기구(200)는 상 척 스테이지(180)의 외주면에 접촉하고, 예를 들면 모터 등을 내장한 구동부에 의해 상 척 스테이지(180)를 회전시킬 수 있다.
또한, 지지 부재(181)에는 상 척 스테이지(180)를 고정하는 고정부(210)가 마련되어 있다. 고정부(210)는 상 척 스테이지(180)의 외주면에 있어서 등간격으로 4 개소에 마련되어 있다. 각 고정부(210)는 상 척 스테이지(180)의 외주면을 향해 에어를 불고, 이에 의해 상 척 스테이지(180)를 센터링하며, 또한 당해 상 척 스테이지(180)를 고정한다.
또한, 지지 부재(181)에는 상 척 스테이지(180)의 위치, 즉 상 척(140)의 위치를 측정하는, 위치 측정부로서의 리니어 스케일(221 ~ 223)이 마련되어 있다. 리니어 스케일(221 ~ 223)은, 각각 상 척 스테이지(180)의 외주면에 마련된 스케일(221a ~ 223a)과, 스케일을 판독하는 검출 헤드(221b ~ 223b)를 가지고 있다. 또한, 리니어 스케일(221 ~ 223)에 의한 상 척(140)의 위치 측정 방법에는, 공지의 방법이 이용된다.
3 개의 리니어 스케일(221 ~ 223) 중, 제 1 리니어 스케일(221)은, 상 척 스테이지(180)의 중심선 상에 있어서 회전 기구(200)에 대향하여 마련되어 있다. 또한, 제 2 리니어 스케일(222)과 제 3 리니어 스케일(223)은, 각각 제 1 리니어 스케일(221)과의 이루는 중심각이 90 도가 되는 위치에 마련되고, 상 척 스테이지(180)의 중심선 상에 있어서 서로 대향하여 마련되어 있다. 즉, 제 1 리니어 스케일(221)과 제 2 리니어 스케일(222)의 간격과, 제 1 리니어 스케일(221)과 제 3 리니어 스케일(223)의 간격은 동일하다.
또한, 본 실시의 형태에서는 위치 측정부로서 리니어 스케일을 이용했지만, 상 척(140)의 위치를 측정하는 것이면, 이에 한정되지 않는다. 예를 들면 위치 측정부로서, 변위계를 이용해도 된다.
<2-3. 상 척의 위치 조절>
제 1 리니어 스케일(221)은 서보 앰프(도시하지 않음)에 접속되고, 또한 서보 앰프는 제어부(70)에 접속되어 있다. 즉, 제 1 리니어 스케일(221)은 서보 제어(풀 클로즈 제어)에 이용되고, 당해 제 1 리니어 스케일(221)의 측정 결과는, 후술하는 바와 같이 상 척(140)의 연직축 둘레의 회전 방향(θ 방향)의 위치를 조절하기 위하여 이용된다.
또한, 제 2 리니어 스케일(222)과 제 3 리니어 스케일(223)은 각각 제어부(70)에 접속되어 있다. 3 개의 리니어 스케일(221 ~ 223)의 측정 결과는, 후술하는 바와 같이 상 척(140)의 수평 방향(X 방향 및 Y 방향)의 위치를 조절하기 위하여 이용되며 또한, 경우에 따라서는 상 척(140)의 회전 방향(θ 방향)의 위치를 조절하기 위하여 이용된다. 구체적으로, 이들 상 척(140)의 위치를 조절하기 위하여, 3 개의 리니어 스케일(221 ~ 223)의 측정 결과로부터, 하 척(141)에 대한 상 척(140)의 편심량(이탈량)을 산출한다.
여기서, 상술한 상 척(140)의 편심량의 산출 방법에 대하여 설명한다. 도 8은 상 척(140)의 편심량을 산출할 시의 각 치수를 나타내는 설명도이다. 도 8 중, 부호(140a)는 편심하고 있지 않은, 즉 올바른 위치의 상 척(140)의 중심점이며, 140b는 편심한 상 척(140)의 중심점을 나타내고 있다. 3 개의 리니어 스케일(221 ~ 223)의 측정 결과(L1 ~ L3)는 각각 하기 식 (1) ~ (3)으로 나타내진다. 또한, 리니어 스케일(221 ~ 223)의 측정 결과(L1 ~ L3)는 시계 방향으로 카운트업한 엔코더값(절대값)이다.
L1 = y + Rθ ··· (1)
L2 = -x + Rθ ··· (2)
L3 = x + Rθ ··· (3)
단,
L1 : 제 1 리니어 스케일(221)의 엔코더값
L2 : 제 2 리니어 스케일(222)의 엔코더값
L3 : 제 3 리니어 스케일(223)의 엔코더값
x : 하 척(141)에 대한 상 척(140)의 X 방향 편심량
y : 하 척(141)에 대한 상 척(140)의 Y 방향 편심량
θ : 하 척(141)에 대한 상 척(140)의 회전 방향 편심량(회전량)
R : 상 척(140)의 반경
상기 (1) ~ (3)을 각각 x, y, θ에 대하여 정리하면, 하기 식 (4) ~ (6)이 도출된다.
x = (L3 - L2) / 2 ··· (4)
y = L1 - (L3 + L2) / 2 ··· (5)
θ = (L3 + L2) / 2R ··· (6)
<2-4. 하 척의 구성>
이어서, 접합 장치(41)의 하 척(141)의 상세한 구성에 대하여 설명한다.
하 척(141)에는, 도 6에 나타내는 바와 같이 상 척(140)과 마찬가지로 핀 척 방식이 채용되어 있다. 하 척(141)은, 평면에서 봤을 때 하 웨이퍼(WL)의 직경 이상의 직경을 가지는 본체부(230)를 가지고 있다. 본체부(230)의 상면에는, 하 웨이퍼(WL)의 이면(WL2)에 접촉하는 복수의 핀(231)이 마련되어 있다. 또한, 본체부(230)의 상면의 외주부에는 핀(231)과 동일한 높이를 가지며, 하 웨이퍼(WL)의 이면(WL2)의 외주부를 지지하는 외측 리브(232)가 마련되어 있다. 외측 리브(232)는 복수의 핀(231)의 외측에 환상으로 마련되어 있다.
또한, 본체부(230)의 상면에는 외측 리브(232)의 내측에 있어서, 핀(231)과 동일한 높이를 가지며 하 웨이퍼(WL)의 이면(WL2)을 지지하는 내측 리브(233)가 마련되어 있다. 내측 리브(233)는 외측 리브(232)와 동심원 형상으로 환상으로 마련되어 있다. 그리고, 외측 리브(232)의 내측의 영역(234)(이하, 흡인 영역(234)이라고 하는 경우가 있음)은 내측 리브(233)의 내측의 제 1 흡인 영역(234a)과, 내측 리브(233)의 외측의 제 2 흡인 영역(234b)으로 구획되어 있다.
본체부(230)의 상면에는, 제 1 흡인 영역(234a)에 있어서, 하 웨이퍼(WL)를 진공 배기하기 위한 제 1 흡인구(235a)가 형성되어 있다. 제 1 흡인구(235a)는, 예를 들면 제 1 흡인 영역(234a)에 있어서 1 개소에 형성되어 있다. 제 1 흡인구(235a)에는 본체부(230)의 내부에 마련된 제 1 흡인관(236a)이 접속되어 있다. 또한 제 1 흡인관(236a)에는, 제 1 진공 펌프(237a)가 접속되어 있다.
또한, 본체부(230)의 상면에는 제 2 흡인 영역(234b)에 있어서, 하 웨이퍼(WL)를 진공 배기하기 위한 제 2 흡인구(235b)가 형성되어 있다. 제 2 흡인구(235b)는, 예를 들면 제 2 흡인 영역(234b)에 있어서 2 개소에 형성되어 있다. 제 2 흡인구(235b)에는 본체부(230)의 내부에 마련된 제 2 흡인관(236b)이 접속되어 있다. 또한 제 2 흡인관(236b)에는, 제 2 진공 펌프(237b)가 접속되어 있다.
그리고, 하 웨이퍼(WL), 본체부(230) 및 외측 리브(232)로 둘러싸여 형성된 흡인 영역(234a, 234b)을 각각 흡인구(235a, 235b)로부터 진공 배기하여, 흡인 영역(234a, 234b)을 감압한다. 이 때, 흡인 영역(234a, 234b)의 외부의 분위기가 대기압이기 때문에, 하 웨이퍼(WL)는 감압된 분만큼 대기압에 의해 흡인 영역(234a, 234b)측으로 눌려, 하 척(141)에 하 웨이퍼(WL)가 흡착 유지된다. 또한, 하 척(141)은 제 1 흡인 영역(234a)과 제 2 흡인 영역(234b)마다 하 웨이퍼(WL)를 진공 배기 가능하게 구성되어 있다.
이러한 경우, 외측 리브(232)가 하 웨이퍼(WL)의 이면(WL2)의 외주부를 지지하므로, 하 웨이퍼(WL)는 그 외주부까지 적절히 진공 배기된다. 이 때문에, 하 척(141)에 하 웨이퍼(WL)의 전면이 흡착 유지되고, 당해 하 웨이퍼(WL)의 평면도를 작게 하여, 하 웨이퍼(WL)를 평탄하게 할 수 있다.
또한, 복수의 핀(231)의 높이가 균일하므로, 하 척(141)의 상면의 평면도를 더 작게 할 수 있다. 이와 같이 하 척(141)의 상면을 평탄하게 하여(상면의 평탄도를 작게 하여), 하 척(141)에 유지된 하 웨이퍼(WL)의 연직 방향의 변형을 억제할 수 있다.
또한, 하 웨이퍼(WL)의 이면(WL2)은 복수의 핀(231)에 지지되어 있으므로 하 척(141)에 의한 하 웨이퍼(WL)의 진공 배기를 해제할 시, 당해 하 웨이퍼(WL)가 하 척(141)으로부터 떨어지기 쉬워진다.
하 척(141)에 있어서, 본체부(230)의 중심부 부근에는, 당해 본체부(230)를 두께 방향으로 관통하는 관통홀(도시하지 않음)이 예를 들면 3 개소에 형성되어 있다. 그리고 관통홀에는, 제 1 하 척 이동부(162)의 하방에 마련된 승강 핀이 삽입 관통하도록 되어 있다.
본체부(230)의 외주부에는, 웨이퍼(WU, WL), 중합 웨이퍼(WT)가 하 척(141)으로부터 튀거나, 미끄러져 떨어지는 것을 방지하는 가이드 부재(도시하지 않음)가 마련되어 있다. 가이드 부재는 본체부(230)의 외주부에 복수 개소, 예를 들면 4 개소에 등간격으로 마련되어 있다.
또한, 접합 장치(41)에 있어서의 각 부의 동작은 상술한 제어부(70)에 의해 제어된다.
<3. 접합 처리 방법>
이어서, 이상과 같이 구성된 접합 시스템(1)을 이용하여 행해지는 웨이퍼(WU, WL)의 접합 처리 방법에 대하여 설명한다. 도 9는 이러한 웨이퍼 접합 처리의 주요 공정의 예를 나타내는 순서도이다.
먼저, 복수 매의 상 웨이퍼(WU)를 수용한 카세트(CU), 복수 매의 하 웨이퍼(WL)를 수용한 카세트(CL) 및 빈 카세트(CT)가, 반입반출 스테이션(2)의 정해진 카세트 배치판(11)에 배치된다. 이 후, 웨이퍼 반송 장치(22)에 의해 카세트(CU) 내의 상 웨이퍼(WU)가 취출되어, 처리 스테이션(3)의 제 3 처리 블록(G3)의 트랜지션 장치(50)로 반송된다.
이어서 상 웨이퍼(WU)는, 웨이퍼 반송 장치(61)에 의해 제 1 처리 블록(G1)의 표면 개질 장치(30)로 반송된다. 표면 개질 장치(30)에서는, 정해진 감압 분위기 하에 있어서, 처리 가스인 산소 가스 또는 질소 가스가 여기되어 플라즈마화되고, 이온화된다. 이 산소 이온 또는 질소 이온이 상 웨이퍼(WU)의 표면(WU1)에 조사되어, 당해 표면(WU1)이 플라즈마 처리된다. 그리고, 상 웨이퍼(WU)의 표면(WU1)이 개질된다(도 9의 공정(S1)).
이어서 상 웨이퍼(WU)는, 웨이퍼 반송 장치(61)에 의해 제 2 처리 블록(G2)의 표면 친수화 장치(40)로 반송된다. 표면 친수화 장치(40)에서는, 스핀 척에 유지된 상 웨이퍼(WU)를 회전시키면서, 당해 상 웨이퍼(WU) 상에 순수를 공급한다. 그러면, 공급된 순수는 상 웨이퍼(WU)의 표면(WU1) 상을 확산되고, 표면 개질 장치(30)에서 개질된 상 웨이퍼(WU)의 표면(WU1)에 수산기(실라놀기)가 부착되어 당해 표면(WU1)이 친수화된다. 또한, 당해 순수에 의해, 상 웨이퍼(WU)의 표면(WU1)이 세정된다(도 9의 공정(S2)).
이어서 상 웨이퍼(WU)는, 웨이퍼 반송 장치(61)에 의해 제 2 처리 블록(G2)의 접합 장치(41)로 반송된다. 접합 장치(41)로 반입된 상 웨이퍼(WU)는 트랜지션(110)을 거쳐 웨이퍼 반송 기구(111)에 의해 위치 조절 기구(120)로 반송된다. 그리고 위치 조절 기구(120)에 의해, 상 웨이퍼(WU)의 수평 방향의 방향이 조절된다(도 9의 공정(S3)).
이 후, 위치 조절 기구(120)로부터 반전 기구(130)의 유지 암(131)에 상 웨이퍼(WU)가 전달된다. 이어서 반송 영역(T1)에 있어서, 유지 암(131)을 반전시킴으로써, 상 웨이퍼(WU)의 표리면이 반전된다(도 9의 공정(S4)). 즉, 상 웨이퍼(WU)의 표면(WU1)이 하방을 향해진다.
이 후, 반전 기구(130)의 유지 암(131)이, 구동부(133)를 중심으로 회동하여 상 척(140)의 하방으로 이동한다. 그리고, 반전 기구(130)로부터 상 척(140)으로 상 웨이퍼(WU)가 전달된다. 상 웨이퍼(WU)는 상 척(140)에 그 이면(WU2)이 흡착 유지된다(도 9의 공정(S5)). 구체적으로, 진공 펌프(177a, 177b)를 작동시켜, 흡인 영역(174a, 174b)에 있어서 흡인구(175a, 175b)를 개재하여 상 웨이퍼(WU)를 진공 배기하고, 상 웨이퍼(WU)가 상 척(140)에 흡착 유지된다.
상 웨이퍼(WU)에 상술한 공정(S1 ~ S5)의 처리가 행해지고 있는 동안, 당해 상 웨이퍼(WU)에 이어 하 웨이퍼(WL)의 처리가 행해진다. 먼저, 웨이퍼 반송 장치(22)에 의해 카세트(CL) 내의 하 웨이퍼(WL)가 취출되어, 처리 스테이션(3)의 트랜지션 장치(50)로 반송된다.
이어서 하 웨이퍼(WL)는, 웨이퍼 반송 장치(61)에 의해 표면 개질 장치(30)로 반송되어, 웨이퍼(WL)의 표면(WL1)이 개질된다(도 9의 공정(S6)). 또한, 공정(S6)에 있어서의 하 웨이퍼(WL)의 표면(WL1)의 개질은 상술한 공정(S1)과 동일하다.
이 후, 하 웨이퍼(WL)는 웨이퍼 반송 장치(61)에 의해 표면 친수화 장치(40)로 반송되어, 하 웨이퍼(WL)의 표면(WL1)이 친수화되고 또한 당해 표면(WL1)이 세정된다(도 9의 공정(S7)). 또한, 공정(S7)에 있어서의 하 웨이퍼(WL)의 표면(WL1)의 친수화 및 세정은 상술한 공정(S2)과 동일하다.
이 후, 하 웨이퍼(WL)는 웨이퍼 반송 장치(61)에 의해 접합 장치(41)로 반송된다. 접합 장치(41)로 반입된 하 웨이퍼(WL)는, 트랜지션(110)을 거쳐 웨이퍼 반송 기구(111)에 의해 위치 조절 기구(120)로 반송된다. 그리고 위치 조절 기구(120)에 의해, 하 웨이퍼(WL)의 수평 방향의 방향이 조절된다(도 9의 공정(S8)).
이 후, 하 웨이퍼(WL)는 웨이퍼 반송 기구(111)에 의해 하 척(141)으로 반송되어, 하 척(141)에 그 이면(WL2)이 흡착 유지된다(도 9의 공정(S9)). 구체적으로, 진공 펌프(237a, 237b)를 작동시켜, 흡인 영역(234a, 234b)에 있어서 흡인구(235a, 235b)를 개재하여 하 웨이퍼(WL)를 진공 배기하고, 하 웨이퍼(WL)가 하 척(141)에 흡착 유지된다.
이어서, 상 척(140)에 유지된 상 웨이퍼(WU)와 하 척(141)에 유지된 하 웨이퍼(WL)의 위치 조절을 행한다.
먼저, 상부 촬상부(151)와 하부 촬상부(161)를 이용하여, 상 웨이퍼(WU)와 하 웨이퍼(WL)의 회전 방향 위치(수평 방향의 방향)의 초기 조절을 행한다. 구체적으로, 제 1 하 척 이동부(162)와 제 2 하 척 이동부(165)에 의해 하 척(141)을 수평 방향(X 방향 및 Y 방향)으로 이동시키고, 상부 촬상부(151)를 이용하여, 하 웨이퍼(WL)의 표면(WL1) 상의 미리 정해진 기준점(예를 들면 외주부의 2 점)을 순차 촬상한다. 동시에, 하부 촬상부(161)를 이용하여, 상 웨이퍼(WU)의 표면(WU1) 상의 미리 정해진 기준점(예를 들면 외주부의 2 점)을 순차 촬상한다. 촬상된 화상은 제어부(70)에 출력된다. 제어부(70)에서는 상부 촬상부(151)로 촬상된 화상과 하부 촬상부(161)로 촬상된 화상에 기초하여, 상 웨이퍼(WU)의 기준점과 하 웨이퍼(WL)의 기준점이 각각 합치되는 것과 같은 위치, 즉 상 웨이퍼(WU)와 하 웨이퍼(WL)의 방향이 합치되는 것과 같은 위치로, 회전 기구(200)에 의해 상 척(140)을 회전시킨다. 그리고, 상 웨이퍼(WU)와 하 웨이퍼(WL)의 회전 방향 위치가 초기 조절된다(도 9의 공정(S10)).
여기서, 상부 촬상부(151)와 하부 촬상부(161)를 이용한 위치 조절은 이 공정(S10)에서만 행해지며, 후술하는 바와 같이 후속의 공정(S11, S12)에 있어서의 위치 조절은 리니어 스케일(221 ~ 223)을 이용하여 행해진다. 특히 공정(S11)에서는, 제 1 리니어 스케일(221)을 이용하여 상 척(140)의 회전 방향 위치가 조절되지만, 이 제 1 리니어 스케일(221)에서는, 상 척(140)에 유지된 상 웨이퍼(WU)와 하 척(141)에 유지된 하 웨이퍼(WL)의 회전 방향의 초기 상태를 파악할 수 없다. 따라서 상술한 공정(S10)에 있어서, 상 웨이퍼(WU)와 하 웨이퍼(WL)의 회전 방향 위치가 초기 조절된다.
공정(S10) 후, 제 1 리니어 스케일(221)을 이용하여, 상 척(140)의 위치를 측정한다. 제 1 리니어 스케일(221)의 측정 결과, 즉 제 1 리니어 스케일(221)의 엔코더값(L1)은 제어부(70)에 출력된다. 제어부(70)에서는, 이 제 1 리니어 스케일(221)의 엔코더값(L1)에 기초하여, 하 척(141)에 대한 상 척(140)의 회전 방향 편심량(θ)이 정해진 임계치 내, 예를 들면 ±0.2[μrad]가 되도록, 상 척(140)의 회전 방향의 보정량을 산출하여, 회전 기구(200)를 제어한다. 그리고, 회전 기구(200)에 의해 상 척(140)이 보정량분만큼 회전함으로써, 하 척(141)에 대한 상 척(140)의 회전 방향 위치가 조절된다(도 9의 공정(S11)).
공정(S11)에서는, 회전 기구(200)로부터 가장 먼 위치에 있는 제 1 리니어 스케일(221)을 이용하고 있다. 예를 들면 상 척(140)과 하 척(141)이 회전 방향으로 어긋나 있는 경우, 예를 들면 제 2 리니어 스케일(222)의 엔코더값(L2) 또는 제 3 리니어 스케일(223)의 엔코더값(L3)에 비해, 제 1 리니어 스케일(221)의 엔코더값(L1)에는, 그 어긋남의 영향이 크게 나타난다. 따라서, 상 척(140)의 회전 방향 위치를 보다 적절히 조절할 수 있다.
또한 공정(S11)에서는, 회전 기구(200)에 의해 상 척(140)을 회전시킬 시, 고정부(210)에 의해 상 척 스테이지(180)를 센터링한다.
또한 공정(S11)에서는, 상 척(140)의 회전 방향 편심량(θ)이 제로가 되도록, 회전 기구(200)를 제어해도 물론 된다. 또한, 제 1 리니어 스케일(221)에 의한 측정의 결과, 제 1 리니어 스케일(221)의 엔코더값(L1)이 정해진 임계치 내에 들어가 있는 경우에는, 회전 기구(200)에 의해 상 척(140)을 회전시킬 필요는 없다.
이상의 공정(S11)에서는, 회전 기구(200)에 의해 상 척(140)을 회전시킬 시, 도 8에 나타낸 바와 같이 상 척(140)의 중심점(회전축)이 140a에서 140b으로 수평 방향으로 어긋나는 경우가 있다. 예를 들면 회전 기구(200)의 제어 정밀도가 낮은 경우, 상 척(140)의 중심점은 수평 방향으로 어긋난다. 또한, 상 척(140)은 4 개의 고정부(210)로부터의 에어에 의해 센터링되어 있지만, 이들 고정부(210)로부터의 에어 밸런스에 따라서는, 상 척(140)의 중심점은 수평 방향으로 어긋난다.
따라서, 다음으로 상 척(140)의 수평 방향 위치를 조절한다. 구체적으로, 먼저, 3 개의 리니어 스케일(221 ~ 223)을 이용하여, 상 척(140)의 위치를 측정한다. 3 개의 리니어 스케일(221 ~ 223)의 측정 결과, 즉 3 개의 리니어 스케일(221 ~ 223)의 엔코더값(L1 ~ L3)은 제어부(70)에 출력된다. 제어부(70)에서는, 이들 리니어 스케일(221 ~ 223)의 엔코더값(L1 ~ L3)에 기초하여, 하기 식 (4) ~ (6)으로부터, 하 척(141)에 대한 상 척(140)의 X 방향 편심량(x), 상 척(140)의 Y 방향 편심량(y), 상 척(140)의 회전 방향 편심량(θ)을 각각 산출한다.
x = (L3 - L2) / 2 ··· (4)
y = L1 - (L3 + L2) / 2 ··· (5)
θ = (L3 + L2) / 2R ··· (6)
또한 제어부(70)에서는, 이들 상 척(140)의 X 방향 편심량(x), 상 척(140)의 Y 방향 편심량(y)이 정해진 임계치 내, 예를 들면 1 μm가 되도록, 상 척(140)의 수평 방향(X 방향 및 Y 방향)의 보정량을 산출하고, 제 1 하 척 이동부(162)와 제 2 하 척 이동부(165)를 제어한다. 그리고, 제 1 하 척 이동부(162)와 제 2 하 척 이동부(165)에 의해 상 척(140)이 수평 방향(X 방향 및 Y 방향)으로 보정량분만큼 이동함으로써, 하 척(141)에 대한 상 척(140)의 수평 방향 위치가 조절된다(도 9의 공정(S12)).
공정(S12)에서는, 제 1 리니어 스케일(221)과 제 2 리니어 스케일(222)의 간격과, 제 1 리니어 스케일(221)과 제 3 리니어 스케일(223)의 간격은 동일하므로, 상기 (4) ~ (6)과 같이 간이적인 식을 이용할 수 있다. 여기서, 예를 들면 이들 간격이 상이한 경우, 상 척(140)의 편심량을 산출하는 식이 복잡해져, 그 제어도 번잡해진다. 따라서 본 실시의 형태에서는, 간이한 제어로 상 척(140)의 수평 방향 위치를 조절할 수 있다.
또한 공정(S12)에서는, 상 척(140)의 X 방향 편심량(x) 및 Y 방향 편심량(y)이 각각 제로가 되도록, 제 1 하 척 이동부(162)와 제 2 하 척 이동부(165)를 제어해도 물론 된다. 또한, 3 개의 리니어 스케일(221 ~ 223)에 의한 측정의 결과, 리니어 스케일(221 ~ 223)의 엔코더값(L1 ~ L3)이 각각 정해진 임계치 내에 들어가 있는 경우에는, 제 1 하 척 이동부(162)와 제 2 하 척 이동부(165)에 의해 상 척(140)을 수평 방향으로 이동시킬 필요는 없다.
또한 본 실시의 형태의 공정(S12)에서는, 상 척(140)의 수평 방향 위치를 조절했는데, 예를 들면 상기 식 (6)에서 산출되는 상 척(140)의 회전 방향 편심량(θ)이 정해진 임계치 내, 예를 들면 ±0.2[μrad]에 없는 경우, 상 척(140)의 회전 방향 위치를 더 조절해도 된다. 구체적으로, 제어부(70)에 있어서, 상 척(140)의 회전 방향 편심량(θ)에 기초하여, 상 척(140)의 회전 방향의 보정량을 산출한다. 그리고, 회전 기구(200)에 의해 상 척(140)이 보정량분만큼 회전함으로써, 하 척(141)에 대한 상 척(140)의 회전 방향 위치가 조절된다.
이상의 공정(S10 ~ S12)을 행함으로써, 상 척(140)과 하 척(141)의 위치 조절이 행해지고, 당해 상 척(140)에 유지된 상 웨이퍼(WU)와 하 척(141)에 유지된 하 웨이퍼(WL)의 회전 방향 위치 및 수평 방향 위치가 조절된다.
이 후, 제 1 하 척 이동부(162)에 의해 하 척(141)을 연직 상방으로 이동시켜, 상 척(140)과 하 척(141)의 연직 방향 위치의 조절을 행하여, 당해 상 척(140)에 유지된 상 웨이퍼(WU)와 하 척(141)에 유지된 하 웨이퍼(WL)와의 연직 방향 위치의 조절을 행한다(도 9의 공정(S13)). 그리고, 상 웨이퍼(WU)와 하 웨이퍼(WL)가 정해진 위치에 대향 배치된다.
이어서, 상 척(140)에 유지된 상 웨이퍼(WU)와 하 척(141)에 유지된 하 웨이퍼(WL)의 접합 처리가 행해진다.
먼저, 도 10에 나타내는 바와 같이 압동 부재(190)의 실린더부(192)에 의해 액츄에이터부(191)를 하강시킨다. 그러면, 이 액츄에이터부(191)의 하강에 수반하여, 상 웨이퍼(WU)의 중심부가 눌려 하강한다. 이 때, 전공 레귤레이터로부터 공급되는 공기에 의해, 액츄에이터부(191)에는 정해진 누름 하중이 걸린다. 그리고, 압동 부재(190)에 의해, 상 웨이퍼(WU)의 중심부와 하 웨이퍼(WL)의 중심부를 접촉시켜 누른다(도 9의 공정(S14)). 이 때, 제 1 진공 펌프(177a)의 작동을 정지하여, 제 1 흡인 영역(174a)에 있어서의 제 1 흡인구(175a)로부터의 상 웨이퍼(WU)의 진공 배기를 정지하고, 또한 제 2 진공 펌프(177b)는 작동시킨 채로 하여, 제 2 흡인 영역(174b)을 제 2 흡인구(175b)로부터 진공 배기한다. 그리고, 압동 부재(190)로 상 웨이퍼(WU)의 중심부를 누를 시에도, 상 척(140)에 의해 상 웨이퍼(WU)의 외주부를 유지할 수 있다.
그러면, 눌린 상 웨이퍼(WU)의 중심부와 하 웨이퍼(WL)의 중심부와의 사이에서 접합이 개시된다(도 10 중의 태선부). 즉, 상 웨이퍼(WU)의 표면(WU1)과 하 웨이퍼(WL)의 표면(WL1)은 각각 공정(S1, S6)에 있어서 개질되어 있기 때문에, 먼저, 표면(WU1, WL1) 간에 반데르발스력(분자간력)이 생겨, 당해 표면(WU1, WL1)끼리가 접합된다. 또한, 상 웨이퍼(WU)의 표면(WU1)과 하 웨이퍼(WL)의 표면(WL1)은 각각 공정(S2, S7)에 있어서 친수화되어 있기 때문에, 표면(WU1, WL1) 간의 친수기가 수소 결합하여(분자간력), 표면(WU1, WL1)끼리가 강고하게 접합된다.
이 후, 압동 부재(190)에 의해 상 웨이퍼(WU)의 중심부와 하 웨이퍼(WL)의 중심부를 누른 상태로 제 2 진공 펌프(177b)의 작동을 정지하여, 제 2 흡인 영역(174b)에 있어서의 제 2 흡인구(175b)로부터의 상 웨이퍼(WU)의 진공 배기를 정지한다. 그러면, 상 웨이퍼(WU)가 하 웨이퍼(WL) 상에 낙하한다. 그리고 상 웨이퍼(WU)가 하 웨이퍼(WL) 상에 순차 낙하하여 접촉하고, 상술한 표면(WU1, WL1) 간의 반데르발스력과 수소 결합에 의한 접합이 순차 확대된다. 이렇게 하여, 상 웨이퍼(WU)의 표면(WU1)과 하 웨이퍼(WL)의 표면(WL1)이 전면에서 접촉하여, 상 웨이퍼(WU)와 하 웨이퍼(WL)가 접합된다(도 9의 공정(S15)).
이 공정(S15)에 있어서, 상 웨이퍼(WU)의 이면(WU2)은 복수의 핀(171)에 지지되어 있으므로, 상 척(140)에 의한 상 웨이퍼(WU)의 진공 배기를 해제했을 시, 당해 상 웨이퍼(WU)가 상 척(140)으로부터 떨어지기 쉽게 되어 있다. 이 때문에, 상 웨이퍼(WU)와 하 웨이퍼(WL)의 접합의 확대(본딩 웨이브)가 정원(正圓) 형상이 되어, 상 웨이퍼(WU)와 하 웨이퍼(WL)가 적절히 접합된다.
이 후, 압동 부재(190)의 액츄에이터부(191)를 상 척(140)까지 상승시킨다. 또한, 진공 펌프(237a, 237b)의 작동을 정지하고, 흡인 영역(234)에 있어서의 하 웨이퍼(WL)의 진공 배기를 정지하여, 하 척(141)에 의한 하 웨이퍼(WL)의 흡착 유지를 정지한다. 이 때, 하 웨이퍼(WL)의 이면(WL2)은 복수의 핀(231)에 지지되어 있으므로, 하 척(141)에 의한 하 웨이퍼(WL)의 진공 배기를 해제했을 시, 당해 하 웨이퍼(WL)가 하 척(141)으로부터 떨어지기 쉽게 되어 있다.
상 웨이퍼(WU)와 하 웨이퍼(WL)가 접합된 중합 웨이퍼(WT)는, 웨이퍼 반송 장치(61)에 의해 트랜지션 장치(51)로 반송되고, 이 후 반입반출 스테이션(2)의 웨이퍼 반송 장치(22)에 의해 정해진 카세트 배치판(11)의 카세트(CT)로 반송된다. 이렇게 하여, 일련의 웨이퍼(WU, WL)의 접합 처리가 종료된다.
이상의 실시의 형태에 따르면, 공정(S11)에 있어서, 제 1 리니어 스케일(221)의 측정 결과를 이용하여, 하 척(141)에 대한 상 척(140)의 회전 방향 위치를 조절한다. 이 때, 회전 기구(200)로부터 가장 먼 위치에 있는 제 1 리니어 스케일(221)을 이용함으로써, 다른 리니어 스케일(222, 223)을 이용하는 것보다도, 상 척(140)과 하 척(141)이 회전 방향으로 어긋남을 적절히 파악할 수 있어, 당해 상 척(140)의 회전 방향 위치를 적절히 조절할 수 있다.
또한 공정(S12)에 있어서, 3 개의 리니어 스케일(221 ~ 223)의 측정 결과를 이용하여, 하 척(141)에 대한 상 척(140)의 수평 방향 위치를 조절한다. 따라서, 공정(S11)에 있어서 상 척(140)의 회전 방향 위치를 조절할 시, 당해 상 척(140)의 수평 방향 위치가 어긋났다 하더라도, 공정(S12)에 있어서, 상 척(140)의 수평 방향 위치를 보정하여 적절히 조절할 수 있다.
또한 이 공정(S12)에 있어서, 상 척(140)의 회전 방향 편심량(θ)이 정해진 임계치 내에 없는 경우에는, 상 척(140)의 회전 방향 위치를 적절히 조절할 수 있다.
이상과 같이 공정(S11, S12)에 있어서, 상 척(140)과 하 척(141)의 상대적인 위치를 적절히 조절할 수 있으므로, 당해 상 척(140)에 유지된 상 웨이퍼(WU)와 하 척(141)에 유지된 하 웨이퍼(WL)의 접합 처리를 적절히 행할 수 있다.
여기서, 종래, 공정(S10)에 있어서 상부 촬상부(151)와 하부 촬상부(161)를 이용하여 상 웨이퍼(WU)와 하 웨이퍼(WL)의 위치 조절을 한 후, 위치 조절을 더 행하는 경우에는, 재차 상부 촬상부(151)와 하부 촬상부(161)를 이용하고 있어, 위치 조절에 시간이 소요되고 있었다. 이에 대하여, 본 실시의 형태에서는, 공정(S11, S12)에서 리니어 스케일(221 ~ 223)을 이용하여 위치 조절을 행하고 있으므로, 단시간에 위치 조절을 행할 수 있다. 따라서, 웨이퍼 접합 처리의 스루풋을 향상시킬 수 있다.
또한, 본 실시의 형태의 접합 시스템(1)은 표면 개질 장치(30), 표면 친수화 장치(40) 및 접합 장치(41)를 구비하고 있으므로, 하나의 시스템 내에서 웨이퍼(WU, WL)의 접합을 효율적으로 행할 수 있다. 따라서, 웨이퍼 접합 처리의 스루풋을 더 향상시킬 수 있다.
<4. 다른 실시의 형태>
이어서, 본 발명의 다른 실시의 형태에 대하여 설명한다.
이상의 실시의 형태의 접합 장치(41)에서는, 제 2 리니어 스케일(222)과 제 3 리니어 스케일(223)은, 각각 제 1 리니어 스케일(221)과의 이루는 중심각이 90 도가 되는 위치에 마련되고, 상 척 스테이지(180)의 중심선 상에 있어서 서로 대향하여 마련되어 있었지만, 이들 제 2 리니어 스케일(222)과 제 3 리니어 스케일(223)의 배치는 이에 한정되지 않는다. 제 2 리니어 스케일(222)과 제 3 리니어 스케일(223)은 제 1 리니어 스케일(221)과 제 2 리니어 스케일(222)의 간격과, 제 1 리니어 스케일(221)과 제 3 리니어 스케일(223)의 간격은 동일해지도록 마련되면 되며, 각각 제 1 리니어 스케일(221)과의 이루는 중심각이 90 도와 상이한 각도, 예를 들면 45 도 등이 되는 위치에 마련되어 있어도 된다. 이와 같이 중심각이 90 도 이외라도 상술한 간격이 동일하면, 상기 식 (4) ~ (6)과 같이 간이적인 식을 이용하여 상 척(140)의 편심량을 산출할 수 있어, 간이한 제어로 상 척(140)의 위치 조절을 행할 수 있다.
또한 이상의 실시의 형태의 접합 장치(41)에서는, 상 척(140)이 회전 가능하게 구성되어 있었지만, 하 척(141)을 회전 가능하게 구성해도 된다. 이러한 경우, 3 개의 리니어 스케일(221 ~ 223)은 하 척(141)에 마련된다. 또한, 상 척(140)과 하 척(141)의 양방을 회전 가능하게 구성해도 되며, 이러한 경우, 3 개의 리니어 스케일(221 ~ 223)은 상 척(140) 또는 하 척(141) 중 어느 하나에 마련된다.
또한 이상의 실시의 형태의 접합 장치(41)에서는, 하 척(141)이 수평 방향으로 이동 가능하게 구성되어 있었지만, 상 척(140)을 수평 방향으로 이동 가능하게 구성해도 되며, 혹은 상 척(140)과 하 척(141)의 양방을 수평 방향으로 이동 가능하게 구성해도 된다. 마찬가지로 하 척(141)이 연직 방향으로 이동 가능하게 구성되어 있었지만, 상 척(140)을 연직 방향으로 이동 가능하게 구성해도 되며, 혹은 상 척(140)과 하 척(141)의 양방을 연직 방향으로 이동 가능하게 구성해도 된다.
또한, 이상의 실시의 형태의 접합 시스템(1)에 있어서, 접합 장치(41)로 웨이퍼(WU, WL)를 접합한 후, 또한 접합된 중합 웨이퍼(WT)를 정해진 온도로 가열(어닐 처리)해도 된다. 중합 웨이퍼(WT)에 이러한 가열 처리를 행함으로써, 접합 계면을 보다 강고하게 결합시킬 수 있다.
이상, 첨부 도면을 참조하여 본 발명의 적합한 실시의 형태에 대하여 설명했지만, 본 발명은 이러한 예에 한정되지 않는다. 당업자라면 청구의 범위에 기재된 사상의 범주 내에 있어서, 각종의 변경예 또는 수정예에 상도할 수 있는 것은 명백하며, 그들에 대해서도 당연히 본 발명의 기술적 범위에 속하는 것으로 이해된다. 본 발명은 이 예에 한정하지 않고 각종 태양을 취할 수 있는 것이다. 본 발명은 기판이 웨이퍼 이외의 FPD(플랫 패널 디스플레이), 포토마스크용의 마스크 레티클 등의 다른 기판인 경우에도 적용할 수 있다.
1 : 접합 시스템
2 : 반입반출 스테이션
3 : 처리 스테이션
30 : 표면 개질 장치
40 : 표면 친수화 장치
41 : 접합 장치
61 : 웨이퍼 반송 장치
70 : 제어부
140 : 상 척
141 : 하 척
150 : 상 척 회전부
162 : 제 1 하 척 이동부
165 : 제 2 하 척 이동부
200 : 회전 기구
221 : 제 1 리니어 스케일
222 : 제 2 리니어 스케일
223 : 제 3 리니어 스케일
WU : 상 웨이퍼
WL : 하 웨이퍼
WT : 중합 웨이퍼

Claims (12)

  1. 기판끼리를 접합하는 접합 장치로서,
    하면에 제 1 기판을 진공 배기하여 흡착 유지하는 제 1 유지부와,
    상기 제 1 유지부의 하방에 마련되어, 상면에 제 2 기판을 진공 배기하여 흡착 유지하는 제 2 유지부와,
    상기 제 1 유지부와 상기 제 2 유지부를 상대적으로 회전시키는 회전 기구와,
    상기 제 1 유지부와 상기 제 2 유지부를 상대적으로 수평 방향으로 이동시키는 이동 기구와,
    상기 회전 기구에 의해 회전하는 상기 제 1 유지부 또는 상기 제 2 유지부에 마련되어, 상기 제 1 유지부 또는 제 2 유지부의 위치를 측정하는 3 개의 위치 측정부와,
    상기 3 개의 위치 측정부에 의한 측정 결과에 기초하여, 상기 회전 기구와 상기 이동 기구를 제어하는 제어부를 가지는, 접합 장치.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 제어부는, 상기 3 개의 위치 측정부 중 제 1 위치 측정부에 의한 측정 결과에 기초하여 상기 회전 기구를 제어한 후, 상기 3 개의 위치 측정부의 측정 결과에 기초하여 상기 이동 기구를 제어하도록 구성되어 있는, 접합 장치.
  3. 제 1 항에 있어서,
    상기 제어부는, 상기 3 개의 위치 측정부 중 제 1 위치 측정부에 의한 측정 결과에 기초하여 상기 회전 기구를 제어한 후, 상기 3 개의 위치 측정부의 측정 결과에 기초하여 상기 회전 기구와 상기 이동 기구를 제어하도록 구성되어 있는, 접합 장치.
  4. 제 2 항에 있어서,
    상기 회전 기구는 상기 제 1 유지부의 외주부 또는 상기 제 2 유지부의 외주부에 마련되고,
    상기 제 1 위치 측정부는, 상기 회전 기구가 마련된 상기 제 1 유지부의 외주부 또는 상기 제 2 유지부의 외주부에 있어서, 상기 제 1 유지부 또는 제 2 유지부의 중심선 상에서 상기 회전 기구에 대향하여 마련되어 있는, 접합 장치.
  5. 제 2 항에 있어서,
    상기 제 1 위치 측정부와 제 2 위치 측정부의 간격과, 상기 제 1 위치 측정부와 제 3 위치 측정부의 간격은 동일한, 접합 장치.
  6. 기판끼리를 접합하는 접합 장치를 구비한 접합 시스템으로서,
    상기 접합 장치는,
    하면에 제 1 기판을 진공 배기하여 흡착 유지하는 제 1 유지부와,
    상기 제 1 유지부의 하방에 마련되어, 상면에 제 2 기판을 진공 배기하여 흡착 유지하는 제 2 유지부와,
    상기 제 1 유지부와 상기 제 2 유지부를 상대적으로 회전시키는 회전 기구와,
    상기 제 1 유지부와 상기 제 2 유지부를 상대적으로 수평 방향으로 이동시키는 이동 기구와,
    상기 회전 기구에 의해 회전하는 상기 제 1 유지부 또는 상기 제 2 유지부에 마련되어, 상기 제 1 유지부 또는 제 2 유지부의 위치를 측정하는 3 개의 위치 측정부와,
    상기 3 개의 위치 측정부에 의한 측정 결과에 기초하여, 상기 회전 기구와 상기 이동 기구를 제어하는 제어부를 가지고,
    상기 접합 시스템은,
    상기 접합 장치를 구비한 처리 스테이션과,
    제 1 기판, 제 2 기판 또는 제 1 기판과 제 2 기판이 접합된 중합 기판을 각각 복수 보유 가능하며, 또한 상기 처리 스테이션에 대하여 제 1 기판, 제 2 기판 또는 중합 기판을 반입반출하는 반입반출 스테이션을 구비하고,
    상기 처리 스테이션은,
    제 1 기판 또는 제 2 기판의 접합되는 표면을 개질하는 표면 개질 장치와,
    상기 표면 개질 장치에서 개질된 제 1 기판 또는 제 2 기판의 표면을 친수화하는 표면 친수화 장치와,
    상기 표면 개질 장치, 상기 표면 친수화 장치 및 상기 접합 장치에 대하여, 제 1 기판, 제 2 기판 또는 중합 기판을 반송하기 위한 반송 장치를 가지고,
    상기 접합 장치에서는, 상기 표면 친수화 장치로 표면이 친수화된 제 1 기판과 제 2 기판을 접합하는, 접합 시스템.
  7. 접합 장치를 이용하여 기판끼리를 접합하는 접합 방법으로서,
    상기 접합 장치는,
    하면에 제 1 기판을 진공 배기하여 흡착 유지하는 제 1 유지부와,
    상기 제 1 유지부의 하방에 마련되어, 상면에 제 2 기판을 진공 배기하여 흡착 유지하는 제 2 유지부와,
    상기 제 1 유지부와 상기 제 2 유지부를 상대적으로 회전시키는 회전 기구와,
    상기 제 1 유지부와 상기 제 2 유지부를 상대적으로 수평 방향으로 이동시키는 이동 기구와,
    상기 회전 기구에 의해 회전하는 상기 제 1 유지부 또는 상기 제 2 유지부에 마련되어, 상기 제 1 유지부 또는 제 2 유지부의 위치를 측정하는 3 개의 위치 측정부를 가지고,
    상기 접합 방법은,
    상기 3 개의 위치 측정부를 이용하여, 상기 제 1 유지부 또는 상기 제 2 유지부의 위치를 측정하는 측정 공정과,
    상기 측정 공정에 있어서의 측정 결과에 기초하여, 상기 회전 기구와 상기 이동 기구를 제어하여 상기 제 1 유지부와 상기 제 2 유지부의 상대적인 위치를 조절하는 위치 조절 공정을 가지는, 접합 방법.
  8. 제 7 항에 있어서,
    상기 3 개의 위치 측정부 중 제 1 위치 측정부를 이용하여, 상기 제 1 유지부 또는 상기 제 2 유지부의 위치를 측정하는 제 1 측정 공정과,
    상기 제 1 측정 공정에 있어서의 측정 결과에 기초하여 상기 회전 기구를 제어하여, 상기 제 1 유지부와 상기 제 2 유지부의 상대적인 위치를 조절하는 제 1 위치 조절 공정과,
    이 후, 상기 3 개의 위치 측정부를 이용하여, 상기 제 1 유지부 또는 상기 제 2 유지부의 위치를 측정하는 제 2 측정 공정과,
    상기 제 2 측정 공정에 있어서의 측정 결과에 기초하여 상기 이동 기구를 제어하여, 상기 제 1 유지부와 상기 제 2 유지부의 상대적인 위치를 조절하는 제 2 위치 조절 공정을 가지는, 접합 방법.
  9. 제 7 항에 있어서,
    상기 3 개의 위치 측정부 중 제 1 위치 측정부를 이용하여, 상기 제 1 유지부 또는 상기 제 2 유지부의 위치를 측정하는 제 1 측정 공정과,
    상기 제 1 측정 공정에 있어서의 측정 결과에 기초하여 상기 회전 기구를 제어하여, 상기 제 1 유지부와 상기 제 2 유지부의 상대적인 위치를 조절하는 제 1 위치 조절 공정과,
    이 후, 상기 3 개의 위치 측정부를 이용하여, 상기 제 1 유지부 또는 상기 제 2 유지부의 위치를 측정하는 제 2 측정 공정과,
    상기 제 2 측정 공정에 있어서의 측정 결과에 기초하여 상기 회전 기구와 상기 이동 기구를 제어하여, 상기 제 1 유지부와 상기 제 2 유지부의 상대적인 위치를 조절하는 제 2 위치 조절 공정을 가지는, 접합 방법.
  10. 제 8 항에 있어서,
    상기 회전 기구는 상기 제 1 유지부의 외주부 또는 상기 제 2 유지부의 외주부에 마련되고,
    상기 제 1 위치 측정부는 상기 회전 기구가 마련된 상기 제 1 유지부의 외주부 또는 상기 제 2 유지부의 외주부에 있어서, 상기 제 1 유지부 또는 제 2 유지부의 중심선 상에 상기 회전 기구에 대향하여 마련되어 있는, 접합 방법.
  11. 제 8 항에 있어서,
    상기 제 1 위치 측정부와 제 2 위치 측정부의 간격과, 상기 제 1 위치 측정부와 제 3 위치 측정부의 간격은 동일한, 접합 방법.
  12. 접합 방법을 접합 장치에 의해 실행시키도록, 상기 접합 장치를 제어하는 제어부의 컴퓨터 상에서 동작하는 프로그램을 저장한 판독 가능한 컴퓨터 기억 매체로서,
    상기 접합 장치는,
    하면에 제 1 기판을 진공 배기하여 흡착 유지하는 제 1 유지부와,
    상기 제 1 유지부의 하방에 마련되어, 상면에 제 2 기판을 진공 배기하여 흡착 유지하는 제 2 유지부와,
    상기 제 1 유지부와 상기 제 2 유지부를 상대적으로 회전시키는 회전 기구와,
    상기 제 1 유지부와 상기 제 2 유지부를 상대적으로 수평 방향으로 이동시키는 이동 기구와,
    상기 회전 기구에 의해 회전하는 상기 제 1 유지부 또는 상기 제 2 유지부에 마련되어, 상기 제 1 유지부 또는 제 2 유지부의 위치를 측정하는 3 개의 위치 측정부를 가지고,
    상기 접합 방법은,
    상기 3 개의 위치 측정부를 이용하여, 상기 제 1 유지부 또는 상기 제 2 유지부의 위치를 측정하는 측정 공정과,
    상기 측정 공정에 있어서의 측정 결과에 기초하여, 상기 회전 기구와 상기 이동 기구를 제어하여, 상기 제 1 유지부와 상기 제 2 유지부의 상대적인 위치를 조절하는 위치 조절 공정을 가지는, 기억 매체.
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