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KR20160148477A - Bonding apparatus, bonding system, bonding method and computer storage medium - Google Patents

Bonding apparatus, bonding system, bonding method and computer storage medium Download PDF

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KR20160148477A
KR20160148477A KR1020160074683A KR20160074683A KR20160148477A KR 20160148477 A KR20160148477 A KR 20160148477A KR 1020160074683 A KR1020160074683 A KR 1020160074683A KR 20160074683 A KR20160074683 A KR 20160074683A KR 20160148477 A KR20160148477 A KR 20160148477A
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KR
South Korea
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holding
wafer
arrangement
bonding
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KR1020160074683A
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Korean (ko)
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하지메 후루야
신타로 스기하라
히로아키 후사노
스미 다나카
와타루 마치야마
Original Assignee
도쿄엘렉트론가부시키가이샤
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Abstract

본 발명은 접합되는 기판끼리의 수평 방향 위치를 적절히 조절하여, 상기 기판끼리의 접합 처리를 적절히 행하는 것을 목적으로 한다.
접합 장치는, 하면에 상부 웨이퍼(WU)를 진공화하여 흡착 유지하는 상부 척(140)과, 상부 척(140)의 하방에 설치되고, 상면에 하부 웨이퍼(WL)를 진공화하여 흡착 유지하는 하부 척(141)을 갖는다. 하부 척(141)은, 하부 웨이퍼(WL)를 배치하고, 연직 방향 및 수평 방향으로 신축 가능한 배치부(200)와, 배치부(200)에 있어서 중심부의 높이가 외주부의 높이보다 높아지도록, 상기 배치부(200)를 하방으로부터 압박하여 변형시키는 변형 기구(210)를 갖는다. An object of the present invention is to suitably adjust the positions of substrates to be bonded in a horizontal direction so as to appropriately perform a bonding treatment between the substrates.
Bonding equipment are adsorbed to evacuated the lower wafer (W L) on the upper surface, when and to evacuated the upper wafer (W U) installed on the lower side of the upper chuck 140 and the upper chuck (140) for holding the adsorption to, And a lower chuck 141 for holding the lower chuck 141. The lower chuck 141 is provided with a placement unit 200 in which the lower wafer W L is disposed and which can be stretched and contracted in the vertical direction and the horizontal direction and a positioning unit 200 in which the height of the central part in the placement unit 200 is higher than the height of the outer periphery. And a deformation mechanism 210 for pressing and deforming the arrangement portion 200 from below.

Description

접합 장치, 접합 시스템, 접합 방법 및 컴퓨터 기억 매체{BONDING APPARATUS, BONDING SYSTEM, BONDING METHOD AND COMPUTER STORAGE MEDIUM}Technical Field [0001] The present invention relates to a bonding apparatus, a bonding system, a bonding method, and a computer storage medium,

본 발명은 기판끼리를 접합하는 접합 장치, 상기 접합 장치를 구비한 접합 시스템, 상기 접합 장치를 이용한 접합 방법, 프로그램 및 컴퓨터 기억 매체에 관한 것이다.The present invention relates to a joining apparatus for joining substrates together, a joining system having the joining apparatus, a joining method using the joining apparatus, a program, and a computer storage medium.

최근, 반도체 디바이스의 고집적화가 진행되고 있다. 고집적화된 복수의 반도체 디바이스를 수평면 내에서 배치하고, 이들 반도체 디바이스를 배선으로 접속하여 제품화하는 경우, 배선 길이가 증대하여, 이에 의해 배선의 저항이 커지는 것, 또한 배선 지연이 커지는 것이 염려된다.In recent years, high integration of semiconductor devices has been progressing. When a plurality of highly integrated semiconductor devices are arranged in a horizontal plane and these semiconductor devices are connected to each other by wiring, the wiring length is increased, thereby increasing the resistance of the wiring and increasing the wiring delay.

그래서, 반도체 디바이스를 3차원으로 적층하는 3차원 집적 기술을 이용하는 것이 제안되어 있다. 이 3차원 집적 기술에 있어서는, 예컨대 특허문헌 1에 기재된 접합 시스템을 이용하여, 2장의 반도체 웨이퍼(이하, 「웨이퍼」라고 한다.)의 접합이 행해진다. 예컨대 접합 시스템은, 웨이퍼의 접합되는 표면을 개질하는 표면 개질 장치와, 상기 표면 개질 장치에 의해 개질된 웨이퍼의 표면을 친수화하는 표면 친수화 장치와, 상기 표면 친수화 장치에 의해 표면이 친수화된 웨이퍼끼리를 접합하는 접합 장치를 갖고 있다. 이 접합 시스템에서는, 표면 개질 장치에 있어서 웨이퍼의 표면에 대해 플라즈마 처리를 행하여 상기 표면을 개질하고, 또한 표면 친수화 장치에 있어서 웨이퍼의 표면에 순수를 공급하여 상기 표면을 친수화한 후, 접합 장치에 있어서 웨이퍼끼리를 반데르발스 힘(van der waals force) 및 수소 결합(분자간력)에 의해 접합한다. Therefore, it has been proposed to use a three-dimensional integration technique for stacking semiconductor devices in three dimensions. In this three-dimensional integration technique, the bonding of two semiconductor wafers (hereinafter referred to as " wafers ") is performed by using the bonding system described in Patent Document 1. [ For example, the bonding system may include a surface modification device for modifying the surface to be bonded of the wafer, a surface hydrophilicization device for hydrophilizing the surface of the wafer modified by the surface modification device, And a bonding apparatus for bonding the wafers to each other. In this bonding system, in the surface modification apparatus, the surface of the wafer is subjected to a plasma treatment to modify the surface, and in the surface hydrophilicization apparatus, pure water is supplied to the surface of the wafer to hydrophilize the surface, The wafers are bonded to each other by van der waals force and hydrogen bonding (intermolecular force).

상기 접합 장치는, 하면에 하나의 웨이퍼(이하, 「상부 웨이퍼」라고 한다.)를 유지하는 상부 척과, 상부 척의 하방에 설치되고, 상면에 다른 웨이퍼(이하, 「하부 웨이퍼」라고 한다.)를 유지하는 하부 척과, 상부 척에 설치되고, 상부 웨이퍼의 중심부를 압박하는 압동(押動) 기구를 갖고 있다. 이러한 접합 장치에서는, 상부 척에 유지된 상부 웨이퍼와 하부 척에 유지된 하부 웨이퍼를 대향 배치한 상태에서, 압동 기구에 의해 상부 웨이퍼의 중심부와 하부 웨이퍼의 중심부를 압박하여 접촉시킨 후, 상부 웨이퍼의 중심부와 하부 웨이퍼의 중심부가 접촉한 상태에서, 상부 웨이퍼의 중심부로부터 외주부를 향해, 상부 웨이퍼와 하부 웨이퍼를 순차 접합한다.The bonding apparatus includes an upper chuck holding one wafer (hereinafter referred to as "upper wafer") on the lower surface thereof, another wafer (hereinafter referred to as "lower wafer") provided on the upper surface of the upper chuck, And a pushing mechanism provided on the upper chuck for pressing the central portion of the upper wafer. In such a joining apparatus, in a state in which the upper wafer held by the upper chuck and the lower wafer held by the lower chuck are opposed to each other, the center portion of the upper wafer and the central portion of the lower wafer are pressed and contacted by the pushing mechanism, 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 in which the center portion and the central portion of the lower wafer are in contact with each other.

그런데, 상기한 접합 방법에서는, 상부 척으로 상부 웨이퍼의 외주부를 유지한 상태에서, 압동 기구에 의해 상부 웨이퍼의 중심부를 하부 웨이퍼의 중심부측으로 하강시키기 때문에, 상기 상부 웨이퍼는 하방으로 볼록하게 휘어져 신장된다. 그러면, 웨이퍼끼리를 접합할 때, 상부 웨이퍼와 하부 웨이퍼가 수평 방향으로 어긋나 접합되는 경우가 있다. 예컨대 접합된 웨이퍼(이하, 「중합 웨이퍼」라고 한다.)에 있어서, 상부 웨이퍼와 하부 웨이퍼의 중심부가 합치하고 있어도, 그 외주부에서는 수평 방향으로 위치 어긋남(스케일링)이 발생한다.In the bonding method described above, since the center portion of the upper wafer is lowered to the central portion side of the lower wafer by the pushing mechanism while the outer periphery of the upper wafer is held by the upper chuck, the upper wafer is bent downward to be bent convexly . Then, when the wafers are bonded to each other, the upper wafer and the lower wafer may be shifted in the horizontal direction and joined together. For example, in the bonded wafer (hereinafter referred to as a "polymerized wafer"), even if the center portions of the upper wafer and the lower wafer coincide with each other, positional deviation (scaling) occurs in the outer peripheral portion thereof in the horizontal direction.

그래서, 상기 접합 장치는, 상부 척에 유지되기 전의 상부 웨이퍼를 제1 온도로 조절하는 제1 온도 조절부와, 하부 척에 유지되기 전의 하부 웨이퍼를 제2 온도로 조절하는 제2 온도 조절부를 더 갖고 있다. 그리고, 제2 온도를 제1 온도보다 높게 하여, 하부 웨이퍼를 상부 웨이퍼보다 크게 팽창시킴으로써, 전술한 스케일링의 억제를 도모하고 있다.The bonding apparatus may further include a first temperature adjusting unit for adjusting the upper wafer before being held by the upper chuck to a first temperature and a second temperature adjusting unit for adjusting the lower wafer before being held by the lower chuck to a second temperature I have. The second temperature is set to be higher than the first temperature, and the lower wafer is expanded to a larger extent than the upper wafer, thereby suppressing the aforementioned scaling.

[특허문헌 1] 일본 특허 공개 제2015-15269호 공보[Patent Document 1] Japanese Patent Application Laid-Open No. 2015-15269

그러나, 특허문헌 1에 기재된 접합 방법에서는, 제1 온도로 온도 조절된 상부 웨이퍼는, 제1 온도 조절부로부터 상부 척에 반송되어 유지되기까지의 사이에, 외주부로부터 온도가 저하되어 온도 불균일이 발생한다. 마찬가지로 제2 온도로 온도 조절된 하부 웨이퍼도, 하부 척에 유지되기까지의 사이에 온도 불균일이 발생한다. 이러한 경우, 스케일링을 억제할 수 없다. However, in the bonding method described in Patent Document 1, the temperature of the upper wafer controlled to the first temperature is lowered from the outer peripheral portion to the temperature unevenness do. Likewise, a temperature fluctuation occurs between the lower wafer controlled to the second temperature and the lower wafer held by the lower chuck. In this case, scaling can not be suppressed.

이 온도 불균일의 개선 방법으로서, 발명자들은, 예컨대 하부 척을 온도 조절해 두고, 상기 하부 척에 하부 웨이퍼를 반송한 후에, 하부 웨이퍼를 팽창시키는 방법을 생각하였다. 그러나, 웨이퍼끼리를 접합할 때, 상부 척과 하부 척의 간격이 매우 작기 때문에, 하부 척의 열이 상부 척에 전달되어, 상부 웨이퍼도 열팽창해 버린다. 그러면, 스케일링을 효율적으로 억제할 수 없다.As a method for improving the temperature unevenness, the inventors have considered, for example, a method of inflating a lower wafer after carrying the lower wafer to the lower chuck by controlling the temperature of the lower chuck. However, when bonding the wafers together, the distance between the upper chuck and the lower chuck is so small that the heat of the lower chuck is transmitted to the upper chuck, and the upper wafer also thermally expands. Then, scaling can not be effectively suppressed.

따라서, 종래의 웨이퍼끼리의 접합 처리에는 개선의 여지가 있었다. Therefore, there has been room for improvement in the conventional joining treatment between wafers.

본 발명은 이러한 점을 감안하여 이루어진 것으로, 접합되는 기판끼리의 수평 방향 위치를 적절히 조절하여, 상기 기판끼리의 접합 처리를 적절히 행하는 것을 목적으로 한다. SUMMARY OF THE INVENTION The present invention has been made in view of the above points, and an object of the present invention is to suitably adjust the position of the bonded substrates in the horizontal direction, thereby appropriately performing the bonding treatment between the substrates.

상기한 목적을 달성하기 위해서, 본 발명은 기판끼리를 접합하는 접합 장치로서, 하면에 제1 기판을 진공화하여 흡착 유지하는 제1 유지부와, 상기 제1 유지부의 하방에 설치되고, 상면에 제2 기판을 진공화하여 흡착 유지하는 제2 유지부를 가지며, 상기 제2 유지부는, 제2 기판을 배치하고, 연직 방향 및 수평 방향으로 신축 가능한 배치부와, 상기 배치부에 있어서 중심부의 높이가 외주부의 높이보다 높아지도록, 상기 배치부를 하방으로부터 압박하여 변형시키는 변형 기구를 갖는 것을 특징으로 하고 있다.In order to accomplish the above object, the present invention provides a bonding apparatus for bonding substrates to one another, comprising: a first holding unit for vacuum-holding and holding a first substrate on a lower surface; and a second holding unit provided below the first holding unit, And a second holding section for vacuum-holding and holding the second substrate, wherein the second holding section includes: a placement section in which the second substrate is disposed and which can be stretched and contracted in the vertical direction and the horizontal direction; And a deformation mechanism for pressing and deforming the arrangement portion from below so as to be higher than the height of the outer peripheral portion.

다른 관점에 의한 본 발명은 상기 접합 장치를 구비한 접합 시스템으로서, 상기 접합 장치를 구비한 처리 스테이션과, 제1 기판, 제2 기판 또는 제1 기판과 제2 기판이 접합된 중합 기판을 각각 복수 보유 가능하고, 또한 상기 처리 스테이션에 대해 제1 기판, 제2 기판 또는 중합 기판을 반입 및 반출하는 반입 반출 스테이션을 구비하며, 상기 처리 스테이션은, 제1 기판 또는 제2 기판의 접합되는 표면을 개질하는 표면 개질 장치와, 상기 표면 개질 장치에 의해 개질된 제1 기판 또는 제2 기판의 표면을 친수화하는 표면 친수화 장치와, 상기 표면 개질 장치, 상기 표면 친수화 장치 및 상기 접합 장치에 대해, 제1 기판, 제2 기판 또는 중합 기판을 반송하기 위한 반송 장치를 갖고, 상기 접합 장치에서는, 상기 표면 친수화 장치에 의해 표면이 친수화된 제1 기판과 제2 기판을 접합하는 것을 특징으로 하고 있다.According to another aspect of the present invention, there is provided a bonding system including the bonding apparatus, comprising: a processing station having the bonding apparatus; and a first substrate, a second substrate or a plurality of polymer substrates bonded with the first substrate and the second substrate, And a loading and unloading station capable of holding and carrying out a first substrate, a second substrate, or a polymerized substrate with respect to the processing station, wherein the processing station is capable of modifying the bonded surface of the first substrate or the second substrate A surface modification device for hydrophilizing the surface of the first substrate or the second substrate modified by the surface modification device, and a surface modification device for the surface modification device, the surface hydrophilicization device, and the bonding device, And a transfer device for transferring the first substrate, the second substrate, or the polymerized substrate. In the bonding apparatus, the first substrate, the second substrate, And the second substrate are bonded to each other.

또한 다른 관점에 의한 본 발명은 접합 장치를 이용하여 기판끼리를 접합하는 접합 방법으로서, 상기 접합 장치는, 하면에 제1 기판을 진공화하여 흡착 유지하는 제1 유지부와, 상기 제1 유지부의 하방에 설치되고, 상면에 제2 기판을 진공화하여 흡착 유지하는 제2 유지부와, 상기 제1 유지부에 설치되고, 제1 기판의 중심부를 압박하는 압동 기구를 가지며, 상기 제2 유지부는, 제2 기판을 배치하고, 연직 방향 및 수평 방향으로 신축 가능한 배치부와, 상기 배치부에 있어서 중심부의 높이가 외주부의 높이보다 높아지도록, 상기 배치부를 하방으로부터 압박하여 변형시키는 변형 기구를 갖고, 상기 접합 방법은, 상기 제1 유지부에 의해 제1 기판을 유지하는 제1 유지 공정과, 상기 변형 기구에 의해 상기 배치부의 중심부를 상방으로 돌출시킨 상태에서, 상기 제2 유지부에 의해 제2 기판을 유지하는 제2 유지 공정과, 그 후, 상기 제1 유지부에 유지된 제1 기판과 상기 제2 유지부에 유지된 제2 기판을 대향 배치하는 배치 공정과, 그 후, 상기 압동 기구를 강하시켜, 상기 압동 기구에 의해 제1 기판의 중심부와 제2 기판의 중심부를 압박하여 접촉시키는 압박 공정과, 그 후, 제1 기판의 중심부와 제2 기판의 중심부가 접촉한 상태에서, 상기 제1 유지부에 의한 제1 기판의 진공화를 정지하고, 제1 기판의 중심부로부터 외주부를 향해, 제1 기판과 제2 기판을 순차 접합하는 접합 공정을 갖는 것을 특징으로 하고 있다. According to another aspect of the present invention, there is provided a joining method for joining substrates together using a joining apparatus, the joining apparatus comprising: a first holding section for vacuuming and holding a first substrate on a lower surface thereof; And a second holding portion provided on the first holding portion for pressing the central portion of the first substrate and the second holding portion is provided on the lower surface of the first holding portion, And a deforming mechanism for pressing and deforming the arrangement portion from below so that the height of the central portion in the arrangement portion becomes higher than the height of the outer peripheral portion, The joining method may further include: a first holding step of holding the first substrate by the first holding section; and a second holding step of holding the first substrate by the first holding section in a state in which the center section of the arrangement section is projected upward, A second holding step of holding the second substrate by the second holding section and thereafter arranging the first substrate held by the first holding section and the second substrate held by the second holding section to face each other And then pushing the pushing mechanism down so that the center portion of the first substrate and the center portion of the second substrate are pressed and brought into contact with each other by the pushing mechanism, And a bonding step of stopping vacuuming of the first substrate by the first holding portion and sequentially bonding the first substrate and the second substrate from the central portion of the first substrate toward the outer peripheral portion in a state in which the central portion is in contact .

또한 다른 관점에 의한 본 발명에 의하면, 상기 접합 방법을 접합 장치에 의해 실행시키도록, 상기 접합 장치를 제어하는 제어부의 컴퓨터상에서 동작하는 프로그램을 저장한 컴퓨터 판독 가능 기억 매체가 제공된다. According to another aspect of the present invention, there is provided a computer-readable storage medium storing a program that operates on a computer of a control unit that controls the bonding apparatus so as to execute the bonding method by the bonding apparatus.

본 발명에 의하면, 접합되는 기판끼리의 수평 방향 위치를 적절히 조절하면서, 중합 기판의 보이드의 발생을 억제하여, 상기 기판끼리의 접합 처리를 적절히 행할 수 있다. According to the present invention, the generation of voids in the polymerized substrate can be suppressed while suitably adjusting the position of the bonded substrates in the horizontal direction, and the bonding treatment of the substrates can be properly performed.

도 1은 본 실시형태에 따른 접합 시스템의 구성의 개략을 도시한 평면도이다.
도 2는 본 실시형태에 따른 접합 시스템의 내부 구성의 개략을 도시한 측면도이다.
도 3은 상부 웨이퍼와 하부 웨이퍼의 구성의 개략을 도시한 측면도이다.
도 4는 접합 장치의 구성의 개략을 도시한 횡단면도이다.
도 5는 접합 장치의 구성의 개략을 도시한 종단면도이다.
도 6은 상부 척, 척 유지부, 및 하부 척의 구성의 개략을 도시한 종단면도이다.
도 7은 배치부의 변위량이 0(제로)인 경우의 하부 척의 모습을 도시한 설명도이다.
도 8은 하부 척을 변형시킨 모습을 도시한 설명도이다.
도 9는 웨이퍼 접합 처리의 주된 공정을 도시한 흐름도이다.
도 10은 하부 척을 변형시킨 모습을 도시한 설명도이다.
도 11은 하부 척으로 하부 웨이퍼를 흡착 유지한 모습을 도시한 설명도이다.
도 12는 상부 웨이퍼와 하부 웨이퍼를 대향 배치한 모습을 도시한 설명도이다.
도 13은 상부 웨이퍼의 중심부와 하부 웨이퍼의 중심부를 압박하여 접촉시키는 모습을 도시한 설명도이다.
도 14는 상부 웨이퍼를 하부 웨이퍼에 순차 접촉시키는 모습을 도시한 설명도이다.
도 15는 상부 웨이퍼의 표면과 하부 웨이퍼의 표면을 접촉시킨 모습을 도시한 설명도이다.
도 16은 상부 웨이퍼와 하부 웨이퍼가 접합된 모습을 도시한 설명도이다.
도 17은 다른 실시형태에 있어서의 하부 척의 구성의 개략을 도시한 종단면도이다.
도 18은 다른 실시형태에 있어서 하부 척을 변형시킨 모습을 도시한 설명도이다.
도 19는 다른 실시형태에 있어서의 하부 척의 구성의 개략을 도시한 종단면도이다.
도 20은 다른 실시형태에 있어서의 하부 척의 구성의 개략을 도시한 설명도이다.
도 21은 다른 실시형태에 있어서 배치부의 변위량이 0(제로)인 경우의 하부 척의 모습을 도시한 설명도이다.
도 22는 다른 실시형태에 있어서 하부 척을 변형시킨 모습을 도시한 설명도이다. 1 is a plan view schematically showing a configuration of a bonding system according to the present embodiment.
2 is a side view showing an outline of the internal structure of the bonding system according to the present embodiment.
3 is a side view schematically showing the constitution of the upper wafer and the lower wafer.
4 is a cross-sectional view schematically showing the configuration of the bonding apparatus.
5 is a longitudinal sectional view schematically showing a configuration of a bonding apparatus.
6 is a longitudinal sectional view schematically showing the configuration of the upper chuck, the chuck holding part, and the lower chuck.
7 is an explanatory view showing a state of the lower chuck when the displacement amount of the arrangement part is 0 (zero).
8 is an explanatory view showing a state in which the lower chuck is deformed.
Fig. 9 is a flowchart showing a main process of the wafer bonding process.
10 is an explanatory view showing a state in which the lower chuck is deformed.
11 is an explanatory view showing a state in which a lower wafer is attracted and held by a lower chuck.
12 is an explanatory view showing a state in which the upper wafer and the lower wafer are disposed opposite to each other.
13 is an explanatory view showing a state in which the center portion of the upper wafer is pressed against the center portion of the lower wafer.
14 is an explanatory diagram showing a state in which the upper wafer is brought into contact with the lower wafer in order.
15 is an explanatory view showing a state in which the surface of the upper wafer is in contact with the surface of the lower wafer.
16 is an explanatory view showing a state in which an upper wafer and a lower wafer are bonded.
17 is a longitudinal sectional view schematically showing a configuration of a lower chuck in another embodiment.
18 is an explanatory view showing a state in which the lower chuck is deformed in another embodiment.
19 is a longitudinal sectional view schematically showing a configuration of a lower chuck in another embodiment.
Fig. 20 is an explanatory view showing an outline of the configuration of a lower chuck in another embodiment. Fig.
FIG. 21 is an explanatory view showing a state of the lower chuck when the displacement amount of the arrangement portion is 0 (zero) in another embodiment; FIG.
22 is an explanatory view showing a state in which the lower chuck is deformed in another embodiment.

이하, 본 발명의 실시형태에 대해 설명한다. 도 1은 본 실시형태에 따른 접합 시스템(1)의 구성의 개략을 도시한 평면도이다. 도 2는 접합 시스템(1)의 내부 구성의 개략을 도시한 측면도이다. Hereinafter, embodiments of the present invention will be described. 1 is a plan view schematically showing a configuration of a bonding system 1 according to the present embodiment. Fig. 2 is a side view showing an outline of the internal structure of the bonding system 1. Fig.

접합 시스템(1)에서는, 도 3에 도시된 바와 같이 예컨대 2장의 기판으로서의 웨이퍼(WU, WL)를 접합한다. 이하, 상측에 배치되는 웨이퍼를, 제1 기판으로서의 「상부 웨이퍼(WU)」라고 하고, 하측에 배치되는 웨이퍼를, 제2 기판으로서의 「하부 웨이퍼(WL)」라고 한다. 또한, 상부 웨이퍼(WU)가 접합되는 접합면을 「표면(WU1)」이라고 하고, 상기 표면(WU1)과 반대측의 면을 「이면(WU2)」이라고 한다. 마찬가지로, 하부 웨이퍼(WL)가 접합되는 접합면을 「표면(WL1)」이라고 하고, 상기 표면(WL1)과 반대측의 면을 「이면(WL2)」이라고 한다. 그리고, 접합 시스템(1)에서는, 상부 웨이퍼(WU)와 하부 웨이퍼(WL)를 접합하여, 중합 기판으로서의 중합 웨이퍼(WT)를 형성한다.In the bonding system 1, as shown in Fig. 3, for example, wafers WU and W L as two substrates are bonded. Hereinafter, the wafer disposed on the upper side will be referred to as "upper wafer W U " as the first substrate, and the wafer disposed on the lower side will be referred to as "lower wafer W L " as the second substrate. In addition, the joint surfaces where the upper wafer (W U) bonded to as "surface (W U1)" is called, and the surface (W U1) and "if (W U2)", the facets on the other side. Similarly, a bonding surface to which the lower wafer W L is bonded is referred to as a "surface W L1 ", and a surface opposite to the above-described surface W L1 is referred to as a "back side (W L2 )". In the bonding system 1, the upper wafer W U and the lower wafer W L are joined to form a polymerized wafer W T as a polymerized substrate.

접합 시스템(1)은, 도 1에 도시된 바와 같이 예컨대 외부와의 사이에서 복수의 웨이퍼(WU, WL), 복수의 중합 웨이퍼(WT)를 각각 수용 가능한 카세트(CU, CL, CT)가 반입 및 반출되는 반입 반출 스테이션(2)과, 웨이퍼(WU, WL), 중합 웨이퍼(WT)에 대해 소정의 처리를 실시하는 각종 처리 장치를 구비한 처리 스테이션(3)을 일체로 접속한 구성을 갖고 있다. 1, the bonding system 1 comprises, for example, a cassette (C U , C L ) capable of accommodating a plurality of wafers W U , W L and a plurality of wafers W T , , C T), the carrying in and carrying out brought out station (2) and the wafer (W U, W L), polymerization wafer (W T), a processing station provided with a variety of processing units for performing predetermined processing for which (3 ) Are integrally connected to each other.

반입 반출 스테이션(2)에는, 카세트 배치대(10)가 설치되어 있다. 카세트 배치대(10)에는, 복수, 예컨대 4개의 카세트 배치판(11)이 설치되어 있다. 카세트 배치판(11)은, 수평 방향의 X방향(도 1 중 상하 방향)으로 일렬로 나란히 배치되어 있다. 이들 카세트 배치판(11)에는, 접합 시스템(1)의 외부에 대해 카세트(CU, CL, CT)를 반입 및 반출할 때에, 카세트(CU, CL, CT)를 배치할 수 있다. 이와 같이, 반입 반출 스테이션(2)은, 복수의 상부 웨이퍼(WU), 복수의 하부 웨이퍼(WL), 복수의 중합 웨이퍼(WT)를 보유 가능하게 구성되어 있다. 한편, 카세트 배치판(11)의 개수는, 본 실시형태에 한정되지 않고, 임의로 설정할 수 있다. 또한, 카세트 중 하나를 이상(異常) 웨이퍼의 회수용으로서 이용해도 좋다. 즉, 여러 가지 요인으로 상부 웨이퍼(WU)와 하부 웨이퍼(WL)의 접합에 이상이 발생한 웨이퍼를, 다른 정상적인 중합 웨이퍼(WT)와 분리할 수 있는 카세트이다. 본 실시형태에서는, 복수의 카세트(CT) 중, 하나의 카세트(CT)를 이상 웨이퍼의 회수용으로서 이용하고, 다른 카세트(CT)를 정상적인 중합 웨이퍼(WT)의 수용용으로서 이용하고 있다.The loading / unloading station 2 is provided with a cassette placement table 10. In the cassette placement table 10, a plurality of, for example, four cassette arrangement plates 11 are provided. The cassette arrangement plates 11 are arranged in a line in the X direction (the vertical direction in Fig. 1) in the horizontal direction. In these cassettes arranged plate 11, upon carrying in and carrying out a cassette (C U, C L, C T) to the outside of the bonded system (1), to place the cassette (C U, C L, C T) . In this way, carry out station (2), there is a plurality of the upper wafer (W U), a plurality of the lower wafer (W L), a plurality of polymerization wafer (W T) configured to be held. On the other hand, the number of the cassette placement plates 11 is not limited to the present embodiment, and can be arbitrarily set. Further, one of the cassettes may be used for recovery of an abnormal wafer. That is, the cassette is capable of separating the wafers having abnormality in joining of the upper wafer W U and the lower wafer W L with other normal wafers W T due to various factors. In the present embodiment, used as for the acceptance of one of the cassette (C T) polymerization wafer (W T) normal to use a recovery over the wafer, and the other cassette (C T) to one of a plurality of cassettes (C T) .

반입 반출 스테이션(2)에는, 카세트 배치대(10)에 인접하여 웨이퍼 반송부(20)가 설치되어 있다. 웨이퍼 반송부(20)에는, X방향으로 연장되는 반송로(21) 상을 이동 가능한 웨이퍼 반송 장치(22)가 설치되어 있다. 웨이퍼 반송 장치(22)는, 연직 방향 및 연직축 주위(θ방향)로도 이동 가능하며, 각 카세트 배치판(11) 상의 카세트(CU, CL, CT)와, 후술하는 처리 스테이션(3)의 제3 처리 블록(G3)의 트랜지션 장치(50, 51) 사이에서 웨이퍼(WU, WL), 중합 웨이퍼(WT)를 반송할 수 있다. In the loading / unloading station 2, a wafer transfer section 20 is provided adjacent to the cassette placement table 10. A wafer transfer device 22 capable of moving on a transfer path 21 extending in the X direction is provided in the wafer transfer section 20. As shown in Fig. The wafer transfer device 22 is movable in the vertical direction and the vertical axis direction (the? Direction) and is movable in the X and Y directions along the cassettes C U , C L and C T on the respective cassette placement plates 11, of the can conveying the wafer (W U, W L), polymerization wafer (W T) between the third processing block (G3) a transition device (50, 51).

처리 스테이션(3)에는, 각종 장치를 구비한 복수 예컨대 3개의 처리 블록(G1, G2, G3)이 설치되어 있다. 예컨대 처리 스테이션(3)의 정면측(도 1의 X방향 부방향측)에는, 제1 처리 블록(G1)이 설치되고, 처리 스테이션(3)의 배면측(도 1의 X방향 정방향측)에는, 제2 처리 블록(G2)이 설치되어 있다. 또한, 처리 스테이션(3)의 반입 반출 스테이션(2)측(도 1의 Y방향 부방향측)에는, 제3 처리 블록(G3)이 설치되어 있다.In the processing station 3, a plurality of, for example, three processing blocks G1, G2, and G3 having various devices are provided. For example, a first processing block G1 is provided on the front side (the side in the X direction in Fig. 1) of the processing station 3 and on the back side (the X side in the X direction in Fig. 1) , And a second processing block G2 are provided. A third processing block G3 is provided on the loading / unloading station 2 side (the Y direction side direction side in Fig. 1) of the processing station 3.

예컨대 제1 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, 예컨대 감압 분위기하에 있어서, 처리 가스인 산소 가스 또는 질소 가스가 여기되어 플라즈마화되고, 이온화된다. 이 산소 이온 또는 질소 이온이 표면(WU1, WL1)에 조사되고, 표면(WU1, WL1)이 플라즈마 처리되어, 개질된다.A surface modification apparatus 30 for modifying the surfaces W U1 and W L1 of the wafers W U and W L is disposed in the first processing block G1. In the surface modification apparatus 30, for example, oxygen gas or nitrogen gas, which is a process gas, is excited to be plasmaized and ionized in a reduced pressure atmosphere. The oxygen ions or nitrogen ions are irradiated on a surface (W U1, W L1), the surface (W U1, W L1) is a plasma treatment, it is reformed.

예컨대 제2 처리 블록(G2)에는, 예컨대 순수에 의해 웨이퍼(WU, WL)의 표면(WU1, WL1)을 친수화하고, 상기 표면(WU1, WL1)을 세정하는 표면 친수화 장치(40), 웨이퍼(WU, WL)를 접합하는 접합 장치(41)가, 반입 반출 스테이션(2)측으로부터 이 순서로 수평 방향의 Y방향으로 나란히 배치되어 있다.Include, for example the second processing block (G2), for example, hydrophilicity surface (W U1, W L1) of the wafer (W U, W L) by the pure water, the surface of the parent for cleaning the surface (W U1, W L1) A joining device 41 for joining the hydration apparatus 40 and the wafers WU and W L is arranged side by side in the Y direction in the horizontal direction in this order from the side of the loading / unloading station 2.

표면 친수화 장치(40)에서는, 예컨대 스핀 척에 유지된 웨이퍼(WU, WL)를 회전시키면서, 상기 웨이퍼(WU, WL) 상에 순수를 공급한다. 그러면, 공급된 순수는 웨이퍼(WU, WL)의 표면(WU1, WL1) 상에서 확산되어, 표면(WU1, WL1)이 친수화된다. 한편, 접합 장치(41)의 구성에 대해서는 후술한다. The surface hydrophilization device 40, for example while rotating the wafer (W U, W L) held by the spin chuck, and supplies the pure water onto the wafer (W U, W L). Then, the supplied pure water is diffused on the surfaces W U1 and W L1 of the wafers W U and W L , and the surfaces W U1 and W L1 are hydrophilized. The construction of the bonding apparatus 41 will be described later.

예컨대 제3 처리 블록(G3)에는, 도 2에 도시된 바와 같이 웨이퍼(WU, WL), 중합 웨이퍼(WT)의 트랜지션 장치(50, 51)가 아래로부터 순서대로 2단으로 설치되어 있다.For example, the third processing block (G3) has, also the transition device (50, 51) of the wafer (W U, W L), polymerization wafer (W T) as shown in FIG. 2 are provided in two stages in order from the bottom have.

도 1에 도시된 바와 같이 제1 처리 블록(G1)∼제3 처리 블록(G3)으로 둘러싸인 영역에는, 웨이퍼 반송 영역(60)이 형성되어 있다. 웨이퍼 반송 영역(60)에는, 예컨대 웨이퍼 반송 장치(61)가 배치되어 있다. As shown in Fig. 1, a wafer carrying region 60 is formed in an area surrounded by the first to third processing blocks G1 to G3. In the wafer transfer region 60, for example, a wafer transfer device 61 is disposed.

웨이퍼 반송 장치(61)는, 예컨대 연직 방향, 수평 방향(Y방향, X방향) 및 연직축 주위로 이동 가능한 반송 아암을 갖고 있다. 웨이퍼 반송 장치(61)는, 웨이퍼 반송 영역(60) 내를 이동하여, 주위의 제1 처리 블록(G1), 제2 처리 블록(G2) 및 제3 처리 블록(G3) 내의 소정의 장치에 웨이퍼(WU, WL), 중합 웨이퍼(WT)를 반송할 수 있다.The wafer transfer device 61 has, for example, a transfer arm that can move in the vertical direction, the horizontal direction (Y direction, X direction) and the vertical axis. The wafer transfer device 61 moves within the wafer transfer region 60 to transfer the wafer W to the predetermined processing device G1 in the first processing block G1, the second processing block G2, and the third processing block G3, (W U , W L ) and the polymerized wafer (W T ).

이상의 접합 시스템(1)에는, 도 1에 도시된 바와 같이 제어부(70)가 설치되어 있다. 제어부(70)는, 예컨대 컴퓨터이며, 프로그램 저장부(도시하지 않음)를 갖고 있다. 프로그램 저장부에는, 접합 시스템(1)에 있어서의 웨이퍼(WU, WL), 중합 웨이퍼(WT)의 처리를 제어하는 프로그램이 저장되어 있다. 또한, 프로그램 저장부에는, 전술한 각종 처리 장치나 반송 장치 등의 구동계의 동작을 제어하여, 접합 시스템(1)에 있어서의 후술하는 웨이퍼 접합 처리를 실현시키기 위한 프로그램도 저장되어 있다. 한편, 상기 프로그램은, 예컨대 컴퓨터 판독 가능한 하드 디스크(HD), 플렉시블 디스크(FD), 컴팩트 디스크(CD), 마그넷 옵티컬 디스크(MO), 메모리 카드 등의 컴퓨터에 판독 가능한 기억 매체(H)에 기록되어 있던 것이며, 그 기억 매체(H)로부터 제어부(70)에 인스톨된 것이어도 좋다.In the above bonding system 1, a control section 70 is provided as shown in Fig. The control unit 70 is, for example, a computer and has a program storage unit (not shown). A program storage unit, there is a program for controlling the processing of the wafer (W U, W L), polymerization wafer (W T) of the bonded system (1) is stored. The program storage section also stores a program for controlling the operation of a driving system such as the above-described various processing apparatuses and carrying apparatuses to realize a wafer bonding process to be described later in the bonding system 1. On the other hand, 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 magnet optical disk (MO) And may be installed in the control unit 70 from the storage medium H.

다음으로, 전술한 접합 장치(41)의 구성에 대해 설명한다. 접합 장치(41)는, 도 4에 도시된 바와 같이 내부를 밀폐 가능한 처리 용기(100)를 갖고 있다. 처리 용기(100)의 웨이퍼 반송 영역(60)측의 측면에는, 웨이퍼(WU, WL), 중합 웨이퍼(WT)의 반입 반출구(101)가 형성되고, 상기 반입 반출구(101)에는 개폐 셔터(102)가 설치되어 있다.Next, the configuration of the above-described bonding apparatus 41 will be described. As shown in Fig. 4, the bonding apparatus 41 has a processing container 100 capable of sealing the inside thereof. The wafer side in the carrying region 60 side of the processing vessel 100, a wafer (W U, W L), polymerization wafer (W T) brought is formed half the opening 101, the carry half the opening 101 of the Closing shutter 102 is provided.

처리 용기(100)의 내부는, 내벽(103)에 의해, 반송 영역(T1)과 처리 영역(T2)으로 구획되어 있다. 전술한 반입 반출구(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 반입 반출구(104)가 형성되어 있다. The inside of the processing vessel 100 is partitioned into a carrying region T1 and a processing region T2 by an inner wall 103. [ The above-described loading / unloading port 101 is formed on the side surface of the processing container 100 in the carrying region T1. The wafer W U and W L and the transfer port 104 of the polymerized wafer W T are also formed in the inner wall 103.

반송 영역(T1)의 X방향 정방향측에는, 웨이퍼(WU, WL), 중합 웨이퍼(WT)를 일시적으로 배치하기 위한 트랜지션(110)이 설치되어 있다. 트랜지션(110)은, 예컨대 2단으로 형성되고, 웨이퍼(WU, WL), 중합 웨이퍼(WT) 중 어느 2개를 동시에 배치할 수 있다. X is the side of the forward direction of the carrying area (T1), the wafer (W U, W L), polymerization wafer (W T), the transition (110) for temporarily placed is provided. The transition 110 is formed, for example, in two stages, and any two of the wafers WU and W L and the polymerized wafers W T can be disposed at the same time.

반송 영역(T1)에는, 웨이퍼 반송 기구(111)가 설치되어 있다. 웨이퍼 반송 기구(111)는, 도 4 및 도 5에 도시된 바와 같이 예컨대 연직 방향, 수평 방향(Y방향, X방향) 및 연직축 주위로 이동 가능한 반송 아암을 갖고 있다. 그리고, 웨이퍼 반송 기구(111)는, 반송 영역(T1) 내, 또는 반송 영역(T1)과 처리 영역(T2) 사이에서 웨이퍼(WU, WL), 중합 웨이퍼(WT)를 반송할 수 있다.A wafer transport mechanism 111 is provided in the transport region T1. As shown in Figs. 4 and 5, the wafer transport mechanism 111 has a transport arm which can move in the vertical direction, the horizontal direction (Y direction, X direction) and the vertical axis. Then, the wafer transport mechanism 111, the conveying area (T1), or in the conveying zone to transport the wafer (W U, W L), polymerization wafer (W T) between (T1) and the treatment zone (T2) have.

반송 영역(T1)의 X방향 부방향측에는, 웨이퍼(WU, WL)의 수평 방향의 방향을 조절하는 위치 조절 기구(120)가 설치되어 있다. 위치 조절 기구(120)는, 웨이퍼(WU, WL)를 유지하여 회전시키는 유지부(도시하지 않음)를 구비한 베이스(121)와, 웨이퍼(WU, WL)의 노치부의 위치를 검출하는 검출부(122)를 갖고 있다. 그리고, 위치 조절 기구(120)에서는, 베이스(121)에 유지된 웨이퍼(WU, WL)를 회전시키면서 검출부(122)에 의해 웨이퍼(WU, WL)의 노치부의 위치를 검출함으로써, 상기 노치부의 위치를 조절하여 웨이퍼(WU, WL)의 수평 방향의 방향을 조절하고 있다. 한편, 베이스(121)에 있어서 웨이퍼(WU, WL)를 유지하는 구조는 특별히 한정되는 것은 아니며, 예컨대 핀 척 구조나 스핀 척 구조 등, 여러 가지 구조가 이용된다.A position adjusting mechanism 120 for adjusting the horizontal direction of the wafers WU and W L is provided on the X direction side of the carrying region T1. Position adjusting mechanism 120 includes a wafer holding part with a base 121 provided with a (not shown), a notch part position of the wafer (W U, W L) which rotates to keep the (W U, W L) And a detection unit 122 for detecting the detection signal. The position adjusting mechanism 120 detects the positions of the notches of the wafers W U and W L by the detecting unit 122 while rotating the wafers W U and W L held by the base 121, The position of the notch portion is adjusted to adjust the horizontal direction of the wafers WU and W L. On the other hand, the structure for holding the wafers WU and W L in the base 121 is not particularly limited, and various structures such as a pin chuck structure and a spin chuck structure are used.

또한, 반송 영역(T1)에는, 상부 웨이퍼(WU)의 표리면을 반전시키는 반전 기구(130)가 설치되어 있다. 반전 기구(130)는, 상부 웨이퍼(WU)를 유지하는 유지 아암(131)을 갖고 있다. 유지 아암(131)은, 수평 방향(Y방향)으로 연장되어 있다. 또한 유지 아암(131)에는, 상부 웨이퍼(WU)를 유지하는 유지 부재(132)가 예컨대 4부위에 설치되어 있다.Further, in the conveyance area (T1), a reversing mechanism 130 for reversing the front and rear surfaces of the upper wafer (W U) is provided. Tripping mechanism 130, and has a holding arm (131) for holding the upper wafer (W U). The holding arm 131 extends in the horizontal direction (Y direction). In addition, the retaining arm 131, a holding member 132 for holding the upper wafer (W U), for example installed on the part 4.

유지 아암(131)은, 예컨대 모터 등을 구비한 구동부(133)에 지지되어 있다. 이 구동부(133)에 의해, 유지 아암(131)은 수평축 주위로 회동 가능하다. 또한 유지 아암(131)은, 구동부(133)를 중심으로 회동 가능하고, 수평 방향(Y방향)으로 이동 가능하다. 구동부(133)의 하방에는, 예컨대 모터 등을 구비한 다른 구동부(도시하지 않음)가 설치되어 있다. 이 다른 구동부에 의해, 구동부(133)는 연직 방향으로 연장되는 지지 기둥(134)을 따라 연직 방향으로 이동할 수 있다. 이와 같이 구동부(133)에 의해, 유지 부재(132)에 유지된 상부 웨이퍼(WU)는, 수평축 주위로 회동할 수 있고, 연직 방향 및 수평 방향으로 이동할 수 있다. 또한, 유지 부재(132)에 유지된 상부 웨이퍼(WU)는, 구동부(133)를 중심으로 회동하여, 위치 조절 기구(120)로부터 후술하는 상부 척(140) 사이를 이동할 수 있다. 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 about the horizontal axis. The holding arm 131 is rotatable around the driving unit 133 and is movable in the horizontal direction (Y direction). Under the driver 133, another driver (not shown) having a motor, for example, is provided. With this other driving portion, the driving portion 133 can move in the vertical direction along the support pillars 134 extending in the vertical direction. In this way, the upper wafer (W U) held in the holding member 132 by the driving section 133, and can rotate around a horizontal axis, can be moved in the vertical direction and the horizontal direction. Further, the upper wafer held by the holding member (132) (W U) is, by rotating around the drive unit 133, and can move between the upper chuck (140) to be described later from the position control mechanism 120.

처리 영역(T2)에는, 상부 웨이퍼(WU)를 하면에서 흡착 유지하는 제1 유지부로서의 상부 척(140)과, 하부 웨이퍼(WL)를 상면에서 배치하여 흡착 유지하는 제2 유지부로서의 하부 척(141)이 설치되어 있다. 하부 척(141)은, 상부 척(140)의 하방에 설치되고, 상부 척(140)과 대향 배치 가능하게 구성되어 있다. 즉, 상부 척(140)에 유지된 상부 웨이퍼(WU)와 하부 척(141)에 유지된 하부 웨이퍼(WL)는 대향하여 배치 가능하게 되어 있다.Treatment zone (T2), the upper wafer as a second holding portion that is disposed on the upper surface of the upper chuck 140 and the lower wafer (W L) serving as a first holding portion that when sucked and held in the (W U) suction And a lower chuck 141 is provided. The lower chuck 141 is disposed below the upper chuck 140 and is configured to be disposed opposite to the upper chuck 140. [ That is, the upper wafer W U held by the upper chuck 140 and the lower wafer W L held by the lower chuck 141 are opposed to each other.

상부 척(140)은, 상기 상부 척(140)의 상방에 설치된 상부 척 지지부(150)에 지지되어 있다. 상부 척 지지부(150)는, 처리 용기(100)의 천장면에 설치되어 있다. 즉, 상부 척(140)은, 상부 척 지지부(150)를 통해 처리 용기(100)에 고정되어 설치되어 있다. The upper chuck 140 is supported on the upper chuck supporter 150 provided above the upper chuck 140. The upper chuck supporter 150 is installed in the ceiling of the processing vessel 100. That is, the upper chuck 140 is fixed to the processing vessel 100 through the upper chuck supporter 150.

상부 척 지지부(150)에는, 하부 척(141)에 유지된 하부 웨이퍼(WL)의 표면(WL1)을 촬상하는 상부 촬상부(151)가 설치되어 있다. 즉, 상부 촬상부(151)는 상부 척(140)에 인접하여 설치되어 있다. 상부 촬상부(151)에는, 예컨대 CCD 카메라가 이용된다. The upper chuck supporter 150 is provided with an upper image pickup unit 151 for picking up a surface W L1 of the lower wafer W L held by the lower chuck 141. That is, the upper imaging unit 151 is provided adjacent to the upper chuck 140. As the upper image pickup unit 151, for example, a CCD camera is used.

하부 척(141)은, 상기 하부 척(141)의 하방에 설치된 제1 하부 척 이동부(160)에 지지되어 있다. 제1 하부 척 이동부(160)는, 후술하는 바와 같이 하부 척(141)을 수평 방향(Y방향)으로 이동시키도록 구성되어 있다. 또한, 제1 하부 척 이동부(160)는, 하부 척(141)을 연직 방향으로 이동 가능하게, 또한 연직축 주위로 회전 가능하게 구성되어 있다. The lower chuck 141 is supported by a first lower chuck moving part 160 provided below the lower chuck 141. The first lower chuck moving section 160 is configured to move the lower chuck 141 in the horizontal direction (Y direction) as described later. The first lower chuck moving section 160 is configured to be movable in the vertical direction and rotatable about the vertical axis.

제1 하부 척 이동부(160)에는, 상부 척(140)에 유지된 상부 웨이퍼(WU)의 표면(WU1)을 촬상하는 하부 촬상부(161)가 설치되어 있다. 즉, 하부 촬상부(161)는 하부 척(141)에 인접하여 설치되어 있다. 하부 촬상부(161)에는, 예컨대 CCD 카메라가 이용된다. The first lower chuck moving section 160 is provided with a lower image pickup section 161 for imaging 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. As the lower image pickup unit 161, for example, a CCD camera is used.

제1 하부 척 이동부(160)는, 상기 제1 하부 척 이동부(160)의 하면측에 설치되고, 수평 방향(Y방향)으로 연장되는 한 쌍의 레일(162, 162)에 부착되어 있다. 그리고, 제1 하부 척 이동부(160)는, 레일(162)을 따라 이동 가능하게 구성되어 있다. The first lower chuck moving part 160 is attached to a pair of rails 162 and 162 provided on the lower surface side of the first lower chuck moving part 160 and extending in the horizontal direction (Y direction) . The first lower chuck moving part 160 is configured to be movable along the rails 162.

한 쌍의 레일(162, 162)은, 제2 하부 척 이동부(163)에 배치되어 있다. 제2 하부 척 이동부(163)는, 상기 제2 하부 척 이동부(163)의 하면측에 설치되고, 수평 방향(X방향)으로 연장되는 한 쌍의 레일(164, 164)에 부착되어 있다. 그리고, 제2 하부 척 이동부(163)는, 레일(164)을 따라 이동 가능하게 구성되고, 즉 하부 척(141)을 수평 방향(X방향)으로 이동시키도록 구성되어 있다. 한편, 한 쌍의 레일(164, 164)은, 처리 용기(100)의 바닥면에 설치된 배치대(165) 상에 배치되어 있다.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 attached to a pair of rails 164 and 164 provided on the lower surface side of the second lower chuck moving portion 163 and 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, to move the lower chuck 141 in the horizontal direction (X direction). On the other hand, the pair of rails 164, 164 are disposed on a placement table 165 provided on the bottom surface of the processing container 100.

다음으로, 접합 장치(41)의 상부 척(140)과 상부 척 지지부(150)의 상세한 구성에 대해 설명한다. Next, the detailed configuration of the upper chuck 140 and the upper chuck supporter 150 of the joining apparatus 41 will be described.

상부 척(140)에는, 도 6에 도시된 바와 같이 핀 척 방식이 채용되어 있다. 상부 척(140)은, 평면에서 보아 상부 웨이퍼(WU)의 직경 이상의 직경을 갖는 본체부(170)를 갖고 있다. 본체부(170)의 하면에는, 상부 웨이퍼(WU)의 이면(WU2)에 접촉하는 복수의 핀(171)이 설치되어 있다. 또한, 본체부(170)의 하면의 외주부에는, 핀(171)과 동일한 높이를 갖고, 상부 웨이퍼(WU)의 이면(WU2)의 외주부를 지지하는 외측 리브(172)가 설치되어 있다. 외측 리브(172)는, 복수의 핀(171)의 외측에 환형으로 설치되어 있다.As shown in Fig. 6, the upper chuck 140 employs a pin chuck system. The upper chuck (140), and has a body portion 170 having a diameter more than the diameter of the upper wafer (W U) in a plan view. A plurality of pins 171 are provided on the lower surface of the body portion 170 to contact the back surface W U2 of the upper wafer W U. An outer rib 172 having the same height as the pin 171 and supporting the outer peripheral portion of the back surface W U2 of the upper wafer W U is provided on the outer peripheral portion of the lower surface of the main body portion 170. The outer rib 172 is annularly provided on the outer side of the plurality of fins 171.

또한, 본체부(170)의 하면에는, 외측 리브(172)의 내측에 있어서, 핀(171)과 동일한 높이를 갖고, 상부 웨이퍼(WU)의 이면(WU2)을 지지하는 내측 리브(173)가 설치되어 있다. 내측 리브(173)는, 외측 리브(172)와 동심원 형상으로 환형으로 설치되어 있다. 그리고, 외측 리브(172)의 내측의 영역(174)[이하, 흡인 영역(174)이라고 하는 경우가 있다.]은, 내측 리브(173)의 내측의 제1 흡인 영역(174a)과, 내측 리브(173)의 외측의 제2 흡인 영역(174b)으로 구획되어 있다.An inner rib 173 that has the same height as the pin 171 and supports the back surface W U2 of the upper wafer W U is provided on the lower surface of the main body 170 on the inner side of the outer rib 172. ). The inner rib 173 is annularly formed concentrically with the outer rib 172. A region 174 (hereinafter also referred to as a suction region 174) inside the outer rib 172 is formed by a first suction region 174a on the inner side of the inner rib 173, And a second suction region 174b outside the first suction region 173.

본체부(170)의 하면에는, 제1 흡인 영역(174a)에 있어서, 상부 웨이퍼(WU)를 진공화하기 위한 제1 흡인구(175a)가 형성되어 있다. 제1 흡인구(175a)는, 예컨대 제1 흡인 영역(174a)에 있어서 4부위에 형성되어 있다. 제1 흡인구(175a)에는, 본체부(170)의 내부에 설치된 제1 흡인관(176a)이 접속되어 있다. 또한 제1 흡인관(176a)에는, 제1 진공 펌프(177a)가 접속되어 있다. When the main body unit 170 has, in the first suction area (174a), a first suction port (175a) for evacuation to the top wafer (W U) is formed. The first suction port 175a is formed at, for example, four portions in the first suction area 174a. A first suction pipe 176a provided inside the main body 170 is connected to the first suction port 175a. A first vacuum pump 177a is connected to the first suction pipe 176a.

또한, 본체부(170)의 하면에는, 제2 흡인 영역(174b)에 있어서, 상부 웨이퍼(WU)를 진공화하기 위한 제2 흡인구(175b)가 형성되어 있다. 제2 흡인구(175b)는, 예컨대 제2 흡인 영역(174b)에 있어서 2부위에 형성되어 있다. 제2 흡인구(175b)에는, 본체부(170)의 내부에 설치된 제2 흡인관(176b)이 접속되어 있다. 또한 제2 흡인관(176b)에는, 제2 진공 펌프(177b)가 접속되어 있다.Further, in the lower face of the body portion 170, in the second suction area (174b), a second suction port (175b) for evacuation to the top wafer (W U) is formed. The second suction port 175b is formed at two portions in the second suction region 174b, for example. A second suction pipe 176b provided inside the main body 170 is connected to the second suction port 175b. A second vacuum pump 177b is connected to the second suction pipe 176b.

그리고, 상부 웨이퍼(WU), 본체부(170) 및 외측 리브(172)로 둘러싸여 형성된 흡인 영역(174a, 174b)을 각각 흡인구(175a, 175b)로부터 진공화하여, 흡인 영역(174a, 174b)을 감압한다. 이때, 흡인 영역(174a, 174b)의 외부의 분위기가 대기압이기 때문에, 상부 웨이퍼(WU)는 감압된 분만큼 대기압에 의해 흡인 영역(174a, 174b)측으로 밀려, 상부 척(140)에 상부 웨이퍼(WU)가 흡착 유지된다. 또한, 상부 척(140)은, 제1 흡인 영역(174a)과 제2 흡인 영역(174b)마다 상부 웨이퍼(WU)를 진공화 가능하게 구성되어 있다.The suction regions 174a and 174b surrounded by the upper wafer WU , the main body portion 170 and the outer rib 172 are evacuated from the suction ports 175a and 175b, respectively, and the suction regions 174a and 174b ). At this time, since the external atmosphere of the suction area (174a, 174b) at atmospheric pressure, the upper wafer (W U) is pressed by the atmospheric pressure by the pressure-minute toward the suction area (174a, 174b), the upper wafer to the upper chuck (140) ( Wu ) is adsorbed and held. Further, the upper chuck (140) has a first configuration enabling the evacuated suction area (174a) and a second suction area (174b), the upper wafer (W U) each.

이러한 경우, 외측 리브(172)가 상부 웨이퍼(WU)의 이면(WU2)의 외주부를 지지하기 때문에, 상부 웨이퍼(WU)는 그 외주부까지 적절히 진공화된다. 이 때문에, 상부 척(140)에 상부 웨이퍼(WU)의 전체면이 흡착 유지되고, 상기 상부 웨이퍼(WU)의 평면도(平面度)를 작게 하여, 상부 웨이퍼(WU)를 평탄하게 할 수 있다.In this case, since the outer rib 172 is to support the outer peripheral portion of the back surface of the upper wafer (W U), (W U2), the upper wafer (W U) is suitably vacuum screen to the peripheral portion. For this reason, and the entire surface of the upper wafer (W U) sucked and held on the upper chuck (140), by reducing the plan view (平面度) of the upper wafer (W U), to flatten a top wafer (W U) .

게다가, 복수의 핀(171)의 높이가 균일하기 때문에, 상부 척(140)의 하면의 평면도를 더욱 작게 할 수 있다. 이와 같이 상부 척(140)의 하면을 평탄하게 하여 (하면의 평면도를 작게 하여), 상부 척(140)에 유지된 상부 웨이퍼(WU)의 연직 방향의 왜곡을 억제할 수 있다.In addition, since the height of the plurality of fins 171 is uniform, the flatness of the lower surface of the upper chuck 140 can be further reduced. Thus, the lower surface of the upper chuck 140 can be made flat (the planarity of the lower surface is made smaller), and distortion in the vertical direction of the upper wafer W U held by the upper chuck 140 can be suppressed.

또한, 상부 웨이퍼(WU)의 이면(WU2)은 복수의 핀(171)에 지지되어 있기 때문에, 상부 척(140)에 의한 상부 웨이퍼(WU)의 진공화를 해제할 때, 상기 상부 웨이퍼(WU)가 상부 척(140)으로부터 박리되기 쉬워진다.Since the back surface W U2 of the upper wafer W U is supported by the plurality of fins 171, when releasing the vacuum of the upper wafer W U by the upper chuck 140, the wafer (W U) is apt to peel off from the upper chuck (140).

상부 척(140)에 있어서, 본체부(170)의 중심부에는, 상기 본체부(170)를 두께 방향으로 관통하는 관통 구멍(178)이 형성되어 있다. 이 본체부(170)의 중심부는, 상부 척(140)에 흡착 유지되는 상부 웨이퍼(WU)의 중심부에 대응하고 있다. 그리고 관통 구멍(178)에는, 후술하는 압동 기구(190)에 있어서의 액추에이터(191)의 선단부가 삽입 관통하도록 되어 있다. In the upper portion of the main body 170 of the upper chuck 140, a through hole 178 penetrating the body portion 170 in the thickness direction is formed. The center portion of the main body portion 170 corresponds to the center portion of the upper wafer W U held by the upper chuck 140. The distal end portion of the actuator 191 in the pushing mechanism 190, which will be described later, is inserted through the through hole 178.

상부 척 지지부(150)는, 도 5에 도시된 바와 같이 상부 척(140)의 본체부(170)의 상면에 설치된 지지 부재(180)를 갖고 있다. 지지 부재(180)는, 평면에서 보아 적어도 본체부(170)의 상면을 덮도록 설치되고, 또한 본체부(170)에 대해 예컨대 나사 고정에 의해 고정되어 있다. 지지 부재(180)는, 처리 용기(100)의 천장면에 설치된 복수의 지지 기둥(181)에 지지되어 있다. The upper chuck supporter 150 has a supporting member 180 provided on the upper surface of the main body 170 of the upper chuck 140 as shown in Fig. The support member 180 is provided so as to cover at least the upper surface of the main body portion 170 as viewed in plan view and is fixed to the main body portion 170 by, for example, screwing. The support member 180 is supported by a plurality of support pillars 181 provided on a ceiling surface of the processing vessel 100.

지지 부재(180)의 상면에는, 도 6에 도시된 바와 같이 상부 웨이퍼(WU)의 중심부를 압박하는 압동 기구(190)가 더 설치되어 있다. 압동 기구(190)는, 액추에이터(191)와 실린더(192)를 갖고 있다. On the upper surface of the support member 180, a pushing mechanism 190 for pushing the center of the upper wafer W U is further provided as shown in FIG. The pushing mechanism 190 has an actuator 191 and a cylinder 192.

액추에이터(191)는, 전공(電空) 레귤레이터(도시하지 않음)로부터 공급되는 공기에 의해 일정 방향으로 일정한 압력을 발생시키는 것으로, 압력의 작용점의 위치에 상관없이 상기 압력을 일정하게 발생시킬 수 있다. 그리고, 전공 레귤레이터로부터의 공기에 의해, 액추에이터(191)는, 상부 웨이퍼(WU)의 중심부와 접촉하여 상기 상부 웨이퍼(WU)의 중심부에 가해지는 압박 하중을 제어할 수 있다. 또한, 액추에이터(191)의 선단부는, 전공 레귤레이터로부터의 공기에 의해, 관통 구멍(178)을 삽입 관통하여 연직 방향으로 승강 가능하게 되어 있다.The actuator 191 generates a constant pressure in a predetermined direction by the air supplied from an electropneumatic regulator (not shown), so that the pressure can be constantly generated irrespective of the position of the point of action of the pressure . Then, the air from the pneumatic regulator, the actuator 191 can be in contact with the central portion of the upper wafer (W U) to control the pressure load applied to the central portion of the upper wafer (W U). The distal end of the actuator 191 is allowed to pass through the through hole 178 by air from the electropneumatic regulator and to be able to move up and down in the vertical direction.

액추에이터(191)는, 실린더(192)에 지지되어 있다. 실린더(192)는, 예컨대 모터를 내장한 구동부에 의해 액추에이터(191)를 연직 방향으로 이동시킬 수 있다.The actuator 191 is supported on the cylinder 192. The cylinder 192 can move the actuator 191 in the vertical direction by, for example, a drive unit including a motor.

이상과 같이 압동 기구(190)는, 액추에이터(191)에 의해 압박 하중을 제어하고, 실린더(192)에 의해 액추에이터(191)의 이동을 제어하고 있다. 그리고, 압동 기구(190)는, 후술하는 웨이퍼(WU, WL)의 접합시에, 상부 웨이퍼(WU)의 중심부와 하부 웨이퍼(WL)의 중심부를 접촉시켜 압박할 수 있다. As described above, the pushing mechanism 190 controls the pushing load by the actuator 191, and controls the movement of the actuator 191 by the cylinder 192. [ Then, the pushing mechanism 190, at the time of bonding of the wafers (W U, W L), which will be described later, by contact of the center of the heart and the lower wafer (W L) of the top wafer (W U) can be pressed.

다음으로, 접합 장치(41)의 하부 척(141)의 상세한 구성에 대해 설명한다. Next, the detailed configuration of the lower chuck 141 of the joining apparatus 41 will be described.

하부 척(141)은, 하부 웨이퍼(WL)를 배치하는 배치부(200)와, 상기 배치부(200)를 지지하는 베이스부(201)를 갖고 있다. 베이스부(201)는 배치부(200)의 하방에 설치되고, 또한 배치부(200) 주위에는 고정 링(202)이 설치되어 있다. 그리고, 배치부(200)의 외주부가 고정 링(202)에 의해 베이스부(201)에 고정되어 있다. The lower chuck 141 has a placement portion 200 for placing the lower wafer W L and a base portion 201 for supporting the placement portion 200. The base portion 201 is provided below the arrangement portion 200 and a stationary ring 202 is provided around the arrangement portion 200. [ The outer peripheral portion of the arrangement portion 200 is fixed to the base portion 201 by the fixing ring 202. [

배치부(200)에는, 예컨대 알루미나 세라믹이나 SIC 등 세라믹 재료가 이용된다. 이 때문에, 배치부(200)는 연직 방향 및 수평 방향으로 신축 가능하고, 또한 고정밀도의 평면, 또한, 높은 복원성을 실현할 수 있다. 또한 베이스부(201)에도, 예컨대 알루미나 세라믹이나 SIC 등 세라믹 재료가 이용된다.For the arrangement part 200, for example, a ceramic material such as alumina ceramic or SIC is used. Therefore, the arrangement section 200 is capable of expanding and contracting in the vertical direction and the horizontal direction, and also achieving a high-precision plane and high restoration property. Also, a ceramic material such as alumina ceramics or SIC is used for the base part 201, for example.

배치부(200)는 평면에서 보아 하부 웨이퍼(WL)의 직경 이상의 직경을 갖고, 그 중심부의 두께가 외주부의 두께보다 크게 되어 있다. 배치부(200)의 하면에는, 환형의 리브(203)가 복수 설치되어 있다. 각 리브(203)는, 배치부(200)의 상면을 평탄하게 한 상태에서, 베이스부(201)의 상면에 접촉하도록 설치되어 있다.The arrangement part 200 has a diameter larger than the diameter of the lower wafer W L in plan view, and the thickness of the center part is larger than the thickness of the outer peripheral part. A plurality of annular ribs 203 are provided on the lower surface of the arrangement portion 200. Each of the ribs 203 is provided so as to be in contact with the upper surface of the base portion 201 in a state in which the upper surface of the arrangement portion 200 is flat.

배치부(200)의 상면에는, 하부 웨이퍼(WL)를 진공화하기 위한 흡인홈(204)이 형성되어 있다. 흡인홈(204)의 레이아웃은 임의로 설정할 수 있다. 흡인홈(204)에는, 배치부(200)와 베이스부(201)에 설치된 흡인관(205)이 접속되어 있다. 베이스부(201)의 상면에는, 흡인관(205) 주위에 시일재(206), 예컨대 V링이 설치되어 있다. 이에 의해, 후술하는 압력 가변 공간(208)의 기밀성이 확보된다. 또한 흡인관(205)에는, 진공 펌프(207)가 접속되어 있다. On the upper surface of the arrangement part 200, a suction groove 204 for evacuating the lower wafer W L is formed. The layout of the suction grooves 204 can be arbitrarily set. In the suction groove 204, the arrangement part 200 and the suction pipe 205 provided on the base part 201 are connected. On the upper surface of the base portion 201, a sealing material 206, for example, a V ring is provided around the suction pipe 205. Thereby, the airtightness of the pressure variable space 208 described later is secured. A vacuum pump 207 is connected to the suction pipe 205.

배치부(200)의 하면과 베이스부(201)의 상면 사이에는, 밀폐된 압력 가변 공간(208)이 형성되어 있다. 압력 가변 공간(208)에는, 변형 기구(210)가 설치되어 있다. 변형 기구(210)는, 압력 가변 공간에 대해 가압 또는 감압하여, 배치부(200)의 형상을 조절할 수 있다.A sealed pressure variable space 208 is formed between the lower surface of the arrangement portion 200 and the upper surface of the base portion 201. In the pressure variable space 208, a deformation mechanism 210 is provided. The deformation mechanism 210 can pressurize or depressurize the pressure variable space to adjust the shape of the arrangement section 200.

베이스부(201)의 상면에는 급배기구(211)가 형성되고, 변형 기구(210)는 급배기구(211)에 접속된 급배기관(212)을 갖고 있다. 베이스부(201)의 상면에는, 급배기관(212) 주위에 시일재(213), 예컨대 V링이 설치되어 있다. 급배기관(212)에는, 전환 밸브(214)를 통해, 압력 가변 공간(208)에 공기를 공급하는 전공 레귤레이터(215)와, 압력 가변 공간(208)의 공기를 배출하기 위한 진공 펌프(216)가 접속되어 있다. An air supply port 211 is formed on an upper surface of the base portion 201 and a deformation mechanism 210 has an air supply and exhaust pipe 212 connected to the air supply and exhaust port 211. On the upper surface of the base portion 201, a sealing material 213, for example, a V ring is provided around the air supply and exhaust pipe 212. The air supply and exhaust pipe 212 is provided with an electropneumatic regulator 215 for supplying air to the pressure variable space 208 through a switching valve 214 and a vacuum pump 216 for discharging air in the pressure variable space 208. [ Respectively.

베이스부(201)에는, 배치부(200)의 변위량을 측정하는 측정부(220)가 설치되어 있다. 측정부(220)에는, 예컨대 정전 용량계나 와전식(渦電式)의 변위 센서가 이용된다. 베이스부(201)의 상면에는, 측정부(220) 주위에 시일재(221), 예컨대 V링이 설치되어 있다. The base portion 201 is provided with a measurement portion 220 for measuring the amount of displacement of the arrangement portion 200. As the measuring unit 220, for example, a displacement sensor of a capacitance type or an eddy current type is used. On the upper surface of the base portion 201, a sealing material 221, for example, a V ring is provided around the measurement portion 220.

도 7에 도시된 바와 같이, 변형 기구(210)의 진공 펌프(216)에 의해 압력 가변 공간(208)의 내부를 진공화하여 감압하면(예컨대 -10 ㎪), 베이스부(201)에 배치부(200)가 흡착된다. 그리고 이 상태에서, 배치부(200)의 상면의 평면 형상이 평탄하게 되도록 조절한다. 즉, 측정부(220)에 있어서의 배치부(200)의 변위량이 0(제로)이 되도록, 배치부(200)의 상면의 평면 형상이 조절된다. As shown in Fig. 7, when the inside of the pressure variable space 208 is evacuated and reduced in pressure (for example, -10 ㎪) by the vacuum pump 216 of the deformation mechanism 210, (200) is adsorbed. In this state, the plane shape of the upper surface of the arrangement part 200 is adjusted to be flat. That is, the plane shape of the upper surface of the arrangement unit 200 is adjusted so that the amount of displacement of the arrangement unit 200 in the measurement unit 220 is 0 (zero).

한편, 도 8에 도시된 바와 같이, 변형 기구(210)의 전공 레귤레이터(215)에 의해 압력 가변 공간(208)의 내부에 공기를 공급하여 가압하면(예컨대 0 ㎪∼100 ㎪), 배치부(200)가 하방으로부터 압박된다. 배치부(200)의 외주부는 고정 링(202)에 의해 베이스부(201)에 고정되어 있기 때문에, 배치부(200)는 그 중심부가 외주부보다 돌출되며, 즉 상방으로 볼록 형상으로 변형한다.8, air is supplied to the inside of the pressure variable space 208 by the electropneumatic regulator 215 of the deformation mechanism 210 (for example, 0 to 100) 200 are pressed from below. Since the outer circumferential portion of the placement portion 200 is fixed to the base portion 201 by the fixing ring 202, the center portion of the placement portion 200 protrudes from the outer circumferential portion, that is, it is deformed into a convex shape upward.

이 배치부(200)의 변위량은, 변형 기구(210)에 의해 배치부(200)에 가해지는 압력에 의해 조절할 수 있다. 구체적으로는, 측정부(220)에 의해 측정된 배치부(200)의 변위량이 적절한 변위량이 되도록, 변형 기구(210)로부터의 공기압을 조절한다. The amount of displacement of the arrangement section 200 can be controlled by the pressure applied to the arrangement section 200 by the deformation mechanism 210. Specifically, the air pressure from the deformation mechanism 210 is adjusted so that the amount of displacement of the placement unit 200 measured by the measuring unit 220 becomes an appropriate amount of displacement.

한편, 전술한 바와 같이 배치부(200)는, 그 중심부의 두께가 외주부의 두께보다 크게 되어 있다. 이와 같이 배치부(200)의 강도 분포를 적정하게 함으로써, 도 8에 도시된 바와 같이 배치부(200)가 상방으로 볼록 형상으로 변형한 경우에 있어서, 배치부(200)의 상면을 적절히 구면(球面) 변위시킬 수 있다. 덧붙여서 말하면, 이 배치부(200)의 제작시에는, 배치부(200)의 상면의 수평 방향의 변위가 직경 방향으로 선형에 가까워지도록, 배치부(200)의 두께를 조절한다.On the other hand, as described above, the thickness of the arrangement portion 200 is larger than the thickness of the outer peripheral portion. By appropriately setting the intensity distribution of the arrangement section 200 as described above, when the arrangement section 200 is deformed into a convex shape upward as shown in FIG. 8, the upper surface of the arrangement section 200 is appropriately spherical Spherical surface). Incidentally, at the time of manufacturing the arrangement section 200, the thickness of the arrangement section 200 is adjusted so that the displacement of the upper surface of the arrangement section 200 in the horizontal direction becomes linear in the radial direction.

한편, 변형 기구(210)가 압력 가변 공간(208)의 가압 또는 감압을 제어할 때에는, 공기가 아니라, 다른 유체를 이용해도 좋다.On the other hand, when the deformation mechanism 210 controls the pressurization or the depressurization of the pressure variable space 208, other fluid may be used instead of air.

또한, 접합 장치(41)에 있어서의 각부의 동작은, 전술한 제어부(70)에 의해 제어된다.The operation of each part of the bonding apparatus 41 is controlled by the control unit 70 described above.

다음으로, 이상과 같이 구성된 접합 시스템(1)을 이용하여 행해지는 웨이퍼(WU, WL)의 접합 처리 방법에 대해 설명한다. 도 9는 이러한 웨이퍼 접합 처리의 주된 공정의 예를 도시한 흐름도이다.Next, a joining processing method of the wafers WU 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 a main process of such a wafer bonding process.

먼저, 복수 장의 상부 웨이퍼(WU)를 수용한 카세트(CU), 복수 장의 하부 웨이퍼(WL)를 수용한 카세트(CL), 및 빈 카세트(CT)가, 반입 반출 스테이션(2)의 소정의 카세트 배치판(11)에 배치된다. 그 후, 웨이퍼 반송 장치(22)에 의해 카세트(CU) 내의 상부 웨이퍼(WU)가 취출되어, 처리 스테이션(3)의 제3 처리 블록(G3)의 트랜지션 장치(50)에 반송된다. First, a cassette C U containing a plurality of upper wafers W U , a cassette C L containing a plurality of lower wafers W L , and a blank cassette C T are loaded into the loading / unloading station 2 In a predetermined cassette arrangement plate 11 of a cassette. Thereafter, the upper wafer W U in the cassette C U is taken out by the wafer transfer device 22 and transferred to the transition device 50 of the third processing block G 3 of the processing station 3.

다음으로 상부 웨이퍼(WU)는, 웨이퍼 반송 장치(61)에 의해 제1 처리 블록(G1)의 표면 개질 장치(30)에 반송된다. 표면 개질 장치(30)에서는, 소정의 감압 분위기하에 있어서, 처리 가스인 산소 가스 또는 질소 가스가 여기되어 플라즈마화되고, 이온화된다. 이 산소 이온 또는 질소 이온이 상부 웨이퍼(WU)의 표면(WU1)에 조사되어, 상기 표면(WU1)이 플라즈마 처리된다. 그리고, 상부 웨이퍼(WU)의 표면(WU1)이 개질된다(도 9의 공정 S1).Next, an upper wafer (W U) is, is returned to the surface modification apparatus 30 of the first processing block (G1) by the wafer transfer apparatus 61. In the surface modifying apparatus 30, oxygen gas or nitrogen gas, which is a process gas, is excited to be plasmaized and ionized under a predetermined reduced pressure atmosphere. The oxygen ions or the nitrogen ions are irradiated to the surface W U1 of the upper wafer W U and the surface W U1 is subjected to the plasma treatment. Then, the surface W U1 of the upper wafer W U is modified (step S 1 in FIG. 9).

다음으로 상부 웨이퍼(WU)는, 웨이퍼 반송 장치(61)에 의해 제2 처리 블록(G2)의 표면 친수화 장치(40)에 반송된다. 표면 친수화 장치(40)에서는, 스핀 척에 유지된 상부 웨이퍼(WU)를 회전시키면서, 상기 상부 웨이퍼(WU) 상에 순수를 공급한다. 그러면, 공급된 순수는 상부 웨이퍼(WU)의 표면(WU1) 상에서 확산되고, 표면 개질 장치(30)에 있어서 개질된 상부 웨이퍼(WU)의 표면(WU1)에 수산기(실라놀기)가 부착되어 상기 표면(WU1)이 친수화된다. 또한, 상기 순수에 의해, 상부 웨이퍼(WU)의 표면(WU1)이 세정된다(도 9의 공정 S2).Next, an upper wafer (W U) is, is conveyed to a surface hydrophilization device 40 of the second processing block (G2) by the wafer transfer apparatus 61. In the surface hydrophilic device 40, pure water is supplied onto the upper wafer W U while rotating the upper wafer W U held by the spin chuck. Then, the supplied pure water surface the surface hydroxyl groups (silanol groups) to (W U1) of the diffusion is, the surface modification device 30, the upper wafer (W U), modified according to on (W U1) of the upper wafer (W U) And the surface W U1 is hydrophilized. Further, the surface W U1 of the upper wafer W U is cleaned by the pure water (step S 2 in FIG. 9).

다음으로 상부 웨이퍼(WU)는, 웨이퍼 반송 장치(61)에 의해 제2 처리 블록(G2)의 접합 장치(41)에 반송된다. 접합 장치(41)에 반입된 상부 웨이퍼(WU)는, 트랜지션(110)을 통해 웨이퍼 반송 기구(111)에 의해 위치 조절 기구(120)에 반송된다. 그리고 위치 조절 기구(120)에 의해, 상부 웨이퍼(WU)의 수평 방향의 방향이 조절된다(도 9의 공정 S3).Next, the upper wafer W U is transferred to the bonding apparatus 41 of the second processing block G 2 by the wafer transfer apparatus 61. The upper wafer W U carried into the bonding apparatus 41 is transported to the position adjusting mechanism 120 by the wafer transport mechanism 111 via the transition 110. Then, the position adjustment mechanism 120 adjusts the horizontal direction of the upper wafer W U (step S3 in FIG. 9).

그 후, 위치 조절 기구(120)로부터 반전 기구(130)의 유지 아암(131)에 상부 웨이퍼(WU)가 전달된다. 계속해서 반송 영역(T1)에 있어서, 유지 아암(131)을 반전시킴으로써, 상부 웨이퍼(WU)의 표리면이 반전된다(도 9의 공정 S4). 즉, 상부 웨이퍼(WU)의 표면(WU1)이 하방으로 향하게 된다.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, by inverting the holding arm 131 in the carrying region T1, the front and back surfaces of the upper wafer W U are reversed (step S 4 in FIG. 9). That is, the surface W U1 of the upper wafer W U faces downward.

그 후, 반전 기구(130)의 유지 아암(131)이, 구동부(133)를 중심으로 회동하여 상부 척(140)의 하방으로 이동한다. 그리고, 반전 기구(130)로부터 상부 척(140)에 상부 웨이퍼(WU)가 전달된다. 상부 웨이퍼(WU)는, 상부 척(140)에 그 이면(WU2)이 흡착 유지된다(도 9의 공정 S5). 구체적으로는, 진공 펌프(177a, 177b)를 작동시켜, 흡인 영역(174a, 174b)에 있어서 흡인구(175a, 175b)를 통해 상부 웨이퍼(WU)를 진공화하여, 상부 웨이퍼(WU)가 상부 척(140)에 흡착 유지된다.Thereafter, the holding arm 131 of the reversing mechanism 130 rotates about the driving part 133 and moves to the lower side of the upper chuck 140. Then, the upper wafer W U is transferred from the inversion mechanism 130 to the upper chuck 140. The top wafer (W U) is, that if the upper chuck (140) (W U2) is sucked and held (step S5 in Fig. 9). Specifically, by operating the vacuum pump (177a, 177b), the suction area the suction port (175a, 175b) an upper wafer (W U) of the evacuation, the upper wafer (W U) through In (174a, 174b) Is adsorbed and held on the upper chuck 140.

상부 웨이퍼(WU)에 전술한 공정 S1∼S5의 처리가 행해지고 있는 동안, 상기 상부 웨이퍼(WU)에 이어서 하부 웨이퍼(WL)의 처리가 행해진다. 먼저, 웨이퍼 반송 장치(22)에 의해 카세트(CL) 내의 하부 웨이퍼(WL)가 취출되어, 처리 스테이션(3)의 트랜지션 장치(50)에 반송된다. The processing of the upper wafer (W U), the upper wafer (W U) is then lower the wafer (W L) is performed while the processing of the above-described process is carried out in S1~S5. First, the lower wafer W L in the cassette C L is taken out by the wafer transfer device 22 and transferred to the transition device 50 of the processing station 3.

다음으로 하부 웨이퍼(WL)는, 웨이퍼 반송 장치(61)에 의해 표면 개질 장치(30)에 반송되어, 하부 웨이퍼(WL)의 표면(WL1)이 개질된다(도 9의 공정 S6). 한편, 공정 S6에서의 하부 웨이퍼(WL)의 표면(WL1)의 개질은, 전술한 공정 S1과 동일하다. Next, the lower wafer W L is transferred to the surface modification apparatus 30 by the wafer transfer apparatus 61, and the surface W L1 of the lower wafer W L is modified (step S6 in Fig. 9) . On the other hand, the modification of the surface W L1 of the lower wafer W L in step S6 is the same as that of the above-described step S1.

그 후, 하부 웨이퍼(WL)는, 웨이퍼 반송 장치(61)에 의해 표면 친수화 장치(40)에 반송되어, 하부 웨이퍼(WL)의 표면(WL1)이 친수화되고, 상기 표면(WL1)이 세정된다(도 9의 공정 S7). 한편, 공정 S7에서의 하부 웨이퍼(WL)의 표면(WL1)의 친수화 및 세정은, 전술한 공정 S2와 동일하다.Thereafter, the lower wafer W L is transferred to the surface hydrophilic device 40 by the wafer transfer device 61 to hydrophilize the surface W L1 of the lower wafer W L , W L1 ) is cleaned (step S7 in Fig. 9). On the other hand, the hydrophilization and cleaning of the surface W L1 of the lower wafer W L in step S7 are the same as in step S2 described above.

그 후, 하부 웨이퍼(WL)는, 웨이퍼 반송 장치(61)에 의해 접합 장치(41)에 반송된다. 접합 장치(41)에 반입된 하부 웨이퍼(WL)는, 트랜지션(110)을 통해 웨이퍼 반송 기구(111)에 의해 위치 조절 기구(120)에 반송된다. 그리고 위치 조절 기구(120)에 의해, 하부 웨이퍼(WL)의 수평 방향의 방향이 조절된다(도 9의 공정 S8).Thereafter, the lower wafer W L is transferred to the bonding apparatus 41 by the wafer transfer apparatus 61. The lower wafer W L carried into the bonding apparatus 41 is transported to the position adjusting mechanism 120 by the wafer transport mechanism 111 through the transition 110. Then, the position adjustment mechanism 120 adjusts the horizontal direction of the lower wafer W L (step S8 in Fig. 9).

그 후, 하부 웨이퍼(WL)는, 웨이퍼 반송 기구(111)에 의해 하부 척(141)에 반송되고, 하부 척(141)에 그 이면(WL2)이 흡착 유지된다(도 9의 공정 S9). 이때, 도 10에 도시된 바와 같이 변형 기구(210)에 의해 압력 가변 공간(208)의 내부가 가압되어, 배치부(200)가 하방으로부터 압박된다. 그리고, 배치부(200)는 그 중심부가 외주부보다 돌출되며, 즉 상방으로 볼록 형상으로 변형하고 있다. 배치부(200)의 변위량은 측정부(220)에 의해 감시되고, 적절한 변위량이 되도록, 변형 기구(210)로부터 압력 가변 공간(208)으로의 공기압이 제어된다. 한편, 공정 S9 전에는 미리, 도 7에 도시된 바와 같이 변형 기구(210)에 의해 압력 가변 공간(208)의 내부가 감압되어, 배치부(200)의 평면 형상이 조절되어 있다. Thereafter, the lower wafer W L is transferred to the lower chuck 141 by the wafer transfer mechanism 111, and the back side W L2 is sucked and held on the lower chuck 141 (step S9 in Fig. 9 ). At this time, as shown in Fig. 10, the inside of the pressure variable space 208 is pressed by the deformation mechanism 210, and the arrangement portion 200 is pressed from below. The central portion of the arrangement portion 200 protrudes from the outer peripheral portion, that is, it is deformed into a convex shape upward. The amount of displacement of the arrangement part 200 is monitored by the measuring part 220 and the air pressure from the deformation mechanism 210 to the pressure variable space 208 is controlled so as to be an appropriate displacement amount. On the other hand, before the step S9, the inside of the pressure variable space 208 is depressurized in advance by the deformation mechanism 210 as shown in Fig. 7, and the planar shape of the arrangement part 200 is adjusted.

공정 S9에서는, 먼저, 진공 펌프(207)를 작동시켜, 하부 웨이퍼(WL)의 중심부가 진공화되고, 그 후 중심부로부터 외주부로 순차 진공화되어, 도 11에 도시된 바와 같이 하부 웨이퍼(WL)가 전체면에서 하부 척(141)에 흡착 유지된다. 이때, 전술한 바와 같이 배치부(200)의 상면을 따라, 하부 웨이퍼(WL)는 그 중심부가 외주부에 비해 돌출되도록 유지된다. In Step S9, first, the vacuum pump 207 is operated to evacuate the central portion of the lower wafer W L , and then evacuate from the central portion to the outer periphery sequentially to form the lower wafer W L is adsorbed and held on the lower chuck 141 on the whole surface. At this time, as described above, along the upper surface of the arrangement unit 200, the lower wafer W L is held such that its central portion protrudes from the outer peripheral portion.

다음으로, 상부 척(140)에 유지된 상부 웨이퍼(WU)와 하부 척(141)에 유지된 하부 웨이퍼(WL)의 수평 방향의 위치 조절을 행한다. 구체적으로는, 제1 하부 척 이동부(160)와 제2 하부 척 이동부(163)에 의해 하부 척(141)을 수평 방향(X방향 및 Y방향)으로 이동시키고, 상부 촬상부(151)를 이용하여, 하부 웨이퍼(WL)의 표면(WL1) 상의 미리 정해진 기준점을 순차 촬상한다. 동시에, 하부 촬상부(161)를 이용하여, 상부 웨이퍼(WU)의 표면(WU1) 상의 미리 정해진 기준점을 순차 촬상한다. 촬상된 화상은 제어부(70)에 출력된다. 제어부(70)에서는, 상부 촬상부(151)에 의해 촬상된 화상과 하부 촬상부(161)에 의해 촬상된 화상에 기초하여, 상부 웨이퍼(WU)의 기준점과 하부 웨이퍼(WL)의 기준점이 각각 합치하는 것과 같은 위치로, 제1 하부 척 이동부(160)와 제2 하부 척 이동부(163)에 의해 하부 척(141)을 이동시킨다. 이렇게 해서 상부 웨이퍼(WU)와 하부 웨이퍼(WL)의 수평 방향 위치가 조절된다(도 9의 공정 S10). Next, the position of the upper wafer W U held by the upper chuck 140 and the position of the lower wafer W L held by the lower chuck 141 are adjusted in the horizontal direction. More specifically, the lower chuck 141 is moved in the horizontal direction (X direction and Y direction) by the first lower chuck moving part 160 and the second lower chuck moving part 163, The predetermined reference points on the surface W L1 of the lower wafer W L are sequentially picked up. At the same time, a predetermined reference point on the surface W U1 of the upper wafer W U is successively picked up using the lower image pickup unit 161. The picked-up image is output to the control unit 70. [ The control unit 70, based on the image picked up by the image and the bottom image capturing unit 161 is picked up by the upper image sensing unit 151, a reference point of the reference point and the lower wafer (W L) of the top wafer (W U) The lower chuck 141 is moved by the first lower chuck moving part 160 and the second lower chuck moving part 163 to the same position as that of the lower chuck moving part 163. Thus, the horizontal position of the upper wafer W U and the lower wafer W L is adjusted (step S 10 in FIG. 9).

그 후, 제1 하부 척 이동부(160)에 의해 하부 척(141)을 연직 상방으로 이동시켜, 상부 척(140)과 하부 척(141)의 연직 방향 위치의 조절을 행하여, 상기 상부 척(140)에 유지된 상부 웨이퍼(WU)와 하부 척(141)에 유지된 하부 웨이퍼(WL)의 연직 방향 위치의 조절을 행한다(도 9의 공정 S11). 그리고, 도 12에 도시된 바와 같이 상부 웨이퍼(WU)와 하부 웨이퍼(WL)가 소정의 위치에 대향 배치된다.Thereafter, the lower chuck 141 is vertically moved by the first lower chuck moving part 160 to adjust the vertical position of the upper chuck 140 and the lower chuck 141, 140) an upper wafer (W U) is carried out with the adjustment of the vertical position of the lower wafer (W L) held on the lower chuck 141 (step S11 of Fig. 9 held in). Then, as shown in FIG. 12, the upper wafer W U and the lower wafer W L are opposed to each other at a predetermined position.

다음으로, 상부 척(140)에 유지된 상부 웨이퍼(WU)와 하부 척(141)에 유지된 하부 웨이퍼(WL)의 접합 처리가 행해진다. Next, a bonding process of the upper wafer W U held by the upper chuck 140 and the lower wafer W L held by the lower chuck 141 is performed.

먼저, 도 13에 도시된 바와 같이 압동 기구(190)의 실린더(192)에 의해 액추에이터(191)를 하강시킨다. 그러면, 이 액추에이터(191)의 하강에 따라, 상부 웨이퍼(WU)의 중심부가 압박되어 하강한다. 이때, 전공 레귤레이터로부터 공급되는 공기에 의해, 액추에이터(191)에는, 소정의 압박 하중이 가해진다. 그리고, 압동 기구(190)에 의해, 상부 웨이퍼(WU)의 중심부와 하부 웨이퍼(WL)의 중심부를 접촉시켜 압박한다(도 9의 공정 S12). 이때, 제1 진공 펌프(177a)의 작동을 정지하여, 제1 흡인 영역(174a)에서의 제1 흡인구(175a)로부터의 상부 웨이퍼(WU)의 진공화를 정지하고, 제2 진공 펌프(177b)는 작동시킨 채로 하여, 제2 흡인 영역(174b)을 제2 흡인구(175b)로부터 진공화한다. 그리고, 압동 기구(190)에 의해 상부 웨이퍼(WU)의 중심부를 압박할 때에도, 상부 척(140)에 의해 상부 웨이퍼(WU)의 외주부를 유지할 수 있다. First, the actuator 191 is lowered by the cylinder 192 of the pushing mechanism 190 as shown in Fig. Then, as the actuator 191 is lowered, the central portion of the upper wafer W U is pressed downward. At this time, a predetermined pressing load is applied to the actuator 191 by the air supplied from the electropneumatic regulator. Then, pushed by the pushing mechanism 190, contacting the central portion of the heart and the lower wafer (W L) of the top wafer (W U) (step S12 in Fig. 9). In this case, the first stops the operation of the vacuum pump (177a), the first suction area (174a) first stops the evacuation of the upper wafer (W U) from the suction port (175a), and a second vacuum pump at The first suction area 177b is operated and the second suction area 174b is evacuated from the second suction port 175b. And, even when the pressure on the central portion of the upper wafer (W U) by the pushing mechanism 190, by the upper chuck 140 can maintain the outer periphery of the upper wafer (W U).

그러면, 압박된 상부 웨이퍼(WU)의 중심부와 하부 웨이퍼(WL)의 중심부 사이에서 접합이 개시된다(도 13 중 굵은선부). 즉, 상부 웨이퍼(WU)의 표면(WU1)과 하부 웨이퍼(WL)의 표면(WL1)은 각각 공정 S1, S6에 있어서 개질되어 있기 때문에, 먼저, 표면(WU1, WL1) 사이에 반데르발스 힘(분자간력)이 발생하여, 상기 표면(WU1, WL1)끼리가 접합된다. 또한, 상부 웨이퍼(WU)의 표면(WU1)과 하부 웨이퍼(WL)의 표면(WL1)은 각각 공정 S2, S7에 있어서 친수화되어 있기 때문에, 표면(WU1, WL1) 사이의 친수기가 수소 결합하여(분자간력), 표면(WU1, WL1)끼리가 강고히 접합된다. Then, bonding is started between the center of the pressed upper wafer W U and the center of the lower wafer W L (thick line in FIG. 13). That is, the surface (W L1) is, first, the surface (W U1, W L1) because it is modified in the step S1, S6, each of the surface (W U1) and the lower wafer (W L) of the top wafer (W U) to a van der Waals' forces (intermolecular force) is generated between, with each other the surfaces (W U1, W L1) is joined. Further, between the top wafer (W U) of the surface (W U1) and the lower wafer (W L) surface (W L1) is a surface (W U1, W L1) because they are hydrophilic in the step S2, S7 each hydrophilic group is bonded to the hydrogen (intermolecular force) between the surface (W U1, W L1) are bonded firmly.

이 공정 S12에서는, 상부 웨이퍼(WU)의 중심부가 압박되어 하강하면서, 그 외주부가 상부 척(140)에 유지되어, 상부 웨이퍼(WU)는 하방으로 볼록하게 휘어져 신장된다. 한편, 하부 웨이퍼(WL)는, 하부 척(141)의 상면을 따라 중심부가 외주부에 비해 돌출되어, 상방으로 볼록하게 휘어져 신장된다. 그러면, 상부 웨이퍼(WU)와 하부 웨이퍼(WL)를 대략 상하 대칭의 형상으로 할 수 있고, 이들 상부 웨이퍼(WU)와 하부 웨이퍼(WL)의 신장량을 거의 동일하게 할 수 있다. 이 때문에, 상부 웨이퍼(WU)와 하부 웨이퍼(WL)가 접합될 때의 수평 방향의 위치 어긋남(스케일링)을 억제할 수 있다. In this step S12, the central portion of the upper wafer W U is pressed down to be held, the outer peripheral portion thereof is held on the upper chuck 140, and the upper wafer W U is bent and bulged downward. On the other hand, the lower wafer (W L ) is protruded along the upper surface of the lower chuck (141) as compared with the outer peripheral portion, and is bent and bulged upward. Thus, the upper wafer WU and the lower wafer W L can be formed in a substantially vertically symmetrical shape, and the elongation amounts of the upper wafer W U and the lower wafer W L can be made substantially equal. Therefore, positional deviation (scaling) in the horizontal direction when the upper wafer W U and the lower wafer W L are bonded can be suppressed.

그 후, 도 14에 도시된 바와 같이 압동 기구(190)에 의해 상부 웨이퍼(WU)의 중심부와 하부 웨이퍼(WL)의 중심부를 압박한 상태에서 제2 진공 펌프(177b)의 작동을 정지하여, 제2 흡인 영역(174b)에서의 제2 흡인관(176b)으로부터의 상부 웨이퍼(WU)의 진공화를 정지한다. 그러면, 상부 웨이퍼(WU)가 하부 웨이퍼(WL) 상에 낙하한다. 이때, 상부 웨이퍼(WU)의 이면(WU2)은 복수의 핀(171)에 지지되어 있기 때문에, 상부 척(140)에 의한 상부 웨이퍼(WU)의 진공화를 해제했을 때, 상기 상부 웨이퍼(WU)가 상부 척(140)으로부터 박리되기 쉬워진다. 그리고 상부 웨이퍼(WU)가 하부 웨이퍼(WL) 상에 순차 낙하하여 접촉하고, 전술한 표면(WU1, WL1) 사이의 반데르발스 힘과 수소 결합에 의한 접합이 순차 확대된다. 이렇게 해서, 도 15에 도시된 바와 같이 상부 웨이퍼(WU)의 표면(WU1)과 하부 웨이퍼(WL)의 표면(WL1)이 전체면에서 접촉하여, 상부 웨이퍼(WU)와 하부 웨이퍼(WL)가 접합된다(도 9의 공정 S13).Then, stop the second operation of the vacuum pump (177b) in a state of pressing the central portion of the upper wafer center and the lower wafer (W L) of (W U) by a pushing mechanism 190 as shown in Fig. 14 and to stop the first vacuum of the upper wafer (W U) from the second suction pipe (176b) in the suction region (174b) screen. Then, the upper wafer W U drops onto the lower wafer W L. At this time, since the back surface W U2 of the upper wafer W U is supported by the plurality of fins 171, when the vacuum of the upper wafer W U is released by the upper chuck 140, the wafer (W U) is apt to peel off from the upper chuck (140). And contact successively dropped onto the upper wafer (W U) is the bottom wafer (W L), and is joined by van der Waals forces and hydrogen bonding between the aforementioned surface (W U1, W L1) are sequentially enlarged. Thus, the contacts on the entire surface a (W L1) of the surface (W U1) and the lower wafer (W L) of the top wafer (W U), as the upper wafer (W U) and the lower portion shown in Figure 15 The wafer W L is bonded (step S13 in Fig. 9).

여기서, 전술한 공정 S12에 있어서 하부 척(141)에 의해 하부 웨이퍼(WL)는 상방으로 볼록하게 유지되기 때문에, 압동 기구(190)에 의해 상부 웨이퍼(WU)의 중심부와 하부 웨이퍼(WL)의 중심부를 확실하게 접촉시킬 수 있다. 그러면, 공정 S13에 있어서 상부 웨이퍼(WU)와 하부 웨이퍼(WL)를 중심부로부터 외주부를 향해 순차 접촉시킬 때, 이들 상하 웨이퍼(WU, WL) 사이의 공기를 중심부로부터 외주부로 확실하게 유출시킬 수 있어, 접합 후의 중합 웨이퍼(WT)에 보이드가 발생하는 것을 억제할 수 있다. Since the lower wafer W L is kept convex upward by the lower chuck 141 in the above-described step S12, the center of the upper wafer W U and the lower wafer W L can be surely brought into contact with each other. Then, when the sequential contact toward the outer periphery from the center of the upper wafer (W U) and the lower wafer (W L) in the step S13, to ensure the air between the upper and lower wafer (W U, W L) to the outer peripheral portion from the central portion So that generation of voids in the polymerized wafer (W T ) after bonding can be suppressed.

그 후, 도 16에 도시된 바와 같이 압동 기구(190)의 액추에이터(191)를 상부 척(140)까지 상승시킨다. 또한, 진공 펌프(207)의 작동을 정지하여, 배치부(200)에 있어서의 하부 웨이퍼(WL)의 진공화를 정지하고, 하부 척(141)에 의한 하부 웨이퍼(WL)의 흡착 유지를 정지한다.Thereafter, the actuator 191 of the pushing mechanism 190 is raised to the upper chuck 140 as shown in Fig. Further, by stopping the operation of the vacuum pump 207, the suction of the configuration unit 200, the lower the wafer below the wafer (W L) by stopping the evacuation and the lower chuck 141 of the (W L) of the .

상부 웨이퍼(WU)와 하부 웨이퍼(WL)가 접합된 중합 웨이퍼(WT)는, 웨이퍼 반송 장치(61)에 의해 트랜지션 장치(51)에 반송되고, 그 후 반입 반출 스테이션(2)의 웨이퍼 반송 장치(22)에 의해 소정의 카세트 배치판(11)의 카세트(CT)에 반송된다. 이렇게 해서, 일련의 웨이퍼(WU, WL)의 접합 처리가 종료된다. The polymerized wafer W T to which the upper wafer W U and the lower wafer W L are joined is transferred to the transition device 51 by the wafer transfer device 61 and then transferred to the transfer device 51 And transferred to the cassette C T of the predetermined cassette placement plate 11 by the wafer transfer device 22. Thus, the joining process of the series of wafers WU and W L is completed.

이상의 실시형태에 의하면, 변형 기구(210)에 의해 배치부(200)를 압박하여 변형시킴으로써, 배치부(200)는 그 중심부가 외주부에 비해 돌출되고, 하부 웨이퍼(WL)는 배치부(200)의 상면을 따라 유지된다. 즉, 하부 척(141)에 유지된 하부 웨이퍼(WL)도, 그 중심부가 외주부에 비해 돌출된다. 이러한 경우, 압동 기구(190)에 의해 상부 웨이퍼(WU)의 중심부가 압박되어, 상부 웨이퍼(WU)가 하방으로 볼록하게 휘어져 신장되어도, 상기 상부 웨이퍼(WU)와 대략 상하 대칭의 형상으로 하부 웨이퍼(WL)도 상방으로 볼록하게 휘어져 신장된다. 이 때문에, 상부 웨이퍼(WU)와 하부 웨이퍼(WL)의 수평 방향의 위치 어긋남(스케일링)을 억제할 수 있다. According to the present preferred embodiment, by modifying the pressure on the placement portion 200 by the deformation mechanism 210, the configuration unit 200 is the center of the protrusion relative to the outer peripheral portion, the lower wafer (W L), the configuration unit (200 As shown in FIG. That is, the lower portion of the lower wafer W L held by the lower chuck 141 also has its central portion protruding from the outer peripheral portion. In this case, even if the central portion of the upper wafer W U is pressed by the pushing mechanism 190 and the upper wafer W U is bent and extended convexly downward, the upper wafer W U is substantially vertically symmetrical with the upper wafer W U So that the lower wafer W L is also bent and bulged upward. Therefore, positional deviation (scaling) in the horizontal direction between the upper wafer W U and the lower wafer W L can be suppressed.

또한, 예컨대 웨이퍼(WU, WL)의 종류가 변화한 경우, 웨이퍼(WU, WL)의 휘어짐 상태가 변화하고, 상부 웨이퍼(WU)와 하부 웨이퍼(WL)의 수평 방향의 위치 어긋남량(스케일링량)도 변화한다고 생각된다. 그러면, 예컨대 하부 척(141)의 상면의 형상이 고정이면, 이러한 웨이퍼(WU, WL)의 종류 변경에 대응할 수 없다. 이 점, 본 실시형태에 의하면, 변형 기구(210)로부터 공급되는 공기압을 조절하여, 압력 가변 공간(208)의 내부의 압력을 조절함으로써, 웨이퍼(WU, WL)에 따라 배치부(200)의 변위량을 조절할 수 있어, 스케일링을 억제할 수 있다. Further, for example, in the horizontal direction of the wafer when the type is changed in the (W U, W L), the wafer warpage state changes in the (W U, W L) and the upper wafer (W U) and the lower wafer (W L) It is considered that the position shift amount (scaling amount) also changes. Then, for example, if the shape of the upper surface of the lower chuck 141 is fixed, it can not cope with the change of the kind of the wafers W U and W L. This point, in this embodiment, the deformation mechanism by adjusting the air pressure supplied from the unit 210, by controlling the internal pressure of the pressure-variable space 208, the wafer (W U, W L) configuration unit (200 in accordance with the Can be adjusted, and scaling can be suppressed.

한편, 상부 웨이퍼(WU)와 하부 웨이퍼(WL)는, 디바이스 웨이퍼와 서포트 웨이퍼의 어느 것이어도 좋다. 디바이스 웨이퍼는 제품이 되는 반도체 웨이퍼이며, 예컨대 그 표면에 복수의 전자 회로 등을 구비한 디바이스가 형성되어 있다. 또한, 서포트 웨이퍼는 디바이스 웨이퍼를 지지하는 웨이퍼이며, 그 표면에 디바이스는 형성되어 있지 않다. 그리고, 본 발명은 디바이스 웨이퍼와 서포트 웨이퍼의 접합 처리와, 디바이스 웨이퍼끼리의 접합 처리의 어느 것에도 적용 가능하다. 단, 디바이스 웨이퍼끼리를 접합하는 경우, 접합 후의 중합 웨이퍼(WT)를 제품으로서 적절히 기능시키기 위해서는, 상부 웨이퍼(WU)의 전자 회로와 하부 웨이퍼(WL)의 전자 회로를 적절히 대응시킬 필요가 있다. 이 때문에, 전술한 바와 같이 스케일링을 억제하는 것은, 디바이스 웨이퍼끼리의 접합 처리에 특히 유용해진다.On the other hand, the upper wafer W U and the lower wafer W L may be either a device wafer or a support wafer. A device wafer is a semiconductor wafer to be a product. For example, a device having a plurality of electronic circuits or the like is formed on a surface thereof. Further, the support wafer is a wafer that supports the device wafer, and no device is formed on the surface of the wafer. The present invention is also applicable to both the bonding treatment of a device wafer and a support wafer and the bonding treatment of device wafers. However, in order to suitably function the polymerized wafer W T after bonding in the case where the device wafers are bonded to each other, it is necessary to properly match the electronic circuit of the upper wafer W U with the electronic circuit of the lower wafer W L . For this reason, suppressing the scaling as described above is particularly useful for bonding processing between device wafers.

또한, 본 실시형태에 의하면, 이와 같이 스케일링을 억제하여, 상부 웨이퍼(WU)와 하부 웨이퍼(WL)의 수평 방향의 신장의 균일성이 개선된다. 여기서, 상부 웨이퍼(WU)와 하부 웨이퍼(WL)가 상이한 신장을 갖고 있으면, 이들 상부 웨이퍼(WU)와 하부 웨이퍼(WL)를 접합한 중합 웨이퍼(WT)에 연직 방향의 왜곡(디스토션)이 발생할 우려가 있다. 이 점, 본 실시형태에서는, 상부 웨이퍼(WU)와 하부 웨이퍼(WL)의 수평 방향의 신장이 균일해지고, 게다가 신장량이 작기 때문에, 디스토션도 억제할 수 있다.Further, according to the present embodiment, scaling is suppressed in this manner, and the uniformity of stretching in the horizontal direction between the upper wafer W U and the lower wafer W L is improved. If the upper wafer W U and the lower wafer W L have different elongations, distortion in the vertical direction is exerted on the polymerized wafer W T obtained by bonding these upper and lower wafers W U and W L to each other. (Distortion) may occur. In this respect, in the present embodiment, since the elongation in the horizontal direction of the upper wafer W U and the lower wafer W L becomes uniform and the elongation is small, distortion can also be suppressed.

또한, 하부 척(141)에 있어서 하부 웨이퍼(WL)는 상방으로 볼록하게 유지되기 때문에, 공정 S12에 있어서 압동 기구(190)에 의해 상부 웨이퍼(WU)의 중심부와 하부 웨이퍼(WL)의 중심부를 확실하게 접촉시킬 수 있다. 이 때문에, 공정 S13에 있어서 상부 웨이퍼(WU)와 하부 웨이퍼(WL)를 접촉시킬 때, 이들 상부 웨이퍼(WU)와 하부 웨이퍼(WL) 사이의 공기를 중심부로부터 외주부로 확실하게 유출시킬 수 있어, 접합 후의 중합 웨이퍼(WT)에 보이드가 발생하는 것을 억제할 수 있다.In addition, the lower wafer (W L), since it is held to be convex upward, the pushing mechanism (190) (W L), the heart and the lower wafer of the upper wafer (W U) by the step S12 in the lower chuck 141 It is possible to reliably contact the center portion of the body. Therefore, when contacting the upper wafer (W U) and the lower wafer (W L) in the step S13, reliably it flows out to the outer periphery of air between from the center portion thereof the upper wafer (W U) and the lower wafer (W L) So that generation of voids in the polymerized wafer (W T ) after bonding can be suppressed.

이상과 같이 본 실시형태에 의하면, 상부 웨이퍼(WU)와 하부 웨이퍼(WL)의 수평 방향의 위치를 적절히 조절하면서, 중합 웨이퍼(WT)의 보이드의 발생을 억제하여, 상기 상부 웨이퍼(WU)와 하부 웨이퍼(WL)의 접합 처리를 적절히 행할 수 있다.As described above, according to the present embodiment, the generation of voids in the polymerized wafer W T is suppressed while appropriately adjusting the position of the upper wafer W U and the lower wafer W L in the horizontal direction, W U and the lower wafer W L can be appropriately performed.

또한, 본 실시형태의 접합 시스템(1)은, 접합 장치(41)에 더하여, 웨이퍼(WU, WL)의 표면(WU1, WL1)을 개질하는 표면 개질 장치(30)와, 표면(WU1, WL1)을 친수화하고, 상기 표면(WU1, WL1)을 세정하는 표면 친수화 장치(40)도 구비하고 있기 때문에, 하나의 시스템 내에서 웨이퍼(WU, WL)의 접합을 효율적으로 행할 수 있다. 따라서, 웨이퍼 접합 처리의 스루풋을 보다 향상시킬 수 있다.The bonding system 1 of the present embodiment further includes a surface modifying device 30 for modifying the surfaces W U1 and W L1 of the wafers W U and W L in addition to the bonding device 41, (W U1, W L1), a hydrophilized, and the surface (W U1, W L1), the wafer (W U, W L) within a single system due to the cleaning surface hydrophilization it is also provided with device 40 to the Can be efficiently performed. Therefore, the throughput of the wafer bonding process can be further improved.

이상의 실시형태에 있어서, 도 17에 도시된 바와 같이 하부 척(141)에 있어서 압력 가변 공간(208)이 복수의 영역으로 구획되어 있어도 좋다. 배치부(200)의 하면에는, 복수, 예컨대 2개의 칸막이벽(230, 230)이 설치되어 있다. 칸막이벽(230, 230)은, 각각 배치부(200)의 동심원 형상으로 환형으로 설치되어 있다. 이 칸막이벽(230)에 의해, 압력 가변 공간(208)이 3개의 압력 가변 공간(208a, 208b, 208c)으로 구획되어 있다.In the above embodiment, as shown in Fig. 17, the pressure variable space 208 in the lower chuck 141 may be divided into a plurality of regions. On the lower surface of the arrangement part 200, a plurality of, for example, two partition walls 230 and 230 are provided. The partition walls 230 and 230 are annularly arranged concentrically with respect to the arranging portion 200. By this partition wall 230, the pressure variable space 208 is divided into three pressure variable spaces 208a, 208b, and 208c.

각 압력 가변 공간(208a, 208b, 208c)에는, 변형 기구(210a, 210b, 210c)가 각각 설치되어 있다. 각 변형 기구(210a, 210b, 210c)의 구성은, 상기 실시형태의 변형 기구(210)의 구성과 동일하다. 즉, 각 변형 기구(210a, 210b, 210c)는, 각각 급배기구(211a, 211b, 211c), 급배기관(212a, 212b, 212c), 시일재(213a, 213b, 213c), 전환 밸브(214a, 214b, 214c), 전공 레귤레이터(215a, 215b, 215c), 진공 펌프(216a, 216b, 216c)를 갖고 있다. Deformation mechanisms 210a, 210b, and 210c are provided in the respective pressure variable spaces 208a, 208b, and 208c, respectively. The configuration of each of the deformation mechanisms 210a, 210b, and 210c is the same as that of the deformation mechanism 210 of the above-described embodiment. That is, each of the deforming mechanisms 210a, 210b, and 210c includes the air supply / exhaust ports 211a, 211b, 211c, the air supply / exhaust pipes 212a, 212b, 212c, the sealing materials 213a, 213b, 213c, 214b and 214c, pneumatic regulators 215a, 215b and 215c, and vacuum pumps 216a, 216b and 216c.

이들 변형 기구(210a, 210b, 210c)에 의해, 각 압력 가변 공간(208a, 208b, 208c)의 내부의 압력을 개별적으로 설정 가능하게 되어 있다. By these deformation mechanisms 210a, 210b and 210c, the pressures in the respective pressure variable spaces 208a, 208b and 208c can be individually set.

그리고 도 18에 도시된 바와 같이, 각 변형 기구(210a, 210b, 210c)로부터 압력 가변 공간(208a, 208b, 208c)의 내부를 공급하여 가압하면, 배치부(200)는 하방으로부터 압박되어, 상방으로 볼록 형상으로 변형한다.As shown in Fig. 18, when the inside of the pressure variable spaces 208a, 208b, and 208c is supplied from each of the deforming mechanisms 210a, 210b, and 210c and pressed, the placing portion 200 is pushed downward, As shown in Fig.

본 실시형태에 있어서도, 상기 실시형태와 동일한 효과를 향수할 수 있다. 게다가, 압력 가변 공간(208a, 208b, 208c)마다 압력을 가변으로 할 수 있기 때문에, 배치부(200)의 형상(프로파일)을 보다 적절히 조절할 수 있다.Also in this embodiment, the same effects as those of the above embodiment can be enjoyed. In addition, since the pressure can be varied for each of the pressure variable spaces 208a, 208b, and 208c, the shape (profile) of the arrangement portion 200 can be adjusted more appropriately.

한편, 상기 실시형태의 배치부(200)는, 그 중심부의 두께가 외주부의 두께보다 크게 되어 있었는데, 이것은 배치부(200)의 상면을 적절히 구면 변위시키기 위함이었다. 본 실시형태에서는, 각 압력 가변 공간(208a, 208b, 208c)에서 개별의 적절한 압력으로 배치부(200)를 압박할 수 있기 때문에, 배치부(200)는 면내에서 균일한 두께여도 좋다. On the other hand, in the arranging portion 200 of the above embodiment, the thickness of the central portion was greater than the thickness of the outer peripheral portion, which was intended to appropriately spherically displace the upper surface of the arranging portion 200. In the present embodiment, since the arrangement portion 200 can be pressed by the appropriate pressure in each of the pressure variable spaces 208a, 208b, and 208c, the arrangement portion 200 may have a uniform thickness in the plane.

다음으로, 하부 척(141)의 다른 실시형태에 대해 설명한다. 도 19 및 도 20에 도시된 바와 같이 하부 척(141)은, 하부 웨이퍼(WL)를 배치하는 배치부(300)와, 상기 배치부(300)를 지지하는 베이스부(301)를 갖고 있다. 베이스부(301)는 배치부(300)의 하방에 설치되고, 또한 배치부(300) 주위에는 고정 링(302)이 설치되어 있다. 그리고, 배치부(300)의 외주부가 고정 링(302)에 의해 베이스부(301)에 고정되어 있다.Next, another embodiment of the lower chuck 141 will be described. 19 and 20, the lower chuck 141 has a placement portion 300 for placing the lower wafer W L and a base portion 301 for supporting the placement portion 300 . The base portion 301 is provided below the arrangement portion 300 and the stationary ring 302 is provided around the arrangement portion 300. The outer circumferential portion of the arrangement portion 300 is fixed to the base portion 301 by the fixing ring 302.

배치부(300)에는, 예컨대 알루미나 세라믹이나 SIC 등 세라믹 재료가 이용된다. 이 때문에, 배치부(300)는 연직 방향 및 수평 방향으로 신축 가능하고, 또한 고정밀도의 평면, 또한, 높은 복원성을 실현할 수 있다. 또한 베이스부(301)에도, 예컨대 알루미나 세라믹이나 SIC 등 세라믹 재료가 이용된다.For the arrangement part 300, for example, a ceramic material such as alumina ceramic or SIC is used. Therefore, the arrangement section 300 is capable of expanding and contracting in the vertical direction and the horizontal direction, and also achieving a high-precision plane and high restoration property. Also, a ceramic material such as alumina ceramics or SIC is used for the base part 301, for example.

배치부(300)는 평면에서 보아 하부 웨이퍼(WL)의 직경 이상의 직경을 갖고 있다. 또한 배치부(300)의 상면에는, 하부 웨이퍼(WL)를 진공화하기 위한 흡인홈(303)이 형성되어 있다. 흡인홈(303)의 레이아웃은 임의로 설정할 수 있다. 흡인홈(303)에는, 배치부(300)와 베이스부(301)에 설치된 흡인관(304)이 접속되어 있다. 흡인관(304)에는, 진공 펌프(305)가 접속되어 있다. The arrangement part 300 has a diameter equal to or larger than the diameter of the lower wafer W L in plan view. Further, a suction groove 303 for evacuating the lower wafer W L is formed on the upper surface of the arrangement portion 300. The layout of the suction groove 303 can be arbitrarily set. In the suction groove 303, the arrangement part 300 and the suction pipe 304 provided on the base part 301 are connected. A vacuum pump 305 is connected to the suction pipe 304.

베이스부(301)의 상면에는, 배치부(300)를 진공화하기 위한 흡인홈(306)이 형성되어 있다. 흡인홈(306)의 레이아웃은 임의로 설정할 수 있다. 흡인홈(306)에는, 베이스부(301)에 설치된 흡인관(307)이 접속되어 있다. 흡인관(307)에는, 진공 펌프(308)가 접속되어 있다. On the upper surface of the base portion 301, a suction groove 306 for evacuating the arrangement portion 300 is formed. The layout of the suction groove 306 can be arbitrarily set. A suction tube 307 provided in the base portion 301 is connected to the suction groove 306. A vacuum pump 308 is connected to the suction pipe 307.

베이스부(301)에는, 배치부(300)를 변형시키기 위한 변형 기구(310)가 설치되어 있다. 변형 기구(310)는, 복수의 액추에이터(311)를 갖고 있다. 액추에이터(311)에는 임의의 액추에이터를 이용할 수 있으나, 예컨대 피에조 액추에이터가 이용된다. 그리고 각 액추에이터(311)는, 배치부(300)의 하면을 소정의 압력으로 압박할 수 있다. In the base portion 301, a deformation mechanism 310 for deforming the arrangement portion 300 is provided. The deformation mechanism 310 has a plurality of actuators 311. An arbitrary actuator can be used for the actuator 311, but a piezo actuator, for example, is used. Each of the actuators 311 can press the lower surface of the arrangement part 300 at a predetermined pressure.

복수의 액추에이터(311)는, 베이스부(301)의 내부에 있어서 중심부와 외주부에 설치된다. 중심부에는 하나의 액추에이터(311a)가 설치되고, 액추에이터(311a)는 배치부(300)의 중심부를 압박한다. 외주부에는 4개의 액추에이터(311b)가 등간격으로 설치되고, 이들 액추에이터(311b)는 배치부(300)의 외주부를 압박한다.The plurality of actuators 311 are provided in the central portion and the outer peripheral portion in the base portion 301. [ One actuator 311a is provided at the center portion, and the actuator 311a presses the center portion of the arrangement portion 300. [ Four actuators 311b are provided at equal intervals on the outer peripheral portion, and these actuators 311b press the outer peripheral portion of the arrangement portion 300. [

각 액추에이터(311)의 상부에는 하중 확산판(312)이 설치되어 있다. 중심부의 액추에이터(311a)의 상방에 설치된 하중 확산판(312a)은, 평면에서 보아 액추에이터(311a)보다 큰 직경의 대략 원반 형상을 갖고 있다. 하중 확산판(312a)은, 베이스부(301)의 상면으로부터 노출되어, 배치부(300)의 하면의 중심부에 접촉한다. 그리고, 액추에이터(311a)로부터의 하중은 하중 확산판(312a)에 의해 분산되어, 배치부(300)의 중심부가 압박된다. 이에 의해, 배치부(300)의 중심부에 하중이 과도하게 집중되는 것을 억제할 수 있다.A load diffusion plate 312 is provided on the upper portion of each actuator 311. The load distribution plate 312a provided above the actuator 311a at the center has a substantially disc shape with a diameter larger than that of the actuator 311a in plan view. The load diffusion plate 312a is exposed from the upper surface of the base portion 301 and contacts the center portion of the lower surface of the arrangement portion 300. [ Then, the load from the actuator 311a is dispersed by the load diffusion plate 312a, and the center portion of the arrangement portion 300 is pressed. As a result, it is possible to suppress the excessive concentration of the load on the central portion of the arrangement portion 300.

외주부의 액추에이터(311b)의 상방에 설치된 하중 확산판(312b)은, 평면에서 보아 환형 형상을 갖고 있다. 하중 확산판(312b)은, 베이스부(301)의 상면으로부터 노출되어, 배치부(300)의 하면의 외주부에 접촉한다. 그리고, 4개의 액추에이터(311b)로부터의 하중은 하중 확산판(312b)에 의해 분산되어, 배치부(300)의 외주부가 압박된다. 이에 의해, 배치부(300)의 외주부에 하중이 과도하게 집중되는 것을 억제할 수 있다. The load diffusion plate 312b provided above the actuator 311b of the outer peripheral portion has an annular shape in plan view. The load diffusion plate 312b is exposed from the upper surface of the base portion 301 and contacts the outer peripheral portion of the lower surface of the arrangement portion 300. [ Then, the loads from the four actuators 311b are dispersed by the load diffusion plate 312b, and the outer peripheral portion of the arrangement portion 300 is pressed. As a result, it is possible to suppress the excessive concentration of the load on the outer peripheral portion of the arrangement portion 300.

베이스부(301)에는, 배치부(300)의 변위량을 측정하는 측정부(320)가 설치되어 있다. 측정부(320)는, 예컨대 베이스부(301)의 중심부와 외주부에 복수 설치되어 있다. 또한, 측정부(320)에는, 예컨대 정전 용량계나 와전식의 변위 센서가 이용된다. The base portion 301 is provided with a measuring portion 320 for measuring the amount of displacement of the arrangement portion 300. A plurality of measuring portions 320 are provided, for example, in the central portion and the outer peripheral portion of the base portion 301. The measuring unit 320 may be a capacitance sensor or a displacement sensor.

도 21에 도시된 바와 같이, 진공 펌프(308)에 의해 배치부(300)를 진공화하면, 베이스부(301)에 배치부(300)가 흡착된다. 그리고 이 상태에서, 배치부(300)의 상면의 평면 형상이 평탄하게 되도록 조절한다. 즉, 측정부(320)에 있어서의 배치부(300)의 변위량이 0(제로)이 되도록, 배치부(300)의 상면의 평면 형상이 조절된다. 한편, 이 배치부(300)의 상면의 평면 형상의 조절은, 접합 처리 전에 행해지며, 즉 상기 실시형태에 있어서의 공정 S9 전에 행해진다.As shown in FIG. 21, when the arrangement unit 300 is evacuated by the vacuum pump 308, the arrangement unit 300 is adsorbed to the base unit 301. In this state, the upper surface of the arrangement part 300 is adjusted so as to have a flat shape. That is, the planar shape of the upper surface of the arrangement unit 300 is adjusted so that the amount of displacement of the arrangement unit 300 in the measurement unit 320 is 0 (zero). On the other hand, the adjustment of the planar shape of the upper surface of the arrangement portion 300 is performed before the bonding treatment, that is, before the step S9 in the above embodiment.

또한, 도 22에 도시된 바와 같이, 변형 기구(310)의 액추에이터(311)가 하중 확산판(312)을 통해 배치부(300)를 압박하면, 배치부(300)는 그 중심부가 외주부보다 돌출되어, 즉 상방으로 볼록 형상으로 변형한다. 이 배치부(300)의 변위량은, 변형 기구(310)에 의해 배치부(300)에 가해지는 압력에 의해 조절할 수 있다. 구체적으로는, 측정부(320)에 의해 측정된 배치부(300)의 변위량이 적절한 변위량이 되도록, 각 액추에이터(311)의 하중을 조절한다. 그리고, 상기 실시형태의 공정 S9에 있어서, 배치부(300)의 상면을 따라, 하부 웨이퍼(WL)는 그 중심부가 외주부에 비해 돌출되도록 유지된다.22, when the actuator 311 of the deformation mechanism 310 presses the arrangement portion 300 through the load diffusion plate 312, the arrangement portion 300 has its central portion protruding from the outer peripheral portion That is, it is deformed into a convex shape upward. The amount of displacement of the arrangement section 300 can be controlled by the pressure applied to the arrangement section 300 by the deformation mechanism 310. Specifically, the load of each actuator 311 is adjusted so that the amount of displacement of the placement unit 300 measured by the measurement unit 320 is an appropriate amount of displacement. In the step S9 of the above embodiment, along the upper surface of the arrangement part 300, the lower wafer W L is held such that its central part protrudes from the outer peripheral part.

한편, 배치부(300)의 형상(프로파일)을 조절하기 위해서, 중심부의 액추에이터(311a)와 외주부의 액추에이터(311b)는 개별적으로 제어된다. 여기서, 발명자들은 이들 액추에이터(311a, 311b)의 제어에 의한 배치부(300)의 형상에 대한 영향에 대해 조사하였다. 구체적으로는, 중심부의 액추에이터(311a)만을 이용하여 배치부(300)를 변형시킨 경우와, 외주부의 액추에이터(311b)만을 이용하여 배치부(300)를 변형시킨 경우를 비교하였다. 그 결과, 중심부의 액추에이터(311a)보다 외주부의 액추에이터(311b) 쪽이, 배치부(300)의 형상(프로파일)을 조절할 때에 주는 영향이 큰 것을 알 수 있었다. 따라서, 배치부(300)의 형상을 조절할 때에는, 외주부의 액추에이터(311b)를 주로 제어하고, 중심부의 액추에이터(311a)는 배치부(300)의 형상의 미세 조정을 위해서 이용하는 것이 바람직하다. On the other hand, in order to adjust the shape (profile) of the arrangement portion 300, the actuator 311a at the center portion and the actuator 311b at the outer peripheral portion are individually controlled. Here, the inventors investigated the influence on the shape of the arrangement portion 300 by the control of these actuators 311a and 311b. Specifically, the case where the arrangement portion 300 is deformed using only the actuator 311a at the central portion and the case where the arrangement portion 300 is deformed using only the actuator 311b at the outer peripheral portion are compared. As a result, it was found that the actuator 311b on the outer peripheral portion of the actuator 311a in the central portion has a large influence on adjusting the shape (profile) of the arrangement portion 300. [ Therefore, when adjusting the shape of the arrangement part 300, it is preferable to mainly control the actuator 311b at the outer peripheral part and use the actuator 311a at the central part for fine adjustment of the shape of the arrangement part 300. [

본 실시형태에 있어서도, 상기 실시형태와 동일한 효과를 향수할 수 있다.Also in this embodiment, the same effects as those of the above embodiment can be enjoyed.

이상의 실시형태의 하부 척(141)에서는, 배치부(200, 300)에 직접, 하부 웨이퍼(WL)를 배치하고 있었으나, 예컨대 상부 척(140)과 마찬가지로 핀 척 방식을 이용해도 좋다. 또한, 상부 척(140)도 핀 척 방식에 한정되지 않고, 진공 척 방식[상부 웨이퍼(WU)를 진공화하여 흡착 유지하는 방식]을 이용해도 좋다. In the lower chuck 141 of the above embodiment, the lower wafer W L is disposed directly on the arrangement units 200 and 300. However, the upper chuck 140 may be of the pin chuck type, for example. Also, the upper chuck 140 is not limited to the finch chuck system, but may be a vacuum chuck system (a method of vacuum-holding and holding the upper wafer WU ).

이상의 실시형태의 접합 시스템(1)에 있어서, 접합 장치(41)에 의해 웨이퍼(WU, WL)를 접합한 후, 또한 접합된 중합 웨이퍼(WT)를 소정의 온도로 가열(어닐링 처리)해도 좋다. 중합 웨이퍼(WT)에 이러한 가열 처리를 행함으로써, 접합 계면을 보다 강고히 결합시킬 수 있다. 다른 예로서, 상부 척[상부 척(140)]에, 하부 척(141)과 동일한 구조를 이용해도 좋다. 이 경우에는, 압동 기구(190)는 생략 가능하며, 상부 척의 중앙부를 아래로 볼록 형상으로 변형시킴으로써, 압동 기구(190)를 대신하게 된다.In the bonding system 1 of the above embodiment, after bonding the wafers WU and W L by the bonding apparatus 41, the bonded polymerized wafer W T is heated (annealed) to a predetermined temperature ). By performing such a heating process on the polymerized wafer W T , the bonding interface can be bonded more strongly. As another example, the same structure as that of the lower chuck 141 may be used for the upper chuck (upper chuck 140). In this case, the pushing mechanism 190 can be omitted, and the central portion of the upper chuck is deformed downward into a convex shape, thereby replacing the pushing mechanism 190.

이상, 첨부 도면을 참조하면서 본 발명의 적합한 실시형태에 대해 설명하였으나, 본 발명은 이러한 예에 한정되지 않는다. 당업자라면, 특허청구의 범위에 기재된 사상의 범주 내에서, 각종의 변경예 또는 수정예에 상도할 수 있는 것은 명백하며, 이들에 대해서도 당연히 본 발명의 기술적 범위에 속하는 것으로 양해된다. 본 발명은 이 예에 한하지 않고 여러 가지 양태를 채용할 수 있는 것이다. 본 발명은 기판이 웨이퍼 이외의 FPD(플랫 패널 디스플레이), 포토마스크용의 마스크 레티클 등의 다른 기판인 경우에도 적용할 수 있다.While the preferred embodiments of the present invention have been described with reference to the accompanying drawings, the present invention is not limited to these examples. It will be apparent to those skilled in the art that various modifications and variations can be devised by those skilled in the art without departing from the spirit and scope of the invention as defined by the appended claims. The present invention is not limited to this example and various aspects can be employed. 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, a mask reticle for a photomask, or the like.

1: 접합 시스템 2: 반입 반출 스테이션
3: 처리 스테이션 30: 표면 개질 장치
40: 표면 친수화 장치 41: 접합 장치
61: 웨이퍼 반송 장치 70: 제어부
140: 상부 척 141: 하부 척
190: 압동 기구 200: 배치부
201: 베이스부
208(208a, 208b, 208c): 압력 가변 공간
210(210a, 210b, 210c): 변형 기구
211(211a, 211b, 211c): 급배기구
212(212a, 212b, 212c): 급배기관
213(213a, 213b, 213c): 시일재
214(214a, 214b, 214c): 전환 밸브
215(215a, 215b, 215c): 전공 레귤레이터
216(216a, 216b, 216c): 진공 펌프
220: 측정부 300: 배치부
301: 베이스부 306: 흡인홈
310: 변형 기구 311(311a, 311b): 액추에이터
312(312a, 312b): 하중 분산판 320: 측정부
WU: 상부 웨이퍼 WL: 하부 웨이퍼
WT: 중합 웨이퍼1: bonding system 2: carry-in and carry-out station
3: Processing station 30: Surface modification apparatus
40: surface hydrophilic device 41: bonding device
61: Wafer transfer device 70:
140: upper chuck 141: lower chuck
190: pushing mechanism 200:
201: Base portion
208 (208a, 208b, 208c): variable pressure space
210 (210a, 210b, 210c): deformation mechanism
211 (211a, 211b, 211c): An air supply /
212 (212a, 212b, 212c): An exhaust pipe
213 (213a, 213b, 213c): The sealing material
214 (214a, 214b, 214c): A switching valve
215 (215a, 215b, 215c): An electropneumatic regulator
216 (216a, 216b, 216c): Vacuum pump
220: measuring unit 300:
301: base portion 306: suction groove
310: Deformation mechanism 311 (311a, 311b): Actuator
312 (312a, 312b): Load distribution plate 320:
W U : upper wafer W L : lower wafer
W T : Polymerized wafer

Claims (24)

기판끼리를 접합하는 접합 장치로서
하면에 제1 기판을 진공화하여 흡착 유지하는 제1 유지부와,
상기 제1 유지부의 하방에 설치되고, 상면에 제2 기판을 진공화하여 흡착 유지하는 제2 유지부를 가지며,
상기 제2 유지부는,
제2 기판을 배치하고, 연직 방향 및 수평 방향으로 신축 가능한 배치부와,
상기 배치부에 있어서 중심부의 높이가 외주부의 높이보다 높아지도록, 상기 배치부를 하방으로부터 압박하여 변형시키는 변형 기구를 갖는 것을 특징으로 하는 접합 장치. As a bonding apparatus for bonding substrates to each other
A first holding section for vacuum-holding and holding the first substrate on a lower surface thereof,
And a second holding portion provided below the first holding portion for vacuum-holding and holding the second substrate on the upper surface,
The second holding portion
A disposing portion in which a second substrate is disposed and which can be stretched and contracted in a vertical direction and a horizontal direction,
And a deformation mechanism for pressing and deforming the arrangement portion from below so that the height of the central portion in the arrangement portion becomes higher than the height of the outer peripheral portion. 제1항에 있어서, 상기 제1 유지부에 설치되고, 제1 기판의 중심부를 압박하는 압동(押動) 기구를 더 갖고,
상기 변형 기구는, 상기 압동 기구에 의해 중심부가 압박된 제1 기판과 상하 대칭의 형상으로 제2 기판을 변형시키도록, 상기 배치부를 압박하는 것을 특징으로 하는 접합 장치. The plasma display apparatus according to claim 1, further comprising a pushing mechanism provided in the first holding portion for pressing a center portion of the first substrate,
Wherein the deforming mechanism urges the arrangement portion so as to deform the second substrate in a vertically symmetrical shape with the first substrate to which the center portion is urged by the pushing mechanism. 제1항 또는 제2항에 있어서, 상기 변형 기구는, 상기 배치부의 하면측의 압력 가변 공간을 가압하여, 상기 배치부를 압박하는 것을 특징으로 하는 접합 장치. The joining apparatus according to claim 1 or 2, wherein the deforming mechanism presses the pressure variable space on the lower surface side of the arrangement section to press the arrangement section. 제3항에 있어서, 상기 배치부에 있어서 중심부의 두께는 외주부의 두께보다 큰 것을 특징으로 하는 접합 장치. The joining apparatus according to claim 3, wherein a thickness of the central portion in the arrangement portion is larger than a thickness of the outer peripheral portion. 제3항에 있어서, 상기 배치부의 하면은 복수의 영역으로 구획되고,
상기 변형 기구는, 상기 영역마다 상기 배치부에 가해지는 압력을 설정 가능한 것을 특징으로 하는 접합 장치. The apparatus according to claim 3, wherein the lower surface of the arrangement portion is divided into a plurality of regions,
Wherein the deforming mechanism is capable of setting a pressure applied to the arrangement portion for each of the regions. 제3항에 있어서, 상기 변형 기구는, 상기 압력 가변 공간을 감압하는 것을 특징으로 하는 접합 장치. The joining apparatus according to claim 3, wherein the deformation mechanism reduces the pressure variable space. 제1항 또는 제2항에 있어서, 상기 변형 기구는, 복수의 액추에이터를 갖는 것을 특징으로 하는 접합 장치. The joining apparatus according to claim 1 or 2, wherein the deforming mechanism has a plurality of actuators. 제7항에 있어서, 상기 복수의 액추에이터 중, 하나의 액추에이터는 상기 배치부의 중심부를 압박하고,
다른 복수의 액추에이터는 상기 배치부의 외주부를 압박하는 것을 특징으로 하는 접합 장치. 8. The actuator according to claim 7, wherein one actuator among the plurality of actuators presses the central portion of the arrangement portion,
And the other plurality of actuators press the outer peripheral portion of the arrangement portion. 제7항에 있어서, 상기 액추에이터는, 상기 배치부에 가해지는 하중을 분산시키기 위한 하중 분산판을 통해, 상기 배치부를 압박하는 것을 특징으로 하는 접합 장치. The joining apparatus according to claim 7, wherein the actuator presses the arrangement portion through a load distribution plate for dispersing a load applied to the arrangement portion. 제7항에 있어서, 상기 제2 유지부는, 상기 배치부를 지지하는 베이스부를 더 갖고,
상기 베이스부의 상면에는, 상기 배치부를 진공화하여 흡착 유지하기 위한 흡인홈이 형성되어 있는 것을 특징으로 하는 접합 장치. 8. The apparatus according to claim 7, wherein the second holding portion further includes a base portion for supporting the arrangement portion,
Wherein a suction groove is formed on an upper surface of the base to vacuum-hold and hold the arrangement. 제1항 또는 제2항에 있어서, 상기 제2 유지부는, 상기 배치부의 변위량을 측정하는 측정부를 더 갖는 것을 특징으로 하는 접합 장치. The joining apparatus according to claim 1 or 2, wherein the second holding section further comprises a measuring section that measures a displacement amount of the arrangement section. 제1항 또는 제2항에 기재된 접합 장치를 구비한 접합 시스템으로서,
상기 접합 장치를 구비한 처리 스테이션과,
제1 기판, 제2 기판 또는 제1 기판과 제2 기판이 접합된 중합 기판을 각각 복수 보유 가능하고, 또한 상기 처리 스테이션에 대해 제1 기판, 제2 기판 또는 중합 기판을 반입 및 반출하는 반입 반출 스테이션을 구비하며,
상기 처리 스테이션은,
제1 기판 또는 제2 기판의 접합되는 표면을 개질하는 표면 개질 장치와,
상기 표면 개질 장치에 의해 개질된 제1 기판 또는 제2 기판의 표면을 친수화하는 표면 친수화 장치와,
상기 표면 개질 장치, 상기 표면 친수화 장치 및 상기 접합 장치에 대해, 제1 기판, 제2 기판 또는 중합 기판을 반송하기 위한 반송 장치를 갖고,
상기 접합 장치에서는, 상기 표면 친수화 장치에 의해 표면이 친수화된 제1 기판과 제2 기판을 접합하는 것을 특징으로 하는 접합 시스템. A bonding system comprising the bonding apparatus according to any one of claims 1 to 3,
A processing station having the bonding apparatus,
A plurality of polymerized substrates each having a first substrate, a second substrate or a first substrate and a second substrate bonded to each other and each of which can carry and carry out a first substrate, a second substrate, Station,
The processing station comprises:
A surface modifying device for modifying a surface to be bonded of the first substrate or the second substrate,
A surface hydrophilizing device for hydrophilizing a surface of the first substrate or the second substrate modified by the surface modifying device;
And a transfer device for transferring the first substrate, the second substrate, or the polymerized substrate to the surface modification device, the surface hydrophilicization device, and the bonding device,
In the bonding apparatus, the first substrate and the second substrate, whose surfaces have been hydrophilized by the surface hydrophilic device, are bonded to each other. 접합 장치를 이용하여 기판끼리를 접합하는 접합 방법으로서,
상기 접합 장치는,
하면에 제1 기판을 진공화하여 흡착 유지하는 제1 유지부와,
상기 제1 유지부의 하방에 설치되고, 상면에 제2 기판을 진공화하여 흡착 유지하는 제2 유지부와,
상기 제1 유지부에 설치되고, 제1 기판의 중심부를 압박하는 압동 기구를 가지며,
상기 제2 유지부는,
제2 기판을 배치하고, 연직 방향 및 수평 방향으로 신축 가능한 배치부와,
상기 배치부에 있어서 중심부의 높이가 외주부의 높이보다 높아지도록, 상기 배치부를 하방으로부터 압박하여 변형시키는 변형 기구를 갖고,
상기 접합 방법은,
상기 제1 유지부에 의해 제1 기판을 유지하는 제1 유지 공정과,
상기 변형 기구에 의해 상기 배치부의 중심부를 상방으로 돌출시킨 상태에서, 상기 제2 유지부에 의해 제2 기판을 유지하는 제2 유지 공정과,
그 후, 상기 제1 유지부에 유지된 제1 기판과 상기 제2 유지부에 유지된 제2 기판을 대향 배치하는 배치 공정과,
그 후, 상기 압동 기구를 강하시켜, 상기 압동 기구에 의해 제1 기판의 중심부와 제2 기판의 중심부를 압박하여 접촉시키는 압박 공정과,
그 후, 제1 기판의 중심부와 제2 기판의 중심부가 접촉한 상태에서, 상기 제1 유지부에 의한 제1 기판의 진공화를 정지하고, 제1 기판의 중심부로부터 외주부를 향해, 제1 기판과 제2 기판을 순차 접합하는 접합 공정을 갖는 것을 특징으로 하는 접합 방법. A bonding method for bonding substrates to each other using a bonding apparatus,
In the bonding apparatus,
A first holding section for vacuum-holding and holding the first substrate on a lower surface thereof,
A second holding unit provided below the first holding unit and vacuum-holding the second substrate on the upper surface thereof to hold the same,
And a pushing mechanism provided in the first holding portion for pressing a center portion of the first substrate,
The second holding portion
A disposing portion in which a second substrate is disposed and which can be stretched and contracted in a vertical direction and a horizontal direction,
And a deforming mechanism for pressing and deforming the arrangement portion from below so that the height of the center portion in the arrangement portion becomes higher than the height of the outer peripheral portion,
The joining method may include:
A first holding step of holding the first substrate by the first holding section,
A second holding step of holding the second substrate by the second holding portion in a state in which the central portion of the arrangement portion is projected upward by the deformation mechanism,
Arranging the first substrate held by the first holding portion and the second substrate held by the second holding portion to face each other,
A pressing step of lowering the pushing mechanism to press the central portion of the first substrate and the central portion of the second substrate by the pushing mechanism,
Thereafter, in a state in which the central portion of the first substrate and the central portion of the second substrate are in contact with each other, the evacuation of the first substrate by the first holding portion is stopped, And a second substrate are successively joined to each other. 제13항에 있어서, 상기 제2 유지 공정에 있어서, 상기 변형 기구에 의해 중심부가 상방으로 돌출된 상기 배치부에 배치된 제2 기판의 형상은,
상기 압박 공정에 있어서, 상기 압동 기구에 의해 중심부가 압박된 제1 기판의 형상과 상하 대칭인 것을 특징으로 하는 접합 방법. 14. The method according to claim 13, wherein, in the second holding step, the shape of the second substrate disposed in the arrangement portion, the central portion of which is projected upward by the deformation mechanism,
Wherein the shape of the first substrate pressed by the center portion by the pushing mechanism is vertically symmetrical with the shape of the first substrate in the pressing step. 제13항 또는 제14항에 있어서, 상기 제2 유지 공정에 있어서, 상기 변형 기구는, 상기 배치부의 하면측의 압력 가변 공간을 가압하여, 상기 배치부를 압박하는 것을 특징으로 하는 접합 방법. The joining method according to claim 13 or 14, wherein in the second holding step, the deformation mechanism presses the pressure variable space on the lower surface side of the arrangement section to press the arrangement section. 제15항에 있어서, 상기 배치부에 있어서 중심부의 두께는 외주부의 두께보다 큰 것을 특징으로 하는 접합 방법. The joining method according to claim 15, wherein a thickness of the central portion in the arrangement portion is larger than a thickness of the outer peripheral portion. 제15항에 있어서, 상기 배치부의 하면은 복수의 영역으로 구획되고,
상기 제2 유지 공정에 있어서, 상기 변형 기구는, 상기 영역마다 압력을 설정하여 상기 배치부를 압박하는 것을 특징으로 하는 접합 방법. 16. The apparatus according to claim 15, wherein the lower surface of the arrangement portion is divided into a plurality of regions,
Wherein in said second holding step, said deforming mechanism sets a pressure for each of said regions to press said arrangement portion. 제15항에 있어서, 상기 제2 유지부는, 상기 배치부를 지지하는 베이스부를 더 갖고,
상기 제2 유지 공정 전에, 상기 변형 기구에 의해 상기 압력 가변 공간을 감압하여, 상기 베이스부에 상기 배치부를 흡착한 상태에서, 상기 배치부의 상면의 평면 형상을 조절하는 것을 특징으로 하는 접합 방법. 16. The apparatus according to claim 15, wherein the second holding portion further comprises a base portion for supporting the arrangement portion,
Characterized in that before the second holding step, the pressure variable space is depressurized by the deformation mechanism to adjust the planar shape of the upper surface of the arrangement portion in a state of adsorbing the arrangement portion to the base portion. 제13항 또는 제14항에 있어서, 상기 변형 기구는, 복수의 액추에이터를 갖고,
상기 제2 유지 공정에 있어서, 상기 복수의 액추에이터가 상기 배치부를 압박하는 것을 특징으로 하는 접합 방법. 15. The apparatus according to claim 13 or 14, wherein the deforming mechanism has a plurality of actuators,
And the plurality of actuators press the arrangement portion in the second holding step. 제19항에 있어서, 상기 복수의 액추에이터 중, 하나의 액추에이터는 상기 배치부의 중심부를 압박하고,
다른 복수의 액추에이터는 상기 배치부의 외주부를 압박하는 것을 특징으로 하는 접합 방법. 20. The actuator according to claim 19, wherein one of the plurality of actuators presses the central portion of the arrangement portion,
And the other plurality of actuators press the outer peripheral portion of the arrangement portion. 제19항에 있어서, 상기 액추에이터는, 상기 배치부에 가해지는 하중을 분산시키기 위한 하중 분산판을 통해, 상기 배치부를 압박하는 것을 특징으로 하는 접합 방법. The joining method according to claim 19, wherein the actuator presses the arrangement portion through a load distribution plate for dispersing a load applied to the arrangement portion. 제19항에 있어서, 상기 제2 유지부는, 상기 배치부를 지지하는 베이스부를 더 갖고,
상기 베이스부의 상면에는, 상기 배치부를 진공화하여 흡착 유지하기 위한 흡인홈이 형성되며,
상기 제2 유지 공정 전에, 상기 흡인홈을 통해 상기 베이스부에 상기 배치부를 흡착한 상태에서, 상기 배치부의 상면의 평면 형상을 조절하는 것을 특징으로 하는 접합 방법. The apparatus according to claim 19, wherein the second holding portion further includes a base portion that supports the arrangement portion,
A suction groove is formed on the upper surface of the base for evacuating and holding the arrangement,
Wherein the plane shape of the upper surface of the arrangement portion is adjusted in a state in which the arrangement portion is adsorbed to the base portion through the suction groove before the second holding step. 제13항 또는 제14항에 있어서, 상기 제2 유지부는, 상기 배치부의 변위량을 측정하는 측정부를 더 갖고,
상기 제2 유지 공정에 있어서, 상기 측정부에 의해 측정된 상기 배치부의 변위량에 기초하여, 상기 변형 기구의 동작을 제어하는 것을 특징으로 하는 접합 방법. The apparatus according to claim 13 or 14, wherein the second holding portion further comprises a measuring portion for measuring a displacement amount of the arrangement portion,
Wherein the operation of the deforming mechanism is controlled based on a displacement amount of the arrangement portion measured by the measuring portion in the second holding step. 제13항 또는 제14항에 기재된 접합 방법을 접합 장치에 의해 실행시키도록, 상기 접합 장치를 제어하는 제어부의 컴퓨터상에서 동작하는 프로그램을 저장한 컴퓨터 판독 가능 기억 매체.A computer-readable storage medium storing a program that operates on a computer of a control unit that controls the joining apparatus to execute the joining method according to claim 13 or 14 by a joining apparatus.
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