JP6412804B2 - Joining method and joining system - Google Patents

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Description

開示の実施形態は、接合方法および接合システムに関する。   The disclosed embodiments relate to a bonding method and a bonding system.

従来、半導体装置の製造工程において、2枚の基板を接合する接合処理が行われる場合がある。たとえば、裏面照射型の撮像素子を備えた半導体装置を製造する場合、フォトダイオード等の半導体素子が形成された第1基板に対して第2基板を接合する接合処理が行われる。   Conventionally, in the manufacturing process of a semiconductor device, a bonding process for bonding two substrates may be performed. For example, when manufacturing a semiconductor device including a back-illuminated image sensor, a bonding process is performed in which a second substrate is bonded to a first substrate on which a semiconductor element such as a photodiode is formed.

接合処理を実行する接合システムは、たとえば、第1、第2基板の接合される表面を親水化する表面親水化装置と、表面親水化装置によって表面が親水化された基板同士を接合する接合装置とを備える。かかる接合システムでは、表面親水化装置において基板の表面に純水を供給することによって当該基板の表面を親水化した後、接合装置において基板同士をファンデルワールス力および水素結合(分子間力)によって接合する(特許文献1参照)。   The joining system that performs the joining process includes, for example, a surface hydrophilizing device that hydrophilizes the surfaces to be joined of the first and second substrates, and a joining device that joins the substrates whose surfaces are hydrophilized by the surface hydrophilizing device. With. In such a bonding system, the surface of the substrate is hydrophilized by supplying pure water to the surface of the substrate in the surface hydrophilizing device, and then the substrates are bonded to each other by van der Waals force and hydrogen bond (intermolecular force) in the bonding device. Join (refer to Patent Document 1).

特開2011−187716号公報JP2011-187716A

しかしながら、上述した接合システムを用いた場合、接合装置における第1基板と第2基板との接合状態によっては、接合された基板間に気泡が発生することがあった。   However, when the above-described bonding system is used, air bubbles may be generated between the bonded substrates depending on the bonding state between the first substrate and the second substrate in the bonding apparatus.

実施形態の一態様は、基板間に気泡が発生することを抑制して、基板同士を適切に接合することのできる接合方法および接合システムを提供することを目的とする。   An object of one embodiment of the present invention is to provide a bonding method and a bonding system that can appropriately bond the substrates by suppressing generation of bubbles between the substrates.

実施形態の一態様に係る接合方法は、表面改質工程と、表面親水化工程と、接合工程と、加圧工程とを含む。表面改質工程は、第1基板および第2基板の接合される表面を改質する。表面親水化工程は、改質された前記第1基板および前記第2基板の表面を親水化する。接合工程は、親水化された前記第1基板と前記第2基板とを常温常圧下において分子間力により接合する。加圧工程は、前記第1基板と前記第2基板とが接合された重合基板を前記常温より高い所定温度まで昇温させるとともに、前記所定温度で前記重合基板を加圧する。また、前記加圧工程は、前記重合基板の下方に位置する第2平板部の前記重合基板と対向する面に設けられた昇降自在な支持部の上に前記重合基板を載置して支持し、前記支持部に支持された状態で前記重合基板の加熱を前記第2平板部に設けられた第2加熱機構によって開始し、前記支持部を降下させながら前記重合基板を前記所定温度まで昇温させる。 The joining method according to one aspect of the embodiment includes a surface modification step, a surface hydrophilization step, a joining step, and a pressurizing step. In the surface modification step, the surfaces to be joined of the first substrate and the second substrate are modified. In the surface hydrophilization step, the modified surfaces of the first substrate and the second substrate are hydrophilized. In the bonding step, the hydrophilized first substrate and the second substrate are bonded by an intermolecular force under normal temperature and normal pressure. The pressurizing step raises the temperature of the superposed substrate on which the first substrate and the second substrate are bonded to a predetermined temperature higher than the normal temperature, and pressurizes the superposed substrate at the predetermined temperature. In the pressurizing step, the superposed substrate is placed on and supported on a support portion which is provided on a surface of the second flat plate portion positioned below the superposed substrate and faces the superposed substrate. The heating of the superposed substrate is started by a second heating mechanism provided on the second flat plate portion while being supported by the support portion, and the superposed substrate is heated to the predetermined temperature while the support portion is lowered. Let

実施形態の一態様によれば、基板間に気泡が発生することを抑制して、基板同士を適切に接合することができる。   According to one aspect of the embodiment, the generation of bubbles between the substrates can be suppressed and the substrates can be appropriately bonded to each other.

図1は、第1の実施形態に係る接合システムの構成を示す模式平面図である。FIG. 1 is a schematic plan view showing the configuration of the joining system according to the first embodiment. 図2は、第1基板および第2基板の模式側面図である。FIG. 2 is a schematic side view of the first substrate and the second substrate. 図3は、接合装置の構成を示す模式平面図である。FIG. 3 is a schematic plan view showing the configuration of the bonding apparatus. 図4は、接合装置の構成を示す模式側面図である。FIG. 4 is a schematic side view showing the configuration of the bonding apparatus. 図5は、位置調節機構の構成を示す模式側面図である。FIG. 5 is a schematic side view showing the configuration of the position adjusting mechanism. 図6は、反転機構の構成を示す模式平面図である。FIG. 6 is a schematic plan view showing the configuration of the reversing mechanism. 図7は、反転機構の構成を示す模式側面図である。FIG. 7 is a schematic side view showing the configuration of the reversing mechanism. 図8は、反転機構の構成を示す模式側面図である。FIG. 8 is a schematic side view showing the configuration of the reversing mechanism. 図9は、保持アームおよび保持部材の構成を示す模式側面図である。FIG. 9 is a schematic side view showing the configuration of the holding arm and the holding member. 図10は、接合装置の内部構成を示す模式側面図である。FIG. 10 is a schematic side view showing the internal configuration of the bonding apparatus. 図11は、上チャックおよび下チャックの構成を示す模式側面図である。FIG. 11 is a schematic side view showing configurations of the upper chuck and the lower chuck. 図12は、上チャックを下方から見た場合の模式平面図である。FIG. 12 is a schematic plan view when the upper chuck is viewed from below. 図13は、下チャックを上方から見た場合の模式平面図である。FIG. 13 is a schematic plan view when the lower chuck is viewed from above. 図14Aは、接合装置の動作説明図である。FIG. 14A is an operation explanatory diagram of the bonding apparatus. 図14Bは、接合装置の動作説明図である。FIG. 14B is an operation explanatory diagram of the bonding apparatus. 図14Cは、接合装置の動作説明図である。FIG. 14C is an operation explanatory diagram of the bonding apparatus. 図14Dは、接合装置の動作説明図である。FIG. 14D is an operation explanatory diagram of the bonding apparatus. 図14Eは、接合装置の動作説明図である。FIG. 14E is an explanatory diagram of the operation of the bonding apparatus. 図14Fは、接合装置の動作説明図である。FIG. 14F is an operation explanatory diagram of the bonding apparatus. 図14Gは、接合装置の動作説明図である。FIG. 14G is an operation explanatory diagram of the bonding apparatus. 図14Hは、接合装置の動作説明図である。FIG. 14H is an operation explanatory diagram of the bonding apparatus. 図15は、予熱装置の構成を示す模式側面図である。FIG. 15 is a schematic side view showing the configuration of the preheating device. 図16は、加圧装置の構成を示す模式側面図である。FIG. 16 is a schematic side view showing the configuration of the pressure device. 図17は、第2平板部の構成を示す模式側面図である。FIG. 17 is a schematic side view showing the configuration of the second flat plate portion. 図18は、接合システムが実行する処理の処理手順の一部を示すフローチャートである。FIG. 18 is a flowchart illustrating a part of a processing procedure of processing executed by the joining system. 図19は、重合ウェハに対する加圧処理の処理手順を示すフローチャートである。FIG. 19 is a flowchart showing the processing procedure of the pressurizing process for the overlapped wafer. 図20Aは、加圧装置の動作説明図である。FIG. 20A is an operation explanatory diagram of the pressurizing device. 図20Bは、加圧装置の動作説明図である。FIG. 20B is an operation explanatory diagram of the pressurizing device. 図20Cは、加圧装置の動作説明図である。FIG. 20C is an operation explanatory diagram of the pressurizing device. 図21は、第2の実施形態に係る第2平板部の構成を示す模式側面図である。FIG. 21 is a schematic side view showing the configuration of the second flat plate portion according to the second embodiment. 図22は、第2の実施形態に係る第2平板部を上方から見た場合の模式平面図である。FIG. 22 is a schematic plan view when the second flat plate portion according to the second embodiment is viewed from above. 図23は、第2平板部によって重合ウェハを吸着保持する処理の処理手順を示すフローチャートである。FIG. 23 is a flowchart showing a processing procedure of processing for sucking and holding a superposed wafer by the second flat plate portion. 図24Aは、第2平板部の動作説明図である。FIG. 24A is an operation explanatory diagram of the second flat plate portion. 図24Bは、第2平板部の動作説明図である。FIG. 24B is an operation explanatory diagram of the second flat plate portion. 図24Cは、第2平板部の動作説明図である。FIG. 24C is an operation explanatory diagram of the second flat plate portion.

以下、添付図面を参照して、本願の開示する接合方法および接合システムの実施形態を詳細に説明する。なお、以下に示す実施形態によりこの発明が限定されるものではない。   Hereinafter, embodiments of a bonding method and a bonding system disclosed in the present application will be described in detail with reference to the accompanying drawings. In addition, this invention is not limited by embodiment shown below.

(第1の実施形態)
<1.接合システムの構成>
まず、第1の実施形態に係る接合システムの構成について、図1および図2を参照して説明する。図1は、第1の実施形態に係る接合システムの構成を示す模式平面図である。また、図2は、第1基板および第2基板の模式側面図である。なお、以下においては、位置関係を明確にするために、互いに直交するX軸方向、Y軸方向およびZ軸方向を規定し、Z軸正方向を鉛直上向き方向とする。また、図1,2を含む各図面では、説明に必要な構成要素のみを示しており、一般的な構成要素についての記載を省略する場合がある。
(First embodiment)
<1. Structure of joining system>
First, the configuration of the joining system according to the first embodiment will be described with reference to FIGS. 1 and 2. FIG. 1 is a schematic plan view showing the configuration of the joining system according to the first embodiment. FIG. 2 is a schematic side view of the first substrate and the second substrate. In the following, in order to clarify the positional relationship, the X-axis direction, the Y-axis direction, and the Z-axis direction that are orthogonal to each other are defined, and the positive direction of the Z-axis is the vertically upward direction. In addition, in each drawing including FIGS. 1 and 2, only components necessary for explanation are shown, and descriptions of general components may be omitted.

図1に示す本実施形態に係る接合システム1は、第1基板W1と第2基板W2とを接合することによって重合基板Tを形成する(図2参照)。   The bonding system 1 according to this embodiment shown in FIG. 1 forms a superposed substrate T by bonding a first substrate W1 and a second substrate W2 (see FIG. 2).

第1基板W1は、たとえばシリコンウェハや化合物半導体ウェハなどの半導体基板に複数の電子回路が形成された基板である。また、第2基板W2は、たとえば電子回路が形成されていないベアウェハである。第1基板W1と第2基板W2とは、略同径を有する。   The first substrate W1 is a substrate in which a plurality of electronic circuits are formed on a semiconductor substrate such as a silicon wafer or a compound semiconductor wafer. The second substrate W2 is, for example, a bare wafer on which no electronic circuit is formed. The first substrate W1 and the second substrate W2 have substantially the same diameter.

なお、第2基板W2に電子回路が形成されていてもよい。また、上述した化合物半導体ウェハとしては、たとえばヒ化ガリウム、炭化シリコン、窒化ガリウムおよびリン化インジウムなどを含むウェハを用いることができるが、これに限定されるものではない。   An electronic circuit may be formed on the second substrate W2. Further, as the above-described compound semiconductor wafer, for example, a wafer containing gallium arsenide, silicon carbide, gallium nitride, indium phosphide, or the like can be used, but is not limited thereto.

以下では、第1基板W1を「上ウェハW1」と記載し、第2基板W2を「下ウェハW2」、重合基板Tを「重合ウェハT」と記載する場合がある。   Hereinafter, the first substrate W1 may be referred to as “upper wafer W1”, the second substrate W2 may be referred to as “lower wafer W2”, and the superposed substrate T may be referred to as “superimposed wafer T”.

また、以下では、図2に示すように、上ウェハW1の板面のうち、下ウェハW2と接合される側の板面を「接合面W1j」と記載し、接合面W1jとは反対側の板面を「非接合面W1n」と記載する。また、下ウェハW2の板面のうち、上ウェハW1と接合される側の板面を「接合面W2j」と記載し、接合面W2jとは反対側の板面を「非接合面W2n」と記載する。   In the following description, as shown in FIG. 2, the plate surface of the upper wafer W1 that is bonded to the lower wafer W2 is referred to as “bonded surface W1j”, and is opposite to the bonded surface W1j. The plate surface is described as “non-bonding surface W1n”. Of the plate surfaces of the lower wafer W2, the plate surface on the side bonded to the upper wafer W1 is described as “bonded surface W2j”, and the plate surface opposite to the bonded surface W2j is referred to as “non-bonded surface W2n”. Describe.

図1に示すように、接合システム1は、搬入出ステーション2と、処理ステーション3とを備える。搬入出ステーション2および処理ステーション3は、X軸正方向に沿って、搬入出ステーション2および処理ステーション3の順番で並べて配置される。また、搬入出ステーション2および処理ステーション3は、一体的に接続される。   As shown in FIG. 1, the joining system 1 includes a carry-in / out station 2 and a processing station 3. The loading / unloading station 2 and the processing station 3 are arranged in the order of the loading / unloading station 2 and the processing station 3 along the positive direction of the X axis. Further, the carry-in / out station 2 and the processing station 3 are integrally connected.

搬入出ステーション2は、載置台10と、搬送領域20とを備える。載置台10は、複数の載置板11を備える。各載置板11には、複数枚(たとえば、25枚)の基板を水平状態で収容するカセットC1,C2,C3がそれぞれ載置される。カセットC1は上ウェハW1を収容するカセットであり、カセットC2は下ウェハW2を収容するカセットであり、カセットC3は重合ウェハTを収容するカセットである。   The carry-in / out station 2 includes a mounting table 10 and a transfer area 20. The mounting table 10 includes a plurality of mounting plates 11. On each mounting plate 11, cassettes C1, C2, and C3 for storing a plurality of (for example, 25) substrates in a horizontal state are mounted. The cassette C1 is a cassette that accommodates the upper wafer W1, the cassette C2 is a cassette that accommodates the lower wafer W2, and the cassette C3 is a cassette that accommodates the superposed wafer T.

搬送領域20は、載置台10のX軸正方向側に隣接して配置される。かかる搬送領域20には、Y軸方向に延在する搬送路21と、この搬送路21に沿って移動可能な搬送装置22とが設けられる。搬送装置22は、X軸方向にも移動可能かつZ軸周りに旋回可能であり、載置板11に載置されたカセットC1〜C3と、後述する処理ステーション3の第3処理ブロックG3との間で、上ウェハW1、下ウェハW2および重合ウェハTの搬送を行う。   The conveyance area 20 is arranged adjacent to the X-axis positive direction side of the mounting table 10. In the transport region 20, a transport path 21 extending in the Y-axis direction and a transport device 22 movable along the transport path 21 are provided. The transfer device 22 is also movable in the X-axis direction and can be swung around the Z-axis, and includes a cassette C1 to C3 mounted on the mounting plate 11 and a third processing block G3 of the processing station 3 described later. In the meantime, the upper wafer W1, the lower wafer W2, and the superposed wafer T are transported.

なお、載置板11に載置されるカセットC1〜C3の個数は、図示のものに限定されない。また、載置板11には、カセットC1,C2,C3以外に、不具合が生じた基板を回収するためのカセット等が載置されてもよい。   Note that the number of cassettes C1 to C3 mounted on the mounting plate 11 is not limited to the illustrated one. In addition to the cassettes C1, C2, and C3, the placement plate 11 may be loaded with a cassette or the like for collecting a substrate having a problem.

処理ステーション3には、各種装置を備えた複数たとえば3つの処理ブロックG1,G2,G3が設けられる。たとえば処理ステーション3の正面側(図1のY軸負方向側)には、第1処理ブロックG1が設けられ、処理ステーション3の背面側(図1のY軸正方向側)には、第2処理ブロックG2が設けられる。また、処理ステーション3の搬入出ステーション2側(図1のX軸負方向側)には、第3処理ブロックG3が設けられる。   The processing station 3 is provided with a plurality of, for example, three processing blocks G1, G2, G3 provided with various devices. For example, the first processing block G1 is provided on the front side of the processing station 3 (Y-axis negative direction side in FIG. 1), and the second side is disposed on the back side of the processing station 3 (Y-axis positive direction side in FIG. 1). A processing block G2 is provided. A third processing block G3 is provided on the loading / unloading station 2 side of the processing station 3 (X-axis negative direction side in FIG. 1).

第1処理ブロックG1には、表面改質装置30と、予熱装置31と、加圧装置32とが配置される。表面改質装置30は、上ウェハW1および下ウェハW2の接合面W1j,W2jを改質する。詳しくは、表面改質装置30は、上ウェハW1および下ウェハW2の接合面W1j,W2jにおけるSiO2の結合を切断して単結合のSiOとすることで、その後親水化されやすくするように当該接合面W1j,W2jを改質する。   In the first processing block G1, a surface modification device 30, a preheating device 31, and a pressurizing device 32 are arranged. The surface modification device 30 modifies the bonding surfaces W1j and W2j of the upper wafer W1 and the lower wafer W2. Specifically, the surface modification device 30 cuts the SiO2 bond at the bonding surfaces W1j and W2j of the upper wafer W1 and the lower wafer W2 to form single-bonded SiO, so that the bonding can be easily performed thereafter. The surfaces W1j and W2j are modified.

なお、表面改質装置30では、たとえば減圧下において処理ガスである酸素ガスが励起されてプラズマ化され、イオン化される。そして、かかる酸素イオンが、上ウェハW1および下ウェハW2の接合面W1j,W2jに照射されることにより、接合面W1j,W2jがプラズマ処理されて改質される。   In the surface modification device 30, for example, the oxygen gas that is the processing gas is excited to be turned into plasma and ionized under reduced pressure. The oxygen ions are irradiated onto the bonding surfaces W1j and W2j of the upper wafer W1 and the lower wafer W2, whereby the bonding surfaces W1j and W2j are plasma-treated and modified.

予熱装置31は、後述する接合装置で接合された重合ウェハTを予熱温度まで昇温させる。また、加圧装置32は、たとえば重合ウェハTを予熱温度から所定温度まで昇温させるとともに、所定温度の状態で重合ウェハTを加圧する。これにより、重合ウェハTにおいて上ウェハW1と下ウェハW2との間に気泡(ボイド)が発生することを抑制でき、ウェハW1,W2同士を適切に接合することができるが、これについては後述する。また、予熱装置31および加圧装置32の構成についても後述する。   The preheating device 31 raises the temperature of the superposed wafer T joined by a joining device described later to a preheating temperature. Further, the pressurizing device 32 raises the temperature of the superposed wafer T from a preheating temperature to a predetermined temperature, for example, and pressurizes the superposed wafer T at a predetermined temperature. Thereby, it can suppress that a bubble (void) generate | occur | produces between the upper wafer W1 and the lower wafer W2 in the superposition | polymerization wafer T, and wafer W1, W2 can be joined appropriately, but this is mentioned later. . Moreover, the structure of the preheating apparatus 31 and the pressurization apparatus 32 is also mentioned later.

なお、図1で示した予熱装置31および加圧装置32の配置位置は、例示であって限定されるものではない。すなわち、たとえば第2処理ブロックG2や第3処理ブロックG3に予熱装置31や加圧装置32を配置してもよい。さらには、たとえば処理ステーション3のX軸正方向側の位置や、搬入出ステーション2と処理ステーション3との間に新たなステーションを設け、その新たなステーションに予熱装置31や加圧装置32を配置するようにしてもよい。   The arrangement positions of the preheating device 31 and the pressurizing device 32 shown in FIG. 1 are examples and are not limited. That is, for example, the preheating device 31 and the pressurizing device 32 may be arranged in the second processing block G2 or the third processing block G3. Furthermore, for example, a new station is provided between the position of the processing station 3 on the positive side of the X axis and between the loading / unloading station 2 and the processing station 3, and the preheating device 31 and the pressurizing device 32 are arranged in the new station. You may make it do.

第2処理ブロックG2には、表面親水化装置40と、接合装置41とが配置される。表面親水化装置40は、たとえば純水などの親水化処理液によって上ウェハW1および下ウェハW2の接合面W1j,W2jを親水化するとともに、接合面W1j,W2jを洗浄する。表面親水化装置40では、たとえばスピンチャックに保持された上ウェハW1または下ウェハW2を回転させながら、当該上ウェハW1または下ウェハW2上に純水を供給する。これにより、上ウェハW1または下ウェハW2上に供給された純水が上ウェハW1または下ウェハW2の接合面W1j,W2j上を拡散し、接合面W1j,W2jが親水化される。   In the second processing block G2, a surface hydrophilizing device 40 and a joining device 41 are arranged. The surface hydrophilizing device 40 hydrophilizes the bonding surfaces W1j and W2j of the upper wafer W1 and the lower wafer W2 with a hydrophilic treatment liquid such as pure water, and cleans the bonding surfaces W1j and W2j. In the surface hydrophilizing device 40, for example, pure water is supplied onto the upper wafer W1 or the lower wafer W2 while rotating the upper wafer W1 or the lower wafer W2 held by the spin chuck. Thereby, the pure water supplied onto the upper wafer W1 or the lower wafer W2 diffuses on the bonding surfaces W1j and W2j of the upper wafer W1 or the lower wafer W2, and the bonding surfaces W1j and W2j are hydrophilized.

接合装置41は、親水化された上ウェハW1と下ウェハW2とを分子間力によって接合する。かかる接合装置41の構成については、後述する。   The bonding apparatus 41 bonds the hydrophilicized upper wafer W1 and lower wafer W2 by intermolecular force. The configuration of the joining device 41 will be described later.

第3処理ブロックG3には、上ウェハW1、下ウェハW2および重合ウェハTのトランジション装置50がたとえば上下2段に設けられる。   In the third processing block G3, transition devices 50 for the upper wafer W1, the lower wafer W2, and the overlapped wafer T are provided, for example, in two upper and lower stages.

第1処理ブロックG1〜第3処理ブロックG3に囲まれた領域には、搬送領域60が形成される。搬送領域60には、搬送装置61が配置される。搬送装置61は、たとえば鉛直方向、水平方向および鉛直軸周りに移動自在な搬送アームを有する。かかる搬送装置61は、搬送領域60内を移動し、搬送領域60に隣接する第1処理ブロックG1、第2処理ブロックG2および第3処理ブロックG3内の所定の装置に上ウェハW1、下ウェハW2および重合ウェハTを搬送する。   A transfer area 60 is formed in an area surrounded by the first processing block G1 to the third processing block G3. A transport device 61 is disposed in the transport area 60. The transfer device 61 has a transfer arm that can move around the vertical direction, the horizontal direction, and the vertical axis, for example. The transfer device 61 moves in the transfer region 60, and transfers the upper wafer W1 and the lower wafer W2 to predetermined devices in the first processing block G1, the second processing block G2, and the third processing block G3 adjacent to the transfer region 60. And the superposed wafer T is transported.

また、図1に示すように、接合システム1は、制御装置70を備える。制御装置70は、接合システム1の動作を制御する。かかる制御装置70は、たとえばコンピュータであり、図示しない制御部および記憶部を備える。記憶部には、接合処理や予熱処理、加圧処理等の各種処理を制御するプログラムや各種処理で用いられるデータなどが格納される。制御部は記憶部に記憶されたプログラムなどを読み出して実行することによって接合システム1の動作を制御する。   In addition, as illustrated in FIG. 1, the bonding system 1 includes a control device 70. The control device 70 controls the operation of the bonding system 1. The control device 70 is a computer, for example, and includes a control unit and a storage unit (not shown). The storage unit stores a program for controlling various processes such as a bonding process, a pre-heat treatment, and a pressure process, and data used in the various processes. The control unit controls the operation of the bonding system 1 by reading and executing a program or the like stored in the storage unit.

なお、かかるプログラムは、コンピュータによって読み取り可能な記録媒体に記録されていたものであって、その記録媒体から制御装置70の記憶部にインストールされたものであってもよい。コンピュータによって読み取り可能な記録媒体としては、たとえばハードディスク(HD)、フレキシブルディスク(FD)、コンパクトディスク(CD)、マグネットオプティカルディスク(MO)、メモリカードなどがある。   Note that such a program may be recorded on a computer-readable recording medium and may be installed in the storage unit of the control device 70 from the recording medium. Examples of the computer-readable recording medium include a hard disk (HD), a flexible disk (FD), a compact disk (CD), a magnetic optical disk (MO), and a memory card.

<2.接合装置の構成>
まず、接合装置41の構成について図3〜図10を参照して説明する。図3は、接合装置41の構成を示す模式平面図であり、図4は、同模式側面図である。また、図5は、位置調節機構の構成を示す模式側面図である。また、図6は、反転機構の構成を示す模式平面図であり、図7および図8は、同模式側面図であり、図9は、保持アームおよび保持部材の構成を示す模式側面図である。また、図10は、接合装置41の内部構成を示す模式側面図である。
<2. Structure of joining device>
First, the structure of the joining apparatus 41 is demonstrated with reference to FIGS. FIG. 3 is a schematic plan view showing the configuration of the bonding apparatus 41, and FIG. 4 is a schematic side view thereof. FIG. 5 is a schematic side view showing the configuration of the position adjusting mechanism. 6 is a schematic plan view showing the configuration of the reversing mechanism, FIGS. 7 and 8 are schematic side views thereof, and FIG. 9 is a schematic side view showing the configurations of the holding arm and the holding member. . FIG. 10 is a schematic side view showing the internal configuration of the bonding apparatus 41.

図3に示すように、接合装置41は、内部を密閉可能な処理容器190を有する。処理容器190の搬送領域60側の側面には、上ウェハW1、下ウェハW2および重合ウェハTの搬入出口191が形成され、当該搬入出口191には開閉シャッタ192が設けられる。   As shown in FIG. 3, the bonding apparatus 41 includes a processing container 190 that can seal the inside. A loading / unloading port 191 for the upper wafer W1, the lower wafer W2, and the overlapped wafer T is formed on the side surface of the processing container 190 on the transfer area 60 side, and an opening / closing shutter 192 is provided at the loading / unloading port 191.

処理容器190の内部は、内壁193によって搬送領域T1と処理領域T2に区画される。上述した搬入出口191は、搬送領域T1における処理容器190の側面に形成される。また、内壁193にも、上ウェハW1、下ウェハW2および重合ウェハTの搬入出口194が形成される。   The inside of the processing container 190 is divided into a transport area T1 and a processing area T2 by an inner wall 193. The loading / unloading port 191 described above is formed on the side surface of the processing container 190 in the transfer region T1. In addition, a carry-in / out port 194 for the upper wafer W1, the lower wafer W2, and the overlapped wafer T is also formed on the inner wall 193.

搬送領域T1のY軸負方向側には、上ウェハW1、下ウェハW2および重合ウェハTを一時的に載置するためのトランジション200が設けられる。トランジション200は、たとえば2段に形成され、上ウェハW1、下ウェハW2および重合ウェハTのいずれか2つを同時に載置することができる。   A transition 200 for temporarily placing the upper wafer W1, the lower wafer W2, and the superposed wafer T is provided on the negative side of the transfer region T1 in the Y axis direction. The transition 200 is formed, for example, in two stages, and any two of the upper wafer W1, the lower wafer W2, and the superposed wafer T can be placed simultaneously.

搬送領域T1には、搬送機構201が設けられる。搬送機構201は、たとえば鉛直方向、水平方向および鉛直軸周りに移動自在な搬送アームを有する。そして、搬送機構201は、搬送領域T1内、または搬送領域T1と処理領域T2との間で上ウェハW1、下ウェハW2および重合ウェハTを搬送する。   A transport mechanism 201 is provided in the transport region T1. The transport mechanism 201 has, for example, a transport arm that can move around the vertical direction, the horizontal direction, and the vertical axis. Then, the transport mechanism 201 transports the upper wafer W1, the lower wafer W2, and the overlapped wafer T within the transport region T1 or between the transport region T1 and the processing region T2.

搬送領域T1のY軸正方向側には、上ウェハW1および下ウェハW2の水平方向の向きを調節する位置調節機構210が設けられる。位置調節機構210は、図5に示すように基台211と、上ウェハW1および下ウェハW2を吸着保持して回転させる保持部212と、上ウェハW1および下ウェハW2のノッチ部の位置を検出する検出部213とを有する。   A position adjustment mechanism 210 that adjusts the horizontal orientation of the upper wafer W1 and the lower wafer W2 is provided on the Y axis positive direction side of the transfer region T1. As shown in FIG. 5, the position adjustment mechanism 210 detects the positions of the base 211, the holding unit 212 that holds and rotates the upper wafer W1 and the lower wafer W2, and the notch portions of the upper wafer W1 and the lower wafer W2. And a detecting unit 213 for performing

かかる位置調節機構210では、保持部212に吸着保持された上ウェハW1および下ウェハW2を回転させながら検出部213で上ウェハW1および下ウェハW2のノッチ部の位置を検出することで、当該ノッチ部の位置を調節して上ウェハW1および下ウェハW2の水平方向の向きを調節する。   In the position adjustment mechanism 210, the position of the notch portions of the upper wafer W1 and the lower wafer W2 is detected by the detection unit 213 while rotating the upper wafer W1 and the lower wafer W2 held by the holding unit 212. The horizontal direction of the upper wafer W1 and the lower wafer W2 is adjusted by adjusting the position of the portion.

また、搬送領域T1には、上ウェハW1の表裏面を反転させる反転機構220が設けられる。反転機構220は、図6〜図9に示すように上ウェハW1を保持する保持アーム221を有する。   In addition, a reversing mechanism 220 that reverses the front and back surfaces of the upper wafer W1 is provided in the transfer region T1. The reversing mechanism 220 has a holding arm 221 that holds the upper wafer W1 as shown in FIGS.

保持アーム221は、水平方向に延在する。また保持アーム221には、上ウェハW1を保持する保持部材222がたとえば4箇所に設けられる。保持部材222は、図9に示すように保持アーム221に対して水平方向に移動可能に構成されている。また保持部材222の側面には、上ウェハW1の周縁部を保持するための切り欠き223が形成される。これら保持部材222は、上ウェハW1を挟み込んで保持することができる。   The holding arm 221 extends in the horizontal direction. The holding arm 221 is provided with holding members 222 for holding the upper wafer W1, for example, at four locations. As shown in FIG. 9, the holding member 222 is configured to be movable in the horizontal direction with respect to the holding arm 221. A cutout 223 for holding the peripheral edge of the upper wafer W1 is formed on the side surface of the holding member 222. These holding members 222 can sandwich and hold the upper wafer W1.

保持アーム221は、図6〜図8に示すように、たとえばモータなどを備えた第1駆動部224に支持される。この第1駆動部224によって、保持アーム221は水平軸周りに回動自在である。また保持アーム221は、第1駆動部224を中心に回動自在であるとともに、水平方向に移動自在である。   As shown in FIGS. 6 to 8, the holding arm 221 is supported by a first driving unit 224 provided with, for example, a motor. The holding arm 221 can be rotated around the horizontal axis by the first driving unit 224. The holding arm 221 is rotatable about the first driving unit 224 and is movable in the horizontal direction.

第1駆動部224の下方には、たとえばモータなどを備えた第2駆動部225が設けられる。この第2駆動部225によって、第1駆動部224は鉛直方向に延在する支持柱226に沿って鉛直方向に移動可能である。   Below the first drive unit 224, a second drive unit 225 including, for example, a motor is provided. By the second drive unit 225, the first drive unit 224 is movable in the vertical direction along the support pillar 226 extending in the vertical direction.

このように、保持部材222に保持された上ウェハW1は、第1駆動部224と第2駆動部225によって水平軸周りに回動することができるとともに、鉛直方向および水平方向に移動することができる。また、保持部材222に保持された上ウェハW1は、第1駆動部224を中心に回動して、位置調節機構210から後述する上チャック230との間を移動することができる。   As described above, the upper wafer W1 held by the holding member 222 can be rotated about the horizontal axis by the first driving unit 224 and the second driving unit 225, and can be moved in the vertical direction and the horizontal direction. it can. Further, the upper wafer W <b> 1 held by the holding member 222 can rotate around the first driving unit 224 and move from the position adjusting mechanism 210 to the upper chuck 230 described later.

図4に示すように、処理領域T2には、上チャック230と下チャック231とが設けられる。上チャック230は、上ウェハW1を上方から吸着保持する。また、下チャック231は、上チャック230の下方に設けられ、下ウェハW2を下方から吸着保持する。   As shown in FIG. 4, an upper chuck 230 and a lower chuck 231 are provided in the processing region T2. The upper chuck 230 sucks and holds the upper wafer W1 from above. The lower chuck 231 is provided below the upper chuck 230 and sucks and holds the lower wafer W2 from below.

上チャック230は、図4に示すように、処理容器190の天井面に設けられた支持部材280に支持される。   As shown in FIG. 4, the upper chuck 230 is supported by a support member 280 provided on the ceiling surface of the processing container 190.

支持部材280には、下チャック231に保持された下ウェハW2の接合面W2jを撮像する上部撮像部281(図10参照)が設けられる。上部撮像部281は、上チャック230に隣接して設けられる。   The support member 280 is provided with an upper imaging unit 281 (see FIG. 10) that images the bonding surface W2j of the lower wafer W2 held by the lower chuck 231. The upper imaging unit 281 is provided adjacent to the upper chuck 230.

図3、図4および図10に示すように、下チャック231は、当該下チャック231の下方に設けられた第1下チャック移動部290に支持される。第1下チャック移動部290は、後述するように下チャック231を水平方向(Y軸方向)に移動させる。また、第1下チャック移動部290は、下チャック231を鉛直方向に移動自在、かつ鉛直軸回りに回転可能に構成される。   As shown in FIGS. 3, 4, and 10, the lower chuck 231 is supported by a first lower chuck moving unit 290 provided below the lower chuck 231. The first lower chuck moving unit 290 moves the lower chuck 231 in the horizontal direction (Y-axis direction) as will be described later. The first lower chuck moving unit 290 is configured to be able to move the lower chuck 231 in the vertical direction and to rotate about the vertical axis.

第1下チャック移動部290には、上チャック230に保持された上ウェハW1の接合面W1jを撮像する下部撮像部291が設けられている。下部撮像部291は、下チャック231に隣接して設けられる。   The first lower chuck moving unit 290 is provided with a lower imaging unit 291 that images the bonding surface W1j of the upper wafer W1 held by the upper chuck 230. The lower imaging unit 291 is provided adjacent to the lower chuck 231.

図3、図4および図10に示すように、第1下チャック移動部290は、当該第1下チャック移動部290の下面側に設けられ、水平方向(Y軸方向)に延伸する一対のレール295,295に取り付けられる。第1下チャック移動部290は、レール295に沿って移動自在に構成される。   As shown in FIGS. 3, 4, and 10, the first lower chuck moving unit 290 is provided on the lower surface side of the first lower chuck moving unit 290 and extends in the horizontal direction (Y-axis direction). 295,295. The first lower chuck moving unit 290 is configured to be movable along the rail 295.

一対のレール295,295は、第2下チャック移動部296に設けられる。第2下チャック移動部296は、当該第2下チャック移動部296の下面側に設けられ、水平方向(X軸方向)に延伸する一対のレール297,297に取り付けられる。そして、第2下チャック移動部296は、レール297に沿って移動自在に、すなわち下チャック231を水平方向(X軸方向)に移動させるように構成される。なお、一対のレール297,297は、処理容器190の底面に設けられた載置台298上に設けられる。   The pair of rails 295 and 295 are provided in the second lower chuck moving unit 296. The second lower chuck moving unit 296 is provided on the lower surface side of the second lower chuck moving unit 296 and attached to a pair of rails 297 and 297 extending in the horizontal direction (X-axis direction). The second lower chuck moving unit 296 is configured to be movable along the rail 297, that is, to move the lower chuck 231 in the horizontal direction (X-axis direction). The pair of rails 297 and 297 are provided on a mounting table 298 provided on the bottom surface of the processing container 190.

次に、上チャック230と下チャック231の構成について図11〜図13を参照して説明する。図11は、上チャック230および下チャック231の構成を示す模式側面図である。また、図12は、上チャック230を下方から見た場合の模式平面図であり、図13は、下チャック231を上方から見た場合の模式平面図である。   Next, the configuration of the upper chuck 230 and the lower chuck 231 will be described with reference to FIGS. FIG. 11 is a schematic side view showing configurations of the upper chuck 230 and the lower chuck 231. FIG. 12 is a schematic plan view when the upper chuck 230 is viewed from below, and FIG. 13 is a schematic plan view when the lower chuck 231 is viewed from above.

図11に示すように、上チャック230は、複数、たとえば3つの領域230a,230b,230cに区画される。これら領域230a,230b,230cは、図12に示すように、上チャック230の中心部から周縁部(外周部)に向けてこの順で設けられる。領域230aは平面視において円形状を有し、領域230b,230cは平面視において環状形状を有する。   As shown in FIG. 11, the upper chuck 230 is divided into a plurality of, for example, three regions 230a, 230b, and 230c. These regions 230a, 230b, and 230c are provided in this order from the central portion of the upper chuck 230 toward the peripheral portion (outer peripheral portion), as shown in FIG. The region 230a has a circular shape in plan view, and the regions 230b and 230c have an annular shape in plan view.

各領域230a,230b,230cには、図11に示すように上ウェハW1を吸着保持するための吸引管240a,240b,240cがそれぞれ独立して設けられる。各吸引管240a,240b,240cには、異なる真空ポンプ241a,241b,241cがそれぞれ接続される。このように、上チャック230は、各領域230a,230b,230c毎に上ウェハW1の真空引きを設定可能に構成されている。   As shown in FIG. 11, suction tubes 240a, 240b, and 240c for sucking and holding the upper wafer W1 are provided in each of the regions 230a, 230b, and 230c, respectively. Different vacuum pumps 241a, 241b, 241c are connected to the suction tubes 240a, 240b, 240c, respectively. Thus, the upper chuck 230 is configured to be able to set the evacuation of the upper wafer W1 for each of the regions 230a, 230b, and 230c.

上チャック230の中心部には、当該上チャック230を厚み方向に貫通する貫通孔243が形成される。この上チャック230の中心部は、当該上チャック230に吸着保持される上ウェハW1の中心部W1aに対応している。そして、貫通孔243には、後述する押動部材250の押動ピン251が挿通するようになっている。   A through hole 243 that penetrates the upper chuck 230 in the thickness direction is formed at the center of the upper chuck 230. The central portion of the upper chuck 230 corresponds to the central portion W1a of the upper wafer W1 attracted and held by the upper chuck 230. And the pushing pin 251 of the pushing member 250 mentioned later is penetrated by the through-hole 243. As shown in FIG.

上チャック230の上面には、上ウェハW1の中心部を押圧する押動部材250が設けられる。押動部材250は、シリンダ構造を有し、押動ピン251と当該押動ピン251が昇降する際のガイドとなる外筒252とを有する。押動ピン251は、たとえばモータを内蔵した駆動部(図示せず)によって、貫通孔243を挿通して鉛直方向に昇降自在になっている。そして、押動部材250は、後述する上ウェハW1および下ウェハW2の接合時に、上ウェハW1の中心部W1aと下ウェハW2の中心部W2aとを当接させて押圧することができる。   On the upper surface of the upper chuck 230, a pushing member 250 that pushes the central portion of the upper wafer W1 is provided. The pushing member 250 has a cylinder structure and includes a pushing pin 251 and an outer cylinder 252 that serves as a guide when the pushing pin 251 moves up and down. The push pin 251 can be moved up and down in the vertical direction through the through hole 243 by, for example, a drive unit (not shown) incorporating a motor. The pushing member 250 can press the center portion W1a of the upper wafer W1 and the center portion W2a of the lower wafer W2 in contact with each other when the upper wafer W1 and the lower wafer W2, which will be described later, are bonded.

下チャック231は、図13に示すように、複数、たとえば2つの領域231a、231bに区画される。これら領域231a、231bは、下チャック231の中心部から周縁部に向けてこの順で設けられる。そして、領域231aは平面視において円形状を有し、領域231bは平面視において環状形状を有する。   As shown in FIG. 13, the lower chuck 231 is divided into a plurality of, for example, two regions 231a and 231b. These regions 231a and 231b are provided in this order from the center of the lower chuck 231 toward the peripheral edge. The region 231a has a circular shape in plan view, and the region 231b has an annular shape in plan view.

各領域231a、231bには、図11に示すように下ウェハW2を吸着保持するための吸引管260a、260bがそれぞれ独立して設けられる。各吸引管260a、260bには、異なる真空ポンプ261a、261bがそれぞれ接続される。このように、下チャック231は、各領域231a、231b毎に下ウェハW2の真空引きを設定可能に構成されている。   As shown in FIG. 11, suction tubes 260a and 260b for sucking and holding the lower wafer W2 are provided in each of the regions 231a and 231b, respectively. Different vacuum pumps 261a and 261b are connected to the suction tubes 260a and 260b, respectively. Thus, the lower chuck 231 is configured to be able to set the evacuation of the lower wafer W2 for each of the regions 231a and 231b.

下チャック231の周縁部には、上ウェハW1、下ウェハW2および重合ウェハTが当該下チャック231から飛び出したり、滑落したりすることを防止するストッパ部材263が複数箇所、たとえば5箇所に設けられる。   Stopper members 263 that prevent the upper wafer W1, the lower wafer W2, and the overlapped wafer T from jumping out from the lower chuck 231 or sliding down are provided at a plurality of, for example, five locations on the peripheral edge of the lower chuck 231. .

<3.接合装置におけるウェハの位置調節および接合動作>
次に、上述のように構成された接合装置41における上ウェハW1および下ウェハW2の位置調節、および、上ウェハW1と下ウェハW2との接合動作について、具体的に説明する。図14A〜図14Hは、接合装置41の動作説明図である。
<3. Wafer Position Adjustment and Bonding Operation in Bonding Apparatus>
Next, the position adjustment of the upper wafer W1 and the lower wafer W2 and the bonding operation of the upper wafer W1 and the lower wafer W2 in the bonding apparatus 41 configured as described above will be specifically described. 14A to 14H are operation explanatory views of the joining device 41. FIG.

ここで、図14A〜図14Hに示す上ウェハW1および下ウェハW2は、接合面W1j,W2jに対してそれぞれ改質処理および親水化処理が施されているものとする。また、上ウェハW1は、上チャック230にその非接合面W1nが吸着保持され、下ウェハW2は、下チャック231にその非接合面W2nが吸着保持されているものとする。   Here, it is assumed that the upper wafer W1 and the lower wafer W2 shown in FIGS. 14A to 14H are subjected to a modification process and a hydrophilization process on the bonding surfaces W1j and W2j, respectively. Further, it is assumed that the non-bonding surface W1n of the upper wafer W1 is held by suction on the upper chuck 230, and the non-bonding surface W2n of the lower wafer W2 is held by suction on the lower chuck 231.

そして、上チャック230に保持された上ウェハW1と下チャック231に保持された下ウェハW2との水平方向の位置調節が行われる。   Then, the horizontal position adjustment of the upper wafer W1 held by the upper chuck 230 and the lower wafer W2 held by the lower chuck 231 is performed.

図14Aに示すように、上ウェハW1の接合面W1jには予め定められた複数、たとえば3点の基準点A1〜A3が形成され、同様に下ウェハW2の接合面W2jには予め定められた複数、たとえば3点の基準点B1〜B3が形成される。これら基準点A1〜A3,B1〜B3としては、たとえば上ウェハW1および下ウェハW2上に形成された所定のパターンがそれぞれ用いられる。なお、基準点の数は任意に設定可能である。   As shown in FIG. 14A, a plurality of predetermined reference points A1 to A3, for example, three reference points A1 to A3 are formed on the bonding surface W1j of the upper wafer W1, and similarly, predetermined on the bonding surface W2j of the lower wafer W2. A plurality of, for example, three reference points B1 to B3 are formed. As these reference points A1 to A3 and B1 to B3, for example, predetermined patterns formed on the upper wafer W1 and the lower wafer W2 are used, respectively. The number of reference points can be arbitrarily set.

まず、図14Aに示すように、上部撮像部281および下部撮像部291の水平方向位置の調節を行う。具体的には、下部撮像部291が上部撮像部281の略下方に位置するように、第1下チャック移動部290と第2下チャック移動部296によって下チャック231を水平方向に移動させる。そして、上部撮像部281と下部撮像部291とで共通のターゲットXを確認し、上部撮像部281と下部撮像部291の水平方向位置が一致するように、下部撮像部291の水平方向位置が微調節される。   First, as shown in FIG. 14A, the horizontal positions of the upper imaging unit 281 and the lower imaging unit 291 are adjusted. Specifically, the lower chuck 231 is moved in the horizontal direction by the first lower chuck moving unit 290 and the second lower chuck moving unit 296 so that the lower imaging unit 291 is positioned substantially below the upper imaging unit 281. Then, the target X common to the upper imaging unit 281 and the lower imaging unit 291 is confirmed, and the horizontal position of the lower imaging unit 291 is fine so that the horizontal positions of the upper imaging unit 281 and the lower imaging unit 291 match. Adjusted.

次に、図14Bに示すように、第1下チャック移動部290によって下チャック231を鉛直上方に移動させた後、上チャック230と下チャック231の水平方向位置の調節が行われる。   Next, as shown in FIG. 14B, after the lower chuck 231 is moved vertically upward by the first lower chuck moving unit 290, the horizontal positions of the upper chuck 230 and the lower chuck 231 are adjusted.

具体的には、第1下チャック移動部290と第2下チャック移動部296によって下チャック231を水平方向に移動させながら、上部撮像部281を用いて下ウェハW2の接合面W2jの基準点B1〜B3を順次撮像する。同時に、下チャック231を水平方向に移動させながら、下部撮像部291を用いて上ウェハW1の接合面W1jの基準点A1〜A3を順次撮像する。なお、図14Bは上部撮像部281によって下ウェハW2の基準点B1を撮像するとともに、下部撮像部291によって上ウェハW1の基準点A1を撮像する様子を示している。   Specifically, the reference point B1 of the bonding surface W2j of the lower wafer W2 using the upper imaging unit 281 while moving the lower chuck 231 in the horizontal direction by the first lower chuck moving unit 290 and the second lower chuck moving unit 296. To B3 are sequentially imaged. At the same time, while moving the lower chuck 231 in the horizontal direction, the lower imaging unit 291 is used to sequentially image the reference points A1 to A3 of the bonding surface W1j of the upper wafer W1. 14B shows a state in which the upper imaging unit 281 images the reference point B1 of the lower wafer W2, and the lower imaging unit 291 images the reference point A1 of the upper wafer W1.

撮像された画像データは、制御装置70に出力される。制御装置70では、上部撮像部281で撮像された画像データと下部撮像部291で撮像された画像データとに基づいて、上ウェハW1の基準点A1〜A3と下ウェハW2の基準点B1〜B3とがそれぞれ合致するように、第1、第2下チャック移動部290,296によって下チャック231の水平方向位置を調節させる。こうして上チャック230と下チャック231の水平方向位置が調節され、上ウェハW1と下ウェハW2の水平方向位置が調節される。   The captured image data is output to the control device 70. In the control device 70, based on the image data picked up by the upper image pickup unit 281 and the image data picked up by the lower image pickup unit 291, the reference points A1 to A3 of the upper wafer W1 and the reference points B1 to B3 of the lower wafer W2 The horizontal position of the lower chuck 231 is adjusted by the first and second lower chuck moving parts 290 and 296 so that the two match each other. Thus, the horizontal positions of the upper chuck 230 and the lower chuck 231 are adjusted, and the horizontal positions of the upper wafer W1 and the lower wafer W2 are adjusted.

次に、図14Cに示すように、第1下チャック移動部290によって下チャック231を鉛直上方に移動させて、上チャック230と下チャック231の鉛直方向位置の調節が行われ、当該上チャック230に保持された上ウェハW1と下チャック231に保持された下ウェハW2との鉛直方向位置の調節が行われる。このとき、下ウェハW2の接合面W2jと上ウェハW1の接合面W1jとの間隔は所定の距離、たとえば80μm〜200μmになっている。   Next, as shown in FIG. 14C, the lower chuck 231 is moved vertically upward by the first lower chuck moving unit 290, and the vertical positions of the upper chuck 230 and the lower chuck 231 are adjusted. The vertical position of the upper wafer W1 held by the lower wafer W2 and the lower wafer W2 held by the lower chuck 231 is adjusted. At this time, the interval between the bonding surface W2j of the lower wafer W2 and the bonding surface W1j of the upper wafer W1 is a predetermined distance, for example, 80 μm to 200 μm.

このように構成することで、上ウェハW1と下ウェハW2とに対し、水平方向位置および鉛直方向位置の調節を高精度に行うことが可能となる。   With this configuration, the horizontal position and the vertical position can be adjusted with high accuracy with respect to the upper wafer W1 and the lower wafer W2.

図14Dは、上述した水平方向位置および鉛直方向位置の調節が終わった後の上チャック230、上ウェハW1、下チャック231および下ウェハW2の様子を示している。図14Dに示すように、上ウェハW1は、上チャック230のすべての領域230a、230b、230cにおいて真空引きされて保持され、下ウェハW2も下チャック231のすべての領域231a、231bにおいて真空引きされて保持されている。   FIG. 14D shows a state of the upper chuck 230, the upper wafer W1, the lower chuck 231 and the lower wafer W2 after the adjustment of the horizontal position and the vertical position is completed. As shown in FIG. 14D, the upper wafer W1 is evacuated and held in all the regions 230a, 230b, and 230c of the upper chuck 230, and the lower wafer W2 is also evacuated in all the regions 231a and 231b of the lower chuck 231. Is held.

次に、上ウェハW1と下ウェハW2とを常温常圧下において分子間力により接合する接合処理が行われる。ここで、常温とは、接合装置41が設置される場所の温度であり、たとえば25℃〜70℃の温度範囲であるが、これに限定されるものではない。また、常圧とは、たとえば大気圧であるが、大気圧と全く同一であることを要さず、大気圧に対し、たとえば±10kPaの圧力範囲を含んでいてもよい。   Next, a bonding process is performed in which the upper wafer W1 and the lower wafer W2 are bonded by an intermolecular force under normal temperature and normal pressure. Here, the normal temperature is a temperature at a location where the bonding apparatus 41 is installed, and is, for example, a temperature range of 25 ° C. to 70 ° C., but is not limited thereto. Moreover, although normal pressure is atmospheric pressure, for example, it does not need to be exactly the same as atmospheric pressure, and may include, for example, a pressure range of ± 10 kPa with respect to atmospheric pressure.

接合処理では、具体的には、真空ポンプ241aの作動を停止して、図14Eに示すように、領域230aにおける吸引管240aからの上ウェハW1の真空引きを停止する。このとき、領域230b,230cでは、上ウェハW1が真空引きされて吸着保持されている。その後、押動部材250の押動ピン251を下降させることによって、上ウェハW1の中心部W1aを押圧しながら当該上ウェハW1を下降させる。このとき、押動ピン251には、上ウェハW1がない状態で当該押動ピン251が70μm移動するような荷重、たとえば200gがかけられる。そして、押動部材250によって、上ウェハW1の中心部W1aと下ウェハW2の中心部W2aを当接させて押圧する。   Specifically, in the bonding process, the operation of the vacuum pump 241a is stopped, and the evacuation of the upper wafer W1 from the suction tube 240a in the region 230a is stopped as shown in FIG. 14E. At this time, in the areas 230b and 230c, the upper wafer W1 is evacuated and held by suction. Thereafter, the push pin 251 of the push member 250 is lowered to lower the upper wafer W1 while pressing the central portion W1a of the upper wafer W1. At this time, a load such as 200 g is applied to the push pin 251 so that the push pin 251 moves by 70 μm in the absence of the upper wafer W1. Then, the central portion W1a of the upper wafer W1 and the central portion W2a of the lower wafer W2 are brought into contact with each other and pressed by the pushing member 250.

これにより、押圧された上ウェハW1の中心部W1aと下ウェハW2の中心部W2aとの間で接合が開始する(図14E中の太線部)。すなわち、上ウェハW1の接合面W1jと下ウェハW2の接合面W2jはそれぞれ改質されているため、まず、接合面W1j,W2j間にファンデルワールス力(分子間力)が生じ、当該接合面W1j,W2j同士が接合される。さらに、上ウェハW1の接合面W1jと下ウェハW2の接合面W2jはそれぞれ親水化されているため、接合面W1j,W2j間の親水基が水素結合し、接合面W1j,W2j同士が強固に接合される。   As a result, the bonding starts between the pressed center portion W1a of the upper wafer W1 and the center portion W2a of the lower wafer W2 (thick line portion in FIG. 14E). That is, since the bonding surface W1j of the upper wafer W1 and the bonding surface W2j of the lower wafer W2 are respectively modified, first, van der Waals force (intermolecular force) is generated between the bonding surfaces W1j and W2j, and the bonding surface W1j and W2j are joined together. Furthermore, since the bonding surface W1j of the upper wafer W1 and the bonding surface W2j of the lower wafer W2 are each made hydrophilic, the hydrophilic groups between the bonding surfaces W1j and W2j are hydrogen-bonded, and the bonding surfaces W1j and W2j are firmly bonded to each other. Is done.

その後、図14Fに示すように、押動部材250によって上ウェハW1の中心部W1aと下ウェハW2の中心部W2aを押圧した状態で、真空ポンプ241bの作動を停止して、領域230bにおける吸引管240bからの上ウェハW1の真空引きを停止する。   Thereafter, as shown in FIG. 14F, in a state where the central portion W1a of the upper wafer W1 and the central portion W2a of the lower wafer W2 are pressed by the pushing member 250, the operation of the vacuum pump 241b is stopped, and the suction tube in the region 230b The evacuation of the upper wafer W1 from 240b is stopped.

これにより、領域230bに保持されていた上ウェハW1が下ウェハW2上に落下する。さらにその後、真空ポンプ241cの作動を停止して、領域230cにおける吸引管240cからの上ウェハW1の真空引きを停止する。このように上ウェハW1の中心部W1aから周縁部W1bに向けて、上ウェハW1の真空引きを段階的に停止し、上ウェハW1が下ウェハW2上に段階的に落下して当接する。そして、上述した接合面W1j,W2j間のファンデルワールス力と水素結合による接合が中心部W1aから周縁部W1bに向けて順次拡がる。   As a result, the upper wafer W1 held in the region 230b falls on the lower wafer W2. Thereafter, the operation of the vacuum pump 241c is stopped, and the evacuation of the upper wafer W1 from the suction tube 240c in the region 230c is stopped. In this way, evacuation of the upper wafer W1 is stopped in stages from the central portion W1a of the upper wafer W1 toward the peripheral edge W1b, and the upper wafer W1 drops and contacts the lower wafer W2 in stages. And the joining by the van der Waals force and hydrogen bond between the joint surfaces W1j and W2j described above gradually expands from the central portion W1a toward the peripheral portion W1b.

こうして、図14Gに示すように上ウェハW1の接合面W1jと下ウェハW2の接合面W2jとが全面で当接し、上ウェハW1と下ウェハW2とが接合される。   Thus, as shown in FIG. 14G, the bonding surface W1j of the upper wafer W1 and the bonding surface W2j of the lower wafer W2 come into contact with each other, and the upper wafer W1 and the lower wafer W2 are bonded.

その後、図14Hに示すように、押動部材250を上チャック230まで上昇させる。また、下チャック231において吸引管260a、260bからの下ウェハW2の真空引きを停止して、下チャック231による下ウェハW2の吸着保持を解除する。これにより、接合装置41での接合処理が終了する。   Thereafter, as shown in FIG. 14H, the pushing member 250 is raised to the upper chuck 230. Further, evacuation of the lower wafer W2 from the suction tubes 260a and 260b in the lower chuck 231 is stopped, and the suction holding of the lower wafer W2 by the lower chuck 231 is released. Thereby, the joining process in the joining apparatus 41 is complete | finished.

ところで、上述のように上ウェハW1と下ウェハW2とを常温常圧下で接合すると、接合装置41における上ウェハW1と下ウェハW2との接合状態によっては、接合されたウェハW1,W2間に気泡が発生することがあった。   By the way, when the upper wafer W1 and the lower wafer W2 are bonded at room temperature and normal pressure as described above, depending on the bonding state of the upper wafer W1 and the lower wafer W2 in the bonding apparatus 41, bubbles may be generated between the bonded wafers W1 and W2. May occur.

すなわち、接合システム1の接合装置41では、上述のように上ウェハW1と下ウェハW2とを中心部W1a,W2aから周縁部W1b,W2bに向けて段階的に接触させて接合している。   That is, in the bonding apparatus 41 of the bonding system 1, as described above, the upper wafer W1 and the lower wafer W2 are bonded in a stepwise manner from the central portions W1a and W2a toward the peripheral portions W1b and W2b.

そのため、上ウェハW1と下ウェハW2との間に存在する空気は、上下ウェハW1,W2の段階的な接合に伴って周縁部W1b,W2b側へ押し出されていき、最終的には周縁部W1b,W2b側から外方へ向けて排出される。しかしながら、たとえば空気が外方へ排出される前に周縁部W1b,W2bが接触して接合されると、空気が上ウェハW1と下ウェハW2との間に気泡として残ることがあった。   Therefore, the air existing between the upper wafer W1 and the lower wafer W2 is pushed out toward the peripheral edge portions W1b and W2b with the stepwise joining of the upper and lower wafers W1 and W2, and finally the peripheral edge portion W1b. , Discharged outward from the W2b side. However, for example, if the peripheral edge portions W1b, W2b are brought into contact and joined before the air is discharged outward, the air may remain as bubbles between the upper wafer W1 and the lower wafer W2.

そこで、本実施形態に係る接合システム1では、重合ウェハTを所定温度まで昇温させるとともに、所定温度の状態で重合ウェハTを加圧する加圧装置32を備えるようにした。これにより、重合ウェハTにおけるウェハW1,W2間の気泡の発生を抑制することができるとともに、上ウェハW1と下ウェハW2との接合強度(結合力)も向上させることができ、よってウェハW1,W2同士を適切に接合することができる。   Therefore, in the bonding system 1 according to this embodiment, the superposed wafer T is heated to a predetermined temperature, and a pressurizing device 32 that pressurizes the superposed wafer T at a predetermined temperature is provided. Thereby, generation | occurrence | production of the bubble between the wafers W1 and W2 in the superposition | polymerization wafer T can be suppressed, and also the joining strength (bonding force) of the upper wafer W1 and the lower wafer W2 can be improved. W2 can be appropriately joined together.

さらに、本実施形態に係る接合システム1では、加圧装置32で加圧する前に、重合ウェハTを予熱温度まで昇温させる予熱装置31を備えるようにした。これにより、接合装置41で接合された重合ウェハTを予熱装置31で予熱温度まで昇温させてから、加圧装置32で加圧することも可能となる。このように、加圧装置32とは別の予熱装置31で重合ウェハTを予め昇温させておくことで、プロセスのスループットを向上させることができる。   Furthermore, in the joining system 1 according to the present embodiment, the preheating device 31 that raises the temperature of the superposed wafer T to the preheating temperature is provided before pressurization by the pressurizing device 32. As a result, the superposed wafer T joined by the joining device 41 can be heated to the preheating temperature by the preheating device 31 and then pressurized by the pressurizing device 32. Thus, the throughput of the process can be improved by raising the temperature of the superposed wafer T in advance by the preheating device 31 different from the pressurizing device 32.

<4.予熱装置の構成>
以下、予熱装置31について図15を参照して説明する。図15は、予熱装置31の構成を示す模式側面図である。
<4. Configuration of preheating device>
Hereinafter, the preheating device 31 will be described with reference to FIG. FIG. 15 is a schematic side view showing the configuration of the preheating device 31.

図15に示すように、予熱装置31は、上平板部301と、下平板部401と、チャンバ501とを備える。上平板部301と下平板部401との間には、重合ウェハTが搬送され、下平板部401上に載置される。   As shown in FIG. 15, the preheating device 31 includes an upper flat plate portion 301, a lower flat plate portion 401, and a chamber 501. Between the upper flat plate portion 301 and the lower flat plate portion 401, the superposed wafer T is transported and placed on the lower flat plate portion 401.

詳しくは、上平板部301は、重合ウェハTの上方に位置される。一方、下平板部401は、上平板部301の下方において上平板部301と対向配置されるとともに、重合ウェハTの下方に位置される。上平板部301および下平板部401は、重合ウェハTよりも大径の略円板形状を有する。   Specifically, the upper flat plate portion 301 is positioned above the overlapped wafer T. On the other hand, the lower flat plate portion 401 is disposed opposite to the upper flat plate portion 301 below the upper flat plate portion 301 and is positioned below the overlapped wafer T. The upper flat plate portion 301 and the lower flat plate portion 401 have a substantially disk shape having a larger diameter than the superposed wafer T.

チャンバ501は、内部を密閉可能な処理容器であり、上平板部301や下平板部401などが収容される。なお、図示は省略するが、チャンバ501の側壁には開口が設けられ、かかる開口から重合ウェハTの搬入出が行われる。   The chamber 501 is a processing container whose inside can be sealed, and accommodates the upper flat plate portion 301, the lower flat plate portion 401, and the like. In addition, although illustration is abbreviate | omitted, opening is provided in the side wall of the chamber 501, and the superposition | polymerization wafer T is carried in / out from this opening.

また、上平板部301および下平板部401はそれぞれ加熱機構311,411を内蔵する。加熱機構311は、上平板部301を加熱し、重合ウェハTの上方から、具体的には上ウェハW1側から重合ウェハTを加熱する。加熱機構411は、下平板部401を加熱し、下平板部401上の重合ウェハTを下方から、具体的には下ウェハW2側から加熱する。   The upper flat plate portion 301 and the lower flat plate portion 401 contain heating mechanisms 311 and 411, respectively. The heating mechanism 311 heats the upper flat plate portion 301 to heat the overlapped wafer T from above the overlapped wafer T, specifically, from the upper wafer W1 side. The heating mechanism 411 heats the lower flat plate portion 401 and heats the overlapped wafer T on the lower flat plate portion 401 from below, specifically from the lower wafer W2 side.

そして、予熱装置31の重合ウェハTは、上平板部301の加熱機構311および下平板部401の加熱機構411によって予熱温度まで昇温させる予熱処理が行われる。ここで、予熱温度は、たとえば、常温より高く、かつ、加圧装置32で重合ウェハTを加圧するときの所定温度より低い温度に設定される。なお、本実施形態における予熱温度は、たとえば200℃〜300℃に設定されるが、これは例示であって限定されるものではない。   The superposed wafer T of the preheating device 31 is subjected to preheat treatment for raising the temperature to a preheating temperature by the heating mechanism 311 of the upper flat plate portion 301 and the heating mechanism 411 of the lower flat plate portion 401. Here, the preheating temperature is set to, for example, a temperature higher than normal temperature and lower than a predetermined temperature when pressurizing the superposed wafer T by the pressurizing device 32. In addition, although the preheating temperature in this embodiment is set, for example to 200 to 300 degreeC, this is an illustration and is not limited.

また、下平板部401は、重合ウェハTが載置される載置面413に、複数の支持ピン420が設けられる。支持ピン420は、昇降自在に構成され、下平板部401の載置面413から突出可能とされる。そして、重合ウェハTは、予熱装置31に搬入される際、載置面413から突出した状態の支持ピン420の上に載置され、その後支持ピン420が降下することで、重合ウェハTは載置面413に載置される。   Further, the lower flat plate portion 401 is provided with a plurality of support pins 420 on the placement surface 413 on which the superposed wafer T is placed. The support pin 420 is configured to be movable up and down, and can protrude from the placement surface 413 of the lower flat plate portion 401. When the superposed wafer T is carried into the preheating device 31, the superposed wafer T is placed on the support pins 420 protruding from the placement surface 413, and then the support pins 420 are lowered so that the superposed wafer T is placed. It is placed on the placement surface 413.

なお、上平板部301および下平板部401はそれぞれ、スペーサー321,421によって所定の高さに支持される。   The upper flat plate portion 301 and the lower flat plate portion 401 are supported at a predetermined height by spacers 321 and 421, respectively.

なお、予熱装置31は、スペーサー321に代えて、または、スペーサー321に加えて、上平板部301をZ軸方向に昇降させる昇降機構を備えるようにしてもよい。かかる場合、昇降機構によって上平板部301を重合ウェハTに対して近接あるいは接触させることができ、重合ウェハTを予熱温度まで効率よく昇温させることが可能となる。また、上記した昇降機構では、上平板部301を昇降させるようにしたが、これに限られず、上平板部301および下平板部401の一方、あるいは両方を昇降させる構成であってもよい。   Note that the preheating device 31 may include an elevating mechanism that elevates and lowers the upper flat plate portion 301 in the Z-axis direction instead of the spacer 321 or in addition to the spacer 321. In this case, the upper flat plate portion 301 can be brought close to or in contact with the superposed wafer T by the lifting mechanism, and the superposed wafer T can be efficiently heated to the preheating temperature. In the above-described lifting mechanism, the upper flat plate portion 301 is raised and lowered. However, the present invention is not limited to this, and a configuration in which one or both of the upper flat plate portion 301 and the lower flat plate portion 401 are raised and lowered may be used.

なお、本実施形態に係る予熱装置31において、上平板部301と下平板部401の温度は同じであることが好ましい。これにより、重合ウェハTにおいて、上ウェハW1と下ウェハW2の伸縮量をほぼ同じにすることができ、反りなどの発生を抑制することができる。なお、本明細書において、温度が「同じ」とは、完全に同一であることを要さず、互いの温度差が許容範囲内であれば、温度が「同じ」とみなしてもよい。   In addition, in the preheating apparatus 31 which concerns on this embodiment, it is preferable that the temperature of the upper flat plate part 301 and the lower flat plate part 401 is the same. Thereby, in the superposed wafer T, the amount of expansion / contraction of the upper wafer W1 and the lower wafer W2 can be made substantially the same, and the occurrence of warpage or the like can be suppressed. In the present specification, “the same” temperature does not need to be completely the same, and the temperature may be regarded as “the same” if the temperature difference between the two is within an allowable range.

<5.加圧装置の構成>
次に、加圧装置32について図16を参照して説明する。図16は、加圧装置32の構成を示す模式側面図である。
<5. Configuration of pressurizer>
Next, the pressurizing device 32 will be described with reference to FIG. FIG. 16 is a schematic side view showing the configuration of the pressure device 32.

図16に示すように、加圧装置32は、第1平板部601と、第2平板部701とを備える。第1平板部601と第2平板部701との間には、重合ウェハTが搬送され、第2平板部701上に載置されて保持される。   As shown in FIG. 16, the pressing device 32 includes a first flat plate portion 601 and a second flat plate portion 701. The overlapped wafer T is transported between the first flat plate portion 601 and the second flat plate portion 701 and is placed and held on the second flat plate portion 701.

詳しくは、第1平板部601は、重合ウェハTの上方に位置される。一方、第2平板部701は、第1平板部601の下方において第1平板部601と対向配置されるとともに、重合ウェハTの下方に位置される。第1平板部601および第2平板部701は、重合ウェハTよりも大径の略円板形状を有する。   Specifically, the first flat plate portion 601 is positioned above the overlapped wafer T. On the other hand, the second flat plate portion 701 is disposed below the first flat plate portion 601 so as to face the first flat plate portion 601 and positioned below the overlapped wafer T. The first flat plate portion 601 and the second flat plate portion 701 have a substantially disk shape larger in diameter than the superposed wafer T.

上記した第2平板部701としては、重合ウェハTを吸着保持可能なチャックを用いることができる。具体的には、たとえば、第2平板部701は、静電チャック(ESC:Electrostatic Chuck)であり、重合ウェハTを静電吸着により保持する。   As the second flat plate portion 701 described above, a chuck capable of adsorbing and holding the overlapped wafer T can be used. Specifically, for example, the second flat plate portion 701 is an electrostatic chuck (ESC), and holds the superposed wafer T by electrostatic adsorption.

ここで、第2平板部701の構成について図17を参照して説明する。図17は、第2平板部701の構成を示す模式側面図である。   Here, the configuration of the second flat plate portion 701 will be described with reference to FIG. FIG. 17 is a schematic side view showing the configuration of the second flat plate portion 701.

図17に示すように、第2平板部701は、ジョンソン・ラーベック型の静電チャックであり、静電吸着部711を備える。   As shown in FIG. 17, the second flat plate portion 701 is a Johnson-Rahbek type electrostatic chuck and includes an electrostatic attraction portion 711.

静電吸着部711は、複数の内部電極711aを備えており、これらの内部電極711aによって保持面713に発生する静電気力を利用して、重合ウェハTを下方から吸着させる。   The electrostatic attraction unit 711 includes a plurality of internal electrodes 711a, and uses the electrostatic force generated on the holding surface 713 by the internal electrodes 711a to adsorb the overlapped wafer T from below.

このように、第2平板部701として静電チャックを用いることで、たとえば減圧(真空)下においても重合ウェハTを保持しておくことが可能となる。すなわち、静電チャックは、減圧(真空)環境下でも吸着力が低下することがないため、重合ウェハTを確実に保持しておくことができる。   As described above, by using the electrostatic chuck as the second flat plate portion 701, for example, the superposed wafer T can be held even under reduced pressure (vacuum). In other words, since the electrostatic chuck does not decrease the adsorption force even under a reduced pressure (vacuum) environment, the superposed wafer T can be reliably held.

また、第2平板部701は、静電吸着部711に加え、真空吸着部712を備える。図17に示すように、真空吸着部712は、吸引管712aと、保持面713から吸引管712aへ連通する複数の貫通孔712bとを備える。吸引管712aには、真空ポンプ714が接続される。   Further, the second flat plate part 701 includes a vacuum suction part 712 in addition to the electrostatic suction part 711. As shown in FIG. 17, the vacuum suction part 712 includes a suction tube 712a and a plurality of through holes 712b communicating from the holding surface 713 to the suction tube 712a. A vacuum pump 714 is connected to the suction pipe 712a.

かかる真空吸着部712は、真空ポンプ714の吸気によって発生する負圧を利用し、重合ウェハTを吸着させることによって、重合ウェハTを保持する。なお、第2平板部701は、たとえば窒化アルミニウムなどのセラミックスにより形成される。   The vacuum suction unit 712 uses the negative pressure generated by the suction of the vacuum pump 714 to hold the superposed wafer T by adsorbing the superposed wafer T. The second flat plate portion 701 is formed of ceramics such as aluminum nitride.

また、上記では、第2平板部701が、静電吸着部711および真空吸着部712の両方を備えるように構成したが、いずれか一方を備えるようにしてもよい。具体的には、たとえば、後述する重合ウェハTの加圧処理において、減圧下で加圧する場合は、真空吸着部712による吸着力が低下するため、静電吸着部711を備えている方が好ましい。他方、たとえば、減圧下で重合ウェハTを加圧しない場合は、静電吸着部711および真空吸着部712のいずれか一方であってもよい。   In the above description, the second flat plate portion 701 is configured to include both the electrostatic chuck 711 and the vacuum chuck 712, but may include either one. Specifically, for example, in the pressurization process of the superposed wafer T described later, when the pressure is applied under reduced pressure, the suction force by the vacuum suction unit 712 is reduced, and therefore it is preferable to include the electrostatic suction unit 711. . On the other hand, for example, when the superposed wafer T is not pressurized under reduced pressure, it may be either one of the electrostatic adsorption unit 711 and the vacuum adsorption unit 712.

図16に示すように、第1平板部601は第1加熱機構617を内蔵し、第2平板部701は第2加熱機構717を内蔵する。第1加熱機構617は第1平板部601を加熱し、重合ウェハTを上方から、具体的には上ウェハW1側から重合ウェハTを加熱する。第2加熱機構717は第2平板部701を加熱し、第2平板部701によって保持された重合ウェハTを下方から、具体的には下ウェハW2側から加熱する。   As shown in FIG. 16, the first flat plate portion 601 includes a first heating mechanism 617, and the second flat plate portion 701 includes a second heating mechanism 717. The first heating mechanism 617 heats the first flat plate portion 601 to heat the overlapped wafer T from above, specifically from the upper wafer W1 side. The second heating mechanism 717 heats the second flat plate portion 701 and heats the overlapped wafer T held by the second flat plate portion 701 from below, specifically from the lower wafer W2 side.

そして、加圧装置32の重合ウェハTは、第1平板部601の第1加熱機構617および第2平板部701の第2加熱機構717によって所定温度まで昇温される。ここで、所定温度は、常温より高い温度に設定される。詳しくは、所定温度は、重合ウェハTの接合面W1j,W2jを可変可能な温度であり、より詳しくは、上ウェハW1の接合面W1jおよび下ウェハW2の接合面W2jを相対的に移動させることができる程度の温度である。なお、本実施形態における所定温度は、たとえば300℃〜500℃に設定されるが、これは例示であって限定されるものではない。   The superposed wafer T of the pressurizing device 32 is heated to a predetermined temperature by the first heating mechanism 617 of the first flat plate portion 601 and the second heating mechanism 717 of the second flat plate portion 701. Here, the predetermined temperature is set to a temperature higher than room temperature. Specifically, the predetermined temperature is a temperature at which the bonding surfaces W1j and W2j of the superposed wafer T can be varied. More specifically, the bonding surface W1j of the upper wafer W1 and the bonding surface W2j of the lower wafer W2 are relatively moved. The temperature is such that In addition, although the predetermined temperature in this embodiment is set, for example to 300 to 500 degreeC, this is an illustration and is not limited.

また、本実施形態に係る加圧装置32において、第1平板部601と第2平板部701との温度は同じであることが好ましい。これにより、重合ウェハTにおいて、上ウェハW1と下ウェハW2の伸縮量をほぼ同じにすることができ、反りなどの発生を抑制することができる。   Moreover, in the pressurization apparatus 32 which concerns on this embodiment, it is preferable that the temperature of the 1st flat plate part 601 and the 2nd flat plate part 701 is the same. Thereby, in the superposed wafer T, the amount of expansion / contraction of the upper wafer W1 and the lower wafer W2 can be made substantially the same, and the occurrence of warpage or the like can be suppressed.

第2平板部701は、重合ウェハTと対向する面、すなわち保持面713に、複数の支持ピン(支持部の一例)720が設けられる。支持ピン720は、昇降自在に構成され、第2平板部701の保持面713から突出可能とされる。そして、重合ウェハTは、加圧装置32に搬入される際、保持面713から突出した状態の支持ピン720の上に載置され、その後支持ピン720が降下することで、重合ウェハTは保持面713に載置されて吸着保持される。   The second flat plate portion 701 is provided with a plurality of support pins (an example of a support portion) 720 on the surface facing the overlapped wafer T, that is, the holding surface 713. The support pin 720 is configured to be movable up and down, and can protrude from the holding surface 713 of the second flat plate portion 701. Then, when the superposed wafer T is carried into the pressure device 32, it is placed on the support pins 720 protruding from the holding surface 713, and then the support pins 720 are lowered so that the superposed wafer T is held. It is placed on the surface 713 and held by suction.

なお、このとき、第1加熱機構617および第2加熱機構717はともに作動しているものとする。したがって、たとえば支持ピン720の降下する速度を調節することで、重合ウェハTにおける昇温のスピードを適切に制御することができるが、これについては後述する。   At this time, it is assumed that both the first heating mechanism 617 and the second heating mechanism 717 are operating. Therefore, for example, by adjusting the speed at which the support pins 720 are lowered, the speed of temperature rise in the superposed wafer T can be appropriately controlled. This will be described later.

第2平板部701の周縁部には、重合ウェハTが当該第2平板部701から飛び出したり、滑落したりすることを防止するストッパ部材730が複数箇所、たとえば5箇所に設けられる。なお、第2平板部701は、スペーサー704によって所定の高さに支持される。   Stopper members 730 for preventing the overlapped wafer T from jumping out from the second flat plate portion 701 or sliding down are provided at a plurality of, for example, five locations on the peripheral edge of the second flat plate portion 701. The second flat plate portion 701 is supported at a predetermined height by the spacer 704.

さらに、加圧装置32は、ベース部材801と、加圧機構802とを備える。ベース部材801は、後述する第1チャンバ部811内部の天井面に取り付けられる。   Further, the pressure device 32 includes a base member 801 and a pressure mechanism 802. The base member 801 is attached to the ceiling surface inside the first chamber portion 811 described later.

加圧機構802は、第1平板部601と第2平板部701とを相対的に移動させることによって重合ウェハTを加圧する。具体的には、加圧機構802は、第1平板部601を鉛直下方に移動させることにより、重合ウェハTに上方から接触させて重合ウェハTを加圧する。かかる加圧機構802は、圧力容器803と、気体供給管804と、気体供給源805とを備える。   The pressurizing mechanism 802 pressurizes the overlapped wafer T by relatively moving the first flat plate portion 601 and the second flat plate portion 701. Specifically, the pressurizing mechanism 802 presses the superposed wafer T by bringing the first flat plate portion 601 into contact with the superposed wafer T from above by moving it vertically downward. The pressurizing mechanism 802 includes a pressure vessel 803, a gas supply pipe 804, and a gas supply source 805.

圧力容器803は、たとえば鉛直方向に伸縮自在なステンレス製のベローズにより構成される。圧力容器803の下端部は、第1平板部601の上面に固定され、上端部は、ベース部材801の下面に固定される。   The pressure vessel 803 is made of, for example, a stainless steel bellows that can expand and contract in the vertical direction. The lower end portion of the pressure vessel 803 is fixed to the upper surface of the first flat plate portion 601, and the upper end portion is fixed to the lower surface of the base member 801.

気体供給管804は、その一端がベース部材801および後述する第1チャンバ部811を介して圧力容器803に接続され、他端が気体供給源805に接続される。   One end of the gas supply pipe 804 is connected to the pressure vessel 803 via the base member 801 and a first chamber portion 811 described later, and the other end is connected to the gas supply source 805.

かかる圧力容器803では、気体供給源805から気体供給管804を介して圧力容器803の内部に気体が供給されることにより、圧力容器803が伸長して第1平板部601が降下する。これにより、第1平板部601が重合ウェハTと接触して加圧される。重合ウェハTへの加圧力は、圧力容器803に供給する気体の圧力を調節することで調節される。なお、本実施形態における重合ウェハTへの加圧力は、たとえば0.5MPa〜10MPaに設定されるが、これは例示であって限定されるものではない。   In the pressure vessel 803, the gas is supplied from the gas supply source 805 to the inside of the pressure vessel 803 through the gas supply pipe 804, whereby the pressure vessel 803 is extended and the first flat plate portion 601 is lowered. Thereby, the 1st flat plate part 601 contacts with the superposition | polymerization wafer T, and is pressurized. The pressure applied to the superposed wafer T is adjusted by adjusting the pressure of the gas supplied to the pressure vessel 803. In addition, although the applied pressure to the superposition | polymerization wafer T in this embodiment is set to 0.5 Mpa-10 Mpa, for example, this is an illustration and is not limited.

さらに、加圧装置32は、チャンバ810と、減圧部820とを備える。チャンバ810は、内部を密閉可能な処理容器であり、第1チャンバ部811と、第2チャンバ部812とを備える。   Further, the pressurizing device 32 includes a chamber 810 and a decompression unit 820. The chamber 810 is a processing container whose inside can be sealed, and includes a first chamber portion 811 and a second chamber portion 812.

第1チャンバ部811は、下部が開放された有底筒状の容器であり、内部には、第1平板部601、圧力容器803等が収容される。また、第2チャンバ部812は、上部が開放された有底筒状の容器であり、内部には、第2平板部701、スペーサー704等が収容される。   The first chamber portion 811 is a bottomed cylindrical container having an open lower portion, and the first flat plate portion 601 and the pressure vessel 803 are accommodated therein. The second chamber portion 812 is a bottomed cylindrical container having an open top, and houses a second flat plate portion 701, a spacer 704, and the like.

第1チャンバ部811は、エアシリンダ等の図示しない昇降機構によって鉛直方向に昇降可能に構成される。かかる昇降機構によって第1チャンバ部811を降下させて第2チャンバ部812に当接させることで、チャンバ810の内部に密閉空間が形成される。なお、第1チャンバ部811の第2チャンバ部812との当接面には、チャンバ810の機密性を確保するためのシール部材813が設けられる。シール部材813としては、たとえばOリングが用いられる。   The first chamber portion 811 is configured to be vertically movable by a lifting mechanism (not shown) such as an air cylinder. The first chamber part 811 is lowered by this lifting mechanism and brought into contact with the second chamber part 812, thereby forming a sealed space inside the chamber 810. Note that a sealing member 813 for ensuring the confidentiality of the chamber 810 is provided on the contact surface of the first chamber portion 811 with the second chamber portion 812. For example, an O-ring is used as the seal member 813.

減圧部820は、たとえば第2チャンバ部812の下部に設けられ、チャンバ810内を減圧する。かかる減圧部820は、チャンバ810内の雰囲気を吸気するための吸気管821と、吸気管821に接続された真空ポンプなどの吸気装置822とを備える。   The decompression unit 820 is provided, for example, below the second chamber unit 812, and decompresses the inside of the chamber 810. The decompression unit 820 includes an intake pipe 821 for taking in the atmosphere in the chamber 810 and an intake device 822 such as a vacuum pump connected to the intake pipe 821.

なお、加圧装置32は、図示しない処理容器の内部に設けられており、かかる処理容器の天井部には、FFU(Fan Filter Unit。図示せず)が設けられる。FFUは、図示しない処理容器内にダウンフローを形成する。   The pressurizing device 32 is provided inside a processing container (not shown), and an FFU (Fan Filter Unit; not shown) is provided on the ceiling of the processing container. The FFU forms a down flow in a processing container (not shown).

<6.接合システムの具体的動作>
次に、以上のように構成された接合システム1の具体的な動作について図18を参照して説明する。図18は、接合システム1が実行する処理の処理手順の一部を示すフローチャートである。なお、図18に示す各種の処理は、制御装置70による制御に基づいて実行される。
<6. Specific operation of joining system>
Next, a specific operation of the joining system 1 configured as described above will be described with reference to FIG. FIG. 18 is a flowchart illustrating a part of a processing procedure of processing executed by the joining system 1. Note that the various processes shown in FIG. 18 are executed based on control by the control device 70.

まず、複数枚の上ウェハW1を収容したカセットC1、複数枚の下ウェハW2を収容したカセットC2、および空のカセットC3が、搬入出ステーション2の所定の載置板11に載置される。その後、搬送装置22によりカセットC1内の上ウェハW1が取り出され、処理ステーション3の第3処理ブロックG3のトランジション装置50へ搬送される。   First, a cassette C1 containing a plurality of upper wafers W1, a cassette C2 containing a plurality of lower wafers W2, and an empty cassette C3 are placed on a predetermined placement plate 11 of the carry-in / out station 2. Thereafter, the upper wafer W1 in the cassette C1 is taken out by the transfer device 22 and transferred to the transition device 50 of the third processing block G3 of the processing station 3.

次に、上ウェハW1は、搬送装置61によって第1処理ブロックG1の表面改質装置30へ搬送される。表面改質装置30では、所定の減圧下において、処理ガスである酸素ガスが励起されてプラズマ化され、イオン化される。この酸素イオンが上ウェハW1の接合面W1jに照射されて、当該接合面W1jがプラズマ処理される。これにより、上ウェハW1の接合面W1jは改質される(ステップS1)。   Next, the upper wafer W1 is transferred by the transfer device 61 to the surface modification device 30 of the first processing block G1. In the surface reforming apparatus 30, oxygen gas, which is a processing gas, is excited and turned into plasma and ionized under a predetermined reduced pressure. The oxygen ion is irradiated onto the bonding surface W1j of the upper wafer W1, and the bonding surface W1j is subjected to plasma processing. Thereby, the joint surface W1j of the upper wafer W1 is modified (step S1).

次に、上ウェハW1は、搬送装置61によって第2処理ブロックG2の表面親水化装置40へ搬送される。表面親水化装置40では、スピンチャックに保持された上ウェハW1を回転させながら、当該上ウェハW1上に純水を供給する。そうすると、供給された純水は上ウェハW1の接合面W1j上を拡散し、表面改質装置30において改質された上ウェハW1の接合面W1jに水酸基(シラノール基)が付着して当該接合面W1jが親水化される。また、当該純水によって、上ウェハW1の接合面W1jが洗浄される(ステップS2)。   Next, the upper wafer W1 is transferred by the transfer device 61 to the surface hydrophilizing device 40 of the second processing block G2. In the surface hydrophilizing device 40, pure water is supplied onto the upper wafer W1 while rotating the upper wafer W1 held by the spin chuck. Then, the supplied pure water diffuses on the bonding surface W1j of the upper wafer W1, and a hydroxyl group (silanol group) adheres to the bonding surface W1j of the upper wafer W1 modified by the surface modifying device 30. W1j is hydrophilized. Further, the bonding surface W1j of the upper wafer W1 is cleaned with the pure water (step S2).

上述したステップS1,2の処理は、下ウェハW2に対しても行われる。すなわち、まず、搬送装置22によりカセットC2内の下ウェハW2が取り出され、処理ステーション3のトランジション装置50へ搬送される。   The processes in steps S1 and S2 described above are also performed on the lower wafer W2. That is, first, the lower wafer W2 in the cassette C2 is taken out by the transfer device 22 and transferred to the transition device 50 of the processing station 3.

次に、下ウェハW2は、搬送装置61によって表面改質装置30に搬送され、下ウェハW2の接合面W2jが改質される(ステップS1)。その後、下ウェハW2は、搬送装置61によって表面親水化装置40に搬送され、下ウェハW2の接合面W2jが親水化されるとともに当該接合面W2jが洗浄される(ステップS2)。   Next, the lower wafer W2 is transferred to the surface modification device 30 by the transfer device 61, and the bonding surface W2j of the lower wafer W2 is modified (step S1). Thereafter, the lower wafer W2 is transferred to the surface hydrophilizing device 40 by the transfer device 61, and the bonding surface W2j of the lower wafer W2 is hydrophilized and the bonding surface W2j is cleaned (step S2).

次に、上ウェハW1および下ウェハW2は、搬送装置61によって第2処理ブロックG2の接合装置41に搬送され、接合処理が行われる(ステップS3)。詳しくは、接合装置41に搬入された上ウェハW1は、トランジション200を介して搬送機構201により位置調節機構210へ搬送される。そして位置調節機構210によって、上ウェハW1の水平方向の向きが調節される。   Next, the upper wafer W1 and the lower wafer W2 are transferred by the transfer device 61 to the bonding device 41 of the second processing block G2, and a bonding process is performed (step S3). Specifically, the upper wafer W <b> 1 carried into the bonding apparatus 41 is transferred to the position adjustment mechanism 210 by the transfer mechanism 201 through the transition 200. The position adjusting mechanism 210 adjusts the horizontal direction of the upper wafer W1.

その後、位置調節機構210から反転機構220の保持アーム221に上ウェハW1が受け渡される。続いて搬送領域T1において、保持アーム221を反転させることにより、上ウェハW1の表裏面が反転される。すなわち、上ウェハW1の接合面W1jが下方に向けられる。   Thereafter, the upper wafer W <b> 1 is delivered from the position adjustment mechanism 210 to the holding arm 221 of the reversing mechanism 220. Subsequently, in the transfer region T1, the front and back surfaces of the upper wafer W1 are reversed by reversing the holding arm 221. That is, the bonding surface W1j of the upper wafer W1 is directed downward.

その後、反転機構220の保持アーム221が、第1駆動部224を中心に回動して上チャック230の下方に移動する。そして、反転機構220から上チャック230に上ウェハW1が受け渡される。上ウェハW1は、上チャック230にその非接合面W1nが吸着保持される。   Thereafter, the holding arm 221 of the reversing mechanism 220 rotates around the first driving unit 224 and moves below the upper chuck 230. Then, the upper wafer W 1 is delivered from the reversing mechanism 220 to the upper chuck 230. The non-bonding surface W1n of the upper wafer W1 is sucked and held by the upper chuck 230.

他方、下ウェハW2も、搬送装置61によって接合装置41へ搬送される。接合装置41に搬入された下ウェハW2は、トランジション200を介して搬送機構201により位置調節機構210へ搬送される。そして位置調節機構210によって、下ウェハW2の水平方向の向きが調節される。   On the other hand, the lower wafer W <b> 2 is also transferred to the bonding apparatus 41 by the transfer device 61. The lower wafer W <b> 2 loaded into the bonding apparatus 41 is transferred to the position adjustment mechanism 210 by the transfer mechanism 201 through the transition 200. The position adjustment mechanism 210 adjusts the horizontal direction of the lower wafer W2.

その後、下ウェハW2は、搬送機構201によって下チャック231に搬送され、下チャック231に吸着保持される。このとき、下ウェハW2の接合面W2jが上方を向くように、当該下ウェハW2の非接合面W2nが下チャック231に吸着保持される。   Thereafter, the lower wafer W2 is transferred to the lower chuck 231 by the transfer mechanism 201 and is sucked and held by the lower chuck 231. At this time, the non-bonding surface W2n of the lower wafer W2 is sucked and held by the lower chuck 231 so that the bonding surface W2j of the lower wafer W2 faces upward.

そして、上記で図14A〜図14Hを参照して説明したように、上チャック230に保持された上ウェハW1と下チャック231に保持された下ウェハW2との水平方向および鉛直方向の位置調節が行われる。次いで、上記したように真空ポンプ241a,241b,241cおよび押動部材250の動作が制御されて、上ウェハW1と下ウェハW2とが分子間力によって接合される。   Then, as described above with reference to FIGS. 14A to 14H, the horizontal and vertical position adjustments of the upper wafer W1 held by the upper chuck 230 and the lower wafer W2 held by the lower chuck 231 are performed. Done. Next, as described above, the operations of the vacuum pumps 241a, 241b, 241c and the pushing member 250 are controlled, and the upper wafer W1 and the lower wafer W2 are bonded by intermolecular force.

次いで、上ウェハW1と下ウェハW2とが接合された重合ウェハTは、搬送装置61によって予熱装置31へ搬送される。そして、予熱装置31に搬入された重合ウェハTは、上平板部301の加熱機構311および下平板部401の加熱機構411によって予熱温度まで昇温させる予熱処理が行われる(ステップS4)。このように、加圧装置32とは別の予熱装置31で重合ウェハTを予め昇温させておくことで、プロセスのスループットを向上させることができる。   Next, the superposed wafer T to which the upper wafer W1 and the lower wafer W2 are bonded is transported to the preheating device 31 by the transport device 61. The superposed wafer T carried into the preheating device 31 is subjected to preheat treatment for raising the temperature to a preheating temperature by the heating mechanism 311 of the upper flat plate portion 301 and the heating mechanism 411 of the lower flat plate portion 401 (step S4). Thus, the throughput of the process can be improved by raising the temperature of the superposed wafer T in advance by the preheating device 31 different from the pressurizing device 32.

次いで、予熱温度まで昇温された重合ウェハTは、搬送装置61によって加圧装置32へ搬送される。そして、加圧装置32では、搬送された重合ウェハTを所定温度まで昇温させるとともに、所定温度で重合ウェハTを加圧する加圧処理が行われる(ステップS5)。   Next, the superposed wafer T heated to the preheating temperature is transferred to the pressurizing device 32 by the transfer device 61. Then, the pressurizing device 32 performs a pressurizing process for raising the temperature of the conveyed superposed wafer T to a predetermined temperature and pressurizing the superposed wafer T at a predetermined temperature (step S5).

かかる加圧処理が完了すると、重合ウェハTは、搬送装置61によってトランジション装置50に搬送され、その後、搬入出ステーション2の搬送装置22によって所定の載置板11のカセットC3に搬送される。こうして、一連の処理が終了する。   When the pressurizing process is completed, the overlapped wafer T is transferred to the transition device 50 by the transfer device 61 and then transferred to the cassette C3 of the predetermined placement plate 11 by the transfer device 22 of the carry-in / out station 2. Thus, a series of processing ends.

次に、上記したステップS5の加圧処理の具体例について、図19〜図20Cを参照して詳しく説明する。図19は、重合ウェハTに対する加圧処理の処理手順を示すフローチャートである。また、図20A〜図20Cは、加圧装置32の動作説明図である。   Next, a specific example of the pressurizing process in step S5 described above will be described in detail with reference to FIGS. 19 to 20C. FIG. 19 is a flowchart showing a processing procedure for pressurizing the overlapped wafer T. 20A to 20C are operation explanatory views of the pressurizing device 32.

図19に示すように、加圧装置32は、搬送装置61によって搬送された重合ウェハTを支持ピン720の上に載置して支持する(ステップS11。図20A参照)。   As shown in FIG. 19, the pressurizing device 32 places and supports the superposed wafer T transported by the transport device 61 on the support pins 720 (step S11, see FIG. 20A).

次いで、加圧装置32は、支持ピン720を徐々に降下させながら、重合ウェハTを所定温度まで昇温させる(ステップS12)。なお、第1平板部601および第2平板部701は、第1加熱機構617および第2加熱機構717によって予め所定温度となっているものとする。   Next, the pressure device 32 raises the temperature of the superposed wafer T to a predetermined temperature while gradually lowering the support pins 720 (step S12). In addition, the 1st flat plate part 601 and the 2nd flat plate part 701 shall be predetermined temperature by the 1st heating mechanism 617 and the 2nd heating mechanism 717 previously.

すなわち、支持ピン720を徐々に降下させることで、第2平板部701と重合ウェハTとのギャップを徐々に短くし、重合ウェハTを予熱温度から所定温度まで徐々に昇温させるようにした。   That is, by gradually lowering the support pins 720, the gap between the second flat plate portion 701 and the overlapped wafer T is gradually shortened, and the overlapped wafer T is gradually heated from the preheating temperature to a predetermined temperature.

これにより、たとえば支持ピン720の降下する速度を調節することで、重合ウェハTにおける昇温のスピードを適切に制御することができる。具体的には、たとえば、搬送直後の重合ウェハTを、第2平板部701の保持面713にすぐに載置した場合に比べて、重合ウェハTの急峻な温度上昇を防止でき、重合ウェハTへの熱の影響を軽減することができる。   Thereby, for example, by adjusting the speed at which the support pins 720 are lowered, the speed of temperature rise in the superposed wafer T can be appropriately controlled. Specifically, for example, compared with the case where the superposed wafer T immediately after the transfer is immediately placed on the holding surface 713 of the second flat plate portion 701, the temperature rise of the superposed wafer T can be prevented, and the superposed wafer T The effect of heat on can be reduced.

なお、上記では、重合ウェハTが搬送されたときに、第1平板部601および第2平板部701が予め所定温度となっている場合を例として示したが、これに限定されるものではない。すなわち、たとえば、重合ウェハTが搬送されたときに、第1平板部601および第2平板部701が予熱温度であってもよい。かかる場合、第1、第2平板部601,701は、重合ウェハTが搬送された後、第1、第2加熱機構617,717によって予熱温度から所定温度まで加熱され、それによって重合ウェハTが所定温度まで昇温されることとなる。   In the above description, the case where the first flat plate portion 601 and the second flat plate portion 701 are at a predetermined temperature in advance when the overlapped wafer T is transported is shown as an example. However, the present invention is not limited to this. . That is, for example, when the overlapped wafer T is transported, the first flat plate portion 601 and the second flat plate portion 701 may be at the preheating temperature. In such a case, the first and second flat plate portions 601 and 701 are heated from the preheating temperature to the predetermined temperature by the first and second heating mechanisms 617 and 717 after the superposed wafer T is transported, whereby the superposed wafer T is The temperature is raised to a predetermined temperature.

つづいて、加圧装置32は、第2平板部701を用いて重合ウェハTを下方から吸着保持する(ステップS13)。具体的には、たとえば、加圧装置32の第2平板部701にあっては、真空吸着部712によって重合ウェハTを吸着し、その後静電吸着部711によって重合ウェハTを吸着保持する。なお、静電吸着部711による重合ウェハTの吸着が完了した後、真空吸着部712による吸着は停止されるようにしてもよい。   Subsequently, the pressurizing device 32 sucks and holds the overlapped wafer T from below using the second flat plate portion 701 (step S13). Specifically, for example, in the second flat plate portion 701 of the pressurizing device 32, the superposed wafer T is sucked by the vacuum suction portion 712, and then the superposed wafer T is sucked and held by the electrostatic suction portion 711. Note that the suction by the vacuum suction unit 712 may be stopped after the suction of the superposed wafer T by the electrostatic suction unit 711 is completed.

これにより、第2平板部701は、重合ウェハTを確実に吸着保持することができる。すなわち、接合装置41で接合された重合ウェハTは、反りが生じている場合があり、かかる場合、加圧装置32には反った状態の重合ウェハTが搬送される。また、反りが生じた重合ウェハTは、所定温度まで昇温させられることで、軟化した状態である。   Thereby, the 2nd flat plate part 701 can adsorb | suck and hold the superposition | polymerization wafer T reliably. That is, the overlapped wafer T bonded by the bonding apparatus 41 may be warped. In such a case, the overlapped wafer T in a warped state is conveyed to the pressurizing apparatus 32. Further, the overlapped wafer T in which the warp has occurred is in a softened state by being heated to a predetermined temperature.

そこで、加圧装置32にあっては、上記のように、真空吸着部712によって重合ウェハTを吸引して、重合ウェハTの平坦性をある程度確保し、その後、静電吸着部711で静電吸着して保持することで、第2平板部701は重合ウェハTを確実に吸着保持することができる。   Therefore, in the pressurizing device 32, as described above, the superposed wafer T is sucked by the vacuum suction unit 712, and the flatness of the superposed wafer T is ensured to some extent. By adsorbing and holding, the second flat plate portion 701 can reliably adsorb and hold the overlapped wafer T.

つづいて、加圧装置32は、第1チャンバ部811を降下させる(ステップS14)。これにより、第1チャンバ部811が第2チャンバ部812に当接して、チャンバ810内に密閉空間が形成される(図20B参照)。   Subsequently, the pressurizing device 32 lowers the first chamber portion 811 (step S14). Accordingly, the first chamber portion 811 contacts the second chamber portion 812, and a sealed space is formed in the chamber 810 (see FIG. 20B).

なお、ここでは、重合ウェハTを所定温度まで昇温させた後に第1チャンバ部811を降下させるようにしたが、これに限られるものではない。すなわち、たとえば重合ウェハTを昇温させる前(ステップS12の処理の前)や、重合ウェハTを昇温させる処理の途中で、第1チャンバ部811を降下させるようにしてもよい。   Here, the temperature of the superposed wafer T is raised to a predetermined temperature and then the first chamber portion 811 is lowered. However, the present invention is not limited to this. That is, for example, the first chamber portion 811 may be lowered before the temperature of the overlapped wafer T is increased (before the process of step S12) or during the process of increasing the temperature of the overlapped wafer T.

つづいて、加圧装置32は、減圧部820を用いてチャンバ810内の雰囲気を吸気することによってチャンバ810内を減圧する、具体的にはチャンバ810内を真空にする(ステップS15)。   Subsequently, the pressurizing device 32 decompresses the interior of the chamber 810 by sucking the atmosphere in the chamber 810 using the decompression unit 820, specifically, evacuates the chamber 810 (step S15).

なお、上記では、加圧装置32は、重合ウェハTを昇温させた後、チャンバ810内を減圧するようしたが、これに限られず、チャンバ810内を減圧した後、重合ウェハTを昇温させるようにしてもよい。   In the above description, the pressurizing device 32 increases the temperature of the overlapped wafer T and then depressurizes the chamber 810. However, the present invention is not limited to this. You may make it make it.

つづいて、加圧装置32は、加圧機構802の圧力容器803に気体を供給して第1平板部601を降下させる(ステップS16)。これにより、第1平板部601と重合ウェハTとが接触する。   Subsequently, the pressurizer 32 supplies gas to the pressure vessel 803 of the pressurizing mechanism 802 to lower the first flat plate portion 601 (step S16). Thereby, the 1st flat plate part 601 and the superposition | polymerization wafer T contact.

なお、上記では、ステップS15でチャンバ810内を減圧した後、ステップS16で第1平板部601を降下させるようにしたが、これに限られず、たとえば、ステップS16の処理をステップS15よりも前に行ってもよい。   In the above description, after reducing the pressure in the chamber 810 in step S15, the first flat plate portion 601 is lowered in step S16. However, the present invention is not limited to this. For example, the process in step S16 is performed before step S15. You may go.

つづいて、加圧装置32は、圧力容器803に気体をさらに供給して圧力容器803内を所望の圧力にすることにより、重合ウェハTを第1平板部601で加圧する(ステップS17。図20C参照)。   Subsequently, the pressurizing device 32 further pressurizes the superposed wafer T with the first flat plate portion 601 by further supplying gas to the pressure vessel 803 to bring the inside of the pressure vessel 803 to a desired pressure (step S17, FIG. 20C). reference).

重合ウェハTは加熱によって軟化しており、かかる重合ウェハTに所望の圧力で押圧されることによって、ウェハW1,W2間の気泡を抜くことができるとともに、上ウェハW1と下ウェハW2との接合強度も向上させることができる。   The superposed wafer T is softened by heating, and when the superposed wafer T is pressed against the superposed wafer T with a desired pressure, air bubbles between the wafers W1 and W2 can be removed, and the upper wafer W1 and the lower wafer W2 are joined. The strength can also be improved.

重合ウェハTは、第2平板部701によって下方から吸着保持されているため、たとえば反りが伸びた状態で加圧されることとなる。これにより、第1平板部601からの加圧力は、重合ウェハTに対して均一または略均一に伝達され、ウェハW1,W2間の気泡を効率よく抜くことができるとともに、重合ウェハTに割れ等が生じることを抑制することができる。   Since the overlapped wafer T is adsorbed and held from below by the second flat plate portion 701, for example, the overlapped wafer T is pressed in a state where the warp is extended. Thereby, the applied pressure from the first flat plate portion 601 is transmitted uniformly or substantially uniformly to the overlapped wafer T, and air bubbles between the wafers W1 and W2 can be efficiently removed, and the overlapped wafer T is cracked. Can be prevented from occurring.

また、チャンバ810内は減圧されているため、ウェハW1,W2間の気泡をより一層抜けやすくすることができる。さらには、チャンバ810内は減圧されているため、重合ウェハTにおける酸化を抑制することもできる。   In addition, since the pressure in the chamber 810 is reduced, the bubbles between the wafers W1 and W2 can be more easily removed. Furthermore, since the inside of the chamber 810 is depressurized, oxidation in the superposed wafer T can be suppressed.

なお、上記では、減圧下で重合ウェハTを加圧するようにしたが、これは例示であって限定されるものではなく、たとえば常圧下で重合ウェハTの加圧を行うように構成してもよい。かかる場合、加圧装置32から減圧部820を除去することが可能となり、よって加圧装置32の簡素化や小型化を図ることができる。   In the above description, the superposed wafer T is pressurized under reduced pressure. However, this is only an example and is not limited. For example, the superposed wafer T may be pressurized under normal pressure. Good. In such a case, it is possible to remove the decompression unit 820 from the pressurizing device 32, and thus the pressurizing device 32 can be simplified and downsized.

つづいて、加圧装置32は、圧力容器803へ供給された気体を圧力容器803から排出して圧力容器803の圧力を低くすることにより、重合ウェハTへの加圧を終了する(ステップS18)。   Subsequently, the pressurizing device 32 ends the pressurization to the superposed wafer T by discharging the gas supplied to the pressure vessel 803 from the pressure vessel 803 and lowering the pressure of the pressure vessel 803 (step S18). .

ここで、重合ウェハTへの加圧は、予め設定された所定時間が経過した場合や気泡が検出装置(図示せず)によって検出されなくなった場合など所定の条件を満たしたときに、終了されるようにしてもよい。   Here, the pressurization to the overlapped wafer T is terminated when a predetermined condition is satisfied, for example, when a preset predetermined time has elapsed or when a bubble is no longer detected by a detection device (not shown). You may make it do.

また、加圧装置32においては、たとえば上記した所定の条件を満たしたときに直ちに加圧を終了する必要はない。すなわち、たとえば、所定の条件を満たした場合に、加圧を終了する前に、第1、第2平板部601,701による加熱を停止する。そして、重合ウェハTの温度が所定の温度範囲を下回ったときに、加圧を終了するようにしてもよい。このように構成すれば、加圧を終了しても、重合ウェハTの温度が下がっていることから、重合ウェハTに反りを生じ難くすることができる。   In the pressurizing device 32, for example, it is not necessary to immediately end the pressurization when the predetermined condition described above is satisfied. That is, for example, when predetermined conditions are satisfied, heating by the first and second flat plate portions 601 and 701 is stopped before pressurization is completed. The pressurization may be terminated when the temperature of the superposed wafer T falls below a predetermined temperature range. If comprised in this way, even if pressurization is complete | finished, since the temperature of the superposition | polymerization wafer T has fallen, it can make it difficult to produce the curvature to the superposition | polymerization wafer T. FIG.

つづいて、加圧装置32は、圧力容器803から気体をさらに排出して第1平板部601を上昇させた後(ステップS19)、減圧部820による減圧状態を解除してチャンバ810内を大気開放する(ステップS20)。   Subsequently, the pressurizing device 32 further discharges the gas from the pressure vessel 803 and raises the first flat plate portion 601 (step S19), and then releases the decompressed state by the decompressing portion 820 to open the chamber 810 to the atmosphere. (Step S20).

つづいて、加圧装置32は、第2平板部701への電圧印加をオフして、第2平板部701による重合ウェハTの保持が解除される(ステップS21)。   Subsequently, the pressure device 32 turns off the voltage application to the second flat plate portion 701, and the holding of the overlapped wafer T by the second flat plate portion 701 is released (step S21).

そして、加圧装置32は、第1チャンバ部811を上昇させた後(ステップS22)、支持ピン720を上昇させて(ステップS23)、一連の接合処理を終了する。   The pressurizing device 32 raises the first chamber portion 811 (step S22), then raises the support pin 720 (step S23), and ends the series of joining processes.

上述してきたように、第1の実施形態に係る接合方法は、表面改質工程と、表面親水化工程と、接合工程と、加圧工程とを含む。表面改質工程は、上ウェハ(第1基板)W1および下ウェハ(第2基板)W2の接合される接合面(表面)W1j,W2jを改質する。表面親水化工程は、改質された上ウェハW1および下ウェハW2の接合面W1j,W2jを親水化する。接合工程は、親水化された上ウェハW1と下ウェハW2とを常温常圧下において分子間力により接合する。加圧工程は、上ウェハW1と下ウェハW2とが接合された重合ウェハ(重合基板)Tを常温より高い所定温度まで昇温させるとともに、所定温度で重合ウェハTを加圧する。これにより、上ウェハW1と下ウェハW2との間に気泡が発生することを抑制して、ウェハW1,W2同士を適切に接合することができる。   As described above, the joining method according to the first embodiment includes a surface modification step, a surface hydrophilization step, a joining step, and a pressurizing step. In the surface modification step, the bonding surfaces (surfaces) W1j and W2j to which the upper wafer (first substrate) W1 and the lower wafer (second substrate) W2 are bonded are modified. In the surface hydrophilization step, the modified bonding surfaces W1j and W2j of the upper wafer W1 and the lower wafer W2 are hydrophilized. In the bonding step, the hydrophilicized upper wafer W1 and lower wafer W2 are bonded by intermolecular force under normal temperature and normal pressure. In the pressurizing step, the temperature of the superposed wafer (polymerized substrate) T to which the upper wafer W1 and the lower wafer W2 are bonded is raised to a predetermined temperature higher than normal temperature, and the superposed wafer T is pressurized at a predetermined temperature. Thereby, generation | occurrence | production of a bubble between the upper wafer W1 and the lower wafer W2 can be suppressed, and wafer W1, W2 can be joined appropriately.

また、第1の実施形態に係る接合方法では、接合工程において上ウェハW1および下ウェハW2を常温常圧下で高精度に位置調節しながら接合された重合ウェハTに対し、加圧工程において高温減圧下で加圧することで、気泡の発生を抑制するようにした。これにより、重合ウェハTの品質を向上させることができる。   In the bonding method according to the first embodiment, the upper wafer W1 and the lower wafer W2 in the bonding process are bonded to the superposed wafer T which is bonded with high accuracy at normal temperature and pressure, and the pressure is reduced at a high temperature. Generation of bubbles was suppressed by applying pressure below. Thereby, the quality of the superposed wafer T can be improved.

(第2の実施形態)
次いで、第2の実施形態に係る接合方法について説明する。上記した第1の実施形態では、加圧装置32の第2平板部701において、真空ポンプ714を作動させると、保持面713の全面で重合ウェハTを吸着保持するように構成される。
(Second Embodiment)
Next, a bonding method according to the second embodiment will be described. In the first embodiment described above, when the vacuum pump 714 is operated in the second flat plate portion 701 of the pressurizing device 32, the superposed wafer T is sucked and held over the entire holding surface 713.

これに対して、第2の実施形態に係る加圧装置32にあっては、第2平板部701の保持面713において複数の吸着領域を備えるようにし、吸着領域ごとに重合ウェハTを吸着保持できるような構成とした。かかる構成を有する第2平板部701によれば、たとえば反りが比較的大きい重合ウェハTであっても、確実に吸着保持することが可能となる。   On the other hand, in the pressure device 32 according to the second embodiment, a plurality of suction areas are provided on the holding surface 713 of the second flat plate portion 701, and the superposed wafer T is suction-held for each suction area. It was configured as possible. According to the second flat plate portion 701 having such a configuration, for example, even a superposed wafer T having a relatively large warp can be reliably sucked and held.

<7.第2の実施形態に係る第2平板部の構成>
以下、第2の実施形態に係る第2平板部701の構成について、図21,22を参照して詳しく説明する。図21は、第2平板部701の構成を示す模式側面図である。また、図22は、第2平板部701を上方から見た場合の模式平面図である。なお、以下においては、第1の実施形態と共通の構成については、同一の符号を付して説明を省略する。
<7. Configuration of Second Flat Plate Section According to Second Embodiment>
Hereinafter, the configuration of the second flat plate portion 701 according to the second embodiment will be described in detail with reference to FIGS. FIG. 21 is a schematic side view showing the configuration of the second flat plate portion 701. FIG. 22 is a schematic plan view when the second flat plate portion 701 is viewed from above. In the following description, the same components as those in the first embodiment are denoted by the same reference numerals and description thereof is omitted.

図21,22に示すように、第2平板部701は、平面視において重合ウェハTより大きい径を有する本体部740を有する。本体部740の上面には、重合ウェハTの下面(非接合面W2n)に接触する複数のピン741が設けられる。   As shown in FIGS. 21 and 22, the second flat plate portion 701 has a main body portion 740 having a larger diameter than the superposed wafer T in plan view. On the upper surface of the main body 740, a plurality of pins 741 that are in contact with the lower surface (non-bonding surface W2n) of the overlapped wafer T are provided.

第2平板部701は、保持面713における吸着領域742を真空ポンプにより真空引きすることにより、吸着領域742を減圧する。これにより、重合ウェハTは、第2平板部701によって吸引されて吸着保持される。   The second flat plate portion 701 decompresses the suction region 742 by evacuating the suction region 742 on the holding surface 713 with a vacuum pump. As a result, the overlapped wafer T is sucked and held by the second flat plate portion 701.

また、本体部740の上面には、第1隔壁部745と第2隔壁部746とがさらに設けられており、これら第1隔壁部745および第2隔壁部746により、第2平板部701の吸着領域742は、第1領域742a、第2領域742bおよび第3領域742cの3つの領域に区分けされる。なお、上記では、吸着領域742を3つの領域に区分けしたが、これに限られず、2つあるいは4つ以上の領域に区分けしてもよい。   In addition, a first partition 745 and a second partition 746 are further provided on the upper surface of the main body 740, and the first flat plate 701 is adsorbed by the first partition 745 and the second partition 746. The region 742 is divided into three regions, a first region 742a, a second region 742b, and a third region 742c. In the above description, the adsorption region 742 is divided into three regions. However, the present invention is not limited to this, and the adsorption region 742 may be divided into two or four or more regions.

第1隔壁部745および第2隔壁部746はともに、平面視において環状形状となるように形成される。また、第2隔壁部746は、第1隔壁部745よりも外周側に配置される。   Both the first partition wall portion 745 and the second partition wall portion 746 are formed to have an annular shape in plan view. Further, the second partition wall portion 746 is disposed on the outer peripheral side with respect to the first partition wall portion 745.

これにより、第1領域742aは、重合ウェハTの中央部を下方から吸着保持する。また、第2領域742bは、第1領域742aよりも重合ウェハTの外周側の部位を吸着保持する。第3領域742cは、第2領域742bよりも重合ウェハTのさらに外周側の部位を吸着保持する。   Thus, the first region 742a sucks and holds the central portion of the overlapped wafer T from below. Further, the second region 742b sucks and holds a portion on the outer peripheral side of the overlapped wafer T with respect to the first region 742a. The third region 742c sucks and holds a portion on the outer peripheral side of the overlapped wafer T with respect to the second region 742b.

また、第1領域742a、第2領域742bおよび第3領域742cの各領域には、それぞれ第1吸引口751a、第2吸引口751bおよび第3吸引口751cが形成される。第1吸引口751a、第2吸引口751bおよび第3吸引口751cには、それぞれ異なる真空ポンプ753a,753b,753cに連通する第1吸引管752a、第2吸引管752bおよび第3吸引管752cが接続される。これにより、第2平板部701は、第1領域742a、第2領域742bおよび第3領域742cごとに重合ウェハTを吸着保持することができる。   A first suction port 751a, a second suction port 751b, and a third suction port 751c are formed in each of the first region 742a, the second region 742b, and the third region 742c. The first suction port 751a, the second suction port 751b, and the third suction port 751c include a first suction tube 752a, a second suction tube 752b, and a third suction tube 752c that communicate with different vacuum pumps 753a, 753b, and 753c, respectively. Connected. Thereby, the 2nd flat plate part 701 can adsorb | suck and hold the superposition | polymerization wafer T for every 1st area | region 742a, 2nd area | region 742b, and 3rd area | region 742c.

<8.第2の実施形態に係る第2平板部の具体的動作>
次に、以上のように構成された第2平板部701の具体的な動作、詳しくは、第2平板部701の重合ウェハTを吸着保持する動作について、図23〜図24Cを参照して説明する。
<8. Specific Operation of Second Flat Plate Part According to Second Embodiment>
Next, a specific operation of the second flat plate portion 701 configured as described above, specifically, an operation of sucking and holding the overlapped wafer T of the second flat plate portion 701 will be described with reference to FIGS. 23 to 24C. To do.

図23は、接合システム1が実行する処理のうち、第2平板部701によって重合ウェハTを吸着保持する処理の処理手順を示すフローチャートである。また、図24A〜図24Cは、第2平板部701の動作説明図である。   FIG. 23 is a flowchart illustrating a processing procedure of a process of sucking and holding the overlapped wafer T by the second flat plate portion 701 among the processes executed by the bonding system 1. 24A to 24C are explanatory diagrams of the operation of the second flat plate portion 701. FIG.

なお、図23に示す処理は、第2平板部701で重合ウェハTを吸着保持する処理であることから、たとえば、図19のフローチャートにおけるステップS13の処理に対応するものである。   Note that the process shown in FIG. 23 is a process of attracting and holding the overlapped wafer T by the second flat plate portion 701, and therefore corresponds to, for example, the process of step S13 in the flowchart of FIG.

以下説明すると、図23に示すように、加圧装置32は、真空ポンプ753aを作動させることにより、第2平板部701の第1領域742aのみで重合ウェハTを吸着保持する(ステップS13a)。これにより、図24Aに示すように、たとえば反りが生じた重合ウェハTにおいて第1領域742aに対応する部位、すなわち、重合ウェハTの中央部のみが第2平板部701から吸引されて吸着保持される。なお、図24Aおよび図24Bでは、理解の便宜のため、重合ウェハTの反りを誇張して示している。   In the following, as shown in FIG. 23, the pressurizing device 32 sucks and holds the overlapped wafer T only in the first region 742a of the second flat plate portion 701 by operating the vacuum pump 753a (step S13a). As a result, as shown in FIG. 24A, for example, in the overlapped wafer T where warpage has occurred, only the portion corresponding to the first region 742a, that is, the central portion of the overlapped wafer T is sucked from the second flat plate portion 701 and is held by suction. The In FIG. 24A and FIG. 24B, the warpage of the overlapped wafer T is exaggerated for convenience of understanding.

つづいて、加圧装置32は、真空ポンプ753aに加え、さらに真空ポンプ753bを作動させることにより、第1領域742aおよび第2領域742bで重合ウェハTを吸着保持する(ステップS13b)。これにより、図24Bに示すように、重合ウェハTにおいて第1領域742aおよび第2領域742bに対応する部位が第2平板部701から吸引されて吸着保持される。   Subsequently, in addition to the vacuum pump 753a, the pressurizing device 32 operates the vacuum pump 753b to suck and hold the overlapped wafer T in the first region 742a and the second region 742b (step S13b). Accordingly, as shown in FIG. 24B, the portions corresponding to the first region 742a and the second region 742b in the overlapped wafer T are sucked from the second flat plate portion 701 and sucked and held.

すなわち、加圧装置32は、第2平板部701の第1領域742aで重合ウェハTの中央部を吸着保持した後、さらに第2領域742bで重合ウェハTの外周側の部位を吸着保持する。   That is, the pressurizing device 32 sucks and holds the central portion of the superposed wafer T in the first region 742a of the second flat plate portion 701, and then sucks and holds the outer peripheral portion of the superposed wafer T in the second region 742b.

つづいて、加圧装置32は、真空ポンプ753a,753bに加え、さらに真空ポンプ753cを作動させることにより、第2平板部701の第1領域742a〜第3領域742cの全ての領域で重合ウェハTを吸着保持する(ステップS13c)。これにより、図24Cに示すように、重合ウェハTにおいての第1領域742a、第2領域742bおよび第3領域742cに対応する全ての部位が第2平板部701から吸引されて吸着保持される。   Subsequently, the pressurizing device 32 operates the vacuum pump 753c in addition to the vacuum pumps 753a and 753b, thereby superposing the overlapped wafer T in all regions of the first region 742a to the third region 742c of the second flat plate portion 701. Is held by suction (step S13c). As a result, as shown in FIG. 24C, all the portions corresponding to the first region 742a, the second region 742b, and the third region 742c in the overlapped wafer T are sucked from the second flat plate portion 701 and are held by suction.

したがって、たとえば仮に、反りが比較的大きい重合ウェハTが第2平板部701に載置された場合であっても、重合ウェハTの中央部から外周側へ向けて段階的に吸引することで、反りを徐々に伸ばして、重合ウェハTの平坦性を確保することができる。   Therefore, for example, even if the overlapped wafer T having a relatively large warp is placed on the second flat plate portion 701, by gradually suctioning from the central portion of the overlapped wafer T toward the outer peripheral side, The warpage can be gradually extended to ensure the flatness of the superposed wafer T.

そして、加圧装置32は、平坦性が確保された重合ウェハTを静電吸着部711によって静電吸着して保持する(ステップS13d)。これにより、第2平板部701にあっては、たとえば反りが比較的大きい重合ウェハTであっても、確実に吸着保持することが可能となる。   The pressurizing device 32 holds the superposed wafer T, which is ensured to be flat, by electrostatic attraction by the electrostatic attraction unit 711 (step S13d). Thereby, in the 2nd flat plate part 701, even if it is the superposition | polymerization wafer T with a comparatively large curvature, for example, it becomes possible to adsorb and hold reliably.

また、重合ウェハTは、反りが伸びた状態で加圧されることとなるため、第1平板部601からの加圧力は、重合ウェハTに対して均一または略均一に伝達される。これにより、第2の実施形態に係る加圧装置32にあっては、ウェハW1,W2間の気泡を効率よく抜くことができるとともに、重合ウェハTに割れ等が生じることを抑制することができる。   Further, since the overlapped wafer T is pressed in a state where the warp is extended, the pressure applied from the first flat plate portion 601 is transmitted uniformly or substantially uniformly to the overlapped wafer T. Thereby, in the pressurization apparatus 32 which concerns on 2nd Embodiment, while being able to extract the bubble between wafer W1, W2 efficiently, it can suppress that a crack etc. arise in the superposition | polymerization wafer T. .

なお、上述した実施形態では、予熱装置31で重合ウェハTを予熱温度まで昇温させるようにしたが、これに限定されるものではない。すなわち、たとえば、接合システム1から予熱装置31を除去し、加圧装置32において重合ウェハTを常温から所定温度まで昇温させるように構成してもよい。かかる場合、接合システム1から予熱装置31を除去する分だけ接合システム1の簡素化や小型化を図ることができる。   In the above-described embodiment, the temperature of the superposed wafer T is raised to the preheating temperature by the preheating device 31, but the invention is not limited to this. That is, for example, the preheating device 31 may be removed from the bonding system 1, and the pressurizing device 32 may be configured to raise the temperature of the superposed wafer T from room temperature to a predetermined temperature. In such a case, the joining system 1 can be simplified and miniaturized as much as the preheating device 31 is removed from the joining system 1.

また、上記では、予熱装置31と加圧装置32とを別体としたが、これに限られるものではなく、たとえば加圧装置32が予熱装置31を備えるように構成してもよい。   In the above description, the preheating device 31 and the pressurizing device 32 are separated from each other. However, the present invention is not limited to this. For example, the pressurizing device 32 may include the preheating device 31.

また、上記した予熱装置31と加圧装置32では、加熱機構311,411や第1、第2加熱機構617,717を用いて重合ウェハTを昇温させるようにしたが、これに限定されるものではない。すなわち、たとえば、温調機構などを用いてチャンバ501,810内の環境温度を上げて重合ウェハTを昇温させるようにしてもよい。   Further, in the preheating device 31 and the pressurizing device 32 described above, the temperature of the superposed wafer T is raised using the heating mechanisms 311 and 411 and the first and second heating mechanisms 617 and 717, but the present invention is limited to this. It is not a thing. That is, for example, the temperature of the superposed wafer T may be increased by raising the environmental temperature in the chambers 501 and 810 using a temperature control mechanism or the like.

また、上記した加圧装置32においては、たとえば、水冷式や空冷式などの冷却機構を備えるように構成し、加圧機構802や減圧部820などのモジュールを保護するようにしてもよい。   In addition, the above-described pressurizing device 32 may be configured to include a cooling mechanism such as a water-cooling type or an air-cooling type to protect modules such as the pressurizing mechanism 802 and the decompression unit 820.

また、トランジション装置50においては、重合ウェハTを冷却する冷却機構を備えるように構成してもよい。これにより、接合システム1にあっては、たとえば、加圧処理後の重合ウェハTをトランジション装置50で冷却した後、カセットC3へ搬送することができる。   Further, the transition device 50 may be configured to include a cooling mechanism for cooling the overlapped wafer T. Thereby, in the joining system 1, for example, after the superposed wafer T after pressure treatment is cooled by the transition device 50, it can be transported to the cassette C3.

さらなる効果や変形例は、当業者によって容易に導き出すことができる。このため、本発明のより広範な態様は、以上のように表しかつ記述した特定の詳細および代表的な実施形態に限定されるものではない。したがって、添付の特許請求の範囲およびその均等物によって定義される総括的な発明の概念の精神または範囲から逸脱することなく、様々な変更が可能である。   Further effects and modifications can be easily derived by those skilled in the art. Thus, the broader aspects of the present invention are not limited to the specific details and representative embodiments shown and described above. Accordingly, various modifications can be made without departing from the spirit or scope of the general inventive concept as defined by the appended claims and their equivalents.

W1 上ウェハ
W2 下ウェハ
T 重合ウェハ
1 接合システム
2 搬入出ステーション
3 処理ステーション
30 表面改質装置
31 予熱装置
32 加圧装置
40 表面親水化装置
41 接合装置
70 制御装置
301 上平板部
311 加熱機構
401 下平板部
411 加熱機構
601 第1平板部
617 第1加熱機構
701 第2平板部
717 第2加熱機構
720 支持ピン
742a 第1領域
742b 第2領域
742c 第3領域
802 加圧機構
820 減圧部
W1 Upper wafer W2 Lower wafer T Superposition wafer 1 Bonding system 2 Loading / unloading station 3 Processing station 30 Surface modification device 31 Preheating device 32 Pressurizing device 40 Surface hydrophilization device 41 Joining device 70 Control device 301 Upper flat plate portion 311 Heating mechanism 401 Lower flat plate portion 411 Heating mechanism 601 First flat plate portion 617 First heating mechanism 701 Second flat plate portion 717 Second heating mechanism 720 Support pin 742a First region 742b Second region 742c Third region 802 Pressure mechanism 820 Decompression unit

Claims (14)

第1基板および第2基板の接合される表面を改質する表面改質工程と、
改質された前記第1基板および前記第2基板の表面を親水化する表面親水化工程と、
親水化された前記第1基板と前記第2基板とを常温常圧下において分子間力により接合する接合工程と、
前記第1基板と前記第2基板とが接合された重合基板を前記常温より高い所定温度まで昇温させるとともに、前記所定温度で前記重合基板を加圧する加圧工程と
を含み、
前記加圧工程は、
前記重合基板の下方に位置する第2平板部の前記重合基板と対向する面に設けられた昇降自在な支持部の上に前記重合基板を載置して支持し、前記支持部に支持された状態で前記重合基板の加熱を前記第2平板部に設けられた第2加熱機構によって開始し、前記支持部を降下させながら前記重合基板を前記所定温度まで昇温させること
を特徴とする接合方法。
A surface modification step for modifying the surfaces to be joined of the first substrate and the second substrate;
A surface hydrophilization step for hydrophilizing the surfaces of the modified first substrate and the second substrate;
A bonding step of bonding the hydrophilized first substrate and the second substrate by intermolecular force under normal temperature and normal pressure;
It causes to warm the first substrate and the second polymer substrate and the substrate is bonded to a higher than the normal temperature the predetermined temperature, see containing a pressurizing step of pressurizing the polymer substrate at the predetermined temperature,
The pressing step includes
The superposed substrate was placed on and supported on a support portion that can be raised and lowered provided on a surface of the second flat plate portion that is positioned below the superposed substrate and faces the superposed substrate, and supported by the support portion. Heating the superposed substrate in a state by a second heating mechanism provided on the second flat plate portion, and raising the temperature of the superposed substrate to the predetermined temperature while lowering the support portion. .
前記加圧工程は、
前記重合基板を減圧下で加圧すること
を特徴とする請求項1に記載の接合方法。
The pressing step includes
The bonding method according to claim 1, wherein the polymerization substrate is pressurized under reduced pressure.
前記加圧工程の前に、前記接合工程によって接合された前記重合基板を前記常温より高くかつ前記所定温度より低い予熱温度まで昇温させる予熱工程
を含むことを特徴とする請求項1または2に記載の接合方法。
The preheating step of raising the temperature of the superposed substrate bonded by the bonding step to a preheating temperature higher than the normal temperature and lower than the predetermined temperature is included before the pressurizing step. The joining method described.
前記所定温度は、
前記重合基板の接合面を可変可能な温度であること
を特徴とする請求項1〜3のいずれか一つに記載の接合方法。
The predetermined temperature is
The joining method according to claim 1, wherein the joining surface of the superposed substrate is at a variable temperature.
前記加圧工程は、
前記重合基板の上方に位置する第1平板部と、前記第2平板部と、前記第1平板部を加熱する第1加熱機構と、前記第2平板部を加熱する前記第2加熱機構と、前記第1平板部と前記第2平板部とを相対的に移動させることによって前記重合基板を加圧する加圧機構とを備える加圧装置を用いて行われること
を特徴とする請求項1〜4のいずれか一つに記載の接合方法。
The pressing step includes
A first flat plate portion located above the polymerization substrate, and prior Symbol second flat plate portion, a first heating mechanism for heating the first flat plate portion, and the second heating mechanism for heating the second flat plate portion The method is performed using a pressurizing device including a pressurizing mechanism that pressurizes the superposed substrate by relatively moving the first flat plate portion and the second flat plate portion. 5. The joining method according to any one of 4 above.
前記加圧工程は、
前記重合基板を下方から吸着保持した状態で加圧すること
を特徴とする請求項1〜のいずれか一つに記載の接合方法。
The pressing step includes
The bonding method according to any one of claims 1 to 5 , wherein the pressure is applied in a state where the superposed substrate is adsorbed and held from below.
前記加圧工程は、
前記重合基板の中央部を下方から吸着保持した後、さらに前記重合基板の前記中央部よりも外周側を下方から吸着保持した状態で加圧すること
を特徴とする請求項1〜のいずれか一つに記載の接合方法。
The pressing step includes
Wherein after the central portion of the polymerized substrate was suction-held from below, further claim 1-6, wherein the polymerization the outer peripheral side from the center of the substrate from below, characterized in that pressurized while holding adsorbed one The joining method as described in one.
第1基板および第2基板の接合される表面を改質する表面改質装置と、
改質された前記第1基板および前記第2基板の表面を親水化する表面親水化装置と、
親水化された前記第1基板と前記第2基板とを常温常圧下において分子間力により接合する接合装置と、
前記第1基板と前記第2基板とが接合された重合基板を前記常温より高い所定温度まで昇温させるとともに、前記所定温度で前記重合基板を加圧する加圧装置と
を備え
前記加圧装置は、
前記重合基板の下方に位置する第2平板部の前記重合基板と対向する面に設けられた昇降自在な支持部の上に前記重合基板を載置して支持し、前記支持部に支持された状態で前記重合基板の加熱を前記第2平板部に設けられた第2加熱機構によって開始し、前記支持部を降下させながら前記重合基板を前記所定温度まで昇温させること
を特徴とする接合システム。
A surface modification device for modifying a surface to which the first substrate and the second substrate are bonded;
A surface hydrophilizing device that hydrophilizes the surfaces of the modified first and second substrates;
A bonding apparatus for bonding the hydrophilized first substrate and the second substrate by an intermolecular force under normal temperature and normal pressure;
A pressure device that raises the temperature of the polymerization substrate to which the first substrate and the second substrate are bonded to a predetermined temperature higher than the room temperature, and pressurizes the polymerization substrate at the predetermined temperature ;
The pressure device is
The superposed substrate was placed on and supported on a support portion that can be raised and lowered provided on a surface of the second flat plate portion that is positioned below the superposed substrate and faces the superposed substrate, and supported by the support portion. Heating the superposition substrate in a state by a second heating mechanism provided on the second flat plate portion, and raising the temperature of the superposition substrate to the predetermined temperature while lowering the support portion .
前記加圧装置は、
前記重合基板が収容される収容部内を減圧する減圧部
を備えることを特徴とする請求項に記載の接合システム。
The pressure device is
The joining system according to claim 8 , further comprising a decompression unit that decompresses the interior of the accommodation unit in which the superposed substrate is accommodated.
前記加圧装置によって加圧される前に、前記接合装置によって接合された前記重合基板を前記常温より高くかつ前記所定温度より低い予熱温度まで昇温させる予熱装置
を備えることを特徴とする請求項またはに記載の接合システム。
The preheating device for raising the temperature of the superposed substrate joined by the joining device to a preheating temperature higher than the normal temperature and lower than the predetermined temperature before being pressurized by the pressurizing device. The joining system according to 8 or 9 .
前記所定温度は、
前記重合基板の接合面を可変可能な温度であること
を特徴とする請求項10のいずれか一つに記載の接合システム。
The predetermined temperature is
The joining system according to any one of claims 8 to 10 , wherein the joining surface of the superposed substrate has a variable temperature.
前記加圧装置は、
前記重合基板の上方に位置する第1平板部と、
記第2平板部と、
前記第1平板部を加熱する第1加熱機構と、
前記第2平板部を加熱する前記第2加熱機構と、
前記第1平板部と前記第2平板部とを相対的に移動させることによって前記重合基板を加圧する加圧機構と
を備えることを特徴とする請求項11のいずれか一つに記載の接合システム。
The pressure device is
A first flat plate portion located above the superposed substrate;
Before Symbol and the second flat plate portion,
A first heating mechanism for heating the first flat plate portion;
Said second heating mechanism for heating the second flat plate portion,
According to any one of claims 8-11, characterized in that it comprises a pressure mechanism for pressurizing the polymer substrate by relatively moving the said the first flat plate portion second plate portion Joining system.
前記加圧装置は、
前記第2平板部を用いて前記重合基板を下方から吸着保持した状態で加圧すること
を特徴とする請求項8〜12のいずれか一つに記載の接合システム。
The pressure device is
The joining system according to any one of claims 8 to 12, wherein the second flat plate portion is used to pressurize the superposed substrate while being adsorbed and held from below.
前記第2平板部は、
前記重合基板の中央部を下方から吸着保持する第1領域と、前記重合基板において前記中央部よりも外周側の部位を下方から吸着保持する第2領域とを含む複数の吸着領域
を備え、
前記加圧装置は、
前記第2平板部の前記第1領域で前記重合基板の前記中央部を吸着保持した後、さらに前記第2平板部の前記第2領域で前記重合基板の外周側の部位を吸着保持した状態で加圧すること
を特徴とする請求項8〜13のいずれか一つに記載の接合システム。
The second flat plate portion is
A plurality of adsorption regions including a first region that adsorbs and holds the central portion of the superposed substrate from below, and a second region that adsorbs and holds a portion on the outer periphery side of the central portion from below in the superposed substrate;
The pressure device is
After the central portion of the superposed substrate is sucked and held in the first region of the second flat plate portion, the outer peripheral portion of the superposed substrate is sucked and held in the second region of the second flat plate portion. The joining system according to claim 8, wherein pressurization is performed.
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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2019075477A (en) * 2017-10-17 2019-05-16 株式会社ディスコ Chuck table mechanism
JP7234494B2 (en) * 2018-01-19 2023-03-08 株式会社ニコン Joining device and joining method
WO2021039427A1 (en) * 2019-08-30 2021-03-04 東京エレクトロン株式会社 Pressing device, substrate processing system, and substrate processing method
WO2024101077A1 (en) * 2022-11-07 2024-05-16 株式会社村田製作所 Shaping device

Family Cites Families (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2008166586A (en) * 2006-12-28 2008-07-17 Fujifilm Corp Jointing method
JP5760392B2 (en) * 2009-11-04 2015-08-12 ボンドテック株式会社 Bonding method, bonding system, and semiconductor device
US9484238B2 (en) * 2013-03-29 2016-11-01 Tokyo Ohka Kogyo Co., Ltd. Attachment method

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